《工程地質(zhì)與水文地質(zhì)》課后習題答案項目9

項目九工程地質(zhì)問題評價

1.簡述建筑工程土質(zhì)地基的變形破壞過程。

①直線變形階段②塑性變形（局部破壞）階段③完全破壞階段

2.建筑工程土質(zhì)地基沉降變形應滿足哪些要求？

①建筑基礎(chǔ)底面的壓力（基底壓力）不大于地基允許承載力。

②地基的實際沉降變形值小于規(guī)定的允許變形值。

③在水平荷載下，建筑不產(chǎn)生滑動和傾倒。

3.建筑工程土質(zhì)地基滑移破壞有哪幾種類型？

①建筑直接沿著地基土的表面滑移，僅僅表面土層的強度被破壞，成

為表層滑移。

②建筑的一部分沿著地基表面滑移，而地基土深處某一滑動范圍內(nèi)發(fā)

生強度破壞，并與建筑一起滑移，稱為混合滑移。

③建筑與地基接觸面的滑移不明顯，主要是建筑同地基一起在地基土

深處某一滑動范圍內(nèi)產(chǎn)生強度破壞，發(fā)成滑移，稱為深層滑移。

4.對于巖質(zhì)地基的穩(wěn)定性需要考慮哪些影響因素？

①巖質(zhì)地基與土地基不同，比較堅硬。但就單個巖塊來說，頁巖、泥

巖的等軟巖的變形模量小，在荷載作用下會產(chǎn)生較大的變形；而變形

模量大的堅硬巖石，其強度一般較高，變形較小。作為建筑地基的巖

體，因構(gòu)造運動和其他地質(zhì)作用，會產(chǎn)生節(jié)理和斷層等各種結(jié)構(gòu)面，

巖體中軟弱結(jié)構(gòu)面發(fā)育的數(shù)量、密度、延伸長度、性質(zhì)、產(chǎn)狀、空間

的組合關(guān)系、填充物性質(zhì)、填充物厚度以及巖體的風化等在很大程度

上都影響著巖體受力后的強度和變形。當巖體中的軟弱夾層、軟弱結(jié)

構(gòu)面、斷裂破碎帶較多時一，巖體的強度會大大降低，這是對待巖質(zhì)地

基時需要特別注意的。

5.試說明邊坡的種類及邊坡要素。

①邊坡本身②坡緣③坡腳④坡麓⑤邊坡高度⑥邊坡平距⑦邊坡坡度

6.邊坡變形破壞有哪些類型？各有哪些特征？

①松弛張裂

由于河谷深切等原因，邊坡的測向應力被削弱，導致坡體卸荷回彈并

出現(xiàn)張裂隙的現(xiàn)象。

②傾倒

一般發(fā)生在具有反傾邊坡的結(jié)構(gòu)，特別是與邊坡坡面反傾的薄層塑性

巖層或軟硬相同的巖層中。

③蠕動

邊坡巖土體在以自重為主的應力場的長期作用下，向臨空方向產(chǎn)生緩

慢而持續(xù)的變形。

7.試說明邊坡穩(wěn)定性評價方法的種類及其原理。

①地質(zhì)分析法

主要是針對影響邊坡穩(wěn)定的各種因素進行綜合分析研究，對邊坡穩(wěn)定

性做出定性判斷。

②工程地質(zhì)類比法

將所要研究的邊坡與類似的已研究過的邊坡進行對比，將以研究的經(jīng)

驗應用到新的邊坡工程中，對新邊坡的穩(wěn)定性做出定性評價。

③力學分析法

采用力學分析法評價邊坡穩(wěn)定時，對自然條件都做了某些簡化。但影

響邊坡穩(wěn)定的因素十分復雜，與邊坡穩(wěn)定性有關(guān)的許多因素和計算參

數(shù)都是隨機化的。

8.試說明地下洞室開挖應力重分布的機理。

由于地下洞室的開挖破壞了巖土體中原有的應力狀態(tài)，造成應力重分

布。在應力重分布的過程中，有些部位產(chǎn)生了較大的附加應力，破壞

了原有巖土體內(nèi)部的自然平衡狀態(tài)，導致巖土體產(chǎn)生變形、破壞等多

種工程地質(zhì)問題。

9.什么是地應力？什么是圍巖？什么是圍巖壓力？

①巖土體在自然狀態(tài)下所具有的初始應力稱為地應力。

②圍巖是指地下洞室開挖后發(fā)生應力重分布的洞周圍的土體。

③洞室開挖后，為保證洞室的穩(wěn)定需要經(jīng)常進行支護和襯砌，洞室支

護和襯砌結(jié)構(gòu)上必然受到圍巖變形和破壞的巖土體的壓力，這種由于

圍巖的變形與破壞而作用于支護和襯砌上的壓力，稱為圍巖壓力。

10.試說明地下洞室圍巖變形與破壞的種類及其特征。

①張裂塌落；在厚層狀或塊體狀圍巖的洞室拱頂部，當產(chǎn)生拉應力集

中，其值超過圍巖抗拉強度時，拱頂圍巖將發(fā)生垂直張裂破壞。

②劈裂剝落；過大的切向壓應力可使厚層狀或塊體狀圍巖表面出現(xiàn)與

洞室周邊平行的破裂。

③碎裂松動；是硬質(zhì)巖因多組節(jié)理發(fā)育呈鑲嵌破裂狀時的圍巖變形、

破壞的主要形式。

④彎折內(nèi)鼓；在薄層脆性圍巖中，當卸荷回彈或切向壓應力超過薄層

巖層的抗彎強度時，巖體變形、破壞將主要表現(xiàn)為層狀巖層彎折內(nèi)鼓

的方式破壞。

⑤巖爆；深埋地下工程在施工過程中常見的動力破壞現(xiàn)象，當具有較

高的脆性度和彈性的巖體中聚集的高彈性應變能大于巖石破壞所消

耗的能量時，將破壞巖體結(jié)構(gòu)的平衡，多余的能量會導致巖石爆炸，

使巖石碎片從巖體中剝離、蹦出。

⑥塑性擠出；洞室開挖后，當圍巖應力超過軟弱巖體的屈服強度時.，

軟弱的塑性物質(zhì)就會沿著最大應力梯度方向向消除了阻力的自由空

間擠出。

⑦膨脹內(nèi)鼓；洞室開挖后，往往促使水分由圍巖內(nèi)部的高應力區(qū)向圍

巖表部的低應力區(qū)轉(zhuǎn)移，常使某些含大量膨脹礦物、易于吸水膨脹巖

體發(fā)生劇烈的膨脹內(nèi)鼓變形，造成洞室設計空間不足。

11.地下洞室圍巖穩(wěn)定性的影響因素有哪些？并說其影響機理。

①巖性；堅硬完整的巖石一般對圍巖穩(wěn)定性的影響因素較小，軟弱巖

石由于其強度較低、抗水性差、受力容易變形和破壞，因而對圍巖穩(wěn)

定性的影響較大。

②巖體結(jié)構(gòu)；塊狀結(jié)構(gòu)的巖體作為地下洞室的圍巖，其穩(wěn)定性主要受

結(jié)構(gòu)面的發(fā)育程度和分布特點的控制。

③地質(zhì)構(gòu)造；地質(zhì)構(gòu)造對于圍巖的穩(wěn)定性有重要作用。

④構(gòu)造應力；一般在地質(zhì)構(gòu)造復雜的巖層中構(gòu)造應力十分明顯，盡量

劈開這些巖層對于地下洞室的穩(wěn)定性非常重要。

⑤地下水；地下水對地下洞室圍巖穩(wěn)定性的影響分為靜水壓力、動水

壓力、溶解和軟化作用等。

12.地下洞室圍巖穩(wěn)定性的分析方法有哪些？并說明其特征。

①圍巖穩(wěn)定分類法；以大量的工作實踐為基礎(chǔ)，以穩(wěn)定性觀點對工程

巖土體進行分類，并以分類指導穩(wěn)定性評價。

②工程地質(zhì)類比法；根據(jù)對大量實際資料的分析統(tǒng)計和總結(jié)，將不同

圍巖壓力的經(jīng)驗數(shù)值作為后建工程確定圍巖壓力的根據(jù)。

③圍巖結(jié)構(gòu)分析法；是在圍巖結(jié)構(gòu)及其特征研究的基礎(chǔ)上，考慮工程

力的作用方式采用圖解法和數(shù)值計算分析法判定圍巖的穩(wěn)定性。

④數(shù)學力學計算分析法；進行圍巖穩(wěn)定性分析時，經(jīng)常采用復變函數(shù)

進行圍巖應力與變形的計算，得出圍巖彈性解析解。

⑤模擬實驗法；在巖體結(jié)構(gòu)和巖體力學性質(zhì)研究的基礎(chǔ)上，考慮外力

①作用的特點，通過物理模擬和數(shù)學模擬方法研究巖體變形、破壞的

條件和過程，由此得出巖體穩(wěn)定性的直觀結(jié)果。

13.地下圍巖穩(wěn)定性的保障措施有哪些？并說明其保障機理。

①合理開挖，減少圍巖擾動；圍巖等級不同，應選擇不同的開挖施工

方案。

②預支護預加固措施;⑴小導管超前注漿⑵管棚超前支護⑶開挖面深孔

注漿

③開挖后的圍巖加固與支護⑴支撐⑵錨噴支護⑶二次襯砌

14.試論述地質(zhì)作用對公路隧道施工的影響。

公路隧道在穿越復雜地層時一，各種地質(zhì)構(gòu)造行跡（如水平、傾斜、褶

皺、節(jié)理裂隙、斷層破碎帶等）風化破壞、地下