工程地质分析原理复习题(完成)

说明：1、复习资料中有些题没有找到答案，为了保证可靠性，又不能随变弄个答案上去，所以有些题没有答案；2、由于大家知识有限，所以不是标准答案，仅供参考，大家多留意！3、参与制作的人有：李庆兴、周应国、张衍林、刘骅标、曹磊、张丽华、申大军、陈兴隆、黄烨、周朝磊、严小亚、余朝贵、姚桃。绪论：1、工程地质学是研究人类工程(各种对工程建筑有影响的地质因素的总称。)活动与地质环境之间的相互制约关系，以便科学评价、合理利用、有效改造和妥善保护地质环境、防治可能发生的地质灾害的科学；是地质学与工程学相结合的边缘学科，是地质学的一个分支学科。2（10）、工程地质条件即工程活动的地质环境,即与工程建筑物有关的地质条件的综合。工程地质条件包括地层岩性、地质构造、地形地貌、水文地质条件、岩土体的工程性质、物理地质现象和天然建筑材料等方面。7.工程地质问题：工程活动与地质环境相互制约的主要形式—即工程地质问题.主要的工程地质问题有：区域稳定性问题、岩（土）体稳定问题、与地下渗流相关的问题以及与侵蚀淤积有关的工程地质问题等4个方面8.自然历史分析法：以地质学和自然历史的观点分析研究工程地质条件的形成和发展；以及对建筑物造成的影响和对其进行评价的方法。9.数学力学分析法：在自然历史分析法的基础上，根据所确定边界条件和计算参数，运用数学、力学理论公式进行计算，对工程地质问题进行定量评价。（针对某一具体问题。地质分析为基础——地质模型——数学模型（理论经验公式等））带入有关参数进行计算。10.模拟实验法：对于条件复杂，求解困难的问题，按一定比例建立模型，依靠可比拟性推算工程地质作用或问题产生的机制、发生、发展、演化的全过程，做出真确的评价。11.工程地质分析法：将已有建筑物的工程地质问题评价的结果和经验运用到工程地质条件与之相类似的建筑物中的方法。以上四种方法各有特点，互为补充，综合利用，其中自然历史分析方法是基础。12.工程地质分析的研究对象是地质环境与人类工程活动相互制约的一些主要形式和问题。13.工程地质学的任务：①阐明建筑地区的工程地质条件；②论证建筑物所存在的工程地质问题；③选择地质条件优良的建筑场址；④研究工程建筑物兴建后对地质环境的影响；⑤提出有关建筑物类型、规模、结构和施工方法的合理建议；⑥为拟定改善和防治不良地质作用的措施方案提供地质依据。查明工程地质条件是基本任务，工程地质问题的分析、评价是中心任务。11、工程地质学的研究包括那几个方面的内容？1.岩土工程性质研究；2、工程动力地质作用的研究；3、工程地质勘察理论和技术方法的研究；4区域工程地质的研究12、工程地质学的研究方法有那些？6.自然历史分析法；2、数学力学方法；3、工程地质分析法；4、模拟实验法。13、工程地质研究方法及其优缺点1.自然历史分析方法：经济，快速，简单，但是不能完全满足工程地质评价的要求（定性研究，没有数量的概念）。2.数学力学分析法：可以定量评价。在解决空间问题、非均匀、非线性的复杂问题时有独特的优越性，但只能用于大型或重要的建筑物（耗资巨大）。3.工程地质分析法：具有一定的局限性，只能定性评价。4.模拟实验法：可用于光测弹性、塑性模拟实验及地下水渗流的电网络，能定量评价。以上四种方法各有特点，互为补充，综合利用，其中自然历史分析方法是基础。14、现代工程地质学的发展方向？1、环境工程地质；2、矿山工程地质；3、地震工程地质；4、海洋工程地质15通过课程学习说明如何才能学好工程地质学？具体的学习方法有哪些？个人心得体验是什么？通过课前认真预习，上课认真听课和课后认真复习。通过学习掌握对各种工程地质作用分析研究的思路和方法；向老师请教；查看各种相关资料等。找具体的工程实例进行自主分析。第一章：地壳岩体结构特征的工程地质分析1、岩体：通常把地质历史过程中形成的具有一定岩石成分和一定结构，并赋存于一定的地应力状态的地质环境中的地质体称为岩石。通常指地质体中与工程建设有关的那一部分。，它处于一定的应力状态，呗各种结构面所分割。2、结构面：指岩体中具有一定方向、力学强度相对较低、两向延伸（或具有一定厚度）的地质界面（或带）例如岩层层面、软弱夹层、或各种成因的断裂、裂隙等。3、岩体结构：是建造和改造两者综合作用的产物，指岩体中结构面和结构体的排列组合特征。4、结构面的连通率：Kl=S1/S2;S1:表示结构面固有的间距；S2:表示结构面的平均间距。5、浅表生作用：指地质营力对地壳浅部或浅表的岩土体的改造作用。第二章：地壳岩体的天然应力状态1、自重应力及构造应力自重应力：岩体在重力场作用下形成的应力；构造应力：地壳（运动）在岩体内形成的应力。2、变异应力：岩体的物理、化学变化及岩浆的侵入等引起的应力。具体来说是岩体的物理状态、化学性质或赋存条件的变化引起的，通常只具有局部意义，可统称为变异应力。这类应力均是由岩体的物理状态、化学性质或赋存条件等方面发生变化应起的，通常只具有局部意义。3残余应力：承载岩体遭受卸荷或部分卸荷时，岩体中某些组分的膨胀回弹趋势部分地受到其它组分的约束，于是就在岩体结构内形成残余的拉、压应力自相平衡的应力系统，此即残余应力。4、临界应变速率Cu：岩体单位时间内发生的线应变或剪应变处于临界状态时，岩体中的应力可以达到或超过其长期强度。岩体的应变速率CR大于临界应变速率C0时（此时CF必然大于C0），地壳岩体整个处于弹性状态，岩体及沿断裂带的应力积累均随形变发展而不断增加。5、蓆状裂隙：在出露于地表的侵入岩体中，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。6、凯塞尔效应：受单向拉伸力作用的金属材料，只有当应力达到并超过材料所受过的最大先期应力时才会开始有明显的声发射现象出现，这就是著名的凯塞尔效应。第三章岩体的变形和破坏1、屈服强度：岩体由弹性变形阶段进入塑性变形阶段的临界应力称为岩体的屈服强度。2、残余强度：岩体遭受最终破坏以后仍然保存有一定的强度，称为残余强度。3、蠕变和松弛：蠕变：在应力恒定的情况下岩体变形随时间而发展的过程；松弛：在变形恒定的情况下岩石内应力随时间而降低的过程。4、超空隙水压力：对于饱和土，孔隙中充满水，这些水在稳定状态时有一个平衡的压力,这是孔隙水压力。当土体受到外力挤压，土中原有水压力也会上升，上升的这部分压力就是超孔隙水压力了。5、累进性破坏：岩石的蠕变阶段分为减速蠕变阶段、等速蠕变阶段、加速蠕变阶段，其中进入加速蠕变阶段后，岩石就会产生累进性破坏。第四章：活断层的工程地质研究1、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。2、活断层的错动速度：该速度反映活断层的活动强弱，断层所在地区应变速率大小的重要参数，以一定时间段内的平均错动速率表示。3、活断层的错动周期：断层两次突然错断之间的时间间隔。4、活断层工程地质研究的主要内容：掌握活断层的基本概念及研究意义；掌握活断层的类型及特征、错动速率和活动周期，活断层活动的时空不均一性，震源机制及震源机制断层面解；了解活断层区内规划设计建筑物的基本原则；掌握活断层的判别标志，活断层的调查、监测与研究方法。5、什么叫活断层，用什么来表征它的活动强度：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为活断层；活断层的活动强度主要以其错动速率来判定。6、活断层的活动方式有哪些?与地震有什么关系？活断层具有两种基本活动方式，即粘滑或蠕滑，有些断层则兼具两种方式。粘滑错动是间断性突然性发生的。在一定时间段内断层的两盘就如同粘在一起(锁固起来)，不产生或仅有极其微弱的相互错动，一旦应力达到锁固段的强度极限，较大幅度的相互错动就在瞬时之内突然发生，锁固期间积蓄起来的弹性应变能也就突然释放出来而发生较强地震。这种瞬间发生的强烈错动间断的，周期性的发生，沿这种断层就有周期性的地震活动蠕稳（蠕)滑的错动是持续、平稳地发生的。由于断层两盘岩体强度低，或由于断层带内有软弱充填物或有高孔隙水压力，在受力过程中就会持续不断的相互错动而不能锁固以积蓄应变能，这种方式活动的断层仅伴有小震或无地震活动。实际上活断层的活动方式，既非绝对蠕滑也非绝对粘滑，而是二者兼而有之，再发震粘滑错动发生之前二者都有震前蠕滑。7、活断层对建筑物主要有哪些影响？其一是断层的地面错动及其附近伴生的地面变形，往往会直接损害跨断层修建或建于其邻近的建筑物。其次是活断层多伴有地震，而强烈地震又会使使建于活断层附近的较大范围内的建筑物受到损害。8、按断层面位移的矢量与水平面关系，活断层分为哪几类？按断层的主次关系分为哪几类？走向滑动或平移断层断层面两侧相对的水平运动，相对的垂直升降很小；逆断层的断层面走向垂直于最大主应力方向，水平面夹角一般小于45º，往往为20－40º。正断层的断层面走向垂直于最小主应力，与最大主应力呈锐角，与水平面夹角大于45º，一般为60－80º。按断裂的主次关系又可将活断层分为主断层，分支断层和次级断层。9、什么叫活断层的错动速率？如何获取该值？该速度反映活断层的活动强弱，断层所在地区应变速率大小的重要参数，以一定时间段内的平均错动速率表示。活断层的错动速率多以地质地貌分析法和沿(跨)断层重复测量或仪器监测来测定。对蠕滑段，可采用跨断层精密测量或伸缩仪定点仪器观测确定其错动速率。而对于粘滑段，除了上述方法之外，还可利用断层间断发生的突然错动事件，即古地震事件。通过地质地貌分析其留下地质或地貌的证据，判定古地震的次数、累积错动距、各事件的绝对年龄，求出活断层的错动速率。10、什么叫活断层的错动周期？它只取决于哪些因素？这些因素如何影响它？.断层两次突然错断之间的时间间隔即为活断层的错动周期。影响因素断裂平均错动速度和一次强震产生的位错量。根据活动层的活动方式，可以得出不同的影响方式。对于粘滑，影响方式满足式Rs=D/S，其中(R)为地震重复周期，(S)为断裂平均错动速度，(D)为一次强震产生的位错量；如果构造应变的释放是粘滑、蠕滑兼而有之，则Rs＝D/(D一C)，式中C为平均年蠕滑速率。其他字母与上式相同。11、活断层的鉴别标志：断层位移往往伴有小地震，密集地震台网可以精确测定小震震中沿断层线分布，是判定断层活动的可靠标志。有些间断活动的断层，在其非活动期，断层线两侧既无相对位移，沿断层也无小地震产生。但经过一定时期之后，在断层线上的某一点会发生较强地震，有时还伴以位移达几米的地表错断。这类断层可从历史上地震和断层错动记录或从过去的强震震中沿断层分布取得其活动标志。判定断层活动性主要还是要依靠地质标志，即断层近期活动在最新沉积层中、在断层物质中或在地形地貌上留下来的证据。12、简述活断层的研究方法采用与地质力学模拟相结合的数值模拟方法来对各断层的新活动性及评价区域构造稳定性。这类数值模拟研究的实质，是将某些区域或地区的现代地壳运动这一地质过程看作为一个力学作用过程，用数值计算的方法进行描述。它的基本研究思路是以深入的地质原型调研为基础，通过对一些点上的已知信息的反拟合来推求面上的未知信息，包括区域构造应力场的作用方式和量级，应力—形变场的特征和应力场、形变场和应变能密度分布等随时间的变化过程及发展演化趋势，取得一些必要的定量关系或数据，为断层新活动性及区域构造稳定性的量化评价提供依据。13、简述活断层的建筑原则如果必须在有活断层的强烈地震区修建建筑物，必须在场址选择、建筑物类型选择和结构设计上采取必要的措施以保障建筑物的安全可取。对于规划选场，要对几个相互比较的场址进行断层相对活动性评价，其中活动时期老的断层的场地优于有活动时期新的断层，尽可能避开主断层带；建筑物类型选择，若证实场地中有活断层穿过，或场地位于活动的逆、正断层上盘有可能产生分支及次级错断，则应选择在错动下不致破坏的建筑物型式。建筑物结构设计，以土坝结构设计为例，应注意保证错动后不残存深大开口裂缝、能安全控制大的渗流量。14、根据活断层的位移矢量和水平面的关系，活断层分为哪些？它们的构造应力状态、几何特征和运动特