工程地质复习资料-一纸开剖析

工程地质学是地质科学与工程科学相互交叉、渗透形成的。是研究工程活动与地质环境相互作用的一门学科，他们之间是相互关联和相互制约的。主要任务之一是对建筑场地的工程地质条件进行调查与评价，为工程规划、设计、施工提供工程地质资料。常见胶结物：硅质、铁质、钙质、泥质主要胶结方式：基地胶结(最坚固)、空隙胶结(较坚固)、接触胶结(强度低，易透水)岩石的工程地质性质：物理、水理、力学影响因素：岩石的地质特征，如岩石的矿物成分、结构、构造及成因等；岩石受外部因素的影响如水及风化作用等其它接触关系：(总结纸)因素：(总结纸)水平岩层在地质图上的特征：水平岩层分界线与地形等高线平行或重合倾斜岩层在地质图上的特征：1.岩层倾向与地形坡向相反：岩层分界线的弯曲方向(即V字形的尖端)和地形等高线的弯曲方向一致，但岩层界线的弯曲度比地形等高线的弯曲度小。即在沟谷处，岩层分界线的V字形尖端指向沟谷的上游；在山脊上，岩层分界线的V字形尖端指向山脊的坡脚。2.岩层倾向与地形坡向一致：若岩层倾角大于地形坡角，则岩层分界线的弯曲方向(即V字形的尖端)和地形等高线的弯曲方向相反。即在沟谷处，岩层分界线的V字形尖端指向沟谷的下游；在山脊上，岩层分界线的V字形尖端指向山脊的坡顶；若岩层倾角小于地形坡角，则岩层分界线的弯曲方向(即V字形的尖端)和地形等高线的弯曲方向相同，但岩层界线的弯曲度明显大于地形等高线的弯曲度。即在沟谷处，岩层分界线的V字形尖端指向沟谷的上游；在山脊上，岩层分界线的V字形尖端指向山脊的坡脚。断层面(带)的构造特征：擦痕、阶步和摩擦镜面；牵引构造；构造透镜体；断层岩。断层组合类型：梯状断层；地堑；地垒；叠瓦状构造地质平面图上，判别褶曲类型：主要根据出露地表岩层分界线的分布特征、年代新老关系和两翼岩层产状符号来判别褶曲类型。如：①判别其基本类型：地表岩层出现对称重复分布时，核部岩层老，两翼岩层新，则为背斜；核部岩层新，两翼岩层老，则为向斜。②判别其纵剖面形态类型：在地质平面图上，若两翼岩层分界线基本平行，则为水平褶曲；若两翼岩层分界线不平行，在倾伏端交汇成封闭的弯曲曲线，则为倾伏褶曲；若岩层分界线呈环状封闭，当褶曲长宽比为3~10时，为短轴褶曲，当褶曲长宽之比为1~3时，若核部岩层老，岩层倾向向四周倾斜的背斜为穹隆，若核部岩层新，岩层倾向向中心倾斜的向斜为构造盆地。③判别其横剖面形态类型：在地质平面图上，若两翼岩层倾向相反，倾角相等，则为直立褶曲；若两翼岩层倾向相反，倾角不相等，则为斜歪褶曲(倾斜褶曲)；若两翼岩层倾向相同，倾角不相等，则为倒转褶曲。轴面水平，两翼产状近似于平行，其中一翼产状正常，另一翼产状倒转，则为横卧褶曲。节理的调查内容:节理的成因类型、力学性质；节理的组数、密度和产状；节理的张开度、长度和节理面的粗糙度；节理的充填物质及厚度、含水情况；节理发育程度分级。地质年代单位：宙代纪世期对应地层单位：宇界系统阶岩层产状与边坡稳定性关系P44(1)(2)(3)岩土的水理性质：容水性(岩土的空隙能容纳一定水量的特性)；持水性(饱水岩土体在重力作用下排水后仍能在岩土中保持一定水量的特性)；给水性(饱和岩土体在重力作用下能自由排出一定水量的性能)。给水度=容水度-持水度承压水的埋藏类型：P73地下水的地质作用：地下水的潜蚀作用：机械潜蚀作用，一般较弱；化学溶蚀作用，为主要形式地下水的搬运作用地下水的沉积作用→可形成泉华、溶洞滴石、矿脉等石化作用→是化石形成的基本原理地表流水按流动方式分为：(暂时性流水)片流(洗刷作用——坡积物，分布在山坡低凹处、山腰上或坡脚处)(暂时性流水)洪流(冲刷作用——洪积物，分布于山谷冲沟出口处或山前倾斜平原)(经常性流水)河流(侵蚀作用(机械侵蚀(冲蚀、磨蚀)作用、化学侵蚀(溶蚀)作用；下蚀(垂直侵蚀)、侧蚀；)、搬运作用(机械搬运：悬运颗粒在水中的重量小于水的上举力、跃运上举力与颗粒在水中的重量不相上下、推运上举力小于颗粒在水中的重量，化学搬运：溶运搬运的距离最远)、沉积作用，主要发生在河流入海口、入湖口和支流入干流处，或者在河流的下游，以及河曲凸岸)河流的侵蚀作用按方向分为：侧蚀作用和下蚀作用。空间上，河流上游以下蚀作用为主；河流中游既有下蚀作用，又有侧蚀作用；河流下游以侧蚀作用为主。时间上，河流发育的早期以下蚀作用为主，河流发育的晚期逐渐转为以侧蚀作用坡积物对工程建设不良影响：坡积物土质不均匀、土层厚薄也不均匀，新近堆积的坡积物孔隙比大、压缩性较高、变形不均匀，会使建筑物地基产生不均匀沉降。坡积物抗剪强度较低，多处于不稳定状态，当下伏地面或基岩顶面与坡积层的倾斜方向一致且坡度较大时或地下水沿基岩面渗流时，易使基坑开挖坡、路堑边坡等失稳，发生滑坡。横向环流对凹岸和凸岸的作用结果:横向环流的表流冲向凹岸，使凹岸不断受到强烈冲刷，其下部被侧蚀掏空、岸壁坍塌后退，凹岸变陡；底流将冲刷下来的碎屑物质带向凸岸或下游适当地点堆积下来，使凸岸不断发生堆积，凸岸不断前伸增宽变缓，结果使河湾的曲率增大。作业上的图*3(河湾处侵蚀作用图、上迭、内迭)风化作用类型：物理风化、化学风化、生物风化(主要影响因素：气候条件、地形条件、地质构造和岩石性质(矿物成分、成因、结构和构造))。崩塌发生条件：地形条件(山坡的坡度及其表面形状)、岩石性质和节理程度、地质构造、其它自然因素和人为因素的影响崩塌防治：⑴避绕；⑵清除坡面易坠落的危石，将陡崖削缓；⑶嵌补、灌浆勾缝加固坡面；⑷调整地表水流(即做好排泥石流防治：在上游形成区的防治：采取预防措施，如作好水土保持，排洪、加固岸坡等；在中游流通区的防治：设置一系列拦截构筑物，如修建拦截(碴)坝、拦栅、重力式挡土墙等；在下游堆积区的防治：设置排导措施，如修排导槽、导流堤等设施。滑坡防治：避绕、排水(地表排水和地下排水)、抗滑支挡(图*9)、减重反压、改善滑动面(带)的岩土性质。滑坡分类：覆盖层滑块、基岩滑坡(图*4)、特殊滑坡滑坡阶段：蠕动变形阶段、滑动破坏阶段(醉汉林)、渐趋稳定阶段(马刀树)泥石流类型：按组成物质：泥水流型泥水流、泥石流型泥石流、水石流型泥石流泥石流形成条件：地形条件、地质条件、水文气象条件、人类经济活动的影响。岩溶发育的条件：岩石的可溶性(易溶的卤素盐类岩石，如岩盐；中溶的硫酸盐类岩石，如石膏、硬石膏；难溶的碳酸盐类岩石，如石灰岩、白云岩和泥灰岩；我国以碳酸盐类岩石特别是石灰岩分布最广，故岩溶现象极为普遍，影响显2著)、岩石的透水性、水的溶蚀力(水中侵蚀性CO含量越多，水的溶蚀能力越强)、水的流动性2岩溶地区常见工程地质问题：地基稳定性及塌陷问题，如石芽地基造成地基不均匀沉降；溶洞地基造成地面塌陷，地基失稳；基坑、隧道等洞室突(涌)水；岩溶渗漏；地表土潜移。根据溶洞规模进行地基处理：规模较小时，可将溶洞填死，也可进行注浆或盖板跨越；也可扩大基础底面积，减小基底岩堆的处理原则：⑴道路选线时，岩堆正在发展，绕避。岩堆趋于稳定，可在岩堆的下部以路堤的方式通过，不用或尽量少用路堑形式。岩堆稳定，路线可以低路堤或浅路堑通过。⑵线路以路堤方式通过时，应注意路堤位置的选择及基底的处理。路堤一般以设置在岩堆体下部或坡脚为宜。在填筑路堤时，应注意清除岩堆表层松散的堆积物，并挖成台阶。⑶线路以路堑方式通过时，应注意边坡稳定性问题，注意开挖后剩余土体的稳定性。⑷注意做好调制地表水和排除地下水的工作；⑸公路通过岩堆体时，采用挡土墙以稳定路基，但应注意挡土墙后岩堆的整体稳定性问题和不均匀沉陷问题。泥石流流域分区示意图三大地震带：环太平洋地震带、欧亚地震带(也称地中海—喜马拉雅地震带)和海岭地震带地震成因类型：构造地震((最主要的类型)指由地壳构造运动所引起的地震)、火山地震、陷落地震、人工触发地震(诱发地震)地震波：体波(纵波(压缩波或P波)(振幅小、周期短、传播速度最快)、横波(剪切波或S波)(振幅较大、周期较长、传播速度较慢))、面波(瑞雷波(R波)(滚动前进)、乐夫波(Q波)(作蛇形运动))地表的破坏现象：地震断层(构造性地裂缝)、地裂缝、地面下沉(震陷)、地基液化、地震地质灾害岩体结构面分类：成因类型：原生结构面(沉积结构面、岩浆结构面、变质结构面)，构造结构面，次生结构面影响地下洞室围岩稳定性的因素：围岩性质、围岩结构与地质构造、地下水的影响、地应力的影响、人为因素的影响勘察的目的：是通过勘察查明土木工程场地的原始工程地质条件，分析存在的工程地质问题，对建筑场地做出工程地质评价，为规划、设计、施工提供地质资料。勘察阶段的划分：可行性研究勘察(选址勘察)：应符合选址或确定场地要求(主要任务：对拟建场地的稳定性和适宜性做出评价)；初步勘察：应符合初步设计或扩大初步设计要求(主要任务：对场地内建筑地段的稳定性做出岩土工程评价，为确定建筑总平面布置，选择地基基础方案和不良地质现象的防治处理做出工程地质论证)；详细勘察：应符合施工图设计要求(主要任务：按不同建(构)筑物或建筑群提出详细工程地质资料和设计所需的岩土技术参数，对建筑地基做出岩土工程分析评价，为基础设计、地基处理、不良地质现象的防治等具体方案作出论证、结论和建议)工程地质勘察主要方法：工程地质测绘和调查、工程地质勘探(坑探、钻探(冲击钻进、回转钻进(能取得完整岩芯和原状土样)、振动钻进、冲洗钻进)、触探、地球物理勘探)、岩土物理力学性质试验、工程地质长期观测岩石圈指由软流圈以上的上地幔和地壳所组成的圈层。莫霍面指地壳与地幔间地震波速变化最明显的分界面。古登堡面指地幔与地核间地震波速变化最明显的分界面。内力地质作用指由地球内部能如地球的旋转能、重力能、放射性元素蜕变产生的热能等所引起的地质作用。外力地质作用指由地球范围以外的能源，如太阳的辐射热能、日月的引力能等为主要能源，在地表或地表附近进行的地矿物的条痕指矿物在白色无釉的瓷板上划擦时留下的粉末痕迹色。矿物的硬度指矿物抵抗刻划、研磨的能力。矿物的解理指矿物在外力打击后，按一定方向裂开成光滑平面的性质。矿物的光泽是指矿物表面的反射光感。断口指矿物受外力打击后，无固定方向的破裂并呈各种凹凸不平的断面。岩石的结构指岩石中组成物质的颗粒大小、形状、结晶程度及其相互结合的方式等特征。成岩作用指松散沉积物逐层堆积，下面的沉积物被长期压密、脱水固结、胶结、重结晶而变成坚硬岩石的过程。变质作用指因地球内力使温度、压力、化学成分等条件改变，促使地壳中的岩石的矿物成分、结构和构造发生变化，转化为新的岩石的作用。的痕迹。如波痕、泥裂、雨痕等。层理构造沉积岩在形成过程中，由于沉积环境的改变引起沉积物质的成分、颗粒大小、形状或颜色在垂直方向发生变化而显示成层的现象。碎屑结构指碎屑物质被胶结物胶结而成的结构。接触胶结指碎屑颗粒相互接触，胶结物很少，仅在碎屑颗粒相互接触处有胶结物联结，是最不牢固的胶结方式。地质作用指在自然界中所发生的一切可以改变固体地球的物质组成、构造和地表形态的作用。岩石的吸水率指岩石在常压条件下吸入水的质量mω1与干燥岩石质量ms之比，用百分数表示。岩石的饱水率指在高压(150个大气压)下或真空条件下岩石吸入水的质量mω2与干燥岩石质量ms之比，用百分数表示。饱水因数Ks岩石吸水率ω1与饱水率ω2的比值。(饱水系数越大，抗冻性越小；<0.8为抗冻)软化因数Kd指岩石在饱水状态下的极限抗压强度Rω与岩石在风干状态下极限抗压强度Rd的比值。(因数越小，水作用下的强度和稳定性越差；为风化的岩浆岩、某些变质岩该系数都→1，是弱软化岩石，抗水、抗风化、抗冻性强；该系数<0.75的岩石为强软化岩石，工程性质较差，如粘土岩)岩层走向指岩层面与水平面的交线(即走向线)的延伸方向。岩层倾向指垂直于走向线，沿层面倾斜向下的倾斜线在水平面上的投影线(即倾向线所指的方向)。岩层倾角是指岩层层面与水平面所夹的锐角。角度不整合接触指相邻的新、老地层之间缺失了部分地层，且彼此之间的产状也不相同，成一定角度相交，两套地层之褶皱构造指在组成地壳的岩层，受构造应力的强烈作用，使岩层形成一系列连续波状弯曲而不丧失其连续性的构造。斜歪褶曲(倾斜褶曲)指轴面倾斜，两翼岩层倾向相反，倾角不相等，轴面与平缓翼倾向相同的褶曲。背斜岩层向上/下拱起的拱形/槽型褶皱，核部是地层最老/新的，两翼是新/老地层。节理(裂隙)指岩体受力断裂后沿断裂面(节理面)两侧岩块没有显著相对位移的小型断裂构造。构造节理由构造运动产生的节理。断层指岩体受力断裂后，沿断裂面两侧岩块产生显著相对位移的断裂构造。正/逆断层上盘相对下降/上升,下盘相对上升/下降的断层。地垒/堑：由两条或两条以上走向大致平行的断层，中间岩块相对上升/下降，两边岩块相对下降/上升的构造。矿化度指地下水中各种元素的离子、分子和化合物的总含量，以g/L表示。(因高矿化度的水能降低混凝土强度，腐蚀钢筋，促使混凝土表面风化，故不允许用高矿化度的水拌合混凝土，对建于高矿化度的水中混凝土建筑物、构筑物，应采取相应的防护措施)容水度指岩土在饱水状态下，所能容纳的最大水体积与岩土总体积之比，用小数或百分数表示。持水度指饱水岩土在重力作用排水后，保持在岩土中的水体积与岩土总体积之比，用小数或百分数表示。给水度指饱水岩土在重力作用下，能排出的水体积与岩土总体积之比，用小数或百分数表示。渗透系数反映岩土透水性的比例系数，其大小为水头梯度i等于1时水在岩土中的渗透速度。结晶类侵蚀(硫酸型侵蚀)当地下水中硫酸根离子(SO42-)含量过多时，会与混凝土中某些成分相互作用，生成含水的硫酸盐结晶铝和钙的复硫酸盐，这种新化合物的体积比化合前膨胀2.5倍，使混凝土结构遭到破坏。2分解类侵蚀(碳酸型侵蚀)指水中侵蚀性CO对混凝土中碳酸钙成分的溶解，使混凝土遭到侵蚀破坏。地下水中侵蚀性2CO2越多，对混凝土的侵蚀越强。上层滞水指存在于包气带中局部隔水层之上具有自由水面的重力水。潜水指埋藏于地表以下第一个稳定隔水层之上且具有自由水面的地下水(重力水)。承压水指充满于两个稳定隔水层之间的，含水层中承受静水压力的地下水(重力水)。坡积物指片流地质作用将高处的松散物质、岩石风化产物缓慢地洗刷剥蚀、顺着斜坡逐渐移动、沉积在较平缓的山坡上或坡脚下而形成的沉积物。洪积物指河流地质作用将两岸基岩及其上部覆盖的坡积物、洪积物剥蚀搬运、沉积在河流坡降平缓地带的沉积物。下蚀作用(垂直侵蚀作用)指河流向下侵蚀使河床逐渐下切加深的作用侧蚀作用指河水冲刷河床两岸，使河谷加宽或河道左右迁移的作用侵蚀(基岩)阶地由河流的侵蚀作用形成的，主要由基岩组成,其上很少或没有河流冲积物覆盖的阶地。基座(侵蚀—堆积)阶地由构造运动引起的，阶地上部为河流冲积物，下部为基岩的侵蚀—堆积型阶地。堆积阶地(内迭阶地、上迭阶地)构造成因的阶地，阶地全部由冲积物组成。这类阶地基岩上部冲积物一般较厚，阶地面和阶地斜坡全部由河流冲积物组成，无基岩暴露。岩石的抗剪断强度岩石(体)在垂直压力作用下的岩石剪断强度。抗切强度垂直压力等于零时的岩石剪断强度。岩石的物理风化作用指在地表或接近地表的岩石或矿物只发生机械破碎，而不改变其化学成分的风化作用。(主要因素：温度变化(热胀冷缩)、冻融作用(冰劈作用)、盐类结晶作用、卸荷剥离作用)岩石的化学风化作用指地表或接近地表的岩石或矿物，发生化学成分和性质的改变，导致岩石破坏，并可产生新矿物的风化作用。(主要方式有：溶解作用如石灰岩容易被含有侵蚀性CO2的水溶解、水解作用如硬度较高的正长石经过水解作用可变成硬度较低的高岭石、水化作用如硬石膏经过水化作用形成石膏、碳酸化作用如正长石经碳酸化作用也形成高岭石、氧化作用如黄铁矿经氧化作用形成褐铁矿)崩塌指在陡坡上，巨大岩块在重力作用下突然崩落，顺山坡猛烈翻滚现象。滑坡指斜坡上的大量岩土体在重力作用下失去原有的稳定状态，沿着坡内某些滑动面(或滑动带)做整体向下滑动的现象。(影响因素：斜坡外形、岩土性质、地质构造条件、水的作用、地震、人为因素)(野外识别标志：地形地物标志、地层构造标志、水文地质标志)牵引式滑坡主要是由于坡脚被切割(人为开挖或河流冲刷等)使斜坡下部先滑动，因而使斜坡的上部失去支撑，引起斜坡上部相继向下滑动。牵引式滑坡的滑动速度比较缓慢，但会逐渐向上延伸，规模越来越大。推动式滑坡主要是由于斜坡上部不恰当地加荷载(如建筑、填堤、弃渣等)或在各种自然因素作用下，斜坡的上部先变形滑动，并挤压推动下部斜坡脚向下滑动。推动式滑坡的滑动速度一般较快，但其规模在通常情况下不再有较大发展。泥石流指在山区一些流域内，主要在暴雨时形成的含有大量泥砂、石块等固体物质的特殊洪流。岩溶岩溶作用(以地下水为主、地表水为辅，以化学溶蚀作用为主、机械作用为辅的对可溶性岩石的破坏和改造作用)及其所产生的特殊地貌形态和水文地质现象的总称。地震波由震源释放的应变能以弹性波的形式向四周传播，这种弹性波称为地震波。震级是表示地震本身大小的等级，是依据地震释放出的能量多少来确定的。地震烈度指某一区域内的地表及工程建筑物遭受地震影响(振动破坏)的强弱程度。基本烈度(区域烈度)是指一个地区在未来50年内在一般场地条件下可能遭遇的超越概率为10%的最大地震烈度。建筑场地烈度(小区域烈度)指建筑场地范围内，因地质条件、地形地貌条件和水文地质条件不同而引起比基本烈度降低或提高后的烈度(根据场地条件调整后的烈度)。设计烈度(设防烈度或计算烈度)指建筑抗震设计中实际采用的烈度。岩体指由各种软弱结构面(又称不连续面)及其所切割的岩块(即结构体)组成，具有一定结构、赋存于一定的地质和物理环境中的天然地质体。结构体指岩体中被结构面切割并包围的岩石块体。结构面是指存在于岩体中的各种不同成因、不同特征的地质界面，包括各种破裂面(如节理、断层面等)、物质分异面(如层面、片理面、不整合面等)及软弱夹层、构造破碎带、泥化夹层等。软弱结构面指岩体中的层面、软弱夹层、片理、劈理、节理、断层、裂隙等的统称。岩体结构指岩体中结构面和结构体两个要素的组合关系。坑探是在建筑场地挖探井、探槽、探坑等，将地下一定深度的地质情况暴露出来，以取得直接观察资料和原状岩土试样，还可进行现场试验等。钻探指用钻机设备从地表向地下钻进成孔，从钻孔中不同深度处取得岩土试样进行鉴别、描述和测试的勘探方法。技术钻孔指在钻进过程中，按不同土层和深度采取原状土样的钻孔。鉴别钻孔指钻进时仅取扰动试样，用以鉴别土层分布、厚度及状态的钻孔。静力触探通过一定的机械装备，将一定规格的金属圆锥形探头用静力匀速压入土层中，同时用电测技术测定土层对触探头的贯入阻力，以此间接判断、分析、确定地基土的物理力学性质的触探方法。cmcmNkgcmcm需的锤击数矿物名称石英辉石深滑石石膏绿泥石深斜长石黑云母深方解石橄榄石深角闪石深正长石硬石膏解理0211121303223岩石名称角砾岩砾岩石英砂岩页岩泥岩石灰岩泥灰岩千枚岩大理岩片岩片麻岩石英岩成因类型沉积岩 (特有构造：层理构造、层面构造、结核、生物成因构造)变质岩 (特有构造：片理构造(板状构造、千枚状构造、片状构造特征层理或块状层理或块状层理或块状页理层理或块状层理或块状层理或块状层理或块状千枚状块状片状片麻状块状结构泥状泥状化学结构化学结构化学结构变晶结构变晶结构变晶结构变晶结构变晶结