【1】工程地质问题包括哪几个方面
答:工程地质问题主要包括地质灾害问题,区域稳定性问题,地基沉降变形问题,地基、斜坡或洞室围岩的稳定性问题,渗漏问题等问题。 【2】工程地质学的定义。 答:工程地质学广义的讲是研究地质环境及其保护和利用的科学。狭义的讲是将地质学的原理运用于解决与工程建设有关的地质问题的一门学科,是岩土工程的重要组成部分。 【3】工程地质学的研究对象是什么
答: 工程地质学的研究对象是工程地质条件与人类的工程建筑活动的矛盾。 【4】工程地质条件有哪些
答:工程地质条件是与人类活动有关的各种地质要素的综合,包括地形地貌条件、岩土类型及其工程地质性质、地质结构与构造、水文地质条件、不良地质作用、以及天然建筑材料等六大方面,是一个综合概念。
【5】工程地质学的研究内容包括什么
答:工程地质学研究内容主要包括地球与地貌、岩石与岩体、岩体的地质构造、第四纪堆积物与土的工程性状、地表水与地下水性质、不良地质现象及防治对策和岩土工程地质勘察等内容。
【6】工程地质学的分析方法有哪些
答:工程地质学常用分析方法包括自然地质历史分析法,工程地质建模与计算,工程地质实验与现场试验,工程类比法。上述4种方法往往是结合在一起的,综合应用才能事半功倍。
第2章
[1] 地球的内圈和外圈各分为哪三圈各圈层的性质如何各有哪些特点
答:地球的外部层圈有大气圈、水圈和生物圈。地球的内部层圈包括地壳、地幔和地核。
3
地壳是莫霍面以上的地球表层。地壳厚度是变化的,地壳物质的密度一般为-2.9gcm,其上部密度较小,向下密度增大。地壳通常为固态岩石所组成,包括沉积岩、岩浆岩和变质岩三大岩类。
地幔是位于莫霍面之下,古登堡面之上。体积约占内圈总体积的80%,质量约占内圈总质量的%,主要由固态物质组成。
地核是地球内部古登堡面至地心的部分,其体积占地球总体积的%,质量却占地球总质量
3
的%,地核的密度达-12.5 gcm。
[2] 矿物的定义是什么矿物如何进行分类常见的造岩矿物和造矿矿物有哪些常见的原生矿物和次生矿物有哪些 答:矿物是组成岩石的基本物质单元。矿物是地壳中的元素在各种地质作用下由一种或几种元素结合而成的天然单质或化合物,它是在地质作用中产生的,具有一定化学成分、结晶构造、外部形态和物理性质的天然物体。
自然界的矿物按其成因可分为三大类型:原生矿物、次生矿物、变质矿物。 按照矿物的物质成分分类:造岩矿物、造矿矿物。
造岩矿物指斜长石、正长石、石英、白云母、黑云母、角闪石、辉石、橄榄石、方解石、石榴石等组成岩石的常见矿物。金属造矿矿物指磁铁矿、赤铁矿、黄铜矿、黄铁矿和方铅矿等组成矿产的常见矿物。
原生矿物:在成岩或成矿的时期内,从岩浆熔融体中经冷凝结晶过程中所形成的矿物,如石英、长石、辉石、角闪石、云母、橄榄石、石榴石等。次生矿物:指原生矿物遭受风化作用而形成的新矿物,如高岭石、蒙脱石、伊里石、绿泥石等;或在水溶液中析出生成的,如方解石、石膏、白云石等。
[3] 矿物的主要物理性质有哪些如何根据矿物的性质进行标本识别
答:矿物的物理性质主要包括形状、颜色、条痕、透明度、光泽、硬度、解理、断口、密度等。
研究矿物的物理性质,可作为对矿物进行鉴定的依据。矿物的物理力学性质是鉴别矿物的重要依据。除上述的矿物性质外,还有一些矿物具有独特的性质,这些性质同样是鉴定矿物的可靠依据,如导电性、磁性、弹性、挠性、延展性、脆性、放射性等等。
[4] 岩浆岩是怎样形成的可分为哪几种类型岩浆岩常见的矿物成分有哪些岩浆岩的结构、构造特征是什么岩浆岩的代表性岩石有哪些
答:岩浆岩亦称火成岩,它是由炽热的岩浆在地下或喷出地表后冷凝形成的岩石。 岩浆岩按照成因可分为深成岩、浅成岩、喷出岩。
组成岩浆岩的矿物大约有30多种,按其颜色及化学成分的特点可分为浅色矿物和深色矿物两类。浅色矿物富含硅、铝成分,如正长石、斜长石、石英、白云母等;深色矿物富含铁、镁物质,如黑云母、辉石、角闪石、橄榄石等。
岩浆岩的结构是指岩石中(单体)矿物的结晶程度、颗粒大小、形状以及它们的相互组合关系。按岩石中矿物结晶程度划分:全晶质结构、半晶质结构、非晶质结构。按岩石中矿物颗粒的绝对大小划分:显晶质结构、隐晶质结构。按岩石中矿物颗粒的相对大小划分:等粒结构、不等粒结构、斑状结构。
岩浆岩的构造是指(集合体)矿物在岩石中排列的顺序和填充的方式所反映出来岩石的外貌特征。岩浆岩的构造特征,主要决定于岩浆冷凝时的环境。常见的岩浆岩构造有块状构造、流纹构造、气孔构造和杏仁状构造四种。
岩浆岩的代表性岩石有花岗岩、流纹岩、花岗斑岩、正长岩、正长斑岩、粗面岩、闪长岩、闪长玢岩、安山岩、辉长岩、辉绿岩、玄武岩、橄榄岩。
[5] 沉积岩是怎样形成的可分为哪几种类型沉积岩常见的矿物成分有哪些沉积岩的结构、构造特征是什么沉积岩的代表性岩石有哪些
答:沉积岩的形成一般经过了先成岩石(岩浆岩、沉积岩或变质岩)遭受风化、剥蚀破坏,破坏产物被搬运至一定场所沉积下来,再固结成岩的过程。具体经过风化阶段、搬运阶段、沉积阶段和硬结成岩阶段四个阶段。
沉积岩中已发现的矿物在160种以上,其中比较重要的有20余种,构成了99%以上的沉积岩物质。最常见的矿物有氧化物,硅酸盐(长石类、黏土类矿物、云母类矿物)、碳酸盐、硫酸盐、磷酸盐等矿物
沉积岩的结构按成因可分为碎屑结构、非碎屑结构(泥质结构、结晶结构和生物结构)。 沉积岩的构造主要是层理构造,水平层理,斜层理,交错层理。
常见沉积岩:砾岩、砂岩、粉砂岩、页岩、泥岩、黏土、石灰岩、白云岩、泥灰岩、硅质岩、火山碎屑岩。
[6] 什么是变质作用变质作用有哪些类型变质岩的主要矿物组成、结构、构造特征是什么变质岩的代表性岩石有哪些
答:由原先存在的固体岩石 (火成岩、沉积岩或早期变质岩)在岩浆作用(高温、高压、化学活动性气体)或构造作用下使得原岩在成分、结构构造方面发生改变而形成新的岩石的改造过程称为变质作用
根据变质作用的因素及变质岩形成条件,可将变质作用分为:接触变质作用、区域变质
作用、动力变质作用、交代变质作用。
变质岩是原岩受高温高压等变质作用而成,因此变质岩的化学成分及矿物成分具一定的继承性,另一方面变质作用与岩浆作用、沉积作用又有所不同。组成变质岩的矿物,一部分是与岩浆岩或沉积岩所共有的,如石英、长石、云母、角闪石、辉石、方解石等;另一部分是是变质作用所特有的变质矿物,如红柱石、矽线石、蓝晶石、硅灰石、刚玉、绿泥石、绿帘石、绢云母、滑石、叶蜡石、蛇纹石、石榴子石等。
变质岩的结构是指构成岩石的各矿物颗粒的大小、形状以及它们之间的相互关系。变质岩的结构有变余结构、变晶结构和碎裂结构三种。
变质岩的构造是鉴定变质岩主要特征,也是区别于其他岩石的特有标志。一般按成因变质岩的构造可分为片麻状构造、片状构造、板状构造、块状构造、千枚状构造五种。
变质岩的代表性岩石有: 板岩、片岩、千枚岩、片麻岩、矽卡岩、石英岩、角岩、云英岩、蛇纹岩、混合岩、大理岩、断层角砾岩、糜棱岩、碎裂岩、片理化岩。
[7] 三大类岩石在物质组成、结构、构造上的异同有哪些岩石标本的鉴定方法是怎样的如何对三大类岩石进行鉴定三大类岩石是如何相互转化的 答:三大类岩石具有不同的形成条件和环境,而岩石形成所需的环境条件又会随着地质作用的进行不断地发生变化。沉积岩和岩浆岩可以通过变质作用形成变质岩。在地表常温、常压条件下,岩浆岩和变质岩又可以通过母岩的风化、剥蚀和一系列的沉积作用而形成沉积岩。变质岩和沉积岩当进入地下深处后,在高温高压条件下又会发生熔融形成岩浆,经结晶作用而变成岩浆岩。因此,在地球的岩石圈内,三大岩类处于不断演化过程之中。 标本鉴定略。
[8] 岩石的容重、比重、密度、孔隙率、孔隙比的含义是什么如何计算 答:岩石比重是单位体积岩石固体部分的重量与同体积水的重量(4℃)之比。 岩石重度是单位体积岩石的重量。
岩石孔隙率指岩石孔隙和裂隙体积与岩石总体积之比。
[9] 岩石的水理性质通常包括哪些岩石的吸水性、透水性、软化性和抗冻性分别指什么怎样来表示
答:岩石水理性质系指岩石与水相互作用时所表现的性质,通常包括岩石吸水性、透水性、软化性和抗冻性等。
岩石在一定试验条件下的吸水性能称为岩石吸水性。岩石吸水率(1)系指岩石试件在常温常压下自由吸入水的重量(Wwl)与岩石干重(Ws)之比值,以百分数表示。
岩石的透水性,是指土或岩石允许水透过本身的能力。透水性的强弱取决于土或岩石中孔隙和裂隙的大小,透水性的强弱以渗透系数来表示。
岩石浸水后强度降低的性能称为岩石的软化性。岩石软化性与岩石孔隙性、矿物成分、胶结物质等有关。岩石软化性大小常用软化系数
岩石抵抗冻融破坏的性能称为岩石的抗冻性。岩石的抗冻性通常采用抗冻系数及重量损失率来表示。
[10] 岩石的力学性质包括哪些内容岩石的应力应变关系有何特点分为哪几个阶段岩石的破坏方式有哪些
答:岩石的力学性质,主要是变形特性和强度特性。前者是在外力作用下岩石中的应力与应变的关系特性;后者则为岩石抵抗应力破坏作用的性能。
岩石在外力作用下要产生变形,其变形性质可分为弹性变形和塑性变形,破坏方式有塑性和脆性破坏之分。
岩石变形过程划分为四个阶段:① 孔隙裂隙压密阶段② 弹性变形至微破裂稳定发展阶段③ 塑性变形阶段至破坏峰值阶段④ 破坏后峰值跌落阶段至残余强度阶段 [11] 什么是岩石的蠕变和松弛
答:岩石的蠕变是指岩石在恒定应力不变的情况下岩石的变形随时间而增长的现象。岩石的蠕变实质上是岩石恒定加荷后岩石内部裂隙孔隙逐渐压密的过程。岩石的蠕变特性可以通过在岩石试件上加一恒定荷载,观测其变形随时间的发展状况,即蠕变试验来研究。
岩石的松弛是指当岩石保持应变恒定时,应力随着时间的延长而降低的现象。 [12] 岩石的抗压强度、抗剪强度和抗拉强度是如何表示的各有怎样的破坏形式 答:岩石抗压强度也就是岩石在单轴受压力作用下抵抗压碎破坏的能力,相当于岩石受压破坏时的最大压应力。
抗剪强度是岩石抵抗剪切破坏的能力。相当于岩石受剪切破坏时,沿剪切破坏面的最大剪应力。由于岩石的组成成分和结构与构造比较复杂,在应力作用下剪切破坏的形式有多种。抗剪断试验、抗切试验、弱面抗剪切试验。
岩石试件在单轴拉伸荷载作用下所能承受的最大拉应力就是岩石的抗拉强度。
[13] 影响岩石工程地质性质的因素有哪些岩浆岩、沉积岩和变质岩的工程地质性质如何评价
答:岩石作为建筑物地基或岩体和建筑材料,在应用时,必须注意影响其物理力学性质变化的因素。影响的因素是多方面的,主要的有两方面:一是形成岩石的组成成分、结构与构造及成因等;二是风化和水等外部因素的影响。
由于不同的生成条件,各种岩浆岩的结构、构造和矿物成分亦不相同,因而岩石的工程地质及水文地质性质也各有所异。所以具体是什么种类的岩浆岩及力学性质是影响岩石工程性状的最主要因素。
沉积岩按其结构特征可分为碎屑岩、泥质岩及生物化学岩等,不同的沉积岩岩石的工程地质及水文地质性质也各有所异。所以具体是什么种类的沉积岩及力学性质是影响岩石工程性状的最主要因素。
变质岩是由岩浆岩或沉积岩受温度、压力或化学性质活泼的溶液的作用,在固态下变质而成的,故其工程性质与原岩密切相关。所以具体是什么种类的变质岩及力学性质是影响岩石工程性状的最主要因素。
第3章
[1] 什么是地质作用地质作用有哪些类型
答:经过漫长的地质年代,可能导致地球面貌的巨大变化。地质学中将自然动力促使地壳物质成分、结构及地表形态变化发展的作用叫做地质作用
地质作用分为外动力地质作用和内动力地质作用。
[2] 内动力地质作用分为哪些类型哪种作用占主导地位其影响因素有哪些
答:内动力地质作用是由地球内部的能量,如地球的旋转能、重力能和放射性元素蜕变产生的热能所引起的。内动力地质作用包括地壳运动、岩浆作用、变质作用和地震作用。
各种内动力地质作用相互关联,地壳运动可以在地壳中形成断裂,引发地震,并为岩浆活动创造通道。而地壳运动和岩浆活动都可能引起变质作用。由此可见,地壳运动在内动力地质作用中常起主导作用。
[3] 外动力地质作用包括哪五种其影响因素有哪些外动力作用的方式是怎样的 答:外动力地质作用是由地球外部的能量引起的。主要来自宇宙中太阳的辐射热能和月球的引力作用,它引起大气圈、水圈、生物圈的物质循环运动,形成了河流、地下水、海洋、湖泊、冰川、风等地质营力,从而产生了各种地质作用。
外力动地质作用,一方面通过风化和剥蚀作用不断地破坏露出地面的岩石;另一方面又把高处剥蚀下来的风化产物通过流水等介质,搬运到低洼的地方沉积下来重新形成新的岩石。
外动力地质作用主要影响因素是气候和地形。
[4] 什么是绝对地质年代什么是相对地质年代绝对地质年代和相对地质年代是怎样确定的各有哪些确定方法
答:绝对地质年代是指地层形成到现在的实际年数,是用距今多少年以前来表示。
相对地质年代是指地层形成的先后顺序和地层的相对新老关系,是由该岩石地层单位与相邻已知岩石地层单位的相对层位的关系来决定的。
绝对地质年代的确定一般根据放射性同位素的蜕变规律,来测定岩石和矿物年龄。 相对地质年代的常用方法有地层层序法、生物层序法、岩性对比法和地层接触关系法等。 [5] 地貌按形态和成因可划分哪几种类型
答:地貌形态是由地貌基本要素所构成。地貌基本要素包括:地形面、地形线和地形点。
地貌单元主要包括剥蚀地貌、山麓斜坡堆积地貌、河流地貌、湖积与海岸地貌、冰川地貌、风成地貌。
[6] 地壳运动有哪两种基本类型各类型主要形成哪些地质构造 答:地壳运动基本类型有两种:升降运动和水平运动。
壳的垂直升降运动有海侵、海退。水平运动的结果导致产生巨大的褶皱构造及平移断层的形成。
[7] 水平岩层和倾斜岩层在地质图上如何表现 答:水平岩层指的是岩层平行水平面或大致平行水平面的岩层,即岩层和水平面之间的夹角为0º或接近0º (<5º)。
水平岩层发育地区,常具有下列特征:(1) 水平岩层的地质界线(岩层分界面和地表面的交线)和地形等高线平行或重合,随等高线的弯曲而弯曲。(2) 在岩层没有发生倒转的情况下,新岩层位于老岩层之上,新岩层出露的位置也比老岩层要高。(3) 水平岩层的分布和出露形态,受地形的控制。水平岩层的露头高度取决于岩层的厚度和地面的坡度
倾斜岩层在地质图上的表现,岩层露头的宽度,厚度,相反相同,相同相反,相同相同。 [8] 什么叫岩层产状产状三要素是什么岩层产状是如何测定和表示的什么是岩层倾向与地面坡向关系的“V”字型法则
答:岩层是指由两个平行或近于平行的界面所限制的,同一岩性组成的层状岩石。岩层的产状是指岩层在空间的展布状态。地质学上用走向、倾向、倾角三个要素来确定岩层的产状。
若岩层面在野外出露清晰,可用地质罗盘直接测量其产状要素。另外,也可采用一些间接的方法来求产状要素,如在大比例地形地质图上求产状要素。
露头是一些暴露在地表的岩石。它们通常在山谷、河谷、陡崖以及山腰和山顶这些位置经常出现。若地面平坦,岩层露头沿走向呈直线状延伸。一般情况下,岩层的出露线与地形等高线是相交的。在岩层走向与沟谷和坡脊的延伸方向垂直或大角度斜交的情况下,岩层在穿过沟谷或坡脊时,露头线均呈近似的“V”字形态,并表现出一定的规律。
[9] 什么叫褶皱褶皱构造的成因包括哪几种什么叫褶曲褶曲的要素及基本形态有哪些如何识别褶曲并判断其类型褶皱的工程评价如何
答:褶皱指岩石在主要由地壳运动所引起的地应力长期作用下所发生的永久性弯曲变形。
褶皱的基本单位是褶曲。褶曲是发生了褶皱变形岩层中的一个弯曲。 褶曲的两种基本形式是背斜和向斜。褶皱构造的成因主要包括水平挤压作用、水平扭动作用和垂直运动。
褶曲是褶皱构造中的弯曲,是褶皱构造的组成单位。对褶曲各个组成部分给予一定的名称,称为褶曲要素。褶曲要素有核部,翼部,翼间角,转折端,枢纽,轴面,轴迹,脊线,槽线。
褶皱的野外识别方法主要有穿越法、追索法两种。
[10] 什么是节理节理从其成因、节理与岩层产状关系、力学性质、节理走向与所在褶曲的轴向的关系如何进行分类节理的发育程度如何分级如何定量的表示节理发育程度如何进行节理的统计调查节理玫瑰花图的含义如何绘制节理玫瑰花图
答:节理或称裂隙,是岩层裂开有破裂面但两侧岩石没有显著位移的小型断裂构造。节理按成因分为原生节理、构造节理和表生节理。节理按力学性质可分为张节理和剪节理两种。节理按与岩层产状的关系可分为走向节理、倾向节理、斜向节理和顺层节理四种。根据节理走向与所在褶曲的轴向的关系分为纵节理、横节理和斜节理。
按节理的组数、密度、长度、张开度及充填情况,对节理发育情况分级,裂隙不发育,裂隙较发育,裂隙发育,裂隙很发育。
为反映节理分布规律及对岩体稳定性的影响,需要进行节理的野外调查和室内资料整理工作,并利用统计图式,把岩体节理的分布情况表示出来。调查应包括以下内容:1)节理的成因类型、力学性质。2)节理的组数、密度和产状。节理的密度一般采用线密度或体积节理数表示,线密度以“条/m”为单位计算,体积节理数用单位体积内的节理数表示。3)节理的张开度、长度和节理面壁的粗糙度。4)节理的充填物质及厚度、含水情况。
节理倾向玫瑰花图的编制方法大同小异,只不过因为每条节理的倾向只有一个数值,因此作图时,要用整个圆。倾角玫瑰花图可和倾向玫瑰花图编在一个图内,用不同的颜色分别代表倾向和倾角玫瑰花图。
[11] 什么叫断层断层的要素有哪些断层如何进行分类断层有哪些组合类型断层的野外特征有哪些如何进行断层的识别 答:断层是指岩体在构造应力的作用下发生断裂且断裂面两侧岩石有显著相对位移的断裂构造。
断层通常由以下几个要素组成:断层面和破碎带,断层线,断盘,断距。
断层的分类方法很多,所以会有各种不同的类型。可根据断层两盘相对错动、断层面产状与两盘岩层的产状关系、断层面产状与褶皱轴线(或区域构造线)的关系和断层的力学性质来进行分类。
断层的野外特征:1)地形地貌上的特征:陡峭的断层崖、沟谷和峡谷地貌以及山脊错断、断开,河谷跌水瀑布,河谷方向发生突然转折等,很有可能均是断裂错动在地貌上的反映。2)地层特征:若岩层发生不对称的重复或缺失,岩脉被错断,或者岩层沿走向突然中断,与不同性质的岩层突然接触等,这些地层方面的特征,则进一步说明断层存在的可能。3)断层面特征:断层的伴生构造是断层在发生、发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、断层泥和断层擦痕。这些伴生构造现象是野外识别断层存在的可靠标志。另外,有泉水、温泉呈线状出露的地方有可能存在断层,而且可能是逆断层。4)其它标志:断层的存在常常控制水系的发育,并可引起河流遇断层面而急剧改向,甚至发生河谷错断现象。湖泊、洼地呈串珠状排列,往往意味着大断裂的存在;温泉和冷泉呈带状分布往往也是断层存在的标志;线状分布的小型侵入体也常反映断层的存在。
活动性断裂的判别标志主要有:1)全新世以来的第四系地层中发现有断裂(错动)或与断裂有关的伴生褶曲。2)断裂带中的侵入岩浆其绝对年龄新或者对现场新地层有扰动或接触烘烤剧烈。3)沿断层带的断层泥及破碎带多未胶结,断层崖壁可见擦痕和错碎岩粉。4)在断层带附近地区有现代地震、地面位移和地形变以及微震发生。5)沿断裂带地热温泉、地磁及各种气体数值一般偏高。
[12] 地质图按内容可分为哪几类地质图按制作方法可分为哪几类地质图的读图步骤有哪几个各种构造现象在地质图上如何表现
答:按地质图内容可分为普通地质图、构造地质图、第四纪地质图、基岩地质图、水文地质图、工程地质图等。
地质图一般包括图名、图表、图例、岩层性质及接触关系、地质年代及分布规律、地质构造等内容,按地质图的制作方法和用途可分为地质平面图、地形地质平面图、立体地质图、综合地层柱状图、地质剖面图、地层等高线图、水平断面图等。
地质图的读图步骤:读图名和比例尺、读图幅的出版时间和引用资料说明、判明图的方位、读图例、读地层柱状图、读地质剖面图、图面阅读。
岩层的产状:可利用地形等高线与地层露头的关系求倾斜岩层的产状。
褶曲两翼的地层呈对称分布,中间老、两边新者是背斜,中间新、两边老者是向斜。在地质图上也主要是用这种方法并结合图上标注的岩层产状符号来判识背、向斜褶曲之存在。
断层的出露线(断层线)在彩印地质图上用红色粗线条表示,不同性质的断层表示方法不相同。读图时,须认真分析断层所造成的各种构造现象,如地层分界线及其它地质界线被断层错移;局部地段地层发生缺失或非对称性重复;地层产状在靠断层附近出现突然变化等。这样,可以加深对于断层特征的认识。
相邻地层以整合关系接触时,在地质图上表现为两者时代连续,产状一致,地层界线彼此平行,若地层之间呈角度不整合关系接触,则在地质图上表现为相邻地层之间时代不连续,中间缺失部分时代地层,且两者产状不一致,地质界线不平行。 [13] 褶皱构造、节理构造和断层构造对工程有哪些影响 答:褶皱构造对工程建筑有以下几方面的影响:
(1)褶曲核部岩层由于受水平挤压作用,产生许多裂隙,直接影响到岩体完整性和强度高低,在石灰岩地区还往往使岩溶较为发育,所以在核部布置各种建筑工程,如路桥、坝址、隧道等,必须注意防治岩层的坍落、漏水及涌水问题。
(2)在褶曲翼部布置建筑工程时,如果开挖边坡的走向近于平行岩层走向,且边坡倾向与岩层倾向一致,边坡坡角大于岩层倾角,则容易造成顺层滑动现象。如果开挖边坡的走向与岩层走向的夹角在40º以上,两者走向一致,且边坡倾向与岩层倾向相反或者两者倾向相同,但岩层倾角更大,则对开挖边坡的稳定较有利。因此,在褶曲翼部布置建筑工程时,重点注意岩层的倾向及倾角的大小。
(3)对于隧道等深埋地下工程,一般应布置在褶皱的翼部,因为隧道通过均一岩层有利稳定,而背斜顶部岩层受张力作用可能塌落,向斜核部则是储水较丰富的地段。
节理与地面和地下工程的关系都很密切,主要表现在以下几个方面。
(1)节理破坏了岩石的整体性,增大了地下硐室和坑道顶板岩石垮塌的可能性,同时也增加了施工的难度。因此,设计和施工中应考虑避开节理特别发育的地段。对地表岩石来说,大气和水容易进入到节理裂隙中,从而加剧了岩石的风化。故当主要节理面与坡面倾向近相一致,且节理倾角小于坡角时,常引起边坡失稳。
(2)节理可能成为地下水运移的通道,导致矿井、地下建筑施工过程中发生突水事故。同时,节理裂隙还可能作为煤矿中瓦斯运移的重要通道。
(3)若节理缝隙被黏土等物质所充填润滑,节理面成为软弱结构面,从而使斜坡体易沿节理面产生滑动,工程施工中对此须予以高度的重视。 (4)在挖方和采石时,可以利用节理面,以提高工效。
(5)在节理发育的岩石中,有可能找到裂隙地下水作为供水资源。 (6)直接座落在岩石上高层建筑的浅基础需要凿除裂隙发育面。
(7)高荷载水平的桩基持力层入岩深度宜选在裂隙相对不发育的中风化或微风化基岩
中。
断层发育地区修建隧道最为不利。当隧道轴线与断层走向平行时,应尽可能避开断层破碎带;而当隧道轴线与断层走向垂直时,为避免和减少危害,应预先考虑支护和加固措施。由于开挖隧道代价较高,为缩短其长度,往往将隧道选择在山体比较狭窄的鞍部通过。从地质角度考虑,这种部位往往是断层破碎带或软弱岩层发育部位,岩体稳定性较差,属于地质条件不利地段。此外,沿河各段进行公路选址时也要特别注意与断层构造的关系。当线路与断层走向平行或交角较小时,路基开挖易引起边坡发生坍塌,影响公路施工和使用。
选择桥址时要注意查明桥基部位有无断层存在。一般当临山侧边坡发育有倾向基坑的断层时,易发生严重坍塌,甚至危及邻近工程基础的稳定性。
第4章
[1] 什么是岩体岩体结构包括哪两个要素岩体按完整程度如何分类 答:岩体是指由一种或多种岩石组成并由各类结构面及其所切割的结构体所构成的且赋存于一定的地质环境中的刚性地质体。
岩体结构是指岩体中结构面与结构体的组合形式,它包括结构面和结构体两个要素。 岩体完整程度根据完整性系数分为完整、较完整、较破碎、破碎、极破碎。
[2] 什么是结构体结构体有哪些类型什么是结构面结构面如何分类结构面的主要特征有哪些结构面有哪些基本的工程特征
答:结构体指岩体中被结构面切割而产生的单个岩石块体。由于各种成因结构面的组合,在岩体中可形成大小、形状不同的结构体。柱状、块状、板状、楔形、菱形和锥形等六种基本形态。
结构面是指存在于岩体中的各种不同成因、不同特征的地质构造形迹界面,如断层、节理、层理、软弱夹层及不整合面等。
按地质成因可把结构面分为原生结构面、构造结构面和次生结构面三类。
结构面的特征包括结构面的规模、形态、物质组成、延展性、密集程度、张开度和充填胶结特征等
[3] 结构面的规模、形态、物质组成、延展性、密集程度、张开度和充填胶结等特征如何来描述
答:1) 结构面的规模:不同类型的结构面,其规模大小不一。大者如延展数十千米,宽度达数十米的破碎带;小者如延展数十厘米至数十米的节理,甚至是很微小的不连续裂隙。它们对工程的影响是不一样的,有时小的结构面对岩体稳定也可起控制作用。
2) 结构面的形态:结构面的平整、光滑和粗糙程度对结构面的抗剪性能有很大的影响。自然界中结构面的几何形状非常复杂,大体上可分为五种类型:平直状、波状起伏、锯齿状、台阶状、不规则状。结构面的形态对结构面抗剪强度有很大的影响,一般平直光滑的结构面有较低的摩擦角,粗糙起伏的结构面则有较高的抗剪强度。
3) 结构面的延展性: 结构面的延展性也称连续性,有些结构面延展性较强,在一定工程范围内切割整个岩体,对稳定性影响较大,但也有一些结构面比较短小或不连续,岩体强度一部分仍为岩石(岩块)强度所控制,稳定性较好。因此,在研究结构面时,应注意调查研究其延展长度及规模。结构面的延展性可用线连续性系数及面连续性系数表示。 4) 结构面的密集程度:结构面的密集程度反映了岩体的完整性,通常用结构面间距和线密度来表示结构面的密集程度。线密度是指单位长度(m)上结构面的条数。一般线密度是取一组结构面法线方向上,平均每米长度上的结构面数目。线密度的数值愈大,说明结构面愈密集。不同量测方向的K值往往不等,因此,两垂直方向的K值之比,可以反映岩体的各向异性程度。
5) 结构面的张开度和充填情况:是指结构面的两壁离开的距离,可分为4级:
闭合的:张开度小于0.2mm;微张的:张开度在~1.0mm;张开的:张开度在~5.0mm;宽张的:张开度大于5.0mm。
闭合结构面的力学性质取决于结构面两壁的岩石性质和结构面粗糙程度。微张的结构面,因其两壁岩石之间常常多处保持点接触,抗剪强度比张开的结构面大。张开的和宽张的结构面,抗剪强度则主要取决于充填物的成分和厚度,一般充填物为黏土时,强度要比充填物为砂质时的更低,而充填物为砂质者,强度又比充填物为砾质者更低。 [4] 什么是软弱夹层软弱夹层按成因如何进行分类软弱夹层对工程有何影响 答:软弱夹层指岩体中夹有强度很低或被泥化、软化、破碎的薄层。
原生软弱夹层是与周围岩体同期形成,但性质是软弱的夹层;构造软弱夹层主要是沿原有的软弱面或软弱夹层经构造错动而形成,也有的是沿断裂面错动或多次错动而成,如断裂破碎带等;次生软弱夹层是沿薄层状岩石、岩体间接触面、原有软弱面或较弱夹层,由次生作用(主要是风化作用和地下水作用)参与形成的。
软弱夹层受力时很容易滑动破坏而引起工程事故,它可以使斜坡产生滑动灾害,使危岩体崩塌,使地下洞室围岩断裂破坏,使岩石地基与路基失稳等。这些灾害均与软弱夹层关系密切,所以在进行岩体工程设计及施工过程中务必加强软弱夹层的勘探与研究,努力查明软弱夹层力学性质及变形特征,采取合理的工程措施,以避免灾害及工程事故的发生。 [5] 什么是岩体结构岩体结构有哪些类型各种类型的岩体结构有什么特征 答:岩体结构是指岩体中结构面与结构体的组合方式。不同的岩体结构类型具有不同的工程地质特性(承载能力、变形、抗风化能力、渗透性等)。
岩体结构的基本类型可分为整体结构、块状结构、层状结构、碎裂结构和散体结构5大类。
岩体结构特征
结构类型 地 质 背 景 岩性单一,构造变整体结构 形轻微的巨厚层岩层及火成岩体,节理稀少 岩性单一,构造变形轻微~中等的厚结构面2~3组,延展性差,多闭块状结构 层岩体及火成岩合状,一般无充填物,层面有一体,节理一般发育,定结合力,tanφ=~ 较稀疏 构造变形轻微~中结构面2~3组,延展性较好,以层状结构 等的中厚层状岩体层面、层理、节理为主,有时有(单层厚>30cm),节层间错动面和软弱夹层,层面结理中等发育不密集 合力不强,tanφ=~ 岩性复杂,构造变各类结构面均发育,组数多,彼动强烈,破碎遭受此交切或节理、层间错动面、劈形状大小不一,碎裂结构 弱风化作用或软硬理带软弱夹层均发育,结构面组以小型块体、板相间的岩层组合,数多较密集~密集,多含泥质充柱体、板楔体、节理裂隙发育、密填物,结构面形态光滑度不一,碎块体为主 集 tanφ=~ 含微裂隙, 强度一般<30 大~中型层块体、柱体、菱柱体 >30 大型的方块体、菱块体、柱体 一般>60 结 构 面 特 征 结 构 体 特 征 形 态 强度(MPa) 结构面少,l~3组,延展性差,多呈闭合状,一般无充填物,巨型块体 tanφ≥ >60 岩体破碎,遭受强以风化裂隙、夹泥节理为主,密以块度不均的小散体结构 烈风化,裂隙极发集无序状交错,结构面强烈风化、碎块体、岩屑及育,紊乱密集 夹泥、强度低 夹泥为主 碎块体,手捏即碎 [6] 岩体的变形有哪些特点影响岩体变形性质的因素有哪些岩体的强度特性有哪些 答:岩体的变形通常包括结构面变形和结构体变形两部分。
岩体的应力—应变曲线一般可分为四个阶段,OA段曲线呈凹状缓坡,这是由于节理压密闭合造成的;AB段是结构面压密后弹性变形阶段,BC段呈曲线形,它表明岩体产生塑性变形或开始破裂,C点的应力值就是岩体的极限强度。过C点后曲线开始下降,表明岩体进入全面的破坏阶段。
岩体强度是指岩体抵抗外力破坏的能力,岩体是由岩块和结构面组成的地质体,因此其强度必然受到岩块和结构面强度及其组合方式(岩体结构)的控制,和岩块一样,也有抗压强度、抗拉强度和剪切强度。
[7] 岩体的水力学特性有哪些地下水对岩土体有哪些力学作用 答:岩体的水力学性质是岩体力学性质的一个重要方面,它是指岩体与水共同作用所表现出来的力学性质。水在岩体中的作用包括两个方面:一方面是水对岩石的物理化学作用,在工程上常用岩体的软化系数来表示;另一方面是水与岩体相互耦合作用下的力学效应,包括空隙水压力与渗流动水压力等的力学作用效应。在空隙水压力的作用下,首先是减少了岩体内的有效应力,从而降低了岩体的剪切强度。另外,岩体渗流与应力之间的相互作用强烈,对工程稳定性也具有重要的影响。
[8] 岩体的破坏方式有哪些岩体内的应力分布规律怎样如何进行测量有哪些测量方法 答:岩体的破坏方式与破坏机制与受力条件及岩体的结构特征有关。一般当岩体结构类型不同时,其破坏方式也不同。从宏观分析,岩体的破坏方式主要有4种:脆性崩塌破裂、整体滑动破坏、局部剪切破坏、基底隆起破坏四种。
岩体的自重应力随深度呈线性增长,在一定的深度范围内,岩体基本上处于弹性状态。但当埋深较大时,岩体的自重应力就会超过岩体的弹性限度,岩体将处于潜塑状态或塑性状态。
由于岩石圈的构造运动,不仅在岩体中产生各种变形行迹,而且还在岩体中引起一定的构造残余应力,称为构造应力。地壳运动在岩体内造成的构造应力是复杂的,其主要特征是具有很强的方向性。在漫长的地质演化历史过程中,岩石圈始终处于不断地构造运动中,在岩体中残余的构造应力既有古构造应力,也有当今正在活动的构造应力。
量测岩体应力的目的是为了了解岩体中的应力的大小和方向,从而为分析岩体工程的受力状态以及为支护和岩体加固提供依据,同时也可用来预报岩体失稳破坏。目前在国内外最常用的应力量测是水压致裂法、钻孔套心应力解除法和应力恢复法(扁千斤顶法)三种方法。 [9] 围岩的变形特征和破坏方式有哪些影响围岩稳定性的因素有哪些围岩稳定性如何定量评价保障地下洞室围岩稳定性的处理措施有哪些 答:洞室围岩的破坏方式主要包括洞室顶部围岩冒顶破坏、洞室两侧围岩侧向鼓出破坏和洞室底部围岩隆起破坏三种。
在做洞室围岩稳定分析之前首先要了解影响拟设计工程隧道围岩岩性、岩层的倾角、地质构造发育程度、岩体结构类型、地下水的发育情况以及围岩天然应力等影响围岩稳定性的因素。
围岩稳定分析方法通常有解析分析法,赤平极射投影分析方法等。
保证隧道洞室围岩稳定性的处理措施包括以下几个方面:(1)在隧道洞室设计时首先要进行详细的工程地质勘察和方案论证。(2)根据围岩的地质勘察资料进行详细的隧道工程施工设计,设计要多方案比较论证完善并确定最优方案,同时根据施工情况和监测情况反馈修
改不断完善设计方案。(3)根据场地的地质条件选择合理的施工方法,现代隧道施工方法主要有新奥法和盾构法。(4)在施工时保护洞室完整围岩原有的强度和承载能力,合理施工,尽量减少围岩的扰动,并对因地质构造破碎的围岩和富水的围岩进行注浆加固、封闭裂隙、止水及引导水流等措施。(5)隧道洞室加固措施包括对洞室洞壁的支撑、注浆加固、衬砌、注浆锚杆加固、喷射混凝土护壁等。(6)洞室围岩开挖过程中应做稳定性实时监测。
[10] 边坡破坏机理是什么破坏类型及影响因素有哪些岩体稳定性分析的方法主要有哪些各自有何特点边坡稳定性的理论计算方法如何进行边坡稳定性评价与边坡加固设计 答:岩质边坡破坏类型有平面破坏、楔形破坏、圆弧破坏、倾倒破坏。
影响边坡稳定的因素有:岩石性质、岩体结构、水的作用、风化作用、地震力、地形地貌及人为因素等。
岩体稳定性分析常用的方法有三种,即工程地质类比法、赤平面投影法和边坡稳定性理论计算法。
岩体内在的各类软弱结构面是影响岩体稳定的主要因素,而其他因素一般是通过结构面对岩体稳定性施加影响。岩质边坡的变形破坏,往往是受几组主要结构面所控制。结构面或结构面组合线的产状及其与边坡临空面的关系对边坡稳定性的影响极大。可应用图解法找出结构面及其与边坡临空面方位的组合关系,从而分析边坡的稳定性。按边坡岩体内结构面组数的多少,可将岩质边坡分为一组结构面、两组结构面、三组结构面和多组结构面边坡。
岩质边坡变形破坏失稳的主要破坏形式是滑坡与崩塌。边坡失稳常常是沿着顺层软弱结构面滑移失稳。边坡的稳定计算,主要是滑动破坏(即滑坡)的计算。目前有规范安全系数法、折线滑动法、毕肖普等圆弧滑动法、有限单元法等四大类。
不稳定边坡首先要在坡顶和坡面进行削坡处理,然后在坡面上采用锚杆注浆土钉墙加固处理,并对滑动界面进行注浆加固以提高界面摩阻力,在坡面下方当边坡滑动严重时还可以采用抗滑桩加固,在坡脚可以采用挡土墙加固。具体边坡加固方法:削坡处理、引导水流或降低地下水位、边坡锚杆注浆土钉墙等加固、边坡坡面喷射钢筋混凝土面层加固、边坡内部滑动界面注浆加固、抗滑桩加固、坡脚采用挡土墙加固。
[11] 建筑物岩石地基的基础形式有哪些加固岩石地基的措施有哪些 答:所谓岩石地基(简称岩基),是指建(构)筑物以岩体作为持力层的地基。相对于土体,完整岩体具有更高的抗压、抗剪强度,更大的变形模量,由此具有承载力高和压缩性低的特点,对于一般的工业和民用建筑,是一种极为良好的地基。岩石地基的总体处理方法为:岩石地基在地基基础设计前应进行岩土工程地质勘察,然后根据勘察资料进行地基抗压承载力验算、变形验算、稳定性验算、基础抗浮验算和抗渗流验算。
第5章
[1] 土的成因是什么
答:岩石经过风化(物理风化、化学风化、生物风化)、剥蚀等作用会形成颗粒大小不等的岩石碎块或矿物颗粒,这些岩石碎屑物质在斜坡重力作用、流水作用、风力吹扬作用、冰川作用及其他外力作用下被搬运到别处,在适当的条件下沉积成各种类型的土体。 [2] 土的矿物成分有哪些常见的原生矿物与次生矿物有哪些
答:土的矿物成分主要是根据组成土的固体颗粒及其杂质来划分的,它可分为三大类别,即原生矿物、次生矿物和有机质。
原生矿物是岩石经物理风化破碎但成分没有发生变化的矿物碎屑。常见的原生矿物有石英、长石、云母、角闪石、辉石、橄榄石、石榴石等。
次生矿物是矿物成分发生变化的矿物部分,它主要包括粘土矿物、次生SiO2、A12O3和Fe2O3等。土中次生SiO2和倍半氧化物Al2O3和Fe2O3等矿物的胶体活动性、亲水性及对土的
工程性质影响,一般比次生粘土矿物要小。
[3] 什么是土的结构土的结构类别如何划分单粒结构有哪些特征集合体结构有哪些特征什么是土的构造各类土有哪些常见的构造形式
答:土的结构、构造是其物质成分的连结特点、空间分布和变化形式。 土的结构可分为两大基本类型:单粒(散粒)结构和集合体(团聚)结构。
单粒结构,也称散粒结构,是碎石(卵石)、砾石类土和砂土等无黏性土的基本结构形式,单粒结构对土的工程性质影响主要在于其松密程度。据此,单粒结构一般分为疏松的和紧密的两种。土粒堆积的松密程度取决于沉积条件和后来的变化作用。
集合体结构,也称团聚结构,絮凝结构或易变结构。这类结构为黏性土所特有。对集合体结构,根据其颗粒组成、连结特点及性状的差异性,可分为蜂窝状结构和絮状结构两种类型。
土的构造是指土体结构相对均一的土层单元体在空间上的排列方式和组合特征。不同的土性也有不同的构造,碎石土往往呈粗砂状或似斑状构造;粘土中往往有砂土透镜体夹层等。 [4] 土按堆积年代、地质成因各分为哪几类
答:土按堆积年代可以分为老黏性土、一般黏性土和新近堆积的黏性土。
土按地质成因可分为残积土、坡积土、洪积土、冲积土、淤积土、冰积土和风积土。 [5] 土的粒度成分如何划分土的粒度分析及其成果如何表示
答:土按颗粒级配或塑性指数分类分为碎石土、砂土、粉土和黏性土。
土的颗粒级配需通过土的颗粒大小筛分实验来测定。颗粒级配曲线法是一种最常用的颗粒分析试验结果表示方法,它表示土中小于某粒径的颗粒质量占图的总质量百分率与土粒粒径的变化关系。其横坐标表示土粒粒径,采用对数坐标;纵坐标表示小于某粒径颗粒的累积百分含量来表示。
[6] 土中水如何进行分类什么是结合水什么是非结合水结合水与非结合水各分为哪几类各有什么特点什么是土粒表面双电层结构土中气包含哪几种 答:土中水分为结合水和非结合水两大类。
结合水是指受分子引力、静电引力吸附于土粒表面的土中水,受到表面引力的控制而不服从静水力学规律,其冰点低于零度。结合水又可分为强结合水和弱结合水。
非结合水为土粒孔隙中超出土粒表面静电引力作用范围的一般液态水。主要受重力作用控制,能传递静水压力和溶解盐分,在温度0℃左右冻结成冰。液态非结合水包括毛细水和重力水。
双电层结构的第一层是指最靠近土粒表面处,静电引力最强,把水化离子和水分子牢固地吸附在颗粒表面形成的固定层。土粒周围水溶液中的阳离子和水分子,一方面受到土粒所形成电场的静电引力作用,另一方面又受到布朗运动(热运动)的扩散力作用。双电层结构的第二层是指在固定层外围,静电引力比较小,因此水化离子和水分子的活动性比在固定层中大些形成的扩散层。
土的气相是指充填在土的孔隙中的气体,包括土中与大气连通的气体和土中密闭的气体两类。
[7] 什么是无黏性土影响无黏性土紧密状态的因素有哪些无黏性土紧密状态指标是什么有怎样的物理意义如何进行测定
答:无黏性土一般指碎石土和砂土。
决定无黏性土工程性状的主要因素是它的紧密状态,它综合地反映了无黏性土颗粒的岩石和矿物组成、粒度组成(级配)、颗粒形状和排列等对其工程性质的影响。
无黏性土紧密状态主要受受荷历史、形成环境、颗粒组成和矿物成分等影响。决定无粘性紧密状态的指标主要有孔隙比e、相对密度Dr、标贯击数N、压缩模量Es、地基土极限承
载力fk等。
土的孔隙比是土中孔隙体积与土粒体积之比。
相对密度Dr定义为Dremaxe。
emaxemin标准贯入锤击数N值划分砂土紧密状态的标准。。 砂土的Es越大,土的压缩性越小。
地基土极限承载力是指地基土单位面积上所能稳定承受的最大试验荷载。
[8] 什么是黏性土的塑性指数和液性指数塑性指数和液性指数如何确定黏性土的活动性指数是什么如何来表示
答:塑性指数Ip是指液限和塑限的差值,用不带百分数符号的数值表示。
液性指数IL是指黏性土的天然含水量和塑限的差值与塑性指数之比。
土的活动性指数A是衡量粘土矿物胶体活动性的指标。它等于塑性指数Ip与黏粒(粒径<2mm的颗粒)含量百分数的比值。
[9] 软土有哪些地质特征软土的工程性质有哪些软土中有哪些工程地质问题如何进行防治 答:软土是静水或缓慢流水环境中沉积的以细颗粒为主的第四纪沉积物,软土可细分为软黏性土、淤泥质土、淤泥、泥炭质土和泥炭等。它具有天然含水量高、压缩性大、承载力低和抗剪强度很低的特性。
软土的工程特性主要有高含水量、高孔隙性、低渗透性、压缩性大、抗剪强度低并有较显著的触变性和蠕变性。
1)处理措施总体上要根据软土高含水量、压缩性大、强度低且有蠕变性和触变性的特点来设计处理方案,控制变形并保证建构筑物的长久安全。
2)软土中建设多层以上建筑物及大型构筑物一般采用桩基础。
3)软土上建造高速铁路桥梁一般采用刚性桩基础。高速铁路路基一般采用刚柔复合桩基础或CFG桩基础。
4)软土中建设公路路基可采用刚性桩承式路基或采用柔性水泥搅拌桩或采用堆载预压排水固结处理路基。
5)软土中建设大型堆场一般采用排水固结法、强夯法等复合地基法处理或采用桩基处理。
6)软土中基坑开挖边坡加固围护设计方案可视开挖深度采用注浆锚杆加固或排桩加支撑加固或地下连续墙加支撑等方式来处理。
7)软土中抗浮基础一般采用抗拔桩来实现。
8)软土中抗水平力基础一般采用抗水平桩来实现。
[10] 黄土有哪些工程性质湿陷性黄土有哪些基本特征如何进行防治黄土中的工程地质问题
答:黄土的颗粒成分:黄土中粉粒约占60%~70%,其次是砂粒和黏粒,各占1%~29%和8%~26%。
黄土的压缩性:Q2和Q3早期的黄土,其压缩性多为中等偏低,或低压缩性;而Q3晚期和Q4的黄土,多为中等偏高压缩性。新近堆积黄土一般具有高压缩性。
黄土的抗剪强度:一般黄土的内摩擦角φ=15°~25°,粘聚力C=30~40Kpa,抗剪强度中等。
黄土在—定压力作用下受水浸湿后,结构迅速破坏而产生显著附加沉陷的性能,称为湿陷性。当湿陷系数δs值小于时,应定为非湿陷性黄土;当湿陷系数δs值等于或大于时,应定为湿陷性黄土。
防治黄土中的工程地质问题方法:
1)处理全部湿陷性土层,一般采用桩基将建筑物的荷重支撑在下部非湿陷性土层的地基上,这种方法适用于重要的建筑物或湿陷性黄土层较薄的场地。
2) 处理一定深度内湿陷性土层,采用夯、压、挤密或换土的方法消除一定深度内土层的湿陷性,使剩余的湿陷量达到不致危害建筑物安全使用的程度。
3) 防止或减少建筑物地基受水浸湿的防护措施。如使贮水构筑物和输水管道离开建筑物一定距离,以免漏水殃及建筑物地基;或增设防止漏水和检查漏水的专门设施等。
4) 减少建筑物不均匀沉降和使建筑物能适应地基局部湿陷变形的措施,如选用适宜的上部结构和基础型式,以加强结构的整体性和空间刚度;使构件连接处有足够的支承长度;以及使建筑物预留适应地基变形的净空以减少局部湿陷所造成的危害等。
[11] 什么是膨胀性土膨胀土的成因如何膨胀土有哪些工程地质特性膨胀土的防治措施有哪些
答:膨胀土是指含有大量亲水粘土矿物,湿度变化时体积会发生较大变化,膨胀变形受约束时其内部会产生较大内应力的高塑性土。
膨胀土其粘土矿物主要是蒙脱石和伊利石,二者吸水后强烈膨胀,失水后收缩,长期反复多次胀缩,强度衰减,可能导致工程建筑物开裂、下沉、失稳破坏。
膨胀土在与水相互作用中,随含水量增加,体积显著增大,即明显表现出不同程度的膨胀变形,同时也相应地产生膨胀压力。土体的不均匀膨胀变形和膨胀压力常使建筑物发生变形甚至破坏。上覆土层的自重压力和建筑物的附加荷载对其膨胀变形有抑制作用,膨胀变形量随其所承受的上部压力的增大而减小。当土中含水量减少时,土的体积也随之减小,即出现收缩。土体不均匀收缩变形和收缩时产生的裂隙,同样也可导致建筑物的损坏。当膨胀土的含水量剧烈增大或土的原状结构被扰动时,土体强度会骤然降低,压缩性增高。
对于膨胀土地基的防治措施主要有防水保湿措施和地基土改良措施。 1) 防水保湿措施
防止地表水下渗和土中水分蒸发,保持地基土湿度稳定,控制胀缩变形。在建筑物周围设置散水坡,设水平和垂直隔水层;加强上下水管道防漏措施及热力管道隔热措施;建筑物周围合理绿化,防止植物根系吸水造成地基土不均匀收缩;选择合理的施工方法,基坑不宜暴晒或浸泡,应及时处理夯实。
2) 地基土改良措施
地基土改良的目的是消除或减少土的胀缩性能,常采用: ① 换土法,挖除膨胀土,换填砂、砾石等非膨胀性土;
② 压入石灰水法,石灰与水相互作用产生氢氧化钙,吸收周围水分,氢氧化钙与二氧化碳形成碳酸钙,起胶结土粒的作用;
③ 钙离子与土粒表面阳离子进行离子交换,使水膜变薄脱水,使土的强度和抗水性提高。
膨胀土的胀缩性对建构筑物的沉降和稳定性影响很大。所以在膨胀土地基上建设重大工程项目一般都需进行膨胀性试验。
[12] 什么是冻土冻土有哪些工程性质冻土有哪些工程地质问题如何进行防治
答:冻土是指温度低于0℃时,土中的液态水冻结成冰,形成一种具有特殊联结的土。
季节冻土是随季节变化周期性冻结融化的土。温度升高,土中的冰融化,则称融土,此时其含水率较冻前提高很多。冻结时,土体体积膨胀,地基隆起,但冻土的强度高,压缩性很低。融化时,土体体积缩小,强度急剧降低而压缩性提高。
冻土的工程地质问题:道路边坡及基底稳定问题、建筑物地基问题、冰丘和冰锥。 冻土病害的防治措施主要包括排水、保温和改善土的性质等措施。
1) 排水:水是影响冻胀融沉的重要因素,必须严格控制土中的水分。可在地面修建一系列排水沟、排水管,用以拦截地表周围流向建筑物地基的水,防止这些地表水渗入地下产生冻胀。也可人工降低地下水位。
2) 保温:应用各种保温隔热材料,减少地基土温度由于外界温度的温差,最大限度地防止温差冻胀融沉。如在路基的底部和铺设通风路基和边坡上覆盖保温膜及电保温棒,都有
使多年冻土保持稳定的功效。
3) 换填土:用粗砂、砾石、卵石等不冻胀土代替天然地基的细颗粒冻胀土,是最常采用的防治冻害的措施。
4) 物理化学法:在土中加某种化学物质,使土粒、水与化学物质相互作用,降低土中水的冰点,使水分转移受到影响,从而削弱和防止土的冻胀。
5)严重冻胀地区采用桩基减少冻胀。如青藏铁路高架桥大面积采用桩基础防冻胀与减少沉降。
[13] 什么是填土填土如何进行工程分类填土有哪些工程地质问题
答:填土是由于人为堆填和倾倒以及自然力的搬运而形成的处于地表面的土层。
填土可划分为素填土、杂填土和冲填土三类。
填土的特性:孔隙大、吹填土欠固结、池塘填土欠固结、生活垃圾土具有分解性、软土中的填土地基往往具有蠕变性。
[14] 什么是红粘土红粘土的结构特征和矿物组成红粘土有哪些特点和性质
答:红粘土是指出露的碳酸盐类岩石,经风化作用后形成的具有棕红,褐黄等色且液限等于或大于50%的高塑性粘土。
红粘土的工程特性包括裂隙性、胀缩性、透水性、分散性。 处理措施:1) 充分利用红粘土上部坚硬或硬塑状态的土层作持力层;2) 对石芽密布的地基可将基础直接置于其上;对石芽出露的地基,可作褥垫;3) 对基础下红粘土厚度变化较大的地基,可进行换填,以达到基础的均匀沉降。4)对裂隙发育的红粘土地区的重要工程要采用桩基础。
第6章
[1] 地下水按埋藏条件可分为哪三类包气带水、潜水和承压水各自有哪些特点 答:地下水的埋藏条件,可把地下水分为包气带水、潜水和承压水。
包气带水的主要特征是受气候控制,季节性明显,变化大,雨季水量多,旱季水量少,甚至干涸。
潜水对建筑物的稳定性和施工均有影响。建筑物的地基最好选在潜水位深的地带或使基础浅埋,尽量避免水下施工。若潜水对施工有危害,宜用排水、降低水位、隔离(包括冻结法)等措施处理。
承压水的重要特征是不具自由水面,并承受一定的静水压力。承压水对土木工程施工的影响比较大,如基础施工与基坑开挖遇到承压水要采取措施。
[2] 地下水按含水层空隙性质可分为哪三类孔隙水、裂隙水和岩溶水各有哪些特点 答:地下水按含水层空隙性质(含水介质)的不同,可分为孔隙水、裂隙水和岩溶水。
孔隙水分布于第四系各种不同成因类型的松散沉积物中。其主要特点是水量在空间分布上相对均匀,连续性好。
裂隙水是赋存和运动与岩层裂隙中的地下水。裂隙水按其赋存的裂隙成因不同分为:风化裂隙水、基岩裂隙水和构造裂隙水。
赋存和运移于可溶岩的溶隙溶洞(洞穴、管道、暗河)中的地下水叫岩溶水。岩溶发育的不均匀性,使岩溶水在垂直和水平方向上变化都很大。 [3] 地下水按结合方式可分为哪几类
答:地下水按结合方式分为结合水和非结合水。
[4] 地下水的物理性质包括哪些地下水中有哪些主要的化学成分地下水有哪些化学性质地下水的总矿化度、酸碱度和硬度如何来表示
答:地下水的物理性质,主要包括温度、颜色、透明度或浑浊度、气味、味道、密度、导电性和放射性等。
地下水含有多种元素,有的含量大,有的含量甚微。地壳中分布广、含量高的元素,如O、Ca、Mg、Na、K等在地下水中最常见。地下水中溶解的气体有N2、O2、CO2、H2S、CH4及Rn(氡)等。
地下水中所含各种离子、分子与化合物(不包括气体)之总和称为地下水的总矿化度,以克/升表示。它表示水的矿化程度。通常以在105~110℃温度下蒸干后所得的干涸残余物的含量来确定。
地下水中钙镁离子的含量是以硬度来表征的。硬度的大小,可用毫克当量/升或德国度00
(H)为单位来表示。我国目前广泛采用德国度(H)表示方法。一个德国度相当于l升水中含有10mgCaO或。
[5] 地下水对混凝土结构的腐蚀类型有哪几种地下水对钢筋产生腐蚀的原因是什么地下水对混凝土和钢筋腐蚀性的评价标准是什么钢筋混凝土的防护措施有哪些
答:地下水对建筑结构材料腐蚀性评价标准,腐蚀类型有结晶类腐蚀、分解类腐蚀、结晶分解类腐蚀三种。
地下水对钢筋混凝土中钢筋的腐蚀原理如下:为提高混凝土早期强度,在混凝土中掺入
-一定量的氯盐(如氯化钙)是很有效的。但当氯盐过量,混凝土结构中存在的Cl到达钢筋表面,钢筋的局部钝化膜开始破坏,发生钢筋腐蚀。
对钢筋混凝土结构中钢筋的腐蚀性评价 水中的Cl含量(mg/L) 腐蚀等级 长期浸水 >5000 干湿交替 100~500 500~5000 >5000 -土中的Cl含量w (mg/kg) w<20%的土层 400~750 750~7500 >7500 w≥20%的土层 250~500 500~5000 >5000 -弱 中 强
钢筋混凝土的防护措施:1) 水泥和骨料材料的选择2) 掺入高效活性矿物掺料3) 掺入高效减水剂4) 掺加防腐剂5)建筑混凝土内配钢筋应采用未锈蚀的新钢筋,钢筋出露部分应做防锈处理。6)建筑用型钢和钢管需要做防腐处理。
[6] 什么是渗流达西定律的内容、原理和适用范围是什么渗透系数如何测定 答:地下水在岩土空隙中的运动称为渗流(渗透)。
达西定律表明,在层流条件下土中孔隙水的渗透速度与水力梯度成正比。渗透系数的物理意义为单位水力坡度下的渗流速度。
达西定律是在层流状态下砂土试样中获得的渗透基本规律,即土中渗流的平均渗透速度与水力梯度成线性关系。
在稳定流和层流条件下,用粗颗粒土进行了大量的渗透试验,测定水流通过土试样单位截面积的渗流量,获得了渗流量与水力梯度的关系,从而得到渗流速度与水力梯度和土的渗透性质的基本规律。
[7] 渗流常见的破坏类型有哪几种其破坏的机理是什么 答:渗透破坏主要有三种形式,即流砂、管涌和潜蚀。
流砂是指松散细颗粒土被地下水饱和后,在动水压力即水头差的作用下,产生砂与水一起悬浮流动的现象。
管涌是指地基土在渗流作用下土体中的细颗粒在粗颗粒形成的孔隙中发生移动并被带出,逐渐形成管状渗流通道造成水土大量涌出破坏的现象。
潜蚀是渗透水流在一定的水力梯度下产生较大的动水压力冲刷、挟走细小颗粒或溶蚀岩土体,使岩土体中的孔隙逐渐增大形成洞穴导致地下岩土体结构破坏从而产生地表裂缝、塌
陷,影响建(构)筑物地基稳定的一种地质现象。
[8] 什么是流砂流砂有哪些破坏作用流砂形成的条件是什么防止流砂的措施有哪些
答:流砂是指松散细颗粒土被地下水饱和后,在动水压力即水头差的作用下,产生砂与水一起悬浮流动的现象。
如基坑开挖中坑侧土向坑底的流动,或打桩后由于孔压膨胀造成砂土与水一起流动的现象。
当地下水的动压力大于土粒的浮容重或地下水的水力坡度大于临界水力坡度时,就会产生流砂。
防治流砂: ①人工降低地下水位:可以采用井点降水或深井降水将地下水位降至可能产生流砂的地层以下,然后再开挖。②边坡加固:常采用锚杆注浆土钉墙、水泥搅拌桩、钻孔咬合桩或地下连续墙等加固坑壁,其目的一方面是起到支护作用,另一方面是改善地下水的径流条件,即增长渗流途径,减小地下水力梯度和流速。③基坑底水泥搅拌桩或注浆加固,通过土中灌浆或水泥搅拌桩来构成防水帷幕,以防止地下水流入。④其它方法:处理流砂的方法还有冻结法、化学加固法及加重法等。在基槽开挖的过程中局部地段出现流砂时,立即抛入大块石或立即灌注泵送混凝土等,可以克服流砂的活动。
[9] 什么是管涌管涌有哪些破坏作用管涌形成的条件是什么防止管涌的措施有哪些
答:管涌是指地基土在渗流作用下土体中的细颗粒在粗颗粒形成的孔隙中发生移动并被带出,逐渐形成管状渗流通道造成水土大量涌出破坏的现象。
管涌的形成条件主要包括土性条件和水动力条件。土性条件主要为中细粒砂性土。水动力条件,渗透水流的水力梯度i大于土的临界水力梯度icr时。
管涌的处理措施:①设计时堤坝材料要采用无粘性土或用混凝土坝。②设计要考虑控制最大洪水位时堤坝内外水力坡度差和坝内的隔水措施。③堤坝中间打止水帷幕桩止水(如水泥搅拌桩、钻孔咬合桩或地下连续墙等)。④暴雨季节要及时巡查,第一时间发现管涌点,并在刚发生小管涌时立即采取在管涌点周围垒止水土袋、堆土反压、灌注混凝土等办法控制水头差同时达到水头平衡。
[10] 什么是潜蚀潜蚀形成的条件是什么防止潜蚀的措施有哪些 答:潜蚀是渗透水流在一定的水力梯度下产生较大的动水压力冲刷、挟走细小颗粒或溶蚀岩土体,使岩土体中的孔隙逐渐增大形成洞穴导致地下岩土体结构破坏从而产生地表裂缝、塌陷,影响建(构)筑物地基稳定的一种地质现象。 潜蚀产生的条件主要有两个方面;一是有适宜的岩土颗粒组成;二是有足够的地下水水动力条件。
潜蚀的防治措施:①改变渗透水流的水动力条件,使水流梯度小于临界水力梯度,可用堵截地表水流入地下岩土层;阻止地下水在岩土层中流动;设反滤层;减小地下水的流速等。
②改善岩土体的性质,增强岩土体的抗渗能力。如对溶洞等爆炸压密、注浆加固、打止水桩等措施可以增加岩土的密实度,降低岩土层的渗透性能。 [11] 什么是基坑突涌基坑突涌产生条件是什么
答:当基坑下有承压含水层存在时,开挖基坑减小了含水层上覆不透水层的厚度,当它减小到某一临界值时,承压水在水头压力作用下顶裂隆起或冲毁基坑底板土层而导致基坑失稳的现象称为基坑突涌。
基坑突涌发生的理论条件按动水平衡一般可用下式进行判断H[12] 人工降低地下水位的方法有哪些 答:明沟排水,井点降水,深井降水。
wh。 第7章
[1] 什么是地震震源、震源深度、震中、震中距、等震线的定义是什么 答:地震是由于地球构造运动等地质作用产生的内力沿着地幔或地壳的活动性断层突然错动能量释放从而导致地下深处的岩层发生强烈震动,并以地震波的形式向上传递,造成地表地层及建构筑物破坏的一种地质现象。
震源是指地壳或地幔深度某处发生地震的地方。震中是指震源在地面上的垂直投影。震中可以看做地面上振动的中心,震中附近地面振动最大,远离震中地面振动减弱。震源与地面的垂直距离,称为震源深度。地面上某一点到震中的水平直线距离,称为该点的震中距。在同一次地震影响下,地面上破坏程度相同各点的连线,称为等震线。 [2] 什么是地震波地震波分为哪几种各有什么特点
答:地震发生时,震源处产生剧烈震动,地震引起的振动以波的形式从震源向各个方向传播,称为地震波。地震波可分为体波和面波。体波又分为纵波(P波)和横波(S波)。纵波是由震源传出的压缩波,又称P波,其波的传播方向与质点振动方向一致,一疏一密地向前传播,纵波在固态、液态及气态中均能传播。纵波的传播速度快,是最先到达地表的波。纵波周期短,振幅小,纵波的能量约占地震波能量的7%。横波是震源向外传播的剪切波,又称S波,横波的传播方向与质点振动方向垂直。横波传播时介质体积不变,但形状改变,周期较长,振幅较大。由于横波是剪切波,所以它只能在固体介质中传播,而不能通过对剪切变形没有抵抗力的流体。横波是第二个到地表的波,横波的能量约占地震波总能量的26%。
面波(又分瑞利波R波和勒夫波L波)只在地表传播,又称表面波。面波波长大,振幅大,且面波的能量很大,约占地震波总能量的67%。面波的传播速度最慢,但对建筑物的地下结构部分破坏大。
[3] 地震按震源深度和成因如何分类
答:地震按照震源深度主要分成三类:浅源地震,震源深度0~70km;中源地震,震源深度70~300km;深源地震,震源深度大于300km。一般来讲在相同震级的情况下,浅源地震对震中附近的建筑物破坏程度最大。
形成地震的原因是各种各样的。地震按其成因可划分为构造地震、火山地震、陷落地震和人工地震。
[4] 什么是地震震级地震震级与震源释放能量的关系如何什么是地震烈度地震烈度怎样分类地震烈度如何鉴定
答:地震震级指一次地震时,地震震源处释放能量的大小。地震释放的能量越大,震级越大。地震释放的能量越大,震级越大。地震烈度是指地震时对某地建筑物的破坏程度的指标。一个地震中只有一个震级,而地震烈度却在不同地区有不同烈度。距震中越近,烈度越大;距震中越远,烈度越小。地震烈度本身又可分为基本烈度、建筑场地烈度和设防烈度。我国使用的是十二度地震烈度表。
[5] 地震有哪几种破坏方式各种破坏方式的机理是什么建筑工程有哪些防震原则
答: 地震破坏方式有共振破坏、驻波破坏、相位差动破坏、地震液化、地震带来的地质灾害和地震引发的海啸破坏六种。
场地如已选定,应进行详细的岩土工程勘察查明场地地层分类和地基稳定性,对重要工程应作场地地震反应分析。地基基础抗震设计原则有如下几项:1)建筑物的自振固有周期必须避开建筑场地的卓越周期。2)对于可液化土层上的建筑物一般应采用桩基础。3)对软土中的高层建筑一般也应采用桩基础。4)对于地基土承载力高的一般建筑可采用浅基础,但要对地基基础做抗震处理,同时加强基础与上部结构的整体刚度。5)适当加大基础埋深。基础埋深加大,可以增加地基土对建筑物的约束作用,从而减小建筑物的振幅,减轻震害。
加大基础埋深,还可以提高地基的强度和稳定性,以利减少建筑物的整体倾斜,防止滑移及倾覆。高层建筑箱形基础,在地震区埋深不宜小于建筑物高度的十分之一。6)对地基土地层倾斜的建筑应做稳定性验算以保证地震时建筑物的抗震稳定。7).建筑设计时要考虑上部结构与地基基础的整体刚度和抗震措施,以便布置合理的结构型式。
[6] 地裂缝可以分为哪几种各种地裂缝的成因如何地裂缝的危害及工程对策有哪些
答:地裂缝可以分为构造性地裂缝、非构造性地裂缝和复合型地裂缝三类。 构造性地裂缝:特别是指这种地裂的力学特征与震源机制相对应,但它们是地面强烈波动的结果而不是发生地震的震源。
非构造性地裂缝:在强烈地震之后,可以找到多种类型的非构造性地裂,它们亦属强烈地面运动的产物。
复合型地裂缝:复合型地裂缝指在第四系中由两种以上原因形成的地面破裂。
构造地裂缝常存在差异沉降、水平拉张、水平扭动三向变形,构造地裂缝灾害是其长期的活动效应,地裂缝活动成为动力源使其周围一定范围的地质体内发生位移,产生形变场和应力场,这些场通过地基和基础作用于建筑。
地裂缝灾害防治对策应考虑以下几个方面:(1)建筑物规划设计建造前首先应避开地裂缝带;(2)减少人为因素影响,控制地下水开采,必要时人工回灌,将减轻地裂缝灾害;(3)地裂缝灾害主要集中于地裂缝带内,对于跨越地裂缝已破坏的建筑应尽早局部拆除,对于裂缝带内已有的完整建筑物应加强沉降观测并对地基和基础作适当加固以提高抗震等级;(4)对于在临近地裂缝带影响范围内拟建建筑物要提高设计抗震标准。可采用桩基础型式并提高基础与上部结构的整体刚度,以抵抗地裂缝发展可能出现的差异沉降而产生的拉裂;(5)对于在地裂缝影响范围内建设桥梁和建筑物应采用桩基础并加强基础和上部结构的整体刚度。 [7] 什么是崩塌崩塌的发生条件主要包括哪些崩塌有哪些防治措施
答:崩塌是指在陡峭的斜坡上,裂隙发育的巨大岩块在重力作用下突然发生崩解并立即快速向下滚落、倾倒在坡脚上造成危害的一种地质灾害现象。
崩塌的发生条件主要包括地形地貌条件、岩性条件、构造条件以及其它一些自然因素。 崩塌防治措施:首先在建设工程选址规划时要避开崩塌危险地段;防治崩塌的措施包括以下几个方面:(1) 削坡:清除易崩塌的危岩;(2) 排水:重新设立地面排水沟使地表水不从裂隙岩体上流过;(3) 加固岩体:包括胶结岩石裂隙;对易崩塌体用锚索、锚杆与斜坡稳定部分联固。(4) 遮挡护面:可在坡脚或半坡设置落石平台或挡石墙、拦石网等;对易风化的软弱岩层,可用水泥喷浆胶结或镶补勾缝等加固护面。 (5) 支护支挡:对易崩塌的公路边可修筑门型的混凝土挡墙支护。对重要工程可采用抗滑桩、锚杆注浆等联合支挡。
[8] 什么是滑坡滑坡有哪些重要标志滑坡如何进行分类滑坡的形成条件是什么滑坡如何进行野外识别滑坡的防治措施有哪些滑坡与崩塌的区别是什么
答:滑坡是斜坡土体和岩体在重力作用下失去原有的稳定状态,沿着斜坡内某些滑动面(或滑动带)先缓慢而后整体快速向下滑动的地质灾害现象。
一个发育完全的比较典型的滑坡具有如下的基本特征:滑坡体、滑坡床、滑动面、滑坡后壁、滑坡台阶、滑坡舌、滑坡侧壁。
按滑坡体的物质组成分类:堆积层滑坡、岩层滑坡、黄土滑坡、黏土滑坡。 按滑坡力学特征分类:推移式滑坡、平移式滑坡、牵引式滑坡。
按滑面与岩层层面关系的分类:无层(均质)滑坡、顺层滑坡、切层滑坡。 按滑坡规模大小划分:小型滑坡、中型滑坡、大型滑坡、巨型滑坡。 按滑坡体厚度:浅层滑坡、中层滑坡、深层滑坡、超深层滑坡。
滑坡的形成条件:引起滑坡的因素主要包括岩性、构造、斜坡外形、水、地震和人为因素等方面,这些因素可使斜坡外形改变、岩土体性质恶化以及增加附加荷载等而导致滑坡的发生。
滑坡野外识别:地形地貌及地物标志、地层滑动面及构造标志、水文地质标志。
滑坡的防治措施:绕避滑坡、削坡减重与反压、提高滑动界面的摩擦力、排 水 锚杆注浆加固、抗滑桩加固、抗滑挡墙加固。
[9] 什么是泥石流泥石流如何分类泥石流的形成应具备哪几个条件泥石流流量、流速如何计算泥石流有哪些防治措施
答:泥石流是指山区暴雨或冰雪融化带来的山洪水流挟带大量泥砂、石块等固体物质,突然以巨大的速度从沟谷上游冲驰而下,凶猛而快速地对下游建筑物和人员造成强大破坏力的一种地质灾害现象。
按泥石流的固体物质组成分类:泥流、泥石流、水石流。 按泥石流的流体性质分类:黏性泥石流、稀性泥石流。
按泥石流地貌特征分类:山坡型泥石流、沟谷型泥石流、标准型泥石流。 泥石流的发生条件包括地形地貌条件、地质构造条件、水文气象条件及人类工程活动的影响等四类。其形成简化为三个基本条件:1) 有陡峭便于集水集物的适当地形;2) 上游堆积有丰富的松散固体物质;3) 短期内有突然性的大量流水的来源。
对泥石流病害,应进行调查,通过访问、测绘、观测等获得第一手资料,掌握其活动规律,有针对性地采取预防为主、以避为宜、以治为辅,防、避、治相结合的方针。泥石流的治理要因势利导,顺其自然,就地论治,因害设防和就地取材,充分发挥排、挡、固等防治技术的有效联合。
[10] 什么是岩溶岩溶有哪些形态特征岩溶的发生条件有哪些岩溶有哪些分布规律岩溶地区有哪些工程地质问题如何进行防治
答:岩溶是岩溶作用及其所产生的一切岩溶现象的总称,岩溶也称喀斯特。
岩溶形态:石芽、石林、溶蚀洼地、漏斗、落水洞、溶沟、溶槽、溶洞、暗河、溶蚀裂隙、钟乳石。
岩溶的形成条件包括岩石的可溶性、岩石的透水性和有溶解能力的地下水活动三个方面。
岩溶地区的工程地质问题包括以下几个方面:1)岩溶地区基岩上方覆盖层厚度不均匀导致地基土的不均匀沉降问题;2)岩溶地基稳定性问题;3)岩溶地区地基潜蚀塌陷问题;4)岩溶地区地下水渗漏问题
岩溶地区工程处理措施:1)在岩溶地区进行工程建设设计前必须要进行详细的工程地质勘察,勘察内容见第八章。2)在岩溶地区一般建筑的浅基础设计时要详细了解地质资料,包括拟建场地内岩溶的溶洞发育情况、岩溶基岩面石芽的起伏情况、基岩面上方覆盖土层的厚度变化情况及岩土物理力学参数的变化情况。具体设计时要尽量提高基础与上部结构的整体刚度,同时要进行房屋基础的不均匀沉降验算和稳定性验算。3)在岩溶地区重要建筑的深基础设计时要详细了解地质资料,包括拟建场地内岩溶的溶洞发育情况、岩溶基岩面石芽的起伏情况、基岩面上方覆盖土层的厚度变化情况及岩土物理力学参数的变化情况。具体设计时要尽量采用桩基础且桩端要穿过溶洞进入下部完整基岩内1米以上。并尽量提高基础与上部结构的整体刚度,同时要进行房屋基础的不均匀沉降验算和稳定性验算。4)岩溶地区小型水库建设要详细了解库区的地质资料,包括拟建场地内岩溶的溶洞发育情况、岩溶基岩面石芽的起伏情况、基岩面上方覆盖土层的厚度变化情况及岩土物理力学参数的变化情况。具体设计时坝基要选择在完整基岩上且坝基上游下游之间不能有溶洞连通,以利于蓄水。坝基要做整体防渗处理并做整体稳定性验算。
[11] 什么是土洞土洞的发生条件有哪些土洞有哪些工程地质问题如何进行防治 答:土洞是由于地表水和地下水对地下岩土层潜蚀溶蚀产生空洞,而空洞的扩展导致地表土层陷落的一种地质现象。
土洞的形成条件包括岩土的可溶性、岩土的透水性和地下水的潜蚀溶蚀作用三个方面。
土洞地区的工程地质问题包括以下几个方面:1)土洞地区地基土的不均匀沉降问题 2)土洞地基稳定性问题3)土洞地区地基潜蚀塌陷问题4)土洞地区地下水渗漏问题。
土洞地区工程处理措施:1)在土洞地区进行工程建设设计前必须要进行详细的工程地质勘察,勘察内容见第八章。2)在土洞地区一般建筑的浅基础设计时要详细了解地质资料,包括拟建场地内土洞的发育情况及岩层起伏情况、基岩面上方覆盖土层的厚度变化情况及岩土物理力学参数的变化情况。具体设计时要尽量提高基础与上部结构的整体刚度,同时要进行房屋基础的不均匀沉降验算和稳定性验算。3)在土洞地区重要建筑的深基础设计时要详细了解地质资料,包括拟建场地内土洞发育情况及岩层起伏情况、基岩面上方覆盖土层的厚度变化情况及岩土物理力学参数的变化情况。具体设计时要尽量采用桩基础且桩端要穿过土洞进入下部完整基岩内1米以上。并尽量提高基础与上部结构的整体刚度,同时要进行房屋基础的不均匀沉降验算和稳定性验算。4)土洞地区小型水库建设要详细了解库区的地质资料,包括拟建场地内土洞发育情况及岩层起伏情况、基岩面上方覆盖土层的厚度变化情况及岩土物理力学参数的变化情况。具体设计时坝基要选择在完整基岩上且坝基上游下游之间不能有土洞连通,以利于蓄水。坝基要做整体防渗处理并做整体稳定性验算。
[12] 采空区有哪些地表变形特征影响地表变形的因素有哪些采空区地面建筑适宜性如何评价有哪些处理措施
答:根据地表变形值的大小和变形特征,自移动盆地中心向边缘分为三个区:1) 均匀下沉区(中间区):即盆地中心的平底部分,当盆地尚未形成平底时,该区即不存在,区内地表下沉均匀,地面平坦,一般无明显裂缝。2) 移动区(又称内边缘区或危险变形区):区内地表变形不均匀,变形种类较多,对建筑物破坏作用较大,如地表出现裂缝时,又称为裂缝区。 3) 轻微变形区(外边缘区):地表的变形值较小,一般对建筑物不起损坏作用。该区与移动区的分界,一般是以建筑物的容许变形值来划分。其外围边界,即移动盆地的最外边界,实际上难以确定,一般以地表下沉值10mm为标准来划分。
影响地表变形的因素主要包括矿层、岩性、地质构造、地下水和开采条件等方面。 采空区地表的建筑适宜性评价,应根据开采情况、移动盆地特征及变形值大小等划分为不适宜建筑的场地、相对稳定的场地和可以建筑的场地。
防止地表和建筑物变形的措施:1)新建建筑规划设计时要避开采空影响区。2)对采空区已有建筑物要加强沉降观测,同时尽可能对地基基础进行加固以减少不均匀沉降。3)对有严重裂缝的建筑物要拆除,对于有轻微裂缝的建筑物要进行整体性加固。
[13] 海岸带的地质作用有哪些台风是如何形成的台风有哪些危害台风灾害有哪些防范措施
答:海岸带的地质作用包括海岸带的风化作用、沉积作用、溶蚀作用、生物作用、潮汐作用和波浪作用等。
台风是一个强烈的热带气旋,它好比水中的漩涡一样,是在热带洋面上绕着自己的中心急速旋转同时又向前移动的空气漩涡。
台风的破坏力主要表现在强风、暴雨、风暴潮及由此诱发的地质灾害等。对于沿海地区和台风经过的我国中部地区破坏力巨大。
台风带来的狂风暴雨以及引发的巨浪、风暴潮等灾害,具有很强的破坏力,严重威胁着沿海地区人民群众的生命和财产安全。因此,在台风来临前,一定要提高自我防范意识,避免人身伤害,减少财产损失。
(1)台风引发的风暴潮容易冲毁海塘、涵闸、码头、护岸等设施,甚至可能直接冲走附近的人。现在科技发达,通过遥感卫星可以实时监测台风到来的时刻和地点。因此台风来临前,海上船舶、海涂养殖人员、病险水库下游的人员、临时工棚等危险地段的人员都应及时转移到安全地方。
(2)沿海乡镇在台风来临前要加固各类危旧住房、厂房、工棚、临时建筑、在建工程、市政公用设施(如路灯等)、吊机、施工电梯、脚手架、电线杆、树木、广告牌、铁塔等,千万 不要在以上地方躲风避雨。
(3)台风来临时,千万不要在河、湖、海的路堤或桥上行走,不要在强风影响区域开车。
(4)台风带来的暴雨容易引发洪水、山体滑坡、泥石流等灾害,发现危险征兆应及早转移。
[14] 简述地质灾害评估范围、级别与技术要求是什么如何进行地质灾害危险性评估工程场地选址的地质问题如何评价
答:(1)地质灾害的评估范围
1)凡处于地质灾害易发区内的工程建设项目、山区旅游资源开发和新建矿山项目,在可行性研究阶段和建设用地预审前以及采矿权许可前,必须进行地质灾害危险性评估。 编制土地利用总体规划、城市总体规划、村庄和集镇规划以及相应的土地利用专项规划时,应当与地质灾害防治规划相衔接;对处于地质灾害易发区内的,应对规划区进行地质灾害危险性评估。
2)鉴于重大工程建设项目对地质环境影响较大,极易诱发地质灾害,因此,为了避免不必要的损失,保障工程建设项目的安全,对处于地质灾害非易发区内的重大工程建设项目,建议也应进行地质灾害危险性评估。
3)地质灾害危险性评估范围,不能局限于建设用地和规划用地面积内,应视建设和规划项目的特点、地质环境条件和地质灾害种类予以确定。
4)在已进行地质灾害危险性评估的城市规划区范围内进行工程建设,建设工程处于已划定为危险性大~中等的区段,还应按建设工程项目的重要性与工程特点进行建设工程地质灾害危险性评估。区域性工程项目的评估范围,应根据区域地质环境条件及工程类型确定,按地质灾害危险性评估分级进行,根据地质环境条件复杂程度与建设项目重要性划分为三级 见表7-12。
表7-12 地质灾害危险性评估分级表
复杂程度 评估分级 项目重要性 重要建设项目 较重要建设项目 一般建设项目 一级 一级 二级 一级 二级 三级 一级 三级 三级 复杂 中等 简单 (2)技术要求
在充分收集分析已有资料基础上,编制评估工作大纲,明确任务,确定评估范围与级别,设计地质灾害调查内容及重点,工作部署与工作量,提出质量监控措施和成果等。
1) 一级评估应有充足的基础资料,必须对评估区内分布的各类地质灾害体的危险性和对拟建工程的危害程度,建筑适宜性逐一进行评估,并提出有效防治地质灾害的措施与建议。
2) 二级评估应有足够的基础资料,必须对评估区内分布的各类地质灾害的危险性和危害程度和建筑适宜性进行综合分析,并提出可行的防治地质灾害措施与建议。 3) 三级评估应有必要的基础资料进行分析,参照一级评估要求的内容,作出概略评估。
地质灾害危险性评估是在查明各种致灾地质作用的性质、规模和受灾对象社会经济属性(受灾对象的价值,可移动性等)的基础上,从致灾体稳定性和致灾体与承灾对象遭遇的概率上分析入手,对其潜在的危险性进行客观评估。
地质灾害危险性评估包括:地质灾害危险性现状评估、地质灾害危险性预测评估和地
质灾害危险性综合评估。
工程选址的地质问题评价主要应考虑地形地貌、地层结构、水文地质及动力地质作用等四个方面内容。
第8章
[1] 岩土工程勘察如何分级岩土工程勘察可分为哪几个阶段各阶段的勘察内容和方法是什么 答:岩土工程勘察等级的划分是根据工程重要性、场地复杂程度及地基复杂程度三个方面确定的。
岩土工程勘察可分为可行性研究勘察、初步勘察和详细勘察三个阶段。 可行性研究勘察阶段,也是选址阶段,该阶段应对拟建场地的稳定性和适宜性做出评价。 初步勘察阶段应对拟建建筑地段的稳定性作出评价。 详细勘察是为施工图设计提供详细勘察资料的。详细勘察应按单体建筑物或建筑群提出详细的岩土工程资料和设计、施工所需的岩土参数;对建筑地基作出岩土工程评价,并对地基类型、基础形式、基坑支护、工程降水和不良地质作用的防治等提出建议。
[2] 工程地质测绘的目的是什么测绘的比例尺如何选取观测点如何布置工程地质测绘和调查主要包括哪些内容工程地质测绘方法有哪几种
答:工程地质测绘的目的是为了研究建筑场地内的地层、岩性、构造、地貌、不良地质现象及水文地质条件,对场地的工程地质条件作出初步评价,并为勘察工作量的布置提供依据。
《岩土工程勘察规范》(GB50021—2001)规定,工程地质测绘和调查的范围,应包括场地及其附近地段,测绘的比例尺如下:可行性研究勘察可选用1:5000~1:50000;初步勘察可选用1:2000~1:10000;详细勘察可选用1:500~1:2000。
测绘方法:(1)经纬仪与全站仪测量实地测绘法,包括路线法,布点法和追索法。(2)航空相片成图法;(3)遥感技术。
[3] 工程地质勘探方法主要有哪几种钻探、井探、槽探、洞探的适用范围和特点 答:工程地质勘探方法主要有钻探、井探、槽探、洞探和地球物理勘探等。
工程地质勘探中坑、槽探工程的类型
类型 探槽 试坑 浅井 特点 在地表垂直岩层或构造线,深度小于3~5m的长条形槽子 从地表向下,铅直的、深度小于3~5m的圆形或方形小坑 从地表向下,铅直的、深度5~15m的圆形或方形井 形状与浅井同,但深度大于15m,有时需支护 适用条件 剥除地表覆土,揭露基岩,划分地层岩性;探查残坡积层;研究断层破碎带;了解坝接头处的地质情况 局部剥除地表覆土,揭露基岩,确定地层岩性;作载荷试验、渗水试验,取原状土样 确定覆盖层及风化层的岩性及厚度;作载荷试验,取原状土样 在平缓山坡、河漫滩、阶地等岩层较平缓的地方布置,用以了解覆盖层的厚度及性质、风化壳的厚度及岩性、软弱夹层的分布、断层破碎带及岩溶发行情况、滑坡体结构及滑动面等 布置在地形较陡的基岩坡,用以调查斜坡地质结构,对查明河谷地段的地层岩性、软弱夹层、破碎带、风化岩层等效果较好,还可取样和作原位岩体力学试验及地应力量测 竖井(斜井) 平洞 在地面有出口的水平坑道,深度较大 [4] 室内土工试验主要有哪些内容各种试验的试验方法如何 答:室内土工试验包括土的物理性质试验、土压缩、固结试验、土的抗剪强度试验、土的动力性质试验及岩石试验等。
[5] 岩土工程现场测试包括哪些方法各种方法的试验仪器是什么适用范围是什么测试成果如何应用
答:岩土工程地质原位测试包括静力载荷试验,静力触探,动力触探与标贯,十字板剪切试验,扁铲侧胀试验,旁压试验、波速测试等方法技术及深层土体水平位移监测,地下水位监测,建(构)筑物沉降监测等基坑监测方法内容。 各类方法的试验仪器、适用范围及测试成果应用略。
[6] 深层土体水平位移监测、地下水位监测、建(构)筑物沉降监测、基坑监测以及不良地质作用和地质灾害的监测的注意事项有哪些
答:深层土体水平位移监测:深层土体水平位移可间接反映支护结构位移、应力变化,以及周围建筑设施安全状况等。深层土体的水平位移影响因素包括:钻孔倾斜度、测斜管埋设深度、填料、测斜管周围土层稳定时间及初始值确定、测斜仪探头稳定时间等需要注意。
地下水位监测:地下水的动态变化包括水位的季节变化和多年变化、人为因素造成的地下水的变化、水中化学成分的运移等。对工程的安全和环境的保护,地下水的监测常常是最重要最关键的因素。因此,对地下水进行监测有重要的实际意义。要注意地下水的监测内容、监测工作布置要求、检测方法要求及监测时间要求。
建(构)筑物沉降监测:建筑物沉降观测能反映地基的实际变形对建筑物的影响程度,是分析地基事故及判别施工质量的重要依据,也是检验勘察资料的可靠性,验证理论计算计算正确性的重要资料。要注意沉降观测时规范要求的要点及沉降观测位置的选择。
基坑监测:基坑工程监测方案,应根据场地条件和开挖支护的施工设计确定,并应包括下列内容:(1) 支护结构的变形与应力、压顶梁的沉降。(2) 基坑周边的地面沉降与邻近建筑物的沉降。 (3) 基坑开挖过程中每天深层土体向坑内侧的水平变位量。(4) 基坑开挖过程中地下水位的变化情况。(5) 渗漏、冒水、冲刷、管涌等其它应急情况监测与处理对策。
不良地质作用和地质灾害的监测应根据场地及其附近的地质条件和工程实际需要编制监测纲要,按纲要进行。纲要内容包括:监测目的和要求、监测项目、测点布置、观测时间间隔和期限、观测仪器、方法和精度、应提交的数据、图件等。并及时提出灾害预报和采取措施的建议。
[7] 工程地质勘察报告包括哪几部分内容勘察报告编写要求有哪些
答:岩土工程勘察的报告内容,应根据任务要求、勘察阶段、地质条件、工程特点等具体情况确定,一般应包括下列内容:(1) 勘察目的、任务要求和依据的技术标准;(2) 拟建工程概况。(3) 勘察方法和勘察工作布置。(4) 场地地形、地貌、地层、地质构造、岩土性质及其均匀性。(5) 各项岩土性质指标,岩土的强度参数、变形参数、地基承载力的建议值。(6) 地下水埋藏情况、类型、水位及其变化。(7) 土和水对建筑材料的腐蚀性。(8) 可能影响工程稳定的不良地质作用的描述和对工程危害程度的评价。(9) 场地稳定性和适宜性的评价。(10) 岩土利用、整治和改造的方案进行分析论证,提出建议。(11) 对工程施工和使用期间可能发生的岩土工程问题进行预测,提出监控和预防措施的建议。(12) 勘察成果及所附图件。报告中所附图表的种类应根据工程具体情况而定,常用图表有:勘探点平面布置图,工程地质柱状图,工程地质剖面图,原位测试成果表,室内试验成果图表。当需要时,尚可附综合工程地质图,综合地质柱状图,地下水等水位线图,素描,照片、综合分析图表以及岩土利用、整治和改造方案的有关图表,岩土工程计算简图及计算成果图表等。
岩土工程勘察报告的文字报告基本要求:1) 岩土工程勘察报告所依据的原始资料,应进行整理、检查、分析,确认无误后方可使用。2) 岩土工程勘察报告应资料完整、真实准确、数据无误、图表清晰、结论有据、建议合理、便于使用和适宜长期保存,并应因地制宜,重点突出,有明确的工程针对性。3) 岩土工程勘察报告应根据任务要求、勘察阶段、工程特点和地质条件等具体情况编写。4) 岩土工程勘察报告应对岩土利用、整治和改造的方案进行分析论证,提出建议;对工程施工和使用期间可能发生的岩土工程问题进行预测,提出监控和预防措施的建议。5) 对岩土的利用、整治和改造的建议,宜进行不同方案的技术经
济论证,并提出对设计、施工和现场监测要求的建议。6) 当任务需要时,还可根据任务要求提交下列专题报告:岩土工程测试报告,岩土工程检验或监测报告,岩土工程事故调查与分析报告,岩土利用,整治或改造方法报告等。7) 勘察报告的文字、术语、代号、符号、数字、计量单位、标点,应符合国家有关标准规定。8) 对丙级岩土工程勘察的报告可适当简化,采用以图表为主,辅以必要的文字说明;对甲级岩土工程勘察的报告除应符合上述要求外,尚可对专门性的岩土工程问题提交专门的试验报告,研究报告或监测报告。
岩土工程勘察报告的图表要求,成果报告应附下列图件:1) 勘探点平面布置图;2) 工程地质柱状图;3) 工程地质剖面图;4) 原位测试成果图表;5) 室内试验成果图表。当需要时,尚可附综合工程地质图、综合地质柱状图、地下水等水位线图、素描、照片、综台分析的图表以及岩土利用、整治和改造方案的有关图表、岩土工程计算简图及计算成果图表等。
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