工程地质分析原理方法第一套试卷答案

1、 工程地质分析原理期末考试试卷（1-4卷）答案见后面一. 比较每组名词之异同（任选6个，每个5分，共计30分）1. 工程地质条件 / 工程地质问题2. 结构面 / 结构体 / 岩体结构3. 岩石 / 岩体4. 自重应力 / 构造应力5. 变异应力 / 残余应力6. 变形 / 破坏7. 蠕滑（稳滑）/ 粘滑8. 地震的震级 / 烈度9. 砂土液化 / 震动液化 / 涌沙二、简述题（任选10题，每题7分，共计70分）1. 阐述人类工程活动与地质环境的相互关系。2. 简述岩体的基本特征。 3. 简述建造和改造对岩体结构的影响。4. 根据裂隙岩石三轴压缩过程曲线，分析岩体变形破坏基本过程和阶段划分。5

2、. 试分析岩石（体）沿原有结构面的剪切机制与过程。 6. 在工程地质评价中，如何判别活断层（活断层的鉴别标志。）7. 场地地震效应的有哪些类型，各有何特征 8. 简述水库诱发地震的特点。 9. 简述砂土地震液化的机制。 10.简述砂土地震液化的判别方法有哪些11. 简述砂土地震液化的防护措施。 12. 简述地面沉降的形成机制及形成条件。 工程地质分析原理期末考试试卷（2卷）一. 比较每组名词之异同（任选6个，每个5分，共计30分）1. 工程地质条件 / 工程地质问题2. 结构面 / 结构体 / 岩体结构3. 自重应力 / 构造应力4. 变形 / 破坏5. 围岩应力 / 山岩压力（山压）6. 凯

3、塞尔（Kaiser）效应 / 岩爆7. 屈服强度 / 残余强度 / 长期强度8. 蠕变 / 松弛9. 固结灌浆 / 帷幕灌浆二、简述题（任选10题，每题7分，共计70分）1. 人类工程活动中可能遇到的主要工程地质问题有哪些2. 简述岩体结构面的成因类型及主要特征。3. 分析影响岩体天然应力状态的主要因素及其作用。4. 试分析岩石（体）沿原有结构面的剪切机制与过程。 5. 简述斜坡岩体应力场的基本特征。 6. 简述斜坡变形破坏的地质力学模式及其形成机制和演化规律7. 简述斜坡变形破坏的防治措施。8. 简述山岩压力（山压）的类型和特点。9. 简述脆性围岩的变形破坏的类型和特点。 10. 简述塑性围

4、岩的变形破坏的类型和特点。11. 简述高地应力区的主要地质标志 12. 简述坝基岩体滑动破坏的形式及各自的特点和发生条件。 13. 改善坝基稳定性的措施有哪些工程地质分析原理试卷（3卷）一. 比较每组名词之异同（任选6个，每个5分，共计30分）1. 工程地质条件 / 工程地质问题2. 岩石 / 岩体3. 变异应力 / 残余应力4. 屈服强度 / 残余强度 / 长期强度5. 围岩应力 / 山岩压力（山压）6. 凯塞尔（Kaiser）效应 / 岩爆7. 屈服强度 / 残余强度 / 长期强度8. 蠕变 / 松弛9. 固结灌浆 / 帷幕灌浆二、简述题（任选10题，每题7分，共计70分）1. 阐述人类工

5、程活动与地质环境的相互关系。2. 人类工程活动中可能遇到的主要工程地质问题有哪些3. 简述岩体的基本特征 4. 简述岩体结构面的成因类型及主要特征。5. 简述建造和改造对岩体结构的影响。6. 分析影响岩体天然应力状态的主要因素及其作用。7. 按照成因，岩体应力有哪些类型各有何特征8. 根据裂隙岩石三轴压缩过程曲线，分析岩体变形破坏基本过程和阶段划分。9. 试分析岩石（体）沿原有结构面的剪切机制与过程。 10. 简述岩溶的形成基本条件。11. 岩溶防渗处理措施与方法有哪些12. 简述土石渗透变形的产生条件。13. 渗透变形的防治措施有哪些工程地质分析原理试卷（4卷）一. 比较每组名词之异同（任选

6、6个，每个5分，共计30分）1. 工程地质条件 / 工程地质问题2. 岩石 / 岩体3. 自重应力 / 构造应力4. 变形 / 破坏5. 蠕滑（稳滑）/ 粘滑6. 砂土液化 / 震动液化 / 涌沙7. 屈服强度 / 残余强度 / 长期强度8. 蠕变 / 松弛9. 固结灌浆 / 帷幕灌浆二、简述题（任选10题，每题7分，共计70分）1. 简述岩体结构面的成因类型及主要特征。2. 按照成因，岩体应力有哪些类型各有何特征3. 根据裂隙岩石三轴压缩过程曲线，分析岩体变形破坏基本过程和阶段划分。4. 在工程地质评价中，如何判别活断层（活断层的鉴别标志。）5. 简述世界三大地震带的基本特征。 6. 简述水

7、库诱发地震的特点。 7. 简述砂土地震液化的机制。 8. 简述地面沉降的形成机制及形成条件。 9. 简述斜坡变形破坏的防治措施。10. 简述脆性围岩的变形破坏的类型和特点。 11. 简述坝基岩体滑动破坏的形式及各自的特点和发生条件。 12. 简述岩溶的形成基本条件。13. 简述土石渗透变形的产生条件。工程地质分析原理考试参考答案（1卷）一. 比较每组名词之异同（任选6个，每个5分，共计30分）1工程地质条件 / 工程地质问题工程地质条件：与人类工程活动密切相关的地质条件，包括岩土类型与工程特性、地形地貌、地质构造、水文地质条件、物理地质现象、天然建筑材料等六个方面。工程地质问题：人类工程活动与

8、地质环境相互联系和相互制约，当出现不协调时，将产生相应的工程地质问题。2结构面 / 结构体 / 岩体结构结构面：岩体内分割固相组分的地质界面的统称。包括原生结构面、构造结构面和浅表生结构面三大类。结构体：未经位移的岩体被结构面切割成的块体或岩块。岩体结构：是建造与改造两者综合作用的结果。它以特定的建造如沉积岩建造、火成岩建造和变质岩建造为其物质基础，建造确定了岩体的原生结构特征而构造作用改造以及浅表生作用改造如卸荷、风化、地下水作用等，使岩体结构趋于复杂化。3岩石 / 岩体岩石：组成地壳的矿物集合体。具有不连续性、各向异性、非均质性、有条件转化性等特点。岩体：赋存于一定地质环境，由各类结构面和

9、被其所切割的结构体所构成的地质体。4自重应力 / 构造应力自重应力：在重力场作用下生成的应力为自重应力。构造应力：岩石圈运动在岩体内形成的应力称为构造应力。构造应力又可分为活动构造应力和剩余构造应力。5. 变异应力 / 残余应力变异应力：岩体的物理、化学变化及岩浆的侵入等，与岩体天然应力形成的关系也较密切。残余应力：承载岩体遭受卸荷或部分卸荷时，岩体中某些组分的膨胀回弹趋势部分地受到其它组分的约束，于是就在岩体结构内形成残余的拉、压应力自相平衡的应力系统。6. 变形 / 破坏变形：岩体承受应力，就会在体积、形状或宏观连续性方面发生某些变化。宏观连续性无显着变化者称为变形。破坏：岩体承受应力，就

10、会在体积、形状或宏观连续性方面发生某些变化。宏观连续性产生显着变化者称为破坏。7. 蠕滑（稳滑）/ 粘滑蠕滑（稳滑）：断层持续不断缓慢蠕动的称为蠕滑或稳滑。粘滑：断层间断地、周期性突然错断的为粘滑。8. 地震的震级 / 烈度地震震级:地震本身能量的大小。它是距震中100km的标准地震仪（周期，阻尼比，放大倍率2800倍）所记录的以微米表示的最大振幅A的对数值，即M=lgA.地震烈度:是地震时一定地点的地面振动强弱的尺度，是指该地点范围内的平均水平而言。9. 砂土液化 / 震动液化 / 涌沙砂土液化：粒间无内聚力的松散砂体，主要靠粒间摩擦力维持本身的稳定性和承受外力。当受到振动时，粒间剪力使砂粒

11、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，就会有变为紧密排列状态的趋势；如果砂的孔隙是饱水的，要变密实就需要从孔隙中排出一部分水，如砂粒很细则整个砂体渗透性不良，瞬时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，砂粒就会悬浮于水中，砂体也就完全丧失了强度和承载能力，这就是砂土液化(sand liquefaction)。振动液化：饱和砂土在地震荷载作用下，产生超孔隙水压力。随着超孔隙水压力的不断增加，砂土的抗剪强度降为零，完全不能承受外荷载而达到液化状态。涌沙：饱水砂

12、土在强烈地震作用下先产生振动液化，使孔隙水压力迅速上升，产生上下水头差和孔隙水自下而上的运动，动水压力推动砂粒向悬浮状态转化，形成渗流液化，使砂层变松，在薄弱环节形成涌沙现象。二、简述题（任选10题，每题7分，共计70分）1.阐述人类工程活动与地质环境的相互关系。人类工程活动都是在一定的地质环境中进行的，两者之间必然产生特定方式的相互关联和相互制约。地质环境对人来工程活动的制约是多方面的。既可以表现为以一定作用影响工程建筑物的稳定和正常使用，也可以表现为以一定作用影响工程活动的安全；还可以表现为由于某些地质条件不具备而提高了工程造价，视地质环境的具体特点和人类工程活动的方式和规模而异。人类工程

13、活动又会以各种方式影响地质环境。例如房屋建筑物引起地基土层的压密，又如桥梁改变了局部水流条件从而使局部河段的侵蚀淤积规律发生变化等。2. 简述岩体的基本特征。 （1）不连续性（2）各向异性（3）非均质性（4）有条件转化性3. 简述建造和改造对岩体结构的影响。（1）按照建造特征，可将岩体划分为块体状（整体状）结构、块状结构、层状结构、碎块结构和散体结构等类型。（2）按照改变的程度，可划分为完整的、块裂化或板裂化的、随裂化的、散体化的等四个等级。4. 根据裂隙岩石三轴压缩过程曲线，分析岩体变形破坏基本过程和阶段划分。（1）压密阶段：岩体中原有张开的结构面逐渐闭合，充填物被压密，压缩变形具有非线性特

14、征，应力应变曲线呈缓坡下凹型。 （2）弹性变形阶段：经压密后，岩体可由不连续介质转化为似连续介质，进入弹性变形阶段，过程长短主要视岩性坚硬程度而顶。 （3）稳定破裂发展阶段：超过弹性极限以后，岩体进入塑性变形阶段，岩体内开始出现微裂隙，且随应力差的增大而发展，当应力保持不变时，破裂也停止发展。由于微裂隙出现，岩体体积压缩速率减缓，而轴向应变速率和侧向应变速率均有所增高。 （4）不稳定的破裂发展阶段：又称为累进性破坏阶段，进入本阶段以后，微破裂的发展出现了质的变化，由于破裂过程中所造成的应力集中效应显着，即使工作应力保持不变，破裂仍然会不断地累进性发展，通常是最薄弱环节首先破坏，应力重分布的结果

15、又引起次薄弱环节破坏，依次进行下去直至整体破坏。 （5）强度丧失和完全破坏阶段：岩体内部的微破裂面发展为贯通性破坏面，岩体强度迅速减弱，变形继续发展，直至岩体被分成相互脱离的块体而完全破坏。5. 试分析岩石（体）沿原有结构面的剪切机制与过程。（1）平面摩擦：通常为地质历史过程中曾经遭受过剪切滑动、随后又未胶结的结构面 。（2）糙面摩擦：通常为地质历史过程中未遭受过明显剪动的结构面。可能有3种情况：越过凸起体、剪断凸起体、刻痕或犁槽。()转动摩擦和滚动摩擦：当剪切是沿某一碎块体构成的剪切带，或沿夹有许多碎块的断裂面发生时，被两组或两组以上的结构面切割的块体可能发生转动或滚动。6. 在工程地质评价

16、中，如何判别活断层（活断层的鉴别标志。）（1）文献调查：对以往工作进行系统调研，找出需要进一步研究的问题。 （2）航卫片判读：对航空照片、卫星相片进行判读解释，查明线性构造，分析断错水系。 （3）地形地貌调查：分析地形图，考查断层在地形上的反映；研究断层的大地貌和微地貌显示。 （4）地表地质调查：在断层及邻近地区进行详细地质调查，查清断层位置、规模、性质和时代等。 （5）开挖和钻探：在断层面附近开挖探槽和钻探，可以得到高精度资料，从而查明地层断错情况。 （6）年代测定：对断层带上新地层或断层物质时代进行年龄测定。 （7）径迹和射线测量：径迹法是测量断层上覆土层中氡气相对浓度，由径迹数的峰值推断

17、活断层位置和性状；同样也可以测定射线强度分布，从其峰值探测断层位置。 （8）断层气测量：直接测量断层气体，如CO2、H2、He、Ne、Ar、Rn、Hg、As、Sb、Bi、B等，可较准确地确定断层位置及其活动性。 （9）精密重磁测量：通过精密重力、磁力等测量发现重力异常、磁力异常和电阻率异常，从而帮助确定断层位置和产状。 （10）形变测量：通过跨断层短水准、短基线等精密观测，可查明活断层垂直、水平位移的幅度和速率。 （11）微震观测：利用已有微震观测资料或布设新的微震观测台网，分析微震活动图象，确定断层延伸位置及其活动性。 （12）浅层地震勘探：利用人工浅层地震勘探，可以获得连续观测资料，从而能

18、准确查明断层切穿、错断上覆地层情况。 （13）水声探测：利用浅地层剖面仪等，对水域活断层进行数字式反射声波探测，可得到反射声波剖面，通过波速解析，可对比研究地层错断情况。 （14）断层物质研究：研究断层泥等，可帮助了解断层温压条件、力学性质、活动方式和活动年代等。7. 场地地震效应的有哪些类型，各有何特征 （1）结构振动造成的破坏。包括由于承重强度不足所造成的破坏和由于结构的整体性不足造成的落架。（2）地基失效或其他次生效应造成的破坏。如建筑物地基强度很低或地震加速度很大，就会导致地基承载力的下降、丧失以致变位、移动，由此而造成建筑物破坏。8. 简述水库诱发地震的特点。 （1）震中密集于库坝附

19、近；（2）震源极浅、震源体小；（3）诱发地震活动与库水位及水荷载随时间变化的相关密切；（4）水库诱发地震序列特点突出：前震极丰富，余震以低速衰减，主震震级不高，频度震级关系式中b值高，最大余震与主震震级比值高，等等；（5）震源机制主要为走滑型和正断型两种，且前者居多。9. 简述砂土地震液化的机制。 包括先后相继发生的振动液化和渗流液化两种过程。饱水砂土在强烈地震作用下先产生振动液化，使孔隙水压力迅速上升，产生上下水头差和孔隙水自下而上的运动，动水压力推动砂粒向悬浮状态转化，形成渗流液化，使砂层变松。10.简述砂土地震液化的判别方法有哪些判别程序和判别方法a. 地震液化初判：按照土质条件、埋藏条

20、件、地质条件、地震条件进行初判。具体内容参见上述形成条件的内容。初判结果虽然偏于安全，但是可以将广大非液化区排除，把进一步的工作集中于可能液化区。b. 现场测试法：凡经初步判别认为有可能液化或需考虑液化影响的饱和砂土或粉土，都应进行以现场测试为主的进一步判别。主要方法有标贯判别、静力触探判别和剪切波速判别。c. 理论计算判别：当砂土层抵抗液化的抗剪强度小于按地震最大加速度求得的等效平均剪应力a时，则可能液化。11. 简述砂土地震液化的防护措施。 （1）选择良好的场地，作为基础持力层。 （2）人工改良地基，通过增加盖重、换土、爆炸振密法、强夯与碾压、振冲法、排渗法、围封法等措施消除液化可能性哦限

21、制其液化程度。（3）选择合适的基础型式，如支撑桩基、管柱基础、筏片基础等形式。12. 简述地面沉降的形成机制及形成条件。形成机制：承压水位降低引起应力转移以及土层压密，从而导致地面沉降。形成条件：（1）地质条件和水文地质条件：疏松的多层含水体系；其中承压含水层的水量丰富，适于长期开采；开采层的影响范围内，尤其是顶底板，有厚层的正常固结或欠固结的可压缩性粘性土层等，对于地面沉降的产生特别有利。（）从土层内的应力转变条件来看，承压水大幅度波动式的趋势性降低，则是造成范围不断扩大的、累进性应力转变得必要前提。工程地质分析原理考试参考答案（2卷）一. 比较每组名词之异同（任选6个，每个5分，共计30分

22、）1. 工程地质条件 / 工程地质问题工程地质条件：与人类工程活动密切相关的地质条件，包括岩土类型与工程特性、地形地貌、地质构造、水文地质条件、物理地质现象、天然建筑材料等六个方面。工程地质问题：人类工程活动与地质环境相互联系和相互制约，当出现不协调时，将产生相应的工程地质问题。2. 结构面 / 结构体 / 岩体结构结构面：岩体内分割固相组分的地质界面的统称。包括原生结构面、构造结构面和浅表生结构面三大类。结构体：未经位移的岩体被结构面切割成的块体或岩块。岩体结构：是建造与改造两者综合作用的结果。它以特定的建造如沉积岩建造、火成岩建造和变质岩建造为其物质基础，建造确定了岩体的原生结构特征而构造

23、作用改造以及浅表生作用改造如卸荷、风化、地下水作用等，使岩体结构趋于复杂化。3. 自重应力 / 构造应力自重应力：在重力场作用下生成的应力为自重应力。构造应力：岩石圈运动在岩体内形成的应力称为构造应力。构造应力又可分为活动构造应力和剩余构造应力。4. 变形 / 破坏变形：岩体承受应力，就会在体积、形状或宏观连续性方面发生某些变化。宏观连续性无显着变化者称为变形。破坏：岩体承受应力，就会在体积、形状或宏观连续性方面发生某些变化。宏观连续性产生显着变化者称为破坏。5. 围岩应力 / 山岩压力（山压）围岩应力：开挖地下洞室时发生重分布后的围岩中的应力。山岩压力（山压）：支撑结构与围岩之间相互作用时，

24、对于衬砌结构来说就是山岩压力。6. 凯塞尔（Kaiser）效应 / 岩爆凯塞尔（Kaiser）效应：当受拉构件应力达到并超过材料所受过的最大先期应力时产生的有明显声发射出现的现象。凯塞尔（Kaiser）发现材料在单向拉伸或压缩试验时，只有当其应力达到历史上曾经受过的最大应力时才会突然产生明显声发射的现象。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，并有破碎岩块向外抛射的现象。7. 屈服强度 / 残余强度 / 长期强度屈服强度：岩土体中某点在应力状态下由弹性状态转变为塑性状态是具有的抗压强度。残余强度：岩土体应力应变关系曲线越过峰值点后下降达到的最终稳定应力值。

25、长期强度：岩土体经长期受力以后，应力应变关系曲线峰值点所对应的应力值。8. 蠕变 / 松弛蠕变：固体材料在恒定荷载作用下，变形随时间缓慢增长的现象。松弛：粘弹性固体材料在恒定应变下，应力随时间衰减的现象。9. 固结灌浆 / 帷幕灌浆固结灌浆：将浆液灌入地基岩石裂缝，以改善岩体力学性能的灌浆工程。帷幕灌浆：在大坝的靠近上游面地基中布置一排或几排密布的钻孔，在高压下将水泥浆压入基岩的裂隙或断层破碎带中，以形成一道横过河床的不透水墙。它可以大幅度地减小帷幕后面的孔隙水压力和浮托力。二、简述题（任选10题，每题7分，共计70分）1. 人类工程活动中可能遇到的主要工程地质问题有哪些（1）与区域稳定性有关

26、的工程地质问题，如活断层、地震、水库诱发地震、区域性砂土液化、地裂缝、地面沉降、地面塌陷等。（2）与岩土体稳定性有关的工程地质问题，如斜坡岩土体稳定性问题、地下工程围岩稳定性问题、地基岩土体稳定性问题等。（3）与地下水渗流有关的工程地质问题，如岩溶及岩溶渗漏、渗透变形等工程地质问题。（4）与侵蚀淤积有关的工程地质问题，如河流侵蚀与淤积问题、湖海变岸磨蚀与堆积问题等。2. 简述岩体结构面的成因类型及主要特征。按照成因类型可分为原生结构面、构造结构面和浅、表生结构面三大类型。其中，原生结构面又可分为沉积结构面、火成结构面和变质结构面。沉积结构面是沉积过程中形成的层面、层理、软弱夹层、不整合面、假整

27、合面、局部侵蚀冲刷面，以及成岩和后生过程中形成的成岩裂隙面和古风化面的等。火成结构面是侵入体与围岩的接触面、岩脉和岩墙接触面、侵入岩的流线流面、原生冷凝节理、火山喷发间断界面。变质结构面是区域变质的片理、片麻理、板劈理、片岩软弱夹层等。构造结构面包括节理（形节理、张节理）、断层（张性断层或正断层，压性断层或逆断层，扭性断层或平移断层）、层间错动面、羽状裂隙、破劈理。 表生结构面可以分为浅部结构面和表部结构面。浅部结构面包括卸荷断裂及重力扩展变形破裂面。表部结构面包括卸荷裂隙、风化裂隙、风化夹层、泥化夹层和次生夹泥等。3. 分析影响岩体天然应力状态的主要因素及其作用。（1）岩体类型和工程地质特征

28、；（2）地形地貌条件；（3）地质结构和构造；（4）局部应力集中；（5）水文地质条件；（6）人类工程活动。4. 试分析岩石（体）沿原有结构面的剪切机制与过程。 （1）平面摩擦：通常为地质历史过程中曾经遭受过剪切滑动、随后又未胶结的结构面 。（2）糙面摩擦：通常为地质历史过程中未遭受过明显剪动的结构面。可能有3种情况：越过凸起体、剪断凸起体、刻痕或犁槽。()转动摩擦和滚动摩擦：当剪切是沿某一碎块体构成的剪切带，或沿夹有许多碎块的断裂面发生时，被两组或两组以上的结构面切割的块体可能发生转动或滚动。5. 简述斜坡岩体应力场的基本特征。 （1）由于应力的重分布，斜坡周围的主应力迹线发生明显偏转。越靠近临

29、空面，最大主应力越接近平行于临空面，最小主应力则与之近于正交。（2）由于应力分异的结构，在临空面附近造成应力集中带。但是，坡脚区和坡缘区情况有所不同。（3）与主应力迹线偏转相联系，坡体内最大剪应力迹线由原先的直线变为近似圆弧线，弧的下凹面朝向临空方向。（4）坡面处由于径向压力实际等于零，所以坡体实际上处于单向应力状态，向内渐变为两向或三向状态。6. 简述斜坡变形破坏的地质力学模式及其形成机制和演化规律1、均质或似均质体斜坡主要特征：均质的土质或半岩质斜坡，包括碎裂状或碎块状体斜坡，其外形决定于土、石性质或天然休止角。主要变形模式：蠕滑拉裂。可能破坏形式：转动型滑坡或滑塌。2、层状体滑坡a. 平

30、缓层状体斜坡主要特征：900。主要变形模式：弯曲-拉裂（浅部）或蠕滑-拉裂（深部）。可能破坏形式：崩塌，深部切层转动型滑坡。f. 变角外倾层状体斜坡主要特征：上陡下缓，。主要变形模式：滑移-弯曲。可能破坏形式：顺层转动型滑坡。3、块状体斜坡可根据结构面组合线按上述2的方案细分。以滑移-拉裂为多见。4、软弱基座体斜坡a. 平缓：一般上陡下缓，塑流-拉裂，扩离，块状滑坡。b. 缓倾内：一般上陡下缓，塑流-拉裂，崩塌，深部滑坡。7. 简述斜坡变形破坏的防治措施。总的是以防为主、主动防治。（1）避让措施：以桥的形式绕到对岸，以隧道的形式移到山体内，以明硐或棚硐的形式通过。（2）排水措施：排除地表水，如

31、设置天沟、截水沟、排水沟等；排除地下水，如设置盲沟、排水坑道、排水井、集水井等。（3）减重反压措施：即削头压足法。（4）护坡护脚措施：修筑导流堤（顺坝或丁字坝）、水下防波堤（破浪堤）等；种树种草，保持水土；坡面抹灰或刷浆；坡面坡面浆砌石、坡面上设置或增设阻挡滚石的铁链栏栅、半山坡上设置拦石坝、坡脚可设置落石槽等。（5）支挡措施：如支挡墙、抗滑桩等。（6）锚固措施：如锚杆、土钉、锚索等。（7）固结灌浆措施：可采用物理灌浆、化学灌浆或物化灌浆等类型。（8）其它措施：如电化学加固法、冻结法、焙烧法等。8. 简述山岩压力（山压）的类型和特点。（1）变形压力主要是由围岩的塑性挤出、膨胀内鼓、剪切破碎以及

32、弯折内鼓等类型变形破坏所造成的，通常出现在具有塑性围岩或薄层状脆性、半脆性围岩的地下洞室中。（2）散体压力主要是由围岩的张裂塌落、剪切滑移、碎裂松动以及重力坍塌等类型变形破坏引起的。通常，这是一种有限范围内脱落岩石自重施加于支护结构上的压力，其打下取决于岩石性质、岩体结构以及的活动。9. 简述脆性围岩的变形破坏的类型和特点。 （1）脆性围岩的张裂塌落：岩体结构为块状体结构及厚层状结构，为拉应力集中造成的张裂破坏。（2）脆性围岩的劈裂剥落：岩体结构为块状体结构及厚层状结构，为压应力集中造成的压致拉裂。（3）脆性围岩的剪切滑移与剪切碎裂：岩体结构为块状体结构及厚层状结构，为压应力集中造成的剪切破裂

33、及滑移拉裂。（4）脆性围岩的岩爆：岩体结构为块状体结构及厚层状结构，为压应力高度集中造成的突然而猛烈的脆性破坏。（5）脆性围岩的弯折内鼓：岩体结构为中薄层状结构，为卸荷回弹或压应力集中造成的弯曲拉裂。（6）脆性围岩的碎裂松动：岩体结构为碎裂结构，为压应力集中造成的剪切松动。10. 简述塑性围岩的变形破坏的类型和特点。（）层状结构的塑性挤出：压应力集中作用下的塑性流动。（）层状结构的膨胀内鼓：水分重分布造成的吸水膨胀。（）散体结构的塑性挤出：压应力集中作用下的塑性流动。（4）散体结构的塑流涌出：松散饱水岩体的悬浮塑流。（5）散体结构的重力坍塌：重力作用下的坍塌。11. 简述高地应力区的主要地质标

34、志 1与天然条件下高水平应力释放有关的浅、表生时效变形现象 隆爆：形态上表现为细长的隆褶或类似于低角度逆断层的断隆，一般角度较小，通常仅2cm，而延伸长度则较大（大者可达）。 席状裂隙：在出露于地表的侵入岩体内，广泛见有一种近水平平行分布的区域性裂隙发育，通常上部较密，向下逐渐变稀疏。据认为，其生成乃是区域性剥蚀卸荷的结果。 谷下水平卸荷裂隙及谷坡内的水平剪切蠕动变形带：是一种应力释放型表生时效变形现象。大量的勘探资料表明，在高地应力区内的较开阔的河谷下经常有一系列开口良好、透水性很强的水平卸荷裂隙发育；特别是在走向垂直于现今区域最大主应力方向的河谷段，这类卸荷裂隙往往尤为发育。它们多沿已有的

35、层面或断裂结构面发育而成，故最易于产生在近水平产出的沉积岩分布区和缓倾角裂隙发育的岩浆岩分布区。由于导致这类裂隙形成的区域水平应力的量级相对较底，所以变形仅局限于谷地岩层的微量上拱和沿层间或已有缓倾结构面的错动与拉开而未进一步发展。 应力释放型的深大拉张变形带：在水电工程地质勘察实践中发现在一些地段的谷坡后缘发育有深大的拉裂缝及拉张陷落带。其规模大、延伸方向稳定及发育深而区别于通常的卸荷裂隙。它是属于在特殊地质、地貌条件下由河谷形成过程中的水平卸荷所导致的应力释放型的时效变形现象，其与其它类型的区别，主要在于这类变形现象是挽近地质历史时期的形成物，其发展已经过减速蠕变及相应的应力释放而达到平衡

36、。2 与钻进有关的岩体应力释放及伴生的现象 岩芯饼化现象：最常见的现象。 钻孔塌落现象：钻孔的孔径并不呈圆形，而是在某一方向上孔径显着增大，其长短轴之差可达318cm。（3）开挖时表现的特征 基坑底部的隆起、爆裂和沿已有倾斜结构面的逆冲错动。 边墙向临空面方向的水平位移和沿已有的近水平的结构面发生剪切错动。 边墙或边坡岩体的倾倒。 对于隧道而言：拱顶裂缝掉块；边墙内鼓张裂；底鼓及中心线偏移；施工导坑缩径等等。12. 简述坝基岩体滑动破坏的形式及各自的特点和发生条件。 （1）表面滑动：是接触面的剪切破坏。产生的岩体条件：坝基岩体的强度远大于坝体砼强度，且岩体完整，无控制滑移的软弱面。（2）浅层滑

37、动a.浅层岩体的剪切破坏产生的岩体条件：坝基岩体的岩性软弱，岩体本身的抗剪强度低于坝体砼与基岩的接触面强度。b. 滑移弯曲产生的岩体条件：坝基由近水平产出的夹有软弱层的薄层状岩层组成。c. 剪切滑移产生的岩体条件：碎裂结构的岩体组成的坝基。（3）深层滑动a. 无抗力体时的简单滑移当滑面为单滑面时，产生的岩体条件：坝基内缓倾下游的结构面临空或与软弱带组合。当滑面为双滑面时，产生的岩体条件：在单滑面基础上，多一条缓倾下游的结构面。b. 无抗力体时的滑移拉裂当滑面为单滑面时，产生的岩体条件：坝基内发育有缓倾上游的软弱面，横向切割面可以是已有断层面，也可由坝上游拉应力张裂区变形发展而成。当滑面为双滑面

38、时，产生的岩体条件：同上，但为两条上倾的软弱结构面。c. 有抗力体时的深层滑动，为剪断滑动产生的岩体条件：坝基内仅发育缓倾下游的软弱结构面，华东受到下游岩体的抵抗，剪断下游岩体后，方能产生滑动。13. 改善坝基稳定性的措施有哪些（1）清理坝基将坝基表部的软弱土层、风化破碎岩体或浅部软弱夹层等清除掉，使坝基位于比较完整新鲜的岩体或比较致密坚实的土层之上。（2）固结灌浆通过钻孔将胶结材料浆液压入岩层之中，将破碎岩体胶结、连成整理。它是加固破碎的节理裂隙发育的岩体的主要方法。（3）锚固当地基岩体中发育有软弱的滑移控制面时，为了提高地基和建筑物的抗滑稳定性，可以采用锚固的方法进行处理。（4）断裂破碎带

39、的槽、井、洞挖回填对倾角比较大的断层破碎带或深埋的软弱夹层，将一定范围的软弱破碎物质清除，然后回填混凝土，以增强地基的稳定性和防渗能力，如槽形混凝土塞、防沉井、混凝土键等。（5）桩基加固处理如支撑桩和摩擦桩。（6）帷幕灌浆可以大幅度地减小帷幕后面的孔隙水压力和浮托力。（7）防渗墙及防渗铺盖前者常用混凝土防渗墙切穿砂砾石层，使心墙、防渗墙与不透水层连接起来；后者是在不透水层埋深很大时，在土坝的上游设置黏土防渗铺盖。工程地质分析原理考试参考答案（3卷）一. 比较每组名词之异同（任选6个，每个5分，共计30分）1工程地质条件/工程地质问题工程地质条件：与人类工程活动密切相关的地质条件，包括岩土类型与

40、工程特性、地形地貌、地质构造、水文地质条件、物理地质现象、天然建筑材料等六个方面。工程地质问题：人类工程活动与地质环境相互联系和相互制约，当出现不协调时，将产生相应的工程地质问题。2. 岩石 / 岩体岩石：组成地壳的矿物集合体。具有不连续性、各向异性、非均质性、有条件转化性等特点。岩体：赋存于一定地质环境，由各类结构面和被其所切割的结构体所构成的地质体。3. 变异应力 / 残余应力变异应力：岩体的物理、化学变化及岩浆的侵入等，与岩体天然应力形成的关系也较密切。残余应力：承载岩体遭受卸荷或部分卸荷时，岩体中某些组分的膨胀回弹趋势部分地受到其它组分的约束，于是就在岩体结构内形成残余的拉、压应力自相

41、平衡的应力系统。4. 屈服强度 / 残余强度 / 长期强度屈服强度：岩土体中某点在应力状态下由弹性状态转变为塑性状态是具有的抗压强度。残余强度：岩土体应力应变关系曲线越过峰值点后下降达到的最终稳定应力值。长期强度：岩土体经长期受力以后，应力应变关系曲线峰值点所对应的应力值。5. 围岩应力 / 山岩压力（山压）围岩应力：开挖地下洞室时发生重分布后的围岩中的应力。山岩压力（山压）：支撑结构与围岩之间相互作用时，对于衬砌结构来说就是山岩压力。6. 凯塞尔（Kaiser）效应 / 岩爆凯塞尔（Kaiser）效应：当受拉构件应力达到并超过材料所受过的最大先期应力时产生的有明显声发射出现的现象。凯塞尔（K

42、aiser）发现材料在单向拉伸或压缩试验时，只有当其应力达到历史上曾经受过的最大应力时才会突然产生明显声发射的现象。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，并有破碎岩块向外抛射的现象。7. 屈服强度 / 残余强度 / 长期强度屈服强度：岩土体中某点在应力状态下由弹性状态转变为塑性状态是具有的抗压强度。残余强度：岩土体应力应变关系曲线越过峰值点后下降达到的最终稳定应力值。长期强度：岩土体经长期受力以后，应力应变关系曲线峰值点所对应的应力值。8. 蠕变 / 松弛蠕变：固体材料在恒定荷载作用下，变形随时间缓慢增长的现象。松弛：粘弹性固体材料在恒定应变下，应力随时

43、间衰减的现象。9. 固结灌浆 / 帷幕灌浆固结灌浆：将浆液灌入地基岩石裂缝，以改善岩体力学性能的灌浆工程。帷幕灌浆：在大坝的靠近上游面地基中布置一排或几排密布的钻孔，在高压下将水泥浆压入基岩的裂隙或断层破碎带中，以形成一道横过河床的不透水墙。它可以大幅度地减小帷幕后面的孔隙水压力和浮托力。二、简述题（任选10题，每题7分，共计70分）1.阐述人类工程活动与地质环境的相互关系。人类工程活动都是在一定的地质环境中进行的，两者之间必然产生特定方式的相互关联和相互制约。地质环境对人来工程活动的制约是多方面的。既可以表现为以一定作用影响工程建筑物的稳定和正常使用，也可以表现为以一定作用影响工程活动的安全

44、；还可以表现为由于某些地质条件不具备而提高了工程造价，视地质环境的具体特点和人类工程活动的方式和规模而异。人类工程活动又会以各种方式影响地质环境。例如房屋建筑物引起地基土层的压密，又如桥梁改变了局部水流条件从而使局部河段的侵蚀淤积规律发生变化等。2. 人类工程活动中可能遇到的主要工程地质问题有哪些（1）与区域稳定性有关的工程地质问题，如活断层、地震、水库诱发地震、区域性砂土液化、地裂缝、地面沉降、地面塌陷等。（2）与岩土体稳定性有关的工程地质问题，如斜坡岩土体稳定性问题、地下工程围岩稳定性问题、地基岩土体稳定性问题等。（3）与地下水渗流有关的工程地质问题，如岩溶及岩溶渗漏、渗透变形等工程地质问

45、题。（4）与侵蚀淤积有关的工程地质问题，如河流侵蚀与淤积问题、湖海变岸磨蚀与堆积问题等。3. 简述岩体的基本特征 （1）不连续性（2）各向异性（3）非均质性（4）有条件转化性4. 简述岩体结构面的成因类型及主要特征。按照成因类型可分为原生结构面、构造结构面和浅、表生结构面三大类型。其中，原生结构面又可分为沉积结构面、火成结构面和变质结构面。沉积结构面是沉积过程中形成的层面、层理、软弱夹层、不整合面、假整合面、局部侵蚀冲刷面，以及成岩和后生过程中形成的成岩裂隙面和古风化面的等。火成结构面是侵入体与围岩的接触面、岩脉和岩墙接触面、侵入岩的流线流面、原生冷凝节理、火山喷发间断界面。变质结构面是区域变

46、质的片理、片麻理、板劈理、片岩软弱夹层等。构造结构面包括节理（形节理、张节理）、断层（张性断层或正断层，压性断层或逆断层，扭性断层或平移断层）、层间错动面、羽状裂隙、破劈理。 表生结构面可以分为浅部结构面和表部结构面。浅部结构面包括卸荷断裂及重力扩展变形破裂面。表部结构面包括卸荷裂隙、风化裂隙、风化夹层、泥化夹层和次生夹泥等。5. 简述建造和改造对岩体结构的影响。（1）按照建造特征，可将岩体划分为块体状（整体状）结构、块状结构、层状结构、碎块结构和散体结构等类型。（2）按照改变的程度，可划分为完整的、块裂化或板裂化的、随裂化的、散体化的等四个等级。6. 分析影响岩体天然应力状态的主要因素及其作

47、用。（1）岩体类型和工程地质特征；（2）地形地貌条件；（3）地质结构和构造；（4）局部应力集中；（5）水文地质条件；（6）人类工程活动。7. 按照成因，岩体应力有哪些类型各有何特征（1）自重应力：在重力场作用下生成的应力为自重应力。在地表近于水平的情况下，重力场在岩体内的任一点上造成相当于上覆岩层重量的垂直正应力v=*h。它相当于该点三向应力中的最大主应力。同时，由于泊松效应造成水平正应力h，它相当于该点三向应力中最小主应力h=N0*v。在地表近处，N0在之间；在地表下的较深部位，N0值趋近于1。（2）构造应力：地壳运动在岩体内造成的应力，又可分为活动和残余的两类。活动的构造应力即狭义的地应力

48、，是地壳内现代正在积累的，能够导致岩层变形和破裂的应力，它与区域稳定性和岩体稳定性均有密切的关系。剩余构造应力是古构造运动残留下来的应力。（3）变异及残余应力：变异应力是岩体的物理、化学变化及岩浆的侵入等造成的，与岩体内天然应力形成的关系也比较密切，通常只具有局部的意义。残余应力是承载岩体遭受卸荷或部分卸荷时，岩体中某些组分的膨胀回弹趋势部分地受到其它组分的约束，于是就在岩体结构内形成残余的拉、压应力自相平衡的应力系统。（4）感生应力：人类从事工程活动时，在岩体天然应力场内，因挖除部分岩体或增加结构物而引起的应力。8. 根据裂隙岩石三轴压缩过程曲线，分析岩体变形破坏基本过程和阶段划分。（1）压

49、密阶段：岩体中原有张开的结构面逐渐闭合，充填物被压密，压缩变形具有非线性特征，应力应变曲线呈缓坡下凹型。 （2）弹性变形阶段：经压密后，岩体可由不连续介质转化为似连续介质，进入弹性变形阶段，过程长短主要视岩性坚硬程度而顶。 （3）稳定破裂发展阶段：超过弹性极限以后，岩体进入塑性变形阶段，岩体内开始出现微裂隙，且随应力差的增大而发展，当应力保持不变时，破裂也停止发展。由于微裂隙出现，岩体体积压缩速率减缓，而轴向应变速率和侧向应变速率均有所增高。 （4）不稳定的破裂发展阶段：又称为累进性破坏阶段，进入本阶段以后，微破裂的发展出现了质的变化，由于破裂过程中所造成的应力集中效应显着，即使工作应力保持不

50、变，破裂仍然会不断地累进性发展，通常是最薄弱环节首先破坏，应力重分布的结果又引起次薄弱环节破坏，依次进行下去直至整体破坏。 （5）强度丧失和完全破坏阶段：岩体内部的微破裂面发展为贯通性破坏面，岩体强度迅速减弱，变形继续发展，直至岩体被分成相互脱离的块体而完全破坏。9. 试分析岩石（体）沿原有结构面的剪切机制与过程。 （1）平面摩擦：通常为地质历史过程中曾经遭受过剪切滑动、随后又未胶结的结构面 。（2）糙面摩擦：通常为地质历史过程中未遭受过明显剪动的结构面。可能有3种情况：越过凸起体、剪断凸起体、刻痕或犁槽。()转动摩擦和滚动摩擦：当剪切是沿某一碎块体构成的剪切带，或沿夹有许多碎块的断裂面发生时

51、，被两组或两组以上的结构面切割的块体可能发生转动或滚动。10. 简述岩溶的形成基本条件。（1）可溶性岩石：可溶的碳酸盐类岩石；（2）岩石的透水性：节理裂隙发育；（3）水的溶蚀性：溶蚀性的CO2；（4）水的流动性：适宜的地形地貌和地质结构条件。11. 岩溶防渗处理措施与方法有哪些（1）堵：是处理集中渗漏通道的有效办法。可利用不同材料堵塞空洞。堵塞材料可因地制宜采用块石、砂、混凝土或粘土等。底部应设反滤层，表面加粘土或混凝土盖板。堵洞前应查明漏水洞的规模、方向及其深部延伸情况，堵塞体应与周围基岩及土体保持紧密结合。 （2）截：系指在地下管道的集中漏水处筑隔水墙截断渗漏通路。（3）围：库区有个别大溶

52、洞或反复泉，采用简单的堵法不能见效，可以修筑高烟筒圆形围墙，将其与水库隔离以达到防渗目的。此法仅适用于水深不大的小水库。（4）铺：是处理地表呈面状或带状的分散渗漏带最常用的办法。库岸斜坡常用混凝土盖板或粘土斜墙。库底则用粘土铺盖。（5）灌：灌入浆液充塞孔洞和裂隙，并使经过灌浆的地带连成一帷幕，以起到防止渗漏的作用。最常用的浆液是水泥浆，有时也用粘土浆，近来也采用环氧树脂、丙凝等化学浆液。帷幕的底最好与隔水层或相对隔水层相衔接，以便能有效地截断渗流通道。12. 简述土石渗透变形的产生条件。（1）渗透变形的水动力条件：临界水力梯度Jcr =(s一1)(1一n) 。这是一般应用的松散砂质土产生流土的

53、临界水力梯度计算公式。应该注意到，由于土的颗粒组成、结构、致密程度不同，实际测得的各种土的临界梯度往往与按上述公式计算所得差别很大，对某些颗粒组成的松散砂产生潜蚀的临界梯度Jcr1，而对于极密实砂或粘土则Jcr1 。（2）土石结构及颗粒成分条件：土的结构愈疏松愈易产生潜蚀。局部有大孔隙(或架空结构)更有利于潜蚀。（3）渗流出口条件 ：如果在出口处增加粗粒的透水性盖重，由于盖重的反压，就降低了该处土悬浮的可能性。但盖重的粒径与被保护土的粒径不能相差悬殊，这是因为盖重层粒径如很粗，则与被保护土层接触处必然有孔径相当大的孔隙，孔隙下的土层不受压重作用，且坝基渗流一进入这种孔隙，剩余的水头就会全部消失

54、，于是二者接触面上水力梯度必然很大，其结果往往产生接触流土。所以渗流出口的保护盖层必须能起反滤层的作用。13. 渗透变形的防治措施有哪些 预防砂类土渗透变形，通常采取两方面的措施，即：降低水力梯度和采用特殊结构的反滤层保护渗流出口。预防软弱夹层的渗透变形可采用渗透灌浆。 （1）降低水力梯度 ：降低水力梯度又可采取加长渗流途径和排水减压两类措施，有时同时采用这两类措施。加长渗径的办法有设防渗铺盖、防渗帷幕及齿墙等。排水减压多采用设排水廊道及排水井等，但在土石坝中一般不采用此种措施。（2）反滤层保护 ：其方法是在水流逸出段分层铺设几层粒径不同的砂砾层，接近被保护层的粒径细，然后依次加大粒径，这样使逸出水流的剩余水头分层缓慢降低，以保证各层之间的水力梯度不致产生接触流土。（3）渗透灌浆 ：软弱夹层的渗透变形是由于裂隙集中渗流带接触冲刷所造成的，且变形由上游向下游发展。所以其防治措施除加长渗径和排水减压外，应向裂隙灌浆以降低其渗透性。在不抬动上覆岩层的前提下，应尽量加大灌浆压力，使易变形的夹层于灌浆过程中产生变形。这样就可提高防渗效果。用水泥浆使可灌性良好的裂隙被封闭后，再用丙凝、氰凝等化学浆液灌注可灌性差的破碎带。经验证明，这种防护措施能收到良好效果。 工程地质分析原理考