工程地质学考研复试(2)

（5）震源机制主要为走滑型和正断型两种，且前者居多。 9. 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。

10.简述砂土地震液化的判别方法有哪些？ ★判别程序和判别方法

a. 地震液化初判：按照土质条件、埋藏条件、地质条件、地震条件进行初判。具体内容参见上述形成条件的内容。初判结果虽然偏于安全，但是可以将广大非液化区排除，把进一步的工作集中于可能液化区。

b. 现场测试法：凡经初步判别认为有可能液化或需考虑液化影响的饱和砂土或粉土，都应进行以现场测试为主的进一步判别。主要方法有标贯判别、静力触探判别和剪切波速判别。

c. 理论计算判别：当砂土层抵抗液化的抗剪强度τ小于按地震最大加速度求得的等效平均剪应力τa时，则可能液化。 11. 简述砂土地震液化的防护措施。

★（1）选择良好的场地，作为基础持力层。

（2）人工改良地基，通过增加盖重、换土、爆炸振密法、强夯与碾压、振冲法、排渗法、围封法等措施消除液化可能性哦限制其液化程度。

（3）选择合适的基础型式，如支撑桩基、管柱基础、筏片基础等形式。 12. 简述地面沉降的形成机制及形成条件。

★形成机制：承压水位降低引起应力转移以及土层压密，从而导致地面沉降。 形成条件：

（1）地质条件和水文地质条件：疏松的多层含水体系；其中承压含水层的水量丰富，适于长期开采；开采层的影响范围内，尤其是顶底板，有厚层的正常固结或欠固结的可压缩性粘性土层等，对于地面沉降的产生特别有利。

（２）从土层内的应力转变条件来看，承压水大幅度波动式的趋势性降低，则是造成范围不断扩大的、累进性应力转变得必要前提。

1. 人类工程活动中可能遇到的主要工程地质问题有哪些？

★（1）与区域稳定性有关的工程地质问题，如活断层、地震、水库诱发地震、区域性砂土液化、地裂缝、地面沉降、地面塌陷等。

（2）与岩土体稳定性有关的工程地质问题，如斜坡岩土体稳定性问题、地下工程围岩稳定性问题、地基岩土体稳定性问题等。

（3）与地下水渗流有关的工程地质问题，如岩溶及岩溶渗漏、渗透变形等工程地质问题。

（4）与侵蚀淤积有关的工程地质问题，如河流侵蚀与淤积问题、湖海变岸磨蚀与堆积问题等。

2. 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。

3. 分析影响岩体天然应力状态的主要因素及其作用。 ★（1）岩体类型和工程地质特征； （2）地形地貌条件； （3）地质结构和构造； （4）局部应力集中； （5）水文地质条件； （6）人类工程活动。

5. 简述斜坡岩体应力场的基本特征。

★（1）由于应力的重分布，斜坡周围的主应力迹线发生明显偏转。越靠近临空面，最大主应力越接近平行于临空面，最小主应力则与之近于正交。

（2）由于应力分异的结构，在临空面附近造成应力集中带。但是，坡脚区和坡缘区情况有所不同。

（3）与主应力迹线偏转相联系，坡体内最大剪应力迹线由原先的直线变为近似圆弧线，弧的下凹面朝向临空方向。

（4）坡面处由于径向压力实际等于零，所以坡体实际上处于单向应力状态，向内渐变为两向或三向状态。

6. 简述斜坡变形破坏的地质力学模式及其形成机制和演化规律？ ★1、均质或似均质体斜坡

主要特征：均质的土质或半岩质斜坡，包括碎裂状或碎块状体斜坡，其外形决定于土、石性质或天然休止角。

主要变形模式：蠕滑拉裂。

可能破坏形式：转动型滑坡或滑塌。 2、层状体滑坡

a. 平缓层状体斜坡

主要特征：α<β（α---软弱面倾角，β---斜坡倾角。下同）。 主要变形模式：滑移---压致拉裂。

可能破坏形式：平推式滑坡、转动型滑坡。 b. 缓倾外层状体斜坡 主要特征：α≈β。

主要变形模式：滑移---拉裂。

可能破坏形式：顺层滑坡或块状滑坡。 c. 中倾外层状体斜坡 主要特征：α≥β。

主要变形模式：滑移—弯曲。

可能破坏形式：顺层---切层滑坡。 d. 陡倾外层状体斜坡 主要特征：α≥β。

主要变形模式：弯曲---拉裂。

可能破坏形式：崩塌或切层转动型滑坡。 e. 陡立---倾内倾外层状体斜坡 主要特征：α>900。

主要变形模式：弯曲---拉裂（浅部）或蠕滑---拉裂（深部）。 可能破坏形式：崩塌，深部切层转动型滑坡。 f. 变角外倾层状体斜坡

主要特征：上陡下缓，α≤β。 主要变形模式：滑移---弯曲。

可能破坏形式：顺层转动型滑坡。 3、块状体斜坡

可根据结构面组合线按上述2的方案细分。 以滑移---拉裂为多见。 4、软弱基座体斜坡

a. 平缓：一般上陡下缓，塑流---拉裂，扩离，块状滑坡。 b. 缓倾内：一般上陡下缓，塑流---拉裂，崩塌，深部滑坡。 7. 简述斜坡变形破坏的防治措施。 ★总的是以防为主、主动防治。

（1）避让措施：以桥的形式绕到对岸，以隧道的形式移到山体内，以明硐或棚硐的形式通过。

（2）排水措施：排除地表水，如设置天沟、截水沟、排水沟等；排除地下水，如设置盲沟、排水坑道、排水井、集水井等。 （3）减重反压措施：即削头压足法。

（4）护坡护脚措施：修筑导流堤（顺坝或丁字坝）、水下防波堤（破浪堤）等；种树种草，保持水土；坡面抹灰或刷浆；坡面坡面浆砌石、坡面上设置或增设阻挡滚石的铁链栏栅、半山坡上设置拦石坝、坡脚可设置落石槽等。 （5）支挡措施：如支挡墙、抗滑桩等。 （6）锚固措施：如锚杆、土钉、锚索等。

（7）固结灌浆措施：可采用物理灌浆、化学灌浆或物化灌浆等类型。 （8）其它措施：如电化学加固法、冻结法、焙烧法等。 8. 简述山岩压力（山压）的类型和特点。 ★（1）变形压力

主要是由围岩的塑性挤出、膨胀内鼓、剪切破碎以及弯折内鼓等类型变形破坏所造成的，通常出现在具有塑性围岩或薄层状脆性、半脆性围岩的地下洞室中。

（2）散体压力

主要是由围岩的张裂塌落、剪切滑移、碎裂松动以及重力坍塌等类型变形破坏引起的。通常，这是一种有限范围内脱落岩石自重施加于支护结构上的压力，其打下取决于岩石性质、岩体结构以及的活动。 9. 简述脆性围岩的变形破坏的类型和特点。

★（1）脆性围岩的张裂塌落：岩体结构为块状体结构及厚层状结构，为拉应力集中造成的张裂破坏。

（2）脆性围岩的劈裂剥落：岩体结构为块状体结构及厚层状结构，为压应力集中造成的压致拉裂。

（3）脆性围岩的剪切滑移与剪切碎裂：岩体结构为块状体结构及厚层状结构，为压应力集中造成的剪切破裂及滑移拉裂。

（4）脆性围岩的岩爆：岩体结构为块状体结构及厚层状结构，为压应力高度集中造成的突然而猛烈的脆性破坏。

（5）脆性围岩的弯折内鼓：岩体结构为中薄层状结构，为卸荷回弹或压应力集中造成的弯曲拉裂。

（6）脆性围岩的碎裂松动：岩体结构为碎裂结构，为压应力集中造成的剪切松动。

10. 简述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. 简述高地应力区的主要地质标志？

★1与天然条件下高水平应力释放有关的浅、表生时效变形现象 1.1 隆爆：形态上表现为细长的隆褶或类似于低角度逆断层的断隆，一般角度较小，通常仅1.5~2cm，而延伸长度则较大（大者可达1.5km）。 1.2 席状裂隙：在出露于地表的侵入岩体内，广泛见有一种近水平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。据认为，其生成乃是区域性剥蚀卸荷的结果。

1.3 谷下水平卸荷裂隙及谷坡内的水平剪切蠕动变形带：是一种应力释放型表生时效变形现象。大量的勘探资料表明，在高地应力区内的较开阔的河谷下经常有一系列开口良好、透水性很强的水平卸荷裂隙发育；特别是在走向垂直于现今区域最大主应力方向的河谷段，这类卸荷裂隙往往尤为发育。它们多沿已有的层面或断裂结构面发育而成，故最易于产生在近水平产出的沉积岩分布区和缓倾角裂隙发育的岩浆岩分布区。由于导致这类裂隙形成的区域水平应力的量级相对较底，所以变形仅局限于谷地岩层的微量上拱和沿层间或已有缓倾结构面的错动与拉开而未进一步发展。

1.4 应力释放型的深大拉张变形带：在水电工程地质勘察实践中发现在一些地段的谷坡后缘发育有深大的拉裂缝及拉张陷落带。其规模大、延伸方向稳定及发育深而区别于通常的卸荷裂隙。它是属于在特殊地质、地貌条件下由河谷形成过程中的水平卸荷所导致的应力释放型的时效变形现象，其与其它类型的区别，主要在于这类变形现象是挽近地质历史时期的形成物，其发展已经过减速蠕变及相应的应力释放而达到平衡。

2 与钻进有关的岩体应力释放及伴生的现象 2.1 岩芯饼化现象：最常见的现象。 2.2 钻孔塌落现象：钻孔的孔径并不呈圆形，而是在某一方向上孔径显著增大，其长短轴之差可达3~18cm。 （3）开挖时表现的特征

3.1 基坑底部的隆起、爆裂和沿已有倾斜结构面的逆冲错动。

3.2 边墙向临空面方向的水平位移和沿已有的近水平的结构面发生剪切错动。

3.3 边墙或边坡岩体的倾倒。

3.4 对于隧道而言：拱顶裂缝掉块；边墙内鼓张裂；底鼓及中心线偏移；施工导坑缩径等等。

12. 简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。

13. 改善坝基稳定性的措施有哪些？ ★

（1）清理坝基

将坝基表部的软弱土层、风化破碎岩体或浅部软弱夹层等清除掉，使坝基位于比较完整新鲜的岩体或比较致密坚实的土层之上。 （2）固结灌浆

通过钻孔将胶结材料浆液压入岩层之中，将破碎岩体胶结、连成整理。它是加固破碎的节理裂隙发育的岩体的主要方法。 （3）锚固

当地基岩体中发育有软弱的滑移控制面时，为了提高地基和建筑物的抗滑稳定性，可以采用锚固的方法进行处理。 （4）断裂破碎带的槽、井、洞挖回填

对倾角比较大的断层破碎带或深埋的软弱夹层，将一定范围的软弱破碎物质

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