10)简述作图方法估计滑面的方法 作图方法:①假定滑面为一圆弧形,根据地表测绘找出滑坡后缘陡壁并测定陡壁的产状及擦痕产状,同时找出滑坡前缘位置及产状。在滑坡主铀剖面上,过后缘陡壁及前缘两点,按其产状换算标画AC及BC(图5-32,a),过A及B分别作垂线OA及OB交于O点O刀及O月交于O点,以O为圆心,以OA(或OB)为半径作圆,即为假想滑面位置。②在滑坡主
轴剖面上连接后缘陡壁坡脚A和滑面出口B点连线AB(图5-32,b),作AB的垂直二等分线CO,在CO上选一点,以OA为半径作圆,使此圆能与任一点的滑面倾向线相切,此圆弧即为所求之滑面。
11)地表水和地下水对滑坡的影响有哪些?
水的作用主要表现为对岩土的软化、泥化作用、水的冲刷作用、静水压力和动水压力等 土坡或岩质边坡中的泥质岩层,在雨水渗入或地下水位升高而受到浸湿时就会改变其稠度,使之软化,抗剪强度降低,从而可能引起斜坡变形和破坏。页岩、凝灰岩、粘土岩等亲水性很强,水对其软化作用很显著。
水的冲刷作用使河岸变高、变陡。水流冲刷坡脚,切断滑动面使之临空或将趋于稳定的老滑坡的下部物质携走,从而导致滑坡的复活。
由于雨水渗入,河水位上涨或水库蓄水等种种原因,使得地下水位上升,水位抬高,又使孔隙水压力提高,降低了抗滑力,造成斜坡失稳。当地下水由斜坡岩土体中排出时,由于有一定的水力梯度,形成动水压力,增加了沿地下渗流方向的滑动力,对斜坡稳定不利.水库使用期,库水位迅速下降使得斜坡岩土中的水排出较慢,而地下水位的下降滞后于水库水位,故形成较大的动水压力,这时,岸坡常遭受破坏。
12)绘制围绕倾角为70,倾向为90的平面极点摩擦锥,摩擦角φ=30
绘制时,首先绘出斜面和法线的投影(图5-50a),在极点的两测沿通过极点的大圆标记出30角。就画出了通过圆锥的二维断面,它在大圆上用两个点表示。然后旋转描图纸直至极点位于另一大圆上,沿该大圆在极点两测再量出30的角度。这样就绘出子第二个二维断面。把这一过程继续下去,使极点位于下一个大圆上并标记出30的角度,直至标记出足够多的点,能画出磨擦锥为止。 13)如何用宏观征兆预报斜坡破坏的时间?
斜坡破坏之前,往往出现一些程度不同的宏观征兆。诸如:地形变、地表微破裂、地物标志的移动,逸出地气味、火球、发光、冒出浑泉、以及各种动物的行为异常现象等等。
(1) 当滑体滑动时,其上的庄稼树木歪斜,房屋道路变形,地物(石碑、古墓、寺庙、水渠等)产生明显的相对位移,坡体后缘张裂,前缘上鼓,反映滑体在短期内随时可发生大规模滑动。 (2)根据滑坡体前缘地下水的异常变化可以有效鉴别破坏危险性 滑坡前数天至几小时,在滑体前缘可能出现湿地、新泉或泉水增木、变浑、或出现喷泉等现象。 (3)根据滑前动物异常及其序列特征分析,
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异常的序列特征是:以穴居地下的蛇、鼠等动物出现异常最早,紧随其后是小动物如蜂、鸟、鸡鸭、猫等出现异常;当逼近主滑时间时,才出现大功物行为异常,如猪、狗、牛等, 14)斜坡变形破坏的防治措施有哪些?
根据防治原则以及实际经验,主要的防治措施不外乎是提高抗滑力和减小下滑力。 (1)抗滑工程 抗滑工程是提高斜坡抗滑力最常用的措施,主要有挡墙、抗滑桩,锚杆、(索)和支撑工程等。主要有:挡墙 、抗滑桩、锚杆(索)、支撑 (2)表里排水 包括排除地表水和地下水 (3)削坡减荷 降低坡体的下滑力
(4)防冲护坡 一般修筑导流堤、水下防波堤、丁坝以及砌石、抛石、草皮护坡等措施。 (5)土质改良 提高岩土体的抗滑力 (6)防御绕避
归纳为:挡、排、削、护、改、绕六字方针;
6渗透变形工程地质
一、名词解释
1)渗透变形:地下水在渗流过程中对岩土体作用的力,称渗透力(seepage force)或动水压力(hydrodynamic force)。当此力达到一定值时,岩土中一些颗粒,甚至整体就发生移动,从而引起卷土体的变形和破坏,这种作用或现象,称之为渗透变形(seepege deformstion)或渗透破坏(seepage failure)。
2)管涌:在渗流作用下单个生颗粒发生独立移动的现象,叫管涌(piping)或潜蚀.
3)垂直接触管涌:在垂直于土层接触面的渗流作用下,细粒土层的单个颗粒向粗粒土层孔隙移动的现象,称为垂直接触管涌
4)平行接触管涌:在平行于粗、细粒土层接触面的渗流作用下,由于粗粒土层的渗透速度较细粒土层大得多,而使接触面附近的细粒土层中的颗粒被携走的现象,称为平行接触管涌 5) 流土:在渗流作用下一定体积的土体同时发生移动的现象,叫流土(quicksoil)或硫砂(quick sand)
二、填空
1)天然无帖性土的颗粒组成十分复杂,其分布曲线有单峰型、双峰型和多峰型。而研究渗透变形意义较大的是曲线为双峰型土
2)当发生砂沸且从砂沸管中随水流携出小颗粒,堆积在砂沸点四周形成一个个砂圈时,即达渗透破坏.此时可延长2—3小时观测其变化,然后降低水头至破坏停止;再增加水头使之发生上述现象.如此反复数次,找出渗透破坏象生及停止时的最低水头,即为临界水头,以此计算临界梯度
3)渗透变形的防治措施,原则上可分为三类:第一类措施是改变渗流的水动力条件;第二类措施是保护渗流出口;第三类措施是攻善土石性质. 4)
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三、选择
1) 只有当细颗粒的粒径d小于粗颗粒的骨架孔隙直径d0时,才能发生管涌。据研究其最优比值为:d0/d=8.
2) 土的级配特征可以它的不均粒系数(η=d60/d10)表示。当η<10时,主要类型是流土; 3) 凡属“瀑布式”者产生管涌:凡属“直线式“者不产生管涌,而在较高的梯度下产生流土;凡属于“阶梯式”者多为管涌,有时为流土(曲线向细粒方向缓坡延长者管涌,较大角度与横坐标相交者流土)。
4) 土粒为等粒球体,若按立方体排列时最疏松,其孔隙度n=47.6%,D/d0=2.4;若按四面体排列时最紧密,n=25.9%,D/d0=6.4。
四、改错
五、简答
1)影响土的抗渗强度因素有哪些?
土的抗渗强度大小,是受其结构特性制约的,它包括土中粗细颗粒直径比例、细粒物质钓含量和土的级配特征等方面。
(1)粗细粒径的比例 只有当细颗粒的粒径d小于粗颗粒的骨架孔隙直径d0时,才能发生管涌。据研究其最优比值为:d0/d=8.
(2)细颗粒的含量 天然无帖性土的颗粒组成十分复杂,其分布曲线有单峰型、双峰型和多峰型。而研究渗透变形意义较大的是曲线为双峰型土
(3)土的级配特征 土的级配特征可以它的不均粒系数(η=d60/d10)表示。当η<10时,主要类型是流土;当η>10时,主要类型是管涌;当η在10-20之间时,流土和管涌均有可能发生。但它对砾质土不适用。
2)室内试验是如何确定临界水头的?
如用6-17所示,是渗透仪试验法。这种方法是采用变水头的试验方法,将水头逐级抬高,在每一水头下都维持稳定30分钟,直至发生渗透破坏时,再逐级下降水头至渗透破坏停止。重复进行数次,最后将最低开始发生破坏的水头作为临界水头,据此计算临界水力梯度。 3)管涌和流土的异同点有哪些?
相同点:都是砂土体在渗透力的作用下发生的变形破坏形式。
不同点:①在渗流作用下单个生颗粒发生独立移动的现象,叫管涌(piping)或潜蚀.在渗流作用下一定体积的土体同时发生移动的现象,叫流土(quicksoil)或硫砂(quick sand)。
②发生变形破坏时的结构不同,管涌发生在土体给配较好的砂体中,而流土发生在级配不良的砂土中。
③发生变形破坏时的临界水力梯度不同。在渗流作用下,由于无粘性土的结构特性不同,
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有的首先表现为管涌,尔后在更强的水动力条件下转化为流土。产生流土的水力梯度往往较管涌的水力梯度要大。而有的无粘性土在足够的水动力条件下,便直接产生流土。它们主要受控于土的结构特征。
④宏观因素不同,与地层的组合关系和地貌地形也有一定关系。
7岩溶工程地质
一、名词解释
1)岩溶:地下水和地表水对可溶性岩石的破坏和改造柞用都叫岩溶作用;这种作用及其所产生的地貌现象和水文地质现象的总称叫做岩溶,国际上通称喀斯特(karst)
2)混合溶蚀效应:不同成分或不同温度的水混合后,其溶蚀性有所增强,这种增强的溶蚀效应叫做混合溶蚀效应
3)饱和滞液的混合溶蚀效应:指两种或两种以上已失去溶蚀能力的饱和水溶液,在碳酸盐岩体内相遇,并发生混合作用,混合后的溶液由原先的饱和状态变成不饱和状态,从而产生新生溶蚀作用,连续熔解碳酸盐岩石。
4)酸效应(acid effect):在自然界中,除了CO2溶于水所形成的碳酸对碳酸盐岩的溶蚀有强烈影响外,其次为硫酸的作用,特别是在硫化矿床氧化带中这种效应最为显著。这是因为在某些铁细菌的作用下,黄铁矿通过以下反应而生成硫酸,即:4FeS2+15O2+14H20→4Fe(OH)3+8H2SO4
5) 同离子效应(common ion effect):水中如溶有与碳酸盐相同的某种离子的物质,例如
2+
CaCl2,则由于Ca浓度增加,就会使碳酸钙的溶解度按质量作用定律而有所减小,从而抑制了碳酸钙的溶蚀。
6)离子强度效应(ionic strength effect):溶液中有与碳酸钙不相关的强电解质离子时,
2+2-2+2-这些离子就会以较强的吸引力吸引Ca和CO3,实质上也就使Ca与CO3之间的引力有所降
低。
7) 悬托河:处于上升运动的灰岩山区,有时发现河谷中的地下水位低于河水位,甚至有的地方地下水位在河床以下数十米至数百米。这种河流叫做悬托河。
8)真空吸蚀:随着地下水位的不断下降,因真空腔内外压差效应不断加剧,引起腔外大气压对覆盖层表画产生一种无形的“冲压”作用,加速了覆盖层结构的宏观破坏,土层强度降低,地面突然发生变形和破坏。这种由于 “真空”压差效应对上覆土拱所产生的“内吸外压”作用叫做真空吸蚀
二、填空
1)地下水中的CO2主要来源于土壤。由于土壤中的微生物在其新陈代谢过程中强烈的生物化学作用,使有机物分解为各种有机酸,同时产生大量的CO2。
2)青藏高原湿润气候区,主要为深切割的高山和极高山,既有冰川、霜冻、泥石流作用,也有岩溶作用、流水侵蚀作用强烈。 3) 4)
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三、选择
1) 气候类型的特征表现在气温、降水量、降水性质、降水的季节分配及蒸发量的大小和变化。其中以气温高低及降水量大小对岩溶发育的影响最大。
2) 若以干燥荒原地带岩溶的剥蚀强度定为一个单位,那么高纬冰缘带(包括极地、亚极地和高寒山区)岩溶的剥蚀强度为5,湿润温带为8,地中海地带(含干燥草原)为11,而热带激增为71。
3) ①当H>Hk时,虽然上部有建筑荷载的作用,下部又有土洞的影晌;但地基仍是稳定的. ②当H< Hk=h+z+D时,地基是不稳定的,一般出现两种情况。 4)
四、改错
四、 简答
1)岩溶作用表现在哪两方面?
一方面形成地下和地表的各种地貌形态,另一方面形成特殊的水文地质现象 2)以石灰岩为例来说明碳酸盐岩的溶蚀过程
南斯拉夫学者伯格里(Bogli,1960)把石灰岩的溶蚀过程分为四个化学阶段:首先,与水接触的石灰岩,在偶极水分子作用下发生溶解:CaCO3→ Ca2++CO32- 这时溶解很快,并立即达到平衡.第二阶段是原溶解于水中的CO2的反应,H20+CO2 → H2CO3 → H++HCO3- 碳酸电离的H+与(7-1)式的CO32-化合成重碳酸根,H++CO32- → HCO3- 这两个阶段的最终反应是: CaCO3+H2O+CO2→ Ca2++2HCO3- 第三阶段是水中物理溶解的CO2的一部分转入化学溶解,即水中部分游离CO2与水化合成为新的碳酸,这样构成一个链反应,第四阶段是由于水中CO2含量和外界(土壤和大气)CO2,含量也有一个平衡关系,水中CO2减少,平衡就受到破坏,必须吸收外界CO2以便使水中CO2含量重新达到新的平衡,这样又构成一个链反应。
3)举例说明有利于水发生混合的地带
垂直渗入水与地下水相混合的地下水面附近、地下水面以下,能使不同成分的水向它汇集的强径流带,如大的溶蚀裂隙或溶蚀管道,不同方向的溶蚀裂隙交汇带;灰岩区地下水的排泄区,如河谷边岸地下水与地表水的混合带等处。 4)岩溶发育的基本条件有哪些?
岩溶发育的基本条件有四个:①具有可溶性岩石,②岩石是透水的;③水必须具有侵蚀性;④ 水在岩石中应处于不断运动的状态。
岩溶发育中最为活跃而积极的是地下水的循环交替条件,它受控于气候、地形地貌、地质结构、地表非可溶岩复盖及植被发育条件等。 5)影响岩溶发育的因素有哪些?
一、碳酸盐岩岩性的影响,可溶性岩石是岩溶发育的物质基础,碳酸盐岩的化学成分,矿物
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