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水工地质专业复习总结
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一、工程中工程地质条件主要包括哪些？工程地质问题呢？工程地质条件：地形地貌、地层岩性、地质构造、水文地质条件、地表地质作用（风化、河流、岩溶、海岸带、斜坡等）-以地质学理论为基础，测绘、勘察、实验等技术手段，定性、半定量评价，为工程合理选址、设计、施工与运营服务。工程地质问题：问题（3+1）：地（坝）基稳定性、斜坡稳定性、洞室围岩稳定性+区域稳定性。诱因（3+2）：外在因素-风化作用(带壳)、地表与地下水、地震作用；内在因素：岩体(石)内结构面控制、土体中软弱土控制。1.岩体中存在大量的结构面（断层、节理、层理、片理等），弱化了岩体的工程性质，使得岩体在工程荷载的作用下很容易沿这些结构弱面或组合发生变形或破坏。也即岩体结构特征控制着岩体的稳定，是岩体稳定的内因；而地应力、地下水、地震荷载、工程荷载是岩体稳定的外因。2.岩体结构特征，岩体中结构面和结构体的形状、规模、性质及其组合关系的特征。结构面—不连续面，切割岩体的各种地质界面，如层面、沉积间断面、节理、断层、软弱夹层等；结构体—结构面在空间按不同的组合，将岩体切割成不同形状和大小的块体，被结构面所围限的岩块称为#61566;。3.结构面的特征及其对岩体稳定的影响1）结构面的特征:方位、间距、延续性、张开度（两壁间垂直距离）、结构面侧壁强度（施密特回弹仪或点荷载仪）、充填状况（胶结物、胶结程度、充填厚度—变形与强度）、渗流、粗糙度（平整光滑程度）、节理组数、块体大小；2）结构面引起的工程地质问题：坝基岩体滑动、岩质边坡滑动、地下洞室围岩失稳、坝基、坝肩的渗漏与渗透稳定、库区渗漏（断层、大的节理裂隙等）4.软弱夹层，泥化夹层—软弱岩层：指在坚硬的层状岩层中夹有强度低、泥质或炭质含量高、遇水易软化、延伸较广和厚度较薄的软弱岩层。其中的泥化夹层（粘土岩类变成塑泥），性质最差控制岩体的抗滑稳定。5.岩体的结构类型：整体块状结构、层状结构、碎裂结构、散体结构。1.地应力概念：天然条件下（施工前）存在于岩体中的应力，称为地应力。岩体中的地应力，是重力场与构造应力场迭加的结果；地应力是工程岩体的基本荷载之一，工程岩体的变形、破坏形式和应力分布在很大程度上取决于岩体中的地应力。地应力影响着工程的设计与施工。2.地应力的分布规律 ：1）岩体中存在三向不等的空间应力场，垂直应力通常是小主应力，表明多数地区存在构造应力，即水平向应力大于垂直向应力。但两个水平主应力也并不一定水平，略有倾角。2）水平应力与垂直应力的关系，统计资料显示，在地壳浅部，多数地区的水平应力大于垂直应力。3）地应力随深度增加呈线性增长；4）水平地应力具有强烈的方向性（构造应力场作用）；5）地应力与岩性有关，坚硬岩中应力高，软岩中应力低；岩浆岩中应力高，变质岩次之，沉积岩最低。6）地应力是相对稳定的非稳定应力场3.高低地应力及其标志1）：高地应力：一般认为当岩体中最大水平主应力值超过30MPa，即认为高地应力地区（硬质与软质岩石界限）；或岩石单轴抗压强度与最大水平主应力的比值小于7。标志：剥离、岩饼、岩爆(rockpopping)、地下洞室大变形、软岩或软弱夹层侧向挤出。2）低地应力及其标志：低地应力：一般指水平地应力小于由于自重所形成的侧向水平应力的地区。标志：大范围塌方、掉块、围岩渗水等。4.地应力测量方法 ：1）直接方法-水压致裂法，向钻孔内压水，直至孔壁开裂，利用弹性力学公式计算岩体内的大、小主应力。2）间接方法-应力解除法（套钻岩芯的应力解除法）1.岩体中的地下水对工程建设有何影响？地下水是影响岩体稳定的外部环境因素，对工程岩体的失稳起着润滑剂的作用，降低工程岩体及结构面的强度，增加渗透压力。1）节理裂隙连通，形成渗流通道；a.增加动水压力；b.带走岩体裂隙中的细小颗粒，产生所谓的潜蚀或管涌现象，导致岩体失稳。2)水岩相互作用，降低岩石结构面强度;a.水岩间物理作用-溶蚀可溶性矿物或软化粘土质矿物；b.水岩间化学作用（石灰岩）。3)膨胀岩遇水膨胀，增加膨胀压力;4)承压水使岩体受向上的顶托力，降低有效压力，使岩体的抗剪强度下降。2.岩体质量评价与分类的目的：工程岩体中存在着大量的软弱结构面，地应力、地下水等不利条件，极大的影响岩体的质量和岩体的稳定。a.指导工程的设计、施工，如地下洞室的开挖方式、进度及支护设计；b.不同工程类比，决定相似工程的施工、设计方。3.常用的分类方法及考虑的因素:1)地质因素：岩性，岩体完整性，结构面性状，地应力，地下水；2)工程因素：工程类型，断面形状和大小，轴线与结构面方位间的关系。 |
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