工程地质知识点Word下载.docx

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在地球内外动力作用下，使岩石的矿物成分及结构发生改变、从而引起岩石性质发生改变的地质作用。

2、摩氏硬度：

滑石1、石膏2、方解石3、萤石4、磷灰石5、长石6、石英7、黄玉8、刚玉9、金刚石10。

3、常见的主要造岩矿物：

石英、长石、云母、普通角闪石、普通辉石、橄榄石、方解石、白云石、石膏、硬石膏、高岭石、黄铁矿、滑石、绿泥石、蒙脱石。

4、岩石按成因分为：

岩浆岩、沉积岩、变质岩。

5、岩浆岩根据地表及其深度分为：

喷出岩、浅成岩、深成岩。

6、岩浆岩根据SiO2含量分为：

超基性岩（<

45%）、基性岩（45～52%）、中性岩（52～65%）、酸性岩（>

65%）。

7、岩浆岩的结构按结晶程度分为：

全晶质结构、半晶质结构、玻璃质结构。

8、沉积物分为：

碎屑物质和非碎屑物质（真溶液和胶凝体）。

9、沉积物的搬运方式分为：

机械搬运和化学搬运。

10、沉积物的沉积分为：

机械沉积、化学沉积和生物沉积。

11、沉积岩的矿物成分按成因分为四类：

碎屑物质、黏土矿物、化学沉积物、有机质及生物残骸。

12、沉积岩的胶结物按成因分为四类：

硅质胶结物、铁质胶结物、钙质胶结物和泥质胶结物。

13、沉积岩的结构分为四类：

碎屑结构、泥质结构、化学结构和生物结构。

14、沉积岩的碎屑结构按胶结物和胶结方式分为：

基底胶结、孔隙胶结、接触胶结。

15、沉积岩的构造有：

层理构造、层面构造、结核构造和化石构造。

16、沉积岩常见的层理构造有：

水平层理、交错层理、单斜层理和波状层理。

17、沉积岩分为：

碎屑岩、黏土岩和化学及生物化学岩三大类。

18、石灰岩遇稀盐酸剧烈起泡。

19、变质岩的结构分为：

变晶结构（完全重结晶）和变余结构（部分重结晶）。

20、变质岩分为：

片理状岩类、块状岩类、构造破碎岩类三大类。

三、地质作用

地质作用：

是指作用于地球的自然力使地球的物质组成、内部构造和地表形态发生变化的作用。

风化作用：

岩石在大气营力（风、电、大气降水和温度）以及生物活动的作用下，发生破碎或成分变化，逐渐崩解、分离为大小不等的岩屑或土层的作用。

河流地质作用：

是河流凭流水的机械冲击力、化学溶解力以及携带的碎屑物质对河谷的组成岩石和地形的破坏和建造作用的总称。

2、工程地质学把地质作用划分为：

自然地质作用和工程地质作用两类。

3、风化作用分为：

物理风化、化学风化和生物风化。

4、岩石的风化程度划分为五级：

未风化、微风化、弱风化、强风化和全风化。

5、岩石风化的治理可采用挖除和防治两种措施。

6、河流地质作用包括：

侵蚀作用、搬运作用和沉积作用。

7、河流阶地分为：

侵蚀阶地、基座阶地、堆积阶地和埋藏阶地。

四、地质年代

地质年代：

是指地壳发展历史与地壳运动、沉积环境及生物演化相应的时代段落。

2、岩层的地质年代分为：

绝对地质年代和相对地质年代。

3、绝对地质年代可根据碳（C）-14等放射性同位素测定。

4、相对地质年代可根据地层层序律、生物层序律及切割律判断。

五、地质构造

地质构造：

是指地壳中的岩层，在地壳运动的作用下发生变形与变位而遗留下来的形态。

岩层的产状：

是指在产出地点的岩层在三维空间的方位。

褶皱构造：

组成地壳的岩层，受构造应力的强烈作用下，使岩层形成一系列波状弯曲而未丧失其连续性的构造。

断裂构造:

构成地壳的岩体，受力的作用发生变形，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。

节理：

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。

断层：

是岩体受力断裂后，两侧岩块沿断裂面发生了显著位移的断裂构造。

整合接触：

上、下地层在沉积层序上没有间断，岩性或所含化石都是一致或递变的，其产状基本一致，是连续沉积形成的地层。

不整合接触：

上、下地层间的层序有间断，先后沉积的地层之间缺失了一部分地层，或上下地层的产状不一致，是不连续沉积形成的地层。

2、地质构造分为：

水平构造、单斜构造、褶皱构造、断裂构造和不整合。

3、岩层的产状用走向、倾向和倾角三个要素来表示，一般表示为如SW205°

∠30°

或205°

。

4、褶皱构造分为背斜和向斜两种形态。

背斜是岩层向上突出的弯曲，两翼岩层从中心向外倾斜，核部岩层老，两翼岩层新；

向斜是岩层向下突出的弯曲，两翼岩层自两侧向中心倾斜，核部岩层新，两翼岩层老。

5、岩层产状和褶皱构造的工程地质评价：

a、建筑物地基全部由岩层组成持力层时，岩层产状和褶皱构造的倾斜岩层对建筑物的地基没有特殊的不良影响。

b、倾斜岩层的产状和褶皱构造，对公路、铁路的边坡和隧道工程的影响，需要根据具体情况用具体分析。

6、断裂构造根据两侧岩块相对位移分为节理和断层。

7、节理按成因分为：

原生节理和次生节理。

8、节理的工程地质评价：

a、岩体中的节理，破坏了岩体的整体性，加快了岩体风化速度，增强了岩体的透水性，因而使岩体的强度和稳定性降低；

特别是存在连通性好的“X”型节理，影响更大。

b、节理对建筑物地基没有特殊的不良影响。

c、当节理主要发育方向与路线走向平行、倾向与边坡一致时，不论岩体的产状如何，路堑边坡都容易发生崩塌等不稳定现象。

d、“X”节理亦容易导致地下洞室洞顶坍塌。

e、节理有利于岩体开挖。

9、断层按两盘的相对位移分为：

正断层、逆断层和平移断层。

10、断层对工程建设的影响：

a、建筑场地一般应避开全新活动断裂，特别是重要的建筑物。

b、高层建筑应避开全新活动断裂和发震断裂。

c、公路、铁路、输水线路等线性工程，当路线与断层走向平行，路基靠近断层破碎带时，开挖路基容易引起边坡发生大规模坍塌。

d、大桥桥位应避开断层破碎带。

e、隧道轴线与断层走向平行时，应尽量避免与断层破碎带接触，必须穿过断层带时，应与断层带大角度或垂直穿过。

11、不整合分为平行不整合和角度不整合。

第三章

一、岩石的工程地质性质

岩石物理性质指标：

描述岩石物理性质的数值或物理量。

岩石力学性质：

是指岩石抵抗外力作用的能力。

岩石单轴抗压强度：

岩石试样在单轴压缩荷载作用下所能承受的最大压应力。

岩石抗剪强度：

岩石抵抗剪切破坏的能力。

岩石的水理性质：

是指岩石与水作用时的性质。

2、岩石物理性质指标有：

岩石的重度、比重和孔隙率。

3、岩石的重度是单位体积岩石的重量。

岩石重度愈大，表示岩石愈致密，其岩块力学性质愈好；

反之愈差。

4、岩石孔隙率是岩石中孔隙、裂隙的体积与岩石总体积之比值。

岩石的孔隙率愈大，则岩石孔隙和裂隙也就愈多，力学性能就愈低；

反之愈大。

5、岩石的力学性质主要是变形特性和强度特性。

变形指标包括弹性模量、变形模量和泊松比；

力学指标包括单轴抗压强度、抗拉强度和抗剪强度。

6、岩石的弹性模量是应力与弹性应变的比值。

其值愈大，变形愈小，岩石抵抗变形能力越强；

反之越弱。

7、岩石的变形模量是应力与总应变的比值。

8、岩石的泊松比是岩石在轴向压力的作用下会产生纵向压缩和横向膨胀，相应的横向应变与纵向应变的比值。

其值越大表明岩石受力后横向变形越大。

9、工程上常采用饱和单轴抗压强度表示岩石的力学性质。

岩石的单轴抗压强度愈大，则岩石的愈硬、结构和构造愈好，抵抗破坏能力愈强；

10、岩石抗剪强度的表达式为τ=σtanφ+c。

11、岩石的水理性质包括吸水性、透水性、溶解性、软化性和抗冻性。

12、影响岩石工程地质性质的因素主要为岩石的矿物成分、结构、构造和水的作用、风化作用。

二、岩体的工程地质性质

岩体:

是指由一种或多种岩石组成，并由各类结构面及其所切割的结构体所构成的，存在于一定的地质环境中的刚性地质体。

岩体结构面：

在岩体中力学强度较低的部位或岩性相对软弱的夹层，构成的岩体不连续面。

岩体结构：

是指岩体中结构面与结构体的排列组合特征。

2、岩体分为地基岩体、边坡岩体和洞定围岩。

3、岩体的工程地质性质取决于岩石强度和岩体中的各种结构面。

4、岩体结构面分为原生结构面、构造结构面和次生结构面三大类。

包括层理、层面、节理面、片理、裂隙面、软弱夹层、断层、构造破碎带、不整合破碎带等。

岩体结构面破坏了岩体的整体性，导致岩体强度和稳定性降低，也加快了岩体的风化速度。

5、岩体结构面的性质包括结构面的产状、密度、延续性、形态、张开度和充填物。

6、岩体结构包括两要素：

结构面和结构体。

7、岩体结构划分为五大类：

整体结构、块状结构、层状结构、碎裂状结构和散体状结构。

岩体结构中，物理力学性质和稳定性最好的是整体结构，其次是块状结构，依此类推，最差的是散体状结构。

8、岩体的工程地质特征包括岩体的变形特征、强度特征、水力学性质。

结构面强度与组合方式影响和控制着岩体的强度；

如果岩体结构面不发育、结构完整，岩体强度等于岩石强度；

如果岩体结构面发育，则岩体强度受结构面强度控制。

三、围岩的工程分类

围岩:

是指地壳中受地下工程开挖影响的那一部分岩体，或是指对地下工程有影响的那一部分岩体。

2、围岩的范围在横断面上约为6～10倍的洞径。

3、围岩分类是根据围岩的定性划分和定量划分，确定围岩的基本质量等级。

4、围岩的定性划分包括岩石坚硬程度和岩体完整性两方面。

5、围岩的定量划分包括岩石坚硬程度（单轴饱和抗压强度）和岩体完整程度（完整性指数）两个指标。

6、岩体基本质量分级根据岩体的定性特征和岩体基本质量指标（BQ）确定。

BQ值需要计算确定。

第四章

一、土的成因及其组成

土：

是由各种岩石经风化、搬运、沉积而成的第四纪的松散沉积物，是由固相（颗粒）、液相（水溶液）、气相（气体）所组成的三相体系。

土体：

是与工程建筑的稳定、变形有关，由厚薄不等、性质各异、以特定的上下次序沉积形成的土层的组合体。

饱和土：

是指土中孔隙全部被水充满的土。

干土：

是指土中孔隙全部被气体充满的土。

非饱和土：

是指土中孔隙同时有水和空气时的土。

界限粒径：

是指划分粒组的分界粒径。

土的颗粒级配：

是指土中各个粒组的相对含量，即各粒组占土粒总量的百分数。

土的结构：

是指土粒单元的大小、形状、互相排列及其联结关系等因素形成的综合特征。

土的构造：

是指同一土层中的物质成分和颗粒大小都相近的各部分之间的相互关系的特征。

2、不均匀系数：

Cu=d60/d10；

工程上Cu＜5的土为均匀土（级配不良土），Cu＞10的土为不均匀土（级配良好的土）。

3、曲率系数：

Cc值为1～3的土级配良好，小于1或大于3时级配不良。

4、砾类土和砂类土同时满足Cu≥5和Cc＝1～3两个条件时，为级配良好的砂和砾。

作为填方工程的土料时，则比较容易获得较大的密实度。

5、土中水分为结合水和自由水两大类。

6、重力水是透水层中的地下水，它对土粒有浮力作用，直接影响土的应力状态。

7、土的结构分为单粒结构、蜂窝结构和絮状结构三种基本类型。

单粒结构是砂土和碎石土的主要结构形式，依靠颗粒间点与点的接触传递压力，密实的单粒结构土较稳定，力学性能好，是良好的天然地基。

8、土的主要构造为层理构造和裂隙构造。

二、土的物理性质

界限含水量：

黏性土由一种状态转到另一种状态的分界含水量。

液限wL%：

由可塑状态转变到流动状态的含水量。

塑限wP%：

由半固态转变到可塑状态的含水量。

2、土的比重（Gs）：

土粒质量与同体积（4°

C）纯水的质量之比。

3、土的天然含水率（w%）：

土中水的质量与土粒质量之比。

4、土的天然密度（ρ）：

土的总质量与总体积之比。

天然密度反映土的紧密程度，密度越大表示土的颗粒越多，即越紧密。

5、土的孔隙比（e）：

土中孔隙体积与土粒体积之比。

孔隙比反映天然土层的密实程度。

6、土的孔隙率（n%）：

土中孔隙体积与土的总体积之比。

孔隙率也反映天然土层的密实程度。

7、土的饱和度（Sr%）：

土中孔隙水的体积与孔隙总体积之比。

饱和度与含水率一样，反映土的含水程度。

8、土的干密度（ρd）：

土单位体积中土固体颗粒的质量。

工程上把干密度作为评定土体紧密程度的标准，以控制填土工程的施工质量。

9、土的饱和密度（ρsat）：

土的孔隙完全被水充满时的密度。

10、土的浮密度（有效密度）（ρ′）：

地下水位以下，土单位体积中土粒的质量与同体积水的质量之差。

密度的单位均为g/cm3。

11、土的重度指标：

即单位体积土的重量。

土的重度指标分为：

天然重度γ、干重度γd、饱和重度γsat、有效重度（浮重度）γ′，与天然密度ρ、干密度ρd、饱和密度ρsat、有效密度（浮密度）ρ′相对应。

重度的单位均为：

kN/m3。

12、Gs、w、ρ为实测指标，其他为换算指标。

13、密实度是指单位体积中固体颗粒的含量。

即土颗粒越多，孔隙越少，土就越密实，结构愈稳定，压缩性愈小，强度愈大，可作为良好的天然地基；

反之，压缩性大，强度低，属不良地基。

14、无黏性土的砂土和碎石土的密实度分别采用标准贯入和重型圆锥动力触探试验的锤击数来确定，将密实度分为松散、稍密、中密和密实四个等级。

三、土的力学性质

土的压缩性：

土在压力作用下体积减小的特性。

土的固结：

土的压缩随时间而增长的过程。

压缩系数（MPa-1）：

压缩曲线中反映土的压缩性大小的斜率。

压缩模量（MPa）：

是土在完全侧限条件下的竖向附加压应力与相应的应变增量之比值。

土的抗剪强度（kPa）：

是指土体抵抗剪切破坏的极限能力。

土的击实性：

是指土在反复冲击荷载作用下能被压密的特性。

最优含水量：

是指在一定的压实能量下使土最容易压实，并能达到最大干密度时的含水量。

最大干密度：

是指在一定的压实能量下使土最容易压实，与最优含水量相对应的干密度。

土的动力特性：

是指土体在动荷载作用下抗剪强度降低，并产生附加变形的特性。

土的渗透性：

是指土能让水等流体通过的性质。

渗透（渗流）：

是指土体中的自由水在水头差的作用下通过孔隙通道流动的特性。

工程上通常采用压力间隔由

增加到

时所得的压缩系数

来评价土的压缩性。

4、使用压缩系数和压缩模量判断土的压缩性：

低压缩性土：

a1-2<

0.1MPa-1，Es>

15MPa；

中压缩性土：

0.1MPa-1≤a1-2<

0.5MPa-1，Es=4～15MPa；

高压缩性土：

a1-2>

0.5MPa-1，Es<

4MPa；

6、在压实填土时，填土的含水量是否能达到充分压实的最大影响因素，因此，需要先通过击实试验测定回填土的最优含水量和最大干密度。

在实际施工中，常把填料的含水量调成稍大于最优含水量，在碾压时，由于水分挥发则容易接近最优含水量，从而较易取得最大干密度。

7、建筑物地基土中如果存在饱和砂土、粉土时，规范规定必须进行液化判别，防止其振动液化造成建筑物破坏。

四、土的分类

1、土按沉积年代分为老沉积土（Q3之前）和新近沉积土（Q4）。

2、土根据地质成因分为：

残积土、坡积土、洪积土、冲积土、湖积土、海积土、淤积土、风积土和冰积土。

3、土按颗粒级配和塑性指数分为：

碎石土、砂土、粉土和黏性土。

4、填土分为：

素填土、杂填土、冲填土和压实填土。

五、土体的工程地质特征。

对于一般土体的工程地质特征和特殊土的工程地质特征，见教材或本课件。

第六章

一、地震

不良地质作用：

是指由地球内力和外力产生的对工程可能造成危害的地质作用。

地质灾害：

是指由不良地质作用引发的，危及人身、财产、工程或环境安全的事件。

地震：

是由于地球内动力作用而发生在地壳表层岩石圈内的一种快速颤动现象，它是当前地壳运动的一种特殊形式。

地震序列：

每次大地震前后，在一定时间内相继发生在相邻地区的一系列大小地震。

震源：

地下发生地震的地方。

震中：

震源在地面上的垂直投影点。

震源深度：

震中到震源的垂直距离。

震源距：

地震区地面上任一点与震源的距离。

震中距：

地震区地面上任一点与震中的距离。

极震区：

震中附近振动最激烈、破坏最严重的地区。

等震线：

地震区地面地震烈度相似的各点连接起来的曲线。

即等烈度线。

地震震级：

是表征某次地震中震源所释放能量大小的尺度。

地震烈度：

是地震引起地面震动及其影响的强弱程度。

地震液化：

是地震使饱和松散沙土抗剪强度完全丧失、承载力下降而处于悬浮状态，伴随喷水冒砂、侧向扩展、震后地表塌陷、工程构筑物倾倒和上浮等的现象。

基本烈度：

是指一个地区在今后100年内，一般场地可能遇到的最大地震烈度。

设防烈度：

是指国家审定的一个地区抗震设计实际采用的地震烈度。

抗震设防：

是指对建筑物进行抗震设计并采取一定的抗震构造措施，以达到结构抗震的效果和目的。

2、地震波是指从震源产生向四外辐射的弹性波。

分为体波和面波，体波包括纵波和横波。

3、纵波是压力波，引起地面上下颠簸振动，对建筑物破坏小；

横波和面波是剪切波，引起地面水平晃动，对建筑物破坏力大。

因此，地震发生时，地面先上下跳动，然后水平晃动，建筑物破坏主要是由水平振动的横波和面波造成。

4、地震震级（M）与能量（E）的关系：

logE=11.8+5M

5、一次地震只有一个震级，但距震中不同的距离，地面振动的强烈程度不同，故有不同地震烈度区。

地震烈度划分为12度。

6、震中烈度（I0）与震级（M）的关系：

M＝0.68Io十0.98

7、地震按成因分为构造地震、火山地震、陷落地震、诱发地震。

8、地震按震源深度分为浅源地震（≤70km）、中源地震（70km～300km）和深源地震（≥300km）。

9、地震按震级分为超微震（<

1.0级）、微震（1.0级～3.0级）、弱震（3.0级～5.0级）、强震（5.0级～7.0级）和大震（>

7.0级）。

10、地震灾害分为直接灾害和间接灾害。

直接灾害主要为地表灾害和工程结构灾害，如滑坡、崩塌、地裂、震陷、液化和工程建筑物破坏；

间接灾害主要为水灾、火灾、堰塞湖、泥石流、海啸和核电站事故。

11、地震液化发生于地面下20m深度范围内的饱和砂土、粉土中。

12、基本烈度<

6度的地区，一般建筑物不进行抗震设计；

基本烈度为6度及以上地区的建筑，必须进行抗震设计。

13、建筑抗震设防目标：

“小震不坏，中震可修，大震不倒”。

（1）在遭受低于本地区设防烈度（基本烈度）的多遇地震影响时，主体结构不受损坏或不需修理仍可继续使用；

（即小震不坏）

（2）在遭受相当于本地区抗震设防烈度的地震影响时，建筑物可能发生损坏，不危及人民生命和生产设备的安全，经一般性修理仍可继续使用；

（即中震可修）

（3）在遭受高于本地区抗震设防烈度的罕遇地震影响时，建筑物不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。

（即大震不倒）

15、建筑抗震设防参数分为：

（1）基本烈度参数——抗震设防烈度、设计基本地震加速度值、设计地震分组；

（2）建筑场地参数——建筑抗震地段类别、建筑场地类别、建筑场地抗震设计特征周期值；

（3）建筑抗震设防类别。

二、滑坡与崩塌

滑坡：

是组成斜坡的部分岩土体在一定的地层结构、岩性、水文地质条件下，由于河流冲刷、地下水活动、气候变化、人工切坡、地震活动等因素的影响，岩土体沿着连续贯通的破坏面（带）向下滑动的过程和现象。

崩塌：

是指陡峻斜坡上的岩土体在重力作用下，突然脱离母体崩落、滚动、堆积在坡脚（或沟谷）的现象。

2、滑坡的发育过程分为蠕动变形阶段、挤压滑动破坏阶段、剧滑阶段、逐渐稳定阶段。

3、“马刀树”是野外识别老滑坡的重要标志之一。

4、崩塌有以下四个特点：

①崩塌的速度快，发生猛烈；

②崩塌体的运动不沿固定的面或带发生；

③崩塌体在运动后，其原来的整体性遭到完全破坏；

④崩塌的垂直位移大。

三、泥石流

泥石流：

是含有大量固体物质（泥、砂、石）的特殊洪流，为高浓度的液相、固相混合流。

2、泥石流形成于山涧峡谷区。

3、泥石流的形成必须具备三个条件：

有丰富松散的固体物质、充足的水源和陡峻的地形。

（1）松散固体物质：

大量的块石、碎石、砂土、黏土等松散物。

（2）水源条件：

暴雨、特大暴雨形成山洪爆发。

（3）地形条件：

地形特征是地形陡峻，沟谷坡降大。

这种特征不仅给泥石流的发生提供了动力条件，而且陡峭的山坡使植被难以生根，在暴雨作用下，面蚀严重，极易产生坍塌，为泥石流提供丰富的固体物质。

四、岩溶

岩溶：

是指水对可溶性岩石溶蚀而产生的一系列独特的地质现象。

又称“喀斯特”。

岩溶作用：

在可溶性岩石地区，地下水和地表水对可溶岩进行化学溶蚀作用、机械侵蚀作用以及与之伴生的迁移、堆积作用。

岩溶现象：

在岩溶作用地区所产生的特殊地质、地貌和水文特征。

土洞：

由于地表水和地下水对可溶岩层之上的、第四纪土层的溶蚀和冲刷而产生的空洞。

2、岩溶发育必须具备四个基本条件：

即可溶性岩石、岩石透水性、侵蚀性水和水的流动性。

（1）可溶性的岩石：

石灰岩、白云岩和大理石

（2）岩石透水性：

岩体裂隙发育，且连通性、透水性好。

（3）侵蚀性水：

水中侵蚀性CO2含量较高，CO2含量越高以及酸性水或含有氯离子和硫酸根离子时，溶解岩石能力越强。

（4）水的流动性：

流动水不断带走溶解下来的物质，侵蚀性水不断补充，岩溶发育就能不断发展。

当水的交替作用逐渐转弱、甚至停止，相应岩溶发育也转