工程地质学考研背诵版(2)

本站小编福瑞考研网/2016-12-05

风化壳：遭受风化的岩石圈表层。

2.影响岩石风化的因素
(1)气候因素
温度
温差大、冷热变化频率快：有利于物理风化
温度高：有利于化学风化
降雨(湿度)
降雨量大：有利于化学及生物风化
(2)岩性
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>岩浆岩、变质岩
化学成分：
活动性强的元素：K、Na等
活动性弱的元素：Fe、Al、Si等
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
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
Si质胶结>Ca质胶结>泥质胶结
(3)地质结构：断层、层面、节理、沉积间断面、侵入岩与围岩接触面等
断层带(裂隙密集带)：囊状风化
层理面：差异风化—崩塌等
节理、裂缝面：球形风化
(4)地形
高度
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
坡度
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
(5)其它因素
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
人类活动
人工开挖基坑、边坡、隧洞、砍伐森林等

3.风化壳垂直分带标志及方法
(1)颜色：风化岩石在外观上表现出颜色的差异
(2)破碎程度：风化程度越深，原岩破碎程度愈大
从深部完整新鲜岩石至地表：岩块→块石→碎石→砂粒→粉粘粒
总体上：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。
(3)矿物成分变化：不同风化带、矿物组合特点不同
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
弱、微风化带：矿物变异主要发生在块石裂缝周围，形成薄膜
(4)水理性质及物理力学性质的变化
由上至下：
孔隙性、压缩性由大变小
吸水性由强→弱
波速由小→大
强度由低→高

4.岩石风化防护措施
1）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，如一般工业民用建筑，强风化带甚至剧风化带亦能满足要求时，根本不用挖除，必须选择合理的基础砌置深度；对于重型建筑物，对地基岩体稳定要求较高，其挖除深度应视建筑物类型、规模及风化岩石的物理力学性质而定，需要挖除的只是那些物理力学性质变得足以威胁到建筑物稳定的风化岩石；
③当风化壳厚度虽较大，但经处理后在经济上和效果上反比挖除合理时，则不必挖除。
2）预防岩石风化的措施：预防岩石风化的基本指导思想是：通过人工处理后，使风化营力与被保护岩石隔离，以使岩石免遭继续风化；降低风化营力的强度，以减慢岩石的风化速度。如为防止因温度变化而引起的物理风化，可在被保护岩石表面用粘性土或砂土铺盖。又如，当以风化速度较快的岩石作地基时，基坑开挖至设计高程后，须立即浇筑基础，迅速回填。

第五章斜坡变形破坏工程地质研究
1.斜坡的重应力分布特征
(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：
①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。
②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,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
(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
①坡高：坡高不改变应力等值线图象，但应力值随坡高↑ 而线性↑ 。
②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。
③坡底宽度：当W<0.8H时,坡脚最大剪应力随底宽减小而急剧增大。当W>0.8H时，则保持为一常值（称为“残余坡角应力”）
④坡面形态：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：
①岩土体的变形模量对均质坡体的应力分布无明显影响
②泊松比可改变主应力和剪应力的分布,引起张力带变化。随着增大，坡面和坡顶的张力带逐渐扩展，而在坡底则反之，(增大时，张力带收缩。
③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.斜坡变形破坏的实质

4.斜坡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

5.崩塌形成条件及基本特征
1）崩塌一般发生在厚层坚硬脆性岩体中（岩性条件）；
2）构造节理和成岩节理对崩塌的形成影响很大（构造条件）；
3）崩塌的形成又与地形直接相关；
4）风化作用也对崩塌形成有一定影响；
5）在上述诸条件制约下，崩塌的发生还与短时的裂隙水压力以及地震或爆破震动等触发因素有密切联系，尤其是强烈的地震，常可引起大规模崩塌，造成严重灾祸。
崩塌运动的特点是质点位移矢量中垂直分量大大超过其水平分量，而且崩塌体完全与母体脱离。崩塌块体沿斜坡运动的主要形式是跳跃和滚动。

6.崩塌变形破坏的评价方法

7.滑坡的形态要素及识别滑坡的方法
滑坡的形态要素：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。
滑坡的识别方法：航片解译、地面地质测绘和勘探试验。
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 → 透水性增高 → 地下水径流条件改变→ 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：钻孔取样、变形监测：钻孔倾斜仪

8.滑坡分类依据及常用分类方案
按滑面与岩层层面关系分为：无层（均质）滑坡、顺层滑坡和切层滑坡；
按滑坡始滑部位可分为：推动式滑坡、牵引式滑坡、混合式滑坡和平移式滑坡；
按岩土类型可分为：基岩滑坡和土体滑坡。

9.影响斜坡稳定性的因素
(1) 岩土类型及性质－－决定抗滑力的根本因素
坡形相同的情况下：坚硬岩石斜坡>半坚硬岩石>松散土坡
沉积岩：层理－－软弱夹层
岩浆岩：原生节理发育，与岩石强度和风化作用有关
变质岩：由于矿物成分的差异导致工程地质性质的差异
滑坡往往集中在某些特定的岩层中－易滑岩组
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
(2) 地质结构(岩体结构及地质构造)
结构面—结构面的产状、力学性质、规模
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：
a. 平迭坡：主要软弱结构面为水平的
b. 逆向坡：主要软弱结构面的倾向与坡面的倾向相反
c. 顺向坡：主要软弱结构面的倾向与坡面的倾向一致
d. 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。
e. 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。
(3) 地形地貌：斜坡坡度越大，切割深度越深，斜坡稳定性越差。
(4) 地震：产生附加应力
(5) 水的作用：
①水平推力－－侧向水压力
②浮托力－－减小滑动面上的有效应力
③软化效应－－降低岩土体的抗剪强度
④动水压力
⑤冲刷、掏空作用

10.斜坡稳定性评价的基本方法（重点掌握刚体极限平衡法评价的思路及原理）
斜坡稳定性评价的基本方法有：自然历史分析法、力学计算法（常用刚体极限平衡法）、图解法和工程地质类比法。
刚体极限平衡法的前提条件：
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、(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（平面）问题来求解。
刚体极限平衡法的思路：1）可能破坏岩土体的几何边界条件；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

11.滑坡防治的基本原则与方法，重点掌握具体防治措施的特点及防治针对性
六字方针：“挡、排、削、护、改、绕”
即避开、加固（抗滑桩、挡土墙、锚固）、移载、排水、岩土性质改良、护坡
治理工程常是采取综合治理措施。
或：
斜坡变形破坏的防治应贯彻“以防为主，及时治理”的原则。针对不同情况，斜坡变形破坏的防治措施大致可分为以下几类：
1）支挡工程
     支挡工程是改善斜坡力学平衡条件，提高斜坡抗滑力最常用的措施，主要有挡墙、抗滑桩、锚杆（索）和支撑工程等。
2）排水
     首先拦截流入被保护斜坡区或滑坡地段的地表水流。应在斜坡保护区或滑坡区外设置环形截水沟，将水流旁引。该截水沟的迎水面沟壁上应设置泄水孔，以排除部分地下水。在被保护的斜坡区或滑坡体内，也应充分利用地形和自然沟谷，布置树枝状排水系统，以阻止地表水冲刷坡面和渗入地下。排水沟应该用片石或混凝土铺砌。
     排除地下水可使坡体的含水量及其中的空隙水压力降低，以增强抗滑力和减小下滑力，主要有截水沟、盲沟、水平钻孔、盲洞、集水井等。
3）减荷反压
     减荷的主要方法是将滑坡体后缘的岩土体削去一部分或将较陡的斜坡减缓，但单纯的减荷往往不能起到阻滑的作用，最好与反压措施结合起来，即将减荷削下的土石堆于斜坡或滑体前缘的阻滑部位，使之既起到降低下滑力，又增加抗滑力的良好效果。
4）其他措施
     护坡、改善岩体性质、防御绕避等措施。

第六章渗透变形工程地质研究
1.渗透变形的基本概念，掌握影响渗透变形的基本形式
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。
渗透变形的基本形式有管涌和流土：
    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

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