工程地质知识点(修改)孔宪立

1、工程地质学知识点总结-工程地质学孔宪立 石振明第2章 岩石的成因类型及其工程地质特征1·岩石与矿物概念岩石在地质作用下产生的 由一种或多种矿物以一定的规律组成的自然结合体 根据矿物组成：单矿岩主要由一种矿物组成的岩石 复矿岩由两种或两种以上的矿物组成的岩石 根据成因：岩浆岩 沉积岩 变质岩矿物存在于地壳中 具有一定化学成分和物理性质的自然元素和化合物 *矿物是组成岩石的具有稳定物理性质和化学成分的基本单元常见浅色矿物：滑石 石膏 -指甲 2·5 方解石 萤石 磷灰石 -小刀（钢） 66.5 正长石 石英 黄玉 刚玉 金刚石 记忆：滑石方 萤磷长 石黄刚金刚2·岩石

2、和矿物区别岩石：是在天然地质作用下各种矿物的集合体。矿物：是由某种元素或多种化学成分在天然地质作用下形成的固体造岩矿物;它包含于矿物中，一般是指一些常见的矿物3·三大岩石的主要鉴别特征、常见主要类型A岩浆岩：侵入岩：深成岩岩浆在地壳深处结晶形成的岩石 浅成岩岩浆在地面以下地壳较浅处形成的岩石 喷出岩：由喷出地面的熔岩凝固形成的岩石 根据SiO2含量：酸性岩类（SiO2 >65%） 中性岩类（SiO2 52%65%） 基性岩类（SiO2 45%52%） 超基性岩（SiO2 <45%） 岩浆岩的结构和构造识别标志 结构组成岩石的矿物的结晶程度 晶粒大小 晶体形状 相互结合的情

3、况 按结晶程度：全晶质结构：全由结晶矿物组成 半晶质结构：由结晶矿物 非晶质矿物组成 非晶质结构=玻璃质结构：全由非晶质矿物组成 按晶粒大小：显晶质结构全由结晶较大矿物组成 隐晶质结构全由结晶微小的矿物组成 玻璃质结构全由非晶质组成 均匀致密 按晶粒相对大小：等粒结构矿物全是显晶质粒状 结晶颗粒大小大致相等 按晶粒大小：粗粒结构 中粒结构 细粒结构 不等粒结构主要矿物结晶颗粒大小不等 相差悬殊 晶形完好 颗粒粗大：斑晶 小的：石基 按颗粒相对大小：斑状结构 似斑状结构 构造矿物在岩石中排列 填充方式反映出来的外貌特征：块状构造分布均匀 无一定的排列方向 流纹状构造岩石中不同颜色的条纹 拉长了的

4、气孔 长条形矿物按一定方向排列 形成的流动状构造 反映岩浆喷出后的流动状态 气孔状构造岩浆凝固时 挥发性气体未及时逸出 在岩石中留下许多圆形 椭 圆形 长管形孔洞 杏仁状构造岩石中的气孔 为后期矿物（方解石 石英）填充形成一种形似杏 仁的构造B沉积岩在地表或近地表不太深地方形成的一种岩石类型，它是由风化产物、火山物质、 有机物质等碎屑物质在常温常压下经过搬运 沉积和石化作用 最后形成的岩石 *沉积岩来自先前存在的岩石（岩浆岩 变质岩 和早已形成的沉积岩）的化学和 物理破坏产物。 *先成岩石的风化产物 被流水等运动介质搬运到 河 湖 海洋等低洼的地方沉 积下来 成为松散的堆积物经过压密 胶结 重

5、结晶 逐渐形成沉积岩 物质组成1·碎屑物质 2·粘土矿物 3·化学沉积矿物 4·有机质 生物残骸 5·胶结物 *粘土矿物 方解石 白云石 有机质等 是沉积岩特有的 是物质组成上区别于岩 浆岩的一个特性沉积岩的结构和构造识别标志 结构：碎屑结构（碎屑 胶结）由碎屑物质被胶结物质胶结而成 沉积岩特有结构 按碎屑粒径大小：砾状结构 砂质结构： 泥质结构 结晶结构 生物结构 构造组成部分的空间分布及相互间排列关系 ：层理构造在形成过程中 由于沉积环境的改变 先后沉积的物质在颗粒大小 形状 颜色 成分上发生变化 显示出来的成层现象 *水平层理 平行层理

6、交错层理 波形层理 层面构造层面上保留有反应沉积岩形成时的某些特征：波痕 泥裂 化石经石化作用保存下来的动植物遗骸或遗迹 常沿层理面平行分布 *根据化石可以推断岩石形成的地理环境和确定岩层的地质年代 沉积岩的分类：碎屑岩类：火山碎屑岩：火山集块岩 火山角砾岩 凝灰岩 沉积碎屑岩：砾岩 砂岩 粉砂岩 粘土岩类：泥岩 页岩 化学及生物化学岩类：石灰岩 白云岩C变质岩地壳内部原有的岩石（岩浆岩 沉积岩 变质岩）由于受到高温 高压 化学成分 的加入的影响 改变原来的矿物成分和结构 构造 形成新的岩石 引起变质作用主要因素:高温 高压 新的化学成分的加入 变质作用：接触变质区域变质变质岩的基本特征：出现

7、变质矿物和特殊的变质构造 不同的变质矿物表明不同的变质环境变质岩的结构： 1·变余结构 2·变晶结构：等粒变晶结构 斑状变晶结构 鳞片变晶结构 3·碎裂结构 4·交代结构变质岩的构造：片理（叶理）构造岩石经变质作用形成的在颜色 成分上呈层排列的 现象 1·板状构造 2·千枚状构造 3·片状构造 4·片麻状构造 5·块状构造 变质岩的分类：片理状岩类：片麻状:片麻岩 片状:片岩 千枚状:千枚岩 板状:板岩 块状岩类：块状：大理岩 石英岩 常见的变质岩：石榴子石 滑石 蛇纹石 红柱石 十字石 片麻岩 千枚岩

8、板岩 大理岩 石英岩第3章 地质构造及其对工程的影响1、 地质年代表（系或纪）地质年代单位：五个“代”每个“代”分为若干“纪”每个“纪”分为若干“世” “期”时间地层单位在特定的时间间隔内形成的岩石体 ：界系统阶地质年代表 代 纪国际通用地质年代单位 次一级单位区域性 地区性意义2地质构造的主要类型地质构造构造运动在岩层和岩体中遗留下的各种变形 变位形迹 ：水平构造 倾斜构造 褶皱构造 断裂构造 不整合构造A水平构造未经构造变动的沉积岩层 其形成时的原始产状是水平的 没有遭受强烈的水 平运动 只受升降运动 仍然保持其水平状态 形成产状近于水平的构造 B倾斜构造由于地壳运动使原始水平的岩层发生倾

9、斜 岩层层面与水平面之间有一定夹角 的构造 *单斜构造在一定地区内向同一方向倾斜和倾角基本一致的岩层 *产状：岩层层面的走向 倾向 倾角 走向岩层层面与水平面交线的方位角 倾向垂直走向顺倾斜面向下引出一条直线 该直线在水平面上的投影 所指的方位角 *岩层的走向和倾向相差90° 倾角岩层层面与水平面所夹锐角 岩层产状的表示方法：方位表示法：以所需确定点的位置为中心 正北方向为方位角的 0° 按顺时针方向旋转 旋转一周为360° *方位表示法只记倾向 倾角 EG：210°25° 读作：倾向 210° 倾角25° 象限角表示法：以

10、北或南方向为准（0°）将平面划分为四个象 限表示方位或方向 *记走向 倾角 倾斜象限 EG：N65°W/25°S 读作：走向北偏西65° 倾角25°大致向南倾斜C·褶皱构造组成地壳的岩石 受构造应力的强烈作用 使岩层形成一系列波状弯曲而未丧 失其连续性的构造 褶皱要素：核部褶皱的中心部分 位于褶皱中央最内部的一个岩层 翼位于核部两侧 岩层向不同方向倾斜的部分 轴面：褶皱轴面以皱褶顶平分两翼的面 *可以直立 倾斜 平卧 轴轴面与水平面的交线 *轴的方位为褶皱的方位 轴的长度表示褶皱伸延的规模 枢纽轴面与褶皱同一岩层层面的交线 转折端褶皱

11、两翼岩层互相过渡的弯曲部分 褶皱的基本形态（根据形状 和组成地层的空间关系）背斜两翼岩层倾向相背的褶皱 *岩层向上拱起 岩层以褶皱为中心向两翼倾斜 老地层在中间 两侧对称出现由 老到新的地层向斜两翼岩层倾向相向（相对）的褶皱 *岩层向下凹陷弯曲 两翼岩层向褶皱轴部倾斜 新地层在中间 两侧对称出现由 新到老的地层 褶皱的形态分类按褶皱横剖面形态分类按横剖上轴面和两翼岩层产状分类 ：直立皱褶 倾斜褶皱 倒转皱褶 平卧皱褶按皱褶纵剖面形态（枢纽产状）分类 ：水平皱褶（枢纽近于水平） 倾斜皱褶（枢纽向一端倾伏） 皱褶的识别 *不能完全以地形的起伏情况作为识别皱褶的主要标志顺(正)地形背斜为山 向斜为谷

12、逆(负)地形背斜为谷 向斜为山穿越法：顺着倾向（垂直岩层走向）进行观察如果在路线通过地带的岩层呈有规律的 重复出行 必为皱褶构造：背斜 中心老地层 两侧对称新地层 向斜 中心新地层 两侧对称老地层追索法：平行岩层走向进行观察(看枢纽)水平皱褶：两翼岩层在平面上彼此平行展布 倾斜褶皱：两翼岩层在转折端闭合或呈S形弯曲 工程地质评价：1)建筑工程: 地质灾害(滑坡崩塌塌陷) 2)道路工程:选线隧道(施工偏压)基础稳定性 主要的工程地质问题:边坡稳定性、偏压、岩体稳定性、地下水问题D断裂构造构成地壳的岩石受地应力作用后产生变形 当变形达到一定程度后 岩层被断 错或发生裂开 岩石的连续性和完整性遭到破

13、坏 产生各种大小不同的断裂 分类根据发育的程度和两侧的岩层相对位错的情况： 断层：断裂两盘的岩石发生明显位移 5cm以上 劈隙（节理）：岩层裂开 岩石沿破碎面没有明显的相对位移 劈理：细微的断裂变动 没有明显破坏岩石的延续性 *劈理 几个毫米稍大节理超过5cm断层 （1）裂隙 类型：非构造裂隙由成岩作用 外动力 重力等非构造因素形成的裂缝 ：原生裂隙 卸荷裂隙 风化裂隙 构造裂隙构造应力作用形成的裂缝 具有明显方向性 规律性 与褶皱和断层形 成过程密切相关 ：张裂隙 受张应力作用形成 产状不稳定 延伸不远 裂隙面弯曲且粗 糙 裂隙间距大 发育稀疏 剪裂隙 受剪(扭)应力作用形成 两组间切面形成

14、X型 产状稳定 延 伸较远 裂隙面光滑平直 闭合 有擦痕 裂隙间距小 分布密 工程地质评价 有利于开挖 对岩体的强度和稳定性均又不利影响 破坏岩石整体性 使风化速度加快 增强岩石透水性 使岩体强度和稳定性降低 当裂隙主要发育方向与路线走向一致 倾向与边坡一致 路堑边坡容易崩塌或碎落 路基施工时 影响爆破效果 （2）断层岩石受力作用断裂后 两侧岩块沿断裂面发生显著位移的断裂构造 要素：断层面两侧岩块发生相对位移的断裂面。 断层破碎带规模大的断层 往往沿着一个错动带发生 断层线断层面与地面的交线 *表示断层的延伸方向 形状决定于断层面的形状和地面起伏情况 断盘断层面两侧发生相对位移的岩块 *当断层

15、面倾斜：上盘位于断层面上部的断盘 下盘位于断层面下部的断盘 当断层面直立，用用断块所在方位表示 EG：东盘 西盘 *以断盘位移的相对关系：上升盘相对上升的一盘 下降盘相对下降的一盘 *上升盘可以是上盘也可以是下盘 下降盘可以是下盘也可以是上盘 断距断层两盘沿断层面相对移动开的距离 分类：正断层上盘沿断层面相对下降 下盘相对上升的断层 逆断层上盘沿断层面相对上升 下盘相对下降的断层 *断层面倾角 >45° 冲断层 2545° 逆掩断层 <45° 辗掩断层 平推断层岩体受水平扭应力作用 使两盘沿断层面发生相对水平位移的断层 (走滑断层) *倾角很大 断层面

16、近于直立 断层线比较平直 组合类型 阶梯状断层：正断层组合 地堑式断层：常形成狭长的凹陷地带 著名地形：汾河河谷渭河河谷 地垒式断层：常形成块状山地 著名地形：天山阿尔泰山 迭瓦式断层：低角度的逆断层组合 工程地质评价 致使岩体裂隙增多 岩石破碎 风化严重 地下水发育 降低了岩石的强度和稳定性 隧道工程：由于岩层整体性遭到破坏 地面水地下水的侵入 强度和稳定性差 容易塌顶 建筑工程：地基稳定性 水利工程：岩体的稳定性 生命线工程：岩体的稳定性 施工评价：施工困难 涌水 野外识别 地貌特征：上升盘前缘形成陡峭的断层崖剥蚀断层三角面地形 断层破碎带岩石破碎侵蚀沟谷（笔直的山沟）或峡谷地形 山脊错断

17、 河流转弯 河谷跌水瀑布 河谷方向突然转折 地下水的成带出现 地层标志：岩层重复（正断层）或缺失（逆断层） 岩脉错断 伴生构造：断层泥 断层角砾 断层擦痕 牵引弯曲 地球物理 化学标志：物理参数异常 地球化学异常 其他标志：火山活动 地震活动 滑坡等E不整合 形成年代不相连续的两套岩层重叠在一起的构造形迹 分类：平行不整合上下两套岩层的产状一致 岩层分界线彼此平行 但地质年代不连续 角度不整合不仅上下两套岩层之间的地质年代不连续 产状也不相同 新岩层的 分界线遮 断的下部老岩层的分界线 识别：地层标志 产状标志 工程地质评价：地下水发育 斜坡稳定性3、 褶皱和断裂构造的基本特征、描述的基本要素

18、、类型、工程意义和研究方法4、 活动构造的定义、主要描述指标（错动速率、重复周期）、活动方式、识别方式和对工程建筑的影响定义： 活断层（活动断裂）现今仍在持续活动的断层 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 潜在活断层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 *近期：全新世 一万年分类 1·按构造应力状态、两盘错动方向走向滑动型断层（平移断层）：倾向滑动型断层：逆断层（常见）：断层倾角较缓 错动时上盘为主动盘且变形开裂较严重 岩 体较下盘破碎 正断层： 2·活动性质：蠕变型活断层：只有长期缓慢的相对位移变形 不发生地震

19、或有少数微弱地震 突发型活断层：突然发生 同时伴发较强烈的地震特征 1·活动方式：蠕滑 连续的滑动过程 较小应力降 伴有小地震或无地震 粘滑 断层发生快速错动 在突发快速错动前断层呈锁闭状态 没有明显的位移 发生 伴有地震 活动强度以错动速率来判定 2·活动规模及活动速率 规模：长度 切割深度反映能量和破坏力 活动速率：活动速率是断层活动性强弱的重要标志 3·活断层重复活动周期活断层的活动方式以粘滑为主时 往往是间断性地产生突然错动 两次突然错动之间的时间间隔就是地震重复周期 4·活断层的继承性 活断层的继承性活断层绝大多数都是沿已有的老断层发生新的错动

20、位移 显著特点：活动方式和方向相同 5·活断层的时空不均匀性在时间上的不均匀性主要表现在活动强度随时间有较大的变化。在空间上的不均匀性主要表现在不同大地构造区内断层活动强度显著不同。 6·活断层的长度和断距 强震导致的地面破裂（地震断层或地表错段）的长度（L） 伴随地震产生的一次突然错段的最大位移值（D） 我国：M=1.19lgL+5.25 L=0.56M-2.25活断层的识别标志 1·建筑物、构筑物公路等工程地基的倾斜和错开现象 2·地形地貌：地形变化差异大:山从平地起 沿断裂带有串珠泉出露 陡坎山山脚有狭长洼地 沼泽 陡坎山前第四系堆积物厚度大 山前

21、洪积扇特别高或特别低 与山体不对称 第四纪火山锥 熔岩呈线性分布 断裂带上植物突然干枯死亡或生长特别罕见植物 3· 在地质及地震地质方面的标志：P45第4章 土的工程性质与分类§4.1 土的组成与结构、构造粒径大于0.075的粗粒土，可以通过筛分法测定。粒径小于0.075的细粒土，可以通过水分法测定。水分法常用的有密度计法或移液管法土的颗粒级配曲线愈平缓，说明在累计曲线上，可确定两个描述土的级配的指标：不均匀系数： 曲率系数：式中：d10，d30和d60为粒径分布曲线上小于某粒径的土粒含量分别为10，30和60时所对应的粒径。d10称为有效粒径； d60称为限制粒径。规范：

22、纯净砾、砂，Cu>=5，且Cc=13时，级配良好，否则，不良。工程上把Cu<5的土称为均粒土。§4.1.2 土的矿物成分填空题：主要的粘土矿物有a高岭石、b伊利石、c蒙脱石，其吸水能力由强到弱依次为 c、b、a。§4.1.3 土中水和气及其与土粒的相互作用结合水是受分子引力、静电引力吸附于土粒表面的土中水。土粒表面一般带有负电荷，围绕土粒形成电场，引起土粒周围水分子和阳离子的定向排列。在靠近土粒处，静电引力强，水化离子和水分子牢固吸附在土粒表面形成固定层；固定层外围，静电引力较小，水化离子和水分子形成扩散层。土粒表面负电荷、固定层和扩散层中的阳离子一起构成双电层

23、。强结合水紧靠土颗粒表面的水。其性质接近于固体，密度约为1.22.4g/cm3，冰点为78，具有极大的粘滞度、弹性和抗剪强度。干燥的土在空气中质量将增加，直到土中吸着的强结合水达到最大吸着度为止。 1）没有溶解盐类的能力，2）不能传递静水压力，3）只有吸热变成蒸汽时才能移动。弱结合水紧靠强结合水外围的结合水膜。仍然不能传递静水压力，没有溶解能力。弱结合水与土的塑性，以及其它一些重要特性有很大关系。弱结合水离土粒表面积愈远，其受到的电分子吸引力愈弱小，并逐渐过渡到自由水。毛细水的工程地质意义1.毛细压力促使土的强度增高 ；2.毛细水上升接近基础底面时，增大基底附加应力，增大建筑物的沉降；3.当地

24、下水埋深浅，由于毛细管水上升，可助长地基土的冰冻现象；地下室潮湿；危害房屋基础及公路路面；促使土的沼泽化；4.腐蚀管道和混凝土。 §4.1.4 土的结构和构造土的结构土颗粒之间的相互排列和连接的形式。单粒结构。粗颗粒土，如卵石、砂等。蜂窝结构。当土颗粒较细（粒级在0.020.002mm范围），在水中单个下沉，碰到已沉积的土粒，由于土粒之间的分子吸力大于颗粒自重，则正常土粒被吸引不再下沉，形成很大孔隙的蜂窝状结构。絮状结构。粒径小于0.005mm的粘土颗粒，在水中长期悬浮并在水中运动时，形成小链环状的土集粒而下沉。碰到另一小链环被吸引，形成大链环状的絮状结构。练习：选择题：土中自由水包

25、括毛细水和重力水，结合水包括强结合水和弱结合水。这之中，影响粘性土性质的土中水主要是 b 。a)强结合水；b)弱结合水；c)重力水；d)毛细水 选择题：下述那种不属于土的结构（ b ）：a)单粒结构；b)分散结构；c)蜂窝结构；d)絮状结构土的结构包括：单粒结构、蜂窝结构、絮状结构土的构造包括：层理构造、裂隙构造、分散构造选择题：土的颗粒级配曲线位于半对数坐标图上，其中横坐标表示粒径，纵坐标表示 c 。a)等于某粒径的土粒百分含量；b)大于某粒径的土粒百分含量；c)小于某粒径的土粒百分含量；d)某两个粒径之间的颗粒百分含量§4.2 土的物理力学性质及其指标§4.2.1 土的

26、三相比例指标1.土粒比重 （土粒密度）土粒质量（或重量）与同体积4时纯水的质量（或重量）之比。土粒比重常用比重瓶法测定，事先将比重瓶注满纯水，称瓶加水的质量。然后把烘干土若干克装入该空比重瓶内，再加纯水至满，称瓶加土加水的质量，按下式计算土粒比重：式中：m1瓶+水的质量； m2瓶+土+水的质量； ms烘干土的质量； t ºC时蒸馏水的比重。2.土的天然重度 （密度）单位体积土的重量（质量）对于粘性土，土的密度常用环刀法测定。3.土的含水量土中水的质量（重量）与土粒质量（重量）之比，即水的质量和干土质量之比。测定含水率常用的方法是烘干法比重、（天然）密度和含水量是实验室直接测定的3个指

27、标§4.2.2 无粘性土的密实度无粘性土的密实度与其工程性质有着密切关系1.孔隙比e孔隙比e可以用来表示砂土的密实度。对于同一种土，当孔隙比小于某一限度时，处于密实状态。孔隙比愈大，土愈松散 2.相对密实度DrEmax:砂土在最松散状态时的孔隙比E: 砂土在天然状态下孔隙比Emin:砂土在最密实状态时的孔隙比砂土的天然孔隙比界于最大和最小孔隙比之间，故相对密度Dr=01；当Dr=0时，e=emax，砂土处于最疏松状态；当Dr=1 时，则e=emin，砂土处于最紧密状态。工程实际中，常用相对密度评价砂土的密实程度，或判别砂土的震动液化。按相对密度值可将砂土分为三种密实状态：1Dr0.6

28、7 密实的0.67Dr0.33 中密的0.33Dr0 松散的§4.2.3 粘性土的稠度由固态转变到流态的界限含水量，称为塑限由塑态转变到流态的界限含水量，称为液限测定液限的方法：挫条法测定液限的方法：碟式液限仪法液、塑限联合测定法塑性指数和液性指数用 塑性指数作为粘性土分类的标准。液性指数表征了土的天然含水率与界限含水率之间的相对关系，表达了粘性土所处的状态根据液性指数的大小，划分粘性土的状态：按液性指数划分粘性土的稠度状态表液性指数ILIL00<IL0.250.25<IL0.750.75<IL1IL>1.00稠度状态坚硬硬塑可塑软塑流塑练习：【例】 某路堤填

29、筑需土40万方，要求干密度达到18kN/m3，附近取土场内土的天然重度为17.25kN/m3，含水率15%，土粒比重2.7。则所需土方储量为（ ）A.42 B.48 C.56 D.96【解】取土场土干重度按土的干重相等，土方用量为：V40×18 / 1548万方需储备土方量：2×4896万方 答案D §4.2.4 土的力学性质土的压缩性是指土在压力作用下体积缩小的特性说明：土的压缩被认为只是由于孔隙体积减小的结果土的固结：土体在压力作用下，压缩量随时间增长的过程土按颗粒级配和塑性指数分类分为：碎石土、砂土、粉土和粘性土粗粒土按颗粒级配进行分类；粘性土按塑性指数分类

30、碎石土：粒径大于2mm的颗粒含量超过全重50%的土。根据级配和颗粒形状，又分为漂石（块石）、卵石（碎石）、圆砾（角砾）。砂土：粒径大于2mm的颗粒含量不超过全重50%，且粒径大于0.075mm的颗粒含量超过全重50%的土。又具体分为砾砂、粗砂、中砂、细砂和粉砂。粉土：粒径大于0.075mm的颗粒含量不超过全重50%，且塑性指数小于等于10的土。又具体分为砂质粉土和粘质粉土。粘性土：塑性指数大于10的土。具体分为粉质粘土和粘土，10< Ip 17时称为粉质粘土， Ip>17时称为粘土。特殊土的主要工程性质1、软土 :在第四纪后期于沿海地区的滨海相、泻湖相、三角洲和溺谷相；内陆平原或山

31、区的湖相或沼泽相等静水或缓慢的流水条件下沉积，并经生物化学作用形成的饱和软粘性土。 特点：富含有机物、天然含水量大于液限，天然孔隙比大于等于1。大于等于1.5时为淤泥 工程特性：高含水量和高孔隙比 渗透性低（1e-4e-8） 高压缩性（ a0.1-0.2 = 0.71.5Mpa-1 ）:变形大而不均匀，变形稳定时间长 抗剪强度低 较显著的触变性和儒变性一般灵敏度为，个别达2、湿陷性黄土定义与特征:天然黄土在自重压力或附加应力共同作用下,遇水侵湿后土的结构迅速破坏而发生显著附加下沉的黄土 特点：颗粒以粉土粒为主 粒度大小均匀 粘粒性少 含水量少 年代新 结构疏松黄土定义与特征：第四纪以来，在干旱

32、、半干旱条件下，陆相沉积的一种特殊土。 特征：颜色淡黄、褐色、灰黄色，结构疏松、孔隙多，含水少，抗剪强度中等，无层理，湿陷性。3、红粘土定义与特征：亚热带湿热气候条件下，碳酸盐类岩石及其间夹的其他岩石，经红土化作用形成的高 塑性粘土。 特征：含水多，孔隙比大，但强度大，压缩性低，膨胀性弱但有收缩性，浸水后强度降低。4、膨胀土定义与特征：指含有大量强亲水性粘土矿物成分，具有显著的吸水膨胀和失水收缩、且胀缩变形往 复可逆的高塑性粘土。 特征：膨胀和收缩性，高强度，压缩性低，孔隙小，粘粒多盐渍土定义与特征：土中易溶盐的含量大于0.5%的土 特征：膨胀性与脱水体积减小，强度随含水量变化，湿陷性与水稳性

33、，不易压实5、冻土定义、类型与特征：含有冰的土 类型：季节冻土，多年冻土 组成：矿物颗粒、水、冰、气 整体结构：融化后土结构不破坏，工程性质好 结构：网状结构：融化后土结构破坏，软塑流塑状态 层状结构：融化后土结构破坏，强烈融沉 构造：衔接型构造：季节冻融层与多年冻土相接 非衔接型构造：季节冻融层与多年冻土间有非冻层 季节冻土工程性质：厚度，冻涨，融沉，冰丘，冰锥 多年冻土工程性质：物理与水理性质：容重、相对密度、总含水量、相对含 冰量、未冻结水含量 力学性质：强度（指标）、变形模量、蠕变 类型：高原、高纬度冻土 结构：整体，网状，层状 构造：衔接型、非衔接性（与季节冻土） 融沉分级：少冰冻土

34、 多冰冻土 富冰冻土 饱冰冻土 冻胀率：强冻胀土 冻胀土 弱冻胀土 不冻胀土6、填土（素、杂、冲填土）：一定的地质、地貌和社会历史条件下，由于人类的活动而堆填的土 特征：不均匀性明显，工程性质随堆积时间而变化，有湿陷性第5章 地下水岩石的水理性质: 1、含水性：岩土能容纳一定水量的性能。 容水度：岩石中所容纳水的体积与岩石总体积比 2、持水性：重力作用下，岩土依靠分子引力和毛细力在空隙中能保持一定水量的性能。 持水度：重力作用下岩土中所保持的水体积与岩土总体积比 3、给水性：岩土饱和后在重力作用下能自由排出一定水量的性能 给水度：饱水岩土在重力作用下排出水的体积与岩石总体积比 给水度=容水度持

35、水度 4、透水性：岩石允许水流通过的能力。 渗透系数：单位时间内单位水力梯度和单位面积通过的水量（m /d，cm / s） 按透水性能强弱 透水岩石：砂、砾岩、卵石、裂隙溶隙发育岩石 半透水岩石：粉质粘土、粉土、黄土等 不透水岩石：粘土、淤泥、裂隙溶隙不发育岩石达西（Darcy）定律渗透速度： 或 渗流量为：达西定律适用于雷诺数不大于10的地下水层流运动。由于土体中的孔隙一般非常微小，水在土体中流动时的粘滞阻力很大、流速缓慢，因此，其流动状态大多属于层流。式中：-水在土中的渗透速度，cm/s。它不是地下水的实际流速，而是在一单位时间（sec） 内流过一单位土截面（cm2）的水量（cm3）；地下

36、水类型（按埋藏条件分类）1、上层滞水：包气带中局部隔水层之上的饱和水 2、潜水：饱水带中第一个连续隔水层之上具有自由水面的重力水 3、承压水：充满于两个连续隔水层之间承受压力的重力水 按空隙性质地下水分为三个亚类：孔隙水、裂隙水、岩溶水1、包气水 定义：处于地表以下潜水位以上的包气带中的水 上层滞水：包气带中局部隔水层上的饱和带水。 特征：埋藏浅、季节性明显、空间分布局部性明显 工程意义：对工程建筑有影响（冻涨、潮湿） 水质差，易污染2、潜水的地质特征 埋藏条件：上部没有连续隔水层；具有自由的水面（潜水面），其到地表的距离为潜水位埋深。潜水面标高称为潜水位 流动特点：重力作用下，由高潜水位向低

37、潜水位处流动潜水位、流量和化学成分随地区和时间的不同而变化 潜水位等水位线：同一时间测得的潜水位标高相同的点的连线。 作用：决定潜水流向、求水力坡度（h/L水平距离）、确定埋深 提供取水建筑位置、推断含水层岩性或厚度的变化、确定补给关系、地下水的出露点和沼泽化范围。 *等水位线变稀疏说明岩性透水性由差变好，或含水层厚度增大3、承压水的地质特征 埋藏条件：上部有连续隔水层；无自由的水面，水体承受静水压力。 特征：地下水充满整个含水层，承受静水压力；含水层上下有连续稳定的隔水层 埋藏区与补给区不一致，水位、水量、水质等受外界因素影响小 承压水形成的地质条件： 构造条件：向斜盆地、单斜构造 岩性条件

38、： 透水层与隔水层相间排列（山前斜地） 含水层发生相变或尖灭 含水层被断层 侵入岩体阻隔含水层济南泉水3·地下水的物理化学性质-硬度和工程危害地下水的物理性质：地下水的化学性质：1）常见的化学成分 气体成分：N2 O2 CO2 H2S CH4 离子成分 阴离子：Cl- SO42- HCO3- 阳离子：Na+ K+ Ca2+ Mg2+ 分子成分：Fe2O3 等胶体化合物或难溶盐类 2）化学成分性质 总含盐量与总溶解固体（TDS） 总含盐量：存在于地下水中的离子、分子和微粒总含量（g/L) 总溶解固体:105110度下水样蒸干所得干涸残余物总量 酸碱度 强酸性水（pH < 5)、弱

39、酸性水(5 7)、中性水(7)、弱碱性水(7 9)、强碱性水( > 9) 硬度 总硬度水中Ca2+ Mg2+的总含量 暂时硬度将水煮沸后 由于煮沸而减少的这部分Ca2+ Mg2+ 总含量 永久硬度总硬度与暂时硬度之差 极软水（硬度< 75) 、软水(75 150)、弱硬水(150 300)、硬 水(450 300)、极硬水( > 450) 地下水对建筑工程的影响§5.4.1 地下水位下降引起软土地基沉降在沿海软土层中进行深基础施工时，往往需要人工降低地下水位，如果抽水井滤网和砂滤层的设计不合理或施工质量差，那么，抽水时会将软土层的粘粒、粉粒、甚至细砂等细小土颗粒随同

40、地下水一起带出地面，使周围地面土层很快产生不均匀沉降，造成地面建筑物和地下管线不同程度的损坏。§5.4.2 流砂和潜蚀流砂：当地下水自下而上流动时产生的动水压力等于土体的有效重度时，土颗粒之间的有效应力等于零，土粒就处于悬浮状态，这种现象称为流沙。潜蚀：如果地下水渗流产生的动水压力小于土颗粒额有效重度，虽然不产生流砂现象，但是图中细小颗粒仍有可能穿过粗颗粒之间的孔隙被渗流携带而走。时间长了，在土层中将形成管状空洞，使土体结构破坏，强度降低，压缩性增加，这种现象称为机械潜蚀。§5.4.3 浮托作用§5.4.4 承压水与基坑工程§5.4.5 地下水对钢筋混凝土的腐蚀地下水中某些离子或原子含量过大，会同混凝土发生化学反应。 结晶类腐蚀 SO42-（结晶水，体积膨胀，产生内应力，破坏结构）分解类腐蚀 侵蚀性 CO2、HCO3-和PH值(CO2过量HCO3-过低，CO2与Ca(OH)2反应产生CaCO3在与CO2反应，溶于水)结晶分解复合类腐蚀 NH4+、CL-、NO3-Mg2+、 SO42-（化学反应，溶于水，结晶体积膨胀）第6章 不良地质现象的工程地质问题1、