工程地质分析原理总复习

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。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。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。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。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。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。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。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。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。蠕滑（稳滑）：断层持续不断缓慢蠕动的称为蠕滑或稳滑。粘滑：断层间断地、周期性突然错断的为粘滑。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。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。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。震源:弹性波的地下发源地。震中：震源在地面上的投影。震源深度：震中到震源的距离。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。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。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。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。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。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。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10cm的芯段之和与该岩层钻探总进尺的比值，以百分率表示。

0.1.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。

1.1.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。

2.1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。

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.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

4.1.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。

5.10世界三大地震带

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30km，震级除少数外均不超过5级。

6.1.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。

7.1.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。

9.1.地下水对斜坡稳定性的影响？

（1）对岩土体的物理、化学、生物作用，降低岩土体强度；

（2）增加孔隙水压力；

（3）产生渗透和渗流破坏。

9.3.斜坡变形的主要方式和基本类型。

★斜坡变形的主要方式和基本类型：（1）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。（2）斜坡的蠕变是在坡体压力(以自重应力为主)长期作用下发生的一种缓慢而持续的变形，这种变形包含某些局部破裂，并产生一些新的表生破裂面。

10.1.塑性围岩的变形破坏的类型和特点。

★（１）层状结构的塑性挤出：压应力集中作用下的塑性流动。

（２）层状结构的膨胀内鼓：水分重分布造成的吸水膨胀。

（３）散体结构的塑性挤出：压应力集中作用下的塑性流动。

（4）散体结构的塑流涌出：松散饱水岩体的悬浮塑流。

（5）散体结构的重力坍塌：重力作用下的坍塌。

11.1.综述坝基岩体滑动破坏的形式及各自的特点和发生条件。（1）表面滑动：是接触面的剪切破坏。

产生的岩体条件：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。

（2）浅层滑动

a.浅层岩体的剪切破坏

产生的岩体条件：坝基岩体的岩性软弱，岩体本身的抗剪强度低于坝体砼与基岩的接触面强度。

b. 滑移弯曲

产生的岩体条件：坝基由近水平产出的夹有软弱层的薄层状岩层组成。

c. 剪切滑移

产生的岩体条件：碎裂结构的岩体组成的坝基。

（3）深层滑动

a. 无抗力体时的简单滑移

当滑面为单滑面时，产生的岩体条件：坝基内缓倾下游的结构面临空或与软弱带组合。

当滑面为双滑面时，产生的岩体条件：在单滑面基础上，多一条缓倾下游的结构面。

b. 无抗力体时的滑移拉裂

当滑面为单滑面时，产生的岩体条件：坝基内发育有缓倾上游的软弱面，横向切割面可以是已有断层面，也可由坝上游拉应力张裂区变形

发展而成。

当滑面为双滑面时，产生的岩体条件：同上，但为两条上倾的软弱结构面。

c. 有抗力体时的深层滑动，为剪断滑动

产生的岩体条件：坝基内仅发育缓倾下游的软弱结构面，华东受到下游岩体的抵抗，剪断下游岩体后，方能产生滑动。