工程地質分析原理中重要名詞解釋

工程地質分析原理思考題一、術語解釋0.1工程地質學：工程地質學是地質學的分支學科，是工程科學與地質科學相互滲透、交叉形成的一門邊緣學科，從事人類工程活動與地質環(huán)境相互關系的研究，是服務于工程建設的應用科學。（工程地質學通過工程地質勘察實現(xiàn)為工程建設服務。）工程地質勘察的任務：①闡明建筑場地的工程地質條件，并指出對建筑物有利和不利的因素。②論證建筑物所存在的工程地質問題，進行定性和定量的評價。③選擇地質條件優(yōu)良的建筑場地，并根據(jù)場地的工程地質條件對建筑物的配置提出建議。④研究工程建筑物興建后對地質環(huán)境的影響，預測發(fā)展演化趨勢，提出利用和保護地質環(huán)境的對策和措施。⑤根據(jù)所選定地點的工程地質條件和存在的工程地質問題，提出有關建筑物類型、規(guī)模、結構和施工方法的合理建議，以及保證建筑物正常施工和使用所應注意的地質要求。⑥為擬定改善和防治不良地質作用的措施方案提供地質依據(jù)。0.2工程地質條件：工程地質條件指的是與工程建設有關的地質因素的綜合，或是工程建筑物所在地質環(huán)境的各項因素。這些因素包括巖土類型及其工程性質、地質構造、地貌、水文地質、工程動力地質作用和天然建筑材料等方面。0.3工程地質問題：工程地址問題指的是工程地質條件與工程建筑物之間所存在的矛盾或問題。0.4非線性工程地質學：0.5機制過程分析法：0.6工程地質勘察工程地質勘察是工程建設前期的工作，是運用地質，工程地質及有關科學理論知識和各種技術方法，在建設場地及附近進行調查研究，為工程建設的正確規(guī)劃、設計、施工和運行等提供可靠的地質資料，以保證工程建筑物的安全穩(wěn)定，經濟合理和正常運用。勘察內容主要包括五項：①搜集研究區(qū)域地質、地形地貌、遙感照片、水文、氣象、水文地質、地震等已有資料，以及工程經驗和已有的勘察報告等;②工程地質調查與測繪；③工程地質勘探見工程地質測繪和勘探；④巖土測試和觀測見土工試驗和現(xiàn)場原型觀測、巖體力學試驗和測試；⑤資料整理和編寫工程地質勘察報告。1.1巖體：通常把在地質歷史過程中形成的，具有一定的巖石成分和一定結構，并賦存于一定的地應力狀態(tài)的地質環(huán)境中的地質體稱為巖體。巖體通常是指地質體中與工程建設有關的那一部分，它由處于一定應力狀態(tài)的、被各種結構面所分割的巖石組成。即由結構面網絡及其所圍限的巖石塊體組成。1.2結構面：是指地質歷史發(fā)展過程中，在巖體內形成的具有一定的延伸方向和長度，厚度相對較小的地質界面（或帶）。結構面既包括有形的如：斷層，節(jié)理，層理等；也包括無形的如：褶皺軸面、不整合面等。1.3巖體結構：指巖體中結構面與結構體的排列組合特征。它包括結構面和結構體兩個要素。結構體是指巖體中被結構面切割圍限的巖石塊體。巖體結構類型劃分為整體狀結構、塊狀結構、層狀結構、破裂狀結構、散體狀結構。1.4結構面的連通率（連續(xù)率）公式定義：KL=S1/S2S1表示結構面的固有間距；S2表示結構面的平均間距。①測量的數(shù)據(jù)愈多，上式愈接近于實際。②以上求得的連續(xù)率只是結構面在剖面上交線的連續(xù)率。1.5淺表生作用2.1自重應力及構造應力：在重力場作用下生成的應力為自重應力。地殼在巖體內造成的應力為構造應力。注：天然應力：人類活動之前存在于巖體中的應力成為天然應力或地應力。2.2變異應力：這類由巖體的物理狀態(tài)、化學性質或賦存條件方面的變化引起的應力，通常只具有局部意義，可統(tǒng)稱為變異應力。2.3殘余應力：承載巖體遭受卸荷或部分卸荷時，巖體中某些組分的膨脹回彈趨勢部分地受到其它組分的約束，于是就在巖體結構內形成殘余的拉、壓應力自相平衡的應力系統(tǒng)，此即殘余應力。2.4臨界應變速率C0單位時間內發(fā)生的線應變或剪應變。當應力小于某臨界值時，變形初期，應力增高，但隨時間推移，應力一旦達到某一極限值就會不再增長，而變形不斷發(fā)展。2.5蓆狀裂隙：在出露于地表的侵入巖體內，廣泛見有一種近水平平行分布的區(qū)域性裂隙發(fā)育，通常上部較密，向下逐漸變稀疏，這就是通稱的蓆狀裂隙。2.6巖體的側壓力系數(shù)N0巖體的側壓力系數(shù)N0土在有側限的條件下受壓時，側向有效壓力(σ‘x)與垂直有效壓力(σ‘z)之比，稱側壓力系數(shù)(∈)，土的側壓力系數(shù)一般小于1。在巖體力學中，側壓力系數(shù)是指水平壓應力與垂直壓應力之比，因此，巖體中的側壓力系數(shù)可以大于1。2.7凱塞爾（Kaiser）效應：1950年，德國學者J.Kaiser發(fā)現(xiàn)受單向拉伸力作用的金屬材料，只有當應力達到并超過材料所受過的最大前期應力時才會開始有明顯的聲發(fā)射現(xiàn)象出現(xiàn)，這就是凱賽爾效應。金屬材料在塑性變形時的聲發(fā)射與作用應力之間存在一種不可逆的效應，稱為“凱塞爾效應”、即材料受到一定的應力作用時有聲發(fā)射現(xiàn)象產生，停止施加應力則聲發(fā)射也停止，但是在重新施加應力時，如果應力值不超過原來的應力水平，那么材料就不會再有聲發(fā)射產生。3.1屈服強度：巖體由彈性變形階段進入塑性變形的臨界應力稱為巖體的屈服強度。屈服強度→應力超過此強度后，巖體中即開始出現(xiàn)局部破裂（穩(wěn)定發(fā)展階段）→長期強度（巖體進入不穩(wěn)定發(fā)展階段的臨界應力稱為長期強度）→此時即使應力不再增高，時間一長，巖體也會通過累積性破壞→至最終破壞。3.2殘余強度：巖體遭受最終破壞以后仍然保持著一定的強度，稱為殘余強度。3.3蠕變和松弛：蠕變是指巖石在恒定的荷載作用下，變形隨時間逐漸增大的性質。在變形恒定的情況下巖石內應力隨時間而降低，稱為松弛。3.4超空隙水壓力：在荷載過程中，飽水的土體所承受的附加壓力P是由水和顆粒骨架兩相分別承擔的。其中由水承受的壓力稱之為中性壓力Pwe，由顆粒骨架承受的那部分壓力稱之為有效壓力Ps，這種由于附加壓力引起的中性壓力，稱之為超空隙水壓力。3.5累進性破壞：即應力變化不大，微裂及擴張地不斷進行擴張、轉移直至整體破壞。4.1活斷層：是指現(xiàn)今正在活動的斷層，或近期曾活動過，不久的將來可能會重新活動的斷層。(活斷層一般被理解為目前還在持續(xù)活動的斷層，或在歷史時期或近期地質時期活動過、極可能在不遠的將來重新活動的斷層。后一種情況也可稱為潛在活斷層。)5.1地震的震級和烈度震級：地震震級是衡量地震本身大小的尺度，由地震所釋放出來的能量大小來衡量。釋放的能量愈大則震級愈大。地震震級分為九級，一般小于2.5級的地震人無感覺;2.5級以上人有感覺;5級以上的地震會造成破壞。烈度：地震烈度是衡量地震所引起的地面震動強烈程度的尺度。它不僅取決于地震能量，同時也受地震源深度，震中距，地震傳播介質的性質等因素的影響。5.2地震基本烈度：所謂地震的基本烈度是指在今后一個時期內在一定地點的一般場地條件下可能遭遇的最大烈度。5.3震源機制斷層面解：將P波（縱波）初動象限分布的圖像用赤平極射投影圖來表示，就為震源機制斷層面解。5.4地基土的卓越周期地震發(fā)生時，由震源發(fā)出的地震波傳至地表巖土體，迫使其振動。由于地表巖土體對不同周期的地震波有選擇放大作用，某種巖土體總是以某種周期的波選擇放大得多而好，這種周期即為該巖土的特征周期，也叫卓越周期。5.5粘滑指剪切破壞過程中，由于動、靜摩擦角的差異或由于凸起體剪斷、翻越，或由于轉動磨擦中的翻轉所造成的剪切位移突躍現(xiàn)象。恒定牽引力作用下的界面滑動速度一般保持恒定或者近似恒定，但在某些情況下，滑動速度卻有較大波動。如果摩擦力或者滑動速度隨著滑行距離或者時間出現(xiàn)一種波動狀態(tài)，這就是所謂的粘滑現(xiàn)象。在粘滯階段，靜摩擦力逐漸增至一定值，一旦外力足以克服這個摩擦力，界面就發(fā)生滑移。在粘滑過程中，摩擦力與時間關系曲線是鋸齒狀。只有靜摩擦力因數(shù)明顯大于滑動摩擦因數(shù)，才能發(fā)生這種典型的粘滑。粘滑既可以重復出現(xiàn)，也可以隨即發(fā)生，如果動摩擦因數(shù)隨著滑動速度的變化斜率在某個速度下為負值，那么就出現(xiàn)諧振現(xiàn)象。6.1水庫誘發(fā)地震：水庫誘發(fā)地震是指因水庫蓄水而誘使壩區(qū)、水庫庫盆或近岸范圍內發(fā)生的地震。7.1砂土液化定義：飽水的疏松粉、細砂土在振動作用下突然破壞而呈現(xiàn)液態(tài)的現(xiàn)象。飽和的疏松粉、細砂土體在振動作用下有顆粒移動和變密的趨勢，對應力的承受由砂土骨架轉向水，由于粉、細砂土的滲透性不良，孔隙水壓力急劇上升。當其達到總應力值時，有效正應力下降到0,顆粒懸浮在水中，砂土體即發(fā)生振動液化，完全喪失強度和承載能力。砂土發(fā)生液化后，在超孔隙水壓力作用下，孔隙水自下向上運動。如果砂土層上部無滲透性更弱的蓋層，地下水即大面積地漫溢于地表；如果砂土層上有滲透性更弱的粘性土覆蓋，當超孔隙水壓力超過蓋層強度，則地下水攜帶砂粒沖破蓋層或沿蓋層已有裂縫噴出地表，即產生所謂的“噴水冒砂”現(xiàn)象。危害：地基砂土液化可導致建筑物大量沉陷或不均勻沉陷，甚至傾倒，造成極大危害。地震、爆破、機械振動等均能引起砂土液化，其中尤以地震為廣，危害最大。9.1彎曲—拉裂彎曲—拉裂主要發(fā)育在陡立或陡傾內層狀體組成的中-極陡坡中。主要發(fā)生在斜坡前部，陡傾的板狀巖體在自重彎矩作用下，于前緣開始向臨空方向做懸臂梁彎曲，并逐漸向坡內發(fā)展。彎曲的板梁之間互相錯動并伴有拉裂，彎曲體后緣出現(xiàn)拉裂縫，形成平行于走向的反坡臺階和槽溝。板梁彎曲劇烈部位往往產生橫切板梁的折裂。10.1地下洞室圍巖

地下洞室：為各種目的修建在地層內的中空通道或中空洞室統(tǒng)稱為地下洞室，包括礦山坑道、鐵路隧道、水工隧洞、地下發(fā)電站廠房、地下鐵道及地下停車場、地下儲油庫、地下彈道導彈發(fā)射井、以及地下飛機庫等。圍巖：由開挖洞室引起的應力狀態(tài)的重大變化局限在洞周一定范圍之內。通常此范圍等于地下洞室橫剖面中最大尺寸的3—5倍，習慣上將此范圍內的巖體稱為“圍巖”。10.2山巖壓力（山壓）山巖壓力又稱圍巖壓力，是指硐室圍巖對硐室支護結構的壓力，單位為帕。10.3巖爆定義一：地下工程開挖過程中由于應力釋放出現(xiàn)圍巖表面自行松弛破壞并噴射出來的現(xiàn)象。定義二：在地應力高的巖體中開挖硐室，圍巖應力突然釋放，巖塊破裂并拋出的動力現(xiàn)象。定義三：高應力地區(qū)，由于洞壁圍巖中應力高度集中，使圍巖產生突發(fā)性變形破壞的現(xiàn)象。10.4塑流涌出：當開挖揭穿了飽水的斷裂帶內的送傘破碎物質時，這些物質就會和水一起在壓力下呈夾有大量碎屑物的泥漿狀突然地涌入洞中，有時甚至可以堵塞坑道，給施工造成很大的困難。10.5碎裂松動：碎裂松動是碎裂結構巖體變形、破壞的主要形式。10.6新奧法：奧地利人L.v.Rabcewicz根據(jù)本國多年隧道施工經驗總結出的一種施工法。特點是采用光面爆破；以錨噴作一次支護，必要時加鋼拱支架；根據(jù)圍巖地壓及變形實測數(shù)據(jù)，再合理進行二次支護；對軟巖強調封底。11.1表層滑動（表面滑動）：是沿混凝土基礎與基巖接觸面發(fā)生的剪切滑動。主要發(fā)生