1、一、工程地質學根本概念及方法1 .工程地質學工程地質學是地質學的分支學科,它是一門研究與工程建設有關的地質問題、為工程建設效勞的地質科學,屬應用地質學的范疇.2 .工程地質條件工程地質條件指的是與工程建筑有關的地質因素的綜合.地質因素包括：巖土類型及其工程性質、地質結構、地貌、水文地質、工程動力地質作用和天然建筑材料等方面.3 .工程地質問題指工程建筑物與地質條件之間的矛盾或問題.如：地基沉降、水庫滲漏等.4 .不良地質現象對工程建設不利或有不良影響的動力地質現象.它泛指地球外動力作用為主引起的各種地質現象,如崩塌、滑坡、泥石流、巖溶、土洞、河流沖刷以及滲透變形等,它們既影響場地穩定性,也對地

2、基根底、邊坡工程、地下洞室等具體工程的平安、經濟和正常使用不利.5 .工程地質學的任務1、說明建筑地區的工程地質條件,并指出對建筑物有利的和不利的因素；2、論證建筑物所存在的工程地質問題,進行定性和定量的評價,作出確切的結論；3、選擇地質條件優良的建筑場址,并根據場址的地質條件合理配置各個建筑物；4、研究工程建筑物興建后對地質環境的影響,預測其開展演化趨勢,并提出對地質環境合理利用和保護的建議；5、根據建筑場址的具體地質條件,提出有關建筑物類型、規模、結構和施工方法的合理建議,以及保證建筑物正常使用所應注意的地質要求；6、為擬定改善和防治不良地質作用的舉措方案提供地質依據.6 .工程地質學的研

3、究方法工程地質學的研究方與它的研究內容相適應的,主要有自然歷史分析法、數學力學分析法、模型模擬試驗法和工程地質類比法.四種研究方法各有特點,應互為補充,綜合應用.其中自然歷史分析法是最重要和最根本的研究方法,是其它研究方法的根底.7 .巖石力學、土力學與工程地質學有何關系巖石力學和土力學與工程地質學有著十分密切的關系,工程地質學中的大量計算問題,實際上就是巖石力學和土力學中所研究課題,因此在廣義的工程地質學概念中,甚至將巖石力學、土力學也包含進去,土力學和巖石力學是從力學的觀點研究土體和巖體.它們屬力學范疇的分支.二、活斷層工程地質研究1 .活斷層的定義活斷層指目前正在活動著的斷層或近期有過活

4、動且不久的將來可能會重新發生活動的斷層(即潛在活斷層).2 .活斷層的特征及分類(1)活斷層是深大斷裂復活的產物(2)活斷層具有繼承性和反復性(3)活斷層按活動方式可以分為地震斷層(粘滑型活斷層)和蠕變斷層(蠕滑型活斷層).3 .活斷層的識別標志地質方面地表最新沉積物的錯斷；活動層帶物質結構松散；伴有地震現象的活斷層,地表出現斷層陡坎和地裂縫.地貌方面(1)斷崖：活斷層兩側往往是截然不同的地貌單元直接相接的部位(2)水系：對于走滑斷層(I-系列的水系河谷向同一方向同步移錯；n、主干斷裂限制主干河道的走向.)(3)山脊、山谷、階地和洪積扇錯開：走滑型活斷層(4)近期斷塊的差異升降運動,可使同一級

5、夷平面別離解體,高程相差較大(5)不良地質現象呈線形密集分布.水文地質方面：導水性和透水性較強；泉水常沿斷裂帶呈線狀分布,植被發育.歷史資料方面：古建筑的錯斷、地面變形；考古；地震記載地形變監測資料：水準測量、三角測量遙感圖象：用于鑒別大區域范圍內的活斷層.4 .活斷層區建筑原那么及防治對策(1)建筑物場址一般應避開活動斷裂帶(2)線路工程必須跨越活斷層時,盡量使其大角度相交,并盡量避開主斷層(3)必須在活斷層地區興建的建筑物,應盡可能地選擇相對穩定地塊即“平安島,盡量將重大建筑物布置在斷層的下盤(4)在活斷層區興建工程,應采用適當的抗震結構和建筑型式.5 .簡述活斷層工程地質研究方法的內容研

6、究內容包括：活層斷的展布、活動特點和監測等.如伴有地震活動,那么應進行地震危險性研究.(1)活斷層的展布：根據已有區域地質、航磁和重力異常資料,與衛星影象、航空照片對照,進行初步判釋,勾劃出所有可能對場地有影響的活斷層.(2)活斷層活動特點研究：在衛(月ft)片判釋的根底上,要進行區域性踏勘,進一步驗證判釋成果.(3)活斷層的監測：為了確定活斷層近期及現今活動的參數,如活動時間、錯動方向和距離、錯動速率和周期等,需進行鉆探、坑探、物探和絕對年齡測定等工作.三、地震工程地質研究1 .根本概念震級：是衡量地震本身大小的尺度,由地震所釋放出來的能量大小所決定.烈度：地面震動強烈程度,受地震釋放的能量

7、大小、震源深度、震中距、震域介質條件的影響.在工程應用中常有地震根本烈度和設防烈度(設計烈度)之分.地震根本烈度：一定時間和一定地區范圍內一般場地條件下可能遭遇的最大烈度.一個地區的平均烈度.設防烈度(設計烈度)：是抗震設計所采用的烈度.是根據建筑物的重要性、經濟性等的需要,對根本烈度的調整.卓越周期：地震波在地層中傳播時,經過各種不同性質的界面時,由于屢次反射、折射,將出現不同周期的地震波,而土體對于不同的地震波有選擇放大的作用,某種巖土體總是對某種周期的波選擇放大得突出、明顯,這種被選擇放大的波的周期即稱為該巖土體的卓越周期.2 .簡述振動破壞效應的分析方法(靜力分析法、動力分析法的原理)

8、地震對建筑物振動破壞作用的分析方法有靜力法和動力法兩種.靜力分析法：(1)假設建筑物是剛體,即建筑物的各局部作為一個整體,具有相同的加速度.(2)建筑物的加速度和地面加速度是相同的.(3)地震作用在建筑物上的慣性力是固定不變的,是由地面振動的最大加速度決定的.動力分析法：(目前應用最廣泛的方法是簡化的反響譜法)(1)假設建筑物結構是單質點系的彈性體.(2)作用于建筑物基底的運動為簡諧運動所測得的結構相同的動力反響不僅取決于地面運動的最大加速度,還取決于結構本身的動力特征,最主要的是結構的自振周期和阻尼比.阻尼比越大,建筑物固有周期與地面振動周期差異越大,越難引起共振.3 .場地工程地質條件對震

9、害的影響(1)巖土類型及性質：軟土硬土,土體基巖.松散沉積物厚度越大,震害越大.土層結構對震害的影響：軟弱土層埋藏愈淺、厚度愈大,震害愈大.(2)地質構造：離發震斷裂越近,震害越大,上盤尤重于下盤.(3)地形地貌：突出、孤立地形震害較低洼、溝谷平坦地區震害大.(4)水文地質條件：地下水埋深越小,震害越大.4 .簡述地震區建筑場地選擇原那么及抗震舉措場地選擇原那么：(1)避開活動性斷裂帶和大斷裂破碎帶；(2)盡可能避開強烈振動效應和地面效應的地段作場地或地基；(3)避開不穩定的斜坡或可能會產生斜坡效應的地段；(4)預防孤立突出的地形位置作建筑場地；(5)盡可能避開地下水埋深過淺的地段作建筑場地；

10、(6)巖溶地區地下不深處有大溶洞,地震時可能會塌陷,不宜作建筑場地.抗震舉措(持力層和根底方案的選擇)：(1)根底要砌置于堅硬、密實的地基上,預防松軟地基；(2)根底砌置深度要大些,以預防地震時建筑物的傾倒；(3)同一建筑物不要并用幾種不同型式的根底；(4)同一建筑物的根底,不要跨越在性質顯著不同或厚度變化很大的地基土上；(5)建筑物的根底要以剛性強的聯結梁連成一個整體.5 .簡述地震發生的條件(1)介質條件：多發生在堅硬巖石中.(2)結構條件：多產生在活斷層的一些特定部位：端點、拐點、交匯點等.(3)構造應力條件：多發生在現代構造運動強烈的部位,應力集中.6 .簡述地震效應類型地震效應可以分

11、為振動破壞效應、地面破壞效應和斜坡破壞效應.(1)振動破壞效應：地震發生時,地震波在巖土體中傳播而引起強烈的地面運動,使建筑物的地基根底以及上部結構都發生振動,給它施加了一個附加荷載即地震力.當地震力到達某一限度時,建筑物即發生破壞.這種由于地震力作用直接引起建筑物的破壞,稱為振動破壞效應.(2)地面破壞效應：地面破壞效應可分為破裂效應和地基效應兩種根本類型.前者指的是強震導致地面巖土體直接出現破裂和位移,從而引起附近的或跨越破裂帶的建筑物變形或破壞.后者指的是地震使松軟土體壓密下沉、砂土液化、淤泥塑流變形等,而導致地基失效,使上部建筑物破壞.(3)斜坡破壞效應：包括地震導致的滑坡、崩塌或泥石

12、流等,主要發生在山區和丘陵地帶.7.我國地震地質的根本特征(1)強震活動受活動構造的嚴格限制.(2)大陸地震受控于現代構造應力場特征.(3)強震活動經常發生在斷裂帶應力集中的特定地段上.(4)絕大多數強震發生在一些穩定斷塊邊緣的深大斷裂帶上,而穩定斷塊內部很少或根本沒有強震分布.(5)裂谷型斷陷盆地限制了強震的發生.8 .簡述地震小區劃的概念及其原理和劃分方法地震小區劃是對城市或工程場地范圍內可能遭遇的地震強度及其特點的劃分.它除了考慮潛在震源情況、傳播路徑的因素外,還根據場地地質活動構造與地貌條件給出場地地震影響場的分布.地震小區劃包括地震動小區劃和地震地質災害小區劃.(1)地震動小區劃不僅

13、要對城市所在范圍內的場地類別和地震動時振動輕重程度作出詳細劃分,指出各小區場地對建筑物抗震的有利或不利程度,指明各小區具體的不利因素以及可能發生的地基失效類型,而且要對城市范圍內各小區提出具有概率意義的設計地震動參數等,包括地面運動峰值加速度、峰值速度、地震動持時、場地卓越周期、加速度反響譜等一系列指標.(2)地震地質災害小區劃應包括砂土液化、軟土震陷、地震斷層、地震滑坡等內容.9 .簡述我國地震分布規律我國地處環太平洋與地中海-喜馬拉雅兩大地震帶之間,地震分布比擬普遍.除臺灣東部、西藏南部和吉林東部地震屬板塊邊緣消減帶地震活動外,其余廣闊地域均屬板內地震活動.而且絕大多數強震都發生在穩定斷塊

14、邊緣的一些規模巨大的區域性深大斷裂帶上或斷陷盆地之內.主要地震區與活動構造帶關系密切.中國科學院地球物理研究所把我國分為23個地震帶.其中最主要的地震帶有：臺灣與東南沿海地震帶；鄭城-廬江地震帶；南北陽地震帶；華北地震帶；西藏-滇南地震帶；天山南北地震帶.10 .砂土液化的概念飽水砂土在地震、動力荷載或其它物理作用下,受到強烈振動而喪失抗剪強度,使砂粒處于懸浮狀態,致使地基失效的作用或現象.11 .影響砂土液化的因素(1)土的類型及性質粒度：粉、細砂土最易液化.密實度：松砂極易液化,密砂不易液化.成因及年代：多為沖積成因的粉細砂土,如濱海平原、河口三角洲等.沉積年代較新：結構松散、含水量豐富、

15、地下水位淺.(2)飽和砂土的埋藏分布條件：砂層上覆地震愈強,歷時愈長,那么愈引起砂土液化,而且涉及范圍愈廣非液化土層愈厚,液化可能性愈??；地下水位埋深愈大,愈不易液化.(3)地震活動的強度及歷時：地震愈強,歷時愈長,那么愈引起砂土液化,而且涉及范圍愈廣.12 .地震砂土液化的機理機理：地震時飽水砂土中形成的超孔隙水壓力使土的抗剪強度降低和喪失.具體來說,砂土依靠顆粒間的摩擦力維持本身的穩定,這種摩擦力主要取決與顆粒間的法向壓力,而飽和砂土由于孔隙水壓力的存在,其抗剪強度小于干砂的抗剪強度(顆粒間摩擦力),地震過程中,砂士將趨于密實,并伴隨排水的現象,而由于砂土變密實,其透水變差.從而產生了剩余

16、孔隙水壓力(超孔隙水壓力),顯然,此時的抗剪強度更低了,而且隨著振動持續時間增長,剩余空隙水壓力不斷累積增大,從而使砂土的抗剪強度持續降低,直至完全喪失.13 .砂土振動液化的評價方法(即判別方法)評價方法：標準貫入試驗判別；靜力觸探試驗判別；剪切波速試驗判別；土的相對密實度判別.14 .砂土振動液化對工程建筑的影響及防護舉措(重點：防護舉措)影響：(1)地面下沉(2)地表塌陷(3)地基土承載力喪失(4)地面流滑防護舉措：振沖法、排滲法、強夯法、爆炸振密法、板樁圍封法、換土、增加蓋重.四、巖石風化工程地質研究1 .巖石風化的概念、風化作用類型、主要風化作用、風化殼巖石風化：巖石在各種風化營力作

17、用下,所發生的物理和化學變化的過程.風化作用類型：物理風化,化學風化和生物風化.主要風化作用：氧化、溶解、水化、水解、碳酸化和硫酸化等作用.風化殼：遭受風化的巖石圈表層.2 .影響巖石風化的因素一、氣候因素：(1)溫度：溫差大、冷熱變化頻率快,有利于物理風化；溫度高,有利于化學風化；(2)降雨：降雨量大,有利于化學及生物風化；二、巖性因素：(1)礦物成分(抗風化水平)：氧化物硅酸鹽碳酸鹽和硫化物最穩定的造巖礦物：石英巖漿巖：酸性巖中性巖基性巖超基性巖變質巖：淺變質巖中等變質巖深變質巖沉積巖：抗風化水平巖槳巖、變質巖(2)化學成分K、Na等活性強的元素比Fe、Al、Si等活性弱的元素更容易流失.

18、同一種元素,所組成的化合物不同,巖石的抗風化水平也不同.(3)結構特點單一礦物組成的巖石抗風化水平較強：單礦巖復礦巖；礦物成分相同：等粒結構不等粒結構,單粒結構巖石抗風化水平較強；Si質膠結Ca質膠結泥質膠結三、地質結構因素：斷層、層面、節理、沉積間斷面、侵入巖與圍巖接觸面(1)斷層帶(裂隙密集帶廣囊狀風化(2)層理面：差異風化一崩塌等(3)節理、裂縫面：球形風化四、地形因素(1)海拔高地區：以物理風化為主；海拔低地區：化學風化速度較快.(2)陡坡地段：風化速度較大,風化殼較薄；緩坡地段：風化速度較慢,風化殼較厚.五、其他因素(1)地殼運動強烈上升期：風化速度快,風化殼厚度不大穩定期：風化徹底

19、,風化殼厚度大(2)人類活動人工開挖基坑、邊坡、隧洞、砍伐森林等,直接加劇風化作用.3 .巖石風化的分帶標志、方法及原那么(重點：分帶標志、方法)分帶標志一、顏色不同：風化巖石在外觀上表現出顏色的差異；二、破碎程度：風化程度越深,原巖破碎程度愈大.(1)從深部完整新鮮巖石至地表：巖塊-塊石-碎石-砂粒-粉粘粒.(2)從總體上看,上部以粉粘粒為主,夾砂粒、碎石；下部以塊石、碎石為主,裂縫中夾粉粘粒、砂粒.三、礦物成分變化：不同風化帶、礦物組合特點不同.(1)劇風化帶：除石英外,大局部礦物已經變異,形成穩定的礦物,如粘土礦物；(2)弱、微風化帶：礦物變異主要發生在塊石裂縫周圍,形成薄膜.四、水理性

20、質及物理力學性質的變化：由上至下：(1)孔隙性、壓縮性由大變??；(2)吸水性由強弱；(3)波速由小f大；(4)強度由低-高.五、鉆探掘進及開挖中的技術特性：風化程度不同的巖石,其完整性和鞏固性不同,因此,勘探中的鉆探方法、鉆進速度、巖心采取率、掘進方法及難易程度是不同的；同時,施工中開挖方法及進度亦各異.分帶方法工程的初勘階段：以定性分帶為主.工程的詳勘階段：以定量分帶為主.具體的分帶方法有：(1)地質分析法一定性分析方法：通過巖石顏色、破碎程度、礦物成分的變化(2)指標定量法：聲波測試法：巖石風化后,聲波速度變慢.風化系數法：按風化系數Ky大小較小分帶.分帶原那么(1)充分反映各風化帶巖石變

21、化的客觀規律,反映各風化帶巖石所具有的不同特征；(2)分帶的標志應有代表性、明確,便于掌握；(3)將定性與定量結合起來；(4)分帶數目既不要過多,也不太少.一般采用三分法、四分法、五分法.4.巖石風化的防護舉措防治巖石風化的舉措一般包括兩個方面：一、對已風化產物的合理利用與處理：(1)風化殼厚度小,全部挖出；(2)風化殼厚度大,數十米以上時,處理舉措視具體條件而定.一般工業民用建筑物,可選擇足夠強度的風化層作地基,設置合理的根底埋置深度；對于重大工程,需挖除對工程構成危險的風化巖石.(3)對于囊狀或夾層風化帶,可采用局部挖除或鋪蓋跨越.二、預防巖石風化的舉措：預防巖石風化的根本指導思想是：通過

22、人工舉措,使風化營力與巖石隔離,使巖石免遭繼續風化,或減緩風化營力的作用強度,減緩巖石的風化速度.對于粘土巖類預防方法有：(1)外表鋪蓋(粘土、水泥、瀝青材料)；(2)化學材料充填(在巖石裂隙中充填化學材料,形成保護膜)；(3)植被.五、斜坡變形破壞工程地質研究1 .斜坡重應力分布的特點(1)斜坡周圍主應力跡線發生明顯偏轉(2)在臨空面附近造成應力集中,但在坡腳區和坡頂及坡肩附近情況有所不同：坡腳附近形成最大剪應力增高帶,往往產生與坡面或坡底面平行的壓致拉裂面.在坡頂面和坡面的某些部位形成張力帶,易形成與坡面平行的拉裂面.(3)坡體內最大剪應力跡線由原來的直線變成近似圓弧線,弧的下凹方向朝著臨

23、空方向(4)坡面處由于側向壓力趨于零,實際上處于兩向受力狀態,而向坡內逐漸變為三向受力狀態.2 .影響斜坡應力分布的因素有哪些(1)巖體初始應力的影響：水平剩余應力的大小使坡體中主應力跡線的分布形式有所不同,明顯改變了各應力值的大小,使應力分異現象加劇,尤其對坡腳應力集中帶和張力帶的影響最大.(2)坡形的影響：坡高：坡高不改變應力等值線圖象,但應力值隨坡高T而線性T.坡角：坡角變化明顯改變了應力分布圖象.隨坡角變陡,張力帶的范圍有所擴大,坡腳應力集中帶最大剪應力值也隨之增高. 坡底寬度：當W<0.8H時,坡腳最大剪應力隨底寬縮小而急劇增高.當W>0.8H時,那么保持為一常值(稱為“

24、剩余坡角應力). 坡面形態：平面上的凹形坡,應力集中明顯減緩.(3)斜坡巖土體特性和結構特征的影響：巖土體的變形模量對均質坡體的應力分布無明顯影響泊松比(可改變主應力和剪應力的分布,引起張力帶變化.隨著泊松比增大,坡面和坡頂的張力帶逐漸擴展,而在坡底那么反之,泊松比增大時,張力帶收縮.1 結構面的產狀、性質的差異,使斜坡中的應力分布出現了不連續性,在不連續面或軟弱面的周邊形成應力集中帶或發生應力滯.3 .斜坡變形破壞的概念、變形破壞的實質及變形破壞的根本形式概念：斜坡變形：是一種動力地質現象,是指地表斜坡巖體、土體在自重應力和其他外力作用下所產生的向坡下的快速運動.斜坡破壞：斜坡變形進一步開展

25、,破裂面不斷擴大并互相貫穿,使斜坡巖土體的一局部別離開來,發生較大位移,這就是斜坡的破壞.變形破壞的實質斜坡受到侵蝕卸荷作用和開挖卸荷等作用所產生的應力釋放效應,而引起的斜坡表層巖土體的彈塑性回彈和蠕變位移.變形破壞的根本形式斜坡變形的形式：拉裂(回彈)、蠕滑、彎曲傾倒.斜坡破壞的形式：崩塌、滑坡.(補充)(1)拉裂：斜坡巖土體在局部拉應力集中部位和張力帶內,形成張裂隙的變形形式稱為拉裂.(2)蠕滑：斜坡巖土體沿軟弱面(層)局部向臨空方向的緩慢剪切變形稱為蠕滑.(3)彎曲傾倒：由陡傾或直立板狀巖體組成的斜坡,當巖層走向與坡面走向大致相同時,在自重的長期作用下,由前緣開始向臨空方向彎曲、折裂,并

26、逐漸向坡內開展,這種變形通常稱為彎曲傾倒.(4)崩塌：斜坡巖土體中被陡傾的張性破裂面分割的塊體忽然脫離母體并以垂直運動為主,翻滾跳躍而下,這種現象和過程稱為崩塌.(5)滑坡：斜坡上的巖土體,沿著貫穿的剪切破壞面(帶),產生以水平運動為主的現象,稱為滑坡.4 .崩塌的概念、形成條件及根本特征概念：斜坡巖土體中被陡傾的張性破裂面分割的塊體,忽然脫離母體并以垂直運動為主,翻滾跳躍而下,這種現象或運動稱為崩塌.(按崩塌的規模,可分為山崩和墜石.按物質成分,可分為巖崩和土崩)條件：(1)地層巖性條件一一厚層狀硬脆性巖體.灰巖、砂巖、石英巖等厚層硬脆性巖石常能形成高陡的斜坡,其前緣常由于卸荷裂隙的發育而形

27、成陡而深的張裂縫,并與其它結構而組合,逐漸開展而形成連續貫穿的別離面,在觸發因素作用下發生崩塌.(2)巖體結構條件一一節理裂隙(二組或二組以上陡傾節理).硬脆性巖石中往往發育兩組或兩組以上陡傾節理,其中與坡面平行的一組常演化為張裂縫.(3)地形條件一一地形切割強烈,高差大,發生崩塌的地面坡度一般大于45o,而大局部分布在大于60o的斜坡上.(4)外力條件一一風化作用、靜水壓力、震動、凍脹作用等.根本特征(1) 一般發生在高陡斜坡的坡肩部位(2)質點位移矢量鉛直方向較水平方向要大得多(3)崩塌發生時無依附面(4)往往是忽然發生的,運動快速(5)崩塌具有多發性的特點,即發生過崩塌的地方,仍可能再次

28、發生崩塌.5 .崩塌與滑坡的差異性和共同點一、差異性(1)滑坡沿滑動面滑動,滑體的整體較好,有一定外部形態.而崩塌那么無滑動面,堆積物結構零亂,多呈錐形.(2)崩塌以垂直運動為主,滑坡多以水平運動為主.(3)崩塌的破壞作用都是急劇的,短促的和強烈的.滑坡作用多數也很急劇、短促、猛烈,有的那么相對較緩慢.(4)崩塌一般都發生在地形坡度大于50度,高度大于30米以上的高陡邊坡上,滑坡多出現在坡度50度以下的斜坡上.二、共同點和聯系(1)崩塌與滑坡均為斜坡上的巖土體遭受破壞而失穩向坡腳方向的運動.(2)常在相同的或近似的地質環境條件下伴生.(3)崩塌、滑坡可以相互包含或轉化,如大滑坡體前緣的崩塌和崩

29、塌堆載而形成的滑坡.6 .滑坡的概念、形態要素概念：斜坡巖土體在重力等因素作用下,依附滑動面(帶)產生的向坡外以水平運動為主的運動或現象.形態要素：滑動面(帶)、滑坡體、滑坡周界、滑床、滑坡前緣(滑坡舌)、滑坡壁、主滑線、滑坡臺階、滑坡洼地、滑坡裂縫7 .識別滑坡的方法與標志識別方法：利用遙感資料,如航片、彩虹外照片來解釋；通過地面調查測繪來解決；采用勘探方法來查明.識別標志：(1)地形地貌方面：滑坡形態特征、階地、夷平面高程比照.(2)地質構造方面：滑體上產生小型褶曲和斷裂現象；滑體結構松散、破碎.(3)水文地質方面：結構破碎-透水性增高-地下水徑流條件改變-滑體外表出現積水洼地或濕地,泉的

30、出現.(4)植被方面：馬刀樹、醉漢林.(5)滑動面的鑒別：a.勘探：鉆探b.變形監測：鉆孔傾斜儀.8 .滑坡的分類(重點：一、二類)一、按滑坡動力學性質可分為：推動式、牽引式、平移式、混合式.推動式滑坡：始滑部位位于上部.主要是由斜坡上部張裂隙發育或因堆積重物和在坡上進行建筑,引起上部失穩滑動而推動下部滑動.平移式滑坡：滑動面較平緩,始滑部位分布于滑動面的許多點.牽引式滑坡：始滑部位位于下部,首先是下部開始滑動,然后向上擴展,引起由下而上的滑動,主要是由于坡底受到河水沖刷或人工開挖引起的.混合式滑坡：始滑部位上下結合,共同作用.其比擬常見.二、按滑動面和層面的關系可分為：均質滑坡(無層滑坡)、

31、順層滑坡、切層滑坡均質滑坡：發生在均質或沒有明顯層理的巖體或土體中的滑坡,滑動面不受層面的限制.順層滑坡：沿著巖層層面發生滑動,尤其是有軟弱巖層存在時.切層滑坡：滑坡面切過巖層面.三、按時代分：新滑坡,老滑坡,古滑坡,始滑坡四、按巖土體類型分：粘性土滑坡,黃土滑坡,堆填土滑坡,堆積土滑坡,破碎巖石滑坡,巖石滑坡.9 .影響斜坡穩定性的因素內在因素：巖土類型及性質、地質構造、地形地貌、水文地質等.外在因素：振動作用(如地震)、降水(雨、雪)、水庫蓄水、人類活動(開挖、加載,植被、水等)風化、剝蝕作用等.一、巖土體的類型及性質(決定抗滑力的根本因素)(1)坡形相同的情況下：堅硬巖石斜坡半堅硬巖石松

32、散土坡；(2)沉積巖：層理軟弱夾層；(3)巖漿巖：原生節理發育,與巖石強度和風化作用有關；(3)變質巖：由于礦物成分的差異導致工程地質性質的差異(石英巖、泥巖)；(4)滑坡往往集中在某些特定的巖層中易滑巖組；(5)對于同一種成因類型的巖層,組成巖石的礦物成分及膠結物不同,其穩定性不同：硅質膠結鈣質膠結泥質膠結.二、地質結構(巖體結構及地質構造)(1)結構面一結構面的產狀、力學性質、規模；(2)沉積巖地區：特大型的滑坡主要與層面構造有關在褶皺的兩翼部位,結構面往往形成上陡下緩的勺形沿著大的構造斷裂帶,滑坡往往呈帶狀分布按結構面的產狀與臨空面的關系,可分為：平迭坡：主要軟弱結構面為水平的；逆向坡：

33、主要軟弱結構面的傾向與坡面的傾向相反；順向坡：主要軟弱結構面的傾向與坡面的傾向一致(傾角a小于坡角3時最易發生滑坡)；斜交坡：主要軟弱結構面與坡面成斜交關系.其交角越小,穩定性就越差；橫交坡：主要軟弱結構面的走向與坡面走向近于垂直,穩定性較好,很少發生大規模的滑坡.三、地形地貌：斜坡坡度越大,切割深度越深,斜坡穩定性越差.四、地震：產生附加應力.五、水的作用：(1)水平推力側向水壓力；(2)浮托力、動水壓力減小滑動面上的有效應力；(3)軟化效應空隙水壓力降低巖土體的抗剪強度；(4)動水壓力；(5)沖刷、掏空作用.六、人類活動的影響：人工加載、采礦掏挖坡角、人工邊坡開挖等.10 .斜坡穩定性評價

34、的根本方法斜坡穩定性評價方法可分為兩大類：定性評價和定量評價.一、定性評價(1)成因歷史分析法：通過研究斜坡形成的地質歷史和所處的自然地質環境,斜坡外形和地質結構,變形破壞形跡,以及影響斜坡穩定性的各種因素特征的相互關系,從而對它的演變階段和穩定狀況作出宏觀評價.(2)工程地質類比法：類比法就是將所要研究的斜坡或擬設計的人工邊坡與已經研究過的斜坡或人工邊坡進行類比,以評價其穩定性及其可能的變形破壞方式,并確定其極限坡角和坡高.(3)赤平投影圖解分析法：從二維平面圖形表達物體幾何要素的空間方位,并方便地求得它們之間的夾角與組合關系.在斜坡穩定性研究中,能表示出可能滑移面與坡面的空間關系及其穩定性

35、,所以被人們廣泛采用.二、定量評價(1)剛體極限平衡法：只考慮破壞面的極限平衡狀態,其破壞遵循庫倫依據,將斜坡破壞問題簡化為平面問題處理.(2)有限單元法：通過離散化,將坡體變換成離散的單元組合體.(3)概率分析法：采用剛體極限平衡理論的斜坡穩定性分析方法,要引入穩定性系數的概念,而客觀上的穩定性系數也為隨機變量.11 .剛體極限平衡法的概念、評價思路、根本原理(重點：評價思路、原理)概念：將可能滑動的巖體作為剛體,采用極限平衡原理,計算沿滑坡推力E的定義是總的下滑力(NT)與總的抗滑力(2Rs)之間的差值,表達式為：E=ST-2Rso當E=0時,為極限平衡狀態.剛體極限平衡法評價的思路：(1

36、)可能破壞巖土體的幾何邊界條件分析(2)受力條件分析(3)確定計算參數(4)計算穩定性系數(5)確定平安系數進行穩定性評價根本原理：假設前提：(1)只考慮破壞面上的極限破壞狀態,而不考慮巖土體的變形.即視巖土體為剛體.(2)破壞面上的強度由C.值決定,遵循強度判據.(3)滑體中的壓力以正壓力和剪應力的形式集中作用于滑面上,均視為集中力.(4)三維問題簡化為二維(平面)問題來求解.12 .滑坡防治的根本原那么、防治舉措(重點：防治舉措)根本原那么：以防為主,治理為輔.應該把防災貫穿到工程建設的各個環節,在工程規劃選址、設計、施工各階段均應注重防災減災.防治舉措：一、擋土抗滑工程：1擋墻；2抗滑樁

37、；3錨桿索；3支撐.二、表里排水：包括排除地表水和地下水.三、削坡減載：這種舉措的目的是為了降低坡體的下滑力,其主要的方法是將較陡的邊坡減緩或將滑坡體后緣的巖土體削去一局部.四、防沖護坡：為預防斜坡被河水沖刷或海、湖、水庫水的波浪沖蝕,一般修筑導流堤、水下防波堤、丁壩以及砌石、拋石、草皮護坡等舉措.五、土質改進：土質改進的目的在于提升巖土體的抗滑水平,主要用于土體性質的改善.六、防御繞避：當線路工程如鐵路、公路遇到嚴重不穩定斜坡地段,處理又很困難時,那么可采用防御繞避舉措.其具體工程舉措有：明胴和御塌棚及內移、作隧、外移作橋等.上述各項舉措,可歸納為“擋、排、削、護、改、繞六字方針.13 .滑

38、坡空間預測、時間預報的根本原理空間預測：可劃分：區域性預測、地區性預測、場地預測主要是通過滑坡條件分析,確定出對滑坡作用有利的因素組合,根據這些有利因素組合來預測區域上某斜坡段將來產生滑坡的可能性,圈定出可能產生滑坡變形的范圍.其理論根底為工程地質類比法.預測的方法：因子疊加法、綜合指標法時間預報：可劃分：區域性中長期預報、場地性短期預報其原理主要是巖土體蠕變流變理論.預報的方法：根據宏觀征兆預報、根據觀測資料預報六、滲透變形工程地質研究1 .理解滲透變形的根本概念,掌握影響滲透變形的根本形式；2 .掌握產生滲透變形的根本條件及其影響規律；3 .掌握滲透變形預測思路及評價方法；4 .掌握滲透變

39、形的防治原那么及防治舉措.1 .滲透變形的根本概念、類型滲透變形：巖土體在地下水滲透力動水壓力的作用下,局部顆?；蛘w發生移動,引起巖土體的變形和破壞的作用和現象.滲透變形類型：管涌、流土.管涌：在滲流作用下,單個土顆粒發生獨立移動的現象,又稱潛蝕.根據滲透方向與重力方向的關系：垂直管涌、水平管涌.按滲流方向與土層接觸面的關系：垂直接觸管涌、平行接觸管涌.流土：在滲透作用下,一定體積的土體同時發生移動的現象.2 .產生滲透變形的根本條件滲透變形產生的必要條件：一、滲流的動水壓力及臨界水力梯度：當dp滲透壓力=dQ水下重量時,單元體處于懸浮狀態,發生流土.此時滲流的水力梯度為臨界水力梯度Icr.

40、土粒越密實,n越小,Icr越大,土體越不容易發生滲透變形.二、土體結構特征決定了土體的抗滲強度：1粗細顆粒直徑比例：土體的排列方式決定著D粗顆粒直徑/d0空隙直徑的值.當排列疏松時,D/d0減小,D/d減小,滲透變形廣泛；當排列密實時,D/d0增大,D/d增大,滲透變形不廣泛.(2)細顆粒的含量：用細顆粒含量百分數來判別雙峰型礫土的滲透變形型式：Y>35%流土Y<25%管涌刀=25%-35%流土或管涌,取決于踩土的密實度及細顆粒的組成.細顆粒成分中粘粒含量增加,可增大土的凝聚力,土的抗滲強度增加,不易發生滲透變形.三、宏觀地質因素：(1)地層組合關系：單一型：多位于河流的上游,一般

41、為砂卵(礫)石層,一般發生管涌,隨著細粒成分的增多,可能流土.雙層型：主要考慮表層粘性土的性質、厚度、完整程度.多層型：除考慮表層粘性土層外,還考慮砂層透鏡體或粘性土層透鏡體或相變等造成水力梯度的突變等原因.(2)地形地貌條件：溝谷切割等改變了滲流的補給、滲流的長度、出口條件等.四、工程因素：施工等破壞了表層具有防滲作用的弱透水層.3 .滲透變形預測思路(步驟)(1)根據土體的類型和性質,判斷是否容易發生滲透變形,以及變形的類型.(2)確定土體中各點的實際水力梯度,尤其是最大水力梯度.(3)確定相對于該土體的臨界水力梯度和允許水力梯度.(4)判斷滲透變形的可能性及范圍.4 .滲透變形的防治原那

42、么及防治舉措防治原那么：滲透變形的防治舉措,原那么上可分為三類.第一類舉措是改變滲流的水動力條件,第二類舉措是保護滲流出口,第三類舉措是改善土石性質.防治舉措：一、垂直截滲：防滲帷幕、截水槽、混凝土防滲墻二、水平鋪蓋：在壩上游設置粘性土鋪蓋,其滲透系數比透水地基小2-3個量級,并與壩體的防滲斜墻搭接.三、排水減壓：常用的方法有排水溝和減壓井,它們的作用是吸收滲徑和減小逸出段的實際水力梯度四、反濾蓋重：在滲流逸出段分層鋪設幾層粒徑不同的砂礫石層,層界面應與滲流方向正交,粒徑由細到粗,常設置三層,即為反濾層.反濾層是保護滲流出口的有效舉措,它既可以保證排水通暢,降低逸出水力梯度,又起到蓋重的作用.

43、五、物理、化學方法：改造、凍結、電動硅化、灌漿(化學漿液)等.七、巖溶工程地質研究1 .溶蝕相關概念巖溶：是巖溶作用及其所產生的地貌現象和水文地質現象的總稱.亦稱喀斯特.巖溶作用：以化學溶蝕為主,同時還包括機械破碎、沉積、坍塌、搬運等作用,是一個化學-物理相結合的綜合作用.混合溶蝕效應：不同成分或不同溫度的水混合后,其溶蝕性有所增強,這種增強的溶蝕效應叫做混合溶蝕效應.(兩種分別已經飽和的溶液,不再具有溶蝕水平；但這兩種溶液混合以后,可以重新具有溶蝕水平.)其他離子的作用(1)酸效應：氫離子能與碳酸根離子結合,從而增加碳酸鈣的溶解.(2)同離子效應：抑制巖溶作用.(3)離子強度效應：溶液中有與

44、碳酸鈣不相關的強電解質離子時,將使碳酸鈣的溶解度增大,從而促進碳酸鈣的溶解.2 .巖溶發育的根本條件及影響因素條件：(1)具可溶性巖石；(2)具溶蝕水平的水；(3)具良好的水的循環交替條件,即具有良好的地下水的補給、徑流和排泄條件.影響因素：一、碳酸鹽巖巖性的影響：方解石含量越高,KV(比溶蝕度)越大；反之白云石含量越高,Kv越小.酸不溶物含量越高,Kz越小.二、氣候的影響：降水：水直接參與巖溶作用,充足的降水是保證巖溶作用強烈進行的必要條件.水是溶蝕作用的介質和載體,充足的降水保證了水體的良好的循環交替條件,促進巖溶作用的強烈進行.氣溫：氣溫升高,生物新陳代謝加快,土壤中有更多的CO2富集,

45、但水中的CO2的溶解度減小,不利于巖溶作用.氣溫升高,溶蝕速率增大,有利于巖溶作用.總體上：氣溫升高有利于巖溶作用的進行.溫熱潮濕的熱帶、亞熱帶地區：巖溶作用較強烈；高寒枯燥的極地、寒帶地區：巖溶現象不發育.三、地形地貌的影響： 平坦地區：地表徑流弱,入滲強烈,有利于巖溶發育. 陡峭地區：地表徑流強烈,入滲弱,不利于地下巖溶發育. 突起地區：地下水位深,包氣帶厚度大,垂直巖溶發育.低洼地區：地下水位淺,匯水地帶,巖溶發育強烈,以水平巖溶為主.四、地質構造的影響：斷裂的影響：沿斷裂面巖溶發育強烈各組破裂面相互交織、延伸進而限制了巖溶發育的形態、規模、速度和空間分布.各種破裂面相互交織,使地下水混

46、合溶蝕效應明顯,促進巖溶發育.褶皺的影響：褶皺的不同部位,裂隙發育不均勻,巖溶強度不同.核部比翼部發育.大型褶皺限制了可溶巖的空間分布和地下水匯水范圍及徑流條件,影響著巖溶的發育.巖層組合的影響：厚而純的碳酸鹽巖：I.包氣帶：多發育垂直巖溶形態.n.地下水季節變動帶：兩方向巖溶均發育.m.飽水帶：規模大、連續性好的水平巖溶.W.深循環帶：巖溶不很發育.碳酸鹽巖夾非可溶性巖層.非可溶性巖層與碳酸鹽巖互層：在同一時期,巖溶呈多層發育.非可溶性巖層夾碳酸鹽巖：巖溶發育極弱.五、新構造運動的影響：地殼運動的性質、幅度、速度和涉及范圍,限制著水循環交替條件及其變化趨勢,從而限制著巖溶發育的類型、規模、速

47、度、空間分布及巖溶作用的變化趨勢.上升期：侵蝕基準面相對下降,地下水位逐漸下降,側向巖溶不發育,規模小而少見,分帶現象明顯,以垂直形態的巖溶為主.平穩期：侵蝕基準面相對穩定,溶蝕作用充分進行,分帶現象明顯,側向巖溶規模大,巖溶地貌較明顯典型. 下降期：常形成覆蓋型巖溶,地下水循環條件變差,巖溶作用受到抑制或停止. 間歇性上升：形成水平溶洞成層分布,高程與階地相對應.振蕩升降：巖溶作用由弱到強,由強到弱反復進行,形成以垂直形態的巖溶為主,水平溶洞規模不大,而且成層性不明顯. 間歇性下降：巖溶多被埋于地下,規模不大,但具成層性,洞穴中有松散物充填.3 .巖溶滲漏的類型、影響因素及水庫滲漏的研究內容

48、類型：按滲漏通道分類：裂隙分散滲漏、管道集中滲漏.按庫水漏失的特點分類：暫時性滲漏、永久性滲漏.影響因素：一、巖溶的影響碳酸鹽巖經巖溶作用后,形成各種地下巖溶,如溶隙、溶洞、暗河等,使巖體的透水性加大,常構成水庫滲漏的主要通道.巖溶發育程度是決定滲漏通道大小的根本因素.二、地質構造的影響滲漏通道的連通性主要決定于地質構造的特點,同時褶皺和斷層對巖溶滲漏通道的影響十分復雜.三、河谷區水文地質特征的影響(1)補給型兩岸地下水或兩岸地下水及鄰谷河水均勻補給建庫河流.(2)排泄型建庫前河水補給地下水,建庫后肯定會產生庫水永久滲漏.(3)懸托型因深成巖溶發育而形成區域性地下水位不斷下降,在這種河谷中修建

49、水庫時,將沿整個庫底產生垂直滲漏,應盡量預防在懸托型河谷段修壩建庫.水庫滲漏的研究內容(1)查明巖溶發育、分布規律、重點查明溶洞、暗河的展布位置、規模等,進行巖溶泉水流量、高程調查,確定通道的位置及可能影響程度.(2)分析地質條件巖層組合：當夾有非可溶巖地層時,可借助該層預防滲透.地質構造：褶皺：縱谷：與河流所處褶皺的部位有關.橫谷：修水庫不剎,但充分剎用隔水層,可能預防壩區滲漏.斜交谷：具體分析.斷層：既可有利于滲漏,又可不利于滲漏.巖體侵入：相對隔水層的分布位置.(3)查明河間地塊的水文地質條件補給型：滲漏與否視蓄水后庫水位與地下水位的補給關系而定.假設建庫后仍為補給型,不永久滲漏.假設建

50、庫后為排泄型,那么滲漏.排泄型：建庫后肯定會產生永久滲漏.懸托型：一定滲漏.4 .巖溶區選擇庫壩位址的原那么(1) 在查明地層巖性、地質構造、水文地質條件和巖溶發育規律的根底上,選擇良好的庫壩位置,切忌單純以地形條件及工程要求選址,應預計和預防嚴重工程地質問題所帶來的后患.(2)中小型水庫的投資及防滲處理技術有限,應預防在懸托型及排泄型河谷上筑壩建庫.(3)在橫向河谷中選擇壩址時,一定要充分利用相對隔水層的天然防滲作用,選擇厚度較大,分布較穩定,傾向上游的隔水層為壩基.(4)假設壩址選在溶洞泉或暗河口的上游河段時,應查明庫水與溶洞泉或暗河連通的可能性.在這種條件下壩址宜建在溶洞泉或暗河出口的下

51、游河段處,以免滲漏及其它后患.(5)利用巖溶發育規律,來選擇庫壩位址及限制工程規模.5 .巖溶滲漏的防治舉措主要有兩個大方面的防治舉措：一是降低巖體的透水性,截斷滲漏的通道；二是合理導水導氣.(1)灌漿：借助鉆孔向地下滲漏通道灌注水泥、瀝青、粘土漿液,充填巖體中的洞穴、裂隙,以降低巖體的透水性,形成灌漿帷幕,到達防滲的目的.(2)鋪蓋：在壩上游或水庫某一部位,用透水性小的粘性土或混凝土填筑成人工鋪蓋,以處理地表附近面積較大的分散性滲漏通道.(3)堵洞：用塊石、砂、混凝土、粘性土等材料,堵塞規模較大的巖溶洞穴,如堵塞井狀落水洞、漏斗等.(4)截滲：系指在地下巖溶管道的集中漏水處,用混凝土或漿砌塊

52、石等筑成截水墻,多用于截斷水平集中滲漏通道,這叫截水墻.要求能足以承受地下水的水頭壓力.(5)疏導：修建自動啟閉閘門、煙囪式調壓井、臥管式調壓井.6.巖溶地基變形破壞的主要形式(1)地基承載力缺乏：在覆蓋型巖溶區,上覆松軟土強度較低,或建筑荷載過大,引起地基發生剪切破壞,進而導致建筑物的變形和破壞.(2)地基不均勻下沉：覆蓋型巖溶區,下伏石芽、溶溝、落水洞、漏斗等造成基巖面的較大起伏,當其上部有性質不同、厚度不等的粘性土分布時,在建筑物附加荷載作用下,產生地基不均勻下沉,從而導致建筑物的傾斜,開裂、傾倒及破壞.(3)地基滑動：在裸露型巖溶區,當根底砌置在溶溝、溶隙、落水洞、漏斗附近時,有可能使

53、根底下巖體沿傾向臨空的軟弱結構面產生滑動,進而引起建筑物的破壞(4)地表塌陷：地基主要受力層范圍內,如有溶洞、暗河、土洞等時,在自然條件下,或因建筑物的附加荷載、抽排地下水等因素作用,產生洞頂坍塌,引起地面沉陷、開裂,以至使地基忽然下沉,形成地表塌陷,進而導致建筑物的破壞.7.巖溶塌陷的特征及其形成機理(潛蝕論、吸蝕論)特征：根據我國大量的實例分析,地表塌陷的分布具有以下特征.(1)地表塌陷在裸露型巖溶區極為少見,主要分布在復蓋型巖溶區.當松散覆蓋層的厚度較小時地表塌陷比厚度大時要嚴重.一般說,覆蓋層厚度小于10m者塌陷嚴重,厚度大于30m者塌陷極少.(2)地表塌陷多發生在:&溶發育強

54、烈的地區,如在斷裂帶附近、褶皺核部、硫化礦床的氧化帶、礦體與碳酸鹽巖接觸部位等.(3)在抽、排地下水的降落漏斗中央附近,地表塌陷最為密集.(4)地表塌陷常沿地下水的主要徑流方向分布.(5)在接近地下水的排泄區,因地下水位變化受河水位的變化頻繁而強烈,故地表塌陷亦較強烈.(6)在地形低洼及河谷兩岸平緩處易于塌陷.形成機理：(1)潛蝕論：在覆蓋型巖溶區,由于下部碳酸鹽巖巖溶發育,存在落水洞、溶隙、溶洞等地下水的良好通道,當天然或人為原因使地下水位大幅度下降時,那么地下水的流速和水力梯度亦相應加大,對上覆第四紀土層和洞穴、溶隙中的充填物進行沖蝕、淘空,并將土顆粒隨水攜走,這時在與碳酸鹽巖體頂板接觸處

55、的土層中開始形成土洞.土制的形成改變了土層中的原始應力狀態,引起洞頂的坍落.在地下水不斷潛蝕及土體重力坍落作用下,土洞不斷向上開展成拱形,當土層厚度較大時可以形成天然平衡拱,土洞停止開展而隱伏于地下.當土層較薄時,土洞不能形成天然平衡拱,其頂部不斷坍落,一直到達地表,形成地表塌陷.(2)真空吸蝕論：在相對密閉的承壓巖溶水中,由于地下水位大幅度下降,當地下水位低于覆蓋層底板(或巖溶洞穴的外表)時,地下水由承壓轉為無壓大狀態,在地下水面與覆蓋層底板之間形成促氣壓狀態的“真空腔(或“負壓腔),在真空腔內的水面如同“吸盤一樣,強有力地抽吸著覆蓋層底板的土顆粒,使土體遭受“吸蝕掏空,形成土洞.同時,隨著

56、地下水位的不斷下降,因真空腔內外壓差效應不斷加劇,引起腔外大氣壓對覆蓋層外表產生一種無形的“沖壓作用,加速了覆蓋層結構的宏觀破壞,土層強度降低,地面忽然發生變形和破壞.這種由于“真空壓差效應對上覆土層所產生的“內吸外壓作用叫做真空吸蝕.這種作用的發生很快,有時發生于瞬間,因而形成突發型塌陷.8.巖溶地基穩定性評價方法(覆蓋型巖溶區、裸露型巖溶區)覆蓋型巖溶區極限狀態時：H=h+Z+D式中：極限狀態時上覆土層的厚度；h:土洞高度；D:根底砌置深度；Z:根底底板以下建筑荷載的有效影響深度；(1)當H>H時,地基是穩定的.(2)當H<H時,地基是不穩定的,是建筑荷載和土洞共同作用的結果.(3)當H<h時,僅土洞的開展就可導致地表塌陷.裸露型巖溶區洞穴原體積M與