工程地质分析原理知识点

⼯程地质分析原理总结第⼀篇区域稳定及岩体稳定分析的⼏个基本问题⼀、地壳岩体结构特征的⼯程地质分析(5分)1、岩体、结构⾯、结构体岩体：通常指地质体中与⼯程建设有关的那⼀部分岩⽯，它处于⼀定的应⼒状态，被各种结构⾯所分割。

结构⾯：指岩体中具有⼀定⽅向、⼒学强度相对较低、两向延伸的地质界⾯或带。

结构体：结构⾯在空间的分布与组合可将岩体分割成形状、⼤⼩不同的块体，称为结构体2、结构⾯的主要类型（按照成因、规模分类）及特征（如何描述结构⾯）按成因：原⽣结构⾯、构造结构⾯、浅表⽣结构⾯按规模：A类（贯通）、B类（显现）、C（隐微）3、岩体的分类：岩体结构分类（哪5类？）；岩体的⼯程分类（考虑三⽅⾯因素？）按结构特征分类：块体状结构、块状结构、层状结构、碎块状结构、散体状结构三⽅⾯因素：⼒学性质、岩体结构、赋存条件4、岩体的变形随深度有何变化特点？剪切或拉裂拉裂与弯曲弯曲弯曲与压扁压扁压扁与流动流动。

⼆、地壳岩体的天然应⼒状态（10分）1、岩体应⼒：天然应⼒和初始应⼒⾃重应⼒:指在重⼒场作⽤下⽣成的应⼒。

σv=γh（µ为岩体的泊松⽐，N。

称为岩体的侧压⼒系数。

）构造应⼒：指岩⽯圈运动在岩体内形成的应⼒。

⼜可分为活动构造应⼒和剩余构造应⼒。

变异及残余应⼒变异应⼒：指岩体的物理、化学变化及岩浆的侵⼊等引起的应⼒。

残余应⼒：承载岩体遭受卸荷或部分卸荷后，岩体中某些组分的膨胀回弹趋势部分地受到其他组分的约束，于是就在岩体结构内形成残余的拉、压应⼒相平衡的应⼒系统感⽣应⼒2、岩体天然应⼒状态类型（1）σx=σy=σv=rh 注：越往地壳的深部，存在静⽔应⼒式的可能性越⼤。

（2）垂直应⼒为主的观点地壳岩体内的应⼒以⾃重应⼒为主，主要存在于地表（3）⽔平应⼒为主的观点地壳岩体内的应⼒主要受构造运动影响，最⼤主应⼒近于⽔平。

3、影响岩体天然应⼒状态的主要因素及其作⽤（1）地区地质条件及岩体所经历的地质历史对岩体天然状态的影响：岩体的岩性及结构特征：决定着岩体的容重和泊松⽐，从⽽影响⾃重应⼒场的特征；统⼀区域构造应⼒作⽤下，岩体内应⼒分布的特征主要取决于岩性、结构特征及其⾮均⼀性；决定着岩体的强度及蠕变特性，因⽽决定了岩体承受及传递应⼒的能⼒。

第一章绪论1、概念（1）、工程地质学研究人类工程活动与地质环境之间相互制约的关系，以便科学评估，合理利用，有效改进和妥善保护地质环境的科学。

（2）、工程地质条件指工程建筑物所在地区与工程建筑有关的地质环境各项因素的综合。

（3）、工程地质问题工程建筑条件与工程建筑物之间存在的矛盾或问题。

（4）、岩土工程土木工程中涉及岩石、土、地下、水中的部分称岩土工程。

2、简述人类活动与地质环境的关系（1）地质环境对人类活动的制约①影响工程活动的安全②影响工程建筑的稳定性和正常使用（2）人类活动对地质环境的制约（工程活动破坏地质环境）（3）工程活动与地质环境之间的相互制约人类开采矿产会对地质环境造成破坏，形成各类地质灾害。

地质环境影响人类工程活动，比如工程建设必须作地下水保护论证、渗漏评价、地质灾害危险性评估、压覆矿产调查等等3、工程地质条件主要包括哪些？①岩土类型及性质（地层岩性与性质）②地质构造（断层、褶皱、节理等）③地形地貌（平原、丘陵、山区等）④水文地质（地下水成因、埋藏、动态、成分等）⑤不良地质现象（滑坡、岩溶、泥石流等）⑥天然建筑材料（砂砾、石块等）4.工程地质问题主要包括哪些？①区域稳定性问题②地基稳定性问题③斜坡稳定性问题④围岩稳定性问题5.工程地质学的研究内容和任务是什么？（1）区域稳定性研究与评价一由内力地质作用引起的断裂活动，地震对工程建设地区稳定性的影响（2）地基稳定性研究与评价一指地基的牢固，坚实性（3）环境影响评价一指人类活动对环境造成的影响总的来说就是研究工程建设与地质环境的相互制约关系，促使矛盾转化和解决，既保证工程安全，经济，正常使用，又合理开发和利用地质条件6.说明工程地质在土木工程建设中的作用。

建筑场地工程地质条件的优劣直接影响到工程的设计方案类型，施工工期的长短和工程投资的大小，影响基础建设7•何谓不良地质条件？为什么不良地质条件会导致建筑工程事故？对工程建设不利或有不良影响的动力地质现象，如崩塌，滑坡，泥石流等；它们既影响场地稳定性，也对地基基础、边坡工程、地下洞室等具体工程的安全、经济和正常使用不利。

1.结构面主要类型：从成因角度：原生结构面，构造结构面，表生结构面2.岩体，结构面（体），岩体结构岩体：指与工程建设有关的那一部分地质体。

它处于一定的地质环境中，被各种结构面所分割。

结构面：岩体中具有一定方向、力学强度相对（上下岩层）相对较低而延伸（或具一定厚度）的地质界面。

结构体：由结构面分割、围成的岩石块体（相对完整）。

岩体结构：由岩体中含有的不同结构面和结构体在空间的排列分布和组合状态所决定。

3.岩体结构分类：按建造特征：块体状结构，块状结构，层状结构，碎块状结构，散体状结构。

按改变程度：完整，块裂化或板裂化，碎裂化，散体化。

4.研究岩体的结构特征的意义： a. 结构面是岩体中力学强度相对较薄弱的部位，导致岩体的不连续性、不均一性和各面异性。

b. 岩体结构特征对岩体的变形、破坏方式和强度特征起重要的控制作用。

c. 在地表的岩体，其结构特征在很大程度上决定了外营力对岩体的改造程程。

d.对岩体结构的研究还可推广于宏观地质体，应用于区域构造稳定性评价之中。

总之，对岩体结构特征的研究，是分析评价区域稳定性和岩体稳定性的重要依据。

5.地应力：指存在于地壳中的未受工程扰动的天然应力。

6.天然地应力类型，分布规律：类型：三向相等的静水应力式，竖直应力为主，水平应力为主。

分布规律：1地应力是一个具有相对稳定性的非稳定应力场，是时间和空间的函数2实测竖直应力基本接近于上覆岩层的重量3水平应力普遍大于竖直应力4最大水平主应力和最小水平主应力也随深度呈线性增长7.我国地应力场的空间分布特点：a. 各地的最大重应力方向呈明显规律性：大致与察隅和伊斯兰堡连线的夹角平分线方向一致。

仅伊斯兰堡外侧和察隅外侧不同。

b. 三向应力状态与由此决定的现代构造活动呈规律分布：①潜在逆断型应力状态主重要分布于喜马拉雅山前缘一带。

（与印度板块碰撞有关）②潜在走滑型应力状态区主要分布于中、西部广大地区。

③潜在正断型和张剪性走滑型应力状态区，主要分布于西藏高原（正断型）、东北、华北地区，汾渭地堑（张剪走滑型）。

《工程地质分析原理》知识点绪论1、工程地质学的研究对象：（P2）2、工程地质学的研究任务（P2）：3、工程地质条件主要包括哪些内容（P2）？4、工程地质分析的基本方法有哪些（P3）？第一章地壳岩体结构的工程地质分析1、岩体（P6）：2、结构面（P6）3、结构体（P6）4、为什么要研究岩体结构（P7）。

5、结构面的主要类型（P8）。

6、岩体结构类型划分（P10）：第二章地壳岩体天然应力状态1、应力的概念（P38）天然应力：变异应力：残余应力：第三章岩体的变形与破坏1、变形（P68）：2、破坏（P68）：3、岩体变形破坏的基本过程和阶段划分（P68）：4、岩体破坏的基本形式（P70）5、岩体变形破坏形式与受力状态的关系（P70）6、岩体破坏形式与岩体结构的关系（P71）7、岩体的强度（P73）岩体由弹性变形阶段进入塑性变形阶段的临界应力称为岩体的屈服强度（σy）；岩体进入不稳定破裂发展阶段的临界应力称为长期强度（σc）。

岩体遭受最终破坏以后仍然保存有一定的强度，称为残余强度（σR）。

8、岩体变形破坏的地质力学模式（P108）第四章活断层的工程地质研究1、活断层（P112）2、活断层的类型（P114）3、活断层的活动方式（P119）4、活断层的长度和断距（P120）第五章地震的工程地质研究1、地震（P148）2、地震分类（P148）3、按震源深度将地震分为（P148）：4、地震波（P149）5、震源机制和震源参数（P151）6、地震的震级和烈度（P154）7、世界范围的地震带主要为（P159）：8、地震效应（P177）第六章水库诱发地震活动的工程地质分析1、诱发地震（P195）2、水库诱发地震的共同特点（P208）3、水库诱发地震不是由于水库荷载直接造成的证据（P212）4、水库蓄水对库底岩体的各种效应（P213）5、各种天然应力状态下的诱发机制（P215）第七章地震导致的区域性砂土液化1、砂土液化（P223）2、地震时砂土液化机制（P225）3、区域性砂土液化的形成条件（P229）第八章地面沉降问题的工程地质分析1、地面沉降（P245）2、地面沉降的形成机理（P249）3、地面沉降的成因及证据4、地面沉降的形成条件；第九章斜坡岩(土)体稳定性的工程地质分析1、斜坡的变形与破坏（P278）2、斜坡变形的主要方式（P278）3、斜坡破坏基本类型（P279）4、崩塌（P280）5、滑坡（P280）6、滑坡要素（P280）7、斜坡变形破坏的地质力学模式（P282）8、滑坡稳定性评价方法（P317）：9、斜坡变形破坏的防治措施（P326）第十章地下洞室围岩稳定性的工程地质分析1、地下洞室和围岩的概念（P333）2、脆性围岩的变形破坏的主要模式。

工程地质分析原理一、术语解释0.1工程地质学：工程地质学是研究人类工程活动与地质环境之间的相互制约关系，以便科学评价、合理利用、有效改造和妥善保护地质环境的科学；是地质学与工程学的边缘学科，是地质学的一个分支。

0.2工程地质条件：与人类工程活动密切相关的地质条件，包括岩土类型与工程特性、地形地貌、地质构造、水文地质条件、物理地质现象、天然建筑材料等六个方面。

0.3工程地质问题：人类工程活动与地质环境相互联系和相互制约，当出现不协调时，将产生相应的工程地质问题。

0.4机制过程分析法：研究工程地质问题必须首先以地质学的观点、自然历史的观点分析地质体与周围因素相互作用的特定方式，随时间发展演化的历史及其发展的阶段性，从全过程上和内部作用机制上把握其形成、演化、现状及未来发展趋势，即地质过程的机制分析。

0.5工程地质勘察：采用各种勘察手段和方法，对建筑场地的工程地质条件进行调查研究与分析评价。

1.1岩石：组成地壳的矿物集合体。

具有不连续性、各向异性、非均质性、有条件转化性等特点。

1.2岩体：赋存于一定地质环境，由各类结构面和被其所切割的结构体所构成的地质体。

1.3结构面：岩体内分割固相组分的地质界面的统称。

包括原生结构面、构造结构面和浅表生结构面三大类。

1.4结构体：未经位移的岩体被结构面切割成的块体或岩块。

1.5岩体结构：根据结构面的发育程度和特性、结构体的组合排列和接触状态，将岩体结构划分为整体块状结构、层状结构、碎裂结构和散体结构等类别。

1.6软弱结构面：延伸较远、两壁较平滑、充填有一定厚度软弱物质的结构面，如泥化、软化、破碎薄夹层等的面。

1.7软弱夹层：岩体中夹有的强度较低或被泥化、软化、破碎的薄层。

1.6结构面的连通率：结构面的平均长度与总长度的比值。

1.7浅表生作用：在地质体浅表部形成的卸荷断裂、重力扩展变形破裂面、卸荷裂隙、风化裂隙、风化夹层、泥化夹层、次生夹泥等。

浅表生作用：在岩体浅表部产生复杂而紊乱的结构面的作用。

绪论1、工程地质学：研究地质环境和人类工程活动之间相互制约相互作用的关系，并保证这种关系向良性发展的学科。

2、工程地质条件：与工程活动有关的地质环境。

a、岩（土）体类型及工程地质性质；b、地质构造（区域稳定性）；c、地形地貌；d、水文地质条件；e、物理地质现象（不变地质现象）；f、天然建筑材料（土料、石料）。

3、工程地质问题：威胁和影响工程建筑物设计合理、安全可靠、正常运行。

a、区域稳定性问题；b、岩（土）体稳定问题；c、与渗流有关的问题；d、与河湖冲淤有关的问题。

4、工程地质分析的基本方法：a、自然历史分析法（定性分析）；b、数学力学分析法：地质条件—概化—>地质模型—边界条件—>数学力学模型——>数值模拟—验证—>定量评价（预测）c、模型模拟实验法：模型试验法（相同原理）；模拟实验法（相似原理）。

d、工程地质类比法（比拟法）：拟建区与地质条件相似的已建区进行比较，应用已建区的一些成果。

5、工程地质学的基本任务：研究人类工程活动与地质环境之间的相互制约，以便合理开发和有效保护地质环境，防治可能发生的地质灾害。

第一章．地壳岩体结构特征的工程地质分析1、结构面：指岩体中具有一定方向、力学强度相对较低，两向延伸的地质界面。

2、结构体：结构面在空间的分布和组合可将岩体切割成不同形状并包围的岩石块体。

3、结构面的成因类型：4、岩体结构分类：a、整体块状结构：整体结构（连续介质）、块状结构（不连续介质）；b、层状结构：层状结构、薄层状结构（均为不连续介质）；c、碎裂结构：镶嵌结构、层状碎裂结构、碎裂结构（均为不连续介质）；d、散体结构（似连续介质）。

第二章．地壳岩体的天然应力状态1、天然应力：存在于地壳中未受工程扰动的应力状态。

分类：a、三向相等的静水应力式：σx=σy=σz=γh；b、竖直应力为主；c、水平应力为主。

2、我国地应力场空间分布的一般规律（P45）(1)最大主应力轴空间展布的规律性：大致与察隅和伊斯兰堡连线的夹角平分线方向一致。

工程地质分析原理第一章地壳岩体结构特征的工程地质分析岩体（rockmass）：通常指地质体中与工程建设有关的那一部分岩石，它处于一定的地质环境、被各种结构面所分割。

结构面：是指岩体中具有一定方向、力学强度相对较低、两向延伸（或具有一定厚度）的地质界面（或带）。

如岩层层面、软弱夹层、各种成因的断裂、裂隙等。

工程地质之所以要将岩体的结构特征作为重要研究对象，意义如下：⑴岩体中的结构面是岩体力学强度相对薄弱的部位，它导致岩体力学性能的不连续性、不均一性和各向异性。

只有掌握岩体的结构特征，才有可能阐明岩体不同荷载下内部的应力分布和应力状况。

⑵岩体的结构特征对岩体在一定荷载条件下的变形破坏方式和强度特征起着重要的控制作用。

岩体中的软弱结构面，常常成为决定岩体稳定性的控制面，各结构面分别为确定坝肩岩体抗滑稳定的分割面和滑移控制面。

⑶靠近地表的岩体，其结构特征在很大程度上确定了外营力对岩体的改造进程。

这是由于结构面往往是风化、地下水等各种外营力较活动的部位，也常常是这些营力的改造作用能深入岩体内部的重要通道，往往发展为重要的控制面。

总之，对岩体的结构特征的研究，是分析评价区域稳定性和岩体稳定性的重要依据。

结构面的成因分类：原生结构面、构造结构面及浅表生结构面结构面的工程地质分级：断层型或充填型结构面、裂隙型或非充填型结构面、断续延伸的非贯通型岩体结构面，它们分别对应于I级、U级、川级结构面岩体结构分类: 按建造特征可将岩体划分为块体状（或整体状）结构、块状结构、层状结构、碎块状结构和散体状结构等类型。

按岩体的改变程度可划分为完整的、块裂化或板裂化，碎裂化、散体化的等四个等级。

第二章地壳岩体的天然应力状态地壳岩体内的天然应力状态，是指未经人为扰动的，主要是在重力场和构造应力场的综合作用下，有时也在岩体的物理、化学变化及岩浆侵入等的作用下所形成的应力状态，常称为天然应力或初始应力。

研究岩体天然应力状态的意义：（1）岩体天然应力状态或地应力场是工程岩体存在的基本环境条件之一。

软弱结构面：延伸较远、两壁较平滑、充填有一定厚度软弱物质的结构面，如泥化、软化、破碎薄夹层等的面。

天然应力状态：地壳岩体内的天然应力状态，是指未经人为扰动的，主要是在重力场和构造应力场的综合作用下，有时也在岩体的物理、化学变化及岩浆侵入等的作用下所形成的应力状态，常称为天然应力或初始应力。

隆爆：表现为近地表出现细长的隆褶或类似低角度逆断层的断隆，一般高度较小，而延伸长度较大。

蓆状裂隙：在出露于地表的侵入岩体中，由于区域性卸荷剥蚀，广泛见于一种近地表平行分布的区域性裂隙发育，通常上部较密，向下逐渐变稀疏，即蓆状裂隙。

岩芯饼化现象：钻进过程中岩芯裂成饼状的现象是高地应力区所特有的岩体力学现象。

岩饼的厚度与岩芯的直径有一定的关系，一般约为直径的1/4到1/5；所有岩饼的表面均为新鲜破裂面，而且边缘部分粗糙，多数内部隐约见有顺槽，或沿一个方向的擦痕和与之正交的拉裂坎。

蠕变：固体材料在恒定荷载作用下，变形随时间缓慢增长的现象。

松弛：粘弹性固体材料在恒定应变下，应力随时间衰减的现象。

差异卸荷回弹：在卸荷回弹变形过程中，会因岩体中各组成单元力学性能的差别、应力历史的不同以及岩体结构上的原因，引起差异回弹而在岩体中形成一个被约束的残余应力体系。

活断层：目前还在持续活动的断层，或在历史时期或近期地质时期活动过、极可能在不远的将来重新活动的断层。

蠕滑（稳滑）：断层持续不断缓慢蠕动的称为蠕滑或稳滑。

粘滑：断层间断地、周期性突然错断的为粘滑。

地震烈度:是地震时一定地点的地面振动强弱的尺度，是指该地点范围内的平均水平而言。

地震基本烈度：在今后一个时期内（一半取100年）在一定地点的一般场地条件下可能遭遇的最大烈度。

地基土的卓越周期：表层沉积能对基岩传来的地震波起选择放大作用，某些周期的地震波在表土层中多次反射叠加而增强，这样就会使表层振动中这类周期的波多而长，这就是该表层土的卓越周期，也就是它的自振周期。

震源:弹性波的地下发源地。

1、工程地质学：研究工活动与地质环境相互作用的一门学科。

2、工程地质条件：定义：工程建筑物所在地区地质环境各项因素的总和。

包括：1、岩石和土的性质2、地质构造3、地貌4、水文地质条件5、自然地质现象6、天然建筑材料。

3、工程地质问题：已有的工程地质条件在工程建筑和运行期间会产生一些新的变化和发展，构成威胁影响工程建筑安全的地质问题。

4、自然历史分析法：就是运用地质学理论查明工程地质条件和地质现象的空间分布，分析研究其产生过程和发展趋势，进行定性的判断，它是工程地质研究的基本方法，也是其他研究方法的基础。

5、数学力学分析法：6、工程地质分析法：7、模拟实验法：在难以直接拿研究对象做实验时，按照研究对象的形状、一定的比例大小、某些条件等所做的模型来做实验，得出研究对象的一些相近的特征。

8、工程地质研究的对象：支撑人类工程活动的地质体。

9、工程地质的主要任务：1、评价工程地质条件，阐明建筑工程兴建和运行的有利和不利因素，选定建筑场地和适宜的建筑型式，保证规划、设计、施工、使用、维修顺利进行；2、论证和预测有关工程地质问题发生的可能性、发生的规模和发展趋势；3、提出改善、防治或利用有关工程地质条件的措施、加固岩土体和防治地下水的方案；4、研究岩体、土体分类和分区及区域性特点；5、研究人类工程活动与地质环境之间的相互作用与影响。

11、工程地质学研究的内容：1、岩土体工程性质的研究2、工程动力地质作用的研究3、工程地质勘查理论以及技术方法4、区域工程地质研究5、环境工程地质12、工程地质研究的方法：地质分析法、力学分析法、工程类比法和实验法等；地质分析法的优点：14、现代工程地质学的发展方向：以动态观点及非线性动力学理论和方法来探索地质环境演化;从不同空间尺度研究地球环境演化;环境变化的时间效应成为环境地质研究中的一个十分重要的方向;地质灾害防治与环境保护问题已成为环境地学研究领域内的重点问题;正在深入探索环境地质学的科学基础:水-岩相互作用;可持续发展理念对环境地质学的研究工作提出了新的要求;现代新技术应用于工程地质学。