城市环境岩土工程期末重点整理(修订版,含习题附录)(2)

1、城 市 环 境 岩 土 工 程期末重点整理名词解释：6×5' 填空：30×0.5' 判断：5×1' 计算：2×10' 简答：2×5' 论述：2×10'【绪论】 1.岩土工程：以工程地质学、土力学、岩石力学及地基基础工程学为理论基础，以解决和 处理在建设过程中出现的所有与岩土体有关的工程技术问题的新的专业学科。 2.当前工程地质、地质工程与岩土工程三者的概念和特征是： 工程地质工程地质学属于地质学，是地质学与工程的边缘学科。强调认识自然，而 涉及对自然的改造少，即以预测为主。 地质工程工程

2、地质的新分支，以地质体的改造技术为主。 岩土工程属于工程技术学科的土木工程体系。既强调分析预测，又注重决策和行动。 涉及工程地质、岩土力学、地基处理、水文地质等，是个容量很大的概念。 岩土工程与工程地质学共同解决环境岩土工程问题。 3.环境岩土工程的定义：是一门交叉学科，研究岩石、土地的物理化学性质及其与大气圈、 生物圈、水圈、岩石圈和微生物圈的相互作用。方晓阳 4.城市环境岩土工程是研究环境岩土工程问题和地质灾害问题。 5.环境岩土工程研究的两大类问题： （1）大环境问题内因：地震灾害、火山灾害 外因：洪水灾害、水土流失、沙漠化、盐碱化、区域性滑坡 （2）小环境问题生产活动：采空区塌陷、工业

3、废弃物排放、地下水及油气资源开采的 地面沉降、海水入侵 工程活动：城市建设产生的震动、土体变移动 6.人类工程活动与岩土体环境之间的作用类型： （1）根据物质、能量交换条件分类： 带入作用：人工灌溉和喷洒、排污与固体废物填埋和堆积、矿山采空区的回填 取出作用：地下水抽取、矿山开采、砂石等建材开采混合作用、修筑地下连续墙、开 挖深基坑、修筑地下工程、海岸带改造、港口码头建设等。 （2）按人类工程活动作用和岩土体形状改变程度分类： 人为剥蚀作用；人为搬运作用；人为堆积作用；人为塑造地形作用。【专题一】城市建设与两类环境问题 1.城市化：指农村人口向城市转移和聚集，以及城市数目和规模不断增加和扩大的

4、现象。 2.环境：指自然客体与人类客体相互联系的系统。包括自然环境和社会环境。-（P1） 3.产生环境问题的根本原因是人的生产、物质生产、环境生产运行关系的不和谐和不协调。 三种生产的协调发展又取决于人类社会的三种行为政府行为、市场行为、公众行为的 调和。环境问题的实质和解决环境问题的关键是在于以三种行为的调和促进三种生产协调 发展“人地调谐原则”。-(P1) 4.环境岩土工程的中心内涵：环境岩土工程的发展和两类环境问题概念的出现。-(P2) 5.两类环境问题：（1）污染与生态破坏问题：其中水环境污染与地质关系最密切。 （2）环境岩土工程问题：又包括区域性和城市环境岩土工程问题。 6.结构控制

5、论和优势面观点认为：岩体的稳定性是由岩体结构或优势面控制的。各种因素 主要通过优势面起作用。-(P6)（优势面：是指形成时间新、性质软弱、导水、富水且对岩体稳定性起控制作用的结构面。）【专题二】城市区域稳定性与抗震防灾研究 1.区域稳定性：主要指内力作用引起的构造运动，特别是地震活动、断裂活动对工程建设 地区稳定性的影响。-(P13) 2.我国大陆大地构造特征与背景：（力源） （1）根本动力：重力、热力、地球自转力 （2）边界力：西南部印度洋板块NNE向主导。 东部太平洋板块NEE向挤华北，菲律宾海板块NWW向挤华南。 北东来自北美板块压力。 我国三向受压，所以板内地震多。 3.优势断裂：对稳

6、定性起控制作用的活动性断裂。又分为区域性和场区优势断裂。-(P13) （1）区域性优势断裂：是指对工程场地具有最大危险性的深大断裂，它往往以发震形式影 响工程场地。 （2）场区优势断裂：指影响场地稳定的活动性断裂，常以错动和蠕动方式来影响场地稳定。 4.区域稳定性优势面分析的步骤：-（P14） 分析断裂构造是否为活动性断裂； 判断其是否为优势断裂； 优势断裂类型和组合模式分析 5.以两个稳定性（区域稳定性和地基稳定性）相结合的原则对场地进行综合评价分区。 6.优势断裂的类型及其效应：-（P15）类型对工程的影响断层活动机制区域优势断裂发震粘滑场地优势断裂错动粘滑蠕动蠕滑 7.区域优势断裂按断层

7、切割深度分类及其与震级的关系：-（P16）断层切割深度分类盖层断裂基底断裂地壳断裂岩石圈断裂震 级（M）1336 6 7 8.找到优势断裂的方法：-（P19） （1）地质分析法；（2）数值模拟法；（3）优势指标法； 9.四个优势指标：时间优势指标、规模优势指标、距离优势指标、活动周期优势指标 10.地质分析和烈度分析法可以提供地质背景、地质构造单元及其演化史、断裂规模及其活 动性和历史与现代地震危害的宏观论证资料，这是地震评价的基本依据。-（P26） 11.地质分析（从大地构造因素分析）：-（P26）【要能分析】 （1）稳定性条件一般地块优于褶皱带，老褶皱带优于新褶皱带，稳定边界者优于活动边界

8、 者，大地块优于小地块。 （2）隆起区较之凹陷区有利。如P27的图2-8，隆起区表面为张拉，断裂带由上向下发育， 拉开的速度慢；凹陷区表层为挤压，断裂带由下向上发育，拉开速度快，区域稳定性 条件较差。 12.烈度：以地震动宏观现象（地表破坏、建筑物破坏、器物反应、人感觉）为标准，反应 平均破坏程度。-（P29） 地震强度（震级M、震中烈度）、震源深度是决定烈度大小的基本因素。-（P30） 13.场地工程地质、水文地质条件对地震效应影响的一些规律：-（P31） （1）软土地基上的震害较之硬土地基大；（2）硬土在上震害轻，软土在上硬土在下则震害 重；（3）砂基在一定条件下遇强震易液化；（4）土层越

9、软弱，厚度越大，振动历时越长； （5）场地位置越高，振幅越大，振动持续时间越长，震害越严重；（6）松软土地区，地下 水埋深愈浅，对烈度影响愈大；当地下水埋深大于10m时，则影响不甚明显。 14.潜在震源区：是指未来可能发生破坏性地震的部位，其可能出现的最大地震危险程度用 震级上限Mu表示。-（P32） 15.地震活动性：是指地震活动的时间、空间、强度和频度的规律，即各地震区（带）内各 种大小地震在时间上的分布规律。-（P33） 16.地震活动性参数：是描述潜在震源区地震危险程度的指标，主要有起算震级Mo、震级 上限Mu、震级-频度关系中的b值和年平均地震发生率-（P33） 17.卓越周期：是指

10、地震波使岩土被迫振动时，经频谱分析后，占主要能量的简谐波的周期 为该波的卓越周期。这个周期就是该岩土的卓越周期。-（P43） 18.南京区域优势断裂：茅山断裂和郯庐断裂。-（P53） 19.南京所在区域地震带总特征：北强南弱、海强陆弱。以南黄海、茅山断裂为主。断层切 割深、规模大，特征明显。 20.南京市区基本烈度为7度。【专题三】高层建筑环境岩土工程问题 1.高层建筑的突出优点：有效利用空间资源，占地面积小，可缓解大城市的住房困难、交 通拥挤和用地紧张等问题。 2.我国高层建筑的划分：-（P63） （1）我国高层民用建筑设计防火规范（GBJ45-82）中规定10层及10层以上的住宅和 建筑高

11、度超过24m的其他民用建筑为高层建筑。 （2）我国钢筋混凝土高层建筑设计与施工规程（JGJ3-89）中规定8层和8层以上的民 用建筑为高层建筑。此规定仅限于钢筋混凝土结构，其高度不超过200m。 3.高层建筑的荷载特点：-（P63） （1）竖向荷载：随建筑物层数或高度的增加而增加。一般情况下，层数每增加一层，基底 总压力就增加1015kPa，或高度每增加1m，基底总压力约增加46kPa。 （2）水平荷载：主要是风荷载和地震荷载。 4.高层建筑的结构特点（钢筋混凝土结构体系）：-（P64） 框架结构体系；剪力墙结构体系；框架-剪力墙结构体系；筒体结构体系 5.高层建筑的基础特点：-（P65） （

12、1）筏形基础：上部柱子传来的荷载较大而单独基础或条形基础均不能满足地基承载力要 求时，可把单独基础的底面积扩大为满堂基础，即为筏形基础。 （2）箱形基础：为深埋补偿式基础，当上部结构荷载很大，地基的承载力很低，采用筏形 基础仍不能满足要求时，可采用箱形基础。 （3）桩基础：主要有端承桩基础，磨擦桩基础，预制桩，灌注桩。 6.高层建筑岩土工程勘察的基本目标：-（P67） 评价场地的压缩性（沉降）、均匀性（倾斜）、环境效应和抗震稳定性。 7.室内试验中剪切试验方法的选择：-（P69）【要能根据不同工程情况选用】 一般情况下，对于施工加荷速率较快者，以采用不排水剪（快剪）试验为宜。 （1）对于排水条

13、件较差的土，如粘土、粉质粘土等，固结排水时间需要较长，在加荷速率 较快时，来不及达到完全固结强度即剪损，宜采用不固结不排水剪（UU）试验； （2）反之，对施工加荷速率较慢、地基土排水较好者，如粘土等，实际工程中有充分时间 固结，这种情况下宜采用固结不排水剪（CU）试验； （3）对于某些工程，需要采取降水或预压固结（堆载、真空、真空-堆载）时，为验算施 工结束时短期承载力，也可根据施工结束时可能达到的固结度，采用相应固结度下的 固结不排水剪（UU）试验 8.计算压缩模量及e-p曲线：-（P69） 式中：a压缩系数（MPa-1）；Es压缩模量（MPa）；P1、P2土自重压力和自 重压力与附加压力之

14、和，按取土深度分段取整（kPa）；e1、e2对应于p的孔隙比 9.原位测试的分类：-（P70） 包括静载荷试验、旁压试验、现场剪切试验、地基土的动力参数测定以及触探试验等。 10.安全系数的取值与上部结构的类型、荷载的性质、建筑物的重要程度等因素有关。一般 可以取23 -（P75） 11.复合地基：是指天然地基在地基处理过程中部分土体得到增强，或被置换，或在天然地 基中设置加筋材料，加固区是由基体（天然地基土体）和增强体两部分组成 的人工地基。与浅基础和桩基础成为工程中常用的三种地基基础型式。-（P97） 12.沉降分为瞬时沉降Si（Sd）、固结沉降Sc和次固结沉降Ss。-（P99） （1）瞬

15、时沉降是指在施工过程中立即产生的沉降。 （2）固结沉降是由于土孔隙中排出水而引起的沉降，它是最主要的沉降。 （3）次固结沉降是因孔隙水排出，超静孔隙水压力降为0，由土骨架蠕变引起的沉降。 例题：沉降计算案例 ，考计算 【见附录】 13.砂土液化：当孔隙水压力上升到使砂粒间有效正应力降为0时，砂粒就会悬浮于水中， 砂体也就完全丧失了强度和承载能力，这就是砂土液化。 砂土液化引起的破坏主要有涌砂、滑塌、地基失效和沉陷。-（P114） 14.喷水冒砂：这种砂水悬浮液在上覆土层压力作用下，可能冲破土层薄弱部位而喷到地表， 形成喷水冒砂现象。-（P114） 15.震陷产生的原因：主要有孔隙水压力上升超过

16、土强度引起之震陷，孔压消散引起土的体 积收缩和冒水喷沙所产生的水土流失等。-（P123） 16.我国深基坑工程的主要特点：-（P126） （1）地基越挖越深；（2）工程地质条件越来越差；（3）基坑四周环境复杂；（4）基坑支护 方法多；（5）基坑工程的成功率低；（6）基坑工程是一项与众多因素相关的综合技术。 17.基坑围护体系的作用： （1）保证基坑四周边坡的稳定性，满足地下室施工有足够空间的要求； （2）保证基坑四周相邻建筑物、构筑物和地下室管线在施工期间不受损害； （3）保证基坑工程施工作业面在地下水位以上。 18.土钉墙：又称锚钉墙，是以短而密的锚钉安入或打入基坑边壁土体内，将土体加固成为

17、 能自稳的重力坝式的挡土墙结构。-（P133）【专题四】地下工程稳定性研究 1.地下工程的学科特点：-（P192） （1）工程实践经验常常先于理论认识，并触发新理论的研究和发展； （2）设计理论仍以半经验准则和类比法为主，很多工程问题的处理仍以实践经验为主； （3）新的工程实践和施工方法揭示了很多新的问题。 2.地下工程的地质问题：-（P194） （1）从硐室角度（狭义）：围岩稳定；水害；其他（岩石冲击、高温热害、冻害） （2）从环境角度（广义）：稳定性（区域稳定、山体稳定、硐室稳定）；水害； 地面变形；其他； 3.岩爆的定义：-（P195）【两种定义掌握一种】 （1）广义：岩石开挖过程中，围

18、岩有时突然释放能量，表现为岩石的脆性破坏或将尺寸大 小不等的岩石喷射出来。 （2）狭义：是指岩石爆炸性能量释放，围岩猛烈破坏而向外抛出破碎岩块，又称岩石突出。 4.核废料为什么必须处置在深地质介质中？-（P199） 原因在于目前建造的地表建筑物，其服役年限都远远小于长寿命放射性核素的半衰期；而 在深部地质介质中建造的储存库能够保证放射性核素的长期圈闭，并且能够适宜于核废料 的长期圈闭的地质介质在地壳中的分布十分广泛。 5.地下工程突出的地质问题：-（P200） 软岩问题、工程水害、高地应力、岩爆、高温热害和地面变形。 6.软岩的四个特点：低强度、大变形、水敏性和流变性。-（P207） 中国（工

19、程岩体分级标准）将单轴抗压强度Rc在515MPa称为软岩。 7.硐轴及硐口位置与主要结构面产状的关系：-（P214） （1）一般来说，隧道轴线与岩层走向垂直，各个岩层构成岩梁（跨度即为硐跨），岩层能 较好的自持，对围岩稳定较为有利。（图4-19） （2）当硐轴与岩层走向一致时，岩层的强度由层间的粘着力和摩擦力来表征，岩层的抗弯 刚度不能较好的利用，对围岩稳定是不利的；（图4-19） （3）当硐轴和主要结构面平行时，岩层缓倾斜（a<20°），岩层间摩擦力较小，不利；岩层 较陡（20°<a<45°），层间抗剪强度较高，较为有利；但岩层急倾斜时（a&g

20、t;45°），岩层 的抗弯强度完全无法利用，非常不利；（图4-21） （4）当硐轴线与主要结构面走向垂直时，可以较好地利用岩梁的抗弯作用，较为有利。 （5）对于缓倾斜或近水平岩层的硐室，问题要复杂一些，要具体问题具体分析。（图4-23） 8.RQD（Rock Quality Designation）：岩芯质量指标，指长度在10cm以上的完整、坚硬岩芯 的累计长度占钻孔总长度的百分比。 【专题五】边坡稳定性与滑坡灾害优势面分析 1.边坡优势指标分析法中的四个优势指标：-（P263） （1）时间优势指标；（2）性质优势指标；（3）数量优势指标；（4）产状优势指标 2.产状优势指标中的简单

21、滑动判据：-（P264） 。式中，为坡角，为结构面倾角，为结构面内磨擦角。 3.PPT习题中的选择和案例计算，必考一道计算【见附录】【其他】 1.多数垃圾卫生填埋场的填埋处理是低投资高操作费用系统 2.地面沉降的形成机理及规律：-（P323） （1）饱水多孔介质的失水压密原理太沙基有效应力原理 （2）垂直位移量的空间变化规律性：由沉降中心向周边方向逐渐减小。 水平位移量的空间变化规律性：最大位移在沉降中心的两侧，沉降中心及最外围较小。 （3）地层对地面沉降的影响： 地层岩性影响的规律性：砂砾层的压缩量小于等有效应力作用下粘性土的压缩量。 地层厚度影响的规律性：粘性土的累积厚度越大，压缩总量越大

22、。 地层组合影响的规律性：在同等开采条件下，粘性土层数越多，沉降速率越大。 3.地面沉降的防治：（1）合理规划水资源开发利用布局； （2）等量置换：人工回灌可用于油气田，即对抽汲的液体按等体积替换， 以保证孔隙水压力不造成明显下降。 4.岩土工程勘察等级的划分以及划分的依据： 岩土工程勘察规范（GB50021-2001）：根据工程重要性等级、场地复杂程度等级和地基 复杂程度等级划分岩土工程勘察等级。 综合上述三个条件可以把岩土工程勘察分为甲、乙、丙三个等级【附录】l 单项选择题1.在破碎的岩质边坡坡体内有地下水渗流活动，但不易确定渗流的方向时，在边坡稳定计算 时，做了简化假定，采用不同的坡体尝

23、试计入地下水渗流力的影响，问下列选项最安全的 是（ ） A.计算下滑力和抗滑力都采用饱和重度 B.计算下滑力和抗滑力都采用浮重度 C.计算下滑力采用饱和重度，抗滑力采用浮重度 D.计算下滑力采用浮重度，抗滑力采用饱和重度2.有一微含砾的砂土形成的土坡，在哪种情况下土坡稳定性最好（ ） A.天然风干状态 B.饱和状态并有地下水向外流出 C.天然稍湿状态 D.发生地震3. 判断如图所示的赤平面投影图中，哪一选项对应的结构面稳定 性最好（ ） A.结构面1 B.结构面2 C.结构面3 D.结构面44.对于坡角为45°的岩坡，下列哪个选项的岩体结构面最不利于边坡抗滑稳定？（ ） A.结构面竖直 B.结构面水平 C.结构面倾角33°，倾向与边坡坡向相同 D.结构面倾角33°，倾向与边坡坡向相反5. 有一坡度为1:1.5的砂土坡，砂土的内摩擦角=35°，黏聚力c=0,当采用直线滑动面法进 行稳定分析时，下面哪一滑动面所对应的安全系数最小（ ） A.=29° B.=31° C.=33° D.=35°6. 有一无限长稍密中粗砂组成的边坡，坡角为25°，中粗砂内摩擦角为30°，有自坡顶的 顺坡渗流时土坡安全系数与无渗流时土坡的安全系数之