兰大工程地质分析复习参考答案

PAGEPAGE31复习—参考答案一、术语解释0.1工程地质学：工程地质学是研究人类工程活动与地质环境之间的相互制约关系，以便科学评价、合理利用、有效改造和妥善保护地质环境的科学；是地质学与工程学的边缘学科，是地质学的一个分支。0.2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。0.3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。0.4机制过程分析法：研究工程地质问题必须首先以地质学的观点、自然历史的观点分析地质体与周围因素相互作用的特定方式，随时间发展演化的历史及其发展的阶段性，从全过程上和内部作用机制上把握其形成、演化、现状及未来发展趋势，即地质过程的机制分析。0.5工程地质勘察：采用各种勘察手段和方法，对建筑场地的工程地质条件进行调查研究与分析评价。1.1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。1.2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。1.3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。1.4结构体：未经位移的岩体被结构面切割成的块体或岩块。1.5岩体结构：根据结构面的发育程度和特性、结构体的组合排列和接触状态，将岩体结构划分为整体块状结构、层状结构、碎裂结构和散体结构等类别。1.6软弱结构面：延伸较远、两壁较平滑、充填有一定厚度软弱物质的结构面，如泥化、软化、破碎薄夹层等的面。1.7软弱夹层：岩体中夹有的强度较低或被泥化、软化、破碎的薄层。1.6结构面的连通率：结构面的平均长度与总长度的比值。1.7浅表生作用：在地质体浅表部形成的卸荷断裂、重力扩展变形破裂面、卸荷裂隙、风化裂隙、风化夹层、泥化夹层、次生夹泥等。浅表生作用：在岩体浅表部产生复杂而紊乱的结构面的作用。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。1.8泥化夹层：主要是在地下水作用下形成的不连续面（结构面）。是某些粘土质软弱夹层（如泥岩、页岩、板岩、泥质灰岩等）与地下水相接触部位，在地下水的作用下使原岩膨胀软化成软塑或流塑状软泥而成。1.9不连续面：又称结构面，是岩体内分割固相组分的地质界面的统称。系指岩体中具有一定方向、力学强度相对较低、两向延伸（或具有一定厚度）的地质界面（或带），例如岩层层面、软弱夹层、各种成因的断裂裂隙等。2.1天然应力状态：地壳岩体内的天然应力状态，是指未经人为扰动的，主要是在重力场和构造应力场的综合作用下，有时也在岩体的物理、化学变化及岩浆侵入等的作用下所形成的应力状态，常称为天然应力或初始应力。2.2感生应力：人类从事工程活动，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，称为感生应力。2.3自重应力：在重力场作用下生成的应力为自重应力。2.4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。2.5变异应力：岩体的物理、化学变化及岩浆的侵入等引起的应力。具体来说是岩体的物理状态、化学性质或赋存条件的变化引起的，通常只具有局部意义，可统称为变异应力。2.6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他组分的约束，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，此即残余应力。2.7临界应变速率C0：岩体的应变速率是决定粘弹性介质力学性状的主要因素。当应变速率C小于临界值Ce时，岩体在受力初期随应变的增大而发生应力积累，但当应力增大到一定程度时，应力就不再增大，而变形则不断增大，即进入粘性流动阶段，但不发生破坏。但当C大于Ce时，则岩体的性状近于弹性，即随着应变的发展，岩体内的应力不断增大，最终导致突然的破坏。2.8隆爆：表现为近地表出现细长的隆褶或类似低角度逆断层的断隆，一般高度较小，而延伸长度较大。隆爆：是地表岩体中的一种“类构造”现象，形态上表现为细长的隆褶或类似于低角度逆断层的断隆，一般高度较小，通常仅1.5-2.0m，而延伸长度则较大。2.9蓆状裂隙：在出露于地表的侵入岩体中，由于区域性卸荷剥蚀，广泛见于一种近地表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，即蓆状裂隙。2.10岩体的侧压力系数N0：岩体侧向应力与竖向应力的比值。2.11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。2.12岩芯饼化现象：钻进过程中岩芯裂成饼状的现象是高地应力区所特有的岩体力学现象。岩饼的厚度与岩芯的直径有一定的关系，一般约为直径的1/4到1/5；所有岩饼的表面均为新鲜破裂面，而且边缘部分粗糙，多数内部隐约见有顺槽，或沿一个方向的擦痕和与之正交的拉裂坎。2.13应力恢复法：当岩体应力被解除后，通过施加压力，使岩体恢复到原来的状态，以求得岩体应力解除时的应力值。2.14应力解除法：在拟测点附近的一个小岩石单元周围切割出的一个“槽子”，使得这一小部分岩体不再承受旁侧岩体传来的应力。从刻槽前装置好的仪器测出由于这种应力解除而引起的应变。并根据有关岩石已知的应力—应变关系换算出解除前岩体内的应力。2.15水压致裂法：通过钻孔向地下某深度处的测点段压液，用高压将孔壁压裂，然后根据破坏压力、关闭压力和破裂面的方位，计算和确定岩体内各主应力的大小和方向。3.1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。宏观连续性无显著变化者称为变形。3.2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。宏观连续性产生显著变化者称为破坏。3.3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。3.4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。3.5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。3.6峰值强度：岩土体应力应变关系曲线峰值点所对应的应力值。3.7疲劳强度：岩土体抵抗重复荷载破坏作用的能力。3.8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。3.9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。3.10超空隙水压力：饱和岩土体内一点孔隙水压力中超过静水压力的那部分水压力。3.11累进性破坏：岩体受力超过长期强度时，微破裂的发展出现了质的变化：即使工作应力保持不变，由于应力的集中效应，破裂仍会不断的累进性发展。首先从薄弱环节开始，然后应力在另一个薄弱环节集中，依次下去，直至整体破坏。或者：粘弹性材料在加速蠕变阶段，应力增加时应变不断增加；当应力不再增加时，应变依然增加的现象。3.12累积效应：在动荷载作用下，岩体发生多次位移的累积，如果使剪切面中某些锁固段被突破，或越过某些凸起体，造成抗剪强度显著削弱，则有可能导致最终破坏。3.13触发效应：在动荷载作用下，巳具有或储有足够的剪切应变能的软弱结构面发生破坏，或在动应力作用下可因岩土体骨架的迅速变形造成空隙水压力的突然变化，从而导致岩土体失稳的现象。3.14差异卸荷回弹：在卸荷回弹变形过程中，会因岩体中各组成单元力学性能的差别、应力历史的不同以及岩体结构上的原因，引起差异回弹而在岩体中形成一个被约束的残余应力体系。差异卸荷回弹：岩体中各组成单元力学性能的差别、应力史的不同以及岩体结构上的原因，都可以引起差异卸荷回弹，并在岩体中产生可导致张性破裂的残余应力。3.14格里菲斯强度准则：格里菲斯认为脆性材料内部存在许多呈扁椭圆状的细微裂纹，物体受力后，裂纹尖端产生应力集中，当最大拉应力达到拉伸强度极限时，物体即发生断裂破坏，据此提出的判别材料（如岩石）脆性破坏的准则。4.1活断层：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。活断层：輓近地质时期有过活动，或目前正在活动，或具有潜在活动性的断层。4.2潜在活断层：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。4.3蠕滑（稳滑）：断层持续不断缓慢蠕动的称为蠕滑或稳滑。4.4粘滑：断层间断地、周期性突然错断的为粘滑。4.5错动速率：以一定时间段内的平均错动距离表示。4.6错动周期：两次突然错断之间的时间间隔。5.1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0.8s，阻尼比0.8，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.5.2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。5.3地震基本烈度：在今后一个时期内（一半取100年）在一定地点的一般场地条件下可能遭遇的最大烈度。5.4震源机制：研究多个地震台的地震谱，可以确定出地震发生的物理过程或震源物理过程，一半称为震源机制。5.5震源参数：根据地震记录图，按弹性变位理论进行复杂计算，可以求出限定震源物理过程的多个物理量，统称为震源参数。5.6震源机制断层面解：震源断层产生突然错动时，对断层的每一盘来说，断层错动的前进方向都会受到压缩，而相反的一个方向就受到拉伸，于是就呈现象限分布，这种象限型初动推拉分布是由于震源断层错动这种物理过程所造成的。这样求得的结果称为震源机制断层面解。5.7地基土的卓越周期：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叠加而增强，这样就会使表层振动中这类周期的波多而长，这就是该表层土的卓越周期，也就是它的自振周期。5.8震源:弹性波的地下发源地。5.9震中：震源在地面上的投影。5.106震源深度：震中到震源的距离。5.11地震波：地震时震源释放的应变能以弹性波的形式向四面八方传播，这种弹性波就是地震波。它包括两种在介质内部传播的体波，即纵波和横波。5.12纵波：是由震源传出的压缩波，质点振动与波前进方向一致，一疏一密向前推进，它周期短、振幅小。也叫P波（primarywave）。5.13横波：是震源向外传播的剪切波，质点振动方向与波前进方向垂直，传播时介质体积不变但形状改变，周期较长，振幅较大。也叫S波(secondarywave)。5.14面波：是体波到达地表后激发的次声波，限于在地面运动，向地面以下迅速消失。它包括瑞利波和勒夫波两种。5.15瑞利波（R）：质点在平行于波传播方向的垂直平面内做椭圆运动，长轴垂直地面，它与P波的辐射有关。5.16勒夫波（Q）：质点在地面上做蛇形运动，质点在水平面内垂直于波前进方向做水平运动。5.17构造地震：由地壳运动引起的地震。地壳运动使组成地壳的岩层发生倾斜、褶皱、断裂、错动以及大规模岩浆活动等，在此过程中因应力释放、断层错动而造成地壳震动。构造地震约占地震总数的90%。6.1水库诱发地震：在一定条件下，修建水库引起当地出现异常的地震活动。7.1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(sandliquefaction)。砂土液化：饱和松砂的抗剪强度趋于零，由固体状态转化为液体状态的过程和现象。7.2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。7.3渗流液化：砂土经振动液化之后，超孔隙水压力产生水头差，形成一定的水力梯度。当水力梯度达到临界值时，砂粒就在自下而上的渗流中失重，产生渗流液化。7.4震陷：由于地震引起高压缩性土软化而产生地基基础或地面沉陷的现象。7.5涌沙：砂土液化后在薄弱部位开裂，阻力减小，上升水流流速大、水头损失小。因而在裂缝处出现喷水冒砂现象。涌沙：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，在薄弱环节形成涌沙现象。7.6流砂：饱和松砂中剪应力增大时，在不排水条件下的剪缩势使土内孔隙水压力大幅度提高，土强度骤然下降，导致砂土无限流动的现象。7.7管涌：在渗流作用下，土中细颗粒随渗流水从自由面向内部逐渐流失形成管状通道的现象。7.8流土：在渗流作用下，水流出逸处土体处于悬浮状态的现象。7.9地基失效：在地震作用下，随粒间有效正应力的降低，地基土层的承裁能力也迅速下降，直至砂体呈悬浮状态时地基的承栽能力完全丧失。建于这类地基上的建筑物就会产生强烈沉陷、倾倒以至倒塌。7.10液化指数：假设某层土厚为d，在地震作用下发生了液化，用标贯进行判别，临界值为Ncr，实测值为N，则液化势A=(Ncr-N)d,相对液化势a=(1-N/Ncr)d。引入深度权函数W，可得该层土的加权相对液化势aW=(1-N/Ncr)dW。将多个液化层的加权相对液化势总和起来就是液化指数。8.1地面沉降：由于大范围过量抽汲地下流体，引起水位下降，土层进一步固结压缩而造成的地面向下沉降。地面沉降：因承压水位降低引起应力转移以及土层压密，从而导致地面大面积沉降。9.1弯曲—拉裂：主要发育在陡立或陡倾内层状体组成的中-极陡坡中。主要发生在斜坡前缘，陡倾的板状岩体在自重弯矩作用下,于前缘开始向临空方向作悬臂梁弯曲，并逐渐向坡内发展。弯曲的板梁之间互相错动并伴有拉裂，弯曲体后缘出现拉裂缝，形成平行于坡向的反坡台阶和槽沟。板梁弯曲剧烈部位往往产生横切板梁的折裂。9.2蠕滑—拉裂：这类变形导致斜坡岩体向坡前临空方向发生剪切蠕变，其后缘发育自坡面向深部发展的拉裂。主要发育在均质或似均质体斜坡中，倾内薄层状层状体坡中也可发生。一般发生在中等坡度(β＜40。)斜坡中。9.3滑移—拉裂：斜坡岩体沿下伏软弱面向坡前临空方向滑移，并使滑移体拉裂解体。主要发生在缓倾外层状体坡和块状体斜坡中。9.4滑移—压致拉裂：这类变形主要发育在坡度中等至陡的平缓层状体斜坡中。坡体沿平缓结构面自下而上向坡前临空方向产生缓慢的蠕变性滑移。9.5滑移—弯曲：主要发育在中-陡倾外层状体斜坡中，尤以簿层状岩体及延性较强的碳酸盐类层状岩体中为多见。这两类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。但由于滑移面未临空，使下滑受阻，造成坡脚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。9.6塑流—拉裂：这类变形主要发生在软弱基座体斜坡中。下伏软岩在上段岩层压力作用下，产生塑性流动并向临空方向挤出，导致上覆较坚硬的岩层拉裂、解体和不均匀沉陷。9.7侧向扩离：扩离是由于斜坡岩(土)体中下伏平缓产状的软弱层塑性破坏或流动引起的破坏，软层上覆岩(土)体或做整体，或被解体为系列块体向坡前方向“漂移”。9.8斜坡破坏;斜坡破坏系指斜坡岩(土)体中已形成贯通性破坏面时的变动。9.9斜坡变形：指斜坡岩(土)体在贯通性破坏面形成之前，斜坡岩体的变形与局部破裂，称为斜坡变形。9.10斜坡变形体：斜坡中已有明显变形破裂迹象的岩体，或已查明处于进展性变形的岩体，称为变形体。9.11卸荷回弹：是斜坡岩体内积存的弹性应变能释放而产生的。在高地应力区的岩质斜坡中尤为明显。9.12卸荷带：斜坡中经卸荷回弹而松弛，并含有与之有关的表生结构面的那部分岩体，通常称为卸荷带。9.13崩塌：崩塌包括了小规模块石的坠落(freefall)和大规模的山(岩)崩(rockavalanches)．崩塌体通常破碎成碎块堆积于坡脚，形成具有一定天然休止角的岩堆。在一定条件下，可在继续运动过程中发展为碎屑流。10.1地下洞室围岩：由开挖洞室引起的应力状态的重大变化局限在洞周一定范围之内。通常此范围等于地下洞室横剖面中最大尺寸的3~5倍，习惯上将此范围内的岩体称为“围岩”。围岩：由于开挖，地下洞室周围初试应力状态发生了变化的岩体。10.2围岩应力：开挖地下洞室时发生重分布后的围岩中的应力。10.3松动圈：洞室开挖后，如果围岩岩体承受不了回弹应力或重分布的应力的作用，围岩即将发生塑性变形成破坏。这种变形或破坏通常是从洞室周边，特别是那些最大压或拉应力集中的部位开始，而后逐步向围岩内部发展的。其结果常可在洞室周围形成松动带或松动圈。松动圈：岩土体应力重分布后，会产生应力降低带和应力集中带以及应力正常带。其中应力降低带范围内的围岩称为松动圈。10.4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。10.5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。10.6临空面：岩土体和空气或水的外部分界面。10.7冒顶：地下洞室顶部围岩发生塌落的现象。10.8岩石质量指标RQD：用直径75mm金刚石钻头在钻孔中连续采取同一层的岩芯，其长度大雨1010.9弯折内鼓：当薄层状岩层与地下洞室洞壁平行或近于平行时，洞室开挖后．薄层状围岩就会在回弹应力的作用下发生回弹应力的作用下发生弯曲、拉裂和折断，最终挤入洞内而坍倒。10.10张裂塌落：通常发生于厚层状或块体状岩体内的洞室顶拱拉应力集中部位。10.11劈裂剥落：过大的切向压应力使围岩表部发生平行于洞室周边的破裂。10.12剪切滑移：发生于厚层状或块体状结构的剪应力集中岩体内。随围岩应力条件的不同，可发生在边墙上，也可发生于顶拱。10.13碎裂松动：是碎裂结构岩体变形、破坏的主要形式，洞体开挖后，如果围岩应力超过了围岩的屈服强度，这类围岩就会因沿多组已有断裂结构面发生剪切错动而松驰，并围绕洞体形成一定的碎裂松动带或松动圈。碎裂松动：围岩应力超过围岩的屈服强度时，围岩因沿断裂结构面发生剪切错动而松弛，并围绕洞体产生一定范围的碎裂松动。10.14塑性挤出：洞室开挖后，当围岩应力超过塑性围岩的屈服强度时，软弱的塑性物质就会沿最大应力梯度方向向消除了阻力的自由空间挤出。10.15膨胀内鼓：洞室开挖后围岩表部减压区的形成往往促使水分由内部高应力区向围岩表部转移，结果常使某些易于吸水膨胀的岩层发生强烈的膨胀内鼓变形。10.16塑流涌出：当开挖揭穿了饱水的断裂带内的松散破碎物质时，这些物质就会和水一起在压力下呈夹有大量碎屑物的泥浆状突然地涌人洞中。10.17重力坍塌：破碎松散岩体在重力作用下发生的塌方。10.18新奥法：以岩石力学理论和现场变形观测资料为基础，采取一定措施，以充分发挥围岩自身承载能力，进行隧道开挖和支护的一套工程技术。10.19隧道衬砌：为保证隧道围岩稳定，防止其过度变形和坍落，保证洞室断面尺寸或使洞内有良好水流条件而沿洞内壁构筑的永久性支护结构层。10.20喷射混凝土：运用机械设备向围岩或开挖岩坡表面喷射混凝土层以加固围岩的技术。10.21喷锚支护：应用锚杆与喷射混凝土形成复合体以加固围岩的措施。10.22锚固：利用锚定在洞室围岩或岩体边坡中的锚杆来加固岩体的工程措施。10.23抗滑桩：用于抵抗边坡或斜坡岩土体滑动而设置的横向受力桩。10.24脆性围岩：包括各种块体状结构或层状结构的坚硬或半坚硬的脆性岩体。10.25塑性围岩：包括各种软弱的层状结构岩体(如页岩、泥岩和粘土岩等)和散体结构岩体。11.1灌浆：利用浆液压力或浆液自重，经过钻孔将浆液压到岩石、砂砾石层、混凝土或土体裂隙、接缝或空洞内，以改善地基水文地质和工程地质条件，提高建筑物整体性的工程措施。11.2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。11.3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。帷幕灌浆：在岩石或砂砾石地基中，用灌浆方法建造连续防渗体以减小地基渗漏，减少渗透水对地基的扬压力和防止地基冲刷的工程。11.4化学灌浆：将配置好的化学药剂，通过导管注入岩土体孔隙中，使与裂隙壁发生化学反应，起到联结与堵塞的作用，从而提高岩土体的强度，减小其压缩性和渗透性的地基处理方法。11.5表层滑动：当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时，沿接触面产生剪切破坏的现象。11.6浅层滑动：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。11.7深层滑动：在工程应力条件下岩体的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时，才有发生深层滑动的可能。二、简述或阐述题0.1.简述工程地质学的主要研究内容？★研究人类工程活动与地质环境之间的相互制约并保证这种制约关系向良性方向发展(合理开发和妥善保护)的科学称之为工程地质学。工程地质学的主要研究内容包括：（1）岩土体的分布规律及其工程地质性质研究；（2）不良地质现象及其防治的研究；（3）工程地质勘察技术的研究；（4）区域工程地质研究。0.2.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。0.3.简述工程地质学的基本任务、研究对象?★基本任务：研究人类工程活动与地质环境之间的相互制约，以便合理开发和妥善保护地质环境。研究对象：工程活动的地质环境。0.4.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。0.5.工程地质分析的基本方法有哪些？可举例说明。★①定性研究：通过实验、详细的实地研究，对地质过程的形成机制进行分析，得出定性评价。②定量评价：定性分析基础上，通过定量计算，进行定性与定量评价相结合的地质过程机制分析—定量评价。0.6.简述工程地质学的研究现状及发展方向。★1.1.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1.2.简述岩体结构的研究意义。★⑴岩体中的结构面是岩体力学强度相对薄弱的部位，它导致岩体力学性能的不连续性、不均一性和各向异性。只有掌握岩体的结构特征，才有可能阐明岩体不同荷载下内部的应力分布和应力状况。⑵岩体的结构特征对岩体在一定荷载条件下的变形破坏方式和强度特征起着重要的控制作用。岩体中的软弱结构面，常常成为决定岩体稳定性的控制面，各结构面分别为确定坝肩岩体抗滑稳定的分割面和滑移控制面。⑶靠近地表的岩体，其结构特征在很大程度上确定了外营力对岩体的改造进程。这是由于结构面往往是风化、地下水等各种外营力较活动的部位，也常常是这些营力的改造作用能深入岩体内部的重要通道，往往发展为重要的控制面。总之，对岩体的结构特征的研究，是分析评价区域稳定性和岩体稳定性的重要依据。或者：对岩体结构特征的研究是分析评价区域稳定性和岩体稳定性的重要依据。（1）岩体中的结构面是岩体中力学强度相对薄弱的部位，它导致了岩体力学性能的不连续性、不均一性和各向异性。（2）岩体的结构特征对岩体在一定荷载条件下的变形破坏方式和强度特征起着重要的控制作用。（3）靠近地表的岩体，其结构特征在很大程度上确定了外营力对岩体的改造进程。（4）可以推广应用到区域稳定性评价之中。1.3.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（х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。1.4简述岩体结构的主要类型及其特征。★岩体的主要结构类型有：（1）整体块状结构：包括整体结构和块状结构。（2）层状结构：包括层状结构、薄层状结构。（3）碎裂结构：包括镶嵌结构、层状碎裂结构和碎裂结构。（4）散体结构。特征如下：（1）块体状结构代表岩性均一、无软弱面的岩体，含有的原生结构面具有较强的结合力，间距大于100厘米。应力应变性能与均匀完整岩石相近。多呈脆性。地下水对其影响较小。块状结构代表岩性较均一、含有2—3组结构面，间距约100-50厘米。属于不连续介质体。变形破坏明显受软弱面控制。地下水作用较活跃。（2）层状结构代表含有1组连续性好、抗剪性能显著偏低的软弱面的岩体，一般岩性不均一。可分为层状、薄层状、互层状等。属于不连续介质体。变形破坏明显受软弱面控制。地下水作用较活跃。（3）碎裂结构代表含有多组结构面、完整性很差的岩体。可分为镶嵌结构、层状碎裂结构和碎裂结构等。一般可视为似连续介质体。受力变形以随机分布密集的结构面呀岁和滑移为主，破坏方式主要表现为塑性破坏。地下水作用更为活跃。（4）散体结构代表松散介质体。一般可视为似连续介质体。受力变形以随机分布密集的结构面呀岁和滑移为主，破坏方式主要表现为塑性破坏。地下水作用更为活跃。1.4.简述岩体结构分类方案。★首先，按建造特征可将岩体划分为块体状（或整体状）结构、块状结构、层状结构、碎块状结构和散体状结构等类型。另外按岩体的改变程度(建造)可划分为完整的、块裂化或板裂化、碎裂化、散体化的等四个等级。经过建造和改造，岩体结构类型可以分为4类：Ⅰ完整块状体结构Ⅱ块状、层状结构（层状、薄层状、互层状）Ⅲ碎裂（碎块状）结构Ⅳ散体状结构1.5.简述建造和改造对岩体结构的影响。（按照建造和改造，岩体结构可以分为哪些类型？）★（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。2.1.举例说明研究岩体天然应力状态的意义。★地表开挖导致的岩体变形和破坏主要有以下几种类型：⑴基坑底部的隆起、爆裂和沿已有结构面的逆冲错动。⑵边墙向临空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。⑶边墙或边坡岩体的倾斜。高地应力区，地下开挖产生的岩体变形和破坏也有不同的类型：⑴拱顶裂缝掉块；⑵边墙内鼓张裂；⑶底鼓及中心线偏移；⑷施工导坑缩径。此外，修建高坝、大型水库和深大的地下硐室等，常能在更大范围内破坏天然应力的平衡，引起一系列诸如断层复活、水库地震以及大型岩爆等严重危害建筑物和人民生命财产的工程地质作用。对于天然岩体应力状态的研究，是工程地质工作者的一项重要任务。2.2.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；（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。2.3.阐述我国地应力场的空间分布特点，及其与板块运动的关系。★（1）各地最大主应力的发育呈明显的规律性：各地的σ1方向均与由各该点向我国的察隅和巴基斯坦的伊斯兰堡联线所构成的夹角等分线方向相吻合或相近似，仅在两侧边缘地带略有偏转，即东侧向顺时针偏转，西侧向逆时针偏转。（2）三向应力状态及其所决定的现代构造活动类型呈有规律的空间分布：①潜在逆断型应力状态区主要分布于喜马拉雅山前缘一带，其主要特点是两个水平主应力均大于垂直主应力。②潜在走滑型应力状态区主要分布于我国中西部广大地区，其主要特点是只有一个水平主应力大于垂直主应力，具中等挤压区的特征。③潜在正断型和张剪性走滑应力状态区主要分布于我国的东部和东北部。我国大部分地区最大主应力方向和量值的上述变化规律，完全是由印度板块与欧亚板块的碰撞、挤压所导致的。一般认为，白垩纪末印度板块从西南向北北东方向推移，并在始新世中期末，即大约距今3800万年前与欧亚板块相碰撞（对接）。此后印度板块仍以每年约5cm的速度向北北东方向推进，这样一种巨大而持续的板块间的相互作用是控制我国西部地区地应力场的决定性因素；在同一时期，东部太平洋板块和菲律宾海板块则分别从北东东和南东方向向欧亚大陆之下俯冲，从而分别对我国华北和华南地区地应力场的形成产生重大影响；并认为华北地区目前处于太平洋板块俯冲带的内侧，大洋扳块俯冲引起地幔内高温、低波速的熔融或半熔融物质上涌并挤入地壳，使地壳受拉而变簿，表面发生裂谷型断裂作用，这样形成的北西一南东向拉张和太平洋板块于上地幔深处对欧亚板块所造成的南西西向的挤压相结合，就决定了华北地区现代地应力场和最新构造活动的特征。2.4.局部构造应力集中区的发育与活断层的关系。★对于一个三向受力的岩体，那些与最大主应力成30°～40°左右交角的断裂，特别是这类方向的雁行式或断续直线式排列的断裂组，应力集中程度最高。特别是在断裂端点、首尾错列段、局部拐点、分枝点或与其它断裂的交汇点，总之一切能对继续活动起阻碍作用的地方，都是应力高度集中的部位，所以这些地方常成为强震发生的特殊部位。活断层或活动断块的这些特定部位，往往形成很高的局部构造应力集中地区。2.5.试述岩体中残余应力的形成机制。★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他组分的约束，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，此即残余应力。2.6.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σv=γ*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σh，它相当于该点三向应力中最小主应力σh=N0*σv。在地表近处，N0在00.5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，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。2.7地壳表层岩体应力分布的一般规律？★岩体应力状态主要有三种不同的典型情况：（1）地应力场的中间主应力σ2近于垂直，最大主应力σ1和最小主应力σ3近于水平。（2）地应力场的最小主应力σ3近于垂直，最大主应力σ1和中间主应力σ2近于水平。（3）地应力场的最大主应力σ1近于垂直，中间主应力σ2和最小主应力σ3近于水平。2.8断裂带的哪些部位最容易出现局部构造应力集中作用？★通常在断层的端点、首尾错列段、局部拐点、分支点、或与其他方向断裂的交汇点，总之一切能对其继续活动起阻碍作用的地方，都将是应力高度集中的部位。2.9阐述高地应力区岩体的特征。★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1.1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1.5——2cm，而延伸长度则较大（大者可达1.5km1.2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。1.3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。1.4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。2与钻进有关的岩体应力释放及伴生的现象2.1岩芯饼化现象：最常见的现象。2.2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著增大，其长短轴之差可达3——18cm。3开挖时表现的特征3.1基坑底部的隆起、爆裂和沿已有倾斜结构面的逆冲错动。3.2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。3.3边墙或边坡岩体的倾倒。3.4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。3.1.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著，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。3.2.简述岩体破坏的基本形式和特点。★根据岩体破坏机制可将岩体破坏划分为剪性破坏和张性（或拉断）破坏两类。按剪切面的特征又可将剪切破坏划分为切断岩石的剪断破坏，沿已有结构面发展的剪切滑动破坏，以及沿密集交错的面发生错动的塑性破坏三种情况。岩体以何种方式破坏，不仅与其荷载条件和岩性、结构以及所处环境特征有关，也视两者相互配合的情况而定。3.3.分析岩体破坏形式与结构面的关系。★（1）块体状结构代表岩性均一、无软弱面的岩体，含有的原生结构面具有较强的结合力，间距大于100厘米。应力应变性能与均匀完整岩石相近。多呈脆性。地下水对其影响较小。块状结构代表岩性较均一、含有2—3组结构面，间距约100-50厘米。属于不连续介质体。变形破坏明显受软弱面控制。地下水作用较活跃。（2）层状结构代表含有1组连续性好、抗剪性能显著偏低的软弱面的岩体，一般岩性不均一。可分为层状、薄层状、互层状等。属于不连续介质体。变形破坏明显受软弱面控制。地下水作用较活跃。（3）碎裂结构代表含有多组结构面、完整性很差的岩体。可分为镶嵌结构、层状碎裂结构和碎裂结构等。一般可视为似连续介质体。受力变形以随机分布密集的结构面呀岁和滑移为主，破坏方式主要表现为塑性破坏。地下水作用更为活跃。（4）散体结构代表松散介质体。一般可视为似连续介质体。受力变形以随机分布密集的结构面压碎和滑移为主，破坏方式主要表现为塑性破坏。地下水作用更为活跃。3.4.试分析岩体压致拉裂裂纹的形成过程。★压应力条件下，切向拉应力集中最强的部位位于与主应力方向夹角β为30-40º的裂隙的端部，因而破坏首先在这样一些方位有利的裂隙端部出现，随之扩展为分支裂隙（J2t）。其初始方向与原有裂隙长轴方向间夹角为2β，随后逐渐转向与最大主应力平行。随破裂的发展，隙壁上切向拉应力集中程度也随之而降低，当分支裂隙转为平行于最大主应力方向后即自动停止扩展。故此阶段属稳定破裂发展阶段。随着压应力的进一步增高，已出现的分支裂隙将进一步扩展，其它方向稍稍不利的裂隙端部也将产生分支裂隙。岩体中出现一系列与最大主应力方向平行的裂隙。这些裂隙可表现为具有一定的等距特征，是岩体板裂化的主要形成机制之一。压应力增高至裂隙贯通，则导致破坏。3.5.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。(３)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。3.6.试分析岩石（体）弯曲变形破坏机制与过程。★近地表岩体和工程岩体中所发生的弯曲变形，都表现为具有一定塑性和延性变形特征，并伴有脆性破裂。按受力状况，可分为横弯曲和纵弯曲两类，按弯曲板梁约束支承情况，可分为简支梁、外伸梁和悬臂梁弯曲等。同时，弯曲板梁的轴部和翼部变形破裂的机制与过程有明显差别。轴部区(或枢纽部位)是压应力和拉应力的集中部位，也是变形破裂最显著的部位，并且这个部位的变形破裂对整个板梁的演化起着重要控制作用。翼部区则主要表现为剪应力集中所造成的变形与破裂，这种滑脱脱离现象的产生，使轴部区的应力集中现象有所缓解。3.7.解释高地应力区钻进过程中“岩饼”形成的原因。★钻进中切出的岩柱由于受根部受限面的约束而不能充分回弹，其回弹的充分程度随距受限面高度h而增大。这种差异回弹使受限面上产生残余剪应力τ，其值视切出的岩柱中被约束而末释放的回弹力之大小而定。根据弹性力学森维南原理，受限面只能在一个局部范围内约束岩柱的回弹，超过某一临界高度h0的部分则已充分回弹，所以沿岩柱短轴方向中垂面上法向残余压应力与受限面上残余剪应力两者发生变化。当切出的岩柱所达到的高度已足以使岩柱边缘的最大剪应力达到以致超过岩石的抗剪强度，则岩柱沿受限面被迅速剪断，所以在一定的地应力环境中，同类岩石的岩饼，其厚度与直径的比值十分相近。3.8.试分析空隙水压力在岩体变形破坏中的作用。★地下水普遍赋存于岩体之中，它与岩体间的相互作用主要可归为两个方面：一是地下水与岩体间发生机械的、物理的或化学的相互作用，使岩体和地下水的性质或状态发生不断的变化；二是地下水与岩体间发生的力学方面的相互作用，它不断地改变着作用双方的力学状态和特性。3.9.岩体变形破坏机制的基本地质力学模式有哪些？★(1)蠕滑—拉裂，(2)滑移—拉裂，(3)滑移—压致拉裂，(4)滑移—弯曲，(5)弯曲—拉裂，(6)塑流—拉裂3.10.简述差异卸荷回弹造成的破裂特点。★1、差异卸荷回弹造成的张性破裂（1）材料性能差别造成的差异回弹：岩体中紧密相连而材料性质不同的颗粒体系，如果在加荷过程中，弹性强的单元引起纯弹性应变，而弹性弱的单元则在弹性变形后发生了塑性变形。卸荷回弹时，两者膨胀程度不一，于是分别在各自单元内产生了残余压应力和残余拉应力。一旦残余拉应力达到颗粒材料的抗拉强度，则产生拉裂面。（2）应力史不同造成的差异回弹：碎屑岩中碎屑颗粒和胶结物两者可具有不同的应力史，颗粒承受荷载被压缩，或产生切过颗粒的张性破裂面。在颗粒被压缩的情况下充入胶结物，因此卸荷时，处于压缩状态的颗粒力图膨胀，但这种膨胀受到胶结物的限制，使胶结物转为拉伸状态，一旦被残余拉应力突破，即产生沿颗粒边界的与回弹方向近于正交的拉裂面。2、差异卸荷回弹造成的剪切破裂在高地应力区钻进过程中，当切出的岩柱所达到的高度已足以使岩柱边缘的最大剪应力达到以致超过岩石的抗剪强度，则岩柱沿受限面被迅速剪断。或者：（1）差异卸荷回弹造成的张性破裂，主要是由于材料性能差别或应力历史不同造成的。（2）差异卸荷回弹造成的剪切破裂，通常由于卸荷边界条件不同造成的。3.11论述动荷载作用下岩体的变形破坏特征。★动荷载作用下岩体处于反复的瞬时加荷和卸河状态，变形破坏表现为两种状态的综合结果。在爆破动荷载作用下，爆破中心附近岩石的变形破坏表现出一定的分带规律。以点源爆破为例，其周围岩石变形破坏规律如下：在爆心一带岩石承受巨大径向压力，并出现巨大的压缩使之形成切向压力，岩石遭受挤压剪断破坏，破碎成碎屑或岩粉。外围区径向压力衰减，径向压缩减小，切向压力也降低或消失，可产生径向压致拉裂裂缝，并由于压力波卸荷及应力波的反射机制，可造成环绕爆破中心的环向张裂带，但分布范围较静想裂隙小。3.12简述岩石蠕变三阶段的基本特点。★（1）初始蠕变阶段：蠕变量有一渐进的极限值，卸荷后无残余变形。一般采用弹性元件与活塞元件并联的凯尔文模型来表征其时间效应。（2）等速蠕变阶段：蠕变量不存在渐进极限，卸荷后有残余变形。一般采用弹性元件与活塞元件串联的马克斯韦尔模型来表征其时间效应。（3）加速蠕变阶段：蠕变速度随时间不断增大，最后导致破坏。3.13简述岩石变形破坏与应变速率的关系。★（1）当岩体的实际应变速率低于临界值C0时，岩体在受力的初期随应变的增加发生应力积累。但当应力增大到一定程度以后，应力也就不再升高，继之以随时间增长的流变，岩体不会进入加速蠕变阶段。相反，当C大于或等于C0时，岩体变形进展必将进入加速蠕变阶段，岩体内应力不断积累，则可能最终导致岩体破坏。（2）当应变速率因某种原因转变为递减趋势或降为零，岩体内已经积累的应力将随时间而松弛。4.1.在工程地质评价中，如何判别活断层？（活断层的鉴别标志。）★（1）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。（2）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。（3）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。（4）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。（5）α径迹和γ射线测量：α径迹法是测量断层上覆土层中氡气相对浓度，由α径迹数的峰值推断活断层位置和性状；同样也可以测定γ射线强度分布，从其峰值探测断层位置。（6）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。（7）形变测量：通过跨断层短水准、短基线、GPS等精密观测，可查明活断层垂直、水平位移的幅度和速率。（8）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。（9）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。4.2论述活断层的判别标志及活断层与工程建设的关系。★（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）α径迹和γ射线测量：α径迹法是测量断层上覆土层中氡气相对浓度，由α径迹数的峰值推断活断层位置和性状；同样也可以测定γ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。4.3.简述活断层的类型和活动方式。★（1）走滑或平移断层：主要是断层两侧相对的水平运动，相对的垂直升降很小其分支断裂比正断层或逆断层者为少，地表断层线简单、狭窄。（2）逆断层：上盘除上升外还产生地面变形，往往伴以分支或次级断层的错动；下盘无地表变形和破裂。（3）正断层：伴随断层活动的变形（下降）和分支断层错动，主要集中于上盘的下降。4.4.有哪些方法可以判断活断层的活动时间？★目前有两类确定方法：其一为确定断层活动时代区间，即活动年代的上限和下限，多以被断层错断或未错断的地质体或地貌面的年代来表示；其二为直接测定断层活动过程中产生的物质的年代，即提取断层活动生成的地质时计的计时信息。具体方法如下：（1）测定沉积层中含碳物质的14C年龄，（2）测定覆盖于岩石或卵石表面的漆状物即岩石漆，（3）砂岩砾石的风化晕侧年，砾石层或岩石表面生长的地衣侧年及古土壤侧年等，（4）K-Ar法测定断层形成产物的年龄，（5）热释光方（TL）测定断层带的石英、方解石的年龄，（6）电子自旋共振方法（ESR）测定断层带的石英、方解石的年龄，（7）α径迹和γ射线测量：α径迹法是测量断层上覆土层中氡气相对浓度，由α径迹数的峰值推断活断层位置和性状；同样也可以测定γ射线强度分布，从其峰值探测断层位置，（8）断层泥中石英碎屑表面的SEM形貌特征可作为测断层活动年代的标志。4.5.论述活断裂的研究途径和方法。★（1）活断层的调查：航卫片判译，开挖探槽鞥；（2）活断层的监测：包括位移监测和微震监测；（3）活断层活动年龄的测定：包括14C法、岩石漆法、风化晕法、K-Ar法、热释光方（TL）、电子自旋共振方法（ESR）、α径迹和γ射线法、断层泥中石英碎屑SEM法；(4)断层活动性及区域构造稳定性的数值模拟研究。根据区域大地构造、区域地球物理、区域地震活动性、区域构造应力场基本特征等区域地球动力学环境和区域地质结构及断裂新活动性，以及地应力实测资料建立地质力学模型；根据研究区内地应力实例结果和震源机制解，以线弹性有限元分析反演区域构造应力量级及模型边界力源的作用方式；通过线弹性有限元分析得出区域应力场和应变能密度的基本特征、各断层两盘的相对位移矢量并判定各断层的活动方式；进行时效过程有限元分析(粘—弹—塑性)研究应力场、形变场、各断层活动强度随时间的调整过程及地震应力释放对未来地震危险区的影响。4.6.活断层区规划设计建筑物的原则有哪些？（从规划选场、建筑物类型选择和建筑物结构设计三个方面进行分析）。★（1）规划选场：选择活动性地的断层地带；尽可能避开主断层带；如为逆断层或正断层类型，尽可能避开有强烈地表变形和分支、次生断裂发育的断层上盘(逆断层的上升盘、正断层下降盘)。如有较大的正、逆断层，场地往往需要选在距主断面数千米之外。（2）建筑物类型选择：若证实场地中有活断层穿过，或场地位于活动的逆、正断层上盘有可能产生分支及次级错断，则应选择在错动下不致破坏的建筑物型式。（3）建筑物结构设计：对于土坝来说，保证错动后不残存深大开口裂缝；能安全控制大的渗流量。5.1场地地震效应有哪些类型？★（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。5.2.分析场地条件对震害的影响。★场地条件一般指局部地形地质条件，如近地表的地基土石性质、地下水水位等水文地质条件，微地形以及有无断层破碎带等。场地条件对震害的影响表现在以下几个方面：（1）基岩上地震动幅值小、持续短、震害轻；（2）深厚覆盖层上地震动周期长；（3）非发震断层对震害无明显影响；（4）局部地形对震害影响显著；（5）沙土液化对震害的影响有双重性。5.3.地震发生时，厚层松软土体上哪类建筑物（高层、中层、低层）遭受的震害最严重？为什么？★巨厚冲积层上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。引起破坏的主要原因是共振，这类自由震动长周期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震动周期往往比较长。5.4.简述地震区抗震设计的原则。★总的原则是：小震不坏、中震可修、大震不倒。（1）选择场地和地基：地形开阔平坦；基岩地区岩性均一坚硬或上有较薄的覆盖层；若为较厚的覆盖层则应较密实；地下水埋藏较深；崩塌、滑波泥石流等不发育。（2）选择适宜的持力层和基础方案。（3）建筑物合理布置和结构选型：选择有利抗震的平面和立面；减轻重量、降低重心，加强整体性使各部分、各构件之间有足够的刚度和强度。5.5.震源机制断层面解的应用。★5.6.我国地震地质的基本特征是什么？★5.7.地震区划、地震危险性分析的原则和方法。★5.9.地震振害效应有哪些内容。★1、场地破坏效应：（1）地面破坏效应:破坏性地震如果震源较浅，断层错动可以直达地表造成地表错断，对建于其上的房屋、大坝、道路、管线等造成直接破坏。（2）地基失效：如果建筑物地基强度很低或地震动加速度很大，就会导致地基承载力的下降、丧失以至变位、移动，由此造成的建筑物破坏即属地基失效造成的破坏。3）斜坡破坏效应：斜坡破坏效应包括地震诱发的滑坡、崩塌和泥石流。2、强烈地震动：它引起的结构破坏和倒塌是造成大量生命财产损失的最普遍和最主要的原因。5.10.简述世界三大地震带的基本特征。(世界三大地震分布带有何特点？)★世界范围内的主要地震带是环太平洋地震带、地中海喜马拉雅地震带或欧亚地震带和大洋海岭地震带。（1）环太平洋地震带是世界上最大的地震带，在狭窄条带内地震密度也最大，全世界约80%的浅源地震、90%的中源地震和几乎全部深源地震集中于此带，释放的能量约为全世界地震释放能量的80%。此带的震源深度有自岛弧外缘的深海沟向大陆内部逐步加深的规律。（2）地中海喜马拉雅地震带或欧亚地震带为次于环太平洋地震带的第二大地震带，震中分布较前者为分散，所以带的宽度大且有分支。以浅震为主，中震在帕米尔、喜马拉雅有所分布，深源地震主要分布于印尼岛弧。环太平洋地震带以外的几乎所有深震、中震和大的浅源地震均发生于此带，释放的能量约占全球地震能量的15%。（3）大洋海岭地震带主要辞呈线状分布于各大洋的接近中部。这一地震带远离大陆且多为弱震。这一带的地震均产生于岩石圈内，震源深度小于30km5.11.震源机制参数一般由哪些指标来表征？★（1）断层面长度；（2）断层宽度；（3）断层走向；（4）断层倾向和倾角；（5）断层错动方向；（6）断层错距；（7）断层破裂扩展速度。5.12地震波的种类及每种类型的含义？★（1）体波在介质内部转播。包括纵波和横波。纵波是有震源传出的压缩波，质点振动与波前进的方向一致，一疏一密向前推进，它周期短、振幅小。横波是震源向外传播的剪切波，质点振动方向与波前进方向相垂直，传播时介质体积不变但形状改变，周期较长，振幅较大。（2）面波面波是体波到达地表后激发的次生波，限于在底边运动，向地面以下迅速消失。一种是在地面上滚动的瑞利波，质点在平行于波传播方向的垂直平面内作椭圆运动，长轴垂直地面，它与纵波的辐射有关。另一种是在地平面上作蛇形运动的勒夫波，质点在水平面内垂直于波前进方向作水平振动。面波传播速度比体波为慢。6.1.简述水库诱发地震的地质条件。★（1）大地构造条件板块俯冲、碰撞带属于潜在逆冲型的应力状态，产生诱发地震的可能性很小。转换断层及大的平移断层，属潜在走向滑动型应力扎，有产生诱发地震的可能性。潜在正断型应力场产生水库诱发地震的可能性最大。（2）区域地质条件明显的新构造活动迹象是天然地震也是水库诱发地震的必要条件。地热流高是已有水库地震震例一般都具有的条件。岩体强度高且比较完整有利于积蓄应变能，如其他条件有利会产生高震级的诱发地震。原始地下水位低以及蓄水后具有利于库水向深部渗入通道，是有利于空隙水压力效应的良好水文地质条件。6.2简述水库诱发地震的共同特点。★（1）震中密集于库坝附近；（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。6.2.简述水库诱发地震的诱发机制。★水库的某种作用迭加于已有的天然应力场之上，使水库蓄水前由于自然作用积累起来的应变能较早地以地震的方式释放出来。水的物理化学效应、水库的荷载效应、空隙水压力效应迭加后，震源岩体稳定性最终变化如下：潜在正断型强烈恶化，走向滑动型因为荷载效应使莫尔圆离开包络线的距离小于空隙水压力效应使之接近包络线的距离，故最终结果是有所恶化。潜在逆冲型的莫尔圆因荷载效应使之离开包络线的距离大致等于空隙水压力效应使之接近包络线的距离，但是荷载效应使改变了的莫尔圆小于原始莫尔圆，所以最终稳定程度稍有改善。6.3.水库诱发地震的基本概念及研究意义。★在一定条件下，修建水库可以产生水库诱发地震。其形成一方面依赖于该区的地质条件、地应力状态和有待释放的应变能积累程度等因素；另一方面也与工程行为是否改变了一定范围内应力场的平衡状态密切相关。一般说来诱发地震的震级比较小，震源深度比较浅，对经济建设和社会生活的影响范围也比较小。但是水库诱发地震则曾经多次造成破坏性后果，更有甚者，水库诱发地震还经常威胁着水库大坝的安全，甚至可能酿成远比地震直接破坏更为严重的次生地质灾害，因此对水库诱发地震发生的可能性应予以高度重视。6.4.简述水库诱发地震工地质研究的基本原则。★1、可行性阶段的研究：(1)区域地质及地应力状态研究；（2）地震历史研究：历史地震及近期地震的震级、烈度、震中分布、震源深度、震源机制及与近期活动断层间的关系。2、初步设计阶段的研究：(1)水库及坝区地质地貌及构造新活动性的详细勘察；(2)设置固定地震台网进行地震监测；(3)进行地应力测量确定构造应力量值及方向，以及它们随深度的变化；(4)测定有可能活动的断层带上下盘的透水性和断层带的地下水位；(5)在水库附近布设精密水准测量网，进行定期量测，以便了解蓄水前后的地形变；(6)对伴有地震活动的活断层埋设仪器，以便进行蓄水前后活动性的对比。3、建库发震后的工程地质研究：(1)增设流动台站进行精确测震工作．测定震源位置，参数，研究地震序列，确定它与断裂的关系；(2)装置地应力测试装置观测地应力变化，装置倾斜仪等以观察地形变；(3)定期进行精密水准测量与跨断层短基线三角测量，特别是较高震级的地震发生要立即测量并与地震前对比；(4)研究库水位变动、库容增减及水库充水速率变化与地震频度、震级之间的关系；(5)研究较强诱发地震的震害及地震影响场特征；(6)对库区主要岩石类型进行岩石力学测试，测定它们的力学参数；(7)对诱发地震的发展趋势作出评价与预测；(8)配合设计、施工人员，对震害防治与处理措施提出建议。7.1.简述砂土液化引起的主要破坏。★（1）涌沙：涌出的砂掩盖农田，压死作物，使沃土盐碱化、砂质化，同时造成河床、渠道、井筒等淤塞，使农业灌溉设施受到严重损害。（2）地基失效：随粒间有效正应力的降低，地基土层的承裁能力也迅速下降，直至砂体呈悬浮状态时地基的承栽能力完全丧失。建于这类地基上的建筑物就会产生强烈沉陷、倾倒以至倒塌。（3）滑塌：由于下伏砂层或敏感粘土层震动液化和流动，可引起大规模滑坡。（4）地面沉降和地面塌陷：饱水疏松砂因振动而变密，地面也随之而下沉，低平的滨海湖平原可因下沉而受到海湖及洪水的浸淹，使之不适于作为建筑物地基。7.2.区域性砂土地震液化的形成条件。★a.砂土特征通常以砂土相对密度Dr和砂土的粒径和级配来表征砂土的液化条件。一般Dr<0.75时易发生液化；粒径小于1mm颗粒含量>40%、平均粒径在0.1—1.0之间、粘粒含量<10%、塑性指数<b.饱和砂土层的埋藏条件土层埋深不超过20m，地下水位埋深不超过8c.饱水砂层的成因和时代全新世乃至近代沉积层易发生液化，海相或河湖相沉积层、人工挖填土易发生液化，冲积平原、河漫滩、故河道等地貌条件易发生液化。d.地震强度及持续时间震级大于5级、地震烈度大于等于Ⅵ度、地震持续时间超过15秒时易发生液化。7.3.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。7.4.综述区域砂土地震液化的判别程序、地震液化初判的界限指标。★a.地震液化初判：按照土质条件、埋藏条件、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τ小于按地震最大加速度求得的等效平均剪应力τa时，则可能液化。7.5.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。7.6砂土地震液化的判别方法有哪些？★先按照地震条件、地质条件、埋藏条件、土质条件的一些界限指标进行初步判别，经初步判别为液化的场地则应进一步通过现场测试、剪应力对比或地震反映分析等方法进行定量判别。8.1.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。（２）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。8.2.地面沉降的工程地质研究包括哪些内容？★(1)地区地质结构的研究；(2)地面水准点的定期测量；，(3)地下水开采量统计及地下水位的长期观测；(4)粘性土层孔隙水压力的观测；(5)土层性质的测试；(6)各土层实际沉降量的监测及土性参数的反算。8.3.防治地面沉降的原则和方法。★8.4.地面沉降的基本概念及研究意义。★地面沉降：因承压水位降低引起应力转移以及土层压密，从而导致地面大面积沉降。研究意义：(1)沿海地区沉降使地面低于海面，受海水侵袭；(2)一些港口城市，由于码头、堤岸的沉降而丧失或降低了港湾设施的能力;(3)桥墩下沉，桥梁净空减小，影响水上交通;(4)在一些地面沉降强烈的地区，伴随地面垂直沉陷而发生的较大水平位移，往往会对许多地面和地下构筑物造成巨大危害;(5)在地面沉降区还有一些较为常见的现象，如深井管上升、井台破坏，高楼脱空，桥墩的不均匀下沉等，这些现象虽然不致于造成大的危害，但也会给市政建设的各方面带来一定影响。8.5.我国地面沉降的分布规律。★8.6.如何预测和防治地面沉降。★减少地下水的开采量；人工回灌（冬灌夏用、夏灌冬用）；合理调整开采层次等。9.1.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。9.2.简述影响斜坡岩体应力分布的主要因素。★（1）原始应力状态；（2）斜坡岩体特性；(3)斜坡岩体结构构造特征；（4）斜坡坡形、坡高、坡度；（5）地表水和地下水。9.3.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？（请阐述斜坡变形破坏各地质力学模式（蠕滑—拉裂、滑移—拉裂、滑移—压致拉裂、滑移—弯曲、弯曲—拉裂、塑流—拉裂）的形成条件及主要特征（演变过程阶段划分、各阶段的变形特点）。）（综述斜坡变形破坏的地质力学模式与岩体结构类型、结构产状之间的关系。）★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.平缓层状体斜坡主要特征：α<β（α软弱面倾角，β斜坡倾角。下同）。主要变形模式：滑移压致拉裂。可能破坏形式：平推式滑坡、转动型滑坡。b.缓倾外层状体斜坡主要特征：α≈β。主要变形模式：滑移拉裂。可能破坏形式：顺层滑坡或块状滑坡。c.中倾外层状体斜坡主要特征：α≥β。主要变形模式：滑移—弯曲。可能破坏形式：顺层切层滑坡。d.陡倾外层状体斜坡主要特征：α≥β。主要变形模式：弯曲拉裂。可能破坏形式：崩塌或切层转动型滑坡。e.陡立倾内倾外层状体斜坡主要特征：α>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，α≤β。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。9.4.蠕滑－拉裂型滑坡的演变过程一般分为几个阶段？各阶段的变形特点。★演变过程可划分为三个阶段：(1)表层蠕滑。岩层向坡下弯曲，后缘产生拉应力；(2)后缘拉裂。通常造成反坡台阶；(3)潜在剪切面剪切扰动。随剪变进一步发展，中部剪应力集中部位可被扰动扩容，使斜坡下半部分逐渐隆起。9.5.滑移－压致拉裂型滑坡的形成条