李毅佳《土建計量》講義 第一章 工程地質

一、考情分析

本章主要以單選題為主，單選題6題，多選題2題。共計10分。其中第二節(jié)和第四節(jié)I分，其他

兩節(jié)分值比較平均。本章知識點較分散，內容涵蓋較多，學員應該理解記憶。

本章歷年真題分值分布

題型

單項選擇題多項選擇題合計

年份

2009年-2011年6分2分8分

2012年3分0分3分

2013年-2016年6分6分12分

2017年-2020年6分4分10分

第一節(jié)巖體的特征

本節(jié)分值分布

考試年度2020年2019年2018年

單選題多選題單選題多范題單選題多選題

第一節(jié)巖體

1道1分1道2分1道1分1道2分2道2分1道2分

的特征

巖體是巖石受節(jié)理、斷層、層面及片理面等結構面切割而且有一定結構的、受地下水影響的多裂隙

綜合體。巖體和巖石的概念不同，巖石是礦物的集合體，巖體可能由一種或多種巖石組合，且在形成

現(xiàn)實巖體的過程中，經受了構造變動、風化作用、卸荷作用等各種內外力地質作用的破壞和改造。

工程巖體有地基巖體、邊坡巖體和地下工程圍巖三類。

上

部

結

構

【2016年真題】工程巖體分類有（）。

A.穩(wěn)定巖體

B.不穩(wěn)定巖體

C.地基巖體

I）.邊坡巖體

E.地下工程圍巖

『正確答案』CDE

I?答案解析」本題考查的是巖體的結構。工程巖體有地基巖體、邊坡巖體和地下工程圍巖三類。

一、巖體的結構

（―）巖體的構成

巖體的性質取決于巖石或土和結構面的性質。

1.巖石

（1）巖石的主要礦物

其中構成巖石的礦物，稱為造巖礦物。巖石中的石英含量越多，鉆孔的難度就越大，鉆頭、鉆機

等消耗量就越多。

【2015年真題】對巖石鉆孔作業(yè)難度和定額影響較大的礦物成分是（）。

A.云母

B.長石

C.石英

D.方解石

『正確答案』C

『答案解析」本題考查的是巖石。巖石中的石英含量越多，鉆孔難度就越大，鉆頭、鉆機等消耗量

就越多。

由于成分和結構的不同，每種礦物都有自己特有的物理性質，如顏色、光澤、硬度等。物理性質是

鑒別礦物的主要依據(jù)。

礦物的顏色分為白色、他色和假色，自色可以作為鑒別礦物的特征,而他色和假色則不能。

例如，依據(jù)醺鑒定礦物的成分和結構，依據(jù)光澤鑒定風化程度,依據(jù)硬度鑒定礦物類別,如表

1.1.Io

表1.1.1礦物硬度表

硬度12345678910

黃剛金剛

礦物滑石石膏方解石螢石磷灰石長石石英

玉石

指甲約為2?2.5小刀約為5-5.5度,玻璃約為5.5?6度,

度鋼刀約為6?7度

在實際工作中常用可刻劃物品來大致測定礦物的相對硬度。

【佳分秘籍】清育甲解（姐）螢（迎）灰?。ㄎ⑿Γ?-5.5）

璃長鋼英黃玉剛（5.5-10）

【2020年真題】下列造巖礦物硬度最高的是（）。

A.方解石

B.長石

C.螢石

D.磷灰石

『正確答案』B

『答案解析』本題考查的是巖石。硬度：方解石（3）、長石（6）、螢石（4）、磷灰石（5）。

【2018年真題】以下礦物可用玻璃刻劃的有（）。

A.方解石

B.滑石

C.剛玉

〉石英

E.石膏

『正確答案」ABE

『答案解析』本題考查的是巖石。礦物的相對硬度，玻璃約為5.5?6度，方解石為3度，滑石為

1度，剛玉為9度，石英為7度，石膏為2度。

（2）巖石的成因類型及其特征

地球固體的表層是由巖石組成的硬殼一一地殼，組成地殼的巖石按成因可分為巖漿巖（火成巖）、

沉積巖（水成巖）和變質巖三大類。

1）巖漿巖

巖漿巖又稱火成巖，是巖漿通過地殼運動，沿地殼薄弱地帶上升冷卻凝結后形成的巖石。

根據(jù)形成條件，巖漿巖分為噴出巖和侵入巖。

根據(jù)形成深度，侵入巖分為深成巖和淺成巖。

深成巖常形成巖基等大型侵入體，巖性一般較單一，以中、粗粒結構為主，致密堅硬，孔隙率小，

透水性弱，抗水性強，故其常被選為理想的建筑基礎,如花崗巖、正長巖、閃長巖、輝長巖;淺成巖

多以巖床、巖墻、巖脈等狀態(tài)產出，有時相互穿插。顆粒細小，巖石強度高，不易風化，但這些小型侵

入體與周圍巖體的接觸部位，巖性不均一，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖石破碎，風化蝕變嚴重，透水性增大，如

花崗斑巖、閃長粉巖、輝標巖、脈巖。

深磔巖（淺）

噴出巖是指噴出地表形成的巖漿巖，一般呈原生孔隙和節(jié)理發(fā)育，產狀不規(guī)則，厚度變化大，巖性

很不均勻，比侵入巖強度低,透水性強，抗風能力差，如流紋巖、粗面巖、安山巖、玄武巖、火山碎

屑巖（火山角礫巖、凝灰?guī)r）。

【佳分秘籍】深侵入＞淺侵入〉噴出

流紋粗武灰山碎

（劉文初舞灰山醉）

【佳分秘籍】比侵入出謖度限透水性為.抗風的差。

如.我值出.粗面M安山—玄武?麗也、火山屯三二）

巖楚巖gg睡觸酰）/花長

^￡8:花芮污，正氏天源全.輝長目一）

侵入注

--------X工則1質。）

X>----------/--------------------------

-------/7j0;花、班目.丙i畫卷.金也.脈巖斑責

綠脈

巖石類型/結構組成）一（碎網(wǎng)結構.泥質結構.墨粒結構.生物結購

@李毅佳（程屬巖）一"（碌包、眇巖.酚妙也石字旁

?分類十:―一5區(qū)加一4T]___________

'「化學巖及生物化學巖）一（二灰右:期粗、白云二?A灰字當家J

形成原巖漿巖.沉聯(lián)巖經赧或巖漿活動形成的新巖石

變質巖g^flg）~（變余結構.交晶結將[碑教結構）

①?狀內遺；②千校狀1期?;③片狀構造;

④K屏狀構造，⑤》狀內造（如大理黑

>>點擊查看原圖

【2018年真題】正常情況下，巖漿巖中的侵入巖與噴出巖相比，其顯著特征為（）。

A.強度低

B.強度高

C.抗風化能力差

D.巖性不均勻

「正確答案」B

『答案解析』本題考查的是巖體的結構。噴出巖是指噴出地表形成的巖漿巖。一般呈原生孔隙和節(jié)

理發(fā)育，產狀不規(guī)則，厚度變化大，巖性很不均勻，比侵入巖強度低，透水性強，抗風能力差，如

流紋巖、粗面巖、安山巖、玄武巖、火山碎屑巖。選項A、C、D均為與侵入巖相比，噴出巖的特點。

2）沉積巖

沉積巖是在地殼表層常溫常壓條件下，由風化產物、有機物質和某些火山作用產生的物質，經風化、

搬運、沉積和成巖等一系列地質作用而膨成的層狀巖石。沉積巖的構造，是沉積巖各個組成部分的空間

分布和排列方式。常見的構造有層理構造、層面構造、結核（與周圍沉積巖不同的、規(guī)模不大的團塊體）、

生物成因構造（如生物礁體、疊層構造、蟲跡、蟲孔等）。根據(jù)沉積巖的組成成分、結構、構造和形成

條件，可分為碎屑巖（如礫巖、砂巖、粉砂巖）、黏土巖（如泥巖、頁巖）、化學巖及生物化學巖類

（如石灰?guī)r、白云巖、泥灰?guī)r）等。

碎屑類：“石”

茹土類：泥巖更巖一

化學生物類：磁巖白云巖泥醫(yī)巖

3）變質巖

變質巖是地殼中原有的巖漿巖或沉積巖，由于地殼運動和巖漿活動等造成物理化學環(huán)境的改變，使

原來巖石的成分、結構和構造發(fā)生一系列變化，所形成的新的巖石。

變質巖的構造主要有板狀構造（平行、較密集而平坦的破裂面分裂巖石成板狀體）、千枚狀構造（巖

石呈薄板狀）、片狀構造（含大量呈平行定向排列的片狀礦物）、片麻狀構造（粒狀變晶礦物間夾鱗片

狀、柱狀變晶礦物并呈大致平行的斷續(xù)帶狀分布）、塊狀構造（礦物均勻分布、結構均一、無定向排列,

如大理巖、石英巖等）。

【佳分總結】三大類巖石的主要區(qū)別

巖類特征性質等

深形成巖基等大型侵入體，巖性一般較單一，以中、粗粒結構為主，致密堅硬，孔

成隙率小，透水性弱，抗水性強一理想的建筑基礎

侵石UU花崗巖、正長巖、閃長巖、輝長巖

入以巖床、巖墻、巖脈等狀態(tài)產出，時有穿插。顆粒細小，巖石強度高，不易風化，

巖淺

巖作為小型侵入體與周圍巖體的接觸部位，巖性不均一，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖石破碎，

漿成

風化蝕變嚴重，透水性大

巖巖

花崗斑巖、仄長圻巖、輝綠巖、脈巖

一般呈原生孔隙和節(jié)理發(fā)育，產狀不規(guī)則，厚度變化大，巖性不均勻，比侵入巖

噴出巖強度低，透水性強，抗風能力差

流紋巖、粗面巖、安山巖、玄武巖、火山灰碎屑巖、凝灰?guī)r

層狀巖層

碎屑巖礫巖、砂巖、粉砂巖

沉積巖

黏土巖泥巖、頁巖

化學巖及生物化學巖類石灰?guī)r、白云巖、泥灰?guī)r

變余結構、變晶結構、碎裂結構

變質巖

板狀、千枚狀、片狀、片麻狀、塊狀（大理巖、石英巖）

流紋粗武灰山碎

（劉文初舞灰山醉）

【佳分秘籍】比侵入N系度低.透水性強.抗風糧力能

如：流紋巖.相面者、安山巖「玄武吞鬟醫(yī)后、火岬陶巖f）

巖漿巖是理想的陵筑出花長

如：花崗巖.正?抵長老

工程性層差）

^x5如：花身麥巖、閃長I她、輝綠巖,膿巖

巖石類型｛結構組成）~（碑離結構.里質結構.葡胞結構.生物結構

@李毅佳/碎屑達）--《礫黑砂牝惱石字旁

「分類缸巖、.㈤區(qū)泥六一《?4H

「化學達及生初海滄：-…（石灰區(qū)泥灰區(qū)一吊t、?]

>>點擊查看原圖

根據(jù)上述三大類巖石的特征描述，現(xiàn)將它們之間的主要區(qū)別歸納如表1.1.2o

表1.L2巖漿巖、沉積巖和變質巖的地質特征表

巖類地illi1i

7T漿Tf沉積巖變質巖

質特征

主要礦全部為從巖漿巖中析出的次生礦物占主要地位除具有變質前原來巖石的礦物，如

物成分原生礦物，成分復雜，但成分單一，一般多不固石英、長石、云母、角閃石、輝石、

較穩(wěn)定。淺色的礦物有.石定。常見的石石英、長方解石、白云石、高嶺石等外，尚

英、長石、白云母等；深石、白云母、方解石、有經變質作用產生的礦物，如石榴

魚的礦物有黑云母、角閃白云石、高嶺石等子石、遭至、綠泥石、蛇紋石等

石、輝石、橄欖石等

以碎屑、泥質及生物碎

以結晶粒狀、斑狀結構為屑結構為特征、部分為

結構以變晶結構等為特征

特征成分單一.的結晶結構，

但肉眼不易分辨

具塊狀、速紋狀、父孔狀、

構造具星理構造多具片理構造

杏仁狀構造

主要由先成巖石的風

直接由高溫熔融的巖漿形化產物，經壓密、膠結、由先成的巖漿巖、沉積巖和變質巖，

成因

成重結晶等成巖作用而經變質作用而形成

形成

【佳分秘籍】三種巖類主要礦物成分分析表

【2020年真題】經變質作用產生的礦物有（）。

A.綠泥石

B.石英

C.蛇紋石

D.白云母

E.滑石

『正確答案」ACE

『答案解析』本題考查的是巖石。變質巖除具有變質前原來巖石的礦物，如石英、氏石、云母、角

閃石、輝石、方解石、白云石、高嶺石等外，尚有經變質作用產生的礦物，如石榴子石、滑石、綠

泥石、蛇紋石等。

【2019年真題】方解石作為主要礦物成分常出現(xiàn)于（）。

A.巖漿巖與沉積巖中

B.巖漿巖與變質巖中

C.沉積巖與變質巖中

I）.火成巖與水成巖中

『正確答案』C

［答案解析］本題考查的是巖石。沉積巖的主要礦物成分常見的有石英、長石、白云母、方解石、

白云石、高嶺石等。變質巖的主要礦物成分除具有變質前原來巖石的礦物，如石英、長石、云母、

角閃石、輝石、方解石、白云石、高嶺石等外，尚有經變質作用產生的礦物，如石榴子石、滑石、

綠泥石、蛇紋石等。

【2013年真題】常見的沉積巖有（）。

A.輝綠巖

B.泥巖

C.石灰?guī)r

D.白云巖

E.大理巖

I1正確答案JRCD

『答案解析』本題考查的是巖石。選項A,輝綠巖屬于巖漿巖，選項E,大理巖屬于變質巖。

2.土

上是巖石在風化作用下形成的大小懸殊的顆粒，在各種自然環(huán)境中形成的堆積物。

（1）土的組成。土是由顆粒（固相）、水溶液（液相）和氣（氣相）所組成的三相體系。

根據(jù)組成土的固體顆粒礦物成分的性質及其對土的工程性質影響不同，組成土的固體顆粒礦物可分

為原生礦物、不溶于水的次生礦物、可溶鹽類及易分解的礦物、有機質四科、

（2）土的結構和構造。土的結構是指土顆粒本身的特點和顆粒間相互關聯(lián)的綜合特征，一般可分

為兩大基本類型：

1）單粒結構。也稱散粒結構，是碎石（卵石D、礫石類土和砂土等無黏性土的基本結構形式，其

對土的工程性質影響主要在于其松密程度。

2）集合體結構。也稱團聚結構或絮凝結構,這類結構為黏性土所特有。黏性土組成顆粒細小，表

面能大，顆粒帶電，沉積過程中粒間引力大于重力，并形成結合水膜連接，使之在水中不能以單個顆粒

沉積下來，而是凝聚成較復雜的集合體進行沉積。

（3）土的分類。

1）根據(jù)有機含量分類。根據(jù)土中有機質含量，分為無機土、有機質土、泥炭質土和泥炭。

泥炭

［無《1±

/一^有機質土

土（■?液、氣）有機理｛星］

臊

2）根據(jù)顆粒級配和塑性指數(shù)分類。根據(jù)顆粒級配和塑性指數(shù)分為碎石土、砂土、粉土和黏性土。

碎石土是粒徑＞2mm的顆粒含量超過全重50%的土；根據(jù)顆粒級配和顆粒形狀分為漂石、塊石、卵

石、碎石、圓礫和角礫；

砂土是粒徑＞2mm的顆粒含量不超過全重50%,且粒徑＞0.075mm的顆粒含量超過全重50%的土；

黏性土是塑性指數(shù)＞10的土。分為粉質黏土和黏土；

粉土是粒徑大于0.075的顆粒不超過全重50%,且塑性指數(shù)近10的土。

【佳分秘籍】

＞＞點擊查看原圖

3）根據(jù)地質成因分類。土可分為殘積土、坡積土、洪積土、沖擊土、淤積土、冰積土和風積土等。

4）根據(jù)顆粒大小及含量分類。土可分為巨粒土、粗粒土、細粒土等。如圖1.1.1所示。

【佳分手繪】

0.0050.075260200

一黏土?粉土?砂土?礫石?卵石?漂石.

圖LL1土的分類與土粒粒徑

淤泥，凍土，膨脹，有機，腐蝕乂

2mm：—受水影響小'2mm50%

|6±鯉，.土］砂礫礫石卵石漂石”大

碎石“石”

埴土單粒好

【佳分秘籍：有”有“肉”不能用】

（5）填土。

1）素填土。素填土是由碎石、砂土、粉土或黏性土等一種或幾種材料組成的填土。一般密實度較

差，但若堆積時間較長，由于土的自重壓密作用，也能達到一定密實度。如堆填時間超過10年的黏性

土、超過5年的粉土、超過2年的砂土，均具有一定的密實度和強度，可以作為一般建筑物的天然地

*7肉幺乂

K

石，

唯瘴＜10=5X2

2）雜填土。雜填土是含有大量雜物的填土。試驗證明，以生活垃圾和腐蝕性及易變性工業(yè)廢料為

主要成分的雜填土，一般不宜作為建筑物地基。主要以建筑垃圾或一般工業(yè)廢料組成的雜填土，采用適

當?shù)拇胧┻M行處理后可作為一般建筑物地基。

【佳分手繪】

建筑垃圾一般性工業(yè)廢料

垃圾〈工業(yè)廢料

生活垃坡腐蝕性及易變性工業(yè)

xr-

3）沖填土。其含水量大，透水性較弱，排水固結差，一股呈軟塑或流塑狀態(tài)，比同類目然沉積飽

和土的強度低、壓縮性高。

【2012年真題】不宜作為建筑物地基填土的是（）。

A.堆填時間較長的砂土

B.經處理后的建筑垃圾

C.經壓實后的生活垃圾

D.經處理后的一般工業(yè)廢料

『正確答案」C

I"答案解析J本題考杳的是十體的工程地質性質。以生活泣圾和腐蝕性及易變性工業(yè)廢料為主要成

分的雜填土，一般不宜作為建筑物地基。主要以建筑垃圾或一般工業(yè)廢料組成的雜填土：采用適當

的措施進行處理后可作為一股建筑物地基。

2.特殊上的工程性質

（1）軟土。泛指淤泥及淤泥質土。天然孔隙比e大于或等于1.0。具有高含水量、高孔隙性、低

滲透性、高壓縮性、低抗剪強度、較顯著的觸變性和蠕變性等特性。

（2）濕陷性黃土。在天然含水量時一般呈堅硬或硬塑狀態(tài)，具有較高的強度和低的或中等偏低的

壓縮性，但遇水浸濕后，強度迅速降低，有時即使在其自重作用下也會發(fā)生劇烈的沉陷。濕陷性黃土受

※浸濕后，在其自重壓力下發(fā)生濕陷的，稱為自重濕陷性黃土。而在其自重壓力與附加壓力共同作用下

才發(fā)生濕陷的，稱為非自重濕陷性黃土。在自重濕陷性黃土地區(qū)修筑渠道，初次放水時就可能產生地

面下沉，兩岸出現(xiàn)與渠道平行的裂縫。

【2009年真題】竣工驗收合格的引水渠工程，初期通水后兩岸坡體出現(xiàn)了很長的縱向裂縫，并局

部地面下沉，該地區(qū)土質可能為（）。

A.黏土

B.軟巖

C.砂土

D.濕陷性黃土

『正確答案』D

［答案解析］本題考查的是土體的工程地質性質。濕陷性黃土，在天然含水景時一般呈堅硬或硬塑

狀態(tài)，具有較高的強度和低的或中等偏低的壓縮性，但遇水浸濕后，強度迅速降低，有的即使在其

自重作用下也會發(fā)生劇烈的沉陷。

管道漏水后由于自重濕陷可能導致管道近班。路基受水后由于自重濕陷而發(fā)生局部嚴重坍塌。地基

二的自重濕陷往往使建筑物發(fā)生很大的裂縫或使磚墻傾斜，甚至使一些很輕的建筑物也受到破壞。

（3）紅黏土。天然含水量高、密度小、塑性高，通常呈現(xiàn)較高的強度和較低的壓縮性，不具有濕

陷性。由于塑限很高，所以盡管天然含水量高，一般仍處于堅硬或硬可塑狀態(tài)，甚至飽水的紅黏土也

是堅硬狀態(tài)的。

（4）膨脹上。含有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，且脹縮變形

往漠可逆。在天然條件下一般處于硬塑或堅硬狀態(tài)，強度較高，壓縮性較低易被誤認為是工程性能較

好的土，但一旦地表水浸入或地下水位上升使含水量劇烈增大，或土的原狀結構被擾動時，土體會驟

然強度降低、壓縮性增高。這顯然是由于土的內摩擦角和內聚力都相應減小及結構強度破壞的緣故。

【佳分總結】

類型特性

淤泥及淤泥質土，天然孔隙比21.（）。高含水量、高孔隙性、低滲透性、高壓縮性、

軟土

低抗剪強度、較顯著的觸變性和蠕變性

較高強度和低或中等偏低的壓縮性，但遇水浸濕后，強度迅速降低，有時即使在其自

濕陷性重作用下也會發(fā)生劇烈的沉陷。

蛆①自重濕陷性黃土：受水浸濕后，在其自重壓力下發(fā)生濕陷的。

②非自重濕陷性黃土：在其自重壓力與附加壓力共同作用下才發(fā)生濕陷的。

天然含水量高、密度小、塑性高，較高的強度和較低的壓縮性，不具有濕陷性。由于

紅黏土

塑限很高，甚至飽水的紅黏上也是堅硬狀態(tài)的

膨脹土顯著的吸水膨脹和失水收縮，且脹縮變形往復可逆

塑性指數(shù)愈大，可塑性就愈強。

液限指數(shù)愈大，土質愈軟。

【佳分手繪】

黏土〉10（塑性指數(shù)）可塑性越強

t

固態(tài)半固態(tài)可塑狀態(tài)流動狀態(tài)

..大.

,含水量

縮限塑限液限

大

塑性指數(shù)=1大

_維然含水量二逆限大

題性指叛一軟

【2017年真題】整個土體構成上的不均勻性包括（）。

A.層理

B.松散

C.團聚

D.絮凝

E.結核

r正確答案JAE

『答案解析』本題考查的是土。整個土體構成上的不均勻性包括：層理、夾層、透鏡體、結核、組

成顆粒大小懸殊及裂隙特征與發(fā)育程度等。

【佳分秘籍：層層透核粒大裂】

【2016年真題】黏性土的塑性指數(shù)（）。

A.>2

B.<2

C.>10

I）.<10

r正確答案』c

『答案解析」本題考查的是土。黏性土是塑性指數(shù)大于10的土。

3.結構面

結構面是切割巖體的各種地質界面的統(tǒng)稱，是一些具有一定方向，延展較廣較薄的二維地質界面，

如層面、沉積間斷面、節(jié)理、裂隙、裂縫、斷層等，也包括厚度較薄的軟弱夾層。

結構面的特征是影響結構面強度及其他性能的重要因素,一般從方位、間距、延續(xù)性、粗糙度、結

構面?zhèn)缺趶姸?、張開度、充填物、滲流、節(jié)理組數(shù)、塊體大小等方面來描述結構面的特征。

層面、節(jié)理、裂隙、裂縫、斷層等結構面的空間位置定義為結構面的產狀。

結構面的產狀由走向、傾向和傾角三個要素表示,如圖L1.2所示。層面的產狀還代表所在巖層的

產狀，即表示所在巖層的空間位置。

AB走向：CD鎮(zhèn)向；。一幅加

（1）結構面走向,即結構面在空間延伸的方向，用結構面與水平面交線即走向線的方位角或方向

角表示。走向線兩端延伸方向均是走向，雖相差180。，但是表示的是同一走向。

（2）結構面的傾向,即結構面在空間的傾斜方向，用垂直走向順傾斜面向下引出的?條射線對水

立面投影的指向。

（3）結構面的傾角,即結構面在空間傾斜角度的大小，用結構面與水平面所夾的銳角表示。

【佳分手繪】

走向

候向

巖層產狀要素

AH走向：CD徑向?。一傾防

4.地質構造

（1）水平構造和單斜構造，

水平構造是雖經構造變動的沉積巖層,仍基本保留形成時的原始水平產狀的構造。先沉積的老巖層

在下，后沉積的新巖層在上。

單斜構造是原來水來的巖層,在受到地殼運動的影響后，產狀發(fā)生變動形成巖層向同一個方向傾斜

的構造，這種產狀往往是褶曲的一翼、斷層的一盤，或者是局部地層不均勻的上升或下降形成的。

（2）褶皺構造

褶皺構造是組成地殼的巖層受構造力的強烈作用，使巖層形成一系列波狀彎曲而未喪失其連續(xù)性的

構造，它是巖層產生的塑性變形。絕大多數(shù)褶皺是在水平擠壓力作用下形成的,但也有少數(shù)是在垂直力

或力偶作用下形成的。褶皺構迨在層狀巖層常見，在塊狀巖體中則很難見到。

【佳分手繪】

【2011年真題】在有褶皺構造的地區(qū)進行隧道工程設計，選線的基本原則是（）。

A.盡可能沿褶曲構造的軸部

B.盡可能沿褶曲構造的翼剖

C.盡可能沿褶曲構造的向斜軸部

D.盡可能沿褶皺構造的背斜核部

『正確答案』B

I■答案解析」本題考杳的是地質構造。對于隧道工程來說，在褶曲構造的軸部，巖層傾向發(fā)生顯著

變化，應力作用最集中，容易遇到工程地質問題。一般選線從褶曲的翼部通過是比較有利的。

?背斜褶曲是巖層向上拱起的彎曲,以褶曲軸為中心向兩翼傾斜。當?shù)孛媸艿絼兾g而由露有不同地

質年代的巖層時，較老的巖層出現(xiàn)在褶曲的軸部，從軸部向兩翼，依次出現(xiàn)的是較新的巖層。

?向斜褶曲,是巖層向下凹的彎曲，其巖層的傾向與背斜相反，兩翼的巖層都向褶曲的軸部傾斜。

當?shù)孛嬖馐軇兾g，在褶曲軸部出露的是較新的巖層，向兩翼依次出露的是較老的巖層。

【佳分手繪】

【2013年真題】褶皺構造是（）。

A.巖層受構造力作用形成一系列波狀彎曲且未喪失連續(xù)性的構造

B.巖層受構造力作用形成一系列波狀彎曲而喪失連續(xù)性的構造

C.巖層受水平擠壓力作用形成一系列波狀彎曲而喪失連續(xù)性的構造

0.巖層受垂直力作用形成一系列波狀彎曲而喪失連續(xù)性的構造

r正確答案」A

『答案解析』本題考查的是地質構造。褶皺構造是組成地殼的巖層，受構造力的強烈作用，使巖層

形成一系列波狀彎曲而未喪失其連續(xù)性的構造.

對于隧道工程來說,褶曲構造的軸部是巖層傾向發(fā)生顯著變化的地方，是巖層應力最集中的地

萬，容易遇到工程地質問題，主要是由于巖層破碎而產生的巖體穩(wěn)定問題和向斜軸部地下水的問題。

隧道一般從褶曲的翼部通過是比較有利的。

【2018年真題】隧道選線時，應優(yōu)先布置在（）。

A.褶皺兩側

B.向斜核部

C.背斜核部

D,斷層帶

『正確答案』A

［答案解析］本題考查的是巖體的結構。對于隧道工程來說，褶曲構造的軸部是巖層傾向發(fā)生顯著

變化的地方，是巖層應力最集中的地方，容易遇到工程地質問題，主要是由于巖層破碎而產生的巖

體穩(wěn)定問題和向斜軸部地下水的問題。因而，隧道一般從褶曲的翌部通過是比較有利的.

對于深路塹和高邊坡來說，

當路線垂直巖層走向，或路線與巖層走向平行但巖層傾向與邊坡傾向相反時，對路基邊坡的穩(wěn)定性

注有利的。

不利的情況是路線走向與巖層的走向平行，邊坡與巖層的傾向一致，最不利的情況是路線與巖層走

向平行，巖層傾向與路基邊坡一致，而邊坡的傾角大于（陡于）巖層的傾角。

路線〃巖層走向

（大）隆

路戰(zhàn)垂直巖層走向）

路線與巖層走向平行但巖層傾向與邊坡像向相反）

_（路線走向與巖層的走向平行，邊坡與巖層橫向一致）

市右、（路線與巖層走向平行，巖層簸向與路基邊坡T,邊

地質構造產"~（坡的便角大于j的巖層的像角

@李毅佳

（3）斷裂構造

斷裂構造是構成地殼的巖體，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,產生各種大小不一的斷裂。它是地殼上層常見的地質構造，其分布很廣，特別在一些斷裂

構造發(fā)育的地帶，常成群分布，形成斷裂帶。根據(jù)巖體斷裂后兩側巖塊相對位移的情況，將其分為裂隙

和斷層兩類。

1）裂隙

裂隙，也稱為節(jié)理，是存在于巖體中的裂縫,是巖體受力斷裂后兩側巖塊沒有顯著位移的小型斷

裂構造。一般用裂隙率（巖石中裂隙的面積與巖石總面積的百分比）表示，裂隙率越大，表示巖石中的

裂隙越發(fā)育。

表1.1.3裂隙發(fā)育程度分級及對工程的影響表

發(fā)育程度等級基本特征對工程的影響

對基礎工程無影響,在不含水且

裂隙1?2組，規(guī)則，構造型，間距在In以

裂隙不發(fā)育無其他不良因素時，對巖體穩(wěn)定

上，多為密閉裂隙。巖體被切割成巨塊狀

性影響不大

裂隙2?3組，呈X型，較規(guī)則,以構造型

對基礎工程影響不大,對其他工

裂隙較發(fā)育為主，多數(shù)間距大于0.4m,多為密閉裂隙,

程可能產生相當影響

少有填充物。巖體被切割成大塊狀

裂隙3組以上，不規(guī)則,以構造型或風化型

對_L程建筑物可能產生很大影

裂隙發(fā)育為主，多數(shù)間距小于0.4m,大部分為張開裂

望

障，部分有填充物。巖體被切割成小塊狀

裂隙3組以上，雜亂，以風化型和構造型為

裂隙很發(fā)育上，多數(shù)訶距小于0.2m,以張開裂隙為主，對工程建筑物產生嚴重影響

?般均有填充物。巖體被切割成碎石狀

很I發(fā)I較I不〉間距

嚴重0.2很大0.4不大1無

注：裂隙寬度：密閉裂隙Vlmm：微張裂隙為1?3mm；張開裂隙為3?5mm：寬張裂隙＞5mm。

【2014年】某基巖被3組較規(guī)則的X型裂隙切割成大塊狀，多數(shù)為構造裂隙，間距0.5m?1.0m,

裂隙多密閉少有充填物，此基巖的裂隙對基礎工程（）。

A.無影響

B.影響不大

C.影響很大

D.影響很嚴重

『正確答案』B

『答案解析J本題考查的是地質構造。裂隙發(fā)育程度等級為較發(fā)育的情況下，其對基礎工程影響不

大，對其他工程可能產生相當影響。

根據(jù)裂隙的成因。將其分為構造裂隙和非構造裂隙兩類。

①構造裂隙。構造裂隙是巖體受地應力作用隨巖體變形而產生的裂隙。所以它在空間分布上具有一

定的規(guī)律性。按裂隙的力學性質，可將構造裂隙分為張性裂隙和扭（剪）性裂隙。張性裂隙主要發(fā)育

在背斜和向斜的軸部,裂隙張開較寬，斷裂面粗糙，?般很少有擦痕，裂隙間距較大且分布不勻，沿走

向和傾向都延伸不遠；扭（剪）性裂隙，一般出現(xiàn)在褶曲的翼部和斷層附近.

拉張

【2015年】巖體中的張性裂隙主要發(fā)生在（）。

A.向斜褶皺的軸部

B.向斜褶皺的翼部

C.背斜褶皺的軸部

D.背斜褶皺的翼部

E.軟弱夾層中

「正確答案」AC

［答案解析］本題考查的是地質構造。按裂隙的力學性質，可將構造裂隙分為張性裂隙和扭（剪）

性裂隙。張性裂隙主要發(fā)育在背斜和向斜的軸部，裂隙張開較寬。

【2017年】構造裂隙可分為張性裂隙和扭性裂隙，張性裂隙主要發(fā)育在背斜和向斜的（）o

A.橫向

B.縱向

C.軸部

D.底部

『正確答案』C

［答案解析］本題考查的是地質構造。張性裂隙主要發(fā)育在背斜和向斜的軸部。

②非構造裂隙“非構造裂隙是由成巖作用、外動力、重力等非構造因索形成的裂隙。如巖石在形成

過程中產生的原生裂隙、風化裂隙以及沿溝壁岸坡發(fā)育的卸荷裂隙等。其中具有普遍意義的是其鰻陞,

其主要發(fā)育在巖體靠近地面的部分，一般很少達到地面下10?151n的深度。裂隙分布零亂，沒有規(guī)律

性，使巖石多成碎塊，沿裂隙面巖石的結構和礦物成分也有明顯變化。巖體中的裂隙，在工程上除有

利于開挖外，對巖體的強度和穩(wěn)定性均有不利的影響。破壞了巖體的整體性，促進了巖體的風化速度，

增強了巖體的透水性，進而使巖體的強度和穩(wěn)定性降低。

【扭期a）QUB\斷層附近）

/原生教蝮、風磔原.卸荷累隙，其中n有普迫意義的是風化裂破,

A要發(fā)白在巖體靠近地面的部分

分布零亂，沒若處硼1?巖體中的裂限，在工程上除有利于開場外,J

體的浮度和穩(wěn)定性均有不利的影響.其破壞了巖體的!I體性，促進了I

的風化速度，械了巖體的透水性，迸而使巖體的強度和解性降低

2）斷層

斷層是巖體受力作用斷裂后，兩側巖塊沿斷裂面發(fā)生顯著相對位移的斷裂構造。

①斷層要素。斷層一般由四個部分組成。

a.斷層面和破碎帶

b.斷層線

c.斷盤

d.斷距

D

B

圖1.1.4斷層要索

D

②斷層基本類型。根據(jù)斷層兩盤相對位移的情況，可分為正斷層、逆斷層、平推斷層。

正斷層是上盤沿斷層斷相對下降,下盤相對上升的斷層。它一般是受水平張應力或垂直作用力使

上盤相對向下滑動而形成的，所以在構造變動中多在垂直于張應力的方向上發(fā)生，但也有沿已有的剪節(jié)

理發(fā)生。

張，拉

逆斷層是上盤沿斷層面相對上升,下盤相對下降的斷層。它一般是由于巖體受到水平方向強烈擠壓

力的作用，使上盤沿斷面向上錯動而成。斷層線的方向常和巖層走向或褶皺軸的方向近于一致，和壓

應力作用的方向垂直。斷層面從徒傾角至緩傾角都有。

【2010年】下盤沿斷層面相對下降，這類斷層大多是（）。

A.受到水平方向強烈張應力形成的

B.受到水平方向強烈擠壓力形成的

C.斷層線與褶皺軸的方向基本一致

I）.斷層線與拉應力作用方向基本垂直

E,斷層線與壓應力作用方向基本平行

『正確答案』BC

［答案解析］本題考查的是地質構造。正斷層是上盤沿斷層面相對下降，下盤相對上升的斷層。逆

斷層是上盤沿斷層面相對上升，下盤相對下降的斷層。逆斷層一般是由于巖體受到水平方向強烈擠

壓力的作用，使上盤沿斷面向上錯動而成。斷層線的方向常和巖層走向或褶皺軸的方向近于一致,

和壓應力作用的方向垂直。

平推斷層是由于巖體受水平扭應力作用,使兩盤沿斷層面發(fā)生相對水平位移的斷層。由于多系受

剪（扭）應力形成，因此大多數(shù)與褶皺軸斜交，與"X”節(jié)理平行或沿該節(jié)理形成，其傾角一般是近于

直立的。這種斷層的破碎帶一般較窄，沿斷層面常有近水平的擦痕。

（二）巖體結構特征

1.結構體特征

2.巖體結構類型

巖體結構的基本類型可分為整體塊狀結構、層狀結構、碎裂結構和散體結構.

（1）整體塊狀結構。結構面稀疏、延展性差、結構體塊度大且常為硬質巖石，整體強度高，變形

特征接近于各向同性的均質彈性體，變形模量、承載能力與抗滑能力均較高，抗風化能力一般也較強。

這類巖體具有良好的工程地質性質，往往是較理想的各類工程建筑地基、邊坡巖體及地下工程圍巖。

（2）層狀結構。作為工程建筑地基時，其變形模量和承載能力一般均能滿足要求。但當結構面結

合力不強，有時又有層間錯動面或軟弱夾層存在，則其強度和變形特性均具各向異性特點，一般沿層面

方向的抗剪強度明顯比垂直層面方向的更低，特別是當有軟弱結構面存在時，更為明顯。這類巖體作

為邊坡巖體時，一般來說，當結構面傾向坡外時要比傾向坡里時的工程地質性質差得多.

[2011年】結構面結合力較差的層狀結構工程地基巖體的工程特性是（）。

A.沿層面方向的抗剪強度高于垂直層面方向

B.沿層面方向有錯動比有軟弱夾層的工程地質性質差

C.結構面傾向坡外比傾向坂里的工程地質性質好

D.沿層面方向的抗剪強度低于垂直層面方向

「正確答案」D

『答案解析』本題考查的是巖體結構特征。層狀結構。巖體中結構面一般風化微弱、結合力不強,

故這類巖體總體變形模量和承載能力均較高。作為工程建筑地基時，其變形模量和承載能力一般均

能滿足要求。但當結構面結合力不強，有時又有層間錯動面或軟弱夾層存在，則其強度和變形特性

均具各向異性特點，一般沿層面方向的抗剪強度的比垂直層面方向的更低，當有軟弱結構面存在時，

更加明顯。當結構面傾向坂外時要比傾向坡里時的工程地質性質差得多。

（3）碎裂結構。層狀碎裂結構和碎裂結構巖體變形模量、承載能力均不高，工程地質性質較差。

（4）散體結構。巖體節(jié)理、裂隙很發(fā)育，巖體十分破碎，巖石手捏即碎，屬于碎石土類，可按碎

石土類考慮。

整體塊狀結構可作為較理想的各類工程巖體）

散體結構I"（巖石手捏即碎,碎石土類）

巖體結構基本類型

（工榭蜴頡較差）

二般沿層面方向的抗剪強度比垂直層面方向的低）

當結構面假向地外時要比順向坡里時的工程地質性質差兩紡

二、巖體的力學特性

（-）巖體的變形特征

巖體的變形通常包括結構面變形和結構體變形兩個部分。設計人員所關心的主要是巖體的變形特

性。巖體變形參數(shù)是由變形模量或彈性模量來反映的。

不同巖體具有不同的流變特性。一般有蠕變和松弛兩種表現(xiàn)形式。試驗和工程實踐表明，巖石和巖

體均具有流變性。

（二）巖體的強度性質

由于巖體是由結構面和各種形狀巖石塊體組成的，所以，其強度同時受二者性質的控制。一般情況

下，巖體的強度既不等于巖塊巖石的強度，也不等于結構面的強度，而是二者共同影響表現(xiàn)出來的強度。

但在某些情況下，可以用巖石或結構面的強度來代替。如當巖體中結構面不發(fā)育，呈完整結構時，巖

石的強度可視為巖體強度。如果巖體沿某一結構面產生整體滑動時，則巖體強度完全受結構面強度控

量。

【2011年】工程巖休沿某一結構面產生整休滑動時，其巖體強度完全受控于（）。

A.結構面強度

B.節(jié)理的密集性

C.母巖的巖性

D.層間錯動幅度

『正確答案』A

I1答案解析J本題考查的是巖體的力學特性。如當巖體中結構面不發(fā)育，呈完整結構時，巖石強度

可視為巖體強度。如果巖體沿某一結構面產生整體滑動時，則巖體強度完全受結構面強度控制。

三、巖體的工程地質性質

（一）巖石的工程地質性質

1.巖石的物理力學性質

（1）巖石的主要物埋性質

1）重量

巖石的重量是巖石最基本的物理性質之一，一般用比重和重度兩個指標表示。

巖石重度的大小決定于巖石中礦物的比重、巖石的孔隙性及其含水情況。

一般來講，組成巖石的礦物比重大，或巖石的孔隙性小，則巖石的重度就大。在相同條件下的同

一種巖石，重度大就說明巖石的結構致密、孔隙性小，巖石的強度和穩(wěn)定性也較高。

2）孔隙性

巖石的孔隙性用孔隙度表示，反映巖石中各種孔隙的發(fā)育程度。未受風化或構造作用的侵入巖和

其些變質巖，其孔隙度一般是很小的，而礫巖、砂巖等一些沉積巖類的巖石，則經常具有較大的孔隙

心

3）吸水性

巖石的吸水率與巖石孔隙度的大小、孔隙張開程度等因素有關。巖石的吸水率大，則水對巖石顆

粒間結合物的浸潤、軟化作用就強，巖石強度和穩(wěn)定性受水作用的影響也就越顯著。

4）軟化性

用軟化系數(shù)作為巖石軟化性的指標，在數(shù)值上等于巖石飽和狀態(tài)下的極限抗壓強度與風干狀態(tài)下

極限抗壓強度的比。其值越小，表示巖石的強度和穩(wěn)定性受水作用的影響越大。

KR=j曳次X100%=軟化系數(shù)

￡風干

個大、好

KRL學型X100%=軟化系數(shù)

￡風干

5）抗凍性

在高寒冰凍地區(qū)，抗凍性是評價巖石工程性質的一個重要指標」

（2）巖石主要力學性質

1）巖石的變形

巖石受力作用會產生變形，在彈性變形范圍內用彈性模量和泊桑比兩個指標表示。

j-￡應變

胡克@彈模越大，變形越小

泊桑比抗變形能力越高?

2）巖石的強度

巖石受力作用破壞，表現(xiàn)為壓碎、拉斷和剪切等，故有抗壓強度、抗拉強度和抗剪強度等。

a.抗壓強度?？箟簭姸仁菐r石在單向壓力作用下抵抗壓碎破壞的能力，是巖石最基木最常用的力學

指標。巖石的抗壓強度相差很大，膠結不良礫巖和軟弱頁巖的小于20MPa。堅硬巖漿巖的大于245MPa。

b.抗拉強度?？估瓘姸仁菐r石抵抗拉伸破壞的能力，在數(shù)值上等于巖石單向拉伸破壞時的最大張應

刀。

c.抗剪強度?？辜魪姸仁侵笌r石抵抗剪切破壞的能力，在數(shù)值上等F巖石受剪破壞時的極限剪應力。

在?定壓應力下巖石剪斷時，剪切面上的最大剪應力，稱為抗剪斷強度,其值?般都比較高?？辜魪?/p>

度是沿巖石裂隙或軟弱面等發(fā)生剪切滑動時的指標，其強度遠遠低于抗剪斷強度。

三項強度中，巖石的抗壓強度最高，抗剪強度居中，抗拉強度最小?？辜魪姸燃s為抗壓強度的10%?

40%,抗拉強度僅是抗壓強度的2%?16%。巖石越堅硬，其值相差越大，軟弱巖石的差別較小。

【壓＞剪＞拉】

【2009年真題】某巖石的抗壓強度是200Mpa,其抗剪強度和抗拉強度可能約為（）。

A.lOOMPa和40MPa

B.60MPa和20MPa

C.lOMPa和2MPa

D.5MPa和IMPa

『正確答案』B

［答案解析］本題考查的是巖體的工程地質性質?？辜魪姸葹榭箟簭姸鹊?0%?40%,即20?80MPa；

抗拉強度僅是抗壓強度的2%?16%,即4~32MPao

200MPa抗壓

抗剪200X(10V-40X)*20?80MPa

抗拉200X(2V-16%)=4?32MPa

巖石的抗壓強度和抗剪強度，是評價巖石（