《工程地质与水文地质》课后习题答案项目9

项目九工程地质问题评价

1.简述建筑工程土质地基的变形破坏过程。

①直线变形阶段②塑性变形（局部破坏）阶段③完全破坏阶段

2.建筑工程土质地基沉降变形应满足哪些要求？

①建筑基础底面的压力（基底压力）不大于地基允许承载力。

②地基的实际沉降变形值小于规定的允许变形值。

③在水平荷载下，建筑不产生滑动和倾倒。

3.建筑工程土质地基滑移破坏有哪几种类型？

①建筑直接沿着地基土的表面滑移，仅仅表面土层的强度被破坏，成

为表层滑移。

②建筑的一部分沿着地基表面滑移，而地基土深处某一滑动范围内发

生强度破坏，并与建筑一起滑移，称为混合滑移。

③建筑与地基接触面的滑移不明显，主要是建筑同地基一起在地基土

深处某一滑动范围内产生强度破坏，发成滑移，称为深层滑移。

4.对于岩质地基的稳定性需要考虑哪些影响因素？

①岩质地基与土地基不同，比较坚硬。但就单个岩块来说，页岩、泥

岩的等软岩的变形模量小，在荷载作用下会产生较大的变形；而变形

模量大的坚硬岩石，其强度一般较高，变形较小。作为建筑地基的岩

体，因构造运动和其他地质作用，会产生节理和断层等各种结构面，

岩体中软弱结构面发育的数量、密度、延伸长度、性质、产状、空间

的组合关系、填充物性质、填充物厚度以及岩体的风化等在很大程度

上都影响着岩体受力后的强度和变形。当岩体中的软弱夹层、软弱结

构面、断裂破碎带较多时一，岩体的强度会大大降低，这是对待岩质地

基时需要特别注意的。

5.试说明边坡的种类及边坡要素。

①边坡本身②坡缘③坡脚④坡麓⑤边坡高度⑥边坡平距⑦边坡坡度

6.边坡变形破坏有哪些类型？各有哪些特征？

①松弛张裂

由于河谷深切等原因，边坡的测向应力被削弱，导致坡体卸荷回弹并

出现张裂隙的现象。

②倾倒

一般发生在具有反倾边坡的结构，特别是与边坡坡面反倾的薄层塑性

岩层或软硬相同的岩层中。

③蠕动

边坡岩土体在以自重为主的应力场的长期作用下，向临空方向产生缓

慢而持续的变形。

7.试说明边坡稳定性评价方法的种类及其原理。

①地质分析法

主要是针对影响边坡稳定的各种因素进行综合分析研究，对边坡稳定

性做出定性判断。

②工程地质类比法

将所要研究的边坡与类似的已研究过的边坡进行对比，将以研究的经

验应用到新的边坡工程中，对新边坡的稳定性做出定性评价。

③力学分析法

采用力学分析法评价边坡稳定时，对自然条件都做了某些简化。但影

响边坡稳定的因素十分复杂，与边坡稳定性有关的许多因素和计算参

数都是随机化的。

8.试说明地下洞室开挖应力重分布的机理。

由于地下洞室的开挖破坏了岩土体中原有的应力状态，造成应力重分

布。在应力重分布的过程中，有些部位产生了较大的附加应力，破坏

了原有岩土体内部的自然平衡状态，导致岩土体产生变形、破坏等多

种工程地质问题。

9.什么是地应力？什么是围岩？什么是围岩压力？

①岩土体在自然状态下所具有的初始应力称为地应力。

②围岩是指地下洞室开挖后发生应力重分布的洞周围的土体。

③洞室开挖后，为保证洞室的稳定需要经常进行支护和衬砌，洞室支

护和衬砌结构上必然受到围岩变形和破坏的岩土体的压力，这种由于

围岩的变形与破坏而作用于支护和衬砌上的压力，称为围岩压力。

10.试说明地下洞室围岩变形与破坏的种类及其特征。

①张裂塌落；在厚层状或块体状围岩的洞室拱顶部，当产生拉应力集

中，其值超过围岩抗拉强度时，拱顶围岩将发生垂直张裂破坏。

②劈裂剥落；过大的切向压应力可使厚层状或块体状围岩表面出现与

洞室周边平行的破裂。

③碎裂松动；是硬质岩因多组节理发育呈镶嵌破裂状时的围岩变形、

破坏的主要形式。

④弯折内鼓；在薄层脆性围岩中，当卸荷回弹或切向压应力超过薄层

岩层的抗弯强度时，岩体变形、破坏将主要表现为层状岩层弯折内鼓

的方式破坏。

⑤岩爆；深埋地下工程在施工过程中常见的动力破坏现象，当具有较

高的脆性度和弹性的岩体中聚集的高弹性应变能大于岩石破坏所消

耗的能量时，将破坏岩体结构的平衡，多余的能量会导致岩石爆炸，

使岩石碎片从岩体中剥离、蹦出。

⑥塑性挤出；洞室开挖后，当围岩应力超过软弱岩体的屈服强度时.，

软弱的塑性物质就会沿着最大应力梯度方向向消除了阻力的自由空

间挤出。

⑦膨胀内鼓；洞室开挖后，往往促使水分由围岩内部的高应力区向围

岩表部的低应力区转移，常使某些含大量膨胀矿物、易于吸水膨胀岩

体发生剧烈的膨胀内鼓变形，造成洞室设计空间不足。

11.地下洞室围岩稳定性的影响因素有哪些？并说其影响机理。

①岩性；坚硬完整的岩石一般对围岩稳定性的影响因素较小，软弱岩

石由于其强度较低、抗水性差、受力容易变形和破坏，因而对围岩稳

定性的影响较大。

②岩体结构；块状结构的岩体作为地下洞室的围岩，其稳定性主要受

结构面的发育程度和分布特点的控制。

③地质构造；地质构造对于围岩的稳定性有重要作用。

④构造应力；一般在地质构造复杂的岩层中构造应力十分明显，尽量

劈开这些岩层对于地下洞室的稳定性非常重要。

⑤地下水；地下水对地下洞室围岩稳定性的影响分为静水压力、动水

压力、溶解和软化作用等。

12.地下洞室围岩稳定性的分析方法有哪些？并说明其特征。

①围岩稳定分类法；以大量的工作实践为基础，以稳定性观点对工程

岩土体进行分类，并以分类指导稳定性评价。

②工程地质类比法；根据对大量实际资料的分析统计和总结，将不同

围岩压力的经验数值作为后建工程确定围岩压力的根据。

③围岩结构分析法；是在围岩结构及其特征研究的基础上，考虑工程

力的作用方式采用图解法和数值计算分析法判定围岩的稳定性。

④数学力学计算分析法；进行围岩稳定性分析时，经常采用复变函数

进行围岩应力与变形的计算，得出围岩弹性解析解。

⑤模拟实验法；在岩体结构和岩体力学性质研究的基础上，考虑外力

①作用的特点，通过物理模拟和数学模拟方法研究岩体变形、破坏的

条件和过程，由此得出岩体稳定性的直观结果。

13.地下围岩稳定性的保障措施有哪些？并说明其保障机理。

①合理开挖，减少围岩扰动；围岩等级不同，应选择不同的开挖施工

方案。

②预支护预加固措施;⑴小导管超前注浆⑵管棚超前支护⑶开挖面深孔

注浆

③开挖后的围岩加固与支护⑴支撑⑵锚喷支护⑶二次衬砌

14.试论述地质作用对公路隧道施工的影响。

公路隧道在穿越复杂地层时一，各种地质构造行迹（如水平、倾斜、褶

皱、节理裂隙、断层破碎带等）风化破坏、地下