工程地质及土力学常考名词解释 - 填空 - 简答 - 自考试题 - 计算题 - 复习题 - 2
更新时间:2024-01-30 01:37:01 阅读量: 教育文库 文档下载
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一、 名词解释
1. 基 础: 设置于建筑物底部承受上部结构荷载并向地基传递压力的下部结构。
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. 固 结:土的骨架受压产生压缩变形,导致土孔隙中水产生渗流,孔隙中水随着时间的发展逐渐渗流排除,孔
隙体积缩小,土体体积逐渐压缩,最后趋于稳定,这个过程常称为渗透固结、简称固结。 4. 压缩变形:土体受外力作用后产生体积缩小称为压缩变形。
5. 矿物的解理:矿物受到外力的作用,其内部质点间的连结力被破坏,沿一定方向形成一系列光滑的破裂面的性质,
称为解理。
6. 渗透性:土被水渗流通过的性能称为渗透性。
7.静止土压力:若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,这时,作用在墙背上的土压力称为静止土压力。
12。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风化。风化作用指的是岩石中发生物理和化学作用。 14。渗流:土通过水中连续孔隙流动称为渗流。
15.流土:在渗流向上作用时,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。
16.土层:在图的形成过程中,有些残留在原地形成的残积层,有些经过风、水、冰川等的剥蚀、侵蚀、搬运,在某一适当的沉积环境下,按一定的沉积规律形成层状的沉积层,称为土层。
19.达西定律:在稳定流和层流的作用下,用粗颗粒土进行大量的渗透试验,测定水流通过土试样单位截面积的渗流量,获得渗流量与水力梯度的关系,从而得到渗流速度与水力梯度(或水头能量损失)和土的渗透性质的基本规律,即渗流基本规律——达西渗透定律。
20.砂土液化:无粘性土从固体状态转变成液体状态的现象。
22.滑坡:斜坡上的岩土体在重力作用下失去原有的稳定状态,沿斜坡内的某些滑动面(带)整体向下滑的现象. 25.土坡:土坡就是具有倾斜坡面的土体。
26.绝对地质年代: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。
27. 泥石流:泥石流是山区特有的一种不良地质现象,它是由暴雨或上游冰雪消融形成携有大量泥土和石块的间歇性溪流.
30. 无粘性土坡:由粗粒土所堆筑的土坡称为无粘性土坡。
32. 渗透力:水在土中渗流,受到土骨架的阻力,同时水也对土骨架施加推力,单位体积土骨架所受到的推力就是渗透力。
33. 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。
34 有效应力:在孔隙水压力的作用下,孔隙水逐渐排除,同时使土粒骨架逐渐承受这部分压力,此压力称为有效应力。
40. 临界孔隙比:沙土在某一初始孔隙比受剪,剪切破坏时的体积当然也可等于初始孔隙比下的体积,这一初始孔隙比就叫做临界孔隙比。
41。 瞬时沉降:是指加荷后立即发生沉降。
43.固结沉降: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。
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47. 次固结沉降: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,水膜进一步压缩,导致孔隙体积进一步压缩而产生的沉降。
48. 直剪实验中的固结快剪:固结不排水称为固结快剪,即试样在竖向作用下充分固结,稳定后施加剪应力,施加剪应力时速率较快,试样不排水,直至剪坏。
49. 滑坡:土体重量以及渗透力等会在土坡体内引起剪应力,如果剪应力大于土的抗剪强度,就要产生剪切破坏,如果剪切破坏的面积很大,即将产生一部分土体相对于另一部分土体滑动的现象,称为滑坡。
50.岩石:组成地壳的基本物质是岩石,它们都是在一定地质条件下,由一种或几种矿物自然组合而成的矿物集合体。
53.土的抗剪强度 :指土抵抗剪切变形与破坏的极限能力.
55.被动土压力:当挡土墙在外力作用下向着填土方向移动或转动时直到墙的移动量足够大时,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,土体发生向上移动,这时作用在墙上的土抗力达到最大值. 57.水力梯度:水沿渗透路径方向流动产生的总水头的损失率。
59.地基极限荷载:答:地基土从局部剪损破坏阶段进入整体破坏阶段,这时基础下滑动边界范围内的全 部土体都处于塑性破坏状态,地基丧失稳定,此时的荷载称为极限荷载,也称为地基的极限承载力。 61.岩石透水性:岩石能被谁透过的性能称为岩石透水性
62.断层:岩层受力作用断裂后,岩层沿着破裂面产生显著位移的断裂构造,称为断层。
63.潜蚀:地表水或地下水流入地下土体内,将颗粒间可溶成分溶滤,带走细小颗粒,使土体淘空成洞穴,这种地质作用称为潜蚀。
65.条分法:条分法就是将滑动土体竖直分成若干土条,把土条当成刚体,分别求作用于各土条的力对圆心的滑动力矩和抗滑力矩。
67. 压缩变形:土体收外力作用产生的体积缩小称为压缩变形。 69.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。
71.砂土的剪胀性:砂土的初始孔隙比不同,在剪切过程中,松砂受剪体积缩小(剪缩);密砂受剪,由于土颗粒
的咬合作用,体积增大。也就称为剪胀。
72.管涌: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着水流移动并被带出流失的现象。 77.残积土层:是残留在原地未被搬运的那一部分原岩风化剥蚀后的产物,而另一部分则被风和降水所带走。 78.坡积土层:雨雪水流的地质作用将高处岩石风化产物缓慢地洗刷剥蚀,顺着斜坡向下逐渐移动、沉积在较平
缓的山坡上而形成沉积物。
78.粘聚力:由于粘土矿物颗粒间通过水膜接触,常形成相互吸引和胶结,这种力称为粘聚力。 1)【 粒度成分】指土中各种不同粒组的相对含量(以干土的百分比表示) 2) 【粒 组】工程上把大小相近的土粒合并成组,称为粒组。
3) 【土的压缩性】指在外荷载的作用下,土体体积变小的性质,它反应的时土中应力与应变之间的变化关系。 4) 【土的压实性】指采用人工或机械对土施以夯实振动作用,使土在短时间内压实变密获得最佳结构,以改善和
提高土的力学强度的性能。
5) 【土的液化】指饱和状态沙土或粉土在一定强度的动荷载作用下表现出类似液体的性质完全失去强度和刚度的
现象。
6) 【土的毛细性】指土中的毛细空隙能使水产生毛细现象的性质。
7) 【冻胀现象】某些细粒土层在冻结时往往会发生土层体积膨胀,使地面隆起成丘。
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8) 【动水力】把水流作用在单位体积土体中土颗粒上的力称为动水力。
9) 【达西定律】指在层流状态的渗流中,渗透速度与水力梯度的一次方成正比,并与土的性质有关。V=KJ 10) 【自重应力】由于土的自身重力引起的应力。
11) 【附加应力】由于外荷载作用在土体上时,土中产生的应力增量。
12) 【地基容许承载力】指地基土在外荷载的作用下,不产生剪切破坏且基础的沉降不超过允许值时,单位面积上
所承受的最大荷载。
13) 【极限荷载】指地基即将失去稳定性,土体将要从基底被挤出时,作用于地基的外荷载。
14) 【临界荷载】当地基中塑性变形区最大深度为中心荷载Zmax=B/4或偏心荷载作用时Zmax=B/3与此对应的基础底
面压力,分别以Pcr
15) 【临塑荷载】指在外荷载作用下,地集中刚开始产生塑性变形时,基础地面单位面积上所承受的荷载。 16) 【静止土压力】挡墙保持原来位置不动,此时作用在挡墙上的为静止土压力。
17) 【主动土压力】挡墙在墙后土体的作用下向前移动,墙后土体也随之向前移动,土中产生剪应力τ
f.
。
18) 【被动土压力】挡墙在某种外力作用下向后移动,墙后土体也随之向后移动,土中产生了剪应力τf。 19) 【土坡稳定安全系数】指土的抗剪强度与土坡中可能滑动面上产生的剪应力间的比值。
20) 【灵敏度】保持原来天然含水量,但天然结构被破坏的重塑土的强度比保持天然结构的原状土的强度低,其
比值可作为结构性指标。
21) 【触变性】软土时海绵状结构性沉积物,当原状土的结构未受破坏时,常具有一定的结构强度,但一经扰动
结构强度便破坏。
22) 【流变性】指在一定荷载的持续作用下,土的变形随时间而增长的特性。 23) 【液限】粘性土呈液态和塑态之间的界限含水量。 24) 【塑限】 粘性土呈塑态与半固态之间的界限含水量
25) 【塑性指数】 粘性土与粉土的液限与塑限的差值,去掉百分数称塑性指数。 26) 【液性指数】 粘性土的液性指数为天然含水量与塑限差值液限塑限差值之比
27) 【土的相对密度】用天然孔隙比e与同一种砂的最疏松状态孔隙比emin和最密实状态孔隙比emax进行对比,
看e靠近emax还是emin,以此判断它的密实度。
28) 【特殊土】指在特定的地域内,由于生成条件特殊,使之不同于一般土,而具有某些特殊性质的土 29) 【软土】一般指在静水或缓慢流水环境中沉积而成的,天然含水量大、压缩性高、承载力低、透水性差的一
种软塑到流塑状态的饱和粘性土层。
30) 【水头梯度】 沿着水流方向单位长度上的水头差。
31) 【沉降】 指建筑物作为外荷载作用于地基上,使地基产生附加应力,而附加应力的产生致使地基出现压缩变
形通常将建筑基础随之产生的竖向变为称为沉降。
32) 【总应力】由自重应力、静水压力、及外荷载P所产生的附加应力组成。 33) 【有效应力】土颗粒间的接触压力在截面积上的平均应力,称为有效应力。 34) 【孔隙水压力】由土体空隙内的水承受的压力称为孔隙水压力
35) 【压缩系数】在压力变化不大时,土中孔隙比的变化与压力的变化成正比。 36) 【压缩模量】 指土在无侧膨胀的条件下受压时,竖应力增量与与应变增量的比值。 37) 【快剪】不固结不排水试验又称快剪
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38) 【固结快剪】固结不排水试验称为固结快剪 39) 【慢剪】固结排水试验称为慢剪。
40) 不均匀系数: 定义为Cu= d60/ d10, d10 , d60分别为粒径分布曲线上小于某粒径土的土颗粒含量分别为10%
和60%。
41) 被动土压力:当挡土墙向沿着填土方向转动或移动时,随着位移的增加墙后受到挤压而引起土压力增加,当
墙后填土达到极限平衡状态时增加到最大值,作用在墙上的土压力称为被动土压力。 42) 含水量:土中水的重量与土粒重量之比。
43) 浮重度:水下土体单位体积所受的重力。也叫有效重度、有效容重、浮容重。 44) 孔隙率:土体孔隙体积与总体积之比。 45) 孔隙比:土体孔隙体积与土粒体积之比。 46) 粘性土:塑性指数大于10的土。
47) 粒径级配:土中各粒组的相对含量就称为土的粒径级配。 48) 正常固结土:土层目前的自重应力等于先期固结压力的土层。
49) 最佳含水量:在一定压实功作用下,使土最容易压实,并能达到最大干密度时的含水量。 二、
问答题
1. 什么称作砂土的液化?其产生的原因是什么.?
答:无粘性土(砂土)从固体状态转变为液体状态的现象称为砂土的液化。
液化主要原因是由于砂土中的有效应力与孔隙水压力的变化导致砂土强度的降低。 2. 矿物的物理性质有那些?
答:颜色、形态、光泽、硬度、解理与断口等。 6. 按照排水条件,三轴剪切实验分为哪三种? 答: 不固结不排水 固结不排水 固结排水
7. 三轴剪切实验与直接剪切实验产生的破裂面有何区别?
答:三轴剪切实验是破裂面是一自然面,它与大主应力作用面之间的夹角是45°+?/2;直接剪切实验产生的破裂面是人为的平面。
8. 简述毕肖甫法的特点有哪些? 答:(1)满足整体力矩平衡条件。
(2)满足各条块力的多边形闭合条件,但不满足条块的力矩平衡条件。 (3)假设各条块间作用力只有法向力没有切向力。 (4)满足极限平衡条件。
9. 土中的矿物按成因分为哪几类?代表性的矿物有哪些? 答:造岩矿物:斜长石、正长石、石英
造矿矿物:磁铁矿、黄铁矿、黄铜矿 次生矿物:高岭石、蒙脱石、伊犁石 10. 影响土抗剪强度指标的因素主要有哪些?
答:影响抗剪强度大小变化的因素是多方面的。然而主要的是与土中剪应力两者相作用的条件有关。首先是土本身所具有的抗剪阻力的基本性能,包括土的成分、颗粒大小及其就结构性质和应力历史等;其次是作用于土体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、加载速度与剪切速率和应力状态等。
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11. 何谓土的固结?土固结过程的特征如何?
答:土固结是孔隙中水随时间的发展逐渐渗流排出,空隙体积缩小,土体体积逐渐压缩最后趋于稳定的过程。土固结过程的特征是孔隙水压力不断减小有效应力不断增大。 13. 简述直接剪切仪具有的优缺点?
答:(1)剪切面限定在上下盒之间的平面,而不是沿土样最薄弱的面剪切破坏。
(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开始,在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)实验时不能严格控制排水条件,不能量测孔隙水压力。 14. 毕肖甫法分析土坡稳定有哪些优点和缺点?
答:毕肖甫提出一个考虑条块侧面力的土坡稳定分析法,称为毕肖甫法。 优点:(1)毕肖甫法与严格的极限平衡分析法相比,结果比较接近。 (2)计算简单精确,是目前工程中常用的一种方法。
缺点:(1)毕肖甫法确定的边坡稳定系数并不能真正代表边坡的稳定系数,因为滑动面是任意的。 (2)对于非均质的,边界条件比较复杂的,用毕肖甫法寻找最危险滑动面是最空难的。 17. 土是如何形成的?
答:岩石经过分化和其他外力地质作用及人类活动等破碎、分散和搬运,在各种地质沉积环境下形成具有一定结构的松散产物,称为土。
18. 为防治渗透变形,一般可采取哪些措施?
答:防治渗透变形,一般可采取两方面的措施:一是降低水力梯度,为此,可以采用降低水头或增设加长渗径等办法;二是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。 19. 简述三轴实验法的优点和缺点? 答:优点:可严格控制排水条件; 可量测孔隙水压力; 破裂面在最软弱处。 缺点:?2=?3,轴对称; 实验比较复杂。
22.确定土的抗剪强度指标的直接剪切试验,按其试验条件区分为哪几种?它们分别适用于什么样的工程情况? 答:有三种:快剪、慢剪和固结快剪;
快剪:适用于建筑物施工较快、土层排水条件不良的工程情况;
慢剪:适用于建筑物施工较慢,土层排水条件较好,在施工期间充分排水的工程情况; 固结快剪:适用于介于上述两种情况之间的工程情况。
23.土的抗剪强度指标是什么?通常通过哪些室内实验,原为测试测定? 答:(1)指土的粘聚力和内摩擦角.
(2)常用方法:直接剪切实验,三轴压实验,无侧限抗压强度实验,十字板剪切实验等.
24.挡土墙的土压力有哪三种?是如何定义的?在相同条件下,哪一种最大? 影响土压力的大小和分布的因素有哪些?
答:(1)分为三种,分别是:
①.主动土压力:墙在土压力作用下向背离填土方向移动火绕墙转时,当墙的移动或转动达到某一数量时,滑动
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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.
②.被动土压力:当挡土墙在外力作用下向着填土方向移动火转动时,直到墙的移动量足够大,滑动面上的剪应力等于抗剪强度,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.
③.静止土压力:若挡土墙具有足够的刚度,且建立在墙后土体的推力作用下,不产生任何移动火转动,则墙后土体处于弹性平衡状态,这时,作用在墙背上的土压力称为静止土压力. (2)在相同条件下,被动土压力值最大.。 影响土压力的大小和分布的因素有:
土的性质、墙体位移方向、位移大小、土体与结构物间的相互作用以及挡土墙的类型。墙体位移方向和位移大小对所产生的土压力性质起着决定性作用。 26.影响渗透性的因素有哪些
答:影响土的渗透性因素除了渗透水的性质之外,其他因素主要有土的颗粒大小级配,孔隙比,矿物成分,微观结构和宏观构造等.
(1)粗粒土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土的有效粒径,而是其颗粒矿物成分形成的团粒直径. (3)粘性土渗透性的主要因素是粘性矿物表面活性作用和原状结构土的孔隙比大小。 29。流土与管涌的区别?
答:(1)流土发生时水力梯度大于临界水力梯度,而管涌可以发生在水力梯度小于临界水力梯度的情况下。 (2)流土发生的部位在渗透溢出处,而管涌发生的部位可以在渗流溢出处,也可以在土体内部。 (3)流土破坏往往是突发性的,而管涌破坏一般有一个时间发展过程,是一种渐进性质的破坏。 (4)流土发生时水流方向向上,而管涌则没有此限制。
(5)只要水力梯度达到一定的数值,任何类型的土都会发生流土破坏;而管涌只会发生在有一定级配的无粘性土中,且土中粗颗粒所构成的孔隙直径必须大于细颗粒的直径。 30.渗透破坏的形式有哪些?
答:流图,管涌,接触流土,接触冲刷等。 33. 什么是条分法?在什么情况下可以不分条?
答:条分法就是将滑动土体竖直分成若干土条,把土条当成刚体,分别求作用于各土条上的力圆心的滑动力矩和抗滑力矩。
不用分条情况:抛弃刚体平衡的概念,把土当成变形体,通过对土坡进行应力变形分析,计算出滑动面上的应力分布,可不必用分条法。
36.简述影响斜坡(滑坡)稳定性的主要因素和治理原则。 答:主要因素:
(1)斜坡外形:斜坡越高陡以及斜坡中上部突起而下部凹进,且坡脚无抗滑地形时,滑坡容易发生; (2)岩性:滑坡主要发生在易亲水软化的图层中和一些软岩中;
(3)构造:斜坡内的软弱面与斜坡坡面倾向一致、且坡角较大时,易产生沿软弱面的滑动; (4)水的作用:水的作用可使岩石软化,强度降低,使岩土体加速风化,增加下滑坡力 等; (5)地震及人为因素:地震及人为因素常常破坏破体内原有的应力平衡状态而促使坡体下滑。 治理原则:预防为主,防治结合;查明情况,对症下药;综合整治,有主有次;早治小治,
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贵在及时;力求根治,以防后患;因地制宜,就地取材,安全经济,正确施工。 治理措施:1。绕避滑坡2。削坡减载3。支挡4。排水防水
37.某基坑施工时采用钢筋混凝土墙支护,钢筋混凝土支护墙与墙后土体均无位移,试分析在验算钢筋混凝土支护墙的承载能力时应采用何种土压力,并说明原因。 答: 应该采用静止土压力
钢筋混凝土支护墙本身具有足够的刚度,施工的时候是建立在坚实的地基上,钢筋混凝土支护墙与墙后土体均无位移,也就是不产生任何移动或转动,则墙后的土体处于弹性平衡状态。 40.简述影响岩石工程性质的因素。
答:一是形成岩石的组成成分、结构与构造及成因等 二是风化和水等外部因素的影响。 41.简述在竖直荷载作用下,地基失稳的破坏形式及其影响
答:在竖直荷载作用下,地基失稳的破坏形式有:整体剪切破坏、局部剪切破坏和冲剪破坏。主要取决于地基土的特性和基础的埋置深度。土质比较坚硬、密实,基础埋深不大时,通常出现整体剪切破坏。如果地基土质松软,则容易出现局部剪切破坏和冲剪破坏。导致墙体开裂,基础下沉。 42。地下水位的上升或下降会造成哪些影响?
答: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。 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,也会产生附加沉降量。 地下水位上升,由于水下部分的天然重度改为浮重度,地基承载力降低。 45.朗肯土压力理论和库伦土压力理论的假定条件分别是什么?
答:朗肯土压力理论按半无限弹性体的应力状态研究土体极限平衡状态的条件。
假定土体表面水平,且无限延伸,墙体是垂直的,表面是光滑的,墙体与土体之间不存在摩擦阻力。 库伦土压力理论是根据墙后土体处于极限平衡状态并形成一滑动土楔体时,根据静力平衡条件得出的 理论。假定:墙后的填土是理想的散粒体(粘聚力C=0)滑动破坏面为一平面;墙背与滑裂面间的楔体土体视为刚性体。
46.简述泥石流治理的原则和方法。
答:以预防为主,采取避强制弱、局部防护、重点处理和综合治理的原则。
预防措施:1)上游地段应做好水土保持工作 2)疏导地表水和地下水 3)修筑防护工程 4)修筑支挡工程 治理措施:1)拦截措施 2)滞流措施 3)疏排和利导措施 48.何谓变质作用?主要变质类型有哪些?
答:在地球形成和发展的过程中,由于地球内力和外力的影响,使地球物质和物理化学发生了变化,引起原地壳中固体岩石发生矿物、结构和构造甚至化学成分的改变,从而形成新的岩石,这一促使原有岩石发生性质改变的作用称为变质作用。 主要类型:热液变质作用、接触变质作用、动力变质作用、区域变质作用。 50。.太沙基一维固结理论的基本假定有哪些?
答:1)土层是均质的完全饱和的2)土粒和水是不可压缩的;3)水的渗流和土的压缩只沿一个方向(竖向)发生;4)渗流服从达西定律5)在渗流固结过程中,土得渗透系数K、压缩模量Es保持不变 6)荷载一次骤然施加 1、简述太沙基有效应力原理。
答案:(1)土的有效应力等于总应力减去孔隙水压力。 (2)土的有效应力控制了土的变形。 2、简述土的破坏形式,各是什么? 答案:地基土破坏形式有三种(3),即整体剪切破坏(一般发生在密实砂土中)、局部剪切破坏(一般发生在中等密砂中)和刺入破坏(一般发生在松砂中)。
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4、土坡失稳的根本原因是什么?(10)
答案:外荷载的作用使土坡原有的应力平衡状态发生改变,丧失稳定(5);土坡在各种因素的综合作用下,使构成土坡的土体的抗剪强度降低。
5、粘性土和砂性土地基受荷后,其沉降特性有何不同? (10)
答案:粘性土的透水性比砂性土的透水性差,所以在受荷后初期粘性土的沉降量比砂性土的沉降量小。 1、粘性土与无粘性土物理状态各是什么?如何表示和评价?(10)
答案:无粘性土的物理性状是指它的松散密实程度。可用相对密度(D1)和标准贯入试验锤击数来表示和评价。
粘性土的物理状态是指它的软硬程度。(3)用液性指数(IL)来表示和评价。 2、试用荷载试验的P~S曲线说明地基土发生整体剪切破坏的过程(10)
答案:oa直线段:土的压密阶段;(2)
ab曲线段:地基土出现局部范围的剪切破坏并逐步发展;(2) bc陡降段:地基土破坏。(2)
1. 何谓正常固结粘土和超固结粘土,两者的压缩特性和强度特性有何区别?(12分) 把土在历史上曾经受到的最大有效应力称为前期固结应力,以pc表示;而把前期固结应力与现有应力po'之比称为超固结比OCR,对天然土,OCR>1时,该土是超固结(3分);当OCR=1时,则为正常固结土(3分). 压缩特性区别:当压力增量相同时,正常固结土压缩量比超固结土大.(3分) 强度特性区别:超固结土较正常固结土强度高. (3分)
3 .试比较朗肯土压力理论与库伦土压力理论的异同点与优缺点。(8 分)
相同点:都要求挡土墙的移动是以使墙后填土的剪力达到抗剪强度(极限状态下)土压力.都利用莫尔-库仑强度理论;(1分)
不同点:朗垦理论是根据土体中各点处于平衡状态的应力条件直接求墙背上各点的土压力.要求墙背光滑,填土表面水平,计算结果偏大.而库仑理论是根据墙背与滑动面间的楔块型处于极限平衡状态的静力平衡条件求总土压力.墙背可以倾斜,粗糙填土表面可倾斜,计算结果主动压力满足要求,而被动压力误差较大.朗肯理论是考虑墙后填土每点破坏,达极限状态;库仑理论则考虑滑动土体的刚体的极限平衡;(3分)
朗肯土压力理论优点:公式简单,易用;缺点:对墙壁倾斜、墙后填土面倾斜情况不适用;(2分) 库伦土压力理论优点:对墙壁倾斜、墙后填土面倾斜情况适用;缺点:不便考虑粘性土的情况;(2分) 3、在工程选址时,应避开的地段是哪些?
答:不良地质现象发育且对场地稳定性有直接危害或潜在威胁的;地基土性质严重不良;对建筑抗震不利;洪水或地下水对建筑场地有严重不良影响;地下有未开采的有价值的矿藏或未稳定的地下采空区。 6、基础埋置深度选择所考虑的因素有哪些?
答:建筑物用途及基础构造的影响;作用于地基上荷载的大小和性质;工程地质和水文地质条件;相邻建筑物基础的埋深影响;地基土冻胀和融陷的影响。 14、集中荷载作用下地基附加应力有何分布规律?
答:集中荷载作用下地基附加应力在地基中向下、向四周无限扩散,并在扩散的过程中逐渐降低。 15、什么是地基?什么是基础?对地基和基础的总体要求是什么?
答:地基是指基础底面以下,承受由基础传来的荷载的那部分土层;基础是建筑物下部结构的组成部分,也是建筑物直接与地层接触的最下部分。地基应有较高的承载力和较低的压缩性;基础应有较高的承载力和刚度。 16、边坡失稳滑动的主要原因是什么?
答:一是外力的作用破坏了土体内原有内力的平衡状态,导致土体失稳破坏;二是土的抗剪强度指标由于受到各种外界因素的影响而降低,导致土体失稳破坏。 17、简述土、土力学的定义。
答:工程中的土是经岩石风化、剥蚀、搬运、沉积而形成的松散堆积物。土力学是工程力学的一个分支,是研究工程中土的应力、应变、强度、稳定性和渗透性等规律的学科。 19、简述地基土自重应力分布特征。
答:自重应力分布线是一条折线,转折点在土层构造层的交界处和地下水位处;自重应力随土层深度增加而增大;地下水位的升降会引起土中自重应力的变化,若长期抽取地下水而导致地下水位下降,将使地基中原地下水位以下的土的自重应力增加,造成地表大面积下沉的严重后果。 21、简述影响基底压应力分部的因素。
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答:基底压应力的分部很复杂,它不仅与基础的刚度、尺寸平面大小、平面形状和埋置深度有关,还与作用在基础上的荷载大小、分部情况和地基土的性质有关。 22、简述竖向集中荷载作用下地基附加应力的分布特征。
答:①在集中应力作用线上,σz值随深度z增加而减小;②在同一深度水平面上,在荷载轴线上的附加应力最大,向两侧逐渐减小;③距地面愈深,附加应力分布在水平方向上的影响范围愈广。 23、什么是土的自重应力和附加应力?
答:自重应力是指土的自身重量在土中所产生的应力;附加应力是指建筑物(外荷载)在地基中引起的应力。 24、简述土体压缩变形产生的三大原因。
答:①土颗粒本身的压缩;②土孔隙中不同形态的水和气体的压缩;③孔隙中部分水和气体被挤出,土颗粒相互移动靠拢使孔隙体积减小。
26、与其它建筑材料相比,土的主要工程特性有哪些?
答:土是由固、液、气组成的三相分散体系,和其它具有连续固体介质的建筑材料相比,土具有压缩性高、强度低、透水性大的工程特性。
28、什么是粘性土?粘性土是如何分类的?
答:粘性土是指塑性指数IP?10的土。粘性土又分为粘土(IP?17)和粉质粘土(10?IP?17)。 33、地基岩土分类的原则是什么?《建筑地基基础设计规范》(GB 50007—2002)把地基岩土分为哪几类? 答:《建筑地基基础设计规范》(GB 50007—2002)按照工程性能相似的原则,把地基岩土分为岩石、碎石土、砂土、粉土、粘性土和人工填土6类。 35、毛细水的上升对工程有哪些影响?
答:毛细水的上升引起地基(或路基)冻害的主要因素之一;对于房屋建筑,毛细水的上升会引起地下室过分潮湿;毛细水的上升可能会引起土的沼泽化和盐渍化。 1、何谓附加应力?地基中的附加应力分布有何特点?
答:建筑物荷载在地基中增加的应力称为附加应力。 地基中的附加应力分布有一下规律:
(1)在地面下任意深度的水平面上。各点的附加应力非等值,在集中力作用线上的附加应力最大,向两侧逐渐减小。
(2)距离地面越深,附加应力分布的区域越广,在同一竖向线上的附加应力随深度而变化。超过某一深度后,深度越大,附加应力越少。
2、简述饱和土的渗透固结过程。
答:饱和土的渗流固结过程如下: (1)土体孔隙中自由水逐渐排出; (2)土体孔隙体积逐渐减小;
(3)由孔隙水承担的压力逐渐转移到土骨架来承受,成为有效应力。 3、土体中发生剪切破坏的平面,是不是剪应力最大的平面?在什么情况下,剪切破坏面与最大剪应力面是一致的? 答:土体中发生剪切破坏的平面一般不是剪应力最大的平面。当土的莫尔破坏包线与?轴平行时,即剪切破坏平面与最大剪应力面是一致的。 4、试简述分层总和法的假设及其计算步骤。
答:分层总和法的基本假设:
(1)地基土的一个分层为一均匀、连续、各向同性的半无限空间弹性体。 (2)地基沉降量的计算部位,取基础中心点土柱所受附加应力进下计算。 (3)地基土的变形条件假定为完全侧限条件。
(4)沉降计算深度工程上计算至某一深度(称为地基压缩层)即可。 分层总和法计算地基沉降的计算步骤如下:
(1)用坐标纸按比例绘制地基土层分布剖面图和基础剖面图;(2)计算地基土的自重应力; (3)计算基础底面接触压力;(4)计算基础底面附加应力; (5)计算基础中的附加应力分布;(6)确定地基受压层深度; (7)沉降计算分层;(8)计算各土层的压缩量;(9)计算地基最终沉降量。 3、何谓先期固结压力?如何根据先期固结压力来判断天然土层固结状态?
?f?常数时,
9
答:先期固结压力:上层土在历史上曾经受过的最大应力为正常固结土;如果
?p。土层目前承受的上覆自重压力等于
?p,这种土称
?p大于土层目前承受的上覆自重压力则称为超固结土;如果
重压力,则称为欠固结土。
1、 什么是粒组,粒组的划分原则是什么?
工程上把大小相近的土粒合并成组,称为粒组。
划分时应使粒组界限与粒组性质的变化相适应,并按一定的比例递减关系划分粒组的界限值 2、 如何通过累计曲线判断土的级配情况?
在工程上,常利用累计曲线来确定的两个级配指标值来判定土的级配情况。
当同时满足不均匀系数Cu≧5和曲率系数Cc=1~3这两个条件时,土的级配良好,若不能满足,则级配不良。 3、 常见的粘土矿物有哪些?它们的性质如何? 高岭石 蒙脱石和水云母
对粘性土的塑性、压缩性、胀缩性及强度等影响很大 4、 毛细水上升的原因?
由于水和空气的分界面上存在着表面张力,而液体总是力图缩小自己的表面积,以使表面自由能变得最小。 5、 达西定律的基本假定、内容、适用范围是什么? 1) 水流全部质点以平行而部混杂的方式分层流动
2) 在层流状态的渗流中,渗透速度V与水力梯度J的一次方成正比,V=KJ并与土的性质有关 适用与中砂、细砂和粉砂等
6、 影响土的渗透性的因素有哪些? 1) 土的粒度成分及矿物成分 2) 结合水膜的厚度 3) 图的结构、构造 4) 水的粘滞度 5) 土中的气体
7、 季节性冻土的危害的产生过程?
一到春暖土层解冻融化后,由于土层上部积聚的冰晶体融化,使土中含水量大大增加,加之细粒土排水能力差,土层处于饱和状态,土层软化,强度大大降低。 8、 土体被压实后,压缩变形包括哪几部分?
水和空气所占孔隙体积的减小、孔隙中水被压缩、土粒本身被压缩 9、 有效应力原理的表达式和内容是什么? σ=σ.+μ;一是土的有效应力等于总应力减去孔隙水压力 二是仅仅作用在骨架上的有效应力才是影响土的变形和强度的决定性因素 10、 评价土的压缩性指标有哪些?都是如何获得的? 压缩系数a、压缩模量Es 11、 土的变形包括哪几个阶段? 压密阶段、局部剪切阶段、破环阶段 12、 实际工程中,与土的抗剪强度有关的问题有哪几个?
土坡稳定问题、土压力问题、地基的承载力问题 13、 什么是地基容许承载力?确定方法有哪些?
指地基土在外荷载的作用下,不产生剪切破坏且基础的沉降不超过允许值时,单位面积上所承受的最大荷载 可根据地质勘探、原位测试、野外荷载试验、邻近桥涵调查对比,以及既有的建筑经验和理论公式的计算综合分析确定
?p小于土层目前承受的上覆自
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1基 础: 设置于建筑物底部承受上部结构荷载并向地基传递压力的下部结构。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固 结:土的骨架受压产生压缩变形,导致土孔隙中水产生渗流,孔隙中水随着时间的发展的发展逐渐渗流排除,孔隙体积缩小,土体体1积逐渐压缩,最后趋于稳定,这个过程常称为渗透固结、简称固结。4压缩变形:土体受外力作用后产生体积缩小称为压缩变形。5次固结沉降: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。6矿物的解理:矿物受到外力的作用,其内部质点间的连结力被破坏,沿一定方向形成一系列光滑的破裂面的性质,称为解理。7基本烈度:指一个地区可能遭遇的最大地震烈度。8渗透性:土被水渗流通过的性能称为渗透性。9流网:等势线和流线在平面上相互正交的两线簇,若按一定间距绘出,则形成相互垂直的网格,称为流网。10静止土压力:若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,这时,作用在墙背上的土压力称为静止土压力。11节理:节理也称裂隙,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。12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风化。风化作用指的是岩石中发生物理和化学作用。13地震烈度: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。14渗流:土通过水中连续孔隙流动称为渗流。15流土:在渗流向上作用时,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。16土层:在图的形成过程中,有些残留在原地形成的残积层,有些经过风、水、冰川等的剥蚀、侵蚀、搬运,在某一适当的沉积环境下,按一定的沉积规律形成层状的沉积层,称为土层。17沉积岩的构造:沉积物在空间的成层分布及相互关系。18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的溶蚀作用而产生的一系列地质现象。19达西定律:在稳定流和层流的作用下,用粗颗粒土进行大量的渗透试验,测定水流通过土试样单位截面积的渗流量,获得渗流量与水力梯度的关系,从而得到渗流速度与水力梯度(或水头能量损失)和土的渗透性质的基本规律,即渗流基本规律——达西渗透定律。20砂土液化:无粘性土从固体状态转变成液体状态的现象。21逆断层:上盘沿断层相对上升,下盘沿断层面相对下降的断层,称为逆断层。22滑坡:斜坡上的岩土体在重力作用下失去原有的稳定状态,沿斜坡内的某些滑动面(带)整体向下滑的现象.23火山地震:由火山活动岩浆突然喷发而引起的地壳震动。24土的抗剪强度:土地抗剪切变形与破坏的极限能力。25土坡:土坡就是具有倾斜坡面的土体。26绝对地质年代: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。27泥石流:泥石流是山区特有的一种不良地质现象,它是由暴雨或上游冰雪消融形成携有大量泥土和石块的间歇性溪流.28震级:震级是离震中100KM处的比标准地震仪所记录的最大振幅的对数值。29土的固结:试样土施加荷载压力增量后,土的骨架受压产生压缩变形导致孔隙水产生渗流排除,孔隙体积缩小,土体逐渐压缩,最后趋于稳定。30无粘性土坡:由粗粒土所堆筑的土坡称为无粘性土坡。31背斜褶曲:背斜褶曲为岩层向上拱起的弯曲。背斜褶曲组成的岩层,以背斜轴为中心,倾斜方向相背,背斜被侵蚀后,组成岩出露于地表,背斜的轴部出露的岩层为较老的岩层,从轴部向两翼为较新的岩层。32 渗透力:水在土中渗流,受到土骨架的阻力,同时水也对土骨架施加推力,单位体积土骨架所受到的推力就是渗透力。33 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。34有效应力:在孔隙水压力的作用下,孔隙水逐渐排除,同时使土粒骨架逐渐承受这部分压力,此压力称为有效应力。35卓越周期:由震源发出的震波在土层中传播时经过不同性质的界面的多次反射,将出现不同周期,若某一地震波的周期与地震土层的周期相近,由于发生共振,该地震波的振幅将被放大,此周期称为卓越周期。36 地震波:地震时,震源释放的能量以波动的形式向四面八方传播,这种波称为地震波。37渗透固结:土的体积压缩随荷载压力增量后,土的骨架受压产生压缩变形,导致土孔隙中水产生渗流,孔隙体积缩小,土体体积逐渐压缩,最后趋于稳定,这一过程常称为渗透固结。38 前(先)期固结压力:土的体积压缩随荷载压力变化的性状和初始加荷过程的相似,都呈平缓型与陡降型,并与卸载前土结构骨架受到过的有效压力有关。这一影响土压缩性状的结构性压力,称为先期固结压力。39溶蚀作用:是指流水溶解了岩石中的可溶性矿物,使岩石结构逐渐松散,并加速岩石的机械溶蚀作用。40临界孔隙比:沙土在某一初始孔隙比受剪,剪切破坏时的体积当然也可等于初始孔隙比下的体积,这一初始孔隙比就叫做临界孔隙比。41 瞬时沉降:是指加荷后立即发生沉降。42地质构造:在漫长的地质历史发展工程中,地壳经受了长期、多次复杂的构造运动和岩浆侵入等的影响,使
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地壳岩层受到压缩、拉伸、剪切、扭曲、相对位移和岩浆侵入的冲切、上覆、下顶,以及热熔岩浆围岩的挤压与摩擦等的作用,引起地壳中岩层产生倾斜、褶皱、断裂和侵入岩体的贯穿与覆盖等,形成的各种岩层形态和行迹在空间的分布,称为地质构造。43.固结沉降: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。44. 无粘性土坡:无粘性土坡即是由粗粒土所堆筑的土坡。45. 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此产状一致。46. 地震震级:地震释放的能量大小,释放能量越多,震级越大。47. 次固结沉降: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,水膜进一步压缩,导致孔隙体积进一步压缩而产生的沉降。48. 直剪实验中的固结快剪:固结不排水称为固结快剪,即试样在竖向作用下充分固结,稳定后施加剪应力,施加剪应力时速率较快,试样不排水,直至剪坏。49. 滑坡:土体重量以及渗透力等会在土坡体内引起剪应力,如果剪应力大于土的抗剪强度,就要产生剪切破坏,如果剪切破坏的面积很大,即将产生一部分土体相对于另一部分土体滑动的现象,称为滑坡。50.岩石:组成地壳的基本物质是岩石,它们都是在一定地质条件下,由一种或几种矿物自然组合而成的矿物集合体。51.风化:地壳比啊面的岩石由于风,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.52.建筑场地烈度:也称为小区域烈度,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.53.土的抗剪强度 :指土抵抗剪切变形与破坏的极限能力.54.褶皱构造:地壳中的岩层受到地壳运动应力的强力作用,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.55.被动土压力:当挡土墙在外力作用下向着填土方向移动或转动时直到墙的移动量足够大时,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,土体发生向上移动,这时作用在墙上的土抗力达到最大值.56.设计烈度: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烈度的调整。57.水力梯度:水沿渗透路径方向流动产生的总水头的损失率。
58.固结度:在某一荷载压力作用下,历时t的土层体积压缩量与主固结完成时的体积压缩量之比。59.地基极限荷载:答:地基土从局部剪损破坏阶段进入整体破坏阶段,这时基础下滑动边界范围内的全部土体都处于塑性破坏状态,地基丧失稳定,此时的荷载称为极限荷载,也称为地基的极限承载力。60.节理:节理也称裂隙,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。61.岩石透水性:岩石能被谁透过的性能称为岩石透水性62.断层:岩层受力作用断裂后,岩层沿着破裂面产生显著位移的断裂构造,称为断层。 63.潜蚀:地表水或地下水流入地下土体内,将颗粒间可溶成分溶滤,带走细小颗粒,使土体淘空成洞穴,这种地质作用称为潜蚀。64.岩石软化性?:岩石浸水后强度降低的性能称为岩石的软化性。65.条分法:条分法就是将滑动土体竖直分成若干土条,把土条当成刚体,分别求作用于各土条的力对圆心的滑动力矩和抗滑力矩。66. 岩溶:岩溶由地表水对可溶性岩石的溶蚀作用而产生的一系列地质现象。67. 压缩变形:土体收外力作用产生的体积缩小称为压缩变形。68.角度不整合:又称为斜交不整合,不整合面上、下凉台岩层地质年代不连续(缺失),而且两者的产状也不一致。69.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。70.岩体:为各类演示在自然历史形成过程中,受到地壳运动等的影响所形成的地质体,它是岩层层理、节理裂缝、断层等切割成的碎裂块体所组成。71.砂土的剪胀性:砂土的初始孔隙比不同,在剪切过程中,松砂受剪体积缩小(剪缩);密砂受剪,由于土颗粒的咬合作用,体积增大。也就称为剪胀。72.管涌: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着水流移动并被带出流失的现象。73.岩石的抗剪切摩擦强度:指岩石和岩石相互接触面间,或岩石与其他材料接触面间,在正应力作用下相互摩擦的强度。75.断口:矿物受到外力的作用,其内部质点间的连结力被破坏,不具方向性的不规则断裂面,则称为断口。76.临塑荷载:地基发生局部剪切破坏时的压力被称为临塑荷载。77.残积土层:是残留在原地未被搬运的那一部分原岩风化剥蚀后的产物,而另一部分则被风和降水所带走。78.坡积土层:雨雪水流的地质作用将高处岩石风化产物缓慢地洗刷剥蚀,顺着斜坡向下逐渐移动、沉积在较平缓的山坡上而形成沉积物。78.粘聚力:由于粘土矿物颗粒间通过水膜接触,常形成相互吸引和胶结,这种力称为粘聚力。79。附加应力:附加应力是指荷载在地基内引起的应力增量,是使地基失去稳定产生变形的主要原因。
1.粘性土的极限平衡条件表达式是怎么样的?破裂面与最大主应力面的夹角是多少? 答:
????1??3tan2(45??)?2ctan(45??) ??tan(45??)
22212
2.写出库仑定律的表达式。答: 砂土:?f??tan? 粘性土:?f??tan??c8.
3 简述三轴实验法的优点和缺点?答:优点:可严格控制排水条件;可量测孔隙水压力;破裂面在最软弱处。 缺点:?2=?3,轴对称;实验比较复杂。4.什么叫做岩体,它与岩石有何区别?答:岩体是由一种或多钟岩石构成的地质体,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、形状各异的岩块所组成的复合体。岩石是由一种或多种矿物所组成,并且有结构与构造特性的固体岩块。岩石和岩体的工程性状是不一样的。一般的坚硬岩石强度较高,变形模量较大;岩体的强度相对较低,变形较大。
4.确定土的抗剪强度指标的直接剪切试验,按其试验条件区分为哪几种?它们分别适用于什么样的工程情况?
答:有三种:快剪、慢剪和固结快剪;快剪:适用于建筑物施工较快、土层排水条件不良的工程情况; 慢剪:适用于建筑物施工较慢,土层排水条件较好,在施工期间充分排水的工程情况;固结快剪:适用于介于上述两种情况之间的工程情况。
5.土的抗剪强度指标是什么?通常通过哪些室内实验,原为测试测定?答:(1)指土的粘聚力和内摩擦角.(2)常用方法:直接剪切实验,三轴压实验,无侧限抗压强度实验,十字板剪切实验等.6.挡土墙的土压力有哪三种?是如何定义的?在相同条件下,哪一种最大? 影响土压力的大小和分布的因素有哪些?答:(1)分为三种,分别是:①.主动土压力:墙在土压力作用下向背离填土方向移动火绕墙转时,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.②.被动土压力:当挡土墙在外力作用下向着填土方向移动火转动时,直到墙的移动量足够大,滑动面上的剪应力等于抗剪强度,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.③.静止土压力:若挡土墙具有足够的刚度,且建立在墙后土体的推力作用下,不产生任何移动火转动,则墙后土体处于弹性平衡状态,这时,作用在墙背上的土压力称为静止土压力.(2)在相同条件下,被动土压力值最大.。 影响土压力的大小和分布的因素有:土的性质、墙体位移方向、位移大小、土体与结构物间的相互作用以及挡土墙的类型。墙体位移方向和位移大小对所产生的土压力性质起着决定性作用。7.简答滑坡的发育过程.答:滑坡的发育过程大致分为三个阶段,即(1)蠕动变形阶段 在自然条件和人为因素的影响下,斜坡岩土体的强度会逐渐降低,这将使斜坡原有的稳定状态遭到破坏.最初是在斜坡内部某一部分产生微小的移动,继而在斜坡坡面上出现断续的拉涨裂缝接张裂缝不断加宽,并在两侧形成逐渐贯通的剪切裂缝,直至斜坡上的滑动面全部形成,便开始整体向下滑动.(2)滑动破坏阶段 滑坡整体滑动时,滑坡后缘迅速下陷,滑坡壁越露越高,滑坡体分裂成数块,并在地面上形成阶梯状地形.随着滑坡体向前滑动,伸出,逐渐形成滑坡台.(3)渐趋稳定阶段滑坡体在滑动过程中具有动能,因此将越过平衡位置滑到更远的地方,由此形成特殊的滑坡地形,其岩性,构造和文化地质条件等都会相继发生变化.经过若干时期,当滑坡体上的台地已变平缓,滑坡后壁变换并生长草木,没有崩塌发生,滑坡体中岩土压密,地表没有明显裂痕,滑坡前缘无渗出水时,说明滑坡已基本趋于稳定.8.影响渗透性的因素有哪些?答:影响土的渗透性因素除了渗透水的性质之外,其他因素主要有土的颗粒大小级配,孔隙比,矿物成分,微观结构和宏观构造等.(1)粗粒土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土的有效粒径,而是其颗粒矿物成分形成的团粒直径.(3)粘性土渗透性的主要因素是粘性矿物表面活性作用和原状结构土的孔隙比大小。9.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、耐久性、抗震性及经济性等方面的要求对基本烈度做出一定的调整,得出的设计烈度。设计烈度的选择应符合相应的规范。10.简述用分层总和法计算固结沉降量的步骤答:分层总和法计算固结沉降量的步骤为:(1)选着沉降计算剖面,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。(3)将计算深度范围内土层划分为若干层。(4)确定每一分层的附加应力和自重应力,以及先期固结压力。(5)计算各分层的压缩量。(6)计算最终固结沉降量。11。流土与管涌的区别?答:(1)流土发生时水力梯度大于临界水力梯度,而管涌可以发生在水力梯度小于临界水力梯度的情况下。(2)流土发生的部位在渗透溢出处,而管涌发生的部位可以在渗流溢出处,也可以在土体内部。(3)流土破坏往往是突发性的,而管涌破坏一般有一个时间发展过程,是一种渐进性质的破坏。(4)流土发生时水流方向向上,而管涌则没有此限制。(5)只要水力梯度达到一定的数值,任何类型的土都会发生流土破坏;而管涌只会发生在有一定级配的无粘性土中,且土中粗颗粒所构成的孔隙直径必须大于细颗粒的直径。12.渗透破坏的形式有哪些?答:流图,管涌,接触流土,接触冲刷等。13.毕肖普法分析土坡稳定有哪些特点?答:(1) 满整体力矩平衡条件。(2) 满足各条块力的多边形闭合条件,但不满足条块的力矩平衡条件。(3) 满足条块间
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作用力只有只有法向力没有切向力。(4) 满足极限平衡条件。(5)毕肖普法与严格的极限平衡分析法相比,结果甚为接近。由于计算不复杂,精较高,所以是目前工程中常用的一种方法。14. 简述张节理及其特征?答:在地质构造形成过程中,岩层受到张应力作用形成的节理为张节理。特征: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,很少有擦痕;节理间距较大而不均匀,沿走向和倾向均延伸不远。15. 什么是条分法?在什么情况下可以不分条?答:条分法就是将滑动土体竖直分成若干土条,把土条当成刚体,分别求作用于各土条上的力圆心的滑动力矩和抗滑力矩。不用分条情况:抛弃刚体平衡的概念,把土当成变形体,通过对土坡进行应力变形分析,计算出滑动面上的应力分布,可不必用分条法。16.简述地震对场地的破坏效应?答:(1)地震力效应;(2)地震破裂效应;(3)地震液化与震陷效应;(4)地震激发地质灾害效应;17.简述岩溶与土洞的工程地质问题及防治措施?答:(1)岩溶水对可溶岩体进行溶蚀使岩石产生孔洞,结构变松散,从而降低岩石强度,增加其透水性;(2)岩溶形态造成地表基岩面不均匀,造成地基不均匀,漏斗的形成和扩张影响地面的稳定性。(3)岩溶、土洞的分布密度、发育情况和埋深对地基稳定性有影响。防治措施:挖填、跨盖、整注、排导、打桩。18.简述影响斜坡(滑坡)稳定性的主要因素和治理原则、治理原则。答:主要因素:(1)斜坡外形:斜坡越高陡以及斜坡中上部突起而下部凹进,且坡脚无抗滑地形时,滑坡容易发生;(2)岩性:滑坡主要发生在易亲水软化的图层中和一些软岩中;(3)构造:斜坡内的软弱面与斜坡坡面倾向一致、且坡角较大时,易产生沿软弱面的滑动;(4)水的作用:水的作用可使岩石软化,强度降低,使岩土体加速风化,增加下滑坡力 等;(5)地震及人为因素:地震及人为因素常常破坏破体内原有的应力平衡状态而促使坡体下滑。
治理原则:预防为主,防治结合;查明情况,对症下药;综合整治,有主有次;早治小治,贵在及时;力求根治,以防后患;因地制宜,就地取材,安全经济,正确施工。治理措施:1。绕避滑坡2。削坡减载3。支挡4。排水防水19.某基坑施工时采用钢筋混凝土墙支护,钢筋混凝土支护墙与墙后土体均无位移,试分析在验算钢筋混凝土支护墙的承载能力时应采用何种土压力,并说明原因。答: 应该采用静止土压力钢筋混凝土支护墙本身具有足够的刚度,施工的时候是建立在坚实的地基上,钢筋混凝土支护墙与墙后土体均无位移,也就是不产生任何移动或转动,则墙后的土体处于弹性平衡状态。20。影响土的抗剪强度大小的因素有哪些?答:影响土的抗剪强度大小的因素是多方面的,然后主要的是与土中抗剪阻力和剪应力两者相作用的条件 有关。首先是土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;其次是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、加载速率和剪切速率和应力状态等20.何谓岩石的水理性质?其包括哪几方面的内容?答:岩石的水理性质:指岩石与水相互作用时所表现的性质,通常包括岩石的吸水性、透水性、软化性和抗冻性。21.简述影响岩石工程性质的因素。答:一是形成岩石的组成成分、结构与构造及成因等,二是风化和水等外部因素的影响。22.简述在竖直荷载作用下,地基失稳的破坏形式及其影响?答:在竖直荷载作用下,地基失稳的破坏形式有:整体剪切破坏、局部剪切破坏和冲剪破坏。主要取决于地基土的特性和基础的埋置深度。土质比较坚硬、密实,基础埋深不大时,通常出现整体剪切破坏。如果地基土质松软,则容易出现局部剪切破坏和冲剪破坏。导致墙体开裂,基础下沉。23。地下水位的上升或下降会造成哪些影响?答: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.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,也会产生附加沉降量。 地下水位上升,由于水下部分的天然重度改为浮重度,地基承载力降低。24。断层及断层破碎带对工程的影响答:岩层经过断裂变动形成断层构造后,一般岩体裂隙增多,岩石破碎,地下水发育,风化严重, 结构面软弱,降低了岩石的强度和稳定性,对工程造成种种不利的影响。对于研究公路路线的布局,特别要注意河谷地貌与断层构造的关系,当断层的走向与路线平行时,路基靠近断层破碎带,容易引起塌方;对于大桥基础部位,必须查明断层真实情况,必须采取可靠基础工程措施,否则不宜建造;对于隧道工程,遇到断层构造是十分不利的情况,尽量避免与断层破碎带接触;隧道穿越断层时,切实采取可靠的工程措施,确保工程安全与稳定。25.隧道穿越断层时应注意哪些及原因答:当隧道的位穿越断层构造时,常遇到岩层破碎,地层压力不大,并且常为地下水的通道,这对隧道的危害极大。所以,隧道应尽力避免穿越断层构造。如果必须穿越时,应尽力垂直于断层走向或以较大的角度斜交,并考虑采取必要的工程措施,确保隧道的稳定与安全。26.朗肯土压力理论和库伦土压力理论的假定条件分别是什么?答:朗肯土压力理论按半无限弹性体的应力状态研究土体极限平衡状态的条件。 假定土体表面水平,且无限延伸,墙体是垂直的,表面是光滑的,墙体与土体之间不存在摩擦阻力.库伦土压力
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理论是根据墙后土体处于极限平衡状态并形成一滑动土楔体时,根据静力平衡条件得出的理论。假定:墙后的填土是理想的散粒体(粘聚力C=0),滑动破坏面为一平面. 墙背与滑裂面间的楔体土体视为刚性体。27.简述泥石流治理的原则和方法。答:以预防为主,采取避强制弱、局部防护、重点处理和综合治理的原则。预防措施:1)上游地段应做好水土保持工作 2)疏导地表水和地下水 3)修筑防护工程 4)修筑支挡工程 治理措施:1)拦截措施 2)滞流措施 3)疏排和利导措施28.简述地基沉降的组成及各部分的特点。 答:瞬时沉降、固结沉降、次固结沉降.特点:瞬时沉降是指加荷后立即发生沉降。这时的地基变形主要为体积不变的剪切变形。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。特点:沉降不是加荷后立即产生,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。特点:随着荷载长期持续作用下逐渐发展,并与土的结构性质、结构强度和荷载压力大小有关。29.何谓变质作用?主要变质类型有哪些?答:在地球形成和发展的过程中,由于地球内力和外力的影响,使地球物质和物理化学发生了变化,引起原地壳中固体岩石发生矿物、结构和构造甚至化学成分的改变,从而形成新的岩石,这一促使原有岩石发生性质改变的作用称为变质作用。主要类型:热液变质作用、接触变质作用、动力变质作用、区域变质作用。30.常用土的抗剪强度试验方法有哪些?答:直接剪切试验、三轴压缩试验、无侧限抗压强度试验、十字板剪切试验31。.太沙基一维固结理论的基本假定有哪些?答:1)土层是均质的,完全饱和的2)土粒和水是不可压缩的;3)水的渗流和土的压缩只沿一个方向(竖向)发生;4)渗流服从达西定律5)在渗流固结过程中,土得渗透系数K、压缩模量Es保持不变 6)荷载一次骤然施加32。简述变形模量和压缩模量的关系及其影响因素答:土的变形模量是通过现场载荷试验求得的压缩性指标,即在部分侧限条件下,其应力增量与相应的应变增量的比值。土的压缩模量:在完全侧限条件下,土的竖向附加应力增量与相应的应变增量之比值,它可以通过室内压缩试验获得。土的变形模量和压缩模量,是判断土的压缩性和计算地基压缩变形量的重要指标。由于两者在压缩时所受的侧限条件不同,对同一种土在相同压应力作用下两种模量的数值显然相差很大。两种模量的试验方法不同,反映在应力条件、变形条件上也不同。压缩模量是在室内有侧限条件下的一维变形问题,变形模量则是在现场的三维空间问题;另外土体变形包括了可恢复的(弹性)变形和不可恢复的(塑性)变形两部分。压缩模量和变形模量是包括了残余变形在内的,压缩模量与变形模量的区别又在于是否有侧限。在工程应用上,我们应根据具体问题采用不同的模量。33什么称作沙土的液化?其产生的原因是什么?无粘性土(砂土)从固态转变为液态状态的现象。原因:主要是由于沙土中的有效应力与孔隙水压力的变化导致砂土强度的降低。34.防止渗透变形的主要措施?一般可采取二个方面的措施:一是降低水力梯度,为此。可采取用降低水头或增加长渗径的方法;二是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。35矿物的物理性质有哪些?颜色,条痕色,透明度,光泽,硬度,解理与断口等。36按照排水条件,三轴剪切实验分为那三种?(1)不固结不排水 (2)固结不排水 (3)固结排水37三轴剪切实验也直接剪切实验产生的破裂面有何区别?前者为一自然面,它与大主应力面的夹角为45·+&/2,后者为一人为的平面。38;土中的矿物按成因分为哪几类?代表性的矿物有那些?造岩矿物:斜长石,正长石,石英。造矿矿物:磁铁矿,黄铁矿,黄铜矿。次生矿物:高龄石,蒙脱石,伊利石。39影响土抗剪强度指标的因素主要有哪些?主要是与土中抗剪阻力和剪应力两者向作用的条件有关。首先是土本身所具有的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;其次是作用与土的剪应力剪切破坏的实际条件,包括应力水平,排水条件,盈利途径加载速率与剪切速率有应力状态等。40何为土的固结,固结过程分特征如何?孔隙中水随时间的发展渗流排出,孔隙体积缩小,土体体积逐渐压缩,最后趋于稳定,这一过程称为固结。特征是孔隙水压力减小,有效应力增大。41岩体分化程度分级的依据有那些?怎么样分类?按岩石分化的深浅和特征,可分为未分化,微风化,弱风化,强分化,全风化42简述直接剪切仪具的缺点/(1)剪切面限定在上下盒之间的平面,而不是沿土样做薄弱的面剪切破坏。(2)剪切面上的剪应力分布不均匀,土样剪切破坏时先从边缘开始,在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原截面积计算的。(4)实验时不能严格控制排水条件,不能测量孔隙水压力。
43简述流网绘制的步骤?(1)首先根据流网场的边界条件,确定边界流线和边界等势线(2)按照绘制流网的原理,绘制流网(3)反
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复修改流网图,以满足流网原理要求44毕肖普法分析土坡稳定有那些有点和缺点?毕肖普提出一个考虑条块侧面力的土坡稳定分析法,称为毕肖普法。优点;(1)毕肖普法与严格的极限平衡法相比,结果比较接近(2)计算简单精确,是目前工程中常用的一种方法。缺点;毕肖普法确定的边坡稳定系数并不能真正的代表边坡的稳定系数,因为滑动面是任意的。(2)对于非均质的,边界条件比较复杂的,用毕肖普法寻找最危险滑动面是最困难的。45地震震级和地震烈度有何区别?震级是地震大小的种度量,根据地震释放多少能量来划分的。用“级”来表示,烈度是地震时震区地面和建筑物遭受破坏的强烈程度,用“度”来表示每一次地震,只有一个震级,而有多个烈度,震中烈度最大。46土是怎么样形成的?岩石经过分化和其他外力地质作用及人类活动等被破碎,分散和搬运在各种地质沉积环境下形成具有一定结构等松散产物,称为土。47简述三轴实验等有点和缺点? 优点:可严格控制排水条件,可测量孔隙水压力破裂面在最软弱处。缺点。&2=&3;轴对称,实验比较复杂。48简述岩溶与土洞工程地质问题及防止措施。问题有(1)岩溶水对可溶岩体进行溶蚀,使岩石产生孔洞,结构变松散,从而降低岩石强度,增加其透水性。(2)岩溶形态适成地表基岩面不均匀,造成地基不均匀,漏斗等形成影像地面等稳定性(3)岩溶土洞等分布密度,发育状况和埋深对地基稳定性有影响。措施;挖填,跨盖,灌注,排导,打桩49:何为岩石等水里性质?其包括那几个方面分内容?岩石等水里性质三指岩石与水相互作用时表面等性质,包括岩石等吸水性,透水性,软化性和抗冻性
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1基 础: 设置于建筑物底部承受上部结构荷载并向地基传递压力的下部结构。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固 结:土的骨架受压产生压缩变形,导致土孔隙中水产生渗流,孔隙中水随着时间的发展的发展逐渐渗流排除,孔隙体积缩小,土体体1积逐渐压缩,最后趋于稳定,这个过程常称为渗透固结、简称固结。4压缩变形:土体受外力作用后产生体积缩小称为压缩变形。5次固结沉降: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。6矿物的解理:矿物受到外力的作用,其内部质点间的连结力被破坏,沿一定方向形成一系列光滑的破裂面的性质,称为解理。7基本烈度:指一个地区可能遭遇的最大地震烈度。8渗透性:土被水渗流通过的性能称为渗透性。9流网:等势线和流线在平面上相互正交的两线簇,若按一定间距绘出,则形成相互垂直的网格,称为流网。10静止土压力:若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,这时,作用在墙背上的土压力称为静止土压力。11节理:节理也称裂隙,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。12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风化。风化作用指的是岩石中发生物理和化学作用。13地震烈度: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。14渗流:土通过水中连续孔隙流动称为渗流。15流土:在渗流向上作用时,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。16土层:在图的形成过程中,有些残留在原地形成的残积层,有些经过风、水、冰川等的剥蚀、侵蚀、搬运,在某一适当的沉积环境下,按一定的沉积规律形成层状的沉积层,称为土层。17沉积岩的构造:沉积物在空间的成层分布及相互关系。18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的溶蚀作用而产生的一系列地质现象。19达西定律:在稳定流和层流的作用下,用粗颗粒土进行大量的渗透试验,测定水流通过土试样单位截面积的渗流量,获得渗流量与水力梯度的关系,从而得到渗流速度与水力梯度(或水头能量损失)和土的渗透性质的基本规律,即渗流基本规律——达西渗透定律。20砂土液化:无粘性土从固体状态转变成液体状态的现象。21逆断层:上盘沿断层相对上升,下盘沿断层面相对下降的断层,称为逆断层。22滑坡:斜坡上的岩土体在重力作用下失去原有的稳定状态,沿斜坡内的某些滑动面(带)整体向下滑的现象.23火山地震:由火山活动岩浆突然喷发而引起的地壳震动。24土的抗剪强度:土地抗剪切变形与破坏的极限能力。25土坡:土坡就是具有倾斜坡面的土体。26绝对地质年代: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。27泥石流:泥石流是山区特有的一种不良地质现象,它是由暴雨或上游冰雪消融形成携有大量泥土和石块的间歇性溪流.28震级:震级是离震中100KM处的比标准地震仪所记录的最大振幅的对数值。29土的固结:试样土施加荷载压力增量后,土的骨架受压产生压缩变形导致孔隙水产生渗流排除,孔隙体积缩小,土体逐渐压缩,最后趋于稳定。30无粘性土坡:由粗粒土所堆筑的土坡称为无粘性土坡。31背斜褶曲:背斜褶曲为岩层向上拱起的弯曲。背斜褶曲组成的岩层,以背斜轴为中心,倾斜方向相背,背斜被侵蚀后,组成岩出露于地表,背斜的轴部出露的岩层为较老的岩层,从轴部向两翼为较新的岩层。32 渗透力:水在土中渗流,受到土骨架的阻力,同时水也对土骨架施加推力,单位体积土骨架所受到的推力就是渗透力。33 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。34有效应力:在孔隙水压力的作用下,孔隙水逐渐排除,同时使土粒骨架逐渐承受这部分压力,此压力称为有效应力。35卓越周期:由震源发出的震波在土层中传播时经过不同性质的界面的多次反射,将出现不同周期,若某一地震波的周期与地震土层的周期相近,由于发生共振,该地震波的振幅将被放大,此周期称为卓越周期。36 地震波:地震时,震源释放的能量以波动的形式向四面八方传播,这种波称为地震波。37渗透固结:土的体积压缩随荷载压力增量后,土的骨架受压产生压缩变形,导致土孔隙中水产生渗流,孔隙体积缩小,土体体积逐渐压缩,最后趋于稳定,这一过程常称为渗透固结。38 前(先)期固结压力:土的体积压缩随荷载压力变化的性状和初始加荷过程的相似,都呈平缓型与陡降型,并与卸载前土结构骨架受到过的有效压力有关。这一影响土压缩性状的结构性压力,称为先期固结压力。39溶蚀作用:是指流水溶解了岩石中的可溶性矿物,使岩石结构逐渐松散,并加速岩石的机械溶蚀作用。40临界孔隙比:沙土在某一初始孔隙比受剪,剪切破坏时的体积当然也可等于初始孔隙比下的体积,这一初始孔隙比就叫做临界孔隙比。41 瞬时沉降:是指加荷后立即发生沉降。42地质构造:在漫长的地质历史发展工程中,地壳经受了长期、多次复杂的构造运动和岩浆侵入等的影响,使
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地壳岩层受到压缩、拉伸、剪切、扭曲、相对位移和岩浆侵入的冲切、上覆、下顶,以及热熔岩浆围岩的挤压与摩擦等的作用,引起地壳中岩层产生倾斜、褶皱、断裂和侵入岩体的贯穿与覆盖等,形成的各种岩层形态和行迹在空间的分布,称为地质构造。43.固结沉降: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。44. 无粘性土坡:无粘性土坡即是由粗粒土所堆筑的土坡。45. 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此产状一致。46. 地震震级:地震释放的能量大小,释放能量越多,震级越大。47. 次固结沉降: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,水膜进一步压缩,导致孔隙体积进一步压缩而产生的沉降。48. 直剪实验中的固结快剪:固结不排水称为固结快剪,即试样在竖向作用下充分固结,稳定后施加剪应力,施加剪应力时速率较快,试样不排水,直至剪坏。49. 滑坡:土体重量以及渗透力等会在土坡体内引起剪应力,如果剪应力大于土的抗剪强度,就要产生剪切破坏,如果剪切破坏的面积很大,即将产生一部分土体相对于另一部分土体滑动的现象,称为滑坡。50.岩石:组成地壳的基本物质是岩石,它们都是在一定地质条件下,由一种或几种矿物自然组合而成的矿物集合体。51.风化:地壳比啊面的岩石由于风,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.52.建筑场地烈度:也称为小区域烈度,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.53.土的抗剪强度 :指土抵抗剪切变形与破坏的极限能力.54.褶皱构造:地壳中的岩层受到地壳运动应力的强力作用,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.55.被动土压力:当挡土墙在外力作用下向着填土方向移动或转动时直到墙的移动量足够大时,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,土体发生向上移动,这时作用在墙上的土抗力达到最大值.56.设计烈度: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烈度的调整。57.水力梯度:水沿渗透路径方向流动产生的总水头的损失率。
59.固结度:在某一荷载压力作用下,历时t的土层体积压缩量与主固结完成时的体积压缩量之比。59.地基极限荷载:答:地基土从局部剪损破坏阶段进入整体破坏阶段,这时基础下滑动边界范围内的全部土体都处于塑性破坏状态,地基丧失稳定,此时的荷载称为极限荷载,也称为地基的极限承载力。60.节理:节理也称裂隙,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。61.岩石透水性:岩石能被谁透过的性能称为岩石透水性62.断层:岩层受力作用断裂后,岩层沿着破裂面产生显著位移的断裂构造,称为断层。 63.潜蚀:地表水或地下水流入地下土体内,将颗粒间可溶成分溶滤,带走细小颗粒,使土体淘空成洞穴,这种地质作用称为潜蚀。64.岩石软化性?:岩石浸水后强度降低的性能称为岩石的软化性。65.条分法:条分法就是将滑动土体竖直分成若干土条,把土条当成刚体,分别求作用于各土条的力对圆心的滑动力矩和抗滑力矩。66. 岩溶:岩溶由地表水对可溶性岩石的溶蚀作用而产生的一系列地质现象。67. 压缩变形:土体收外力作用产生的体积缩小称为压缩变形。68.角度不整合:又称为斜交不整合,不整合面上、下凉台岩层地质年代不连续(缺失),而且两者的产状也不一致。69.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。70.岩体:为各类演示在自然历史形成过程中,受到地壳运动等的影响所形成的地质体,它是岩层层理、节理裂缝、断层等切割成的碎裂块体所组成。71.砂土的剪胀性:砂土的初始孔隙比不同,在剪切过程中,松砂受剪体积缩小(剪缩);密砂受剪,由于土颗粒的咬合作用,体积增大。也就称为剪胀。72.管涌: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着水流移动并被带出流失的现象。73.岩石的抗剪切摩擦强度:指岩石和岩石相互接触面间,或岩石与其他材料接触面间,在正应力作用下相互摩擦的强度。75.断口:矿物受到外力的作用,其内部质点间的连结力被破坏,不具方向性的不规则断裂面,则称为断口。76.临塑荷载:地基发生局部剪切破坏时的压力被称为临塑荷载。77.残积土层:是残留在原地未被搬运的那一部分原岩风化剥蚀后的产物,而另一部分则被风和降水所带走。78.坡积土层:雨雪水流的地质作用将高处岩石风化产物缓慢地洗刷剥蚀,顺着斜坡向下逐渐移动、沉积在较平缓的山坡上而形成沉积物。78.粘聚力:由于粘土矿物颗粒间通过水膜接触,常形成相互吸引和胶结,这种力称为粘聚力。79。附加应力:附加应力是指荷载在地基内引起的应力增量,是使地基失去稳定产生变形的主要原因。
1.粘性土的极限平衡条件表达式是怎么样的?破裂面与最大主应力面的夹角是多少? 答:
????1??3tan2(45??)?2ctan(45??) ??tan(45??)
22218
2.写出库仑定律的表达式。答: 砂土:?f??tan? 粘性土:?f??tan??c8.
3 简述三轴实验法的优点和缺点?答:优点:可严格控制排水条件;可量测孔隙水压力;破裂面在最软弱处。 缺点:?2=?3,轴对称;实验比较复杂。4.什么叫做岩体,它与岩石有何区别?答:岩体是由一种或多钟岩石构成的地质体,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、形状各异的岩块所组成的复合体。岩石是由一种或多种矿物所组成,并且有结构与构造特性的固体岩块。岩石和岩体的工程性状是不一样的。一般的坚硬岩石强度较高,变形模量较大;岩体的强度相对较低,变形较大。
4.确定土的抗剪强度指标的直接剪切试验,按其试验条件区分为哪几种?它们分别适用于什么样的工程情况?
答:有三种:快剪、慢剪和固结快剪;快剪:适用于建筑物施工较快、土层排水条件不良的工程情况; 慢剪:适用于建筑物施工较慢,土层排水条件较好,在施工期间充分排水的工程情况;固结快剪:适用于介于上述两种情况之间的工程情况。
5.土的抗剪强度指标是什么?通常通过哪些室内实验,原为测试测定?答:(1)指土的粘聚力和内摩擦角.(2)常用方法:直接剪切实验,三轴压实验,无侧限抗压强度实验,十字板剪切实验等.6.挡土墙的土压力有哪三种?是如何定义的?在相同条件下,哪一种最大? 影响土压力的大小和分布的因素有哪些?答:(1)分为三种,分别是:①.主动土压力:墙在土压力作用下向背离填土方向移动火绕墙转时,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.②.被动土压力:当挡土墙在外力作用下向着填土方向移动火转动时,直到墙的移动量足够大,滑动面上的剪应力等于抗剪强度,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.③.静止土压力:若挡土墙具有足够的刚度,且建立在墙后土体的推力作用下,不产生任何移动火转动,则墙后土体处于弹性平衡状态,这时,作用在墙背上的土压力称为静止土压力.(2)在相同条件下,被动土压力值最大.。 影响土压力的大小和分布的因素有:土的性质、墙体位移方向、位移大小、土体与结构物间的相互作用以及挡土墙的类型。墙体位移方向和位移大小对所产生的土压力性质起着决定性作用。7.简答滑坡的发育过程.答:滑坡的发育过程大致分为三个阶段,即(1)蠕动变形阶段 在自然条件和人为因素的影响下,斜坡岩土体的强度会逐渐降低,这将使斜坡原有的稳定状态遭到破坏.最初是在斜坡内部某一部分产生微小的移动,继而在斜坡坡面上出现断续的拉涨裂缝接张裂缝不断加宽,并在两侧形成逐渐贯通的剪切裂缝,直至斜坡上的滑动面全部形成,便开始整体向下滑动.(2)滑动破坏阶段 滑坡整体滑动时,滑坡后缘迅速下陷,滑坡壁越露越高,滑坡体分裂成数块,并在地面上形成阶梯状地形.随着滑坡体向前滑动,伸出,逐渐形成滑坡台.(3)渐趋稳定阶段滑坡体在滑动过程中具有动能,因此将越过平衡位置滑到更远的地方,由此形成特殊的滑坡地形,其岩性,构造和文化地质条件等都会相继发生变化.经过若干时期,当滑坡体上的台地已变平缓,滑坡后壁变换并生长草木,没有崩塌发生,滑坡体中岩土压密,地表没有明显裂痕,滑坡前缘无渗出水时,说明滑坡已基本趋于稳定.8.影响渗透性的因素有哪些?答:影响土的渗透性因素除了渗透水的性质之外,其他因素主要有土的颗粒大小级配,孔隙比,矿物成分,微观结构和宏观构造等.(1)粗粒土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土的有效粒径,而是其颗粒矿物成分形成的团粒直径.(3)粘性土渗透性的主要因素是粘性矿物表面活性作用和原状结构土的孔隙比大小。9.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、耐久性、抗震性及经济性等方面的要求对基本烈度做出一定的调整,得出的设计烈度。设计烈度的选择应符合相应的规范。10.简述用分层总和法计算固结沉降量的步骤答:分层总和法计算固结沉降量的步骤为:(1)选着沉降计算剖面,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。(3)将计算深度范围内土层划分为若干层。(4)确定每一分层的附加应力和自重应力,以及先期固结压力。(5)计算各分层的压缩量。(6)计算最终固结沉降量。11。流土与管涌的区别?答:(1)流土发生时水力梯度大于临界水力梯度,而管涌可以发生在水力梯度小于临界水力梯度的情况下。(2)流土发生的部位在渗透溢出处,而管涌发生的部位可以在渗流溢出处,也可以在土体内部。(3)流土破坏往往是突发性的,而管涌破坏一般有一个时间发展过程,是一种渐进性质的破坏。(4)流土发生时水流方向向上,而管涌则没有此限制。(5)只要水力梯度达到一定的数值,任何类型的土都会发生流土破坏;而管涌只会发生在有一定级配的无粘性土中,且土中粗颗粒所构成的孔隙直径必须大于细颗粒的直径。12.渗透破坏的形式有哪些?答:流图,管涌,接触流土,接触冲刷等。13.毕肖普法分析土坡稳定有哪些特点?答:(1) 满整体力矩平衡条件。(2) 满足各条块力的多边形闭合条件,但不满足条块的力矩平衡条件。(3) 满足条块间
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作用力只有只有法向力没有切向力。(4) 满足极限平衡条件。(5)毕肖普法与严格的极限平衡分析法相比,结果甚为接近。由于计算不复杂,精较高,所以是目前工程中常用的一种方法。14. 简述张节理及其特征?答:在地质构造形成过程中,岩层受到张应力作用形成的节理为张节理。特征: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,很少有擦痕;节理间距较大而不均匀,沿走向和倾向均延伸不远。15. 什么是条分法?在什么情况下可以不分条?答:条分法就是将滑动土体竖直分成若干土条,把土条当成刚体,分别求作用于各土条上的力圆心的滑动力矩和抗滑力矩。不用分条情况:抛弃刚体平衡的概念,把土当成变形体,通过对土坡进行应力变形分析,计算出滑动面上的应力分布,可不必用分条法。16.简述地震对场地的破坏效应?答:(1)地震力效应;(2)地震破裂效应;(3)地震液化与震陷效应;(4)地震激发地质灾害效应;17.简述岩溶与土洞的工程地质问题及防治措施?答:(1)岩溶水对可溶岩体进行溶蚀使岩石产生孔洞,结构变松散,从而降低岩石强度,增加其透水性;(2)岩溶形态造成地表基岩面不均匀,造成地基不均匀,漏斗的形成和扩张影响地面的稳定性。(3)岩溶、土洞的分布密度、发育情况和埋深对地基稳定性有影响。防治措施:挖填、跨盖、整注、排导、打桩。18.简述影响斜坡(滑坡)稳定性的主要因素和治理原则、治理原则。答:主要因素:(1)斜坡外形:斜坡越高陡以及斜坡中上部突起而下部凹进,且坡脚无抗滑地形时,滑坡容易发生;(2)岩性:滑坡主要发生在易亲水软化的图层中和一些软岩中;(3)构造:斜坡内的软弱面与斜坡坡面倾向一致、且坡角较大时,易产生沿软弱面的滑动;(4)水的作用:水的作用可使岩石软化,强度降低,使岩土体加速风化,增加下滑坡力 等;(5)地震及人为因素:地震及人为因素常常破坏破体内原有的应力平衡状态而促使坡体下滑。
治理原则:预防为主,防治结合;查明情况,对症下药;综合整治,有主有次;早治小治,贵在及时;力求根治,以防后患;因地制宜,就地取材,安全经济,正确施工。治理措施:1。绕避滑坡2。削坡减载3。支挡4。排水防水19.某基坑施工时采用钢筋混凝土墙支护,钢筋混凝土支护墙与墙后土体均无位移,试分析在验算钢筋混凝土支护墙的承载能力时应采用何种土压力,并说明原因。答: 应该采用静止土压力钢筋混凝土支护墙本身具有足够的刚度,施工的时候是建立在坚实的地基上,钢筋混凝土支护墙与墙后土体均无位移,也就是不产生任何移动或转动,则墙后的土体处于弹性平衡状态。20。影响土的抗剪强度大小的因素有哪些?答:影响土的抗剪强度大小的因素是多方面的,然后主要的是与土中抗剪阻力和剪应力两者相作用的条件 有关。首先是土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;其次是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、加载速率和剪切速率和应力状态等20.何谓岩石的水理性质?其包括哪几方面的内容?答:岩石的水理性质:指岩石与水相互作用时所表现的性质,通常包括岩石的吸水性、透水性、软化性和抗冻性。21.简述影响岩石工程性质的因素。答:一是形成岩石的组成成分、结构与构造及成因等,二是风化和水等外部因素的影响。22.简述在竖直荷载作用下,地基失稳的破坏形式及其影响?答:在竖直荷载作用下,地基失稳的破坏形式有:整体剪切破坏、局部剪切破坏和冲剪破坏。主要取决于地基土的特性和基础的埋置深度。土质比较坚硬、密实,基础埋深不大时,通常出现整体剪切破坏。如果地基土质松软,则容易出现局部剪切破坏和冲剪破坏。导致墙体开裂,基础下沉。23。地下水位的上升或下降会造成哪些影响?答: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.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,也会产生附加沉降量。 地下水位上升,由于水下部分的天然重度改为浮重度,地基承载力降低。24。断层及断层破碎带对工程的影响答:岩层经过断裂变动形成断层构造后,一般岩体裂隙增多,岩石破碎,地下水发育,风化严重, 结构面软弱,降低了岩石的强度和稳定性,对工程造成种种不利的影响。对于研究公路路线的布局,特别要注意河谷地貌与断层构造的关系,当断层的走向与路线平行时,路基靠近断层破碎带,容易引起塌方;对于大桥基础部位,必须查明断层真实情况,必须采取可靠基础工程措施,否则不宜建造;对于隧道工程,遇到断层构造是十分不利的情况,尽量避免与断层破碎带接触;隧道穿越断层时,切实采取可靠的工程措施,确保工程安全与稳定。25.隧道穿越断层时应注意哪些及原因答:当隧道的位穿越断层构造时,常遇到岩层破碎,地层压力不大,并且常为地下水的通道,这对隧道的危害极大。所以,隧道应尽力避免穿越断层构造。如果必须穿越时,应尽力垂直于断层走向或以较大的角度斜交,并考虑采取必要的工程措施,确保隧道的稳定与安全。26.朗肯土压力理论和库伦土压力理论的假定条件分别是什么?答:朗肯土压力理论按半无限弹性体的应力状态研究土体极限平衡状态的条件。 假定土体表面水平,且无限延伸,墙体是垂直的,表面是光滑的,墙体与土体之间不存在摩擦阻力.库伦土压力
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理论是根据墙后土体处于极限平衡状态并形成一滑动土楔体时,根据静力平衡条件得出的理论。假定:墙后的填土是理想的散粒体(粘聚力C=0),滑动破坏面为一平面. 墙背与滑裂面间的楔体土体视为刚性体。27.简述泥石流治理的原则和方法。答:以预防为主,采取避强制弱、局部防护、重点处理和综合治理的原则。预防措施:1)上游地段应做好水土保持工作 2)疏导地表水和地下水 3)修筑防护工程 4)修筑支挡工程 治理措施:1)拦截措施 2)滞流措施 3)疏排和利导措施28.简述地基沉降的组成及各部分的特点。 答:瞬时沉降、固结沉降、次固结沉降.特点:瞬时沉降是指加荷后立即发生沉降。这时的地基变形主要为体积不变的剪切变形。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。特点:沉降不是加荷后立即产生,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。特点:随着荷载长期持续作用下逐渐发展,并与土的结构性质、结构强度和荷载压力大小有关。29.何谓变质作用?主要变质类型有哪些?答:在地球形成和发展的过程中,由于地球内力和外力的影响,使地球物质和物理化学发生了变化,引起原地壳中固体岩石发生矿物、结构和构造甚至化学成分的改变,从而形成新的岩石,这一促使原有岩石发生性质改变的作用称为变质作用。主要类型:热液变质作用、接触变质作用、动力变质作用、区域变质作用。30.常用土的抗剪强度试验方法有哪些?答:直接剪切试验、三轴压缩试验、无侧限抗压强度试验、十字板剪切试验31。.太沙基一维固结理论的基本假定有哪些?答:1)土层是均质的,完全饱和的2)土粒和水是不可压缩的;3)水的渗流和土的压缩只沿一个方向(竖向)发生;4)渗流服从达西定律5)在渗流固结过程中,土得渗透系数K、压缩模量Es保持不变 6)荷载一次骤然施加32。简述变形模量和压缩模量的关系及其影响因素答:土的变形模量是通过现场载荷试验求得的压缩性指标,即在部分侧限条件下,其应力增量与相应的应变增量的比值。土的压缩模量:在完全侧限条件下,土的竖向附加应力增量与相应的应变增量之比值,它可以通过室内压缩试验获得。土的变形模量和压缩模量,是判断土的压缩性和计算地基压缩变形量的重要指标。由于两者在压缩时所受的侧限条件不同,对同一种土在相同压应力作用下两种模量的数值显然相差很大。两种模量的试验方法不同,反映在应力条件、变形条件上也不同。压缩模量是在室内有侧限条件下的一维变形问题,变形模量则是在现场的三维空间问题;另外土体变形包括了可恢复的(弹性)变形和不可恢复的(塑性)变形两部分。压缩模量和变形模量是包括了残余变形在内的,压缩模量与变形模量的区别又在于是否有侧限。在工程应用上,我们应根据具体问题采用不同的模量。33什么称作沙土的液化?其产生的原因是什么?无粘性土(砂土)从固态转变为液态状态的现象。原因:主要是由于沙土中的有效应力与孔隙水压力的变化导致砂土强度的降低。34.防止渗透变形的主要措施?一般可采取二个方面的措施:一是降低水力梯度,为此。可采取用降低水头或增加长渗径的方法;二是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。35矿物的物理性质有哪些?颜色,条痕色,透明度,光泽,硬度,解理与断口等。36按照排水条件,三轴剪切实验分为那三种?(1)不固结不排水 (2)固结不排水 (3)固结排水37三轴剪切实验也直接剪切实验产生的破裂面有何区别?前者为一自然面,它与大主应力面的夹角为45·+&/2,后者为一人为的平面。38;土中的矿物按成因分为哪几类?代表性的矿物有那些?造岩矿物:斜长石,正长石,石英。造矿矿物:磁铁矿,黄铁矿,黄铜矿。次生矿物:高龄石,蒙脱石,伊利石。39影响土抗剪强度指标的因素主要有哪些?主要是与土中抗剪阻力和剪应力两者向作用的条件有关。首先是土本身所具有的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;其次是作用与土的剪应力剪切破坏的实际条件,包括应力水平,排水条件,盈利途径加载速率与剪切速率有应力状态等。40何为土的固结,固结过程分特征如何?孔隙中水随时间的发展渗流排出,孔隙体积缩小,土体体积逐渐压缩,最后趋于稳定,这一过程称为固结。特征是孔隙水压力减小,有效应力增大。41岩体分化程度分级的依据有那些?怎么样分类?按岩石分化的深浅和特征,可分为未分化,微风化,弱风化,强分化,全风化42简述直接剪切仪具的缺点/(1)剪切面限定在上下盒之间的平面,而不是沿土样做薄弱的面剪切破坏。(2)剪切面上的剪应力分布不均匀,土样剪切破坏时先从边缘开始,在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原截面积计算的。(4)实验时不能严格控制排水条件,不能测量孔隙水压力。
43简述流网绘制的步骤?(1)首先根据流网场的边界条件,确定边界流线和边界等势线(2)按照绘制流网的原理,绘制流网(3)反
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复修改流网图,以满足流网原理要求44毕肖普法分析土坡稳定有那些有点和缺点?毕肖普提出一个考虑条块侧面力的土坡稳定分析法,称为毕肖普法。优点;(1)毕肖普法与严格的极限平衡法相比,结果比较接近(2)计算简单精确,是目前工程中常用的一种方法。缺点;毕肖普法确定的边坡稳定系数并不能真正的代表边坡的稳定系数,因为滑动面是任意的。(2)对于非均质的,边界条件比较复杂的,用毕肖普法寻找最危险滑动面是最困难的。45地震震级和地震烈度有何区别?震级是地震大小的种度量,根据地震释放多少能量来划分的。用“级”来表示,烈度是地震时震区地面和建筑物遭受破坏的强烈程度,用“度”来表示每一次地震,只有一个震级,而有多个烈度,震中烈度最大。46土是怎么样形成的?岩石经过分化和其他外力地质作用及人类活动等被破碎,分散和搬运在各种地质沉积环境下形成具有一定结构等松散产物,称为土。47简述三轴实验等有点和缺点? 优点:可严格控制排水条件,可测量孔隙水压力破裂面在最软弱处。缺点。&2=&3;轴对称,实验比较复杂。48简述岩溶与土洞工程地质问题及防止措施。问题有(1)岩溶水对可溶岩体进行溶蚀,使岩石产生孔洞,结构变松散,从而降低岩石强度,增加其透水性。(2)岩溶形态适成地表基岩面不均匀,造成地基不均匀,漏斗等形成影像地面等稳定性(3)岩溶土洞等分布密度,发育状况和埋深对地基稳定性有影响。措施;挖填,跨盖,灌注,排导,打桩49:何为岩石等水里性质?其包括那几个方面分内容?岩石等水里性质三指岩石与水相互作用时表面等性质,包括岩石等吸水性,透水性,软化性和抗冻性
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工程地质与土力学试题库(计算题)
1、用体积为72cm3的环刀取得某原状土样重132g,烘干后土重122g,ds=2.72,试计算该土样的?、e、sr、?、?sat、??、
?d,并比较各重度的大小。
(答案:
??8.2%,e?0.61,Sr?36.6%,??18.33KN/m3,?sat?20.68KN/m3,???10.68 KN/m3,
?d?16.89KN/m3,?sat????d???)
132解:(1)土的密度??=1.83 g/cm3,重度?=10×1.83=18.3 KN/m3
72132?122(2)含水量?==8.2%
122ds(1??)?w2.72?(1?0.082)?10?1=0.61 (3)天然孔隙比e??1=
18.3??18.3 (4)?d===16.9 KN/m3
1??1?0.082 (5)?sat?ds?e3
?w=20.68 KN/m 1?e (6)??=?sat-?w=10.68 KN/m3 (7)饱和度sr=
2、某土样处于完全饱和状态,土粒比重为2.68,含水量为32.0%,试求该土样的孔隙比e和重度?。(答案:e=0.86;?=19kN/m)
3、某完全饱和的土样,经测得其含水率?=30%,土粒比重ds=2.72。试求该土的孔隙比e、密度?和干密度?d。 解:(1)根据土样饱和Sr (2)由e3
0.082?2.72=36.6%
e0.61各重度之间大小关系为:?sat????d???
??ds??dse=1.0,得孔隙比e=?ds=0.3×2.72=0.816
=
??1.95 (3)干密度?d===1.5 g/cm3
1??1?0.34、某干砂试样密度?=1.66g/cm3,土粒比重ds=2.69,置于雨中,若砂样体积不变,饱和度增至水量?为多少?
解:(答案:?=9.2%)
5、某原状土,?=32%,?L=30%,?P=18%,确定土的名称与物理状态。 解:(1)定名:IP?ds(1??)?w?1,得?ds(1??)?w1?e=
2.72?(1?0.3)?1?1.95 g/cm3
1?0.81640%时,此砂在雨中的含
??L??P=30-18=12,大于10小于17,故该土样为粉质黏土。
(2)确定状态:土的液性指数IL????P32?18==1.17>1,属于流塑状态。
?L??P30?18 d30=0.2mm,d60=0.45mm,求不均匀系数和曲率系数,并进行土的级配判别。
6、 某砂土的颗粒级配曲线,d10=0.07mm,
2d600.45d300.2?0.2??解:不均匀系数Cu?=6.4,曲率系数Cc?=1.27,满足Cu≥5且Cc=1~3时,故属d100.07d60d100.07?0.45于级配良好。
7、 某土样土工试验成果如下:大于0.075mm累加含量为40%,?L=27%,?P=19%,?=22%,Gs=2.7,?=18KN确定土的名称及状态。
/m3,
23
解:(1)定名:大于0.075mm累加含量为40%,不超过50%,属于细粒土。IP??L??P=27-19=8<10,故该土样为粉土。
(2)确定状态:土的液性指数IL????P22?19==0.35,属于可塑状态。
?L??P27?19/m3,求天然孔隙比。
8、某土样湿土重120g,烘干至恒重为100g,土的比重ds=2.74,天然重度?=18KN解:(1)含水量?=
120?100=20.0%
100 (2)天然孔隙比e?ds(1??)?w??1=
2.74?(1?0.2)?10?1=0.83
189、在击实筒(其体积为1000cm3)内装有击实过的湿土1870g,当把这些土烘干后得干土重为1677g,已知土粒相对密度为2.66,试求其含水量?、重度?、干重度?d、孔隙比e、孔隙率n、饱和重度?sat、有效重度??和饱和度sr。
解:已知V=1000cm3,m=1870g,
ms=1677g, mw=1870-1677=193g ,所以
193m1870m含水率??w==11.5%,密度??==1.87 g /cm3
V1000ms1677重度???g=18.7KN/m3,
孔隙比e?ds(1??)?w??1=
2.66?(1?0.115)?1?1?0.586
1.87e0.586==36.9% 1?e1?0.586?18.73?干重度?d==16.8KN/m
1??1?0.115ds?e2.66?0.586?w??10=20.5KN/m3 饱和重度?sat=
1?e1?0.5863有效重度??=?sat-?w=20.5-10=10.5KN/m
孔隙率n=饱和度sr=
?dse?0.115?2.66=52.2%
0.586310、某土样测得重量为1.87N,体积为100cm,烘干后重量为1.67N,已直土的相对密度为2.66。求土的?、w、e、?d、
?sat、sr、??。
11、某土的体积为72cm,土样质量为129g ,干土质量为120g ,土的相对密度为2.70,求含水量、重度、饱和重度、浮重度、干重度。
12、某饱和粘土的含水量为35%,相对密度为2.72,求孔隙比和干重度。
13、某土的液限为36%,塑限为20%,含水量为35%,求土样的塑性指数、液性支书,并确定土样名称和状态。
14、例某砂土天然状态下的密度为1.8g/cm,含水率为20%,颗粒比重为2.65,最大干密度?dmax=1.7g/cm,最小干密度?dmin=1.42g/cm,求相对密度并判别密实度。
3333解:(1)砂土的天然孔隙比e
?GS?W(1??)??1=
2.65?1?(1?0.20)?1=0.767
1.824
(2)最大孔隙比emax?1?2.65?wGS?1=0.866 ?1=
1.42?dmin1?2.65?wGS?1=0.559 ?1=
1.7?dmax (3)最小孔隙比emin? (4)相对密度Dr?emax?e0.866?0.767==0.322<0.33,可知该砂样处于松散状态。
emax?emin0.866?0.55915、某砂土样,其颗粒分析结果如表,确定土样名称。 粒径mm 粒组含量% 0.5~2 5.6 0.25~0.5 17.5 0.075~0.25 27.4 0.05~0.075 24.0 0.01~0.05 15.5 <0.01 10.0 16、柱下单独基础底面尺寸为3×2m2,柱传给基础的竖向力F=1000kN,弯矩M=180 kN·m,试按图中所给资料计算p、pmax、
pmin、p0,并画出基底压力的分布图。
[解] d?1?2?2.6??2.3?m? 2G?3?2??1.2?20?1.1?10??210?kN? p?e?F?G1000?210??201.7?kPa? A3?2M180l??0.149(m)??0.5(m) F?G12106?6e??6?0.149?pmax?p?1???201.7??1???261.8(kPa)
l3????
?6e??6?0.149?pmin?p?1???201.7??1???141.6(kPa)
l3?????6e??6?0.149?pmin?p?1???201.7??1???141.6(kPa)p0?p??cd?201.7??18?0.9??19?10??1.1??175.6?kPa?
l?3???
17、某原状土的室内侧限压缩试验见表,求土的压缩系数a1?2、压缩模量Es1?2并判别土的压缩性大小。
土的压缩试验
p(kpa) 50 0.964 100 0.952 200 0.936 400 0.914 e 解:a1?2=
0.952?0.936?0.16MPa?1,
0.2?0.1Es1?2=
1?e11?0.952??12.2MPa,为中等压缩性。 a1?20.16?118、某土层压缩系数为0.50MPa,天然孔隙比为0.8,土层厚1m,已知该土层受到的平均附加应力?z=60Kpa,求该土层的沉降量。
25
解:
?si
=
ai?zihi1?e1i=
0.5?60?10?3?1000mm?16.7mm1?0.8,也可以先求出该土层的压缩模量
Es?1?e11?0.8?60?3.6MPa,计算?si=zihi=?1?16.7mm。 =
0.53.6aEsi19、设粘性土地基中某点的主应力?1该点处于什么状态?
解:由式:?3?300KPa,?3?123.75KPa,土的抗剪强度指标c?20KPa,??26?,试问
??1tg2(45???2)?2c?tg(45???2)
可得土体处于极限平衡状态而最大主应力为
?1时所对应的最小主应力为:
???3f??1tg2(45??)?2c?tg(45??)?90KPa22??3f??3故:可判定该点处于稳定状态。 或:由得?1f
???1??3tg2(45??)?2c?tg(45??)
22?320KPa`,??1f??1 ,∴稳定
?280KPa,?3?73.5KPa,土的抗剪强度指标c?42.1KPa,??24? 。试
20、已知地基中某点的应力状态,?1判断该点是否产生剪切破坏?
解:由式:?1??3tg2(45???2)?2c?tg(45???2)可得土体处于极限平衡状态时的最大主应力?1f为:
???1f??3tg2(45??)?2c?tg(45??)22
=73.5×tg(45
2?24?24???)+2×42.1×tg(45?)
22 =303kPa,则?1<?1f,故该点没有产生剪切破坏。 21、某土样进行三轴剪切试验,剪切破坏时,测得?1(1)土的C、?;(2)计算剪切面上的正应力和剪应力。
22、某土的内摩擦角和凝聚力分别为?=25,C=15Kpa,?3限平衡面与大主应力面的夹角;(3)当?1??500KPa,?3?100KPa,剪切破坏面与水平面夹角为
60?,求:
(1)达到极限平衡时的大主应力?1;(2)极?100KPa,求:
?280KPa,土体是否发生剪切破坏?
23、某多层砖混结构住宅建筑,筏板基础底面宽度b=9.0m,长度l=54.0m,基础埋深d=0.6m,埋深范围内土的平均重度?m=17.0kN/m3,地基为粉质粘土,饱和重度?sat=19.5kN/m3,内摩擦角标准值?k =18?,内聚力标准值ck =16.0kPa,地下水位深0.6m,所受竖向荷载设计值F=58000.0kN,计算地基的承载力。承载力系数:Mb=0.43,Md =2.72,Mc =5.31。 解:1) 计算基底压力
26
p?F58000??Gd??20?0.6?131.3kPa A9.0?54.02) 计算地基承载力特征值fak
基础底面宽度b=9.0m, 大于6.0m时按6.0m考虑,持力层在地下水位以下取浮重度,??=9.5kN/m3
fa?Mb?b?Md?md?Mcck?0.43?9.5?6.0?2.72?17.0?0.6?5.31?16.0?137.2kPa。
24、已知某承重墙下钢筋混凝土条形基础宽度b=2.2m,埋置深度为1.5m,埋置深度范围内土的重度?m=17.0kN/m3,基础下为黏土层,重度?=18.2KN解:
/m3,内摩擦角?=22?,C=25Kpa,地基承载力特征值fak。承载力系数:Mb=0.61,Md =3.44,Mc =6.04。
fa?Mb?b?Md?md?Mcck=0.61×18.2×2.2+3.44×17×1.5+1.5×6.04×25=263.14 kPa。
?10m,C=18Kpa,?=15?,?=17.0
25、挡土墙符合朗肯土压力条件,HKN/m3,求主动土压力Ea及作用点位置。
解:主动土压力系数kaZ=0,PaZ=H,Pa?15?tg2(45??)=tg2(45??)?0.59
22??zka?2c.ka=0?2?18?0.59??27.6kpa ??Hka?2c.ka=17?10?0.59?2?18?0.59?72.7kpa,
故存在土压力零点,土压力零点位置
z0?2cka?ka=
2?18?0.59?2.76m17?0.59,主动土压力大小:由公式(6.7)得:
11Ea==?(H?Z0)2ka=?17?(10?2.76)2?0.59?263KN/m,
22作用点位置,离墙底
H?Z010?2.76??2.41m 33?6m,C=20Kpa,?=30?,?=18.0KN26、挡土墙符合朗肯土压力条件,H动土压力。
解:主动土压力系数ka在墙顶处z=0:
/m3,填土面作用有均布荷载
21Kpa,求主
?301?tg2(45??)=tg2(45??)?,
22311??16.1kpa<0,在墙底处Z=H:pa2?qka??Hka?2ckapa1=qka?2cka=21??2?20?33=
11121??18?5??2?20??13.9kpa3332?20?=
>0,故存在土压力零点,
z0?2cka?qka?ka11?21?33118?3=2.68m。
27
111Ea=?(H?Z0)2ka=?18?(5?2.68)2??16.1KN/m。
22327、挡土墙高H?8m,墙背垂直、光滑、填土水平,墙后填土为中砂,重度?=18.0KN/m3,饱和重度?sat=20KN/m3,
?=30?,地下水位为4m,求主动土压力和水压力。
?301?tg2(45??)=tg2(45??)?,
2231土压力强度分布:地下水位处:pa1=?1h1ka=18?4??24kpa,
31墙底处:pa2=(?1h1???h2)ka=(18?4?10?4)??37.3kpa。
311总土压力Ea=?24?4??(24?37.3)?4?170.6KN/m
221122总水压力Ew??wh2=?10?4?80KN/m。
22解:主动土压力系数ka28、某挡土墙H???5m,墙背倾斜角??10?(俯斜),填土面水平,墙背外摩擦角??15,填土为砂性土,C=0 ,?=30,
?=19.0KN/m3,求作用于墙上主动土压力Ea、土压力分力,主动土压力系数ka=0.378。
?11?H2ka=?19?52?0.378?89.78KN/m 22解:主动土压力系数ka=0.378,Ea
Eax=Eacos(???)=89.78?cos(10??15?)?81.36KN/m
Eay=Easin(???)=89.78?sin(10??15?)?37.94KN/m
H5??1.67m 33?Ea的作用点位置距墙底面为
29、有一挡土墙高5m,墙背垂直光滑,填土水平,填土为黏土,C=10 Kpa,?=20,重度为?=17.2KN压力,绘制主动土压力强度分布图。
解:主动土压力系数kaZ=0,PaZ=H,Pa/m3,求主动土
?20?tg2(45??)=tg2(45??)?0.49
22??zka?2c.ka=0?2?10?0.49??14kpa ??Hka?2c.ka=17.2?5?0.49?2?10?0.49?28.14kpa,
=1.66m,
故存在土压力零点,土压力零点位置z0?2cka?ka主动土压力大小Ea=
1?28.14?(5?1.66)?47KN/m, 2作用点位置,离墙底
H?Z05?1.66??1.1m。 3330、墙下条形基础,在荷载效应标准组合时,作用在基础顶面的轴向力Fk=280KN/m,基础埋深1.5m,地基为黏土,?b=0.3,
?d=1.6,重度?
=18.0KN/m3,地基承载力特征值fak=150 kpa,确定基础宽度。
28
解:(1)求修正后地基承载力特征值
假定基础宽度b<3米,埋深d>0.5 米,进行承载力深度修正
fa?fak??b?(b?3.0)??d?m(d?0.5)=150+1.6×18×(1.5-0.5)=178.8kpa。
(2)求基础宽度
b>
Fk280=1.88m,取b=2m,由于与假设相符,最后取b=2m。 ?fa??Gd178.8?20?1.5
29
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。
30
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。
31
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
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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。 风力堆积成因类型:风积、风-水堆堆积。 特征及意义:
A残积土层简称残积层,是残留在原地未被搬运的那一部分原岩风化剥蚀后的产物,而另一部分则被风和降水所带走。它的分布主要受地形的控制。
由于风化剥蚀产物是未经搬运的,颗粒不可能被磨圆或分选,没有层理构造。由于残积物没有层理构造,均质性很差,因而土的物理力学性质很不一致。其多为菱角状的粗颗粒土,其孔隙度较大,作为建筑物地基容易引起不均匀沉降。
不同岩类具有不同的风化特征,花岗岩残积土一般保持其原岩粒状结构,具有相当高的结构强度,外表看起来很像岩石。对其采用一般的室内土工试验方法测得的物理力学性质进行分析,其工程性质是较差的,表现在高孔隙比、高压缩性等方面。但从原则测试分析,它表现为承载力较高、压缩性较低。
B坡积土层(坡积层)是雨雪水流的地质作用将高处岩石风化产物缓慢地洗刷剥蚀、顺着斜坡向下逐渐移动、沉积在较平缓的山坡上而形成的沉积物。它一般分布在坡腰上或坡脚下,其上部与沉积物相接。
坡积物形成与山坡,常常沿下卧基岩倾斜面滑动,由于组成物质粗细颗粒混杂,土质不均匀,且其厚度变化很大,尤其是新近堆积的坡积物,土质疏松,压缩性较高,故一般情况下,在垂直剖面上,下部与基岩接触往往是碎石、角砾,其中充填有粘土和细砂,上部多为粘性土。
C洪积土层是由暴雨或大量融雪骤然集聚而成的暂时性山洪急流,具有很大的剥蚀和搬运能力。其地貌特征是:靠山近处窄而陡,离
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山较远宽而缓,形如椎体,故称为洪积扇(锥)。由相邻沟谷口的洪积扇组成洪积扇群。如果逐渐扩大至连接起来,则形成洪积冲积平原的地貌单位。
由于靠近山地的洪积物的颗粒较粗,地下水位埋藏较深,故土的承载力一般较高,常为良好的天然地基。离山较远地段较细的洪积物,,其成分均匀,厚度较大,由于其形成过程中受到周期干旱的影响,细小的粘土颗粒发生凝固作用,同时析出可溶性盐类,使土质较为密实,通常也是良好的地基。在上述两部分的过渡地带,常常由于地下水溢出地表面造成宽广的沼泽地带,由此土质软弱而承载力较低。
D冲积土是由河流的流水作用将碎屑物质搬运到河谷中坡降平缓的地段堆积而成的,它发育于河谷内及山区外的冲积平原中。根据河流冲积物的形成条件,其分1、河床相2、河漫滩相(上细下粗的冲积土的\二元结构\)3、牛轭湖相4、河口三角洲相5、溺谷相。 河流冲积土随其形成条件不同,具有不同的工程地质特性。古河床相土的压缩性底,强度较高,是工业与民用建筑的良好地基,而现代河床堆积物的密实度较差,透水性强,若作为水工建筑物的地基则将引起坝下渗漏,饱水的砂土还可能由于振动而引起液化。河漫滩相冲积物覆盖于河床相冲积土之上,形成的具有双层结构的冲积土体常被作为建筑物的地基,但应注意其中的软弱土层夹层。牛轭湖相冲积土是压缩性很高及承载力很低的软弱土,为不良的建筑物的天然地基。三角洲沉积物常常是饱和的软粘土,承载力低,压缩性高,若作为建筑物地基,则应慎重对待。但在三角洲冲积物的最上层,由于经过长期的压实和干燥,形成所谓硬壳层,承载力较下面的为高,有时可用作低层建筑物的地基。溺谷沉积土层厚而软弱强度极低,压缩性很大,是最易出现不均匀沉降和地基破坏的一类土层。
E海洋沉积土层中的海岸带沉积层作为地基,其强度尚高,但透水性较大。在海湾地带,由于潮水的涨落,常出现海岸砂堤,把海湾封闭,形成湖泊,称为泻湖,逐渐形成以淤泥质土、海生动物残骸及有机质土组成的软弱土层。
浅海沉积物主要有颗粒砂土、粘性土、淤泥和生物化学沉积物。离海岸愈远,沉积物的颗粒愈细小。浅海沉积物具有层理构造,其中砂土较滨海带更为疏松,因而压缩性高且不均匀。一般近代粘土质沉积物的密度小、含水量高,因而其压缩性大、强度低。 陆坡和深海沉积层主要是有机质软泥,成分均一。
F湖泊沉积物可分为1、湖边沉积物2、湖心沉积物。湖泊如逐渐淤塞,则可演变成沼泽,形成沼泽沉积物。 湖边沉积物具有明显的斜层理构造。作为地基时,近岸带有较高的承载力,远岸带则差些。
湖心沉积物主要是粘土和淤泥,常夹有细砂、粉砂薄层,称为带状粘土。这种粘土压缩性高,强度低。
因此,永久性建筑物不宜以泥炭层作为地基。腐殖质含量低的泥炭,当其含水量稍低时,则有一定的承载力,但必须注意地基沉降问题。
J风积土层是指在干旱的气候条件下,岩石的风化破碎物被风吹扬,搬运一段距离后,在有利的条件下堆积起来的一类土。最常见的是黄土和风成砂。黄土是一种特殊的土,主要由粉土粒或砂粒组成,含可溶盐,土质均匀,质纯,具有大孔隙,空隙比大,具有湿陷性。风成砂是一种不稳定的土层,随着风的吹扬变迁,在其上进行工程建设,常需采取固砂措施。
H冰川沉积土层由冰川和冰川融化的冰水搬运堆积而成,由巨大的块石、碎石、砂、粉土及粘土混合组成。一般分选性极差,无层理,但冰水积沉土层常具有斜层理,颗粒呈棱角状,巨大块石上常具冰川檫痕。 三十、从地质方面、地形地貌方面识别活断层的标志有哪些? 识别活断层的标志有:
A地质方面:地表最新沉积物的错段活断层带物质结构松散有地震现象的活断层,地表出现断层陡坎和地裂缝。
B地貌方面:活断层两侧往往是截然不同的地貌单元直接相接的部位水系:对于走滑型断层;1一系列的水系河谷向同一方向同步移错;2主干断裂控制主干河道的走向不良地质现象呈线形密集分布。 三十一、利用不整合面接触任何判断沉积岩之间的相对新老关系?
根据不整合面上的底砾岩以及角度不整合面的产状判断:与不整合面上的底砾岩岩性一致的岩层形成时间相对较早;与角度不整合面的产状一致的岩层形成时间相对较晚。 三十二、阐述海岸带沉积物的特征。
主要是粗碎屑及砂,它们是海岸岩石破坏后的碎屑物质组成的。粗碎屑一般厚度不大,没有层理或层理不规则。碎屑物质经波浪的分选后,是比较均匀的。经波浪反复搬运的碎屑物质磨圆度好。有时有少量胶结物质,以砂质或粘土质胶结占多数。海岸带砂土的特点是磨圆度好,纯洁而均匀,较紧密,常见的胶结物质是钙质、铁质及硅质。海岸带沉积物海岸往往成条带分布,有的地区砂土能伸延好几公里长,然后逐渐消失。此外。海岸带特别是在河流入海的河口地区常常有淤泥沉积。 三十三、工程地质勘察的目的是什么?
工程地质勘察即对拟建工程场地进行的调查研究工作。勘察的目的是探明作为建筑物或构筑物工程场地的工程地质条件,解决并处理整个建设中涉及的岩土工程问题,保证工程的正常施工和使用。
三十四、土:岩石经过风化和其他外力地质作用及人类活动等被破碎、分散和搬运,在各种地质沉积环境下形成具有一定结构性的松散产物。土层:在土形成过程中,有些残留在原地形成残积层,有些经过风、水、冰川等的剥蚀、侵蚀、搬运,在某一适当的沉积
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环境下,按一定的沉积规律形成的层状的沉积层 三十五、小结:名词解释
1.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,这种岩称为沉积岩
2.节理:节理也称裂隙,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 3.断层:受力作用断裂后,岩层沿着破裂面产生显著位移的断裂构造,称为断层 4.孔隙率:岩石孔隙率指岩石孔隙和裂缝体积与岩石总体积之比,以百分数表示 5.岩石透水性:岩石能被水透过的性能称为岩石的透水性 简答题
1.张节理的主要特征有哪些?
答: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,很少有擦痕;节理间距较大而不均匀,沿走向和倾向均延伸不远
2.简述褶曲的组成要素。
答:(1)核部:褶曲中央最内部的一个岩层(2)翼:核部两侧,向不同方向倾斜的部分岩层(3)轴面:从褶曲的顶平分两翼的面(4)轴:轴面与水平面的交线(5)枢纽:轴面与摺面内某一岩层层面的交线 3.岩浆岩的结构类型有哪些?
答:岩浆岩的结构是指组成岩石的矿物的结晶程度、晶粒大小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结晶结构;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
4.变质岩的结构类型由哪些?
答:在形成变质岩的过程中,由于高温高压的作用,厚岩石中矿物被拉长和变薄、密室等,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 5.工程地质勘查的目的是什么?
答:工程地质勘查即对拟建工程场地进行的调查研究工作。勘察的目的是探明作为建筑物或构筑物工程场地的工程地质条件,解决并处理整个工程建设中涉及的岩土工程问题,保证工程的正常施工和使用 6.何谓岩石的结构和构造?
答: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。构造是指矿物在岩石中的排列和充值方式所反映出的外貌特征
7.何谓褶曲的枢纽?褶曲的基本形态由哪些?
答:轴面与褶面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
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