工程地质分章作业.doc

第一章 绪论习题一：名词解释：地质环境在内外营力作用下形成的与工程有关的自然地质条件。习题二：名词解释：工程地质条件工程地质条件即为工程活动的地质环境，可理解为工程建筑物所在地区地质环境各项因素的综合。一般认为它包括岩土（岩石和土）的类型及其工程性质、地质构造、地形地貌、水文地质条件、地表地质作用和天然建筑材料等。习题三：名词解释：工程地质问题：工程地质问题是指已有的工程地质条件在工程建筑和运行期间会产生一些新的变化和发展，构成威胁影响工程建筑安全的地质问题。就土木工程而言，主要的工程地质问题包括以下四类：（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。习题四：问答题：试举例说明工程活动与地质环境的相互关系。人类的工程活动都是在一定的地质环境中进行的，两者之间具有密切的联系，并且相互影响，相互制约的。地质环境对工程建设活动的制约是多方面的。它可以影响工程建筑的造价与施工安全，也可以影响工程建筑的稳定和正常使用。如在岩溶地区修建房屋，如不查明岩溶分布情况并采取有效措施，可能会引起地面塌陷。工程活动也会以各种方式影响地质环境。如开挖路堑会改变斜坡原有的地质条件，不合理开挖可能会引发崩塌或滑坡。不科学的工程活动，甚至会引发严重的地质灾害。习题五：问答题：工程地质学的主要任务与研究方法是什么？研究人类工程活动与地质环境之间的相互制约，合理开发和妥善保护地质环境，使工程活动和地质环境协调相处是工程地质学的最基本任务，其基本任务主要表现以下三方面：（1）区域稳定性研究与评价，指由内力地质作用引起的断裂活动、地震对工程建设地区稳定性的影响；（2）地基稳定性研究与评价，指地基的牢固、坚实性、安全性；（3）环境影响评价，指人类工程活动对环境造成的影响。工程地质学的研究方法主要有以下四种：（1）地质分析法：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；（2）力学分析法：在研究工程地质问题形成机理的基础上，采用力学手段建立模型进行计算和预测；（3）工程类比法：根据条件类似地区羽翼已有资料对研究区的问题进行分析；（4）实验法：通过室内或到野外现场试验，取得所需要的岩土的物理力学参数。习题六：问答题：土木工程对地质环境所提的要求有哪些？为确保土木工程活动的安全与稳定，地质环境需要满足以下三点基本要求：（1）地基岩土要有足够的承载能力，以保证在上部建筑物荷载作用下不产生失稳而破坏；（2）在外荷载作用下，产生的地基沉降值应该满足建筑物安全与正常使用的要求；（3）建筑场地周边地质环境应安全稳定，即工程活动不引发次生的地质灾害。习题七：问答题：土木工程中常见的工程地质问题有哪些？就土木工程而言，主要的工程地质问题包括以下四类：（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。本章前言1.1 地质学与工程地质学1.2 工程地质学的任务和研究方法1.3 土木工程对地质环境的基本要求1.4 工程地质条件和工程地质问题1.5 工程地质问题实例分析本章小结第二章 地壳及其物质组成习题一：填空题：下列矿物中硬度最小的是，有樱红色条痕的是，有极完全解理的是，有三组完全解理的是。答案：滑石、赤铁矿、云母、方解石习题二：填空题：下列岩石中为岩浆岩类；为沉积岩类；为变质岩类。答案：花岗岩、白云岩、千枚岩习题三：填空题：岩石由矿物组成，泥质灰岩中主要的矿物是，该矿物的化学成分是 。沉积岩在野外可见的主要特征有、 等。答案：方解石、碳酸钙、层理构造、化石习题四：填空题：一般说来，比较而言，碎屑岩中，硅质胶结的岩石强度比铁质胶结的岩石。答案：大习题五：填空题：试列出四种肉眼鉴定矿物的特征：、。答案：矿物形态、矿物条痕、解理、光泽习题六：填空题：地壳中的岩石按成因分为：、等三大类，请指出砂岩属岩类，片麻岩属 岩类，玄武岩属岩类。答案：岩浆岩、沉积岩、变质岩、沉积岩、变质岩、岩浆岩习题七：填空题：岩石由矿物组成，组成白云岩的主要矿物是，其化学成分是。答案：白云石、CaMg(CO3)2习题八：填空题：岩层按单层厚度（b）可划分为层（b1.0m）、层（b=0.51.0m）、层（b=0.10.5m）和层（b0.1m）。答案：块状、厚、中厚、薄习题九：名词解释：矿物答案：矿物是天然产出的单质或化合物，大多数矿物具有一定的内部结构，即其内部的原子或离子在三维空间成周期性重复排列。习题十：名词解释：岩浆岩答案：岩浆在地下或喷出地表后冷凝而成的岩石，又叫火成岩。习题十一：名词解释：变质岩答案：原先生成的岩石（可以是岩浆岩、沉积岩或变质岩）经高温高压及化学活动性很强的气体和液体作用后，在固体状态下发生矿物成份或结构构造的改变而形成的新岩石。习题十二：名词解释：沉积岩答案：由成层沉积的松散堆积物固结而成的岩石，又叫水成岩。习题十三：问答题：什么是矿物？矿物的主要性质有那些？答案：是天然产出的单质或化合物，大多数矿物具有一定的内部结构，即其内部的原子或离子在三维空间成周期性重复排列。矿物的主要性质有：较稳定的晶体形态（单体）、颜色与条痕特征、光泽、硬度、解理与断口、其它特殊性质等。习题十四：问答题：岩浆岩的矿物成分？结构构造特征是什么？岩浆岩的产状有哪些主要类型？答案：岩浆岩矿物成分从其颜色上看，可分为浅色矿物(如石英、正长石、斜长石、白云母等)和深色矿物(如角闪石、辉石、橄榄石、黑云母等)，浅色矿物形成酸性、中性岩浆岩，而深色矿物主要形成基性、超基性岩浆岩。岩浆岩的结构是指矿物的结晶程度，颗粒大小，形状及矿物间结合方式所反应出来的特征。按结晶程度和晶粒大小分三类：(1) 显晶质（晶粒状结构、等粒结构）、(2)斑状结构（半晶质）、(3)玻璃质结构（非晶质）。岩浆岩的构造指岩石中不同矿物集合之间排列，充填以及空间分布方式所反映出来的岩石外貌特征。主要类型有：(1)块状构造、(2)流纹构造、(3)气孔构造、(4)杏仁构造等。岩浆岩的产状是指岩石形成时岩体的形状，大小及其与围岩的关系，即岩浆岩在空间的位置。主要类型有：(1)侵入岩岩基、岩株、岩脉、岩床等；(2)喷出岩火山锥，岩流，岩被等。习题十五：问答题：沉积岩的物质成分、结构、构造特征是什么？答案：沉积岩的物质成份包括以下四类：（1）碎屑物质：主要是由一些原生矿物(如石英、长石等)组成的岩石碎屑；（2）粘土矿物：高岭石、蒙脱石、水云母；（3）化学沉积矿物：方解石、白云石、石膏、岩盐、铁和锰的氧化物或氢氧化物等；（4）有机物质或生物遗骸：沉积岩中特有的物质。沉积岩的结构有四种类型：（1）碎屑结构：由碎屑物质和胶结物质组成；（2）泥质结构：50%以上由0.005mm粘粒组成；（3）结晶结构：由化学沉积物质的结晶颗粒组成的岩石结构；（4）生物结构：由30%以上生物遗体或碎片所组成的岩石结构。沉积岩的构造是指沉积岩各个组成部分的空间分布和排列方式。主要有以下类型：（1）层理构造：岩石各组成部分在颜色、矿物成分、碎屑颗粒大小等方面的差异变化所形成的成层性，又可分为平行层理、交错层理等；（2）递变层理：同一层内碎屑颗粒逐渐由粗变细的层理特征；（3）波痕与泥裂，是沉积岩层面上的构造特征；（4）结核：是在成分、结构、颜色等与周围有显著差异的矿物集合体，是成岩阶段物质成分重新分配的产物。习题十六：问答题：何为变质作用？分为那些类型？变质岩的主要矿物、结构、构造特征是什么？答案：由于高温、高压或化学元素的参与使岩石发生变质的过程即为变质作用。按其引起变质的原因可分为三类：（1）接触变质：发生在侵入体与围岩的接触带上，又可分为接触热变质与接触交代变质作用，由于温度升高或来自岩浆的化学活动组成的作用使岩石变质。（2）动力变质：是断裂构造作用有关，发生在断裂带两侧。（3）区域变质：是高温、高压等因素联合作用于一个广大地区范围内的变质作用。变质岩的矿物组成有两类：（1）变质矿物：变质作用过程中形成的矿物，如石榴子石、 绿泥石、蛇纹石、滑石等。变质矿物是鉴别变质岩的重要标志，只要含有变质矿物的岩石就是变质岩。（2）一般矿物：如石英、钾长石、钠长石、白云母、黑云母等。变质岩的结构有两种类型：（1）变晶结构：原岩在固态条件下发生重结晶形成的结构。如片岩、片麻岩的结构。（2）变余结构：是指从早先岩石中保留的结构。变质岩的构造类型可划分为两类：（1）变成构造：通过变质作用形成的构造。（2）变余构造：是变质岩残留的原岩的构造。在变成构造中，片理构造是变质岩所特有的，是从构造上区别于其他岩石的一个显著标志。本章前言 2.1 地壳是固体地球的外部层圈 2.1.1 地球的圈层构造2.1.2 地质作用及其分类2.2 矿物2.2.1 矿物的概念2.2.2 矿物的形态2.2.3 矿物的性质2.2.4 常见的造岩矿物2.3 岩石2.3.1 岩石的概念2.3.2 岩浆岩2.3.3 沉积岩2.3.4 变质岩本章小结第三章 地质年代与第四纪地质概述习题一：填空题：残积层是作用的产物；冲积层是作用的产物；洪积层是作用的产物；坡积层是作用的产物。答案：风化、河流沉积、洪水、雨水和雪融水坡面片流习题二：填空题：下列属于地质年代单位的是、；属于年代地层单位的是、；性属于地方性岩石地层单位的是、。答案：宙、代、纪、世、期；宇、界、系、统、阶；群、组、段习题三：名词解释：第四纪沉积层答案：第四纪沉积是指第四纪所形成的各种堆积物。即地壳的岩石经风化、风、地表流水、湖泊、海洋、冰川等地表地质作用的破坏、搬运和堆积而形成的现代沉积层。习题四：名词解释：地层层序律答案：未经构造运动改造的水平岩层，其层序为每一层都比它下伏的相邻层新，而比它上覆的相邻层老。习题五：名词解释：相对年代答案：相对年代是指地质事件发生的先后顺序。习题六：名词解释：绝对年代答案：绝对年代是指地质事件发生至今的年龄。习题七：问答题：什么是切割律？答案：不同时代的岩层或岩体常被侵入岩侵入穿插，对于侵入的情况：侵入者时代新，被侵入者时代老；对于包裹的情况：包裹者时代新，被包裹者时代老。这就是切割律。习题八：问答题：第四纪地质作用的主要特征事件有那些？答案：主要有新构造运动与冰川作用。第四纪时期的强烈地壳活动称之为新构造运动，也就是第三纪末喜马拉雅运动以来的地壳活动，包括大规模的水平运动、火山喷发及地震等活动。一个地区新构造运动的特征，对工程区域的稳定性问题的评价是一个基本因素。第四纪冰期活动频繁，第四纪冰川规模大而频繁，导致相应的很多冰川作用特征显著，如风沙盛行沙漠面积扩大、黄土堆积作用强烈及形成各种冰川堆积物（冰碛堆积、冰水堆积、冰碛湖堆积等）。习题九：问答题：第四纪沉积物的共同特征有哪些？答案：第四纪沉积物由于其形成时间短，固结成岩作用不充分，故为松散堆积物，覆盖在之前坚硬的岩层之上。具有以下特征：（1）至第四纪，现今的大陆轮廓已形成，故以陆相沉积为主；（2）没有足够的时间固结成岩，具松散性；（3）岩相多变性；（4）构成各种呈规律分布的堆积地貌。本章前言3.1 地质年代 3.1.1 相对年代与绝对年代3.1.2 地质年代表3.1.3 我国地史概况3.2 第四纪地质概述本章小结3.2.1 第四纪地质概况3.2.2 第四纪沉积松散沉积类型本章小结第四章 地质构造习题一：名词解释：构造运动答案：由于地球内力地质作用引起地壳变化使岩层或岩体发生变形和变位的运动，称为地壳运动。地壳运动的结果，形成了各种不同的地质构造。因此，地壳运动也常称为构造运动。习题二：名词解释：地质构造答案：地壳运动的结果所形成的各种不同的构造形迹，如褶皱断裂等，称为地质构造。习题三：名词解释：褶皱答案：组成地壳的岩层在构造运动作用下，形成一系列连续的波状弯曲，称为褶皱。习题四：名词解释：背斜答案：岩层向上弯曲，核心部分岩层较老的褶皱称为背斜。习题五 ：名词解释：向斜答案：岩层向下弯曲，核心部分岩层较新的褶皱称为向斜。习题六 ：名词解释：断裂构造答案：岩石受构造应力作用超过其强度时就会发生裂缝或错断，岩石的连续完整性遭到破坏而形成的各种大小不一的断裂，称为断裂构造。习题七 ：名词解释：裂隙答案：裂隙又称为节理，是岩层受力断裂后两侧岩块没有显著位移的小型断裂构造，是指岩体中的裂缝。习题八 ：名词解释：断层答案：断层是指岩层受力断裂后，两侧岩块发生了显著位移的断裂构造。习题九 ：名词解释：正断层答案：上盘沿断层面相对下降，下盘相对上升的断层。习题十 ：名词解释：逆断层答案：上盘沿断面相对上升，下盘相对下降的断层。习题十一 ：名词解释：平移断层答案：又称平推断层，由于岩体受到水平扭应力作用，使两盘沿断层面发生相对水平位移的断层。习题十二：名词解释：顺向坡答案：组成边坡的岩层倾向与边坡倾向一致时，这种边坡称为顺向坡。习题十三：名词解释：反向坡答案：组成边坡的岩层倾向与边坡倾向相反时，这种边坡称为反向坡。习题十四：问答题：什么是岩层产状？试举例说明岩层产状要素的文字表示方法。答案：岩层的产状是指岩层在空间位置的展布状态，即岩层面在三维空间的延伸方位及其倾斜程度。倾斜岩层的产状可用岩层面的走向倾向倾角三个产状要素来表示。文字表示方法有象限角和方位角两种：（1）象限角表示法，常用走向倾向和倾角象限表示。如N50WSW35，即走向为北偏西50，倾向向南西倾斜，倾角为35；（2）方位角表示法，常用倾向和倾角表示。如31035，310是倾向方位角，35是倾角，走向可根据倾向加减90后得到。习题十五：问答题：岩层的主要接触关系类型有哪些？答案：概括起来，地层接触关系主要有以下几种：整合接触；假整合接触(平行不整合接触)；不整合接触(角度不整合接触)；侵入体的沉积接触；侵入接触；断层接触。上述接触关系中，为沉积岩层间的接触关系，为岩浆岩与沉积岩层间的接触关系。由于整合接触中的不整合面，是下伏古地貌的剥蚀面，常有较大的起伏，同时常有风化层或底砾存在，层间接合差，地下水发育，当不整合面与斜坡倾向一致时，常成为潜在的滑动面，如开挖路堑，经常沿此面产生斜坡滑动，以工程建筑不利。习题十六：问答题：褶皱有哪两种基本形式？其各自的基本特征是什么？答案：褶皱的基本形式是背斜和向斜。其各自的基本特征是：背斜的岩层向上弯曲，核心部分岩层较老 ，两翼岩层相背倾斜；而向斜的岩层向下弯曲，核心部分岩层较新，两翼岩层相向倾斜。习题十七：问答题：试述褶皱构造与工程的关系。答案：褶皱构造对工程的影响程度与工程类型及褶皱类型褶皱部位密切相关，对于某一具体工程来说，所遇到的褶皱构造往往是其中的一部分，因此褶皱构造的工程地质评价应根据具体情况作具体的分析。褶皱核部：由于褶皱核部是岩层受构造应力最为强烈最为集中的部位，因此在褶皱核部，不论是公路隧道或桥梁工程，容易遇到工程地质问题，主要是由于岩层破碎产生的岩体稳定问题和向斜核部地下水的问题。这些问题在隧道工程中往往显得更为突出，容易产生隧道塌顶和涌水现象。褶皱的翼部：主要是单斜构造中倾斜岩层引起的顺层滑坡问题。倾斜岩层作为建筑物地基时，一般无特殊不良的影响，但对于深路堑高切坡及隧道工程等则有影响。对于深路堑高切坡来说，当路线垂直岩层走向，或路线与岩层走向平行但岩层倾向与边坡倾向相反时形成反向坡，就岩层产状与路线走向的关系而言，对边坡的稳定性是有利的；当路线与岩层走向平行且岩层倾向与边坡倾向一致时形成顺向坡，稳定性较差，特别是当边坡倾角大于岩层倾角时且有软弱岩层分布在其中时，稳定性最差。对于隧道工程来说，从褶皱的翼部通过一般较为有利。如果中间有软弱岩层或软弱结构面时，则在顺倾向一侧的洞壁，有时会出现明显的偏压现象，甚至会导致支护结构的破坏，发生局部坍塌。习题十八：问答题：简述裂隙的成因分类力学性质分类。答案：按成因分类：（1）构造裂隙：受地壳运动的构造应力作用形成的。特点：延伸范围大，空间分布具有一定的规律性，成群出现。（2）非构造裂隙：包括原生裂隙，岩体受外力作用形成的裂隙，如风化崩塌滑坡，边坡卸荷裂隙等等。特点：范围小，延伸不远，深度小，无方向性。按形成时应力类型分类：（1）张裂隙：延伸不远，多具有较大裂口，裂隙面较粗糙一般很少有擦痕。在褶皱构造中，主要发育于褶皱的轴部。（2）剪裂隙：延伸长方位稳定，多是闭合的，裂隙的平滑有擦痕，往往是呈“X”形两组分布。剪裂隙主要发育于褶皱的翼部和断层附近。习题十九：问答题：简述裂隙与工程的关系。答案：当岩石中存在裂隙时，裂隙与工程的关系如下：（1）裂隙破坏了岩石的完整性，给风化作用创造了有利条件，促进岩石风化速度。（2）裂隙降低了岩石强度地基承载力稳定性。当裂隙主要发育方向与路线走向平行，倾向与边坡一致时，不论岩体的走向如何，路堑边坡都容易发生崩塌等不稳定现象。（3）裂隙的存在有利于挖方采石，但影响爆破作业的效果。（4）裂隙是地下水良好的通道，加快可溶岩的溶蚀，对工程不利，会在施工中造成涌水。（5）裂隙发育的岩层是良好的供水水源点。习题二十：问答题：裂隙的工程地质评价主要解决哪三个问题？答案：裂隙的工程地质评价主要解决的三个问题是：（1） 主要发育方向的评价；（2）裂隙发育程度的评价；（3）裂隙性质的评价。习题二十一：问答题：节理(裂隙)和解理有何不同？答案：节理是地质构造的一种，是指岩层受力断裂后两侧岩块没有显著位移的小型断裂构造，即为岩体中的裂缝，又称为裂隙，节理的两侧破裂面为裂隙面。解理是矿物的物理力学征之一，是指矿物受外力作用时，沿一定方向裂破成平面的性质，其裂开的平面称之为解理面。习题二十二：问答题：试述断层的要素及其基本类型。答案：断层的各个组成部分称为断层要素，断层要素包括断层面断层盘断距等。断层的基本类型是按断层两盘的相对位移来分类的，这种分类把断层分为：正断层；逆断层；平移断层。习题二十三：问答题：野外识别断层存在的标志有哪些？答案：（1）地貌特征：地貌上有断层崖或断层三角面。河谷常沿断层带发育或突然转向，串珠状分布的湖泊洼地和带状分布的泉点等往往也是断层存在的标志。（2）构造线和地质体的不连续：任何线状或面状的地质体，如地层岩脉岩体变质岩的相带不整合面侵入体与围岩的接触界面褶皱的枢纽及早期形成的断层等，在平面或剖面上的突然中断错开等不连续现象是判断断层存在的个重要标志。（3）地层的重复与缺失：地层发生不对称的重复现象或是某些层位的缺失现象。（4）断层面(带)的构造特征：在断层面上及其附近留下的擦痕阶步牵引构造伴生节理构造透镜体断层角砾岩和断层泥等。以上是野外识别断层的主要标志，但不能孤立地根据一种标志进行分析，应综合多种证据，才能得到可靠的结论。习题二十四：问答题：断层对工程有何不利影响？答案：由于断层的存在，破坏了岩体的完整性，加速风化作用地下水的活动及岩溶发育，对工程建筑主要产生如下影响：（1）断层是软弱结构面(带)，应力集中，裂隙发育，岩石破碎，整体性差，岩石强度和承载力显著降低。（2）断层陡壁岩体不稳定，易崩塌，易滑动。（3）断层上下两盘岩性有差异，坐落于两盘的建筑物易产生不均匀沉降。（4）断层可能富水，施工中可能涌水，但富水性强的断层带是良好的供水地。（5）在新构造运动强烈地区，断层可能激活，并诱发断层地震。因此，断层带对工程建设不利，影响地基稳定性，应尽量避开，必须修建时，应查清情况并采取适当工程措施。本章前言4.1 岩层产状与地层接触关系4.1.1 构造运动与地质构造4.1.2 岩层的产状4.1.3 地层接触关系4.2 褶皱4.3 裂隙4.4 断层本章小结 第五章 地下水习题一：问答题：什么是岩土的空隙性？它们在数量上是如何表示的？答案：通常将岩土空隙的大小、多少、形状、连通程度，以及分布状况等性质统称为岩土的空隙性，常用空隙率表示，也可用孔隙率和裂隙率表示。习题二：问答题：岩土中有哪些形式的水，重力水有哪些特点？答案：地下水有气态、液态和固态三种形式。根据岩土中水的物理力学性质的不同，又可分为气态水、结合水、重力水、毛细水、固态水以及结晶水和结构水，其中重力水和毛细水对地下水的工程特性有较大影响。重力水的特点是：它不受固体颗粒静电引力的影响，可在重力作用下运动。一般所指的地下水就是重力水，它具有液态水的一般特征，可传递静水压力。重力水能产生浮托力、孔隙水压力。流动的重力水在运动过程中会产生动水压力。重力水具有溶解能力，对岩土产生化学潜蚀，导致岩土的成分及结构的破坏。习题三：问答题：什么是地下水循环？由哪些环节组成？答案：地下水循环指地下水由补给区流经径流区，流向排泄区的整个过程，它由补给区、径流、排泄三个环节组成。习题四：问答题：地下水对钢筋混凝土的腐蚀分为哪几种类型？各类腐蚀分别是由哪些过量的离子引起的？答案：地下水对钢筋混凝土的腐蚀类型如下：（1）结晶类腐蚀：地下水中含过多的SO4-2；（2）分解类腐蚀：地下水含有、；（3）结晶分解复合类腐蚀：地下水中的、和离子的含量过量。习题五：问答题：地下水有哪几种类型（按埋藏条件、空隙性质分）？各有什么特点？答案：根据地下水的埋藏条件，可以把地下水划分为上层滞水、潜水和承压水。按含水介质空隙类型，可将地下水分为孔隙水、裂隙水、岩溶水。（1）上层滞水：在包气带中局部隔水层上积聚的具有自由水面的重力水称为上层滞水。其特点是：补给源为大气降水和地表水渗入，补给区与分布区一致；水量小，且不稳定，季节性变化明显；水位埋藏浅，易蒸发，易污染，水质较差。（2）潜水：潜水是埋藏在地面以下第一个稳定隔水层之上具有自由水面的重力水。其特点是：潜水为无压水，具有自由表面，其上无稳定的隔水层存在；潜水在重力作用下，由高处向低处流动，流速取决于地层的渗透性能和水力坡度；潜水的分布区与补给区一致，受降水，地表水，凝给水补给；潜水随地区和时间而变化。（3）承压水：充满于上下两个稳定隔水层之间的含水层中的有压重力水称为承压水。其特点是：有承压性，承受静水压力；埋藏区与补给区不一致，补给区、承压区和排泄区的分布较为明显；补给区为承压含水层出露地表部分，可按受降水，地表水及上部潜水的补给，具有潜水的特点；埋藏深度大，受人为因素和自然因素影响较小，故水质、水温、水量、水化学等特征变化小，动态稳定；适宜形成承压水的地质构造大致有两种：一为向斜构造或盆地称为自流盆地；另一为单斜构造和为自流斜地。（4）孔隙水：主要分布于第四纪各种不同成因类型的松散沉积物孔隙中的地下水。其特点有：分布均匀，连续性好，水量也较大。凡是打井都能获得一定的水量。成层状分布，水力联系密切，同一层水具有统一的水面。一般呈层流状态，符合达西定律，只有在特殊情况下，如大降深抽水附近，可能出现紊流。孔隙水的分布特征，直接受沉积物类型，地质结构，地貌形态，地形位置而不同。尤其以沉积成因类型影响最大。（5）裂隙水：埋藏在各种岩石裂隙中的地下水，称为裂隙水。其特点有：含水性和富水性极不均一，分布不均一，水量差异悬殊。地下水运动规律极其复杂。 习题六：问答题：解释含水层、隔水层、透水层的含义。答案：可给出并透过相当数量重力水的岩层称含水层；不能给出或不透水的岩层称隔水层；能透过但不能储存水的岩层称透水层。构成含水层的条件，一是岩层中要有空隙(储水空间)的存在，并充满足够数量的重力水；二是这些重力水能够在岩层中自由运动。习题七：问答题：简述地下水引起的地基沉降、潜蚀、流砂、基坑突涌的成因及其对工程的影响和防治措施。答案：（1）地基沉降成因：地基中松散沉积层土体(如我国沿海软土层)由于地下水位的降低，会导致地基土层产生固结沉降。危害：轻者造成邻近建筑物或地下管线的不均匀沉降；重者使建筑物建筑物开裂和危及安全 使用，过量抽取地下水将引起地面沉降。防治措施：严格控制地基中地下位的下降，特别是不均匀的下降；采用不降水位条件下的施工方法，如冻结法、水下作业法或采用防渗结构措施阻止地基中地下位的下降 ，对地面沉降可采取控制地下水的过量开采，严重地区可采取人工回灌地下水。（2）潜蚀成因：潜蚀作用可分为机械潜蚀和化学潜蚀两种。机械潜蚀是指土粒在地下水的动水压力作用下受到冲将细粒冲走，使土的结构破坏，形成洞穴的作用；化学潜蚀是指地下水溶解土中的易溶盐分，使土粒间的结合力和土的结构破坏，土粒被水带走，形成洞穴的作用。危害：在地基土层内如地下水的潜蚀作用时，将会破坏地基土的强度，形成空洞，产生地表塌陷，影响建筑工程的稳定。防治措施：对潜蚀的处理可以采用堵截地表水流入土层、阻止地下水在土层中流动、设置反滤层、改造土的性质减小地下水流速及水力坡度等措施。这些措施应根据当地的具体地质条件分别或综合采用。（3）流砂成因：流砂是地下水自下而上渗流时土产生流动的工程地质现象。当地下水的动水压力大于土粒的浮容重或地下水的水力坡度大于临界水力坡度时，就会产生流砂。危害：流砂易产生在细砂、粉砂、粉质粘土等土中。流砂在工程施工中能造成大量的土体流动，致使地表塌陷或建筑物的地基破坏，能给施工带来很大困难，或直接影响建筑工程及附近建筑物的稳定。防治措施：在可能产生流砂的地区，若其上面有一定厚度的土层，应尽量利用上面的土层作天然地基，也可用桩基穿过流砂层，总之尽可能地避免开挖。如果必须开挖，可用以下方法处理流砂：人工降低地下水位：使地下水水位降至可能产生流砂的地层以下，然后开挖；打板桩：在土中打入板桩，它一方面可以加固坑壁，同时增长了地下水的渗流路程以减小水力坡度；冻结法：用冷冻方法使地下水结冰，然后开挖；水下挖掘：基坑(或沉井)中用机械在水下挖掘，避免因排水而造成产生流砂的水头差，为了增加砂的稳定，也可向基坑中注水并同时进行挖掘。此外，处理流砂的方法还有化学加固法、爆炸法及加重法等。在基坑开挖的过程中局部地段出现流砂时，立即抛入大块石等，可以克服流砂的活动。（4）基坑突涌成因：由于基坑底部承压水隔水顶板厚度因基坑开挖而变薄后，不足于抵抗承压水头压力作用时，承压水的水头压力会冲破基坑底板。危害：冲破基坑底板，基坑毁坏，造成工期延长，施工不安全及经济损失。防治措施：确保基坑底部承压水隔水顶板岩土层的最小安全厚度或通过人工降水把承压水头降低。习题八：问答题：设某承压含水层相对于含水层顶板的承压水头=15m，基坑开挖后承压含水层隔水顶板厚度=5m，试问基坑是否安全？若需降水，其承压水头临界值是多少？(提示：隔水顶板岩土重度) 答案：基坑不安全；承压水头临界值是10m。本章前言5.1 地下水的基本概念5.1.1 岩土的空隙性5.1.2 水在岩石中存在的形式5.1.3 含水层与含水岩系5.1.4 地下水的物理化学性质5.2 地下水的类型5.2.1 上层滞水5.2.2 潜水5.2.3 承压水5.2.4 孔隙水5.2.5 裂隙水5.2.6 岩溶水5.3 地下水的补给、径流与排泄5.4 地下水对土木工程的不良影响本章小结第六章 地表地质作用习题一：填空题：岩溶形成与发育的两个主要条件为和。答案：可溶性岩石的存在、具腐蚀性地下水的运动习题二：填空题：河流侵蚀作用按其作用方向可分为和两种。答案：侧方侵蚀、垂直侵蚀和向源侵蚀习题三：填空题：按岩石风化程度划分的类别，在通常情况下，当地表为全风化时，再往下则依次为 ， ，。答案：强风化、中风化、微风化、未风化习题四：填空题：滑坡的发生和发展经历不同的变化过程，通常可划分、三个阶段。答案：蠕滑阶段（蠕动变形阶段）、滑动阶段（滑动破坏阶段）、渐趋稳定阶段习题五：填空题：泥石流的形成条件有、；其防治措施，上游以为主，中游以为主，下游以为主。答案：丰富的松散物质来源、有其形成地形条件、突发而急骤的大量水流、水土保持、拦挡措施、排导措施习题六：名词解释：崩塌答案：陡峻或极陡斜坡上，某些大块或巨块岩土体在重力的作用下，突然发生崩落或滑落，并顺山坡猛烈地翻滚跳跃，撞击破碎，最后堆积于坡下的现象。习题七：名词解释：坡积层答案：坡面片流不断洗刷地面，同时将山上的碎屑物质搬到较平缓的山坡或山麓处逐渐堆积起来，形成第四纪松散沉积。习题八：名词解释：泥石流答案：由暴雨或冰雪迅速融化形成的急骤水流，挟带堆积在山坡或山谷中的大量堆积物成为泥石洪流冲向山前地带的现象。习题九：名词解释：风化作用答案：长期暴露于地表的岩石，其结构、构造乃至化学成分将会发生变化，并逐渐破碎疏松，甚至变成各种岩屑或土层，岩石的这种物理、化学性质的变化称为风化。岩石在常温、常压下，与大气圈、水圈、生物圈直接接触所发生的这种变化过程称为风化作用。习题十：名词解释：滑坡答案：滑坡是斜坡的土体或岩体在重力作用下失去原有的稳定状态，沿着斜坡内某些滑动面（滑动带）作整体向下滑动的现象。习题十一：名词解释：洪积扇答案：经过多次山洪急流搬运堆积作用后，洪积层在山前或沟谷口堆积，其平面上呈扇形，故称为洪积扇。习题十二：名词解释：岩溶答案：岩溶是可溶性岩石以被水溶解为主的化学溶蚀作用，并伴随以机械作用而形成沟槽、裂隙、洞穴，以及由于洞顶塌落而使地表产生陷穴等一系列现象和作用的总称。习题十三：名词解释：土洞答案：岩溶地层上覆盖的土层被地表水冲蚀或地下水潜蚀所形成的洞穴。进一步发育形成地表塌陷。习题十四：名词解释：河漫滩答案：靠近主槽、洪水时淹没、平水时出露的滩地称为河漫滩。习题十五：名词解释：河流阶地答案：在河谷地貌的形成和发展过程中，不同时期的河漫滩，由于受到地壳构造运动与河流侵蚀、堆积作用的综合影响，呈阶梯状分布于河谷谷坡上，这种地貌称为河流阶地。习题十六：名词解释：河流沉积的二元结构答案：在洪水期河水漫出河床，流速减小时较粗的沉积物便沉积下来，河漫滩沉积物多由粉砂与粘土组成。由于河曲的发展，河床侧向迁移，在河床沉积之上堆积河漫滩沉积，这一套沉积称为河漫滩冲积层的二元结构。习题十七：选择题：“马刀树”常用来判断下列哪种地质现象？( )A、崩塌B、滑坡D、地面沉降D、地震答案：B习题十八：选择题：“醉林”是滑坡体上（ ）阶段的特征。A、蠕动变形阶段B、滑动阶段D、渐趋稳定阶段D、以上都不是答案：B习题十九：选择题：关于岩石风化作用的说法，不正确的是（ ）。A、岩石的风化作用使岩体的结构构造发生变化，即其完整性遭到削弱和破坏；B、岩石的风化作用可以使岩石的矿物成分和化学成分发生变化；C、岩石的风化作用使岩石的工程地质性质劣化；D、岩石的风化作用仅发生在地表。答案：D习题二十：选择题：关于河流地质作用，正确的是（ ）。A、河流裁弯取直是由于河流具有向源侵蚀作用； B、向源侵蚀属于河流的侧蚀作用；C、河流地质作用加上地壳的间断性升降运动，可以在河谷形成多级阶地；D、以上都不对。答案：C习题二十一：选择题：下列条件中不是岩溶发育的必需条件（ ）。A、具有可溶性岩层；B、具有溶解能力与足够流量的水；C、地下水或地表水有渗流的途径；D、存在褶曲等地质构造。答案：D习题二十二：选择题：激发泥石流的决定性因素为（ ）。A、合适的地质构造条件；B、短时间内有大量的水的来源；C、人类破坏森林，生态环境恶化；D、岩土体中有贯通的破坏面。答案：B习题二十三：问答题：何谓滑坡？试分别分析滑坡发育的内部条件及产生的外部诱因。答案：滑坡产生的条件即引起斜坡岩土体失稳的因素，这些因素是十分复杂的，它们使斜坡外形改变、岩土体性质劣化以及增加附加荷载等而导致滑坡的发生。（1）内部因素斜坡的外形：是滑坡产生的先决条件，当斜坡坡度愈陡、高度愈大以及当斜坡中上部突起而下部凹进，且坡脚无抗滑地形时，滑坡容易发生。岩性：滑坡主要发生在易亲水软化的土层和一些软岩中。地质构造：斜坡内的一些层面、节理、断层、片理等软弱面若与斜坡坡面倾向近于一致，则此时斜坡岩土体容易失稳，这些软弱面可能组合成滑动面。（2）外部因素水：据统计90以上的滑坡均与水的作用有关。水的作用可使岩土软化、强度降低，加速岩土体的风化；此外，地表水对斜坡坡脚有侵蚀冲刷作用；地下水位上升使岩土体软化，渗流水力坡度增大等。故滑坡多发生在雨季，有“大雨大滑，小雨小滑，无雨不滑”的说法，说明了水对滑坡作用的重要性。地震：地震可诱发滑坡发生，在山区是非常普遍的现象。地震破坏斜坡岩土体结构，粉砂层液化，降低岩土体抗剪强度，地震动力波在岩土体内的传播，使岩土体承受地震惯性力，有利坡体下滑。人为因素：坡脚开挖不当，坡顶任意堆载；地表植被等覆盖层人为破坏，引起地表水下渗；破坏自然排水系统，或排水设备布置不当，排水不畅，使坡体水量增加；引水灌溉或排水设备漏水使水渗入斜坡内。所以总的说来，不良地质条件是产生滑坡的内部因素，而水的作用和人类工程活动是触发滑坡的外部因素，找到了滑坡产生的原因，就能依其采取适当的措施，来解决滑坡的防治问题。习题二十四：问答题：简述滑坡要素及滑坡的发育过程和整治措施。答案：滑坡的形态和边界的基本构造特征是判断滑坡存在和滑坡范围的重要依据。一个典型滑坡的基本构造特征包括如下方面要素：滑坡体；滑动面、滑动带、滑坡床；滑坡壁（后壁）；滑坡台阶；滑坡鼓丘；滑坡舌；滑坡裂缝；滑坡主轴等。一般说来，滑坡的发生是一个长期的变化过程，这个过程人为地将其划分为三个阶段，即：蠕滑阶段（蠕动变形阶段）；滑动阶段（滑动破坏阶段）；渐趋稳定阶段。这种阶段划分的主要意义在于认识滑坡和正确地选择防滑治滑措施。滑坡的整治措施有如下几大类：排水类（包括地表排水与地下排水）；支挡类（如抗滑挡墙、抗滑锚杆（锚索）、锚杆挡墙、抗滑桩等）；减重与反压（坡顶刷方或拆除建筑物减重，坡脚堆载反压）；改善滑动面（带）的岩土性质；其它措施等。滑坡治理工程一般以支挡为主或以排水为主，排水、支挡、减重、护坡等措施视具体情况（滑坡的引发因素）采用，进行综合治理。习题二十五：问答题：什么叫风化作用？它有哪几种类型？影响风化作用的因素有哪些？答案：长期暴露于地表的岩石，其结构、构造乃至化学成分将会发生变化，并逐渐破碎疏松，甚至变成各种岩屑或土层，岩石的这种物理、化学性质的变化称为风化。岩石在常温、常压下，与大气圈、水圈、生物圈直接接触所发生的这种变化过程称为风化作用。按风化作用的性质，可将风化作用分为：物理风化、化学风化及生物风化三种类型。影响风化作用的因素包括三类：气候因素气候因素基本上决定了风化作用的主要类型及其发育程度，主要是气温的变化、雨水多少、日照等的影响；地形因素地形的高度、坡度和切割程度等影响着风化的强度、深度和保存风化物的厚度及分布等情况；地质因素岩石的矿物组成、结构和构造都直接影响风化的速度、深度和风化阶段。习题二十六：问答题：岩石风化作用的产物是什么？这种产物如果作为工程地基，可能会出现哪些方面的工程问题？防止岩石风化的措施有哪些？答案：地壳表层的岩石经长期风化作用后，一部分碎屑物质被风和水带走，而残留于原地的松散堆积物抽称之为残积层。进行工程建设时，若残积层主要为粘性土，应重点研究可能产生的不均匀沉降问题；若残积层主要为粗岩屑，沉降可能较小；开挖基坑或进行边坡建筑场地施工时，必须注意边坡稳定性问题，防止产生滑坡。通常采用的防治岩石风化措施有：（1）挖除法：风化层较薄时，可将工程性质较差、影响建筑稳定的表土挖除。（2）抹面法：用使水和空气不能透过的材料（如沥青、水泥、粘土等）将岩石覆盖起来。如图6-5所示的植物护面、混凝土护面及砌石护面。图6-5植物护面、混凝土护面及砌石护面（3）胶结法：用水泥、粘土等浆液材料灌注入岩层或岩石裂隙中，可加强岩层的强度、降低其透水性。（4）排水法：设计排水工程、排除地表水或地下水，减少水对岩石中矿物的溶解等影响。如图6-6所示修建的各种排水沟渠。图6-6修建的各种排水沟渠习题二十七：问答题：什么是崩塌？试分析崩塌产生的条件和发育因素？答案：陡峻或极陡斜坡上，某些大块或巨块岩土体在重力的作用下，突然发生崩落或滑落，并顺山坡猛烈地翻滚跳跃，撞击破碎，最后堆积于坡下的现象。其产生的条件和发育因素如下：地形地貌、岩性及节理发育情况、地质构造、风化情况、气候及水的作用、人类活动、其它诱发因素等。其中前三种为内部条件，其余为外部诱发因素。习题二十八：问答题：岩溶的形成和发育条件是什么？简述岩溶场地地基主要的工程地质问题。岩溶建筑场地的处理有哪些措施？答案：岩溶形成与发育条件有很多因素，包括可溶性岩石的存在，具腐蚀性地下水的运动，潮湿气候，地质构造与地形等，其中最主要的是可溶性岩石的存在和具腐蚀性地下水的运动。岩溶地区可以归纳为两类主要工程地质问题：地基稳定性与塌陷、渗漏和突水问题。岩溶地区由于存在溶洞、溶蚀裂隙、暗河土洞等，在岩体自重和建筑物荷载作用下，能发生地面变形，地基塌陷，影响建筑物的安全和使用。由于地下水的运动，建筑物地基及地下工程有时会出现涌水、淹没、塌陷等突发事故；岩溶区由于溶蚀后基岩表面凹凸不平、存在岩溶漏斗、石芽等，建筑地基如果没有调查清楚，可能会造成不均匀沉降，甚至造成地基失稳。岩溶建筑场地的处理措施有：（1）挖填：挖除软弱、充填强度的材料；（2）跨盖：顶板不稳定时，用长梁式基础或桁架式基础或刚性大平板等方案跨越；（3）灌注：溶洞或土洞埋藏较深时，采用挖填与跨越方法不得力时，对其进行灌水泥浆、水泥粘土混合材料、砂或砂砾等；（4）排导：对地下水（尤其是洞中的水）、地表水采取排除措施；（5）打桩：采用混凝土桩、木桩、砂桩等处理埋深较大的土洞，可提高地基的承载能力，并密实土层和改变地下水的渗流条件。习题二十九：问答题：河岸地段进行工程建筑应注意哪些工程地质问题？答案：（1）必须事先了解河流的最高洪水水位，避免在洪水淹没区进行建筑；（2）应注意河岸的稳定性，不在崩塌、滑坡等不稳定的地区建筑。如必须建筑时，要对崩塌、滑坡进行处理；（3）河床上是不宜建厂的，如果要建设船台、码头、桥墩或取水构筑物，应考虑由于进行建设而改变河床断面后的最高洪水水位、冲刷深度、含泥量，同时也要考虑河水对岸边及构筑物的冲刷；（4）河流的凹岸受冲刷，容易形成河岸的崩塌、滑坡，选择建筑场地时，建筑物距阶地边缘应留有适当的安全距离，必要时采取保护河岸的措施；（5）应注意冲积物的产状，冲积层中埋藏有粘性土的透镜体或尖灭层时，能使建筑物产生不均匀沉降；（6）阶地上有古老的河床的沉积物和牛轭湖沉积物时，应注意它们的分布、厚度及工程地质性质；（7）冲积层中常较丰富的地下水，可作为供水水源，但在古河床地区施工时，多因地下水多、水位高而引起施工排水困难。习题三十：问答题：何谓阶地？它是如何形成的？据阶地的结构和形态特征，可将阶地分为哪几类？答案：在河谷地貌的形成和发展过程中，不同时期的河漫滩，由于受到地壳构造运动与河流侵蚀、堆积作用的综合影响，呈阶梯状分布于河谷谷坡上，这种地貌称为河流阶地。据阶地的结构和形态特征，河流阶地可以划分为三种类型：侵蚀阶地、基座阶地和堆积阶地。习题三十一：问答题：什么是泥石流？其形成条件有哪些？答案：由暴雨或冰雪迅速融化形成的急骤水流，挟带堆积在山坡或山谷中的大量堆积物成为泥石洪流冲向山前地带的现象。泥石流的形成必须具备丰富的物质来源，山坡陡峻和较大沟谷以及能大量集中水源的地形，并有突发的大量水源等条件，以上三个条件是缺一不可的。（1）丰富的松散物质：如残积层、坡积层、人工填土等。（2）地形条件：具有形成区、流通区及堆积区。形成区利于汇水、聚集上述松散物质；流通区多为狭窄而深切的峡谷或冲沟；堆积区是泥石流物质停积场所，一般位于山口外或山间盆地边缘、地形较平缓之地。（3）突发而急骤的大量水流：如泥石多发生的雨季，当然冰川、积雪的急剧消融、水库堤坝的溃决等也可产生急骤而大量的水流。本章前言6.1 风化作用6.2 地表暂时流水地质作用6.3 河流地质作用6.4 崩塌6.5 滑坡6.6 泥石流6.7 岩溶与土洞本章小结第七章 岩土的工程性质