工程地质绪论与第二章

1、工工 程程 地地 质质教教 师：师： 程程 建建 华华土木建筑工程学院土木建筑工程学院1绪论1.1工程地质学工程地质学（1）主要内容 运用地质学理论和方法研究地质环境，查明地质灾害的规律和防治对策，以及确保工程建设安全、经济和正常运行。（2）具体任务 勘察、评价工程地质条件，分析适宜性，研究工程地质问题，提出加固措施。1.1工程地质学工程地质学（3）研究方法 地质分析法和力学分析法工程类比法和试验法室内试验及原位测试工程地质条件 （1）基本概念 指工程建筑物所在地区地质环境各项因素的综合。 （2）要素 地层岩性、地质构造、水文地质条件、地表地质作用、地形地貌。工程地质问题（1）基本概念 已有的

2、工程地质条件在工程建筑和运行期间会产生一些新的变化和发展，构成威胁影响工程建筑安全的地质问题。（2）内容 区域稳定性问题、地基稳定性问题、斜坡稳定性问题、洞室稳定性问题。地质作用 内力地质作用 构造作用、岩浆作用、变质作用和地震作用； 外力地质作用 风化作用、剥蚀作用、搬运作用、沉积作用1.2土木工程对地基的要求（1）地基 在土和岩石中修建建筑物，承受建筑物全部重量的那部分土和岩层。包括持力层和下卧层。（2）要求：地基承载力、容许变形值（3）防治：地基处理、边坡防护、采用不同的基础。1.3 工程地质学的作用 查明不利和有利因素； 论证地质问题和评价； 选择建设场地； 研究环境影响； 保证工程施

3、工； 改善不良地质。2地壳及其物质组成主要内容： 地壳的层圈构造 矿物 岩石2.1地壳的层圈构造（1）层圈构造 内部层圈：地壳、地幔、地核 软流圈：5的熔融物质 岩石圈：软流圈以上的地幔和地壳部分 外部层圈： 大气圈、水圈、生物圈 概念：塑造地壳面貌的自然作用。 分类： 按照动力来源部位： 内力地质作用、构造运动、岩浆作 用、变质作用、地震作用 外力地质作用；风化、剥蚀、搬运、沉积、固结成岩作用 按照灾害成因：物理地质作用(包括内力、外力地质作用）、工程地质作用。（2）地质作用地球的内部层圈软流圈和岩石圈地球的外部层圈2地壳及其物质组成主要内容： 地壳的层圈构造 矿物 岩石（1）矿物：是天然产

4、出的均匀固体，地质作用的产物，岩石的基本组成，是晶体。（2）物理性质 A:颜色和条痕 B:光泽：矿物表面对可见光的反射能力。 玻璃光泽 金刚光泽 半金属光泽 金属光泽 油脂光泽 2.2矿物物理性质C:硬度： 摩式硬度： 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。物理性质D:解理 基本概念：矿物受力作用时，能沿一定方向破裂成平面的性质。 类型：极完全 解理、完全解理、中等解理、不完全解理、极不 完全解理。 解理的组数。E：密度F：弹性、挠性、延展性2地壳及其物质组成（3）常见矿物 石英：纯净的为无色透明、玻璃光泽、断口为油脂光泽

5、、无解理、硬度7、贝壳状断口、遇冷稀盐酸不起泡。 方解石：纯无色透明、玻璃光泽、硬度3、三组完全解理、遇冷稀盐酸起泡。 斜长石：白或灰白、玻璃光泽、硬度6.5，两组中等解理、近正交。（3）常见矿物 正长石：肉红色、玻璃光泽、硬度6、两组正交解理。 黑云母：棕褐黑色、鳞片状、一组极完全解理、珍珠光泽、硬度2.53。 角闪石：长柱状、针状、绿黑黑色、玻璃光泽、硬度56、平行柱面两组解理。石英石英方解石斜长石正长石黑云母2地壳及其物质组成主要内容： 地壳的层圈构造 矿物 岩石基本概念 三大类岩石：变质岩、沉积岩、火成岩。 岩石的结构：岩石中矿物的结晶程度、颗粒大小、性状和彼此间的组合方式。 岩石的构

6、造：矿物集合体之间或集合体与岩石其它组成部分的排列和充填方式。2.3岩石 一、岩浆岩（火成岩）一、岩浆岩（火成岩） 岩浆岩是由岩浆冷凝形成的岩石岩浆岩是由岩浆冷凝形成的岩石 。 （见下页图） 依冷凝成岩浆岩的地质环境的不同，将岩浆岩分三大类： （1）深成岩： （2）浅成岩： （3）喷出岩：2.3岩石 结构：显晶质、斑状、似斑状结构、隐晶质、玻璃质 构造：块状、气孔、杏仁、流纹 分类：按照SiO2含量分类 45 53 65 超基性岩 基性岩 中性岩 酸性岩 岩浆岩的构造是指矿物在岩石中的组合方式和空间分布情况。 （1）块状构造： （2）流纹状构造： （3）气孔状构造： （4）杏仁状构造： 图1-

7、4 岩浆岩的产状二、沉积岩 由沉积物固结变硬而形成的岩石就是沉积岩。沉积岩占地壳岩石总体的5%，它是三大岩石中在地表分布最广泛的，占地壳表面积的75%。沉积岩的形成有两种途径：一是在地表条件下，由风化作用或火山作用的产物经机械搬运、沉积、固结成岩，以这种方式形成的沉积岩称碎屑岩。二是在地表常温、常压条件下由水溶液沉淀而形成化学岩，然而自然界大多水盆地化学沉淀过程中都有生物参与，所以通常又称生物化学岩。2.3岩石结构：碎屑结构： 砾状（粒径2mm) 砂状(20.05mm) 粉砂状(0.050.005mm) 泥状(0.005mm) 结晶粒状 生物结构 构造：沉积岩的构造是指其组成部分的空间分布及其

8、相互间的排列关系。沉积岩最主要的构造是层理构造。 层理构造： 平行层理 交错层理：判断岩层顶（断）、底面（相切）。 递变层理：同一层内碎屑颗粒向上逐渐变细。 波痕与泥裂：在层面处 层理类型（a） 水平层理； （b） 斜层理； （c）交错层理层与层之间的界面称为层面。在层面上有时可以看到波痕、雨痕及泥面干裂的痕迹。上下两个层面成分基本相互一致的岩石，称为岩层。它是层理最大的组成单位。一个岩层上下层面之间的垂直距离称为岩层的厚度。（如图所示）。 岩层的几种形态 （a） 正常层；（b） 夹层；（c） 变薄；（d） 尖灭；（e） 透镜体在沉积岩中还可看到化石沉积岩的层理构造、层面特征和含有化石是沉积岩

9、在构造上区别于岩浆岩的重要特征。2.3岩石三、变质岩 变质岩的成因：地壳中的原岩受到温度、压力及化学活动性流体的影响，在固体状态下发生剧烈变化后形成的新的岩石称变质岩。 变质作用的主要类型变质作用的主要类型 1.接触变质作用 2.动力变质作用 3.区域变质作用变质岩的类型示意图 1-动力变质岩；2、3-接触变质岩；4-区域变质岩 变质作用的因素变质作用的因素 1.高温： 2.高压： 3.新的化学成分的加入结构： 变晶结构：变质作用彻底 粒状、鳞片、斑状变晶结构 变余结构：变质作用不彻底 （4）变质岩构造： 片理构造：岩石中片状、柱状或长条状矿物定向排列。 千枚状构造：千枚岩特有，具有绢云母定向

10、排列 片状构造：颗粒粗大者，肉眼易于辨认的片理构造（4）变质岩 片麻状构造：以长石为主、伴有片、柱状矿物的定向排列 板状：具平行、密集的破裂面 块状：各方向挤压相同 四、三大岩类的区别及鉴别方法四、三大岩类的区别及鉴别方法 （一）（一）三大岩类的区别三大岩类的区别上述三大岩类，由于成因不同，因而其物质组成、结构及构造也各不相同，为便于鉴别及掌握，将其主要区别列于表1-6中。 三大类岩石的区别 表1-6岩类地质特征岩 浆 岩 沉 积 岩变 质 岩主要矿物成分全部为岩浆中析出的原生矿物，成分复杂，但较稳定。浅色的矿物有石英、长石、白云母等，深色的矿物有黑云母、角闪石、辉石、橄榄石等 次生矿物占主要

11、地位，成分单一，一般多不固定。常见的有石英、长石、白云母、方解石、白云石、高岭土等 除具有变质前原来岩石的矿物，如石英、长石、云母、角闪石、辉石、方解石、白云母、高岭土等外，尚有经变质作用的矿物，如石榴子石、滑石、绿泥石、蛇纹石 结 构以结晶粒状、斑块结构为特征 以碎屑、泥质及生物碎屑结构为特征。部分为成分单一的结晶结构，但肉眼不易分辨 以变晶结构等为特征构 造具块状、流纹状、气孔状、杏仁状构造 具层理构造多具片理构造 成 因直接由高温熔融的岩浆经岩浆作用而形成 主要由先成岩石的风化产物，经压密、胶结、重结晶等成岩作用而形成 由先成的岩浆岩、沉积岩和变质岩，经变质作用而形成 （二）三大岩类的肉眼鉴别（二）三大岩类的肉眼鉴别 1.岩浆岩的鉴别方法 （1）先看岩石整体颜色的深浅。 （2）分析岩石的结构和构造。 （3）分析岩石的主要矿物成分，确定岩石的名称。 2.沉积岩的鉴别方法 鉴别沉积岩时，可以先从观察岩石的结构开始，结合岩石的其他特征，先将所属的大类分开，然后再作