公路工程地质

公路工程地质单元一第一章绪论1.1工程地质学及其研究内容工程地质学(engineeringgeology):是研究人类工程活动与地质环境相互作用的一们学科。地质作用(geologyeffects)：在地质历史发展的过程中，促使地壳的组成物质、构造和地表形态不断变化的作用，统称为地质作用。地质作用按其能量的不同，可以分为：内力地质作用和外力地质作用。地质环境（工程地质条件）：土和岩石的工程性质、地质构造、地貌(geomorphy)、水文地质(geohydrology)、地质作用、自然地质现象(naturalgeologichazards)和天然建筑材料。人类工程活动和地质环境的关系：相互制约、相互影响。本学科的基本任务:研究人类工程活动与地质环境之间的相互制约关系，以便做到既能使工程建筑安全、经济、稳定，又能合理开发和保护地质环境。研究方法：地质分析法力学分析法工程类比法实验法

1.2工程地质学的研究方法注意各种方法的密切结合，即定性分析与定量分析相结合。学科组成：工程岩土学、工程地质分析、工程地质勘察学习方法：理论联系实际，具体问题具体分析

1.3工程地质学的

学科组成及学习方法工程地质学是把地质科学的基础理论应用于土木工程实践，通过工程地质勘察、勘探等方法，弄清建筑物的地质条件，为土木工程建筑的规划、设计、施工提供可靠的地质资料，并预测和论证工程建筑和地质环境的相互作用，进而提出防治措施。2.1地球的总体特性

地球是一个不标准的旋转椭球体。赤道半径6378.14KM，两极半径为6356.779KM。陆地面积占29.2%，海洋占70.8%。第二章岩石及其工程地质性质2.1.1地地球的内部圈层层构造外圈：大气圈(atmosphere)、水圈(lithosphere)和生物圈(biosphere)内圈：地壳(lithosphere)、地幔(mantle)和地核(core)地壳：平均厚度33KM，一般厚度15~40KM，洋壳最薄，平均均仅5~6KM。地幔：地球莫霍面以下下、古登堡面以以上的部分，厚厚度约为2900KM，主要由固体物质质组成。分为上上地幔和下地幔幔。地核地核是地球内部部古登堡面以下下至地心的部分分，厚度为3500KM。分为外核和内核核。图2.1地球球内圈构造1图2.1地球球内圈构造22.1.2地质作用：在地质历史发发展的过程中，，促使地壳的组组成物质、构造造和地表形态不不断变化的作用用，统称为地质质作用。地质作作用按其能量的的不同，可以分分为：内力地质质作用和外力地地质作用。2.1.2.1内力地质作用：由地球内部能能（如地球的旋旋转能、重力能能、放射性元素素蜕变的热能等等）所引起的地地质作用，主要要在地下深处，，并可波及到地地表。包括：地地壳运动、地震震作用、岩浆作作用和变质作用用。2.1.2.2外力地质作用：由地球范围以以外的能源，如如太阳的辐射能能、日月的引力力能等为主要能能源在地表或地地表附近进行的的地质作用。包包括：风化作用用、剥蚀作用、、搬运作用、沉沉积作用和成岩岩作用。2.2造岩矿矿物岩石(rock)是在地质作用下下产生的由一种种或多种矿物以以一定规律组成成的自然集合体体。岩石按成因因分为：岩浆岩岩(igneousrock)、沉积积岩(sedimentaryrock)、变质岩岩(Metamorphicrock)三大类。2.2.1矿物的概念结晶矿物非结晶矿物2.2.2矿物的（肉眼））鉴定特征2.2.2.1矿物的形态：矿物单体及同同种矿物集合体体的形态显晶矿物隐晶矿物石英1多彩的矿物常见的一些矿物物方解石2.2.2.2矿物的主要要物理性质颜色：深色矿物、浅浅色矿物光泽：〔强弱等级〕〕金属、半金属属、金刚和玻璃璃。其它如：丝丝绢、油脂、蜡蜡状、珍珠和土土状。硬度：矿物抵抗刻划划、研磨的能力力。1,talc;2,gypsum;3,calcite;4,fluorite;5,apatite;6,orthoclase(feldspar);7,quartz;8,topaz;9,corundum;and10,diamond.常见的造岩矿物物（见P9）解理和断口：解理：矿物受外力打打击后，按一定定方向裂开成光光滑平面的性质质。解理面、解解理等级、解理理组数；断口：如矿物受外力力打击后，无固固定方向的破裂裂并呈各种凹凸凸不平的断面（（如贝壳、参差差状等）。解理理和断口互为消消长。其它：密度、弹弹性、挠性，如如滑石的滑腻感感、方解石遇盐盐酸起泡，石墨墨染手、磁性等等。三大类岩石的分分布分布岩石出露面积（占大陆表面积%）体积（占地壳体积）岩浆岩与变质岩合占25%65沉积岩755变质岩与岩浆岩合占25%302.3岩浆岩岩2.3.1岩浆岩的成因与产状2.3.1.1岩浆岩的成因岩浆岩是由岩浆冷凝固结结而形成的岩石。。火山火山2岩石成因分类：：侵入岩（深成岩、浅成成岩）喷出岩岩浆岩产状火山3火山42.3.1.2岩浆岩的产状状岩基岩株岩盖和岩盆岩床岩脉火山锥2.3.2岩浆浆岩的矿物成分分按矿物颜色分深色矿物:黑云母、角闪闪石、辉石、橄橄榄石浅色矿物：石英、正长石石、斜长石、白白云母按SiO2含量量分为：酸性、中性、、基性和超基性性2.3.3岩岩浆岩的结结构岩浆岩的结构构是指组成岩岩石的矿物的的结晶程度、、晶粒大小、、晶体形状及及其相互结合合的方式。1.结晶程度度全晶质结构、、隐晶质结构构、玻璃质结结构2.晶粒相对对大小等粒、不等粒粒（斑状、似似斑状）结构构3.晶粒绝对对大小粗粒（粒径大大于5mm））、中粒（粒粒径5~1mm）、细粒（粒径1~0.1mm）2.3.4岩岩浆岩的构构造岩浆岩的构造造是指岩石中中不同矿物颗颗粒集合体分分布与排列的的特征。1.块状构造造2.流纹状构构造3.气孔构造造4.杏仁构造造2.3.5常常见的岩浆浆岩常见的岩浆岩喷出岩岩浆岩22.4沉积积岩岩石循环圈2.4.1沉沉积岩的形形成1.风化、剥剥蚀阶段2.搬运阶段段3.沉积阶段段4.硬结成岩岩阶段2.4.2沉沉积岩的矿矿物组成1.碎屑物质质2.粘土物质质3.化学沉积积物质4.有机质及及生物残骸2.4.3沉沉积岩的结结构沉积岩的结构构是指沉积岩岩的组成物质质、颗粒大小小、形状及结结晶程度。1.碎屑结构构：砾状、砂砂质、粉砂质质结构2.泥质结构构3.结晶结构构4.生物结构构2.4.4沉沉积岩的构构造沉积岩的构造造是指沉积岩岩各个组成部部分的空间分分布和排列方方式。1.层理构造造：水平、单单斜、交错层层理2.层面构造造：波痕、泥泥裂、雨痕等等3.结核4.生物成因因构造层理2.4.5沉沉积岩的分分类和常见的的沉积岩1.沉积岩的的分类根据沉积岩的的组成成分、、结构和形成成条件分为：：碎屑岩、粘粘土岩、化学学岩及生物化化学岩。2.常见的沉沉积岩（1）碎屑岩岩类：火山碎屑岩、、沉积碎屑岩岩（砾岩及角角砾岩、砂岩岩、粉砂岩））（2）粘土岩岩类：泥岩、页岩（3）化学岩岩及生物化学学岩：石灰岩、白云云岩、泥灰岩岩石灰岩砂岩泥岩2.6变质质岩地壳中已形成成的岩石（岩岩浆岩、沉积积岩、变质岩岩），由于地地壳运动和岩岩浆运动，造造成地质环境境和物理化学学条件的改变变，处在高温温、高压和其其它化学因素素的作用下，，使岩石的成成分、结构和和构造发生一一系列变化。。由地球内力力作用促使岩岩石发生矿物物成分及结构构构造变化的的作用称为变变质作用。由由变质作用形形成的岩石称称为变质岩。。2.5.1变变质作用的的因素及类型型根据变质作用用的主要因素素和地质条件件分：1.接触变质质2.区域变质质3.混合岩化化作用4.动力变质质作用2.5.2变变质岩的矿矿物成分共有矿物：石石英、长石、、云母、角闪闪石、辉石、、方解石等；；变质矿物：红红柱石、绿泥泥石、滑石、、蛇纹石、石石榴子石、石石墨等。2.5.3变变质岩的结结构1.变余结构构2.变晶结构构3.碎裂结构构2.5.4变变质岩的构构造1.变余构造造2.变成构造造（1）板状构构造（2）千枚构构造（3）片状构构造（4）片麻状状构造（5）块状构构造2.6岩石石的工程地质质性质2.6.1岩岩石工程性性质的常用指指标1.岩石的物理性质：重度、孔隙性性2.岩石的水理性质：吸水性、透水水性、溶解性性、软化性、、抗冻性3.岩石的力学性质：（1）岩石的的坚硬程度：：硬质岩石、、软质岩石（2）岩石的的变形：弹性性模量、变形形模量和泊松松比（3）岩石的的强度：抗剪剪断强度、抗抗剪强度、抗抗切强度、抗抗拉