《铁路工程地质学》课后思考题

第一章地应力

区域稳定性的概念及其工程意义

区域稳定性：区域稳定性主要受地壳岩体中的天然应力（地应力）控制，特别是地壳内现代正在积累的、能够导致岩层变形和破裂的活动构造应力，是决定区域稳定性和岩体稳定性的重要因素。

工程意义：指导建筑设计与施工，防范重大工程地质灾害。

地应力成因及其影响因素

成因：地壳板块运动及其相互挤压、地幔热对流、地球重力、岩浆侵入、地温梯度（热胀冷缩）、地表剥蚀（缺荷应力等）

影响因素：

地区地质条件及岩体所经历的地质历史。如岩体的岩性、构造演化历史、区域卸荷作用。
岩体内自由临空面。临空面附近会出现应力重分布及应力集中作用。
岩体切割面附近的残余应力效应。

什么是自重应力、构造应力、变异应力和残余应力？

自重应力：由上覆岩层的重量在该点造成的垂直正应力。
构造应力：地壳运动在岩体内造成的应力。可分为“活动构造应力”和“剩余构造应力”。
变异应力：指岩体的物理、化学变化及岩浆的侵入等引起的应力。
残余应力：承载岩体遭受部分卸荷时，岩体中某些组分的膨胀回弹趋势部分地受到其他组分的约束，于是就在岩体结构内形成残余的拉、压应力自相平衡的应力系统。

了解地壳中地应力分布规律及其特征

地壳中主应力以压应力为主，方向基本上是垂直和水平的。
天然应力场是一个具有相对稳定性的非稳定应力场，是时间和空间的函数。地应力在绝大多数地区是以水平应力为主的三向不等压应力场。
垂直天然应力随深度呈线性增长。
水平天然应力分布比较复杂：
1. 岩体中水平天然应力以压应力为主，出现拉应力者甚少，且多具局部性质。
2. 大部分岩体中的水平应力大于垂直应力。
3. 岩体中两个水平应力 $σ_\mathrm{hmax}$ 和 $σ_\mathrm{hmin}$ 通常都不相等。
4. 在单薄的山体附近及未受构造变动的岩体中，天然水平应力均小于垂直应力。
5. 平均天然水平应力与垂直应力的比值称为天然应力比值系数，用 $\lambda$ 表示。
6. 一个相当大的区域内，最大主应力方向相对稳定。
7. 区域构造场常常决定局部点的主应力。
8. 岩体中天然应力一般处于三维应力状态。

掌握我国现代构造应力场的分布规律

我国华北地区构造应力场的主导方向为北西到近于东西的主压应力。同时，我国西部高山峡谷区多为高地应力区。整体属于西强东弱。

高地应力区坚硬岩岩爆和软岩大变形的基本概念、判别标准及其工程意义

岩爆：深埋地下工程在施工过程中，当岩体中聚积的高弹性应变能大于岩石破坏所消耗的能量时，多余的能量导致岩石爆裂，使岩石碎片从岩体中剥离、崩出。

软岩大变形：高地应力作用下，软弱岩体开挖后，围岩变形量超过正常规定。

工程意义：岩爆和软岩大变形会造成开挖工作面的严重破坏、设备损坏和人员伤亡，需要尽量避免。

第二章地震

简述地震波的概念、分类、产生机制及传播特征

地震波：地震颤动所产生的弹性波。

分类：地震波主要分为在介质内传播的体波（包括纵波和横波）以及限于界面附近传播的面波（包括瑞利波和勒夫波）

纵波：由介质体积变化而产生，并靠介质的扩张与收缩而传递，传播的方向与质点的振动方向相一致。振幅小，周期短，传播速度最快，可以在固体介质或液体介质中传播。

横波：是介质形状变化反映的结果，质点的振动方向与波的传播方向互相垂直，各质点间发生周期性的剪切振动。振幅大，周期长，传播速度较小，只能通过固体介质传播。

面波：由体波到达地面后激发的次生波，仅限于地面运动。振幅最大、波长周期最长、传播速度最慢。

简述震源、震中、震中距、震源深度的概念和意义

震源：地壳内部或地幔中发出振动的地方，是地震能量积聚和释放的地方。

震中：震源在地面上的垂直投影。

震中距：从震中到任一地震台的地面距离。

震源深度：震源到震中的距离。

地震按成因及震源深度的分类

成因分类：构造地震（构造运动所引起的）、火山地震（伴随火山活动而引起的）、陷落地震（岩层大规模崩塌或陷落而引起的）以及人工诱发地震（因为人类活动引起的）。

震源深度分类：分为浅源地震（深度小于 60 km）、中源地震（60～300 km）和深源地震（大于 300 km）。

简述地震震级和地震烈度的定义、各自工程意义及其相互关系

震级：

定义：衡量地震过程中释放出的能量总和大小的尺度。

工程意义：反映了地震释放的总能量规模。

烈度：

定义：地面及各类建筑物遭受地震破坏的程度。

工程意义：工程防震抗震设计和地基处理的重要标准和依据。

相互关系：一次地震只有一个震级，但它所造成的破坏，在不同的地区是不同的，故烈度则随地方而异。

影响地震烈度的因素有哪些？

地震烈度的高低与震级的大小、震源的深浅、震中距离、地震波的传播介质以及地震区地质构造有关。

结合 2008 年“5·12”汶川大地震等构造地震特点，论述地震烈度、地震基本烈度、设计烈度、场地烈度的概念及其工程意义

构造地震：由构造运动所引起的地震。活动频繁，延续时间长，影响范围最广，破坏性最大。

汶川大地震是由龙门山构造带中央断裂带逆冲运动造成的。

基本烈度：比较大范围的各类建筑物遭受地震影响的程度。

设计烈度：抗震工程设计中实际采用的烈度。

场地烈度：指局部的地质构造、地形、地貌和地层结构等工程地质条件造成的与基本烈度不同的局部小区域烈度。

简述地震震害程度的控制因素及地震效应的主要类型

地震震害程度取决于地震强度（主导因素）、地基条件和建筑物结构的抗震性能。

地震效应：断裂效应、斜坡效应、基底效应、砂土液化

简述砂土液化的形成条件及危害性

砂土液化：饱水的细砂土在地震作用下，土体有变密的趋势，土体来不及排水，有效应力减少甚至为 0，砂土失去抗剪强度。

与土颗粒成分、密实度、土体结构、地震强度等有关。

简述地震工程地质研究的主要内容

构造体系的分析。
查明建筑场地的土石类型。
水文地质条件的研究。
构造破碎带特性的分析。
查明场地地貌与自然地质现象。
历史地震资料的分析。

第三章活断层

简述活断层的概念，活断层与地震的关系

活断层：目前还在持续活动的断层，或者是曾经活动过、在不久的将来还可能重新活动的断层。

与地震的关系：第四纪活动断裂与强震关系密切，地表断层位移及破裂长度与震级大小呈正相关。

简述活断层的基本特征及野外识别标志

基本特征：活断层活动受控于板块构造，具有继承性与反复性，其活动表现为错断长度与断距、并具有一定的错动速率与活动周期。

野外识别：第四系中晚期沉积物被错断；水系被错断，出现泉水、温泉；地裂缝大范围出现。

简述活断层类型划分及各自的工程意义

按照两盘相对位移关系：正断层、逆断层、平移断层。
按断层主次关系：主断层以及由它分支的分支断层。
按地震工程分类：全新活动断裂和非全新活动断裂。
按活动方式分类：蠕滑型活断层和黏滑型活断层。

工程意义：由于活断层具有活动性，与区域或场地稳定性有着密切的关系，特别对如核电站、大坝这类重要的工程建筑安全可靠性的评价极其重要。

简述活断层工程地质研究的主要内容

活断层的分布、活动方式、活动幅度和活动周期等。

比如，断层会对工程造成的影响、断层位移是蠕动还是突发、位移方向和速率，以及断层活动时产生地震的大小等。

第四章崩塌

简述危岩与崩塌的概念和区别

崩塌：陡坡上的岩土体在重力作用下突然脱离母体崩落、滚动并堆积在坡脚的地质现象。

危岩：即将脱离母岩、但尚未完全脱离的岩体。

区别在于是否完全脱离母岩发生坠落。

简述危岩及崩塌形成的地质条件和影响因素

地质条件：通常山体坡度大（大于 45°）且高差较大、前部存在临空空间，并且坡体内部裂隙（尤其拉张裂隙和软弱结构面）发育切割，使之具有脱离母体的趋势。

影响因素：主要受降雨、地下水活动以及地震活动（降低岩体稳定性、产生震裂）等外部触发因素影响。

按崩塌（危岩）失稳力学模式，可以将崩塌（危岩）分成几类？

倾倒式崩塌、滑移式崩塌、鼓胀式崩塌、拉裂式崩塌和错断式崩塌。

为了定量评价危岩稳定性，在野外应该勘察获得哪些地质资料

危岩体的形态尺寸（如总高度、后缘卸荷裂隙发育深度等）、边界条件特征（潜在滑面或基座面倾角、裂隙倾角）、岩体力学参数以及水文地质参数等。

简述崩塌（危岩）动力学特征参数（冲击能量、冲击力、弹跳高度等）概念及工程意义

概念：崩塌落石在坠落、跳跃、滚动等复杂运动形式下所产生的运动速度、冲击转化能量以及弹跳高度等物理参数。

工程意义：是判断落石运动轨迹、危害范围，确定被动防护能级、有效高度等的重要参考依据。

简述崩塌（危岩）治理工程主动防护措施类型及其适用条件

清除危岩、排水、支护（支护墙、锚固、嵌补、主动网）。

适用条件：

危岩规模大、冲击力及冲击能量高，被动措施无法实施或无效果，如高位危岩。
具有可实施主动措施的施工条件，如中低位危岩。

简述崩塌（危岩）治理工程被动防护措施类型及其适用条件

拦截（落石槽、拦石墙）、棚洞或明洞、线路绕避。

适用条件：

危岩规模小～中等、冲击力及冲击能量中等及以下，具有被动措施实施条件。
危岩分布位置高陡且规模较大，主动防护和坡脚被动拦挡施工难度都极大时，可采用坡脚公路、铁路部位的棚洞方案。

第五章滑坡

简述滑坡概念及其危害性特点

滑坡：在一定的地层结构、岩性和水文地质条件下的斜坡岩土体，由于河流冲刷、地下水活动、雨水浸泡、地震、人工切坡等因素的影响，在重力作用下，沿一定的软弱面（带）整体或局部保持整体向下缓慢（有时先缓后快）或间歇性的以水平位移为主的滑动现象。

危害性：摧毁滑移方向上的建筑物、农田、道路等，危害人民群众的生命安全，造成经济损失；堵塞河道形成堰塞湖。

简述崩塌和滑坡的区别

崩塌侧重于岩土体脱落母岩崩落，发展速度很快；滑坡侧重于岩土体 沿软弱面 整体移动，有一定的方向性，且速度一般是 先缓后快。

掌握滑坡形态要素组成。滑坡边界、滑动面、滑床、滑坡后壁、滑坡台阶、滑坡擦痕、封闭洼地、滑坡拉张裂缝、剪切裂缝、鼓胀裂缝的概念及其分布位置

简述滑坡的形成条件和影响因素

地形地貌（斜坡的高度、坡度等）、地层岩性（岩石的坚硬程度、亲水性）、地质构造（构造结构面等）、水文地质条件（增加滑动力、减小抗滑力）、振动作用（地震或人工爆破导致的）、人类活动。

滑坡按厚度、规模、滑动速度、形成时代、失稳模式、滑动面特征等的分类

厚度：巨厚层滑坡（大于 50 m）、厚层滑坡（20~~50 m）；、中层滑坡（6~~20 m）、浅层滑坡（小于 6 m）。
规模：巨型滑坡（大于 1000 万 m³）、大型滑坡（100 万～1 000 万 m³）、中型滑坡（10 万～100 万 m³）、小型滑坡（10 万 m³）。
滑动速度：蠕动型滑坡（肉眼难以观察其运动）、慢速滑坡（每天滑动数厘米至数十厘米）、中速滑坡（每小时滑动数十厘米至 5m）、高速滑坡（每秒滑动 5m 至数十米）。
形成时代：新滑坡（新近发生的）、老滑坡（至少有几十年以上的滑动历史）、古滑坡（至少有数百年以上的滑动历史）。
滑动性质：牵引式滑坡（坡脚先失去平衡，牵引上部岩土体跟随滑动）、推动式滑坡（斜坡上部先失去平衡，滑坡推力向下传递，挤压坡脚岩土体滑动）和混合式滑坡（上述两种情况皆具有）。
滑动面特征：
1. 均质滑坡（均质黏性土滑坡、均值岩石滑坡）：发生在均质（非成层的）岩层中的滑坡。
2. 顺层滑坡（岩层面顺倾滑坡、岩层顺层滑坡）：沿着由于某些地质作用早已形成的面而产生的滑坡。
3. 切层滑坡：滑动面与层面相切割的滑坡。

影响滑坡稳定性的因素有哪些？为了定量评价滑坡稳定性，在野外应该勘察获得哪些地质资料

影响因素：滑体自重产生的下滑力、各段滑带的抗滑能力（黏聚力、内摩擦角），以及水的作用力（孔隙水压力等）和地震力等附加力。

滑动面的位置、形状、倾角和厚度，滑坡体的自重大小，滑带土的抗剪强度指标（黏聚力、内摩擦角）。

简述滑坡稳定性定量分析计算主要方法及各自特点，适用条件

滑动面为直线时：平面滑动计算方法。
滑动面为圆弧时：圆弧条分法。
滑动面为折现时：传递系数法。

简述滑坡稳定性计算传递系数法的原理、假设条件及计算过程

原理：将滑块依据滑面的转折点垂直分块，每一块滑块会有沿滑面放下的滑动力，这些滑动力会给下一个滑块一个推力，将滑动力传递下去。

假设条件：

将滑坡稳定性问题视为平面应变问题；
滑动力以平行于滑动面的剪应力τ和垂直于滑动面的正应力σ集中作用于滑动面上；
视滑坡体为理想刚塑材料，认为整个加荷过程中，滑坡体不会发生任何变形，一旦沿滑动面剪应力达到其剪切强度，滑坡体即开始沿滑动面产生剪切变形；
滑动面的破坏服从摩尔—库伦准则；
条块间的作用力合力（剩余下滑力）方向与滑动面倾角一致，剩余下滑力为负值时则传递的剩余下滑力为零;
沿整个滑动面满足静力的平衡条件，但不满足力矩平衡条件。

简述滑坡稳定性系数和安全系数的概念、区别及各自意义

稳定性系数：整个滑动面所受到的抗滑力与下滑力之比。

安全系数：考虑边坡周围建筑物重要性以及滑坡物理参数，而人为设定的强度阈值。

滑坡稳定性系数是用来判别滑坡体在不同工况下稳定性状态的指标。因此在计算稳定性系数时不考虑安全系数的影响，仅在计算滑坡推力时才考虑。

简述滑坡治理措施类型及其适用条件

避开滑坡的危害。
消除和减轻地表水、地下水的危害：防止地表水进入滑坡区；及时排走地下水
改变滑体的力学平衡条件：修建抗滑挡墙、抗滑桩、预应力锚杆或锚索
改变坡体几何形态：砍头压脚、削方减载。

第六章泥石流

简述泥石流的概念及危害性特点

泥石流：含有大量固体物质（泥、砂、石）的特殊洪流，为高浓度的液相、固相混合流。

危害性特点：暴发突然、来势凶猛、历时短暂、冲淤和破坏能力强，常掩埋农田、摧毁建筑和道路设施，造成巨大的经济损失和人员伤亡。

简述泥石流的形成条件

丰富的松散固体物质：第四系沉积物或软弱岩石风化产物。
充足的水源：暴雨、冰雪融水、水库溃决。
陡峻的地形：地形陡峻，沟谷坡降大。不仅提供了动力，还减少了植被。

简述泥石流按地貌形态、流体性质、发育阶段的分类

地貌形态：沟谷型泥石流（可明显划分为形成区、流通区和堆积区，也是最典型的）、山坡型泥石流（沟谷与山坡基本一致，无明显的流通区和形成区）。

流体性质：黏性泥石流、稀性泥石流。

发育阶段：发育期、旺盛期、衰退期、停歇期。

简述泥石流流域基本特征参数中，流域面积、汇水面积、主沟长度、主沟纵坡坡降的概念及意义

汇水面积：泥石流沟域的形成区 + 流通区的面积。

流域面积：泥石流沟域的形成区 + 流通区 + 沟口堆积区的面积。

主沟长度：泥石流自出口断面沿主河道至分水岭的沿沟长度。

主沟纵坡坡降：沟源分水岭高程与沟口高程之差与主沟长度的比值。

简述形成泥石流的主要松散物源类型、总储量、静储量和动储量的概念及意义

物源类型：崩塌堆积物源、滑坡堆积物源、沟道堆积物源、坡面型物源和震裂山体。

静储量：沟域内所有松散物源的总量。

动储量：依据不同降雨频率下可能启动的松散物源规模。

简述泥石流动力学特征参数（容重、流速、流量、冲击力、弯道超高、冲起高度、一次冲出规模等）的含义及其工程意义

容重：泥石流单位体积的重量，是计算流速、流量和冲击力等的基础，也是分类的重要依据。

流速：泥石流的速度。

流量：单位时间内通过断面的泥石流体积。

冲击力：包含整体冲击力和单块巨石撞击力，是结构防冲设计的重要荷载参数。

弯道超高：泥石流在弯道运动时，由于流速差异，导致凹岸泥深大于凸岸的现象。

冲起高度：泥石流遇障碍物或急弯顶冲物时跃起的高度。

一次冲出规模：单次泥石流排出的流体和固体物质总量。

简述谷坊坝、拦砂坝、固床潜槛、排导槽、停淤场的概念、结构形式及适用条件

谷坊坝：低矮的重力式圬工实体坝，有效坝高小于 5m。

拦砂坝：用于拦渣滞流和固定沟槽的重力式圬工实体坝，有效坝高大于 5m。

固床潜槛：设置在排导槽底板上的加固结构。

排导槽：改善泥石流的流速和流向的大型水槽。

停淤场：使泥石流落淤的拦截建筑物，适合建在堆积扇上或较宽阔的沟内。

简述泥石流治理工程的主要措施类型及其适用条件

排导工程（导流堤、排导槽、渡槽等）：引导泥石流按指定方向排泄，避免破坏线路与建筑。

拦挡工程（拦砂坝、谷坊群、停淤场等）：在泥石流形成区和流通区削弱流势、拦截固体物质并稳定沟床。

综合整治工程：采取多种工程措施和生态措施，在流域内植树造林，山水林田统一规划，综合治理，以防止或减少泥石流的危害的综合治理工程。

第七章岩溶

简述岩溶的概念及岩溶类型

岩溶：是指地表水和地下水对可溶性岩石进行以化学溶蚀作用为主，流水的冲蚀、潜蚀和崩塌等机械作用为辅的地质作用，以及由于这些作用所产生的各种地表和地下溶蚀现象的总称。

类型：按地貌形态可分为地表形态（如溶沟、石林、峰丛、峰林、溶斗、落水洞等）和地下形态（如溶洞、暗河、石钟乳、石笋、石柱、石幔、石灰华和泉华等）。

简述岩溶发育的基本条件

岩石的可溶性：常见碳酸盐岩。
岩石的透水性：岩石具有水能通过的有效孔隙。
水的溶蚀性：水中有能溶蚀岩层的化学物质。
水的流动性：只有流动的水能溶蚀岩层。

简述岩溶水循环带类型及各自控制的岩溶形态特征

垂直循环带：水流沿着岩体裂隙以垂直向下运动为主。

季节循环带：地下水的运动有垂直的，也有水平的。

水平循环带：地下水以水平运动为主。

深循环带：地下水很深，流动方向取决于地质构造。

简述岩溶发育的主要控制因素

地质构造条件：岩层产状、断裂构造和褶皱，构成了不同的地下水径流条件，控制着岩溶发育程度与方向。

地壳升降运动：岩溶侵蚀基准面和溶蚀基准面的相对升降，控制着岩溶发育的深度及垂直与水平岩溶系统的交替。

垂直分带性：岩溶发育的强度取决于水的交替强度和水的溶蚀性。

其他环境因素：地形地貌（如沟谷汇水区）、气候条件（温暖多雨）、植物茂密及松散覆盖层稀薄程度等也直接影响岩溶发育。

简述岩溶区地面塌陷对铁路路基和桥梁隧道的危害机制及针对性防控措施

危害机制：

真空吸蚀机制：地下水骤然下降导致岩溶腔内由承压转为真空，产生吸盘、真空吸蚀和旋吸作用，使上方盖层底部的土体松动剥落最终塌陷。

地下水潜蚀机制：地下水活跃流动带走土颗粒，水通道扩大造成盖层无法承受自重而发生塌陷。

防控措施：

采用碎石路堤：利用碎石无黏聚力特性，在塌陷时自行充填空洞，避免形成悬空隐患。
采用网格板垫层或桩基栈桥跨越：防止路基不均匀沉陷。
钻孔充气：消除岩溶腔骤然失水对盖层产生的真空吸蚀作用。
恢复地下水位：通过停止周边水源抽取、强行堵塞漏水坑道或人工回灌等方式恢复水位。
夯实覆盖层：提高土层密实度与强度，利于土体形成自然拱。

简述溶洞突水突泥对铁路隧道危害机制及针对性防控措施

危害机制：

隧道开挖时切穿地下岩溶系统，可能遭遇溶洞充填物的坍塌，或暗河、溶洞封存水及松散堆积物突然涌入，造成隧道涌水、涌泥，威胁施工安全并导致不均匀沉陷。

防控措施：

截流措施：截断岩溶水的渗入或疏干某一范围内岩溶水，如修筑截流盲沟、截水洞等。
排水措施：引出泉水，排泄分散的水流。
围堰拦截和堵塞措施。

第八章风沙

简述风沙流运动特征及其控制因素

运动特征：风吹经砂质地表，砂粒脱离地表进入气流中形成风沙流。砂粒的搬运形式主要有三种：沿地表滑动或滚动、跳跃式运动、悬浮运动。

控制因素：影响因素：起砂风的风速和风向、沙丘的体积（高度）、水分条件以及植物覆盖情况。其中风速和沙丘体积（高度）对移动速度起决定作用。

简述沙丘的移动规律及其影响因素

移动规律：

移动形式：依据盛行风向的变化，分为前进式、往复前进式和往复式。
移动方向：随起砂风向的变化而改变。
移动速度：分为低速移动型、中速移动型、快速移动型。

影响因素：起砂风的风速和风向、沙丘的体积（高度）、水分条件以及植物覆盖情况。

简述风沙对铁路的危害方式及主要防治措施

危害：

风蚀：风沙流对路基的破坏，可分为吹蚀（直接带走砂粒）、磨蚀（砂粒冲击加速路基而加速风蚀作用）和掏蚀（在路基上产生凹槽或小坑）三种。

沙埋：风沙受阻沉积在线路上，可分为舌状沙埋、片状沙埋和堆状沙埋。

防治措施：

植物固沙：在路基两侧种植草本或乔、灌木，营造防沙林带和封沙育草，以减低风速并固结砂层。
机械固沙：利用杂草、树枝等材料，在流沙上设置阻滞风沙流和固定沙面的障碍物。
化学固沙：在流动沙丘上喷洒化学黏结材料形成固结硬壳。

第九章盐渍土

简述盐渍土的概念及基本特性

盐渍土：土中**易溶盐含量大于0.3%**的粉土、粉质黏土或砂类土。

基本特性：采用盐渍土填筑路基时，会使基床强度降低、膨胀松软、翻浆冒泥；有的地方还会因盐渍土被溶蚀，形成地下空洞，导致基床下沉；盐渍土还会侵蚀桥梁、房屋等建筑物基础，引起基床开裂或破坏。因此修建铁路时，必须对盐渍土给以足够重视，以消除病害隐患。

简述盐渍土按分布位置、物质成分的类型划分

分布位置：

内陆盐渍土：干旱或半干旱地区，含盐量高。
滨海盐渍土：沿海地区，含盐量低。
平原盐渍土：华北平原和东北平原。

物质成分（按盐性质）：氯盐渍土、亚氯盐渍土、亚硫酸盐渍土、硫酸盐渍土、碳酸盐渍土。

简述氯盐渍土、硫酸盐渍土和碳酸盐渍土各自基本特性及危害方式

氯盐渍土：吸湿性（吸水后不易蒸发），溶解度高；危害表现在含水量增高时盐分溶解，导致土质变软、强度显著降低.
硫酸盐渍土：松胀性（吸水形成结合水导致体积膨胀）；危害表现在引起土体产生严重的松胀变形，破坏土的结构并导致翻浆冒泥。
碳酸盐渍土：崩解性（吸水膨胀、失水收缩）；危害表现在在雨季已造成边坡坍塌和地基软化。

简述盐渍土的主要处治措施

换填法：将受影响范围内的盐渍土挖除，换填厚度满足要求的非盐渍土、灰土或粗粒土。
控制路基填料含盐量及密实度：限制填料含盐量并提高压实度，防止盐分溶解导致强度降低。
控制路基高度：使路肩高出地下水位一定高度，避免毛细水强烈上升导致的再次盐渍化和冻胀危害。
隔断毛细水：在路基底部设置卵石、沥青胶结材料或土工合成材料等隔断层，阻止水分和盐分上升。
缓冲层法：在路基内设置缓冲层以减缓盐分影响。
物理化学加固法：通过灌注氯化钡或氯化钙等化学溶液与土中成分反应生成凝胶或沉淀，消除盐胀变形并提高土体强度。

第十章黄土

简述黄土的概念及基本特性

黄土：以粉粒为主，含碳酸盐，具大孔隙，质地均一，无明显层理而有显著垂直节理的黄色堆积物。

特征：湿陷性：在一定的压力作用下，受水浸湿后结构迅速破坏而发生显著附加下沉。

（具有上述部分特征但不够典型的称为黄土状土）

简述黄土湿陷的原因和机制

原因：

具有大量的孔隙，尤其是大孔隙；
粒间的联结因水分增加而易于削弱和破坏；
碳酸盐含量较高，黏粒含量低，尤其是具活动晶格的黏土矿物含量低。

机制：在水和垂直压力作用下，破坏了黄土颗粒间的结构联结，以及可溶性盐（碳酸盐、氯化钠等）被溶蚀。

简述黄土湿陷性的主要判别指标（湿陷系数、自重湿陷系数、湿陷起始压力等）及其物理意义

湿陷系数（$\delta_\mathrm{s}$）：土样在一定压力下，受水浸湿引起的湿陷量与试样原始高度的比值。

判定标准：当$\delta_\mathrm{s} < 0.015$时，定为非湿陷性黄土；$\delta_\mathrm{s} > 0.015$ 时，定为湿陷性黄土。

自重湿陷系数（$\delta_\mathrm{zs}$）：浸水后在自重压力下不发生剧烈压缩，在附加一定压力后引起的湿陷量与试样原始高度的比值。

湿陷起始压力：黄土受水浸湿后，使土体发生明显湿陷变形破坏时的压力。

简述黄土湿陷的主要处治措施

防水措施：防止或减少建筑物地基受水浸湿。主要有平整场地、设置排水和防渗设施等方法。
地基处理措施：对湿陷性黄土层进行加固处理或换填非
湿陷性土，消除湿陷性。主要有强夯法、土垫层、化学加固等方法。

简述黄土陷穴的主要处治措施

预防措施：加强地基排水（把地表水引导至片水沟等），改善地表性质（表层夯实、铺设不透水层等），平整坡面与地面（减少地面水的积聚和渗透）。

已有陷穴处理措施：

小而直的陷穴：直接进行泥浆灌注。
浅而大的陷穴：挖开后用黏土分层夯实或用干泥浆分次灌注。
基底下的陷穴：一般采用开挖回填并分层夯实。
较深的陷穴：开挖导洞或竖井进行回填并在洞内夯实。

第十一章膨胀土

简述膨胀土的概念及基本特性

膨胀土：黏粒成分主要由强亲水性矿物（蒙脱石、伊利石）组成，具有明显胀缩特性的黏性土。

基本特性：一般呈棕黄、黄红色，常含铁锰质及钙质结核，裂隙极为发育，吸水性强。

简述膨胀土胀缩的原因和机制

原因：土粒表面结合水膜厚度变化引起土粒间距离的增大或减小。内因为土的物质成分（含大量亲水性黏土矿物）和结构特征；外因为与土相互作用的水溶液化学成分及土所受的外部压力。

机制：

膨胀机制：土中亲水性黏土物质与水接触时，黏粒与水分子发生积极的相互作用，并发生水化作用。
收缩机制：失水时弯液面产生表面张力使土粒靠近；土粒间扩散层变薄使吸引力增强；孔隙溶液析出结晶产生压力，导致体积收缩。

简述膨胀土膨胀性的主要判别指标（膨胀率、自由膨胀率、膨胀压力等）及其物理意义

膨胀率（$C_\mathrm{sw}$）：膨胀率为原状土的膨胀变形量 $\Delta V$ 与土的原始体积 $V_{0}$ 之比。$C_\mathrm{sw} = \frac{V_O-V}{V_0} \times 100 %$
自由膨胀率（$F_\mathrm{s}$）：扰动烘干土粒全部浸水膨胀后增加的体积 $\delta V$ 与原体积 $V_{0}$ 之比。
膨胀压力（$P_\mathrm{sw}$）：原状土体膨胀而产生的应力，物理意义是是指原状土样保持体积不变遇水膨胀时产生的应力。

自由膨胀率 $F_\mathrm{s} \ge 40 %$、蒙脱石含量 $M \ge 7 %$、阳离子交换量 $\text{CEC（NH}_4^+ \text{）} \ge 170 \mathrm{mmol/kg}$ 三项指标，当符合其中两项指标时，应判定为膨胀土。

简述膨胀土收缩性的主要判别指标（塑性指数、体缩率等）及其物理意义

塑性指数（$I_\mathrm{s}$）：土体液限与塑限的差值。物理意义是随着含水率变化，土体积变化的大小区间。
体缩率（$e_\mathrm{s}$）：试样收缩减小的体积与收缩前体积之比。$e_\mathrm{s} = \frac{V_O-V}{V_0} \times 100 %$
线缩率（$e_\mathrm{sl}$）：试样收缩后的高度减小量与原高度之比。
缩限（$w_\mathrm{sh}$）：反映土正常收缩的下限含水率。

简述膨胀土路基的处治措施

防水保温措施：防地表水下渗、防止土中水分蒸发，保持地基土湿度的稳定。
- 在建筑物周围设置散水坡、隔水层。
- 管理好排水系统。
- 合理绿化。
地基改良措施：消除或减小膨胀土的胀缩性能。
- 换土法。
- 石灰加固法。

简述膨胀土边坡的处治措施

地表水防护。
坡面防护加固措施（植被防护、骨架护坡等）。
支挡措施（抗滑桩、抗滑挡墙等）。

第十二章软土

简述软土的概念及基本特性

软土：即软弱黏性土，是一种天然含水率大、有机质多、孔隙比、压缩性高，承载能力低的一种软塑到流塑状态的黏性土。

基本特性：具有显著的触变性和蠕变性；孔隙比大；含水量高；透水性弱；压缩性高；抗剪强度低。

（软土虽然孔隙比大，但孔隙细小，因而透水性弱。）

简述软土高压缩性的原因和机制

由于孔隙比大，在很小的压力下，孔隙中的自由水就能被排出，土体被压缩。孔隙中的结合水较难被排出，压缩速度减慢。因而固结时间长，在较小荷载下即可产生较大且长期的压缩变形。

简述软土触变性概念及其物理意义

在搅拌或振动等强烈扰动下，软土的强度会剧烈降低。外力停止后，随着时间的推移，软土的强度逐渐得到恢复的现象。

简述软土的分类

按照成因：沿海软土（分布于各河流入海处，厚度较大，土质疏松）、内陆软土（分布在内陆平原及山谷地区，厚度较小，性质变化大）。
按照有机质含量及天然孔隙比：软黏性土、淤泥质土、淤泥、泥炭质土、泥炭。

简述软土地基的变形破坏方式及其主要处治措施

破坏方式：承载力极低导致基底土体被向外挤出；因固结缓慢导致的长期沉降；沉降量过大及不均匀沉降。

处治措施：砂井、砂垫层法、石灰桩法、旋喷注浆法、换填土法、电渗法等。

第十三章冻土

简述冻土的概念及基本特性

冻土：温度等于或低于 0℃，并含有冰的各类土。（若只是温度等于或低于 0℃，但不含冰的土叫冷土）

基本特性：

由固体颗粒、冰、未冻水和气体四相组成。
具有整体结构、层状结构或网状结构等特殊结构特征。
抗压和抗剪强度受温度、含水（冰）量影响大，在长期荷载下具有流变性。
具有遇冷结冰体积膨胀（冻胀）和遇热冰融化体积缩小（融沉）的特性。

简述多年冻土融沉的机制及危害性

冻土在融化过程中，体积缩小，土中水逐渐排出，孔隙比迅速减小，产生显著的沉陷变形。

危害性：地基沉降甚至破坏。

简述冻土的主要分类

按冻结时间：瞬时冻土、季节冻土（呈周期性冻结、融化的土）和多年冻土（冻结状态持续两年或三年以上不融的冻土）。
按冻结状态：坚硬冻土、塑性冻土和松散冻土。
按冻土的含水量：少冰冻土、多冰冻土、富冰冻土、饱冰冻土和含土冰层。

简述冻土地区的不良地质现象

热融滑坍：斜坡地下冰层融化后，上覆土体在重力作用下沿融冻界面而滑坍的现象。
融冻泥流：斜坡土体由于冻融作用导致结构破坏，水分无法透过下覆冻土层，致使土体过湿甚至成为泥浆状，在重力作用下沿冻土层滑动的现象。
冻胀及冻胀丘：土中水分冻结成冰，侵入土体，使土体体积膨胀。在地表隆起形成冻胀丘。
冰锥：冒出地表和冰面的水，被冻结成丘状的冰体。
热融沉陷和热融湖：地下冰或多年冻土层发生局部融化，上部土层在自重和外部压力作用下产生沉陷。当沉陷面积较大，且有积水时，称为热融湖。

简述冻胀丘和冰锥的危害性及处治措施

危害性：

冻胀丘：会引起地表不均匀升高，顶起破坏其上的工程建筑物。
冰锥：截断地下水通路，溢出冻结后可能淹没道路或形成路面冰。

处治措施：改变所在的水文地质条件，截断补给水源。

简述热融滑塌、融冻泥流的危害性及处治措施