工程地质复习资料.doc

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1、工程地质学地质学的一个分支，是研究人类工程活动与地质环境之间相互作用的一门学科。1、人类工程活动对地质环境的影响？ 1、工程荷载 2、岩土开挖 3、爆破及工程振动 4、开挖岩土废弃物堆积与处理 2、地质环境制约着人类的工程活动？ 影响工程建筑物的稳定和正常使用，由于某种地质条件不具备而提高了工程的造价以一定作用影响工程活动的安全。3、工程地质条件是一个综合性概念，可理解为与工程建筑有关的地质条件的总称。一般认为，它包括工程建设地区的：地层岩性；地质构造；水文地质条件；地表地质作用；地形地貌等五个方面的因素。4、当地质环境不能满足工程建筑上稳定、安全的要求时，亦即地质环境与工程建设之间存在矛盾时

2、，就称为存在工程地质问题。就土木工程而言，主要的工程地质问题包括：地基稳定性问题、斜坡的稳定性问题、洞室围岩的稳定性问题、区域的稳定性问题。5、矿物的物理性质 光学性质颜色：矿物对光线的吸收、反射表现出的各种物理性质。可分为：自色（鉴别矿物）、它色、假色。条痕：矿物新鲜粉末的颜色；光泽：矿物表面对光线的反射的程度。可分为：金属光泽、半金属光泽、非金属光泽透明度：指光线透过矿物多少的程度。 可分为：透明、半透明、不透明。6、硬度是矿物抵抗外力机械作用的强度。由软到硬 滑石 石膏 方解石 萤石 磷灰石 正长石 石英 黄玉 刚玉 金刚石7、解理：矿物受外力作用沿一定方向破裂并产生光滑平面的性质叫解理

3、.可分为：极完全解理 完全解理 中等解理 无解理断口：矿物受外力作用不规则破裂并产生凹凸不平的形状.物理地质作用内力地质作用：1、构造运动地壳的机械运动2、岩浆作用3、变质作用4、地震外力地质作用：1、风化作用2、剥蚀作用3、搬运作用4、沉积作用5固结成岩作用8、根据岩石的成因，岩石可以分为三类：岩浆岩炽热的岩浆液体，自地下深处上升，由于温度降低，结晶而成的固体。(岩浆作用) 沉积岩由外力地质作用而形成的岩石。变质岩当温度上升或压力增大，或二者兼有时，可由任何类型的原岩形成。(变质作用)9、岩浆：地壳下面存在着的处于高温高压下的，以硅酸盐为主的熔融状态的物质。 岩浆岩：岩浆沿着地壳薄弱带侵入地

4、表或喷出地表，随着温度降低，最终冷凝而成的岩石。10、岩浆作用 分为1、 侵入作用岩浆上升未达地表，在地壳中逐渐冷凝的作用 深沉岩和浅沉岩2、喷出作用岩浆上升，冲出地表而冷凝的作用 一般为细粒结构、微晶结构或隐晶结构11、岩浆岩的产状：是指岩浆岩的形态、大小及其与围岩的相互关系。 岩浆岩的结构：显晶质结构 斑状结构（半晶质结构）隐晶质结构 玻璃质结构构造：块状构造 流纹状构造 气孔状构造 杏仁状构造代表物质：喷出岩 深沉侵入岩 浅层侵入岩12、岩浆岩的矿物成分：最常见的是石英、正长石、斜长石、黑云母、角闪石、辉石、橄榄石等几种矿物。13、沉积岩是指在地表或接近地表的常温、常压条件下，由原岩经风

5、化破碎、搬运、沉积和成岩等作用而形成的岩石。14、沉积岩的结构：是指沉积岩组成成分的颗粒形态、大小和连结形式。15、沉积岩的矿物成分 盐类矿物 碳酸盐矿物 粘土矿物 生物组分 几 乎 无：橄榄石、辉石、角闪石和黑云母 分为碎屑矿物和化学矿物 构造： 层理构造 递变层理 波痕与泥裂16、变质作用指原岩基本上在固态下，主要由于温度、压力及化学活泼性流体的作用，而使其成分、结构、构造等发生变化的地质作用。17、变质岩的特征矿物如：绢云母、红柱石、蓝晶石、十字石、阳起石、滑石、叶蜡石、蛇纹石、绿泥石、石榴子石、石墨等，只在变质岩中分布。如果这些矿物在岩石中较多出现，反映了原岩已经变质，应归属变质岩类。

6、18、变晶结构变质程度较深，矿物重结晶较好，基本为显晶，是多数变质岩的结构特征。变余结构变质程度浅，重结晶作用不完全，原岩的结构特征，可部分残留下来。构造：变成构造 ：片理构造 片麻状构造 板状构造斑点构造块状构造 变余构造地质年代（geologictime）就是指地球上各种地质事件发生的时代。绝对年代是指各地质事件（地层）发生的距今年龄，据岩石中所含放射性元素的衰变规律确定的。相对地质年代 通过比较各地质事件（地层）的形成先后顺序的一种方法。因无需精密仪器，故被广泛采用。相对年代的确定方法：(一)地层层序律(二)生物层序律（古生物化石）（三）地层切割律(四) 地层接触关系30页(二)整合接触

7、表现：地层形成时间连续，上下岩层产状基本一致。地质意义：地层在形成的过程中基本保持稳定的沉积环境，地壳运动以缓慢下降为主，即使有上升，也未使沉积层面上升到水平面之上遭受剥蚀。平行不整合 表现：新老地层产状一致，地层时代不连续，有缺失。新地层下常有底砾岩。地质年代表 震旦纪Z 寒武纪e奥陶O 志留纪S 泥盆纪D 石炭纪C 二叠纪P 三叠纪T 侏罗纪J白垩纪K早第三纪E晚第三纪N 第四纪Q第四纪沉积物残积物：岩石经过物理风化和化学风化作用后残留在原地的碎屑物坡积物：片流对山坡的冲刷，把残积物搬运到山坡平缓处或山脚处堆积冲积物：洪流对冲沟冲刷搬运到山前低平地带堆积而成洪积物：河流沉积物岩层的产状：是

8、指岩层的空间位置三要素：走向倾角倾向表示方法：走向/倾向（象限）、倾角或 倾向、倾角 褶曲是岩层的一个弯曲，两个或两个以上的褶曲的组合称为褶皱。 褶皱的两种基本形态：背斜和向斜按轴面及两翼岩层产状，褶曲可分为四类：直立褶曲、倾斜褶曲、倒转褶曲、平卧褶曲构造盆地；指核部为新岩层，翼部为较老岩层，岩层自四周向中心倾斜的浑圆形构造。褶皱的野外识别 (1)应垂直岩层走向进行观察，当岩层重复出现对称分布 时，便可肯定有褶皱构造； (2)分析岩层新老组合关系;(3)分析岩层产状;(4)分析枢纽产状由剪应力产生的破裂面，与张拉应力斜交特征： 节理面闭合； 产状稳定，延伸远； 节理面平直光滑，常见擦痕；一般发

9、育较密，且等间距分布， 成对出现，呈两组共轭剪节理；切割砾石或粗砂粒。张节理 由张应力作用下形成的节理，其方向垂直于主张应力而平行与主压应力。特征： 张节理多开口，一般被矿脉充填； 产状不稳定，延伸不远，常侧列产出； 节理面粗糙不平，无擦痕；发育稀疏、分布不均匀；常绕过砾石。节理对工程的影响 强度降低 增加岩体透水性 加速岩石风化断层岩层受力发生断裂，破裂面两侧岩块发生明显的位移的断裂构造，断层分布广泛，规模有大有小。一、断层要素下盘；上盘；(上升盘，下降盘)断层面； 断层线； 断层破碎带；(6)断距1、根据两盘相对运动方向:􀂾正断层、逆断层、平移断层。 正断层：上盘相对下移

10、，下盘相对上移。 逆断层：上盘相对上移，下盘相对下移。 平移断层:断层两盘产生相对水平位移的断层。组合类型：阶状断层、地堑、地垒、叠瓦状构造断层存在的标志(1) 地层的重复或缺失 (2)构造不连续现象 (3)断层破碎带及构造岩 (4)断层擦痕和阶步(5)牵引现象及伴生节理 (6)地貌及地下水特征研究断层在工程上的意义1断层可增大岩石的透水性和含水性；断层的交叉处常是地下水出露的地段；2断层可以降低岩石的坚固性和稳定性，造成隧道工程、矿井工程或坝基等塌陷的危险。3. 桥梁基础应尽量避开断层修建。隧道与铁路也应尽量避开，否则尽量垂直穿越。地下水是指存在于地表以下岩石空隙 (孔隙、裂隙和溶隙)中的水

11、。常用指标：酸碱度、硬度（水中ca和mg的含量） 、矿化度孔隙松散介质中颗粒或颗粒集合体之间呈小孔状分布的空隙。裂隙岩石受地壳运动及其它内外地质营力作用影响产生的空隙。溶隙可溶岩(石灰岩、白云岩等)中的裂隙经地下 水流长期溶蚀而形成的空隙。二、含水层、隔水层与透水层透水层：允许水透过的岩层。 隔水层：不能给出并透过水的岩层。含水层：饱水的透水层按地下水的埋藏条件分： 上层滞水、潜水、承压水按地下水的含水层性质分： 孔隙水、裂隙水、岩溶水潜水的特征： 1潜水与大气相通，具自由水面，为无压水； 2潜水的补给区、分布区与排泄区一致，直接接受大气降水补 给。旱季时，常以蒸发形式排泄； 3潜水的水位、水

12、量随季节不同而有明显变化； 4潜水水质易受地面污染的影响。从潜水等水位线图可获得如下信息： 确定潜水流向； 确定水力坡度； 确定潜水埋深，判断泉水、沼泽出露点； 确定潜水与地表水之间的关系； 确定引排水工程的位置。承压水是充满两个稳定隔水层之间的含水层中的重力水。承压水具的特征： 1无自由水面，并承受一定的静水压力。 2承压含水层的分布区、补给与区排泄区分布不一致。 3承压水的水位、水量比较稳定，受气候影响小。 4承压水不易受地面污染。 地下水的补给：大气降水补给、地表水补给、含水层之间补给、人工补给排泄： 蒸发、泉水、向地表水排泄、含水层之间排泄、人工排泄 n 暴露于地表的岩石，由于温度变化

13、和气体、水溶液及生物的共同作用，使岩石发生崩解破碎或分解破坏的过程，称为风化作用。 n 物理风化：热力分化、冻融风化n 化学风化：溶解作用、水化作用、水解作用、碳酸花作用、氧化作用n 生物风化：根劈 一、河流侵蚀、搬运、沉积作用 流水具有动能，能对地表物质进行侵蚀、搬运。流水动能的大小取决于其流速及流量。 1、侵蚀作用：河水在运动过程中对周围岩石的破坏作用。按侵蚀作用方向分为：下蚀作用和侧蚀作用4下蚀作用：流水对河底岩石的破坏（冲蚀、磨蚀、溶蚀）。侧蚀作用的结果:使河道左右迁移，河谷加宽。“凸岸更凸” “凹岸更凹”2河流的搬运作用 河流将其携带的物质向下游方向搬运的过程，其搬运能力主要取决于流

14、速。n搬运方式 化学溶运 物理搬运3河流的沉积作用:由于流水搬运能力下降而造成泥沙堆积（原因包括：含沙量增加、流速降低、流量减少）。冲积层的特征：分布广泛、成分复杂、分选性好、层理明显、工程性质根据各地情况而定。沉积地貌：冲积扇、冲积平原及三角洲根据形态和结构特征，河流阶地可划分为侵蚀阶地、堆积阶地、基座阶地等三种基本类型。 岩溶的形成条件 1.可溶性岩石：石灰岩、白云岩及泥灰岩等，可溶性成分越纯溶蚀越强烈。结晶颗粒大则岩溶发育。 2.岩石的透水性：风化裂隙、构造裂隙发育。 3.水的溶蚀能力： CO2随深度着增加而减少，随温度升高而减少。 4. 水的流动性:地运动下水的循环交替是形成岩溶的必要条件。岩溶地区的主要工程地质问题与防治 地基稳定性与塌陷 渗漏和突水崩塌(崩落、塌方)是指陡斜坡上的岩土体在重力作用下突然脱离母体翻滚、下落，堆积在坡脚(或沟谷)的地质现象。滑坡斜坡上的岩土体，在重力的作用下，沿着斜坡内部一定的滑动面（或滑动带）整体下滑，且水平位移大于垂直位移的坡体变形。泥石流含有大量泥砂、石块等固体物质，突然爆发的，具有很大破坏力的特殊洪流。泥石流形成条件 丰富的松散固体物质 短时间内内有大量水源 陡峭的便于集水集物的地形地貌滑坡壁和滑坡台阶：滑坡舌和滑坡鼓丘的概念措施：以防为主，整治为辅常见措施：排水地下