工程地質(zhì)學(xué)復(fù)習(xí)資料整理

工程地質(zhì)學(xué)第二章巖石成因類型及其工程地質(zhì)特征1.巖石按成因可分為：巖漿巖、沉積巖和變質(zhì)巖三大類。2.存在地殼中的具有一定化學(xué)成分和物理性質(zhì)的自熱元素和化合物，稱為礦物。其中構(gòu)成巖石的礦物，稱為造巖石礦物。如常見(jiàn)的石英、正長(zhǎng)石、方解石等。3.礦物的物理性質(zhì)有顏色（自色、他色、假色）、光澤（造巖礦物絕大部分屬于非金屬光澤）、硬度（礦物的硬度的確定，是根據(jù)兩種礦物對(duì)刻時(shí)互相是否刻傷的情況而定。）、解理和斷口。4.當(dāng)巖漿的內(nèi)部壓力小于上部巖層壓力時(shí)，迫使巖漿停留下，冷凝成巖漿巖。5.依冷凝成巖漿巖的地質(zhì)環(huán)境的不同，將巖漿巖分三類：深成巖、淺成巖、噴出巖。6.巖漿巖的產(chǎn)狀有：巖基、巖株、巖盤、巖床、巖脈。7.巖漿巖的結(jié)構(gòu)，是指組成巖石的礦物的結(jié)晶程度、晶粒的大小、形狀及其相互結(jié)合的情況。8.巖漿巖的結(jié)構(gòu)分為：全晶質(zhì)結(jié)構(gòu)（粗粒結(jié)構(gòu)、中粒結(jié)構(gòu)、細(xì)粒結(jié)構(gòu)、微粒結(jié)構(gòu)）、半晶質(zhì)結(jié)構(gòu)、非晶質(zhì)結(jié)構(gòu)。9.巖漿巖的構(gòu)造，是指礦物在巖石中的組合方式和空間分布情況。常見(jiàn)構(gòu)造主要有：塊狀構(gòu)造、流紋狀構(gòu)造、氣孔狀構(gòu)造、杏仁狀構(gòu)造。10.常見(jiàn)的巖漿巖有酸性巖類、中性巖類、基性巖類。酸性巖類中性巖類基性巖類深成的花崗巖正長(zhǎng)石、閃長(zhǎng)巖輝長(zhǎng)巖淺成的花崗斑巖正長(zhǎng)斑石、閃長(zhǎng)玢巖輝綠巖噴出的流紋巖粗面巖、安山巖玄武巖沉積巖是在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。沉積巖主要由碎屑物質(zhì)、粘土礦物、化學(xué)沉積礦物、有機(jī)質(zhì)及生物殘骸組成。在沉積巖的組成物質(zhì)中，粘土礦物、方解石、白云石、有機(jī)質(zhì)等，是沉積巖所特有的，是物質(zhì)組成上區(qū)別于巖漿巖的一個(gè)重要特征。沉積巖分類：碎屑巖類、粘土巖類、化學(xué)及生物化學(xué)巖類。沉積巖的結(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)。沉積巖最主要的構(gòu)造是層理構(gòu)造。沉積巖的層理構(gòu)造、層面特征和含有化石，是沉積巖在構(gòu)造上區(qū)別于巖漿巖的重要特征。常見(jiàn)沉積巖：碎屑巖類火山集塊巖、火山角礫巖、凝灰?guī)r、礫巖、砂巖、粉砂巖粘土巖類泥巖、頁(yè)巖化學(xué)及生物化學(xué)巖類石灰?guī)r、白云巖變質(zhì)巖是由原來(lái)的巖石在地殼中受到高溫、高壓及化學(xué)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)造變化后形成的新巖石。變質(zhì)巖變質(zhì)作用的因素：高溫、高壓、新的化學(xué)成分的加入。變質(zhì)巖特有的礦物（石滑綠蛇）變質(zhì)巖的結(jié)構(gòu)（變晶變余）變質(zhì)巖的構(gòu)造，主要的是片理構(gòu)造和塊狀構(gòu)造。其中片理構(gòu)造是變質(zhì)巖所特有的，是從構(gòu)造上區(qū)別于其他巖石的一個(gè)顯著標(biāo)志。比較典型的片理構(gòu)造有：板狀構(gòu)造、千枚狀構(gòu)造、片狀構(gòu)造、片麻狀構(gòu)造。常見(jiàn)變質(zhì)巖：巖類構(gòu)造巖石名稱片理狀巖類片麻狀構(gòu)造片麻巖片狀構(gòu)造片巖千枚狀構(gòu)造千枚巖板狀構(gòu)造板巖塊狀巖類塊狀構(gòu)造大理石、石英石、蛇紋巖地球發(fā)展的時(shí)間段落稱為地質(zhì)年代。巖層的地質(zhì)年代有兩種表示方法：絕對(duì)地質(zhì)年代和相對(duì)地質(zhì)年代沉積巖相對(duì)地質(zhì)年代的確定方法：地層對(duì)比法、地層接觸關(guān)系法、巖性對(duì)比法和古生物化石法。巖漿巖相對(duì)地質(zhì)年代的確定方法：侵入接觸和沉積接觸。劃分地層年代和地層單位的主要依據(jù)，是地殼運(yùn)動(dòng)和生物的演變。地質(zhì)年代單位與相對(duì)應(yīng)的地層單位表：適用范圍地質(zhì)年代單位地層單位國(guó)際性代紀(jì)世界系統(tǒng)全國(guó)性或大區(qū)域性（世）期（統(tǒng)）階帶地方性時(shí)（時(shí)代，時(shí)期）群組斷（帶）在第四紀(jì)歷史上發(fā)生了兩大變化即人類的出現(xiàn)和冰川作用。在第四紀(jì)形成的各種沉積物通常是松散的、軟弱的、多孔的，與巖石的性質(zhì)有著顯著的差異，有時(shí)就籠統(tǒng)稱之為土。第四紀(jì)沉積物的形成是由地殼表層堅(jiān)硬巖石在漫長(zhǎng)的地質(zhì)年代里，經(jīng)過(guò)風(fēng)化、侵蝕等外力作用，破碎成大小不等的巖石碎塊或礦物顆粒，這些巖石碎塊在斜坡重力作用、流水作用、風(fēng)力吹揚(yáng)作用、波蝕作用、冰川作用以及其他外力作用下被搬運(yùn)到適當(dāng)?shù)沫h(huán)境下沉積成各種類型的土體。地質(zhì)構(gòu)造及其對(duì)工程的影響未經(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，先沉積的老巖層在下，后沉積的新巖層在上，稱為水平構(gòu)造。原來(lái)水平的巖層，在受到地殼運(yùn)動(dòng)的影響后，產(chǎn)狀發(fā)生變動(dòng)。其中最簡(jiǎn)單的一種形式，就是巖層向同一個(gè)方向傾斜，形成單斜構(gòu)造。巖層在空間的位置，稱為巖層產(chǎn)狀。傾斜巖層的產(chǎn)狀，是用巖層層面的走向、傾向和傾角三個(gè)產(chǎn)狀要素來(lái)表示的。詳見(jiàn)課本圖3-2P32褶皺構(gòu)造中的一個(gè)彎曲，稱為褶曲。褶曲要素：核部、翼、軸面、軸、樞紐。詳見(jiàn)課本圖3-3P33褶曲類型：背斜褶曲、向斜褶曲。按褶曲的軸面產(chǎn)狀，可將褶曲分為：直立褶曲、傾斜褶曲、倒轉(zhuǎn)褶曲、平臥褶曲四個(gè)形態(tài)類型。詳見(jiàn)課本圖3-5P34按褶曲的樞紐產(chǎn)狀，又可分為：水平褶曲和傾斜褶曲兩個(gè)形態(tài)類型。褶皺是褶曲的組合形態(tài)，兩個(gè)或兩個(gè)以上褶曲構(gòu)造的組合，稱為褶皺構(gòu)造。土的名稱土的名稱粘土粉質(zhì)粘土塑性指數(shù)注：塑性指數(shù)由相應(yīng)于76g圓錐體沉入土樣中深度為10mm測(cè)定的液限計(jì)算而得IP＞1710＜IP≤17土根據(jù)地質(zhì)成因可分為：殘積土、坡積土、洪積土、沖積土、湖積土、海積土、冰磧土及冰水沉積土和風(fēng)積土。軟土的物理力學(xué)特性：高含水量和高孔隙性、滲透性低、壓縮性高。軟土的工程性質(zhì)特征：變形大而不均勻、變形穩(wěn)定歷時(shí)長(zhǎng)、抗剪強(qiáng)度低、較顯著的觸變性和蠕變性。受水浸濕后的結(jié)構(gòu)迅速破壞而發(fā)生顯著附加下沉的，稱為濕陷性黃土，否則，稱為非濕陷性黃土。紅粘土的一般特點(diǎn)是天然含水量和孔隙比很大，但其強(qiáng)度高、壓縮性低，工程性能良好。紅粘土的一般物理力學(xué)特征:天然含水量高、密度小、高塑性、不具有濕陷性。填土分為：素填土、雜填土和沖填土。地下水在巖石細(xì)小的孔隙和裂隙中，受毛細(xì)作用控制的水叫毛細(xì)水。毛細(xì)水對(duì)建筑工程的意義：產(chǎn)生毛細(xì)壓力、毛細(xì)水對(duì)土中氣體的分布與流通有一定影響，常常是導(dǎo)致產(chǎn)生封閉氣體的原因、助長(zhǎng)地基的冰凍現(xiàn)象和使地下室潮濕。當(dāng)巖石、土層的孔隙完全被水飽和時(shí)，粘土顆粒之間除結(jié)合水以外的水都是重力水。我們把能夠給出并透過(guò)相當(dāng)數(shù)量重力水的巖層或土層，稱為含水層。構(gòu)成含水層的條件，一是巖土中要有孔隙存在，并充滿足夠數(shù)量的重力水；二是這些重力水能夠在巖土孔隙中自由運(yùn)動(dòng)。隔水層是指那些不能給出并透過(guò)水的巖層、土層，或者這些巖土層給出與透過(guò)水的數(shù)量是微不足道的。巖土的含水性，巖土的含水性質(zhì)叫含水性。通常巖土能容納和保持水分多少的表示方法有兩種容水度和持水度。容水度：巖土孔隙完全被水充滿時(shí)的含水量稱為容水度。持水度：巖土顆粒的結(jié)合水達(dá)到最大數(shù)值時(shí)的含水量稱為持水度（最大分子含水量）。飽水巖土在重力作用下排出水的體積與巖土體積之比，稱為給水度。巖土允許重力水滲透的能力稱為透水性。達(dá)西定律：能用達(dá)西定律計(jì)算滲流速度。Q=KA（H1－H2）／L=KAI或υ=Q／A=KI式中Q——滲透流量H1、H2——上、下游過(guò)水?dāng)嗝娴乃^（L）A——過(guò)水?dāng)嗝娴拿娣e,包括巖土顆粒和孔隙兩部分的面積K——滲透系數(shù)L——滲透長(zhǎng)度（L）I——水力坡度υ地下水滲透速度地下水按埋藏條件可分為三大類：即包氣帶水、潛水、承壓水。對(duì)根據(jù)含水層的空隙性質(zhì)地下水可分為三個(gè)亞類：即孔隙水、裂隙水巖溶水。埋藏在基巖裂隙中的地下水叫裂隙水。裂隙水按基巖裂隙成因分類有：風(fēng)化裂隙水、成巖裂隙水、構(gòu)造裂隙水。賦存和運(yùn)移于可溶巖的溶隙溶洞（洞穴、管道、暗河）中的地下水叫巖溶水。根據(jù)巖溶水的埋藏條件可分為：巖溶上層滯水、巖溶潛水及巖溶承壓水。泉是地下水天然露頭。主要是地下水或含水層通道露出地表形成的。因此泉是地下水的主要排泄方式之一。泉的分類按補(bǔ)給源可分為三類：包氣帶泉、潛水泉、自流水泉。地下水的物理性質(zhì)有：溫度、顏色、透明度、氣味、味道、導(dǎo)電性及放射性。石膏與水化鋁酸鈣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生產(chǎn)水化硫鋁酸鈣，這是一種鋁和鈣的復(fù)合硫酸鹽，習(xí)慣上稱為水泥桿菌。第六章不良地質(zhì)現(xiàn)象的工程地質(zhì)問(wèn)題地殼運(yùn)動(dòng)、地震、大氣營(yíng)力作用、流水作用以及人類工程活動(dòng)等因素作用，造成了各種各樣的地質(zhì)現(xiàn)象。例如巖石風(fēng)化、斜坡滑動(dòng)與崩塌、河流的侵蝕與堆積、巖溶、地震等。這些地質(zhì)現(xiàn)象雖然不是每個(gè)建筑場(chǎng)地都有發(fā)生，但在有些場(chǎng)地是存在的，它對(duì)工程的安全和使用起到不同程度的不良影響，甚至危害甚大，因而稱這些地質(zhì)現(xiàn)象為不良地質(zhì)現(xiàn)象。位于地殼表面或接近于地面的巖石經(jīng)受著風(fēng)、電、大氣降水和溫度等大氣營(yíng)力以及生物活動(dòng)等因素的影響，巖石會(huì)發(fā)生破碎或成分變化，這種變化的過(guò)程稱為風(fēng)化。物理風(fēng)化作用是指巖石在風(fēng)化營(yíng)力的影響下，產(chǎn)生一種單純的機(jī)械破壞作用。其特點(diǎn)是破壞后巖石的化學(xué)成分不改變，只是巖石發(fā)生崩解、破碎、形成巖屑，巖石由堅(jiān)硬變疏松。水由液態(tài)變成固態(tài)時(shí)，體積膨脹約百分之九，對(duì)裂隙兩壁產(chǎn)生很大的膨脹壓力，起到楔子的作用，稱為“冰劈”。化學(xué)作用有：水化作用、氧化作用、水解作用，以及溶解作用。巖石風(fēng)化的結(jié)果，使原來(lái)母巖性質(zhì)改變，形成不同風(fēng)化程度的風(fēng)化巖。按巖石風(fēng)化深淺和特征，可將巖石風(fēng)化程度分為五級(jí)：未風(fēng)化、微風(fēng)化、弱風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化、全風(fēng)化。從巖石風(fēng)化程度的深淺，在風(fēng)化剖面上自下而上可分成四個(gè)風(fēng)化帶：微風(fēng)化帶、弱風(fēng)化帶、強(qiáng)風(fēng)化帶和全風(fēng)化帶。風(fēng)化的治理方法可采用挖除和防治兩種措施。河流的機(jī)械侵蝕作用（對(duì)河床的沖刷、對(duì)河岸的掏蝕）。河谷類型（構(gòu)造谷、侵蝕谷）侵蝕谷發(fā)展的階段（峽谷型、河漫灘、成型河谷）；河流階地的形成及分類（侵蝕階地、堆積階地（上疊、內(nèi)迭、嵌入）、基座階段）。河岸掏蝕破壞的防護(hù)措施（直接護(hù)岸及調(diào)節(jié)徑流）滑坡是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(dòng)面（或滑動(dòng)帶）作整體向下滑動(dòng)的現(xiàn)象。一個(gè)發(fā)育完全的比較典型的滑坡具有如下的基本構(gòu)造特征：滑坡體；滑動(dòng)面、滑動(dòng)帶和滑坡床；滑坡后壁；滑坡臺(tái)地；滑坡鼓丘；滑坡舌；滑坡裂縫。根據(jù)我國(guó)的滑坡類型可有如下的滑坡劃分：覆蓋層滑坡、基巖滑坡、特殊滑坡?；碌闹卫碓瓌t：滑坡的治理，要貫徹以防為主、整治為輔的原則；盡量避開(kāi)大型滑坡所影響的位置；對(duì)大型復(fù)雜的滑坡，應(yīng)采用多項(xiàng)工程綜合治理；對(duì)中小型滑坡，應(yīng)注意調(diào)整建筑物或構(gòu)筑物的平面位置，以求經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)最優(yōu)；對(duì)發(fā)展中的滑坡要進(jìn)行整治，對(duì)古滑坡要防止復(fù)活，對(duì)可能發(fā)生滑坡的地段要防止滑坡的發(fā)生；整治滑坡應(yīng)先做好排水工程，并針對(duì)形成滑坡的因素，采取相應(yīng)措施。治理措施：排水、支擋、刷方減重、改善滑動(dòng)面（帶）的巖土性質(zhì)。陡峻或極陡斜坡上，某些大塊或巨快巖塊，突然地崩落或滑落，順山坡猛烈地翻滾跳躍，巖塊相互撞擊破碎，最后堆積于坡腳，這一過(guò)程稱為崩塌，堆積于坡腳的物質(zhì)為崩塌堆積物，也稱巖堆。防止崩塌的方法分為防止崩塌產(chǎn)生的措施及攔擋防御措施。防止產(chǎn)生的措施包括削坡、清除危石、膠結(jié)巖石裂隙、引導(dǎo)地表水流，以避免巖石強(qiáng)度迅速變化，防止差異風(fēng)化以避免斜坡進(jìn)一步變形及提高斜坡穩(wěn)定性等。泥石流是指在山區(qū)一些流域內(nèi)，主要是在暴雨降落時(shí)所形成的、并由固體物質(zhì)（石塊、砂礫、粘粒）所飽和的暫時(shí)性山地洪流。一般地說(shuō)，泥石流的組成成分是水體和巖石破壞產(chǎn)物。泥石流按其物質(zhì)組成可分如下三類泥石流：水石流型泥石流、泥石流型泥石流、泥水流型泥石流。典型泥石流的流域可劃分為形成區(qū)、流通區(qū)和堆積區(qū)。防止泥石流原則是以防為主，兼設(shè)工程措施?？刹捎妙A(yù)防、攔截和排導(dǎo)等措施。巖溶，也稱喀斯特，它是由于地表水或地下水對(duì)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。巖溶的垂直分帶：垂直循環(huán)帶、季節(jié)循環(huán)帶、水平循環(huán)帶、深部循環(huán)帶。土洞形成條件（機(jī)械潛蝕與溶濾潛蝕、臨界流速）土洞類型（地表水下滲、巖溶水潛蝕）溶洞與土洞的防治措施：挖填、跨蓋、灌注、排導(dǎo)、打樁。地震是一種地質(zhì)現(xiàn)象，它主要是由于地球的內(nèi)力作用而產(chǎn)生的一種地殼振動(dòng)現(xiàn)象。地震按其成因，可分為四類：構(gòu)造地震、火山地震、陷落地震和人工觸發(fā)地震。若某一周期的地震與地基土層固有周期相近，由于共振的作用，這種地震波的振幅將得到放大，此周期稱為卓越周期。一切工程建（構(gòu)）筑物都是支撐在地層上，直接支撐建（構(gòu)）筑物重量的地層部分稱為地基。建（構(gòu)）筑物在地下直接與地基相接觸的部分稱為基礎(chǔ)。地基破壞的三個(gè)階段（楔形區(qū)階段、幅向剪切區(qū)階段、被動(dòng)區(qū)階段）持力層是指地基中直接支持建（構(gòu)）筑物荷載的巖土層。斷裂類型（全新活動(dòng)斷裂、非全新活動(dòng)斷裂、發(fā)震斷裂、地裂水平巖層中洞址（選址好）傾斜巖層中洞址（選址不好）1頁(yè)巖2石灰?guī)r3泥灰?guī)r1砂礫巖2頁(yè)巖3石灰?guī)r陡立巖層巖性分界面處洞址（不好）陡立巖層中洞址（不好）洞室軸線與巖層走向垂直正交時(shí)：影響程度主要取決于傾角大小和巖性的均一性。單斜（陡傾立）（很好）單斜（緩傾斜）（不好）向斜