土木工程地质复习材料

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1、土木工程地质复习提纲土木工程地质复习提纲 第一章第一章 矿物与岩石问题矿物与岩石问题 1、三大类岩类的结构域构造类型，特征如何？ 含义 火成岩或岩浆岩（是由 岩浆冷凝固结所形成的 岩石） 沉积岩 （沉积岩是由来自先前存 在在岩石的化学和物理破坏产 物在地表环境中经过一个长期 复杂的地质作用过程形成的岩 石。 ） 变质岩（指在较高温度，较高压力及活跃 化学因素的作用下，原岩浆岩、沉积岩及早先 形成的变质岩的结构、构造和矿物成份发生变 化再生（结晶）所形成的岩石） 矿物成分 均为原生矿物，成分复 杂，常见的有石英、长 石、角闪石、辉石、橄 榄石、黑云母等矿物成 分 除石英、 长石、 白云母等原生矿

2、 物外， 次生矿物占相当数量， 如 方解石、白云石、高岭石、海绿 石等 除具有原岩的矿物成分判尚有典型的变质 矿物，如绢云母、石榴子石等 结构 以粒状结晶、斑状结构 为其特征 （其中花岗岩、 流纹岩、辉长岩、辉绿 岩、玄武岩是各类工， 程装饰板材，工艺雕刻 品的常用的重要材料， 在土建工程和，工艺造 型装饰工程中得到较为 广泛的应用） 以碎屑类【砾岩、粗砂岩、中砂 岩、细砂岩、粉砂岩； （均属碎 屑结构） 】 、粘土岩岩类【页岩、 泥岩（属泥状结构） （工程上常 称之为软岩） 】 、泥质及生物碎 屑、 化学结构 【石灰岩、 白云岩、 泥灰岩】 以变晶、变余、压碎结构为其特征 构造 具流纹（不均

3、匀、有序 定向排列组合） 、气孔、 杏仁、 块状构造 （均匀、 无序不定向排列组合） 多具层理构造（水平、斜交、交 错层理） 、层面构造（雨痕、波 痕、泥裂、结核等） 、有些含生 物化石（生物遗体或遗亦如虫 孔、化石等） 还有硅质岩、盐岩、石膏岩、有 机岩等。 他们是水泥和相关化学 工业的重要原料矿，还可能是 油、 气和煤形成赋存的重要母岩 具片理、片麻理（片岩、千枚岩、板岩、 片麻岩等，各向异性、软化性突出。）、块状 等构造（石英岩、硅卡岩、硅质岩、稳定性好； 大理岩、蛇纹岩是重要装饰板材或工艺雕刻造 型的材料，且较贵重的建材）、压碎（碎裂） 构造类（角砾岩、糜棱岩等。） 依据变质作 用程度

4、不同分为：a.浅变质岩 b.深变质岩 依据原（源）岩不同分为：a.正变质岩（岩浆 岩）b.副变质岩（沉积岩） 产状 多以侵入体出现，少数 为喷发岩，呈不规则状 有规律的层状 随原岩产状而定 分布 花岗岩、玄武岩分布最 广 粘土岩分布最广，其次是砂岩、 石灰岩 区域变质岩分布最广，次为接触变质岩和动力 变质岩 2、造岩矿物、解理、风化作用的含义如何？ 造岩矿物：指构成岩石的主要成份，明显影响岩石性质，对鉴定与命名岩石类型及名称 起重要作用的矿物。常见的主要造岩矿物有 20 多种 解理： 矿物晶体受力后常沿一定方向破裂并产生光滑平面的性质称为解理。 在标本的破 裂面上一般看到闪光的断裂面为闪光的平

5、面，即解理面。 解理可分为四级：极完全解理、 完全解理、中等解理、不完全解理。 风化作用：是指地表或接近地表的坚硬岩石、矿物与大气、水及生物接触过程中产生物 理、化学变化而在原地形成松散堆积物的全过程 。根据风化作用的因素和性质可将其分为 三种类型：物理风化作用、化学风化作用、生物风化作用。 3、地壳的类型及组成结构如何？ 地壳的结构：地壳常分为上、下两部分，上为 Si-Al 层，物质密度较小；下部为 Si-Mg 层，物质的密度较大，即地壳具双层结构。 地壳的类型及特征： a、陆壳：厚度较大，年代较古老；具有双层结构，即既有 Si-Al 层，也有 Si-Mg 层。 b、洋壳：厚度较薄，年代较新

6、，为单层结构，一般只有 Si-Mg 层。 地壳的物质构成概述： 元素：地壳由 100 多种元素构成，主要由 O2、Si、Al、Fe、Ca、Na、K、Mg、Ti、 H 等 10 多种元素构成（占 99.96%） ，请见 P4 表 1-1。 矿物：地壳由矿物构成，有 3000 多种，常见的有 20-30 种。 岩石： 地壳由岩石构成， 构成地壳的岩石概分为岩浆岩 （火成岩） 、 沉积岩 （水成岩） 、 变质岩等三大类。 4、矿物的物理性质和力学性质主要包含哪些？ 矿物的物理性质有（1）形状：指矿物的外表形态。结晶体大多呈规则的几何形状。非晶 体则呈不规则的几何形状。 （2）颜色：指矿物新鲜表面所呈

7、现的颜色，它取决于矿物的化学 成分及其所含的杂质，一般分为浅色(白、浅灰、玫瑰、红黄等色)和深色(深灰、深绿、灰黑、 黑等色)二大类。 （3）光泽：指矿物表面反射光线的强弱程度，可分为金属光泽和非金属光 泽。后者包括玻璃、金刚、油脂、珍珠、丝绢等光泽。 （4）硬度：指矿物抵抗外力刻划的能 力。 （5）解理：指矿物受外力作用后沿一定方向裂开成光滑平面(解理面)的性能。 （6）断口： 指矿物受外力作用后不沿一定方向破裂时断开面的形态。常见的断口有贝壳状、平坦状、参 差状、锯齿状等。 矿物的力学性质主要有： 矿物的硬度：指矿物抵抗外力作用的能力。矿物的软硬相差悬殊。常分为 10 级，以 10 种典型

8、代表性矿物作为标准， 矿物的破坏（裂）类型与特征： 【解理（面） ： 】指在外力敲击作用下，沿一定结晶面 破裂、破裂面较规则和光滑。常分为：极完全解理、完全解理、中等解理、不完全解理四级。 【断口： 】指在外力作用下，发生的破裂面不规则、凹凸不平。 矿物的其它特性：主要有溶解性、放射性、密度、磁性、导电性、发光性、压 电性及弹性、脆性和挠性等。 5、地球内外圈构造如何划分？内外圈界面及名称如何？ 地球内层圈划分确定的原理与方法：利用弹性波（即地震波）的传递原理理论，即纵波（p 波）可在固态、液态、气态各类介质中传递，但是，不同介质的密度及性质的差异，其传递 的速度，波的振幅、周期、波长、频率等

9、特性不同；而横波只能在固态介质中传递，且随固 体的密度等特性不同 S 波的传递特性不同；还有面波只能在界面处（地带）传递，且随界 面的特性不同，面波的传递特性参数也不同。 1、内层圈构造与相关界面特征： 内层圈的划分： （由表及里）请见图 a、地壳：为固体薄壳，平均厚约 30 多 Km， 均密度较小（2.7-2.8g/cm3） ，是人类各类活动 的基本场所。 b、地幔：为塑性体，均厚较大，约 2900 多 Km，均密度较大（5.5g/ cm3） 。 c、地核：为液态体和固体（内刚外柔） ，均 厚很大， 约 3500Km， 密度很大 （10-12 g/cm3） 。 d、岩石圈与工程地圈：前者为由

10、地壳和地 幔的顶部构成。后者是指地壳之浅表层较小厚 度范围，也即工程活动所濒及的深度范围；与 各类工程活动的互为影响密切 2、外层圈构造及特征： 大气圈：厚约 1800Km，主要为 N2（78%） 、O2（21）及 Ar、CO2 等。 水圈：不速体，是生命之源，重要的地质营力源。 生物圈：质量小，能量大 第二章第二章 地层与地质构造地层与地质构造 1、地质作用的含义、类型及特征如何？ 地质作用的含义：指由自然力引起地球（地幔与地壳）的物质构成（主要是元素、矿物 及岩石） 、内部结构与构造、地表形态发生变化的作用。是一种现象极为复杂、内容极丰富， 包罗万象的自然作用。 地质作用的基本类型： 【依

11、据作用的能量源和作用的部位环境条件不同分为： 】 a. 内动力（内营力）地质作用；如地质构造运动，岩浆活动，地震作用、变质作用等。 b. 外营力（动力）地质作用：如风化作用，水的地质作用、风的地质作用、冰川地质作 用、重力地质作用、岩溶作用等 2、地质构造对工程建筑物的稳定性有何影响？ 工程地质对建筑结构的影响， 主要是地质缺陷和地下水造成的地基稳定性、 承载力、 抗渗性、 沉降等问题，对建筑结构选型、建筑材料选用、结构尺寸和钢筋配置等多方面的影响。这些 影响在各个工程项目的差别较大，具体分为以下几方面： （1）对建筑结构选型和建筑材料选择的影响。例如，按功能要求可以选用砖混或框架结 构的，因

12、工程地质原因造成的地基承载力、承载变形及其不均匀性的问题，而要采用框架结 构、筒体结构;可以选用钢筋混凝土结构的，而要采用钢结构;可以选用砌体的，而要采用混凝土或钢筋混凝土。 （2）对基础选型和结构尺寸的影响。有的由于地基土层松散软弱或岩层破碎等工程地质 原因，不能采用条形基础，而要采用片筏基础甚至箱形基础。对较深松散地层有的要采用桩 基础加固。有的要根据地质缺陷的不同程度，加大基础的结构尺寸。 （3）对结构尺寸和钢筋配置的影响。为了应对地质缺陷造成的受力和变形问题，有时要 加大承载和传力结构的尺寸，提高钢筋混凝土的配筋率。 （4）地震烈度对建筑结构和构造的影响。工程所在区域的地震烈度越高，构

13、造柱和圈梁 等抗震结构的布置密度、断面尺寸和配筋率要相应增大。 【地质构造对工程建设活动的负面影响】 1、地质构造发育导致地基抗变形能力和稳定性降低。 地基岩土层（体）中地质构造发育，如结构面发育，岩土体破碎、破裂带宽厚且深时，会 导致地基的沉降量和沉降差异（不均匀性）超过允许值。 地质构造发育的岩土地基的强度较低，承载力不足，稳定性较低，难于满足建筑工程地基 荷载的要求。 3、断层构造及褶皱构造的类型各有几种？各有特征如何？ a-正断层 b-逆断层 c-平移断层 d-逆-平移断层 e-正-平移断层（主要掌握以下三种情况） 1、正断层，断层面几乎是垂直的。上盘（位于平面上方的岩石块）推动下盘（

14、位于平面下 方的岩石块） ，使之向下移动。反过来，下盘推动上盘使之向上移动。由于分离板块边界的 拉力，地壳被分成两半，从而产生断层。2、逆断层，断层面也几乎垂直，但上盘向上移动， 而下盘向下移动。这种类型的断层是由于板块挤压形成的。 3、平移断层，岩石块沿相反 的水平方向移动。正如转换板块边界中所述，地壳块相互滑动时形成这些断层。 【背斜褶皱构造：岩层或地层向上弯曲或上凸弯曲变形现象。向斜褶皱构造：岩层或地 层向下弯曲或下凹弯曲变形现象背斜是良好的储油、 储天然气构造， 相应的背斜却会因岩石 拉张易被侵蚀而形成谷地.向斜是良好的储水构造。 】 褶皱（曲）构造的判识标志或特征； 地形地貌形态与组

15、合特征：a.“背斜成山，向斜成谷” （正相关） b.“背斜成谷，向斜成山” （负相关） 地层（岩层）重复（或对称）出现的组合特征：a.“中间老，两侧新”的组合，为背 斜褶曲构造。 b.“中间新，两侧老”的组合，为向斜褶曲构造。 岩层、地层直观 的弯曲变形（位）形迹 褶皱构造褶皱构造 （1）复背斜与复向斜： （复背斜）由若干次级褶皱组合而成的大型背斜构造,它规模大,需经过较大范围的地质制图才能了解其全貌。复背复背斜斜中由于次级褶皱发育,新老岩层重复出露,但从总体看,仍有核部岩层时代老、翼部岩层时代新的特征。横剖面上其次级褶皱的轴面往往是呈扇形或倒扇形展布。复背斜多见于褶皱造山带并与复向斜伴生。

16、（复向斜）又称复式向斜，是由若干次一级的背斜、向斜组合而成的一个大型向斜构造。复向斜的规模较大，需要经过较大范围的地质测量才能了解其全貌。组成这种形式的褶曲大都是紧密相邻，同等发育的线形褶曲，褶曲轴大体平行延伸，轴面向上收敛。 （2）隔挡式褶皱与隔槽式： （隔挡式褶皱）由一系列平行的背斜和向斜相间组成，其中背斜是窄而紧闭的，形态完整清楚，呈线状延伸；而两个背斜之间的向斜则开阔平缓。简单的说就是背斜窄，向斜宽。 （隔槽式褶皱）是由一系列平行线状延伸的紧闭向斜和开阔平缓背斜相间排列而成的一组褶皱。简单的说就是向斜窄，背斜宽。其背斜形状似箱子,又称箱状褶皱。是过渡型活动区的一种典型的褶皱类型。中国标准实例见于黔北、湘西一带。 3、标准地层剖面和标准化石的含义如何？ 标准地层剖面： 需在各个地区地层层序剖面进行综合研究， 把各个时期出露的地层拼接 起来，建立较大区域的地层顺序系统，称为标准地层剖面。通过标准地层剖面的地层顺序， 对照某地区的地层情况， 也可排列出该地区地层的新老关系和缺失