工程地质复习提纲Word格式.docx
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具有层理构造（水平、斜交、交错层理），层面构造（雨痕、波痕、泥裂、结核等）和生物构造（生物遗体或遗亦如虫孔、化石等）；
是沉积岩特有的标志性特征。
e.g.泥岩
主要由粘土矿物组成。
质地松软，具有吸水、粘结、耐火等性能。
变质岩
变质作用：
为了适应新的地质环境和物理化学条件，先期的结构、构造和矿物成分将产生一系列的改变，这种引起岩石产生结构、构造和矿物成分改变的地质作用称为变质作用
变质作用类型：
a接触变质作用b交代变质作用c动力变质作用d区域变质作用e混合岩化作用
在较高温度、较高压力及其化学因素作用下由岩浆岩、沉积岩和变质岩经变质作用所形成。
接触变质岩、动力变质岩、区域变质岩和混合岩。
结构类型：
a.变余结构b.变晶结构c.压碎结构
a.块状构造b.片状、片麻状构造c.板状、千枚状构造
e.g.片麻岩
有明显的片麻状构造，主要由长石、石英组成。
强度低。
地球内外圈
外层圈：
①大气圈②水圈③生物圈
内层圈：
（由表及里）a、地壳：
莫霍面b、地幔古登堡面c、地核：
地壳的类型及特征：
陆壳：
厚度较大，即既有Si-Al层，也有Si-Mg层，年代古老。
洋壳：
厚度较薄，一般只有Si-Mg层，年代较新。
矿物
含义：
矿物是在地壳中天然形成的，具有一定化学成分和物理性质的自然元素或化合物，通常是无机作用形成的均匀固体
物理性质：
形态、颜色、条痕、光泽、透明度、解理、断口、硬度、密度等
力学性质：
硬度和破裂面。
硬度分10级；
破裂面分为解理和断口。
解理是指较规则，光滑的破裂面，分为极完全，完全，中等，不完全和极不完全。
断口指不规则，凹凸不平的破裂面。
造岩矿物：
指构成岩石的主要成份，明显影响岩石性质，对鉴定与命名岩石类型及名称起重要作用的矿物。
解理（面）：
指在外力敲击作用下，沿一定结晶面破裂、破裂面较规则和光滑。
第二章地层与地质构造
地质作用
指由自然力引起地球（地幔与地壳）的物质构成（主要是元素、矿物及岩石）、内部结构与构造、地表形态发生变化的作用。
是一种现象极为复杂、内容极丰富，包罗万象的自然作用。
类型及特征：
依据作用的能量源和作用的部位环境条件不同分为：
a.内动力（内营力）地质作用；
如地质构造运动，岩浆活动，地震作用、变质作用等。
b.外营力（动力）地质作用：
如风化作用，水的地质作用、风的地质作用、冰川地质作用、重力地质作用、岩溶作用等。
地质构造
构造运动引起地壳岩石变形和变位，这种变形、变位被保留下来的形态称为地质结构。
根据形态：
水平岩层、倾斜岩层、直立岩层、褶皱构造、断裂构造
根据形成地质年代：
古构造、新构造、现代构造。
影响：
1、地质构造发育导致地基抗变形能力和稳定性降低。
2、地质构造发育特征状对岩土边坡工程的稳定性的影响突出
3、地质构造的类型及特征对地下工程的选位（址），设计、施工等均有很大影响。
地层：
各个地质历史时期形成的岩石。
岩层产状：
岩层在空间分布状态的要素称岩层产状要素。
一般用岩层面在空间的水平延伸方向、倾斜方向和倾斜程度进行描述。
岩层产状要素：
岩层在空间分布状态的要素称岩层产状要素分别称为岩层的走向、倾向和倾角。
岩层：
岩层是沉积地层的基本单位，它是物质成分、结构、内部构造和颜色等特征上与相邻层不同的沉积层称为岩层
断裂构造
可分为节理构造和断层构造
地层或岩层在构造应力作用下发生破裂而形成的构造现象
根据力学性质，压性断裂构造、张性断裂构造、剪切性断裂构造
鉴别依据：
地层岩层的重复或缺失；
岩层岩脉、岩墙或地质界面的中断；
破碎带和构造岩；
擦痕、阶步等；
地形、地貌及地下水分布活动情况，泉水的出露分布情况等。
节理
指岩层受力断开后，裂面两侧岩层沿断裂面没有明显相对位移时的断裂构造。
根据成因：
原生节理、构造节理、表生节理
根据力学性质：
剪节理、张节理
根据与岩层产状关系：
走向节理、倾向节理、斜交节理
根据张开程度：
宽张节理、张开节理、微张节理、闭合节理
调查内容：
节理的成因类型、力学性质；
节理的组数、密度和产状；
节理的张开度、延长度、节理面的粗糙度和强度；
节理的充填物质及其厚度、含水情况；
节理发育程度分级
断层构造
断层是指岩层受力断开后，断裂面两侧岩层沿断裂面有明显相对位移时的断裂构造。
要素：
断层面、断层线、断盘、断距
形式类型：
按断层上、下盘相对运动方向分类：
正断层；
逆断层；
平移断层；
按断层面产状与岩层产状的关系分类：
走向断层；
倾向断层；
斜向断层；
换断层走向与褶曲轴线的关系分类：
纵断层；
横断层；
斜断层
按断层力学性质分类：
压性断层；
张性断层；
扭性断层；
褶皱构造
在构造运动作用下岩层产生的连续弯曲变形形态，称为褶皱构造
①背斜褶皱构造：
岩层或地层向上弯曲或上凸弯曲变形现象。
②向斜褶皱构造：
岩层或地层向下弯曲或下凹弯曲变形现象。
地形地貌特征；
地层岩层剖面组合特征；
地层倾斜或弯曲变形
断层的伴生现象：
1.擦痕、阶步和摩擦镜面2.断层角砾岩（构造角砾岩）3.牵引现象
地貌标志a断层崖和断层三角面b断层湖、断层泉c错段的山脊、急转的河流
褶曲：
褶皱构造中任何一个单独的弯曲称为褶曲，褶曲是组成褶皱的基本单元。
形态要素：
核部、翼部、轴面、轴线、枢纽、脊线、槽线
直立褶曲、倾斜褶曲、倒置褶曲、平卧褶曲、翻转褶曲
地质图
把一定范围地区的岩土层类型、地质构造、地质历史（年代）、地貌地形及水系等各种地质现象与条件以一定比例线条、符号、颜色、花纹表示反映出来的图称之为地质图。
类型：
①依据比例不同分为：
大、中、小比例地质图
②依据反映地质体或现象的投影方式不同分为：
平面地质图，水平投影方式，
③依据功能与内容重点的不同分为：
a.普通地质图b.构造地质图c.第四纪地质图
d.工程地质图e.水文地质图f.矿床地质图
标准地层剖面：
把各个时期出露的地层拼接起来，建立较大区域的地层顺序系统。
标准化石：
在某一环境阶段能大量繁衍、广泛分布，从发生、发展到灭绝的时间短的生物的化石，称为这一时期的标准化石。
古构造：
泛指新近纪以前（有人认为是第四纪以前）地质时期的地质构造
古构造运动：
发生在老第三纪前的古老构造运动所造成的地貌形态
新构造：
指自新近纪到第四纪初期的地质构造
新构造运动：
主要是指喜马拉雅运动中的垂直升降。
一般来说，新构造运动隆起区现在是山地或高原，沉降区使盆地或平原。
现代构造：
指人类历史时期的地质构造
现代构造运动：
指人类历史时期所发生的或正在发生的地壳运动
第三章水的地质作用
淋滤作用：
大气降水渗入地下的过程中，渗流水不仅能把地表附近细小破碎物质带走，还能把周围岩石中易溶成分溶解带走。
经过渗流水的这些物理和化学作用后，地表附近岩石逐渐失去其完整性、致密性，残留在原地的则为未被冲走，又不易溶解的松散物质，这个过程称淋滤作用。
残积层：
经淋滤作用后残留在原地的松散破碎物质称残积层。
洗刷作用：
大气降水沿地表流动的部分，在汇入洼地或沟谷以前，往往沿整个山坡坡面漫流，把覆盖在坡面上的风化破碎物质洗刷到山坡坡脚处，这个过程称洗刷作用。
在坡脚处形成新的沉积层称坡积层
冲刷作用：
地表水逐渐向低洼沟槽中汇集，水量渐大，携带的泥砂石块也渐多，浸蚀能力加强，使沟槽向更深处下切，同时使沟槽不断加宽，这个过程称为冲刷作用。
洪积层：
洪流所携带的大量泥砂石块被搬运到一定距离后沉积下来，形成洪积层
河流阶地
指分布在河谷两岸，常年不被河水浸没的阶梯状地貌单元。
a.侵蚀阶地：
由基岩构成的，阶地面上基岩直接裸露或只有很少的残余冲击物
b.基座阶地：
由两部分组成，上部分是冲击物，下部分是基岩
c.冲积阶地：
完全由冲击物组成，常见于中下游
冲积层：
流速降低使河流携带的物质沉积下来称沉积作用，河流的沉积物称冲积
河床是谷底部分河水经常流动的地方
河漫滩是在河床两侧，洪水季节被淹没，枯水季节露出地表的一部分谷底
地下水
指埋藏于地表以下岩土层空隙中的水
根据空隙不同：
孔隙水、裂隙水、岩溶水；
根据环境不同：
包气水、潜水、承压水
上层滞水：
埋藏在地面以下包气带中的水，称上层滞水
潜水：
埋藏在地面以下、第一个稳定隔水层以上的饱水带中的重力水称潜水
承压水：
埋藏并充满在两个隔水层之间的地下水，是一种有压重力水。
地下水对混凝土和钢筋的侵蚀性：
1.溶出侵蚀2碳酸侵蚀3硫酸盐侵蚀4.一般酸性侵蚀5.镁盐侵蚀
裂隙水
赋存和运动于基岩裂隙之中的地下水。
依据裂隙不同常分为：
风化裂水（面状裂隙水）、层状裂隙水（成岩裂隙、硬脆岩的构造裂隙）和脉状裂隙水（断裂构造裂隙之中的地下水）三种。
特点：
i）分布极不均匀，不同平面位置或不同深度位置含水性差异很大；
ii）受地质构造的发育程度、类型及特征的影响大；
“要找水，先搞构造”。
iii）受岩石类型及特性影响大，硬质脆性岩的裂隙多富水，软质塑性岩的裂隙含水性较差。
孔隙水
赋存于由颗粒构成的岩土体孔隙之中的地下水。
特征：
i）主要赋存于第四纪松散堆积层中。
ii）受孔隙的大小、形态、连通性和数量的影响显著。
iii）不同成因、不同位置条件的第四纪堆积物（层）中的孔隙水含量和渗流活动差别大。
iv）常可形成厚度较大且稳定的，分布面较广的含水层（层状）。
岩溶水
定义：
赋存（储存）和运动于可溶性岩中的空隙之中的地下水。
i）分布极不均匀，水平方向和垂直方向变化很大。
ii）受可溶性岩石特性和岩溶发育状况影响大，常有孤立水流与具有统一地下水面的水系统并存；
有压力水和无压流并存；
明流与暗流并存交替出现。
iii）大气降雨、地表水以及相邻可溶性岩中的地下水均可能补给入渗。
iv）岩溶水位、水量受降雨水动态影响波动很大，降雨期与雨后枯水期的水位落差变化高达几十米、甚至百余米。
v）岩溶区的岩溶水，常是水量充沛，分布广泛，是重要水资源、易受污染、保护防污染工作极为重要。
含水层：
储存地下水并能够提供可开采水量的透水岩土层。
透水层：
是指水流能够透过的岩层和土层。
隔水层：
隔水层是不能透过并给出水，或透过和给出水的数量微不足道的岩层。
第四章岩石和特殊土的工程性质
岩土工程性质包括物理性质、水理性质、力学性质
岩石的工程分类
（按坚硬程度的划分）a坚硬岩b较坚硬岩c较软岩d软岩e极软岩
（岩土施工工程分级）松土，普通土，硬土，软石，次坚石，坚石
原则（标准）：
a.单项指标分类b.多项指标综合分类
岩石的力学性质指标
1）岩石的抗变形特性：
抵抗变形的能力，常用的表征指标如下：
①弹性模量（E）：
产生单位弹性应变所需的应力，记为：
E=σ/εe。
②变形模量（Eo）：
产生单位弹、塑性应变所需的应力，记为：
Eo=σ/εe+εp
③泊松比（μ）：
指侧（横）向应变（ε1）与竖向应力（εv）之比，记为：
μ=ε1/εv
2）岩石的强度性质：
指岩石抵抗破坏的能力。
岩石被破坏时受力的形式有压力、拉力和剪力三种，故岩石抗破坏的能力也即强度也有三种。
a.抗压强度（σa）b.抗拉强度（σT）c.抗剪强度（τf）
三者的大小关系：
σa>
τf>
σT。
其中τf是认识了解研究的重点。
3）软化系数：
饱水状抗压强度与干燥抗压强度之比，反映岩石抗水软化，抗风化，抗冻的能力。
饱和状态岩石抗压强度（单轴极限）
.软化系（因）数=———————————————，
干燥状态石抗压强度（单轴极限）
岩石的水理性质：
是指岩石和水作用时所表现的性质，主要有岩石的吸水性、透水性、溶解性、软化性、膨胀性、崩解性、抗冻性等
岩石的物理性质指标
1）重度（容重）：
单位体积岩石的重量（力）（g/cm3或KN/m3），记为r。
有湿容重r、饱和容重rsat，干容重rd及浮容重r’;
rsat>
r>
rd>
r’。
2）比重：
单位体岩石干试样的质量与同体积水的质量之比
3）孔隙率
4）吸水率与饱和吸水率
a.吸水率（w1）:
常压下岩石吸入水量的重量与干燥岩石重量之比，w1=Gw/Gs
b.饱水率（w2）：
在高压下岩石所吸水份重量与干燥岩石重量之比。
c.饱水因（系）数（Kw）：
Kw=w1/w2即吸水率与饱水率之比；
（Kw≤1.0）一般认为Kw<
0.8时，岩石具较好的抗冻性能。
风化作用
指分布于地表或地壳浅表层的物质（矿物与岩石），在太阳辐射、大气、水及生物等因素的侵袭破坏作用下，产生物理和（或）化学的变化，甚至形成新物质的过程和现象。
物理风化（温度、冰劈、盐类结晶）；
化学风化（溶解、水化、氧化、碳酸化）；
生物风化。
影响因素：
岩性、地质构造、气候和地形。
物理风化作用：
岩石在风化营力的作用下，只发生机械破坏，无成分改变的作用
化学风化作用：
在自然界水和空气的作用下，地壳岩石发生化学成分改变，从而导致岩石破坏，称为化学风化作用
生物风化作用：
有动植物及微生物参与的岩石风化作用
岩石的抗冻性
指岩石抵抗冻（胀）作用的性能（能力）
抗冻性等级：
岩石的抗冻性与岩石的饱水因素，软化因素有密切关系。
饱水因素较小的（如小于0.8时），抗冻性较强，而易于软化，或软化系数较小的岩石的抗冻性较低。
常用冰冻前后岩石的抗压强度的降低率表征岩石的抗冻性能，当降低率大等于25%时，属非抗冻或抗冻能力差的岩石。
黄土：
是以粉粒为主，含碳酸盐，具大孔隙，质地均一，无明显层理而有显著垂直节理的黄色陆相沉积物。
膨胀土：
是一种富含亲水性粘土矿物，并且随含水量增减，体积发生显著胀缩变形的高塑性粘土。
软土：
是天然含水量大、压缩性高、承载力和抗剪强度很低的呈软塑-流塑状态的粘性土。
冻土：
指温度等于或低于零摄氏度，并含有冰的各类土。
第五章不良地质现象及问题
滑坡
人工边坡或天然斜坡上的岩土体在重力作用下，向下滑移的现象。
形态特征：
滑坡体、滑动面和滑动带、滑坡床、滑坡周界、滑坡后壁、滑坡台阶、封闭洼地、滑坡舌、滑坡裂缝、滑坡主轴
按滑坡体的主要物质组成分类：
1.堆积层滑坡2.黄土滑坡3粘土滑坡4岩层滑坡
按滑坡的力学特征分类：
1.牵引式滑坡2推动式滑坡
滑坡的防治：
一.避开滑坡的危害二.排除地表水和地下水三.抗滑支挡1.抗滑挡墙2.抗滑桩和锚索抗滑桩3.预应力锚索4.微型钢花管注浆群桩四.减重反压五.其他方法
泥石流
一种含大量泥、砂、石块等固体物质的特殊洪流。
丰富的松散物质、充足的突发性水源和陡峻的地形条件。
岩溶作用
指地表水和地下水对可容性岩石的长期溶蚀作用及形成的各种岩溶现象的总称。
可溶性岩石、岩石具有透水性、水具有溶蚀能力和流动的水。
岩溶水的运动方式：
一.水平方向二.垂直方向1.地表2.地下a垂直循环带b季节循环带c水平循环带d深部循环带
岩溶发育规律：
1.气候的影响2.岩性及岩层产状的影响3.地质构造的影响4.地壳运动的影响
对工程建设的负面影响问题：
①会导致地基的严重不均匀沉降；
即由于地表及地下岩溶地貌高低深度不同，基岩岩面起伏变化大，上覆土层的厚度及特性差异大，致使地基的压缩量差异大。
②会导致地基的强度和承载力锐减，即由于溶洞的发育，使地基的基岩中出现空隙、空洞；
尤其是当溶洞的顶板厚度不足或较小，会发生洞顶也即地基的塌陷事故。
③会导致基坑工程和洞室工程涌水问题突出，即由于岩溶的发育与岩溶水活动活跃密切相关，岩溶区的地下暗河伏（盲）流，大型蓄水溶洞，以及高压岩溶管道水较发育，使基坑和地下洞室的施工和正常使用遇到严峻的挑战。
④岩溶渗漏问题突出，使许多工程（如水利水电工程）渗漏问题严重。
⑤地基土层（体）的潜移的负面作用问题：
即指较大型溶蚀漏斗或溶蚀洼地上覆土层在漏斗或洼地的斜坡上缓慢累积滑移，导致地表地基土层变形，位移等问题。
地震
在地下深处，由于某种原因导致岩层突然破裂，或滑移，或塌陷，或由于火山喷发等产生振动，并以弹性波的形式传递到地表的现象。
构造地震、火山地震、陷落地震、诱发地震、人工地震
地震烈度
指地震时地面和地面建（构）筑物振动和破坏的强烈程度。
故同一级（次）地震，随震中距的不同，不同地区与范围的烈度是不同的。
a.基本烈度b.场地烈度c.设计（设防或称计算）烈度
一般建筑物，基本烈度即是设计烈度。
影响主要因素：
a.地震特征指标，如地震的强度（震级），震源埋深，震中距等。
b.场地的工程地质与水文地质条件，如岩土类型及其密实度，含水量，地下水位埋深，岩土层的埋深以及地形地貌条件等等。
c.基础类型及埋深，上部结构的特征等等因素。
d.综合因素的综合影响作用。
地震烈度等级划分：
a.理论习惯常分为12级（12°
）
b.实用（实践）常分为：
三类，即非抗震设防烈度（小等于6°
），抗震设防烈（7-10°
），难于设防烈度（11°
-12°
或10°
）。
地震强度
地震强度与等级划分：
地震强度是指地震释放出的能量的大小，其能量等级常划分为：
①理论常分为10级：
即为1、2、3、4、5、6、7、8、8.5、8.9。
②实用常分为4级：
即微震（小于2级），有感地震（2-4），破坏性地震（5-6级）,强烈地震（也称灾害性大地震、大等于7级）。
对建筑（构筑）物的负面影响（危害作用）：
①直接的震动破坏
a.地震力（地震波传播运动的惯性力）；
地震时质点运动在水平方向的最大加速（amax）大，惯性力大，地震力便大。
b.共振作用使建筑物振幅加大而破坏，即当建筑物的自振周期与地震振动周期相近或相同时，会产生共振效应，对建筑物产生破坏。
②地基失效引发的间（直）接破坏指地基震动液化，振动压缩，喷水冒砂，地基承载力锐减或丧失，致使地基破坏和失效。
③地面破坏，如地裂缝，位移错动等引发的建筑工程破坏。
④斜坡的震动失稳破坏引发的灾害问题，即地震时诱发伴生的滑坡、崩塌、泥石流造成的破坏。
第六章地下洞室工程地质问题
岩体：
是由一种或多种岩石组成，可以是不同成因与类型岩石的组合体，是由结构面和结构体两部份构成的，是自然形成的非场质各向异性不连续地质体。
结构面：
是指岩层（体）中的层理面，软弱夹层，片理面、节理（面）、断裂或断层面、裂隙面等各种不连续面或软弱面的统称。
结构体：
指被结构面包裹的岩块（岩石），常俗称岩块。
岩体结构
指不同类型或成因、级别、特征的结构面与不同大小和形态的结构体（岩块或岩石），以不同特性组合（联结）形成的岩体所具有的结构。
分类及特征：
a.整体状结构岩体：
岩体完整、结构面不发育
c.碎裂状结构岩体：
岩体完整性差，较破碎、结构面发育
b.层状结构岩体
d.散体状结构岩体：
岩体破碎且联结性较差
e.块状结构
地应力
指工程施工前或指未经人为扰动损伤破坏前存在于岩体中的应力，是岩体的内应力，亦称初始应力或天然应力。
类型与成因：
a.构造应力：
地壳（地质构造）运动所产生的应力；
常分为活动构造应力和残余构造应力。
b.自重应力：
岩体自重作用产生的应力。
二次重分布力：
由于工程开挖，使一定范围内岩体中的应力受到扰动而重新分布，称为#
岩爆
在较坚硬岩体深部开挖时，由于围岩应力的剧增，导致洞壁岩石突然破裂或剥落，甚至突然射飞出来的现象。
a.高地应力地带的岩体内；
b.坚硬完整高强度的岩体环境条件，且一般岩质属于脆性岩石；
c.深埋且围限较好的封闭环境（自重引起的地应力与埋深成线性关系）。
RQD（岩体质量指标）：
RQD=大等于10cm柱状岩芯总长/钻孔总进尺×
100%，反映钻探（孔）岩芯的采取率，反映岩体的完整性和坚固性。
地下洞室特殊地质问题：
突水突泥、腐蚀、地温、瓦斯
围岩压力
指围岩的强度适应不了围岩应力而产生塑性变形或破坏时，围岩作用在支护或衬砌上的压力。
它是支护衬砌结构设计的重要依据；
也称山岩压力，矿坑（山）压力或地压等。
类型与特征：
a.变形压力：
指围岩在二次应力作用下，产生塑性变形时作用在支护衬砌上的压力。
b.松动压力：
指围岩在二次应力作用下，拉裂塌落体作用在支护衬砌上的压力。
c.膨胀压力：
指页岩、凝灰岩等软岩之类膨胀变形或膨胀岩类的膨胀变形时，作用在支护衬砌上压力。
d.冲击压力（动压力）：
指围岩中积聚了很大的应力和弹性应变能，受到扰动破坏时，突然猛烈释放出来，产生的压力。
稳定性评价方法：
围岩工程分级法、理论计算法、图解法和模型试验法
第七章地基工程地质问题
地基：
指承受结构物荷载的一部分岩层、土体。
基础：
建筑物下部直接与土层、岩层接触的部位。
地基极限承载力：
单位面积上地基能承受的最大极限荷载能力。
地基允许承载力：
限定建筑物基础底面的压力不超过规定的地基承载力。
确定方法：
按原位测试方法；
按地基土的强度理论；
经验方法。
土质地基变形破坏的类型：
地基不均匀沉降和变形过大；
地基滑移、挤出
岩质地基
影响岩质地基压缩变形的地质因素：
①岩石类型与特征：
a.硬质岩，如均质花岗岩、石英岩、硅质岩、玄武岩、辉绿岩等；
多属弹性变形，且变形量小（小应变）。
b.软岩；
如泥岩、页岩、泥灰岩、膨胀岩等塑性变形，且变形量大（大应变）
c.软硬组合岩：
差异不均变形现象突出。
②结构面特征：
a.结构面的走向（方向）导致变形的各向异性
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