工程地質(zhì)學(xué)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)

1、.工程地質(zhì)學(xué)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)第1章 巖石的成因類型及其工程地質(zhì)特征1·巖石與礦物概念巖石在地質(zhì)作用下產(chǎn)生的 由一種或多種礦物以一定的規(guī)律組成的自然結(jié)合體 根據(jù)礦物組成：單礦巖主要由一種礦物組成的巖石 復(fù)礦巖由兩種或兩種以上的礦物組成的巖石 根據(jù)成因：巖漿巖 沉積巖 變質(zhì)巖礦物存在于地殼中 具有一定化學(xué)成分和物理性質(zhì)的自然元素和化合物 *礦物是組成巖石的具有穩(wěn)定物理性質(zhì)和化學(xué)成分的基本單元常見淺色礦物：滑石 石膏 -指甲 2·5 方解石 螢石 磷灰石 -小刀（鋼） 66.5 正長石 石英 黃玉 剛玉 金剛石 記憶：滑石方 螢磷長 石黃剛金剛2·巖石和礦物區(qū)別巖石：是在天然

2、地質(zhì)作用下各種礦物的集合體。礦物：是由某種元素或多種化學(xué)成分在天然地質(zhì)作用下形成的固體造巖礦物;它包含于礦物中，一般是指一些常見的礦物3·三大巖石的主要鑒別特征、常見主要類型A巖漿巖：侵入巖：深成巖巖漿在地殼深處結(jié)晶形成的巖石 淺成巖巖漿在地面以下地殼較淺處形成的巖石 噴出巖：由噴出地面的熔巖凝固形成的巖石 根據(jù)SiO2含量：酸性巖類（SiO2 >65%） 中性巖類（SiO2 52%65%） 基性巖類（SiO2 45%52%） 超基性巖（SiO2 <45%） 巖漿巖的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造識(shí)別標(biāo)志 結(jié)構(gòu)組成巖石的礦物的結(jié)晶程度 晶粒大小 晶體形狀 相互結(jié)合的情況 按結(jié)晶程度：全晶質(zhì)結(jié)

3、構(gòu)：全由結(jié)晶礦物組成 半晶質(zhì)結(jié)構(gòu)：由結(jié)晶礦物 非晶質(zhì)礦物組成 非晶質(zhì)結(jié)構(gòu)=玻璃質(zhì)結(jié)構(gòu)：全由非晶質(zhì)礦物組成 按晶粒大?。猴@晶質(zhì)結(jié)構(gòu)全由結(jié)晶較大礦物組成 隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)全由結(jié)晶微小的礦物組成 玻璃質(zhì)結(jié)構(gòu)全由非晶質(zhì)組成 均勻致密 按晶粒相對(duì)大?。旱攘＝Y(jié)構(gòu)礦物全是顯晶質(zhì)粒狀 結(jié)晶顆粒大小大致相等 按晶粒大?。捍至＝Y(jié)構(gòu) 中粒結(jié)構(gòu) 細(xì)粒結(jié)構(gòu) 不等粒結(jié)構(gòu)主要礦物結(jié)晶顆粒大小不等 相差懸殊 晶形完好 顆粒粗大：斑晶 小的：石基 按顆粒相對(duì)大小：斑狀結(jié)構(gòu) 似斑狀結(jié)構(gòu) 構(gòu)造礦物在巖石中排列 填充方式反映出來的外貌特征：塊狀構(gòu)造分布均勻 無一定的排列方向 流紋狀構(gòu)造巖石中不同顏色的條紋 拉長了的氣孔 長條形礦物按一定方

4、向排列 形成的流動(dòng)狀構(gòu)造 反映巖漿噴出后的流動(dòng)狀態(tài) 氣孔狀構(gòu)造巖漿凝固時(shí) 揮發(fā)性氣體未及時(shí)逸出 在巖石中留下許多圓形 橢 圓形 長管形孔洞 杏仁狀構(gòu)造巖石中的氣孔 為后期礦物（方解石 石英）填充形成一種形似杏 仁的構(gòu)造B沉積巖在地表或近地表不太深地方形成的一種巖石類型，它是由風(fēng)化產(chǎn)物、火山物質(zhì)、 有機(jī)物質(zhì)等碎屑物質(zhì)在常溫常壓下經(jīng)過搬運(yùn) 沉積和石化作用 最后形成的巖石 *沉積巖來自先前存在的巖石（巖漿巖 變質(zhì)巖 和早已形成的沉積巖）的化學(xué)和 物理破壞產(chǎn)物。 *先成巖石的風(fēng)化產(chǎn)物 被流水等運(yùn)動(dòng)介質(zhì)搬運(yùn)到 河 湖 海洋等低洼的地方沉 積下來 成為松散的堆積物經(jīng)過壓密 膠結(jié) 重結(jié)晶 逐漸形成沉積巖 物

5、質(zhì)組成1·碎屑物質(zhì) 2·粘土礦物 3·化學(xué)沉積礦物 4·有機(jī)質(zhì) 生物殘骸 5·膠結(jié)物 *粘土礦物 方解石 白云石 有機(jī)質(zhì)等 是沉積巖特有的 是物質(zhì)組成上區(qū)別于巖 漿巖的一個(gè)特性沉積巖的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造識(shí)別標(biāo)志 結(jié)構(gòu)：碎屑結(jié)構(gòu)（碎屑 膠結(jié)）由碎屑物質(zhì)被膠結(jié)物質(zhì)膠結(jié)而成 沉積巖特有結(jié)構(gòu) 按碎屑粒徑大?。旱[狀結(jié)構(gòu) 砂質(zhì)結(jié)構(gòu)： 泥質(zhì)結(jié)構(gòu) 結(jié)晶結(jié)構(gòu) 生物結(jié)構(gòu) 構(gòu)造組成部分的空間分布及相互間排列關(guān)系 ：層理構(gòu)造在形成過程中 由于沉積環(huán)境的改變 先后沉積的物質(zhì)在顆粒大小 形狀 顏色 成分上發(fā)生變化 顯示出來的成層現(xiàn)象 *水平層理 平行層理 交錯(cuò)層理 波形層理 層面

6、構(gòu)造層面上保留有反應(yīng)沉積巖形成時(shí)的某些特征：波痕 泥裂 化石經(jīng)石化作用保存下來的動(dòng)植物遺骸或遺跡 常沿層理面平行分布 *根據(jù)化石可以推斷巖石形成的地理環(huán)境和確定巖層的地質(zhì)年代 沉積巖的分類：碎屑巖類：火山碎屑巖：火山集塊巖 火山角礫巖 凝灰?guī)r 沉積碎屑巖：礫巖 砂巖 粉砂巖 粘土巖類：泥巖 頁巖 化學(xué)及生物化學(xué)巖類：石灰?guī)r 白云巖C變質(zhì)巖地殼內(nèi)部原有的巖石（巖漿巖 沉積巖 變質(zhì)巖）由于受到高溫 高壓 化學(xué)成分 的加入的影響 改變?cè)瓉淼牡V物成分和結(jié)構(gòu) 構(gòu)造 形成新的巖石 引起變質(zhì)作用主要因素:高溫 高壓 新的化學(xué)成分的加入 變質(zhì)作用：接觸變質(zhì)區(qū)域變質(zhì)變質(zhì)巖的基本特征：出現(xiàn)變質(zhì)礦物和特殊的變質(zhì)構(gòu)造

7、 不同的變質(zhì)礦物表明不同的變質(zhì)環(huán)境變質(zhì)巖的結(jié)構(gòu)： 1·變余結(jié)構(gòu) 2·變晶結(jié)構(gòu)：等粒變晶結(jié)構(gòu) 斑狀變晶結(jié)構(gòu) 鱗片變晶結(jié)構(gòu) 3·碎裂結(jié)構(gòu) 4·交代結(jié)構(gòu)變質(zhì)巖的構(gòu)造：片理（葉理）構(gòu)造巖石經(jīng)變質(zhì)作用形成的在顏色 成分上呈層排列的 現(xiàn)象 1·板狀構(gòu)造 2·千枚狀構(gòu)造 3·片狀構(gòu)造 4·片麻狀構(gòu)造 5·塊狀構(gòu)造 變質(zhì)巖的分類：片理狀巖類：片麻狀:片麻巖 片狀:片巖 千枚狀:千枚巖 板狀:板巖 塊狀巖類：塊狀：大理巖 石英巖 常見的變質(zhì)巖：石榴子石 滑石 蛇紋石 紅柱石 十字石 片麻巖 千枚巖 板巖 大理巖 石英巖第3

8、章 地質(zhì)構(gòu)造及其對(duì)工程的影響1、 地質(zhì)年代表（系或紀(jì)）地質(zhì)年代單位：五個(gè)“代”每個(gè)“代”分為若干“紀(jì)”每個(gè)“紀(jì)”分為若干“世” “期”時(shí)間地層單位在特定的時(shí)間間隔內(nèi)形成的巖石體 ：界系統(tǒng)階地質(zhì)年代表 代 紀(jì)國際通用地質(zhì)年代單位 次一級(jí)單位區(qū)域性 地區(qū)性意義2地質(zhì)構(gòu)造的主要類型地質(zhì)構(gòu)造構(gòu)造運(yùn)動(dòng)在巖層和巖體中遺留下的各種變形 變位形跡 ：水平構(gòu)造 傾斜構(gòu)造 褶皺構(gòu)造 斷裂構(gòu)造 不整合構(gòu)造A水平構(gòu)造未經(jīng)構(gòu)造變動(dòng)的沉積巖層 其形成時(shí)的原始產(chǎn)狀是水平的 沒有遭受強(qiáng)烈的水 平運(yùn)動(dòng) 只受升降運(yùn)動(dòng) 仍然保持其水平狀態(tài) 形成產(chǎn)狀近于水平的構(gòu)造 B傾斜構(gòu)造由于地殼運(yùn)動(dòng)使原始水平的巖層發(fā)生傾斜 巖層層面與水平面之間

9、有一定夾角 的構(gòu)造 *單斜構(gòu)造在一定地區(qū)內(nèi)向同一方向傾斜和傾角基本一致的巖層 *產(chǎn)狀：巖層層面的走向 傾向 傾角 走向巖層層面與水平面交線的方位角 傾向垂直走向順傾斜面向下引出一條直線 該直線在水平面上的投影 所指的方位角 *巖層的走向和傾向相差90° 傾角巖層層面與水平面所夾銳角 巖層產(chǎn)狀的表示方法：方位表示法：以所需確定點(diǎn)的位置為中心 正北方向?yàn)榉轿唤堑?0° 按順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn) 旋轉(zhuǎn)一周為360° *方位表示法只記傾向 傾角 EG：210°25° 讀作：傾向 210° 傾角25° 象限角表示法：以北或南方向?yàn)闇?zhǔn)（0

10、76;）將平面劃分為四個(gè)象 限表示方位或方向 *記走向 傾角 傾斜象限 EG：N65°W/25°S 讀作：走向北偏西65° 傾角25°大致向南傾斜C·褶皺構(gòu)造組成地殼的巖石 受構(gòu)造應(yīng)力的強(qiáng)烈作用 使巖層形成一系列波狀彎曲而未喪 失其連續(xù)性的構(gòu)造 褶皺要素：核部褶皺的中心部分 位于褶皺中央最內(nèi)部的一個(gè)巖層 翼位于核部兩側(cè) 巖層向不同方向傾斜的部分 軸面：褶皺軸面以皺褶頂平分兩翼的面 *可以直立 傾斜 平臥 軸軸面與水平面的交線 *軸的方位為褶皺的方位 軸的長度表示褶皺伸延的規(guī)模 樞紐軸面與褶皺同一巖層層面的交線 轉(zhuǎn)折端褶皺兩翼巖層互相過渡的彎曲部

11、分 褶皺的基本形態(tài)（根據(jù)形狀 和組成地層的空間關(guān)系）背斜兩翼巖層傾向相背的褶皺 *巖層向上拱起 巖層以褶皺為中心向兩翼傾斜 老地層在中間 兩側(cè)對(duì)稱出現(xiàn)由 老到新的地層向斜兩翼巖層傾向相向（相對(duì)）的褶皺 *巖層向下凹陷彎曲 兩翼巖層向褶皺軸部傾斜 新地層在中間 兩側(cè)對(duì)稱出現(xiàn)由 新到老的地層 褶皺的形態(tài)分類按褶皺橫剖面形態(tài)分類按橫剖上軸面和兩翼巖層產(chǎn)狀分類 ：直立皺褶 傾斜褶皺 倒轉(zhuǎn)皺褶 平臥皺褶按皺褶縱剖面形態(tài)（樞紐產(chǎn)狀）分類 ：水平皺褶（樞紐近于水平） 傾斜皺褶（樞紐向一端傾伏） 皺褶的識(shí)別 *不能完全以地形的起伏情況作為識(shí)別皺褶的主要標(biāo)志順(正)地形背斜為山 向斜為谷逆(負(fù))地形背斜為谷 向

12、斜為山穿越法：順著傾向（垂直巖層走向）進(jìn)行觀察如果在路線通過地帶的巖層呈有規(guī)律的 重復(fù)出行 必為皺褶構(gòu)造：背斜 中心老地層 兩側(cè)對(duì)稱新地層 向斜 中心新地層 兩側(cè)對(duì)稱老地層追索法：平行巖層走向進(jìn)行觀察(看樞紐)水平皺褶：兩翼巖層在平面上彼此平行展布 傾斜褶皺：兩翼巖層在轉(zhuǎn)折端閉合或呈S形彎曲 工程地質(zhì)評(píng)價(jià)：1)建筑工程: 地質(zhì)災(zāi)害(滑坡崩塌塌陷) 2)道路工程:選線隧道(施工偏壓)基礎(chǔ)穩(wěn)定性 主要的工程地質(zhì)問題:邊坡穩(wěn)定性、偏壓、巖體穩(wěn)定性、地下水問題D斷裂構(gòu)造構(gòu)成地殼的巖石受地應(yīng)力作用后產(chǎn)生變形 當(dāng)變形達(dá)到一定程度后 巖層被斷 錯(cuò)或發(fā)生裂開 巖石的連續(xù)性和完整性遭到破壞 產(chǎn)生各種大小不同的斷

13、裂 分類根據(jù)發(fā)育的程度和兩側(cè)的巖層相對(duì)位錯(cuò)的情況： 斷層：斷裂兩盤的巖石發(fā)生明顯位移 5cm以上 劈隙（節(jié)理）：巖層裂開 巖石沿破碎面沒有明顯的相對(duì)位移 劈理：細(xì)微的斷裂變動(dòng) 沒有明顯破壞巖石的延續(xù)性 *劈理 幾個(gè)毫米稍大節(jié)理超過5cm斷層 （1）裂隙 類型：非構(gòu)造裂隙由成巖作用 外動(dòng)力 重力等非構(gòu)造因素形成的裂縫 ：原生裂隙 卸荷裂隙 風(fēng)化裂隙 構(gòu)造裂隙構(gòu)造應(yīng)力作用形成的裂縫 具有明顯方向性 規(guī)律性 與褶皺和斷層形 成過程密切相關(guān) ：張裂隙 受張應(yīng)力作用形成 產(chǎn)狀不穩(wěn)定 延伸不遠(yuǎn) 裂隙面彎曲且粗 糙 裂隙間距大 發(fā)育稀疏 剪裂隙 受剪(扭)應(yīng)力作用形成 兩組間切面形成X型 產(chǎn)狀穩(wěn)定 延 伸較

14、遠(yuǎn) 裂隙面光滑平直 閉合 有擦痕 裂隙間距小 分布密 工程地質(zhì)評(píng)價(jià) 有利于開挖 對(duì)巖體的強(qiáng)度和穩(wěn)定性均又不利影響 破壞巖石整體性 使風(fēng)化速度加快 增強(qiáng)巖石透水性 使巖體強(qiáng)度和穩(wěn)定性降低 當(dāng)裂隙主要發(fā)育方向與路線走向一致 傾向與邊坡一致 路塹邊坡容易崩塌或碎落 路基施工時(shí) 影響爆破效果 （2）斷層巖石受力作用斷裂后 兩側(cè)巖塊沿?cái)嗔衙姘l(fā)生顯著位移的斷裂構(gòu)造 要素：斷層面兩側(cè)巖塊發(fā)生相對(duì)位移的斷裂面。 斷層破碎帶規(guī)模大的斷層 往往沿著一個(gè)錯(cuò)動(dòng)帶發(fā)生 斷層線斷層面與地面的交線 *表示斷層的延伸方向 形狀決定于斷層面的形狀和地面起伏情況 斷盤斷層面兩側(cè)發(fā)生相對(duì)位移的巖塊 *當(dāng)斷層面傾斜：上盤位于斷層面上

15、部的斷盤 下盤位于斷層面下部的斷盤 當(dāng)斷層面直立，用用斷塊所在方位表示 EG：東盤 西盤 *以斷盤位移的相對(duì)關(guān)系：上升盤相對(duì)上升的一盤 下降盤相對(duì)下降的一盤 *上升盤可以是上盤也可以是下盤 下降盤可以是下盤也可以是上盤 斷距斷層兩盤沿?cái)鄬用嫦鄬?duì)移動(dòng)開的距離 分類：正斷層上盤沿?cái)鄬用嫦鄬?duì)下降 下盤相對(duì)上升的斷層 逆斷層上盤沿?cái)鄬用嫦鄬?duì)上升 下盤相對(duì)下降的斷層 *斷層面傾角 >45° 沖斷層 2545° 逆掩斷層 <45° 輾掩斷層 平推斷層巖體受水平扭應(yīng)力作用 使兩盤沿?cái)鄬用姘l(fā)生相對(duì)水平位移的斷層 (走滑斷層) *傾角很大 斷層面近于直立 斷層線比較平直

16、 組合類型 階梯狀斷層：正斷層組合 地塹式斷層：常形成狹長的凹陷地帶 著名地形：汾河河谷渭河河谷 地壘式斷層：常形成塊狀山地 著名地形：天山阿爾泰山 迭瓦式斷層：低角度的逆斷層組合 工程地質(zhì)評(píng)價(jià) 致使巖體裂隙增多 巖石破碎 風(fēng)化嚴(yán)重 地下水發(fā)育 降低了巖石的強(qiáng)度和穩(wěn)定性 隧道工程：由于巖層整體性遭到破壞 地面水地下水的侵入 強(qiáng)度和穩(wěn)定性差 容易塌頂 建筑工程：地基穩(wěn)定性 水利工程：巖體的穩(wěn)定性 生命線工程：巖體的穩(wěn)定性 施工評(píng)價(jià)：施工困難 涌水 野外識(shí)別 地貌特征：上升盤前緣形成陡峭的斷層崖剝蝕斷層三角面地形 斷層破碎帶巖石破碎侵蝕溝谷（筆直的山溝）或峽谷地形 山脊錯(cuò)斷 河流轉(zhuǎn)彎 河谷跌水瀑布

17、 河谷方向突然轉(zhuǎn)折 地下水的成帶出現(xiàn) 地層標(biāo)志：巖層重復(fù)（正斷層）或缺失（逆斷層） 巖脈錯(cuò)斷 伴生構(gòu)造：斷層泥 斷層角礫 斷層擦痕 牽引彎曲 地球物理 化學(xué)標(biāo)志：物理參數(shù)異常 地球化學(xué)異常 其他標(biāo)志：火山活動(dòng) 地震活動(dòng) 滑坡等E不整合 形成年代不相連續(xù)的兩套巖層重疊在一起的構(gòu)造形跡 分類：平行不整合上下兩套巖層的產(chǎn)狀一致 巖層分界線彼此平行 但地質(zhì)年代不連續(xù) 角度不整合不僅上下兩套巖層之間的地質(zhì)年代不連續(xù) 產(chǎn)狀也不相同 新巖層的 分界線遮 斷的下部老巖層的分界線 識(shí)別：地層標(biāo)志 產(chǎn)狀標(biāo)志 工程地質(zhì)評(píng)價(jià)：地下水發(fā)育 斜坡穩(wěn)定性3、 褶皺和斷裂構(gòu)造的基本特征、描述的基本要素、類型、工程意義和研究方

18、法4、 活動(dòng)構(gòu)造的定義、主要描述指標(biāo)（錯(cuò)動(dòng)速率、重復(fù)周期）、活動(dòng)方式、識(shí)別方式和對(duì)工程建筑的影響定義： 活斷層（活動(dòng)斷裂）現(xiàn)今仍在持續(xù)活動(dòng)的斷層 或在歷史時(shí)期或近期地質(zhì)時(shí)期活動(dòng)過 極 可能在不遠(yuǎn)的將來重新活動(dòng)的斷層 潛在活斷層在歷史時(shí)期或近期地質(zhì)時(shí)期活動(dòng)過 極可能在不遠(yuǎn)的將來重新活動(dòng)的斷層 *近期：全新世 一萬年分類 1·按構(gòu)造應(yīng)力狀態(tài)、兩盤錯(cuò)動(dòng)方向走向滑動(dòng)型斷層（平移斷層）：傾向滑動(dòng)型斷層：逆斷層（常見）：斷層傾角較緩 錯(cuò)動(dòng)時(shí)上盤為主動(dòng)盤且變形開裂較嚴(yán)重 巖 體較下盤破碎 正斷層： 2·活動(dòng)性質(zhì)：蠕變型活斷層：只有長期緩慢的相對(duì)位移變形 不發(fā)生地震或有少數(shù)微弱地震 突發(fā)型

19、活斷層：突然發(fā)生 同時(shí)伴發(fā)較強(qiáng)烈的地震特征 1·活動(dòng)方式：蠕滑 連續(xù)的滑動(dòng)過程 較小應(yīng)力降 伴有小地震或無地震 粘滑 斷層發(fā)生快速錯(cuò)動(dòng) 在突發(fā)快速錯(cuò)動(dòng)前斷層呈鎖閉狀態(tài) 沒有明顯的位移 發(fā)生 伴有地震 活動(dòng)強(qiáng)度以錯(cuò)動(dòng)速率來判定 2·活動(dòng)規(guī)模及活動(dòng)速率 規(guī)模：長度 切割深度反映能量和破壞力 活動(dòng)速率：活動(dòng)速率是斷層活動(dòng)性強(qiáng)弱的重要標(biāo)志 3·活斷層重復(fù)活動(dòng)周期活斷層的活動(dòng)方式以粘滑為主時(shí) 往往是間斷性地產(chǎn)生突然錯(cuò)動(dòng) 兩次突然錯(cuò)動(dòng)之間的時(shí)間間隔就是地震重復(fù)周期 4·活斷層的繼承性 活斷層的繼承性活斷層絕大多數(shù)都是沿已有的老斷層發(fā)生新的錯(cuò)動(dòng)位移 顯著特點(diǎn)：活動(dòng)方式

20、和方向相同 5·活斷層的時(shí)空不均勻性在時(shí)間上的不均勻性主要表現(xiàn)在活動(dòng)強(qiáng)度隨時(shí)間有較大的變化。在空間上的不均勻性主要表現(xiàn)在不同大地構(gòu)造區(qū)內(nèi)斷層活動(dòng)強(qiáng)度顯著不同。 6·活斷層的長度和斷距 強(qiáng)震導(dǎo)致的地面破裂（地震斷層或地表錯(cuò)段）的長度（L） 伴隨地震產(chǎn)生的一次突然錯(cuò)段的最大位移值（D） 我國：M=1.19lgL+5.25 L=0.56M-2.25活斷層的識(shí)別標(biāo)志 1·建筑物、構(gòu)筑物公路等工程地基的傾斜和錯(cuò)開現(xiàn)象 2·地形地貌：地形變化差異大:山從平地起 沿?cái)嗔褞в写槿雎?陡坎山山腳有狹長洼地 沼澤 陡坎山前第四系堆積物厚度大 山前洪積扇特別高或特別低 與

21、山體不對(duì)稱 第四紀(jì)火山錐 熔巖呈線性分布 斷裂帶上植物突然干枯死亡或生長特別罕見植物 3· 在地質(zhì)及地震地質(zhì)方面的標(biāo)志：P45第4章 土的工程性質(zhì)與分類§4.1 土的組成與結(jié)構(gòu)、構(gòu)造粒徑大于0.075的粗粒土，可以通過篩分法測(cè)定。粒徑小于0.075的細(xì)粒土，可以通過水分法測(cè)定。水分法常用的有密度計(jì)法或移液管法土的顆粒級(jí)配曲線愈平緩，說明在累計(jì)曲線上，可確定兩個(gè)描述土的級(jí)配的指標(biāo)：不均勻系數(shù)： 曲率系數(shù)：式中：d10，d30和d60為粒徑分布曲線上小于某粒徑的土粒含量分別為10，30和60時(shí)所對(duì)應(yīng)的粒徑。d10稱為有效粒徑； d60稱為限制粒徑。規(guī)范：純凈礫、砂，Cu>

22、=5，且Cc=13時(shí)，級(jí)配良好，否則，不良。工程上把Cu<5的土稱為均粒土。§4.1.2 土的礦物成分填空題：主要的粘土礦物有a高嶺石、b伊利石、c蒙脫石，其吸水能力由強(qiáng)到弱依次為 c、b、a。§4.1.3 土中水和氣及其與土粒的相互作用結(jié)合水是受分子引力、靜電引力吸附于土粒表面的土中水。土粒表面一般帶有負(fù)電荷，圍繞土粒形成電場(chǎng)，引起土粒周圍水分子和陽離子的定向排列。在靠近土粒處，靜電引力強(qiáng)，水化離子和水分子牢固吸附在土粒表面形成固定層；固定層外圍，靜電引力較小，水化離子和水分子形成擴(kuò)散層。土粒表面負(fù)電荷、固定層和擴(kuò)散層中的陽離子一起構(gòu)成雙電層。強(qiáng)結(jié)合水緊靠土顆粒表面

23、的水。其性質(zhì)接近于固體，密度約為1.22.4g/cm3，冰點(diǎn)為78，具有極大的粘滯度、彈性和抗剪強(qiáng)度。干燥的土在空氣中質(zhì)量將增加，直到土中吸著的強(qiáng)結(jié)合水達(dá)到最大吸著度為止。 1）沒有溶解鹽類的能力，2）不能傳遞靜水壓力，3）只有吸熱變成蒸汽時(shí)才能移動(dòng)。弱結(jié)合水緊靠強(qiáng)結(jié)合水外圍的結(jié)合水膜。仍然不能傳遞靜水壓力，沒有溶解能力。弱結(jié)合水與土的塑性，以及其它一些重要特性有很大關(guān)系。弱結(jié)合水離土粒表面積愈遠(yuǎn)，其受到的電分子吸引力愈弱小，并逐漸過渡到自由水。毛細(xì)水的工程地質(zhì)意義1.毛細(xì)壓力促使土的強(qiáng)度增高 ；2.毛細(xì)水上升接近基礎(chǔ)底面時(shí)，增大基底附加應(yīng)力，增大建筑物的沉降；3.當(dāng)?shù)叵滤裆顪\，由于毛細(xì)管水

24、上升，可助長地基土的冰凍現(xiàn)象；地下室潮濕；危害房屋基礎(chǔ)及公路路面；促使土的沼澤化；4.腐蝕管道和混凝土。 §4.1.4 土的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造土的結(jié)構(gòu)土顆粒之間的相互排列和連接的形式。單粒結(jié)構(gòu)。粗顆粒土，如卵石、砂等。蜂窩結(jié)構(gòu)。當(dāng)土顆粒較細(xì)（粒級(jí)在0.020.002mm范圍），在水中單個(gè)下沉，碰到已沉積的土粒，由于土粒之間的分子吸力大于顆粒自重，則正常土粒被吸引不再下沉，形成很大孔隙的蜂窩狀結(jié)構(gòu)。絮狀結(jié)構(gòu)。粒徑小于0.005mm的粘土顆粒，在水中長期懸浮并在水中運(yùn)動(dòng)時(shí)，形成小鏈環(huán)狀的土集粒而下沉。碰到另一小鏈環(huán)被吸引，形成大鏈環(huán)狀的絮狀結(jié)構(gòu)。練習(xí)：選擇題：土中自由水包括毛細(xì)水和重力水，結(jié)合水

25、包括強(qiáng)結(jié)合水和弱結(jié)合水。這之中，影響粘性土性質(zhì)的土中水主要是 b 。a)強(qiáng)結(jié)合水；b)弱結(jié)合水；c)重力水；d)毛細(xì)水 選擇題：下述那種不屬于土的結(jié)構(gòu)（ b ）：a)單粒結(jié)構(gòu)；b)分散結(jié)構(gòu)；c)蜂窩結(jié)構(gòu)；d)絮狀結(jié)構(gòu)土的結(jié)構(gòu)包括：單粒結(jié)構(gòu)、蜂窩結(jié)構(gòu)、絮狀結(jié)構(gòu)土的構(gòu)造包括：層理構(gòu)造、裂隙構(gòu)造、分散構(gòu)造選擇題：土的顆粒級(jí)配曲線位于半對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖上，其中橫坐標(biāo)表示粒徑，縱坐標(biāo)表示 c 。a)等于某粒徑的土粒百分含量；b)大于某粒徑的土粒百分含量；c)小于某粒徑的土粒百分含量；d)某兩個(gè)粒徑之間的顆粒百分含量§4.2 土的物理力學(xué)性質(zhì)及其指標(biāo)§4.2.1 土的三相比例指標(biāo)1.土粒比重

26、 （土粒密度）土粒質(zhì)量（或重量）與同體積4時(shí)純水的質(zhì)量（或重量）之比。土粒比重常用比重瓶法測(cè)定，事先將比重瓶注滿純水，稱瓶加水的質(zhì)量。然后把烘干土若干克裝入該空比重瓶內(nèi)，再加純水至滿，稱瓶加土加水的質(zhì)量，按下式計(jì)算土粒比重：式中：m1瓶+水的質(zhì)量； m2瓶+土+水的質(zhì)量； ms烘干土的質(zhì)量； t ºC時(shí)蒸餾水的比重。2.土的天然重度 （密度）單位體積土的重量（質(zhì)量）對(duì)于粘性土，土的密度常用環(huán)刀法測(cè)定。3.土的含水量土中水的質(zhì)量（重量）與土粒質(zhì)量（重量）之比，即水的質(zhì)量和干土質(zhì)量之比。測(cè)定含水率常用的方法是烘干法比重、（天然）密度和含水量是實(shí)驗(yàn)室直接測(cè)定的3個(gè)指標(biāo)§4.2.2

27、 無粘性土的密實(shí)度無粘性土的密實(shí)度與其工程性質(zhì)有著密切關(guān)系1.孔隙比e孔隙比e可以用來表示砂土的密實(shí)度。對(duì)于同一種土，當(dāng)孔隙比小于某一限度時(shí)，處于密實(shí)狀態(tài)。孔隙比愈大，土愈松散 2.相對(duì)密實(shí)度DrEmax:砂土在最松散狀態(tài)時(shí)的孔隙比E: 砂土在天然狀態(tài)下孔隙比Emin:砂土在最密實(shí)狀態(tài)時(shí)的孔隙比砂土的天然孔隙比界于最大和最小孔隙比之間，故相對(duì)密度Dr=01；當(dāng)Dr=0時(shí)，e=emax，砂土處于最疏松狀態(tài)；當(dāng)Dr=1 時(shí)，則e=emin，砂土處于最緊密狀態(tài)。工程實(shí)際中，常用相對(duì)密度評(píng)價(jià)砂土的密實(shí)程度，或判別砂土的震動(dòng)液化。按相對(duì)密度值可將砂土分為三種密實(shí)狀態(tài)：1Dr0.67 密實(shí)的0.67Dr0

28、.33 中密的0.33Dr0 松散的§4.2.3 粘性土的稠度由固態(tài)轉(zhuǎn)變到流態(tài)的界限含水量，稱為塑限由塑態(tài)轉(zhuǎn)變到流態(tài)的界限含水量，稱為液限測(cè)定液限的方法：挫條法測(cè)定液限的方法：碟式液限儀法液、塑限聯(lián)合測(cè)定法塑性指數(shù)和液性指數(shù)用 塑性指數(shù)作為粘性土分類的標(biāo)準(zhǔn)。液性指數(shù)表征了土的天然含水率與界限含水率之間的相對(duì)關(guān)系，表達(dá)了粘性土所處的狀態(tài)根據(jù)液性指數(shù)的大小，劃分粘性土的狀態(tài)：按液性指數(shù)劃分粘性土的稠度狀態(tài)表液性指數(shù)ILIL00<IL0.250.25<IL0.750.75<IL1IL>1.00稠度狀態(tài)堅(jiān)硬硬塑可塑軟塑流塑練習(xí)：【例】 某路堤填筑需土40萬方，要求干密

29、度達(dá)到18kN/m3，附近取土場(chǎng)內(nèi)土的天然重度為17.25kN/m3，含水率15%，土粒比重2.7。則所需土方儲(chǔ)量為（ ）A.42 B.48 C.56 D.96【解】取土場(chǎng)土干重度按土的干重相等，土方用量為：V40×18 / 1548萬方需儲(chǔ)備土方量：2×4896萬方 答案D §4.2.4 土的力學(xué)性質(zhì)土的壓縮性是指土在壓力作用下體積縮小的特性說明：土的壓縮被認(rèn)為只是由于孔隙體積減小的結(jié)果土的固結(jié)：土體在壓力作用下，壓縮量隨時(shí)間增長的過程土按顆粒級(jí)配和塑性指數(shù)分類分為：碎石土、砂土、粉土和粘性土粗粒土按顆粒級(jí)配進(jìn)行分類；粘性土按塑性指數(shù)分類碎石土：粒徑大于2mm的

30、顆粒含量超過全重50%的土。根據(jù)級(jí)配和顆粒形狀，又分為漂石（塊石）、卵石（碎石）、圓礫（角礫）。砂土：粒徑大于2mm的顆粒含量不超過全重50%，且粒徑大于0.075mm的顆粒含量超過全重50%的土。又具體分為礫砂、粗砂、中砂、細(xì)砂和粉砂。粉土：粒徑大于0.075mm的顆粒含量不超過全重50%，且塑性指數(shù)小于等于10的土。又具體分為砂質(zhì)粉土和粘質(zhì)粉土。粘性土：塑性指數(shù)大于10的土。具體分為粉質(zhì)粘土和粘土，10< Ip 17時(shí)稱為粉質(zhì)粘土， Ip>17時(shí)稱為粘土。特殊土的主要工程性質(zhì)1、軟土 :在第四紀(jì)后期于沿海地區(qū)的濱海相、瀉湖相、三角洲和溺谷相；內(nèi)陸平原或山區(qū)的湖相或沼澤相等靜水或

31、緩慢的流水條件下沉積，并經(jīng)生物化學(xué)作用形成的飽和軟粘性土。 特點(diǎn)：富含有機(jī)物、天然含水量大于液限，天然孔隙比大于等于1。大于等于1.5時(shí)為淤泥 工程特性：高含水量和高孔隙比 滲透性低（1e-4e-8） 高壓縮性（ a0.1-0.2 = 0.71.5Mpa-1 ）:變形大而不均勻，變形穩(wěn)定時(shí)間長 抗剪強(qiáng)度低 較顯著的觸變性和儒變性一般靈敏度為，個(gè)別達(dá)2、濕陷性黃土定義與特征:天然黃土在自重壓力或附加應(yīng)力共同作用下,遇水侵濕后土的結(jié)構(gòu)迅速破壞而發(fā)生顯著附加下沉的黃土 特點(diǎn)：顆粒以粉土粒為主 粒度大小均勻 粘粒性少 含水量少 年代新 結(jié)構(gòu)疏松黃土定義與特征：第四紀(jì)以來，在干旱、半干旱條件下，陸相沉積

32、的一種特殊土。 特征：顏色淡黃、褐色、灰黃色，結(jié)構(gòu)疏松、孔隙多，含水少，抗剪強(qiáng)度中等，無層理，濕陷性。3、紅粘土定義與特征：亞熱帶濕熱氣候條件下，碳酸鹽類巖石及其間夾的其他巖石，經(jīng)紅土化作用形成的高 塑性粘土。 特征：含水多，孔隙比大，但強(qiáng)度大，壓縮性低，膨脹性弱但有收縮性，浸水后強(qiáng)度降低。4、膨脹土定義與特征：指含有大量強(qiáng)親水性粘土礦物成分，具有顯著的吸水膨脹和失水收縮、且脹縮變形往 復(fù)可逆的高塑性粘土。 特征：膨脹和收縮性，高強(qiáng)度，壓縮性低，孔隙小，粘粒多鹽漬土定義與特征：土中易溶鹽的含量大于0.5%的土 特征：膨脹性與脫水體積減小，強(qiáng)度隨含水量變化，濕陷性與水穩(wěn)性，不易壓實(shí)5、凍土定義、

33、類型與特征：含有冰的土 類型：季節(jié)凍土，多年凍土 組成：礦物顆粒、水、冰、氣 整體結(jié)構(gòu)：融化后土結(jié)構(gòu)不破壞，工程性質(zhì)好 結(jié)構(gòu)：網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)：融化后土結(jié)構(gòu)破壞，軟塑流塑狀態(tài) 層狀結(jié)構(gòu)：融化后土結(jié)構(gòu)破壞，強(qiáng)烈融沉 構(gòu)造：銜接型構(gòu)造：季節(jié)凍融層與多年凍土相接 非銜接型構(gòu)造：季節(jié)凍融層與多年凍土間有非凍層 季節(jié)凍土工程性質(zhì)：厚度，凍漲，融沉，冰丘，冰錐 多年凍土工程性質(zhì)：物理與水理性質(zhì)：容重、相對(duì)密度、總含水量、相對(duì)含 冰量、未凍結(jié)水含量 力學(xué)性質(zhì)：強(qiáng)度（指標(biāo)）、變形模量、蠕變 類型：高原、高緯度凍土 結(jié)構(gòu)：整體，網(wǎng)狀，層狀 構(gòu)造：銜接型、非銜接性（與季節(jié)凍土） 融沉分級(jí)：少冰凍土 多冰凍土 富冰凍土 飽

34、冰凍土 凍脹率：強(qiáng)凍脹土 凍脹土 弱凍脹土 不凍脹土6、填土（素、雜、沖填土）：一定的地質(zhì)、地貌和社會(huì)歷史條件下，由于人類的活動(dòng)而堆填的土 特征：不均勻性明顯，工程性質(zhì)隨堆積時(shí)間而變化，有濕陷性第5章 地下水巖石的水理性質(zhì): 1、含水性：巖土能容納一定水量的性能。 容水度：巖石中所容納水的體積與巖石總體積比 2、持水性：重力作用下，巖土依靠分子引力和毛細(xì)力在空隙中能保持一定水量的性能。 持水度：重力作用下巖土中所保持的水體積與巖土總體積比 3、給水性：巖土飽和后在重力作用下能自由排出一定水量的性能 給水度：飽水巖土在重力作用下排出水的體積與巖石總體積比 給水度=容水度持水度 4、透水性：巖石允

35、許水流通過的能力。 滲透系數(shù)：單位時(shí)間內(nèi)單位水力梯度和單位面積通過的水量（m /d，cm / s） 按透水性能強(qiáng)弱 透水巖石：砂、礫巖、卵石、裂隙溶隙發(fā)育巖石 半透水巖石：粉質(zhì)粘土、粉土、黃土等 不透水巖石：粘土、淤泥、裂隙溶隙不發(fā)育巖石達(dá)西（Darcy）定律滲透速度： 或 滲流量為：達(dá)西定律適用于雷諾數(shù)不大于10的地下水層流運(yùn)動(dòng)。由于土體中的孔隙一般非常微小，水在土體中流動(dòng)時(shí)的粘滯阻力很大、流速緩慢，因此，其流動(dòng)狀態(tài)大多屬于層流。式中：-水在土中的滲透速度，cm/s。它不是地下水的實(shí)際流速，而是在一單位時(shí)間（sec） 內(nèi)流過一單位土截面（cm2）的水量（cm3）；地下水類型（按埋藏條件分類）

36、1、上層滯水：包氣帶中局部隔水層之上的飽和水 2、潛水：飽水帶中第一個(gè)連續(xù)隔水層之上具有自由水面的重力水 3、承壓水：充滿于兩個(gè)連續(xù)隔水層之間承受壓力的重力水 按空隙性質(zhì)地下水分為三個(gè)亞類：孔隙水、裂隙水、巖溶水1、包氣水 定義：處于地表以下潛水位以上的包氣帶中的水 上層滯水：包氣帶中局部隔水層上的飽和帶水。 特征：埋藏淺、季節(jié)性明顯、空間分布局部性明顯 工程意義：對(duì)工程建筑有影響（凍漲、潮濕） 水質(zhì)差，易污染2、潛水的地質(zhì)特征 埋藏條件：上部沒有連續(xù)隔水層；具有自由的水面（潛水面），其到地表的距離為潛水位埋深。潛水面標(biāo)高稱為潛水位 流動(dòng)特點(diǎn)：重力作用下，由高潛水位向低潛水位處流動(dòng)潛水位、流量

37、和化學(xué)成分隨地區(qū)和時(shí)間的不同而變化 潛水位等水位線：同一時(shí)間測(cè)得的潛水位標(biāo)高相同的點(diǎn)的連線。 作用：決定潛水流向、求水力坡度（h/L水平距離）、確定埋深 提供取水建筑位置、推斷含水層巖性或厚度的變化、確定補(bǔ)給關(guān)系、地下水的出露點(diǎn)和沼澤化范圍。 *等水位線變稀疏說明巖性透水性由差變好，或含水層厚度增大3、承壓水的地質(zhì)特征 埋藏條件：上部有連續(xù)隔水層；無自由的水面，水體承受靜水壓力。 特征：地下水充滿整個(gè)含水層，承受靜水壓力；含水層上下有連續(xù)穩(wěn)定的隔水層 埋藏區(qū)與補(bǔ)給區(qū)不一致，水位、水量、水質(zhì)等受外界因素影響小 承壓水形成的地質(zhì)條件： 構(gòu)造條件：向斜盆地、單斜構(gòu)造 巖性條件： 透水層與隔水層相間排

38、列（山前斜地） 含水層發(fā)生相變或尖滅 含水層被斷層 侵入巖體阻隔含水層濟(jì)南泉水3·地下水的物理化學(xué)性質(zhì)-硬度和工程危害地下水的物理性質(zhì)：地下水的化學(xué)性質(zhì)：1）常見的化學(xué)成分 氣體成分：N2 O2 CO2 H2S CH4 離子成分 陰離子：Cl- SO42- HCO3- 陽離子：Na+ K+ Ca2+ Mg2+ 分子成分：Fe2O3 等膠體化合物或難溶鹽類 2）化學(xué)成分性質(zhì) 總含鹽量與總?cè)芙夤腆w（TDS） 總含鹽量：存在于地下水中的離子、分子和微?？偤浚╣/L) 總?cè)芙夤腆w:105110度下水樣蒸干所得干涸殘余物總量 酸堿度 強(qiáng)酸性水（pH < 5)、弱酸性水(5 7)、中性水

39、(7)、弱堿性水(7 9)、強(qiáng)堿性水( > 9) 硬度 總硬度水中Ca2+ Mg2+的總含量 暫時(shí)硬度將水煮沸后 由于煮沸而減少的這部分Ca2+ Mg2+ 總含量 永久硬度總硬度與暫時(shí)硬度之差 極軟水（硬度< 75) 、軟水(75 150)、弱硬水(150 300)、硬 水(450 300)、極硬水( > 450) 地下水對(duì)建筑工程的影響§5.4.1 地下水位下降引起軟土地基沉降在沿海軟土層中進(jìn)行深基礎(chǔ)施工時(shí)，往往需要人工降低地下水位，如果抽水井濾網(wǎng)和砂濾層的設(shè)計(jì)不合理或施工質(zhì)量差，那么，抽水時(shí)會(huì)將軟土層的粘粒、粉粒、甚至細(xì)砂等細(xì)小土顆粒隨同地下水一起帶出地面，使周

40、圍地面土層很快產(chǎn)生不均勻沉降，造成地面建筑物和地下管線不同程度的損壞。§5.4.2 流砂和潛蝕流砂：當(dāng)?shù)叵滤韵露狭鲃?dòng)時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)水壓力等于土體的有效重度時(shí)，土顆粒之間的有效應(yīng)力等于零，土粒就處于懸浮狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為流沙。潛蝕：如果地下水滲流產(chǎn)生的動(dòng)水壓力小于土顆粒額有效重度，雖然不產(chǎn)生流砂現(xiàn)象，但是圖中細(xì)小顆粒仍有可能穿過粗顆粒之間的孔隙被滲流攜帶而走。時(shí)間長了，在土層中將形成管狀空洞，使土體結(jié)構(gòu)破壞，強(qiáng)度降低，壓縮性增加，這種現(xiàn)象稱為機(jī)械潛蝕。§5.4.3 浮托作用§5.4.4 承壓水與基坑工程§5.4.5 地下水對(duì)鋼筋混凝土的腐蝕地下水中某些離子或原子含量過大，會(huì)同混凝土發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。 結(jié)晶類腐蝕 SO42-（結(jié)晶水，體積膨脹，產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，破壞結(jié)構(gòu)）分解類腐蝕 侵蝕性 CO2、HCO3-和PH值(CO2過量HCO3-過低，CO2與Ca(OH)2反應(yīng)產(chǎn)生CaCO3在與CO2反應(yīng)，溶于水)結(jié)晶分解復(fù)合類腐蝕 NH4+、CL-、NO3-Mg2+、 SO42-（化學(xué)反應(yīng)，溶于水，結(jié)晶體積膨脹）第6章 不良地質(zhì)現(xiàn)象的工程地質(zhì)問題1、風(fēng)化作用 按占優(yōu)勢(shì)的營力及巖