工程地质及土力学笔记

第一章岩石和地质构造1地球：外部：大气圈，水圈，生物圈内部：地壳，地幔，地核2地壳以大陆漂移，板块运动，火山，地震等不同形式运动。3地幔：上地幔的物质成份主要为镁铁的硅酸盐，物质呈结晶质的固体，塑性增大。下地幔的物质成份除硅酸盐外还有金属氧化物硫化物，特别是铁镍成分增加。4组成地壳的基本物质是岩石，按其成因分为岩浆岩，沉积岩，变质岩。5造岩矿物：指组成岩石的矿物，常见矿物有：斜长石，正长石，石英，白云母，角闪石，辉石，橄榄石，方解石，石榴石。6造矿矿物：指组成矿石的矿物，常见的有磁铁矿，黄铁矿，黄铜矿，方铅矿。7次生矿物：自然界的矿物在地质作用形成的过程中，同时又受到各种地质作用而不断发生变化，当外界条件改变时，矿物内部构造和性质就会发生变化，形成新的次生矿物。8硬度等级：滑石(1)石膏(2)方解石(3)萤石(4)磷灰石(5)正长石(6)石英(7)黄玉(8)刚玉(9)金刚石(10)9岩浆岩：深成岩：花岗岩，正长岩，闪长岩，辉岩，橄榄岩。产状：岩基，岩株（等粒状，有时为斑状）浅成岩：花岗斑岩，正长斑岩，玢岩，辉绿岩。产状：岩脉，岩床，岩盘（斑状）喷出岩：流纹岩，粗面岩，安山岩，玄武岩。产状：熔岩流（玻璃状，有时为细粒斑状）10根据岩浆岩的化学成分和矿物成分，可分为下几类酸性岩类：以石英，正长石为主，含少量的角闪石和黑云母，岩石的颜色为浅色，比重小。中性岩类：以正长石，斜长石，角闪石为主并含少量的黑云母及辉石，颜色比较深，比重大。基性岩类：以斜长石，辉石为主，含少量角闪石及橄榄石，岩石的颜色深比重大。超基性岩类：以橄榄石，辉石为主，含少量的硅铝矿物，岩石的颜色很深比重较大。11岩浆岩结构：玻璃质结构（非晶质结构）隐晶质结构，全晶质粒状结构（粗粒，中粒，细粒，微粒，等粒，不等粒，斑状结构）。12岩浆岩的构造：块状构造（如花岗岩，花岗斑岩等深成，浅成岩体）流纹状构造（如波纹岩构造）气孔构造或杏仁构造（如玄武岩）13酸性岩类：花岗岩，花岗斑岩，流纹岩中性岩类：正长岩，正长斑岩，粗面岩，闪长岩，闪长玢岩，安山岩基性岩类：辉长岩，辉绿岩，玄武岩14岩浆岩的表观鉴定：了解它的来源及野外产状;颜色辨识确定岩石标本的酸性或基性类别，基性色深，酸性色浅;辨识矿物成分，区分岩石类别;观察识别岩石的结构和构造，确定岩石的名称。15沉积岩的组成物质：碎屑物质，粘土矿物，化学沉积矿物，有机质及生物残骸。16沉积岩的结构：碎屑结构（砾状结构，砂质结构，硅质胶结，铁质胶结，钙质胶结，泥质胶结）泥质结构，结晶结构，生物结构。17沉积岩的构造：层理构造是沉积岩的主要构造形式。层理构造，层面特征和含化石等是沉积岩区别于基它岩类的特征。18沉积岩的表观鉴定:首先区分岩石类别，确定属于沉积岩后再作进一步分析。沉积岩与其它岩类的区别：沉积岩主要的组成成分为沉积岩矿物；具有明显的层理构造，层理面光滑清晰，易于辨认；具有碎屑结构，泥质结构和单一全晶质结构。区分沉积岩的结构特征，确定沉积岩类型。按照组成岩石的矿物成分和颗粒大小确定岩石的名称。19由于地球内力和外力作用的影响，使地球物质和物理化学条件发生了变化，引起原地壳中固体岩石发生矿物成分、结构和构造甚至化学成分的改变，从而形成新的岩石,这一促使岩石发生性质改变的作用称为变质作用。由岩石经变质作用后形成新的一类岩石称为变质岩。20主要的变质类型：热液变质作用、接触变质作用、动力变质作用、区域变质作用。21变质岩特点:eq\o\ac(○,1)矿物成分中具有特有的变质矿物;eq\o\ac(○,2)具有变质岩结构（粗粒变晶结构、斑状变晶结构、碎裂结构、糜棱结构）；eq\o\ac(○,3)变质岩的构造（片麻状构造，片状构造，千枚层状构造，板状构造。块状构造）。22变质岩的鉴定方法：首先区分变质岩类属，观察岩样外观构造与结构，辨识矿物成分，凡具有片理构造与块状构造、变晶质结构和变质矿物者为变质岩。进一步观察变质岩构造类型。辨识岩样的矿物成分及变晶结构，确定岩石的名称。23地质年代划分的依据：eq\o\ac(○,1)按照古生物演化的规律区分地层的相对年代。eq\o\ac(○,2)按照沉积岩的沉积规律通过对比分析，确定相对地质年代。eq\o\ac(○,3)按岩浆侵入体与围岩的关系确定岩浆的相对地质年代。24水平运动——造山运动，垂直运动——造陆运动。25新生代第四纪Q第三纪R晚第三纪N早第三纪E中生代白垩纪K中生代侏罗纪J三叠纪T古生代上古生代二叠纪P石炭纪C泥盆纪D下古生代志留纪S奥陶纪O寒武纪26产状的三要素：走向、倾向、倾角。27褶曲的基本形态：背斜褶曲：岩层向上拱起，轴部为较老的岩层，两翼为较新的岩层。向斜褶曲：岩层向下凹的弯曲。轴部为较新的岩层，两翼为较新的岩层。28褶皱构造：地壳中的岩层受到地壳运动应力的强烈作用，或是挤压，或是不均匀升降和隆起，使岩层形成一系列波浪起伏有弯曲状而未丧失其连续性的构造，称为褶皱构造。29褶曲的形态类型：直立褶曲，倾斜褶曲，倒转褶曲，平卧褶曲。上述各种类型的褶曲构造中，褶曲轴面和两翼产状、岩层的倾斜程度以及枢纽的倾斜和延伸的长短等，充分反映地层组成岩层的性质与地壳运动作用力的大小和强烈程度有关。30褶皱是褶曲的组合形态。两个或两个以上褶曲构造的组合，称为褶皱构造。31穿越地质观察：如果在观察线路通过的地带，岩层有规律的重复出现必然为褶曲构造。32根据断裂发育的程度，按断裂后相邻两岩块间的相对位移，把断裂构造分为节理和断层。33张节理的特点：节理裂口是张开的，裂口较宽，往深处逐渐变小而闭合；节理面粗糙，很少有擦痕；节理间距较大而不均匀，沿走向和倾向均延伸不远。34剪(扭)节理的特点：节理面多为垂直闭合的裂缝；走向稳定，分布较密，延伸较远；裂隙面光滑，常有擦痕；由于挤压力作用，剪节理常形成相互交叉“X”状节理；受扭应力作用，常形成平行分布。35岩体中存在节理构造，会使岩体的完整性受到破坏，降低岩体的强度和变形性能，增大其透水性，促进岩层的风化的发展，且按照其发育的程度、性质、产状及分布规律，影响工程设计岩体的变形，渗透和稳定性。36断层受力作用断裂后，岩层沿着破裂面产生显著位移的断裂构造，称为断层。37断层面上常留有擦痕及糜棱岩、断层角砾和断层泥等。38正断层：上盘沿断层面相对下降，下盘沿断层面相对上升的断层，称为正断层。逆断层：上盘沿断层面相对上升，下盘沿断层面相对下降的断层，称为逆断层。39断层的地层特征：断层引起岩层沿断层产生显著的位移，必然使地层顺序产生错位，使不同时代岩层的顺序地表出露产生缺失、重复、岩脉错开和岩层沿走向突然发生中断与不同岩层突然接触的现象。40断层的地貌特征：断层三角面地形，沟谷地形，山脊被错断，错开，河谷跌水瀑布，河谷方向产生突然转折。41断层的形迹特征：岩层牵引弯曲断层角砾，断层擦痕以及断层泥，糜棱岩。42断层及断层破碎带对工程的影响：由于断层两盘和相互错动，到使断层面及两侧岩层形成一定范围的破碎带，岩石破碎，节理裂隙发育，风化严重，强度显著降低，渗透性增大，形成地下水集中渗流的通道。断层对工程建筑会造成极为不利的影响，引起地基的不均匀变形和局部破坏，边坡失稳、坍塌；堤坝通过断层将产处渗流；隧道则会洞顶塌落、涌水等，严重影响工程正常施工和工程安全，妨碍工程正常使用。43岩石的工程性质主要与组成的矿物成分，结构与构造及风化作用程度等有关，而岩体的工程性质