搜索
工程地质学期末复习题考试题型：一、概念题二、问答题三、拓展性题（可能是写摘要）,部分答案没找到或者存在一些问题。第一章、概述（胡）1.什么是工程地质学，其主要研究目的、任务是什么？工程地质学是研究与人类工程建设等活动有关的地质问题的一门地质学分支学科。目的：人类工程活动与地质环境的相互作用关系为研究核心；查明建设地区或建筑场地的工程地质条件、分析和预测可能存在和已发生的工程地质问题及其对建筑物和地质环境的影响与危害、提出不良地质现象防治措施，以保证工程建设的合理规划以及建筑物的正确设计、顺利施工和正常使用，是本学科的研究目的。任务：①阐明建筑地区的工程地质条件，并指出对建筑物有利和不利的因素；②论证建筑物所存在的工程地质问题，进行定性和定量的评价，作出确切的结论；③选择地质条件优良的建筑场址，并根据场址的地质条件合理配置各个建筑物；④研究工程建筑物兴建后对地质环境的影响，预测其发展趋势，并提出对地质环境合理利用和保护的建议；⑤提出有关建筑物类型、规模、结构和施工方法的合理建议，以及保证建筑物正常使用所应注意的地质要求；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。2.什么是工程地质条件、工程地质问题、工程地质环境？①工程地质条件：与工程建筑物有关的地质因素的综合。工程地质条件可以理解为与工程建筑有关的地质要素之综合，包括地形地貌条件、岩土类型及其工程地质性质、地质结构、水文地质条件、物理地质现象、以及天然建筑材料等六个要素。工程地质条件是在自然地质历史发展演化过程中形成的;工程地质条件的优劣取决于其各个要素是否对工程有利。②工程地质问题：工程建筑物与工程地质条件之间所存在的矛盾或问题。③工程地质环境：指与工程相关的地壳上部的岩石、水、空气和生物在内的相互关联的多成分系统。这个系统以地表为其上限，以人类作用于地壳的深度为其下限。3.工程地质学的核心理论是什么？工程活动与地质环境相互作用理论。4.工程地质学主要有哪些分支学科？环境工程地质学，海洋工程地质学，地震工程地质学，铁路工程地质学，公路工程地质学，水利工程地质学5.地质环境与人类工程活动的相互作用主要体现在哪些方面？地质环境对人类工程活动的制约；人类工程活动对地质环境的改造作用。第二章、岩土体工程地质（胡）（1-7题为第二章第一个ppt、8-18为第二章第二个ppt、19-30题为第二章第三个ppt）1.什么是土的强度?其主要特点有哪些?土的强度是指土在外力作用下达到屈服或破坏时的极限应力。由于剪应力对土的破坏起控制作用，所以土的强度通常是指它的抗剪强度。特点：(1)土是碎散颗粒的集合，颗粒之间的相互联系一般相对薄弱，土的强度主要是由颗粒间的相互作用力决定，而不是由颗粒矿物的强度本身决定的。(2)土的破坏主要是剪切破坏，其强度主要表现为抗剪（摩擦）强度。(3)粘聚力：颗粒间的连接－粘聚力。(4)三相（固、液、气）组成。固体颗粒之间的液体、气体及液、固、气间的界面对于土的强度有很大影响：孔隙水压力、吸力（毛细力）。(5)地质历史的影响不容忽视：造成土强度强烈的多变性、结构性和各向异性。2.土破坏的常见准则有哪些?①莫尔-库仑破坏准则实验证明,当材料中某一平面上的剪应力τf等于材料的抗剪强度S时,则材料发生破坏,且沿该面上的S值为同一平面上法向应力σn的函数，即τf=S=f(σn)(1)式(1)为一条曲线,称为莫尔强度包络线。古老的库仑理论假定，S是法向应力σn的线性函数，于是，式(1)简化为：τf=S=C+σntgφ(2)式(2)称为莫尔-库仑破坏准则，包络线为直线。包络线与纵轴的截距C称为土的凝聚力；包络线的倾角φ称为土的内摩擦角；tgφ称为摩擦系数。②库仑－太沙基破坏准则太沙基根据有效应力原理提出,土的抗剪强度S或剪应力τf是与破坏面上的有效应力σe=(σ-σw)成线性关系的，因此，式(2)可写为：S=τf=Ce+(σ-σw)tgφe(3)式中,Ce和φe分别代表土的有效凝聚力和土的有效内摩擦角。③斯肯普顿残余强度准则英国A.W.斯肯普顿于1964年提出残余强度的概念，在国际上普遍采用。他从许多硬粘土的滑坡实例中，发现超压密的硬粘土边坡在短期内往往是稳定的,但经过几年甚至几十年后,却发生了滑坡。据他推算的滑坡土体实有强度，远低于常规试验测得的峰值强度，而略大于大剪切变形下的强度。为了安全，他建议采用大剪切变形下的强度，作为土的残余强度值。他曾利用直剪仪进行反复剪切试验求得残余强度值。④长期强度准则实验证明，加载时间越长，强度越低，经历长时间的强度最低值，即长期强度。3.土的抗剪强度一般由那些成分构成？有哪些了类型?粘聚（力）强度：静电引力，范德华力、颗粒间胶结、颗粒间接触点的化合键价、表观粘聚力摩擦强度：固体间的滑动摩擦、咬合摩擦4.土强度的主要影响因素有哪些？如何影响？（1）内部因素①组成：矿物成分，颗粒大小与级配，颗粒形状，含水量（饱和度）以及粘性土的离子和胶结物种类等因素。②状态：砂土的相对密度；粘土的孔隙比。③结构：颗粒的排列与相互作用关系。（2）外部因素温度、应力状态（围压、中主应力）、应力历史、主应力方向、应变值、加载速率及排水条件。物理性质：（1）颗粒矿物成分（2）土的结构颗粒的几何性质土的级配土粒排列（3）土的状态（4）剪切带的形成及其影响外部条件：围压3的影响中主应力的2影响主应力方向的影响加载速率的影响温度的影响5.什么是土的本构关系?土的本构关系是反映材料的力学性状的数学表达式，一般特指材料的应力-应变关系，泛指材料的应力-应变-强度-时间关系。6.土的本构关系主要有哪些类型与特点?（1）弹性本构关系①线弹性本构关系②非线性弹性本构关系（2）弹塑性本构关系①刚性理想塑性本构关系②理想弹性塑性本构关系③弹塑性应变硬化（或软化）型本构关系（3）流变型本构关系7.常见本构模型有哪些？其应力应变关系是什么？8.结构与结构性的联系与区别是什么?岩体结构，岩体内结构面和结构体的排列组合形式。岩体经受各种地质作用，形成具有不同特性的地质界面，称为结构面；结构面将岩体分割成形态不一、大小不等的岩块，称为结构体。土的（微细观）结构：是指土的矿物颗粒（集粒）的大小、形状、排列组合形式及其颗粒连结性、孔隙性的总称。狭义的“结构”，又被称为“组构”，是指“矿物颗粒的大小、形状及其排列组合形式与孔隙性”，也即是颗粒和孔隙的空间形态，不包含颗粒直接的连接性。土的结构性：是指土结构对于土的物理力学性质的控制作用。特别是土结构对于土的变形与强度的影响及其表征等。现有的各种本构模型（计算模型）实际上都是针对饱和扰动土和砂土而发展起来的，而实际的土体则具有明显的结构性，计算结果不能模拟土体的实际状态，引起计算误差。岩土体结构力学的核心问题：岩土体结构性的数学模型的建立。需要微细观结构的量化来支撑。9.土体结构性问题的特点有哪些?岩土体结构性问题的特点：（与传统的岩土力学相比较）其一：在研究思路上是由微观机制的研究取得对宏观行为的模拟，是一个由微观到宏观的过程（主要通过宏观的力学性质试验去模拟和解释岩土体的变化机制）;其二：视岩土体为非均质和非连续体（将岩土体视为连续的均质体）;其三：强调结构的显著作用（忽视土的结构性）。所以，岩土体的结构性问题研究有其独特的理论和方法体系，应当将其从岩土力学中独立出来加以系统研究。10.土体微结构力学的含义是什么?岩土体微细观结构力学：以岩土体的结构控制为基本点，以建立土体的结构性本构模型为核心内容、以土体工程问题的量化结构模拟和预测为目标、以非线性力学和土质学为基础的现代土力学分支学科。岩土体微细观结构力学的主要任务:是建立土的结构性本构模型，前提条件：实现岩土体结构的量化。11.一个完整的微结构力学体系的形成将经历哪些阶段?一个完整且能够真正付诸实践的微细观结构力学体系的建立，需要建立相应的本构模型--结构性模型和相应的分析理论--逐渐破损理论去加以确定;应当以量化的结构参数为基础。结构量化阶段，结构力学效应分析阶段，结构性本构模型建立阶段。12.土体微结构力学研究的基本观点包括哪些内容?岩土的微观结构实质是一种物质状态（结构状态），这种状态总可以某些有限的状态参数（结构参数）加以描述。微结构量化的思想基础。岩土的微结构形态总存在着某种统计意义上的层次性和自相似性，可以引用分形理论的有关方法量化结构参数。微结构量化的基本方法。岩土的物理力学性状是其微观结构状态的宏观反映，可以通过关联性分析去建立结构状态参数与其对应宏观力学参量之间的联系。微结构力学效应分析思路。岩土的变形过程实质是原状土向扰动土转化的过程，也是结构状态调整引起结构强度逐渐丧失的过程（损伤过程），可以通过确定其结构损伤张量并应用等效应变假说建立结构性土的本构模型。本构模型建立的技术途径。13.微细结构力学效应指的是什么?14.结构形态观测的主要方法有哪些?直接观测：不同尺度观测系统；间接测定：压汞实验—孔隙性，粒度分析—颗径及其分布。直接观测：SEM（扫描电子显微镜）、TEM（透射电子显微镜）、工业CT（industrialcomputerizedtomography）、偏光显微镜（Polarizingmicroscope）。间接测定：粒度：激光粒度法（激光粒度仪）、图像处理法；孔隙性：压汞实验法（压汞仪）、图像处理法。15.什么是“斜长石溶蚀度”?它反映了岩土体的什么特性?花岗质岩石，尤其是其全风化带风化度的进一步精细评价问题，对于认识和防治本地区各类斜坡灾害，具有重要的深化意义，是本地区普遍关注的科学问题。在全风化带（CDG）中，风化敏感性较高的斜长石可以不同程度地以残骸的形式被保存下来。随着化学风化作用的深化，斜长石将被不断地溶蚀，直到完全从土壤中消失。因此，CDG中土的风化程度仍有差异，利用这些差异性对CDG的风化度进行精细鉴别与描述是可以办到的。斜长石风化的突出外观表现：外形由规则向不规则转化，体内孔隙由小变大。这两方面的变化往往同步进行，只要抓住这些特征的变化，就可以进行风化程度区分。为此，我们提出了以斜长石这一标志性风化矿物的内部孔隙变化规律去精细评价这类岩石的风化度的思路。“斜长石溶蚀度”的定义：斜长石内孔隙的发育状况，可以用其孔隙面积大小加以表征；“斜长石溶蚀度”（Nf）具体定义：其中：A(i)—被测矿物体内的可见孔隙面积;n—被测矿物体内的可见孔隙数量;Am—被测矿物的总面积。Nf的值域范围为0-100，其值越大，表明被测矿物的孔隙越发育，溶蚀程度越高，风化程度也越高。检测方法与过程：（SEM图象处理方法）。以斜长石内孔隙的发育状况提出的“斜长石溶蚀度”概念，可以较好地反映土体的风化程度大小，可作为评价土体风化度的新指标。即使在CDG范围内，土壤的风化差异性也是比较显著的，且可以用斜长石溶蚀度加以精细刻画。16.“土石混合体”的定义及其主要成因类型有哪些?土石混合体是指由粒径界于(0.05~0.075)Lc(工程特征尺度)、含石量在25%~75%之间、强度是基质(土)2倍以上的块石和细粒土随机构成的第四纪松散堆积体。土石混合体成因类型：重力堆积、水流堆积、冰川堆积、风化残积、构造成因、人工堆积和混合堆积。17.请列举一个微细观特性对工程影响的实例，并加以简要分析；18.谈谈你对《岩土体微细结构力学》未来发展的看法。应用前景1、可用于风化岩路基、边坡工程性质评价；2、节理裂隙快速统计，岩体质量评价；3、微结构定量分析（土体变形的阶段性、不同部位土结构变化的差异性），土坡滑动面位置及其发育阶段划分；4、微形态分析，为固结灌浆夯筑路堤等提供设计参数。目前的微细结构力学研究工作尚处于起步阶段，许多问题均有待于我们去探索。问题不少、难度不小，但创新潜力也不小。19.什么是特殊土?其常见类型有哪些?答：指的是与一般土体(如一般粘土、砂土、粉土等)相比，具有某些特殊工程性质的土类。如：盐渍土、黄土、软土、膨胀土、红土、冻土、混合土等。20.黄土一般具有哪些主要特征?答：①颜色为黄色或褐黄色，有时为灰黄色；②颗粒组成以粉粒(0．05～0．005mm)