土力学1 下载本文

第一章 岩石及其工程地质性质 1. 说明地球的内、外圈层构造。

内圈层构造:从地表往下依次可分为地壳、地幔、地核。 外圈层构造:大气圈、水圈、生物圈。

2. 说明地质作用的概念、类型。

由自然动力引起地球和地壳的物质组成、内部结构和地表形态发生变化发展的作用称为地质作用 .

按动力来源分为:内力地质作用 ,外力地质作用.

3. 内力地质作用分为哪几类?哪种作用占主导地位?

内力地质作用:由地球内部的能量(如地球的旋转能、重力能、放射性元素蜕变产生的热能)引起的。分为地壳运动、岩浆作用、变质作用、地震作用。各种内力地质作用是相互关连的——地壳运动可以在地壳中形成断裂,引起地震,并为岩浆活动创造通道。 地壳运动和岩浆活动都可能引起变质作用。地壳运动在内力地质作用中常起主导作用。

4. 外力地质作用有哪些营力?按什么程序进行?

外力地质作用:由地球外部的能量引起的由太阳辐射能引起,产生大气环流,形成水的循环,动植物生长,在运动的过程中改造地表。外力地质作用的营力:河流的侵蚀;地下水的潜蚀;湖泊海洋的冲蚀; 风的吹蚀;冰川的刨蚀等。 一般按风化→剥蚀→搬运→沉积→硬结成岩的程序进行。

5. 外力地质作用的主要影响因素是什么? 外力地质作用主要影响因素是:气候和地形。

6. 举例说明不同气候区各有哪些地质作用?

潮湿气候区水量充足,风化作用进行得很彻底,河流、湖泊、地下水的地质作用均十分发育。干旱气候区则以物理风化和风的地质作用为主。冰冻气候区占统治地位的是冰川的地质作用。

7. 说明内力地质作用和外力地质作用的关系。

内力地质作用与外力地质作用紧密关联、相互影响,内力地质作用总的趋势是形成地壳表层的基本构造形态和地壳表面大型的高低起伏,而外力地质作用则是破坏内力地质作用形成的地形和产物,总是“削高填低”,形成新的沉积物,同时又进一步塑造了地表形态。地壳上升时,遭受剥蚀。地壳下降时,接受沉积。内、外力地质作用始终处于对立统一的发展过程中,成为促使地壳不断运动、变化和发展的基本力量。

1、什么是矿物?

矿物是地壳中具有一定化学成分和物理性质的自然元素和化合物。

2、矿物的物理力学性质有哪些?

物理性质:颜色、条痕、透明度、光泽; 力学性质:硬度、解理、断口;

3、能识别几种常见的矿物。 石英、方解石、正长石、石膏

4、矿物肉眼鉴定的注意事项。 抓住其主要特征;

综合考虑颜色、晶形、光泽、硬度、解理等特征; 考虑矿物生成条件及其共生矿物。

1. 常见的三大类岩石包括哪些? 岩浆岩、沉积岩、变质岩。 常见的岩浆岩

侵入岩:花岗岩、闪长岩、正长岩、辉长岩、辉绿岩 火山喷出岩:流纹岩、安山岩、玄武岩

常见的沉积岩

砾岩及角砾岩——砾状结构 砂岩——砂质结构

粉砂岩——粉砂质结构 页岩——泥质结构 泥岩——泥质结构 石灰岩——化学结构 白云岩——化学结构

? 常见的变质岩

板岩——变余结构或隐晶质变晶结构,板状构造 千枚岩——变余结构或变晶结构,千枚状构造 片岩——变晶结构,片状构造

片麻岩——变晶结构或变余结构,片麻状构造 大理岩——变晶结构,块状构造 石英岩——变晶结构,块状构造

2.岩浆岩常见的矿物成分、结构、构造有哪些?

常见的岩浆岩矿物成分有硅酸盐,金属硫化物。含量高且对岩石矿物成分影响最大的是SiO2.

按岩石中矿物结晶程度划分:全晶质结构、半晶质结构、非晶质结构。

按岩石中矿物颗粒的绝对大小划分:显晶质结构、隐晶质结构、玻璃质结构。

按岩石中矿物颗粒的相对大小划分:等粒结构、不等粒结构、斑状结构和似斑状结构。 常见的岩浆岩构造有:块状构造、流纹状构造、气孔状构造、杏仁状构造。

3.按SiO2的含量不同,岩浆岩可划分为哪四种类型? 超基性岩,SiO2含量<45%; 基性岩,SiO2含量45%~52%; 中性岩,SiO2含量52%~65%; 酸性岩,SiO2含量>65%。

4.组成沉积岩的主要矿物成分有哪几种?沉积岩的结构、构造特征是什么? 沉积岩的物质组成:碎屑矿物、黏土矿物、化学沉积矿物、有机质及生物残骸。 沉积岩的结构:碎屑结构、泥质结构、化学结构、生物结构。 沉积岩的构造:层理构造、层面构造、化石、结核。

5.说明沉积岩的分类方法和常见沉积岩代表性岩石? 沉积岩的分类:根据组成的物质成分和结构特征

碎屑岩——由碎屑物质被压紧胶结而成的岩石

火山碎屑岩

沉积碎屑岩(砾岩、砂岩、粉砂岩)

碎屑岩的坚固性与胶结物的性质及胶结形式有密切关系

黏土岩——泥岩、页岩

化学沉积岩——碳酸盐岩、硅质岩、铁质岩、磷质岩、铝质岩、锰质岩、盐岩和可燃有机岩等

生物化学岩——硅藻土、介壳石灰岩、珊瑚礁石灰岩 常见的沉积岩:

砾岩及角砾岩——砾状结构 砂岩——砂质结构

粉砂岩——粉砂质结构 页岩——泥质结构 泥岩——泥质结构 石灰岩——化学结构 白云岩——化学结构

6.什么是变质作用?变质作用有哪些类型?

地壳中已存在的岩石,由于地壳运动和岩浆活动等造成物理化学环境的改变,在高温、高压及其他化学因素作用下,使原来岩石的成分、结构和构造发生一系列变化,所形成的新岩石称为变质岩。这种促使岩石发生变化的作用,称为变质作用。 变质作用类型:接触变质作用、动力变质作用、区域变质作用

7. 变质岩的主要矿物组成、结构、构造特征是什么? 变质岩的矿物成分:

与岩浆岩或沉积岩所共有的,大多是原岩残留下来的 在变质作用中产生的变质岩所特有的矿物 变质岩的结构:

①变余结构(残余结构) ②变晶结构

按变晶矿物的相对大小分:等粒变晶结构、不等粒变晶结构、斑状变晶结构

按变晶矿物的绝对大小分:粗粒变晶结构、中粒变晶结构、细粒变晶结构、显微变晶结构 按变晶矿物颗粒的形状分:粒状变晶结构、鳞片状变晶结构、纤维状变晶结构 ③碎裂结构——碎裂、碎斑、糜棱结构

变质岩的构造:变余构造、变成构造(板状构造、千枚状构造、片状构造、片麻状构造、块状构造。)

8. 说明三大类岩石在物质组成、结构、构造上的异同。 岩石类别 物质组成 硅酸盐 金属硫化物 碎屑物质黏土矿物 化学物质 有机物 变质矿物 结构 构造 代表性 岩石 花岗岩 岩浆岩 结晶结构 碎屑结构 结晶结构 生物结构 变晶结构 变余结构 压碎结构 块状构造 沉积岩 层理构造 层面构造 片状构造 片麻构造 千枚构造 砂岩 变质岩 片麻岩

9. 试举出各类岩石中的几种常见岩石。花岗岩、闪长岩、砂岩、石灰岩、石英岩、板岩属于哪类岩石?

岩浆岩(侵入岩):花岗岩、闪长岩 岩浆岩(喷出岩):流纹岩、玄武岩 沉积岩:砂岩、页岩、泥岩、石灰岩

变质岩:石英岩、板岩、大理岩、片麻岩

10. 说明三大类岩石的特征和肉眼鉴别方法。 三大类岩石特征对比表

代表性 岩石类别 成因 物质组成 结构 构造 岩石 块状构造 花岗岩 全晶质结构 高温高压 浅色矿物 流纹状构造 闪长岩 岩浆岩 半晶质结构 岩浆冷凝 深色矿物 气孔状构造 流纹岩 非晶质结构 杏仁状构造 玄武岩

碎屑矿物 碎屑结构 层理构造 砾岩 常温常压 黏土矿物 泥质结构 层面构造 砂岩 沉积岩 岩石风化 化学物质 化学结构 化石 页岩 压密胶结

有机物 生物结构 结核 白云岩

板状构造 板岩 变余结构 千枚状构造 片岩 继承矿物 变质岩 岩石变质 变晶结构 片状构造 片麻岩 变质矿物 碎裂结构 片麻状构造 千枚岩

块状构造 大理岩

三大类岩石的肉眼鉴别:

岩浆岩的鉴别方法:先看颜色,再看结构和构造,然后看矿物成分。

沉积岩的鉴别方法:先看结构,再看成分。变质岩的鉴别方法:先看构造,再看成分。

1、岩石的工程地质性质指标有哪些?

岩石工程地质的常用指标:物理性质:重度(密度)、比重、裂隙率(空隙率); 水理性质:吸水性、软化性、透水性、溶解性、抗冻性; 力学性质:强度指标、变形指标

2、什么是岩石饱水系数?

饱水系数:岩石的吸水率与饱水率的比值。其值越大,岩石的抗冻性越差。

3、说明岩石软化系数的物理意义?

软化系数为岩石在饱水状态下的极限抗压强度与风干状态下抗压强度之比。<0.75是强软化的岩石,工程性质较差。

4、岩石抗剪强度可分为哪几种? 抗剪强度可分为以下三种强度:

( a ) 抗剪断强度:在垂直压力作用下的岩石剪断强度。 ( b ) 抗剪强度:沿着已有的破裂面发生剪切时的强度。 ( c ) 抗切强度:压应力等于零时的抗剪断强度。

5、影响岩石的工程性质的因素有哪些?

内部因素(岩石的地质特征): 矿物成分、结构、构造、成因 外部因素: 水的作用、风化作用

第二章 地质构造

1 .什么是相对地质年代?什么是绝对地质年代?地层的相对地质年代是怎样确定的? 相对地质年代是指地层形成的先后顺序和地层的相对新老关系,是由该岩石地层单位与相邻已知岩石地层单位的相对层位的关系来决定的。

绝对地质年代是指地层形成到现在的实际年数,是用距今多少年以前表示,目前,主要是根据岩石中所含放射性元素的蜕变来确定。 地层相对地质年代的确定方法:

地层层序法——确定地层相对地质年代的基本方法 古生物层序法 岩性对比法

地层接触关系法:沉积岩之间的整合接触、平行不整合接触、角度不整合接触;岩浆岩与沉积岩之间的沉积接触、侵入接触;岩浆岩间的穿插接触。

2.地质年代单位和时间地层单位的含义及相互关系怎样?

地质年代单位是根据地层形成顺序、岩性变化特征生物演化阶段,构造运动性质及古地理环境等环境综合因素,把地质历史分为宙、代、纪、世、期。

时间地层单位(年代地层单位)指在地质历史上每个地质年代都有相应的地层形成。 与宙、代、纪、世、期对应的年代地层单位分别是宇、界、系、统、阶。

3.熟悉地质年代表及第四纪地质年代的划分。 书44页。

1.什么叫岩层的产状?产状三要素是什么?岩层产状是如何测定和表示的? 岩层产状:岩层在空间的分布状态。

倾斜构造的产状可以用走向、倾向和倾角三要素来表示。

岩层产状的表示方法:①方位角表示法:以正北方向为0°,将岩层走向线或倾向线与正北

方向所夹角度按顺时针方向记录下来。②象限角表示法:以正北或正南方向为0°,将走向线或倾向线所在的象限以及他们与正北或正南方向所夹的锐角记录下来。一般记:走向、倾角和倾向象限。③符号表示法: 在地质图上岩层产状要素用符号表示。 岩层产状的测定:用地质罗盘仪测量。

2.什么叫褶皱构造?什么叫褶曲?褶曲要素及基本形态有哪些或是什么?

褶皱构造是组成地层的岩层,受构造应力的强烈作用,使岩层形成一系列波状弯曲而未丧失其连续性的构造。

褶曲:褶皱构造中的一个弯曲。

褶曲要素:核部、翼、轴面、轴、转折端和枢纽等。

褶曲的基本形态:背斜:岩层向上弯曲,核部老,两翼新。

向斜:岩层向下弯曲,核部新,两翼老。

3.如何识别褶曲并判断其类型?

穿越法:垂直于岩层走向观察。有利于了解岩层的产状、层序及其新老关系。 追踪法:平行于岩层走向观察。便于查明褶皱延伸的方向及其构造变化的情况。 主要从地层分布规律、岩层产状分布规律来观察。

4.如何区别张节理与剪节理?

岩石受剪(扭)应力作用形成的破裂面称剪节理,其两组剪切面一般形成X型的节理,故有称X节理。岩层受张应力作用而形成的破裂面称为张节理。

5.什么叫断层?断层由哪几部分组成?断层的基本类型有哪些?在野外如何识别层? 断层:岩体受力作用断裂后,两侧岩块沿断裂面发生了显著位移的断裂构造。 断层主要有断层面、断层线、断盘及断距等组成。 断层的基本类型:正断层、逆断层、平移断层。 断层的野外识别标志:

①地层界限不连续或岩层中断 ②地层不对称重复或缺失

③断层破碎带、构造岩以及断层擦痕 ④牵引现象

⑤地貌及水文等标志

6. 试说明岩层间接触关系的类型,各自的含义及识别方法。 岩浆岩与围岩接触关系:

侵入接触 沉积接触 侵入与沉积接触

7.试说明研究和学习各种地质构造有何工程意义?

8.什么是地质图?地质图的基本类型有哪些? 地质图: 反映一个地区各种地质条件的图件。

地质图的基本类型:普通地质图、构造地质图、第四纪地质图、基岩地质图、水文地质图、工程地质图

9.各种地质现象或地质构造在地质图中的表现形式如何?

10.怎样阅读地质图?

第三章 土的成因类型及特殊土

1.土是怎样形成的?有哪些成因类型? 地表岩石破坏→搬运→沉积

土:岩石经过风化、剥蚀、搬运然后沉积下来的松散堆积物。

土的成因类型:残积土 、坡积土、洪积土、冲积土、湖积土、冰积土、风积土、海积土 土在工程上的作用:作为建筑物的地基;作为建筑材料;作为建筑物周围的介质环境;

2.什么叫风化作用?风化作用的基本类型及各自的表现形式如何?影响岩石风化的因素。 风化作用:地壳表层的岩石,在太阳辐射、大气、水和生物等风化营力的作用下,发生物理和化学的变化,使岩石崩解破碎以致逐渐分解的作用,称为风化作用。 风化类型:

物理风化(表现形式:温差风化、冰劈作用、盐类结晶胀裂作用); 化学风化(溶解作用、水化作用、水解作用、碳酸化作用、氧化作用);

生物风化(生物物理风化:根劈作用、生物化学风化:遗体新陈代谢产生有机酸) 影响岩石风化的因素:岩石性质、地质构造、气候、地形、地下水

3.一个完整的岩层风化剖面自下而上可划分为哪几个风化带?各带的风化程度有何区别?在野外如何判断岩石的风化程度?

分为未风化、微风化、弱风化、强风化和全风化五个等级。 风化程度 残积土 全风化 强风化 中等风化 (弱风化) 微风化 未风化 特 征 组织结构全部破坏,已风化成土状,锹镐易挖掘,干钻易钻进,具可塑性 结构基本破坏,但尚可辨认,有残余结构强度,可用镐挖,干钻可钻进。 结构大部分破坏,矿物成分显著变化,风化裂隙很发育,岩体破碎,用镐可挖,干钻不易钻进。 结构部分破坏,沿节理面有次生矿物,风化裂隙发育,岩体被切割成岩块。用镐难挖,岩芯钻方可钻进。 结构基本未变,仅节理面有渲染或略有变色,有少量风化裂隙。 岩质新鲜,偶见风化痕迹

4.风化分带的工程意义是什么?岩石风化的治理方法。 风化分带的意义:

1.根据岩石风化的深度及其分布情况,选择适于修建建筑物的地点; 2.确定重大建筑物的地基中需要挖除的岩土风化层的厚度;

3.根据岩石风化速度确定合理的边坡坡度,以及确定基坑、路堑保持开敞状态的安全期限;

4.确定防止岩石风化的措施。 岩石风化的治理方法:

1.挖除:适于风化层较薄的情况; 2.防治:

1)抹面法——用防止风化营力入侵的材料(黏土、水泥、沥青材料)覆盖; 2)胶结灌浆法——灌注胶结和防水的材料; 3)排水法——整平地区,加强排水;

4)快速施工法——预留基坑高程,分段开挖,快速回填。

5.什么叫残积层?试说明残积层的工程地质特征。 残积层:已完全风化成土而未经搬运的松散堆积物。 残积土的工程性质:

粒度成分和矿物成分受气候和母岩岩性的控制。其发育情况还和地形有关。孔隙度↑、强度↓、压缩性↑,均质性差,但具有一定的结构强度。

6.什么叫片流?试说明其地质作用特征。

片流:在地面汇合成网状薄水层顺自然坡均匀流动的水流。

片流的洗刷作用:雨水、融雪水形成的坡面细流对整个坡面所进行的比较均匀、缓慢和短期内并不显著的地质作用。

——山坡地貌逐渐变缓,对坡面地貌形态的发展产生影响; ——产生松散堆积物,形成坡积层。

7.什么叫坡积层?试说明坡积层的工程地质特征及影响坡积层稳定性的主要因素。 坡积层:片流将山坡高处的风化碎屑物顺坡冲洗,堆积在较平缓的山坡脚处而形成。 坡积土的工程性质: 结构疏松,一般具较高的压缩性。坡积形成的黄土湿陷性较大。 影响坡积层稳定的因素:

下伏基岩顶面的倾斜程度

下伏基岩与坡积层接触带的含水情况 坡积层本身的特性

8.试比较残积层与坡积层的异同。

9. 什么叫山洪急流?其地质作用如何?

山洪急流:在山区由暂时性的暴雨或山坡上的积雪急剧消融形成的坡面流水汇集于河谷中,在较短时间内形成流量大、流速高的急速流动的水流。

洪流的冲刷作用:洪流以其自身的水力和携带的砂石,对沟底和沟壁进行冲击和磨蚀的过程。

10.冲沟是怎样形成的?厚层黄土地区冲沟的发展可分哪几个阶段? 冲沟:由洪流冲刷作用形成的沟底狭窄、两壁陡峭的沟谷。 冲沟的发展大致可分为四个阶段: 冲槽阶段 下切阶段 平衡阶段 休止阶段

11.洪积层有哪些工程特性?以其作为建筑物地基需注意什么问题?

洪积土的工程性质: 分选性较好,离山前较近的洪积土颗粒粗,地下水位埋藏深,具有较高的承载力,压缩性低,是工民建的良好地基。

离山较远的地带,洪积土的颗粒细,透水性不好,土质弱,承载力低,作为建筑物地基时应慎重对待。

1. 河流地质作用表现在哪些方面?河流侧蚀作用和公路建设有何关系? 河流的侵蚀、搬运与沉积作用

侵蚀作用:河水在流动的过程中不断加深和拓宽河床的作用称为河流的侵蚀作用。 河流侵蚀作用方向:下蚀、源蚀、侧蚀作用。

搬运作用:河流在流动过程中夹带沿途侵蚀下来的物质(泥沙、石块等)离开原地的移动作用。

河流搬运作用方式:拖运、悬运、溶运

沉积作用:河流搬运物从河水中沉积下来的过程。

沿河布设的公路,旺旺由于河流水位变化及侧蚀,常使路基发生水毁现象,特别是在河湾凹岸地段,最为显著。因此,在确定路线具体位置是,必须加以注意。

2. 何谓冲积层?按其沉积环境的不同,冲积层有哪几类?各有哪些特征? 冲积层:在河谷内由河流的沉积作用形成的堆积物。 按其沉积环境的不同,冲击层分为:

①河床相冲积土:在河床范围内形成的沉积物,主要为推移质,多由砂、砾、卵石组成,一般具有明显的斜层理。

②河漫滩相冲积土:是在洪水期河水漫溢河床两侧,携带碎屑物质堆积而成。土粒较细,可以是粉土、粉质黏土或黏土,并夹有淤泥或泥炭等软弱土层,覆盖于河床相冲积土之上,形成上细下粗的“二元结构”。

③牛轭湖相冲积土:是在废河道形成的牛轭湖中沉积的松软土,颗粒很细,常含大量有机质,有时形成泥炭。压缩性很高,承载力很低,不宜作为建筑物的天然地基。

④河口(海口)三角洲相冲积土:通常是淤泥质土或典型淤泥。面积宽广而厚度极大。不宜作为建筑物的天然地基。但表层硬壳层,有时可用作低层建筑物的地基。

3. 湖积土和海积土有何特性?在沉积分布上有何规律? 湖积土:可分为湖边沉积物和湖心沉积物。

湖边沉积物:是湖浪冲蚀湖岸形成的碎屑物质在湖边沉积而形成的。近岸带沉积的多是粗颗粒的卵石、圆砾和砂土,远岸带则是细颗粒的砂土和黏性土。具有明显的斜层理构造,近岸带土的承载力高,远岸则带差些。

湖心沉积物:是由河流携带的细小悬浮颗粒到达湖心后沉积形成,主要是黏土和淤泥,常夹有细砂、粉砂薄层,土的压缩性高,强度低。

沼泽土:湖泊逐渐淤塞,则可演变为沼泽,沼泽沉积土称为沼泽土。主要由半腐烂的植物残体——泥炭组成,含水量极高,承载力极低,不宜作天然地基。

海积土:按海水深度及海底地形,海洋可分为滨海带、浅海区、陆坡区和深海区。

滨海沉积物:主要由卵石、圆砾和砂组成,承载力较高,透水性较大。

浅海沉积物:主要由细粒砂土、黏性土、淤泥和生物化学沉积物组成,有层理构造,较疏松,含水量高,压缩性大而强度低。

陆坡和深海沉积物:主要是有机质软泥,成分均一。

4. 特殊土包括哪些土?为何称它们为特殊土?

特殊土是指某些具有特殊物质成分和结构、而工程性质也较特殊的土。是在一定的生成条件下形成的,或是由于所处自然环境逐渐变化形成的。其分布有明显的区域性特征。

5. 淤泥类土有何特性?什么是蠕变性?什么是触变性? 工程特性:

①含水量高,高孔隙比。天然含水量>液限,原状土常处于软塑-流塑状态。 ②透水性极弱,水平向渗透系数较大。

③压缩性大,欠压密状态,抗剪强度很低。

显著的蠕变和触变性(高灵敏度),强震下易震陷。

蠕变:在一定荷载下,土的剪切变形随时间缓慢增长的特性。

触变:土受扰动后强度降低,但随时间增长强度能部分恢复的性能。

6. 膨胀土有何特性? 工程特性:

天然状态下压缩性低,承载力高,但由于干缩裂隙发育,稳定性差。浸水后或被扰动时,强度骤然降低。

7. 红黏土是怎样形成的?具有何种特性?

红黏土:由碳酸盐类岩石在湿热气候条件下,经强烈风化作用而形成的高塑性黏土。 工程特性:浸水后膨胀量小,但失水后收缩剧烈。

8. 湿陷性黄土的主要工程性质是什么?如何判别黄土是否具有湿陷性? 湿陷性黄土的主要工程性质是:抗水性弱,遇水强烈崩解,湿陷明显

黄土湿陷性的判别可用定量指标湿陷性系数δs衡量,当δs≥0.015为湿陷性黄土。

9. 冻土分哪些种类?具有何种特性? 类型: 多年冻土和季节性冻土。 冻土特性:冻胀性、融沉性

10. 人工填土分为几种类型?哪些不适于作为建筑物的天然地基?

分类——根据填土的成因和物质组成:1) 素填土2) 杂填土3) 冲填土4) 压实填土 其中杂填土和冲填土不适合作为建筑物的天然地基。

第四章 地下水

1.何谓地下水?地下水的物理性质包括哪些内容?地下水的化学成分有哪些? 地下水:赋存在地表以下岩土空隙中的水。

地下水的物理性质:温度、颜色、透明度、气味、味道、密度、导电性、放射性 地下水常见的化学成分:气体成分 :O2、 N2、 H2S、 CO2

离子成分: Cl-、SO42-、HCO3-、 Na+、K+、 Ca2+、 Mg2+

胶体成分:有机胶体、无机胶体(Fe2O3、 Al2O3、 H2SiO4) 有机成分(生物遗体分解)和细菌成分(病源菌、 非病源菌)

2.地下水对建筑材料的腐蚀性。

溶出侵蚀:混凝土中Ca(OH)2成分被水溶解。

碳酸侵蚀:含侵蚀性CO2的水溶解混凝土中的钙质而使 混凝土崩解。

硫酸盐侵蚀:水中SO4-2与混凝土作用生成新的化合物,由于体积膨胀而胀裂。 酸性侵蚀:pH值低的酸性水对混凝土具腐蚀性。

镁盐侵蚀:水中镁盐与混凝土作用后生成化合物溶解于水。

1.地下水按埋藏条件可以分为哪几种类型?它们有何不 同?试简述之。

按埋藏条件分为上层滞水、潜水、承压水。

上层滞水是包气带中聚集在局部隔水层之上的重力水。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。承压水是充满于两个隔水层之间的含水层中承受水压力的重力水。

2.地下水按含水层空隙性质可以分为哪几种类型?它们 有何不同?试简述之。

按含水层空隙性质分为孔隙水、裂隙水、岩溶水。

孔隙水广泛分布于第四纪松散沉积物中,主要受沉积物的成因类型控制。裂隙水是埋藏于基岩裂隙中的地下水。岩溶水是储存和运动于可溶性岩石的溶蚀洞隙中的地下水。

3.试分别说明潜水和承压水的形成条件及工程特征。

潜水一般存在于第四纪松散堆积物的孔隙中及出露地表的基岩裂隙和溶洞中,其特征:与大气相通,具自由水面,一般补给区与分布区一致;动态受气候影响较大;潜水面形状受地形影响;潜水的排泄方式主要有垂直排泄和水平排泄两种方式。

承压水的形成主要取决于地质构造,其特征:不具自由水面,并承受一定的静水压力; 分布区和补给区不一致; 动态变化较稳定; 不易受地面污染。

4.根据埋藏情况裂隙水可分为哪几种类型?它们有何特征? 按埋藏条件:面状裂隙水、层间裂隙水、脉状裂隙水。

6.试说明地下水与工程建设的关系。 地下水对土木工程的不良影响:

地面沉降:地下水位下降 地面塌陷:地下水位上升 地下水升降变化的影响

流砂:不合理的地下水流动 管涌:不合理的地下水流动

浮托作用:地下水对位于水位以下岩石、土层和建筑物 基坑突涌:基坑下伏有承压含水层

对混凝土的侵蚀性:地下水中的各种化学成分

第五章 不良地质作用和地质灾害

1.何谓滑坡?其主要形态特征是什么?

斜坡上大量土体或岩体在重力作用下,沿一定的滑动面(或带)整体向下滑动的现象称为滑坡。

? 滑坡体:沿滑动面向下滑动的那部分岩体或土体为滑坡体 ? 滑动面:滑坡体沿其向下滑动的面为滑动面,简称滑面。 ? 滑坡床:滑动面以下稳定不动的岩体或土体称滑坡床。

? 滑坡周界:平面上滑坡体与周围稳定不动的岩体或土体的分界线称滑坡周界。 ? 滑坡壁:滑坡体后缘与不滑动岩体断开处形成的陡壁。

? 滑坡台阶:滑坡体各部分下滑速度差异或滑体沿不同滑面多次滑动,在滑坡上部形

成台阶状台面。

? 滑坡舌:滑坡体前线伸出部分如舌状称滑坡舌。

? 滑坡裂隙、拉张裂隙、鼓张裂隙、扇形裂隙、剪切裂隙

2.形成滑坡的条件是什么?影响滑坡发生的因素有哪些? 形成滑坡的条件是边坡变形破坏。

内因:组成边坡岩土体的性质、地质构造、岩体结构、地应力

外因:地形地貌、地表水和地下水的作用、地震、风化作用、人工开挖、爆破 水的作用是影响边坡稳定最重要、最活跃的外在因素,其他大多起着触发作用。

3.按引起滑坡的力学特征,滑坡可分为哪几种类型?按组成滑坡的物质成分,滑坡可分为哪几种类型?它们各有什么特征?

按引起滑坡的力学特征,滑坡可分为推移式滑坡、平移式滑坡、牵引式滑坡。

按组成滑坡的物质成分,滑坡可分为堆积层滑坡(发生在各种松散堆积层中的滑坡)、黄土滑坡(发生在不同时期的黄土层中的滑坡)、黏土滑坡(发生在均质或非均质粘土层中的滑坡)、岩层滑坡(发生在各种基岩岩层中的滑坡)

4.滑坡的防治原则是什么?滑坡的防治措施有哪些?

滑坡防治的原则:以防为主、整治为辅;查明影响因素,采取综合整治;一次根治,不留后患。

防治边坡变形破坏的工程措施:防渗与排水;力学平衡法:支挡加固(抗滑桩、锚固工程、挡土墙)、削坡减载;改善滑动面或滑动带的岩土性质(目的:增加滑动面的抗剪强度、达到整治滑坡要求。)

1.何谓泥石流?泥石流的形成条件有哪些?其发育特点如何?

一种突然暴发的含有大量泥沙石块的特殊洪流,具有突然爆发与流速快、流量大、物质容量大和破坏力强的特点。主要发生在地形陡峻的山区。具有区域性和间歇性特点。 泥石流的形成条件:

地质条件

岩性破碎,地质构造复杂。

地形条件

上游三面环山,一面出口。 中游为狭窄陡峻的深谷。 下游开阔平坦。

水文气象条件

暴雨,冰雪消融。

人类工程活动

乱砍滥伐、开垦陡坡等。

2.试说明泥石流的分类?

按泥石流固体物质组成分类:水石流型泥石流、泥石流型泥石流、泥流型泥石流; 按泥石流流域的形态特征分类:标准型泥石流、河谷型泥石流、山坡型泥石流; 按泥石流流体性质分类:黏性泥石流、稀性泥石流;

3.试说明泥石流地段公路选线的原则和泥石流的防治措施? 泥石流地段公路选线的原则: ① 路线跨越泥石流沟时,首先应考虑从流通区或沟床比较稳定、冲淤变化不大的堆积扇顶

部用桥跨越。 ② 当河谷比较开阔,泥石流沟距大河较远时,路线可以考虑走堆积扇的外线。 ③ 对泥石流分布较集中,规模较大,发生频繁,危害严重的地带,应通过经济和技术比较,

在有条件的情况下,可以采取跨河绕道走对岸的方案或其他绕避方案。 ④ 如泥石流流量不大,在全面考虑的基础上,路线也可以在堆积扇中部以桥隧或过水路面

通过。 ⑤ 通过散流发育并有相当固定沟槽的宽大堆积扇时,宜按天然沟床分散设桥,不宜改沟归

并。 ⑥ 在处于活动阶段的泥石流堆积扇上,一般不宜采用路堑。 泥石流的防治措施:

水土保持:封山育林、修筑排水系统等。 跨越:采用桥涵、隧道、渡槽等。

排导:采用排导沟、急流槽、导流堤。 拦截:修筑拦挡坝等。

4.什么是地震?天然地震按其成因可分为哪几种?

地震:地下深处的岩层,由于活动性断层突然错动或其他原因而产生振动,并以弹性波的形式传递到地表。

天然地震按其成因划分为构造地震、火山地震、陷落地震和激发地震。

5.何谓地震震级?震级如何确定?

震级:一次地震时,震源释放能量的大小。用符号M表示。 lgE=11.8+1.5M

分10个等级: 小于2级的地震称微震; 2~4级是有感地震; 5~6级是破坏性地震; 7级以上是大地震。

6.什么是地震烈度?根据什么确定地震烈度?震级和烈度之间的关系怎样?在工程建筑抗震设计时,需要确定的地震烈度有哪几种?

烈度:指地震时受震区的地面及建筑物遭受地震影响和破坏的程度。

它与震源深度、震中距离、岩土性质、地质构造、地下水及建筑物的动力性质有关。 震级和震中烈度的关系:M=0.66I。+ 0.98

在工程建筑抗震设计师,要确定的地震烈度为基本烈度、场地烈度、抗震设防烈度和设计烈度。

7.地震对工程建筑物的影响和破坏表现在哪些方面?工程抗震有哪些原则? 地表破坏现象:地裂缝、喷砂冒水(液化)、滑坡与塌方、震陷 工程抗震:

①建筑场地选择

地形平坦开阔;岩土坚硬均匀;无大的断裂带;地下水埋深大。 ② 地基持力层和基础方案的选择

地基持力层应以基岩或硬土为好,避免以高压缩性土层或液化土层作持力层。宜采用桩基础、筏基和箱基。

③ 建筑物结构形式和抗震措施

平立面形状宜简单,在转折处留抗震缝,加强整体结构刚度。

第六章 土木工程的一般地质问题

1.城市规划中的最主要工程地质问题是什么?

区域稳定性问题、 地基稳定性问题、 城市供水水源问题、

地质环境的合理利用和保护问题

2.工业及民用建筑在进行场地选择时应注意哪些问题?《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)将建筑场地分为哪几个等级?

选择建筑场地时应注意以下几点:

1) 避开强烈振动效应的地段。 2) 避开活动性断裂带。 3) 避开不稳定的斜坡地段。 4) 避免孤立突出的地形。

5) 避开地下水位埋深过浅的地段。 6) 避开浅埋的岩溶大溶洞。

《岩土工程勘察规范》GB50021-2001根据工程的规模和特征,以及由于岩土工程问题造成工程破坏或影响正常使用的后果,将工程重要性分为三个等级。

工程重要性等级 一级 二级 三级 破坏后果 很严重 严重 不严重 工程类型 重要工程 一般工程 次要工程

3.工民建的主要工程地质问题有哪些?

地基稳定性问题、基础的施工条件问题、地下水渗透变形和侵蚀性问题

4.如何根据工程地质条件选择基础埋深及其结构类型? 层面埋深在当地最大冻深之下并位于地下水位以上

5.软土、湿陷性黄土、膨胀土、岩石地基上通常各采用什么基础形式? 软土:首先考虑箱型基础、箱桩基础, 湿陷性黄土及膨胀土:宜采用桩基 岩石地基:采用锚桩基础或墩基础

6.地基稳定性是什么含义?怎样设计才能保证地基的稳定性? 地基稳定性问题包括地基强度和地基变形两个部分。

7.确定土质地基承载力的方法有哪些?如何确定岩石地基的承载力? 土质地基承载力确定方法:原位测试、理论计算、工程经验。 岩基承载力据岩石单轴抗压强度计算 fa??r?frk

8.深基坑开挖带来的主要工程地质问题有哪些?

? 基坑边坡的稳定与支护 ? 地下水的控制

? 基础施工对周围环境的影响

9.基坑边坡支护的措施有哪些?

支护系统由挡土结构和支撑结构组成。

10.基坑工程控制地下水的方法有哪些?各种方法适用的地质条件是什么? 降低地下水:明沟排水法(适用于浅基坑弱透水的 潜水含水层)、井点降水法(适用于粉砂、细砂和粉土潜水含水层)、深井排水法(适用于深基坑承压含水层)

隔离地下水:落底式竖向隔渗、悬挂式竖向隔渗与水平封底隔渗

第七章土的物理性质与工程分类 例题

用体积V=72 cm3的环刀切取原状土样,称得其质量为129.5 g,将其烘干后称得质量为121.5 g,测得土样的比重Gs=2.70,试求土样的天然重度、含水率、干重度、孔隙比、饱和重度。 例题:

已知一干土样:最密实状态的密度为?dmax=1.62g/cm3,最松散状态的密实度为?dmin=1.45g/cm3,土粒比重Gs=2.7,孔隙比e=0.78,求相对密实度,并判断土样的密实状态。 例题

已知原状土的含水率为?=28.1%,重度为γ=18.8 kN/m3,土粒相对密度Gs=2.72,液限?l=30.1%,塑限为?p=19%,试求:

(1)土的孔隙比及土样完全饱和时的含水率和重度; (2)确定土的物理状态。 例题1:

某砂土的天然密度?=1.90g/cm3,含水量?=28.5%,土粒比重Gs=2.68。颗粒分析结果如下表,确定该土样的名称;计算该土的孔隙比和饱和度。 土粒组的粒径范围/mm 粒组占干土总质量的百分数 >2 9.4 2~0.5 18.6 0.5~0.25 21.0 0.25~0.075 37.5 <0.075 13.5 例题2: 某土样的天然含水量?=28%,测得土的液限?l=36%,塑限?p=18%,试求(1)土样的塑性指数;(2)土样的液性指数;(3)确定土的名称及状态。 例题:

某土料场土料为中液限粘质土,天然含水量ω=21%,土粒的比重Gs=2.70。室内标准功能击实试验得到最大干密度ρdmax=1.85 g/cm3。设计中取压实系数Dc=95%,并要求压实后土的饱和度Sr<=0.9。问土料的天然含水量是否适于填筑?碾压时土料应控制多大的含水量。

第八章土中应力及地基变形计算 1、土的自重应力:

均质土的自重应力:? cz??zn?ii 成层土或有地下水时的自重应力: czi?1 水下部分的土重度按浮容重 ? ' 计算。

???z2、基底压力:

F?G 中心荷载下的基底压力: p?A

F?G6e(1?) 偏心荷载下的基底压力: pmax,min?Al

3、地基中的附加应力:

nPi 竖向集中力作用下地基中的附加应力: ?z?KP??Ki22?zzzi?1

K——竖向集中力作用下的地基竖向附加应力系数,r/z查表 矩形基础地基中的附加应力(均布竖向荷载): ?z?Kcp0

Kc——矩形基础受均布荷载作用时角点下的附加应力系数, 可由l/b与z/b的值查表。 例题1

某建筑场地的地质柱状图和土的有关指标列于例图中。试计算地面下深度为2.5m、5m和9m处的自重应力,并绘出分布图。

[解] 本例天然地面下第一层粉土厚6m,其中地下水位以上和以下的厚度分别为3.6 m和2.4m,第二层为粉质粘土层。依次计算2.5m、3.6m、5m、6m、9m各深度处的土中竖向自重应力,计算过程及自重应力分布图一并列于例图中。 例题3

某基础的埋深d=1.5m,基础面积为B×L=1.25 m×2 m,地面处由上部结构传来荷载200kN,基底为粘土,土的重度为18.1kN/m3,饱和重度为19.7kN/m3,地下水水位于基底下1m处,求基底压力、基底附加压力、基底下面3m处的自重应力和附加应力(中心点下)。

第九章土的抗剪强度 一. 土的极限平衡条件

??2 ?=?tan(45?)+2c?tan(45?)1322

??2(45?) ?3=?1tan(45?)-2c?tan22

1、影响地基承载力的主要因素是什么?

建筑物基础在荷载作用下产生最大沉降量或沉降差和建筑物的基底压力

2、地基剪切破坏的形式有几种?其主要特征是什么?

整体剪切破坏:p-s曲线上有两个明显的转折点,可区分地基变形的三个阶段;地基内产生塑性变形区,随着荷载增加塑性变形区发展成连续的滑动面;荷载达到极限荷载后,基础急剧下沉,并可能向一侧倾斜,基础两侧地面明显隆起

局部剪切破坏:p-s曲线转折点不明显,没有明显的直线段;塑性变形区不延伸到地面,限制在地基内部某一区域内;荷载达到极限荷载后,基础两侧地面微微隆起

冲切剪切破坏:p-s曲线没有明显的转折点;地基不出现明显连续滑动面 ;荷载达到极限荷载后,基础两侧地面不隆起,而是下陷

。。。。

3、确定地基承载力常见的方法有那几种?

理论计算法、原位测试法、规范表格法、当地经验法

第十章土压力与地基承载力

1、什么是静止土压力、主动土压力、被动土压力? 静止土压力:挡土墙在压力作用下不发生任何变形和位移,墙后填土处于弹性平衡状态时,作用在挡土墙背上的土压力。

主动土压力:在土压力作用下,挡土墙离开土体向前位移至一定数值,墙后土体达到主动极限平衡状态时,作用在墙背的土压力。

被动土压力:在外力作用下,挡土墙推挤土体向后位移至一定数值,墙后土体达到被动极限平衡状态时,作用在墙上的土压力。

2、朗肯土压力理论的基本假定是什么?

? 挡土墙背垂直、光滑 ? 填土表面水平 ? 墙体为刚性体

第十一章地基处理

1、何谓软弱土地基?有何特点?

软弱土地基:指主要由淤泥、淤泥质土、冲填土、杂质土和其他高压缩性土层构成的地基,也称软弱地基。

软弱土地基的特点:强度低、压缩性高、渗透性小

2、地基处理的目的是什么?

地基处理的目的:提高地基土的抗剪强度,即提高地基承载力;

改善地基土的压缩特性,增加其密实度,减小基础的沉降和不均匀沉降; 改善其透水性,消除其他不利因素的影响,达到满足建筑物对地基强度

与变形要求的目的。

3、软弱土地基处理的主要方法有哪些?各自的适用范围有哪些? 软弱土地基的主要处理方法:

垫层法、夯实法、挤密法、振冲法、预压法、化学加固法等。

垫层法适用于淤泥、淤泥质土、素填土、杂填土地基及暗沟、暗塘的浅层地基处理。 重锤夯实法适用于地下水位低于重锤夯实法有效加固深度的粘性土、砂土、杂填土等地基,不适用于饱和软粘土或地下水位以下的粘性土。强夯法适用于处理松散的碎石土、杂填土、砂土,低饱和度的粉土、粘土、湿陷性黄土。

挤密法适用于处理地下水位以上的湿陷性黄土、素填土和杂填土地基。

振冲置换法适用于处理粘性土、粉土、饱和黄土和人工填土等地基。振冲密实法适用于处理砂土和粉土地基。

预压加固法适用于淤泥质土、淤泥和冲填土等饱和性粘土地基。

化学加固法:深层搅拌法适用于处理淤泥、淤泥质土、粉土和含水率较高的粘性土地基。

高压喷射注浆法适用于处理淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、黄土、砂土、人工填土和碎石土等地基。

4、垫层法中垫层的作用是什么? ①提高浅基础下地基的承载力 ②减少地基的沉降量

③加速软弱土层的排水固结