河海大学工程地质及水文地质复习知识点总结

1、工程地质学主要是研究与工程建设有关的地质问题的学科。主要任务有：勘察建筑地区的工程 地质条件，为选点、规划、设计及施工提供工程地质资料，作为工程建设和运行管理的依据；根据工程 地质条件论证、评价并选定最优的建筑地点或线路方案；预测在工程修建时及建成后的工程管理运行中， 可能发生的工程地质问题，提出防止不良工程地质条件的措施。水文地质学主要是研究地下水的学科。主要任务是调查研究以下问题：地下水的形成、埋藏、 分布、运动以及循环转化的规律：地下水的物理、化学性质、成分，以及水质的变化规律；解决合理 的开发、利用、管理地下水资源，以及有效地消除地下水的危害等实际问题。工程地质条件是指工程建筑物所在地

2、区地质环境各项因素的综合。建筑场地及其邻近地区的地形 地貌、地层岩性、地质构造、水文地质条件、地表地质作用、地下水、建筑材料等都是工程地质条件所包 含的因素工程地质问题包括建筑物基础的不均匀沉降问题、粘土层在基岩面上的稳定问题、沙页岩层向坡 外倾角为30度小于基岩面的倾角而导致雨后向基岩面方向滑移造成基岩滑坡地质作用：内动力地质作用：构造运动，地震作用，岩浆及火山作用，变质作用外动力地质作用：风化作用，剥蚀作用，搬运作用，沉积作用，固结成岩作用绝对地质年代是指组成地壳的岩层从形成到现在有多少“年”。它能说明岩层形成的确切时间，但 不能反映岩层形成的地质过程。相对地质年代能说明岩层形成的先后顺序

3、及其相对的新老关系宙、代、纪、世、期（早、中、晚）；宇、界、系、统、阶（下、中、上）绝对年代：放射性元素如铀铅法相对年代：古生物法（标准化石，只在某个较短时代阶段出现并分布较广的生物化石）；岩性对比 法（相似形成环境岩性相似）；标志层法；岩层接触关系（整合、假整合、不整合，不整合面下老上新）； 地层对比法，上新下老矿物是地壳中及地球内层的化学物质在各种地质作用下形成的具有一定形态、化学成分和物理性 质的单质元素或化合物，是构成地壳岩石的物质基础造岩矿物：组成岩石主要成分的矿物（石英、方解石、正长石等）岩石是在各种不同地质作用下产生的，由一种或多种矿物有规律地组成的矿物集合体（火成岩、沉积岩、变

4、质岩）岩体是指在天然产出条件下，含有诸如节理、裂隙、层理、断层等的原位岩石矿物的物理性质：形态（固态矿物单个晶体形成集合体的状态），颜色，条痕（在白色无釉瓷板上 擦划而留下的颜色），光泽（矿物表面对光线的反射能力），解理（矿物晶体或晶粒在外力打击下能沿一定 方向发生断裂并产生光滑平面的性质），断口（矿物受外力打击出现的破裂面呈各种凹凸不平的形状），硬 度等矿物的力学性质指矿物在外力作用下表现出的各种性质。常用的有解理、裂开、断口、硬度、比重火成岩是岩浆活动的产物，即地下深处的岩浆侵入地壳或喷出地表冷却而成分类：酸性岩，中性岩，基性岩，超基性岩；喷出岩，浅成岩，深成岩火成岩的结构是指组成岩石的矿

5、物结晶程度、结晶颗粒大小、形态及晶粒之间或晶粒与玻璃质之间 的相互关系的特征。（矿物之间）岩石的构造是指组成岩石的矿物集合体之间、岩石的各个组成部分之间的相互关系特征产状：火成岩体的大小、形状及其与周围岩石相接触的关系称为火成岩产状。侵入岩体的产状（岩 基、岩株、岩墙与岩脉、岩床、岩盆和岩盘）；喷出岩的产状（熔岩流、熔岩锥、火山锥、熔岩被）结构：根据岩石中矿物结晶程度（全晶质结构（花岗岩），半晶质结构，非晶质结构即玻璃质结构）； 根据岩石中晶粒大小（显晶质结构（粗5mm中1mm细），隐晶质结构）；根据晶粒相对大小（等粒结构， 不等粒结构，斑状结构）构造：流纹状构造，气孔状构造（玄武岩），杏仁状

6、构造，块状构造沉积岩是指地表或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 原地或在外力作用下形成的沉积物，又经固结作用而形成的岩石（风化破坏阶段、搬运作用阶段、沉积作 用阶段、成岩作用阶段）。碎屑岩类（砾岩和角砾岩、砂岩、粉砂岩），黏土岩类（泥岩、页岩），化学岩 及生物化学岩（石灰岩、白云岩、泥灰岩）物质组成：碎屑物质，粘土矿物，化学沉积物，有机物质结构：碎屑结构，泥质结构，结晶状结构，生物结构构造：层理构造（水平层理、斜交层理、交错层理），层面构造（波痕、雨痕、泥痕），结核，化石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，使原来岩石 的

7、成分、结构、构造发生一系列改变而形成的新岩石称为变质岩。这种促使岩石发生变化的作用，称为变 质作用。（片麻岩、片岩、千枚岩、板岩、石英岩、大理岩）变质作用：接触变质作用（热接触变质作用（重结晶，化学性质不变）、接触交代变质作用），动力 变质作用，区域变质作用结构：变晶结构，变余结构，碎裂结构构造：变余构造，变成构造（板状、千枚状、片状、片麻状、块状）地壳运动，也称构造运动或岩石圈运动，是指由于地球内部应力（或称内动力）而引起的地壳变 形或变位。垂直（升降）运动，水平运动地质构造是指地壳中的岩层地壳运动的作用发生变形与变位而遗留下来的形态。地质构造因此可 依其生成时间分为原生构造与次生构造。水平

8、构造，倾斜构造（单面山35猪背岭）岩层是指被上、下层面限制的同一岩性的层状岩石，包括沉积岩和一部分变质岩 产状：岩层产状是指岩层在岩石圈中的空间方位和产出状态（水平、倾斜、直立） 产状三要素：走向、倾向和倾角岩层接触关系：指上下岩层之间在空间上的接触形态和时间上的发展概况。直接从一个侧面记录 了地壳运动发生和演化历史（整合接触、平行（假）不整合接触、角度不整合接触、沉积接触、侵入接触）整合：上下地层在沉积层序上没有间断，岩性和所含化石基本一致或基本递变，他们的产状基本 平行，是连续沉积的产物。鉴别特征：地层连续，没有尖端，岩性和生物演化递变，产状基本一致不整合：与上述特征相反（平行不整合：上下

9、两套底层近于平行，但之间存在地层缺失，代表地 壳运动以上升和下隆为主。角度不整合：地层上下岩层不平行，之间存在地层缺失）岩层在构造运动中受力产生一系列连续弯曲的永久变形称为褶皱构造。基本类型：背斜（岩层向上弯曲，两侧岩石相背倾斜，核心岩层时代较老，两侧依次变新并对称 分布）；向斜（岩层向下弯曲，两侧岩层相向倾斜，核心岩层时代较新，两侧较老，对称分布）基本形态：按轴面和两翼岩层的产状（直立褶皱、倾斜褶皱、倒转褶皱、平卧褶皱、翻卷褶皱）， 按褶皱在平面上的形态（线状褶皱10:1短轴褶皱3:1穹窿和构造盆地（纵向长度和宽度比），按枢纽产 状（水平褶皱、倾伏褶皱），按转折端形态（圆弧褶皱、尖棱褶皱、箱

10、型褶皱、扇形褶皱）识别：根据岩层是否有对称重复的出露，可判断是否有褶皱存在；对比褶皱核部和两翼岩层的年 代新老关系，判断褶皱是背斜还是向斜；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 等。（沿皱曲轴延伸方向进行平面分析）断裂构造是岩体受力超过其强度极限时发生破裂形成的地质构造节理：断裂两侧岩石仅因开裂而分离，并未发生明显相对位移的断裂构造成因：原生（成岩）节理；表生（次生）节理；构造节理构造节理：由地壳运动产生的构造应力作用而形成的节理（剪节理、劈理和多数张节理）张节理可以使构造节理，也可以是表生节理、原生节理，是岩石所受张应力超过其抗张强度后破 裂产生的。多见于脆性岩石中。产状

11、不稳定，延伸不远。单条节理短而弯曲，节理常侧列出现；张 节理面粗糙不平，无擦痕；在胶结不甚坚实的砾岩或砂岩中张节理常常绕砾石或粗砂粒而过，如果穿 切砾石，破裂面也凹凸不平；张节理多呈张开的裂口状，一般被矿脉或岩脉充填，脉宽变化较大，脉 壁平直或粗糙不平，脉内矿物（如石英）常常呈梳状结构；张节理常沿早起“X”型节理发育而成，故 剁成锯齿状延伸，通常称为追踪张裂；沿张节理面的内摩擦角值较剪节理高，但若有粘土等物质填充， 则抗剪强度受填充物控制剪节理一般为构造节理，是岩石所受剪力超过其抗剪强度后破裂而产生的裂隙。一般发生在与最 大应力方向成45度左右夹角的平面上，成顼”型交叉。节理面平直光滑，有时可

12、见到擦痕，产状稳定， 可延伸较长，在砾岩中长平直切穿坚硬的砾岩；成闭合状，裂隙本身的宽度很窄小（13mm），但受后期 地质作用力的影响，也可裂开并充填粘性土或岩屑；成组成对出现，即多条节理常相互交叉切割，并且 其间距常大致相等，在同一作用力下形成的共轭“X”型节理，他们互相交叉切割，使岩层形成菱形或方 形；沿剪节理面抗剪强度往往很低，在边坡或坝基岩体中易形成滑动破坏面断层是岩石受力发生断裂，断裂面两侧岩石存在明显位移的断裂构造基本要素：断层面和断层碎裂带，断层线，断盘（上盘、下盘），断距类型：形态分类（正断层（上盘下降下盘上升）：梯式断层、地堑、地垒；逆断层：冲断层45逆 掩断层25辗掩断层（

13、断层面倾角）；平移断层）。力学成因性质分类（压性断层，张性断层，扭性断层， 压扭性断层，张扭性断层）。断层产状与岩层产状关系分类（走向断层，倾向断层，斜交断层（与岩层）， 纵断层，横断层，斜断层（与褶轴）断层识别：沿岩层走向搜索，若发现岩层突然中断，而和另一岩层相接处，则说明有横穿岩层 走向的断层或与岩层走向斜交的断层存在；沿垂直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，则说明有平行于岩层走向的断层存在；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；在地貌上，断层常形成断层崖、三角面山、山脉的中断或错开，以及山地突然与平原接触等现象；沿断层带

14、常形成沟谷、洼地，或出现线状分布的湖泊、泉水等；某些 喜湿性植物呈带状分布断裂构造对山体或岩体完整性、稳定性、渗透性影响极大，所以在水工建筑中特别重视活断层指现今正在活动，或近期曾活动过、不久的将来可能会重新活动的断层（蠕动、错动）特征：活断层的长度和断距（长度可由几公里到几百公里，断距大多不超过10m）;活断层的错动 速率（突发型活断层在突然错动时速率很快可达0.51m/s,蠕变型活断层的错动速率大多在年平均几至几 十毫米之间）；活断层的分段（发震断裂带，断层的活动往往呈现明显的分段现象）判别标志：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

15、动的年代距今100150ka以内者，根据仪器观测沿断层有位移和地形变者， 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地震活动 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（沿所研究断层实际观测和 测量到的地形地貌、地球物理场、地球化学场、水文地质场等方面的异常形迹，不能单独使用）；参考标 志（小比例尺区域图件和遥感图像上解读的地貌、地球物理场、地球化学场等方面的异常形迹，以及物理 模拟和数学模拟求出的活动性强烈的断层段）风化作用：指由于温度、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

16、物分解的作用或过程类型：物理风化作用（指由于温度变化、水的物态变化等因素的影响，岩石在原地只能发生机械 性破坏的作用，常见有温差风化、冰劈作用、盐类的结晶作用等）；化学风化作用（指在大气、水和水溶 液的作用下，岩石中的矿物成分发生化学变化，改变或破坏岩石的性状并可形成次生矿物的作用，作用方 式有氧化作用、溶解作用、水化作用、水解作用等）；生物风化作用（指生物的生命活动引起地表岩石的 分解破坏作用，生物物理风化作用指生物活动导致岩石机械破坏的作用，生物化学风化指生物在新陈代谢 过程中的分泌物和生物死亡后的遗体腐烂形成腐殖质作用于岩石并使岩石分解破坏的作用）影响因素：岩石性质（矿物成分、结构、构造

17、）；地质构造；气候（气温和降水量）；地形；地下 水的渗流条件和化学成分等。全风化，强风化（不能在上建筑），弱风化，微风化河流的地质作用：侵蚀作用：下蚀作用（河水及其所挟带的沙砾对河床基岩撞击、磨蚀，对可溶性岩床还进行溶 解，致使河床加深，上游区表现明显），侧向侵蚀作用（使河谷愈来愈宽，河床愈来愈弯，牛轭湖）搬运作用：拖运，悬运，溶运沉积作用：河流入海、入湖或支流入干流处或河流的中下游以及河流的曲岸河流阶地：指河谷谷坡上分布的洪水不能淹没的台阶状地形侵蚀阶地：由基岩构成阶地面上基岩直接裸露或只有很少的参与冲积物基座阶地：由两部分组成，上部为冲积物，下部为基岩，分布于地壳上升显著的山区，是由于后

18、期河流的下蚀深度超过原有河谷谷底的冲积物厚度切入基岩内部形成堆积阶地：完全由冲积物组成，反应了在阶地形成过程中，河流下切的深度没有超过冲积物额度 厚度。常见于河流中下游。上叠阶地，内叠阶地23 .岩溶：在可溶性岩石分布地区，岩石长期受水的淋滤、冲刷、溶蚀等地质作用而形成各种独特地 貌形态的地质现象，总称为熔岩（喀斯特），这种地质作用成为岩溶作用（溶沟、石芽、落水洞、溶洞、 溶蚀漏斗）基本条件：岩石的可溶性（碳酸盐类岩石、硫酸盐类岩石、卤化物类岩石），岩层的透水性（裂隙 和孔洞的多少和连通情况），水的溶解能力（二氧化碳含量），水的流动特性，气候、地形、植被和覆盖层 等（潮湿炎热、土壤层较厚、生物

19、繁茂的可溶性岩区岩溶最为发育）基本规律：岩溶发育的垂直分带性（垂直岩溶发育带、水平和垂直岩溶交替发育带、水平岩溶发 育带、深部岩溶发育带），岩溶分布的不均匀性（岩溶分布受地质构造控制、岩溶分布受岩层及其组合控 制、溶洞发育的成层性）泥石流是一种含有大量泥沙、石块等固体物质，具有强大破坏力的特殊洪流形成条件：地形地貌条件（泥石流多发生在沟谷汇水面积较大、地形较陡、地表水能快速集中并 沿着沟谷急剧泄流的沟谷发育地带），地质条件（地质构造复杂、岩体破碎、各种自然地质条件比较发育 或人工松散堆积层发育），水文气象条件（短期的暴雨或冰雪突然融化形成的具有强大冲刷力的水流）地震是由于地址构造活动、火山活动

20、及岩溶塌陷等引起的地壳震动震级（M）指一次地震所释放出能量的大小（超微震1微震3弱震5强震7大震）烈度（I）指地震发生后，地面及各种建筑物受地震影响的破坏程度基本烈度指一个地区在今后100年内在一般场地条件下可能遇到的最大地震烈度设防烈度又称设计烈度或计算烈度，指在基本烈度的基础上考虑建筑物的重要性、等级以及结构物的特点，为保证建筑物的安全而修正的烈度地震破坏作用：振动破坏（地震力，振动周期（共振）与振动时间的影响），地面破坏（地面破 裂、斜坡破坏和地基强度失效）.地下水分类：按埋藏条件（上层滞水、潜水和承压水），按空隙性质（孔隙水、裂隙水、岩溶水）.潜水是埋藏于地下第一个稳定隔水层之上，具有

21、自由表面的重力水。特征：无压水；在重力作用 下由潜水位较高处向潜水位较低处流动，流动快慢取决于含水层的渗透性能和水力坡度；一般情况下潜水 的分布于补给区是一致的；潜水的水位、流量和化学成分都随着地区和时间的不同而变化承压水是指充满于两隔水层之间的水。特征：当钻孔揭露承压含水层时，在静水压力作用下，初 见水位与稳定水位不一致；一般情况下承压水的分布区与补给区不一致；承压水的出水量、水质、水温等 受当地气候的影响较小，随季节变化也不明显；承压水受地表污染少地下水的循环是指地下水的补给、径流和排泄的全过程地下水补给是指含水层自外界获得水量的作用（大气降水入渗、地表水入渗、水汽凝结、人工）地下水径流是

22、指地下水由补给区流向排泄区的过程地下水的排泄是指含水层失去水量的过程（泉水、向地表水、蒸发）地下水物理性质：温度，颜色，透明度，嗅，味，比重，电导性，放射性化学性质：酸碱性，总矿化度（地下水中所含各种离子、分子与化合物的总量），硬度坝的工程地质研究：查明水工建筑地区的工程地质条件，分析可能存在的工程地质问题，保证水 利工程的经济合理与安全水工建筑物的工程地质条件：地形地貌条件，岩土类型及工程地质性质，地质结构，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33 .坝区的渗漏包括：坝基渗漏和绕坝渗漏，其产生的原因是水库蓄水以后，坝上、下游形成一定的 水位差，使库水在一定的水头压

23、力作用下，通过坝基或坝肩的渗漏通道向河谷下游渗漏渗透通道（K大于1E-7）,纵谷（良好渗漏通道），横谷（一般倾向下游、倾角较小更容易形成渗 漏），斜谷（交角愈小形成渗漏可能性愈大）绕坝渗漏量计算：Q = KAb（H 1 + H2）. 2）（AH Z）渗透变形：坝基岩土体在渗透水流作用下，使其某些颗粒移动或颗粒成分、结构发生改变的现象。管涌：土体内的细颗粒或可溶成分由于渗流作用而在粗颗粒孔隙通道内移动或被带走的现象流土：在上升的渗流作用下，局部黏土和其他细粒土体表面隆起、顶穿或不均匀的砂土层中所以 颗粒群同时浮动而流失的现象接触冲刷；接触流失产生条件：土体结构因素（粗细颗粒粒径比、土颗粒级配的不均匀系数、土层结构），水动力条件 （动水压力）坝基抗滑稳定：坝基岩体在建坝后各种工