工程地质要点整理.docx

1工程地质学主要是研究与工程建设有关的地质问题的学科。主要任务有：勘察建筑地区的工程地质条件，为选点、规划、设计及施工提供工程地质资料，作为工程建设和运行管理的依据；根据工程地质条件论证、评价并选定最优的建筑地点或线路方案；预测在工程修建时及建成后的工程管理运行中，可能发生的工程地质问题，提出防止不良工程地质条件的措施。水文地质学主要是研究地下水的学科。主要任务是调查研究以下问题：地下水的形成、埋藏、分布、运动以及循环转化的规律；地下水的物理、化学性质、成分，以及水质的变化规律；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。2. 工程地质条件：与工程建设有关的地质因素综合，包括地形地貌条件，岩性条件，地质构造条件，水文地质条件，物理地质作用条件，天然建筑材料。 地质工程问题：工程建设与所在区域工程地质条件之间存在的矛盾。3. 地质作用：由内部和外部的能量作用引起促使地壳组成物质、地壳构造、地表形态发生改变的作用。 内动力地质作用：构造运动，地震作用，岩浆及火山作用，变质作用，重力作用外动力地质作用：风化作用，剥蚀作用，搬运作用，沉积作用，固结成岩作用4绝对地质年代是指组成地壳的岩层从形成到现在有多少“年”。它能说明岩层形成的确切时间，但不能反映岩层形成的地质过程。相对地质年代能说明岩层形成的先后顺序及其相对的新老关系宙、代、纪、世、期（早、中、晚）；宇、界、系、统、阶（下、中、上）绝对年代：放射性元素如铀铅法相对年代：古生物法（标准化石，只在某个较短时代阶段出现并分布较广的生物化石）；岩性对比法（相似形成环境岩性相似）；标志层法；岩层接触关系（整合、假整合、不整合，不整合面下老上新）；地层对比法，上新下老5岩层的接触关系:相邻两岩层间的接触形式 1,整合接触：相邻两岩层沉积时间延续且产状一致2不整合接触：平行不整合，时间有间断，产状基本一致 角度不整合，时间有间断，产状不一致3侵入和沉积接触6岩石圈：由上地幔固态物质和地壳共同组成的近地表固体部分。7矿物是地壳中及地球内层的化学物质在各种地质作用下形成的具有一定形态、化学成分和物理性质的单质元素或化合物，是构成地壳岩石的物质基础造岩矿物：组成岩石主要成分的矿物（石英、方解石、正长石等）8矿物的物理性质，决定于矿物的化学组成和内部结构。 1形态：固体，液体，气体 2颜色：自色，他色，假色 3条痕：矿物在白色无釉的瓷板擦划而留下的粉末的颜色 4光泽：矿物表面对光线的反射能力 5解理：矿物晶体或晶粒在外力打击下，能沿一定方向破裂并发生光滑平面的性质。 多组光滑面极完全解理， 一组光滑面极不完全解理 6端口：矿物受外力打击出现的破裂面呈各种凹凸不平的形状。 7硬度：矿物抵抗外力作用的能力。 摩氏相对硬度9岩石分裂：火成岩（岩浆岩）岩浆作用沉积岩沉积作用变质岩变质作用10 岩浆作用：地下深处的岩浆侵入地壳或喷出地表冷却形成新岩石的过程 沉积作用：由地表环境下，碎屑物质经搬运，沉积，压固，凝结等地质作用，并形成新岩石的过程 变质作用：早先形成的岩石，在地表一定深处，基本保持固态情况下，受岩浆活动或构造运动作用影响，发生矿物成分，结构，构造改变而形成新岩石的过程。11 三大类岩石的结构和构造分类（1）岩浆岩的结构是指组成岩石的矿物结晶程度，结晶颗粒的大小，形态及晶粒之间或晶粒与玻璃之间的相互关系的特征。 按结晶程度：全晶质，半晶质，非晶质 按晶粒大小：显晶质，隐晶质 按晶粒相对大小：等粒结构，不等粒结构，斑状结构岩浆岩的构造：岩石的构造是指组成岩石矿物合体之间，岩石各个组成部分之间的相互关系特点。 1流纹状构造，2气孔状构造，3杏仁状构造，4块状构造（2）沉积岩的结构：碎屑结构，泥质结构，结晶状结构，生物结构 沉积岩的构造：层理构造（水平，斜交，交错层理），层面构造（雨痕，波痕，泥痕），生物化石（3）变质岩的结构：变晶结构，变余结构，碎裂结构 变质岩的构造：变余构造，变成构造（板状构造，千枚状构造，片状构造，片麻状构造，块状构造）12构造(地壳)运动：由于地球内部营力引起的地壳的变形和变位。13岩层产状：岩层在岩石圈中的空间方位和产出状况。 3要素：走向，倾向，倾角 图示符号：意义：长线表示走向，短线表示倾向，数字表示倾角度数，长短线互相垂直，其交点应是测量点的位置。14地质构造分类：水平构造，倾斜构造，褶皱构造，断裂构造，隆起凹陷构造15岩层在构造运动中受力产生一系列连续弯曲的永久变形称为褶皱构造。背斜（岩层向上弯曲，两侧岩石相背倾斜，核心岩层时代较老，两侧依次变新并对称分布）；向斜（岩层向下弯曲，两侧岩层相向倾斜，核心岩层时代较新，两侧较老，对称分布）16褶皱分类1.按轴面和两翼岩层的产状分类：(1)直立褶皱（2）倾斜褶皱（3）倒转褶皱（4）平卧褶皱（5翻卷褶皱）2.按褶皱在平面上的形态分类：（1）线状褶皱（2）短轴褶皱（3）穹窿和构造盆地3.按枢纽的产状分类：（1）水平褶皱（2）倾伏褶皱4.按转折端形态分类：（1）圆弧褶皱（2）尖楞褶皱（3）箱型褶皱（4）扇形褶皱断层分类（1）正断层 （2）逆断层 （3）平移断层17褶皱分类的野外识别方法：书本41页或第15条18断层构造的野外识别方法：书本45页 岩层走向搜索，若发现岩层突然中断，而和另一岩层相接处，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；沿垂直岩层走向的方向进行观察，若岩层存在不对称的重复式缺失，则说明有平行于岩层走向的断层存在；由于构造应力的作用，沿断层面或断层破碎带及其两侧，常常出现一些伴生的构造变动现象；在地貌上，断层常形成断层崖、三角面山、山脉的中断或错开，以及山地突然与平原接触等现象；沿断层带常形成沟谷、洼地，或出现线状分布的湖泊、泉水等；某些喜湿性植物呈带状分布断裂构造对山体或岩体完整性、稳定性、渗透性影响极大，所以在水工建筑中特别重视19风化作用是指由于温度、大气。水溶液及生物等因素的作用下，使得分布在地表或地表附近的岩石，发生物理破碎、化学分解和生物分解的作用或过程。分类：1）物理风化作用：温差风化、冰劈作用、盐类的结晶作用 2）化学风化作用：氧化作用、溶解作用、水化作用、水解作用 3）生物风化作用：生物物理风化作用和生物化学风化作用生物物理风化作用：生物活动机械作用生物化学风化作用：生物有机酸化学作用20河流的地质作用：侵蚀作用：下蚀作用（河床加深，源头后移），侧向侵蚀作用（使河谷愈来愈宽，河床愈来愈弯，牛轭湖）搬运作用：拖运，悬运，溶运沉积作用：冲击平原及河口三角洲21岩溶概念（喀斯特）： 定义：指岩溶作用，及其产生的地貌和水文地质环境的总称 岩溶作用：地下水、地表水对可溶性岩石破坏和改造作用岩溶形成条件：1可溶性岩石2具有溶蚀能力的水3具有良好的水的补给、径流、排泄等水循坏交替条件22地下水： 按含水介质：松散岩石中的孔隙水、坚硬岩石中的裂隙水、可溶岩石中的溶隙水 按埋藏条件：上层滞水、潜水和承压水23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。1.由分布区、补给区、排泄区构成，一般分布区与补给区一致。2.有自由水面，由潜水面与地表形态一致，由高处流向地处，为无压水流。3.由降水和地表水补给，靠蒸发排泄4.无隔水顶板，易受污染5.含水层厚度随季节变化而变化24承压水是指充满于两隔水层之间的水。1.由补给区、承压区、排泄区构成 2.为有压水流，无自由水面。3.含水层厚度稳定、不受季节影响 4.有隔水顶板，不易受污染25达西定律：由法国水利学家经过大量实验室实验，获得饱和重力水运动规律，其渗透速度与水力坡降的一次方成正比，也叫线性渗透规律。Q=KFH/L=KFiQ渗透流量，F过水断面，H水头损失，L渗透距离，i水力梯度（水头差除以渗透距离），K渗透系数渗透流速V=Ki, 渗透流速V与水力梯度i的一次方成正比，又称线性渗透定律26渗透系数是表示岩石透水性的指标，物理意义为水力梯度为1时的渗透流速，一般采用m/d或者cm/s27达西定律的使用范围：适用于雷诺数Re110的地下水渗流运动。（1）饱和重力水 （2）层流，稳定流 （3）沙质一般性岩土28达西定律的工程应用（坝基防渗处理）：1心墙（减小过水断面面积）2垫层（增加渗漏路径，减小水力坡度）29蓄水构造：坚强的岩石中含水带与隔水带共同构成了蓄水地下水的地质环境1近似水平蓄水结构中的地下水2单斜蓄水结构中的地下水3褶皱蓄水结构中的地下水（向斜蓄水结构和背斜蓄水结构）30地下水资源评价的原则：1可持续利用原则2“三水”相互转化，统一评价的原则3以丰补欠，调节平衡的原则31过量开采地下水的危害：1造成地下水位下降，破坏地下水系统2由于地下水位持续下降，出现地面沉降3岩溶区出现地面沉陷，滨海区出现海水入侵32岩体结构面：岩体中存在的各种不同成因、不同特征的地质面，包括物质分异面、各种破裂面和软弱夹层结构面的成因类型：原生结构面、构造结构面、次生结构面结构面的特征：方位、密集程度、连续性、粗糙度、侧壁强度、张开度、填充物、渗漏、节理组数、块体大小33软弱夹层：岩层中厚度相对薄、力学强度较低的软弱层或带。 泥化夹层软弱夹层成因类型：原生型、构造型、次生型软弱夹层特征：1厚度薄2多呈相互平行，延伸长度和宽度不一的多层状3结构松散4岩性、性状及延伸范围，常有很大的变化5力学强度低34坝区常见的问题分类：1坝区渗漏以及由渗漏产生变形问题 2坝区岩土体滑动、稳定问题 3坝区岩土体沉降以及不均匀沉降问题35坝基渗漏公式