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工程地质学、水文地质学及其任务 工程地质学是调查、研究、解决与各种工程活动有关的地质问题的科学。是地质学的一个分支。工程地质学任务:（1）研究工程建设与地质环境二者之间的相互制约关系，促使矛盾转化和解决。（2）既保证工程安全、经济、正常使用，又合理开发和利用地质环境。 水文地质学主要是研究地下水的学科。水文地质工作的主要任务:（1）地下水的形成、埋藏、分布、运动以及循环转化的规律。（2）地下水的物理、化学性质、成分以及水质的变化规律。（3）解决合理的开发、利用、管理地下水资源，以及有效地消除地下水的危害等实际问题。工程地质条件 是指自然环境地质因素对工程活动的制约和影响岩石、岩体、土、矿物、粘土矿物的概念 各种地质作用中所形成的天然单质元素或化合物，叫矿物。矿物的自然集合体则是岩石。 矿物的物理性质和力学性质包括哪些方面及各自的概念 1. 形态：绝大多数矿物为固态，只有极少数呈液态（自然汞）和气态。 2. 颜色：矿物对不同波长可见光吸收程度不同的反映。 3. 条痕：指矿物粉末的颜色。 4. 透明度：指矿物透过可见光波的能力。 5. 光泽：矿物表面的反光能力。 6. 解理和断口： 解理：矿物在外力作用 （敲打或挤压）下，严格沿一定方向破裂或成光滑平面的性质。 断口：矿物受外力作用，无固定方向破裂并呈各种凹凸不平的断面。 7. 硬度：硬度指矿物抵抗外力的刻划、压入或研磨等机械作用的能力。 8.其他性质：如相对密度、磁性、弹性、挠性、脆性等。三大类岩石的概念 岩浆岩：又称火成岩，是由岩浆冷凝固结后形成的岩石。 沉积岩：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，经一系列地质作用形成的层状岩石。 变质岩：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，当其处在高温、高压及其他化学因素作用下，使原来岩石的成分、结构和构造发生一系列变化，所形成的新的岩石称为变质岩。 岩浆岩的分类以及岩浆岩的结构、构造各有哪些？ 岩浆岩的分类：首先，根据岩浆岩的化学成分（SiO2含量）及由化学成分所决定的岩石中矿物的种类与含量关系，将岩浆岩分成酸性岩、中性岩、基性岩及超基性岩。其次，根据形成条件分为喷出岩、浅成岩和深成岩。 在此基础上，再进一步考虑岩浆岩的结构、构造、产状等因素。 岩浆岩的结构： 1.按岩石中矿物结晶程度划分：全晶质结构，半晶质结构，玻璃质结构。 2.按岩石中矿物颗粒的绝对大小划分：显晶质结构，隐晶质结构。 3.按岩石中矿物颗粒的相对大小划分：等粒结构，不等粒结构，斑状结构。 岩浆岩的构造： 1.流纹构造 2.气孔构造 3.杏仁状构造 4.块状构造岩浆岩的产状有哪些？ 侵入岩岩体产状：1.岩基 2.岩株 3.岩盘 4.岩床 5.岩脉 喷出岩岩体产状：1.中心式喷发 2.裂隙式喷发沉积岩的组成物质有哪些？ （1）碎屑矿物。（2）粘土矿物。（3）化学沉积矿物。（4）有机质及生物残骸。沉积岩的结构、构造特征有哪些，及碎屑结构的描述方法 沉积岩的结构：包括碎屑结构、泥质结构、结晶状（晶粒）结构、生物结构。 沉积岩的构造特征：1.层理构造 2.层面构造 3.结核 4.生物成因构造 5.缝合线 碎屑结构的描述方法：（1）颗粒大小。（2）颗粒形状。（3）胶结物及胶结方式。（基底胶结，孔隙胶结，接触胶结）变质作用可分为哪几种类型?变质岩的构造特征有哪些？变质作用： 1.接触变质作用 2.区域变质作用 3.混合岩化作用 4.动力变质作用 变质岩的矿物成分 （1）与岩浆岩或沉积岩所共有的。（2）变质作用后产生的变质矿物。变质岩的结构 变余（原岩在变质作用过程中，由于重结晶、变质结晶作用不完全，原岩的 结构特征被部分保留下来。）、变晶（岩石在固体状态下发生重结晶或变质结晶所形成的结构，称为变晶结构。）、碎裂（由于岩石受定向压力作用，当压力超过其强度极限时发生破裂，形成碎块甚至粉末状后又被胶结在一起的结构。）变质岩的构造 （1）板状构造（2）千枚状构造（3）片状构造（片理构造）（4）片麻状构 （5）块状构造地壳运动的概念 地壳运动（构造运动）：指由内力地质作用引起的地壳组成物质和结构发生变形和变位的运动，如地壳的隆起和下沉、岩层受挤压发生弯曲、错断等。地质构造概念、类型地壳运动改变了岩层的原始产出状态，使其发生褶皱、断层和裂隙。残留在岩层中的这些变形或变位的现象，称为地质构造。 基本类型：水平构造和倾斜构造，褶皱构造，断裂构造，活断层 地质时代和地层年代如何划分？地质年代表 地质年代按时间的长短依次为宙、代、纪、世、期。 地层年代按时间的长短依次为宇、界、系、统、阶。地质历史的划分主要是根据对地层的观察研究得来的。岩性、构造形迹、化石等。 地质年代表课本P15（纪）岩层接触关系类型及其特点 （1）整合接触：同一地区上、下两套沉积地层在沉积层序上是连续的，且产状一致，即在时间和空间上均无间断。 （2）平行不整合接触（也称假整合）：上、下两套岩层之间有一明显的沉积间断，但产状基本一致或一致。 （3）不整合接触：又称角度不整合。上、下 两套岩层之间有一明显的沉积间断面（不整合面），且两套岩层呈一定角度相交。 岩层产状、产状三要素的概念 岩层的产状是指岩层在空间位置的展布状态。岩层的产状可分为水平的、倾 斜的和直立的三种类型。 1.走向 2.倾向 3.倾角 褶皱的基本形态有哪些、在野外如何观察褶皱？ 最基本的形态就是背斜和向斜两种。 褶皱构造的识别：首先，垂直于岩层走向进行观察，当岩层重复出现并对称 分布时，便可肯定有褶皱构造。其次，再分析岩层新老组合关系。再次，根据两翼岩层产状判断褶皱类型，直立或倒转等。节理的概念，它的成因类型有哪些？ 断裂构造是岩体受力超过其强度极限时发生破裂形成的地质构造。可分为断层（沿破裂面两侧有明显相对位移）和节理（沿破裂面两侧没有明显相对位移）两种类型。 节理（裂隙）按成因分类 （1）原生（成岩）节理，成岩过程中所形成。如玄武岩的柱状节理，沉积岩中的泥裂现象。 （2）表生（次生）节理，风化、卸荷、爆破等原因形成。因产状无序、杂乱无章，通常称为裂隙。 （3）构造节理，地壳运动中产生的构造应力作用而形成的节理。分布广泛，延伸较深，方向较稳定，可切穿不同的岩层。断层的概念、基本要素有哪些？断层有哪几种基本类型？ 岩层或岩体在构造应力作用下发生破裂，沿破裂面两侧有明显相对位移的构造现象称为断层。 基本要素： (1）断层面和断层破碎带：岩层断裂后沿其位移的断裂面称为断层面。一系列密集的破裂面组成断层破碎带。 （2）断层线：断层面与地面的交线称为断层线。 （3） 断盘：断层面两侧被断层面分开并发生相对位移的岩体称为断块或断盘。 （4）断距：断层两盘相对位移的距离和为断距。 基本类型： （1）按断层的形态分：正断层、逆断层、平移断层。 （2）压性断层（逆断层）、张性断层（正断层）、扭性断层（平移断层）、压扭性断层（平移逆断层）、张扭性断层（平移正断层）。 （3）按断层产状与岩层产状的关系分类：走向断层、倾向断层、斜交断层。 （4）根据断层走向与褶曲轴线方向的关系：纵断层、横断层、斜断层。 在野外如何识别断层？ （1）沿岩层走向追索，若发现岩层突然中断，而与另一岩层相接触，则说明有横穿岩层走向的断层或与岩层走向斜交的断层存在。 （2）沿垂直于岩层走向的方向进行观察，若岩层存在不对称的重复或缺失，则说明有平行于岩层走向的断层存在。 （3）由于构造应力的作用，沿断层面或断层破碎带及其两侧，常出现一些伴生的构造变动现象，擦痕、阶步、构造岩、牵引褶皱等。 （4）地貌突然变化及断层崖、断层三角面的形成，山脉的中断或错开。 （5）沿断层带常形成沟谷、洼地，或出现呈线状分布的湖泊、泉水等。 （6）某些喜湿性植物呈带状分布。 （7）伴生节理。伴生张节理（T）与断层面斜交，其锐角指示本盘错动方向。伴生剪节理（S1）与断层面相交的锐角指向对盘滑动方向。什么是活断层？特征有哪些？判别标志有哪些？活断层对工程建筑有何影响? 定义：是指现今仍在活动，或者近期曾有过活动，不久的将来还可能重新活动的断层。后一种情况称潜在活断层。 活断层的特征：活断层的继承性，活断层的长度和断距，活断层的错动速率， 活断层的分段判别标志： （一）直接标志 水利水电工程地质勘察规范中规定，具有下列标志之一的断层，可判断为活断层: 错断晚更新世以来的地层者； 断裂带中的构造岩或被错动的脉体，经绝对年龄测定，其最后一次错动的年代距今100150ka以内者； 根据仪器观测，沿断层有位移和地形变（大于0.1mm/a）者； 沿断层有历史和现代中、强震震中分布，或有晚更新世以来的古地震遗迹，或密集而频繁的近期弱震活动者； 在地质构造上，证实与已知活断层有共生或同生关系的断层。 （二）间接标志 主要是沿所研究断层实际观察和测量到的地形地貌、地球物理场、地球化学场、水文地质场等方面的异常形迹，它们能为断层活动性研究提供重要线索，但不能单独作为判定活断层的依据。 （三）参考标志 参考标志主要指小比例尺区域图件和遥感图像上解读的形地貌、地球物理场、地球化学场等方面的异常形迹，以及物理模拟和数学模拟求出的活动性强烈的断层段。在未经实地取得直接证据前，只有参考意义。 活断层对工程建筑的影响及评价： （1）活断层对工程建筑的影响，主要表现为横跨断层的建筑物，可能因活断层的水平或垂直位移，而产生拉裂、变形，甚至破坏。活断层会引起地震，使建筑物遭到震害。 （2）活断层的变形有两种：蠕动和错动，蠕动位移量一般较小，但当发生强烈地震时，这种蠕动变形会急速加大。据统计，我国大于7级的地震，80%位于活断层带上，而大于或等于8级地震，100%位于活断层带上。其上部建筑物几乎全部破坏。所以，重要的建筑物要求尽量避开活断层。 （3）活断层是产生不良地质现象的重要控制因素，在活断层发育地带，由于地壳相对运动，往往产生较大的地形高差，由于岩石松散、破碎，地表水及地下水容易入渗，加大风化程度，故容易产生滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害。所以，应注意活断层周围可能产生不良地质灾害的影响和范围，评价它们的稳定性及防治措施。 （4）在活断层比较发育的地区，应注意选择“安全岛”地带。工程地质图的分类、阅读和分析方法什么是风化作用？风化作用有哪些主要类型?影响风化作用的主要因素有哪些？ 风化作用：地表或地表附近的岩石，经受太阳辐射、大气、水溶液及生物等因素的侵袭，逐渐破碎、松散或矿物成分发生化学变化，甚至生成新矿物的现象。 风化作用的类型：物理风化、化学风化、生物风化。 影响岩石风化的因素：1.岩石性质的影响 2.地质构造的影响 3.气候的影响4. 地形条件的影响 5.其他影响因素河流的地质作用包括哪几种形式？河流的地质作用可分为侵蚀作用、搬运作用和沉积作用。河流的侵蚀作用，一方面向下切割河床，称为下蚀作用；另一方面向两岸冲刷谷坡，称为侧蚀作用。搬运作用：机械搬运及化学搬运。沉积作用：主要发生在河流入海、入湖处，或在河流的中、下游及河曲的凸岸。大都沉积在海洋和湖泊里。河流阶地概念、根据形态和结构特征有哪几种类型？河流阶地是河谷地貌的另一种重要形态。阶地是指河谷谷坡上分布的洪水不能淹没的台阶状地形。自下而上分为一级阶地，二级阶地，三级阶地.根据阶地的成因可将其分为侵蚀阶地、基座阶地、堆积阶地和埋藏阶地四种类型。岩溶的概念，发育的基本条件有哪些？ 岩溶（喀斯特）：在可溶性岩石地区，地下水和地表水对可溶岩进行的化学溶蚀、机械侵蚀、搬运、堆积并形成各种独特地貌形态的地质现象。 岩溶发育的基本条件：（一）岩石的可溶性 （二）岩层的透水性 （三）水的溶解能力 （四）水的运动状态岩溶发育的分布规律？ （一）岩溶发育的垂直分带性 （二）岩溶分布的不均匀性泥石流的概念及形成条件及防治措施 泥石流一种含大量泥砂、石块等固体物质，具有强大的破坏性的特殊洪流。泥石流的形成条件： 1.地形地貌条件 常发生在地形陡峻、沟床纵坡降大的山地，流域形态呈漏斗形等。山坡陡峭，风化、崩塌等严重，既可以提供丰富的松散物质，也有利于地表水的汇集。 2.地质条件 泥石流多发地区，一般地质构造比较复杂，岩体破碎，各种自然地质作用比较发育，提供了充足的固体物质来源。 3.水文气象条件（水源条件） 水不仅是泥石流的组成物质和搬运介质，也是启动松散物质和产生松散物质的主要因素。如何预防、躲避泥石流灾害 1、努力改善生态环境：提高小流域植被覆盖率，可以抑制泥石流形成、降低泥石流发生频率。 2、房屋不要建在沟口、沟道上 3、不能把冲沟当作垃圾排放场：在冲沟中随意弃土、弃渣、堆放垃圾，将给泥石流的发生提供固体物源、促进泥石流的活动。 4、雨季不要在沟谷中长时间停留地震指标诸如震级、烈度、基本烈度、设防烈度等 震级是表示地震本身大小程度的等级，是指一次地震时震源释放出能量的大小。 地震烈度是指地震时地面振动的强弱程度。 基本烈度，是指一个地区在今后100年内，在一般场地条件下可能遇到的最大地震烈度。 建筑场地烈度（小区域烈度），指建筑场地范围内，因地质条件、地形地貌条件、水文地质条件不同而引起基本烈度降低或提高后的烈度。 设防烈度，指在基本烈度的基础上，考虑建筑物的重要性、永久性、抗震性将基本烈度加以适当调整，调整后设计采用的烈度称为设防烈度。地震效应的概念，地震破坏作用包括哪些方面？ 在地震作用下，地面会出现各种震害和破坏现象，也称为地震效应，即地震的破坏作用。 地震破坏作用可分为震动破坏与地面破坏两个方面。前者主要是地震力和振动周期的破坏作用，后者则包括地面破裂、斜坡破坏及地基强度失效。地下水分类?(按埋藏条件分，按空隙性质分)地下水按埋藏条件可分为包气带水、潜水、承压水。通常按空隙形状特征和发育岩类将其分为：松散岩石中的孔隙、坚硬岩石中的裂隙和可溶岩石中的溶隙三大类。 透水层，隔水层、含水层的概念，以及构成含水层的条件 含水层是指能透过又能给出重力水的岩层。构成含水层必须具备以下条件： （1）有储水空间 （2）有储存地下水的地质构造条件 （3）有良好的补给水源和补给条件 隔水层是指不能给出并透过水的岩层。可以是饱水的，可以是不含水的。 什么是潜水、承压水？各自有哪些特征以及水位分布图的解析。潜水是埋藏于地下第一个稳定隔水层之上，具有自由表面的重力水。根据潜水的埋藏条件，潜水具有以下特征： （1）潜水具有自由水面，为无压水。在重力作用下可以由水位高处向水位低处渗流，形成潜水径流。 （2）潜水的分布区和补给区基本是一致的。 （3）潜水的动态（水位、流量和化学成分）随季节不同而有明显变化。 （4）在潜水含水层之上因无连续隔水层覆盖，一般埋藏较浅，因此，容易受到污染。 承压水是充满于两个隔水层（或弱透水层）之间的含水层中，具有承压性质的地下水。 根据承压水的埋藏条件，决定了它的特征： a）具有承压性能，其顶面为非自由水面； b）分布区与补给区不一致； c）动态受气象、水文因素的季节性变化影响不显著； d）厚度稳定不变，不受季节变化的影响； e）水质不易受到污染。 地下水有哪些主要的物理性质和化学性质 地下水的物理性质：温度，颜色，透明度，嗅，味，比重，电导性，放射性 化学性质：地下水的酸碱性，地下水的总矿化度，地下水硬度岩体结构、结构面、结构体的概念 岩体是由结构面和结构体两部分组成的。结构面和结构体称为岩体结构单元，不同类型的岩体结构单元的组合和排列形式称为岩体结构。 一般把岩体中存在的各种不同成因、不同特征的地质界面，包括物质分异面和各种破裂面以及软弱夹层等统称为结构面。 结构面在空间按不同的组合可将岩体切割成不同形状和大小的岩块，这些被结构面围限的岩块称为结构体。 结构面：具有一定方向、延展较广、厚度较薄，切割岩体的二维地质界面。 结构体：被结构面所围限的块体。岩体的工程地质特征有哪些？ （1）方位（2）间距和线密度（3）连续性（4）粗糙度（5）结构面的侧壁强度（6）张开度（7）充填物（8）结构面内的渗流（9）节理组数（10）块体大小结构面的类型有哪些？ 原生结构面、构造结构面、次生结构面三类。软弱夹层、泥化夹层的概念。泥化夹层的形成条件有哪些？ 软弱夹层：指在坚硬的层状岩层中夹有强度低、泥质或炭质含量高、遇水易软化、延伸较广和厚度较薄的软弱岩层。 泥化夹层是软弱夹层中性质最坏的一类。 黏土岩类岩石经一系列地质作用变成塑泥的过程，称为泥化，泥化的标志是其天然含水量大于或等于塑限。 泥化夹层的形成必须具备的三个条件 （1）物质基础：黏粒和黏土矿物含量越高，越有利于泥化； （2）构造作用：层间错动形成的层间剪切带是形成泥化夹层的重要条件，常分为泥化错动带、劈理带、节理带三个带。 （3）地下水的作用：含水量增加，使岩石处于塑态甚至接近流态，即产生了泥化。地应力的概念、组成及分布特点工程实际中，常将工程施工前就存在于岩体中的地应力，称为初始应力或天然应力。组成：1.自重应力2.构造应力天然应力的分布规律： 1.岩体中存在三向不等的空间应力场-垂直应力通常是最小主应力。2.垂直向应力与岩体自重的关系：实测资料表明，垂直向应力往往大于岩体自重。3.水平应力与垂直