工程地质及土力学资料

全国工程地质及土力学复习资料（终极完整版）

第一章 岩石和地质构造

一、地球的构造分为外部和内部两部分。外部包括大气圈、水圈和生物圈；内部则包括地壳、地幔和地核。组成地壳的基本物质是岩石。地幔与地壳的分界面为莫霍面，地幔占地球总质量的66％，根据地震波传播速度的特征，它可分为上地幔和下地幔两部分。地核占地球总质量的32.5％，根据地震波传播速度的特征，可分为外部地核、过渡层和内部地核三层。 二、什么叫矿物质和岩石？说明几种主要的造岩矿物和岩石的种类？

矿物：具有一定化学成分和物理性质的自然元素单质和化合物，主要造岩矿物：白云母、角闪石、石英、白云石等。岩石：是地壳中由一种或多种矿物组成的物质。岩石有岩浆石、沉积石、变质石等。

何谓岩石的结构和构造?

岩石的结构：是指组成岩石的矿物结晶程度、晶粒大小、晶体形状及相互结合的方式。 构造指矿物在岩石中的排列和充填方式所反映出的外貌特征。

三、试结合矿物的标本，阐述矿物主要的物理性质特征如颜色、光泽、解理、断口、结晶形态和硬度等的基本概念。

颜色：矿物的颜色是矿物对白（日）光选择吸收的表现。当矿物有选择地吸收其中某一或某些波长的光波时，则矿物就呈现剩余波长光波的混合色。按其不同的成因可分为自色、他色和假色。

条痕色：指矿物粉末的颜色，他排除了矿物因反射所造成的色差，以去掉假色，减弱他色，保存自色，使常见矿物的颜色更为固定，对于鉴别矿物具有实用意义。

透明度：是指矿物透光能力的大小，即光③线透过矿物的程度。矿物的透明度分为：透明、半透明、不透明三级。

光泽：矿物表面反光的的光亮程度称为光泽。矿物的光泽按其反射强弱划分如下：①金属光泽；②非金属光泽。

硬度：矿物抵抗外力刻划研磨的能力称为硬度。各种矿物由于化学成分和内部结构的不同，常具有不同的硬度，这是鉴别矿物的一个重要特征。 解理与断口：矿物受到外力的作用（如敲打），其内部质点间的连接力被破坏，沿一定的方向形成一系列光滑的破裂面的性质，称为解理。所裂开的光滑破裂面称为解理面。不具方向性的不规则断裂面，则称为断口。

解理是反映矿物质内部质点相互连接强弱的特征。根据解理发生的完全程度，把解理分为如下几种：①极完全解理；②完全解理；③中等解理；④不完全解理。

四、试结合矿物的标本，阐述表观鉴别常见矿物的基本方法及几种主要矿物的特征。

鉴别方法：用显微镜观察法、化学分析法、专用仪器分析法、表观鉴别法。一般先观察结晶形态，然后确定光学性质和力学性质的特征及其他特征，综合起来，作出判断，确定矿物的类别，在鉴别时，应事先找出矿物的新鲜表面，才能得到正确的结果，风化岩石中的矿物不能反映真正矿物的特征。 主要特征：

黄铁矿：形状立方体或块粒状，颜色铜黄色，条痕绿黑，光泽金属，硬度5~6，无解理。 赤铁矿、石英：形状为块状、柱状，颜色红褐色、乳白色或无色，条痕樱红或无光泽半金属、玻璃、油脂，硬度5~7,无解理。

方解石、白云石和石膏：菱形、粒状、块状、菱状、板状、纤维，条痕无或白，光泽玻璃或丝绢，硬度2~4，解理三组完全或中等。 五、摩氏硬度计表：滑石＜石膏＜方解石＜萤石＜磷灰石＜正长石＜石英＜黄玉＜刚石＜金刚石

六、岩石是由一种或多种矿物组成的。按成因分为岩浆岩（火成岩）、沉积岩（水成岩）和变质岩三大类。

七、什么叫做岩浆石？结合岩浆石的标本，阐明岩浆石组成的矿物成分、结构与构造特征及

分类和鉴别的方法。

岩浆石：地壳内部由于温度与压力的作用下迫使岩浆停留下来并冷凝成岩浆石。 组成矿物成分：酸性、中性和基性岩浆石的相应的矿物。

结构：是指组成岩石的矿物的结晶程度、晶粒大小、形状及其相互结合方式。 构造特征：岩浆石组成成分和岩浆冷凝结晶时的物理环境与产状的综合反映。 分类：酸性岩类、中性岩类、基性岩类。 鉴别方法：表观鉴定法。

什么叫岩浆岩？岩浆岩的结构构造和分类？

岩浆岩是地壳深处的岩浆沿地壳薄弱地带上升侵入地壳或喷出地表后冷凝 而成的岩石。岩浆主要是由复杂的硅酸盐和一部分金属硫化物及汽化物、水蒸气和其他挥发物质组成的高温、高压熔融体。

岩浆岩的结构类型：岩浆岩的结构是指组成岩石的矿物的结晶程度、晶粒大小、晶体形状及其相互结合的方式。岩浆岩的结构包括：岩石全部由结晶矿物所组成的全晶质结构；致密状，矿物晶粒细小，肉眼和放大镜均不能分辨的隐晶质结构；全部为非晶质矿物所组成，均匀致密似玻璃的玻璃质结构。

分类1、按岩石中矿物结晶程度划分

a玻璃质结构；b隐晶质结构；c全晶质粒状结构。 2、按岩石中矿物等粒结构颗粒的绝对大小划分

a粗粒结构；b中粒结构；c细粒结构；d微粒结构。 3、按岩石中矿物颗粒的相对大小均匀性划分 a等粒结构；b不等粒结构；c斑状结构。 八、按冷凝成岩浆岩的地质环境的不同，可将岩浆岩分为深成岩、浅成岩和喷出岩（火山岩）三种类型。

九、岩浆岩的常见构造：块状结构、流文状结构、气孔结构或杏仁结构。 十、常见岩浆岩常见品种：（1）酸性岩类：花岗岩、花岗斑岩、流纹岩（2）中性岩类：正长岩、正长斑岩、粗面岩、闪长岩、闪长玢岩、安山岩（3）基性岩：辉长岩、辉绿岩、玄武岩。

十一、鉴别方法：表观（肉眼）鉴定方法

十二、什么叫做沉积岩？结合沉积岩的标本，阐述沉积岩的组成成分、结构与构造特征及分类和鉴别方法。

沉积岩：沉积物经过长期的压密、重结晶、胶结等复杂的地质作用过程，硬结成岩，这种岩石称为沉积石。

组成矿物成分：1碎屑物质2、粘土矿物3、化学沉积矿物4、有机物及生物残骸。

结构特征：指组成物质颗粒大小、形状、结晶及其相互关系的特征。一般分为1碎屑结构2、泥质结构3、结晶结构和4生物结构。

1、碎屑结构 ：碎屑结构被胶结形成的一种结构，一般按碎屑粒径的大小可分为：a砾状结构 砾状结构的碎屑粒径﹥2㎜。b砂质结构 砂质结构的碎屑粒径介于2~0.05㎜之间。 2、泥质结构：泥质结构由粒径﹤0.005㎜粘土粒组成，如泥岩、页岩。

3、结晶结构：由沉积物溶液沉淀结晶所形成的结构，如石灰岩、白云岩等。 4、生物结构：是由生物遗体或屑片所组成的岩石，如珊瑚结构、贝壳结构等

构造：是指沉积物在空间的成层分布及其相互关系。沉积岩的层理构造、层面特征和含化石等，是沉积岩区别于其他岩类的特征。

分类：火山碎屑岩（火山集块岩、火山角砾岩、凝灰岩）、沉积碎屑岩（砾岩及角砾岩、砂岩、粉砂岩）、粘土岩类（泥岩、页岩）、化学及生物化学岩类（石灰岩、白云岩）。 鉴别方法：表观鉴定法。

十三、层理构造：在沉积岩形成过程中，由于季节性气候变化的影响，使得沉积物来源的数量、颗粒大小、形状和结晶程度、颜色等相应发生变化，从而呈现明显的成层现象。层与层之间的界面称为层面。上下两层之间基本上为均与一致的岩石者称为岩层。层理的形态常见的有：水平层理、斜层理、交错层理。

十四、什么叫做变质岩？结合变质岩的标本，阐明变质岩组成的矿物成分、结构与构造特征及分类和鉴别方法。

变质岩：由岩石经变质作用后形成的新的一类岩石称为变质岩。 矿物成分：保留原有岩石中的矿物，又具有特有的变质矿物。

结构：几乎都是全晶质结构，但具有“变晶”结构特点。变质岩的结构类型：在形成变质岩的过程中，由于高温高压作用，厚岩石中矿物被拉长和变薄、密实等，形成片理构造或块状构造。主要构造有：板状构造、千枚层状构造、片状构造、片麻状构造和块状构造等。 构造特征：形成了片理构造和块状构造。

分类：片麻岩、片岩、千枚岩、板岩、大理岩、石英岩、蛇纹岩、糜棱岩、碎裂岩。

鉴别方法：①区分变质岩类属；②进一步观察变质岩构造类型；③辨识岩样的矿物成分及变晶结构，确定岩石的名称。

十五、变质岩的主要变质类型：热液变质作用、接触变质作用、动力变质作用、区域变质作用。

十六、地质年代表 地质年代表的方法有两种：一是绝对地质年代，指某地层从形成至现在的有关年数，说明岩层形成时间的长短；另一种是相对的地质年代，指地层形成过程中的先后顺序，表示地层相对的新老关系，反映岩层形成的自然阶段和历史过程，将各个地质历史发展时期所形成的地层划分为若干个相对的年代。

十七、什么叫做地质年代？阐述地质历史上各地质年代的特征及其划分原则。

地质年代：每一地质发展时期都有各自地质发展的环境，形成一套独特的岩层，并冠以某一地质年代的地层。地质年代划分的依据主要如下： ①按照古生物演化的规律区分地层的相对年代 古生物是指在地球发展的历史过程中，不同时期所生长的生物群。残留在岩石中的生物遗体或遗迹称为化石。因此，在不同的地质历史年代，地层中都会含有不同的古生物化石，所以，可以根据地层中所发现的有代表性的古生物化石，确定其地层的地质年代。 ②按照沉积岩的沉积规律，通过对比分析，确定相对的地质年代 沉积岩是在各个地质历史时期相应的沉积环境下沉积形成的，具有一定的沉积顺序、一定的相互接触关系和相应的颗粒结构及构造特征。不整合接触成为划分相对地质年代的一个重要依据。不整合面以下的岩层为老岩层，不整合面以上的岩层为年代较新的岩层。 ③按照岩浆岩侵入体与围岩的关系确定岩浆岩的相对地质年代 岩浆岩不含古生物化石，也没有层理构造，但它总是侵入或喷出于周围的沉积岩层之中或覆盖于其上。因此，可根据岩浆岩侵入体与周围已知地质年代沉积岩的接触关系来确定岩浆岩的相对地质年代。

十八、如何确定沉积岩的相对地质年代？

岩石（体）相对地质年代的确定是依据地层层序律、生物演化律以及地质体之间的接触关系三种方法：

A地层层序律 未经构造变形影响的沉积岩原始产状应当是水平的或近似水平的。并且先形成的岩层在下面，后形成的岩层在上面。

B生物演化律 由于生物是由低级到高级，由简单到复杂不断发展进化的。故可根据岩层中保存的生物化石来判断岩层的相对新老关系。

C地质体之间的接触关系 根据沉积岩层之间的不整合接触判断。与不整合面上底砾岩岩性相同的岩层，形成时间较早，另外与角度不整合面产状一致的岩层形成时间较晚。

如果岩层与岩浆岩为沉积接触，则沉积岩形成较晚，如果岩层与岩浆岩为侵入接触，则沉积岩形成时间较早。

十九、什么是岩层的产状要素？其如何测定，怎样表达？ 产状是岩层在空间的布置，反映岩层倾斜在空间的走向延伸和倾向的方位及倾角，包括三个要素，即走向、倾向和倾角。 测定岩石的产状，是野外判断地质构造的一项基本工作，可通过罗盘仪直接在岩层的层面上测定。测定时，将罗盘仪的长面紧贴层面，并调整至水平，水准泡居中，读指北针所示的方位角，就是岩石的方向。测量倾向时，将罗盘仪的短边紧贴层面，调整水平，水准泡居中，

读指北针的方位角就是岩层的倾向。测量倾角时，将罗盘仪横着竖起来，使长边与岩层走向垂直，紧贴层面，调整倾斜面上的水准泡居中，悬锤所示的角度，就是岩层的倾角。

在地质图上，岩石的产状用符号“入35”表示，符号中长线表示走向，短线表示倾向，倾角用数码表示。（例如：某岩层测定的结果，走向为北偏西320°，倾向南偏西230°，倾角35°，可记为（1）N320°W,S230°W,∠35°(2)S230°W,∠35°）

二十、试述褶皱、向斜、背斜的基本概念和基本类型及其他地表出露的特征。

褶皱：地壳中的岩层受到地壳运动应力的强烈作用，或是挤压，或是不均匀升降和隆起，使岩层形成一系列波浪起伏的弯曲状而未丧失其连续性的构造，称为褶皱构造。其基本类型包括褶曲、褶皱。

背斜：为岩层向上拱起弯曲。背斜褶曲组成的岩层，以背斜轴为中心，倾斜方向相背。 向斜：为岩层向下凹的弯曲。以向斜轴为中心，两翼岩层向轴部倾斜，倾向相反。 简述褶曲的组成要素。

A核部：褶曲中央最内部的一个岩层。B翼：核部两侧，向不同方向倾斜的部分岩层。C轴面：从褶曲的顶平分两翼的面。D轴：轴面与水平面的交线。E枢纽：轴面与褶曲内某一岩层层面的交线。

何谓褶曲的枢纽？褶曲的基本形态有哪些？

轴面与褶曲内某一岩层层面的交线，称为褶曲的枢纽，其形状有水平的，也有倾斜或波状起伏的，枢纽反映褶曲在延长方向产生变化的情况。 褶曲的基本形态可分为背斜和向斜。

按褶曲的轴面产状，把褶曲分为直立褶曲、倾斜褶曲、倒转褶曲、平卧褶曲几种类型。 二十二、试述断裂构造节理、断层的形成规律及其基本类型。

构造节理：岩体受到构造应力（地应力）作用变形而产生的裂缝。由于构造节理在成因上与地质构造(如褶皱和断裂)及其应力作用方向有关，所以节理在空间分部与力的作用关系密切。按力的作用分为1、张节理2、剪节理。

断层：岩层受力作用断裂后，岩层沿着断裂面产生显著位移的断裂构造。断层是地质构造中常见的地质构造行迹之一，种类很多，形态各异；规模有大有小，影响地壳的深度有深有浅；形成的地质年代有早有晚，有的至今仍在活动着。 基本类型：正断层、逆断层、平移断层。 张节理的主要特征有哪些？

节理裂口是张开的，裂口较宽，往深处逐渐变小而闭合；节理面粗糙，很少有檫痕；节理间距较大而不均匀，沿走向和倾向均延伸不远。

断裂构造：组成地壳的岩石，受到剧烈地地壳运动构造应力的作用，产生变形到达一定程度后，岩层的连续性就遭受到破坏，形成一系列大小不一，形式不同的断裂

节理也称裂缝，是存在于岩体中的裂缝，为岩体受力作用断裂后，两侧岩体没有显著位移的小型断裂构造。按其成因可分为构造节理和非构造节理。

非构造节理：是成岩作用、风化作用及其他非构造应力因素形成的节理裂隙。

二十三、平行不整合：不整合面上、下两套岩层之间的地质年代不连续，缺失沉积间断期的岩层，但彼此的产状基本上是一致的。角度不整合：又称斜交不整合，简称不整合。角度不整合不仅不整合面上、下两套岩层地质年代不连续，而且两者的产状也不一致。 二十四、试说明在工程上岩石与岩体两者含义的区别，略述影响岩石强度和变形性质的基本因素。

区别：岩石的工程性质主要与组成的矿物成分、结构与构造及风化作用程度等有关， 岩体的工程性质除了决定于岩石的物理力学性质外，主要与岩体内部被裂隙等切割的方向与分布、节割的密度，软弱破碎带等有关。

影响强度因素：A矿物成分；B结构；C构造；D风化作用。 变形性质因素：A结构面的类型；B结构体。 二十五、简述影响岩石工程性质的因素。

答：影响的因素是多方面的，主要的有两方面：一是形成岩石的组成部分、结构与构造及成

因等；二是分化和水等外部因素的影响。（1）矿物成分：组成岩石的矿物是直接影响岩石基本性质的主要因素（2）结构：岩石的结构特征大致可分为两类：一类是结晶联结的岩石，另一类是胶结联结的岩石（3）构造：构造对岩石的物理力学性质的影响主要指矿物成分在岩石中分布的不均匀性和结构的不连续性，使岩石强度具有各向异性性质（4）风化作用：自岩石形成后，地表岩石就受到风化作用的影响，严重影响岩石的物理力学性质 二十六、略述岩体的结构面积和结构的特征及其对岩体工程性质的影响。

结构面的特征：由于结构面成因的多样性，结构面也是各式各样的、规模大小不一，形态各异，分布不均匀，充填物性质复杂，还有软弱夹层，这些特征直接影响了岩体的工程性质如：A结构面的规模；B结构面想形态；C结构面的密集程度；D结构面的连通性与张开度；E软弱夹层和破碎带。

影响：规模较大的结构面往往是岩石滑动破坏和变形的主要控制面；规模较小的节理面、裂隙面则直接影响岩体的强度和变形性质。粗糙的、波状起伏和锯齿状的比平整光滑的抗摩擦强度高，从而影响岩体的工程性质。

结体：由各种成因形成的结构面，把岩体节割或破裂成大小、形状不同的岩石块体。

二十七、岩体：由一种或多种岩石构成的地质体，包含岩层的层理、节理断层、软弱夹层等类结构面和由结构切割成大小不一、形状各异的岩块（或称结构体）所组成的符合体。 二十八、试述岩体结构类型的特征及其在工程上应用的意义。

整体状结构特征：整体性强度高，岩体稳定，在变形特征上可视为均质弹性各向同性体。 块状结构特征：整体强度较高，结构面互相牵制，岩体基本稳定，在变形特征上接近弹性各向同性体。以上两种工程上应用的问题：要注意由结构面组合而成的不稳定结构体的局部滑动或坍塌，深埋洞室要注意岩爆。

层状结构特征：岩体接近均一的各向异体性，其变形及强度特征受层面及岩层组合控制，可视为弹塑性体，稳定性较差。工程上应用的问题：要注意不稳定结构体可能产生滑塌，要特别注意岩层的弯张破坏及软弱岩层的塑性变形。

破裂状结构特征：完整性破坏较大，整体强度大大降低，并受断裂等软弱结构面控制，多呈弹塑性介质，稳定性很差。 工程上应用的问题：易引起规模较大的岩块失稳，要特别注意地下水加剧岩体失稳的不良作用。

散体结构特征：完整性遭到极大破坏，稳定性极差，岩体属性接近松散体介质。 岩体的类型及其工程性质

1、结构面类型 按其成因可分为三类：原生结构面、构造结构面、次生结构面。

2、结构面的特征 主要表现：结构面的规模、结构面想形态、结构面的密集程度、结构面的连通性与张开度、软弱夹层和破碎带。

结构体由各种成因形成的结构面，把岩体切割或碎裂成大小、形状不同的岩石块体，称为结构体。 3、岩体的结构类型 根据岩体结构面与结构体的组合类型及其工程性质，把岩石划分成如下类型：整体状结构、块状结构、层状结构、破裂状结构、散体状结构

二十九、试述第四纪沉积物的成因类型和特征及其在工程上应用的意义。 风化残积成因类型：残积。

重力堆积成因类型：坠积、崩塌堆积、滑坡堆积、土溜。 大陆流水堆积成因类型：坡积、洪积、冲积、三角洲堆积。

海水堆积成因类型：滨海堆积、浅海堆积、深海堆积、三角洲堆积。 地下水堆积成因类型：泉水堆积、洞穴堆积。

冰川堆积成因类型：冰碛堆积、冰水堆积、冰碛湖堆积。

发育情况和埋深等对地基的稳定性有影响。尤其是当场地抽水影响到土洞和溶洞顶板的稳定时，将造成地表塌陷，危及地面建筑物的安全。 七、影响岩溶发育的因素有哪些?

影响岩溶发育的因素有：A碳酸盐岩性的影响 方解石含量越高，岩石溶蚀能力越大；反之白云石含量越高，岩石溶蚀能力越小，酸溶物含量越高，岩石溶蚀能力越小。

B气候的影响 降水的影响：1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。2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。气温的影响：气温升高有利于岩溶作用的进行。

C地形地貌的影响 1平坦地区：地表径流弱，入渗强烈，有利于岩溶发育。2陡峭地区：地表径流强烈，入渗弱，不利于地下岩溶发育。3突起地区：地下水位深，包气带厚度大，垂直岩溶发育。4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。 D地质构造的影响

断裂的影响：1沿断裂面岩溶发育强烈。2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。3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：1褶皱的不同部位，裂隙发育不均匀，岩溶强度不同。核部比翼部发育。2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：1厚而纯的碳酸盐岩 a 包气带：多发育垂直岩溶形态。b地下水季节变动带：两方向岩溶均发育。C饱水带：规模大、连续性好的水平岩溶。d深循环带：岩溶不很发育。2碳酸盐岩夹非可溶性岩层。3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。4非可溶性岩层夹碳酸盐岩：岩溶发育极弱。

E新构造运动对岩溶发育的影响 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。

新构造运动的基本形式有三种：1上升期：侵蚀基准面相对下降，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。2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。3下降期：常形成覆盖岩溶，地下水循环条件差，岩溶作用受到抑制或停止。从更长的地质历史时期来看：a间歇性上升：上升→稳定→再上升→再稳定形成水平溶洞成层分布，高程与阶地相对应。b震荡升降：岩溶作用由弱到强，由强到弱反复进行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。C间歇性下降：下降稳定再下降再稳定岩溶多被埋于地下，规模不大，但具成层性，洞穴中有松散物填充。

从层状洞穴的分布情况及充填物的性质，可查明岩溶发育特点及形成的相对年代。 八、试述地震震级和烈度的基本概念及如何确定建筑场地的地震烈度。 震级：是依据地震释放出的能量来划分的。

烈度：是表示某地受地震影响的破坏程度，它不仅取决于地震的能量，同时也受震源深度与震中的距离、地震波的传播介质以及表土性质条件的影响。 地震的设计烈度如何确定？

在基本烈度的基础上，考虑建筑物的重要性、永久性、抗震性及经济性等要求对基本烈度做出一定的调整，得出的设计烈度是抗震设计所采用的烈度。 地震烈度的划分：按地震时破坏程度的不同，可将地震影响的强弱按一定次序作为确定地震烈度的标准，编制地震烈度表。地震烈度可分为1、基本烈度2、建筑场地烈度3、设计烈度三种。基本烈度是指一个地区的可能遭遇的最大地震烈度，可根据《中国地震烈度区划图》确定。建筑物地烈度也称小区域烈度，是指因建筑场地地质条件、地形地貌和水文地质条件不同而引起的基本烈度的提高或降低，一般地说，它比基本烈度提高（或降低）半度至一度。设计烈度是指抗震设计所采用的烈度，是根据建筑物的重要性、耐久性、抗震性及经济性等方面的要求对基本烈度的调整。

地震可按成因分为四类：构造地震（世界上发生的地震90％为构造地震）、火山地震（7％）、陷落地震（3％）和人工触发地震。

九、地震波的传播特性

地震时，震源释放的能量以波动的形成向四面八方传播，这种波称为地震波。地震波又可分为体波和面波。

A体波：地壳内部传播的波称为体波。{体波有纵波（P波<最快的地震波>）和横波（S波）} B面波 ：面波又为瑞雷波（R波）和勒夫波。R波具有如下特点：a地面质点在平行于波传播方向的垂直面内振动，运动轨道为椭圆形。b随着离地表深度的加深，瑞雷波迅速减弱。c面波的传播迅速是所有震波中最慢的，约为横波波速的0.9倍，但振动能量占地震波总能力的73%。d在地面离开震中较远的位置上，表面波比体波相对地占优势，其振动主要是表面波。

振动系统的能量与振幅的平方成正比。地震波在传播的过程中能量逐渐减少，振幅逐渐减小，即发生阻尼振动，因此，离震源愈远，振动越小；在地面上距震中愈远的地方，振动强度越低。

十、地震对建筑物可能产生哪些不利的影响?

不利影响：地震对场地产生的破坏效应有1、地震力效应2、地震破裂效应3、地震液化效应4、地震激发地质灾害效应等破坏效应。地震时，由于地面运动的影响，建筑物产生自由振动。地裂缝是地震区常见的一种效应，是地震产生的构造应力作用于岩土层的破裂现象，对建筑物的危害极大。震陷将直接引起地面建筑物的变形和损坏。强烈的地震作用还能激发斜坡上岩土体松动、失稳，引起滑坡和崩塌等不良地质现象，这种灾害往往是巨大的，可以摧毁房屋和道路交通，甚至掩埋村落，堵塞河道。

十一、地震的破坏方式有：共振破坏、驻波破坏、相位差动破坏和地震液化破坏四种。地震力：地震时，地震波将对地震区内的建筑物直接产生惯性力 十二、地震及其产生的原因？

地震是由于地球的内力作用而产生的一种地壳振动现象，主要发生于近代造山运动区和地球的大断裂带上，即形成于地壳板块的边缘地带。这是由于在板块边缘处，可能因上地幔的对流运动引起地壳的缓慢位移，岩石内的差动位移引起弹性应变和应力，当应力增大超过岩石的强度时就会产生断层。发生断层时，岩石释放的弹性能以震波的形式传播到周围岩石上，引起相邻岩石的振动，称为地震。 十三、什么是卓越周期？

卓越周期：由震源发出的地震波在土层中传播时，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，某种岩土体是对某种周期的波选择放大得突出、明显，这种被选择放大的波的周期即称为卓越周期。 十五、试述场地工程地质条件对地震灾害的影响。 场地工程地质条件对地震灾害的影响有如下几个方面 A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。

B地质构造 离发震断裂越近，震害越大，上盘尤重于下盘。 C地形地貌 突出、孤立地形震害较低洼、沟谷平坦地区震害大。 D水文地质条件 地下水埋深越小，震害越大。 小结：名词解释

1.风化作用：地壳表面的岩石由于风、电、雨和温度等大气应力以及生物活动等因素的影响发生破碎或成分变化的过程称为分化

2.崩塌：陡峻斜坡上的某些大块岩块突然崩落或滑落，顺山坡猛烈地翻滚跳跃，岩块相互撞击破碎，最后堆积于坡脚，这一现象称为崩塌

3.岩溶：岩溶也称喀斯特，它是由地表水或地下水对可溶性岩石溶蚀作用而产生的一系列地质现象

4.潜蚀：地表水过地下水流入地下土体内，将颗粒间可溶成分溶虑，带走细小颗粒，使土体淘成洞穴，这种地质作用称为潜蚀 简答题

1.什么是卓越周期？

答：卓越周期：由震源发出的地震波在土层中传播时，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出、明显，这种被选择放大的波的周期即称为卓越周期

2.什么事地震烈度？

答：地震烈度是表示某地受地震影响的破坏程度，它不仅取决于地震的能量，同时也受震源深度与震中的距离、地震波的传播介质以及表土性质等条件的影响 3.泥石流形成的基本条件有哪些？ 答：形成泥石流必须具备有丰富的松散泥石物质来源，陡峻的山坡和较大的沟谷以及能大量集中水源的地形、地质和水文气象条件 4.导致滑坡的可能因素有哪些？

答：边坡开挖导致的平衡状态的改变；坡顶超载导致下滑力的增加；降雨等因素导致渗流力的增加和土体抗剪强度的降低 5.地震的设计烈度如何确定？

答：在基本烈度的基础上，考虑建筑物的重要性、永久性、抗震性及经济性等要求对烈度做出一定的调整，得出的设计烈度是抗震设计所采用的烈度

第三章 土的渗透性和渗流

一、土：是一种有碎散矿物颗粒组成，并具有连续空隙的多孔介质。

渗流：水通过土中连续孔隙流动。渗透性：土被水渗流通过的性能 渗透力：水在土体中渗流，水流对土颗粒作用形成的作用力 二、达西定律：

1.水在饱和土中渗流是水流运动的一种形式，应遵从水力学的基本规律。

uv22.h?z? {试中：z：该点对任一的基准面O-O′的高度，表示土体中水单位重量?rw2g所具有位能即重力势能。u：土中水压力，又称孔隙水压力，表示土中水具有的压力势能，u/rw（rw为水容重)为孔隙中水压力的水柱高度，或称压力水头，代表该点的压力势能。v：该点的渗透流速，g为重力加速度，v2/2g代表该点所具有的动能。h：总水头高，为该点位能、压力势能、动能的总水头（即能量）。}

3.位能和压力势能水头之和（z+u/rw）称为测压管水头。由于土颗粒的助力往往较大，所以渗透流速很小，可以忽略不计，常用测压管水头表示渗流的总水头，（即h?z?u） rw?h?ha?hb

4.水利力度i：水沿渗透路径方向流动产生总水头的损失率，意义为单位渗透路径的水头损失。即i??h{试中：i：水力梯度，是无因次的，其中负号表示沿水流方向水头降低。ΔL：?L渗透路径的长度。Δh：经过渗透路径长度ΔL对应的水头损失（水头差）} 5. v?Q?ki{试中：Q：渗透流量（cm3/s或m3/d），为单位时间水流通过土试样截面积AA的流出量Q=V/t，V为时间t内流出的水量。A：土试样的截面积，包括土颗粒及孔隙在内的总截面积。v：渗透流量速度或称为截面平均渗透速度，单位为mm/s或m/d。k：渗透系数，为反映土渗透性能的系数，相当于单位水力梯度（i=1）时的渗透流量速度（平均渗透速度），故其量纲与流速相同（mm/s或m/d）}达西定律中渗透流量速度v并不是水在土孔隙中流动的实际平均流速

6.达西定律的适用范围主要与渗透水流在土中的流动状态有关（属于层流状态者适用，紊流状态则不适用），还与土孔隙中液体性质，土颗粒的大小、形状、矿物成分，水的相互作用有关。

7.影响土的渗透因素：渗透水的性质，土的颗粒大小级配，空隙比，矿物成分，围观结构，宏观结构。

粗粒土的渗透性主要决定于孔隙通道的截面积。

粉质土的渗透性的主要因素不是土的有效粒径，而是颗粒矿物质土的渗透性的团粒直径。 粘性土的渗透性因素主要是粘土矿物表面活性作用，原状结构土的孔隙比大小。 粘性土沉积层的渗透性往往各向异性，竖向与水平向的渗透系数是不同的。

8.起始水力梯度i0：水力梯度很小时，不产生渗透，当达到某梯度时，才出现渗透，这一梯度称为起始梯度。对于i＞i0时才产生渗透，这时因为密实粘土的颗粒具有较厚的结合水膜，而且颗粒间相互靠近，阻碍自由通过，只有达到一定水力梯度，客服结合水膜的阻力才产生渗流

三、渗透系数的测定

1.渗透系数的测定可分为现场试验和室内试验。室内试验有常水头试验和变水头试验。 2.常水头试验：Q?V?hVL?kiA?kA? k? (式中：L：试样长度；A：截面tLAt?h积；t：时间；?h：测压管水头差；V：测定历时t流过试样的水量) 3.变水头试验：k?aLhaLhln1 或 k?2.3log1

A(t2?t1)h2A(t2?t1)h2四、流网的性质：①流线与等势线彼此正交②如果在流网中各等势线间的差值相等各流线间

的差值也相等，则网格的长宽比为常数，若令长宽比为1，则流网网格呈曲线正方形③相邻两等势线间的水头损失相等④相邻两流线间的水流通道称为流槽，流网上各流槽的流量相等 五、渗透力：水在土中渗流，受到土骨架的阻力，同时水也土骨架施加推力，单位体积土骨架所受到的推力称为渗透力

由于渗透力的大小与单位体积内水流所受到的阻力大小相等，方向相反，所以渗透力为

j?fs??wi 单位：kNm3。其大小与水力梯度成正比，其方向与渗流（或流线）的方

向一致

六、临界水力梯度icr????sat??wGs?1?? ?w?w1?e 有效重度（浮重度）????sat??w??Gs?1??w1?e

（式中：e：空隙比；?sat：饱和容重；Gs：比重）

当ic＜icr，处于稳定状态；当ic=icr，处于临界状态；当ic＞icr，处于渗透破坏状态 七、若渗透水流自下而上作用于砂土，砂土中的有效重度（浮重度）为??，则当j＞??时，砂土将被渗透力所悬浮，失去其稳定性；当j???时，砂土将处于悬浮的临界状态 八、渗流引起的工程常见问题？

渗透变形（渗透破坏）：当渗透力较大时，就会引起土颗粒的移动，甚至把土颗粒带出而流失，使土体产生变形和破坏。(土木建筑物及地基由于渗流的作用而出现变形或破坏)，其表现形式有1、流土2、管涌3.、接触流土4、接触冲刷。流土：在渗透向上的作用时，土体表面局部隆起或者土颗粒同时发生悬浮和移动的现象。（粘性土引起流土，属于流土型土）；管涌：在渗透水流的作用下，土体中的细土粒在粗土粒间的孔隙通道中随水流移动并被带出流失的现象。（管涌型土）。

九、防治渗透变形的措施：①降低水力梯度，为此，可以采用降低水头或增设加长渗径等办法 ②在渗流溢出处增设反滤层或加盖压重或在建筑下游设计减压井、减压沟等，使渗透水流有畅通的出路。

十、有效应力??：作用于土颗粒骨架上并有效地改变了土的力学性质的作用力称为有效应力

孔隙水压力u：由于水的重量所增加的压力并不引起试样土试样的空隙比产生任何的改变，也不改变试样土的力学性质，测不出试样产生体积变化，这一应力称为中性应力，也称为空隙水压力（u??whw）

?????u （式中：?：总应力；??：有效应力；u：孔隙水压力；）

十一、在静水条件下空隙水压力和有效应力

浸没在水下的饱和土体，设浸没水深为h1，土的饱和容重为?sat，则土面下深度为h2的a-a平面的总应力为???wh1??sath2 孔隙水压力为：u??whw??w?h1?h2? 根据有效应力原理，

a-a

平面上的有效应力为：

?????u?(?wh1??sath2)??w?h1?h2??(?sat??w)???h2

由此可见，静水条件下的孔隙水压力为所研究平面上单位面积的水柱重，它与水深成正比，呈三角形分布；而有效应力为所研究平面上单位面积土柱的有效重，与土层埋置深度成正比，也呈三角形分布，与土面上的静水位无关 十二、在稳定渗流下的空隙水压力和有效应力 ①u??whw??w(h1?h2?h)

?????u???h2??wh （式中：h：???wh1??saht2

a-a面上的孔隙水压力因渗流产生水头损失而减少了h）

与静水情况相比，当有向下渗流时，a-a平面的总应力仍保持不变，孔隙水压力减少了?wh，而有效应力相应增加?wh。因而证明了在总应力不变的条件下，孔隙水压力减少等于有效应力增加。

②???wh1??sath u??whw??w(h1?h2?h)

?????u???h2??wh

与自上向下渗流情况相比，孔隙压力增加了?wh，而有效应力相应的减少了?wh。若不断增加向上渗流的水位差h，直到a-a平面的孔隙水压力与总应力相等，即有效应力为零，则

????w?条件。

h??wi?j 为土的临界条件，由此看来，有效应力为零也是理论上流土的临界h2十三、成层土的自重应力?c???h（式中：?iii?1ni；??sat??w：有效应力；hi：土层厚度）

?w?10kNm3 ；?总??水??土

小结：名词解释

1.渗透力：水在土体中渗流，水流对土颗粒作用形成的作用力称为渗透力 2.水力梯度：流网中任意网格的水力梯度为相邻两等势线的水头差除以相邻两流线的平均长度

3.流土：在渗流向上流动时，土体表面局部隆起或者土颗粒群同时发生悬浮和移动的现象称为流土

4.管涌：管涌是渗透变形的另一种形式，这是指在渗透水流的作用下，土体中的细土粒在粗土粒间的孔隙通道中随水流移动并被带出流失的现象 简答题

1.渗流引起的工程问题常见的有几种？ 答：（1）渗漏（2）渗透变形（3）基坑降水引起地基沉降 2.影响渗透性的因素有哪些？ 答：（1）粗土粒的渗透性主要决定于孔隙通道的截面积（2）粉质土类渗透性的主要影响因素不是有效颗粒，而是其颗粒而产生的成分形成的团粒直径（3）粘性土渗透性的主要因素是粘土矿物表面活性作用和原状结构土的空隙比大小 3.渗透破坏的形式有哪些？

答：流土、管涌、接触流土、接触冲刷。对于单一土层来说，则主要是流土和管涌

第四章 土的压缩性与基础沉降

一、荷载越大，沉降越大；土的压缩性越大，压缩层越厚，沉降也越大 二、压缩变形：土体受到外力作用后产生的体积缩小称为、压缩变形 土的压缩性：有效应力与压缩变形变化的特性称为土的压缩性 三、目前认为土的压缩变形是由土孔隙中的水和气体向外排出引起的 四、固结：土体的压缩是一个排水固结随时间变化的过程，称为固结。 先期固结压力：形成土结构时的结构性应力，记为pc，称为 先期固结压力

五、当土体中附加有效应力未超过先期固结压力，即p0??z＜pc时，土体的压缩变形是很小的。

六、沉降（基础沉降）：在建筑物荷载作用下地基土产生应力和变形，从而引起建筑物基础的下沉的现象。

基础的沉降及沉降差的大小：1、决定于建筑物荷载的大小及分布2、取决与地基土层的压

缩性、压缩层厚度及其分布3、荷载作用下地基土的变形性状等。地基变形分为1、体积变形2、形状变形，前者是正应力作用使土体体积缩小压密，但不会导致土体破坏；后者由剪应力引起，当剪应力超过一定范围时，土体将产生剪切破坏。 压缩变形：土体受外力作用后产生的体积缩小。有效应力与压缩变形变化的特性称为土的压缩性。

引起土的压缩变形的因素：1、土体组成部分的压缩（包括土固体颗粒及孔隙中水的压缩；空隙中气体的压缩；空隙中部分水和气被挤出引起空隙缩小）2、土结构性的压缩。 固结：土体的压缩是一个排水固结随时间变化的过程。固结度：土层在固结过程中，某一时刻土层固结引起体积压缩的程度。

土体的体积压缩变形的过程主要是有效应力作用引起土结构骨架变形导致空隙中水排出的过程。

七、e-p曲线

孔隙比e由试验测定某时刻t的竖向压缩变形量st（由千分表读出）通过换算求得，试样的初始厚度为H0，相应的初始孔隙比为e0。（粘性土（特别是软弱粘土）稳定所需要的时间越长）。

试样固体颗粒的体积为：加荷前：Vs0?加荷后某时刻：Vst?1H0?A 1?e01?H0?st??A? 1?e由于侧限压缩试验中只有孔隙体积压缩，而试样中的固体颗粒是不变化的（Vso?Vst），同时试样不会产生侧向变形，仅产生竖向压缩（A?A?），因此得到某时刻的孔隙比为：

e?e0??1?e0??st (式中：e：相对孔隙比；e0：初始孔隙比；st：竖向压缩变形量；H0:H0Gs(1??0)?w初始厚度)

e0??0（式中：Gs：土的比重；?0：土样初始含水率；?0：土

的初始密度；?w：水的密度）

e-p压缩曲线反映土试样体积压缩的特性，曲线愈陡，说明随压力的增大，土的孔隙比减小愈显著，因而土的压缩性愈高 压缩系数a??ee1?e2?或e1?e2?a?p2?p1?(式中：a：土的压缩系数，?pp2?p1kPa?1或MPa?1；p1：一般指地基土层某一深度自重有效应力，kPa或MPa；p2：地基土

层某一深度自重有效应力和附加有效应力之和，kPa或MPa；e1：相应于p1作用压缩稳定至主固结终始时的孔隙比；e2：相应于p2作用压缩稳定至主固结终始时的孔隙比）

在工程中，为了便于统一比较，习惯上用100KPa至200KPa范围的压缩系数a1?2来评定土的压缩性的高低。①当a1?2＜0.1MPa时，属于低压缩性土②当0.1＜a1?2＜0.5MPa时，属于中压缩性土③当a1?2＞0.5MPa时，属于高压缩性土 八、

?1?1?1e1?e2a?p2?p1? 根据土的三相比关系，e1?e2?1?e1?为土的单位体积压缩?1?e11?e11?p 式Es量，即土的体积压缩应变增量??v,因此，上式可写成为??v?mv??p和??v?中：mv???va?p1?e1 Es? （式中：mv：土的体积压缩系数，???p1?e1??vaKPa?1或MPa?1；Es：土的侧限压缩模量，KPa或MPa）

十、e?logp曲线

Cc?e1?e2?e?epp??p??或e1?e2?Cclog2?Cclog1

pp??plogp2?logp1log2log1p1p1p1p1（式中：Cc：反映土压缩性的参数，称为压缩指数，一般为常数，不随压力大小而变化，无量纲。它表示有效压力p每变化一对数周期引起孔隙比的变化。Cc愈大，压缩曲线的坡度愈陡，土的压缩性愈高，反之，愈低；p1、p2：分别为土试样受前后两级荷载的有效压力，?p?p2?p1为荷载压力增量；e1、e2：分别为对应于荷载压力p1、p2作用下达到主固结终始时的孔隙比）

特点：e?logp曲线随压力增加，土的孔隙体积压缩变化平缓；当达到某一压力p后，压缩曲线e?logp随荷载的增大逐渐增大，并转折为近似直线的陡降段

十一、先期固结压力(1)正常固结状态：pcp0≤1为正常固结状态，土的压缩性随荷载的变化呈陡降型(2)超固结状态：pcp0＞1为超固结状态，土的压缩性随荷载的变化呈平缓型，体积压缩很小

十二、基础的沉降计算：瞬时沉降（Sd）：加荷后立即产生的沉降；固结沉降（Sc）：荷载作用下，由于地基土结构骨架受力压缩，使孔隙中水排出体积压缩的部分沉降，即由水固结

引起的沉降。特点：沉降不是加荷载后立即产生，而是随荷载作用时间的延续逐步发展，直到由荷载引起土中的孔隙水压力全部消散，并转化成作用于土骨架上的有效应力为止；次固结沉降（Se）：在荷载长期持续作用下，作用土骨架上的有效压力使土结构矿物颗粒间接触点产生剪切蠕动，水膜进一步减薄，骨架进一步压缩，导致孔隙体积进一步压缩而产生的沉降。特点：随荷载长期持续作用逐步发展并与土的结构性质、结构强度和荷载压力大小（荷载水平）有关。 总沉降S?Sd?Sc?Se

瞬时沉降和固结沉降是分不出来的，次固结沉降往往是不存在的。 十三、沉降计算的基本表达式：s???i?1nvi?zi（式中：?vi：第i层土的竖向应变，其大小

取决于作用在该土层的附加应力的大小和土的压缩性；?zi：第i层土的厚度） 十四、固结沉降计算：sc?e1i?e2i?????????zi（式中：??v?i：各分层土的竖?vizi?i?1i?1nn1?e1i向应变，相当于一维压缩土层的体积应变；?zi：各土层或分层的厚度；e1i：各天然土层的自重压力p1对应的孔隙比；e2i：各土层在自重压力及附加应力?z作用下（即p2?p1??z作用下）完全固结的孔隙比；n：计算土层的总分层数）

十五、确定固结系数的方法有多种即①通过渗透系数k和压缩系数a计算得到②通过测限压缩试验（也称固结试验）直接测定③可利用现场实测的沉降资料或者孔隙水压力资料整理求得。工程上将室内固结试验作为确定固结系数的基本方法

十六、根据固结理论，对应固结度U=50％时的时间因素Tv等于0.197，于是固结系数可按

0.197H2求得（式中：H：试样最大的排水距离，固结实验的试样是上下面排水的，Cv?t50H为试样厚度之半）

十七、根据一维固结理论解，当固结度U＜60％时，固结度与时间的关系为Tv??4U2

0.848H2十八、由固结理论得知，当U=90％时，时间因素Tv?0.848，于是固结系数为Cv?

t90小结：名词解释

1.压缩变形：地体受外力作用后产生的体积缩小称压缩变形 2.瞬时沉降：是指加荷后立即产生沉降

3.固结沉降：是指荷载压力作用下，由于地基土的结构骨架受力压缩，使孔隙中水排出体积压缩引起的部分沉降，即由水固结引起的沉降

4.次固结沉降：是指在荷载长期持续作用下，作用于土骨架上的有效压力使土结构矿物颗粒间接触点产生剪切蠕变，水膜进一步减薄，骨架进一步压缩，导致孔隙体积进一步压缩而产

生的沉降

5.固结度：土层在固结过程中，某一时刻土层固结引起体积压缩的程度 简答题

简述用分层总和法计算固结沉降量的步骤。 答：（1）选择沉降计算的剖面，计算地基中的自重应力和附加应力，绘制其分布曲线（2）确定沉降量计算的深度（或称受压层的厚度）（3）将计算深度范围内土层划分为若干层（4）确定每一层的附加应力和自重应力，以及先期固结应力（5）计算各分层的压缩量Δsci（6）计算最终固结沉降量

第五章 土的抗剪强度

一、抗剪强度：土抵抗剪切变形与破坏的极限能力。

土的抗剪强度的两种表达方法：一种为总应力抗剪强度式，另一种为有效应力抗剪强度式。 砂土液化：无粘性土（砂土）从固体状态变成液体状态的现象 砂土液化产生原因：在地下水以下的松散砂土在突发性的荷载作用下，将产生很大的孔隙水压力，当孔隙水压力等于总应力时，致使有效应力趋于零，抗剪强度也趋于零，这时便产生液化现象

流土：是一种渗流作用下的渗透破坏现象.

影响土的抗剪强度的因素1、土粒的矿物成分、形状、颗粒大小与颗粒级配2、土的密度3、含水量4、土体结构的扰动情况5、孔隙水压力的影响

二、影响土抗剪强度的因素：①土体本身所具有抗剪阻力的基本性能，包括土的成分、颗粒大小及其结构性质和应力历史等②作用于土的剪应力剪切破坏的实际条件，包括应力水平、排水条件、应力路径、加载速率和应力状态等

三、脆性破坏：当应力达到最大值后，土体产生破裂面，随应力进一步增大，迅即从最大值降低下来，最后趋于稳定，人们把这个最大值视为破坏强度，并称为脆性破坏，稳定后的强度称为残余强度

四、塑性破坏：在一定的应变下应力达到最大值，应变仍继续增大，土体无明显的破裂面，形成所谓塑流状态

五、库伦强度公式：①砂土：?f??tan?②粘性土：?f?c??tan? （式中：?f：抗剪强度，KPa；?：剪切面上法向应力，KPa；c：土的粘聚力（内聚力），KPa；?：土的内摩擦角，度）

六、粘性土的抗剪强度由两个方面组成即摩擦力和粘聚力 七、摩尔库伦极限平衡条件：①sin???1??3??2?? ②最大主应力：?1??3tan?45??

?1??32??③最小主应力：?3??1tan?45?2?????? 2?摩尔库伦极限平衡条件主要应用于判断地基土体内任一点是否出现剪切破坏。若土体内任一点M的大小主应力?1m和?3m是已知的，且土体的抗剪强度参数c，?也已给出则可分别求得达到极限平衡时所要求的内摩擦角

?m及大小主应力?1和?3即①

?m?arcsin?1m??3m?1m??3m?2c?cot?②

???????1??3mtan2?45????2c?tan?45???③

?2??2????????3??1mtan2?45????2c?tan?45???

?2??2?若?m＞?时，已被破坏。反之?m＜?时，稳定状态；若?1＞?1m或?3＞?3m时，稳定状态或平衡状态。反之?1＜?1m或?3＜?3m时，已被破坏

八、对应于直接剪切试验的快剪、固结快剪和慢剪试验，三轴压缩试验按剪切前的固结程度和剪切时的排水条件分为以下三种试验方法：①不固结不排水试验：试样在施加周围压力和随后施加竖向压力直至剪切破坏的整个过程都不允许排水，试验自始至终关闭排水阀门②固结不排水试验：试样在施加周围压力?3时打开排水阀门，允许排水固结，待固结稳定后关闭排水阀门，在施加竖向压力，使试样在不排水的条件下剪切破坏③固结排水试验：试样在施加周围压力?3时允许排水固结，待固结稳定后，再在排水条件下施加竖向压力直至试件剪切破坏

小结：名词解释

1.土的抗剪强度：是指土抵抗剪切变形与破坏的极限能力

2.不固结不排水剪切试验：在三轴仪中安装土试样后，在施加围压力（室压力）的情况下不发生固结 简答题

1.土的抗剪强度的指标是什么？通常通过那些试验测定？ 答：（1）指土的粘聚力c和内摩擦力φ（2）常用的方法有：直剪试验、三轴剪切试验、无侧限抗压强度试验、十字板剪切试验等 2.影响土的抗剪强度的因素有哪些？ 答：（1）土粒的矿物成分、形状、颗粒大小与颗粒级配（2）土的密度（3）含水量（4）土体结构的扰动情况（5）孔隙水压力的影响 3.简述直接剪切仪的优缺点。

答：有点：构造简单、操作方便 缺点：（1）剪切面限定在上下盒之间的平面，而不是沿土样最薄的面剪切破坏（2）剪切面上剪切应力分布不均匀，土样剪切破坏时先从边缘发生应力集中现象（3）在剪切过程中，土样剪切面逐渐缩小，而在计算抗剪强度时却是按土样的原截面积计算的（4）试验时不能严格控制排水条件，不能量测孔隙水压力

第六章 土压力、地基承载力和土坡稳定

一、许多工程事故都是因为土体发生剪切破坏引起的。土体中的点在自重和外力的作用下，必然产生一对相互对立的剪应力?和抗剪阻力（抗剪强度?f）的作用；①?＜?f处于弹性平衡状态②?＝?f处于极限平衡状态③?＞?f发生剪切破坏

二、土压力：不论哪种形式的挡土墙，都要承受来自墙后土体的压力称为土压力

三、.静止土压力（E0）：挡土墙具有足够的刚度，且建立在坚实的地基上，墙体在墙后土

体的推力作用下不产生任何移动或转动，则墙后土体处于弹性平衡状态。作用在墙背上的土压力称为静止土压力

1p0?K0?z?K0?z E0??H2K0(相当于面积公式) （式中：K0：土的侧压力系数或称

2为静止土压力系数；p0：任意水平土压力；E0：作用在墙上静止土压力的合力）按弹性理论，K0???1???,?为泊松比，工程上近似按K0?1?sin??（??为土的有效内摩擦角）计算

主动土压力（Ea）：当墙的移动或转动达到某一数量时，滑动面上的剪应力等于土的抗剪强度，墙后土体达到主动极限平衡状态，形成滑动面，这时作用在墙上的土推力达到最小值，称为主动土压力

被动土压力（Ep）：当墙的移动量足够大时且滑动面上的剪应力又等于抗剪强度，墙后土体达到被动极限状态，土体发生向上滑动，这时作用在墙上的抗力达到最大值，称为被动土压力

它们的关系：Ea＜E0＜Ep

四、朗肯土压力理论基本原理：假设土体表面水平，且无限延伸，墙体是垂直的，表面是光滑的，墙体与土体之间相互不存在摩擦力

五、主动土压力：水平压力比竖直压力小，因此水平压力是最小主压力①无粘性土：已知土的抗剪强度为

????f??tan?，根据极限平衡条件?3??1tan2?45???，可得

?2??????? ?a??ztan2?45?????zKa（式中：Ka?tan2?45???：称为朗肯主动土压力系数）

?2??2??a的作用方向垂直于墙背，沿墙高呈三角形分布。若墙高为H，则作用于单位墙长度的总

土压力Ea为：Ea??H22Ka ；Ea垂直于墙背，作用点在墙底

H处②粘性土：粘性土的3抗剪强度?f?c??tan?，达到主动极限平衡状态时，根据极限平衡条件，将?3??a，

???????1??z代入，得?a??ztan2?45????2ctan?45?????zKa?2cKa实际上墙体与

2?2???土体之间没有抗拉强度，因拉应力的存在将使填土与墙体脱开，出现z0深度的裂缝，且z0深度范围内的Ea?0；z0?2c；主动土压力Ea应为三角形的面积，即

?Ka122c21Ea??HKa?2cHKa?；Ea作用点则位于墙底以上?H?z0?处 2?3六、被动土压力：当墙后土体达到被动极限平衡状态时，水平压力比竖直压力大，因此竖直应力?v??z为最小主应力?3，作用在墙背的水平压力?p则为最大主应力?1；①无粘性土：根据极限平衡条件

????1??3tan2?45???，将?p=?1，?3??z代入，可得

?2????????p??ztan2?45?????zKp（式中：Kp?tan2?45???：称为朗肯被动土压力系数）

?2??2??p沿墙高的分布及单位长度墙体上土压力合力Ep作用点的位置均与主动土压力相同，

Ep?1?H2Kp到达被动极限平衡状态时，墙后土体破坏，形成的滑动楔体，滑动面与最小2?主应力作用面（水平面）之间的夹角??45??2，两组破裂面之间的夹角则为90??②

?粘性土：令?p=?1，?3??z，根据极限平衡条件，可得粘性土作用于挡土墙背上的被动土压力?p：?p??ztan?45?2???????????2c?tan?45????zKp?2cKp粘性填土的被动土2?2??压力也由两部分组成，叠加后，其压力强度?p沿墙高呈梯形分布，总被动土压力为

1Ep??H2Kp?2cHKp；Ep的作用方向垂直于墙背，作用点位于梯形的重心上

2七、库伦土压力理论假设墙后填土时理想的散体，也就是填土只有内摩擦角?而没有内粘聚

力c，因此。从理论上说只适用于无粘性填土

八、朗肯理论由于忽略了墙体与土之间存在的摩擦力，而只适用于墙体是垂直的，墙后填土是水平的，因而使应用范围受到限制，计算出的主动土压力偏大，被动土压力偏小

九、在工程应用上，对于主动土压力，朗肯土压力理论计算的结果偏大，库伦理论比较接近实际；对于被动土压力，库伦理论的计算结果偏大，朗肯土压力理论相对而言误差小一些 十、费里纽斯假设土条两侧pi和Hi的合力与pi?1和Hi?1的合力大小相等，方向相反，且作用线重合，即不考虑土条间的相互作用力 小结：名词解释

1.土压力：不论哪种形式的挡土墙，都要承受来自墙后土体的压力称为土压力

2.静止土压力：挡土墙具有足够的刚度，且建立在坚实的地基上，墙体在墙后土体的推力作用下不产生任何移动或转动，则墙后土体处于弹性平衡状态。作用在墙背上的土压力称为静止土压力

3.主动土压力：当墙的移动或转动达到某一数量时，滑动面上的剪应力等于土的抗剪强度，墙后土体达到主动极限平衡状态，形成滑动面，这时作用在墙上的土推力达到最小值，称为主动土压力

4.被动土压力：当墙的移动量足够大时且滑动面上的剪应力又等于抗剪强度，墙后土体达到被动极限状态，土体发生向上滑动，这时作用在墙上的抗力达到最大值，称为被动土压力 简答题

1.地下水位变动对地基中应力，沉降有何影响？ 答：（1）地下水位下降会引起原地下水位以下土中的有效自重应力增加，从而造成地表大面积附加下沉（2）地下水位上升，虽然不会增加自重应力，但由于使原来地下水位和变动后地下水位之间那部分土压缩性增大，也会造成附加沉降量（3）地下水位上升，由于水下部分的天然重度改为浮重度，对于粘性填土，地下水将使土强度减小，从而使土压力增大 2.挡土墙的土压力有哪三种？是如何定义的？在相同的条件下，哪一种最大？ 答：（1）分为三种，分别是①主动土压力：当挡土墙向离开土体方向偏移至土体达到平衡状态时，作用在墙上的土压力称为主动土压力②被动土压力：当挡土墙向土体方向偏移至土体达到平衡状态时，作用在墙上的土压力称为被动土压力③静止土压力：当挡土墙静止不动，土体处于弹性平衡状态，作用在墙上的土压力称静止土压力（2）在相同条件下，被动土压力值最大

3.郎肯土压力基本原理的假设条件是什么？

答：假设土体表面水平，且无限延伸，墙体是垂直的，表面是光滑的，墙体与土体之间相互不存在摩擦阻力

4.库伦土压力理论的假设是什么？ 答：（1）墙后的填土时理想的散粒（粘聚力为c=0）（2）滑动破坏面为一平面（3）墙背与滑裂面间的楔形土视为刚性体

预预测测

名名词词解解释释

1.解理：矿物收到外力的作用，其内部质点间的连结力被破坏，沿一定的方向形成一系列光滑的破裂面的性质

2.地震震级：是依据地震释放出的能量来划分的，用于衡量地震大小的标准。地震释放的能量越多，震级就越大

3.固结沉降：是指在荷载压力作用下，由于地基土的结构骨架受力压缩，使空隙中水排出体积压缩引起的部分沉降

4.静止土压力：当挡土墙静止不动，土体处于弹性平衡状态，作用在墙上的土压力称静止土压力，用E0表示

5.流土：在渗流向上流动时，土体表面局部隆起或者土颗粒群同时发生悬浮和移动的现象 简简答答题题

1.简述固结沉降的计算步骤。 答：（1）选择沉降计算的剖面，计算地基中的自重应力和附加应力，绘制其分布曲线（2）确定沉降量计算的深度（或称受压层的厚度）（3）将计算深度范围内土层划分为若干层（4）确定每一层的附加应力和自重应力，以及先期固结应力（5）计算各分层的压缩量Δsci（6）计算最终固结沉降量

2.简述影响岩石工程性质的因素。

答：影响的因素是多方面的，主要的有两方面：一是形成岩石的组成部分、结构与构造及成因等；二是分化和水等外部因素的影响。（1）矿物成分：组成岩石的矿物是直接影响岩石基本性质的主要因素（2）结构：岩石的结构特征大致可分为两类：一类是结晶联结的岩石，另一类是胶结联结的岩石（3）构造：构造对岩石的物理力学性质的影响主要指矿物成分在岩石中分布的不均匀性和结构的不连续性，使岩石强度具有各向异性性质（4）风化作用：自岩石形成后，地表岩石就受到风化作用的影响，严重影响岩石的物理力学性质

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/65v6.html