中国地质大学地质工程考研总结

第一章绪论1.工程地质学是地质学的分支学科，它是一门研究与工程建设有关的地质问题、为工程建设服务的地质科学，属应用地质学的范畴2.地质环境涉及地壳表层和深部的地质条件以一定的作用，影响建筑物的安全、经济和正常使用；而建筑物的兴建又反馈作用于地质环境，使自然地质条件发生变化，最终又影响到建筑物自身。3.研究任务①阐明建筑地区的工程地质条件，并指出对建筑物有利的和不利的因素；②论证建筑物所存在的工程地质问题，进行定性和定量的评价，作出确切的结论；③选择地质条件优良的建筑场址，并根据场址的地质条件合理配置各个建筑物；④研究工程建筑物兴建后对地质环境的影响，预测其发展演化趋势，并提出对地质环境合理运用和保护的建议；⑤根据建筑场址的具体地质条件，提出有关建筑物类型、规模、结构和施工方法的合理建议，以及保证建筑物正常使用所应注意的地质规定；⑥为拟定改善和防治不良地质作用的措施方案提供地质依据。4.工程地质条件指的是工程建筑有关的地质因素的综合。地质因素涉及岩土类型及其工程性质、地质结构、地貌、水文地质、工程动力地质作用和天然建筑材料等方面，它是一个综合概念。5.工程地质问题指的是工程地质条件与建筑物之间所存在的矛盾或问题6、.工程地质学研究内容(1)岩土工程性质的研究地球上任何类型的建筑物均离不开岩土体，无论是分析工程地质条件，或是评价工程地质问题，一方面要对岩土的工程性质进行研究工程岩土学(2)工程动力地质作用的研究地壳表层由于受到各种自然营力涉及地球的内力和外力作用，尚有人类的工程——经济活动，影响建筑物的稳定和正常使用。工程动力地质学(3)工程地质勘察理论和技术方法的研究为了查明建筑场区的工程地质条件，论证工程地质问题，对的地作出工程地质评价，以提供建筑物设计、施工和使用所需的地质资料，就需进行工程地质勘察。专门工程地质学(4)区域工程地质的研究区域工程地质是为工程规划设计提供地质依据的。区域工程地质学7.工程地质学的研究方与它的研究内容相适应的，重要有自然历史分析法、数学力学分析法、模型模拟实验法和工程地质类比法。四种研究方法各有特点，应互为补充，综合应用。其中自然历史分析法是最重要和最主线的研究方法，是其它研究方法的基础a自然历史分析法是运用地质学理论查明工程地质条件和地质现象的空间条件，分析研究产生过程和发展趋势进行定性的判断，它是工程地质研究的基本方法.b数学力学分析法是对某一工程地质问题或工程动力地质现象，在进行自然历史分析之后，根据所拟定的边界条件和计算参数，运用理论公式或经验公式进行定量计算。c模型模拟实验法通过地质研究进一步结识地质原型，查明各种边界条件，已通过实验研究获得有关参数的基础上，结合建筑物的实际作用，对的的抽象出工程地质模型，运用相似材料或各种数学方法，在现和预测地质作用的发生和发展过程。d工程地质类比法它是一种定性的地质分析方法，通过场地内的工程地质条件与地质分析相结合进行工程问题的分析及解答的方法，有时也做半定量的评价是对已建建筑物工程地质问题的评价经验用到自然地质条件相类似的拟建建筑物的方法。8.举例说明工程地质学与其他学科的关系是如何的？工程地质学所涉及的知识范围是很广泛的，它必须有许多学科的知识作为自己的理论基础。除了与地质学的各分支学科有密切关系外，还与其它许多学科相联系。例如，动力地质作用都是动力地质学和工程地质学研究的对象，但前者重要是定性地研究其形态、分布、产生条件等方面内容；而后者不仅要进行定性的研究，并且还要更进一步地研究其形成机制，定量地研究其发生、发展演化的规律，对工程建筑物的影响限度，以及有效的防治措施等。9.工程地质学与土力学的关系？工程地质学中的大量计算问题，事实上就是土力学和岩体力学中所研究的课题。因此，在广义的工程地质概念中，甚至将土力学和岩体力学也包含进去。土力学和岩体力学是从力学的观点研究土体和岩体的，它们应属力学范畴的分支学科。10，现代工程地质学的发展方向是：环境工程地质这是现代工程地质研究的热点由于人类工程——社会经济活动对地质环境影响日益广泛而深刻，使地质环境出现不良后果，甚至地质灾害频发矿山工程地质近代矿山开采的特点是开采深度和范围愈来愈大，地质条件愈益复杂。地震工程地质地震是人类所面临的最严重的地质灾害海洋工程地质向海洋索取资源和开辟建设空间，是人类所面临的重大抉择本课程内容工程动力地质作用的种类较多，但按其发生和发展的基本因素、动力来源来说，可划分为由地球内动力引起的、由地球外动力引起的和由人类工程——经济活动引起的三大类。第一篇由地球内动力引起的工程动力地质作用，涉及活断层、地震和砂土地震液化的工程地质研究。第二篇由地球外动力引起的工程动力地质作用，涉及岩石风化、斜坡的变形与破坏、渗透变形、岩溶的工程地质研究。第三篇由人类工程——经济活动引起的工程动力地质作用，涉及诱发地震、地面沉降工程地质研究。12.不良地质现象：对工程建设不利或有不良影响的动力地质现象。它泛指地球外动力作用为主引起的各种地质现象，如崩塌、滑坡、泥石流、岩溶、土洞、河流冲刷以及渗透变形等，它们既影响场地稳定性，也对地基基础、边坡工程、地下洞室等具体工程的安全、经济和正常使用不利。13.工程地质研究人类工程活动有关的地质环境及评价，合理运用和保护的科学.14.工程地质作用是工程建设有关的自然地质作用和工程地质作用的总称.15.工程定量地质评价是指通过理论计算，实验研究，实际测量后做出的量化的工程地址评价结论16地质灾害：是指在地球的发展演化过程中，由各种自然地质作用和人类活动所形成的灾害性地质事件17工程地质学的历史，现状和展望历史：在国际上，工程地质学作为地质学的分支学科，并独立形成一门科学仅有70数年（截至2023年）的历史，是一门颇为年轻的学科。20世纪30年代，由于苏联的大规模国民经济建设，促使地质学和工程建筑科学互相渗透，工程地质学由此作为一门独立的科学诞生了。与此同时欧美国家工程地质工作也有所开展，但并未形成独立科学。现状：通过了几十年的发展，学科体系逐渐完善，形成了有多个分支学科的综合性学科。展望：从当今发展的趋势来看，现代工程地质的发展方向是；1.环境工程地质2.矿山工程地质3.地震工程地质4.海洋工程地质18举一亲身参与过的工程实例，说明工程地质工作的环节及内容（1）收集已有资料（2）现场工程地质勘察（3）原位测试（4）室内实验

（5）计算模拟研究（6）工程地质制图成果（7）工程地质报告19、试述动力地质作用（物理地质现象）的类型及对工程建筑的影响活断层对工程建筑的影响：活断层错动变形对建筑物的直接破坏;活断层对区域地质环境的影响，如地震、区域地壳稳定、水库地震等。 第二章活断层工程地质研究1活断层是指目前正在活动着的断层，或是近期曾有过活动而不久的将来也许会重新活动的断层2美国原子能委员会能动断层做出了三条规定：①在3502023内有过一次或多次活动的断层；②与能动断层有联系的断层；③沿该断裂带仪器记录到小震活动和多次的历史地震事件，或该断裂发生过蠕动。国际原子能机构增长了两条规定：①在晚第四纪它们有过活动；②该断裂有地面破裂的证据。日本的核电部门强调了“在最近也许发生活动”的含义。3世界上著名的活断层，如圣安德烈斯断层(美国)、安纳托里亚断层(土耳其)、博格多断层(蒙古)、郯庐断裂(中国)4活断层的错动速率是以某一时期内断层两盘相对位移的平均值来表达的，一般认为错动速率1mm／a以上的即为较强烈的活断层了。5活断层对工程建筑物的影响表现为两个方面。一方面是由于活断层的地面错动直接损害跨越该断层修建的建筑物。另一方面是伴有地震发生的活断层，强烈的地震对较大范围内建筑物的损害6根据断层面位移的矢量方向与水平面的关系，可将活断层划分为倾滑断层与走滑断层也叫平移断层又可分为左旋断层和右旋断层。倾滑断层又可分为逆断层和正断层逆断层的构造应力状态是近于水平近于竖直。断层面与水平面的夹角一般小于45o，且往往呈舒缓波状。逆断层的上盘(上升盘)分支和次生断裂往往较为发育，岩性破碎，地表变形强烈正断层的构造应力状态是近于竖直，近于水平，断层面与水平面的夹角一般大于45o，且往往呈参差状，断层带也较宽。正断层的上盘(下降盘)分支和次生断裂也往往较为发育，岩性破碎，地面变形强烈平移断层的构造应力状态是和均近于水平，断层面即为、之间的最大剪应力面，近于直立，断层线平直，而断层带极窄按断层的主次关系，又可将活断层分为主断层、分支断层和次级断层7活断层的活动方式基本有两种①以地震方式产生间歇性地忽然滑动的叫地震断层（粘滑型活断层）以地震方式产生间歇性忽然滑动发生在强度较高的岩石中，断层带锁固能力强，危害大②沿断层面两侧岩层连续缓慢地滑动的叫蠕变断层（蠕滑型活断层）沿断层面两侧岩层连续缓慢地滑动发生在强度较低的软岩中，断层带锁固能力弱一般无震发生，有时可伴有小震8断层后效蠕动位移现象有的地震刚发生时，地表上见不到断层位移，通过数日或一年后，地表才出现这次地震产生的位移9活断层的错动速率，一般是通过精密地形测量(涉及精密水准和三角测量)和研究第四纪沉积物年代及其错位量而获得的10通过第四纪沉积物年代和错位量的研究，可以测定活断层在最新地质时期内的平均错动速率。11活断层的参数a产状断层面的走向、倾向和倾角遥感判读、宏观地质调查、震源机制断层面解、裂缝、地震特性。b长度和断距地震时地表断裂带长度和断层最大位移量。一般：震级越大，震源深度越浅，地表断裂越长，断距越大。7.5级以上地震均出现地表错断，而小于5.5级的较少出现。c错动速率现今错动速率：反复精密地形测量拟定平均错动速率：最新沉积物的错动位移与沉积年代之比等级AAABCD错动速率（㎜/a）>101－100.1－10.01－0.1<0.01活动性很高高中档低非活动性错动周期(R)地震断层的错动周期重要取决于断层周边地壳应变速率和锁固段断层面的强度。(地质体可以承受应变能的极限：断层锁固段的强度) 年龄判据直接法：断层物质绝对年龄法C14、热发光法等间接法：错动地层年龄法12活断层的辨认标志：1）最新沉积物的错断（2）活断层带物质结构松散（3）伴有地震现象的活断层，地表出现断层陡坎和地裂缝地貌方面：（1）断崖：活断层两侧往往是截然不同的地貌单元直接相接的部位（2）水系：对于走滑型断层：①一系列的水系河谷向同一方向同步移错②主干断裂控制主干河道的走向（3）山脊、山谷、阶地和洪积扇错开：走滑型活断层（4）近期断块的差异升降运动，可使同一级夷平面分离解体，高程相差较大（5）不良地质现象呈线形密集分布水文地质方面：（1）导水性和透水性较强（2）泉水常沿断裂带呈线状分布，植被发育历史资料方面：（1）古建筑的错断、地面变形（2）考古（3）地震记载（4）地形变化监测资料（5）水准测量、三角测量13活断层区的建筑原则有哪些？（1）建筑物场址一般应避开活动断裂带（2）线路工程必须跨越活断层时，尽量使其大角度相交，并尽量避开主断层（3）必须在活断层地区兴建的建筑物，应尽也许地选择相对稳定地块即“安全岛”，尽量将重大建筑物布置在断层的下盘（4）在活断层区兴建工程，应采用适当的抗震结构和建筑型式14活断层的基本特性有哪些？（1）活断层是深大断裂复活的产物（2）活断层具有继承性和反复性（3）活断层按活动方式可以分为地震断层（粘滑型活断层）和蠕变断层（蠕滑型活断层）15简述活断层工程地质研究方法的内容研究内容内容涉及：活层断的展布、活动特点和监测等。如伴有地震活动，则应进行地震危险性研究。活断层的展布：根据已有区域地质、航磁和重力异常资料，与卫星影象、航空照片对照，进行初步判释，勾划出所有也许对场地有影响的活断层。活断层活动特点研究：在卫(航)片判释的基础上，要进行区域性踏勘，进一步验证判释成果。活断层的监测：为了拟定活断层近期及现今活动的参数，如活动时间、错动方向和距离、错动速率和周期等，需进行钻探、坑探、物探和绝对年龄测定等工作。第三章地震工程地质研究1在地壳表层，因弹性波传播所引起的振动作用或现象，称为地震2在地壳内部振动的发源地叫震源。震源在地面上的垂直投影叫震中。震中到震源的距离叫震源深度。地面上地震所波及到的范围叫震域释放的能量愈大、震源愈浅，则震域愈大。3地震灾害可分为两类，即一次灾害和次生灾害。前者为地震波导致建筑物的直接破坏和地基、斜坡的振动破坏(地裂、地陷、砂土液化、滑坡、崩塌等)；后者是由上一类灾害所导致的灾害，如火灾、有毒气体扩散、危俭物爆炸、海啸等。4全球震中地理分布可以划分出环太平洋地震带、地中海-喜马拉雅地震带、大洋海岭地震带及大陆裂谷系地震带四大地震活动带5我国地震地质的基本特性是什么？（1）强震活动受活动构造的严格控制（2）大陆地震受控于现代构造应力场特性（3）强震活动经常发生在断裂带应力集中的特定地段上（4）绝大多数强震发生在一些稳定断块边沿的深大断裂带上，而稳定断块内部很少或基本没有强震分布（5）裂谷型断陷盆地控制了强震的发生6、简述地震发生的条(1)介质条件：多发生在坚硬岩石中硬脆性的介质材料能积聚很大的弹性应变能，而当应变能一旦超过了岩体的极限强度时，就会导致忽然的脆性破裂，大量释放应变能而产生强烈地震(2)结构条件：只有在活断层的一定部位才干发生地震。地震发生的实际构造部位虽然很复杂，但都是在活断层上地应力高度集中的部位。这些部位是:活断层的端点、拐点、交汇点、分枝点和错列点；它们被称为活动断裂的锁固段或互锁段(3)构造应力条件：地震的孕育和发生多发生在现代构造运动强烈的部位，应力集中7地震发生的物理过程或震源物理过程，称为震源机制8地震发生时震源处的一些特性量或震源物理过程的一些物理量，称为震源参数。震源参数涉及震源断层面的走向、倾向和倾角，震源断层两盘错动的方向、幅度，震源断层面的长度、宽度，断层破裂的扩展速度，震源主应力状态，错动时释放的应力等9压缩波与膨胀波的分界面叫节面，节面与地面或震源球面的交线就叫节线10即、水平方向，而铅直方向。显然，震源断层为平推断层铅直方向，而、水平方向时，震源断层为正断层，P波初动在赤平投影图上中间为拉两侧为推铅直，、水平方向时，震源断层为逆断层，11震源参数求解等震线的几何特性由宏观烈度调查所得的等震线图来求解震源断层面的走向和倾向是最为可靠的地表地震断层和裂缝带一般认为大地震时在地面产生的地震断层和形变带的淹向代表了震源断层面的走向大地测量资料由地震前后大地测量资料对比来推求某些震源参数震源机制解能表达出震源断层的类型、断层面走向和地应力场的情况12震级(M)是指距震中100km处的标准地震仪在地面所记录的微米表达的最大振幅A的对数值。13标准地震仪的自振周期0.8s，阻尼比0.8，最大静力放大倍率280014地震烈度是根据地震时人的感觉、建筑物破坏、器物振动以及自然表象等宏观标志鉴定的震害指数以房屋“完好”为0，“毁灭”为l，中间按表列震害限度分级15在地震作用影响所及的范围内，于地面出现的各种震害或破坏，称之为地震效应地震效应大体可以分为振动破坏效应、地面破坏效应和斜坡破坏效应三个方面16地震发生时，地震波在岩土体中传播而引起强烈的地面运动，使建筑物的地基基础以及上部结构都发生振动，给它施加了一个附加荷载即地震力。本地震力达成某一限度时，建筑物即发生破坏。这种由于地震力作用直接引起建筑物的破坏，称为振动破坏效应17动力系数β动力系数是按反映谱理论进行建筑物抗震设计的基本参数。它表达不同自振周期的单质点弹性结构在水平地震力作用下的最大加速度反映与地面最大加速度的比值18地面破坏效应可分为破裂效应（是强震导致地面岩土体直接出现破裂和位移，从而引起附近的或跨越破裂带的建筑物变形或破坏）和地基效应（是地震使松软土体压密下沉、砂土液化、淤泥塑流变形等，而导致地基失效，使上部建筑物破坏）两种基本类型地基基地效应分为1、地基沉降，涉及强烈沉降和不均匀沉降。2、地基水平移滑。3、砂基液化19地裂缝是指因强烈地震而在高烈度区(>Ⅶ度)地面上出现的非连续性变形现象。按形成机制，地裂缝又可分为构造性的和非构造性的两种20构造性地裂的成生机制作:当震源断层错动时，由深部基岩向上输入具有明显方向性的P波初动或重要震相地震波，使地面土层产生大幅度振动。当质点位移幅值超过了其弹性极限，或质点上的地震力超过了土的抗剪强度时，便产生了永久塑性变形21重力性地裂的表现形式有两种:①由于斜坡失稳导致土体滑动，在滑动区边沿产生张性地裂；②平坦地面的覆盖层沿着倾斜的下卧层层面滑动，导致地面产生张性地裂。此种形式大多发生在土质软弱的故河床内填筑土层的边界上。它对建筑物的危害不容忽视。22地基基底效应强震时地震加速度很大，假如建筑物地基强度较低，就会导致地基承载力下降、丧失，以致错位、移动，由此导致建筑物的破坏，即为地基基底效应。地基基底效应又可分为三种，即地基强烈沉降或不均匀沉降、地基水平滑移和砂基液化滑坡发生的重要因素是厚层灵敏粘土层的破坏和透镜状薄砂层的振动液化在一个范围较大的场地内，对震害有重大影响的工程地质条件为:岩土类型及性质、地质构造及地形地貌条件；水文地质条件提出建筑物抗震措施的建议避开适动性断裂带和大断裂破碎带活动性断裂带是地震危险区，地震时地面断裂错动会直接破坏建筑物。大断裂破碎带也许会使震害加剧。尽也许避开强烈振动效应和地面效应的地段作场地或地基。属此情况的有:强烈沉降的淤泥层、厚填土层、也许产生液化的饱水砂土层以及也许产生不均匀沉降的地基。避开不稳定的斜坡或也许会产生斜坡效应的地段。这些地段是指已有崩塌、滑坡分布的地段、陡山坡及河坎旁避免孤立突出的地形位置作建筑场地尽也许避开地下水埋深过浅的地段作建筑场地岩溶地区地下不深处有大溶洞，地震时也许会塌陷，不宜作建筑场地对抗震有利的建筑场地条件应当是:地形较平坦开阔；基岩地区岩性均一坚硬，或上覆有较薄的覆盖层；若有较厚的土层，则应较密实:无断裂或有断裂但它与发震断裂无联系，且胶结较好；地下水埋藏较深；滑坡、崩塌、岩溶等工程动力地质现象不发育27基础的抗震设计(1)基础要砌置于坚硬、密实的地基上，避免松软地基。(2)基础砌置深度要大些，以防止地震时建筑物的倾倒。(3)同一建筑物不要并用几种不同型式的基础。(4)同一建筑物的基础，不要跨越在性质显著不同或厚度变化很大的地基土上。(5)建筑物的基础要以刚性强的联结梁连成一个整体28震级：是衡量地震自身大小的尺度，由地震所释放出来的能量大小所决定。烈度：地面震动强烈限度，受地震释放的能量大小、震源深度、震中距、震域介质条件的影响。在工程应用中常有地震基本烈度和设防烈度(设计烈度)之分。地震基本烈度：一定期间和一定地区范围内一般场地条件下也许遭遇的最大烈度。一个地区的平均烈度设防烈度(设计烈度)：是抗震设计所采用的烈度。是根据建筑物的重要性、经济性等的需要，对基本烈度的调整场地烈度：同一基本烈度地区，场地条件不同而进一步划分，对基本烈度修正卓越周期：地震波在地层中传播时，通过各种不同性质的界面时，由于多次反射、折射，将出现不同周期的地震波，而土体对于不同的地震波有选择放大的作用，某种岩土体总是对某种周期的波选择放大得突出、明显，这种被选择放大的波的周期即称为该岩土体的卓越周期。29简述振动破坏效应的分析方法。地震对建筑物振动破坏作用的分析方法有静力法和动力法两种。静力分析方法：假定建筑物是刚性体，即地震时建筑物各部分的加速度与地面加速度完全相同。并且规定地震作用于建筑物的力只是一个固定不变的力，它是由地面振动的最大加速度所引起的惯性力。据此进行静力分析。动力分析方法：目前应用最广泛的方法是简化的反映谱法。它假定建筑物结构为单质点系的弹性体，作用于其基底的地震运动为简谐振动。所测得结构系统的动力反映，不仅取决于地面振动的最大加速度，还取决于结构自身的动力特性。30简述地震效应类型地震效应可以分为振动破坏效应、地面破坏效应和斜坡破坏效应。振动破坏效应：地震发生时，地震波在岩土体中传播而引起强烈的地面运动，使建筑物的地基基础以及上部结构都发生振动，给它施加了一个附加荷载即地震力。本地震力达成某一限度时，建筑物即发生破坏。这种由于地震力作用直接引起建筑物的破坏，称为振动破坏效应。地面破坏效应：地面破坏效应可分为破裂效应和地基效应两种基本类型。前者指的是强震导致地面岩土体直接出现破裂和位移，从而引起附近的或跨越破裂带的建筑物变形或破坏。后者指的是地震使松软土体压密下沉、砂土液化、淤泥塑流变形等，而导致地基失效，使上部建筑物破坏。斜坡破坏效应：涉及地震导致的滑坡、崩塌或泥石流等，重要发生在山区和丘陵地带。31简述场地工程地质条件对震害的影响（1）岩土类型及性质：○软土＞硬土，土体＞基岩○松散沉积物厚度越大，震害越大○土层结构对震害的影响：软弱土层埋藏愈浅、厚度愈大，震害愈大；（2）地质构造：离发震断裂越近，震害越大，上盘尤重于下盘；（3）地形地貌：突出、孤立地形震害较低洼、沟谷平坦地区震害大；（4）水文地质条件：地下水埋深越小，震害越大。32简述地震社区划的概念及其原理和划分方法。地震社区划是对城市或工程场地范围内也许遭遇的地震动强度及其特点的划分。它除了考虑潜在震源情况、传播途径的因素外，还根据场地地质活动构造与地貌条件给出场地地震影响场的分布。地震社区划涉及地震动社区划和地震地质灾害社区划。地震动社区划不仅要对城市所在范围内的场地类别和地震动时振动轻重限度作出具体划分，指出各社区场地对建筑物抗震的有利或不利限度，指明各社区具体的不利因素以及也许发生的地基失效类型，并且要对城市范围内各社区提出具有概率意义的设计地震动参数等，涉及地面运动峰值加速度、峰值速度、地震动持时、场地卓越周期、加速度反映谱等一系列指标。地震地质灾害社区划应涉及砂土液化、软土震陷、地震断层、地震滑坡等内容33简述我国地震分布规律解题：我国地处环太平洋与地中海-喜马拉雅两大地震带之间，地震分布比较普遍。除台湾东部、西藏南部和吉林东部地震属板块边沿消减带地震活动外，其余广大地区均属板内地震活动。并且绝大多数强震都发生在稳定断块边沿的一些规模巨大的区域性深大断裂带上或断陷盆地之内。重要地震区与活动构造带关系密切。中国科学院地球物理研究所把我国分为23个地震带。其中最重要的地震带有：台湾与东南沿海地震带；郯城-庐江地震带；南北阳地震带；华北地震带；西藏-滇南地震带；天山南北地震带。34重力性地裂产生的条件是:①故河床堆积松散砂层的震陷；②由于砂层的震陷而引起上覆填土的垂直沉陷、位移；③浅部填土层的振动具有地面运动的放大作用特性，在填上层的倾斜界面上产生斜向滑移35地震波是一种弹性波，它涉及体波和面波两种。体波是通过地球本体传播的波；面波是由体波形成的次生波，即体波通过反射、折射而沿地面传播的波体波分为纵波(P波)和横波(S波)两种。纵波是由震源向外传播的压缩波，质点振动与波前进的方阳一致，一疏一密地向前推动，其振幅小、周期短、速度快。横波是由震源向外传播的剪切波，质点振动与波前进的方向垂直，传播时介质体积不变但形状改变，其振幅大、周期长、速度慢，且仅能在固体介质中传播面波也可分为瑞利波(R波)和勒夫波(Q波)两种。瑞利波传播时在地面上滚动，质点在波传播方向上和地表面法向组成的平面(xz面)内作椭圆运动，长轴垂直地面，而在Y轴方向上没有振动勒夫波传播时在地面上作蛇形运动，质点在地面上垂直于波前进方向(y轴)作水平振动。面波的振幅最大，波长和周期最长，统称为L波36根据介质断裂特性和构造应力状态的不同，可将地震分为四类:单一主震型即均匀介质且无应力高度集中。主震前后均无断裂存在和发生，故无前震和余震，即使有亦很小主震-余震型即均匀介质内主震前未发生断裂，地壳外力逐渐施加，当应力集中到一定限度后突发主震；主震后仍有应力集中，余震系列较多)前震-主震-余震型即不均匀介质内，在主震前发生小破裂即前震，主震后有应力降；由于应力调整，有较多余震出现)群震型即在介质极不均匀而局部应力集中非常显著的情况下，一系列强度不大的中小地震连续出现，没有主震。按震源深度，可将地震分为浅源地震(0－70km)、中源地震(70－300km)和深源地震(>300km)第四章岩石风化工程地质研究1岩石在各种风化营力作用下，所发生的物理和化学变化的过程称为岩石风化按照风化营力及其引起的岩石变异的方式不同，风化作用一般分为物理风化、化学风化和生物风化三种2物理风化是由于温度的变化(特别是昼夜的温变)、水的冻融、干湿交替、盐类结晶、矿物水化和植物根劈等作用下所产生的应力，引起岩石的机械破碎，而不随着化学成分和矿物成分的显著变化，其结果既破坏了岩石的结构构造，减少了岩石的强度，又为化学风化打开了方便之门3岩石在氧、水溶液及有机体等作用下所发生的一系列复杂的化学反映，引起其结构构造、矿物成分和化学成分发生变化的过程，称为化学风化。其实质是原岩中较活泼的元素发生迁移，较稳定的元素残留原地，原生矿物不断变异，与新环境相适应的次生矿物不断形成的过程在风化过程中，化学反映的方式有氧化、还原、溶解、结晶、水化，水解、碳酸化、硫酸化、去碳、中和等作用。在自然界中，化学风化其中以水化、溶解、水解和氧化作用最为常见（化学风化一定随着物理变化，反之，不随着）4遭受风化的岩石圈表层叫做风化壳5按风化壳所处的形成时期，可提成碎屑状风化壳、含盐风化壳、碳酸盐风化壳、硅铝风化壳、富铝风化壳，渍水风化壳6风化岩石与原岩比较发生的变化a岩体的结构构造发生变化，即其完整性遭到削弱和破坏风化作用不仅使岩体原有裂隙扩大，还形成新的风化裂隙，同时因活动性元素的迁移，使原岩孔隙增大。b岩石的矿物成分和化学成分发生变化风化过程中，原岩中的矿物逐渐解体变异，活动性较强的元素不断随水迁移流失；同时，由于风化营力所携带的新元素的参与，形成了新的次生矿物。c岩石的工程地质性质恶化岩石风化后，由于岩石的矿物成分、化学成分和结构构造发生变化，而导致岩石工程地质性质上的一系列变化7工程建设而进行的岩石风化工程地质研究的目的有以下几点；①根据岩石风化的限度及其空间分布，选择最适于修建建筑物的位址，对各种工程建筑物进行合理布局；②根据风化岩石的物理力学性质与建筑物类型、等级、荷载性质及大小的适应性，拟定地基中需要挖除的风化岩石的厚度，即拟定合理的建基面高程；③根据岩石风化速度、风化限度及各风化带岩石的物理力学性质，拟定基坑、路堑、船闸及露天矿采坑合理的稳定边坡角；④根据风化产物的特性(破碎限度、坚固性等)及场地工程地质条件，选择地下洞室施工开挖的设备和方法，拟定对已风化岩石的解决措施；⑤根据岩石风化速度、风化营力、风化作用类型及影响岩石风化的因素等，拟定基坑、路堑保持开敞状态的安全期限，选择防止岩石风化的措施。8简述影响岩石风化的因素一、气候因素：（1）温度：温差大、冷热变化频率快，有助于物理风化；温度高，有助于化学风化；（2）降雨：降雨量大，有助于化学及生物风化；二、岩性因素：（1）岩体的抗风化能力跟其矿物成分有关，一般来说岩体的抗风化能力：氧化物>硅酸盐>碳酸盐和硫化物，其中最稳定抗风化能力最强的是造岩矿物：石英。岩浆岩的抗风化能力：酸性岩>中性岩>基性岩>超基性岩；变质岩的抗风化能力：浅变质岩>中档变质岩>深变质岩；沉积岩的抗风化能力一般来说大于岩浆岩和变质岩。（2）岩体的抗风化能力还跟其化学成分有关：K、Na等活性强的元素比Fe、Al、Si等活性弱的元素更容易流失。同一种元素，所组成的化合物不同，岩石的抗风化能力也不同。（3）从结构上来看：单一矿物组成的岩石抗风化能力较强：单矿岩>复矿岩；矿物成分相同：等粒结构>不等粒结构，单粒结构岩石抗风化能力较强；Si质胶结>Ca质胶结>泥质胶结；三、地质结构因素：岩体内部的软弱结构面对加深及加速岩石的风化起了有力的促进作用。（1）断层带(裂隙密集带)：囊状风化（2）层理面：差异风化—崩塌等（3）节理、裂缝面：球形风化四、地形因素（1）海拔高地区：以物理风化为主；海拔低地区：化学风化速度较快。（2）陡坡地段：风化速度较大，风化壳较薄；缓坡地段：风化速度较慢，风化壳较厚。五、其他因素（1）地壳运动强烈上升期：风化速度快，风化壳厚度不大稳定期：风化彻底，风化壳厚度大（2）人类活动人工开挖基坑、边坡、隧洞、砍伐森林等，直接加剧风化作用。9简述岩石风化的分带标志一、颜色不同：风化岩石在外观上表现出颜色的差异；二、破碎限度：风化限度越深，原岩破碎限度愈大；从深部完整新鲜岩石至地表：岩块→块石→碎石→砂粒→粉粘粒。从总体上看，上部以粉钻粒为主，夹砂粒、碎石；下部以块石、碎石为主，裂缝中夹粉粘粒、砂粒。三、矿物成分变化：不同风化带、矿物组合特点不同。剧风化带：除石英外，大部分矿物已经变异，形成稳定的矿物，如粘土矿物；弱、微风化带：矿物变异重要发生在块石裂缝周边，形成薄膜。四、水理性质及物理力学性质的变化：由上至下：（1）孔隙性、压缩性由大变小；2）吸水性由强→（弱；3）波速由小→大；4）强度由低→高。（（五、钻探掘进及开挖中的技术特性：化限度不同的岩石，其完整性和坚固性不同，因此，勘探中的钻探方法、钻进速度、岩心采用率、掘进方法及难易限度是不同的；同时，施工中开挖方法及进度亦各异。10简述岩石风化的防护措施防治岩石风化的措施一般涉及两个方面：一、对已风化产物的合理运用与解决：（1）风化壳厚度小，所有挖出；（2）风化壳厚度大，如一般工业民用建筑物，强风化带甚至剧风化带亦能满足规定期，主线不用挖除，必须选择合理的基础砌置深度；对于重型建筑物，对地基岩体稳定规定较高，其挖除深度应视建筑物类型、规模及风化岩石的物理力学性质而定，需要挖除的只是那些物理力学性质变得足以威胁到建筑物稳定的风化岩石。3）当风化壳厚度虽较大，但经解决后在经（济上和效果上反比挖除合理时，则不必挖除。二、防止岩石风化的措施：防止岩石风化的基本指导思想是：通过人工解决后，使风化营力与被保护岩石隔离，以使岩石免遭继续风化；减少风化营力的强度，以减慢岩石的风化速度。如为防止因温度变化而引起的物理风化，可在被保护岩石表面用粘性土或砂土铺盖。又如，当以风化速度较快的岩石作地基时，基坑开挖至设计高程后，须立即浇注基础，迅速回填。11岩石风化分带的也许性不同深度的岩石与风化营力接触的时间不同风化营力多是由表及里的)风化营力的作用存在分带性硅酸盐的风化重要化学作用带依次为:氧化带→水解带→淋滤带→水化带3)矿物的风化具有显著的阶段性种原生矿物风化后，形成与风化环境相适应的最终产物都不是直接完毕的，而是通过一些中间阶段，形成一些过渡性矿物后才干实现的12岩石风化分带的方法地质分析法2.指标定量法(1)风化系数法(2)声波测试法(3)抗拉强度指数法13岩石风化壳分带剧风化分带强风化分带中风化分带弱风化分带第五章斜坡变形破坏工程地质研究1斜坡系指地壳表部一切具有侧向临空面的地质体，是地表广泛分布的一种地貌形式。斜坡分为天然斜坡和人工边坡2斜坡具有坡面、坡顶、坡肩、坡脚、坡底、坡角和坡高等形态要素。斜坡的临空斜面称为坡面；斜坡的顶部缓坡面或水平面称为坡顶面；坡面与坡顶面的转折部位称为坡肩；斜坡最下部与水平地面相接部位称为坡脚；坡面与水平地面的夹角称为坡角；坡肩与坡脚间的垂直高度一般称为坡高。斜坡变形破坏是内、外动力地质作用下斜坡岩土体处在不稳定状态或失稳的一种现象4斜坡中重分布应力的特点a斜坡周边主应力迹线发生明显偏转

b在临空面附近导致应力集中,但在坡脚区和坡顶及坡肩附近情况有所不同:

-坡脚附近形成最大剪应力增高带，往往产生与坡面或坡底面平行的压致拉裂面。

-在坡顶面和坡面的某些部位形成张力带,易形成与坡面平行的拉裂面。

c坡体内最大剪应力迹线由本来的直线变成近似圆弧线,弧的下凹方向朝着临空方向。

d坡面处由于侧向压力趋于零,事实上处在两向受力状态,而向坡内逐渐变为三向受力状态。5影响斜坡应力分布的因素有哪些？a岩体初始应力的影响：水平剩余应力的大小使坡体中主应力迹线的分布形式有所不同，明显改变了各应力值的大小，使应力分异现象加剧,特别对坡脚应力集中带和张力带的影响最大。b坡形的影响：①坡高：坡高不改变应力等值线图象，但应力值随坡高↑而线性↑。②坡角：坡角变化明显改变了应力分布图象。随坡角变陡，张力带的范围有所扩大，坡脚应力集中带最大剪应力值也随之增高。③坡底宽度：当W<0.8H时,坡脚最大剪应力随底宽缩小而急剧增高。当W>0.8H时，则保持为一常值（称为“残余坡角应力”）。④坡面形态：平面上的凹形坡，应力集中明显减缓。c斜坡岩土体特性和结构特性的影响：①岩土体的变形模量对均质坡体的应力分布无明显影响②泊松比(可改变主应力和剪应力的分布,引起张力带变化。随着泊松比增大，坡面和坡顶的张力带逐渐扩展，而在坡底则反之，泊松比增大时，张力带收缩。③结构面的产状、性质的差别，使斜坡中的应力分布出现了不连续性，在不连续面或软弱面的周边形成应力集中带或发生应力滞。6什么是斜坡的变形与破坏，试论述斜坡变形破坏的三个不同演化阶段。斜坡应力的变化，使原有的平衡被打破，局部应力集中超过了该部位岩体的允许强度，引起局部剪切错动，拉裂，并出现小位移，但还没导致整体性的破坏，这就是斜坡的变形（同时也是斜坡变形的定义）当斜坡变形进一步发展，破裂面不断扩大并互相贯通，使斜坡岩土体的一部分分离，并发生较的位移，这就是斜坡的破坏（也是斜坡破坏的定义，是滑坡，崩塌机理的总述）斜坡变形的形式重要有拉裂（回弹，蠕滑,弯曲倾倒斜坡破坏的形式有：崩塌，滑坡斜坡中已有明显变形破裂迹象的岩体，或已查明处在进展性变形的岩体，称为变形体。被贯通性破坏面分割的斜坡岩体，可以多种运动方式失稳破坏，如滑落、崩落等。破坏后的滑落体(滑坡)或崩落体等被不同限度地解体。但在特定的自身或环境条件下，它们还可继续运动，演化或转化为其他运动方式，称为破坏体的继续运动。斜坡变形、破坏和破坏后的继续运动，分别代表了斜坡变形破坏的三个不同演化阶段7斜坡变形重要有三种形式，即拉裂、蠕动和弯曲倾倒斜坡岩土体在局部拉应力集中部位和张力带内，形成张裂隙的变形形式称为拉裂。a在坡面和坡顶张力带中拉应力集中形成拉裂b卸荷回弹或岩体初始应力(地应力)释放产生拉裂c因蠕滑形成局部应力集中产生拉裂2)斜坡岩土体沿软弱面(层)局部向临空方向的缓慢剪切变形称为蠕滑a受最大剪应力面控制的蠕滑b受软弱结构面控制的蠕滑c受软弱基座控制的蠕滑和塑流3）.弯曲倾倒由陡倾或直立板状岩体组成的斜坡，当岩层走向与坡面走向大体相同时，在自重的长期作用下，由前缘开始向临空方向弯曲、折裂，并逐渐向坡内发展，这种变形通常称为弯曲倾倒8斜坡破坏a斜坡岩土体中被陡倾的张性破裂面分割的块体忽然脱离母体并以垂直运动为主，翻滚跳跃而下，这种现象和过程称为崩塌。根据崩塌物质的不同，可分为土崩和岩崩；按其规模大小不同，又可分山崩和坠落石；如这种现象发生在海湖、河岸边者则称为岸崩。b斜坡上的岩土体，沿着贯通的剪切破坏面(带)，产生以水平运动为主的现象，称为滑坡9简述崩塌的形成条件（1）地层岩性条件→厚层状硬脆性岩体；灰岩、砂岩、石英岩等厚层硬脆性岩石常能形成高陡的斜坡，其前缘常由于卸荷裂隙的发育而形成陡而深的张裂缝，并与其它结构而组合，逐渐发展而形成连续贯通的分离面，在触发因素作用下发生崩塌。（2）岩体结构条件→节理裂隙（二组或二组以上陡倾节理）；硬脆性岩石中往往发育两组或两组以上陡倾节理，其中与坡面平行的一组常演化为张裂缝。（3）地形条件→地形切割强烈，高差大，发生崩塌的地面坡度一般大于45o，而大部分分布在大于60o的斜坡上。（4）外力条件→风化作用、静水压力、震动、冻胀作用等。10辨认滑坡的方法与标志有哪些？辨认方法有：运用遥感资料，如航片、彩虹外照片来解释；通过地面调查测绘来解决；采用勘探方法来查明。辨认标志：（1）地形地貌方面：滑坡形态特性、阶地、夷平面高程对比。（2）地质构造方面：滑体上产生小型褶曲和断裂现象；滑体结构松散、破碎。（3）水文地质方面：结构破碎→透水性增高→地下水径流条件改变→滑体表面出现积水洼地或湿地，泉的出现。（4）植被方面：马刀树、醉汉林。（5）滑动面的鉴别：钻孔取样、变形监测：钻孔倾斜仪10滑坡：斜坡岩土体在重力等因素作用下，依附滑动面（带）产生的向坡外以水平运动为主的运动或现象。简述滑坡的分类滑坡的分类方式很多，现列举如下(1).按滑坡动力学性质，可分为推动式、牵引式、平移式、混合式推动式滑坡：始滑部位位于上部。重要是由斜坡上部张裂隙发育或因堆积重物和在坡上进行建筑，引起上部失稳滑动而推动下部滑动。平移式滑坡：滑动面较平缓，始滑部位分布于滑动面的许多点牵引式滑坡：始滑部位位于下部，一方面是下部开始滑动，然后向上扩展，引起由下而上的滑动，重要是由于坡底受到河水冲刷或人工开挖引起的。混合式滑坡：始滑部位上下结合，共同作用。其比较常见。(2)按滑动面和层面的关系均质滑坡：发生在均质或没有明显层理的岩体或土体中的滑坡，滑动面不受层面的控制顺层滑坡：沿着岩层层面发生滑动，特别是有软弱岩层存在时切层滑坡：滑坡面切过岩层面（3）准时代分：新滑坡，老滑坡，古滑坡，始滑坡（4）按斜坡岩土体类型分（颗粒越来越粗的顺序，且除第一外越来越致密）：粘性土滑坡，黄土滑坡，堆填土滑坡，堆积土滑坡，破碎岩石滑坡，岩石滑坡。（5）其他：按滑坡形式，滑坡历史等11滑坡的形态要素重要有：滑坡周界、滑动面（带）、滑坡体、滑床、、滑坡轴（主滑线）滑坡壁、滑坡前缘（舌）、滑坡台阶、滑坡洼地（湖）、滑坡裂缝。滑动面(带)位置拟定方法1)根据作图法估计滑面位置2）根据位移观测资料推求滑面位置3）根据钻探资料判断滑面(带)位置4)根据坑探工程查明滑面位)5)根据物探资料判断滑面位置13简述影响斜坡稳定性的因素解题：一、岩土类型及性质：是决定抗滑力的主线因素。坡形相同的情况下：坚硬岩石斜坡>半坚硬岩石>松散土坡；沉积岩：层理－－软弱夹层；岩浆岩：原生节理发育，与岩石强度和风化作用有关；变质岩：由于矿物成分的差异导致工程地质性质的差异（石英岩、泥岩）；往往集中在某些特定的岩层中－易滑岩组；对于同一种成因类型的岩层，组成岩石的矿物成分及胶结物不同，其稳定性不同：硅质胶结>钙质胶结>泥质胶结。二、地质结构(岩体结构及地质构造)：结构面—结构面的产状、力学性质、规模；沉积岩地区：特大型的滑坡重要与层面构造有关在褶皱的两翼部位，结构面往往形成上陡下缓的勺形沿着大的构造断裂带，滑坡往往呈带状分布按结构面的产状与临空面的关系，可分为：○平迭坡：重要软弱结构面为水平的；1○逆向坡：重要软弱结构面的倾向与坡面的倾向相反；○顺向坡：重要软弱结构面的倾向与坡面的倾向一23致（倾角小于坡角时最易发生滑坡）○斜交坡：重要软弱结构面与坡面成斜交关系。其交角越小，稳定；4性就越差；○横交坡：重要软弱结构面的走向与坡面走向近于垂直，稳定性较好，很少发生大规模的滑坡。三、地形地貌：斜坡坡度越大，切割深度越深，斜坡稳定性越差。四、地震：产生附加应力五、水的作用：○水平推力－－侧向水压力○浮托力、动水压力－－减小滑动面上的有效应力○软化效应－－空隙水压力减少岩土体的抗剪强度○动水压力○冲刷、掏空作用六、人类活动的影响：人工加载、采矿掏挖坡角、人工边坡开挖等。注意：答题时需从以上六个方面进行回答。回答是简明扼要，抓住要点即可。14简述刚体极限平衡法的基本原理刚体极限平衡法：将也许滑动的岩体作为刚体，采用极限平衡原理，计算沿滑坡推力E的定义是总的下滑力(ΣT)与总的抗滑力(ΣRs)之间的差值，表达式为：E=ΣT－ΣRs。当E>0时，有推力；当E<0时，无推力；当E=0时，为极限平衡状态。滑动面的抗滑稳定安全系数的分析方法。假设前提：（1）只考虑破坏面上的极限破坏状态，而不考虑岩土体的变形。即视岩土体为刚体。（2）破坏面上的强度由C、φ值决定，遵循强度判据。（3）滑体中的压力以正压力和剪应力的形式集中作用于滑面上，均视为集中力。（4）三维问题简化为二维（平面）问题来求解。15简述滑坡变形破坏的防治措施解题：一、挡土抗滑工程：（1）挡墙；2）抗滑桩；（（3）锚杆（索）（3）支撑。；二、表里排水：涉及排除地表水和地下水。三、削坡减载：这种措施的目的是为了减少坡体的下滑力，其重要的方法是将较陡的边坡减缓或将滑坡体后缘的岩土体削去一部分。四、防冲护坡：为防止斜坡被河水冲刷或海、湖、水库水的波浪冲蚀，一般修筑导流堤、水下防波堤、丁坝以及砌石、抛石、草皮护坡等措施。五、土质改良：土质改良的目的在于提高岩土体的抗滑能力，重要用于土体性质的改善。六、防御绕避：当线路工程(如铁路、公路)碰到严重不稳定斜坡地段，解决又很困难时，则可采用防御绕避措施。其具体工程措施有:明硐和御塌棚及内移、作隧、外移作桥等。上述各项措施，可归纳为“档、排、削、护、改、绕”六字方针。16简述滑坡空间预测的基本原理单体滑坡灾害空间预测是以滑坡工程地质测绘、勘探私实验为基础，采用稳定性计算的方法预测滑坡灾害也许发生的空间规模和潜在滑动面的位置；对于区域性滑坡灾害空间预测而言，其重要理论基础是工程地质类比法，即类似的滑坡工程地质条件及组合应具有类似的斜坡不稳定性和也许的滑坡作用，现有的类比方法巳经从定性的类比发展到定量的类比。一方面，由于控制滑坡发生的地质环境因素具有空间上的稳定性，因此，滑坡灾害的空间分布具有区域上的分布规律和地质作用规律；另一方面，滑坡灾害系统是非常复杂的，外部因素的随机作用又会导致滑坡灾害的发生具有随机性的特点。因而，区域滑坡灾害空间预测是近似的、相对定量化的。无论是区域滑坡灾害空间预测还是单体滑坡灾害空间预测，都必须建立在对滑坡灾害机理研究的基础之上，机理研究有助于准确选择滑坡灾害空间预测的要素和预测模型，对提高空间预测效果具有十分重要的作用。滑坡灾害空间预测的基础是工程地质类比法，类似的工程地质环境也许发生类似的滑坡作用，对工程地质环境进行定量化的科学描述与建模则是基于对滑坡灾害静态和动态规律的研究及预测方法的合理选定。滑坡灾害系统的环境涉及静态因素和动态因素。静态因素可以称为控制因素，是指对滑坡发生起控制作用的地质和地貌因素等，这些因素在短时期内是基本稳定的，如地层组合、地质构造、地形等，这些因素控制着滑坡发生的区域地质环境、也许的规模和滑坡类型等；而动态因素是指对滑坡发生起触发作用的外部因素，这些因素作用会加速滑坡灾害发生的时间，是动态变化的，如降雨、地震、人类工程活动等。需要注意的是，不同的静态因素与动态因素组合会产生不同的滑坡作用效果，因此，开展滑坡灾害空间预测要注重滑坡静态与动态因素组合的研究，在此基础上建立滑坡灾害空间预测的模型。17水对岩土体稳定性（涉及了斜坡和岩溶，地面沉降等）有何影响（1）减少岩土体强度性能（与软化泥化作用相相应）（2）静水压力（3）动水压力（4）孔隙水压力（比静水压力更微观）抵消有效应力（5）地表水的冲刷、侵蚀作用（6）地下水引起的地质灾害、地基失稳（岩溶塌陷、地震液化、岩土的胀缩、土体盐渍化、黄土湿陷等）。18试述岩土体稳定性分析中，刚体极限平衡法（属于力学计算法）的前提；思绪及内容；以及斜坡稳定性的计算。（注：力学计算法涉及刚体极限平衡法，有限单元法，概率分析法等）1）前提（也可以叫基本原理）：（1）只考虑破坏面上的极限平衡状态，不考虑岩土体的变形，即视岩土体为刚体。（2）破坏面（滑动面）上的强度由凝聚力和摩擦力控制（C，φ），即遵循库伦判据。（3）滑体中的应力以正应力和剪应力的方式，集中作用于滑面上，即均为集中力。（4）三维问题简化为二维（平面）问题来求解。（正是由以上三点，才可如此简化）稳定性系数K=抗滑力/下滑力（K大于1则稳定，小于1则不稳定）2）思绪及内容（1）也许破坏岩土体的几何边界条件分析（2）受力条件分析（3）拟定计算参数（4）计算稳定性系数（5）拟定安全系数进行稳定性评价注：安全系数：在岩土体稳定性评价中，由于边界条件，荷载条件（与受力条件相应），岩土体强度（与计算参数相相应）等难以拟定，通常设计上考虑上述因素以及建筑物的重要性而综合拟定的一个经验值。K＞13）实例：土质斜坡和岩质斜坡的稳定性计算（总体思绪均是拟定抗滑力和下滑力，拟定稳定性系数）19.摩擦锥的概念设坐落在与水平面呈ψ角的斜面上，块体重量为W沿斜坡法向方向N方向，以块体重心点O为顶点，做一个锥顶角为2φ的圆锥体，圆锥体的高为Wcosψ（即正压力），底面半径为Wcosψtanφ（摩擦力），这样的锥体称为摩擦锥。当重量矢量W落在摩擦锥之外时，块体滑动，否则不会滑动。20某县城后山斜坡上，坡顶出现裂缝；坡脚出现鼓胀；坡下建筑物也出现开裂，应如何处置？加强监测；组织搬迁；锚固；削坡减重；坡脚压重等21空间预测：重要是通过滑坡条件分析，拟定出对滑坡作用有利的因素组合，根据这些有利因素组合来预测区域上某斜坡段将来产生滑坡的也许性，圈定出也许产生滑坡变形的范围。空间预测的理论基础——工程地质类比法：类似的工程地质环境也许发生类似的滑坡。时间预测岩土体蠕变（流变）理论：第1蠕变阶段－－减速蠕变阶段减速发展，斜率逐渐减小第2蠕变阶段－－稳定蠕变阶段等速发展，斜率大体不变第3蠕变阶段－－加速蠕变阶段CD段：变形迅速增大，但岩土体尚未破坏DE段：岩土体变形速率剧增，岩土体不久破坏22滑坡的研究方法：自然历史分析法，力学计算分析法，图解法（模型模拟实验法），工程地质类比法23斜坡变形破坏的防治原则防治的总原则应当是“以防为主，及时治理”以查清工程地质条件和了解影响斜坡稳定性的因素为基础查清斜坡变形破坏地段的工程地质条件是最基本的工作环节，在此基础上分析影响斜坡稳定性的重要及次要因素，并有针对性地选择相应的防治措施。(2)整治前必须搞清斜坡变形破坏的规模和边界条件变形破坏的规模不同，解决措施也不相同，要根据斜坡变形的规模大小采用相应的措施。此外，还须掌握变形破坏面的位置和形状，以拟定其规模和活动方式，否则就无法确切地布置防治工程。(3)按工程的重要性采用不同的防治措施斜坡失稳后后果严重的重大工程，势必要提高安全稳定系数，防治工程的投资量大；而非重大的工程和临时工程，则可采用较简易的防治措施。同时，防治措施要因地制宜，适合本地情况。地下水在渗流过程中对岩土体作用的力，称渗透力或动水压力渗透变形工程地质研究1地下水在渗流过程中对岩土体作用的力，称渗透力或动水压力2渗透变形：岩土体在地下水渗透力（动水压力）的作用下，部分颗粒或整体发生移动，引起岩土体的变形和破坏的作用和现象。管涌：在渗流作用下，单个土颗粒发生独立移动的现象，又称潜蚀。根据渗透方向与重力方向的关系：垂直管涌、水平管涌按渗流方向与土层接触面的关系：垂直接触管涌、平行接触管涌流土：在渗透作用下，一定体积的土体同时发生移动的现象。3简述产生渗透变形的基本条件渗透变形产生的必要条件：一、渗流的动水压力及临界水力梯度：当dp（渗透压力）=dQ（水下重量）时，单元体处在悬浮状态，发生流土。此时渗流的水力梯度为临界水力梯度Icr。二、土体结构特性决定了土体的抗渗强度：1）粗细颗粒直径比例：土体的排列方式决定着D（粗（颗粒直径）/d0（空隙直径）的值。当排列疏松时，D/d0减小，D/d减小，渗透变形广泛；当排列密实时，D/d0增大，D/d增大，渗透变形不广泛。2）细颗粒的含量：用细颗粒含量百分数来判别双峰型砾（土的渗透变形型式：细颗粒成分中粘粒含量增长，可增大土的凝聚力，土的抗渗强度增长，不易发生渗透变形。渗透变形产生的充足条件：三、宏观地质因素：（1）地层组合关系：单一型：多位于河流的上游，一般为砂卵（砾）石层，一般发生管涌，随着细粒成分的增多，也许流土。双层型：重要考虑表层粘性土的性质、厚度、完整限度。多层型：除考虑表层粘性土层外，还考虑砂层透镜体或粘性土层透镜体或相变等导致水力梯度的突变等因素。（2）地形地貌条件：沟谷切割等改变了渗流的补给、渗流的长度、出口条件等。四、工程因素：施工等破坏了表层具有防渗作用的弱透水层。4简述渗透变形的预测环节一、根据土体类型和性质，鉴定是否容易发生渗透变形及变形的类型；二、拟定土体中各点的实际水力梯度，特别是最大水力梯度；三、拟定相对于该土体的临界水力梯度和允许水力梯度；四、鉴定渗透变形的也许性及其范围。5简述水工建筑物渗透变形的防治措施一、垂直截渗：防渗帷幕、截水槽、混凝土防渗墙二、水平铺盖：在坝上游设立粘性土铺盖，其渗透系数比透水地基小2－3个量级，并与坝体的防渗斜墙搭接。三、排水减压：常用的方法有排水沟和减压井，它们的作用是吸取渗径和减小逸出段的实际水力梯度四、反滤盖重：在渗流逸出段分层铺设几层粒径不同的砂砾石层，层界面应与渗流方向正交，粒径由细到粗，常设立三层，即为反滤层。反滤层是保护渗流出口的有效措施，它既可以保证排水通畅，减少逸出水力梯度，又起到盖重的作用。五、物理、化学方法：改造、冻结、电动硅化、灌浆（化学浆液）等。六、人工减少地下水位（既可防治流沙，又可防治地下水涌入基坑第七章岩溶工程地质研究1简述混合溶蚀效应的概念不同成分或不同温度的水混合后，其溶蚀能力有所增强的效应。①饱和溶液的混合溶蚀效应：指两种或两种以上已失去溶蚀能力的饱和水溶液，在碳酸盐岩体内相遇，混合后的溶液由本来的饱和状态变成不饱和状态，从而产生新的溶蚀作用，继续溶解碳酸盐岩；②不同温度溶液的混合溶蚀相效应：如果有两种温度不同而饱和度相同的水相混合，或一种水溶液由高温变为低温，都可以加大CO2的溶解度，从而加强溶液的溶蚀能力，继续溶蚀作用。1）.酸效应：氢离子能与碳酸根离子结合，从而增长碳酸钙的溶解2）同离子效应：克制岩溶作用3）离子强度效应：溶液中有与碳酸钙不相关的强电解质离子时，将使碳酸钙的溶解度增大，从而促进碳酸钙的溶解。2同离子效应两种具有相同离子的盐（或酸、碱）溶于水时，它们的溶解度（或酸度系数）都会减少，这种现象叫做同离子效应。在弱电解质的溶液中，假如加入具有该弱电解质相同离子的强电解质，就会使该弱电解质的电离度减少的效应。同理，在电解质饱和溶液中，加入具有与该电解质相同离子的强电解质，也会减少该电解质的溶解度。3离子强度效应溶液中离子的浓度越大，离子所带的电荷数目越多，粒子与他的离子氛之间的作用越强，离子强度越大4溶液酸度的变化对沉淀溶解度的影响，称为酸效应。5溶蚀地下水和地表水相结合,对以碳酸盐岩为主的可溶性岩石的化学溶解和侵蚀作用6.岩溶：是岩溶作用及其所产生的地貌现象和水文地质现象的总称。亦称喀斯特。7岩溶作用：以化学溶蚀为主，同时还涉及机械破碎、沉积、坍塌、搬运等作用，是一个化学－物理相结合的综合作用。8简述影响岩溶发育的因素：一、碳酸盐岩岩性的影响：方解石含量越高，KV（比溶蚀度）越大；反之白云石含量越高，KV越小。酸不溶物含量越高，KV越小。二、气候的影响：降水：①水直接参与岩溶作用，充足的降水是保证岩溶作用强烈进行的必要条件。②水是溶蚀作用的介质和载体，充足的降水保证了水体的良好的循环交替条件，促进岩溶作用的强烈进行。气温：①气温升高，生物新陈代谢加快，土壤中有更多的CO2富集，但水中的CO2的溶解度减小，不利于岩溶作用。②气温升高，溶蚀速率增大，有助于岩溶作用。总体上：气温升高有助于岩溶作用的进行。温热潮湿的热带、亚热带地区：岩溶作用较强烈；高寒干燥的极地、寒带地区：岩溶现象不发育。三、地形地貌的影响：①平坦地区：地表径流弱，入渗强烈，有助于岩溶发育。②陡峭地区：地表径流强烈，入渗弱，不利于地下岩溶发育。③突起地区：地下水位深，包气带厚度大，垂直岩溶发育。④低洼地区：地下水位浅，汇水地带，岩溶发育强烈，以水平岩溶为主。四、地质构造的影响：断裂的影响：①沿断裂面岩溶发育强烈②各组破裂面互相交织、延伸进而控制了岩溶发育的形态、规模、速度和空间分布。③各种破裂面互相交织，使地下水混合溶蚀效应明显，促进岩溶发育。褶皱的影响：①褶皱的不同部位，裂隙发育不均匀，岩溶强度不同。核部比翼部发育。②大型褶皱控制了可溶岩的空间分布和地下水汇水范围及径流条件，影响着岩溶的发育。岩层组合的影响：①厚而纯的碳酸盐岩：Ⅰ.包气带：多发育垂直岩溶形态。Ⅱ.地下水季节变动带：两方向岩溶均发育。Ⅲ.饱水带：规模大、连续性好的水平岩溶。Ⅳ.深循环带：岩溶不很发育。②碳酸盐岩夹非可溶性岩层。③非可溶性岩层与碳酸盐岩互层：在同一时期，岩溶呈多层发育。④非可溶性岩层夹碳酸盐岩：岩溶发育极弱。五、新构造运动的影响：地壳运动的性质、幅度、速度和波及范围，控制着水循环交替条件及其变化趋势，从而控制着岩溶发育的类型、规模、速度、空间分布及岩溶作用的变化趋势。①上升期：侵蚀基准面相对下降，地下水位逐渐下降，侧向岩溶不发育，规模小而少见，分带现象明显，以垂直形态的岩溶为主。②平稳期：侵蚀基准面相对稳定，溶蚀作用充足进行，分带现象明显，侧向岩溶规模大，岩溶地貌较明显典型。③下降期：常形成覆盖型岩溶，地下水循环条件变差，岩溶作用受到克制或停止。④间歇性上升：形成水平溶洞成层分布，高程与阶地相相应。⑤振荡升降：岩溶作用由弱到强，由强到弱反复进行，形成以垂直形态的岩溶为主，水平溶洞规模不大，并且成层性不明显。⑥间歇性下降：岩溶多被埋于地下，规模不大，但具成层性，洞穴中有松散物充填。9.简述岩溶发育的基本条件溶发育的基本条件应为三个：①具可溶性岩石；②具溶蚀能力的水；③具良好的水的循环交替条件，即具有良好的地下水的补给、径流和排泄条件10岩溶作用的结果表现在以下两方面:一方面形成地下和地表的各种地貌形态一方面形成特殊的水文地质现象11碳酸盐岩的溶蚀机理：1.碳酸盐岩的溶蚀过程（以碳酸钙为例）第一阶段：第二阶段：、此两阶段的最终反映：第三阶段：从水中物理溶解的一部分二氧化碳转为化学溶解，即促进上述反映，促进碳酸钙的溶解。第四阶段：从外界补充二氧化碳到水中。自然界多为开放性系统，因此，碳酸钙将被连续溶解，从总的方向上看，岩溶过程不可逆。12地下水中的CO2重要来源于土壤13简述岩溶渗漏的重要研究内容查明岩溶发育、分布规律：重点查明溶洞、暗河的展布位置、规模等，进行岩溶泉水流量、高程调查，拟定通道的位置及也许影响限度。二、分析地质条件：①岩层组合：当夹有非可溶岩地层时，可借助该层防止渗透②地质构造：褶皱：a.纵谷：与河流所处褶皱的部位有关b.横谷：修水库不利，但充足运用隔水层，也许防止坝区渗漏。c.斜交谷：具体分析。断层：既可有助于渗漏，又可不利于渗漏。岩体侵入：相对隔水层的分布位置。三、查明河间地块的水文地质条件：①补给型：渗漏与否视蓄水后库水位与地下水位的补给关系而定。若建库后仍为补给型，不永久渗漏。若建库后为排泄型，则渗漏。②排泄型：建库后肯定会产生永久渗漏。③悬托型：一定渗漏14简述岩溶渗漏的类型按渗漏通道分类a裂隙分散渗漏岩溶作用的分异性不明显，以溶隙为主b管道集中渗漏按库水漏失的特点分类a暂时性渗漏库水饱和库底包气带的岩溶洞穴和裂隙所消耗的水量，待洞穴裂隙饱水后渗漏即停止b永久性渗漏库水通过岩溶化岩体流向本河下游、邻谷、低地及干流等处，导致库水的损失，叫做永久渗漏15简述岩溶渗漏的影响因素影响水库渗漏的因素很多，如地形地貌、地层岩性、地质构造、岩溶发育和水文地质条件应抓住反映渗漏问题的两个关键：①渗漏通道的研究，分析通道的类型、规模、位置、延伸方向和连通性，其中自库水入渗段至也许渗漏的排泄区之间渗漏通道的规模和连通性，对水库渗漏的影响最大。②水文地质条件的研究，其核心是分析拟建水库的河流和库水位与地下水位的关系。只要河间地块和河弯地段的地下分水岭高于设计库水位，决不会产生永久性渗漏。16简述岩溶区选择库坝位址的原则在查明地层岩性、地质构造、水文地质条件和岩溶发育规律的基础上，选择良好的库坝位置，切忌单纯以地形条件及工程规定选址，应预计和避免严重工程地质问题所带来的后患。二、中小型水库的投资及防渗解决技术有限，应避免在悬托型及排泄型河谷上筑坝建库。三、在横向河谷中选择坝址时，一定要充足运用相对隔水层的天然防渗作用，选择厚度较大，分布较稳定，倾向上游游河段时，应查明库水与溶洞泉或暗河连通的也许性。在这种条件下坝址宜建在溶洞泉或暗河出口的下游河段处，以免渗漏及其它后患。五、运用岩溶发育规律，来选择库坝位址及控制工程规模。的隔水层为坝基。四、若坝址选在溶洞泉或暗河口的上17简述岩溶渗漏的防治措施重要有两个大方面的防治措施：一是减少岩体的透水性，截断渗漏的通道；二是合理导水导气。（1）灌浆：借助钻孔向地下渗漏通道灌注水泥、沥青、粘土浆液，充填岩体中的洞穴、裂隙，以降低岩体的透水性，形成灌浆帷幕，达成防渗的目的。（2）铺盖：在坝上游或水库某一部位，用透水性小的粘性土或混凝土填筑成人工铺盖，以解决地表附近面积较大的分散性渗漏通道。（3）堵洞：用块石、砂、混凝土、粘性土等材料，堵塞规模较大的岩溶洞穴，如堵塞井状落水洞、漏斗等。（4）截渗：系指在地下岩溶管道的集中漏水处，用混凝土或浆砌块石等筑成截水墙，多用于截断水平集中渗漏通道，这叫截水墙。规定能足以承受地下水的水头压力。（5）疏导：○修建自动启闭闸门○烟囱式调压井○卧管式调压井注意：回答此题时需从两个大方面五个小方面进行简明扼要的回答18简述岩溶地基变形破坏的重要形式解题：一、地基承载力局限性：在覆盖型岩溶区，上覆松软土强度较低，或建筑荷载过大，引起地基发生剪切破坏，进而导致建筑物的变形和破坏。二、地基不均匀下沉：覆盖型岩溶区，下伏石芽、溶沟、落水洞、漏斗等导致基岩面的较大起伏，当其上部有性质不同、厚度不等的粘性土分布时，在建筑物附加荷载作用下，产生地基不均匀下沉，从而导致建筑物的倾斜，开裂、倾倒及破坏。三、地基滑动：在裸露型岩溶区，当基础砌置在溶沟、溶隙、落水洞、漏斗附近时，有也许使基础下岩体沿倾向临空的软弱结构面产生滑动，进而引起建筑物的破坏四、地表塌陷：地基重要受力层范围内，如有溶洞、暗河、土洞等时，在自然条件下，或因建筑物的附加荷载、抽排地下水等因素作用，产生洞顶坍塌，引起地面沉陷、开裂，以至使地基忽然下沉，形成地表塌陷，进而导致建筑物的破坏。19简述岩溶塌陷的形成机理一、潜蚀论：（1）下伏基岩中岩溶发育，土洞下部常有溶隙、落水洞、溶洞等与之相沟通，使上覆土层被剥落，坍塌物的堆积有足够的空间（2）地下水位大幅度快速下降，引起上覆土层潜蚀、剥落、坍塌，并堆积于下伏岩洞中，或被高速度的地下水流携走，不致导致坍塌物堵满洞穴空间而克制土洞的充足发展。（3）上覆土层较松散且具有一定的厚度，以保证土洞的产生并形整天然平衡拱。若土层较密实，强度较大，则难以产生土洞；若土层厚度过小，土洞的发展将会导致地表塌陷二、真空吸蚀论：在相对密闭的承压岩溶水中，由于地下水位大幅度下降，本地下水位低于覆盖层底板(或岩溶洞穴的表面)时，地下水由承压转为无压大状态，在地下水面与覆盖层底板之间形成促气压状态的“真空腔”（或“负压腔”），在真空腔内的水面如同“吸盘”同样，强有力地抽吸着覆盖层底板的土颗粒，使土体遭受“吸蚀掏空”，形成土洞。同时，随着地下水位的不断下降，因真空腔内外压差效应不断加剧，引起腔外大气压对覆盖层表面产生一种无形的“冲压”作用，加速了覆盖层结构的宏观破坏，土层强度减少，地面忽然发生变形和破坏。这种由于“真空压差”效应对上覆土层所产生的“内吸外压”作用叫做真空吸蚀。这种作用的发生不久，有时发生于瞬间，因而形成突发型塌陷。20简述覆盖型岩溶地基稳定性评价的方法极限状态时：Hk=h+Z+D式中：Hk：极限状态时上覆土层的厚度；h：土洞高度；D：基础砌置深度；Z：基础底板以下建筑荷载的有效影响深度；当H>Hk时，地基是稳定的；当H<Hk时，地基是不稳定的，是建筑荷载和土洞共同作用的结果；当H<h时，仅土洞的发展就可导致地表塌陷。21.简述裸露型岩溶区地基稳定性评价的方法。裸露碳酸盐岩中浅部有隐在洞内无地下水搬运的情况下，溶洞顶板坍塌时，因坍塌体松胀其体积增大，当坍塌至一定高度时，溶洞将被完全堵塞，顶板即不再坍塌，伏溶洞时，地基稳定性的评价是评价溶洞顶板稳定性问题。这时的坍塌高h1可用下式计算：V0为洞穴原体积；V1为也许坍塌的岩体体积；K为岩石的涨余系数，石灰岩一般为1.2。设坍塌前溶洞为柱体，其高为h0，底面积为F，则柱体体积。顶板坍塌后，也许形成穹窿或棱锥体坍塌体也可为柱体，其体积，则得即洞穴的坍塌高度是原洞穴高度的5倍时，洞穴被所有堵塞。当原洞穴顶板的厚度小于h1时，可认为是不稳定的此式合用条件是：①溶洞顶板为中厚层、薄层岩层且裂隙发育，顶板有也许坍塌的溶洞。②仅知洞体高度h022形成悬托河的基本条件有三个：①具深厚的碳酸盐岩；②地下水向排泄区运动过程中径流通畅。③地下水排泄基准面不断下降23地上悬河的形成条件有哪些？地上悬河形成的三个基本条件:1)河水中携带有大量的敏感土粒子(0.25-0.01mm);2)河水中有敏感水流(时间平均流速小于0.7m/s;3)河流具有足够广阔也许被泛滥的面积23岩溶混合溶蚀效应对岩溶发育有何影响断裂带或节理裂隙汇合点岩溶特别发育,河谷侧向常能形成大型水平岩溶带.24简述岩溶地基的解决措施挖填：当洞穴埋藏不深时，可挖除其中的软弱充填物，回填碎石、灰土、混凝土等，以增强地基强度。当基础下溶洞埋藏不深，其顶板又不稳定期，可炸开顶板，挖除充填物，回填碎石等。粘性土地基局部有石芽突出时，可将石芽凿去，回填素土，以调整地基变形。二、跨盖：当基础下有小溶洞、溶沟，落水洞时，可采用钢筋混凝土梁板跨越；或用刚性大的平板基础覆盖，但支承点必须放在较稳定性好的岩石上：也可调整柱形基础的柱距。三、灌注加固：当基础下洞穴埋藏较深时，可通过钻孔灌注水泥沙浆、混凝土、沥青等，以堵填洞穴，溶隙，提高其强度，或防止洞穴进一步坍塌。四、桩基：当基岩顶面起伏不平，其上覆土层性质较软弱，厚度又较大，不易清除时，可视建筑物需要作支承桩或摩擦桩。五、合理疏导水气：①供水或采矿时，抽排地下水的井孔不要过于集中，不要快速大量集中抽排地下水，应使地下水位均匀的缓慢下降，以免形成过大的水力梯度或真空腔。②但是量开采地下水，水位下降不应低于溶洞顶面，以保持岩溶水的承压状态。③开采地下水的方案合理，如有多个含水层时，尽量不采上部含水层的水。④在也许形成真空腔的部位，安顿通气管，运用充气法及时补充岩溶空腔中的气体，破坏其真空状态，避免形成塌陷的条件。⑤在已产生部分塌陷的地区，要采用分流措施，作好地表水截流和堵漏防渗，防止地表水及降水大量灌入地下，引起土体冲蚀，并扩大和加剧塌陷的发生。六、绕避：对已查明的洞穴系统或巨大的溶洞和暗河分布区，其稳定条件又很差时，在布置建筑物时宜绕避，重新选择地质条件良好的场地。七、强夯：覆盖型岩溶区上覆松软土，通过强夯法使其压缩性减少，强度提高，能减少或避免土洞。及塌陷的形成。当土层中存在隐伏洞穴时，可用强夯法将其破坏，以消除隐患，达成事先解决的目的。25研究岩溶区水库渗漏问题应查清哪些条件？收集已有资料查明岩溶系统物探工作，勘测地下岩溶分布规律，寻找渗漏通道钻探工作，查明渗漏通道实验：连通实验，渗透实验，压水实验，抽水实验坑探工作泥石流工程