工程地质知识点.docx

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工程地质知识点

第一章

1、名词：

工程地质学：

是研究与工程建设有关的地质问题的一门学科。

地质环境：

为人类生存与活动进程中地壳表层的地形、地貌、岩土、水、地层构造、矿产资源、地壳稳定性等自然因素的总称。

工程地质条件：

是与工程建筑有关的地质条件的总称。

工程地质问题：

是指工程地质条件不能满足工程建筑上稳定和安全的要求时，工程建筑物与工程地质条件之间所存在的矛盾。

2、工程地质条件的六大要素是：

地层岩性、地质结构与构造、水文地质条件、地表地质作用、地形地貌、天然建筑材料。

3、就土木工程而言，主要的工程地质问题包括：

地基稳定性问题、斜坡稳定性问题、洞室稳定性问题和区域稳定性问题。

4、工程地质学的主要任务是：

（1）评价工程地质条件，阐明地上和地下建筑工程兴建和运行的有利和不利因素，选定建筑场地和适宜的建筑形式，保证规划、设计、施工、使用、维修顺利进行。

（2）从地质条件与工程建筑相互作用的角度出发，论证和预测发生工程地质问题的可能性、发生的规模和发展趋势。

（3）提出及建议改善、防治或利用有关工程地质条件的措施，加固岩土体和防治地下水的方案。

（4）研究岩体、土体分类和分区及区域性特点。

（5）研究人类工程活动与地质环境之间的相互作用与影响。

第二章

一、地球概况

1、概念：

地壳运动：

主要是由于地球内力作用所引起的地壳的机械运动。

2、地壳六大板块：

亚欧板块、美洲板块、非洲板块、太平洋板块、印度洋板块、南极洲板块。

3、地壳运动的特征：

方向性、普遍性和长期性、运动速度不均一性。

二、矿物与岩石

1、概念：

矿物:

是自然界中的化学元素在一定的物理化学条件下生成的天然物质，具有一定的化学成分和物理性质。

造岩矿物:

组成岩石的主要矿物。

矿物硬度:

矿物抵抗外力刻划、压入、研磨的能力。

岩石:

是天然生成的，具有一定的结构和构造的矿物集合体。

岩浆岩：

由岩浆冷凝、固结所成的岩石，又称火成岩。

沉积岩:

是在地表和地表下不太深的地方，由松散堆积物在常温常压的条件下，经过压固、脱水和重结晶作用而形成的岩石。

变质岩：

是地壳内原有的岩石（岩浆岩、沉积岩和变质岩），在高温、高压和化学成分加入的情况下，在固体状态下发生矿物成分和结构构造的改变而形成的新岩石。

变质作用：

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

1、概念：

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

1、概念：

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

1、概念：

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°∠30°。

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

1、概念：

岩石:

是天然生成的，具有一定的结构和构造的矿物集合体。

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。

其值愈大，变形愈小，岩石抵抗变形能力越强；反之越弱。

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；反之愈差。

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

1、概念：

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

1、概念：

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（B