工程地质分析试卷1.doc

工程地质分析原理（试卷一）1、 名词解释（20分）1、 岩体2、 地震基本烈度3、 活断层4、 累进性破坏5、 砂土液化6、 扬压力7、 岩爆8、 滑坡9、 抗力体2、 填空（20分）1、 岩体结构是（ ）与（ ）综合作用的产物。2、 表征一个地区地应力场基本特征的要素主要是（ ）。3、 岩体结构的基本类型包括（ ）、（ ）、（ ）、（ ）。4、 按成因，岩体应力包括以下类型（ ）、（ ）、（ ）、（ ）。5、 当地应力场的中间主应力2垂直，最大主应力1与最小主应力3近水平时，这种应力状态称为（ ）。6、 岩体的强度特征一般取决于（ ）、（ ）、（ ）以及岩体的可能破坏方式。7、 裂隙岩体三轴压缩实验，其变形破坏过程可分为（ ）、（ ）、（ ）、（ ）、（ ）五个阶段。8、 强震通常发生在活动性断裂的如下部位：（ ），（ ），（ ）。9、 斜坡破坏的基本类型有（ ）、（ ）和（ ）。10、 碎屑流形成的基本条件有（ ）、（ ）（ ）。11、 斜坡变形破坏的防治原则是（ ）。12、 洞室围岩变形破坏的特点主要取决于（ ）、（ ）、（ ）。13、 脆性围岩变形破坏的主要类型有（ ）。14、各类挡水建筑物地基承受的荷载实际上都是（ ）与（ ）两者合成的斜向荷载，在这种斜向荷载作用下，在坝上游面附近的坝基上部，存在一个（ ）应力分布区。3、 简答题（20分）1、 活断层判断的地质标志有哪些？2、 岩体强度的“膨胀强化”现象产生的原因？3、 地震时，厚层松软土地基上的哪些建筑物（高层建筑物、中层建筑物、低层建筑物）遭受的震害最严重？为什么？4、 土石渗透变形破坏的基本类型及产生条件？四、分析论述题（40分）1、 试分析斜坡滑移弯曲变形破坏产生的条件及其演变过程。2、 在现代地应力或构造剩余应力较高的层状（特别是薄层状）岩层内修建地下洞室时，洞轴线和轴比应如何规划才有利于洞体稳定性，为什么？3、 岩体坝基有哪些破坏方式？其产生的条件如何？4、 举例说明空隙水压力在岩（土）体变形破坏中的作用及研究意义。工程地质分析原理（试卷一答案）1、 名词解释（20分）1、 岩体 指地质体中与工程建设有关的那一部分，它是赋存于一定的地质环境中，有各类结构面和被其所切割的结构体所构成的地质体。2、 地震基本烈度 在今后一个时期内（一般取100年），在一定地区的一般场地条件下可能遭受的最大地震烈度。3、 活断层 一般理解为目前还在持续活动的断层，或在历史时期或近期地质时期活动过、极有可能在不远的将来重新活动的断层。4、 累进性破坏 由于岩体微破裂的发展，造成显著的应力集中效应，即使工作应力不变，破裂仍会不断地累进性发展，通常某些薄弱环节首先破坏，应力重分布的结果引起次薄弱环节破坏，依次进行下去，直至整体破坏。5、 砂土液化 当松散砂体受到振动时，粒间剪力使砂粒间产生滑移，改变排列状态。如果砂土原处于非紧密排列状态，就会有变为紧密状态的趋势；如砂的孔隙是饱水的，要变密实就需要从空隙中排出一部分水，如砂粒很细则整个砂体渗透不良，瞬间振动变形需要从孔隙中排除的水来不及排出于砂体之外，结果必然使砂体中空隙水压力上升，砂粒之间的有效正应力就随之而降低，当空隙水压力上升到使砂粒间有效正应力降为零时，砂粒就会悬浮在水中，砂体也就完全丧失了强度和承载力，这就是砂土液化。或者：在振动荷载作用下，饱和松散砂体的抗剪强度趋于零，由固体状态转化为液体状态的过程与现象。6、 扬压力 坝基中渗透水流作用于坝底或某一水平计算截面的渗透压力与浮托力之和。7、 岩爆 在高强度脆性岩体中开挖地下洞室时，围岩突然破坏，引起爆炸式的应变能释放，岩块被弹出或抛出的围岩破坏现象。 8、 滑坡 斜坡岩土体在自然或人为因素作用下沿某一界面发生剪切破坏整体向坡下运动的现象。9、 抗力体 拱坝坝肩承受坝端侧向推力的岩体。二、填空（20分）1、岩体结构是（建造）与（改造）综合作用的产物。2、表征一个地区地应力场基本特征的要素主要是（最大主应力的方位和大小及三向应力状态类型）。3、岩体结构的基本类型包括（块体状结构）、（层状结构）、（碎裂结构）、（散体结构）。4、按成因，岩体应力包括以下类型（自重应力）、（构造应力）、（变异及残余应力）、（感生应力）。5、当地应力场的中间主应力2垂直，最大主应力1与最小主应力3近水平时，这种应力状态称为（潜在走滑型）。6、岩体的强度特征一般取决于（岩性）、（结构特征）、（受力状态）以及岩体的可能破坏方式。7、裂隙岩体三轴压缩实验，其变形破坏过程可分为（压密阶段）、（弹性变形阶段）、（稳定破裂发展阶段 ）、（不稳定破裂发展阶段）、（强度丧失及完全破坏阶段）五个阶段。8、强震通常发生在活动性断裂的如下部位：（端部），（拐点），（交汇部位）。9、斜坡破坏的基本类型有（崩塌）、（滑坡）和（侧向扩离）。10、碎屑流形成的基本条件有（碎屑化条件）、（临界运动速度）（适宜的地形条件）。 11、斜坡变形破坏的防治原则是（以防为主，及时治理，并应根据工程的重要性制订具体整治方案）。12、洞室围岩变形破坏的特点主要取决于（初始应力状态）、（岩体结构）、（洞室断面形状）。13、脆性围岩变形破坏的主要类型有（弯折内鼓、张裂塌落、劈裂剥落、剪切滑移及岩爆 ）。14、各类挡水建筑物地基承受的荷载实际上都是（坝体重力）与（库水压力）两者合成的斜向荷载，在这种斜向荷载作用下，在坝上游面附近的坝基上部，存在一个（拉）应力分布区。三、简答题（20分）1、 活断层判断的地质标志有哪些？（5分）活断层一般理解为目前还在持续活动的断层，或在历史时期或近期地质时期活动过、极可能在不远的将来重新活动的断层，后一种情况也可称为潜在活断层（1分）。其地质标志是断层错动在地层中或地表面留下的证据，保留在最新地层中的地层错开是断层活动的长期记录，是最可靠的证据（2分）。地表变形产生的证据为地貌证据，主要地貌证据有：断崖；溪流错开；封闭洼陷或下陷池塘；冲积层中的活断层带经常构成地下水的障壁，这是活断层的特有现象；滑坡分布线由于活断层错动形成的陡崖常发育一系列滑坡；错开的阶地或错开的冲积扇（2）。 2、 岩体强度的“膨胀强化”现象产生的原因？（5分）岩体强度的“膨胀强化”现象产生的原因是：岩体变形进入破裂阶段（尤其是进入不稳定破裂阶段）以后，破裂造成的扩容现象可引起空隙水压力发生显著变化（2分）。 其表现方式有两种：（1）饱水封闭岩体在受力破坏过程中，扩容部位造成真空，使空隙水压力迅速降低，甚至变为负值，产生所谓岩体强度的“膨胀强化”现象，扩容停止以后空隙水压力随着四周地下水的缓慢流入而部分回升（1分）。（2）非封闭的、水进出较畅通的岩体，由于迅速加荷造成的破裂扩容速度超过四周地下水流入扩容区的速度，而引起与前者相似的“膨胀强化”现象，扩容速度减缓或停止，空隙水压力可迅速回升（1分）。“膨胀强化”现象是一种暂时性现象，随着四周地下水“缓慢”或“迅速”进入扩容体，负压现象亦即降低或消失，岩体将因丧失这种临时性的“强化”而导致最终破坏（1分）。 3、 地震时，厚层松软土地基上的哪些建筑物（高层建筑物、中层建筑物、低层建筑物）遭受的震害最严重？为什么？（5分）地震时，厚层松软土地基上高层建筑物破坏最严重（2分）。其原因是： （1） 巨厚层松软土低加速度的远震可以使高层或其它长周期建筑物遭到破坏（1分）。 （2）引起破坏的原因主要是共振，这类自由振动周期长的结构在厚层冲积层上易于产生共振则表明厚层冲积层上地表振动周期往往比较长（1分）。 （3）表层沉积能对基岩传来的地震波起选择放大作用，某些周期的地震波在表土层中多次反射的结果，由于迭加而增强，这样就会使表层振动中这类周期的波多而长，这就是该表土层的卓越周期（1分）。 4、土石渗透变形破坏的基本类型及产生条件？（5分）土石渗透变形破坏的基本类型有：潜蚀，流土，接触流土，接触冲刷（每个类型0.5分）。 土石渗透变形产生的条件要点有：（1） 水动力条件（1分）；（2） 土石结构及颗粒成分条件（1分）；（3）渗流出口条件（1分）。 4、 分析论述题（40分）1、 试分析斜坡岩体滑移弯曲变形破坏产生的条件及其演变过程。（10分）斜坡岩体滑移弯曲变形破坏产生的条件有（4分）：（1） 主要发育在中-陡倾外层状斜坡中；（2） 斜坡的滑移控制面倾角已明显大于该面的峰值摩擦角，上覆岩体具备沿滑移面下滑条件。（3）滑移面未临空，下滑受阻，造成坡角附近顺层板梁承受纵向压应力，在一定条件下可使之发生弯曲变形。（4） 变角倾外（椅状）层状体斜坡中，滑移面前缘虽临空，但平缓段上覆岩体起阻抗作用，在上部陡倾段滑移体的作用下，可在岩层转缓部位造成弯曲变形）。 斜坡岩体滑移弯曲变形破坏演变过程主要有三个阶段（6分），各阶段的要点有：（1） 轻微弯曲变形阶段：弯曲部位仅出现顺层拉裂面、局部压碎，坡面轻微隆起，岩体松动；（2）强烈弯曲、隆起阶段：弯曲显著增强，并出现剖面X型错动，其中一组逐渐发展为滑移切出面；（3）滑移面贯通阶段：滑移面贯通并发展为滑坡，具崩滑特性。2、 在现代地应力或构造剩余应力较高的层状（特别是薄层状）岩层内修建地下洞室时，洞轴线和轴比应如何规划才有利于洞体稳定性，为什么？（10分） 在现代地应力或构造剩余应力较高的薄层状岩层内修建地下洞室，围岩的稳定性与洞室轴向相对于区域最大主应力方位有密切关系，通常洞轴向垂直于最大主应力方向的洞室，其稳定性远低于平行于最大主应力方向者。因此，在该区层状（特别是薄层状）岩层内修建地下洞室，洞室轴线应与最大天然主应力近平行，且洞室轴比（b/a）与N接近时洞室围岩应力的分布有利于洞室的稳定性。（4分）。 原因的回答要点从两方面来分析（每点3分）：（1） 从力学机制上分析在最大主应力方向上围岩破坏概率及严重程度比其它方向大；（2） 从天然地应力对不同洞室的围岩应力分布来分析洞室形状（b/a）对围岩稳定性的影响。 3、 岩石坝基有哪些破坏方式？其产生的条件如何？（10分）岩体坝基破坏类型有（3分）：（1）表面滑动；（2）浅层滑动；（3）深层滑动。 其产生的条件是： （1） 表层滑动是沿混凝土基础与基岩接触面发生的剪切滑动。主要发生在坝基岩体的强度远大于坝体混凝土强度，且岩体完整、无控制滑移的软弱结构面的条件下。混凝土基础与基岩接触面上的摩擦阻力小于作用在坝体上的总水平推力（2分）。 （2） 浅层滑动是当坝基表层岩体的抗剪强度低于坝体混凝土时，剪切破坏往往发生在浅部岩体之内，造成浅层滑动。从产生的条件来看，浅层滑动可能有三种主要类型：一是坝基岩体的岩性软弱；二是由近水平产出的薄层状岩层组成的坝基；三是碎裂结构岩体组成的坝基在坝体的推力作用下发生剪动滑移破坏（2分）。 （3）深层滑动主要是沿已有的软弱结构面发生。因此，只有当地基岩体内存在有软弱结构面，且按一定组合能构成危险滑移体