第二节洞室围岩变形及破坏的基本类型
2019年一级造价工程师考试复习资料：围岩变形与破坏_710
2019年一级造价工程师考试复习资料：
围岩变形与破坏
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围岩变形与破坏
地下工程的围岩变形与破坏的形式多种多样，主要有五种：
(1)脆性破裂，它是储存有很大弹性应变能的岩体，在开挖卸荷后，能量突然释放形成的。
(2)块体滑移，是块状结构围岩常见的破坏形式，常以结构面交汇切割组合成不同形状的块体滑移、塌落等形式出现。
(3)岩层的弯曲折断，是层状围岩变形失稳的主要形式。
(4)碎裂结构岩体在张力和振动力作用下容易松动、解脱，在洞顶则产生崩落，在边墙上则表现为滑塌或碎块的坍塌。
(5)—般强烈风化、强烈构造破碎或新近堆积的土体，在重力、围岩应力和地下水作用下常产生冒落及塑性变形。
真题练习
【2017真题】围岩变形与破坏的形式多种多样,主要形式及其状况是()。
A.脆性破裂,常在储存有很大塑性应变能的岩体开挖后发生
B.块体滑移,常以结构面交汇切割组合成不同形状的块体滑移形式出现
C.岩层的弯曲折断,是层状围岩应力重分布的主要形式
D.碎裂结构岩体在洞顶产生崩落，是由于张力和振动力的作用
E.风化、构造破碎,在重力、围岩应力作用下产生冒落及塑性变形参考答案：BDE。
第二节 洞室围岩变形及坡坏的主要类型
一. 围岩应力引起的变形与破坏 1. 围 岩：工程开挖后，应力变化范围内的岩体。 2. 二次应力：工程开挖后，岩体中一定范围内原始应力 发生变化，其改变后重新分布的应力叫二 次应力。又叫重分布应力或围岩应力。 (一) 围岩应力变化规律
地下洞室开挖后，破坏了岩体中原有地应力平衡状态，岩体 内各质点在弹性应变能作用下，力图沿最短距离向消除了阻力的 临空面方向移动，直到达到新的平衡，将这种位移现象叫做卸荷 回弹。随着岩体质点的位移，岩体内一些方向由原来的紧密状态 发生松弛，另一些方向反而挤压程度更大，岩体中应力的大小和 主应力方向也随之发生变化，并产生局部应力集中。这种岩体应 力变化，一般发生在地下洞室横剖面最大尺寸的5-6倍范围内。 在此范围以外，岩体基本处于原来的天然应力状态。
第二节 洞室围岩变形及破坏的基本类型
7. 膨胀内鼓：在膨胀岩地区，洞室开挖后水分向松动圈集 中，导致岩石吸水膨胀，并向洞内鼓出的现象。
洞室开挖后，由于围岩松动圈的存在，形成围岩低应力区，地下 水往往由围岩高应力区向围岩低应力区转移，当围岩内含大量膨胀矿 物时，易于吸水膨胀的岩体发生强烈的膨胀并导致围岩内鼓变形。常 造成洞室设计空间不足，围岩表部膨胀开裂。随着风化加深，围岩甚 至可以解体。除地下水的作用外，这类岩体开挖后也会从空气中吸收 水分而自身膨胀。 遇水后易于膨胀的岩石主要有两类，一类是富含蒙脱石、伊犁石 的粘土岩类；另一类是富含硬石膏的地层。隧道围岩中若遇到遇水体 积增加2.9%的岩石，就会给开挖造成困难。而有些富含蒙脱石的岩体， 遇水后体积可增加到14~25%。据挪威对水工隧洞的调查，有70%的隧 洞衬砌开裂和破坏均与此有关。与围岩塑性挤出相比，围岩吸水膨胀 是一个更为缓慢的过程，往往需要相当长的时间才能达到稳定。
《工程地质》作业14及答案
《工程地质》作业1答案一、选择题1．下列哪项不属于内力地质作用？CA、地壳运动B、地震运动C、搬运作用D、变质运动2．下列哪种岩石为岩浆岩？AA、橄榄岩B、灰岩C、石英岩D、砂岩3．下列哪种矿物为变质矿物？BA、石英B、蛇纹石C、方解石D、辉石4．内力地质作用包括地壳运动、地震运动、岩浆以及下列哪项？DA、搬运作用B、风化作用C、堆积作用D、变质作用5．下列哪种构造是沉积岩所不具有的？ AA、片理构造B、层理构造C、层面构造D、化石6．下列有关皱的叙述哪项不正确？DA、褶皱是岩层产生的一系列波状弯曲B、褶皱背斜核部为老地层，翼部为新底层C、褶皱的基本类型又背斜和向斜D、褶皱核部为新底层，翼部为老地层7．下列有关节理的叙述哪项是不正确的？AA、断裂后两侧岩块具显著位移的断裂构造即节理B、由张应力形成的节理即张节理C、由剪应力形成的节理即剪节理D、内外力地质作用均可使岩层产生节理8．岩层倾向于地面倾向方向一致，当岩层倾角大于地面坡角，则岩层分界线于地形等高线是怎样的?CA、平行B、弯曲方向相反C、弯曲方向一致，但岩层分界限的弯曲度小于地形等高线弯曲度D、弯曲方向一致，但岩层分界限的弯曲度大于地形等高线弯曲度9．下列哪项为地质年代单位？CA、宇B、界C、纪D、统10．岩层在空间的位置由以下何种要素确定？DA、地壳运动B、地形地貌C、走向和倾斜D、走向、倾向、倾角二、判断下列各说法正误，你认为正确者，在括号内填”R”，错误者填”W”。
1．矿物是具有一定化学成分和物理性质的元素单质和化合物。
（W）2．玄武岩是岩浆岩。
（R）3．粘土矿物是沉积岩所特有的矿物成分。
（R）4．岩石的抗碱强度是沿已有的破裂面剪切滑动时的最大剪应力。
（W）5．地质年代单位有宇、界、系、统、阶。
（W）6．岩浆岩一沉积岩之间的接触关系为浸入接触，则岩浆岩行程时间早于沉积岩（W）7．某一褶曲，核部为老地层，翼部为新底层且对称分布，则该轴去为向斜轴去（W）8．放在地质图右侧面地层图例，应严格按照自上而下，由老到新的顺序排列（R）9．矿物受外力打击后，能够裂开成光滑平面的性质，即矿物的硬度（R）10．所有的岩浆岩周都含有石英矿物（W）三、简单回答下列问题1．利用生物演化律如何确定沉积岩的相对地质年代?答：生物是由低级到高级由简单到复杂不断进化的。
工程地质复习资料整理
名词解释一、矿物和岩石1.矿物：在各种地质作用中所形成的具有相对固定化学成分和物理性质的均质物体，是组成岩石的基本单位。
2.岩石：矿物的自然集合体。
3.造岩矿物：组成岩石主要成分的矿物。
4.颜色：矿物对不同波长可见光吸收程度不同的反映。
5.条痕：矿物粉末的颜色。
6.解理：矿物在外力作用下，沿着一定方向破裂并产生光滑平面的性质。
（最完全解理、完全解理、中等解理、不完全解理、最不完全解理）7.断口：如果矿物受外力作用，无固定方向破裂并呈各种凹凸不平的断面，称为断口。
8.岩浆岩产状：岩浆岩体的形态、规模、与围岩的接触关系、形成时所处的地质构造环境及距离当时地表的深度等方面的特征。
（分两类：侵入岩体产状、喷出岩体产状）9.岩浆岩结构：指岩石中矿物的结晶程度、晶粒大小、晶粒形状以及它们的相互组合关系。
10.岩浆岩构造：指岩石中的矿物集合体的形状、大小、排列和空间分布等所反映出来的岩石组成的特征。
11.沉积岩结构：指沉积岩组成物质的形状、大小和结晶程度等特征。
12.沉积岩构造：指沉积岩各种物质成分形成的特有的空间分布和排列方式。
13.沉积岩岩层产状：14.变质岩结构：变晶结构、碎裂结构、变余结构（残余结构）15.变质岩构造：片理构造、块状构造、变余构造二、地质构造1.地质作用：引起地壳组成物质、地壳结构和地表形态不断发生变化的作用。
2.地质构造（构造形迹）：残留在岩层中的褶皱、断层和裂隙等变形或变位的现象。
3.构造运动（地质运动）：指由内力地质作用引起的地壳组成物质和结构发生变形和变位的运动。
4.地层：指在一定地质时期内先后形成的具有一定层位的层状和非层状岩石的总称。
5.褶皱：岩层在构造运动中受力作用而形成的连续弯曲变形。
6.褶曲：组成褶皱构造的单个弯曲。
7.节理：指那些有一定成因、形态和分布规律的裂隙。
（原生节理、构造节理、次生节理）8.断层：岩层或岩体在构造应力作用下发生破裂，沿破裂面两侧有明显相对位移的构造现象。
第二讲 高地应力条件下地下洞室群围岩的变形机制
关键块体三维分布
无锚杆支护工况
有锚杆支护工况
实际开挖过程围岩未出现由块体控制的稳定问题
施工期间出现的主要问题是： 围岩局部破裂问题 围岩局部大变形问题
主厂房下游拱脚
2＃母线洞外 侧顶拱岩层 弯折破坏
主变室下游拱脚
母线洞外侧拱脚
围岩破裂的分布规律： 早期的破裂基本上出现在开挖面与层面接近平行的部位，即与 岩体结构有关。
09/3/1
开挖结束后变形呈现出较强的时效特 征。
2. 硬岩大变形产生的机制
基于岩体结构控制论锦屏一级地下厂房围岩稳定性评价与分析 分别采用石根华博士的关键块体理论和二维DDA评价了锦屏一级地下厂房的稳定 性。结果表明： 锦屏一级地下厂房的关键块体规模很小，系统锚杆可以有效控制块体的稳定性。 岩体结构不是控制锦屏一级地下厂房洞室群变形与稳定的最主要因素。
山 体 一 侧
河 谷 一 侧
绿片 岩
下层联系洞裂缝展布图
主 厂 房
左边墙 顶拱
主 变 室
右边墙
17m
10m
上层联系洞 下层联系洞
新生围岩结构面
经检测隔墙部位裂缝是岩 石在开挖扰动条件下发生 劈裂破坏的结果。
围岩变形的分布规律： 围岩破裂部位与围岩大变形部位具有良好的对应关系。
洞壁位移等值线 30mm 50mm 30mm
2. 地应力问题
• 根据卢文波教授的结论：20MPa就属于高应 力，爆破诱发震动对围岩变形作用显著。 • 可考虑使用σc /σmax标准来界定。 • 爆破诱发震动可用开挖进度近似表示。M3/ 月。
40.0 35.0 30.0 25.0 20.0 15.0 10.0 5.0 0.0 -5.0 -10.0
结构面AC处水平位移：
岩体的变形与破坏
岩体的变形与破坏岩体的变形与破坏1 基本概念及研究意义变形：岩体的宏观连续性无明显变化者。
破坏：岩体的宏观连续性已发生明显变化。
岩体破坏的基本形式：（机制）剪切破坏和拉断（张性）破坏。
一、岩体破坏形式与受力状态的关系岩体破坏形式与围岩大小有明显关系。
注意：岩全破坏机制的转化随围压条件的变化而变化。
破坏机制转化的界限围压称破坏机制转化围压。
一般认为，1/5~1/4[σ]不可拉断转化为剪切。
1/3~2/3[σ]可由剪切转化为塑性破坏。
有人认为（纳达），可用2σ偏向1σ的程度来划分应力状态类型。
应力状态类型参数313122σσσσσα---= （＝1，即σ2＝σ1；＝－1，即σ2＝σ3）二、岩体破坏形式与岩体结构的关系低围压条件下岩石三轴试验表明。
坚硬的完整岩体主要表现为张性破坏。
含软弱结构面的块状岩体，当结构面与最大主应力夹角合适时，则表现为沿结构面的剪切。
碎裂岩体的破坏方式介于二者之间。
碎块状或散体状岩体主要为塑性破坏。
对第一种情况，某破坏判据已经介绍很多了。
第二种情况，可采用三向应力状态莫尔圆图解简单判断。
三、岩体的强度特征单轴应力状态时，结构与1σ方向决定了岩体的破坏形式。
复杂应力状态时，含一组结构面的岩体破坏形式与岩体性质、结构面产状，应力状态关系很大。
2 岩体在加荷过程中的变形与破坏2.1 拉断破坏机制与过程一、拉应力条件下的拉断破坏当0331≤+σσ时，拉应力对岩石破坏起主导作用。
t S -=][3σ二、压应力条件下的拉断破坏压应力条件下裂缝尖端拉应力集中最强的部位位于与主压应力是?=40~30β地方向上，并逐渐向与1σ平行地方向扩展。
当0331>+σσ时，破坏准则为： t S 8)/()(31231=+-σσσσ3σ=0时为单轴压拉断。
2.2 剪切变形破坏机制与过程一、潜在剪切面剪断机制与过程A ．滑移段B ．锁固段进入稳定破裂阶段后，岩体内部应力状态变化复杂。
产生一系列破裂。
（1）拉张分支裂隙的形成，原理同前。
土木工程地质-第六章-洞室围岩变形及破坏的基本类型
次应力。又叫重分布应力或围岩应力。
(一) 围岩应力变化规律
1. 圆形洞室：
r r
二次应力在围岩中形成的塑性圈
第二节 洞室围岩变形及破坏的基本类型
2. 直墙圆拱型洞室：
侧压力系数较低 ＝Hv 侧压力系数较高
第二节 洞室围岩变形及破坏的基本类型
（二）围岩应力引起的变形和破坏类型 1. 张裂塌落：拱顶张应力超过岩石 抗拉强度，引起岩石 破裂，导至洞顶塌落 的现象。 2. 劈裂剥落： 切向应力导至洞室 周边岩石形成平行 洞壁的密集破裂， 并产生剥落的现象。
第二节 洞室围岩变形及破坏的基本类型
隧道掌子面
隧道掌子面开挖
隧道掌子面开挖
隧道盾构施工
隧道盾构施工
隧道锚喷支护
隧道衬砌施工
建好的地下厂房（二滩电站）
第二节 洞室围岩变形及破坏的基本类型
一. 围岩应力引起的变形与破坏 1. 围 岩：工程开挖后，应力变化范围内的岩体。 2. 二次应力：工程开挖后，岩体中一定范围内原始应力 发生变化，其改变后重新分布的应力叫二
第二节 洞室围岩变形及破坏的基本类型
3. 碎裂松动：碎裂状岩体开挖后，岩块沿结构面滑移并形 成松动圈的现象。
4. 弯折内鼓：径向应力挤压薄层围岩，使之向洞内弯折 内鼓，甚至坍倒的现象。
第二节 洞室围岩变形及破坏的基本类型
5. 岩爆：在高应力地区，洞室开挖后，围岩因弹性应变能 突然释放而发生的岩石弹射或抛出的现象。 岩爆特点：
隧道变型破坏
第二节 洞室围岩变形及破坏的基本类型
二. 围岩构造控制的变形与破坏 指围岩当结构面上剪应力超过抗剪强度而产生的 沿结构面剪切滑移。
v
v H
H H
v
第二节 洞室围岩变形及破坏的基本类型
国家开放大学工程地质形考任务
工程地质一、选择题1.下列不属于工程地质条件的是基础形式2.概括的讲,工程地质所研究的两方面问题主要体现在区域稳定和地基稳定3.相比较来讲,下列各学科与工程地质学联系不大的是材料力学4.下列关于工程地质学及其研究内容说法有误的一项是工程地质就是专门研究岩石工程性质的学科5.陆地的总面积大约占地球表面面积的 29.26.地球的内圈中厚度最小的圈层是地壳7.下列各地质作用属于内力作用的是变质作用8.岩石按生成原因可以分为岩浆岩、沉积岩、变质岩9.矿物抵抗刻划、研磨的能力称为硬度10.由岩浆冷凝固结而形成的岩石是岩浆岩11.碎屑物质被胶结物胶结以后所形成的结构称为碎屑结构12.压应力等于零时,岩石的抗剪断强度称为岩石的抗切强度13.岩石在常压下吸入水的重量与干燥岩石重量之比,称为岩石的吸水率14.岩石在轴向压力作用下,除产生纵向压缩外,还会产生横向膨胀,这种横向应变与纵向应变的比值称为泊松比15.根据岩土的水理特性,砂土层与黏土层相比,其隔水性差16.下列不属于地质年代单位的是统17.沉积岩之间的接触关系主要有整合接触、平行不整合接触、角度不整合接触18.19.下列有关岩层倾向说法正确的一项是岩层的倾向只有一个数值20.水平岩层的岩层分界线与地形等高线的关系是平行或重合21.未经构造变动影响的沉积岩,其原始产状应当是水平的22.可以确定岩层在空间位置的因素是走向、倾向和倾角23.背斜表现为核部为老地层,两翼对称出现新地层24.逆断层即上盘相对上升,下盘相对下降的断层25.未经构造变动影响的沉积岩,其上下两套岩层的相对新老关系为上新下老26.节理按形成时的力学性质可以分为张节理和剪节理27.一幅完整的地质图包括地质柱状图、地质平面图、地质剖面图28.地质图上符号代表的意思是背斜29.风的剥蚀作用包括吹扬作用和磨蚀作用30.随着距地表深度的不断加大,风化作用的程度越来越弱31.形成冲积土的地质作用是河流的地质作用32.地下水按埋藏条件分类可分为包气带水、潜水、承压水33.在潜水流向上,相邻两等水位线的高程与水平距离之比称为该距离段内潜水的水力梯度34.35.充满于两个隔水层之间的含水层中具有静水压力的地下水是承压水36.泉的种类很多,其中由含水层被河流侵蚀切割形成的泉是侵蚀泉37.38.地下水引起渗透破坏的两种主要形式是流土和潜蚀39.地下水对建筑结构材料腐蚀的种类分为结晶腐蚀、分解腐蚀、复合腐蚀40.下列关于地震波的叙述不正确的一项是横波的传播速度大于纵波41.下列关于震级和烈度的说法正确的一项是每次地震震级只有1个,但烈度可有多个42.斜坡的破坏方式有滑坡和崩塌43.根据地质成因,结构面可分为次生结构面、原生结构面、构造结构面44.下列各种结构面为原生结构面的是片理面45.按滑动的力学性质、滑坡可分为牵引式滑坡和推动式滑坡46.形成土洞的地质作用是潜蚀作用47.采空区地表变形可分为两种移动,三种变形48.下列最易发生岩溶的一组条件是可溶性岩石,岩体内有相互连通的裂隙,水具有侵浊性,且水是流动的49.在地下洞室的围岩分类中,RQD表示岩石的质量指标50.地下洞室位置选择主要考虑的因素包括进洞山体、洞口位置、洞轴线位置51.洞室开挖过程中,周壁岩石有时会骤然以爆炸形式呈透镜体碎片或突然弹出或抛出,并发生类似射击的噼啪声响的现象称为岩爆52.影响岩体质量优劣的地质因素包括岩体的完整性、岩石质量、岩石风化程度、岩石软化性53.54.洞室衬砌的主要作用是承受岩土压力和水压力55.顶围原有的和新生的结构面相互汇合交截构成的分离体在重力作用下与围岩母体脱离,突然塌落而形成塌落拱,这种围岩破坏形式属于顶围悬垂与塌顶56.黄土经冲刷、搬运、沉积等地质作用形成的夹有砂、砾石并具层理的黄色土状沉积物称为黄土状土57.下列关于膨胀土的叙述,不正确的是膨胀土的胀缩不可逆58.盐渍土在浸水后强度降低59.岩土指标的标准值是指岩土指标测试数据的算术平均值乘统计修正系数60.下列关于工程地质勘察的叙述,不正确的一项是岩土工程勘察等级只需根据场地等级即可确定61.回转钻探不适宜于的土层是碎石土62.详细勘察阶段,工程地质测绘的比例尺应选用 1:500~1:200063.野外工程地质测绘的方法,不包括实验法64.标准贯入试验中,锤重为 63.5kg1.工程地质学是研究人类工程活动与地质环境相互作用的一门学科,是地质学的一个分支; √2.根据地质作用的动力来源,地质作用分为外力作用和内力作用两类; √3.岩石的物理性质包括吸水性、透水性、溶解性、软化性、抗冻性等; ×4.沉积岩形成过程中,物质沉积是搬运介质物理化学条件变化的开始; ×5.岩石的结构、构造对岩石的工程性质没有显着影响; ×6.岩石即在地质作用下产生的,由一种或多种矿物按一定规律组成的自然集合体; √7.在改造地壳的过程中,外力地质作用的结果使得地壳表面趋于平缓; √8.地壳物质沿地球半径方向作上升和下降的运动称为水平运动; ×9.地壳中造岩矿物的主要成分是硫酸盐; ×10.岩石的抗冻性可用岩石的强度损失率或岩石的重量损失率来表征; √11.与不整合接触面上的底砾岩岩性一致的岩层形成时间相对较早; √12.组成褶皱的岩层,同一层面最大弯曲点的连线即枢纽; √13.岩层层面与水平面所夹得钝角称为岩层的倾角; ×14.某套地层在地表呈现出有规律的重复,则由该套地层组成的构造是断层构造; ×15.某沉积岩层的走向一定、倾向一定、倾角一定,则该岩层的空间位置一定; √16.放在地质图右侧的地层图例,应严格按照自上而下,由新到老的顺序排列; √17.岩层发生断裂后,两侧岩块具有明显位移的构造称为节理; ×18.洪积土具有的特征是物质大小混杂,分选性差,颗粒多带有棱角; √19.岩石的风化使岩石的成分发生了变化; ×20.坡积土的矿物成分主要取决于下卧基岩的矿物成分; ×21.利用潜水的等水位线图可以确定潜水的流向,但不能确定潜水的水力梯度; ×22.常水头试验常用于测定粘性土的渗透系数; ×23.地下水的储藏量决定于岩土的有效空隙而不是总空隙; ×24.承压水面与承压水的埋藏深度一致,但与地形高低不吻合; ×25.埋藏在地表以下,第一个完整隔水层之上具有自由水表面的重力水即包气带水; ×26.烈度是某次地震地面建筑物遭受破坏程度的反映; √27.地下水渗流导致的土体潜蚀破坏与流土破坏的机理是不同的; ×28.渗流将土体中的所有颗粒同时浮动、流动或整块移动的现象称为潜蚀; ×29.被陡倾结构面切割的斜坡前缘的部分岩体,突然脱离母体,翻滚而下的地质现象称为崩塌; √30.由风化作用形成的节理面属于次生结构面; √31.作用在洞室衬砌上的外水压力等于外水的全部水柱高度乘以水的重度; ×32.围岩压力的大小与岩土的物理性质、岩体结构、支护结构有关,与支护时间无关; ×33.全断面开挖一般适用于围岩稳定、无塌方掉石的地区; √34.地下洞室断面形状的选择,应考虑洞室的用途和服务年限、洞室的围岩性质、岩土体地应力的分布特征、洞室的支护或衬砌方式和材料等因素综合确定; √35.RQD表示以钻孔获取的大于10cm的岩芯断块总长度与岩心进尺总长度之比; √36.按分级变形量,膨胀土地基的胀缩等级可分为四级; ×37.黄土均具有湿陷性; ×38.可行性勘察主要是为探明工程场地的稳定性和适宜性; √39.根据岩体变形与时间、变形与荷载的关系曲线,不能区分导致岩体破坏的变形; √40.平板荷载试验主要用于确定地基土承载力特征值及土的变形模量; √二、简答题1.简述工程地质学及其研究内容.答：通过工程地质调查、勘探等方法,弄清建筑物的地质条件,为建筑的规划、设计、施工提供可靠的地质资料,并预测和论证工程建筑和地质环境的相互作用,进而提出防治措施.2.什么是工程地质条件答：是指与工程建设有关的地质条件的总和,包括土和岩石的工程性质、地质构造、地貌、水文地质、地质作用、自然地质现象和天然建筑材料等方面;3.岩石坚硬程度分类的依据是什么岩石坚硬程度类型有哪些4.答：岩石坚硬程度分类的依据是岩石的饱和单轴抗压强度;类型有：坚硬石、软硬岩、较软岩、软岩和极软岩;5.什么是地质作用内、外地质作用是怎样改造地球的6.答：在自然界中所发生的一切可以改变地球的物质组成、构造和地表形态的作用称为地质作用;内力地质作用通过地壳运动、地震作用、岩浆作用和变质作用改造地球；外力地质作用通过风化作用、剥蚀作用、搬运作用、沉积作用和成岩作用改造地球;7.什么是变质岩变质岩有哪些主要矿物、结构和构造常见变质岩的鉴别特征是什么答：有变质作用形成的岩石称变质岩石;变质岩石的矿物一部分为岩浆和沉积所共有：石英、长石、云母等；另一部分为变质作用后所产生的特有变质矿物：红柱石、蓝晶石等;变质岩的结构可分为便于结构、变晶结构和碎裂结构;变质岩的构造主要包括变余构造和变成构造;常见变质岩的鉴别特征是特有的变质矿物;8.叙述张节理的主要特征;答：产状不很稳定,在平面上和剖面上的延展均不远；节理面粗糙不平、擦痕不发育,节理两壁裂开距离较大,且裂缝的宽度变化也较大,节理内常充填有呈脉状的方解石、石英,以及松散工已胶结的粘性土和岩屑等；张节理一般发育稀疏,节理间的距离较大,分布不均匀;9.在野外如何测定岩层的产状答：测量走向时,使罗盘的长边紧贴层面,将罗盘放平,水准泡居中,读指北针或指南针所示的方位角,就是岩石的走向;测量倾向时,将罗盘的短边紧贴层面,水准泡居中,读指北针所示方位角,就是岩石的倾向;10.断层的类型及组合形式有哪些答：断层类型有：正断层、逆断层、掩断层和平移断层;组合形式有：阶梯状断层、地垒、叠瓦状构造;11.残积土的成因及特征答：岩石风化后产生的碎屑物质除被风和大气降水带走一部分,残留在原地的碎屑物;特征：不具有层理、碎块呈棱角状,土质不均,具有较大空隙,厚度在山坡顶部较薄,低洼处较厚;残积土与下面的母岩之间没有明显的界限,其成分与母岩成分及所受风化作用的类型有密切的关系;另一特征就是结构性;12.坡积土的稳定性是否能以其表面坡度来判断为什么13.答：不能;坡积土的表面坡度与生成的时间有关,时间越长,表面坡度就越小坡积土的稳定性取决于下卧基层表面的坡度与形态,岩基表面的坡度越大,坡积土的稳定性就越差;14.应根据什么原则采取防止土体渗透破坏的措施答：防止土体渗透破坏的原则一是改变渗流的动力条件,使其实际水力梯度减小到允许的程度；二是改善岩土的性质,增强其抗渗能力;具体要根据工程地质条件和工程性状来具体处理;12.什么是潜水的等水位线图如何根据等水位线确定水流方向和水力梯度答：潜水面的性状可用等高线图表示,即为潜水等位线图;潜水由高水位流向低水位,所以,垂直于等水位线的直线方向,既是潜水的流向,在潜水的流向上,相邻两等水位线的高程于水平距离之比值,即为该距离段内潜水的水力梯度;13.建筑物设计方面如何防止地表变形答：布置建筑物总图时,建筑物的长轴应垂直于工作面的推进方面,建筑物的平面形状应力求简单,以矩形为宜；基础底部应位于统一标高和岩性均一的地层上,否则应采用沉降缝将基础分开;当基础埋深有变化时,应采用台阶,尽量不采用柱廊或独立柱；加强基础刚度和上部结构强度;在结构薄弱易变形处更应加强;14.基本烈度、场地烈度和设防烈度在工程应用方面有何不同答：根据本地区的基本烈度,考虑场地条件调整后的烈度是场地烈度;在场地烈度的基础上,考虑工程的重要性、抗震性和修复的难易程度,根据规范进一步调整,得到设防烈度,设防烈度是设计中采用的烈度;15.崩塌及滑坡的形成条件是什么答：1斜坡中出现了与外界连续贯通的破裂面；2沿着连续贯通的破裂面总下滑力超过总抗滑力;16.保障围岩稳定性的两种途径是什么答：一是保护围岩原有的稳定性,使之不至于降低；二是提高岩体整体强度,使其稳定性有所增高;前者主要是采用合理的施工和支护衬砌方案,后者主要是加固围岩;17.选择洞轴线位置时应考虑哪些因素答：1地形；2地层与岩性条件；3地质构造条件；4水文地质条件;18.衡量膨胀土特性的指标有哪些各自的物理的意义是什么答：1自由膨胀率；2膨胀率；3收缩系数;19.工程地质勘察的任务是什么答：按照工程建筑所处不同勘察阶段的要求,正确的反映工程地质条件,查明不良工程地质作用和地质灾害,精心勘察,进行分析,提出资料完整,评价正确的勘察报告;20.岩土工程分析评价的主要包括的内容有哪些答：1场地的稳定性和适宜性；2为岩土工程设计提供场地地层结构和地下水空间分布的参数、岩土体工程性质和状态的设计参数；3预测拟建工程施工和运营过程中可能出现的岩土工程问题,并提出相应的防治对策和措施以及合理的施工方法；4提出地基与基础、边坡工程、地下洞室等各项岩土工程方案设计的建议；5预测拟建工程对现有工程的影响,工程建设产生的环境变化,以及环境变化对工程的影响;三、论述题1.分析影响岩石工程地质性质的因素;答：一是岩石的地质特征,如岩石的矿物成分、结构、构造及成因等；二是岩石形成后所受外部因素的影响,如水的作用及风化作用等;2.分析节理对工程建筑的影响;答：岩石中存在节理,破坏了岩石的整体性,促使岩体风化加快,增强岩体的透水性,因而使岩体的强度和稳定性降低;当节理主要发育方向与路线平行、倾向与边坡一致时,不论岩体的产状如何,边坡都容易发生崩塌等不稳定现象;在路基施工中,如果岩体存在节理,还会影响爆破作业的效果;3.叙述地震效应及其所包含各要素;答：1地震力效应：当建筑物经受不住地震力的作用时,将会发生变形、开裂、甚至倒塌;2地震破裂效应：当这些作用力超过了岩石的强度时,岩石就要发生突然破裂和位移,形成断层和地裂缝,引发变形和破坏;3地震液化效应：使原来由砂粒通过其接触点所传递的压力减小,当有效压力完全消失时,砂土层完全丧失抗剪强度和承载能力,变成像液体一样的状态;4地震激发地质灾害的效应：强烈的地震作用能激发斜坡上岩土松动、失稳,发生滑坡和崩塌等不良的地质现象;4.分析岩体破环的机理及渐进破坏;答：导致围岩变形的根本原因是地应力的存在;洞室开挖前,岩体处于自然平衡状态,内部储存着大量的弹性能,洞室开挖后,这种自然平衡状态被打破,弹性能释放;洞室围岩的变形与破坏程度,一方面取决于地下天然应力、重分布应力及附加应力,另一方面与岩土体的结构及其工程地质性质密切有关;洞室开挖后,围岩应力大小超过了岩土体强度时,使失稳破坏,有的突然而显着,有的变形与破坏不易截然划分;洞室围岩的变形与破坏,二者是发展的连续过程;。
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R、K、J红层及T灰岩等中的含膏地层 泥炭、淤泥、沼泽等地 我国东南沿海有红树林残体的冲积层 我国长江以南的酸性红土 含硫矿床的地下水层 冶炼厂、化工厂、废渣场、堆煤场等地的地下水层
第三节 地下洞室特殊地质问题
T＝T0 (H h)G
0.05 k
道的现象。地下洞室中，地下水影响可归纳为以下几个方面：
1．以静水压力的形式作用于同室衬砌。 2．使岩石和结构面软化，使其强度降低。 3．促使围岩中的软弱夹层泥化，减少层间阻力，造成岩体易于
滑动。
4．石膏、岩盐及某些以蒙脱石为主的粘土岩类，在地下水的作 用下将易发生剧烈的溶解或膨胀。随着膨胀的产生，将会出
v
v H
H H
v
第二节 洞室围岩变形及破坏的基本类型
三. 松散围岩的变形与破坏： 1. 重力坍塌：固结程度差的散体结构围岩，开挖后在重 力作用下自由坍落。
塑流涌出：当开挖饱水断层破碎带时，松散物质常形 成碎屑流涌出。
第三节 地下洞室特殊地质问题
一. 突水突泥： 突水突泥是指隧道开挖过程中，突然产生大量的水或泥涌入隧
第二节 洞室围岩变形及破坏的基本类型
隧道掌子面
隧道掌子面开挖
隧道掌子面开挖
隧道盾构施工
隧道盾构施工
隧道锚喷支护
隧道衬砌施工
建好的地下厂房（二滩电站）
第二节 洞室围岩变形及破坏的基本类型
一. 围岩应力引起的变形与破坏
1. 围 岩：工程开挖后，应力变化范围内的岩体。 2. 二次应力：工程开挖后，岩体中一定范围内原始应力
常温、常压下各种易爆炸气体与空气合成的混合物的爆炸界限值
气体名称 爆炸限度含量 气体名称 爆炸限度含量
甲烷（沼气）
5%～16%
一氧化碳 12.5%～74%
氢气
4.1%～74%
乙烯
3%
乙烷
3.2%～12.5%
苯
1.1%～5.8%
6. 塑性挤出：软弱岩体在洞室开挖后，当围岩应力超过 其屈服强度时，向洞内产生的塑性挤出的 现象。
7. 膨胀内鼓：在膨胀岩地区，洞室开挖后水分向松动圈 集中，导致岩石吸水膨胀，并向洞内鼓出 的现象。
隧道变型破坏
第二节 洞室围岩变形及破坏的基本类型
二. 围岩构造控制的变形与破坏 指围岩当结构面上剪应力超过抗剪强度而产生的 沿结构面剪切滑移。
（二）围岩应力引起的变形和破坏类型 1. 张裂塌落：拱顶张应力超过岩石 抗拉强度，引起岩石 破裂，导至洞顶塌落 的现象。 2. 劈裂剥落： 切向应力导至洞室 周边岩石形成平行 洞壁的密集破裂， 并产生剥落的现象。
第二节 洞室围岩变形及破坏的基本类型
3. 碎裂松动：碎裂状岩体开挖后，岩块沿结构面滑移并形 成松动圈的现象。
R
第三节 地下洞室特殊地质问题
（二）腐蚀：
1. 腐蚀类型：
芒硝型腐蚀
结晶类腐蚀：石膏型腐蚀
钙矾型腐蚀
此外：还有冰劈作用
分解类腐蚀：一 碳般 酸酸 型型 腐腐 蚀蚀
结晶分解复合类腐蚀
第三节 地下洞室特殊地质问题
2. 腐蚀严重程度：
无腐蚀 弱腐蚀 局部砂浆剥落 中等腐蚀 局部骨料外露 强腐蚀 局部呈豆腐碴状，深度达20cm以上
发生变化，其改变后重新分布的应力叫二
次应力。又叫重分布应力或围岩应力。
(一) 围岩应力变化规律
1. 圆形洞室：
r r
二次应力在围岩中形成的塑 直墙圆拱型洞室：
侧压力系数较低 ＝Hv 侧压力系数较高
第二节 洞室围岩变形及破坏的基本类型
4. 弯折内鼓：径向应力挤压薄层围岩，使之向洞内弯折 内鼓，甚至坍倒的现象。
第二节 洞室围岩变形及破坏的基本类型
5. 岩爆：在高应力地区，洞室开挖后，围岩因弹性应变能 突然释放而发生的岩石弹射或抛出的现象。 岩爆特点：
发生在高应力地区的坚硬岩石中 岩爆时，尚伴有声音 岩爆过程分为启裂阶段，应力调整阶段、岩爆阶段 岩爆发生的临界深度为200m
第二节 洞室围岩变形及破坏的基本类型
岩爆分级 Ⅰ
fr /i
说明
>14.5 无岩爆发生、也无声发射现象
Ⅱ 14.5～5.5 低岩爆活动，有轻微声发射现象
Ⅲ 5.5～2.3 中等岩爆活动，有较强的爆裂声
Ⅳ
<2.5 高岩爆活动，有很强的爆裂声
注：fr—岩石单轴抗压强度：σ1-地应力的最大主应力。
第二节 洞室围岩变形及破坏的基本类型
（三）地温：
G＝1℃／33m≈ ℃∕m
（四）瓦斯：（以甲烷为主的有害气体的总称，主要发生
在含煤地层）
危害条件：瓦斯浓度小于5－6％；能在高温下燃烧
瓦斯浓度为5 ~ 6％－14 ~ 16%；易爆炸。
（特别是含量为8％时）
瓦斯浓度为42 ~ 57％时，易使人窒息。
施工要求：瓦斯浓度大于1％，不准装药放炮。 瓦斯浓度大于2％，工作人员撤离现场。
现附加的山岩压力。
5．含水层由于大量地下水的流出，在动水压力作用下，将出现 流砂及渗透变形。
6．如地下水的化学成分中含有害化合物(硫酸、侵蚀性二氧化 碳、硫化氢、亚硫酸)时。对衬砌将产生侵蚀作用。
7．最为不利的影响是发生突然的大量突水突泥。这种突然突水 突泥常造成停工和人身伤亡事故。
第三节 地下洞室特殊地质问题
造成地下洞室大量突水的条件是：
①洞室通过溶洞发育的石灰岩地段，尤其是遇到蓄水洞穴或 地下暗河系统时，可能有大量的突水，其突水量可达几百至几千 吨/小时。
②洞室通过厚层的含水砂砾石层，突水量可达几百吨/小时。 ③遇到富水的断层破碎带，特别是它又与地表水连通时，也 会发生大量的突水，突水量一般也在几十至几百吨/小时。 ④洞室通过节理发育的背斜、向斜轴部，当其富水时。
从已有资料来看，造成突水的多是有丰富的地表水，沿着溶 洞、暗河或断层破碎带以及节理发育的背斜、向斜轴部等良好通 道进入地下洞室通过部位，形成局部富水区，当洞室开挖时便突 然产生大量突水。
第三节 地下洞室特殊地质问题
涌水量预测方法：
（1）相似比拟法： ① 由实测导坑涌水量推算：
Q
F F0
S S0
Q0
② 由于开挖地段涌水量推算：
Q
L L0
Q0
第三节 地下洞室特殊地质问题 （2）水均衡法：Q 1000 F A
T
（3）地下水动力学法： ① 潜水含水层中的完整型隧道：
Q B K H 2 h2 R
② 承压水含水层中的完整型隧道：
[M (2H M ) h2 ] Q BK