工程地质复习资料0001

1、一、工程地质学基本概念及方法1. 工程地质学 工程地质学是地质学的分支学科， 它是一门研究与工程建设有关的地质问题、 为工程建设服务的地质 科学，属应用地质学的范畴。2. 工程地质条件 工程地质条件指的是与工程建筑有关的地质因素的综合。地质因素包括：岩土类型及其工程性质、地 质结构、地貌、水文地质、工程动力地质作用和天然建筑材料等方面。3. 工程地质问题指工程建筑物与地质条件之间的矛盾或问题。如：地基沉降、水库渗漏等。4. 不良地质现象 对工程建设不利或有不良影响的动力地质现象。它泛指地球外动力作用为主引起的各种地质现象，如 崩塌、滑坡、泥石流、岩溶、土洞、河流冲刷以及渗透变形等 , 它们既影

2、响场地稳定性，也对地基基础、 边坡工程、地下洞室等具体工程的安全、经济和正常使用不利。5. 工程地质学的任务1 、阐明建筑地区的工程地质条件，并指出对建筑物有利的和不利的因素；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，预测其发展演化趋势，并提出对地质环境合理利用和 保护的建议；5、根据建筑场址的具体地质条件，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

3、质依据。6. 工程地质学的研究方法 工程地质学的研究方与它的研究内容相适应的，主要有自然历史分析法、数学力学分析法、模型模拟 试验法和工程地质类比法。四种研究方法各有特点，应互为补充，综合应用。其中自然历史分析法是最 重要和最根本的研究方法，是其它研究方法的基础。7. 岩石力学、土力学与工程地质学有何关系 岩石力学和土力学与工程地质学有着十分密切的关系， 工程地质学中的大量计算问题， 实际上就是岩 石力学和土力学中所研究课题，因此在广义的工程地质学概念中，甚至将岩石力学、土力学也包含进去， 土力学和岩石力学是从力学的观点研究土体和岩体。它们属力学范畴的分支。二、活断层工程地质研究1. 活断层的

4、定义 活断层指目前正在活动着的断层或近期有过活动且不久的将来可能会重新发生活动的断层(即潜在 活断层)。2. 活断层的特征及分类(1) 活断层是深大断裂复活的产物(2) 活断层具有继承性和反复性(3) 活断层按活动方式可以分为地震断层(粘滑型活断层)和蠕变断层(蠕滑型活断层) 。3. 活断层的识别标志地质方面地表最新沉积物的错断； 活动层带物质结构松散； 伴有地震现象的活断层， 地表出现断层陡坎和地裂缝。地貌方面(1) 断崖：活断层两侧往往是截然不同的地貌单元直接相接的部位(2) 水系：对于走滑断层(I -系列的水系河谷向同一方向同步移错； n、主干断裂控制主干河道的走向。)( 3)山脊、山谷

5、、阶地和洪积扇错开 : 走滑型活断层(4) 近期断块的差异升降运动，可使同一级夷平面分离解体，高程相差较大( 5 )不良地质现象呈线形密集分布。水文地质方面： 导水性和透水性较强；泉水常沿断裂带呈线状分布，植被发育。历史资料方面： 古建筑的错断、地面变形；考古；地震记载地形变监测资料： 水准测量、三角测量遥感图象： 用于鉴别大区域范围内的活断层。4. 活断层区建筑原则及防治对策(1) 建筑物场址一般应避开活动断裂带(2) 线路工程必须跨越活断层时，尽量使其大角度相交，并尽量避开主断层(3) 必须在活断层地区兴建的建筑物，应尽可能地选择相对稳定地块即“安全岛”，尽量将重大建筑物布置在断层的下盘(

6、4) 在活断层区兴建工程，应采用适当的抗震结构和建筑型式。5. 简述活断层工程地质研究方法的内容研究内容包括：活层断的展布、活动特点和监测等。如伴有地震活动，则应进行地震危险性研究。(1) 活断层的展布：根据已有区域地质、航磁和重力异常资料，与卫星影象、航空照片对照，进行初步 判释，勾划出所有可能对场地有影响的活断层。( 2 )活断层活动特点研究：在卫 ( 航)片判释的基础上，要进行区域性踏勘，进一步验证判释成果。(3) 活断层的监测：为了确定活断层近期及现今活动的参数，如活动时间、错动方向和距离、错动速率和周期等，需进行钻探、坑探、物探和绝对年龄测定等工作。三、地震工程地质研究1. 基本概念

7、震级 ：是衡量地震本身大小的尺度，由地震所释放出来的能量大小所决定。烈度 ：地面震动强烈程度，受地震释放的能量大小、震源深度、震中距、震域介质条件的影响。在工 程应用中常有地震基本烈度和设防烈度(设计烈度)之分。地震基本烈度 ：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。一个地区的平均烈度。设防烈度(设计烈度) ：是抗震设计所采用的烈度。是根据建筑物的重要性、经济性等的需要，对基本 烈度的调整。卓越周期 ：地震波在地层中传播时，经过各种不同性质的界面时，由于多次反射、折射, 将出现不同周期的地震波，而土体对于不同的地震波有选择放大的作用，某种岩土体总是对某种周期的 波选择放大得突

8、出、明显，这种被选择放大的波的周期即称为该岩土体的卓越周期。2. 简述振动破坏效应的分析方法(静力分析法、动力分析法的原理)地震对建筑物振动破坏作用的分析方法有 静力法和动力法 两种。静力分析法：(1) 假设建筑物是刚体，即建筑物的各部分作为一个整体，具有相同的加速度。(2) 建筑物的加速度和地面加速度是相同的。(3) 地震作用在建筑物上的惯性力是固定不变的，是由地面振动的最大加速度决定的。动力分析法： (目前应用最广泛的方法是简化的反应谱法)(1) 假设建筑物结构是单质点系的弹性体。(2) 作用于建筑物基底的运动为简谐运动所测得的结构相同的动力反应不仅取决于地面运动的最大加速度 , 还取决于

9、结构本身的动力特征， 最主要的是结构的自振周期和阻尼比。阻尼比越大，建筑物固有周期与地面振动周期差别越大，越难引起共振。3. 场地工程地质条件对震害的影响(1) 岩土类型及性质： 软土硬土，土体基岩。松散沉积物厚度越大，震害越大。土层结构对震害的影响：软弱土层埋藏愈浅、厚度愈大，震害愈大。( 2)地质构造：离发震断裂越近，震害越大，上盘尤重于下盘。( 3)地形地貌：突出、孤立地形震害较低洼、沟谷平坦地区震害大。( 4)水文地质条件：地下水埋深越小，震害越大。4. 简述地震区建筑场地选择原则及抗震措施场地选择原则 ：( 1 )避开活动性断裂带和大断裂破碎带；( 2 )尽可能避开强烈振动效应和地面

10、效应的地段作场地或地基；( 3 )避开不稳定的斜坡或可能会产生斜坡效应的地段；( 4 )避免孤立突出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。抗震措施 ( 持力层和基础方案的选择 ) ：( 1 )基础要砌置于坚硬、密实的地基上，避免松软地基；( 2)基础砌置深度要大些，以防止地震时建筑物的倾倒；( 3)同一建筑物不要并用几种不同型式的基础；( 4)同一建筑物的基础，不要跨越在性质显著不同或厚度变化很大的地基土上；( 5)建筑物的基础要以刚性强的联结梁连成一个整体。5. 简述地震发生的条件(1)

11、 介质条件：多发生在坚硬岩石中。(2) 结构条件：多产生在活断层的一些特定部位 : 端点、拐点、交汇点等。(3) 构造应力条件：多发生在现代构造运动强烈的部位，应力集中。6. 简述地震效应类型地震效应可以分为 振动破坏效应 、 地面破坏效应 和斜坡破坏效应 。( 1 ) 振动破坏效应 ：地震发生时，地震波在岩土体中传播而引起强烈的地面运动，使建筑物的地基 基础以及上部结构都发生振动，给它施加了一个附加荷载即地震力。当地震力 达到某一限度时，建筑物即发生破坏。这种由于地震力作用直接引起建筑物的 破坏，称为振动破坏效应。( 2) 地面破坏效应 ：地面破坏效应可分为破裂效应和地基效应两种基本类型。前

12、者指的是强震导致 地面岩土体直接出现破裂和位移，从而引起附近的或跨越破裂带的建筑物变形 或破坏。后者指的是地震使松软土体压密下沉、砂土液化、淤泥塑流变形等， 而导致地基失效，使上部建筑物破坏。( 3) 斜坡破坏效应 ：包括地震导致的滑坡、崩塌或泥石流等，主要发生在山区和丘陵地带。7. 我国地震地质的基本特征（1）强震活动受活动构造的严格控制。（2）大陆地震受控于现代构造应力场特征。（3）强震活动经常发生在断裂带应力集中的特定地段上。（4）绝大多数强震发生在一些稳定断块边缘的深大断裂带上，而稳定断块内部很少或基本没有强震分布。（5）裂谷型断陷盆地控制了强震的发生。8. 简述地震小区划的概念及其原

13、理和划分方法 地震小区划是对城市或工程场地范围内可能遭遇的地震强度及其特点的划分。它除了考虑潜在震源 情况、传播路径的因素外，还根据场地地质活动构造与地貌条件给出场地地震影响场的分布。地震小区划包括 地震动小区划 和 地震地质灾害小区划 。（ 1）地震动小区划 不仅要对城市所在范围内的场地类别和地震动时振动轻重程度作出详细划分，指 出各小区场地对建筑物抗震的有利或不利程度，指明各小区具体的不利因素以及可能发生的地基失 效类型，而且要对城市范围内各小区提出具有概率意义的设计地震动参数等，包括地面运动峰值加 速度、峰值速度、地震动持时、场地卓越周期、加速度反应谱等一系列指标。（ 2）地震地质灾害小

14、区划 应包括砂土液化、软土震陷、地震断层、地震滑坡等内容。9. 简述我国地震分布规律 我国地处环太平洋与地中海 - 喜马拉雅两大地震带之间，地震分布比较普遍。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 关系密切。中国科学院地球物理研究所把我国分为 23 个地震带。其中最主要的地震带有：台湾与东南沿 海地震带；郯城 - 庐江地震带；南北阳地震带；华北地震带；西藏-滇南地震带；天山南北地震带。10. 砂土液化的概念饱水砂土在地震、 动力荷

15、载或其它物理作用下， 受到强烈振动而丧失抗剪强度， 使砂粒处于悬浮状态， 致使地基失效的作用或现象。11. 影响砂土液化的因素（1）土的类型及性质 粒度：粉、细砂土最易液化。 密实度：松砂极易液化，密砂不易液化。 成因及年代：多为冲积成因的粉细砂土，如滨海平原、河口三角洲等。沉积年代较新：结构松散、 含水量丰富、地下水位浅。（2）饱和砂土的埋藏分布条件 ：砂层上覆地震愈强，历时愈长，则愈引起砂土液化，而且波及范围愈广 非液化土层愈厚，液化可能性愈小；地下水位埋深愈大，愈不易液化。（3）地震活动的强度及历时 ：地震愈强，历时愈长，则愈引起砂土液化，而且波及范围愈广。12. 地震砂土液化的机理 机

16、理：地震时饱水砂土中形成的超孔隙水压力使土的抗剪强度降低和丧失。 具体来说，砂土依靠颗粒间的摩擦力维持本身的稳定，这种摩擦力主要取决与颗粒间的法向压力， 而饱和砂土由于孔隙水压力的存在，其抗剪强度小于干砂的抗剪强度（颗粒间摩擦力） ，地震过程中，砂 土将趋于密实，并伴随排水的现象，而由于砂土变密实，其透水变差。从而产生了剩余孔隙水压力（超 孔隙水压力） ，显然，此时的抗剪强度更低了，而且随着振动持续时间增长，剩余空隙水压力不断累积增 大，从而使砂土的抗剪强度持续降低，直至完全丧失。13. 砂土振动液化的评价方法（即判别方法）评价方法：标准贯入试验判别；静力触探试验判别；剪切波速试验判别； 土的

17、相对密实度判别。14. 砂土振动液化对工程建筑的影响及防护措施（重点：防护措施） 影响：（1）地面下沉 （2）地表塌陷 （3）地基土承载力丧失 （ 4）地面流滑 防护措施 ：振冲法、排渗法、强夯法、爆炸振密法、板桩围封法、换土、增加盖重。四、 岩石风化工程地质研究1. 岩石风化的概念、风化作用类型、主要风化作用、风化壳 岩石风化 ：岩石在各种风化营力作用下， 所发生的物理和化学变化的过程 。风化作用类型： 物理风化，化学风化和生物风化。 主要风化作用： 氧化、溶解、水化、水解、碳酸化和硫酸化等作用。 风化壳 ：遭受风化的岩石圈表层。2. 影响岩石风化的因素一、气候因素：（1）温度：温差大、冷热

18、变化频率快，有利于物理风化；温度高，有利于化学风化；（2）降雨：降雨量大，有利于化学及生物风化；二、岩性因素：（ 1）矿物成分（抗风化能力） ： 氧化物 硅酸盐 碳酸盐和硫化物 最稳定的造岩矿物：石英 岩浆岩：酸性岩 中性岩 基性岩 超基性岩 变质岩：浅变质岩 中等变质岩 深变质岩 沉积岩：抗风化能力 岩楽岩、变质岩（2）化学成分K 、Na 等活性强的元素比 Fe、Al 、Si 等活性弱的元素更容易流失。同一种元素，所组成的化 合物不同，岩石的抗风化能力也不同。（3）结构特点 单一矿物组成的岩石抗风化能力较强：单矿岩复矿岩；矿物成分相同：等粒结构 不等粒结构， 单粒结构岩石抗风化能力较强； S

19、i 质胶结 Ca 质胶结 泥质胶结三、地质结构因素 ：断层、层面、节理、沉积间断面、侵入岩与围岩接触面（1）断层带 （ 裂隙密集带 ） ：囊状风化（2）层理面：差异风化崩塌等（3）节理、裂缝面：球形风化四、地形因素（1）海拔高地区：以物理风化为主；海拔低地区：化学风化速度较快。（2）陡坡地段：风化速度较大，风化壳较薄；缓坡地段：风化速度较慢，风化壳较厚。五、其他因素 （ 1）地壳运动强烈上升期：风化速度快，风化壳厚度不大 稳定期：风化彻底，风化壳厚度大（2）人类活动 人工开挖基坑、边坡、隧洞、砍伐森林等，直接加剧风化作用。3. 岩石风化的分带标志、方法及原则(重点：分带标志、方法)分带标志一、

20、颜色不同 ：风化岩石在外观上表现出颜色的差异；二、破碎程度 ：风化程度越深，原岩破碎程度愈大。(1) 从深部完整新鲜岩石至地表：岩块T块石T碎石T砂粒T粉粘粒。( 2)从总体上看，上部以粉粘粒为主，夹砂粒、碎石；下部以块石、碎石为主，裂缝中夹粉粘粒、 砂粒。三、矿物成分变化 ：不同风化带、矿物组合特点不同。( 1 )剧风化带：除石英外，大部分矿物已经变异，形成稳定的矿物，如粘土矿物；( 2)弱、微风化带：矿物变异主要发生在块石裂缝周围，形成薄膜。四、水理性质及物理力学性质的变化 ：由上至下：(1)孔隙性、压缩性由大变小； (2)吸水性由强t弱；(3)波速由小t大； (4 )强度由低t高。五、钻

21、探掘进及开挖中的技术特性 ：风化程度不同的岩石，其完整性和坚固性不同，因此，勘探中 的钻探方法、钻进速度、岩心采取率、掘进方法及难易程度是 不同的；同时，施工中开挖方法及进度亦各异。分带方法工程的初勘阶段：以定性分带为主。工程的详勘阶段：以定量分带为主。具体的分带方法有：( 1 ) 地质分析法定性分析方法 ：通过岩石颜色、破碎程度、矿物成分的变化( 2) 指标定量法 ：声波测试法：岩石风化后，声波速度变慢。风化系数法：按风化系数 Ky 大小较小分带。分带原则( 1 )充分反映各风化带岩石变化的客观规律，反映各风化带岩石所具有的不同特征；( 2)分带的标志应有代表性、明确，便于掌握；( 3)将定

22、性与定量结合起来；( 4)分带数目既不要过多，也不太少。一般采用三分法、四分法、五分法。4. 岩石风化的防护措施防治岩石风化的措施一般包括两个方面：一、对已风化产物的合理利用与处理 ：( 1 )风化壳厚度小，全部挖出；( 2)风化壳厚度大，数十米以上时，处理措施视具体条件而定。一般工业民用建筑物，可选择足够 强度的风化层作地基，设置合理的基础埋置深度；对于重大工程，需挖除对工程构成危险的风化岩石。( 3)对于囊状或夹层风化带，可采用局部挖除或铺盖跨越。二、预防岩石风化的措施： 预防岩石风化的基本指导思想是：通过人工措施，使风化营力与岩石隔离，使岩石免遭继续风化， 或减缓风化营力的作用强度，减缓

23、岩石的风化速度。对于粘土岩类预防方法有： ( 1 )表面铺盖(粘土、水泥、沥青材料) ；( 2)化学材料充填(在岩石 裂隙中充填化学材料，形成保护膜) ；( 3)植被。五、斜坡变形破坏工程地质研究1. 斜坡重应力分布的特点（1）斜坡周围主应力迹线发生明显偏转（2）在临空面附近造成应力集中，但在坡脚区和坡顶及坡肩附近情况有所不同： 坡脚附近形成最大剪应力增高带，往往产生与坡面或坡底面平行的压致拉裂面。 在坡顶面和坡面的某些部位形成张力带，易形成与坡面平行的拉裂面。（3）坡体内最大剪应力迹线由原来的直线变成近似圆弧线，弧的下凹方向朝着临空方向（4）坡面处由于侧向压力趋于零，实际上处于两向受力状态，

24、而向坡内逐渐变为三向受力状态。2. 影响斜坡应力分布的因素有哪些（ 1）岩体初始应力的影响 ： 水平剩余应力的大小使坡体中主应力迹线的分布形式有所不同，明显改变了各应力值的大小，使应力 分异现象加剧 , 尤其对坡脚应力集中带和张力带的影响最大。（2）坡形的影响 ： 坡高：坡高不改变应力等值线图象，但应力值随坡高f而线性f 。 坡角：坡角变化明显改变了应力分布图象。随坡角变陡，张力带的范围有所扩大，坡脚应力集中 带最大剪应力值也随之增高。 坡底宽度：当 W<0.8H 时, 坡脚最大剪应力随底宽缩小而急剧增高。当 W>0.8H 时，则保持为一常 值（称为“残余坡角应力” ）。 坡面形态

25、：平面上的凹形坡，应力集中明显减缓。（3）斜坡岩土体特性和结构特征的影响 ： 岩土体的变形模量对均质坡体的应力分布无明显影响 泊松比 （ 可改变主应力和剪应力的分布 , 引起张力带变化。随着泊松比增大，坡面和坡顶的张力带 逐渐扩展，而在坡底则反之，泊松比增大时，张力带收缩。 结构面的产状、性质的差别，使斜坡中的应力分布出现了不连续性，在不连续面或软弱面的周边 形成应力集中带或发生应力滞。3. 斜坡变形破坏的概念、变形破坏的实质及变形破坏的基本形式概念： 斜坡变形：是一种动力地质现象，是指地表斜坡岩体、土体在自重应力和其他外力作用下所产生的 向坡下的快速运动。斜坡破坏：斜坡变形进一步发展，破裂面

26、不断扩大并互相贯通，使斜坡岩土体的一部分分离开来， 发生较大位移，这就是斜坡的破坏。变形破坏的实质斜坡受到侵蚀卸荷作用和开挖卸荷等作用所产生的应力释放效应，而引起的斜坡表层岩土体的弹塑性回弹和蠕变位移。变形破坏的基本形式 斜坡变形的形式：拉裂（回弹） 、蠕滑、弯曲倾倒。 斜坡破坏的形式：崩塌、滑坡。（补充）（1）拉裂：斜坡岩土体在局部拉应力集中部位和张力带内，形成张裂隙的变形形式称为拉裂。（2）蠕滑：斜坡岩土体沿软弱面 （ 层）局部向临空方向的缓慢剪切变形称为蠕滑。（3）弯曲倾倒：由陡倾或直立板状岩体组成的斜坡，当岩层走向与坡面走向大致相同时，在自重的 长期作用下，由前缘开始向临空方向弯曲、折

27、裂，并逐渐向坡内发展，这种变形通常 称为弯曲倾倒。（ 4）崩塌：斜坡岩土体中被陡倾的张性破裂面分割的块体突然脱离母体并以垂直运动为主，翻滚跳 跃而下，这种现象和过程称为崩塌。（ 5）滑坡：斜坡上的岩土体，沿着贯通的剪切破坏面（ 带 ） ，产生以水平运动为主的现象，称为滑坡。4. 崩塌的概念、形成条件及基本特征概念： 斜坡岩土体中被陡倾的张性破裂面分割的块体，突然脱离母体并以垂直运动为主，翻滚跳跃而下， 这种现象或运动称为崩塌。 （按崩塌的规模，可分为山崩和坠石。按物质成分，可分为岩崩和土崩 ）条件：（1）地层岩性条件厚层状硬脆性岩体。灰岩、砂岩、石英岩等厚层硬脆性岩石常能形成高陡的斜 坡，其前

28、缘常由于卸荷裂隙的发育而形成陡而深的张裂缝，并与其它结构而组 合，逐渐发展而形成连续贯通的分离面，在触发因素作用下发生崩塌。（2）岩体结构条件节理裂隙（二组或二组以上陡倾节理） 。硬脆性岩石中往往发育两组或两组以上 陡倾节理，其中与坡面平行的一组常演化为张裂缝。（3）地形条件一一地形切割强烈，高差大，发生崩塌的地面坡度一般大于450,而大部分分布在大于60o的斜坡上。（4）外力条件风化作用、静水压力、震动、冻胀作用等。基本特征（1）一般发生在高陡斜坡的坡肩部位（ 2）质点位移矢量铅直方向较水平方向要大得多（3）崩塌发生时无依附面（4）往往是突然发生的,运动快速（5）崩塌具有多发性的特点,即发生

29、过崩塌的地方,仍可能再次发生崩塌。5. 崩塌与滑坡的差异性和共同点一、差异性（1）滑坡沿滑动面滑动,滑体的整体较好,有一定外部形态。而崩塌则无滑动面,堆积物结构零乱, 多呈锥形。（2）崩塌以垂直运动为主,滑坡多以水平运动为主。（3）崩塌的破坏作用都是急剧的,短促的和强烈的。滑坡作用多数也很急剧、短促、猛烈,有的则 相对较缓慢。（4）崩塌一般都发生在地形坡度大于 50 度,高度大于 30 米以上的高陡边坡上,滑坡多出现在坡度 50 度以下的斜坡上。二、共同点和联系（1）崩塌与滑坡均为斜坡上的岩土体遭受破坏而失稳向坡脚方向的运动。（2）常在相同的或近似的地质环境条件下伴生。（3）崩塌、滑坡可以相互

30、包含或转化,如大滑坡体前缘的崩塌和崩塌堆载而形成的滑坡。6. 滑坡的概念、形态要素概念： 斜坡岩土体在重力等因素作用下,依附滑动面（带）产生的向坡外以水平运动为主的运动或现象。形态要素 ：滑动面（带） 、滑坡体、滑坡周界、滑床、滑坡前缘（滑坡舌） 、滑坡壁、主滑线、 滑坡台阶、滑坡洼 地、滑坡裂缝7. 识别滑坡的方法与标志识别方法：利用遥感资料，如航片、彩虹外照片来解释；通过地面调查测绘来解决；采用勘探方法来查明。识别标志：(1) 地形地貌方面：滑坡形态特征、阶地、夷平面高程对比。(2) 地质构造方面：滑体上产生小型褶曲和断裂现象；滑体结构松散、破碎。(3) 水文地质方面：结构破碎t 透水性增

31、高t 地下水径流条件改变t 滑体表面出现积水洼地或 湿地，泉的出现。( 4)植被方面：马刀树、醉汉林。(5 )滑动面的鉴别：a.勘探：钻探 b.变形监测：钻孔倾斜仪。8. 滑坡的分类 (重点：一、二类)一、按滑坡动力学性质可分为：推动式、牵引式 、 平移式 、 混合式 。推动式滑坡：始滑部位位于上部。主要是由斜坡上部张裂隙发育或因堆积重物和在坡上进行建筑， 引起上部失稳滑动而推动下部滑动。平移式滑坡：滑动面较平缓，始滑部位分布于滑动面的许多点。 牵引式滑坡：始滑部位位于下部，首先是下部开始滑动，然后向上扩展，引起由下而上的滑动， 主要是由于坡底受到河水冲刷或人工开挖引起的。混合式滑坡：始滑部位

32、上下结合，共同作用。其比较常见。二、按滑动面和层面的关系可分为： 均质滑坡(无层滑坡) 、顺层滑坡、切层滑坡均质滑坡：发生在均质或没有明显层理的岩体或土体中的滑坡，滑动面不受层面的控制。顺层滑坡：沿着岩层层面发生滑动，尤其是有软弱岩层存在时。切层滑坡：滑坡面切过岩层面。三、按时代分 ：新滑坡，老滑坡，古滑坡，始滑坡四、按岩土体类型分 ：粘性土滑坡，黄土滑坡，堆填土滑坡，堆积土滑坡，破碎岩石滑坡，岩石滑坡。9. 影响斜坡稳定性的因素内在因素：岩土类型及性质、地质构造、地形地貌、水文地质等。外在因素：振动作用(如地震) 、降水(雨、雪) 、水库蓄水、人类活动(开挖、加载，植被、水等) 风化、剥蚀作

33、用等。一、岩土体的类型及性质(决定抗滑力的根本因素)( 1)坡形相同的情况下 ： 坚硬岩石斜坡 半坚硬岩石 松散土坡；( 2)沉积岩：层理软弱夹层；( 3)岩浆岩：原生节理发育，与岩石强度和风化作用有关；(3) 变质岩：由于矿物成分的差异导致工程地质性质的差异(石英岩、泥岩)；(4) 滑坡往往集中在某些特定的岩层中易滑岩组；(5) 对于同一种成因类型的岩层，组成岩石的矿物成分及胶结物不同，其稳定性不同：硅质胶 结钙质胶结 泥质胶结。二、地质结构 ( 岩体结构及地质构造 )(1) 结构面结构面的产状、力学性质、规模；(2) 沉积岩地区：特大型的滑坡主要与层面构造有关在褶皱的两翼部位，结构面往往形

34、成上陡 下缓的勺形沿着大的构造断裂带，滑坡往往呈带状分布按结构面的产状与临空面的关系， 可分为：平迭坡：主要软弱结构面为水平的；逆向坡：主要软弱结构面的倾向与坡面的倾向相反；顺向坡：主要软弱结构面的倾向与坡面的倾向一致（倾角a小于坡角3时最易发生滑坡）；斜交坡：主要软弱结构面与坡面成斜交关系。其交角越小，稳定性就越差； 横交坡：主要软弱结构面的走向与坡面走向近于垂直，稳定性较好，很少发生大规模的滑坡。三、地形地貌 ：斜坡坡度越大，切割深度越深，斜坡稳定性越差。四、地震 ：产生附加应力。五、水的作用 ： （1）水平推力侧向水压力； （2）浮托力、动水压力减小滑动面上的有效应力；（ 3）软化效应空

35、隙水压力降低岩土体的抗剪强度；（ 4）动水压力； （ 5）冲刷、掏空作用。六、人类活动的影响 ：人工加载、采矿掏挖坡角、人工边坡开挖等。10. 斜坡稳定性评价的基本方法斜坡稳定性评价方法可分为两大类 ：定性评价 和 定量评价。一、定性评价（ 1）成因历史分析法 ：通过研究斜坡形成的地质历史和所处的自然地质环境， 斜坡外形和地质结构， 变形破坏形迹，以及影响斜坡稳定性的各种因素特征的相互关系，从而对它的演变阶段和稳定状况作出 宏观评价。（ 2）工程地质类比法 ：类比法就是将所要研究的斜坡或拟设计的人工边坡与已经研究过的斜坡或人 工边坡进行类比，以评价其稳定性及其可能的变形破坏方式，并确定其极限坡

36、角和坡高。（ 3）赤平投影图解分析法 ：从二维平面图形表达物体几何要素的空间方位，并方便地求得它们之间 的夹角与组合关系。在斜坡稳定性研究中，能表示出可能滑移面与坡面的空间关系及其稳定性，所以被 人们广泛采用。二、定量评价（ 1） 刚体极限平衡法 ：只考虑破坏面的极限平衡状态，其破坏遵循库伦依据，将斜坡破坏问题简化 为平面问题处理。（2）有限单元法 ：通过离散化 , 将坡体变换成离散的单元组合体。（ 3）概率分析法 ：采用刚体极限平衡理论的斜坡稳定性分析方法，要引入稳定性系数的概念，而客 观上的稳定性系数也为随机变量。11. 刚体极限平衡法的概念、评价思路、基本原理（重点：评价思路、原理）概念

37、：将可能滑动的岩体作为刚体， 采用极限平衡原理，计算沿滑坡推力 E的定义是总的下滑力（工T）与总的 抗滑力（工Rs）之间的差值，表达式为： E=S T工R&当E=0时，为极限平衡状态。刚体极限平衡法评价的思路：（ 1）可能破坏岩土体的几何边界条件分析（ 2）受力条件分析（ 3）确定计算参数（ 4）计算稳定性系数（ 5）确定安全系数进行稳定性评价基本原理：假设前提：（1）只考虑破坏面上的极限破坏状态，而不考虑岩土体的变形。即视岩土体为刚体。（2）破坏面上的强度由 C 0值决定，遵循强度判据。（3）滑体中的压力以正压力和剪应力的形式集中作用于滑面上，均视为集中力。（ 4）三维问题简化为二维

38、（平面）问题来求解。12. 滑坡防治的基本原则、防治措施（重点：防治措施）基本原则 ：以防为主，治理为辅。应该把防灾贯穿到工程建设的各个环节，在工程规划选址、设计、施工各阶段 均应注重防灾减灾。防治措施 ：一、挡土抗滑工程：（ 1）挡墙；（2）抗滑桩；（3） 锚杆（ 索）；（3）支撑。二、表里排水：包括排除地表水和地下水。三、削坡减载：这种措施的目的是为了降低坡体的下滑力，其主要的方法是将较陡的边坡减缓或将滑 坡体后缘的岩土体削去一部分。四、防冲护坡：为防止斜坡被河水冲刷或海、湖、水库水的波浪冲蚀，一般修筑导流堤、水下防波堤、 丁坝以及砌石、抛石、草皮护坡等措施。五、土质改良：土质改良的目的在

39、于提高岩土体的抗滑能力，主要用于土体性质的改善。六、防御绕避：当线路工程 （ 如铁路、公路 ）遇到严重不稳定斜坡地段，处理又很困难时，则可采用防 御绕避措施。其具体工程措施有 : 明硐和御塌棚及内移、作隧、外移作桥等。上述各项措施，可归纳为“挡、排、削、护、改、绕”六字方针。13. 滑坡空间预测、时间预报的基本原理 空间预测 ：（可划分： 区域性预测、地区性预测、场地预测 ） 主要是通过滑坡条件分析，确定出对滑坡作用有利的因素组合，根据这些有利因素组合来预测区域上 某斜坡段将来产生滑坡的可能性，圈定出可能产生滑坡变形的范围。其理论基础为工程地质类比法。预测的方法： 因子叠加法、综合指标法 时间

40、预报：（ 可划分： 区域性中长期预报、场地性短期预报） 其原理主要是岩土体蠕变（流变）理论。预报的方法： 根据宏观征兆预报、根据观测资料预报六、渗透变形工程地质研究1. 理解渗透变形的基本概念，掌握影响渗透变形的基本形式；2. 掌握产生渗透变形的基本条件及其影响规律；3. 掌握渗透变形预测思路及评价方法；4. 掌握渗透变形的防治原则及防治措施。1. 渗透变形的基本概念、类型渗透变形 ：岩土体在地下水渗透力（动水压力）的作用下，部分颗粒或整体发生移动，引起岩土体的 变形和破坏的作用和现象。渗透变形类型： 管涌 、流土。管涌 ：在渗流作用下，单个土颗粒发生独立移动的现象，又称潜蚀 。根据渗透方向与

41、重力方向的关系：垂直管涌、水平管涌。 按渗流方向与土层接触面的关系：垂直接触管涌、平行接触管涌。流土 ：在渗透作用下，一定体积的土体同时发生移动的现象。2. 产生渗透变形的基本条件渗透变形产生的必要条件：一、渗流的动水压力及临界水力梯度 ：当dp （渗透压力）=dQ （水下重量）时，单元体处于悬浮状态，发生流土。此时渗流的水力梯度为临 界水力梯度 Icr 。土粒越密实， n 越小， Icr 越大，土体越不容易发生渗透变形。二、土体结构特征决定了土体的抗渗强度 ：（ 1）粗细颗粒直径比例：土体的排列方式决定着 D （粗颗粒直径） / d0 （空隙直径） 的值。 当排列疏松时， D / d0 减小

42、， D/d 减小，渗透变形广泛；当排列密实时， D / d0 增大， D/d 增大，渗透变形不广泛。（ 2）细颗粒的含量：用细颗粒含量百分数来判别双峰型砾土的渗透变形型式：n >35%流土n <25%管涌n =25% 35% 流土或管涌，取决于踩土的密实度及细颗粒的组成。细颗粒成分中粘粒含量增加，可增大土的凝聚力，土的抗渗强度增加，不易发生渗透变形。三、宏观地质因素：（ 1）地层组合关系：单一型：多位于河流的上游，一般为砂卵（砾）石层，一般发生管涌，随着细粒成分的增多，可能流土。双层型：主要考虑表层粘性土的性质、厚度、完整程度。多层型：除考虑表层粘性土层外，还考虑砂层透镜体或粘性土

43、层透镜体或相变等造成水力梯度的突变 等原因。（ 2）地形地貌条件：沟谷切割等改变了渗流的补给、渗流的长度、出口条件等。四、工程因素： 施工等破坏了表层具有防渗作用的弱透水层。3. 渗透变形预测思路（步骤）（1）根据土体的类型和性质，判断是否容易发生渗透变形，以及变形的类型。（2）确定土体中各点的实际水力梯度，尤其是最大水力梯度。（ 3）确定相对于该土体的临界水力梯度和允许水力梯度。（ 4）判断渗透变形的可能性及范围。4. 渗透变形的防治原则及防治措施防治原则 ：渗透变形的防治措施，原则上可分为三类。第一类措施是改变渗流的水动力条件，第二类措施是 保护渗流出口，第三类措施是改善土石性质。防治措施

44、 ：一、垂直截渗：防渗帷幕、截水槽、混凝土防渗墙二、水平铺盖：在坝上游设置粘性土铺盖，其渗透系数比透水地基小23 个量级，并与坝体的防渗斜墙搭接。三、排水减压：常用的方法有排水沟和减压井，它们的作用是吸收渗径和减小逸出段的实际水力梯度四、反滤盖重：在渗流逸出段分层铺设几层粒径不同的砂砾石层，层界面应与渗流方向正交，粒径由细到粗，常设置三层，即为反滤层。反滤层是保护渗流出口的有效措施，它 既可以保证排水通畅，降低逸出水力梯度，又起到盖重的作用。五、物理、化学方法：改造、冻结、电动硅化、灌浆（化学浆液）等。24七、岩溶工程地质研究1. 溶蚀相关概念岩溶： 是岩溶作用及其所产生的地貌现象和水文地质现

45、象的总称。亦称喀斯特。岩溶作用： 以化学溶蚀为主，同时还包括机械破碎、沉积、坍塌、搬运等作用，是一个化学物理相 结合的综合作用。混合溶蚀效应： 不同成分或不同温度的水混合后，其溶蚀性有所增强，这种增强的溶蚀效应叫做混合 溶蚀效应。（两种分别已经饱和的溶液，不再具有溶蚀能力；但这两种溶液混合以 后，可以重新具有溶蚀能力。）其他离子的作用（1）酸效应 ：氢离子能与碳酸根离子结合，从而增加碳酸钙的溶解。（ 2）同离子效应 ：抑制岩溶作用。（3）离子强度效应 ：溶液中有与碳酸钙不相关的强电解质离子时，将使碳酸钙的溶解度增大，从 而促进碳酸钙的溶解。2. 岩溶发育的基本条件及影响因素条件：（1）具可溶性

46、岩石；（2）具溶蚀能力的水；（3）具良好的水的循环交替条件，即具有良好的地下水的补给、径流和排泄条件。影响因素 ：一、碳酸盐岩岩性的影响 ：方解石含量越高，KV （比溶蚀度）越大；反之白云石含量越高，Kv越小。酸不溶物含量越高，K越 小。二、气候的影响 ：降水： 水直接参与岩溶作用，充足的降水是保证岩溶作用强烈进行的必要条件。 水是溶蚀作用的介质和载体，充足的降水保证了水体的良好的循环交替条件，促进岩溶作 用的强烈进行。气温： 气温升高，生物新陈代谢加快，土壤中有更多的C02富集，但水中的 C02的溶解度减小，不利于岩溶作用。 气温升高，溶蚀速率增大，有利于岩溶作用。总体上：气温升高有利于岩溶

47、作用的进行。 温热潮湿的热带、亚热带地区：岩溶作用较强烈；高寒干燥的极地、寒带地区：岩溶现象 不发育。三、地形地貌的影响 ： 平坦地区：地表径流弱，入渗强烈，有利于岩溶发育。 陡峭地区：地表径流强烈，入渗弱，不利于地下岩溶发育。 突起地区：地下水位深，包气带厚度大，垂直岩溶发育。 低洼地区：地下水位浅，汇水地带，岩溶发育强烈，以水平岩溶为主。四、地质构造的影响 ：断裂的影响 ： 沿断裂面岩溶发育强烈 各组破裂面相互交织、延伸进而控制了岩溶发育的形态、规模、速度和空间分布。 各种破裂面相互交织，使地下水混合溶蚀效应明显，促进岩溶发育。褶皱的影响 ： 褶皱的不同部位，裂隙发育不均匀，岩溶强度不同。

48、核部比翼部发育。 大型褶皱控制了可溶岩的空间分布和地下水汇水范围及径流条件，影响着岩溶的发育。 岩层组合的影响 ： 厚而纯的碳酸盐岩：i .包气带：多发育垂直岩溶形态。n .地下水季节变动带：两方向岩溶均发育。川.饱水带：规模大、连续性好的水平岩溶。w.深循环带：岩溶不很发育。 碳酸盐岩夹非可溶性岩层。 非可溶性岩层与碳酸盐岩互层：在同一时期，岩溶呈多层发育。 非可溶性岩层夹碳酸盐岩：岩溶发育极弱。五、新构造运动的影响 ： 地壳运动的性质、幅度、速度和波及范围，控制着水循环交替条件及其变化趋势，从而控制着岩溶 发育的类型、规模、速度、空间分布及岩溶作用的变化趋势。 上升期：侵蚀基准面相对下降，

49、地下水位逐渐下降，侧向岩溶不发育，规模小而少见，分带现象明显，以垂直形态的岩溶为主。 平稳期：侵蚀基准面相对稳定，溶蚀作用充分进行，分带现象明显，侧向岩溶规模大，岩溶地貌较明显典型。 下降期：常形成覆盖型岩溶，地下水循环条件变差，岩溶作用受到抑制或停止。 间歇性上升：形成水平溶洞成层分布，高程与阶地相对应。 振荡升降：岩溶作用由弱到强，由强到弱反复进行，形成以垂直形态的岩溶为主，水平溶洞规模不大，而且成层性不明显。 间歇性下降：岩溶多被埋于地下，规模不大，但具成层性，洞穴中有松散物充填。3. 岩溶渗漏的类型、影响因素及水库渗漏的研究内容类型：按渗漏通道分类 ：裂隙分散渗漏、管道集中渗漏。 按库

50、水漏失的特点分类 ：暂时性渗漏、永久性渗漏。影响因素：一、岩溶的影响碳酸盐岩经岩溶作用后，形成各种地下岩溶，如溶隙、溶洞、暗河等，使岩体的透水性加大，常构 成水库渗漏的主要通道。岩溶发育程度是决定渗漏通道大小的根本因素。二、地质构造的影响 渗漏通道的连通性主要决定于地质构造的特点，同时褶皱和断层对岩溶渗漏通道的影响十分复杂。三、河谷区水文地质特征的影响（1）补给型 两岸地下水或两岸地下水及邻谷河水均匀补给建库河流。（2）排泄型 建库前河水补给地下水，建库后肯定会产生库水永久渗漏。（3）悬托型 因深成岩溶发育而形成区域性地下水位不断下降，在这种河谷中修建水库时，将沿 整个库底产生垂直渗漏，应尽量

51、避免在悬托型河谷段修坝建库。水库渗漏的研究内容（1）查明岩溶发育、分布规律、重点查明溶洞、暗河的展布位置、规模等，进行岩溶泉水流量、高 程调查，确定通道的位置及可能影响程度。（2） 分析地质条件 岩层组合：当夹有非可溶岩地层时，可借助该层防止渗透。 地质构造：褶皱： 纵谷：与河流所处褶皱的部位有关。 横谷：修水库不刹，但充分刹用隔水层，可能防止坝区渗漏。 斜交谷：具体分析。断层：既可有利于渗漏，又可不利于渗漏 。岩体侵入：相对隔水层的分布位置。（3）查明河间地块的水文地质条件 补给型：渗漏与否视蓄水后库水位与地下水位的补给关系而定。若建库后仍为补给型，不永久渗漏。若建库后为排泄型，则渗漏。 排

52、泄型：建库后肯定会产生永久渗漏。 悬托型：一定渗漏。4. 岩溶区选择库坝位址的原则（1）在查明地层岩性、地质构造、水文地质条件和岩溶发育规律的基础上，选择良好的库坝位置，切 忌单纯以地形条件及工程要求选址，应预计和避免严重工程地质问题所带来的后患。（2）中小型水库的投资及防渗处理技术有限，应避免在悬托型及排泄型河谷上筑坝建库。（3）在横向河谷中选择坝址时，一定要充分利用相对隔水层的天然防渗作用，选择厚度较大，分布较 稳定，倾向上游的隔水层为坝基。（4）若坝址选在溶洞泉或暗河口的上游河段时，应查明库水与溶洞泉或暗河连通的可能性。在这种条 件下坝址宜建在溶洞泉或暗河出口的下游河段处，以免渗漏及其它

53、后患。（5）利用岩溶发育规律，来选择库坝位址及控制工程规模。5. 岩溶渗漏的防治措施主要有两个大方面的防治措施：一是降低岩体的透水性，截断渗漏的通道；二是合理导水导气。（1）灌浆：借助钻孔向地下渗漏通道灌注水泥、沥青、粘土浆液，充填岩体中的洞穴、裂隙，以降低岩体的透水性，形成灌浆帷幕，达到防渗的目的。（2）铺盖：在坝上游或水库某一部位，用透水性小的粘性土或混凝土填筑成人工铺盖，以处理地表附近面积较大的分散性渗漏通道。（3）堵洞：用块石、砂、混凝土、粘性土等材料，堵塞规模较大的岩溶洞穴，如堵塞井状落水洞、漏斗等。（4）截渗：系指在地下岩溶管道的集中漏水处，用混凝土或浆砌块石等筑成截水墙，多用于截

54、断水平集中渗漏通道，这叫截水墙。要求能足以承受地下水的水头压力。（5）疏导：修建自动启闭闸门、烟囱式调压井、卧管式调压井。6. 岩溶地基变形破坏的主要形式（ 1）地基承载力不足：在覆盖型岩溶区，上覆松软土强度较低，或建筑荷载过大，引起地基发生剪切 破坏，进而导致建筑物的变形和破坏。（2）地基不均匀下沉：覆盖型岩溶区，下伏石芽、溶沟、落水洞、漏斗等造成基岩面的较大起伏，当其上部有性质不同、厚度不等的粘性土分布时，在建筑物附加荷载作用下，产 生地基不均匀下沉，从而导致建筑物的倾斜，开裂、倾倒及破坏。（ 3）地基滑动：在裸露型岩溶区，当基础砌置在溶沟、溶隙、落水洞、漏斗附近时，有可能使基础下 岩体沿

55、倾向临空的软弱结构面产生滑动，进而引起建筑物的破坏（ 4）地表塌陷：地基主要受力层范围内，如有溶洞、暗河、土洞等时，在自然条件下，或因建筑物的 附加荷载、抽排地下水等因素作用，产生洞顶坍塌，引起地面沉陷、开裂，以至使地 基突然下沉，形成地表塌陷，进而导致建筑物的破坏。7. 岩溶塌陷的特征及其形成机理（潜蚀论、吸蚀论）特征：根据我国大量的实例分析，地表塌陷的分布具有以下特征。（1）地表塌陷在裸露型岩溶区极为少见，主要分布在复盖型岩溶区。当松散覆盖层的厚度较小时地表塌陷比厚度大时要严重。一般说，覆盖层厚度小于10m者塌陷严重，厚度 大于30m者塌陷极少。（2） 地表塌陷多发生在：&溶发育强

56、烈的地区，如在断裂带附近、褶皱核部、硫化矿床的氧化带、矿体 与碳酸盐岩接触部位等。（3）在抽、排地下水的降落漏斗中心附近，地表塌陷最为密集。（4 ）地表塌陷常沿地下水的主要径流方向分布。（5 ）在接近地下水的排泄区，因地下水位变化受河水位的变化频繁而强烈，故地表塌陷亦较强烈。（6）在地形低洼及河谷两岸平缓处易于塌陷。形成机理：（1）潜蚀论：在覆盖型岩溶区，由于下部碳酸盐岩岩溶发育，存在落水洞、溶隙、溶洞等地下水的 良好通道，当天然或人为原因使地下水位大幅度下降时，则地下水的流速和水力梯度亦相应加大，对上 覆第四纪土层和洞穴、溶隙中的充填物进行冲蚀、淘空，并将土颗粒随水携走，这时在与碳酸盐岩体顶 板接触处的土层中开始形成土洞。土制的形成改变了土层中的原始应力状态，引起洞顶的坍落。在地下 水不断潜蚀及土体重力坍落作用下，土洞不断向上发展成拱形，当土层厚度较大时可以形成天然平衡拱， 土洞停止发展而隐伏于地下。当土层较薄时，土洞不能形成天然平衡拱，其顶部不断坍落，一