《工程地质的一些问题》由会员分享，可在线阅读，更多相关《工程地质的一些问题（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1 常见的工程地质问题及工程地质条件地基问题 已有的工程地质条件在工程建筑和运行期间会产生一些新的变化和发展，构成威胁影响 工程建筑安全的地质问题称为工程地质问题，主要包括:地基稳定性问题：是工业与民用 建筑工程常遇到的工程地质问题，包括强度和变形两方面，此外岩溶、土洞等不良地质作用 和现象等会影响地基稳定；斜坡稳定性问题：地形地貌和气候条件是影响其稳定的重要因 素洞室围岩稳定性问题；区域稳定性问题：地震、震陷和液化以及活断层对工程稳定性 的影响。工程地质条件： 1、地层岩性； 2、地质构造； 3、水文地质条件； 4、地表地质条件； 5、 地形地貌2 矿物的主要物理性质，硬度，颜色光泽等基本概
2、念，地质年代表，地质年 代单位，地层层序确定方法及相关的基本感念，火成岩，沉积岩，变质岩等岩 石的概念，形成环境，代表性岩石及相互之间的主要区别矿物的主要物理性质P7： 1颜色和条痕：颜色是矿物最直观的一种性质，最常见的有自 色和他色两种类型；条痕是矿物粉末的颜色，通常将矿物在无釉瓷板上刻画后观察，它对于 某些金属矿物具有重要鉴定意义。2光泽：是矿物表面对可见光的反射能力。3硬度，是矿 物抵抗外力机械作用的强度。4.解理和断口：矿物受外力作用时，能沿一定方向破裂成平面 的性质称为解理。5.密度。6弹性、挠曲、延展性地质年代单位包括宙，代，纪，世。与其相对应的年代地质单位分别是宇，界，系，统。
3、表3.1地层层序律是确定地层相对年代的基本方法。未经过构造运动改造的层状岩层多是水平 层岩。水平层岩的层序为每一层都比他下伏的相邻层新而比他上覆的相邻层老，为下老上新。 生物层序律：不同地质时代的岩层中含有不同类型的化石及其组合，而在相同地质时期的相 同地理环境下形成的地层，如果原先的海洋和陆地是想通的，则都含有相同的化石，这就是 生物层序律。切割律：不同时代的岩层或岩体常被侵入岩侵入穿插，就侵入岩与围岩相比，侵入者时 代新，被侵入者时代老。这就是切割律。火成岩又称岩浆岩，占地壳岩石体积的百分之六十四点七，在大陆或海洋，在地表或地 下，火成岩都有广泛分布。火成岩的结构主要指组成火成岩矿物颗粒的
4、大小和结晶程度。1、 显晶质结构，是指岩石中的矿物全部为肉眼或放大镜能分辨的晶体颗粒。这种结构是在温度 和压力较高，岩浆温度缓慢下降的条件下形成的，主要是深成侵入岩所具有的结构。2.斑状 结构。是指岩石中较大的晶体散布在较细物质之间的结构。 3.隐晶质结构，常为喷出岩及浅 成岩所具有的结构。 4.玻璃质结构，矿物由玻璃质组成，岩石断面具有玻璃光泽。表2.1由沉积物结变硬而形成的岩石就是沉积岩。沉积岩占地壳岩石总体积的百分之七点九， 他是三大类岩中在地表分布最广的，占地壳表面积的百分之七十五。沉积岩的形成有两种途 径，一是地表条件下，由风化作用或火山作用的产物经机械搬运，沉积，固结成岩。二是在
5、地表常温，常压条件下由水溶液沉淀而形成化学岩。原先生成的火成岩，沉积岩和变质岩经高温高压及化学活动性很强的气体和液体作用后， 在固体状态下，发生矿物成分或结构构造的改变形成新的岩石，这就是变质岩。变质岩的构 造分为变成构造与余变构造两大类。变成构造是通过变质作用形成的构造：包括片理构造， 片麻状构造，板状构造，斑点构造，块状构造。变余构造是变质岩中残留原岩的构造。3板块运动形成的构造带类型，第四纪沉积物类型和基本概念主要的地质作 用，形成环境，分布特点塑造地壳面貌的自然作用称为地质作用。地质作用实质上是组成地球的物质以及由其传 递的能量发生运动的过程。地质作用分为物理地质作用和工程地质作用。物
6、理地质作用分为 内力地质作用和外力地质作用。内力作用包括构造运动，岩浆作用，变质作用，地震。外力 地质作用包括风化作用，剥蚀作用，搬运作用，沉积作用，固结成岩作用。工程地质作用或 人为地质作用是指由人类活动引起的地质效应。残积物:岩石经物理风化和化学风化作用后残留在原地的碎屑物称残积物或残积土，因 其成层覆盖在地表，故又称残积层。坡积物：雨水或雪水将高处的风化碎屑物质洗刷而向下 搬运，或由本身的重力作用，堆积在平缓的斜坡或坡脚处，成为坡积物。洪积物：大雨或融 雪水将山区或高地的大量碎屑物沿冲沟搬运到山前或山坡的低平地带堆积而成。冲积物：河 流沉积物称为冲积物。根据形成条件和环境分为，河床冲积物
7、，河漫滩冲积物，牛轭湖冲积 物和河口三角洲冲积物。构造运动是一种机械运动，涉及的范围包括地壳及上地幔上部即岩石圈。按运动方向分 为水平运动和垂直运动。水平方向的构造运动使岩状相互分离裂开或相向聚汇，发生挤压， 弯曲或剪切，错开。垂直方向的构造运动则使相邻块体作差异性上升或下降。构造运动使岩 层发生变形和变位，形成的产物成为地质构造。4 岩层产状三要素及产状的表示方法。岩层露头线分布特征，岩层之间的主 要接触关系。常见的地质构造及基本概念。形成过程，组成要素。分类方法， 表示符号。常见的地质构造的工程地质评价等岩层产状三要素及产状的表示方法: 岩层的产状是指岩层的空间位置，它是研究地质构 造的基
8、础。产状用走向，倾向，倾角表示，称为产状要素。岩层露头线特征：露头线是指岩层层面与地面的交线。他的形态取决于岩层产状和地面 起伏即地形状况。水平岩层，直立岩层和倾斜岩层露头线分布特征是不相同的。水平岩层露 头线与地形等高线平行重合，但不相交。直立岩层露头线呈直线延伸，不受地形影响，其延 伸方向即为岩层走向。倾斜岩层露头线呈V字形形态。岩层之间的地层接触关系：它是构造运动最明显的综合表现。 1.整合接触 2.假整合接触 3.不整合接触4.侵入体的沉积接触5.侵入接触 6.断层接触。褶皱要素包括：核部：为褶皱中心部位的地层，当剥蚀后，常把出露在地面的褶皱中心 部分的地层称为核。翼部：为褶皱核部两侧
9、的地层。枢纽：同一褶皱层面的最大弯曲点的连 线叫做枢纽。轴面：褶皱内各相邻褶皱面上的枢纽连成的面。褶皱的类型：两种基本形态是背斜和向斜。背斜是两翼岩层以核部为中心向两侧倾斜， 形态上是岩层向上弯曲。向斜是两翼岩层向核部倾斜，形态上是岩层向下弯曲的褶皱。褶皱的工程地质评价：褶皱的核部是岩层强烈变形的部位，一般在背斜的顶部和向斜的 底部发育有拉张裂隙，在变形强烈时，沿褶皱核部常有断层发生，造成岩石破碎或形成构造 角砾岩，此外地下水多聚积在向斜核部，背斜核部的裂隙也往往是地下水富集和流动的通道， 由于岩层构造变形和地下水的影响，所以公路，隧道工程或桥梁工程在褶皱核部容易遇到工 程地质问题，在褶皱两翼
10、形成倾斜岩层容易造成顺层滑动，特别当岩层倾向与临空坡向一致， 且岩层倾角小于坡角，或当岩层中有软弱夹层存在时应慎重对待。褶皱构造的规模，形态， 形成条件和形成过程过不相同，而工程所在地往往仅是褶皱构造的局部部位，对比和了解褶 皱构造的正题乃至区域特征，对于选址，选线及防止突发性事故是十分重要的。断裂构造：岩石受力后发生形变，当作用力超过岩石的强度时，岩石的连续完整性遭到 破坏而发生破裂，形成断裂构造。断裂构造包括节理和断层。岩石破裂后，沿破裂面无明显 位移者称为节理。而有明显位移滑动者称为断层。 断层要素包括断层面，断层线，和断 层盘。按断层两盘相对运动分为正断层，逆断层，平移断层。按断层组合
11、类型分为阶梯状断 层，地堑和地垒，叠瓦构造。按断层与所在岩层产状关系分为走向断层，倾向断层，斜向断 层，顺层断层。断层的工程地质评价：作为不连续面的断层是影响岩体稳定性的重要因素，这是因为断 层带岩层破碎强度低，另一方面他对地下水，风化作用等外力地质作用往往起控制作用，断 层对工程建设十分不利，特别是道路工程建设中，选择线路，桥址和隧道位置时，应尽量避 开断层破碎带。断层发育地区修建隧道最为不利。当隧道轴线与断层走向平行时，应尽量避 开断层破碎带，而当隧道轴线与断层走向垂直时，为避免和减少伤害，应预先考虑支护和加 固措施。此外，沿河各地段进行公路选址时也要特别注意与断层构造的关系。选择桥址时要
12、 注意查明桥基部位有无断层存在。一般当临山侧边坡发育有倾向基坑的断层时，易发生严重 坍塌，甚至危机临近工程基础的稳定性。活断层是指现在正在活动或在最近地质时期发生过活动的断层。5地下水的主要类型，分类方法。按埋藏条件及储层介质分类及其特点 含水层是指能够给出并透过相当数量重力水的岩层。构成含水层的条件一是岩石中要有 空隙存在，并充满足够数量的重力水，二是这些重力水能够在岩石空隙中自由运动。隔水层是指不能给出并透过水的岩层。隔水层还包括那些给出与透过水的数量是微不足 道的岩层。地下水按埋藏条件分为上层滞水，潜水和承压水。按含水层的空隙性质又分为孔隙水， 裂隙水和岩溶水。包气带中局部隔水层之上的重
13、力水称上层滞水。埋藏在地面以下第一个稳 定隔水层之上具自由水面的重力水叫潜水。充满于两个稳定的隔水层间的重力水称为承压水。 孔隙水存在于松散岩层的空隙中，这些松散岩层包括第四系和坚硬基岩的风化壳，它多呈均 匀而连续的层状分布。埋藏在坚硬岩石裂隙中的地下水称为裂隙水。它主要分布在山区和第 四系松散覆盖层下面的基岩中，裂隙的性质和发育程度决定了裂隙水的存在和富水性。埋藏 于溶隙中的重力水称为岩溶水。可以是潜水，也可以是承压水。地下水引起的工程问题：从工程角度研究地下水，主要是水的质，量与水环境，力及地 下水引起的环境问题。地基沉降：在松散沉积层中进行深基础施工时，往往需要人工降低地 下水位。若降水
14、不当，会使周围地基土层产生固结沉降，轻者造成邻近建筑物或地下管线的 不均与下降，重者使建筑物基础下的土体颗粒流失，甚至掏空，导致建筑物开裂和危及安全 作用。流砂：流砂在工程施工中能造成大量的土体流动，致使地表塌陷或建筑物的地基破坏， 能给施工带来很大困难，或直接影响建筑工程及附近建筑物的稳定。潜蚀对建筑工程的影响： 在地基土层内如具有地下水的潜蚀作用时，将会破坏地基土的强度，形成空洞，产生地表塌 陷，影响建筑工程的稳定。地下水的浮托作用：当建筑物基础底面位于地下水位以下时，地 下水对基础底面产生静水压力，即产生浮托力。基坑突涌：当基坑下伏有承压含水层时，开 挖基坑减小了底部隔水层的厚度，当隔水
15、层较薄经受不住承压水头压力作用时，承压水的水 头压力会冲破基坑底板，这种工程地质现象称为基坑突涌。地下水对钢筋混凝土的腐蚀：6常见的地表地质作用如风化、岩溶、斜坡地质作用的及其基本条件，边坡 的组成要素及其稳定性影响因素和稳定性的评价方法，斜坡破坏的类型及基本 概念，防治的方法等风化作用的类型：物理风化，化学风化，生物风化。物理风化包括热力风化，冻融风化。 化学风化包括溶解作用，水化作用，水解作用，碳酸化作用，氧化作用。河漫滩：靠近主槽，洪水时淹没，平水时出露的滩地称为河漫滩。河流阶地：河流阶地 是在地壳构造运动与河流的侵蚀，沉积作用综合作用下形成的。根据河流阶地的物质组成， 可将其分为侵蚀地
16、阶，堆积地阶和基座地阶。 岩溶作用的基本条件：在岩溶地区，水与 岩石是构成岩溶作用的一对矛盾。就岩石而言，首先必须是可溶的，否则水就不可能进行溶 蚀，岩溶作用也就无从发生，其次，岩石必须是透水的，当岩石具有透水性时，地表水才能 渗入地下井转化为地下水，这样地下水才能起主导作用，形成作为岩溶标志的地下洞穴。就 水而言，首先水必须具有溶蚀力，如果水没有溶蚀力，岩溶作用就很难进行，其次水必须是 流动的，因为停滞的水很快就会变成饱和溶液，因而失去溶蚀力，岩溶作用就会停止。因此， 岩溶的可溶性，透水性，水的溶蚀力，流动性，就成为岩溶作用的基本条件。岩溶区的主要工程地质问题：由于岩溶的发育致使建筑物场地和地基的工程地质条件大 为恶化，因此在岩溶地区修建各类工程建筑物时必须对岩溶进行工程地质研究，以预测和解 决因岩溶而引起的各种工程地质问题。归纳如下。地基稳定性及塌陷问题：在岩溶地区，由 于地表覆盖层下有石芽溶沟，岩体内部有暗河，溶洞，建筑物的地基通常是很不均匀的
