土木工程地质1.doc

第一章　矿物与岩石
一、填空题
1. 工程地质条件是一综合概念，主要包括： 地形地貌条件 、 岩土类型及其工程性质 、 地质构造、 水文地质条件、 物理（自然）地质现象 和 天然建筑材料。
2. 矿物的光学性质有：颜色 、 条痕 、 光泽 和 透明度；力学性质有：硬度 、 解理、和 断口 。
3. 岩石的工程性质包括：物理性质 、 水理性质 和 力学性质。
4. 风化作用按照破坏岩石的方式可分为：① 物理风化作用 、② 化学风化作用和③ 生物风化作用 。
其中① 物理风化作用包括 气温变化 、 冰劈作用 和 盐类结晶作用 三个主要作用因素；② 化学风化作用 则主要包括 溶解作用 、 水化作用 、 氧化作用 和 碳酸化作用 四种风化作用。
5. 确定岩石风化程度主要依据的是矿物颜色变化 、 矿物成分改变 、岩石破碎程度 和 岩石强度变化 四个方面的特征变化情况；根据对上述4个方面的判断，可以将岩石风化程度划分为 未风化 、 微风化 、 弱风化 、 强风化 和 全风化 。 四个方面的特征变化情况；根据对上述4个方面的判断，可以将岩石风化程度划分为 未风化 、 微风化 、 弱风化 、 强风化 和 全风化 。
6. 变质作用的主要因素有 温度 、 压力 、 化学活泼性流体 。
7. 岩浆岩按照SiO2的含量分为 酸性 、 中性 、 基性 、 超基性 。
8. 粘土矿物主要是指 伊犁石 、 高岭石 、 蒙托石 。
9. 碎屑岩的胶结方式有 孔隙式 、 基底式 、 接触式 。
二、名词解释
矿物：天然生成的化合物或单质，具有一定物理性质和一定化学成分，是组成地壳的基本物质单位。
岩石：矿物在地壳中按一定的规律共生组合在一起，形成由一种或几种矿物组成的天然集合体称为岩石。
层理：由于沉积环境的变化，先后沉积下来的岩石沿垂直方向在大小、形状、成分、颜色、结构等方面表现出来的成层现象。
岩石的抗压强度：干燥岩石试样在单轴压缩下能够承受的最大压应力
岩石的抗拉强度：岩石试样在单轴拉伸能够承受的最大拉应力。
岩石的抗剪强度：岩石试样在一定法向压应力作用下能够承受的最大剪应力。
岩石的变形模量：单轴压缩下任一时刻的轴向应力与应变之比
岩石的弹性模量：极限破坏应力值一半所对应的点与原点连线的斜率即岩石的弹性模量。
风化作用：地表及地面以下一定深度的岩石，在温变化、水溶液、气体及生物等自然因素作用下逐渐产生裂隙、发生机械破碎和矿物成分的改变，丧失完整性的过程。
三、简答题
1. 工程地质学的主要任务是什么？
勘察和评价工程建筑场地的地质环境和工程地质条件；分析和预测工程建设活动与自然地质环境的相互作用和相互影响；选择最佳的场地位置；提出克服不良地质作用的工程措施；为工程建设规划、设计、施工和运营提供可靠的地质依据。
2. 简述沉积岩的形成过程
沉积岩形成的过程主要包括：母岩风化（沉积物形成）、搬运与沉积（沉积物搬运与沉积）、成岩作用（沉积岩形成）三个过程。
3. 防治岩石风化的措施有哪些？
措施之一：向岩石孔隙、裂隙灌注各种浆液，提高岩石的整体性和强度，增强岩石抗风化的能力；措施之二：在岩石表面喷抹水泥砂浆、沥青或石灰水泥砂浆封闭岩面，防止空气、水分与岩石接触或渗如其中。
第二章 地质构造
一、填空题
1. 构造运动按照其发生时间顺序可以分为： 古构造运动 、 新构造运动 、 现代构造运动 。
按照运动方向可分为 水平运动 、 垂直运动。其中前者又称为 造山运动 ，后者又称为 造陆运动 。
2. 地质作用依据其能源和作用部位的不同，可分为 内动力地质作用 和 外动力地质作用；其中前者主要包括 构造运动 、 岩浆活动和变质作用，在地表主要形成 山系 、 裂谷 、 隆起 、 凹陷 、 火山 、 地震 等现象；后者主要有风化作用 、 风的地质作用 、 流水的地质作用 、 冰川的地质作用 、 冰水的地质作用 、 重力的地质作用 等。
3. 地质图是 把一个地区的各种地质现象如地层、地质构造等，按照一定比例缩小，用规定的符号、颜色和各种花纹、、线条表示在地形图上 的一种图件。一副完整的地质图应包括 地质平面图 、 地质剖面图、 综合地层柱状图，并标明 图名 、 比例 、 图例 、和 接图 等。
4. 常见的地质图包括 普通地质图 、 构造地质图 、 第四纪地质图 、 基岩地质图 、 水文地质图 和 工程地质图 等六种。
二、名词解释
地壳运动：主要有地球内力引起的岩石圈产生的机械运动，又称构造运动；
地质作用：由自然动力引起地球（最主要是地幔和岩石圈）的物质组成、内部结构和地表形态发生变化的作用。主要表现在对地球的矿物、岩石、地质构造和地表形态等进行破坏和建造作用。
褶皱构造：岩层或岩体受力产生断裂后，断裂面两侧的岩层或岩体沿着断裂面产生位移的断裂构造。
褶曲： 褶皱构造中任何一个单独的弯曲称为褶曲。
断裂构造：岩层受构造运动作用，当所受的构造应力超过岩石强度时，岩石的连续完整性遭到破坏，产生断裂，称为断裂构造。
节理：岩层受力断开后，裂面两侧岩层沿断裂面没有明显的相对位移的断裂构造。
断层：岩层或岩体受力产生断裂后，断裂面两侧的岩层或岩体沿着断裂面产生位移的断裂构造。
三、简答题
1. 什么是岩层的产状要素？
确定岩层在空间分布状态的要素称为岩层产状要素。一般用岩层面在空间的水平延伸方向、倾斜方向和倾斜程度进行描述，分别称为岩层的走向、倾向和倾角。

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2. 试简述岩层产状与地面坡度关系的“V”字型法则。
岩层产状
岩层倾角与地面坡向关系
岩层出露线与等高线关系
水平岩层

二者平行或重合
倾斜岩层

相反（不论倾角大小）
二者同向弯曲，“V”尖向沟谷上游
相同（岩层倾角＞地面坡角）
相同（岩层倾角＜地面坡角）
二者反向弯曲，“V”尖向沟谷下游
二者同向弯曲，“V”尖向沟谷上游
直立岩层

岩层出露线为直线，不受地形影响

3. 简述地质构造对工程建筑物稳定性的影响（从地质构造控制地质结构和地质环境两个方面总结分析）。
运动构造形成并控制着地质构造和地质环境，其中前者控制着区域地壳结构（或区域构造）和地质体结构即土体结构和岩体结构；后者则控制地壳稳定性（地震活动、地壳升降活动、断层活动及地壳活动引起的地壳表层活动）、地质灾害（崩塌、滑坡、泥石流、岩溶等）、地质体中的地应力、地下水和地温等因素。上述不同的因素从不同的角度影响着不同类型工程建筑物的稳定性，可从边坡工程、地基工程、地下工程等不同种类的情况具体分析。
4. 试简述岩层和地层两概念的差别？
岩层一般泛指各种成层岩石，是由层状的沉积岩（固结的岩石或松散堆积物）、火山岩和它们的变质岩组成，不具有时代的概念。地史学中将各个地质历史时期形成的岩石称为该时代的地层，从时代上讲地层有老有新，具时间概念，是具有一定时代意义的岩层或岩层组合。
5. 简述地层划分和对比的方法及主要依据？
主要有绝对年代法和相对年代法。前者主要有同位素地质年龄测定法和古地磁学法。后者又包括地层层序法、古生物法、地层接触关系法。地层层序法的依据是标准地层剖面和沉积岩的层面构造；古生物法的依据是标准化石；地层接触关系法依据岩浆岩、沉积岩及其相互关系接触类型判断。沉积岩之间主要有整合接触和不整合接触（平行不整合、角度不整合），岩浆岩之间主要是穿插接触关系，岩浆岩和沉积岩之间是侵入接触和沉积接触。
6. 平行不整合和角度不整合是怎样形成的？
平行不整合：地壳先下降接受稳定沉积，然后胎生到侵蚀基准面以上接受风化剥蚀，再后地壳由下降接受稳定沉积的地史过程；
角度不整合：地壳先下降沉积，然后挤压变形和上升剥蚀，在下降接受沉积的地史过程。
7. 简述地质图的阅读步骤。
阅读地质图应按照如下顺序：一、图名、比例尺和方位；二、地形和水系；三、图例；四、地质内容，主要包括地层岩性、地质构造和地质历史等。

四、读图题
识读下图，写出此平面图中的地质构造类型及其形成时代，并判断各地层间的接触关系。（若同一构造类型有若干个，那么请在图上用①、②、③、④、⑤标出，然后分别描述）
1

5

4

3

2

答：

地质构造：
① 1～4号褶曲属于一个褶皱构造，形成于T之后，J之前，1 ～3号褶曲属倾伏倾斜褶曲，4号属倾伏直立褶曲；5号向斜形成于J之后，K之前，是直立褶曲。
② 逆断层，逆掩断层，形成于J之后，K之前。
接触关系：
整合接触：S～D，D～C，P2～T
平行不整合 C～P2
角度不整合 T～J， P2～J，C～J，C～
K，D～K，S～K，J～K
γ与D、C、P2、T为侵入接触；J、K与γ为沉积接触。
第三章 水的地质作用
一、填空题
1. 地表流水可以分为暂时流水和 经常流水；其地质作用包括 侵蚀作用、 搬运作用和 沉积作用 ；地表流水的沉积物有 残积层 、 坡积层 、 洪积层 和 冲积层 四种主要类型。
2. 河流的侵蚀能力取决于流量 和 流速 ；河流侵蚀作用按其方向可分为 下蚀 和 侧蚀 ；前者的强弱取决于 流速 和 流量 的大小，也与 组成河床的物质 有关；后者产生的原因是：一是因为 原始河床不完全笔直，任一微小的弯曲都将使喝水主流线不再平行于河岸而引起冲刷，导致弯曲程度加剧，二是 河流中各种障碍物改变了主流线方向，导致冲刷河岸作用加剧 。
3. 河流的搬运方式可分为 物理搬运 和 化学搬运 两大类，其中前者主要搬运的物质是 泥沙 和 石块 ，后者则是 可溶解盐类 和 胶体物质 ；前者的搬运可有三种方式： 悬浮式 、 跳跃式 和 滚动式 。河流沉积物区别于其它成因沉积物的重要特征是 良好的分选性 和 磨圆度 。
4. 一条河流从河源到河口一般分为三段，即 上游 、 中游 和 下游 。从河谷横断面上，也可将其划分为三部分，即① 河床 、② 河漫滩 和③ 河谷阶地 。其中③用罗马数字按顺序编号，其编号越大，则 阶地位置愈高 ， 生成年代愈早 。
5. 河流阶地依据其组成物质的不同，可分为 侵蚀阶地 、 基座阶地 和 冲积阶地 。其物质组成特征分别是 由被侵蚀的岩石组成 、 由上部冲积层和下部基岩两部分构成 和 由冲积层构成 。在野外辨认河流阶地时应注意两方面的特征，即 形态特征 和 物质组成特征 。其中，冲积物是阶地物质组成中最重要的物质特征。
6. 木工程中地下水的作用表现在两个方面，一是 地下水供水的重要来源 ，二是 地下水是威胁施工安全和造成工程病害的重要因素 。
7. 水在岩土中的存在状态可分为① 气态水 、② 液态水 和③ 固态水 。其中②包括 重力水 和 毛细水 ；③包括 结合水 和 冰 。
8. 岩土的水理性质① 容水性 、② 持水性 、③ 给水性 和④ 透水性 ，其中①②③之间的关系是 给水度=容水度—持水度 。
9. 地下水的物理性质包括 温度 、 颜色 、 透明度 、 嗅觉 、 口味 、 比重 、 导电性 、 放射性 ；地下水的化学成分以 离子状态 、 化合物状态 和 气体状态 三种状态出现。其中化学成分出现最多的是： Na+ 、 Ka+ 、 Ca2+ 、 Mg2+ 等阳离子和 Cl— 、 HCO3— 、 SO42— 等阴离子。化合物则主要以 沉淀物 和 胶体 的形式存在。
10. 地下水按埋藏条件可分为① 上层滞水（包气带水） 、② 潜水 和③ 承压水 三种，其中最适宜形成③的地质构造是； 向斜构造 和 单斜构造 。
11. 地下水按含水层性质可分为① 孔隙水 、② 裂隙水 和③ 岩溶水 三种。其中②又可进一步划分为： 风化裂隙水 、 成岩裂隙水 和 构造裂隙水 。
12. 河流的侵蚀作用按其方向可分为 下蚀作用 和 侧蚀作用 。
二、名词解释
饱水带：地下水面以下是自由流动的重力水，称为饱水带。
包气带：地下水面以上直到地表称为包气带。
包气带水：地面以下，潜水位以上，未饱和岩层中的水。
潜水：埋藏在地表以下，第一个稳定的隔水层之上，具有自由水面的重力水。
承压水：埋藏并充满在两个隔水层之间的地下水，是一种有压重力水。
三、简答题
1. 简述河流地质作用与道路工程的关系。
道路沿河前进，则需注意线路在河谷横断面上所处位置的选择和河谷斜坡、河流阶地上路基的稳定性；道路跨河而过，则需注意桥墩台基础和桥渡位置的选择。应从边坡稳定、地基稳定和结构稳定等方面论证河流对工程建筑物的影响。
2. 简述潜水的特征。
①潜水与大气相通，具有自由水面，为无压水；
②潜水的补给区与分布区一致，直接接受大气降水补给，旱季时，常以蒸发形式排泄给大气；
③潜水的动态受气候影响较大，具有明显的季节性变化特征；
④潜水易受地面污染影响。
3. 简述潜水等水位线的用途。
①确定任一点的潜水流向；
②确定潜水流动方向上两点间的水力坡度；
③确定任一点潜水埋藏深度；
④确定潜水与地表水之间的补给关系。
4. 简述承压水的特征
①承压水的重要特征是不具有自由水面，并承受一定的静水压力，承压水承受的压力来自补给区的静水压力和上覆地层压力，由于上覆地层压力是恒定的，故承压水压力变化与补给区水位变化有关；
②承压水含水层的分布区与补给区不一致，常常是补给区远小于分布区，一般只通过补给区接受补给；
③承压水的动态比较稳定，受气候影响较小；
④承压水不易受地面污染。
5. 简述地下水对混凝土的侵蚀类型
主要包括：溶出侵蚀、碳酸侵蚀、硫酸盐侵蚀、一般酸性侵蚀和镁盐侵蚀
第四章 地貌
一、填空题
1. 地貌形态是由地貌基本要素所构成的。地貌基本要素包括地形面、地形线和地形点，它们是地貌形态的最简单的几何组分，决定了地貌形态的几何特征。
2. 任何一种地貌形态的特点，都可以通过描述其地貌形态特征和形态测量特征反映出来。主要的形态测量特征有高度、坡度和地面切割程度等。
3. 地貌等级一般划分为四级：巨型地貌、大型地貌、中型地貌、小型地貌。
4. 地貌的形态分类，就是按地貌的绝对高度、相对高度及地面的平均坡度等形态特征进行分类。
5. 以内力作用为主所形成的地貌为内力地貌，它又可分为构造地貌和火山地貌。
6. 以外力地质作用为主所形成的地貌为外力地貌。根据外动力的不同它又分为水成地貌、冰川地貌、风成地貌、岩溶地貌和重力地貌等。
7. 山岭地貌具有山顶、山坡、山脚等明显的形态要素。
8. 构造作用形成的山岭有平顶山、单面山、褶皱山、断块山和褶皱断块山。
9. 从地质作用来看，可以将垭口归纳为构造型垭口、剥蚀型垭口和剥蚀—堆积型垭口三个基本类型，其中构造型垭口常见的有断层破碎带型垭口、背斜张裂带型垭口和单斜软弱层型垭口三种。
10. 山坡是山岭地貌形态的基本要素之一。按山坡的纵向轮廓分类，山坡可分为直线形坡、凸形坡、凹形坡和阶梯形坡。按山坡的纵向坡度分类，山坡的纵向坡度小于15°的为微坡，介于16～30°的为缓坡，介于31～70°的为陡坡，山坡坡度大于70°的为垂直坡。
11. 按高程，平原可分为高原、高平原、低平原和洼地；按成因，平原可分为构造平原、剥蚀平原和堆积平原。
12. 按河谷走向与地质构造的关系，可将河谷分为背斜谷、向斜谷、单斜谷、断层谷四种。
13. 一般可以将阶地分为侵蚀阶地、侵蚀—堆积阶地和堆积阶地三种主要类型。
二、名词解释
1. 地貌：由于内、外力地质作用，地壳表面形成各种不同成因、不同类型、不同规模的起伏形态，称为地貌。
2. 地形：“地形”是专指地表既成形态的某些外部特征，如高低起伏、坡度大小和空间分布等。
3. 垭口：山脊标高较低的鞍部，即相连的两山顶之间较低的部分称为垭口。
4. 阶地：阶地是沿着谷坡走向呈条带状或断断续续分布的阶梯状平台。
三、简答题
1． 地形与地貌的区别是什么？
答：“地形”和“地貌”是两个不同的概念。“地形”是专指地表既成形态的某些外部特征，如高低起伏、坡度大小和空间分布等。这些形态在地形图上以等高线表达。“地貌”则含义广泛，它不仅包括地表形态的全部外表特征，更重要的还要分析和研究这些形态的成因和发展。
2． 试说明地貌是如何形成和发展的？
答：内力地质作用形成了地壳表面的基本起伏，对地貌的形成和发展起决定性作用。首先，地壳的构造运动不仅是地壳岩层受到强烈的挤压、拉伸或扭动而形成一系列褶皱带和断裂带，而且还在地壳表面造成大规模的隆起区和沉降区，隆起区将形成大陆、高原、山岭；沉降区则形成海洋、平原、盆地。其次，地下岩浆的喷发活动对地貌的形成和发展也有一定的影响，火山喷发可形成火山锥和熔岩盖等堆积物，后者的覆盖面积可达几百以至几十万平方公里，厚度可达几百、几千米。内力地质作用不仅形成了地壳表面的基本起伏，而且还对外力地质作用的条件、方式及过程产生深刻的影响。例如，地壳上升，侵蚀、剥蚀、搬运等作用增强，堆积作用就变弱；地壳下降，则相反。
外力地质作用对由内力地质作用所形成的基本地貌形态，不断地进行雕塑、加工，起着改造作用，其总趋势是削高补低，力图把地表夷平，即把由内力地质作用所造成的隆起部分进行剥蚀破坏，同时把破坏的碎屑物质搬运堆积到由内力地质作用所造成的低地和海洋中去。如同内力地质作用会引起外力地质作用加剧一样，在外力地质作用把地表夷平的过程中，也会改变地壳已有的平衡，从而又为内力地质作用产生新的地面起伏提供新的条件。
综上所述，地貌的形成和发展是内、外力地质作用共同产生的结果。
3． 地貌按成因可划分哪几种类型？它们各自的特征是什么？
答：以地貌形成的主导因素作为分类基础的方案如下：
（1）内力地貌　以内力作用为主所形成的地貌为内力地貌，它又可分为：
1) 构造地貌 由地壳的构造运动所造成的地貌。
2) 火山地貌 由火山喷发出来的熔岩和碎屑物质堆积所形成的地貌为火山地貌。
（2）外力地貌　以外力地质作用为主所形成的地貌为外力地貌。它又分为以下几种：
1) 水成地貌 以水的作用为地貌形成和发展的基本因素。它又可分为面状洗刷地貌、线状冲刷地貌、河流地貌、湖泊地貌与海洋地貌等。
2) 冰川地貌 以冰雪的作用为地貌形成和发展的基本因素。它又可分为冰川剥蚀地貌与冰川堆积地貌，
3) 风成地貌 以风的作用为地貌形成和发展的基本因素。它又可分为风蚀地貌和风积地貌。
4) 岩溶地貌 由地表水和地下水的溶蚀作用形成的地貌。
5) 重力地貌 以重力作用为地貌形成和发展的基本因素。
4． 按成因平原地貌可分为哪几种？它们的工程地质条件如何？
答：按成因，平原可分为构造平原、剥蚀平原和堆积平原。
构造平原可分为海成平原和大陆拗曲平原。海成平原上覆堆积物多为泥砂和淤泥，工程地质条件不良，并与下伏基岩一起略微向海洋方向倾斜。大陆拗曲平原岩层倾角较大，在平原表面留有凸状的起伏形态，其上覆堆积物多与下伏基岩有关。
由于基岩埋藏不深，所以构造平原的地下水一般埋藏较浅。在干旱或半干旱地区，若排水不畅，常易形成盐渍化。在多雨的冻土地区则常易造成道路的冻胀和翻浆。
剥蚀平原其特点是地形面与岩层面不一致，上覆堆积物很薄，基岩常裸露于地表；在低洼地段有时覆盖有厚度稍大的残积物、坡积物、洪积物等。剥蚀平原的工程地质条件一般较好。
堆积平原其特点是地形开阔平缓，起伏不大，往往分布有厚度很大的松散堆积物。按外力堆积作用的动力性质不同，堆积平原又可分为河流冲积平原、山前洪冲积平原、湖积平原、风积平原和冰碛平原，其中常见的是：（1）河流冲积平原，他地形开阔平坦，具有良好的工程地质条件，对道路选线也十分有利。但其下伏基岩埋藏一般很深，第四纪堆积物很厚，细颗粒多，地下水位浅，地基土的承载力较低。在冰冻潮湿地区，道路的冻胀翻浆问题比较突出，而低洼地面容易遭受洪水淹没。在道路勘测设计和路基、桥梁基础工程中，应注意选择较有利的工程地质条件，采取可靠的工程技术措施。（2）山前冲洪积平原：他的堆积物的岩性与山区岩层的分布有密切关系，其颗粒为砾石和砂，以至粉粒或黏粒。由于地下水埋藏较浅，常有地下水溢出，水文地质条件较差，往往对工程建设不利。（3）湖积平原：他的堆积物，由于是在静水条件下形成的，故淤泥和泥炭的含量较多，其总厚度一般也较大，其中往往夹有多层呈水平层理的薄层细砂或黏土，很少见到圆砾或卵石，且土颗粒由湖岸向湖心逐渐由粗变细。湖积平原地下水一般埋藏较浅。其沉积物由于富含淤泥和泥炭，常具可塑性和流动性，孔隙度大，压缩性高，承载力也很低。
5． 河谷地貌有哪些要素？
答：典型的河谷地貌，一般都具有（1）谷底，谷底上分布有河床及河漫滩。其中每年都能被洪水淹没的部分称为低河漫滩；仅为周期性多年一遇的最高洪水所淹没的部分称为高河漫滩。（2）谷坡，谷坡上部的转折处称为谷缘或谷肩，下部的转折处称为坡麓或坡脚。（3）阶地，阶地可能有多级，此时，从河漫滩向上依次称为Ⅰ级接地、Ⅱ级阶地、Ⅲ级阶地等。
6． 何谓河流阶地？它有哪些要素？它是如何形成的？按物质组成可划分为哪几种类型？
答：阶地是沿着谷坡走向呈条带状或断断续续分布的阶梯状平台每一级阶地都有阶地面、阶地斜坡、阶地前缘、阶地后缘和阶地陡坎等要素。
河流阶地是在地壳的构造运动与河流的侵蚀、堆积作用的综合作用下形成的。当河漫滩、河谷形成之后，由于地壳上升或侵蚀基准面相对下降，原来的河床或河漫滩遭受下切，而没有受到下切的部分就高出于洪水水位之上，变成阶地，于是河流又在新的平面上下切河床。此后，当地壳构造运动处于相对稳定期或下降期时，河流纵剖面坡度变小，流水动能减弱，河流下蚀作用变弱或停止，侧蚀和沉积作用增强，于是又重新扩宽河谷，塑造新的河漫滩。在长期的地质历史过程中，若地壳发生多次升降运动，则引起河流侵蚀与堆积交替发生，从而在河谷中形成多级阶地。
一般可以将其分为下列三种主要类型：侵蚀阶地、侵蚀-堆积阶地、堆积阶地（他又分为上迭阶地和内迭阶地）。
四、论述题
1. 山坡和垭口各有哪些基本类型？它们和线路建设有何关系？
答：山坡的形状有直线形、凹形、凸形以及复合形等各种类型，这取决于新构造运动、岩性、岩体结构及坡面剥蚀和堆积的演化过程等因素。
1) 直线形坡 在野外见到的直线形山坡，一般可分为三种情况。第一种是山坡岩性单一，经长期的强烈冲刷剥蚀，形成纵向轮廓比较均匀的直线形山坡，这种山坡的稳定性一般较高。第二种是由单斜岩层构成的直线形山坡，其外形在山岭的两侧不对称，一侧坡度陡峻，另一侧则与岩层层面一致，坡度均匀平缓，从地形上看，有利于布设线路，但开挖路基后遇到的均为顺倾向边坡，在不利的岩性和水文地质条件下，很容易发生大规模的顺层滑坡，因此不宜深挖。第三种是由于山体岩性松软或岩体相当破碎，在气候干旱，物理风化强烈的条件下，经长期剥蚀碎落和坡面堆积而形成的直线形山坡，这种山坡稳定性最差，选作傍山线路的路基时，应注意避免挖方内侧的塌方和路基沿山坡的滑坍。
2) 凸形坡 这种山坡上缓下陡，从上而下坡度渐增，下部甚至呈直立状态，坡脚界限明显。这类山坡往往是由于新构造运动加速上升，河流强烈下切所造成。其稳定性主要决定于岩体结构，一旦发生山坡变形，则会形成大规模的崩塌。线路一般设于凸形坡上部的缓坡，但应注意考察岩体结构，避免因人工扰动和加速风化导致失去稳定。
3) 凹形坡 这种山坡上部陡，下部急剧变缓，坡脚界限很不明显。山坡的凹形曲线可能是新构造运动的减速上升所造成的，也可能是山坡上部的破坏作用与山麓风化产物的堆积作用相结合的结果。分布在松软岩层中的凹形山坡，许多都是在过去特定条件下由大规模的滑坡、崩塌等山坡变形现象所形成的，凹形坡面往往就是古滑坡的滑动面或崩塌体的依附面。地震后的地貌调查表明，凹形山坡在各种山坡地貌形态中是稳定性比较差的一种。在凹形坡的下部缓坡上，也可进行线路的布设，但设计路基时，应注意路基稳定平衡；沿河谷的的路基应注意冲刷防护。
4) 阶梯形坡 阶梯形山坡有两种不同的情况：一种是由软硬不同的水平岩层或微倾斜岩层组成的基岩山坡，由于软硬岩层的差异风化而形成阶梯状山坡外形，山坡的表面剥蚀强烈，覆盖层薄，基岩外露，稳定性一般比较高；另一种由于山坡曾经发生过大规模的滑坡变形，有滑坡台阶组成的次生阶梯状斜坡，多存在于山坡中下部，如果坡脚受到强烈冲刷或不合理的切坡，或者受到地震的影响，可能引起古滑坡复活，威胁建筑物的稳定。
从地质作用来看，可以将垭口归纳为如下三个基本类型。
（1） 构造型垭口
这是由构造破碎带或软弱岩层经外力剥蚀所形成的垭口。常见的有下列三种。
1) 断层破碎带型垭口 这种垭口的工程地质条件比较差。岩体的整体性被破坏，经地表水侵入和风化，岩体破碎严重，一般不宜采用隧道方案，如采用路堑，也需控制开挖深度或考虑边坡防护，以防止边坡发生崩塌。2) 背斜张裂带型垭口 这种垭口虽然构造裂隙发育，岩层破碎，但工程地质条件较断层破碎带型要好，这是因为垭口两侧岩层外倾，有利于排出地下水，有利于边坡稳定，一般可采用较陡的边坡坡度，使挖方工程量和防护工程量都比较小。如果选用隧道方案，施工费用和洞内衬砌也比较节省，是一种较好的垭口类型。3) 单斜软弱层型垭口 这种垭口主要由页岩、千枚岩等易于风化的软弱岩层构成。两侧边坡多不对称，一坡岩层外倾可略陡一些。由于岩性松软，风化严重，稳定性差，故不宜深挖，如采取路堑深挖方案，与岩层倾向一致的一侧边坡的坡角应小于岩层的倾角，两侧坡面都应有防风化的措施，必要时应设置护墙或挡土墙。穿越这一类垭口，宜优先考虑隧道方案，可以避免因风化带来的路基病害，还有利于降低线路高程，缩短展线工程量或提高线形标准。剥蚀型垭口
（2）剥蚀型垭口 这是以外力强烈剥蚀为主导因素所形成的垭口，其形态特征与山体地质结构无明显联系。此类垭口的共同特征是松散覆盖层很薄，基岩多半裸露。垭口的形态特征主要取决于岩性、气候和外力的切割深度等因素。在气候干燥寒冷地带，岩性坚硬和切割较深的垭口，本身较薄，宜采用隧道方案；采用路堑深挖也比较有利，是一种良好的垭口类型。在气候温湿地区和岩性较软弱的垭口，则本身较平缓宽厚，采用深挖路堑或隧道都比较稳定，但工程量比较大。在石灰岩地区的溶蚀性垭口，无论是明挖路堑或开凿隧道，都应注意溶洞或其他地下溶蚀地貌的影响。
剥蚀-堆积型垭口 这是在山体地质结构的基础上，以剥蚀和堆积作用为主导因素所形成的垭口。其开挖后的稳定性主要决定于堆积层的地质特征和水文地质条件。这类垭口外形浑缓、宽厚，易于展线，但松散堆积层的厚度较大，有时还发育有湿地或高地沼泽，水文地质条件较差，故不宜降低过岭标高，通常多以低填或浅挖的断面形式通过。
第五章 土的分类及特殊土的工程地质
一、填空题
1．根据《建筑地基基础设计规范》（GBJ 50007-2002）和《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001），作为建筑地基的土，可分为：岩石、碎石土、砂土、粉土、黏性土和人工填土。
2．根据地质成因，可把土划分为残积土、坡积土、洪积土、冲积土、淤积土、冰积土和风积土、海积土等。按堆积年代的不同，土可分为老堆积土、一般堆积土和新近堆积土。
3．分布在中国范围内的黄土，从早更新世开始堆积经历了整个第四纪，目前还未结束。形成于早更新世(Q1)的午城黄土和中更新世(Q2)的离石黄土，称为老黄土；晚更新世(Q3)形成的马兰黄土及全新世下部( )的次生黄土，称为新黄土；全新世上部( )及近几十年至近百年形成的最新黄土，称为新近堆积黄土。
4．湿陷性黄土又可分为自重湿陷性黄土和非自重湿陷性黄土。
5．软土并非指某一特定的土，而是一类土的总称，一般包括软黏土、淤泥质土、淤泥、泥炭质土和泥炭等。
6．冻土根据其冻结时间分为季节性冻土和多年冻土两种。
7．中国的多年冻土按地区分布不同分为两类：一类是高原型多年冻土，另一类是高纬度型多年冻土。
二、名词解释
1． 碎石土：是指粒径大于2mm的颗粒质量超过总质量50％的土。
2． 砂土：是指粒径大于2mm的颗粒质量不超过总质量50％的土，且粒径大于0.075mm的颗粒质量超过总质量50％的土。
3． 粉土：是指塑性指数小于等于10且粒径大于0.075mm颗粒质量不超过总质量50％的土。
4． 黏性土：是指塑性指数大于10的土。
5． 人工填土：是指由于人类活动堆填而形成的各类土。
6． 黄土：黄土是第四纪以来，在干旱、半干旱气候条件下形成的一种特殊的陆相松散堆积物。
7． 黄土的湿陷性：黄土在一定压力下受水浸湿，土结构迅速破坏，并产生显著附加下沉的性质称为黄土的湿陷性。
8． 软土：软土是指天然含水量大，压缩性高，承载力低，抗剪强度低的呈软塑～流塑状态的黏性土，如淤泥等。
9． 膨胀土：膨胀土又叫胀缩土，裂隙黏土、裂土，具有较明显的膨胀性和收缩性的黏性土即称为膨胀土。
10． 冻土：温度小于等于℃，并含有冰的土层，称为冻土。
三、简答题
1． 土的分类方式有哪几种？
答：岩土的工程地质分类，按其内容、原则和适用范围，可概括为一般分类、局部分类和专门分类。
一般分类，几乎包括了全部有关的岩土，并考虑了岩土的主要工程地质性质及其特征。这种全面的分类方法，有重大的理论和实践意义。
局部分类，常根据一个或几个工程指标，仅对部分岩土进行分类，如按粒度成分、塑性指数、膨胀性、压缩性或砂土的相对密度进行分类等。
专门分类，是根据某些工程部门的具体要求而进行的分类。
2． 我国特殊土主要有哪几种？它们各自最突出的工程地质问题是什么？
答：我国特殊土主要有黄土、膨胀土、软土、多年冻土、盐渍土等。
黄土最突出的工程地质问题是湿陷性和黄土陷穴；膨胀土最突出的工程地质问题遇水膨胀失水收缩的胀缩性问题，强度衰减性；软土最突出的工程地质问题是变形大，透水性差，承载力低；冻土最突出的工程地质问题是冻胀融沉；盐渍土最突出的工程地质问题是腐蚀性、融沉性。
3． 什么是黄土？黄土的基本特征有哪些？
答：黄土是第四纪以来，在干旱、半干旱气候条件下形成的一种特殊的陆相松散堆积物。黄土的基本特征如下：
（1）颜色为淡黄、褐色或灰黄色（有时老黄土可能呈褐红色）；
（2）粒度成分以粉土（0.075～0.005mm）颗粒为主，含量约占60～70%，一般不含粒径＞0.25mm的颗粒；
（3）含各种可溶盐，尤其富含碳酸盐主要为CaCO3，一般含量为10～30%，可形成钙质结核（姜结石）；
（4）孔隙多且大，结构疏松，孔隙度多为33～64%，有肉眼可见的大孔隙或虫孔、植物根孔等；
（5）无层理，但有垂直节理和柱状节理。天然条件下能保持近直立的边坡；
4． 防治黄土湿陷的工程措施有哪些？
答：防治黄土湿陷的工程措施有：换填法、强夯法、预先浸湿法、深层浸水法、防排水（包括排除地表水和地下水）、物理化学方法（如注浆法）。
5． 软土工程性质的特征有哪些？
答：软土工程性质的特征主要有：高压缩性和低透水性、触变性、流变性、低强度、不均匀性。
6． 常见的软土地基的加固措施有哪几种？
答：常见的软土地基的加固措施有：砂井排水、砂垫层、生石灰桩、强夯法、旋喷注浆法、换填法等。
7． 膨胀土的工程性质有哪些？
答：膨胀土的工程性质有：强亲水性、多裂隙性、强度衰减性、超固结性、弱抗风化性、快速崩解性。
8． 为防止冻害，建筑的地基可采取哪些处理措施？
答：为防止冻害，建筑的地基可采取的措施有：保温法（在建筑物基础底部或周围设置隔热层），换填法（用粗砂、砾砂、砂卵石等非冻胀性的土置换天然地基的冻胀性土），物理化学法（在土体中加入某些物质，以改变土粒与水之间的相互作用，使土体中的水分迁移强度及其冰点发生变化，从而削弱土冻胀的一种方法。其中常见的处理方法有人工盐渍化法和憎水性物质改良地基土的方法），排水隔水法（具体措施包括降低地下水位，减少季节融冻层范围内的土体含水量、隔断水的补给来源和排除地表水等方法）。
四、论述题
1． 如何理解黄土、膨胀土、软土和冻土的工程地质应用中的排水问题？
答：在黄土、膨胀土、软土和冻土等特殊土中，在其工程性质和工程地质问题所表现出来的特殊性均与水的作用有关。如黄土遇水产生湿陷性，由黄土自重湿陷和地下水沅蚀形成的黄土陷穴常引起工程建筑物的破坏及上覆土层或工程建筑物突然陷落等问题；
膨胀土遇水膨胀失水收缩的胀缩性问题，如果多次胀缩使建筑物强度很快衰减，导致修建在膨胀土上的工程建筑物开裂下沉、失稳等问题，因此只要膨胀土中水分发生变化就能引起胀缩变形；软土自身由于天然含水量高，透水性差、压缩性高，其承载力和抗剪强度很低呈软塑-流塑状态，修建在软土地基上的建筑物因软土的变形大，透水性差，承载力低而引起破坏；冻土的形成必须有水的参与，冻土地区病害主要是冻胀融沉，使冻土工程性质变化较大，性质不良，例如多年冻土区开挖路堑，使多年冻土上限下降，则可产生基底下沉，边坡滑塌等问题。
以上特殊土的工程地质问题均与水的因素有关。因此作为对这些特殊土的工程地质问题的有效解决措施之一就是排水。通过排水可以有效地缓解或抑制黄土的湿陷性和黄土陷穴的发生；通过排水或保持水分可以有效缓解或抑制膨胀土的胀缩性质；通过排水可以提高软土的固结强度，提高承载力，改善软土的不良性质；通过排水可以抑制冻土的发生，改善冻土地区岩土的工程质。
总之，特殊土的工程性质及工程地质问题与水的因素有着密切的直接的关系，而解决这些工程地质问题，提高改善特殊土的工程性质，排除水的因素是至关重要的。
第六章 常见地质灾害
一、填空题
1. 按地震波在地球内部的传播速度的变化，可将地球内部分为 地壳 、 地幔 、 地核 。
2. 典型的泥石流沟可划分为 形成区 、 流通区 、 沉积区 三个区。
二、名词解释
地质灾害： 由于地质作用对人类生存和发展造成的危害。
滑坡： 斜坡上的岩土体在重力作用下，沿着斜坡内部一定的滑动面（或滑动带）整体下滑，且水平位移大于垂直位移的坡体变形。
崩塌：陡峻斜坡上的岩土体在重力作用下突然脱离坡体向下崩落的现象。
岩堆：陡峻斜坡上的岩土体，受物理风华作用形成的岩石碎屑，崩落下来在坡角形成的疏松岩块堆积体称为岩堆。
泥石流：一种含有大量泥砂石块的特殊洪流，具有极强的破坏力。
岩溶：可溶性岩石受地表水和地下水的侵蚀作用产生的溶蚀以及由此引起的现象
地震震级：是一次地震本身大小的等级，震级大小由震源释放的能量多少来决定。
地震烈度：某地区地表面和建筑物受地震影响和破坏的程度。
基本烈度：该地区在一百年内能普遍遭受的最大地震烈度。
设计烈度：抗震设计中实际采用的烈度。
三、简答题
1. 简述地震的破坏作用。
地震的破坏作用包括两大方面：直接灾害和次生灾害。
直接灾害可分为：地表破坏和结构物破坏。地表破坏的类型主要有崩塌、滑坡、地裂缝、地陷、喷
砂冒水等；结构物破坏包括结构本身由于整体性丧失、强度不足和塑性变形能力不足引起的破坏，以及地基失效引起的破坏。
次生灾害包括地震触发或导致的水灾、火灾、空气污染等灾害，如果地震发生在海上，则产生海啸。
有时次生灾害比直接灾害引起的灾害更为严重。
2. 简述岩溶的形成条件有哪些？
影响岩溶形成的条件主要包括：可溶性岩石、岩石的空（裂）隙性、水的溶蚀能力、岩溶水的运动与循环。
3. 防治滑坡的主要工程措施有哪些？
滑坡防治的主要工程措施是围绕着滑坡的形成条件来开展的，主要包括以下四个方面：
1）排水工程措施：包括排除地表水（截流排水沟）和地下水