《工程地质》ppt课件_第1页
《工程地质》ppt课件_第2页
《工程地质》ppt课件_第3页
《工程地质》ppt课件_第4页
《工程地质》ppt课件_第5页
已阅读5页,还剩110页未读 继续免费阅读

下载本文档

版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领

文档简介

1、 刘红军 五邑大学土木建筑学院 一、工程地质学的研讨对象一、工程地质学的研讨对象 工程地质学主要是用来研讨各种建筑区工程地质学主要是用来研讨各种建筑区域的工程地质条件,处理工程地质问题,域的工程地质条件,处理工程地质问题,以及人类的工程活动对地质环境的影响。以及人类的工程活动对地质环境的影响。 工程地质学是介于地质学与工程学之间工程地质学是介于地质学与工程学之间的一门独立的边缘交叉学科。是地质学的的一门独立的边缘交叉学科。是地质学的一个分支。一个分支。 工程地质学包括工程岩土学、工程地质工程地质学包括工程岩土学、工程地质分析、工程地质勘察三个根本部分。分析、工程地质勘察三个根本部分。 二、工程

2、活动与地质环境二、工程活动与地质环境 人类的工程活动都是在一定的地质环境中人类的工程活动都是在一定的地质环境中进展的。进展的。 工程活动的地质环境,亦称为工程地质条工程活动的地质环境,亦称为工程地质条件,是指各项地质要素的综合。件,是指各项地质要素的综合。 土和岩石的工程性质:土和岩石的工程性质: 地质构造:地质构造: 地形地貌:地形地貌: 水文地质条件:水文地质条件: 不良的地质景象:不良的地质景象: 天然建筑资料:天然建筑资料: 地质环境对工程活动的制约是多方面的。如在开挖高边坡时,忽视地质条件,能够引起大规模的崩塌或滑坡,在岩溶地域建筑水库,如不查明岩溶情况并采取适当措施,轻那么蓄水大量

3、漏失,重那么完全不能蓄水,使建筑物不能正常运用。 工程活动也会以各种方式影响地质环境。如房屋引起地基土的压密沉降,桥梁使部分河段冲刷淤积发生变化等。在城市过量抽取地下水,能够导致大规模的地面沉降。 三、工程地质学的研讨方法 1.地质法: 2.实验方法: 3.计算方法: 地壳由各种各样巩固的岩石组成,矿物是构成各种岩石的最根本物质。矿物的成分、性质及其在各种因素作用下所发生的变化,都会对岩石的强度和稳定性产生影响。要分析了解岩石在各种自然条件下的变化,进而对岩石的工程性质作出评价,就必需首先从矿物开场。第一节 造岩矿物矿物是组成岩石的根本单位,也是组成地壳的根本物质,它是在各种地质作用下构成的具

4、有一定的化学成分和物理性质的单质和化合物。一、矿物的普通知识 1原生矿物: 2次生矿物: 3蜕变矿物: 二、矿物的物理性质 一矿物的外形 1、有规那么的外形和 无规那么的外形 2、单个晶体的外形 图1-1 常见矿物的晶体形状 a正长石;b斜长石;c石英;d角闪石;e辉石;f橄榄石;g方解石;h白云母;i石膏;j绿泥石;k云母;l黄铁矿;m石榴子石 金刚石 石墨3、集合体外形 钟乳状 钟乳状 晶簇桩 二矿物的光学性质二矿物的光学性质 1.颜色颜色 矿物的颜色是指矿物对可见光波的吸收作用所引矿物的颜色是指矿物对可见光波的吸收作用所引 起的。起的。 1自色:是矿物本身固有的颜色。自色:是矿物本身固有

5、的颜色。 2他色:是矿物混入了某些杂质所引起的,与他色:是矿物混入了某些杂质所引起的,与矿物的本身性质无关。矿物的本身性质无关。 3假色:由于矿物内部的裂隙或外表的氧化薄假色:由于矿物内部的裂隙或外表的氧化薄膜对光的折射、散色所引起的。条痕膜对光的折射、散色所引起的。条痕 2.光泽:是矿物外表对可见光的反射才干。光泽:是矿物外表对可见光的反射才干。 1金属光泽:金属光泽: 2半金属光泽:半金属光泽: 3非金属光泽:非金属光泽: 3.透明度透明度 透明度是指矿物透过可见光波的才干, 1透明的: 2半透明的: 3不透明的: 三矿物的力学性质 1.硬度 硬度是指矿物抵抗刻划、研磨的才干。 2.解理

6、解理是指矿物受打击后常沿一定方向裂开,并构成光华平面的性质。 图1-2 方解石的三组解理 图1-3 石英的贝壳状断口 3.断口 矿物在外力打击下,沿恣意方向发生的不规那么裂口称为断口。 除具有以上性质外,有些矿物还具有一些特性,如方铅矿具有脆性;自然银具有延展性;云母具有弹性,磁铁矿具有磁性等。 黑钨和毒砂共生 第二节第二节 岩石岩石 岩石是地壳开展过程中,由一种或岩石是地壳开展过程中,由一种或多种矿物组成的,具有一定规律的多种矿物组成的,具有一定规律的集合体。集合体。 见下页图有单矿岩和见下页图有单矿岩和复矿岩。复矿岩。 按其成因可将地壳的岩石分为三大按其成因可将地壳的岩石分为三大类:岩浆岩

7、、堆积岩和蜕变岩。类:岩浆岩、堆积岩和蜕变岩。 一、岩浆岩火成岩一、岩浆岩火成岩 岩浆岩是由岩浆冷凝构成的岩石岩浆岩是由岩浆冷凝构成的岩石 。 见下页图见下页图 依冷凝成岩浆岩的地质环境的不同,依冷凝成岩浆岩的地质环境的不同,将岩浆岩分三大类:将岩浆岩分三大类: 1深成岩:深成岩: 2浅成岩:浅成岩: 3喷出岩:喷出岩: 岩浆岩的产状可以反映岩体空间位置与围岩的相互关系及其形状特征。岩浆岩产状大致有以下几种如图1-4所示。 图1-4 岩浆岩的产状 1岩基: 2岩株: 3岩盘: 4岩床: 5岩脉: 一岩浆岩的矿物成分及化学成分 组成岩浆岩的矿物根据颜色可分为淡色矿物和深色矿物两类 岩浆岩的矿物成

8、分是岩浆化学成分的反映。岩浆的化学成分相当复杂,但含量高,对岩石的矿物成分影响最大的是SiO2,根据SiO2的含量,岩浆岩可分下面几类: 1酸性岩类: 2中性岩类: 3基性岩类: 4超基性岩类: 二岩浆岩的构造与构造 1.构造 岩浆岩的构造是指组成岩石的矿物的结晶程度、晶粒大小、外形及其相互结合的情况。 1全晶质构造:岩石全部由结晶的矿物颗粒组成如图1-5所示。 粗粒构造(5mm) 中粒构造(5-2mm) 细粒构造(2-0.2mm) 微粒构造(0.2mm) 图1-5 岩浆岩按结晶程度划分的三种构造 1全晶质构造;2半晶质构造;3非晶质构造 岩石中的同一种主要矿物,其结晶颗粒如大小悬殊,那么称为

9、似斑状构造。 2半晶质构造:岩石全部由结晶的矿物颗粒和部分细晶的玻璃质组成如图1-5所示。 3非晶质构造 : 2.构造 岩浆岩的构造是指矿物在岩石中的组合方式和空间分布情况。 1块状构造: 2流纹状构造: 3气孔状构造: 4杏仁状构造: 三岩浆岩的分类和常见的岩浆岩 1.岩浆岩的分类 二、堆积岩二、堆积岩 由堆积物固结变硬而构成的岩石就是堆积岩。由堆积物固结变硬而构成的岩石就是堆积岩。堆积岩占地壳岩石总体的堆积岩占地壳岩石总体的5%,它是三大岩石,它是三大岩石中在地表分布最广泛的,占地壳外表积的中在地表分布最广泛的,占地壳外表积的75%。堆积岩的构成有两种途径:一是在地。堆积岩的构成有两种途径

10、:一是在地表条件下,由风化作用或火山作用的产物经表条件下,由风化作用或火山作用的产物经机械搬运、堆积、固结成岩,以这种方式构机械搬运、堆积、固结成岩,以这种方式构成的堆积岩称碎屑岩。二是在地表常温、常成的堆积岩称碎屑岩。二是在地表常温、常压条件下由水溶液沉淀而构成化学岩,然而压条件下由水溶液沉淀而构成化学岩,然而自然界大多水盆地化学沉淀过程中都有生物自然界大多水盆地化学沉淀过程中都有生物参与,所以通常又称生物化学岩。参与,所以通常又称生物化学岩。 一堆积岩的物质组成一堆积岩的物质组成 1. 碎屑物质碎屑物质 2.粘土矿物粘土矿物 3.化学堆积矿物化学堆积矿物 4.有机质及生物残骸有机质及生物残

11、骸 5.胶结物胶结物 二堆积岩的构造与构造 1.堆积岩的构造 . 1碎屑构造 按碎屑粒径的大小,可分为: 砾状构造 碎屑粒径大于2mm。碎屑构成后未经搬运或搬运不远而留有棱角者,称为角砾状构造;碎屑经过搬运呈浑圆状或具有一定磨圆度者,称为砾状构造。 砂质构造 碎屑粒径介于20.05 mm之间。 粉砂质构造:碎屑粒径介于0.050.005 mm。 按胶结物的成分,可分为: 硅质胶结 铁质胶结 钙质胶结 泥质胶结 2泥质构造 3结晶构造 4生物构造 2.堆积岩的构造 堆积岩的构造是指其组成部分的空间分布及其相互间的陈列关系。堆积岩最主要的构造是层理构造。 层理分为各种不同的形状类型,如常见的有程度

12、层理如图1-8a所示斜层理如图1-8b所示,交错层理如图1-8c所示等。 a b c 图1-8 层理类型 a 程度层理;b 斜层理;c交错层理 层与层之间的界面称为层面。在层面上有时可以看到波痕、雨痕及泥面干裂的痕迹。上下两个层面成分根本相互一致的岩石,称为岩层。它是层理最大的组成单位。一个岩层上下层面之间的垂直间隔称为岩层的厚度。如图1-9所示。 图1-9岩层的几种形状 a 正常层;b 夹层;c 变薄;d 尖灭;e 透镜体 在堆积岩中还可看到化石 堆积岩的层理构造、层面特征和含有化石是堆积岩在构造上区别于岩浆岩的重要特征。 三堆积岩的分类及常见的堆积岩三、蜕变岩三、蜕变岩蜕变岩的成因蜕变岩的

13、成因地壳中的原岩遭到温度、压力及化学活动地壳中的原岩遭到温度、压力及化学活动性流体的影响,在固体形状下发生猛烈变性流体的影响,在固体形状下发生猛烈变化后构成的新的岩石称蜕变岩如图化后构成的新的岩石称蜕变岩如图1-10所示。所示。 图图1-10 蜕变岩的类型表蜕变岩的类型表示图示图 1-动力蜕变岩;动力蜕变岩;2、3-接触接触蜕变岩;蜕变岩;4-区域蜕变岩区域蜕变岩 二蜕变作用的主要类型二蜕变作用的主要类型 1.接触蜕变作用接触蜕变作用 2.动力蜕变作用动力蜕变作用 3.区域蜕变作用区域蜕变作用 三蜕变作用的要素三蜕变作用的要素 1.高温:高温: 2.高压:高压: 3.新的化学成分的参与新的化学

14、成分的参与 四蜕变岩的主要特征四蜕变岩的主要特征 1.矿物成分:矿物成分: 2.构造:构造: 1变晶构造:变晶构造: 2变余构造: 3碎裂构造: 3.构造 蜕变岩的构造是指岩石中矿物在空间陈列关系的外貌特征。 1片理状构造 板状构造: 千枚状构造: 片状构造: 片麻状构造: 2块状构造 五蜕变岩的分类及常见的蜕变岩蜕变岩根据其构造特征分为:片理状岩石类和块状岩石类,表1-5。 四、三大岩类的区别及鉴别方法四、三大岩类的区别及鉴别方法 一三大岩类的区别一三大岩类的区别 上述三大岩类,由于成因不同,因此其物质上述三大岩类,由于成因不同,因此其物质组成、构造及构造也各不一样,为便于鉴别组成、构造及构

15、造也各不一样,为便于鉴别及掌握,将其主要区别列于表及掌握,将其主要区别列于表1-6中。中。 三大类岩石的区别三大类岩石的区别 表表1-6岩类地质特征岩 浆 岩 沉 积 岩变 质 岩主要矿物成分全部为岩浆中析出的原生矿物,成分复杂,但较稳定。浅色的矿物有石英、长石、白云母等,深色的矿物有黑云母、角闪石、辉石、橄榄石等 次生矿物占主要地位,成分单一,一般多不固定。常见的有石英、长石、白云母、方解石、白云石、高岭土等 除具有变质前原来岩石的矿物,如石英、长石、云母、角闪石、辉石、方解石、白云母、高岭土等外,尚有经变质作用的矿物,如石榴子石、滑石、绿泥石、蛇纹石 结 构以结晶粒状、斑块结构为特征 以碎

16、屑、泥质及生物碎屑结构为特征。部分为成分单一的结晶结构,但肉眼不易分辨 以变晶结构等为特征构 造具块状、流纹状、气孔状、杏仁状构造 具层理构造多具片理构造 成 因直接由高温熔融的岩浆经岩浆作用而形成 主要由先成岩石的风化产物,经压密、胶结、重结晶等成岩作用而形成 由先成的岩浆岩、沉积岩和变质岩,经变质作用而形成 二三大岩类的肉眼鉴别二三大岩类的肉眼鉴别 1.岩浆岩的鉴别方法岩浆岩的鉴别方法 1先看岩石整体颜色的深浅。先看岩石整体颜色的深浅。 2分析岩石的构造和构造。分析岩石的构造和构造。 3分析岩石的主要矿物成分,确定岩石的称号。分析岩石的主要矿物成分,确定岩石的称号。 2.堆积岩的鉴别方法堆

17、积岩的鉴别方法 鉴别堆积岩时,可以先从察看岩石的构造开场,结鉴别堆积岩时,可以先从察看岩石的构造开场,结合岩石的其他特征,先将所属的大类分开,然后再合岩石的其他特征,先将所属的大类分开,然后再作进一步分析,确定岩石的称号。作进一步分析,确定岩石的称号。 1碎屑岩碎屑岩 2粘土岩粘土岩 3化学岩化学岩 3.蜕变岩的鉴别方法 鉴别蜕变岩时,可以先从察看岩石的构造开场。根据构造,首先将蜕变岩区分为片理构造和块状构造的两类。然后可进一步根据片理特征和主要矿物成分,分析所属的岩类,确定岩石的称号。 粗粒辉长岩 花岗岩 Marble 大理岩 Quartzite 石英岩 Marble 大理岩 三叶虫化石展现

18、 岩石的成因及类型,岩石不仅是地形地貌、地质构造的根底,而且还是人类工程建筑的载体和原料,它的工程性对建筑物有极大的影响。 一、岩石物理性质的常用目的 一岩石的密度 =G/V d=Gs/V st=(Gs+Gw)/V 二岩石的相对密度 =GS/VSW VG 三岩石的孔隙率三岩石的孔隙率n n与孔隙比与孔隙比e e n=VV/V n=VV/V100%100% e= VV/Vs e= VV/Vs 二、岩石的水理性质二、岩石的水理性质 岩石的水理性质是指岩石与水相互作用时所表现的性质,包岩石的水理性质是指岩石与水相互作用时所表现的性质,包括吸水性、软化性和抗冻性。括吸水性、软化性和抗冻性。 一岩石的吸

19、水性一岩石的吸水性 岩石在一定实验条件下的吸水性能称岩石吸水性。岩石在一定实验条件下的吸水性能称岩石吸水性。 吸水率吸水率W2W2是指岩石在常压下所吸入水分的质量是指岩石在常压下所吸入水分的质量Gw1Gw1与枯与枯燥岩石质量燥岩石质量GSGS的比值:的比值: W2=Gw1/Gs W2=Gw1/Gs 100%100% 二岩石的透水性二岩石的透水性 岩石能被水透过的性能称岩石透水性。岩石透水性可用浸透系数k衡量。 三岩石的溶解性 岩石的溶解性是指岩石溶解于水的性质,常用溶解度或溶解速度表示。 四岩石的软化性 岩石受水的浸泡作用后,其力学强度和稳定性趋于降低的性能,称岩石的软化性。 岩石软化性大小常

20、用软化系数来衡量。 = Rw/RC 五岩石的抗冻性 岩石抵抗冻融破坏的才干称岩石的抗冻性。 强度损失率指冻融前后饱和岩样抗压强度之差值与冻融前饱和抗压强度比值。 质量损失率指冻融实验前后干试件的质量差与实验前干试件质量的比值。 三、岩石的力学性质 岩石的力学性质指岩石在各种静力、动力作用下所表现的性质,主要包括变形和强度。岩石在外力作用下,首先是变形,当外力继续添加,到达或超越某一极限时,便开场破坏。岩石的变形与破坏是岩石受力后发生变化的两个阶段。 一岩石的变形目的 1弹性模量 Ee= / e 2变形模量 E0= /( 0 + e) 3泊松比 = x/ y 二岩石的强度目的 岩石抵抗外部荷载而

21、不破坏的才干称岩石强度。 1抗压强度 R=P/A 2抗拉强度 L=P/A 3抗剪强度 抗剪强度 = tan抗切强度 =c抗剪断强度 = tan+c四、影响岩石工程性质的主要要素影响岩石工程性质的主要要素可归纳为两方面:一是由岩石本身的内在条件所决议,如岩石的矿物成分、构造、构造等;另一方面是来自岩石的外部客观要素的影响,如水的影响和风化作用等。一矿物成分辉长岩的比重比花岗岩大 ,石英岩的抗压强度比大理岩要高得多 。 二构造二构造 一类是晶质连结的岩石,如大部分岩浆岩、蜕变岩一类是晶质连结的岩石,如大部分岩浆岩、蜕变岩和一部分堆积岩;另一类是由胶结物衔接的岩石,和一部分堆积岩;另一类是由胶结物衔

22、接的岩石,如大部分堆积岩。如大部分堆积岩。 结晶衔接是由岩浆冷凝或溶液中结晶或重结晶构成结晶衔接是由岩浆冷凝或溶液中结晶或重结晶构成的。矿物颗粒靠直接接触产出的力结实的固结在一的。矿物颗粒靠直接接触产出的力结实的固结在一同,结合力强,构造致密,孔隙度小,容艰苦,吸同,结合力强,构造致密,孔隙度小,容艰苦,吸水率变化范围小,比胶结衔接具有较高的强度和稳水率变化范围小,比胶结衔接具有较高的强度和稳定性。但就结晶衔接来说,强度也不一致,结晶颗定性。但就结晶衔接来说,强度也不一致,结晶颗粒的大小和均匀程度对岩石的强度也有着明显的影粒的大小和均匀程度对岩石的强度也有着明显的影响。响。 胶结衔接是矿物或岩屑由胶结物衔接在一同的。胶胶结衔接是矿物或岩屑由胶结物衔接在一同的。胶结衔接的岩石,其强度和稳定性主要决议于胶结物结衔接的岩石,其强度和稳定性主要决议于胶结物 的成分和胶结的方式,同时也受碎屑成分的影响,变化很大。就构造的成分来说,硅质胶结的强度和稳定性高,泥质胶结的强度和稳定性就低,钙质和铁质胶结的强度和稳定性介于

温馨提示

  • 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
  • 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
  • 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
  • 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
  • 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
  • 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
  • 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

评论

0/150

提交评论