岩土工程测试理论与监测技术试题改过

矿业工程 孙忠强 b20100085

岩土工程测试理论与监测技术试题

1、论述岩土工程测试和监测的主要内容及其重要性？

答：<1>岩土工程测试技术一般分为室内试验技术，原位实验技术和现场监测技术等几个个方面。在原位测试方面，地基中的位移场、应力场测试，地下结构表面的土压力测试，地基土的强度特性及变形特性测试等方面将会成为研究的重点，随着总体测试技术的进步，这些传统的难点将会取得突破性进展。

<2>a.不论设计理论与方法如何先进、合理，如果测试技术落后，则设计计算所依据的岩土参数无法准确测求，不仅岩土工程设计的先进性无法体现，而且岩土工程的质量与精度也难以保证。所以，测试技术是从根本上保证岩土工程设计的精确性、代表性以及经济合理性的重要手段。b.测试工作是岩土工程中必须进行的关键步骤，它不仅是学科理论研究与发展的基础，而且也为岩土工程实际所必需。c.监测与检测可以保证工程的施工质量和安全，提高工程效益。在岩土工程服务于工程建设的全过程中，现场监测与检测是一个重要的环节，可以使工程师们对上部结构与下部岩土地基共同作用的性状及施工和建筑物运营过程的认识在理论和实践上更加完善。依据监测结果，利用反演分析的方法，求出能使理论分析与实测基本一致的工程参数。岩土工程测试包括室内土工试验、岩体力学实验、原位测试、原型实验和现场监测等，在整个岩土工程中占有特殊而重要的作用。

2、什么是地应力？地应力有什么特点？论述地应力测量对采矿和岩土工程的重要性？

答：<1>地壳在各种运动过程中和自重作用下，岩体在天然条件下产生的内部应力。地应力是存在于地层中的天然应力，也称原岩应力、岩体初始应力、绝对应力等。

<2> a.地应力是一个具有相对稳定性的非稳定应力场，它是时间和空间的函数 b.实测垂直应力基本等于上覆岩层的重量

c.水平应力普遍大于垂直应力

d.平均水平应力与垂直应力的比值随深度增加而减小，但在不同地区，变化的速度很不相同

e.最大水平主应力和最小水平主应力也随深度呈线性增长关系

f.最大水平主应力和最小水平主应力之值一般相差较大，显示出很强的方向性 g.地应力的上述分布受地形、地表剥蚀、风化、岩体结构特征、岩体力学性质、温度、地下水等因素的影响，特别是地形和断层的扰动影响最大

<3> a.传统的采矿及其它岩土工程的开挖设计和施工是根据经验来进行的。当开挖活动是在小规模范围内和接近地表的深度上进行的时候，经验类比的方法往往是有效的，但是随着开挖规模的不断扩大和不断向深部发展，经验类比法已越来越失去其作用。

b.为了对各种岩土工程进行科学合理的开挖设计和施工，就必须对影响工程稳定性的各种因素进行充分调查。在诸多的影响岩体开挖工程稳定性的因素中，地应

力状态是最重要最根本的因素之一。对矿山设计来说，只有掌握了具体工程区域的地应力条件，才能合理确定矿山总体布置，选取适当的采矿方法，确定巷道和采场的最佳断面形状、断面尺寸、开挖步骤、支护形式、支护结构参数、支护时间等，从而在保证围岩稳定性的前提下，最大限度地增加矿石产量，提高矿山经济效益，从而实现采矿工程的优化。

c.对矿山设计来说，只有掌握了具体工程区域的地应力条件，才能合理确定矿山总体布置，选取适当的采矿方法，确定巷道和采场的最佳断面形状、断面尺寸、开挖步骤、支护形式、支护结构参数、支护时间等，从而在保证围岩稳定性的前提下，最大限度地增加矿石产量，提高矿山经济效益，从而实现采矿工程的优化。

3、试述不良地质条件下竖井监测技术的手段和方法，结合工作原理与技术特点？

答：<1>主要开挖施工方案：超前固结灌浆，溜渣井施工，大井扩挖与支护大井扩挖过程中的监测，对类似地质条件的竖井和斜井开挖有一定的借鉴作用。

<2> a.对于洞室塌方不可盲目出渣，强行掘进首先应对塌方体进行全方位的观察深入研究，分析塌方产生的深层原因，选取合理的处理方式并尽快进行表面封闭，使其保持相对稳定尽可能减少扰动次数避免造成冒顶塌方。

b.固结灌浆是基础。固结灌浆可以使塌方渣体形成一个整体，从而提高岩石的强度级别，是塌方处理的关键

c.超前管棚是前提。沿洞顶轴线设置超前管棚，对阻止塌方体下滑将起到重要作用。

d.自钻式锚杆是关键。根据现场实测，冒顶塌方介质为粘土，砂砾石，碎石及片石，且碎石与粘土没有固结。采用自钻式锚杆直接注浆后将松散渣体有效的固结成一个整体，给管棚造孔。

e.回填灌浆是补强。

4.简述声发射技术在岩土工程中的应用

答：<1>声发射(Acoutsic Emission简称AE)是指材料或结构在受力变形或破坏过程中以弹性波的形式释放其应变能的现象。

<2> a.大多数材料的声发射信号都很微弱，人耳一般很难辨别出来，因而需要借助于灵敏的电子仪器加以监测。用声发射仪监测和分析声发射信号并利用声发射信号推断材料和结构内部性质变化的技术就称之为声发射技术。发射技术的发展已有几十年的历史，在国内外，均受到人们的普遍重视。

b.声发射技术在采场稳定性监测中的应用。采场稳定性是影响矿山安全生产的关键性问题，矿岩的局部冒落，矿柱的突然失稳是造成矿山伤亡事故的主要原因。 c.声发射技术在边坡工程中的应用。边坡工程在矿山，公路，铁路等部门广泛存在因而它的稳定也就具有极为重大的意义。

d.利用声发射凯塞效应量测地应力。在各类地下岩石工程中，为了合理地评价岩体及岩体工程的稳定性，必须确定岩体中的初始应力状态，以及由于工程开挖后而在岩体中产生的次生应力和诱导应力。

5.简述GIS在滑坡地质灾害中的应用

答：a.GIS技术具有储存图层的多层次性、挖掘和计算地质数据的快捷性及空间形态模拟的超强能力等特点，利用GIS技术能详细、直观地掌握研究区地质背

景和滑坡发育特征，其收集和分析数据的强大功能减少了人为因素在区划工作的影响，并能及时、方便地根据空间模拟评价过程中暴露出来的问题予以纠正，并反馈到新的模拟过程中，大大地提高了工作效率。

b.采用GIS技术为平台的滑坡灾害区划不仅可实现多因素图件的自动叠加，而且还可以同各种应用软件相连结，实现滑坡灾害区划研究的全面计算机化。

c.在GIS环境下对滑坡遥感影像资料进行遥感解译和信息提取，通过影像的地形纠正和空间坐标配后，即可将解译的有关信息直接进入GIS数据库，因而能快速获取研究区的历史滑坡和环境背景资料，包括地形地貌、地质构造、地层岩性、土地利用、植被覆盖，水系，城镇居民点以及主要的建筑物，研究区的滑坡灾害点以及其分布情况等等。