工程地质学复习题（答案）(3)

16、什么是工程地质条件以及工程地质问题。

答：工程地质条件是与工程建设有关的地质因素的综合，或是工程建筑物所在地质环境的各项因素，包括岩土类型、地质构造、水文地质、工程动力地质作用和天然建筑物材料方面。 工程地质问题：工程建筑物与工程地质条件之间所有存在的矛盾或问题。

17、工程勘查各阶段的分类。

答：①规划（或可行性研究）阶段工程地质勘察；②初步设计阶段工程地质堪察；③详细设计阶段地质堪察；④技术施工设计（或者施工图设计阶段工程地质堪察）。

19、简述岩土工程勘察方法或技术手段

岩土工程勘察方法或技术手段，主要以下几种： （1）工程地质测绘 （2）勘探与取样

（3）原位测试与室内实验 （4）现场检验与监测

五、详答题

1、工程地质学的主要任务有那些？ 答：工程地质学的主要任务为： ①阐明建筑地区的工程地质条件，并指出对建筑物有利的和不利的因素；

②论证建筑物所存在的工程地质问题，进行定性和定量评价，作出确切的结论；

③选择地质条件优良的建筑场址，并根据场址的地质条件合理配置各个建筑物；（选址）

④研究工程建筑物兴建后对地质环境的影响，预测其发展演化趋势，并提出对地质环境合理利用和保护建议；（反馈）

⑤根据建筑场址的具体地质条件，提出有关建筑物类型、规模、结构和施工方法的合理建议，以及保证建筑物正确使用所影注意的地质要求；（限制）

⑥为拟定改善和防治不良地质作用的措施方案提供地质依据。（矛盾转换、解决）

1、简述工程地质堪察方法及特点和相互关系。

答：1）工程地质堪察方法有：①工程地质测绘；②工程地质勘探（包括物探、钻探和坑探）；③工程地质实验；④工程地质长期观察；⑤堪察资料的分析整理。

2）①的特点是经济、快速、有效；②的特点是经济、迅速，在一定的区域内、多解性、钻探和坑道能取得准确，可靠的的第一手地质资料，耗费较多人力、物力及较长的作业时间；③室内试验的特点是方便易行，并能对大量样品进行试验以便统计分析求参照，样品尺寸大小，成果不完全反映实际情况，室外试验的特点，能反映世纪情况，但耗费人力，物力和较长的试验周期，不可大量进行；④的特点能掌握观测对象的动态规律，了解发展趋势，耗费人力、物力、工作周期长。

3）是其他堪察工作的基础和依据；物探工作以测绘工作为指导，并可用钻探和坑道加以验证，，它们之间互为补助。钻探和坑探以测绘为物探资料作为勘探设计的依据，此外，钻探能为现场试验取样，长期观测，地基处理等工作提供便利条件；所有试验的数量，项目和采样位置都必须以测绘、勘探成果为基础；只有通过郑整理工作，才能使原是数据系统归类，总结出规律性，作为专门问题分析依据以及提供工程设计使用。

3、斜坡变形破坏的基本模式（用文字图形说明）及其在斜坡稳定性评定中的意义。

答：①基本模式使崩塌和滑坡。

②影响斜坡稳定性因素有斜坡岩土类型和性质，岩体结构和地质构造、风化、水的作用、地震和人类工程活动。软弱地层常发生滑坡，而坚硬岩石类形成高陡的斜坡，受结构面控制引起破坏主要是是崩塌，顺坡向高陡斜坡上的薄板状岩石，往往形成滑坡，黄土则带有崩塌发生。

滑坡推力计算法评价斜坡稳定性的原理与过程（可为论述，也可计算）

E 滑坡推力E是总下滑力?T与总

N 抗滑力?R之间的差值，即

W ? E=?T-?R。当滑坡推力E>0有推T Ntg?+CL 力，当E<0则无推力，当E=0为? 极限平衡状态。 1 ○计算之前，根据滑面的起伏? 2 ○情况，进行条分，确定每条的底3 ○? 4○ 面倾角?、?、C、几何尺寸等数

5 ○? 据。 ? ? 计算过程如下： 对于第一块段，若只考虑重

折线形滑动面的滑坡计算

量，则作用在滑面上的下滑力

剖面

T1和抗滑力R1为

T1=W1?sin?1

23233333312354R1=W1?cos?1?tg?1+C1L1

第一块段的剩余下滑力E1为

E1=T1-R1= W1?sin?1- W1?cos?1?tg?1-C1L1

这个剩余下滑力也就是作用在第二块段上的推力。

对于第二块段，若不考虑第一块段传来的推力，其剩余下滑力E2’为

E2’=T2-R2=W2?sin?2-W2?cos?2?tg?2-C2L2

E1作用在第二块段与第一块段结合面上，可以分解成平行和垂直于第二块段底面的切向力T2’与法向力N2’，即

T2’=E1?cos(?2-?1) N2’=E1?sin(?2-?1)

此时，第二块段的剩余下滑力E2为

E2=W2?sin?2-W2?cos?2?tg?2-C2L2+E1[cos(?2-?1)-sin(?2-?

1)?tg?2]

令?1=cos(?2-?1)-sin(?2-?1)?tg?2，则

E2=W2?sin?2-W2?cos?2?tg?2-C2L2+E1?1

由此可获得任意一个块段滑坡推力Ei通用计算公式为

Ei=Wi?sin?i-Wi?cos?i?tg?i-CiLi+Ei-1?i-1

最后一个块段n的剩余下滑力（滑坡推力）En为

En=Wn?sin?n-Wn?cos?n?tg?n-CnLn+En-1?n-1

若En>0则斜坡会失稳，否则为稳定。

由于各块段计算参数存在一定的误差，为安全起见，将抗滑力部分除以一个安全系数Ks。此值一般为1.05-1.25。则

Ei= Ei-1?i-1+Wi?sin?i-(Wi?cos?i?tg?i-CiLi)/Ks

计算时应注意，当某一块段的剩余下滑力E为负值，表示没有剩余下滑力。由于岩体的抗拉强度较小（一般只有抗压强度的十分之一左右，土体不能承受拉力），故此时E取零，然后以下的块段重新计算推力。

8、试推导单一同向结构面斜坡稳定系数K计算公式。如果滑坡区地下水位较高，滑动体为相对隔水层时，斜坡稳定系数K又如何计算？（可为论述，也可计算）

(1) 单一同向结构面斜坡

斜坡稳定性受倾向与坡向一致的一组

B 软弱结构面控制。其稳定性计算可沿滑动方

h 向取一单位宽度剖面（右图）。设斜坡坡角

L H 为?，有一结构面AB，长度为L，倾角?，? T ? N 该结构贯穿整个斜坡，结构面以上部分的变A W 形体（分离体）最大高度为h。

单一同向结构面斜坡稳定性

变形体所受重力W可沿结构面分解为平行与滑面向下的下滑力T和垂直于结构面的正压力N为

T?W?sin? N?W?cos?

结构面上的抗滑阻力F由两部分组成，一是结构面上的摩擦阻力，另一是结构面的粘聚力：

F?N?tg??C?L?W?cos??tg??C?L

于是，该斜坡稳定系数为

K?FW?cos??tg??C?Ltg?C?L??? TW?sin?tg?W?sin?由于

W???g?V?1???g?L?h?cos? 2所以稳定系数为

K?tg?4C? tg???g?h?sin2?上式表明，结构面的长度对斜坡稳定性没有影响，而变形体高度h和滑面倾角?的影响较大，h和?越大，斜坡稳定性越差。滑面的性质对斜坡稳定性影响很大，如果结构面很软弱如为泥化夹层或平整光滑，则结构面上的摩擦阻力和粘聚力降低，斜坡的稳定性大大下降。当结构面的粘聚力很小，甚至接近零时，滑体的稳定性只取决于摩擦阻力的大小，有

K?tg? tg?计算形式与无粘性土坡的稳定系数计算公式一致。

当K=1时，斜坡在理论上处于极限平衡状态，这时对应的变形体高度H为斜坡极限高度Hmax。由几何关系推导得

Hmax?2C?sin??cos???g?sin(???)?sin(???)

当滑坡区地下水位较高，滑动体为相对隔水时，在斜坡稳定性计

算中应将滑动面上的地下水静水压力计算进来。静水压力Pw计算公式为：

1Pw??w?g?h'?L'（h’为结构面内地下水水头高度（由结构

2面最低位置起算），L’为结构充水部分的长度。

此时，稳定系数为 K?(W?cos??PW)?tg??C?L

W?sin?

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