工程地质学知识点

第一章绪论1、概念〔1〕、工程地质学研究人类工程活动与地质环境之间相互制约的关系，以便科学评估，合理利用，有效改进和妥善保护地质环境的科学。〔2〕、工程地质条件指工程建筑物所在地区与工程建筑有关的地质环境各项因素的综合。〔3〕、工程地质问题工程建筑条件与工程建筑物之间存在的矛盾或问题。〔4〕、岩土工程土木工程中涉及岩石、土、地下、水中的局部称岩土工程。2、简述人类活动与地质环境的关系〔1〕地质环境对人类活动的制约①影响工程活动的平安②影响工程建筑的稳定性和正常使用〔2〕人类活动对地质环境的制约〔工程活动破坏地质环境〕〔3〕工程活动与地质环境之间的相互制约人类开采矿产会对地质环境造成破坏，形成各类地质灾害。地质环境影响人类工程活动，比方工程建设必须作地下水保护论证、渗漏评价、地质灾害危险性评估、压覆矿产调查等等3、工程地质条件主要包括哪些？①岩土类型及性质〔地层岩性与性质〕②地质构造〔断层、褶皱、节理等〕③地形地貌〔平原、丘陵、山区等〕④水文地质〔地下水成因、埋藏、动态、成分等〕⑤不良地质现象〔滑坡、岩溶、泥石流等〕⑥天然建筑材料〔砂砾、石块等〕4.工程地质问题主要包括哪些？①区域稳定性问题②地基稳定性问题③斜坡稳定性问题④围岩稳定性问题5.工程地质学的研究内容和任务是什么？〔1〕区域稳定性研究与评价—由内力地质作用引起的断裂活动，地震对工程建设地区稳定性的影响〔2〕地基稳定性研究与评价—指地基的牢固，坚实性〔3〕环境影响评价—指人类活动对环境造成的影响总的来说就是研究工程建设与地质环境的相互制约关系，促使矛盾转化和解决，既保证工程平安，经济，正常使用，又合理开发和利用地质条件6.说明工程地质在土木工程建设中的作用。建筑场地工程地质条件的优劣直接影响到工程的设计方案类型，施工工期的长短和工程投资的大小，影响根底建设7.何谓不良地质条件？为什么不良地质条件会导致建筑工程事故？对工程建设不利或有不良影响的动力地质现象，如崩塌，滑坡，泥石流等；它们既影响场地稳定性，也对地基根底、边坡工程、地下洞室等具体工程的平安、经济和正常使用不利。第二章工程地质条件成因演化论1、工程地质条件形成的控制因素有哪些？①内动力地质运动：构造、地震、岩浆与变质作用②外动力地质作用：风华、剥蚀、搬运、沉积与固结成岩作用2、阐述我国工程地质条件分区分带的规律性？〔1〕、地壳厚度：最厚为青藏高原，由西向东逐渐变薄〔2〕稳定台块与褶皱造山带的根本轮廓地台：华北、扬子、塔里木大的三块地台；喜马拉雅山以南印度地台的一局部；南海的南海地台。褶皱区：①准格尔①准格尔--兴安褶皱区〔蒙古褶皱带的一局部〕；②秦祁--昆仑褶皱区；③青藏昆仑褶皱区；④喜马拉雅褶皱系；3、我国工程地质条件的组合类型有哪些①第一阶梯：高原冻土型②第二阶梯：干旱内陆盆地型、黄土高原型、红色盆地型、岩溶高原型③第三阶梯：冲积平原型、滨海平原型、海口三角洲型、丘陵与山间盆地型4、阐述工程地质条件成因演化论在长期的自然地质开展演化中形成，具有区域性规律和自然地理环境的分带性，它控制着工程地质条件及其空间分布和组合规律性内、外力地质作用影响工程地形的形成与演化它们相互依存，相互制约，控制工程地质条件的形成与演化第三章活断层工程地质研究1、活断层？指现今正在活动的断层，或近期曾活动过〔约10万年〕、不久将来〔100年内〕可能重新活动的断层。〔注〕断层：岩体在构造应力作用下发生断裂，且断裂两侧有明显位移2、断层的作用表现？①对岩石稳定性与渗透性、地震活动和区域稳定有重大的影响②可能是地下水运动的良好通道和会聚的场所。在规模较大的断层附近或断层发育地区，常赋存有丰富的地下水资源、石油3、板块构造理论？六大板块：太平洋板块、印度洋板块、欧亚板块、非洲板块、美洲板块、南极洲板块4、断层要素包括有哪些？断层面、断层带、断层线、断盘〔上、下盘〕、断距5、断层的野外识别方法有哪些？〔1〕地貌上的特征下降盘前缘可能形成陡峭的断层崖，假设经剥蚀，就会形成断层三角面地形。另外，山脊错断，断开，河谷跃水瀑布，河谷叠瓦式结构方向突然转折等，可能是断裂错动在地貌上的反响〔2〕地层特征岩层发生不对称重复岩层被错断岩层沿走向突然中断不同性质的岩层突然接触〔3〕断层伴生结构断层在发生、开展过程中遗留下来的痕迹。常见的有牵引弯曲、断层角砾、糜棱岩、断层泥与断层差痕〔4〕水系河流遇断层而急剧改向，甚至发生河谷错断现象。湖泊、洼地呈半珠状排列，往往意味着大断裂的存在；温泉和冷泉往往也是断层存在的标志；线性分布小型侵入体6、请简述断层的工程评价。①降低了地基的强度和稳定②跨越断裂构造带的建筑物，由于上下盘的岩性与运动，易产生不均匀沉降③隧道工程易发生崩塌④可能发生新的移动，影响建筑物稳定7、活断层的活动方式有哪些？〔1〕沾滑型活断层①间歇性突然滑动，常伴有地震活动，也称为地震断层②一般发生在强度高的岩层中，断层带固锁能力强③发生断裂特征：深断谷、裂谷、板块接触带〔2〕蠕动型活断层①沿断层面两侧岩层连续缓慢地滑动②一般发生在去强度较低的软岩中，断层带固锁能力弱③一般无震发生，可伴有小地震8、活断层的鉴别标志有哪些？〔1〕地质、地貌、水文地质标志Ⅰ、地质方面①最新沉积物被错断第四系中、晚期〔Q2-3〕的沉积物被错断，均为活断层注：第四系：全新世：Q4更新世：晚：Q3中：Q2早：Q1②断层破碎带构造形迹活断层形成较晚，构造带物质欠固结欠胶结状态，较为松散表现出构造岩片理化、透镜化，断面新鲜无风化、第四系物质牵引弯曲等③伴有地震现象的活断层，地表出现断层陡坎和地裂缝II、地貌方面①不同地貌单元突然相接或两边沉积物厚度显著差异②地貌单元的分解和异常Ⅲ、水文地质方面断层带构造松散，易形成强导水带，因而常分布泉、温泉、植被发育现象断层为深大断裂，深水循环将导致水化学异常〔2〕历史地震及历史期地震错动标志地物错断古代建筑物破坏、错断、掩埋等情况调查〔3〕微震及地形变测量①设置密集的地震台网，监测微震震中位置用以判断活断层②采用精密水准测量和三角洲量在可能活动断层两侧进行地形变测量〔4〕地球化学及地球物理标志断层活动，可导致物理化学变化，如放射性异常、重力、磁力、低温等物理异常。通过测量分析，可以间接作为活断层的佐证9、活断层的调查研究方法有哪些？①现有资料查阅②航卫片解读③区域地质调查④现场勘探⑤年龄测量⑥检测等10、活断层区的建筑原那么？①建筑物场地一般应避开活动断裂带②线路工程必须跨越断层时。尽量使大角度相交，尽量避开主断层③必须在活断层地区兴建石，选择“平安岛〞，重大建筑物布置于下盘④采用抗震强的建筑结构形式第四章地震工程地质研究1、根本概念〔略〕：地震、震源、震中、震中距、震源深度、地震区、构造地震、地震波、震级、地震烈度2、地震有哪三常用的分类方法，简述各种分类？〔1〕按成因构造地震火山地震陷落地震诱发地震〔2〕按震源深度潜源地震0--70km中源地震70--300km深源地震>300km〔3〕按震级M大地震M>=7中地震5<=M<7小地震3<=M<5微地震1<=M<3超微地震M<=13、简述地震体波和面波，以及其传播方式和发生的前后顺序？体波：通过地球内部传播的波面波：体波经过反射、折射后，在介质的界面或自由面传播发生顺序：杂波→纵波→横波→面波4、请简述压缩波和剪切波含义和特点？压缩波：质点振动方向与传播方向一致剪切波：振动方向与传播方向垂直剪切波〔横波〕压缩波〔纵波〕传播速度较慢较快通过介质固体固、液、气体地面振动上下颠簸左右摇晃5、我国强震发生的地质条件？我国地震主要分布地区?地质条件〔1〕强震与活动断裂带的关系①不同方向的断裂带交汇部位②活动性深大断裂的转折部位③活动性深大断裂的端部或其它锁闭段〔2〕地震与陷落盆地的关系①倾斜断陷盆地的较深、较陡一带断裂的最大断距段上②两盆地隆起地段两侧③断陷盆地的锐角尖端，多组断裂交汇部位④受不同方向的断裂控制，内部构造较强的复合盆地凹陷带上〔3〕强震产生与深部构造有关地壳深部构造活动和受力状态，对地震的孕育和发生是更直接的因素分布地区①台湾及其附近海域②西南地区③西北地区④华北地区⑤东南沿海6、世界范围内的主要地震带有哪些？①环太平洋地震带②地中海—喜马拉雅地震带〔欧亚地震带〕③大洋海岭地震带〔大洋中脊地震带〕7、简述减轻地震灾害途径①地震预报②地震工程途径8、简述地震场地破坏效应〔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动，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。9、场地条件对震害和地震动的影响①基岩上地震幅值小，持续短，震害轻②深厚覆盖层上地震动周期长土层厚度越大，房屋震害越大10、对抗震有利的场地条件有哪些？①地形开阔平坦②基岩地区岩性均一坚硬或上有较薄覆盖层③上次有较厚覆盖层④地下水埋藏较深⑤崩塌与泥石流等不发育地区11、简述在地震区建筑物合理布置和结构选型〔1〕、工业民用建筑物①选择有利于抗震的平面与立面②降低重量、重心，加强整体性，增强刚度与强度〔2〕水工建筑①选择类型A、土石坝：堆石坝抗震性好B、充填土坝抗震性较差C、混凝土坝②工程措施土石坝—降低浸润曲线，适当增加坝顶宽与高混凝土坝—适当增加坝体顶部刚度，顶部宜取弧形，坝面与坝墩的几何形状应尽量平缓12、地震区划抗震设计原那么有哪些？〔1〕选择场地与地基①尽可能避开产生强烈地基失效及其它加重震害地面效应的场地或地基a.活断层带b.可能产生地震液化的砂层或强烈沉降的淤泥层、厚填土层c.可能产生不均匀沉降的地基d.受地震引起的崩塌、滑坡②尽可能防止建筑物与地基岩土层之间产生共振③避开岩溶地区④防止孤立突出地形〔2〕选择适宜的持力层和根底方案①松散地层上进行建筑，有地下室的深根底有利于抗震②高层建筑物宜采用良好持力层，深根底或圆柱形薄壳根底③不均匀沉降地基上，可采用钢筋混凝土条形根底或筏式根底为宜〔3〕建筑物合理布置和结构选型①民用建筑物a.选择有利抗震的平面和立面b.减轻重量，降低重心，加强整体性，增加刚度和强度〔4〕水工建筑物①选择坝型a.土石坝：抗震性较好b.充填土坝抗震性能较差c.混凝土坝：重力坝、大头坝②工程措施a.土石坝：提高坝体压实度，降低浸润曲线，适当增加坝顶宽与高b.混凝土坝：适当增加坝体顶部刚度，顶部宜采取弧形，坝面与坝墩的几何形状应尽量平缓第五章砂土地震液化工程地质研究1、砂土液化？研究砂土液化的意义？沙土液化：饱和的疏松粉、细沙土在振动作用下突然破坏且呈现液态的现象研究意义：地震灾害的一种形式，常会引起地基不均匀沉降及结构的破坏，造成严重灾害与人员伤亡2、简述砂土液化的机制，并用图说明。3、砂土液化引起的破坏主要形式？①涌砂②地基失效③滑坡④地面沉降及地面塌陷4、砂土地震液化的形成条件？(主要影响因素)①砂土层：沙土成分，结构及饱水砂层埋藏条件〔可结合5、9，根据分数决定粗细答〕②地震：强烈程度及持续时间5、砂土液化与埋藏条件的关系？①砂层越厚越易液化②覆盖土层越厚，越不易液化③地下水埋藏越深，越不易液化6、地震液化初判的限界指标？〔1〕地震条件液化最大震中距Dmax=0.82*10^[0.862〔m-5〕]液化最低地震烈度Ⅵ度〔2〕地质条件：调查发现，发生液化多为全新世至近代海象及河湖沉积平原，河口三角洲，特别是洼地、河流泛滥地带，河漫滩、古河道、滨海地带及人工填土地带〔3〕埋藏条件：①最大液化深度：一般地下15m范围内，最大可达20m②最大地下水位深度：喷砂冒水严重地区，地下水埋深一般不超过3m〔4〕土质条件：平均粒径〔D50〕：0.01～1.0mm粘粒含量不大于10%不均匀系数〔Cu〕不大于10相对密度〔Dr〕不大于75%塑性指数〔Ip〕不大于107、为防护砂土液化，人工改进地基的哪些方法？①增加盖重②换土③增加砂土层密实程度④加速孔隙水压力消散8、简述地震砂土液化限界指标初判流程图。9、简述地震液化初判的限界指标中的土质条件。〔1〕粒度①粉、细砂土最易液化②高烈度时亚砂、轻亚砂、中砂也可液化③粉砂含量>40%时，极易液化④粘粒含量>12.5%，极难液化⑤平均粒度0.02—0.10mm，粘粒含量<10%，极易液化〔2〕密实度松散易液化，密实土不易液化。相对密度Dr<50%,易液化，Dr>80%，不易液化〔3〕埋藏条件①砂层越厚越易液化②覆盖土层越厚，越不易液化③地下水埋藏越深，越不易液化10、论述砂土地震液化的防护措施①合理选择场所②提高砂土密度③排水降低砂土孔隙土压力④换土、板桩围封，或采用筏基、深桩基6章斜坡变形破坏工程地质研究注：斜坡要素1.斜坡应力分布的根本特征。〔1〕主应力迹线偏转明显〔2〕坡脚及坡肩附近为应力集中区〔3〕坡体内最大剪应力曲线由直线变为近似圆弧线〔4〕坡面的侧向压力趋于零2.影响斜坡中应力重分布的因素有哪些。〔1〕岩石初始应力的影响〔2〕坡形影响①坡高：应力随坡高而增高②坡角：坡角越大，坡脚应力集中带最大剪应力值随之增大③坡底宽度〔W〕：W>0.8H，较稳定④坡面形态：凹坡较稳3.斜坡变形破坏的根本形式与特征。斜坡变形形式：缺荷回弹拉裂蠕动弯曲倾倒斜坡破坏：①崩塌：陡坡上岩土体产生以下落运动为主的破坏现象②滑坡：岩土体依附于内在的或潜在的贯穿结构面，在外力作用下，时区原来的平衡状态，产生以水平运动为主的滑动现象4.滑坡与崩塌的根本区别。①运动方式②破坏形式③是否脱离母体，存在滑动面④规模速度5.滑坡的根本要素与根本类型。根本要素：6.滑坡的识别标志有哪些？〔1〕地形地貌：滑坡形态特征，地貌不协调或反常等〔2〕变形破坏方面：滑体上产生小型褶皱和断裂现象，滑体结构松散破碎〔3〕水文地质方面：结构破坏—透水性高—地下水径流条件改变—滑体外表出现积水洼地或湿地，泉的出现〔4〕植被方面：马刀树、醉汉林7.主要的滑坡分类方案有哪些？按岩土类型：土体滑坡岩体滑坡按滑坡角动力学特征：推动式滑坡牵引式滑坡混合式滑坡平移式滑坡按滑动面与层面关系：无层滑坡顺层滑坡切层滑坡按滑动面深度：浅层滑坡〔<6m〕中层滑坡〔6～20m〕厚层滑坡〔20～50m〕巨厚层滑坡〔>50m〕按滑坡时代：今滑坡新滑坡老滑坡古滑坡始滑坡8.影响斜坡稳定性的因素有哪些？内因：①岩土类型与性质②地质构造③地形④水文地质外因：①振动作用②降水③人类活动④风化、剥蚀作用9.分析水对斜坡稳定性的影响。①降水：a.水平推力—侧向水压力b.浮托力—减小滑动面上的有效应力c.软化效应—降低岩土体的抗剪强度②水库、河流水作用a.动水冲力b.冲刷，掏空作用10.斜坡稳定性评价的主要方法有哪些？①成因历史分析法②工程地质类比法③数学力学计算法④图解法11.刚体极限平衡评价的原理是什么？只考虑破坏面上的极限破坏状态，而不考虑土体的变形12.稳定性系数与平安系数的区别。稳定性系数指土质平安系数指边坡是否满足平安标准13.概念：斜坡、天然斜坡、人工边坡、滑坡、崩塌、初始应力斜坡：地壳表部一切具有侧向临空面的地质体天然斜坡：河谷岸坡，山坡人工边坡：露采边坡，基坑边坡滑坡：滑坡是指斜坡上的土体或者岩体，受河流冲刷、地下水活动、雨水浸泡、地震及人工切坡等因素影响，在重力作用下，沿着一定的软弱面或者软弱带，整体地或者分散地顺坡向下滑动的自然现象崩塌：较陡斜坡上的岩土体在重力作用下突然脱离母体崩落、滚动、堆积在坡脚的地质现象初始应力：施加所考虑的荷载之前土体中已存在的应力14.滑坡防治的主要措施与原那么？纺织目标：防灾、减灾、保护环境防治原那么：以防为主，治理为辅滑坡预防：以勘察分析、预测预报、动态监测为根底，同时提出有效的预防措施及相应的设计施工工作预防措施—避、削、排、固绕避：改线、架桥跨越、隧道穿越〔避〕拦截：拦石墙拦栅网〔固〕排水：地表排水：排水沟、坡面防渗地下排水：盲沟、排水洞、排水孔〔排〕监测预警削：降低斜坡坡度与高度滑坡治理：对灾害体的勘察、评价，提出经济合理的过程实际，并付诸实施治理措施：排水削方，堆支挡工程坡面防护其他：固结灌浆、组化建、岩土性质改进等第七章岩石风化的工程地质研究1、概念：风化、风化壳、古风化壳、物理风化、化学风化、生物风化、RQD〔1〕、风化：岩石在各种风化营力作用下，发生的物理和化学变化过程。〔2〕、风化壳：表层不同深度的岩石，遭受风化程度的不同，形成不同成分和结构的多层残积物，由其构成的复杂剖面称为风化壳。不同岩石，不同地区，风化壳有很大差异。其厚度很大差异，大那么几百米。〔3〕、古风化壳:地壳表层保存的主要为现代时期形成的风化壳。当风化壳形成后，被后来的堆积物掩埋，被保存下来成为古风化壳。〔4〕、物理风化：由于温度变化、水的冻融、盐类结晶、植物根劈等力的作用下，引起岩石的机械破碎，而不伴随有化学成分和矿物成清楚显变化的现象。主要发生在干旱寒冷的地区，风化深度相对较小。〔5〕、化学风化：岩石在水、氧及有机体等作用下所发生的一系列化学变化过程，引起岩石结构、构造、矿物成分和化学成分的变化。多发生于温暖潮湿的地方，风化深度可达百米以上。〔6〕、生物风化：既有物理风化特点，又具有化学风化特征。生物新陈代谢产生有机质或机械破坏，如释放大量有机物酸及CO2，加强水溶液溶解能力