水工地質專業(yè)復習總結

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一、工程中工程地質條件主要包括哪些？工程地質問題呢？工程地質條件：地形地貌、地層巖性、地質構造、水文地質條件、地表地質作用（風化、河流、巖溶、海岸帶、斜坡等）-以地質學理論為基礎，測繪、勘察、實驗等技術手段，定性、半定量評價，為工程合理選址、設計、施工與運營服務。工程地質問題：問題（3+1）：地（壩）基穩(wěn)定性、斜坡穩(wěn)定性、洞室圍巖穩(wěn)定性+區(qū)域穩(wěn)定性。誘因（3+2）：外在因素-風化作用(帶/殼)、地表與地下水、地震作用；內(nèi)在因素：巖體(石)內(nèi)結構面控制、土體中軟弱土控制。
1.巖體中存在大量的結構面（斷層、節(jié)理、層理、片理等），弱化了巖體的工程性質，使得巖體在工程荷載的作用下很容易沿這些結構弱面或組合發(fā)生變形或破壞。
也即巖體結構特征控制著巖體的穩(wěn)定，是巖體穩(wěn)定的內(nèi)因；而地應力、地下水、地震荷載、工程荷載是巖體穩(wěn)定的外因。
2.巖體結構特征，巖體中結構面和結構體的形狀、規(guī)模、性質及其組合關系的特征。結構面—不連續(xù)面，切割巖體的各種地質界面，如層面、沉積間斷面、節(jié)理、斷層、軟弱夾層等；結構體—結構面在空間按不同的組合，將巖體切割成不同形狀和大小的塊體，被結構面所圍限的巖塊稱為。3.結構面的特征及其對巖體穩(wěn)定的影響1）結構面的特征:方位、間距、延續(xù)性、張開度（兩壁間垂直距離）、結構面?zhèn)缺趶姸龋ㄊ┟芴鼗貜梼x或點荷載儀）、充填狀況（膠結物、膠結程度、充填厚度—變形與強度）、滲流、粗糙度（平整光滑程度）、節(jié)理組數(shù)、塊體大??；2）結構面引起的工程地質問題：壩基巖體滑動、巖質邊坡滑動、地下洞室圍巖失穩(wěn)、壩基、壩肩的滲漏與滲透穩(wěn)定、庫區(qū)滲漏（斷層、大的節(jié)理裂隙等）
4.軟弱夾層，泥化夾層—軟弱巖層：指在堅硬的層狀巖層中夾有強度低、泥質或炭質含量高、遇水易軟化、延伸較廣和厚度較薄的軟弱巖層。其中的泥化夾層（粘土巖類變成塑泥），性質最差控制巖體的抗滑穩(wěn)定。
5.巖體的結構類型：整體塊狀結構、層狀結構、碎裂結構、散體結構。
1.地應力概念：天然條件下（施工前）存在于巖體中的應力，稱為地應力。巖體中的地應力，是重力場與構造應力場迭加的結果；地應力是工程巖體的基本荷載之一，工程巖體的變形、破壞形式和應力分布在很大程度上取決于巖體中的地應力。地應力影響著工程的設計與施工。
2.地應力的分布規(guī)律 ：1）巖體中存在三向不等的空間應力場，垂直應力通常是小主應力，表明多數(shù)地區(qū)存在構造應力，即水平向應力大于垂直向應力。但兩個水平主應力也并不一定水平，略有傾角。2）水平應力與垂直應力的關系，統(tǒng)計資料顯示，在地殼淺部，多數(shù)地區(qū)的水平應力大于垂直應力。3）地應力隨深度增加呈線性增長；4）水平地應力具有強烈的方向性（構造應力場作用）；5）地應力與巖性有關，堅硬巖中應力高，軟巖中應力低；巖漿巖中應力高，變質巖次之，沉積巖最低。6）地應力是相對穩(wěn)定的非穩(wěn)定應力場
3.高/低地應力及其標志1）：高地應力：一般認為當巖體中最大水平主應力值超過30MPa，即認為高地應力地區(qū)（硬質與軟質巖石界限）；或巖石單軸抗壓強度與最大水平主應力的比值小于7。標志：剝離、巖餅、巖爆(rockpopping)、地下洞室大變形、軟巖或軟弱夾層側向擠出。2）低地應力及其標志：低地應力：一般指水平地應力小于由于自重所形成的側向水平應力的地區(qū)。標志：大范圍塌方、掉塊、圍巖滲水等。
4.地應力測量方法 ：1）直接方法-水壓致裂法，向鉆孔內(nèi)壓水，直至孔壁開裂，利用彈性力學公式計算巖體內(nèi)的大、小主應力。2）間接方法-應力解除法（套鉆巖芯的應力解除法）
1.巖體中的地下水對工程建設有何影響？地下水是影響巖體穩(wěn)定的外部環(huán)境因素，對工程巖體的失穩(wěn)起著潤滑劑的作用，降低工程巖體及結構面的強度，增加滲透壓力。1）節(jié)理裂隙連通，形成滲流通道；a.增加動水壓力；b.帶走巖體裂隙中的細小顆粒，產(chǎn)生所謂的潛蝕或管涌現(xiàn)象，導致巖體失穩(wěn)。2)水巖相互作用，降低巖石/結構面強度;a.水巖間物理作用-溶蝕可溶性礦物或軟化粘土質礦物；b.水巖間化學作用（石灰?guī)r）。3)膨脹巖遇水膨脹，增加膨脹壓力;4)承壓水使巖體受向上的頂托力，降低有效壓力，使巖體的抗剪強度下降。
2.巖體質量評價與分類的目的：工程巖體中存在著大量的軟弱結構面，地應力、地下水等不利條件，極大的影響巖體的質量和巖體的穩(wěn)定。a.指導工程的設計、施工，如地下洞室的開挖方式、進度及支護設計；b.不同工程類比，決定相似工程的施工、設計方。
3.常用的分類方法及考慮的因素:1)地質因素：巖性，巖體完整性，結構面性狀，地應力，地下水；2)工程因素：工程類型，斷面形狀和大小，軸線與結構面方位間的關系。