工程地質(zhì)-同濟大學-2012-復(fù)習重點

工程地質(zhì)學：研究在工程建筑設(shè)計、施工和運營的實施過程中合理的處理和正確的使用自然地質(zhì)條件和改造不良地質(zhì)條件等地質(zhì)問題。工程地質(zhì)條件：由于地質(zhì)因素對工程建筑的利用和改造有影響。巖石按成因可分為：巖漿巖、沉積巖、變質(zhì)巖。石英SiO2正長石KAlSi3O8方解石CaCO3方解石遇鹽酸起泡滑石滑膩蒙脫石劇烈吸水膨脹、可塑性正長石解理面成直角高嶺石吸水性、可塑性、摸之有滑感從軟到硬10種礦物（相對硬度）：1、滑石2、石膏3、方解石4、螢石5、磷灰石6、正長石7、石英8、黃玉9、剛玉10、金剛石解理：礦物受打擊后，能沿一定方向裂開成光滑平面的性質(zhì)。裂開的光滑面叫解理面。斷口：不具方向性的不規(guī)則破裂面。云母1個解理長石2個解理方解石3個解理極完全解理：極易裂開成薄片，解理面大而完整，平滑光亮，云母完全解理：常沿解理方向開裂成小塊，解理面平整光亮，方解石中等解理：既有解理面，又有斷口，正長石不完全解理：常出現(xiàn)斷口，解理面很難出現(xiàn)，磷灰石巖漿巖依冷凝地質(zhì)環(huán)境：深成巖、淺成巖、噴出巖。產(chǎn)狀：巖基、巖株、巖盤、巖床、巖脈。SiO2的含量：酸性巖類（>65%）石英、正長石、黑云母、角閃石中性巖類（52%-65%）正長石、斜長石、角閃石、黑云母、輝石基性巖類（45%-52%）斜長石、輝石、角閃石、橄欖石超基性巖類（<45%）橄欖石、輝石、角閃石結(jié)構(gòu)：全晶質(zhì)結(jié)構(gòu)、半晶質(zhì)結(jié)構(gòu)、非晶質(zhì)結(jié)構(gòu)構(gòu)造：塊狀結(jié)構(gòu)、流紋狀結(jié)構(gòu)、氣孔狀結(jié)構(gòu)、杏仁狀結(jié)構(gòu)酸性巖類：花崗巖、花崗斑巖、流紋巖中性巖類：正長巖、正長斑巖、粗面巖、閃長巖、閃長玢巖、安山巖基性巖類：輝長巖、輝綠巖、玄武巖沉積巖地表和地表下不太深的地方，由松散堆積物在溫度不高和壓力不大的條件下形成的物質(zhì)組成：碎屑物質(zhì)、黏土礦物、化學沉積礦物、有機質(zhì)及生物殘害碎屑粒徑大?。旱[狀結(jié)構(gòu)>砂質(zhì)結(jié)構(gòu)>粉砂質(zhì)結(jié)構(gòu)膠結(jié)物成分硬度：硅>鐵>鈣>泥黏土礦物、方解石、白云石、有機質(zhì)是沉積巖所特有的物質(zhì)組成特點，分三類：碎屑巖類、黏土巖類、化學及生物化學巖類結(jié)構(gòu)：碎屑結(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：層理構(gòu)造：由于季節(jié)性氣候的變化，沉積環(huán)境的改變，使先后沉積的物質(zhì)在顆粒大小、形狀、顏色和成分上發(fā)生相應(yīng)變化，從而顯示出來的成層現(xiàn)象層理：水平層理、斜層理、交錯層理碎屑巖類：火山集塊巖、火山角礫巖、凝灰?guī)r礫巖及角礫巖、砂巖、粉砂巖黏土巖類：頁巖、泥巖化學及生物化學巖類：石灰?guī)r（方解石）、白云巖（白云石）變質(zhì)巖原來的巖石在地殼中受到高溫、高壓及化學成分加入的影響，在固體狀態(tài)下發(fā)生礦物成分及結(jié)構(gòu)構(gòu)造變化后形成的變質(zhì)作用：高溫、高壓、新的化學成分的加入礦物成分：許多新的變質(zhì)礦物，石榴子石、滑石、綠泥石、蛇紋石結(jié)構(gòu)和構(gòu)造：幾乎全部是結(jié)晶構(gòu)造片理構(gòu)造（板狀構(gòu)造、千枚狀構(gòu)造、片狀構(gòu)造、片麻狀構(gòu)造）和塊狀構(gòu)造片理狀巖類：片麻巖、片言、千枚巖塊狀巖類：大理巖、石英巖地質(zhì)年代的確定方法沉積巖：地層對比法、地層接觸關(guān)系法、巖性對比法、古生物化石法巖漿巖：侵入接觸、沉積接觸絕對地質(zhì)年代：“年”，確切時間，不能反映巖層形成的過程相對地質(zhì)年代：并不包含“年”，先后順序、新老關(guān)系地質(zhì)年代表新生代第四紀全新世Ｑh0.01人類出現(xiàn)晚更新世Qp中更新世Qp2早更新世Qp11.64新近紀上新世N25.00中新世N123.3近代哺乳類出現(xiàn)古近紀漸新世E337.5始新世E250古新世E165魚類出現(xiàn)中生代白堊紀K135被子植物,浮游鈣藻出現(xiàn)侏羅紀J208鳥類哺乳類出現(xiàn)三疊紀T250蜥龍魚龍出現(xiàn)古生代晚古生代二疊紀P290獸行型類裸子植物出現(xiàn)石炭紀C362單孔類種子蕨科達類出現(xiàn)泥盆紀D410總鰭魚類節(jié)蕨石松真蕨植物出現(xiàn)早古生代志留紀S439裸蕨植物出現(xiàn)奧陶紀O510無頜類出現(xiàn)寒武紀--570硬殼動物出現(xiàn)元古代新元古代震旦紀Z680不具硬殼動物出現(xiàn)南華紀Nh800青白口紀Qb1000多細胞動物高級藻類出現(xiàn)中元古代薊縣紀JX1400真核動物出現(xiàn)(綠藻)長城紀Ch1800古元古代滹沱紀Hl2300五臺紀Wt2500太古代新太古代Ar32800原核生物出現(xiàn)(菌類及藍藻)中太古代Ar23200古太古代Ar13600生命現(xiàn)象開始出現(xiàn)始太古代Ar045oo第四紀地質(zhì)特征：人類的出現(xiàn)、冰川作用地質(zhì)構(gòu)造：構(gòu)造變動在巖層和巖體中遺留下來的各種構(gòu)造形跡水平構(gòu)造：未經(jīng)構(gòu)造變動的沉積巖層，其形成時的原始產(chǎn)狀是水平的，先沉積的老巖層在下，后沉積的新巖層在上單斜構(gòu)造：巖層向同一個方向傾斜褶曲的一翼、斷層的一盤或者是局部地層不均勻的上升或下降所引起的產(chǎn)狀：巖石在空間的位置。傾斜巖層的產(chǎn)狀，是用巖層層面的走向、傾向和傾角三個產(chǎn)狀要素來表示的褶皺構(gòu)造：組成地殼的巖層，受構(gòu)造應(yīng)力的強烈作用，使巖層形成一系列波狀彎曲而未喪失其連續(xù)性的構(gòu)造褶曲（褶皺構(gòu)造的一個彎曲）的基本形態(tài)是背斜（向上拱起）和向斜（下凹）核部、翼、軸面、軸、樞紐軸面產(chǎn)狀，可分為：直立褶曲、傾斜褶曲、倒轉(zhuǎn)褶曲、平臥褶曲樞紐產(chǎn)狀，可分為：水平褶曲、傾伏褶曲隧道工程，褶曲的翼部通過一般是比較有利的。軸部容易遇到地質(zhì)問題。褶曲的野外觀察：穿越法（垂直巖層走向）、追索法（平行巖層走向）斷裂構(gòu)造：構(gòu)成地殼的巖體，受力作用發(fā)生變形，當變形達到一定程度后，使巖體的連續(xù)性和完整性遭到破壞，產(chǎn)生各種大小不一的斷裂裂隙（也成為節(jié)理）的類型：構(gòu)造裂隙（巖體受地應(yīng)力作用歲巖體變形而產(chǎn)生）和非構(gòu)造裂隙（由成巖作用、外動力、重力等非構(gòu)造因素形成）斷層：巖體受力作用斷裂后，兩側(cè)巖塊沿斷裂面發(fā)生了顯著位移的斷裂構(gòu)造斷層要素：斷層面和破碎帶、斷層線、上盤和下盤、斷距斷層的基本類型：正斷層（上盤下降、下盤上升）、逆斷層（上盤上升、下盤下降）、平推斷層（兩盤水平位移）斷層的工程地質(zhì)評價：盡量避開大的斷層破碎帶，必須穿越時，盡量垂直于斷層走向或以較大的角度斜交不整合：形成年代不相連續(xù)的兩套巖層重疊在一起的現(xiàn)象。不整合面，不整合接觸整合接觸：堆積物的沉積次序的銜接的，產(chǎn)狀是平行的，在形成的年代上也是順次連續(xù)的不整合接觸的類型：平行不整合（產(chǎn)狀基本一致）、角度不整合（產(chǎn)狀不一致）不與整合面上的底礫巖性一致的巖層形成時間較早，與角度不整合面的產(chǎn)狀一致的巖層形成時間較晚巖石的主要物理性質(zhì)：重量、孔隙性、吸水性、軟化性、抗凍性巖石的主要力學性質(zhì)：巖石的變形、巖石的強度影響巖石工程性質(zhì)的因素：礦物成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、水、風華影響巖體穩(wěn)定性的主要因素：區(qū)域穩(wěn)定性、巖體結(jié)構(gòu)特征、巖體變形特性與承載力、地質(zhì)構(gòu)造及巖體風華程度結(jié)構(gòu)面按地質(zhì)成因，可分為原生的、次生的（風華、卸荷、地下水等作用形成的風華裂隙、破碎帶、荷載裂隙、泥化夾層、夾泥層）、構(gòu)造的（構(gòu)造應(yīng)力作用斷裂面、錯動面、破碎帶）節(jié)理也分為原生的、次生的、構(gòu)造的結(jié)構(gòu)面的特征：結(jié)構(gòu)面的規(guī)模、形態(tài)、連通性、充填物的性質(zhì)、密集程度巖體結(jié)構(gòu)：巖體中結(jié)構(gòu)面與結(jié)構(gòu)體的組合方式巖體結(jié)構(gòu)的分類：整體塊狀結(jié)構(gòu)、層狀結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)和散體結(jié)構(gòu)巖土中的水按物理力學性質(zhì)可分為：氣態(tài)水、結(jié)合水、毛細水、重力水、固態(tài)水、結(jié)晶水、結(jié)構(gòu)水巖土的含水性：容水度（巖土空隙完全被水充滿時的含水量）、持水度（巖土顆粒的結(jié)合水達到最大數(shù)值時的含水量）巖土的給水度（飽水巖土在重力作用下排出水的體積與巖土體積之比）與有效孔隙度有關(guān)巖土的透水性（允許重力水滲透的能力）通常用滲透系數(shù)表示達爾西定律：Q=KAI或滲流速度v=KI=I-水力坡度K-滲透系數(shù)（現(xiàn)場和室內(nèi)，室內(nèi)有常水頭透水性強的無粘性土、變水頭透水性弱的）Q-滲透流量A-過水斷面面積包括巖土顆粒和空隙地下水按埋藏條件可分為：包氣帶水、潛水（第一個隔水層以上）、承壓水（兩個隔水層之間）含水層的空隙性質(zhì)可分為：孔隙水、裂隙水、巖溶水地下水的物理性質(zhì)：溫度、顏色、透明度、氣味、味道、導(dǎo)電性、放射性物理風華作用：溫度變化和巖石裂隙中水分的凍結(jié)化學風華作用：水化作用、氧化作用、水解作用、溶解作用生物風華作用：動植物及微生物河流地質(zhì)作用：侵蝕、切割地面和沖刷河岸，堆積，形成各種沉積物和流水沉積地貌流水：溶蝕和機械侵蝕河漫灘：凹岸被沖刷，凸岸被堆積，淺灘不斷擴大和固定，形成洪水期才能淹沒的灘地滑坡：斜坡土體和巖體在重力作用下失去原有的穩(wěn)定狀態(tài)，沿著斜坡內(nèi)某些滑動面作整體向下滑動的現(xiàn)象根據(jù)受力不同，滑坡裂縫可分為：拉張裂縫（滑坡后部產(chǎn)生一些張口的弧形裂縫，產(chǎn)生滑坡的前兆）、鼓張裂縫（滑坡下部會向上鼓起并開裂）、剪切裂縫（中央部分較兩側(cè)滑動快而產(chǎn)生剪切作用）、扇形張裂縫（滑坡舌向兩側(cè)擴散，形成放射狀的張開裂縫）按滑坡的主要物質(zhì)組成和滑坡與地質(zhì)構(gòu)造的關(guān)系：覆蓋層滑坡、基巖滑坡、特殊滑坡滑坡的發(fā)育過程：蠕動變形階段、滑動破壞階段、漸趨穩(wěn)定階段滑坡體的穩(wěn)定系數(shù)K=<1發(fā)生滑坡支擋結(jié)構(gòu)設(shè)置在剩余下滑力最小位置處較合理影響滑坡的因素：斜坡外形、巖性、構(gòu)造、水、地震、人為因素滑坡的治理：排水、支擋、刷方減重、改善滑動面（帶）的巖土性質(zhì)崩塌：陡峭或極陡斜坡上，某些大塊或巨塊巖塊，突然的崩落或滑落，順山坡猛烈的翻滾跳躍，巖塊互相撞擊破碎，最后堆積于坡腳崩塌發(fā)生條件和發(fā)育因素：山坡的坡度及其表面的構(gòu)造、巖石性質(zhì)和節(jié)理程度、地質(zhì)構(gòu)造崩塌的防治：削坡、清除危石、膠結(jié)巖石裂隙、引導(dǎo)地表水流泥石流：水石流型、泥石流型、泥水流型巖溶（喀斯特）：由于地表水或地下水對可溶性巖石溶蝕的結(jié)果而產(chǎn)生的一系列地質(zhì)現(xiàn)象巖溶的主要形態(tài)：溶溝溶槽、漏斗、溶蝕洼地、坡立谷和溶蝕平原、落水洞和豎井、溶洞、暗河、天生橋巖溶的形成條件：巖體由可熔巖組成，并且具有透水性能。巖體中是有水的，特別在地下水位以下的巖體。水在巖體中流動、有侵蝕力巖溶水的垂直分帶：垂直循環(huán)帶（包氣帶）、季節(jié)循環(huán)帶（過渡帶）、水平循環(huán)帶（飽水帶）、深部循環(huán)帶土洞：因地下水或者地表水流入地下土體內(nèi)，將顆粒間可溶成分溶濾，帶走細小顆粒，使土體被掏空成洞穴而形成（即潛蝕作用）潛蝕：地下水流在土體中進行溶蝕和沖刷的作用巖溶與土洞地區(qū)對建筑物穩(wěn)定性和安全性有很大影響：溶蝕巖石的強度大為降低、造成基巖面部均勻起伏、漏斗對地面穩(wěn)定性的影響、溶洞和土洞對地基穩(wěn)定性的影響防治：挖填、跨蓋、灌注、排導(dǎo)、打樁烈度分為基本烈度（最大）、建筑場地烈度（地質(zhì)條件、地貌地形、水文地質(zhì)）和設(shè)計烈度（重要性、永久性、抗震性）地震和烈度關(guān)系表地震液化效應(yīng)：砂土層完全喪失抗剪強度和承載能力，變得像液體一樣路基選線：在單斜谷中，路線應(yīng)該選擇在巖層傾向背向山坡的一岸。在斷裂谷中，選擇邊坡相對穩(wěn)定性大的一岸。在巖層褶皺的邊坡中，路線方向和巖層走向大致平行，為向斜構(gòu)造時，向斜山兩側(cè)邊坡對路基穩(wěn)定有利，背斜山時，兩側(cè)邊坡對路基穩(wěn)定不利。橋位選址：河床較窄、河道順直、河槽變遷不大、水流平穩(wěn)、兩岸地勢較高、施工方便。覆蓋層薄、河床基底為堅硬完整的巖體。在山區(qū)應(yīng)特別注意兩岸的不良地質(zhì)現(xiàn)象，滑坡、崩塌、泥石流、巖溶等。區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造穩(wěn)定性條件好，地質(zhì)構(gòu)造簡單，斷裂不發(fā)育的地段。200、20、2、0.075、0.005分為漂石、卵石、圓礫、砂粒、粉粒、粘粒土的礦物成分：原生礦物、不溶于水的次生礦物、可溶鹽類及易分解的礦物、有機質(zhì)結(jié)合水（強結(jié)合水、弱結(jié)合水）和非結(jié)合水（毛細水、重力水、氣態(tài)水和固態(tài)水）土的工程分類應(yīng)遵循以下原則：工程特性差異性的原則，以成因、地質(zhì)年代為基礎(chǔ)的原則，分類指標便于測定的原則土按堆積年代可劃分為：老堆積土、一般堆積土、新近堆積土根據(jù)地質(zhì)成因可分文：殘積土（巖石經(jīng)風化后未被搬運的那一部分原巖風化剝蝕后的產(chǎn)物，另一部分則被降水和風所帶走）、坡積土（經(jīng)雨雪水的細水片流緩慢洗刷、剝蝕，及土粒在重力作用下順著山坡逐漸移動形成的堆積物）、洪積土（由暴雨或大量融雪驟然集聚而成的暫時性山洪急流帶來的碎屑物質(zhì)在山溝的出口處或山前傾斜平原堆積形成的洪積土體）、沖積土（由河流的流水作用將碎屑物質(zhì)搬運到河谷中坡降平緩的地段堆積而成，發(fā)育于河谷內(nèi)及山區(qū)外的沖積平原中）、湖積土（湖浪沖蝕湖岸形成的碎屑物質(zhì)）、海積土、冰漬土及冰水沉積土（由冰川和冰川融化的冰水下進行搬運堆積而成）和風積土（干旱的氣候條件下，巖石的風化碎屑物被風吹揚，搬運一段距離后）軟土：淤泥及淤泥質(zhì)土物理力學特性：高含水量和高孔隙性、滲透性低、壓縮性高、抗剪強度低、較顯著的觸變性和蠕變性在建筑荷載作用下的變形：變形大而不均勻、變形穩(wěn)定歷時長濕陷性黃土紅粘土：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黏土物理力學特征：天熱含水量高、密度小、高塑性、一般呈現(xiàn)較高的強度和較低的壓縮性、不具有濕陷性、一般仍處于堅硬或硬可塑狀態(tài)膨脹土：大量的強親水性黏土礦物成分，具有顯著的吸水膨脹和失水收縮，且膨脹變形往復(fù)可逆的高塑性黏土物理力學特性：粘粒含量多、天然含水量接近或略小于塑限、天然空隙比小、自由膨脹量大原位測試與室內(nèi)土工試驗相比，具有以下優(yōu)點：可以測定難以取得不擾動土樣的有關(guān)工程力學性質(zhì)可以避免取樣過程中應(yīng)力釋放的影響原位測試的土體影響范圍遠比室內(nèi)試驗大，代表性也強可大大縮短地基土層勘察周期靜力載荷試驗（CPT）：在挖至設(shè)計的基礎(chǔ)埋置深度的平整坑底放置一定規(guī)格的方形或圓形承壓板，在其上逐級施加荷載，測定相應(yīng)荷載作用下地籍圖的穩(wěn)定沉降量，分析研究地籍圖的強度和變形特效，求得地基土容許承載力與變形模量等力學數(shù)據(jù)目的：確定地基土的臨塑荷載、極限荷載、為評定地基土的承載力提供依據(jù)。估算地基土的變形模量、不排水抗剪強度和基床反力系數(shù)靜力觸探試驗（DPT）：通過一定的機械裝置，將一定規(guī)格的金屬探頭用靜力壓入土層中，同時用傳感器或直接量測儀表測試土層對觸探頭的貫入阻力優(yōu)點：連續(xù)、快速、精確?？梢栽诂F(xiàn)場直接測得各土層的貫入阻力指標。掌握各土層原始狀態(tài)下有關(guān)的物理力學性質(zhì)。適用于粘性土、粉土、砂土，設(shè)備的貫入能力必須滿足測試土性、深度等需要，反力必須大于貫入總阻力目的：根據(jù)貫入阻力曲線的形態(tài)特征或數(shù)值變化幅度劃分土層、估算地基土層的物理力學參數(shù)、評定地基土的承載力、選擇樁基持力層、估算單樁極限承載力、判定沉樁可能性、判定場地地震液化勢圓錐動力觸探（DPT）：利用一定的錘擊動能，將一定規(guī)格的圓錐探頭打入土中，根據(jù)打入土中的阻力大小判別土層的變化，對土層進行力學分層，并確定土層的物理力學性質(zhì)，對地基土作出工程地質(zhì)評價適用于強風化、全風化的硬質(zhì)巖石、各種軟質(zhì)巖土及各類土目的：定性評價、定量評價標準貫入試驗（SPT）：標準規(guī)格的圓筒形探頭適用于砂土、粉土和一般粘性土，最適用于N=2-50擊的土層目的：采取擾動土樣，鑒別和描述土類，按顆粒分析結(jié)果定名。土個強度參數(shù)、變形模量、地基承載力等作出評價。估算單樁極限承載力和判定沉樁可能性。判定飽和粉砂、砂質(zhì)粉土的地震液化可能性及液化等級。十字板剪切試驗（