四川大学工程地质复习资料.doc

工程师行事的职业标准应是尽力使其作品： (1) 满足功能使用要求；(2) 安全、经济；(3) 外观整洁、美观。人类工程活动与地质环境的依存关系 指工程建设不能脱离地质环境，必定在某种程度上受到地质环境的制约，因此，人类的工程活动和工程建筑物必须具备一定的地质环境的适宜性。人类工程活动和地质环境的相互作用 指一方面人类工程活动要受地质环境的制约，另一方面地质环境又会受到人类工程活 动的影响，因此，是相互作用，也称双向作用。相互作用方式：（动态的，逐次扰动和协调；可以收敛到相对的和谐；也可能发散、出现失稳势，造成灾害） 不能正确预见工程活动与地质环境间相互作用的必然结果： 不能合理开发利用地质环境 影响到工程活动的安全与经济 致使地质环境恶化，使已有建筑物受到不良影响 工程技术、管理人员要负相应的责任工程地质学是调查、研究、解决与各种工程活动相关的地质问题的学科。工程地质学在水利水电工程建设中的主要任务：选择工程地质条件最优良的建筑地址；查明建筑区的工程地质条件和可能发生的不良工程地质作用；根据选定地质的工程地质条件，提出枢纽布置，建筑物结构类型、施工方法及运营使用中应注意的事项；提出改善和防治不良地质条件的方案措施。人类工程活动指采取工程措施进行能源、资源开发利用、工农业基础设施和人民生 活设施的建设等有关活动，包括规划、设计、施工、开采和运行。人类的工程活动按行业功能分为：灾害防治及环境保护工程、国防基地工程城镇设施工程化工冶炼工程矿业工程交通运输工程水利水电工程地质环境指以岩石圈为主，在和大气、生物、水圈的相互作用中形成和演化的人类生活、生存和工程设施受其影响的周围的岩土介质。 特点（开放的、演化的）动态系统。自然环境包括：大气圈、生物圈、水圈、岩石圈自然环境演化方式：原生演化、次生演化人类工程活动的环境影响指由于人类工程活动产生对地质环境的扰动，引起地质环境各要素及总体环境效因的变化（如岩（土）物质组成、结构、特性、赋存状态、边界条件和运动特征等要素） 可分为：（环境正效应、环境负效应）环境工程地质学与工程地质学的区别：（目的、区域、综合、预测、能动性）工程地质学 研究与工程活动有关的地质环境及其评价、预测和保护的科学。地质环境对人类工程活动的制约：影响工程建筑物的稳定和正常使用、以一定作用影响工程活动的安全、由于某些地质条件的恶劣而提高了工程的造价。人类工程活动对地质环境的作用方式：工程荷载（作用结果：地基及周围变形、地基及周围应力集中区内的岩土屈服拉张变形）；岩土开挖（引发岩（土）应力状态的卸载和调整、造成岩（土）开挖振动和爆破、损伤岩（土）临空面位置、形态发生改变、引发地下水的排泄、地表水的聚集、开挖后岩（土）弃渣的堆积和处理）；水流水体调节（导致地面沉降、水库诱发地震、库岸坍塌、库尾淤积造成支流不畅）。 岩石：由矿物或岩屑在地质作用下按一定规律聚集而形成的自然集合体。 岩石按成因的分类(岩浆岩、沉积岩、变质岩) 影响岩石力学性质和物理性质的三个重要因素 矿物：存在于地壳中的具有一定化学成分和物 理性质的自然元素和化合物 结构：组成岩石的物质成分、颗粒大小和形状以及其相互结合的情况 构造: 组成成分的空间分布及其相互间排列关系*岩土体：指工程影响范围内的岩石和土的综合体*岩土体工程分类：地基岩土体、边坡岩土体、洞室周围岩土体*物质组成分类：岩体、岩土、体土体*岩体构成：结构面（岩体中的各种物质分异面、破裂面及软弱夹层）+结构体（岩体中被各种成因的结构面所围限的相对完整的岩石块体）*结构面的规模：级： 指大断层或区域性断层。控制工程建设地区的地壳稳定性，直接影响工程岩体稳定性；级： 指延伸长而宽度不大的区域性地质界面；级： 指长度数十米至数百米的断层、区域性节理、延伸 较好的层面及层间错动等；级： 指延伸较差的节理、层面、次生裂隙、小断层及较发育的片理、劈理面等。是构成岩块的边界面，破坏岩体的完整性，影响岩体的物理力学性质及应力分布状态；级： 又称微结构面。常包含在岩块内，主要影响岩块的物理力学性质，控制岩块的力学性质。*、级结构面控制着工程岩体力学作用的边界条件和破坏方式，它们的组合往往构成可能滑移岩体的边界面，直接威胁工程安全稳定性*软弱结构面：也成软弱夹层工程上专指（力学性质差，泥、碳含量高，遇水易软化，延伸较长，厚度较薄）的地层。*软弱结构面主要包括（原生软弱夹层，构造及挤压破碎带，泥化夹层及其他加泥层）*泥化夹层特性（由原岩的超固结胶结式结构变成了泥质散状结构或泥质定向结构；粘粒含量很高；含水量接近或超过塑限、密度比原岩小；常具有一定的胀缩性；较原岩强度低、而压缩性增大；易产生渗透变形）*结构体特征 规模：取决于结构面的密度，密度愈小，结构体的规模愈大，与结构面对应，划分为五级 规模表征指标：块度模数（单位体积内IV级结构体数）、结构体体积 常见形状：多面体、立方体、柱状体、片（板）状体、菱形体、柱状体*岩体结构特征：指岩体中结构面、结构体的（规模，形状，性质，相互组合关系）。 结构类型：整体与块状结构(巨块状，岩体稳定，裂隙结构面一般不超过3组，可视为弹性各向同性体，不稳定结构体局部滑动或坍塌、深埋洞室岩爆）、层状（层状、板状、透镜体，主要结构面层理片理节理，可视为弹塑性体、接近均一的各向异性体，稳定性差，不稳定结构体可能发生坍塌，特别是岩层的弯张破坏及软弱岩层的塑性变形）、碎裂装（主要结构体为块状，裂隙结构面3组以上，稳定性很差，规模较大的岩体失稳，地下水加剧岩体失稳）、散体状（碎屑状，颗粒状，结构面间多充填粘性土，稳定性极差，岩体接近松散体介质，规模较大的岩体失稳，地下水加剧岩体失稳）。 岩体的结构特征基本上决定了岩体的破坏方式。*岩体与岩石：岩石一般指较均质的岩块，而岩体常是由多种岩石组成；岩体内部存在各种地质界面（层面、节理面、断层等）；岩体的工程性质首先取决于结构面的性质； 岩石的工程性质只针对由岩块测出的各种指标而言；岩体中存在天然地应力和地下水（最为根本的区别）。*结构体与岩块：结构体（structural element） ：岩体中被各种成因的结构面所围限的相对完整的岩石块体岩块（Rock block 或 Rock）指不含显著结构面的岩石块体，是构成岩体的最小岩石单元体区别：通常所说的岩块，其中的结构面规模更为微小 通常所说的岩块已脱离一定的岩体构架 通常所说的岩块内部已不存在天然或残余地应力联系：可把结构体视为处于自然岩体结构中的 岩块，但岩块不可简单地等同于结构体*岩石施工对象：通常所说的岩体（基岩，一般需要钻孔、爆破） 施工合同中规定的超出一定体积而需要实施钻孔、爆破的大石块、岩块*地球的基本结构圈层结构（地壳、地幔、地核） *请注意，上地幔的塑性物态正是地壳岩石圈发生板块运动的重要因素之一！*地壳化学元素；主要的十种：O Si Al Fe Ca Na K Mg Ti H 次 要 的：P Mn N S Ba Cl*地壳岩类：沉积岩、变质岩、岩浆岩*按分布面积，沉积岩约占陆地面积的75%。从地表往下，沉积岩所占比例逐渐减小，按质量百分比，沉积岩5%，变质岩6%*矿物：指由地质作用形成的具有一定物理性质和化学成分的自然单质和化合物*岩石：指由一种或多种矿物或岩屑组成的自然集合体*造岩矿物：指组成岩石的主要矿物*矿物集合方式：结晶连结集合，胶结连结集合*矿物的分类：结晶质矿物（显晶质、隐晶质）、非晶质矿物（玻璃质、胶质）*矿物的形态：单晶形态（一向延长型、二向、三向） 集合状晶体（晶簇纤维状土状*矿物的颜色：自色、他色（由于含有杂质或表面氧化或风化）鉴定以新鲜面为准）*矿物的条痕：即矿物粉末的颜色。 矿物在白色无釉瓷板上刻划留下的粉末颜色（只深色矿物）* 光泽：金属光泽、非金属 透明度：透明、半透明、不透明*矿物的硬度：指其对外界的刻划及摩擦的抵抗能力（摩氏硬度计判定）相对强度 （滑石、石膏、方解石、萤石、磷灰石、长石、石英、黄玉、刚玉、金刚石）* 解理：矿物在受到外力作用下，严格沿着一定方向破裂或成光滑平面的性质 解理面：矿物受力后沿之裂开的平面 按组数解理分为：一组解理（云母）、二组（长石）、三组（方解石）、四组（萤石）、五组、六组 按解理发育程度：极完全、完全、中等、不完全 断口：贝壳状（石英）参差装（黄铁矿）锯齿状（自然银）土状（高岭石）*岩浆岩：又称火成岩，岩浆侵入地壳或喷出地表冷却后形成的岩石。*岩 浆：地壳下面存在着的高温高压熔融状态的硅酸盐物质，主要成分是SiO2，还有其他元素、化合物及挥发组分*常见岩浆类别（玄武岩浆、花岗岩浆、橄榄、安山） 岩浆地质作用（侵入作用、喷出作用）*岩浆岩的产状：岩浆岩体的形态、规模、与围岩接触关系、形成时所处地 质构造环境及距离当时地表的深度 侵入产状：P14 喷出产状：熔岩被 熔岩锥 混合锥*岩浆岩的原生节理：指岩浆冷凝，体积收缩时在岩体中产生的一些收缩裂隙常见形式：玄武质喷出岩柱状节理、花岗质侵入岩中的三组相互近于垂直的节理对工程的影响：加速岩体的风化，降低其力学性质、增大岩体的透水性、往往由此而形成软弱夹层带 与围岩的接触关系：侵入接触、沉积接触*岩浆岩分类：超基性岩 SiO245% 橄榄岩（深成岩） 基性岩 5245 玄武岩（喷出岩）辉绿岩（浅成岩）辉长岩（深成岩） 中性岩 5265 安山岩（喷）正长斑岩（浅）正长岩（深） 酸性岩 65 流纹岩（喷）花岗斑岩（浅）花岗岩（深）*岩浆岩造岩矿物：浅色（富含硅铝）白云母、正长石、斜长石；深色（富含铁镁）黑云母、辉石角闪石*岩浆岩结构：岩石中矿物的结晶程度、颗粒大小、形状，以及它们的相互组合关系 按矿物结晶程度分：全晶质、半晶质、玻璃质 按矿物颗粒相对大小分为：等粒结构、不等粒结构、斑状结构 按矿物颗粒绝对大小：显晶质结构（粗粒结构5mm，中粒15mm，细粒0.1-1mm）隐晶质结构*岩浆岩的构造：岩石中的矿物在空间的排列、配置和充填方式所形成的特征 构造类别：块状构造、流纹构造、气孔构造、杏仁构造（喷出岩特有）*简易鉴定方法步骤：1根据产状判定其是否为岩浆岩2根据颜色判定岩石初步类型（浅色一般为酸性岩类）3观察结构、构造特征（区别喷出岩和侵入岩）4查表定名*建材：新鲜或风化程度较低的侵入岩、喷出熔岩，是良好的建筑材料；原生节理有助于建材的开采；火山碴是良好的铺路材料。*沉积岩：在地表条件下（常温常压），由母岩（岩浆岩、变质岩和早期已形成的沉积岩）风化剥蚀的产物经搬运、沉积和硬结成岩作用所形成的岩石*沉积岩的矿物组成：碎屑矿物（石英、长石）粘土矿物（高岭石、蒙脱石）化学沉积矿物（方解石白云石）有机质及生物残骸（贝壳，硅藻土）胶结物（矿物间粘接物）*沉积岩结构：碎屑结构、泥质结构、化学结构 碎屑结构：按颗粒大小（砾状结构，砂质结构，粉砂质结构） 按颗粒形状（尖棱角状、次棱角、次圆、圆状） 按胶结物及胶结方式（硅质、铁、钙、泥、石膏）（基底胶结、孔隙胶结、接触胶结）*沉积岩的构造:指沉积岩的各部分的空间分布和排列方式 1 层理构造（水平层理、单斜层理、交错层理）沉积岩最重要的构造特征2层面构造、（层面上由于水流、风、生物活动等作用留下的痕迹）如波痕、泥裂3结核、 4 生物成因构造*沉积岩工程性质评价： 由硅质、钙质（碳酸盐等）胶结而成的砾岩（角砾岩）、砂岩有较高的强度 化学岩中碳酸盐岩（灰岩、白云岩）具有较高的强度 泥质岩石，如泥岩、页岩强度低，遇水易软化，常成为岩体中的软弱夹层 ，使地基沿之发生剪切破坏，边坡岩体沿之发生滑动破坏； 化学岩中的石膏类岩体遇水易软化、膨胀，不适合作地基 化学岩中的碳酸盐岩体具有足够的强度作一般工民建建筑物地基 碳酸盐岩地区要特别注意的工程地质问题：地表溶蚀现象给建筑物带来的不均匀沉陷；由于地下溶蚀洞穴以上岩体厚度不够造成的地基垮塌现象；水工建筑物在岩溶地区的渗漏问题。 建筑材料：质纯的碳酸盐岩及钙质、硅质胶结砂岩是良好的混凝土骨料；粉砂质粘土岩是良好的土石坝心墙材料；页岩可作烧制砖瓦的材料*变质岩：早期形成的岩浆岩、沉积岩甚至变质岩体在地壳中受到高温、高压及化学活动性流体的影响发生结构、构造、成分等物理、化学变化后形成的岩石*产生变质作用的因素：力源（上覆岩层的重力、地壳变动产生的定向压力）热源（地壳深处高温、岩浆侵入）新的化学成分:岩浆活动带来含有复杂元素的热液和气体*变质作用类型：接触变质作用发生在侵入岩体与围岩之间的接触带上，主要由温度和挥发性物质所引起的变质作用。（岩浆活动引发）/接触变质带（岩石化学成分发生变化，矿物发生重结晶、产生新的矿物,形成新的岩石(如石灰岩变为大理岩)、带内岩体破碎 裂隙发育 透水性增大 强度降低、 区域变质作用大范围内发生，并由温度、压力以及化学活动性流体等多种因素引起的变质作用。（由构造运动和大规模岩浆活动同时或单独引发/工程地质特性（区域变质岩的性质在很大范围内较均匀、岩体一般较破碎，工程性质差(强度低，透水性好)）动力变质作用在地壳构造变动时产生的强烈定向压力使岩石发生的变质作用（有重结晶现象、一般发生在断裂带两侧）*变质岩的结构：变余结构、变晶结构、碎裂结构*变质岩的构造：片理构造、块状构造、变余构造片理构造：（产生原因：定向压力长期挤压作用）类别： 片理构造（千枚状构造、片状构造）、片麻状构造、板状构造*变质岩矿物：继承性矿物、新生矿物*风化作用:由于温度的变化，大气、水溶液及生物的作用，使岩石或矿物在原地发生物理、化学变化的过 物理风化：地表成因（主要指温度、水等）使得岩石产生机械崩解的过程 现象：热胀冷缩、冰劈、晶胀 结果：使得岩石块体越来越小 化学风化：岩石在水、水溶液和空气中的氧与二氧化碳等的作用下所发生的溶解、水化、水解、碳酸化和氧化等一系列复杂的化学变化作用方式：溶解 水化 水解 氧化 生物风化：生物在生长和分解过程中直接或间接地对岩石矿物产生的物理化学作用 如（根劈）*风化作用的特点：普遍作用在地表附近的各类岩石（体）上；作用的强度随深度的加深而减弱；至某一深度处作用消失*风化层：岩石圈层表面所普遍存在着的受风化作用影响的层带 研究风化壳的工程意义促使工程活动达到安全、经济的目标*构造运动（地壳运动、造山运动） 1地质作用：由于自然动力所引起地壳物质组成、内部结构和地表形 态变化与发展的作用 分为：内动力地质作用（构造运动、地震作用、岩浆作用、变质作用）外动力地质作用（风化，地表流水、地下水流作用） 2构造运动：由地球内部动力引起的地壳机械运动，其作用是使地壳发生变形 按运动方向分为：垂直运动、水平运动 按速率：渐进式、爆发式 3地质构造：地壳运动在地层中留下的痕迹或形迹 基本类型：水平构造、倾斜、断裂、皱褶*地壳运动原因：大陆漂移说、海地扩张说*地质年代单位：时间单位（宙代纪世）地层单位（宇界系统）*构造运动与地质年代关系：全球性最强烈的构造运动作为代与代的分界标志；次强烈的构造运动作为纪的分界标志*底层接触关系：和缓地壳运动期，沉积连续，整合接触；剧烈地壳运动期，沉积间断，不整合接触*岩层产状：岩层的空间产出形态，这里主要针对沉积岩而言 三个产状要素：走向、倾向、倾角 走向：岩层面与水平面交线的指向方向方位角法：如45；象限角法：如N45E倾向：沿层面向下所引出的最大倾斜线在水平面上的投影线的指向方向（与走向垂直）倾角：岩层面上的最大倾斜线与水平面间的夹角（全称为真倾角），否则，称为视倾角 产状表达方法： 方位角法：如 走向 45(或225),倾向 135,倾角40 象限角法： 如 走向N45E（或 S45W），倾向S45E，倾角40 只表示倾向、倾角：如135 40或 S45E 40*皱褶：岩层受挤压后形成的一系列波状弯曲 成因：水平挤压、垂直隆生、力偶作用 要素：核部：出露在地面上或勘查范围内的褶曲中心部位的岩层 翼部：褶曲核部两侧对称出露的岩层 枢纽：同一褶皱层面上最大弯曲点的连线 轴面：过相邻枢纽而连成的面 轴迹：轴面与地面的交线，代表了褶皱的延展方向 类型：背斜（向上弯曲，核老边新，相背而斜）向斜（向下弯曲，核新边老，相向而斜） 形态分类（按轴面产状）：直立褶皱、倾斜、倒转、平卧、翻卷 （按枢纽产状）：水平褶皱、穹窿构造、倾伏褶皱、构造盆地 野外识别：避免现代地形与褶皱形态的混同；背斜处不一定是山，向斜处不一定是谷 步骤：垂直地层走向行走，看地层是否对称重复出现；分析地层新老关系，确定褶皱类型；据两翼产状判别褶皱形态类型*褶皱工程地质评价： 核部：一般特征：岩层变形强烈, 岩体较破碎, 透水性强, 水工建筑应尽量避开 裂隙发育特征：背斜核部：发育向上发散的断块；向斜核部：发育向下发散的断块 核部进行洞室施工时应注意洞顶围岩的稳定问题 洞室布置时洞室的轴线最好大角度与褶皱轴线相交 道路选线经过褶皱垭口时向斜应注意两侧边坡的稳定性应加强此处路基的处理措施 翼部：易影响边坡的稳定性；坝址布置在倾向上游的一翼有利于坝基的稳定；山区由翼部平整出的场地应注意地基不均匀沉陷问题*褶皱的流体地质特征：向斜是良好的地下水储水构造；背斜是良好的储油、气构造*节理 破裂后岩体沿破裂面未发生明显相对位移的断裂*断层 破裂后岩体沿破裂面发生明显相对位移的断裂*节理成因：原生节理（成岩过程中形成）、构造节理（构造运动中形成）、次生节理（风化，爆破等形成） 力学成因分类：剪切节理、张节理、劈理 剪切节理：受剪应力（挤压力、拉张力）作用。 特征：产状稳定，延伸较长；面直光滑，常有擦痕；开启度小，以闭合为主；成对出现，呈“X”型；发育密集，构成软弱薄层或破碎带；常构成边坡或坝基的滑动面。 张节理：受张应力（挤压力、拉张力、剪力、力偶）作用而成 特征：产状不稳定，延伸不远；面弯曲且粗糙；开启较宽，常有岩脉充填；发育稀疏，较少成带；与剪节理相比，一般具有较高的抗剪强度但充填泥质物时，抗剪强度降低；透水性一般强于剪节理 劈理：密集排列的构造微节理，间距一般几毫米至几厘米 出现环境：构造变动强烈部位，如褶皱、断层等 分为（流劈理长期连续的挤压力形成、破劈理同剪节理）*节理与褶皱：岩层受力未弯之前形成平面共轭剪节理；岩层褶皱弯曲至一定程度后产生剖面共轭剪节理；褶皱岩层面上产生追踪横张节理；褶皱转折端附近产生纵张节理；剧烈褶皱最终导致沿上述节理产生正、逆断层。*断层要素：段层面：指两侧岩层沿之断开并滑动的面；空间产状由走向、倾向、倾角确定；一般不规则，且具有一定厚度。 断层线：断层面与地面的交线，表征其延展范围和方向 断盘：指断层面两侧相对位移的岩体；（分为上盘、下盘） 断距：指相当层沿断层面移动的距离；(分为：总断距、水平断距、垂直断距)*断层类型：正断层：特征：上盘作相对的下移，下盘作相对的上移；断层面粗糙、倾角较陡（50 60）；断层带内充填有结构松散的角砾。 受拉张力作用 常见现象阶梯式断层、地堑、地垒 逆断层：特征：上盘作相对的上移，下盘作相对的下移；断层面较光滑、倾角较缓（45以下居多；断层带内有较多断层泥充填 受挤压力作用 常见现象逆掩断层、推覆构造（常形成飞来峰） 平移断层：特征：上、下盘主要沿断层面作水平向的位移；断层面倾角较陡（近于直立；断层带内有较多断层泥或角砾充填 受挤压力、拉张力或力偶的作用 常见现象 形成大型的走滑断层*断层存在标志：岩层异常（地质体不连续、地层重复或缺失、褶皱核部地层宽度变化、地层中出现牵引构造）破裂面上有镜面、擦痕、阶步等构造特征；出现断层岩；地貌标志（断层崖、冲蚀沟谷逢沟必断，三角面山线状分布的泉点、洼地、植被生长带、湖泊）*断层形成时代判断准则：晚于被断地层中的最新地层；早于上覆地层中的最老地层*断层工程地质评价： 断层带岩体破碎、强度低，大型工民建选址应尽量避让 隧道工程：选线时更应避开大的断层带；或使其轴向尽量与大断裂带的走向垂直或大角度相交 公路工程：应注意断裂带上路基的处理；应注意断裂带边坡的支护；公路布线也宜尽量与大断裂带大角度相交 水利工程：若断层出现在坝基（应加强坝基稳定性处理、应加强坝基防渗处理）；若断层出现在库区（论证其对库岸稳定的影应响、应论证其引发库区渗漏的可能性）；断层的存在易于诱发地震，应加强相关的论证 水文地质意义：正断层-良好的地下水储集构造；逆断层或压性平移断层-良好的地下水阻水构造*地质年代表：震旦纪Z、寒武纪-、奥陶纪O、志留纪S、泥盆纪D、石炭纪C、二叠纪P、三叠纪T、侏罗纪J、白垩纪K*岩层接触关系：整合、平行不整合、角度不整合*活断层：一般理解为目前还在持续活动的断层，或在历史时期或近期地质时期（11000a35000a间）活动过、极有可能在不远的将来（一般理解为重要建筑物如大坝、核电站的使用年限之内，约100a 200a）重新活动的断层 活动特点：蠕变型（长期缓慢相对位移变形，动而不震）；突发型（间断性、周期性突然错断，常伴有地震） 活动强度：以错动速率判定，相当缓慢。*活动型地层判定：最新沉积层被错断（Q3以来的地层）；地形地貌标志（古建筑被错断山地、平原地貌突变等）；断层物质绝对年龄测试结果 研究意义：它的活动会直接损害跨断层修建或与断层邻近的建筑物；伴生地震使大范围内建筑物受损*活断层区规划设计建筑物的原则：有低级别的活动断层的场地优于有高级别的的场地；尽可能避开主断层带；尽可能避开正、逆断层的上盘；有较大规模正、逆断层，场地要选在距断面数公里以外 当场地有活断层穿过，或场地位于正、逆断层上盘只能建散体堆填坝，不宜建混凝土坝！ 原则：保证土坝在产生57m的错动（距今200 年来活断层最大位移）时不致出现大的开裂；能安全控制大的渗流量*地震：接近地表面的岩层中弹性波传播所引起的震动*地震波：分为体波（在介质内部传播）、面波（限于界面附近传播，由体波到达地面后激发的次生波）体波：分横波P、纵波S。 面波分为：瑞利波R（在地面滚动）、勒夫波L（在地面水平振动）*地震记录图顺序：P S L R 面波对建筑物的破坏最大*震源: 弹性波的地下发源地。 震中: 震源在地面的垂直投影点。 震中距: 地面上任一点距震中的距离*震级：里氏震级：距阵中100Km处的标准地震仪所记录的以微米表示的最大振幅A的对数值*场地地震效应：场地破坏效应（地面破裂、地基失效、斜坡破坏）、强烈震动效应*地质图的基本内容： 核心地质内容：地层岩性+地质构造 叠加在地形图上 专业地质图的构成：核心地质内容+专业 必备要素：图名 图例 比例尺 图鉴 主要附属图件：柱状图 、剖面图 地层岩性表达方式：地层界线+年代符号+图例*断层表达方式：*原生结构面：成岩阶段形成的结构面。 沉积岩结构面（层理面、沉积间断面、原生软弱夹层面） 火成岩 （流线、流层、原生节理、侵入体和围岩的接触面、间隙喷溢形成的弱面） 变质岩 （片理面、板理面、片麻理面）*岩石质量指标：RQD指标：在54mm的钻孔取芯中，舍去小于或等于10.0cm长的岩芯，用大于10.0cm长的岩芯长度之和与本段钻进进尺相比得到的比值岩石质量分级：1级：RQD值90%-100%很好；2级7590好；3级5075中等；4级2550差；5级25以下很差 岩体的完整性：RQD愈接近1.0，则岩体的完整性就越 岩体的耐磨性；岩体中的岩石越软，耐磨性越差， RQD值也越小*以岩体完整性系数Kv分类：Kv指标：岩体的纵波波速Vpm与同类岩石完整岩块纵波波速Vpr比值的平方值 依据：弹性波的变化能反映岩体结构特性和完整性 评判原则：Kv越大，岩体越完整*RQD与Kv的比较：1取值的方便性-RQD值的取得较Kv繁琐；2反映的准确性-RQD值反映的岩体情况较Kv更准确；3方法的适用性-RQD更适用于均质性差的岩体；4取值的经济性-取Kv值更经济*岩体的质量分级结果是岩体工程设计以及计算参数选取的基础！*岩体天然应力构成：自重应力、构造应力（地壳表面主要应力）、温度应力、流体应力*应力分布影响因素：岩性（强度越高，弹性模量越大的岩体，积累的应力也更高）；构造（变动剧烈区水平应力较高）；地形（强烈剥蚀区以自重应力为主，谷坡应力松弛区，坡脚谷底应力集中）*泥化的标志：岩层的天然含水量塑限*岩体综合评价：1岩体本身地质条件；2外在地质条件；3岩体和工程布置之间的关系*河流的地质作用（侵蚀作用、搬运过作用、沉积作用）*河谷组成：谷坡（下部常有阶地）、谷底(河床、河漫滩)*侵蚀作用按作用性质分为：机械侵蚀，化学侵蚀 按作用部位分为：下蚀作用、侧蚀作用 下蚀：河流对河床基岩的撞击、磨蚀、溶解，主要发生于河流的上游段，强弱决定于岩石的软硬、含砂量、流速 下蚀作用极限位置：海平面（永久侵蚀基准面） 向源侵蚀 侧蚀作用：河水环流对侧岸的掏蚀作用，主要发生于河流的中、下游段 过程：凹岸冲刷、掏空、跨落凸岸堆积河谷弯曲截弯取直形成牛轭湖凹岸冲刷*搬运作用：机械搬运（推移质、悬移质，控制因素流量流速、自然地理状况）、化学搬运（溶解于水中的化合物）*沉积作用：当地形坡度减小或搬运物质增加或流速减小时，河流的搬运能力下降，所携带的冲积物在适当的地点沉积下来的作用。 主要沉积场所：河流入海处，河流入湖（水库）处，支流入干流处，河流的中、下游段，河流的凸岸 沉积规律：上游沉积较粗，下游沉积较细 对水工建筑利弊：淤积河床影响航运，水库淤积影响库容及闸门、渠道的使用，淤积的砂石是良好的水工建筑材料。*河谷地貌：宽谷：断面为梯形，又称为“ U ”形河谷；峡谷：断面为“V”字形 分布特征：相间交替分布；峡谷位于坚硬岩石区；宽谷位于岩性较软弱区或古冰川遗址区 发育条件：强烈的地壳运动；软、硬岩石交替分布；横穿背、向斜相间分布区；冰川的磨蚀作用 对称河谷和不对称河谷：河流流经块状或厚层状岩体；河流顺向斜、背斜轴部或地堑轴部发育；河流顺单斜或断层走向发育*河床地貌：最大特征不平整 岩坎和石滩：岩坎成因：软硬交替岩层；水流差异侵蚀 瀑布形成条件： 岩坎高度大于水深 石滩：基岩石滩（稳定，是良好的闸、坝地基）；堆积石滩（不稳定，易渗漏） 深槽和深潭：成因：软弱结构面和其交汇处由于抗风化能力弱而导致河流冲刷的不均一而形成 对水工建筑的影响：不利于建筑物的布置，不利于基坑的开挖，不利于坝基的稳定和防渗 水力优势：水能资源丰富（落差大）；河曲发育时宜于建造引水式电站（以低坝获取大落差）*河流阶地：位于一般洪水位以上，古河谷所构成的沿河平台，一般保存在凸岸。 阶地形态构成：（阶地面；阶坡；阶地的前后缘；阶地的坡脚）。 阶地的物质构成：河漫滩相 上部；河床相 中部（阶地物质的二元结构）；基座 下部。 阶地的度量：高度平水期的水面至阶面的铅直距离；级数从下向上算,位置越高,形成年代越久,级数越大。 阶地的形成：第一阶段稳定的大地构造环境（侧蚀和堆积-河谷扩宽） 第二阶段地壳上升构造变动剧烈（河流下切-阶地形成） 阶地类别侵蚀阶地：发育于山区河谷，是良好的坝肩、地基岩体 基座阶地：上部（冲积物），下部（岩体基座）；发育于地壳上升显著山区 堆积阶地：上叠阶地(后期下切深度、侧蚀及堆积规模减小)，内叠阶地(后期下切深度相同,但堆积作用减弱)*阶地的工程地质性质： 阶地是良好的沿河城镇建设场地（土地肥沃，易于取水 级数愈高的阶地其形态保留愈不完整 河床相堆积物颗粒粗大，承载力较高（特别是高级数阶地） 将其用作坝肩、地基土体时应注意渗漏问题 将其用作渠系系统流经地时也要注意渗漏问题*河谷地貌与坝址选择注意：宜选在河谷较窄地段，总体是：宽-窄-宽；尽可能地避开冲沟、岩坎和深潭；岸坡规整、对称（尤其是对拱坝）总体原则以地质条件为主；在地质条件相似的情况下再从地貌角度考虑*地下水：赋存于地表以下各类空隙空间中的各种状态的水。 地下赋存空间：1孔隙岩（土）体骨架颗粒间未被充填物完全占据的空间；孔隙率孔隙体积岩(土)总体积；孔隙水 赋存其中的地下水即为孔隙水。 2裂隙岩体中由于各种成因而形成的裂隙空间；裂隙率裂隙体积岩(土)总体积；裂隙水。 3溶隙岩体中由于可溶岩类的溶解而形成的溶蚀空间； 溶隙率 ； 岩溶水。*地下水分类：按存储位置（包气带水、潜水、承压水） 按存储空间（孔隙水、裂隙水、岩溶水）*岩（土）体渗透性；按相对透水性岩土层分为（透水层、含水层、隔水层）*渗透系数K：达西定律V=KI（V渗透速度，I水力坡度）确定方法（抽水实验法）*透水率q：1MPa压力下每米试段、每分钟压入岩层中的水量， 单位：Lmin（压水试验法）*K与q相同处：都可作为岩土层透水性的评价指标 不同处：测试方法不同；测试的对象不同；结果的精度不同；结果的使用不同。*承压水：充满于两个隔水层之间的含水层中具有承压性质的地下水。 特征：由三区组成：（补给区、承压区、排泄区）；受外界影响因素小；适宜形成地单斜（承压盆地）、单斜（承压斜地）。 承压水层虚拟面*潜水：地表以下第一个稳定隔水层以上的具有自由水面的重力水。 特征：分布区与补给区一致，易受污染；潜水面以上无稳定的隔水层；向水位低处渗流,水面形状与地面起伏有一定的一致性。 潜水层物理面*岩溶发育的必要条件：发育可溶性的岩石；岩层的透水性；水的溶解能力；水的运动状态。*岩溶形态 垂直发育带：位置（地表以下、最高地下水位以上）；水流特征（垂直运动）；岩溶特点（岩溶连同性差）交替发育带：位置（地下水最高水位和最低水位之间）；水流特征（水平、垂直两向流 分期）；岩溶特点（岩溶连通性较好）水平发育带：位置（最低地下水位以下,下限为地方性侵蚀基准面）水流特征（水平方向为主）；岩溶特点（发育大量溶洞、暗河、地下湖泊）深部循环带：位置（水平岩溶带以下）；水流特征（不受基准侵蚀面的控制，在构造控制下向更远更低的排泄区流动）；岩溶特点（岩溶主要为溶隙和溶孔） 发育分带原因：表层与深层岩溶发育的条件不同 完整的岩溶形态分带出现在厚层可溶岩、峡谷型河谷浅部常出现近水平溶洞成层分布现象！*地下水作用：浮托作用、潜蚀作用、管涌。 浮托作用：地下水对水位以下的岩土体有静水压力的作用，并产生浮托力 可由阿基米德原理确定，即地下水位以下岩石、土颗粒以及水位以下建筑物体积的浮力。 潜蚀作用：指岩土体中由于渗透水流的冲刷作用，将其中细小颗粒冲走带出的现象 潜蚀危害：使岩土体结构松散空隙率增大强度降低形成空洞地基岩土体破坏 已发生潜蚀的地层：粉细砂、粉土地层；软弱夹层、泥化夹层、断层破碎带；剧、强烈风化带；可溶盐类物质胶结岩层 潜蚀分类：机械潜蚀、化学*砂土液化与流砂现象的异同： 相同处：均容易发生在饱水的粉细砂土层中；机理上均与土层的瞬时排水不畅有关；结果上均造成了地基土层承载力的降低。 相异处：迫使土层瞬时排水的原因不同（形成临空面；受到强烈振动）；现象发生时流体压力状态不同*地下水对建筑材料的腐蚀作用： 结晶类腐蚀产生原因：地下水中SO42- 离子含量超标（CaO Al2O33 CaSO431H2O（水化硫铝酸钙(水泥杆菌)） 腐蚀现象：水泥杆菌较原体积增大221.86%在混凝土中产生很大的内应力强大的内应力将破坏混凝土结构。 分解类腐蚀：产生原因： 水中侵蚀性 CO2含量过大； 腐蚀现象：将混凝土中固体CaCO3分解 复合类腐蚀：产生原因：水中NH4+、NO3-、Cl-和Mg2+超标 腐蚀现象：（结晶膨胀、分解流失）*工程降水对环境的影响：（地面沉降、地面反弹）*水库渗漏主要途径库区渗漏（分水岭、河湾）坝区渗漏（绕坝渗漏、坝基渗漏） 库区渗漏分为（暂时性渗漏、永久性渗漏） 地貌条件：对于山区水库：库水位高于邻谷谷底水位；对于平原水库：有河曲发育或有古河床 地质条件：分水岭或河湾地带有岩溶通道；宽大的断层破碎带、褶曲转折部位；分水岭地区有古河道或冰河沉积的砂石砾层分布。 水文地质条件：分水岭地带为潜水（分水岭高或顶托作用明显则不漏）；承压水透水层在邻谷出露高程低于库水位，漏。坝区渗漏：按渗漏途径（坝基渗漏、饶坝）；按渗漏通道（均匀渗漏砂砾石层、风化裂隙；集中渗漏较大断裂带、岩溶通道）。 松散底层坝区：渗漏通道 透水性强的砂砾石层；峡谷坝区坝基渗漏；宽谷坝区 基 绕 岩质坝区渗漏通道：顺河向张开断裂带；顺河向其它结构面(成岩原生结构面）。 河谷地貌对渗漏影响平直型河谷：上下游渗漏条件一致；喇叭形河谷：（上窄下宽时，库水渗入条件差，排泄条件好；下窄上宽时，库水渗入条件好，排泄条件差）；弯曲型河谷：凸岸库水渗入条件比凹岸好。 倾斜结构面对渗漏的影响纵谷：岩体中主要结构面的走向与河道延展方向近于平行的河谷段；纵向上，渗、排通畅；横向上， 一岸利渗，但排泄不畅，另一岸则相反 横谷：纵向上，不利渗漏；横向上,两岸的入渗、排泄条件相同,易发生库区渗漏 斜谷：岩层向上游倾斜，不易渗漏；岩层倾下游,缓倾时易坝基渗漏;陡倾时,利渗不利排；横向上渗、排条件与纵谷相似 岩溶地区主要渗漏通道：溶洞、暗河、落水洞、竖井(大规模集中渗漏通道)；溶蚀断裂带；岩溶裂隙及孔隙*河谷地质结构：可溶岩与非可溶岩的组合、埋藏条件与河谷的相互关系*水库防渗目的：减少渗流量；降低坝基扬压力（浮托力与渗透压力之和）；防止坝基因渗透变形而使地质条件恶化 松散地层防渗：垂直截流（截水墙、帷幕灌浆）；铺盖防渗；排水减压（水平排水、减压