工程地质学复习资料整理打印版.doc

1.工程地质条件：与工程建筑有关的地质要素统称为工程地质条件，包括建筑场地及其邻近地区的地形地貌、地层岩性、地质结构、水文地质、自然地质作用与现象等。2.工程地质学：是介于地质学和工程学之间的一门边缘交叉学科，它研究在工程设计、施工和营运的实施过程中，合理的处理和正确的使用自然地质条件和改造地质条件等地质问题。第2章 岩石的成因类型及其工程地质特征地球的构造地壳(crust)：由固体岩石构成，分硅铝层(花岗岩层)和硅镁层(玄武岩层)。地幔(mantle)：上地幔主要是硅氧，呈熔融状态，是岩浆的发源地；下地幔主要是铁镁氧化物和硫化物。地核(core)：由铁镍组成，密度大。外核是液态的，内核是固态。地壳运动主要起因于地幔物质的对流组成地壳的化学成分，含量由多到少依次为O(49.13%)、Si、Al、Fe、Ca、Na、Mg 2.1 主要造岩矿物2.1.1 矿物的基本概念地壳由岩石组成，岩石由矿物组成。矿物(mineral)：地壳中的元素在各种地质作用下行程的天然单质或化合物。其中构成岩石的矿物称为造岩矿物。2.1.2 矿物的物理性质矿物的物理性质决定于矿物的化学成分和内部构造矿物的颜色和条痕 颜色：由矿物对可见光波的吸收作用产生。自色：（矿物的化学成分和晶体结构所组成的）矿物的本身的颜色他色：某些杂质引起的颜色条痕：矿物粉末的颜色。矿物的透明度和光泽矿物表面对可见光的反射能力。分为：金属光泽、半金属光泽、非金属光泽。造岩矿物大部分属于非金属光泽。 具体又分为：玻璃光泽 珍珠光泽 丝绢光泽 油脂光泽和树脂光泽 金刚光泽 土状光泽透明度是指矿物允许可见光透过的程度。矿物的硬度矿物抵抗外力机械作用的强度。硬度是矿物的一个重要鉴定特征，鉴别矿物硬度时，是用两种矿物对划的方法来确定矿物的相对硬度。由软到硬分十度，称为摩氏硬度计：1-滑石2-石膏3-方解石4-萤石5-磷灰石 6-正长石7-石英8-黄玉9-刚玉10-金刚石 解理和断口解理受外力作用，矿物能沿一定方向破裂成平面的性质。 分为：极完全、完全、中等或不完全解理断口受外力打击后，无规则地沿着解理面以外方向破裂。 断口形态有：贝壳状断口，残差状断口，锯齿状断口，平坦状断口解理的完全程度和断口是互相消长的。密度弹性、挠曲、延展性2.1.3 常见主要造岩矿物自然界产生的矿物3000种主要造岩矿物（常见矿物） 化学成分 : 硅酸盐、氧化物、硫化物、卤化物、碳酸盐等常见矿物: 黄铁矿、石英、赤铁矿、褐铁矿、方解石、白云石、石膏、橄榄石、辉石、角闪石、斜长石、正长石、白云母、黑云母、绿泥石、蛇纹石、石榴子石、滑石、高岭石、蒙脱石矿物鉴别 pp.9 表2-2常见造岩矿物的肉眼鉴定抓住主要特征。 综合考虑颜色、晶形、光泽、解理、硬度。考虑矿物生成条件及共生矿物。工具：小钢刀、放大镜、稀盐酸等。2.2 岩石按成因分为岩浆岩（火成岩）、沉积岩和变质岩。地质作用岩浆作用、外力地质作用、变质作用2.2.1 岩浆岩岩浆是产生于地下的高温熔融体，成分以硅酸盐为主，还具有数量不等的的挥发性成分。岩浆沿着地壳薄弱带侵入地壳或喷出地表，温度、压力降低，最后冷凝形成岩浆岩。根据冷凝成岩浆岩的地质环境的不同，将岩浆岩分成三类：深成岩：岩浆侵入地壳某深处（约距地表3km）冷凝而成的岩石；由于岩浆压力和温度较高，温度降低缓慢，组成岩石的矿物结晶良好。浅成岩：岩浆沿地壳裂缝上升距地表较浅处冷凝而成的岩石；由于岩浆压力小，温度降低较快，组成岩石的矿物结晶较细小喷出岩：岩浆沿地表裂缝一直上升喷出地表，冷凝形成的岩石；在地表的条件下，温度降低迅速，矿物来不及结晶或结晶较差，肉眼不易看清楚。岩浆岩的分类与产状根据岩浆冷凝环境岩浆岩的矿物成分常见的岩浆岩矿物只有67种，除石英是氧化物外，其它都是硅酸盐和铝硅酸盐矿物。分布最广的是长石，占岩浆岩总质量的63%，其次是石英、辉石、角闪石和云母。组成岩浆岩的矿物，根据颜色，可分为浅色矿物和深色矿物： 浅色矿物：有石英、正长石、斜长石及白云母等。深色矿物：有黑云母、角闪石、辉石及橄榄石等。岩浆岩根据SiO2含量，可分为：酸性岩类（SiO2含量65%）：矿物成分以石英、正长石为主，并含有少量的黑云母和角闪石；岩石的颜色浅，比重轻。中性岩类（SiO2含量5265%）：矿物成分以正长石、斜长石、角闪石为主，并含有少量的黑云母及辉石；岩石的颜色比较深，比重比较大。基性岩类（SiO2含量4552）：矿物成分以斜长石、辉石为主，含有少量的角闪石及橄榄石；岩石的颜色深，比重也比较大。超基性岩类（SiO2含量55，表面凹凸不平)2）岩石性质与裂隙发育程度存在软弱的岩层、裂隙发育（产状）3）地质构造断层、褶皱、不整合、其它内外地质作用4）人为因素防治：1、 清除：爆破或打桩。2、 表面防风化、冲刷3、 被动拦挡4、 主动支护泥石流含有大量泥砂、石块等固体物质，突然爆发的，具有很大破坏力的特殊洪流。防治：（一）拦挡工程主要用于上游形成区的后缘，主要建筑物是各种形式的坝。它的作用主要是拦泥滞流和护床固坡。（二）排导工程主要用于下游的洪积扇上，目的是防止泥石流漫流改道。减小冲刷和淤积的破坏以保护附近的居民点、工矿点和交通线路。排导工程主要包括排导沟、渡槽、急流槽、导流堤、排洪道等。三）水土保持水土保持是泥石流的治本措施。其措施包括平整山坡、植树造林，保护植被等，维持较优化的生态平衡。滑坡 滑坡的定义：斜坡土体和岩体在重力作用下失去原有的稳定状态，沿着斜坡内某些滑动面（或滑动带）作整体向下滑动的现象。滑坡组成要素滑坡体：斜坡内沿滑动面向下滑动的那部分岩土体。这部分岩土体虽然经受了扰动，但大体上仍保持有原来的层位和结构构造的特点。滑坡体和周围不动岩土体的分界线叫滑坡周界。滑动面、滑动带和滑坡床：滑坡体沿其滑动的面称滑动面。滑动面以上，被揉皱了的厚数厘米至数米的结构扰动带，称滑动带。有些滑坡的滑动面（带）可能不只一个，在最后滑动面以下稳定的岩土体称为滑坡床。 按滑坡体的主要物质组成和滑坡与地质构造关系划分： （1）覆盖层滑坡：本类滑坡有粘性土滑坡、 黄土滑坡、碎石滑坡、风化壳滑坡。 （2）基岩滑坡 ：本类滑坡与地质结构的关系 可分为：均质滑坡、顺层滑坡、切层 滑坡。 （3）特殊滑坡：本类滑坡有融冻滑坡、陷落 滑坡等。 滑坡的发育过程 ： 蠕动变形阶段 滑动破坏阶段 渐趋稳定阶段（二）影响滑坡的因素（1）斜坡外形；（2）岩性；（3）构造；（4）水；（5）地震。（6）人为因素治理措施排水（地表排水，地下排水）、支挡、削坡减重和反压、锚固、格构护坡、混凝土湖面、灌浆7 岩土工程地质分级与分类7.1影响岩体工程性质的主要因素n 岩石强度 岩石的强度和变形室内单轴抗压强度指标。 单轴抗压：岩石单向受压时抵抗破坏的能力。 n 岩体完整性 各种结构面的影响结构面的调查统计、试验。 n 水的影响 水对岩石的软化；渗流的影响n 风化程度 分化的分级分类 7.2土的工程分类土的分类参考指标 一土颗粒组成及其特征；二土的塑性指标：液限wL塑限wP和塑性指数IP；三土中有机质存在情况。基本物理性质：土的颗粒比重、重度、含水量、饱和度、孔隙比和孔隙率影响土的抗剪强度的因素:1、 土粒的矿物成分、颗粒形状与级配的影响。2、 土的原始密度的影响3、 土的含水量影响4、 土的结构的影响土的工程分类1、 按堆积年代：老堆积、一般堆积土、新近堆积土2、 按地质成因：残积土、坡积土、洪积土、冲积土、湖积土、海积土、风积土、冰川堆积土3、 根据有机质含量：无机土、有机土、泥炭质土、泥炭4、 土按颗粒级配和塑性指数分类分为：碎石土、砂土、粉土和粘性土5、 特殊成分、状态和结构特征上，软土：湿陷性土；红粘土；膨胀土；多年冻土及盐渍土、人工填土，混合土第 8 章 工程地质勘查岩土工程勘察（工程地质勘察）的阶段划分：可行性研究勘察、初步勘察、详细勘察、施工勘察。工程地质测绘(survey)通过对地质现象的详细观察和描述，并将其反映到一定比例尺的地形图上。所需勘察的地质因素包括地质结构或地质构造：地貌、水文地质条件、土和岩石的物理力学性质，自然（物理）地质现象和天然建筑材料等。测绘方法：路线穿越法、布点法、追索法及工作内容。工程地质坑探：类型：探坑、探槽、探井基本程序：一、破碎岩土：采用人力和机械方法，使小部分岩土脱离整体而成为粉末、岩土块或岩土芯，破碎一般是借助冲击力、剪切力、研磨和压力来实现的。 二、采取岩土：用冲洗液（或压缩空气）将孔底破碎的碎屑冲到孔外，或者用钻具（抽筒、勺形钻头、螺旋钻头、取土器、岩芯管等）靠人力或机械将孔底的碎屑或样心取出于地面。 三、保全孔壁：一般采用套管或泥浆来护壁。钻进方法：冲击、回转、振动