隙水自下而上的运动，动水压力推动砂粒向悬浮状态转化，形成渗流液化，使砂层变松，在薄弱环节形成涌沙现象。
二、简述题（任选10题，每题7分，共计70分） 1.阐述人类工程活动与地质环境的相互关系。
★人类工程活动都是在一定的地质环境中进行的，两者之间必然产生特定方式的相互关联和相互制约。
地质环境对人来工程活动的制约是多方面的。既可以表现为以一定作用影响工程建筑物的稳定和正常使用，也可以表现为以一定作用影响工程活动的安全；还可以表现为由于某些地质条件不具备而提高了工程造价，视地质环境的具体特点和人类工程活动的方式和规模而异。
人类工程活动又会以各种方式影响地质环境。例如房屋建筑物引起地基土层的压密，又如桥梁改变了局部水流条件从而使局部河段的侵蚀淤积规律发生变化等。 2. 简述岩体的基本特征。 ★（1）不连续性 （2）各向异性 （3）非均质性 （4）有条件转化性
3. 简述建造和改造对岩体结构的影响。
★（1）按照建造特征，可将岩体划分为块体状（整体状）结构、块状结构、层状结构、碎块结构和散体结构等类型。
（2）按照改变的程度，可划分为完整的、块裂化或板裂化的、随裂化的、散体化的等四个等级。 4. 根据裂隙岩石三轴压缩过程曲线，分析岩体变形破坏基本过程和阶段划分。
★（1）压密阶段：岩体中原有张开的结构面逐渐闭合，充填物被压密，压缩变形具有非线性特征，应力应变曲线呈缓坡下凹型。
（2）弹性变形阶段：经压密后，岩体可由不连续介质转化为似连续介质，进入弹性变形阶段，过程长短主要视岩性坚硬程度而顶。 （3）稳定破裂发展阶段：超过弹性极限以后，岩体进入塑性变形阶段，岩体内开始出现微裂隙，且随应力差的增大而发展，当应力保持不变时，破裂也停止发展。由于微裂隙出现，岩体体积压缩速率减缓，而轴向应变速率和侧向应变速率均有所增高。
（4）不稳定的破裂发展阶段：又称为累进性破坏阶段，进入本阶段以后，微破裂的发展出现了质的变化，由于破裂过程中所造成的应力集中效应显著，即使工作应力保持不变，破裂仍然会不断地累进性发展，通常是最薄弱环节首先破坏，应力重分布的结果又引起次薄弱环节破坏，依次进行下去直至整体破坏。 （5）强度丧失和完全破坏阶段：岩体内部的微破裂面发展为贯通性破坏面，岩体强度迅速减弱，变形继续发展，直至岩体被分成相互脱离的块体而完全破坏。 5. 试分析岩石（体）沿原有结构面的剪切机制与过程。
★（1）平面摩擦：通常为地质历史过程中曾经遭受过剪切滑动、随后又未胶结的结构面 。 （2）糙面摩擦：通常为地质历史过程中未遭受过明显剪动的结构面。可能有3种情况：越过凸起体、剪断凸起体、刻痕或犁槽。
(３)转动摩擦和滚动摩擦：当剪切是沿某一碎块体构成的剪切带，或沿夹有许多碎块的断裂面发生时，被两组或两组以上的结构面切割的块体可能发生转动或滚动。 6. 在工程地质评价中，如何判别活断层？（活断层的鉴别标志。）
★（1）文献调查：对以往工作进行系统调研，找出需要进一步研究的问题。
（2）航卫片判读：对航空照片、卫星相片进行判读解释，查明线性构造，分析断错水系。 （3）地形地貌调查：分析地形图，考查断层在地形上的反映；研究断层的大地貌和微地貌显示。 （4）地表地质调查：在断层及邻近地区进行详细地质调查，查清断层位置、规模、性质和时代等。
（5）开挖和钻探：在断层面附近开挖探槽和钻探，可以得到高精度资料，从而查明地层断错情况。
（6）年代测定：对断层带上新地层或断层物质时代进行年龄测定。
（7）α径迹和γ射线测量：α径迹法是测量断层上覆土层中氡气相对浓度，由α径迹数的峰值
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推断活断层位置和性状；同样也可以测定γ射线强度分布，从其峰值探测断层位置。
（8）断层气测量：直接测量断层气体，如CO2、H2、He、Ne、Ar、Rn、Hg、As、Sb、Bi、B等，可较准确地确定断层位置及其活动性。
（9）精密重磁测量：通过精密重力、磁力等测量发现重力异常、磁力异常和电阻率异常，从而帮助确定断层位置和产状。
（10）形变测量：通过跨断层短水准、短基线等精密观测，可查明活断层垂直、水平位移的幅度和速率。
（11）微震观测：利用已有微震观测资料或布设新的微震观测台网，分析微震活动图象，确定断层延伸位置及其活动性。
（12）浅层地震勘探：利用人工浅层地震勘探，可以获得连续观测资料，从而能准确查明断层切穿、错断上覆地层情况。
（13）水声探测：利用浅地层剖面仪等，对水域活断层进行数字式反射声波探测，可得到反射声波剖面，通过波速解析，可对比研究地层错断情况。
（14）断层物质研究：研究断层泥等，可帮助了解断层温压条件、力学性质、活动方式和活动年代等。
7. 场地地震效应的有哪些类型，各有何特征？
★（1）结构振动造成的破坏。包括由于承重强度不足所造成的破坏和由于结构的整体性不足造成的落架。
（2）地基失效或其他次生效应造成的破坏。如建筑物地基强度很低或地震加速度很大，就会导致地基承载力的下降、丧失以致变位、移动，由此而造成建筑物破坏。 8. 简述水库诱发地震的特点。 ★（1）震中密集于库坝附近； （2）震源极浅、震源体小；
（3）诱发地震活动与库水位及水荷载随时间变化的相关密切；
（4）水库诱发地震序列特点突出：前震极丰富，余震以低速衰减，主震震级不高，频度震级关系式中b值高，最大余震与主震震级比值高，等等；
（5）震源机制主要为走滑型和正断型两种，且前者居多。 9. 简述砂土地震液化的机制。
★包括先后相继发生的振动液化和渗流液化两种过程。
饱水砂土在强烈地震作用下先产生振动液化，使孔隙水压力迅速上升，产生上下水头差和孔隙水自下而上的运动，动水压力推动砂粒向悬浮状态转化，形成渗流液化，使砂层变松。 10.简述砂土地震液化的判别方法有哪些？ ★判别程序和判别方法
a. 地震液化初判：按照土质条件、埋藏条件、地质条件、地震条件进行初判。具体内容参见上述形成条件的内容。初判结果虽然偏于安全，但是可以将广大非液化区排除，把进一步的工作集中于可能液化区。
b. 现场测试法：凡经初步判别认为有可能液化或需考虑液化影响的饱和砂土或粉土，都应进行以现场测试为主的进一步判别。主要方法有标贯判别、静力触探判别和剪切波速判别。
c. 理论计算判别：当砂土层抵抗液化的抗剪强度τ小于按地震最大加速度求得的等效平均剪应力τa时，则可能液化。
11. 简述砂土地震液化的防护措施。
★（1）选择良好的场地，作为基础持力层。
（2）人工改良地基，通过增加盖重、换土、爆炸振密法、强夯与碾压、振冲法、排渗法、围封法等措施消除液化可能性哦限制其液化程度。
（3）选择合适的基础型式，如支撑桩基、管柱基础、筏片基础等形式。 12. 简述地面沉降的形成机制及形成条件。
★形成机制：承压水位降低引起应力转移以及土层压密，从而导致地面沉降。 形成条件：
（1）地质条件和水文地质条件：疏松的多层含水体系；其中承压含水层的水量丰富，适于长期开采；开采层的影响范围内，尤其是顶底板，有厚层的正常固结或欠固结的可压缩性粘性土层等，对于地面沉降的产生特别有利。
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（２）从土层内的应力转变条件来看，承压水大幅度波动式的趋势性降低，则是造成范围不断扩大的、累进性应力转变得必要前提。
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《工程地质分析原理》考试参考答案（2卷）
一. 比较每组名词之异同（任选6个，每个5分，共计30分） 1. 工程地质条件 / 工程地质问题
工程地质条件：与人类工程活动密切相关的地质条件，包括岩土类型与工程特性、地形地貌、地质构造、水文地质条件、物理地质现象、天然建筑材料等六个方面。
工程地质问题：人类工程活动与地质环境相互联系和相互制约，当出现不协调时，将产生相应的工程地质问题。
2. 结构面 / 结构体 / 岩体结构
结构面：岩体内分割固相组分的地质界面的统称。包括原生结构面、构造结构面和浅表生结构面三大类。
结构体：未经位移的岩体被结构面切割成的块体或岩块。
岩体结构：是建造与改造两者综合作用的结果。它以特定的建造如沉积岩建造、火成岩建造和变质岩建造为其物质基础，建造确定了岩体的原生结构特征而构造作用改造以及浅表生作用改造如卸荷、风化、地下水作用等，使岩体结构趋于复杂化。 3. 自重应力 / 构造应力
自重应力：在重力场作用下生成的应力为自重应力。
构造应力：岩石圈运动在岩体内形成的应力称为构造应力。构造应力又可分为活动构造应力和剩余构造应力。 4. 变形 / 破坏
变形：岩体承受应力，就会在体积、形状或宏观连续性方面发生某些变化。宏观连续性无显著变化者称为变形。
破坏：岩体承受应力，就会在体积、形状或宏观连续性方面发生某些变化。宏观连续性产生显著变化者称为破坏。
5. 围岩应力 / 山岩压力（山压）
围岩应力：开挖地下洞室时发生重分布后的围岩中的应力。
山岩压力（山压）：支撑结构与围岩之间相互作用时，对于衬砌结构来说就是山岩压力。 6. 凯塞尔（Kaiser）效应 / 岩爆
凯塞尔（Kaiser）效应：当受拉构件应力达到并超过材料所受过的最大先期应力时产生的有明显声发射出现的现象。凯塞尔（Kaiser）发现材料在单向拉伸或压缩试验时，只有当其应力达到历史上曾经受过的最大应力时才会突然产生明显声发射的现象。
岩爆：在高强度脆性岩体中开挖地下洞室时，围岩突然破坏，引起爆炸式的应变能释放，并有破碎岩块向外抛射的现象。
7. 屈服强度 / 残余强度 / 长期强度
屈服强度：岩土体中某点在应力状态下由弹性状态转变为塑性状态是具有的抗压强度。 残余强度：岩土体应力应变关系曲线越过峰值点后下降达到的最终稳定应力值。 长期强度：岩土体经长期受力以后，应力应变关系曲线峰值点所对应的应力值。 8. 蠕变 / 松弛
蠕变：固体材料在恒定荷载作用下，变形随时间缓慢增长的现象。 松弛：粘弹性固体材料在恒定应变下，应力随时间衰减的现象。 9. 固结灌浆 / 帷幕灌浆
固结灌浆：将浆液灌入地基岩石裂缝，以改善岩体力学性能的灌浆工程。
帷幕灌浆：在大坝的靠近上游面地基中布置一排或几排密布的钻孔，在高压下将水泥浆压入基岩的裂隙或断层破碎带中，以形成一道横过河床的不透水墙。它可以大幅度地减小帷幕后面的孔隙水压力和浮托力。
二、简述题（任选10题，每题7分，共计70分）
1. 人类工程活动中可能遇到的主要工程地质问题有哪些？
★（1）与区域稳定性有关的工程地质问题，如活断层、地震、水库诱发地震、区域性砂土液化、地裂缝、地面沉降、地面塌陷等。
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（2）与岩土体稳定性有关的工程地质问题，如斜坡岩土体稳定性问题、地下工程围岩稳定性问题、地基岩土体稳定性问题等。
（3）与地下水渗流有关的工程地质问题，如岩溶及岩溶渗漏、渗透变形等工程地质问题。 （4）与侵蚀淤积有关的工程地质问题，如河流侵蚀与淤积问题、湖海变岸磨蚀与堆积问题等。 2. 简述岩体结构面的成因类型及主要特征。
★按照成因类型可分为原生结构面、构造结构面和浅、表生结构面三大类型。
其中，原生结构面又可分为沉积结构面、火成结构面和变质结构面。沉积结构面是沉积过程中形成的层面、层理、软弱夹层、不整合面、假整合面、局部侵蚀冲刷面，以及成岩和后生过程中形成的成岩裂隙面和古风化面的等。火成结构面是侵入体与围岩的接触面、岩脉和岩墙接触面、侵入岩的流线流面、原生冷凝节理、火山喷发间断界面。变质结构面是区域变质的片理、片麻理、板劈理、片岩软弱夹层等。
构造结构面包括节理（х形节理、张节理）、断层（张性断层或正断层，压性断层或逆断层，扭性断层或平移断层）、层间错动面、羽状裂隙、破劈理。
表生结构面可以分为浅部结构面和表部结构面。浅部结构面包括卸荷断裂及重力扩展变形破裂面。表部结构面包括卸荷裂隙、风化裂隙、风化夹层、泥化夹层和次生夹泥等。 3. 分析影响岩体天然应力状态的主要因素及其作用。 ★（1）岩体类型和工程地质特征； （2）地形地貌条件； （3）地质结构和构造； （4）局部应力集中； （5）水文地质条件； （6）人类工程活动。
4. 试分析岩石（体）沿原有结构面的剪切机制与过程。
★（1）平面摩擦：通常为地质历史过程中曾经遭受过剪切滑动、随后又未胶结的结构面 。 （2）糙面摩擦：通常为地质历史过程中未遭受过明显剪动的结构面。可能有3种情况：越过凸起体、剪断凸起体、刻痕或犁槽。
(３)转动摩擦和滚动摩擦：当剪切是沿某一碎块体构成的剪切带，或沿夹有许多碎块的断裂面发生时，被两组或两组以上的结构面切割的块体可能发生转动或滚动。 5. 简述斜坡岩体应力场的基本特征。
★（1）由于应力的重分布，斜坡周围的主应力迹线发生明显偏转。越靠近临空面，最大主应力越接近平行于临空面，最小主应力则与之近于正交。
（2）由于应力分异的结构，在临空面附近造成应力集中带。但是，坡脚区和坡缘区情况有所不同。
（3）与主应力迹线偏转相联系，坡体内最大剪应力迹线由原先的直线变为近似圆弧线，弧的下凹面朝向临空方向。
（4）坡面处由于径向压力实际等于零，所以坡体实际上处于单向应力状态，向内渐变为两向或三向状态。
6. 简述斜坡变形破坏的地质力学模式及其形成机制和演化规律？ ★1、均质或似均质体斜坡
主要特征：均质的土质或半岩质斜坡，包括碎裂状或碎块状体斜坡，其外形决定于土、石性质或天然休止角。
主要变形模式：蠕滑拉裂。
可能破坏形式：转动型滑坡或滑塌。 2、层状体滑坡
a. 平缓层状体斜坡
主要特征：α<β（α---软弱面倾角，β---斜坡倾角。下同）。 主要变形模式：滑移---压致拉裂。
可能破坏形式：平推式滑坡、转动型滑坡。 b. 缓倾外层状体斜坡 主要特征：α≈β。
主要变形模式：滑移---拉裂。
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