工程地质总结

1、基础概念部分1. 内力地质作用: 由地球内部的能（旋转能、重力能、放射性元素衰变产生的热能）引起。主要分为地壳运动（水平运动,垂直运动）,岩浆作用，变质作用，地震作用。2. 外力地质作用：以地球外部的太阳能以及日月引力能为能源，并通过大气、水、生物因素所引起， 主要发生在地球表层。 类型：风化作用、地面流水作用、地下水的地质作用、冰川作用、风的作用、湖泊沼泽、海洋作用、块体运动和固结成岩作用等。3. 层理：沉积物在沉积过程中在层内形成的构造，主要由沉积物的成分、结构、颜色等在垂向上的变化而显示出来，是沉积岩最重要的沉积构造类型。 常见层理类型：水平层理、平行层理、波状层理、透镜状层理、斜层理、

2、交错层理（板状交错层理、楔状交错层理、槽状交错层理）、粒序层理4. 水理性质：吸水率：常压条件下，岩石吸入水分的质量与干燥岩石质量之比。饱水率：高压或真空条件下，岩石吸入水分的质量与干燥岩石质量之比。饱水系数：岩石的吸水率与饱水率的比值。渗透性：指岩石允许水透过的能力。溶解性：指岩石溶解于水的性质。软化性：指岩石在水的作用下强度降低的性质。软化系数为岩石在饱水状态下的极限抗压强度与风干状态下强度之比。<0.75是强软化的岩石。崩解性：指粘土质岩石吸水膨胀的 性质。抗冻性：指岩石抵抗冰劈作用的能力。5. 抗剪强度：岩体或土体在剪切面上所能承受的最大剪应力6. 走滑断裂：也叫平移断层，由于地

3、壳水平剪切力或者不均匀的侧向压力使两盘沿着断层面发生相对水平移动的断层。7. 岩体：工程影响范围内的地质体。8. 结构面：分割岩体的任何地质界面。9. 结构体：岩体由结构面切割成的单元块体10. 土的三相体系：土是由固体相、液体相、气体相组成的三相体系。固体相指土中的矿物颗粒，简称土粒。它构成土的骨架，称为土骨架。液体相由水溶液组成，可分为强结合水、弱结合水、毛细水、重力水等。气体相由空气和其它气体构成。11. 第四纪沉积土的种类哪些：残积土、坡积土、冲、洪积土、湖积土、海洋沉积土、风积土、冰川沉积土。 12. 主要的粘土矿物的吸水特征：高岭石晶层之间连结牢固，水不能自由渗入，故其亲水性差，可

4、塑性低，胀缩性弱；蒙脱石则反之，晶胞之间连结微弱，活动自由，亲水性强，胀缩性亦强；伊利石（水云母）的性质介于二者之间。 13. 颗粒级配：土的颗粒级配是指土中各粒组的相对百分含量，通常用各粒组占土粒总质量（干土质量）的百分数表示，也称为土的粒度成分14. 粘性土的稠度界限（从图中识别） 土从某种稠度状态转变为另一种状态时的界限含水量称为稠度界限，又称为阿太堡（Atterberg）界限工程上常用的有液性界限wL和塑性界限wp液性界限，相当于土从塑性状态转变为液性状态时的含水量，简称液限 wL粉土的液限在3238%之间，粉质粘土为3846%，粘土为4050%。塑性界限，相当于土从半固体状态转变为塑

5、性状态时的含水量，简称塑限 wp 常见值为1728%15. 塑性指数：工程中，将液限含水率和塑限含水率的差值称为塑性指数，应用时通常去掉百分符号，用Ip表示。塑性指数的大小，在一定程度上，反映了土中粘粒的含量和矿物的亲水性。16. 液性指数：液性指数IL是用来判断粘性土天然稠度状态的塑性指标，用土的天然含水率和塑限含水率之差与塑性指数的比值来表示 液性指数IL常用小数表示，土的天然含水率愈大，IL愈大，它是土的一个重要的指标，可以用来判断土的状态，也可以与孔隙比结合确定地基土的承载力17. 土的抗剪强度公式（黏性土和砂土）（详见课本9293）18. 渗透固结：由于振动或者外荷载的作用，土体内产

6、生超孔隙水压力，在水头差的作用下，土体内部发生渗流，导致土中水排出，超孔隙水压力消散，土体孔隙比降低，体积减小，发生固结沉降19. 土体液化：饱和的粉土，粉砂，细砂在受到地震发生的振动以及动力机器作用的突发的或周期性的荷载使其抗剪轻度急剧降低（或接近于零），使地基土丧失承载能力的现象。20. 膨胀土：富含亲水性粘土矿物且随着含水量的增减体积发生明显缩涨变形的硬塑性粘土。21. 黄土：黄土是第四纪干旱和半干旱气候条件下形成的一种特殊沉积物。黄土的浸水湿陷而使建筑物产生不均匀沉陷是造成黄土地区事故的主要原因。22. 常见的物理风化：岩石的热胀冷缩，冰劈作用，盐类的结晶作用，释荷作用。化学风化作用类

7、型：氧化作用, 溶解作用, 水解作用,水化作用，碳酸化作用23. 河流侵蚀的主要方式有哪几种（详见课本P139141）下蚀作用：垂直向下，切割河床 上游以下蚀为主侧蚀作用：向旁冲刷河床、谷坡 下游以侧蚀为主24. 河流阶地类型：侵蚀阶地，基座阶地，堆积阶地。（详见课本P142143）25. 崩塌：指陡峻斜坡上的岩、土体在重力作用下突然脱离坡体向下崩落的现象26. 地面沉降：地层在各种因素的作用下，造成地层压密变形或下沉，从而引起区域性的地面标高下降。27. 溶滤潜蚀（详见课本172）28. 体波分类：纵波（压缩波、P波） 引起地面上下颠簸；横波（剪切波、S波） 使地面水平摇摆；29. 地震效应

8、分类：地震力效应：惯性力 地震破裂效应：地震断层和地裂缝 地震液化效应：喷水冒砂和砂层液化 地震激发地质灾害效应：滑坡和崩塌30. 岩体坝基滑移的三要素：表面滑移，浅部滑移，深部滑移。（详见课本197199）31. 桥梁工程的组成部分：正桥，引桥，导流建筑物等组成。（详见课本229）32. 排除滑坡体地下水的方法种类：水平排水设施有盲沟、盲洞、水平钻孔。垂直排水设施有井、钻孔等。问答部分1、工程地质学与地质学的关系，工程地质学的任务。 工程地质学:介于地质学和工程学之间的边缘交叉学科，是一门研究与解决工程建设有关的地质问题、为工程建设服务的地质学科，它是地质学的分支学科，属于应用地质学的范畴。

9、研 究 任 务: (基本任务：查明工程地质条件；中心任务：工程地质问题的分析、评价)阐明建筑地区的工程地质条件；论证建筑物所存在的工程地质问题；选择地质条件优良的建筑场址；研究工程建筑物兴建后对地质环境的影响；提出有关建筑物类型、规模、结构和施工方法的合理建议：为拟定改善和防治不良地质作用的措施方案提供地质依据。2、相对地质年代与绝对地质年代的主要研究方法。相对地质年代：通过地层层序、古生物、岩性对比测定。适用于沉积岩地区。绝对年龄：通过放射性元素蜕变周期测定。适用于岩浆岩、变质岩地区。相对地质年代确定的方法地层层序法原始产出的地层具有下老上新的规律。地层层序法是确定地层相对年代的基本方法。生

10、物层序法年代越老的地层中所含的生物越原始、简单、低级；反之，年代越新的地层中所含的生物越进步、复杂、高级。每个地质历史阶段都有其特殊的生物组合。同一地质历史时期，在相同的地理环境下，形成的岩层常含有相同的化石或化石组合。岩性对比法一般在同一时期、同一地质环境下形成的岩石，具有相同的颜色、成分、结构、构造等岩性特征和层序规律。因此，可根据岩性及层序特征对比来确定某一地区岩石地层的时代。 地层接触关系法岩层的接触关系有：沉积岩之间：整合接触 不整合接触（平行不整合接触，角度不整合接触）岩浆岩与沉积岩之间：沉积接触 侵入接触绝对地质年代的确定一般根据放射性同位素的蜕变规律来测定岩石和矿物年龄。目前测

11、定同位素年龄广泛采用的方法有：钾氩（K40Ar40）、氩氩（Ar40Ar39）、铷锶（Rb87Sr87）、铀铅（U235Pb207）和碳法（C14N14）。其中，前4种主要用以测定较古老岩石的地质年龄，而碳法专用于测定最新的地质事件和地质体的年龄。3、什么是活断层，请简单列举其识别方法。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活动过、极可能在不远的将来重新活动的断层。后一种情况也可称为潜在活断层。活断层识别： 断层的活动性与否要通过一些标志加以鉴别。鉴别有直接测定活动物质年龄的方法，也可以从有关的地质、地球物理等现象间接判断。间接鉴别标志有如下几个方面：地质、地貌、

12、水文地质标志地质标志是鉴别活断层的最可靠依据。主要标志有:1）第四系（或近代）地层错动、断裂、褶皱、变形；2）第四系堆积物中常见到小褶皱和小断层或被第四系以前的岩层所冲断；3）沿断层可见河谷、阶地等地貌单元同时发生水平或垂直位移错断；4）活断层内由松散的破碎物质所组成，且断层泥与破碎带多未胶结。5）沿断裂带出现地震断层陡坎和地裂缝，断层面或断层崖壁见有擦痕；6） 第四纪火山锥或熔岩呈线状分布。地貌标志一般而言，活断层的构造地貌比较清晰，许多方面的标志可作为鉴别依据。主要标志有: 1）地形变化差异大，如在两种截然不同的地貌单元（如山岭和平原之间）直线相接的部位，一侧为断陷区，另一侧为隆起区，二者

13、的接触带往往是一条较大断裂。2）山前的第四系堆积物厚度大，山前洪积扇特别高或特别低，呈线性排列，与山体不相称。3）在山前形成陡坎山脚，常有狭长洼地和沼泽；或者显著出现连续的断层崖或断层三角面。4）断裂带有植物突然干枯死亡或生长特别罕见植物。水文地质标志由于断层带构造物质松散，容易形成强导水带，因而活断层带一线分布泉水、温泉，出现植被发育现象。也由于活断层为深大断裂，深循环水将导致水的化学异常。1）水系呈直线状、格子状展布，河流、河谷等系突然发生明显错断或拐弯，呈折线林;2）泉、地热异常带、湖泊和山间盆地成线状(或串珠状)分布，若为温泉，则水温和矿化度较高，有时植被呈线状发育历史地震及历史期地震

14、错段标志我国有长达3000多年的历史地震记载资料，尤其是较近的历史记载，可以帮助判别活断层的存在，可能时据以判断活断层的错距，断裂长度等。对古代建筑物破坏、错断、掩埋等情况调查，可以帮助判断活断层当时的错距等情况。微地震测量及地形变检测标志 采用精密水准测量和三角测量在可能活动断层两侧进行地形变测量，可以有效地获得断层活动性的有关证据。地球物理标志 断层的现代活动，必然导致断层带内产生物理、化学变化，其中如断层气、放射性异常；重力、磁力、地温等物理异常。通过测量分析，可以间接作为活断层的佐证。1)断层气和放射性异常。活断层活动过程中经常释放出一些气体（如CO2、H2、He、Ne、Ar 等），一

15、些微量元素（ 如B、Hg 、As、Br 等) 含量显著增加。2）沿断层出现重力、磁力和地温异常。4、岩体结构的主要类型有哪些，其工程地质性质如何？岩体结构类型：整体块状结构（整体结构、块状结构）、层状结构（层状结构、薄层（板）结构）碎裂结构（镶嵌结构、层状破裂结构、碎裂结构）散体结构（松散结构、松软结构）岩体结构的工程地质性质 岩体的工程地质性质首先取决于岩体结构类型与特征，其次才是组成岩体的岩石的性质（或结构体本身的性质）。（1）整体块状结构岩体的工程地质性质 整体块状结构岩体因结构面稀疏、延续性差、结构体块度大且常为硬质岩石，故整体强度高、变形特征接近于各向同性的均质弹性体，变形模量、承载

16、能力与抗滑能力均较高，抗凤化能力一般也较强，所以这类岩体具有良好的工程地质性质，往往是较理想的各类工程建筑地基、边坡岩体及洞室围岩。（2）层状层结构岩体的工程地质性质 层状结构岩体中结构面以层面与不密集的节理为主，结构面多为闭合到微张开、一般风化微弱、结合力不强，结构体块度较大且保持着母岩岩块性质，故这类岩体总体变形模量和承载能力均较高。作为工程建筑地基时，其变形模量和承载能力一般均能满足要求。但当结构面结合力不强，又有层间错动面或软弱夹层存在，则其强度和变形特性均具备各向异性特点，一般沿层面方向的抗剪强度明显地低于垂直层面方向的抗剪强度。一般来说，在边坡工程中，这类岩体当结构面倾向坡外时要比

17、倾向坡内时的工程地质性质差得多。（3）碎裂结构岩体的工程地质性质 碎裂结构岩体中节理、裂隙发育、常有泥质充填物质，结合力不强。层状岩体常有平行层面的软弱结构面发育，结构体块度不大，岩体完整性破坏较大。其中镶嵌结构岩体因其结构体为硬质岩石，尚具较高的变形模量和承载能力，工程地质性能尚好；而层状破裂结构和碎裂结构岩体则变形模量、承载能力均不高，工程地质性质较差。（4）散体结构岩体的工程地质性质 散体结构岩体节理、裂隙很发育，岩体十分破碎，岩石手捏即碎，属于碎石土类，可按碎石土类研究。5、滑坡的主要形态要素有哪些（对应图示），滑坡过程分为几个阶段，不同阶段的识别标志是什么，针对不同阶段如何进行防治？

18、滑坡斜坡岩土体在重力作用下，沿着斜坡内某些滑动面作整体向下滑动的现象。滑坡过程分为三个阶段：蠕滑阶段；滑动破坏阶段；渐趋稳定阶段。不同阶段的识别标志（详见课本P149150）滑坡要素示意图1-滑坡体沿滑动面向下滑动的那部分岩土体2-滑坡面滑坡体沿其下滑的面。3-滑坡床滑动面下稳定不动的岩土体；4-滑坡壁滑体后缘与母体脱开的分界面，平面上多呈围椅状；5-滑坡周界平面上滑坡体与周围稳定不动的岩土体的分界线。6-滑坡台阶由于滑坡体上、下各段运动速度的差异，滑坡体断开或沿不同滑面多次滑动，在滑坡上构成多级台阶。每一台阶由滑坡平台及陡壁组成；7-滑坡舌滑坡体前缘形如舌状伸入沟堑或河道中的部分；8-拉张裂

19、缝；9-剪切裂缝；10-鼓张裂缝；11-扇形裂缝滑坡防治排水（1）排除地表水 对滑坡体地表水要截流旁引，不使它流入滑坡内。（2）排除地下水 水平排水设施有盲沟、盲洞、水平钻孔。垂直排水设施有井、钻孔等。刷方减载对于头重脚轻的滑坡、高而陡的斜坡，可将滑坡上部或斜坡上部的岩土体削去一部分，并将其堆放在坡脚处。修建支挡工程支挡工程的作用主要是增加抗滑力，直到不再滑坡。改善滑动面或滑动带的岩土性质土质改良的目的在于提高岩土体的抗滑能力，主要用于土体性质的改善。一般有电化学加固法、硅化法、水泥胶结法、冻结法、焙烧法、石灰灌浆法及电渗排水法等。6、泥石流的形成条件有哪些？必备条件：丰富的松散固体物质，陡峻

20、的地形，足够的突发性水源。松散固体物质（地质条件）：在形成区内有大量易于被水流侵蚀冲刷的疏松土石堆积物，是泥石流形成的最重要的条件。地形条件：典型的泥石流流域可划分为形成区、流通区和沉积区三个区段。形成区 该区多为三面环山、一面出口的半圆形宽阔地段，周围山坡陡峻，沟谷纵坡降可达30°以上。斜坡常被冲沟切割，且崩塌、滑坡发育；坡体光秃，无植被覆盖，这样的地形，有利于汇集周围山坡上的水流的固体物质。形成区又可分为汇水动力区和物质供给区。流通区 该区多为狭窄而深切的峡谷或冲沟，谷壁陡峻而纵坡降较大，常出现陡坎和跌水，泥石流进入本区后极具冲刷能力。流通区形似颈状或喇叭状。非典型的泥石流沟，可

21、能没有明显的流通区。沉积区一般位于山口外或山间盆地的边缘，地形较平缓。泥石流至此速度急剧变小，最终堆积下来，形成扇形、锥状堆积体，有的堆积区还直接为河漫滩或阶地。地质条件：在汇水区和流通区，岩土层分布广泛、厚度大、结构松软、易风化、层理发育，从而为泥石流的固体物质提供来源。 水源条件：泥石流形成必须有强烈的地表径流，地表径流是暴发泥石流的动力条件。人为因素：人类工程活动的不当可促进泥石流的发生、发展、复活或加重其危害程度。7、地震震级和烈度的联系和差别。地震震级与地震烈度既有区别，又有联系。地震震级是一次地震本身大小的等级，它是用来衡量地震能量大小的量度。地震烈度是指某地区地表面和建筑物受地震影响和破坏的程度。一次地震中，震级是唯一的，而地震烈度却在不同地区有不同烈度。一般认为：当环境条件相同时，震级愈高，震源愈浅，震中距愈小，地震烈度愈高。8、列举5种常见的基坑支护结构及其适应条件。（详见课本P216）（1）放坡开挖及简单支护 用于土质条件好，开挖深度不大及施工现场有足够放坡场地的工程 （2）悬臂式支护 只适用于土质较好，开挖深度较