1. 简谐振动产生的条件：质点m 受到正比于位移的弹性力作用。

质点m 受到的恢复力kx f -=,质点的运动方程2

A ——位移振幅,0ω——角频率或圆频率。

【导读】境问题，是工程科学和地质学相交叉的一门边缘学科。文地质、工程动力地质作用和天然建筑材料等方面，是一个综合概念。间所存在的矛盾或问题。①阐明建筑地区的工程地质条件，并指出对建筑物有利和不利的因素；用和保护地质环境的对策和措施；⑥为拟定改善和防治不良地质作用的措施方案提供地质依据。化的趋势及结果。以及发生、发展演化的全过程，以便我们作出正确的工程地质评价。1）活断层：现在正在活动或在最近地质时间发生过活动。认为只限于全新世之内。2）我国活断层的分布，根据活断层的类型和活动方向，可大致以东经105°为界，活断层错动时附近有伴生的地面变形，则也会影响到邻近的建筑物。①活断层的继承性与反复性；④活断层的年龄判据；保留在最新沉积物中的地层错开是鉴别活断层的最可靠依据。⒀地震观测史证据。4）活断层研究内容包括有哪些？活断层的展布、活动特点和监测等。如伴有地震活动，则应进行地震危险性。活断层的位置、方向、长度等。

1)工程地质学：地质学的一个分支学科，是一门研究与工程建设相关的地质环
境问题，是工程科学和地质学相交叉的一门边缘学科。
2)地质工程(Geoengineerig)：指以地质体为工程结构．以地质体为工程的建筑
材料，以地质环境为工程的建筑环境修建的一种工程。
质因素的综合。地质因素包括岩土类型及其工程性质、地质结构、地貌、水
文地质、工程动力地质作用和天然建筑材料等方面，是一个综合概念。
间所存在的矛盾或问题。
工程地质学发展趋势是环境工程地质、矿山工程地质、地震工程地质、海洋
1)工程地质学的任务是什么？
①阐明建筑地区的工程地质条件，并指出对建筑物有利和不利的因素；
②论证建筑物所存在的工程地质问题，并进行定性和定量评价，做出确切结
③选择地质条件优良的建筑场地，并根据场地工程地质条件对建筑物配置提
④研究工程建筑物建成后对地质环境的影响，预测其发展演化趋势，提出利
用和保护地质环境的对策和措施；
⑤根据所选定地点的工程地质条件和存在的问题，提出有关建筑物类型、规
模、结构和施工方法的合理建议，以及保证建筑物正常施工和使用所应注意
⑥为拟定改善和防治不良地质作用的措施方案提供地质依据。
2)工程地质学的研究方法是什么？
工程地质学的研究方法主要有自然历史分析法、数学力学分析法、模型模拟
试验法和工程地质类比法。
自然历史分析法即为地质学的方法，它是工程地质学最基本的一种研究方
工程地质学所研究的对象——地质体和各种地质现象，是自然地质历史过程
中形成的，而且随着所处条件的变化，还在不断地发展演化着。
查明各项自然地质条件和各种地质现象以及它们之间的关系，预测其发展演
数学力学分析法是在自然历史分析的基础上开展的，对某一工程地质问题或
工程动力地质现象在进行自热历史分析之后，根据所确定的边界条件和计算
参数，运用理论公式或经验公式进行定量计算。
由于自然地质条件比较复杂，在计算时时常需要把条件适当简化，并将空间
问题简化为平面问题来处理。一般的情况是，先建立一地质模型(物理模型)，
随后抽象为数学模型，代入各项计算参数进行计算。
模型模拟试验法在工程地质研究中也常被采用，它可以帮助我们探索，自然
地质用的规律，揭示某一工程动力地质作用或工程地质问题产生的力学机制
以及发生、发展演化的全过程，以便我们作出正确的工程地质评价。
工程地质类比法在工程地质研究中也是常用的一种方法，也可以用于定性评
价，也可作半定量评价。它是将已建建筑物工程地质问题的评价经验运用到
自然地质条件与之大致相同的拟建的同类建筑物中去。
3)我国工程地质的研究现状是什么？
岩体工程特性研究和岩体工程地质力学的创立
区域工程地质和区域地壳稳定性研究
环境工程地质和地质灾害的研究
特殊土结构和工程特性的研究
工程地质勘察的理论和技术方法
1）活断层：现在正在活动或在最近地质时间（全新世、1万年）发生过活动。
①对目前正在活动着的断层，因有鉴别标志而无可争议.②“近期”时间上
则有一些不同的观点，有的认为是第四纪以来活动过的断层；有的认为应在
晚更新世之内，有的认为在35000年（14C确定的绝对年龄）之内，还的有
认为只限于全新世之内。③从工程使用的年限和断层知动资料的准确性来看，
时限不宜过长，一般的工程的使用年限为数十年，一些重大工程也在一二百
年以内。我们关心的更应该是“不久的将来”（例如一二百年）。
2）错动速率：是以某一时期内断层两盘相对位移的平均值来表示
3）活断层的错动周期：地震断层两次突然错动之间的时间间隔
1）活动强度是以其长度和错动速率来表征的
2）“近期”时间上则有一些不同的观点，有的认为是第四纪以来活动过的断层；
有的认为应在晚更新世之内，有的认为在35000年（14C确定的绝对年龄）之内，
还的有认为只限于全新世之内。
3）在始新世末(约38Ma)，印度板块白南南西方向与欧亚板块相碰撞；与此同时，
太平洋板块和菲律宾板块义分别从北东东和南东方向向欧亚大陆之下俯冲
4）活断层的展布、活动特点和监测等。如伴有地震活动，则应进行地震危险性
5）如核电站应以场地为中心的300km半径范围。
1）一般认为错动速率1mm/a以上的即为较强烈的活断层
2）我国活断层的分布，根据活断层的类型和活动方向，可大致以东经105°为界，
3）如核电站应以场地为中心的300km半径范围。
1）活断层对工程建筑物的影响表现为两个方面。
一方面是由于活断层的地面错动直接损害跨越该断层修建的建筑物；有些
活断层错动时附近有伴生的地面变形，则也会影响到邻近的建筑物。
另一方面是伴有地震发生的活断层，强烈的地震对较大范围内建筑物的损
2）活断层的基本特征是什么？
①活断层的继承性与反复性；
②活断层的长度与断距；
③活断层的错动速率和错动周期；
3）活断层的鉴别标志是什么？
活断层的地质、地貌和水文地质标志
保留在最新沉积物中的地层错开是鉴别活断层的最可靠依据。
⑵在航卫片上表现为清晰的线性构造；
⑶地震断层陡坎和地裂缝。
⑷两种截然不同的地貌单元直线相接；
⑸线性分布的断层崖和三角面；
⑹河流沟谷发生明显的转弯；
⑺串珠状新生代小断陷盆地；
⑼串珠状泉或湖泊，尤其是温泉；
⑾微量元素方面的标志。
四、地震历史方面的证据
⑿在一定地质历史时期的地震历史资料；
4）活断层研究内容包括有哪些？
活断层的展布、活动特点和监测等。如伴有地震活动，则应进行地震危险性
活断层的位置、方向、长度等。利用卫(航)片判释，用一种低阳光角航空照
片用来专门判定活断层的存在
在卫(航)片判释的基础上，要进行区域性踏勘，进一步验证判释成果。
三、建筑场地内及其附近的活断层
为了确定活断址近期及现今活动的参数，如活动时间、错动方向和距离、错
动速率和错动周期等，需进行钻探、坑探、物探和绝对年龄测定等工作。
1）地震(earthquake)：在地壳表层，因弹性波传播所引起的振动作用或现象；
2）震域：地面上地震所波及到的范围；
3）震中：震源在地面上的垂直投影；
4）软流圈：按板块构造的理论，在坚硬岩石圈之下的上地幔物质处于塑流状态；
5）活动断裂的锁固段或互锁段：活断层的端点，拐点，交汇点、分枝点和错列
6）震源参数：地震发生时震源处的一些特征量或震源物理过程的一些物理量
7）弹性回跳：当断层突然错动时，断层两侧是向相反方向产生相对位移
8）粘滑(stickslip)断裂面两盘这种因摩擦力而粘结然后又突然滑动而释放应力的
9）地震震级：衡量地震本身大小的尺度，由地震所释放出来的能量大小来决定。
释放出来的能量愈大，则震级愈大。
10）地震烈度：衡量地震所引起的地面震动强烈程度的尺度；它不仅取决于地震
能量，同时也受震源深度，震中距，地震波传播介质的性质等因素的制约。
11)卓越周期T0:由于表层岩土体对不同周期的地震波有选择放大作用，一种岩
土体总是以某一周期的波选择放大得尤为明显而突出。
1）地震按其发生的原因，可分为构造地震、火山地震和陷落地震。此外，还有
因水库蓄水、深井注水和核爆炸等导致的诱发地震。
11）我国的地震活动主要分布在五个地区的23条地震带上。
3）破坏性地震在地球上是有规律地沿一定深度集中分布在特定的部位，总体呈
带状展布。可以划分出环太平洋地震带、地中海—喜马拉雅地震带、大洋海岭地
震带及大陆裂谷系地震带四大地震活动带。
4）环太平洋地震带的地震活动最为强烈，全世界大约80%的浅源地震、90%的中
源地震以及几乎所有的深源地震都集中在这个带上。释放的能量约占全球地震释
5）强烈地震的发生，必须具备一定的介质条件，结构条件和构造应力场条件。
6）根据介质断裂特征和构造应力状态的不同，可将地震分为四类：单一主震型、
主震—余震型、前震—主震—余震型、群震型
7）地震波是一种弹性波，它包括体波和面波两种。体波分为纵波(P波)和横波
(S波)两种。面波也可分为瑞利波(R波)和勒夫波(Q波)两种。
8）地震成因主要有断层学说、岩浆冲击学说、相变学说和温度应力学说等．
9）地震烈度是衡量地震所引起的地面震动强烈程度的尺度；它不仅取决于地震
能量，同时也受震源深度，震中距，地震波传播介质的性质等因素的制约。
1）在我国历史记载中，1556年陕西华县地震8级死亡人口达83万；1920
年宁夏海原地震死亡人数也超过20万。
2）一般情况下，当μ=时，VP=．显然，纵波速度大于横波速度．
3）一般情况下，瑞利波速VR=
4）震级(M)是指距震中100km处的标准地震仪在地面所记录的微米表示的最大振
5)烈度影响的深度随地下水埋深而定，埋深愈小剧烈度增加值愈大；当埋深大于
10m时，则影响就不显著了。
1）地震烈度是衡量地震本身大小的尺度，由地震所释放出来的能量大小来确定。
2）地震震级是衡量地震所引起的地面震动强烈程度的尺度。（）
1）粘滑机制是对弹性回跳机制的修正，主要表现在哪几个方面？
①弹性回跳机制认为，断层错动时要将全部积聚起来的应力释放完，即地震后震
源处基本无应力，而粘滑机制则认为，断层错动时震源处只释放了一小部分应力。
②弹性回跳机制认为，地震锗动时将震源处全部弹性剪切形变恢复了，此时断层
2)重力性地裂的表现形式有哪几种？
①由于斜坡失稳造成土体滑动，在滑动区边缘产生张性地裂。
②平坦地面的覆盖层沿着倾斜的下卧层层画滑动，导致地面产生张性地裂．此种
形式大多发生在土质软弱的故河床内填筑土层的边界上．它对建筑物的危‘窖不
3)重力性地裂产生的条件是什么？
①故河床堆积松散砂层的震陷，
②由于砂层的震陷而引起上覆填土的垂直沉陷、位移；
③浅部填土层的振动具有地面运动的放大作用特征，在填上层的倾斜界面上产生
4)简述场地工程地质条件对震害的影响
对震害有重大影响的工程地质条件为岩土类型和性质、断裂、地形地貌及地下水。
岩土类型和性质对宏观烈度的影响最为显著在相同的地震力作用下，基岩上震害
最轻，其次为硬土，而软土是最重的。地层结构对震害也有较大影响
发震断裂是引起地基和建筑物结构振动破坏的地震波的来源
效应趋势是：突出孤立的地形使地震动加强，震害加剧；而低洼沟谷则使地震活
3砂土地震液化工程地质
1)砂土液化(sandliquefaetion)或振动液化:饱水砂土在地震，动力荷载或其它外力
作用下，受到强烈振动而丧失抗剪强度，使砂粒处于悬浮状态，致使地基失效的
2)剩余孔隙水压力或超孔隙水压力(excessporepressure)：如果砂土透水性不良
而排水不通畅的话，则前一周期的排水尚末完成，下一周期的孔隙度再减少又产
生了，应排除的水来不及排走，而水又是不可压缩的，于是就产生超孔隙水压力
1）砂土液化的危害性为：(1)地面下沉(2)地表塌陷(3)地基土承载力丧失(4)地面流
1）砂土的抗剪强度τ与作用于该土体上的往复剪应力τd的比值来判定砂土是否
会发生液化。当τ／τd>1时，不会产生液化
2）一般饱水砂层埋深大于20m时难于液化，可以把液化最大地下水埋深定为5m，
因为当地下水埋深为3-4m时，液化现象很少。
3）饱水砂层愈厚，地震变密时所产生的超孔隙水压力愈大。
4）当液化砂层埋藏较深，上覆以较厚的非液化粘性土层时抑制了液化，而直接
出露地表的饱水砂层最易于液化。
5）在砂土液化现场以砂层埋深3m、地下水埋深2m作为基本健况，通过标贯试
验找出不同地震烈度下的临界贯入击数。
1）地震愈强，历时愈长，则愈易引起砂土液化；且波及范围愈广，破坏愈严重。
2）用标准贯入试验判定砂土液化时,若某一土层的实际贯入击数大于临界贯入击
数,则该土层液化。（）
1）影响砂土液化的因素有哪些？
1）岩石风化(RockWeathering)：岩石在各种风化营力作用下，所发生的物理和化
2）化学风化：岩石在氧、水溶液及有机体等作用下所发生的一系列复杂的化学
反应，引起其结构构造，矿物成分和化学成分发生变化的过程。
3）囊状风化：在裂隙密集带、断层破碎带，特别是不同方向的断裂交汇处，岩
石的风化深度较大，风化壳底界起伏较大，一般大于10余米，大者可达数十米，
形成宽度不大而深度较大的风化囊
4）球状风化：被三组以上软弱面切割的岩体，风化营力沿软弱结构面发生作用，
促使岩体解体，风化产物呈块状或棱角圆化的椭辣状及球状
1）引起岩石风化的营力主要是太阳热能、水溶液(地表、地下及空气中的水)，
空气(O2及CO2等)及生物有机体等
2）按照风化能力及其引起的岩石变异的方式不同，有物理风化、化学风化和生
3）物理风化是由于温度的变化(特别是昼夜的温变)，水的冻融、干湿交替，盐
类结晶，矿物水化和植物根劈等作用下所产生的应力，引起岩石的机械破碎
4）反映气候特点的气象要素很多，其中对岩石风化影响较大的主要是温度和雨
1)物理风化主要发生在干寒地区，如我国北方、西北的干旱寒冷及高山寒冷地区
2)如在中、低纬度的高山区，以物理风化为主；
3)在海拔较低的地区则以化学风化为主，风化速度较快，岩石变异较彻底。
4)声波测试法是由于岩石风化后其声波传播速度比原岩慢。
1）岩石风化主要表现在哪几个方面？
(1)岩体的结构构造发生变化
(2)岩石的矿物成分和化学成分发生变化
(3)岩石的工程地质性质恶化。
2）岩石风化主要影响因素有哪些？
由于气候、岩性、地质构造、地形、水文地质条件等因素的影响所致。
3）岩石风化分带的标志是什么？
风化程度不同的岩石，在外观上首先表现在颇色上的差异。
随着岩石风化程度的加深，完整坚硬的岩体遂渐破碎成块石、碎石、砂粒、粉粘
根据具体条件下风化岩石中矿物的共生组合规律，可作为风化壳垂直分带的标
(4)水理性质及物理力学性质的变化
在风化壳剖面上，由上到下这些性质变化的趋势是：①孔隙性和压缩性由大到小；
②吸水性由强到弱，③声波速度由小到大；④强度由低到高等等，(5)钻探掘进
(5)钻探掘进及并挖中的技术特性
风化程度不同的岩石，其完整性和坚固性不同，因此，勘探中的钻探方法、钻
进速度，岩心采取、掘进方法及难易程度是不同的；同时，施工中开挖方法及进
5斜坡变形破坏工程地质
1)斜坡形态要素是坡面、坡顶、坡肩、坡脚、坡角和坡高等。
2)斜坡的变形:斜坡应力状态的变化，使原有的平衡被打破，局部应力集中超过
了该部位岩体的容许强度，引起局部剪闭错动，拉裂并出现小位移，但还没有造
3)弯曲倾倒:由陡倾或直立板状岩体组成的斜坡，当岩层走向与坡面走向大致相
同时，在自重的长期作用下，由前缘开始向临空方向弯曲、拆裂，并逐渐向坡内
4)双沟同源：滑坡体的两侧有沟谷发育，并且有两个沟谷的源头起源于同一位置。
1)推落式滑坡主要是由于斜坡上都张开裂缝发育或因堆积重物和在坡上部进行
建筑等，引起上部失稳始滑而推动下部滑动．
2)一般根据始滑部位不同而分为牵引式、推落式、平移式和混合式
1)坡底的宽度对坡脚的应力状态也有较大影响，当W(坡底宽)<(坡高)时，坡
脚最大剪应力随底宽缩小而急剧增高;而当W>时，则保持为一常数且与一般
2)由干斜坡变形破坏过程为一累进性破坏过程,变形的基本形式有：拉裂、蠕动和
破坏的基本形式有：崩塌和滑坡
3)当斜面倾角ψ>摩擦角φ以及底边b／高h>tgψ,岩块将滑动，但不倾倒
4)按滑坡主滑面成因分类；①堆积面滑坡；②层面滑坡；③构造面滑坡；④同
5）按滑坡深度分类：①浅层滑坡(厚度小于6m)；②中层滑坡(厚6—20m)；③厚
层滑坡(厚20—50m)，④巨厚层滑坡(厚度大于50m-)
6）如果下滑力S大于抗滑力Rf，即Wsinψp＞Wcosψp·tgφ,则块体将发生滑动。
7)防止易风化的岩石组成的边坡表层因风化而产生剥落，可采用灰浆抹面或砌石
1)斜坡应力分布特点是什么？
(1)由于应力的重新分布，斜坡中主应力迹线发生明显偏转。
(2)在坡脚附近形成一个明显的应力集中带
(3)在斜坡顶面和坡面的某些部位，由于水平应力显著降低，最小主应力有一些
是张应力，形成张力带。
(4)坡面处的岩土体，由于应力解除，侧向压力趋于零，实际上处于两向受力状
态，而向坡内逐渐变为三向受力状态
(5)与主应力迹线偏转相联系，坡体内最大剪应力迹线变为近似圆弧形，弧的下
2)斜坡变形主要有哪几种形式？
斜坡岩土体在局部拉应力集中部位和张力带内，形成张裂隙的变形形式称为拉
拉裂形成机制有三种类型：①在坡面和坡顶张力带中拉应力集中形成拉裂;②卸
荷回弹(unloadinirebound)或岩体初始应力(地应力)释放产生拉裂;③因蠕滑形
成局部应力集中产生拉裂
蠕滑可以在不同情况下受不同机制的作用而发生，一般主要有三种形式：①受最
大剪应力面控制的蠕滑;②受软弱结构面控制的蠕滑;③受软弱基座控制的蠕滑和
3)滑坡形态要素是什么？
(1)滑坡体(2)滑坡床(简称滑床)(3)滑动面(简称滑面带)(4)滑坡周界（5）滑坡壁
(6)滑坡台地又称滑坡台阶(7)封闭洼地(8)滑坡舌(9)滑坡裂隙(10)滑坡
4)滑坡裂隙有哪些？它们主要出现在滑坡的什么部位？
拉张裂隙、剪切裂隙、羽状裂隙、鼓张裂隙和扇形张裂隙等。
拉张裂隙主要出现在滑坡体后缘，受拉而形成，延伸方向与滑动方向垂直，往往
剪切裂隙分布在滑坡体中下部两侧，因滑坡体与其外的不动体之间产生相对位
移，在分界处形成剪力区并出现剪切裂隙，它与滑动方向斜交，其两边常伴生有
鼓张裂隙又称隆张裂隙，常分布在滑体前缘，受张力而形成，其延伸方向垂直于
扇形张裂隙也分布在滑坡体的前缘；尤以舌部为多；是因土石体扩散而形成的，
5)滑坡识别方法有哪些？
滑坡识别方法主要有三种：利用遥感资料，如航片、彩红外照片来解释；通过地
面调查测绘来解决；采用勘探方法来查明。
6)滑动面(带)位置确定方法是什么？
(1)根据柞图法估计滑面位置当只进行地表测绘，未进行勘探工程时，只能借
助于作图方法大致估计滑面位置。作图方法
(2)根据位移观测资料推求滑面位置在有滑坡位移观测资料时，可根据滑坡的
位移数据来推求滑面。可采用应变管法确定滑动面位置。
(3)根据钻探资料判断滑面(带)位置钻探是滑面研究中常用方法之一，根据钻探
资料可较准确地确定滑动面(带)的位置．钻探中可作滑面分析的资料包括：①在
基岩滑坡滑带以上钻进时，钻具跳动，易卡钻，回水漏失严重，滑带以下钻进平
稳，透水性正常。②由珐岩滑坡滑带以上岩心量得的岩层倾角变化较大，岩石风
化剧烈，裂晾中多有泥质充填，滑带处且常有泥夹碎屑。③在滑带附近钻进时，
如速度突快或发现孔壁收缩，孔身错断，套管弯曲，上下钻具困难，此处可能为
滑带位置。④土质滑坡滑带干钻岩心剥开后，可见滑动形成的微斜层理、擦痕和
镜面，滑带土中有上部土层的夹杂物，颜色和土质比较复杂，岩心的微细结构也
有错动现象。⑤基岩滑坡滑带从上压水或注水试验时，漏水严重、栓塞常封堵不
严，水泵不起压，一般测不到地下水位，钻孔无回水
(4)根据坑探工程查明滑而位置
(5)根据物探资料判断滑面位置
7)按滑动面与层面关系的分为几类？其工程地质特性是什么？
(1)均质滑坡这是发生在均质的没有明显层理的岩体或土体中的滑坡。
(2)顺层滑坡一股是指沿着岩层层面产生滑动
(3)切层滑坡滑坡面切过岩层面前发生的滑坡称为切层滑坡．滑坡面常呈圆柱
8)影响斜坡稳定性的因素有哪些？
因素综合起来可分为两大方面，即内在因素和外在因素。内在因素包括，斜坡岩
土的类型和性质、岩土体结构等；外在因素包括：水文地质条件及地表水和大气
水的作用，岩石风化，地震以及人为因素等。
9)斜坡中的各种结构面对斜坡稳定性的影响
斜坡中的各种结构面对斜坡稳定性有着重要影响．特别是软弱结构面与斜坡临空
面的关系，对斜坡稳定起着很大作用．
(1)平叠坡主要软弱结构面为水平的．这种斜坡一般比较稳定；
(2)顺向坡主要是指软弱结构面的走向与斜坡面的走向平行或比较接近，且倾
向一致的斜坡．当结构面倾角小于坡角时，斜坡稳定性最差，极易发生顺层滑
坡．自然界这种滑坡最为常见，人工斜坡也易遭破坏。
(3)逆向坡主要软弱结构面的倾向与坡面倾向相反，即岩层面倾向坡内。这种
斜坡一般是稳定的，有时有崩塌现象，而滑动的可能性较小．但有其它断裂结构
面配合时，也可形成滑坡。
(4)斜交坡主要软弱结构面与坡面走向成斜交关系。其交角越小，稳定性就越差。
(5)横交坡主要软弱结构面的走向与坡面走向近于垂直．这类斜坡稳定性较好，
很少发生大规模的滑坡。
10)简述作图方法估计滑面的
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
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
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，
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，
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
(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，
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，
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
(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
(5)土质改良提高岩土体的抗滑力
归纳为：挡、排、削、护、改、绕六字方针；
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(seepageforce)
或动水压力(hydrodynamicforce)。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
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
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
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．
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
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=%，D/d0=；
若按四面体排列时最紧密，n=%，
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)
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，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。
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
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(acideffect)：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，
5)同离子效应(monioneffect)：水中如溶有与碳酸盐相同的某种离子的物
质，例如CaCl2，则由于Ca2+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(ionicstrengtheffect)：溶液中有与碳酸钙不相关的强电解
质离子时，这些离子就会以较强的吸引力吸引Ca2+和CO32-，实质上也就使Ca2+与
CO32-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
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。
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。
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
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，矿物成分和结构等方面对岩溶发育的影响。
二、气候对岩溶发育的影响，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
地形地貌条件是影响地下水的循环交替条件的重要因素，进而间接影响岩溶发育
的规模、速度、类型及空间分布。
四、地质构造的影响，1)断裂的影响；2）褶皱的影响；3）岩层组合特征的影响；
五、新构造运动的影响，新构造运动的性质腿十分复杂的，其运动的基本形式有：
上升、下降、相对稳定3种。
6)悬托河的基本条件有哪些？
形成悬托河的基本条件有三个：
②地下水向排泄区运动过程中径流通畅。这两个条件是形成悬托河的必要条件，
二者反映了一个地区碳酸盐岩的地层岩性和地质构造特点．
③地下水排泄基准面不断下降．这是形成悬托河的充分条件．
7)岩溶区选择库坝位址时注意的问题有哪些？
(1)在查明地层岩性，地质构造，水文地质条件和岩溶发育规律的基础上，选择
(2)中小型水库的投资及防渗处理技术有限，应避免在悬托型及排泄型河谷上筑
(3)碳酸盐岩中所夹的相对隔本层
(4)河谷两岸有溶洞泉、暗河出口时，首先应查明泉域及暗河水系的分布特点和
岩溶发育情况、溶洞泉或暗河的联系。
(5)利用岩溶发育规律，来选择库坝位址及控制工程规模
8）岩溶地基变形破坏的主要形式有哪些？
在覆盖型岩溶区，上覆松软土强度较低，或建筑荷载过大，引起地基发生剪切破
坏，进而导致建筑物的变形和破坏。
在覆盖型岩溶区，下伏石芽、溶沟、落水洞、漏斗等造成基岩面的较大起伏，当
其上部有性质不同，厚度不等的粘性土分布时，在建筑物附加荷载作用下，产生
在裸露型岩溶区，当基础砌置在溶沟、溶隙、落水洞、漏斗附近时，有可能使基
础下岩体沿倾向临空的软弱结构面产生滑动。
在地基主要受力层范围内，如有溶洞、暗河、土洞等时，在自然条件下，或因建
筑物的附加荷载，抽排地下水等因素作用，产生洞顶坍塌。
9）我国地表塌馅的特征是什么？
(1)地表塌陷在裸露型岩溶区极为少见，主要分布在复盖型岩溶区。
(2)地表塌陷多发生在岩溶发育强烈的地区，如在断裂带附近、褶皱核部、硫化
矿床的氧化带、矿体与碳酸盐岩接触部位等
(3)在抽、排地下水的降落漏斗中心附近；地麦塌陷最为密集．
(4)地表塌陷常沿地下水的主要径流方向分布。
(5)在接近地下水的排泄区，因地下水位变化受河水位的变化频繁而强烈，故地
(6)在地形低洼及河谷两岸平缓处易于塌陷。
10)土洞形成的条件是什么？
①下伏基岩中岩熔发育，坍塌物的堆积有足够的空间；
③上覆土层较松散且具有一定的厚度，以保证土洞的产生并形成天然平衡拱。
8河流侵蚀与沉积的工程地质
1）主流:水流沿着河槽总方向的流动称为主流，和河岸是相平行的，
2）副流是在水流内部产生的一种大规模的水流旋转运动，在这种流动中，流线
大多呈封闭曲线，副流有时在主流的边缘上流动，有时也和主流叠加在一起，使
整个水流呈螺旋式的前进。
3）摩擦力副流:当水流发生局部变形时，会产生分离现象，在分离面上将出现摩
擦力，在这个力的作用下形成的副流，称为摩擦力副流。
4）异重流:由于水流中含沙量或含盐量分布不均匀，引起水流中不同地区的重率
差异，水流会从重率大的地方流向重率小的地方，这种副流称为异重流
5)造床流量:采用平滩流量作为造床流量．所谓平滩流量是指当水位达到河漫滩或
边滩滩缘高度时的相应流量。
6)地上悬河:平原河流的特殊类型，我国的黄河下游便是典型的地上悬河。(1)河
床高于其两岸地面的河流；(2)河流的河床具有典型的易变性特点，使河道不断
摆动，而形成变动的蛇曲带；(3)地上悬河地区沉积物在平面上往往呈网状分布
规律；(4)在剖面上则呈现蛇曲带相沉积物和泛滥洼地相沉积物交替重叠分布。
7）壅水淤积：修建水库后，由于洪水期挥水进入壅水段，泥沙扩散到全断面，
随着挟沙能力沿流程降低，泥沙沉积于库底，且粗粒沉积于上游，细粒沉积在下
游，形成淤积三角洲，这就是壅水淤积
8)异重流淤积:多见于多泥沙河流中，当入库水流含沙量高，并有足够的沉速时，
浑水进入壅水段后可不与清水混淆扩散而潜入清水之下；沿库底向，下游继续运
动，并可一直运行到坝前，并在回流作用下使水库变浑，细颗粒缓缓落于库底
1）副流与紊动旋涡不同，紊动旋锅一般尺度较小，并且常常是没有规则，而副
流一般规模较大，它们的位置和影响范围较固定。
2）对泥沙运动和河床演变影响较大的副流主要有离心力副流、摩擦力副流和异
1)地球自转时，不同纬度上各点转动的线速度不同。
1）在河流上兴建的各种工程建筑的工程地质问题是什么？
(1）河流地质作用的危害及河流地质环境的制约，必然会产生各种工程地质问题；
(2）环境工程地质问题；
(3）预见工程建筑兴建后可能产生的工程地质问题，
(4）工程要求、经济效益和环境质量角度综合分析工程建筑的合理性，作出工程
(5）为河流的整治提供有效的措施。

1)水库诱发地震:在人类工程活动引起的地震事例中，多数是由于水库蓄水所引
2)水库蓄水后，水体向深郁渗入或人工注水均将引起床地下水位以上岩体裂隙或
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，从面改变了岩体和断裂带的应力状态，称为空隙水压力
1）向地下深部注液或抽液,岩溶塌陷,地下采矿场的顶板冒落以及地下核试验等活
动，都可能引起一定强度的地震活动。
2）世界上已建成的水库有10万余座,发震水库大致分布在世界上25个国家内。
3）其它类型的诱发地震，如矿坑塌陷型地震、岩溶塌陷气爆型地震、滑坡崩塌
4）内动力地质因素诱发型有：(1)断裂活化型(2)热能型(3)化学潜能型(岩矿相
5)外动力地质因素诱发型有：(1)采矿诱发地震型2)岩溶塌陷爆型3）滑坡崩塌型
4)易溶岩溶解塌陷型5)冻裂型
1)水对岩的的各种作用有哪些？
(1)降低岩体及结构面强度
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多
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画上．泥化作用发展速度取决
于泥化层的成分．结构及其对水的敏感性．泥化作用，与水的润滑作用相拌可导
致断，裂面上抗剪强度的降低，有利于断裂画两侧断块成岩块的相对错动。
(2)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虚力强度因子时，岩石所发生的缓慢的。亚临
②楔裂作用当裂隙岩体处于封闭水环境中时，由于高压水体局部集中于有限的
裂隙带而产生“楔入推移力”，造成裂缝尖端船破坏和裂隙的发展．
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(弯粱效应)。
水库蓄水后，水体向深郁渗入或人工注水均将引起床地下水位以上岩体裂隙或孔
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，从面改变了岩体和断裂带的应力状态，称为空隙水压力效

10地面垂直变形工程地质
1)地面沉降(LandSubsidence):指地面高程的降低，又称地面下沉或地沉，均指地
壳表面某一局部范围内的总体下降运动．
2)地面塌陷或沉陷(LandCollapse):地面垂直变形破坏的另一种形式。它的出现是
由于地下地质环境中存在着天然洞穴或人工采掘活动所留下的矿洞，巷道或采空
区而引起的，其地面表现形式是局部范围内地表岩土体的开裂、不均匀下沉和突
1）欠固结状态OCR<1时表征土层的自重固结过程尚在继续。
2）由采空区顶板冒落引起的上覆岩层的变形通常具有明显的分带性，由下向上
可分为三带：①冒落带②裂隙带③弯曲带
1)抽液活动有哪几种？
(1)持续性超量抽取地下水
在松散介质含水系统中长期的周期性的开采地下水，当开采量超过含水系统的补
给资源(即动储量)限额时，将导致地下水位的区域性下降，从而引起含水砂层本
身的压密以及其顶底部一定范围内饱水粘性土层中的孔隙水向含水层运移(即越
开采石油是人工抽取地下液体的另一种重要形式，在某些埋藏较浅的半固结砂岩
含油层中，抽取石油可引起砂岩孔隙液压的下降，未完全固结的砂岩在上覆岩层
自重压力作用下继续固结，引起采油区地面下降。
日本新泻因开采水溶性天然气——甲烷而持续地大量抽水，导致开采层地下水位
下降及含气层的压缩，产生了大幅度的地面沉降．
2）土层形成超固结的原因是什么？
土层形成超固结的原因:①由于地质作用而引起的土层上覆荷载的减小。例如由
于地壳上升，上部土层被侵蚀或剥蚀；大面积冰川覆盖后的冰退作用(卸荷作用)
等。②矿化孔隙水的物理化学作用海相粘性土堆积过程中，由于含钠、钙的矿化
水的作用，土粒疑集，颗粒和粒团间胶结作用增强，使固体体积减小。使海相枯
性土呈现超固结土的特征，黄土在多次浸水和反复淋滤作用下，其水溶液析出物
充填孔隙，粒间胶结强度提高，也常使黄土有较高的P0值而表现为超固结状
态．③干缩作用高含水量的粘性土在干燥环境中因水分蒸发而干化收缩，呈现
超固结特点．在其它条件相同的情况下，粘性土的流限越高，土体干化收缩量愈

地基—基础—高层建筑结构在不同地震动输入下的地震反应分析地基,下的,结构,地震动输入,地基—,高层建筑,地 基,结构振动,不同基础,建筑结构