工程地质分析原理复习习题及答案

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绪论1、工程地质学:是研究人类活动与工程建筑等有关的地质问题的学科。2、工程地质条件:是指工程建筑物所在地区地质环境各项因素的综合。因素包括:1)地层的岩性,(2)地质构造,(3)水文地质条件,(4)地表地质作用,(5)地形地貌,(6)地下水,(7)建筑材料3、工程地质问题:是指与人类工程活动有关的地质问题。(1)地基稳定性问题(2)斜坡稳定性问题(3)洞室围岩稳定性问题(4)区域稳定性问题第一章1、岩体:地质体中与工程建设有关的那一部分岩石。2、结构面:岩体中具有一定方向,力学强度相对较低,两向延伸的地质界面。3、岩体结构:岩体内结构面和结构体的排列组合形式。4、结构面的连通率:反映裂隙在在岩体中的贯通程度的一项重要指标。5、浅表生作用:在地质体浅表部产生复杂而紊乱的结构面的作用。第二章1、自重应力:岩土体自身重量引起的应力。2、构造应力:地质构造运动所引起的应力。3、变余应力:岩体的物理化学变化及岩浆的侵入等引起的应力。4、残余应力:遭受卸荷或部分卸荷后,膨胀回弹趋势部分地受其它组分约束,形成拉应力自相平衡的应力系统。5、蓆状裂隙:在出露于地表的侵入岩体中,广泛发育着一种近水平平行分布的区域性裂隙,通常上不较密,向下逐渐变稀疏。6、岩体的侧应力系数:水平向应力与竖向应力的比值。7、凯塞尔效应:当手拉构件应力达到或超过材料所受过的最大先期应力时产生的有明显声发射出现的现象。第三章1、屈服强度:岩体由弹性变形阶段进入塑性变形的临界应力。2、残余强度:岩体遭受最终破坏以后仍然保存着一定的强度。3、蠕变:应力恒定的情况下,岩体的变形随时间而发展。4、松弛:变形恒定的情况下,岩石内的应力随时间而降低。5、超孔隙水压力: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。6,累进性破坏:岩体在产期强度的作用下,发生持续稳定的岩体变形,超过长期强度后,岩体则发生破坏。第四章1、活断层:指目前正在活动着的断层,或近期有过活动不久的将来可能会重新活动的断层。2、活断层的错动速率:一定时间段内平均错动速率。3、活断层的错动周期:两次突然错动之间的时间间隔。4、活动层工程地质研究的主要内容:工程的区域稳定性和地壳稳定性5、活断层的活动强度有什么来表征:长度和错动速率。6、活断层的活动方式:蠕滑和粘滑。与地震的关系:7、活断层对建筑物的影响:活断层对工程建筑物的影响表现为两个方面。一方面是由于活断层的地面错动直接损害跨越该断层修建的建筑物;有些活断层错动时附近有伴生的地面变形,则也会影响到邻近的建筑物。另一方面是伴有地震发生的活断层,强烈的地震对较大范围内建筑物的损害。8、按断层面位移的矢量与水平面的关系,活断层分为:倾滑断层和走滑断层。按断层的主次关系分为:主断层、次断层、次级断层。9、获取错动速率的方法:是通过精密地形测量(包括精密水准和三角测量)和研究第四纪沉积物年代及其错位量而获得的。10、活断层与地震的关系:。粘滑型活断层的围岩强度高,断裂带锁固能力强,能不断地积累应变能。而当应力达到一定强度极限后产生突然滑动,迅速而强烈地释放应变能,造成地震。。蠕滑型活断层主要发生在围岩强度低,断裂带内含有软弱充填物,或孔隙水压、地温的高异常带内,断裂的锁固能力弱,不能积累较大的应变能,在受力过程中易于发生持续而缓慢的滑动。断层活动一般无地震发生,有时可伴有小震。11、简述活断层的鉴别标志:(1)地质标志,(2)地貌标志,(3)水文地质标志,(4)历史地震标志12、简述活断层的研究方法:(1)调查其展布情况,即活断层的位置、方向、长度等。(2)进行区域性踏勘,进一步验证判释成果。(3)进行钻探、坑探、物探和绝对年龄测定等工作13、简述活断层的建筑原则:建筑物场址的选择一般应避开活动断裂带,尤其是大坝和核电站这类重要的永久性建筑物,失事后果极为严重,更不能在活断层附近选择场地。铁路、渠道、桥隧等线性工程必须要跨越活断层时,也应尽量使其高角度相交并避开主断层。,活断层上修建的水坝不宜采用混凝土重力坝和拱坝,宜采用土石坝这类散体堆填坝。14、中国活断层的分类特征:我国的南西、西北和华北地区地应力强度高且集中,增长速率大,有较多的活断层分布。东部以NE和NNE走向的正断层和走滑正断层为主,西部则是以NW和NWW走向的走滑和逆冲—走滑断层为主15、论述活断层的基本性质:继承性,反复性,错动速率,错动周期。第五章1、地震:接近地球表面的岩层中弹性波传播所引起的震动。2、震源:弹性波的地下发源地。3、震中:震源在地面上的垂直投影。4、震源深度:震源到震中的距离。5、体波:通过地球本体传播的波。6、面波:是体波形成的次生波,即体波经过反射、折射而沿地面传播的波7、震源机制:指震源区在地震发生时的力学过程。8、震源参数:根据地震资料分析对地震震源特征的地量表述。9、地震震级:表示地震本身大小的尺度,是由地震所释放出来的能量大小所决定的。10、地震烈度:衡量地震所引起的地面震动强烈程度的尺度。它不仅取决于地震能量,同时也受震源深度、震中距、地震波传播介质的性质等因素的制约11、地震设防烈度:建筑物设计时要满足不低于当地地震基本烈度的设计要求。12、平均震害系数:一个建筑物群或一定地区范围内所有建筑的震害指数的平均值,即受各级震害的建筑物所占的比率与其相应的震害系数的乘积之和。13、地震基本烈度:指在今后一定时间和一定地区范围内一般场地条件下可能遭遇的最大烈度。14、地质场地烈度:根据建筑场地具体的工程地质条件而对基本烈度的调整和修正。15、地震效应:在地震影响范围内,出现各种震害和破坏现象。16、振动破坏效应:由于地震力作用直接引起建筑物的破坏。17、斜坡破坏效应:地震导致斜坡岩土体失去稳定,产生各种斜坡变形和破坏,引起斜坡地段所设置建筑物的位移或破坏18、地震系数:地震时地面最大加速度与重力加速度的比值。19、动力系数:是按反应谱理论进行建筑物抗震设计的基本参数20、卓越周期:若某一周期的地震波与地基土层固有周期相近,由于共振,这种地震波的振幅将得到放大,此周期即为卓越周期。21、强烈地震发生的条件:(1)介质条件(2)结构条件(3)构造应力条件。22、地震按其发生原因分为:构造地震,火山地震,塌陷地震,诱发地震。23、按深度可以分为:浅源地震,中源地震,深源地震。24、地震工程地质研究内容包括:(1)地震波对建筑物的破坏作用,(2)不同工程地质场地的地震效应,(3)地震区建筑场地的选择,(4)防震抗震措施的工程地质论证,(5)为不同地区城市规划、设计提供依据。25、地震产生的条件:26、我国地震分布的基本特征:我国地处环太平洋与地中海—喜马拉雅两大地震带之间。地震分布比较普通。除台湾东部、西藏南部和吉林东部地震属板块边缘消减带地震活动外,其余广大地域均属板内地震活动。而且绝大多数强震都发生在稳定断块边缘的一些规模巨大的区域性深大断裂带上或断陷盆地之内。主要地震区与活动构造带关系密。27、在高烈度区如何进行建筑场地的选择?答:(1)避开活动性断裂带和大断裂破碎带活动性断裂带是地震危险区,地震时地面断裂带动会直接破坏建筑物。大断裂破碎带可能会使震害加剧;(2)尽可能避开强烈振动效应和地面效应的地段作场地或地基。属此情况的有:强烈沉降的淤泥层、厚填土层、可能产生液化的饱水砂土层以及可能产生不均匀沉降的地基;(3)避开不稳定的斜坡或可能斜坡效应的地段;(4)避免突出孤立的地形位置作建筑场地;(5)尽可能避开地下水埋深过浅的地段作建筑场地;(6)岩溶地区地下不深处有大溶洞,地震时可能会塌陷,不宜作建筑场地。28、在基础抗震设计时需注意哪些问题?答:(1)建筑场地的选择,(2)持力层和基础方案的选择,(3)建筑物结构型式的选择及抗震措施。29、以工民建为例,说明如何在强震区避免或减轻地震对建筑的危害?答:(1)尽量使建筑物的质量中心与刚度中心重合,(2)减轻重量,降低形心,加强整体性,使各部分和各构件之间有足够的刚度和强度。30、以水工建筑为例,说明如何在强震区避免或减轻地震对建筑的危害?答:选择抗震性能良好的坝基型式。地六章1、诱发地震:在特定的地区因某种地壳外界因素诱发而引起的地震,称为诱发地震。2、简述水库诱发地震的基本特征?答:()震中密集于库坝附近。主要是密集分布于水库边岸几1km到十几km范围内。或是密集于水库最大水深处及其附近。或是位于水库主体两侧的峡谷区。(2)震源极浅,震源体小。水库诱发地震主要发生于库水或水荷载影响范围内,所以震源深度很浅,多在地下10km范围内。由于震源浅,所以面波强烈,震中烈度一般较天然地震高。由于震源浅且震源体小,所以地震的影响范围小,等震线衰减迅速,影响范围多属局部。(3)地震活动峰值在时间上均较水位或库容峰值有所滞后。水位的急剧下降或上升,特别是急剧下降,往往有较强地震产生。(4)由水库水荷载引起。3、简述水库诱发地震的机制?答:水库地震的诱发机制是多因子的复杂过程,各种诱发作用既有时间先后差别,又有相互促进,互相联系。库区地质构造和水文地质条件,为库水的渗透和水库荷载的物理效能等因素发挥作用提供客观条件,水的渗透作用使岩石软化4.简述水对诱发地震的作用?答:(1)弹性效应,(2)压实效应,(3)扩散效应,(4)抬高地下水位作用。5、简述诱发地震的地质背景:(1)大地构造条件(2)区域地质条件。6、研究诱发地震的意义?答:通过研究水库诱发地震,找出可能产生强烈水库地震的地质条件方面和建筑物技术特性方面的标志,以便在为新的水库进行工程地质勘察时能够预测到水库诱发地震产生的可能性和它的强度,从而更有效地保证水工建筑物本身及其附近已有建筑物的安全和稳定。7、水库诱发地震的几种类型:(1)卡里巴-科列马斯塔型(2)科因纳-新丰江型(3)塔吉克斯坦的努列克型第七章1、砂土液化:当孔隙水压力上升到使砂粒间的有效正应力降为零时,砂粒就会悬浮于水中,导致砂粒完全丧失了强度并失去承载能力,此时砂土即发生液化。2、砂土液化的危害有:(1)涌砂(2)地基失效(3)滑塌(4)地面沉降及地面塌陷。3、影响砂土液化的因素:土性条件,埋藏条件,动荷条件。4、砂土液化的判别方法:现场试验,室内试验,经验对比,动力分析。5、砂土液化的机理:在动力荷载作用之前,砂骨架承担全部外力,水承受自身的压力即静水压力,此时砂层保持稳定。但在动力荷载引起的剪力反复作用下,砂粒改变排列状态产生滑移,由于作用时间短暂和排水不畅,饱和砂土体积保持不变,应力将由砂骨架转移到水,引起超孔隙水压力。多次循环振动使残余孔隙水压力逐渐积累,有效应力相应降低。当孔隙水压力等于总应力时,有效应力就变为零,无粘聚力的砂土完全丧失强度,处于没有抵抗外荷能力的悬浮状态,产生了液化。6、砂土地震液化的防护措施有哪些?答:(1)选择良好的低级做持力层(2)人工改良地基(3)选择合适的基础型式。第八章1、地面沉降:地球表面的海拔标高在一定时期内,不断降低的环境地质现象叫地面沉降。2、地面沉降的危害:(1)毁坏建筑物和生产设施;(2)不利于建设事业和资源开发。发生地面沉降的地区属于地层不稳定的地带,在进行城市建设和资源开发时,需要更多的建设投资,而且生产能力也受到限制;(3)造成海水倒灌。地面沉降区多出现在沿海地带。地面沉降到接近海面时,会发生海水倒灌,使土壤和地下水盐碱化。对地面沉降的预防主要是针对地面沉降的不同原因而采取相应的工程措施3、地面沉降的机制分析:地下水大量被抽取,地下水位下降,上层地面高失去浮托力,导致地面向下沉降。4、地面沉降控制和治理措施:(1)减少地下水的开采量。(2)调整地下水的开采层次。(3)人工回灌地下水含水层。(4)查清地下地质构造。(5)建立全面地面沉降监测网络,加强地下水动态和地面沉降监测工作。第九章1、斜坡:指地壳表部一切具有侧向临面的地质体。2、斜坡的变形破坏:岩土体在应力作用下,斜坡岩体发生局部变形和破裂,进而形成贯通性破坏面的变化。3、斜坡变形:贯通破坏面形成之前,斜坡岩体的变形与局部破裂4、斜坡破坏:当变形进一步发展,破裂面不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