工程地质复习资料

二二 地质作用地质作用 形成和改变地壳物质组成以及塑造地壳面貌的作用称为地质作用 1 内力地质作用 2 外力地质作用 内力地质作用内力地质作用 动力来自于地球本身 地球内部放射性元素蜕变产生的热能 地球转动能 等 并主要发生在地球内部的地质作用 外力地质作用外力地质作用 是由地球范围以外的能源所产生的地质作用 它的能源主要来自太阳辐射 能以及太阳和月球的引力 地球的重力能等 P6 PPT 内外力地质作用的关系内外力地质作用的关系 1 内力地质作用使地面高低起伏 内力地质作用使地面高低起伏 2 外力地质作用对地面的起伏加以改造 削高填低 使地面准平原外力地质作用对地面的起伏加以改造 削高填低 使地面准平原 化 化 三 克拉克值克拉克值 元素占地壳平均重量的百分比 矿物的化学成分 1 单质类矿物 2 化合物类矿物 主要造岩矿物 常见矿物 就其化学成 分而言 分为硫化物 氧化物 卤化物 碳酸盐 硫酸盐 硅酸盐等 但绝大多数为硅酸 盐类矿物如 斜长石 正长石 四 岩石的结构 是指岩石中矿物的结晶程度 颗粒大小和形状及彼此之间的组合方式 岩石的构造 是指岩石中矿物集合体之间或矿物集合体与岩石的其它组成部分之间的排列 方式及充填方式 岩浆岩岩浆岩 是位于地壳深部和上地幔中 以硅酸盐为主 部分为金属硫化物 氧化物 水蒸 汽及其它挥发性物质组成的高温 高压熔融体 1 岩浆岩的结构 1 显晶质结构 岩石中的全部矿物在肉眼或下放大镜下可以分辨出晶体颗粒 深成侵入岩 中常见的结构 2 隐晶质结构 矿物晶体颗粒非常细小 以致肉眼与放大镜下不能分辨矿物晶体颗粒 但 在显微镜下可以看出矿物晶体颗粒 浅成侵入岩和喷出岩中常见的结构 3 玻璃质结构 指矿物颗粒为非晶质矿物 是喷出岩中常见的结构 4 斑状结构和似斑状结构 矿物颗粒可分为大小不同的两群 大的颗粒为晶质矿物 小的 则为基质 似斑状结构 基质由显晶质物质组成 深成侵入岩所具有的结构 斑状结构 基质由隐晶质或玻璃质组成 喷出岩和浅成侵入岩所具有的结构 2 岩浆岩的构造 1 块状构造 组成岩石的矿物在整块岩石中均匀分布 岩石中的各部分在成分与结构上 都一样 2 流纹状构造 岩浆溢出地表后 在流动过程中冷凝所形成的构造 其外貌特征是岩石 中不同颜色的物质 矿物晶体或气体呈一定方向的流动状排列的结果 常 见于酸性和中性喷出岩 3 气孔状构造 岩浆上升到地表 由于压力和温度的骤然降低 挥发性组份不断逸出 从而在岩石中留下各种大小不一的圆形或椭圆形气孔 4 杏仁状构造 具气孔状构造的岩石 部分气孔被后期形成硅质 钙质等矿物充填 便 形成杏仁状构造 3 岩浆岩的分类 岩浆岩的分类 P12 沉积岩沉积岩 是在地表和地表下不太深的地方 由松散沉积物在温度不高和压力不大的条件下形 成的 是地壳表面分布最广的一种层状的岩石 1 沉积岩的结构 碎屑结构 碎屑物质被胶结物粘结而形成 非碎屑结构 岩石中的矿物大多为晶体矿物 又称为结晶结构 2 沉积岩的构造 1 层理构造 是岩石的各组成部分在颜色 矿物成分和碎屑颗粒大小等 方面沿垂直方向差异变化或相互交替出现而形成的一种层状构造 层理可分为 水 平层理 斜层理 交错层理 2 层面构造 指在岩层顶面和底面发育的构造 可以判断岩层的层序关系 如波痕 泥裂 雨痕 雹痕和生物遗迹 3 沉积岩的分类和主要的沉积岩 沉积岩的分类和主要的沉积岩 P15 变质岩是由原来的岩石在地壳中受到高温 高压以及化学活动性流体的影响 在固体状态 下发生剧烈变化后形成的新的岩石 1 变质岩的结构 1 变晶结构 原岩在固体状态下发生重结晶形成的结构称为变晶结 构 3 变余结构 又称残余结构 是变质作用不彻底而从原岩中保留下 来的结构 2 变质岩的构造 1 变余构造 变质作用对原岩的构造改造不彻底而保留原岩构造的某 些特点 2 变成构造 由变质作用形成的构造 与原岩的构造有明显的区 别 3 变质岩的分类 P17 三大类岩石之间的相互转化三大类岩石之间的相互转化 岩浆岩 沉积岩 变质岩 变质作用 外力地质作用 变质作用 熔融 岩浆作用 外力地质作用 熔融 岩浆作用 三大岩类岩石对转化过程中 构造运动构造运动起着重要作用 五 绝对地质年代 指地质事件从发生到现在所经历的实际年数 相对地质年代 指地质事件发生的先后顺序 岩浆岩相对地质年代的确定方法 岩浆岩相对地质年代的确定方法 1 侵入者时代新 被侵入者时代老 侵入者时代新 被侵入者时代老 2 包裹者新 被包裹者老 包裹者新 被包裹者老 地层接触关系 1 整合接触整合接触 上下两套地层的层面平行 地层时代连续 形成过程 地壳处于稳定且持续 的下降过程 或以下降为主导状态的升降过程下发生连续沉积而形成的 2 平行不整合接触平行不整合接触 假整合接触 上 下两套地层的层面平行 两套地层之间存在区域 性剥蚀面 地层时代不连续 缺失部分时代的地层 3 角度不整合接触角度不整合接触 不整合接触 两套地层之间存在区域性剥蚀面 剥蚀面上的地层与 剥蚀面平行 下伏地层与剥蚀面及上覆地层呈角度斜交 地层时代不连续 缺失 部分时代的地层 4 侵入体沉积接触侵入体沉积接触 侵入体被沉积岩层直接覆盖 侵入体与沉积岩层之间有风化剥蚀面 六 课件 七 八 地质构造 地壳运动使岩层和岩石产生变形 变位 形成各种不同的构造形迹 如 断层 节理 褶皱 单面山等 1 水平构造水平构造 未受构造运动影响 或虽受到垂直方向构造运动影响 但仍保持水平或近似 水平状态者 称为水平构造 2 单斜构造单斜构造 在一定的区域范围内 岩层向一个方向倾斜 且倾角基本一致的岩层 单斜构造的产状 走向 倾向 倾角 练习 1 岩层产状为 210 15 请指出该岩层产状 并用象限角表示 2 岩层产状为 N40 E NW 30 请指出该岩层产状 并用方位角表示 单斜构造对工程建设的影响 1 当高路堑边坡倾向与岩层倾向相反时 2 当高路堑边坡倾向与岩层倾向相同时 3 褶皱构造褶皱构造 地壳运动时水平岩层受到挤压而产生的一系列波状弯曲 称为褶皱 褶皱要素褶皱要素 P32 褶皱的形态分类 直立褶皱 倾斜褶皱 倒转褶皱 平卧褶皱褶皱的形态分类 直立褶皱 倾斜褶皱 倒转褶皱 平卧褶皱 道路工程 1 当道路走向平行于背斜岩层走向时 2 当道路走向平行于向斜岩层走向时 地下工程 1 硐室轴线穿过褶曲地层 2 硐室轴线与褶曲轴线平行 4 断裂构造断裂构造 岩层受构造应力作用后发生变形 当作用力超过岩石强度时 岩层的连续性 完整性遭到破坏而发生断裂 形成断裂构造 断裂构造包括 节理与断层 按断层两盘的相对运动方向分类 1 正断层正断层 沿断层面倾斜方向 上盘相对下降 下盘相对上升 多为张力或重力作用形 成 2 逆断层逆断层 沿断层面倾斜方向 上盘相对上升 下盘相对下降 主要由水平挤压而形成 3 平移断层平移断层 断层两盘沿断层面走向方向平移错动 活断层指的是现在正在活动或在最近地质时期发生过活动的断层 在将来可能继续活动的断 层 活断层是导致地震产生的重要地质背景活断层是导致地震产生的重要地质背景 建筑场地一般应避开活断层带 线路工程必须跨越活断层时 要尽量使构筑物的轴线与断层走向大角度相交 并近 可能避开主断层 当必须要在活断层区修建工业 民用建筑时 应尽可能选择相对稳定的地块 并尽 量将重大建筑物布置在断层下盘 并采用适当的抗震结构 九 1 某建筑场地地面高程 96m 该场地的地下水为潜水 若潜水水位是 91m 则地下水埋 深是多少 5 2 某建筑场地地面高程 105m 该场地的地下水为承压水 承压水初见水位是 89m 稳定 水位是 99m 则承压水头是多少 10 3 某建筑场地地面高程 115m 该场地的地下水为承压水 承压水初见水位是 99m 承压 水头是 18m 该地会出现什么现象 117 115 十 1 开采地下水引起地面沉降地面沉降 地下水位下降引起的应力增量 使土体产生固结沉降 引起 地面下沉 防治 回灌回灌 2 渗透变形渗透变形 1 流土流土 在渗流作用下 土 体或颗粒群同时发生悬浮 移动的现象 基坑中流土 防治 上游延长渗流路径上游延长渗流路径 或降低水头差降低水头差 改善下游出口处条件 下游增加透水反滤盖重透水反滤盖重 2 潜蚀 管涌管涌 在地下水的渗透力 动水压力 作用下 土体中的细小颗粒在粗颗粒形成的孔 隙中移动流失 土体孔隙不断扩大 渗流速度不断增加 较粗颗粒也相继被水 带走 最终形成贯穿的渗流通道 造成土体塌陷的现象 4 地下水造成基坑突涌 基坑突涌基坑突涌 当基坑下部有承压含水层时 开挖基坑减小了基坑底部隔水层的厚度 当 隔水层太薄经受不了向上的承压水头作用 承压水冲破基坑底板的现象 防止 对承压含水层预先降水 减小开挖深度 对承压含水层预先降水 减小开挖深度 练习 某建筑场地的地下水为承压水 承压水水位比含水层顶板高 15m 进行基坑开挖 后 基坑底部粘土层容重是 16kN m3 基坑底面距离含水层顶板 5m 请判断该基坑工程 是 否安全 若不安全 应采取何种措施 5 当建筑物基础位于地下水位以下时 地下水对基础底面产生浮托力地下水对基础底面产生浮托力 防治 抗拔桩抗拔桩 十一 斜坡破坏 1 崩塌 斜坡在陡坡地段 大于 50 度 斜坡上部的岩体受陡倾裂隙切割 在重力作用下 突然脱离山体而快速翻滚 跳跃和坠落 最后堆积于坡脚的地质现象 2 滑坡滑坡 斜坡上岩土体沿着斜坡内部贯通的滑动面所发生的整体下滑整体下滑现象 滑坡的特点 通常是较深层的破坏 滑动面深入到坡体内部以至坡脚以下 质点位移矢量水平方向大于铅直方向 有依附面 即滑移面 存在有依附面 即滑移面 存在 具有具有 整体性整体性 滑动 滑动 滑坡滑动过程可以在瞬间完成 也可能持续几年或更长的时间 滑坡滑动过程可以在瞬间完成 也可能持续几年或更长的时间 滑坡形态要素滑坡形态要素 PPT 滑坡预防和治理 1 绕绕 外移做桥 内移做隧外移做桥 内移做隧 2 排排 排水措施 1 水平钻孔 2 竖井抽水 3 隧洞与钻孔相结合 4 盲沟排水 3 护护 护坡措施 4 削削 削坡减重 坡顶减重 5 挡挡 支挡工程 6 固 滑带岩土体改良 十二 泥石流 指在山区 由于暴雨或融雪暴雨或融雪而产生的山洪急流携带大量固体物质大量固体物质 块石 碎石 砂粒 粘土 沿着沟谷 陡坡急骤下泄 在短时间内对人们生命财产造成极大破 坏的地质现象 1 地质条件 崩塌造成沟谷有丰富的松散物质 为泥石流提供固体物源崩塌造成沟谷有丰富的松散物质 为泥石流提供固体物源 2 气象水文条件 1 水是泥石流的组成部分 也是搬运介质 2 泥石流的形成与短时间内突然性大量流水有关 3 绝大部分泥石流暴发都是由暴雨激发而引起的 流域的陡峻地形和大量松散物质的积 累 如果没有一定强度的暴雨 仍不能形成泥石流 3 泥石流的防治措施 生物治理生物治理 植树造林 种草 合理耕种 工程治理工程治理 适合于所有的泥石流防治 见效快 但治标不治本 适合于所有的泥石流防治 见效快 但治标不治本 防护工程 防护工程 排导工程 拦挡工程 排导工程 拦挡工程 十三 岩溶 岩溶作用及其所产生的水文现象和地貌现象称为岩溶 岩溶作用 以地下水为主 地表水为辅 以化学过程为主 机械过程为辅的对可溶性岩石 的破坏和改造作用称为岩溶作用 岩溶区的地基稳定性问题 1 石芽地基 2 土洞地基 在覆盖型岩溶地区 可溶岩上覆土层中常发育着的空洞 3 溶洞地基 岩溶地基的处理方法岩溶地基的处理方法 填垫法填垫法 加固法加固法 跨越法跨越法 桩基法桩基法 十四 岩体基本质量指标计算公式 BQ 90 3Rc 250Kv 岩体基本质量指标修正值 BQ BQ BQ 100 K1 K2 K3 练习练习 2 已知某工程岩体指标为 岩块的单轴饱和抗压强度为 50000kPa 岩块压缩波速 度为 5 8km s 岩体压缩波速度为 4 5km s 地下水影 响修正系数 K1 0 15 主要软弱结构面产状影响修正系数 K2 0 4 初始应力状态 影响修正系数 K3 0 5 请分别计算 1 该