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1、工程地质学基础2009-2010学年第一学期绪论一名词解释1) 工程地质学:地质学的一个分支学科,是一门研究与工程建设相关的地质环境问题,是工程科学和地质学相交叉的一门边缘学科2) 地质工程(Geoengineerig):指以地质体为工程结构.以地质体为工程的建筑材料,以地质环境为工程的建筑环境修建的一种工程3) 工程地质条件(Engineering geological condition):指与工程建筑物有关的地质因素的综合地质因素包括岩土类型及其工程性质地质结构地貌水文地质工程动力地质作用和天然建筑材料等方面,是一个综合概念4) 工程地质问题(Engineering geological
2、 problem):工程地质条件与建筑物之间所存在的矛盾或问题二填空工程地质学发展趋势是环境工程地质矿山工程地质地震工程地质海洋工程地质 三选择四改错五简答1) 工程地质学的任务是什么?阐明建筑地区的工程地质条件,并指出对建筑物有利和不利的因素;论证建筑物所存在的工程地质问题,并进行定性和定量评价,做出确切结论;选择地质条件优良的建筑场地,并根据场地工程地质条件对建筑物配置提出建议;研究工程建筑物建成后对地质环境的影响,预测其发展演化趋势,提出利用和保护地质环境的对策和措施;根据所选定地点的工程地质条件和存在的问题,提出有关建筑物类型规模结构和施工方法的合理建议,以及保证建筑物正常施工和使用所
3、应注意的地质要求;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 2) 工程地质学的研究方法是什么?工程地质学的研究方法主要有自然历史分析法数学力学分析法模型模拟试验法和工程地质类比法自然历史分析法即为地质学的方法,它是工程地质学最基本的一种研究方法工程地质学所研究的对象地质体和各种地质现象,是自然地质历史过程中形成的,而且随着所处条件的变化,还在不断地发展演化着查明各项自然地质条件和各种地质现象以及它们之间的关系,预测其发展演化的趋势及结果数学力学分析法是在自然历史分析的基础上开展的,对某一工程地质问题或工程动力地质现象在进行自热历史分析之后,根据所确定的边界条件和计算参数,运用理论公式
4、或经验公式进行定量计算由于自然地质条件比较复杂,在计算时时常需要把条件适当简化,并将空间问题简化为平面问题来处理一般的情况是,先建立一地质模型(物理模型),随后抽象为数学模型,代入各项计算参数进行计算模型模拟试验法在工程地质研究中也常被采用,它可以帮助我们探索,自然地质用的规律,揭示某一工程动力地质作用或工程地质问题产生的力学机制以及发生发展演化的全过程,以便我们作出正确的工程地质评价工程地质类比法在工程地质研究中也是常用的一种方法,也可以用于定性评价,也可作半定量评价它是将已建建筑物工程地质问题的评价经验运用到自然地质条件与之大致相同的拟建的同类建筑物中去3) 我国工程地质的研究现状是什么?
5、岩体工程特性研究和岩体工程地质力学的创立区域工程地质和区域地壳稳定性研究环境工程地质和地质灾害的研究特殊土结构和工程特性的研究工程地质勘察的理论和技术方法1活断层工程地质一、 名词解释1） 活断层:现在正在活动或在最近地质时间(全新世1万年)发生过活动对目前正在活动着的断层,因有鉴别标志而无可争议. “近期”时间上则有一些不同的观点,有的认为是第四纪以来活动过的断层;有的认为应在晚更新世之内,有的认为在35000年(14C确定的绝对年龄)之内,还的有认为只限于全新世之内从工程使用的年限和断层知动资料的准确性来看,时限不宜过长,一般的工程的使用年限为数十年,一些重大工程也在一二百年以内我们关心的
6、更应该是“不久的将来”(例如一二百年)2） 错动速率:是以某一时期内断层两盘相对位移的平均值来表示3)活断层的错动周期:地震断层两次突然错动之间的时间间隔二填空1)活动强度是以其长度和错动速率来表征的 2)“近期”时间上则有一些不同的观点,有的认为是第四纪以来活动过的断层;有的认为应在晚更新世之内,有的认为在35000年(14C确定的绝对年龄)之内,还的有认为只限于全新世之内3)在始新世末(约38Ma),印度板块白南南西方向与欧亚板块相碰撞;与此同时,太平洋板块和菲律宾板块义分别从北东东和南东方向向欧亚大陆之下俯冲4)活断层的展布活动特点和监测等如伴有地震活动,则应进行地震危险性研究5)如核电
7、站应以场地为中心的300km半径范围三选择1)一般认为错动速率1mm/a以上的即为较强烈的活断层2)我国活断层的分布,根据活断层的类型和活动方向,可大致以东经105为界,分为东西两部3)如核电站应以场地为中心的300km半径范围四改错五、 简答1)活断层对工程建筑物的影响表现为两个方面一方面是由于活断层的地面错动直接损害 跨越该断层修建的建筑物;有些活断层错动时附近有伴生的地面变形,则也会影响到邻近的建筑物另一方面是伴有地震发生的活断层,强烈的地震对较大范围内建筑物的损害;2)活断层的基本特征是什么?活断层的继承性与反复性;活断层的长度与断距;活断层的错动速率和错动周期;活断层的年龄判据;3)
8、活断层的鉴别标志是什么?活断层的地质地貌和水文地质标志一地质方面保留在最新沉积物中的地层错开是鉴别活断层的最可靠依据较新地层被错断;在航卫片上表现为清晰的线性构造;地震断层陡坎和地裂缝 二地貌标志两种截然不同的地貌单元直线相接;线性分布的断层崖和三角面;河流沟谷发生明显的转弯;串珠状新生代小断陷盆地;夷平面或阶地缺失三水文地质标志 串珠状泉或湖泊,尤其是温泉;水系的突然转弯;微量元素方面的标志四地震历史方面的证据 在一定地质历史时期的地震历史资料;地震观测史证据4)活断层研究内容包括有哪些?活断层的展布活动特点和监测等如伴有地震活动,则应进行地震危险性研究一调查其展布情况活断层的位置方向长度等
9、利用卫(航)片判释,用一种低阳光角航空照片用来专门判定活断层的存在二区域性踏勘在卫(航)片判释的基础上,要进行区域性踏勘,进一步验证判释成果三建筑场地内及其附近的活断层为了确定活断址近期及现今活动的参数,如活动时间错动方向和距离错动速率和错动周期等,需进行钻探坑探物探和绝对年龄测定等工作2 地震工程地质一名词解释1)地震(earthquake):在地壳表层,因弹性波传播所引起的振动作用或现象;2)震域:地面上地震所波及到的范围;3)震中:震源在地面上的垂直投影;4)软流圈:按板块构造的理论,在坚硬岩石圈之下的上地幔物质处于塑流状态;5)活动断裂的锁固段或互锁段:活断层的端点,拐点,交汇点分枝点
10、和错列点;6)震源参数:地震发生时震源处的一些特征量或震源物理过程的一些物理量7)弹性回跳:当断层突然错动时,断层两侧是向相反方向产生相对位移8)粘滑(stick slip)断裂面两盘这种因摩擦力而粘结然后又突然滑动而释放应力的过程9)地震震级:衡量地震本身大小的尺度,由地震所释放出来的能量大小来决定释放出来的能量愈大,则震级愈大10)地震烈度:衡量地震所引起的地面震动强烈程度的尺度;它不仅取决于地震能量,同时 也受震源深度,震中距,地震波传播介质的性质等因素的制约11) 卓越周期T0:由于表层岩土体对不同周期的地震波有选择放大作用,一种岩土体总是以某一周期的波选择放大得尤为明显而突出二填空1
11、)地震按其发生的原因,可分为构造地震火山地震和陷落地震此外,还有因水库蓄水深井注水和核爆炸等导致的诱发地震11） 我国的地震活动主要分布在五个地区的23条地震带上3)破坏性地震在地球上是有规律地沿一定深度集中分布在特定的部位,总体呈带状展布可以划分出环太平洋地震带地中海喜马拉雅地震带大洋海岭地震带及大陆裂谷系地震带四大地震活动带4)环太平洋地震带的地震活动最为强烈,全世界大约80%的浅源地震90%的中源地震以及几乎所有的深源地震都集中在这个带上释放的能量约占全球地震释放总能量的80%.5)强烈地震的发生,必须具备一定的介质条件,结构条件和构造应力场条件6)根据介质断裂特征和构造应力状态的不同,
12、可将地震分为四类:单一主震型主震余震型前震主震余震型群震型7)地震波是一种弹性波,它包括体波和面波两种体波分为纵波(P波)和横波(S波)两种面波也可分为瑞利波(R波)和勒夫波(Q波)两种8） 地震成因主要有断层学说岩浆冲击学说相变学说和温度应力学说等.9)地震烈度是衡量地震所引起的地面震动强烈程度的尺度;它不仅取决于地震能量,同时 也受震源深度,震中距,地震波传播介质的性质等因素的制约三选择1)在我国历史记载中,1556年陕西华县地震8级死亡人口达 83万; 1920年宁夏海原地震死亡人数也超过 20万2)一般情况下,当=0.22时,VP=1.67Vs.显然,纵波速度大于横波速度.3)一般情况
13、下,瑞利波速VR=0.914VS4)震级(M)是指距震中100km处的标准地震仪在地面所记录的微米表示的最大振幅A的对数值5)烈度影响的深度随地下水埋深而定,埋深愈小剧烈度增加值愈大;当埋深大于10m时,则影响就不显著了四、 改错1)地震烈度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来确定( )2)地震震级是衡量地震所引起的地面震动强烈程度的尺度( )五简答1)粘滑机制是对弹性回跳机制的修正,主要表现在哪几个方面?弹性回跳机制认为,断层错动时要将全部积聚起来的应力释放完,即地震后震源处基本无应力,而粘滑机制则认为,断层错动时震源处只释放了一小部分应力弹性回跳机制认为,地震锗动时将震源
14、处全部弹性剪切形变恢复了,此时断层面上的动摩擦力为零.2)重力性地裂的表现形式有哪几种?由于斜坡失稳造成土体滑动,在滑动区边缘产生张性地裂平坦地面的覆盖层沿着倾斜的下卧层层画滑动,导致地面产生张性地裂.此种形式大多发生在土质软弱的故河床内填筑土层的边界上.它对建筑物的危窖不容忽视3)重力性地裂产生的条件是什么?故河床堆积松散砂层的震陷,由于砂层的震陷而引起上覆填土的垂直沉陷位移;浅部填土层的振动具有地面运动的放大作用特征,在填上层的倾斜界面上产生斜向滑移4)简述场地工程地质条件对震害的影响对震害有重大影响的工程地质条件为岩土类型和性质断裂地形地貌及地下水(1)岩土类型和性质岩土类型和性质对宏观烈度的影响最为显著在相同的地震力作用下,基岩上震害最轻,其次为硬土,而软土是最重的地层结构对震害也有较大影响(2)地质构造发震断裂是引起地基和建筑物结构振动破坏的地震波的来源(3)地形地貌效应趋势是:突出孤立的地形使地震动加强,震害加剧;而低洼沟谷则使地震活动减弱,震害减轻3 砂土地震液化工程地质一、 名词解释1)砂土液化(sand liquefaetion)或振动液化:饱水砂土在地震,动力荷载或其它外力作用下,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2) 剩余孔隙水压力或超孔隙水
