工程地质学考研背诵版(4)

本站小编福瑞考研网/2016-12-05

在已产生部分塌陷的地区，要采取分流措施，做好地表水截流和堵漏措施，防止地表水和降水大量灌入地下，避免土体的冲蚀和加剧塌陷的发生。

第八章泥石流工程地质研究
1.泥石流的基本概念
泥石流是发生在山区的一种含有大量泥砂和石块的暂时性急水流。

2.泥石流的形成条件
1)地形条件。地表崎岖，高差悬殊，切割强烈，是泥石流分布区的地形特征。
2)地质因素。松散固体物质的来源及数量多少取决于地质因素。地质因素包括地质构造、地层岩性、新构造运动及地震、不良物理地质现象等。它们以不同方式提供松散碎屑物，是泥石流形成的物质基础。
3)气候水文条件
气候水文因素与泥石流形成关系极为密切，既影响形成泥石流的松散碎屑物质，又影响形成泥石流的水体成分和水动力条件，而且还往往是泥石流暴发的激发因素。

3.泥石流的基本特征
1）泥石流的密度：泥石流中含有大量固体物质，所以密度较大，具有很强的搬运能力。
2）泥石流的结构：泥石流是由石块、砂粒和泥浆体所共同组成的格架结构。石块在浆体中可悬浮、支承和沉底，并随着石块含量的增加和粒径的变化还可分为，星悬型、支承型、叠置型和镶嵌型等四种类型。
3）泥石流的流态：泥石流主要的流态有紊动流、扰动流和蠕动流等三种。
4）泥石流具有直进性；
5）泥石流具有脉动性。

4.泥石流的常用分类依据及方案
1）按泥石流流域形态分类：标准型泥石流，河谷型泥石流和山坡型泥石流。
2）按泥石流物质组成分类：水石流型泥石流，泥石流型泥石流和泥水型泥石流。
3）按泥石流流体性质分类：粘性泥石流和稀性泥石流。

5.泥石流的防治原则及措施
为了有效地防治泥石流灾害，应从山地环境的特点和泥石流演化发展规律出发，贯彻综合治理的原则，整个泥石流沟流域全面规划，并突出重点；工程措施与生物措施相结合，要因地制宜，因害设防。
泥石流形成区是全流域防治的重点地段。一般采用植树造林和护坡草地，来加强水土保持，并修建坡面排水系统调节地表径流，以防止沟源侵蚀。
泥石流流通区一般修筑拦挡工程。最常采用的措施是沿沟修筑一系列不高的低坝或石墙，以拦截泥石。为了防止规模巨大的泥石流破坏重要城镇或重大工程，还需修建高达的泥石流拦挡坝。
泥石流堆积区一般采用排导措施，以保护附近的居民点、工矿企业、农田及交通线路。主要的排导工程是泄洪道和导流堤。
此外，为了确保交通线路的安全，还需采取一些行之有效的专门措施。

第九章水库诱发地震工程地质研究
1.诱发地震的类型（以诱发成因分类）
以诱发成因可分为：构造型（内动力型）、非构造型（外动力型）和综合型。
构造型指的是由于人类活动的触发，使原来已积累一定量级弹性应变能的断裂锁固段破裂而发震，故也可称为断裂活化型。
非构造型指的是由于人类活动引起地下岩溶洞穴和采空区塌陷所诱发的地震。
综合型指的是有构造型和非构造型综合作用所引起的地震活动。

2.水库诱发地震的基本特征
（1）空间分布特征：
a．震中位置震中主要集中在断层破碎带附近，往往密集成条带状或团块状，其延伸方向大体与库区主要断裂线平行或与X型共轭剪切断裂平行常分布于库区岩溶发育部位或断裂构造与岩溶裂隙带的复合部位；
b．震源较浅，震源体较小，一般发生在低烈度区；
c．等震线形状：主要与库区构造、岩性条件有关
构造型水库地震：椭圆形，长轴方向与所在地段的主要构造线或发震断层走向一致或平行。
发生于新老地层接合部位的水库地震：等震线的长轴方向与新老地层的接合线方向一致。
岩溶区发生的水库地震：等震线多为不规则的多边形或近似圆形，且与当地发育的岩溶形态一致或基本一致。
（2）地震活动与库水位的关系
a．绝大多数水库的地震活动与库水位呈正相关
b．少数水库区的地震活动性随着库水位的增加而明显地降低，呈负相关
（3）地震活动的序列特点
a．震型：内生成因水库地震序列以前震——余震型为主，偶尔见群震型。外生成因水库诱发地震常属单发式主震型或多发式群震型。
b．地震频度与震级的关系：㏒N＝a-bM
水库地震：b值大于当地同震级的天然地震，b≥1，前震的b值一般略高于余震。
c．主震M0与最大余震M1的震级关系
水库地震：M0－M1＜1M1／M0≈1
    天然地震：M0－M1=1.2（浅源大震）
    M0－M1与地震区应力状态和介质的不均一性有关

3.水库诱发地震发生的地质背景条件
诱发地震的地质背景条件：
一、区域地质背景：
1）地质背景的多样性；
2）区域构造背景与强震的相关性：产生强烈诱发地震活动的地质背景具有专属型。据统计，发生MS4.0以上地震的水库，几乎全部位于构造活动区内；
3）发震区应变能积累程度及速率：震源区岩体应力集中或应变能积累程度与岩体破裂极限所需应变能的差值，是控制诱发地震的时间滞后的主要因素。天然构造应力场的应变能积累速率也是产生诱发地震的重要背景之一。
二、发震区地质条件：
1）构造条件：这是断裂活化型诱发地震的必要条件。
2）岩性条件：发震机率与岩石性质有关，震级大小与岩石强度有关。
3）水文地质条件：水文地质条件是控制水库诱发地震的重要因素，它决定着诱发地震的机制。
4）外动力地质作用：外动力地质作用的类型和发育程度及其在人类工程活动条件下所可能产生的变化，是外生成因诱发地震的控制因素。

4.水库诱发地震的诱发机制（水岩作用、水诱发机制、不同构造背景条件下的诱发机制）
水库诱发地震的水岩作用机理：
   一、降低岩体及结构面的强度
       水渗入岩体后通常产生软化、泥化和润滑作用。水对岩石的软化作用表现为岩石浸水后强度的降低。对于含泥质及亲水矿物较大的岩石或破碎带，水的软化作用最为明显。泥化作用一般产生于岩体的断裂错动带和软弱结构面上。
   二、促进岩体中断裂的生长
      1）应力腐蚀作用：在地下水和应力的持续作用下，当应力强度因子高于某一界限值，但又低于快速破裂传播的临界应力强度因子时，岩石所发生的缓慢的、亚临界的裂纹生长过程，被称为应力腐蚀。
      2）楔裂作用：当裂隙岩体处于封闭水环境中时，由于高于水体局部集中于有限的裂隙带而产生“楔入推移力”，造成裂缝尖端的破坏和裂隙的发展。
   三、水体荷载作用
       水库蓄水后，巨大的水体荷载对库基岩体产生附加应力并引起岩体垂直变形及挠曲变形（弯梁效应）。
   四、空隙水压力效应
       水库蓄水后，水体向深部渗入或人工注水均将引起原地下水位以上岩体裂缝或孔隙的充水饱和，由此导致与地面水体有连通关系的深部断裂带中空隙水压力的升高和有效应力的变化，从而改变了岩体和断裂带的应力状态，称为空隙水压力效应。

    综合因素诱发型：在一定的地质条件下，诱发地震可以由内、外动力地质因素综合引起，或以某一类因素为主导，所产生的诱发地震又构成了另一类因素产生地震的必要条件，由此产生连锁反应。

第十章地面沉降工程地质研究
1.地面沉降的基本概念
地面沉降：指地面高程的降低，均指地壳表面某一局部范围内的总体下降运动。（指地壳表面在内力地质作用、外来地质作用于人类活动的作用下，造成地壳表面某一局部范围内或大面积的、区域性的沉降活动）

2.地面沉降的诱发因素及地质环境
诱发地面沉降的因素包括自然动力地质因素和人类工程活动因素两大类。其中自然动力地质因素包括地球内营力作用和地球外营力作用；人类活动因素包括持续性超量抽取地下水、开采石油和开采水溶性气体。
地面沉降的地质环境有三种模式：近代河流冲击环境模式、近代三角洲平原沉积环境模式和断陷盆地沉积环境模式。

3．地面沉降机理（主要是降水引起的地面沉降）
位于未固结或半固结疏松沉积层地区的大城市，因为潜水易于污染，往往开发深层的承压水作为工业及生活用水的水源。承压水在开采的过程中，由于承压水位的下降导致有效应力增加，土颗粒压密，发生地面沉降。

4.地面沉降控制和治理的原则和措施
对已产生地面沉降的地区：
   1）压缩地下水开采量，减少水位降深幅度。在地面沉降剧烈的情况下，应暂时停止开采地下水；
   2）向含水层进行人工回灌，回灌时要严格控制回灌水源的水质标准，以防止地下水被污染；
   3）调整地下水开采层次，进行合理开采，适当开采更深层地下水或以地面水源代替地下水源；
   4）在沿海低平原地带修筑或加高挡潮堤、防洪堤，防止海水倒灌、淹没低洼地区；
   5）改造低洼地形，人工填土加高地面；
   6）改建城市给、排水系统和输油、气管线，整修因沉降而被破坏的交通线路等线性工程，使之适应地面沉降后的情况；
   7）修改城市建设规划，调整城市功能分区及总体布局。规划中的重要建筑物要避开沉降区。
对可能发生地面沉降的地区：
   1）估算沉降量，并预测其发展趋势；
   2）结合水资源评价，研究确定地下水资源的合理开采方案。
   3）采取适当的建筑措施。

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