工程地质与水文地质题

工程地质与水文地质题内容摘要：

第二阶段： 、 此两阶段的最终反应： 第三阶段：从水中物理溶解的一部分二氧化碳转为化学溶解，即促进上述反映，促进碳酸钙的溶解。 第四阶段：从外界补充二氧化碳到水中。 自然界多为开放性系统，因此，碳酸钙将被持续溶解，从总的方向上看，岩溶过程不可逆。 2. 混合溶蚀效应： 不同成分或不同 温度的水混合后，其溶蚀性有所增强，这种增强的溶蚀效应叫做混合溶蚀效应。 混合溶蚀效应对岩溶发育的影响： 断裂带或节理裂隙 汇合点 岩溶特别发育 , 河谷侧向常能形成大型水平岩溶带 . 分类： 1）饱和溶液的混合溶蚀效应 指两种或两种以上已失去溶蚀能力的饱和溶液，在碳酸盐岩体内相遇，混合后溶液由原来的饱和状态变为不饱和状态，从而产生新的溶蚀作用，继续溶解碳酸盐岩。 2）不同温度溶液的混合溶蚀效应 如果有两种温度不同而饱和度相同的水相混合，或一种水溶液由高温变为低温，都将增大二氧化碳的溶解度，从而加强溶液的溶蚀能力，继 续溶蚀作用。 1） .酸效应：氢离子能与碳酸根离子结合，从而增加碳酸钙的溶解 2）同离子效应：抑制岩溶作用 3）离子强度效应：溶液中有与碳酸钙不相关的强电解质离子时，将使碳酸钙的溶解度增大，从而促进碳酸钙的溶解。 17 三 ： 岩溶发育的基本条件及影响因素 （简答版） （ 1）可溶性岩石（ 2）溶蚀性水溶液（ 3）水的循环交替条件 地质因素：断层、褶皱、岩性组合 ； 气象因素：降水、气温 ； 地形地貌与新构造运动： 地形地貌、新构造运动。 Ⅷ 、 地面沉降的诱发因素，地质环境和机制分析 （ 我认为其为一个多 种动力机制产生的一个现象，不存在单独的机制） 一：诱发因素 1）地球内营力作用，包括地壳下降运动，地震，火山等 2）地球外营力运动，包括溶解，氧化，冻融等 持续超量抽取地下水 ， 开采石油 ， 开采水溶性气体（如天然气等） 其他诱发因素还有 （此处稍微了解便可） ：大面积灌溉农田，高荷载建筑群相对集中，静荷载长期作用，导致软土蠕变，地面振动荷载等 二：地面沉降的地质环境 沉积环境模式 （河流中下游高弯度处） 沉积环境模式（河流入海口处） 地 沉积环境模式 三：沉降机制分析（从水，土分析的） 承压水位下降引起的应力变化 粘性土层变形机理 、 粘性土层固结历史 、 粘性土的固结状态 Ⅸ、泥石流形成的 条件 (1)地形条件。 地表崎岖，高差悬殊，切割强烈，是泥石流分布区的 地形特征。 (2)地质因素 松散固体物质的来源及数量多少取决于地质因素。 地质因素包括地质构造、地层岩性、新构造运动及地震、不良物理地质现象等。 它们以不同方式提供松散碎屑物，是泥石流形成的 物质基础。 (3)气候水文因素 气候水文因素与泥石流形成关系极为密切，既影响形成泥石流的松散碎屑物质，又 影响形成泥石流的水体成分和水动力条件，而且还往往是泥石流暴发的 激发因素。 18 活断层 （制止不了，只能应对） 活断层区的建筑原则有哪些 ? （活断层太大，跨不过去） (1)建筑物场址一般应 避 开活动断裂带 (2)线路工程必须跨越活断层时，尽量使其 大角度相 交 ，并尽量避开主断层 (3)必须在活断层地区兴建的建筑物，应尽可能地选择 相对稳定地块 即 “ 安全岛 ” ，尽量将重大建筑物布置在断层的 下盘。 (4)在活断层区兴建工程，应采用适当的 抗震结构和建筑型式 地震： 简 要分析场地工程地质条件对宏观震害的影响。 ① 岩土类型及性质： (本条可做单独题目： 试述场地岩土条件对震害的影响。 ) 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。 ② 地质结构 离发震断裂越近，震害越大，上盘尤重于下盘。 ③ 地形地貌 :突出、孤立地形震害较低洼、沟谷平坦地区震害大 ④ 水文地质条件 :地下水埋深越小，震害越大。 2．简述地震区抗震设计原则，措施 （ 1）场地选择原则 （一个字：避，地震太强大了，只有避开） 1） 避 开活断层（与上题 的 2 对应） 2）极可能 避 开具有强烈振动效应和地面效应的地段（与上题的 1 对应） 3） 避 开不稳定斜坡地段（与上题 3 对应） 4）尽量 避 开孤立地区，地下水埋深较浅的地段。 （与上题 3,4 对应） （ 2）抗震措施（持力层和基础方案选择） 1）基础砌置在 坚 硬 土层上 2）砌置 深 度应该大一些，以防发生倾斜 3） 不 宜使建筑物 跨 越性质不明的土层上 （注意，是不跨越土层，而不是不跨越活断层，活断层只能绕） 19 4）建筑物结构设计要 加强 整体强度，提供抗震性能 砂土液化 液化砂土的地基处理措施有： 振 冲法， 排 渗法，强 夯 法， 爆 炸 振 密法，板桩 围 封法， 换 土，增加 盖 重 岩石风化 （从书中总结，感觉非重点） 对 已 经风化的岩石的处理：挖除，加固，防渗帷幕灌浆处理，混凝土盖板跨越，支挡，防排水。 预防措施： 两个思想：使风化营力与被保护岩石隔离；降低风化营力的强度 具体：铺盖，涂抹表面，灌浆填充，回填 封闭 （指较高或较深开挖时） 滑坡： 防治 方法。 六字方针： 挡，排，削，护，改，绕 即： 抗滑工程（挡墙、抗滑桩、锚杆、锚索、支撑）、排水工程、削坡减荷、防冲护坡、土质改良、防御绕避等。 治理工程通常采取综合治理措施，以防为主，治理为辅。 渗透变 形 （自己总结六字方针：截，铺，排，盖，降，改） （括号内简答题不答） 1）垂直截渗：防渗帷幕，截水槽，混凝土防渗墙 2）水平铺盖（当透水层很厚，垂直截渗难以奏效时，用此法。 在上游粘性土铺盖，并与坝体防渗斜墙相接。 其渗透系数比地基小，只是长强渗径，减小水力梯度，不能完全截断渗流） 3）排水减压（排水沟，减压井。 作用是吸收渗径，减小逸出段的实际水力梯度 4）反滤盖重（反滤层：在渗流逸出段分层铺设不同粒径的砂砾石层，层界面与渗流方向正交，粒径游戏到粗，常设 3 层。 既可保证排水通畅，降低逸出水力 梯度，又可起到盖重作用） 5）人工降低地下水位（既可防治流沙，又可防治地下水涌入基坑） 6）物理，化学方法改造，如：冻结，电动硅化，灌浆（化学浆液） 20 岩溶 （ 灌。 铺。 堵，截，导） 灌浆，铺盖， 堵洞， 截渗，疏导 （ 包括修建：自动启闭闸门，烟囱式调压井，卧管式调压井） ： 挖填，跨盖，灌注加固，合理疏导水气，绕避，强夯 （对比： 液化砂土的地基处理措施有： 振 冲法， 排 渗法，强 夯 法， 爆 炸 振 密法，板桩 围 封法， 换 土，增加 盖 重 对已经风化的岩石的处理：挖除，加固，防渗帷幕灌浆 处理，混凝土盖板跨越，支挡，防排水。 ）。 （ 岩溶渗漏条件分析 ）（水库渗漏的研究内容） 、分布规律 重点查明溶洞、暗河的展布位置、规模等，进行岩溶泉水流量、高程调查，确定通道的位置及可能影响程度。 地面调查 ,地球物理勘探 ,连通试验 (荧光示踪剂 , 放射性同位素 ,盐等 ),钻探等。 （ 1）岩层组合： 当夹有非可溶岩地层时，可借助该层防止渗透 （ 2）地质构造： ★ 褶皱 纵向谷就是比较深的山谷、横向谷就是比较浅比较长的山谷 ：与河流所处褶皱的部位有关 ：修水库不利，但充分利用隔水层，可能防止坝区渗漏。 ：具体分析 ★ 断层：既可有利于渗漏，又可不利于渗漏 ★ 岩体侵入：相对隔水层的分布位置 位于库水位以上，不会渗漏 3. 查明河谷区水文地质条件 可将河谷分为补给型、排泄型、悬托型三种类型。 补给型：渗漏与否视蓄水后库水位和地下水位关系而定。 建库后，仍为补给型，不永久渗漏，若建库后为排泄型，则渗漏 21 排泄型：建库后，肯定会产生永久渗漏 悬托 型：一定渗漏 泥石流 泥石流的防治对策和措施 （治理水土） 形成区： 护坡（植树造林，护坡草被），排水 （坡面排水系统） 流通区： 拦挡工程（低坝，石墙，拦挡坝） 堆积区： 排导措施（泄洪道，导流堤） 二：活断层 ： 深大断裂复活的产物 具有继承性和反复性 按活动方式分为 地震断层（粘滑型） 和 蠕变断层（蠕滑型） 、地形地貌方面识别活断层的标志有那些。 （活断层的识别标志） （ 1）地质方面：地表最新沉积物的错断；活动层带物质结构松散；伴有地震现象的活断层，地表出现断层陡坎和地裂缝。 （ 2）地貌方面： ① 断崖：活动层两侧往往是截然不同的地貌单元直接相接的部位。 ② 水系：对于走滑断层 （ Ⅰ ） 一 系列的水系河谷向同一方向同步移错； （ Ⅱ ） 主干断裂控制主干河道的走向。 ③ 山脊，山谷，阶地和洪积扇错 ④ 近期断块的差异性升降运动，可使同一级夷平面分离解体，高程相差较大。 ⑤ 不良地质现象呈线形密集分布； （ 3）水文地质方面：导水性和渗水性较强；泉水常沿断裂带呈线状分布，植被发育。 （ 4）历史资料方面：古建筑的错断、地面变形；考古；地震记载。 （ 5）地形变监测方面：水准测量、三角测量。 （ 6）遥感图象：用于鉴别大区域范围内的活断层。 22 三：地震 1． 震级：是衡量 地震本身大小 的尺度，由地震所释放出来的 能量 大小所决定。 2． 烈度： 地面震动强烈程度 ， 受地震释放的能量大小、震源深度、震中距、震域介质条件的影响。 （ 1）地震基本烈度：一定时间和一定地区范围内一般场地条件下可能遭遇的最大烈度。 即一个地区的平均烈度 （ 2）设防烈度（设计烈度）：是抗震设计所采用的烈度。 是根据建筑物的重要性、经济性等的需要，对基本烈度的调整。 注：不大常用的东西 场地烈度：同一基本烈度地区，场地条件不同而进一步 划分，对 基本烈度 修正。 3．地震效应类型：振动破坏效应，地面破坏效应，斜坡破坏效应。 4. 振动破坏效应的分析方法 静力分析法和动力分析法 静力分析法的前提： 1） 建筑物是刚体，即建筑物各部分作为一个整体，具有相同的加速度 2） 建筑的加速度和地面的加速度是相同的。 3） 地震作用在建筑上的力是固定不变的，由地面振动的最大加速度决定。 动力分析法的前提： 2） 建筑物是单质点系的弹性体 3） 作用于建筑物基底的运动为简谐运动 即所测得结构系统的动力反应，不仅取决于地面振动的最大加速度，还取决于结构本身的动力特征，其中最主要的是结构 的自振周期和阻尼比。 阻尼比越大，建筑物固有周期和地面振动周期差别越大，越难引起共振。 5． 卓越周期 ： 岩土体对不同周期的地震波有选择放大作用，某种岩土体总是以某种周期的波选择放大得尤为明显而突出，这种周期即为该岩土体的卓越周期。 卓越周期的实质是波的共振。 23 四： 砂土液化 1. 砂土液化：饱水砂土在地震、动力荷载或其它物理作用下，受到强烈振动而丧失抗剪强度，使砂粒处于悬浮状态，致使地基失效的作用或现象。 例如： 振动液化 ： 饱水砂、粉砂土在振动力的作用下，抗剪强度丧失的现象。 2． 存目：砂土液化判别（课 本 71 页）了解，其实是按照砂土液化的因素 ，并考虑了历史地震，液化，以及倾斜场地由于液化而流滑的可能。 岩石风化 1．基本概念 岩石风化的类型：物理风化，化学风化，生物风化 风化壳：遭受风化的岩石圈表层 （风化带是同一地点深浅，由外到里分带的） （共五点） (1)颜色 风化岩石在外观上表现出颜色的差异 （ 2）破碎程度 :风化程度越深，原岩破碎程度越大 从深部完整新鲜的岩石到地表：岩块→块石→碎石→砂粒→粉砂粒 总体上：上部以粉砂粒为主，夹砂粒，碎石；下部以块石，碎石为主，裂缝中夹砂粒，粉砂粒。 （ 3）矿物成分变化：不同风化带，矿物组合特点不同 剧风化带：除石英外，大部分的矿物已变异，形成稳定的矿物，如粘土矿物 弱，微风化带：矿物变异主要发生在块石裂缝周围，形成薄膜 （ 4） 水理性质和物理性质的变化 由上至下： 孔隙性压缩性由大变小 吸水性由强到弱 波速由小到大 强度由低到高 （ 5）钻探掘进及开挖中的技术特性（是否可挖动，是否需爆破等） 斜坡，斜坡变形和破坏 24 注：斜坡的定义：地壳表部一切具有侧向临空面的地质体， 一般分为天然斜坡和人工边坡， 形态要素为：坡顶面，坡肩， 坡面，坡脚，破角，坡底面，坡高。