一级造价师岩土的特征Word文档格式.docx
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矿物
滑石
石膏
方解石
萤石
磷灰石
长石
石英
黄玉
刚玉
金刚石
在实际工作中常用可刻划物品来大致测定矿物的相对硬度，如指甲约为2～2.5度，小刀约为5～5.5度，玻璃约为5.5～6度，钢刀约为6～7度。
【2018年真题】以下矿物可用玻璃刻划的有（ ）。
A.方解石
B.滑石
C.刚玉
D.石英
E.石膏
『正确答案』ABE
矿物的相对硬度，玻璃约为5.5～6度，方解石为3度，滑石为1度，刚玉为9度，石英为7度，石膏为2度。
（2）岩石的成因类型及其特征
地球固体的表层是由岩石组成的硬壳——地壳，组成地壳的岩石按成因可分为岩浆岩（火成岩）、沉积岩（水成岩）和变质岩三大类。
1）岩浆岩
岩浆岩又称火成岩，是岩浆通过地壳运动，沿地壳薄弱地带上升冷却凝结后形成的岩石。
根据形成条件，岩浆岩分为喷出岩和侵入岩。
深成岩常形成岩基等大型侵入体，岩性一般较单一，以中、粗粒结构为主，致密坚硬，孔隙率小，透水性弱，抗水性强，故其常被选为理想的建筑基础，如花岗岩、正长岩、闪长岩、辉长岩；
浅成岩多以岩床、岩墙、岩脉等状态产出，有时相互穿插。
颗粒细小，岩石强度高，不易风化，但这些小型侵入体与周围岩体的接触部位，岩性不均一，节理裂隙发育，岩石破碎，风化蚀变严重，透水性增大，如花岗斑岩、闪长玢岩、辉绿岩、脉岩。
喷出岩是指喷出地表形成的岩浆岩，一般呈原生孔隙和节理发育，产状不规则，厚度变化大，岩性很不均匀，比侵入岩强度低，透水性强，抗风能力差，如流纹岩、粗面岩、安山岩、玄武岩、火山碎屑岩。
【2018年真题】正常情况下，岩浆岩中的侵入岩与喷出岩相比，其显著特征为（ ）。
A.强度低
B.强度高
C.抗风化能力差
D.岩性不均匀
『正确答案』B
喷出岩是指喷出地表形成的岩浆岩。
一般呈原生孔隙和节理发育，产状不规则，厚度变化大，岩性很不均匀，比侵入岩强度低，透水性强，抗风能力差，如流纹岩、粗面岩、安山岩、玄武岩、火山碎屑岩。
A、C、D均为喷出岩特点。
参见教材P2。
2）沉积岩
沉积岩是在地壳表层常温常压条件下，由风化产物、有机物质和某些火山作用产生的物质，经风化、搬运、沉积和成岩等一系列地质作用而形成的层状岩石。
沉积岩的构造，是沉积岩各个组成部分的空间分布和排列方式。
常见的构造有层理构造、层面构造、结核（与周围沉积岩不同的、规模不大的团块体）、生物成因构造（如生物礁体、叠层构造、虫迹、虫孔等）。
根据沉积岩的组成成分、结构、构造和形成条件，可分为碎屑岩（如砾岩、砂岩、粉砂岩）、黏土岩（如泥岩、页岩）、化学岩及生物化学岩类（如石灰岩、白云岩、泥灰岩）等。
3）变质岩
变质岩是地壳中原有的岩浆岩或沉积岩，由于地壳运动和岩浆活动等造成物理化学环境的改变，使原来岩石的成分、结构和构造发生一系列变化，所形成的新的岩石。
变质岩的构造主要有板状构造（平行、较密集而平坦的破裂面分裂岩石成板状体）、千枚状构造（岩石呈薄板状）、片状构造（含大量呈平行定向排列的片状矿物）、片麻状构造（粒状变晶矿物间夹鳞片状、柱状变晶矿物并呈大致平行的断续带状分布）、块状构造（矿物均匀分布、结构均一、无定向排列，如大理岩、石英岩等）。
三大类岩石的主要区别。
根据上述三大类岩石的特征描述，现将它们之间的主要区别归纳如表1.1.2。
表1.1.2 岩浆岩、沉积岩和变质岩的地质特征表
岩浆岩
沉积岩
变质岩
主要矿物成分
全部为从岩浆岩中析出的原生矿物，成分复杂，但较稳定。
浅色的矿物有石英、长石、白云母等；
深色的矿物有黑云母、角闪石、辉石、橄榄石等
次生矿物占主要地位成分单一，一般多不固定。
常见的有石英、长石、白云母、方解石、白云石、高岭石等
除具有变质前原来岩石的矿物，如石英、长石、云母、角闪石、辉石、方解石、白云石、高岭石等外，尚有经变质作用产生的矿物，如石榴子石、滑石、绿泥石、蛇纹石等
结构
以结晶粒状、斑状结构为特征
以碎屑、泥质及生物碎屑结构为特征、部分为成分单一的结晶结构，但肉眼不易分辨
以变晶结构等为特征
构造
具块状、流纹状、气孔状；
杏仁状构造
具层理构造
多具片理构造
成因
直接由高温熔融的岩浆形成
主要由先成岩石的风化产物，经压密、胶结、重结晶等成岩作用而形成
由先成的岩浆岩、沉积岩和变质岩，经变质作用而形成
【2013年真题】常见的沉积岩有（ ）。
A.辉绿岩
B.泥岩
C.石灰岩
D.白云岩
E.大理岩
『正确答案』BCD
选项A，辉绿岩属于岩浆岩，选项E，大理岩属于变质岩。
【2010年真题】大理岩属于（ ）。
A.岩浆岩
B.变质岩
C.火成岩
D.沉积岩
变质岩的构造主要有板状构造、片状构造、千枚状构造、块状构造，大理石属于块状构造。
2.土
土是岩石在风化作用下形成的大小悬殊的颗粒，在各种自然环境中形成的堆积物。
（1）土的组成。
土是由颗粒（固相）、水溶液（液相）和气（气相）所组成的三相体系。
根据组成土的固体颗粒矿物成分的性质及其对土的工程性质影响不同，组成土的固体颗粒矿物可分为原生矿物、不溶于水的次生矿物、可溶盐类及易分解的矿物、有机质四种。
（2）土的结构和构造。
土的结构是指土颗粒本身的特点和颗粒间相互关联的综合特征，一般可分为两大基本类型：
1）单粒结构。
也称散粒结构，是碎石（卵石）、砾石类土和砂土等无黏性土的基本结构形式，其对土的工程性质影响主要在于其松密程度。
2）集合体结构。
也称团聚结构或絮凝结构，这类结构为黏性土所特有。
黏性土组成颗粒细小，表面能大，颗粒带电，沉积过程中粒间引力大于重力，并形成结合水膜连接，使之在水中不能以单个颗粒沉积下来，而是凝聚成较复杂的集合体进行沉积。
【2012年真题】不宜作为建筑物地基填土的是（ ）。
A.堆填时间较长的砂土
B.经处理后的建筑垃圾
C.经压实后的生活垃圾
D.经处理后的一般工业废料
『答案解析』本题考查的是土体的工程地质性质。
以生活垃圾和腐蚀性及易变性工业废料为主要成分的杂填土，一般不宜作为建筑物地基。
主要以建筑垃圾或一般工业废料组成的杂填土，采用适当的措施进行处理后可作为一般建筑物地基。
参见教材P14。
【2016年真题】黏性土的塑性指数（ ）。
A.＞2
B.＜2
C.＞10
D.＜10
『答案解析』本题考查的是土。
黏性土是塑性指数大于10的土。
参见教材P4。
【2017年真题】整个土体构成上的不均匀性包括（ ）。
A.层理
B.松散
C.团聚
D.絮凝
E.结核
『正确答案』AE
整个土体构成上的不均匀性包括：
层理、夹层、透镜体、结核、组成颗粒大小悬殊及裂隙特征与发育程度等。
参见教材P3。
（3）土的分类。
1）根据有机含量分类。
根据土中有机质含量，分为无机土、有机质土、泥炭质土和泥炭。
2）根据颗粒级配和塑性指数分类。
根据颗粒级配和塑性指数分为碎石土、砂土、粉土和黏性土。
碎石土是粒径大于2mm的颗粒含量超过全重50%的土，根据颗粒级配和颗粒形状分为漂石、块石、卵石、碎石、圆砾和角砾；
砂土是粒径大于2mm的颗粒含量不超过全重50%，且粒径大于0.075mm的颗粒含量超过全重50%的土；
黏性土分为粉质黏土和黏土；
粉土是粒径大于0.075的颗粒不超过全重50%，且塑性指数小于或等于10的土。
3）根据地质成因分类。
土可分为残积土、坡积土、洪积土、冲击土、淤积土、冰积土和风积土等。
4）根据颗粒大小及含量分类。
土可分为巨粒土、粗粒土、细粒土等。
如图1.1.1所示。
图1.1.1 土的分类与土粒粒径
3.结构面
结构面是切割岩体的各种地质界面的统称，是一些具有一定方向，延展较广较薄的二维地质界面，如层面、沉积间断面、节理、裂隙、裂缝、断层等，也包括厚度较薄的软弱夹层。
结构面的产状由走向、倾向和倾角三个要素表示，如图1.1.2所示。
层面的产状还代表所在岩
层的产状，即表示所在岩层的空间位置。
（1）结构面走向，即结构面在空间延伸的方向，用结构面与水平面交线即走向线的方位角或方向角表示。
走向线两端延伸方向均是走向，虽相差180°
，但是表示的是同一走向。
（2）结构面的倾向，即结构面在空间的倾斜方向，用垂直走向顺倾斜面向下引出的一条射线对水平面投影的指向。
（3）结构面的倾角，即结构面在空间倾斜角度的大小，用结构面与水平面所夹的锐角表示。
图1.1.2 结构面产状要素
AB—走向；
CD—倾向；
α—倾角
节理组数的多少决定了岩石的块体大小及岩体的结构类型，可以根据节理组数划分结构面发育程度。
4.地质构造
（1）水平构造和单斜构造。
水平构造是虽经构造变动的沉积岩层，仍基本保留形成时的原始水平产状的构造。
先沉积的老岩层在下，后沉积的新岩层在上。
单斜构造是原来水平的岩层，在受到地壳运动的影响后，产状发生变动形成岩层向同一个方向倾斜的构造，这种产状往往是褶曲的一翼、断层的一盘，或者是局部地层不均匀的上升或下降形成的。
（2）褶皱构造
褶皱构造是组成地壳的岩层受构造力的强烈作用，使岩层形成一系列波状弯曲而未丧失其连续性的构造，它是岩层产生的塑性变形。
绝大多数褶皱是在水平挤压力作用下形成的，但也有少数是在垂直力或力偶作用下形成的。
褶皱构造在层状岩层常见，在块状岩体中则很难见到。
对于隧道工程来说，褶曲构造的轴部是岩层倾向发生显著变化的地方，是岩层应力最集中的地方，容易遇到工程地质问题，主要是由于岩层破碎而产生的岩体稳定问题和向斜轴部地下水的问题。
隧道一般从褶曲的翼部通过是比较有利的。
【2018年真题】隧道选线时，应优先布置在（ ）。
A.褶皱两侧
B.向斜核部
C.背斜核部
D.断层带
『正确答案』A
对于隧道工程来说，褶曲构造的轴部是岩层倾向发生显著变化的地方，是岩层应力最集中的地方，容易遇到工程地质问题，主要是由于岩层破碎而产生的岩体稳定问题和向斜轴部地下水的问题。
因而，隧道一般从褶曲的翼部通过是比较有利的。
参见教材P6。
◆背斜褶曲是岩层向上拱起的弯曲，以褶曲轴为中心向两翼倾斜。
当地面受到剥蚀而出露有不同地质年代的岩层时，较老的岩层出现在褶曲的轴部，从轴部向两翼，依次出现的是较新的岩层。
◆向斜褶曲，是岩层向下凹的弯曲，其岩层的倾向与背斜相反，两翼的岩层都向褶曲的轴部倾斜。
当地面遭受剥蚀，在褶曲轴部出露的是较新的岩层，向两翼依次出露的是较老的岩层。
◆对于深路堑和高边坡来说，当路线垂直岩层走向，或路线与岩层走向平行但岩层倾向与边坡倾向相反时，对路基边坡的稳定性是有利的。
不利的情况是路线走向与岩层的走向平行，边坡与岩层的倾向一致，最不利的情况是路线与岩层走向平行，岩层倾向与路基边坡一致，而边坡的倾角大于（陡于）岩层的倾角。
【2013年真题】褶皱构造是（ ）。
A.岩层受构造力作用形成一系列波状弯曲且未丧失连续性的构造
B.岩层受构造力作用形成一系列波状弯曲而丧失连续性的构造
C.岩层受水平挤压力作用形成一系列波状弯曲而丧失连续性的构造
D.岩层受垂直力作用形成一系列波状弯曲而丧失连续性的构造
『答案解析』本题考查的是地质构造。
褶皱构造是组成地壳的岩层，受构造力的强烈作用，使岩层形成一系列波状弯曲而未丧失其连续性的构造。
参见教材P5。
【2011年真题】在有褶皱构造的地区进行隧道工程设计，选线的基本原则是（ ）。
A.尽可能沿褶曲构造的轴部
B.尽可能沿褶曲构造的翼部
C.尽可能沿褶曲构造的向斜轴部
D.尽可能沿褶皱构造的背斜核部
对于隧道工程来说，在褶曲构造的轴部，岩层倾向发生显著变化，应力作用最集中，容易遇到工程地质问题。
一般选线从褶曲的翼部通过是比较有利的。
【2014年真题】隧道选线应尽可能避开（ ）。
A.褶皱核部
B.褶皱两侧
C.与岩层走向垂直
D.与裂隙垂直
在布置地下工程时，原则上应避开褶皱核部。
（3）断裂构造
断裂构造是构成地壳的岩体，受力作用发生变形，当变形达到一定程度后，使岩体的连续性和完整性遭到破坏，产生各种大小不一的断裂。
它是地壳上层常见的地质构造，其分布很广，特别在一些断裂构造发育的地带，常成群分布，形成断裂带。
根据岩体断裂后两侧岩块相对位移的情况，将其分为裂隙和断层两类。
1）裂隙
裂隙，也称为节理，是存在于岩体中的裂缝，是岩体受力断裂后两侧岩块没有显著位移的小型断裂构造。
一般用裂隙率（岩石中裂隙的面积与岩石总面积的百分比）表示，裂隙率越大，表示岩石中的裂隙越发育。
表1.1.3 裂隙发育程度分级及对工程的影响表
发育程度等级
基本特征
对工程的影响
裂隙不发育
裂隙1～2组，规则，构造型，间距在1m以上，多为密闭裂隙。
岩体被切割成巨块状
对基础工程无影响，在不含水且无其他不良因素时，对岩体稳定性影响不大
裂隙较发育
裂隙2～3组，呈X型，较规则，以构造型为主，多数间距大于0.4m，多为密闭裂隙，少有填充物。
岩体被切割成大块状
对基础工程影响不大，对其他工程可能产生相当影响
裂隙发育
裂隙3组以上，不规则，以构造型或风化型为主，多数间距小于0.4m，大部分为张开裂隙，部分有填充物。
岩体被切割成小块状
对工程建筑物可能产生很大影响
裂隙很发育
裂隙3组以上，杂乱，以风化型和构造型为主，多数间距小于0.2m，以张开裂隙为主，一般均有填充物。
岩体被切割成碎石状
对工程建筑物产生严重影响
注：
裂隙宽度：
密闭裂隙＜1mm；
微张裂隙为1～3mm；
张开裂隙为3～5mm；
宽张裂隙＞5mm。
【2014年真题】某基岩被3组较规则的X型裂隙切割成大块状，多数为构造裂隙，间距0.5m～1.0m，裂隙多密闭少有充填物，此基岩的裂隙对基础工程（ ）。
A.无影响
B.影响不大
C.影响很大
D.影响很严重
裂隙发育程度等级为较发育的情况下，其对基础工程影响不大，对其他工程可能产生相当影响。
根据裂隙的成因。
将其分为构造裂隙和非构造裂隙两类。
①构造裂隙。
构造裂隙是岩体受地应力作用随岩体变形而产生的裂隙。
所以它在空间分布上具有一定的规律性。
按裂隙的力学性质，可将构造裂隙分为张性裂隙和扭（剪）性裂隙。
张性裂隙主要发育在背斜和向斜的轴部，裂隙张开较宽，断裂面粗糙，一般很少有擦痕，裂隙间距较大且分布不匀，沿走向和倾向都延伸不远；
扭（剪）性裂隙，一般出现在褶曲的翼部和断层附近。
【2015年真题】岩体中的张性裂隙主要发生在（ ）。
A.向斜褶皱的轴部
B.向斜褶皱的翼部
C.背斜褶皱的轴部
D.背斜褶皱的翼部
E.软弱夹层中
『正确答案』AC
张性裂隙主要发育在背斜和向斜的轴部，裂隙张开较宽。
参见教材P7。
【2017真题】构造裂隙可分为张性裂隙和扭性裂隙，张性裂隙主要发育在背斜和向斜的（ ）。
A.横向
B.纵向
C.轴部
D.底部
『答案解析』本题考查的是岩体的构成。
张性裂隙主要发育在背斜和向斜的轴部。
②非构造裂隙。
非构造裂隙是由成岩作用、外动力、重力等非构造因素形成的裂隙。
如岩石在形成过程中产生的原生裂隙、风化裂隙以及沿沟壁岸坡发育的卸荷裂隙等。
其中具有普遍意义的是风化裂隙，其主要发育在岩体靠近地面的部分，一般很少达到地面下10～15m的深度。
裂隙分布零乱，没有规律性，使岩石多成碎块，沿裂隙面岩石的结构和矿物成分也有明显变化。
岩体中的裂隙，在工程上除有利于开挖外，对岩体的强度和稳定性均有不利的影响。
其破坏了岩体的整体性，促进了岩体的风化速度，增强了岩体的透水性，进而使岩体的强度和稳定性降低。
2）断层
断层是岩体受力作用断裂后，两侧岩块沿断裂面发生显著相对位移的断裂构造。
①断层要素。
断层一般由四个部分组成。
a.断层面和破碎带
b.断层线
c.断盘
d.断距
②断层基本类型。
根据断层两盘相对位移的情况，可分为正断层、逆断层、平推断层。
正断层是上盘沿断层面相对下降，下盘相对上升的断层。
它一般是受水平张应力或垂直作用力使上盘相对向下滑动而形成的，所以在构造变动中多在垂直于张应力的方向上发生，但也有沿已有的剪节理发生。
逆断层是上盘沿断层面相对上升，下盘相对下降的断层。
它一般是由于岩体受到水平方向强烈挤压力的作用，使上盘沿断面向上错动而成。
断层线的方向常和岩层走向或褶皱轴的方向近于一致，和压应力作用的方向垂直。
断层面从徒倾角至缓倾角都有。
【2010年真题】下盘沿断层面相对下降，这类断层大多是（ ）。
A.受到水平方向强烈张应力形成的
B.受到水平方向强烈挤压力形成的
C.断层线与褶皱轴的方向基本一致
D.断层线与拉应力作用方向基本垂直
E.断层线与压应力作用方向基本平行
『正确答案』BC
（1）断层要素：
断层面和破碎带；
断层线；
断盘；
断距。
（2）断层基本类型：
正断层是上盘沿断层面相对下降，下盘相对上升的断层。
逆断层是上盘沿断层面相对上升，下盘相对下降的断层。
平推断层是两盘沿断层面发生相对水平位移的断层。
其倾角一般是近于直立的，本题是逆断层。
参见教材P8。
平推断层是由于岩体受水平扭应力作用，使两盘沿断层面发生相对水平位移的断层。
由于多系受剪（扭）应力形成，因此大多数与褶皱轴斜交，与“X”节理平行或沿该节理形成，其倾角一般是近于直立的。
这种断层的破碎带一般较窄，沿断层面常有近水平的擦痕。
（二）岩体结构特征
1.结构体特征
2.岩体结构类型
岩体结构的基本类型可分为整体块状结构、层状结构、碎裂结构和散体结构。
（1）整体块状结构。
结构面稀疏、延展性差、结构体块度大且常为硬质岩石，整体强度高，变形特征接近于各向同性的均质弹性体，变形模量、承载能力与抗滑能力均较高，抗风化能力一般也较强。
因而，这类岩体具有良好的工程地质性质，往往是较理想的各类工程建筑地基、边坡岩体及地下工程围岩。
（2）层状结构。
作为工程建筑地基时，其变形模量和承载能力一般均能满足要求。
但当结构面结合力不强，有时又有层间错动面或软弱夹层存在，则其强度和变形特性均具各向异性特点，一般沿层面方向的抗剪强度明显比垂直层面方向的更低，特别是当有软弱结构面存在时，更为明显。
这类岩体作为边坡岩体时，一般来说，当结构面倾向坡外时要比倾向坡里时的工程地质性质差得多。
【2011年真题】结构面结合力较差的层状结构工程地基岩体的工程特性是（ ）。
A.沿层面方向的抗剪强度高于垂直层面方向
B.沿层面方向有错动比有软弱夹层的工程地质性质差
C.结构面倾向坡外比倾向坡里的工程地质性质好
D.沿层面方向的抗剪强度低于垂直层面方向
『正确答案』D
『答案解析』本题考查的是岩体结构特征。
层状结构。
岩体中结构面一般风化微弱、结合力较弱，故这类岩体总体变形模量和承载能力均较高。
但当结构面结合力不强，有时又有层间错动面或软弱夹层存在，则其强度和变形特性均具各向异性特点，一般沿层面方向的抗剪强度明显低于垂直层面方向的，当有软弱结构面存在时更甚。
当结构面倾向坡外时要比倾向坡里时的工程地质性质差得多。
（3）碎裂结构。
层状碎裂结构和碎裂结构岩体变形模量、承载能力均不高，工程地质性质较差。
（4）散体结构。
岩体节理、裂隙很发育，岩体十分破碎，岩石手捏即碎，属于碎石土类，可按碎石土类考虑。
二、岩体的力学特性
（一）岩体的变形特征
岩体的变形通常包括结构面变形和结构体变形两个部分。
设计人员所关心的主要是岩体的变形特性。
岩体变形参数是由变形模量或弹性模量来反映的。
不同岩体具有不同的流变特性。
流变特性是岩体在外部条件不变的情况下，应力或变形
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