工程地质学教学教案

#/28答：1.整合接触；2.平行不整合接触；3.角度不整合；4.沉积接触；5.侵入接触。地壳运动、地质构造概念。答：地质构造：是指组成地壳的岩体或岩体在力的作用下变形的产物。地壳运动：由内动力地质作用引起的地壳结构、地貌形态发生改变的自然作用。地质年代和地层年代确定的时间顺序答：地层年代单位为宇、界、系、统、阶；地质年代单位为宙、代、纪、世、期。第二节岩层产状及表示方法答：岩层产状：岩层层面在空间的位置。表示方法：1•文字表示方法：a象限角表示方法b方位角表示方法；符号表示方法。褶皱构造的野外识别标志答：1.判断有无褶皱：沿垂直岩层走向方向进行观察，若岩层呈现有规律的对称重复分布时，则必有褶皱构造存在，否则就没有褶皱构造；2.确定褶皱的基本类型：在判定有褶皱构造后，进一步观察新老岩层分布的相互关系，确定褶皱的基本类型；2.再观察岩层产状，综合褶皱的基本特征，确定褶皱的其他分类。3褶皱构造的形态分类答：1•根据褶皱轴面的产状分类：a直立褶皱b倾斜褶皱c倒转褶皱d平卧褶皱；按枢纽产状：a水平褶皱b倾伏褶皱；按形态：a圆弧褶皱b尖棱褶皱c箱状褶皱d扇形褶皱e挠曲褶皱16、褶皱构造的分类答：基本形态：背斜：岩层向上弯曲，其核心部位的岩层时代较老，外侧岩层较新（）中老两新；向斜：岩层向下弯曲，核心部位岩层较新，外侧岩层较老（中心两老）。第二节张节理、剪节理的主要特征答：张节理的特征：1.节理面起伏不平、弯曲粗糙，产状不稳定，延伸较短，在砾岩中常绕砾石而过，不切穿砾石；呈张开状，张开度较大，其内常被后期次生物质填充；发育密度小、节理间距较大、很少密集、成带出现，野外常出现雁列状分布特征；常构成集中渗漏的通道。剪节理的特征：1.节理面平直，产状较稳定，延伸面较远，破裂面上常见擦痕，在砾砂岩中，常见节理面切穿砾石、粗砂粒现象；节理面呈闭合状，张开度较小；常呈“X”型成对出现，发育密度大节理间距小，往往密集，成带出现；形成软弱夹层，对岩体的稳定性构成威胁。第三节断层构造的主要类别及特征答：1•按断层两盘的相对位移：a正断层：上盘相对下降，下盘相对上升；b逆断层：上盘相对上升，下盘相对下降；c平移断层：断层两盘沿断层面走向在水平方向上发生相对位移，而无明显的上下位移，断层面近于直立，断层线平直，断层带宽度往往较大；按断层的力学性质：a压性断层：由压应力作用形成，其走向垂直于主压应力方向，多呈逆断层；b张性断层：由张应力作用形成，其走向垂直于主张应力方向，多呈正断层；c扭性断层：由剪应力作用形成，与主压应力方向的夹角小于45度，常成对出现；按断层面的产状与两盘岩层的产状关系：a走向断层：断层走向与岩层走向基本一致；b倾向断层：断层走向与岩层走向基本直交；c斜交断层：断层走向与岩层走向斜交。2.断层构造主要的野外识别标志答：1.对于走向断层，在平面上常造成地层的重复或缺失现象；2.对于倾向断层岩地层的走向方向会出现不同岩性、不同时代的地层突然接触。在褶皱地区，常造成褶皱核部地层的出露宽度发生变化；在断层带沿线常出现明显的断层破碎带或构成岩带；断层面上常有明显的擦痕；断层带两侧的岩盘中常出现牵引现象和伴省节理；具有明显地地貌标志，如：河道突然改道、泉水呈线形状分布等。伴生节理、派生节理的概念答：正断层的概念。答：上盘相对下降，下盘相对上升的断层逆断层的概念。答：上盘相对上升，下盘相对下降的断层平移断层的概念。答：在水平方向上发生相对位移，而无明显的上下位移第四节地震烈度的概念及影响因素答：地震烈度：指地震对地面和建筑物的影响程度及破坏程度。地震烈度不仅与震级有关，还与震源深度、距震中距离以及地震波通过介质条件等多种因素有关。活断层的概念及鉴别标志答：是指现今仍在活动或晚更新世（约12万年）有过活动、今后100年内还可能活动的断层。鉴别标志：1•直接标志：a错断晚更新世以来的地层；b断裂带中的构造岩或被错动的脉体，经同位素测定，小于12万年；c沿断层存在大于0.1mm/年的相对位移和变形。沿断层有历史和现代中、强地震震中分布；d在构造上证实与已知活断层有共生或同生关系的断层。间接标志：a沿断层晚更新世以来形成的河流阶地发生错位，在跨越断层处，水系明显与断层同步转折的特征，或断层两侧晚更新世以来的沉积厚度存在明显差别；b岩断层地貌突然发生大范围变化，并且分布有新鲜的断层崖和断层三面角；c沿断层有串珠状分布的泉水、沼泽、地热等异常带；d古建筑、古陵墓等被断层错断；e沿断层带有重力活磁力异常。地震的成因类型。答：1.构造地震；2.火山地震；3.陷落地震；4.诱发地震。第五节地层分界线与等高线的关系（V字型法则）。答：1.水平岩层：地层分界线与地形等高线平行或重合；2•倾斜岩层：A岩层倾向与地形坡相反，岩层分界线与等高线弯曲方向一致，但其弯曲程度小（相反相同）；B岩层倾向与地形坡向相同，当岩层倾角小于地形坡脚时，岩层分界线与等高线弯曲方向相反（相同相反）；C岩层倾向与地形坡度相同，当岩层倾角小于地形坡脚时，岩层分界线与等高线弯曲方向相同，但弯曲程度大（相同相同）；直立岩层：岩层的分界线与等高线无关。岩层倾角有真倾角和视倾角的概念及其它们间的换算关系。答：当观测剖面垂直岩层走向时，所见倾角真倾角a当观测剖面不垂直岩层走向时，所见倾角假倾角btanb=tanacosww：真倾角与视倾角间的夹角第三章第一节地表河流发展的基本规律河谷的侵蚀地貌类型答：1•谷坡2•谷底：a河床b河漫滩3•河流阶地。河谷的堆积地貌类型答：1.心滩；2.边滩；3.河漫滩；4.阶地；5.三角洲。不同类型的松散沉积物（坡积物、洪积物、冲积物、崩积物）的特征（沉积物的分布特征和工程特征）答：坡积物：结构松散，孔隙率大，作为地基会产生过大的沉陷或不均匀沉降，开挖基坑或作为边坡易产生滑坡；洪积物：沟口处透水性强，是地下**集的主要场所，边缘处透水性弱，作为地基将产生过大的沉降变形；冲积物：强度高，压缩性低，透水性强（坝基渗漏），易发生渗透变形；崩积物：厚度变化大，均质性较差，力学性质不均，作地基易沉降。河流沉积地貌的特征（河漫滩、洪积扇、冲积扇）特征是答：河漫滩特征：1.由边滩发展形成；2.单向环流作用形成；3.在洪水期被水淹没，枯水期露出水面；4.具有上细下粗的二元结构。洪积扇特征：沟口处透水性强，是地下**集的主要场所，边缘处透水性弱，作为地基将产生过大的沉降变形。冲击扇特征：强度高，压缩性低，透水性强（坝基渗漏），易发生渗透变形。河流的地质作用类型答：侵蚀作用，搬运作用，沉积作用。泥石流形成的基本条件。答：泥石流的形成有三个基本条件：有陡峭便于集水集物的适当地形；上游堆积有丰富的松散固体物质；短期内有突然性的大量流水来源。10．河谷地貌对坝址选择的影响第二节地下水按埋藏条件、按含水层空隙性质的分类？答：1.根据埋藏条件，可将地下水分为包气带水、潜水和承压水；2.根据水在空隙中的物理状态，水与岩石颗粒的相互作用等特征，可将地下水存在的形式分为五种，即：气态水、结**、重力水、毛细水、固态水。潜水的主要特征答：1.潜水是埋藏于地面以下第一个稳定隔水层之上的具有自由水面的重力水；补给主要靠大气降水和地表水。补给量取决于降水量，受降水连续时期，地形坡度、岩石及岩土的透水性、植被情况等影响；自由水面（地下水位）与地形具有一定的相似性，存在地下分水岭，由水位较高处向较低处流动，流速的快慢取决于水力坡度及岩性的透水性；排泄方式有2种：主要以泉水为主，另一种消耗蒸发方式；水质易受到污染，水量随季节而变化。承压水的主要特征答：1.承压水是充满于两个隔水层（或透水层）之间具有静水压力的重力水；存在明显的补给区，承压区和排泄区，主要补给来源靠地表流水和越补给流水，补给量的多少取决于地表水的透水性及相邻含水层之间的水头差；不具有自由水，属于压水流，不存在地下水分水岭，流向从水压高处向水压低处流动，流速的快慢取决于岩石的偷税性能和水力坡度；排泄方式主要以泉水为主；水量、水质及水温受气象水文因素的影响较小，一般较为稳定。岩石的水理性质概念，具体包括哪些？答：1.容水性；2.持水性；3.给水性；4.透水性；5.岩土体渗透性指标。泉的概念，泉的类型？答：泉：地下水出露地表的天然露水，是地下水排泄方式之一。1.按含水性质分为：上升泉和下降泉；2.按出露条件分为：侵蚀泉、接触泉、溢出泉、断层泉。第三节1.岩溶发育的基本条件答：1.具有可溶性岩石；2.岩石的透水性；3.水的运动状态（足够流量的水）；4.水的溶解能力（含二氧化碳）。2.岩溶发育的基本规律答：1.岩溶发育随深度的变化性；2.岩溶发育的不均一性；3.岩溶发育的阶段性和多代性；4.溶洞的成层性。喀斯特地貌的主要类型（举例）答：1溶沟与石芽2岩溶漏斗3落水洞4干谷，半干谷及盲谷峰林，峰丛，孤峰6溶蚀洼地，坡立谷7溶洞8伏流，暗河，岩溶泉9岩溶湖10溶隙，溶孔第四章第一节岩体及岩石的概念答：岩体：一定工程范围内的自然地质体，由结构面和结构体两部分组成，在工程中充当地基，边坡，围岩等角色。结构面（不连续面）：层面，节理，断层等，也包括厚度较薄的软弱夹层；结构体岩石：在各种不同地质作用下产生的，由一种或多种矿物有规律的组合而成的矿物集合体。只存在结构体区别：是否存在结构面岩体结构面的成因类型答：根据结构面的成因，结构面可分为原生结构面和次生结构面两大类。原生结构面是在岩石成岩过程中形成的地质界面。包括：沉积结构面，火成结构面，变质结构面；次生结构面包括由内动力形成的结构面（构造结构面：节理，劈理，断层等）和由外动力形成的结构面（主要由风化作用，卸荷及人类活动所形成的结构面）。岩体结构面的主要特征答：1结构面的规模：指结构面的二维延伸程度，按其规模的大小，可分为五级；2方位：即结构面的产状;间距：指相邻结构面间的垂直距离，通常是指一组结构面的平均间距；延续性：表征结构面延伸长度和展布范围的指标；粗糙度：结构面的平整光滑程度不同，抗剪强度也不同；A结构面的形态有平直的，波状的，锯齿状的，台阶状和不规则状的B结构面的起伏程度可用起伏差和起伏角表示C结构面的粗糙程度可用粗糙度系数表示结构面侧壁强度：可反应结构面经受风化的程度；张开度8充填物9节理组数10块体大小软弱夹层的概念及类型及对工程的影响答：1概念：指在坚硬的层状岩层中夹有强度低，泥质或炭质含量高，遇水易软化，延伸较广和厚度较薄的软弱岩层；2类型：A软岩夹层B碎块夹层C碎屑夹层D泥化夹层（物理力学性质最差）对工程的影响：工程岩体分级标准中主要考虑的因素答：1岩体基本质量指标BQ=90+3Rc+250KvRc:岩体的单轴抗压强度Kv:岩体的完整性系数表征结构面的形态特征参数；表征岩体渗透性的参数答：第二节导致建筑地基发生不均匀沉降的主要原因答：（1）岩性软硬不一（2）坝基或两岸岩体中有较大的断层破碎带，裂隙密集带，卸荷裂隙带等软弱结构面（3）岩体内存在有溶蚀洞穴或潜蚀淘空现象，产生塌陷而导致不均匀变形。坝基岩体滑动破坏的基本类型答：A表层滑动B浅层滑动C深层滑动坝基岩体发生滑动的边界条件答：坝基必须具备滑动面、纵向和横向切割面、临空面，这些要素构成了深层滑移的边界条件（详见教材216页）确定地基岩体承载力的主要方法答：A现场荷载原位试验法B经验或工程类比法C根据抗压强度进行拆减法。确定坝基岩体抗滑稳定计算参数的主要步骤答：1•表层滑移抗滑稳定性计算：Kc二抗滑力/滑动力；2•深层滑移稳定性计算：（详见教材218页）地基岩体稳定性的处理措施答：一：清基；二：坝基岩体加固：1.团结灌浆2锚固。某坝基岩体防渗措施答：挖、塞、锚、截、堵、灌、排、滤。坝基处理的目的、法则及工程措施答：目的：提高坝基的强度和稳定性，以满足大坝对地基在承载能力和变形、渗透和渗透稳定性、抗滑稳定性及边坡稳定性等放方面的要求。处理法则：因地而异，与坝型、工程等级和工作条件、坝基工程地质条件、施工条件等适应。工程措施：遵守“工程地质对应统一法则”，即什么样的工程地质条件，采取与之相适应的工程结构和处理措施。第三节1.岩质边坡变形破坏的主要类型及特征答：一：松弛张裂：使岩体强度降低、渗透系数增大，并使各种风化因素更易侵入坡体。二：蠕动变形：使岩体松动破碎、强度降低、透水性增大，其范围可达数十米。三：崩塌：a边坡被陡峭裂隙深切b坚硬岩石下部存在软弱夹层c岩体下部具有洞穴或采空区，使岩体发生沉陷、陷落，将部分岩体挤出，形成倾倒崩塌。四：滑坡：分布范围广、发生最多、危害最大，在坚硬或松软夹层、陡倾或缓倾岩层以及陡坡或缓坡地形中均可发生。2.滑坡的主要地貌形态特征答：1.滑坡体2.滑动面3.滑动周界4.滑坡床5.滑坡后壁6.滑坡台地7.滑坡舌8.滑坡裂隙。特征：断开裂隙、房裂、醉汉林、胀起裂隙、泉水（详见教材255页）岩质边坡的稳定性评价方法答：一：地质分析法；二：力学计算法；三：赤平极射投影法；四：工程地质类比法。影响岩质边坡稳定性的因素答：内在因素：包括地形地貌、地层岩性、岩（土）体性质、岩体初始应力等；外在因素：包括水的作用、岩体风化、地震、工程荷载及人为因素等。不稳定的岩质边坡处理措施答：一：防渗与排水：1.为了防止大气降水向岩体中渗透，一般是在滑坡体外围布置排水沟槽；2地下排水廊道；二：削坡、减重和反压1.削坡是将陡倾的边坡上部的岩体挖除，将滑坡重量减轻；2.削减下来的土石可填在坡脚，起反压作用；三：修建支挡建筑：支挡建筑主要是在不稳定岩体的下部修建挡墙或修建支挡建筑；四：锚固措施：用锚索和混凝土锚固、锚固桩；五：其他防治措施：混凝土护面、灌浆及攻善湄动带岩土的力学性质等措施；六：监测：表面上看滑坡的发生是突然的，但仍有其积累发育的过程。极射赤平投影图与节理走向玫瑰花图的主要功能和差别答：极射赤平投影图P261节理走向玫瑰花图P56第四节地下洞室应力重分布的特征答：隧道开挖后，解除了部分围岩的约束，在洞室周围初始应力将沿洞室一定范围重新分布，一般情况下，形成三个区域，即低应力区，高应力区，原始应力区。洞室的开挖破坏了围岩原有的平衡，产生了变形和应力重新分布。但是这种变化发展不是无限的，它总是为了达到新的平衡而处在一种新的应力状态中。重新分布的围岩应力在未达到或超过其强度以前，围岩以弹性变形为主P229洞室轴线位置选择的因素答：地层岩性、岩层产状、地质构造、水文地质条件。2.围岩的概念及分带答：围岩变形破坏的主要特征答：1导致围岩变形的根本原因是地应力的存在。地下洞室开挖后，自然平衡状态被打破，弹性能释放，一定范围内的围岩发生弹性变形2重新分布的围岩应力在未达到或超过其强度以前，围岩以弹性变形为主；当应力超过围岩强度时，围岩出现塑形区域，甚至发生破坏，此时围岩变形将以塑形变形为主；当围岩裂隙十分明显或者围岩破坏严重时，节理裂隙间的相互错位，滑动及裂隙张开或压缩变形将会占据主导地位，流变也是围岩变形不可忽略的组成部分。P229山岩压力的及确定方法答：山岩压力也称围岩压力，是指围岩的强度适应不了围岩应力而产生塑形变形或破坏作用在支护或衬砌上的力。围岩抗力的概念及表示方法，确定方法答：围岩抗力：隧洞的内水压力通过砌体传递到围岩上，围岩将产生反作用的抗力，称为围岩抗力。表示方法：用弹性抗力系数表示，K=P/Y,K—弹性抗力系数，P—围岩所承受的压力，Y—洞壁的径向变形。确定方法：试验法、计算法、工程类比法等。提高围岩稳定性的方法答：1保障地下洞室围岩稳定性常采用光面爆破，掘进机开挖等先进的施工方法以及对围岩采取灌浆，锚固，支撑和衬砌等加固措施；2从工程地质观点出发，保障地下洞室围岩稳定性的途径有二：第一，保护地下洞室围岩原有的强度和承载能力，如及时封闭围岩以防风化，及时衬砌阻止围岩产生过