河海大学工程地质与水文地质复习

1、2014-2015学年第二学期工程地质复习工程地质条件:地形地貌、岩土类型及工程地质性质、地质构造、水文地质条件、自然（物理）地质现象、地质物理环境、天然建筑材料。活动性断裂：现今正在活动，或近期曾活动过、不久的将来可能会重新活动的断层。(1)活动性断裂：一般是指新生代第四纪以来有过活动的断裂构造。(2)软弱夹层：岩层中厚度相对薄弱、力学强度较低的软弱层或带。成因类型：原生型：又分为沉积型、喷发沉积型、浅变质软弱矿物富集型。 构造型：多为层间挤压错动形成的层见错动形成的层间剪切带，是最主要的软弱夹层类型。 次生型：次生夹层分为风化型、充填型。 软弱夹层特征：厚度薄 多层相互平行结构松散岩性、厚

2、度、性状及延伸范围，常有很大的变化力学强度低围岩压力（山岩压力）：围岩的强度适应不了围岩应力而产生塑形变形或破坏时，作用在支护或衬砌上的力地热增温级：地热增温级又称地温深度，是地热梯度的倒数。指在常温层以下，地下水温每升高1所增加的深度，以米/表示。地热梯度：又称“地热增温率”。指地球表面上的地温随深度增加而升高的数值。地热增温率平均每深33米，温度约升高1。这一增温率至地下深处（地幔）时，则不按此规律进行。外水压力：外水压力是指地下硐室外地下水作用在硐室衬砌上的静水压力，单位为帕。 弹性抗力系数：岩石抗力系数又称弹性抗力系数,是指使围岩产生单位长度的径向位移(向围岩内方向)所需单位面积上的径

3、向压力。以k表示。即k=p/u,式中,p为作用在单位面积衬砌上的压力。 RQD：Rock Quality Designation (RQD)：岩石质量指标，是国际上通用的鉴别岩石工程性质好坏的方法，由美国伊利诺斯大学提出和发展起来。该法是利用钻孔的修正岩芯采取率来评价岩石质量的优劣。即用直径为75mm的金刚石钻头和双层岩芯管在岩石中钻进，连续取芯，回次钻进所取岩芯中，长度大于10cm的岩芯段长度之和与该回次进尺的比值，以百分比表示。 显然RQD主要反映岩石完整程度，即裂隙在该地段地层中的发育程度。按RQD值的高低，将岩石质量划分为五类：类别RQD(%)岩石质量190100好27590较好350

4、75一般42550差5<25很差RQD分类由于没有考虑岩体中结构面发育特征的影响，也没有考虑岩块性质的影响以及这些因素的综合效应。因此，仅运用这一分类，往往不能全面的反映岩体的质量。初始地应力：工程施工前就存在于岩体中的地应力基本烈度（抗震设防烈度）：指一个地区在今后100年内，在一般地场条件下可能遇到最大地震烈度。上层滞水：赋存在包气带中局部隔水层或弱透水层上面的重力水。降落漏斗：从潜水含水层中抽水时，水井周围的潜水位逐渐下降，形成一个以井孔为轴心的漏斗状潜水面。松弛张裂：当边坡侧向应力减小之后，由于卸荷回弹而出现张开裂隙的现象。内动力地质作用：内部地质作用是指主要由地球内部能量引起的

5、地质作用。它一般起源和发生于地球内部，但常常可以影响到地球的表层，如可以表现为：构造运动，地震作用，岩浆作用，变质作用等。1、地球内圈层构造p10莫霍界面：30-80KM古登堡界面：2800KM地核：铁、硅、镍地幔：铁、硅、镍、二氧 化硅 2、地质年代单位与地层年代单位p13地质年代单位：宙、代、纪、世、期、时地层年代单位：宇、界、系、统、阶、带3、地质年代表p134、三大成因岩类的结构类型和构造特征及常见岩石名称p24 p28 p31火成岩：地下深处的岩浆侵入地壳或喷出地表冷凝而成的岩石。沉积岩：地表或接近地表的岩石遭受风化剥蚀作用的破坏产物以及生物作用与火山作用的产物在原地或者在外力搬运作

6、用所形成的沉积物，又经固结作用而形成的岩石。变质岩：地壳中原已形成的岩石由于地壳运动和岩浆活动等所造成的物理、化学条件的变化，是原来岩石的成分、结构、构造发生一系列改变而形成的新岩石。火成岩结构类型构造类型产状结晶程度晶粒大小晶粒相对大小流纹状气孔状杏仁状块状侵入：岩基、岩株、岩墙和岩脉、岩床、岩盘和岩盆喷出：熔岩流（锥、被）、火山锥等全晶质：半晶质：非晶质：粗粒：中粒：细粒；1-5MM分界等粒：不等粒：斑状：矿物颗粒大小悬殊仅出现在喷出岩中多出现在玄武岩等喷出岩中气孔状构造岩石被填充：辉绿石颗粒均匀：往往是深层岩具有的常见岩石花岗岩、安山岩及玄武岩（火成岩又叫岩浆岩）结构类型构造类型碎屑结构

7、泥质结构结晶状结构生物结构层理构造层面构造结核化石沉积岩50以上的粒径大于0.005mm的碎屑物质被胶结物粘结起来而形成的一种结构；50以上的粒径小于0.005mm的碎屑物质和黏土矿物组成的结构由30以上的生物遗体所组成的岩石结构水平层理；斜交层理；交错层理；波痕；雨痕；泥痕；结核；化石；备注：是黏土岩的主要特征具有这种结构的岩石称为化学岩分类： 碎屑岩：沉积碎屑岩；火山碎屑岩 黏土岩： 生物化学岩：常见岩石砾岩；角砾岩；砂岩；粉砂岩；泥岩；页岩；石灰岩；白云岩；泥灰岩结构类型构造类型变晶结构变余结构碎裂结构变余构造变成构造变质岩变质岩的最大特征之一板状构造；千枚状构造；片状结构；片麻状结构；

8、块状构造；常见岩石片麻岩；片岩；千枚岩；板岩；大理岩；石英岩；碎裂岩；糜棱岩5、产状三要素p38走向：岩层的层面与水平面交线倾向：垂直于走向线并沿层面向下所引的直线倾角：层面与水平面所夹的最大锐角6、岩层接触关系的六种类型 p15 补充断层接触整合：同一地区上、下两套沉积地层在沉积层序上是连续的，且产状一致。假整合：又称平行不整合。上、下两套岩层之间有明显的沉积间隔，但产状一致或基本一致。不整合：又称角度不整合。上、下两套岩层之间有一明显的沉积间断层，且两套岩层呈一定角度相交。沉积接触：侵入接触：断层接触：7、褶皱、断层、活动性断裂的主要识别证据p41 p45褶皱的识别：根据岩层是否有对称重复

9、的出露，可判断是否有褶皱存在。若在岩层两侧，有其他时代的岩层对称重复出现，则可判断有褶皱存在；若虽有重复但不对称则可能是断层形成，不能误认为是褶皱。对比褶皱核部和两翼岩层的时代新老关系，判断褶皱是向斜还是背斜。若核部较老，两侧以此出现渐新的底层为背斜；反正核部较新，则两侧以此出现的渐老的地层为向斜。根据两翼岩层的产状，判断褶皱是直立的、倾斜的还是倒转的。 沿岩层走向追索，若发现岩层突然中断，而和另一岩层接触 沿垂直于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 在地貌上，断层常形成断层崖、三角面上、山脉的中断或错开，以及山地突然与平原相接处等现象 沿断层带常形成沟谷、洼地或出现线状分布

10、的湖泊、泉水等。 某些喜湿性植物呈带状分布 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，如相对错动、断层牵引褶皱等。 直接标志：、错断晚更新世以来的地层者 、断裂带中的构造岩或被错动的脉体，经绝对年龄测定，其最后一次错动、根据仪器观测，沿断层有位移和地形变（大于0.1mm/a）者、沿断层有历史和现代中、强震震中分布，或有晚更新世以来的古地震遗迹，或密集而频繁的近期弱震活动者、在地质构造上，证实与已知活断层有共生或同生关系的断层 间接标志： 主要是沿所研究断层实际观察和测量到的地形地貌、地球物理场、地球化学场、水文地质场等方面可成为线索，但不能成为依据8、V

11、字型法则 讲义A、岩层倾向与地层坡向相反时，岩层露头线与地形等高线呈相同方向弯曲，但是岩层露头线的弯曲度总呈比等高线小，在河谷处“V”字型露头线的尖端指向让脊沟谷上游，在穿过山脊时，“V”字型露头线的尖端指向山脊下坡。B、岩层脊倾角与底面坡向相同。岩层的倾角大于底面坡度角时，岩层露头线与地形等高线呈相反方向弯曲，在沟谷处，“V”字型露头尖端指向下游，在山脊处，“V”字型露头线尖端指向上坡。C、岩层倾角与坡向相同，但岩层倾角小于地层坡度角：这时岩层露头线与地形登高向也呈相同方向弯曲，在沟谷处，“V”字型露头的尖端指向上游，在山脊处指向下游，与第一种情况类型，但露头线的弯曲程度大于地形等高线程度。

12、注意几点：（1）岩层的走向与沟谷延伸方向向平行时，上述规则不适用，举例；（2）适用于大比例，中小比例反映不明显，因此很少用“V”字型法则来分析。9、河流地质作用及河谷地貌p54河流地质作用分为侵蚀作用、搬运作用和沉积作用。侵蚀作用：河流侵蚀一方面向下冲刷切割河床，称为下蚀作用，主要受河床岩石的性质、河流的含沙量、流速等因素影响。另一方面，河水以自身动力以及挟带的砂石对河床两侧的谷坡进行冲刷破坏的作用称为侧向侵蚀，作用结果主要是河床弯曲、谷坡后退、河谷加宽。搬运作用：河水在流动过程中，搬运侵蚀产物从一个地方搬运到另一个地方的作用。分为拖运悬运溶运。前两者称为机械搬运，后者称为化学搬运。河流机械搬

13、运量与河流的流量、流速有关，还与流域内自然地理地质条件有关。沉积作用：当河床的坡度减小，或搬运物质增加，而引起流速变慢时，则使河流的搬运能力降低，河水挟带的碎屑物便逐渐沉积下来，形成层状的冲积物，称为沉积作用。河流沉积作用主要发生在河流入海、入湖和支流入干流处，或在河流的中下游，以及河曲的凸岸。但大部分都沉积在海洋和湖泊里。河谷沉积只占搬运物质的少部分，而且多是暂时性沉积，很容易被再次侵蚀和搬运。10、按埋藏条件地下水的分类p78及地下水动态循环根据地下埋藏条件的不同，地下水可分为上层滞水、潜水和承压水三大类。上层滞水是由于局部的隔水作用，使下渗的大气降水停留在浅层的岩石裂缝或沉积层中所形成的

14、蓄水体。潜水是埋藏于地表以下第一个稳定隔水层上的地下水，通常所见到的地下水多半是潜水。当地下水流出地面时就形成泉。承压水（自流水）是埋藏较深的、赋存于两个隔水层之间的地下水。这种地下水往往具有较大的水压力，特别是当上下两个隔水层呈倾斜状时，隔层中的水体要承受更大的水压力。当井或钻孔穿过上层顶板时，强大的压力就会使水体喷涌而出，形成自流水。 地下水循环：一、补给：1、大气降水入渗补给；2、地表水入渗补给；3、水汽凝结补给；4、人工补给。 二、排泄：1、泉水排泄；2、向地表水排泄；3、蒸发排泄；4、人工开采。11、水的物理化学指标p86物理指标：温度、颜色、透明度、嗅、味、比重、电导性及放射性温度

15、：过冷水（低于0度）、冷水（020度）、温水（2142度）、热水（43100度）、过热水（高于100度）颜色：翠绿色（含硫化氢）、浅绿灰色（含低铁）、黄褐色或锈色（含高铁）、红色（含硫细菌）、暗红色（含锰的化合物）、无荧光的淡黄色（含黏土）、暗或黑黄灰色（带荧光）（含腐植酸）、决定于悬浮物颜色（含悬浮物质）透明度：透明的（无悬浮物及胶体，60cm水深，可见3mm粗线）、微浊的（少量悬浮物，大于30cm水深，可见3mm粗线）、浑浊的（有较多悬浮物，半透明状，小于30cm水深，可见3mm粗线）、极浊的（有大量悬浮物及胶体，似乳状，水很浅也不能清楚看见3mm粗线）化学指标：酸碱度、总矿化度、硬度、化

16、学成分：主要气体成分、主要离子成分、胶体成分、有机成分和细菌成分12、岩体结构类型及结构面分级p140及讲义岩体：有结构面和结构体组合而成，即包含不同的岩石材料和和各种不连续结构面。是多裂隙的非均质各向异性不连续介质。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、薄层状结构）、碎裂状结构（镶嵌结构、镶嵌碎裂结构、碎裂结构）、散体状结构共四大类八亚类。结构面分级：级结构面：延伸几km几十km ，破碎带宽度几十m以上的大断层， 对区域构造起控制作用。Ø 级结构面：延伸几百m几km ，破碎带宽度几m几十mm 的断层、层间错动带、接触带、风化夹层等，对山体稳定起控制作

17、用。Ø 级结构面：延伸几百m的断层、接触带、风化夹层等，宽度小于1m，对岩体稳定起控制作用。Ø 级结构面：延伸在几十m范围内的节理、裂隙，未错动、不夹泥，影响岩体质量。Ø 级结构面：延伸差，无厚度，随机分布的隐裂隙等细小结构面，影响岩石质量13、岩土体的透水性指标及单位 渗透系数p93、透水率p276渗透系数是表示岩土透水性的指标。物理意义为水力坡度为1时的渗透流速，一般采用m/d或cm/s为单位。透水率：岩石地基的防渗标准采用钻孔压水试验成果来表示，压水试验成果又以透水率q来表示。单位是吕荣（Lu)，定义是：压水p为1MPa时，每米试段长度L（m）每分钟注入水量

18、Q（L/min）为1L时，称为1Lu，计算公式：q=Q/(p·L)14、风化分带及方法p53风化作用：由于温度、大气、水溶液及生物等因素的作用，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。分为物理风化、化学风化、生物风化风化分带（水电规范）：全风化、强风化、中（弱）风化、微风化依据：岩石中矿物成分和结构、构造的变化，破碎情况，物理力学性质的变化等。15、岩体的工程地质特征p137及讲义（4或5个方面）岩体是复杂的地质体形成过程复杂：地质历史的产物，经历多期构造运动；组成复杂：岩性、风化状态的多样性；结构复杂：存在大量各种成因的结构面；处于复杂的、变化的地质

19、环境中。岩体的强度主要取决于结构面的强度岩体的变形主要取决结构面的闭合、压缩、张裂和剪切滑移，岩体的破坏形式主要取决结构面的组合形式岩体中存在复杂的天然应力场、温度场和渗流场16、岩体基本质量分级的确定方法（BQ分类）p149BQ=90+3Rc+250Kv其中Rc为岩石单轴饱和抗压强度，MPaKv为岩体的完整性系数，即岩体声波纵波速度与岩石纵波速度之比的平方限制条件：当c90Kv+30时，c取90Kv+30当Kv0.04c+0.4时, Kv取0.04c+0.417、港口岩土工程勘察阶段的划分，了解常用勘察手段。p268及规范2010划分：（规划阶段工程地质勘查）、可行性研究阶段勘察、初步设计阶

20、段勘察、（招标设计阶段工程地质勘察）、施工图设计阶段勘察 勘察手段：可行性研究阶段勘察：网格状布置勘探测试点，点的间距200到500米，取样间距1.5到2米 初步设计阶段勘察：采用工程地质调查、测绘、勘探和多种原位测试相结合的方法 施工图设计阶段勘察：采取勘探、取样测试和原位测试相结合的方法18、地质平面简图的阅读，记住常用构造线图例，如产状、断层等19、斜坡变形破坏的防治措施p201-204不稳定边坡的治理措施：防渗：防止地表水入浸滑坡体，设排水沟等。排水：对地下水丰富的滑坡体可在滑坡周界5m外布置截水沟、排水隧洞，滑坡体内设盲沟、排水孔、排水廊道。削坡减重及反压：边坡加固：修支挡建筑物、护

21、面、锚固、灌浆安全系数 = 抗滑力/滑动力20、简述泥化夹层形成的三个基本条件及其特点。P139-140条件：物质基础、构造作用、地下水作用特征：1、由原岩的固结或超固结胶结式结构，变成了泥质散状结构或泥质定向结构；2、黏粒含量较原岩增多并达到一定含量；3、干容重比云岩小，天然含水量高，通常接近或超过塑限；4、具有一定的膨胀性；5、力学强度比原岩大为降低，岩性极为软弱，泥化带的摩擦系数通常只有0.2左右，压缩性较大；6、由于结构松散，因而抗冲刷能力低，在渗透水流作用下，易产生渗透变形，一般前期以化学管涌为主，后期以机械管涌为主。21、采用刚体极限平衡法计算边坡稳定安全系数p19722、岩溶发育的基本条件及分带特征。P59-61基本条件：1、岩石的可溶性；2、岩层的透水性；3、水的溶解能力