工程地质知识点

第一部分矿物：存在于地壳中具有一定的化学成分与物理性质的自然元素与化合物2、岩石：地球上不由于各种地质作用形成的，有一种或几种造岩矿物或部分天然玻璃所组成的，具有稳定外形的固态集合体3、二者区别：岩石是由一种或多种矿物组成的，具有一定结构构造的集合体4、岩浆岩特征结构：全晶质结构、半晶质结构、玻璃质结构特征构造：块状构造、流纹状构造、气孔状构造、杏仁状构造常见的岩浆岩：超基性岩类：辉岩、橄榄岩基性岩类：辉长岩、辉绿岩、玄武岩中性岩类：正长岩、安山岩、正长斑岩、粗面岩、闪长岩、闪长玢岩酸性岩类：花岗岩、花岗斑岩、流纹岩5、沉积岩特征结构：碎屑结构（碎屑与胶结）、泥质结构、结晶结构、生物结构特征构造：层理构造（水平层理、平行层理、斜层理、交错层理、波形层理）层面构造（泥裂、雨痕、生物构造）、化石构造常见的沉积岩：分碎屑岩和化学岩两类。碎屑岩根据粒度细分为砾岩、砂岩、粉砂岩和粘土岩，如火山角砾岩、砂岩、粉砂岩、泥岩、页岩；化学岩根据成分，主要分出碳酸盐岩、硫酸盐岩、卤化物岩、硅岩和其他一些化学岩，如石灰岩、白云岩变质岩 基本特征：出现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基本结构：变晶结构、变余结构、碎裂结构、交代结构变质岩构造：板状构造、千枚状构造、片状构造、片麻状构造、块状构造常见变质岩：石榴子石、滑石、蛇纹石、红柱石、十字石等片麻岩、千枚岩、板岩、片岩、大理岩、石英岩第二部分地质年代表地质构造的主要类型：水平与单斜构造、褶皱构造、断裂构造、不整合构造褶皱基本特征：波状弯曲而未丧失连续性基本描述要素：1）核部：褶曲的中心部分2）翼部：位于核部的两侧，向不同方向倾斜3）轴面：从褶曲顶平分两翼的面4）轴：轴面与水平面的交线5）枢纽：轴面与褶曲同一岩层层面的交线类型：根据其形状和组成地层的空间关系分为两大类：背斜：岩层向上拱起，老地层在中间，两侧对称出现由老到新的地层。向斜：岩层向下凹曲，新地层在中间，两侧对称出现由新到老的地层。工程意义：1)褶皱的识别2)对建筑工程:地质灾害(滑坡\崩塌\塌陷)3)道路工程:选线\隧道(施工\偏压)\基础稳定性)研究方法：1）穿越法（垂直岩层走向）：地层重复对称出现，岩石塑性弯曲2）追索法（平行岩层走向）：查明褶皱的延伸方向变化3）穿越法+追索法断裂构造

断裂：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

（1）裂隙

类型：非构造裂隙

构造裂隙

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

断盘→断层面两侧发生相对位移的岩块

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

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

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

地垒式断层：常形成块状山地

迭瓦式断层：低角度的逆断层组合活动构造定义：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3·活断层重复活动周期4·活断层的继承性5·活断层的时空不均匀性6·活断层的长度和断距活断层的识别标志1·建筑物、构筑物公路等工程地基的倾斜和错开现象2·地形地貌地震：一种地质现象，主要是由于地球的内力作用而产生的一种地壳振动现象地震中的一些基本概念：震级：衡量地震大小的一种度量烈度：地面及房屋等建筑物受地震破坏的程度地震带：地震的成带分布区域震源：地震波发源的地方震源深度：震中到震源的深度震中：震源在地面上的垂直投影震中距：地面任一点到震中的距离基本烈度：代表一个地区的最大地震烈度场地烈度：根据场地条件而调整的烈度设计烈度：根据建筑物的特点和经济条件而调整的烈度地震的破坏作用类型：山岭区防震原则：沿河线要避开大型地质灾害发生地段尽量减少对山体的破坏坡面排水措施山坡路段避免采用半填半挖路基平原区防震原则：避免低洼地带（沿河岸、水渠线要有安全距离）避免液化地带和特殊土地段路基排水和压实多采用粘土作为路堤材料、避免粉土和细砂土注意新老地基的结合（新地基压实）桥涵、码头等的保护第三部分风化作用类型：物理风化：岩石发生的单纯机械破坏作用化学风化：岩石在水和水溶液的化学作用和有机体的生物化学作用所引起的破坏过程生物风化：生物作用2、风化空间分布规律：风化带的空间分布规律—分带全风化（残积层）强风化（粉碎带）中等风化（碎石带）微风化（块石带）未风化（整石带）3、岩石风化的治理1）、挖除方法2）、防治方法：•岩石表面的覆盖•灌浆与加固•排水河流地质作用：河流的侵蚀作用：a、下蚀作用b、侧蚀作用河流的搬运作用河流的沉积作用河流地貌要素：谷底、河床、谷坡、坡缘及坡麓等阶地：河漫滩河谷继续发展，使河漫滩不断加宽加高。但是地壳运动稳定一段时期后，又恢复上升，于是老河漫滩被抬高，河水在原河漫滩内侧重新开辟河道。被抬高的河漫滩则转变为阶地。残积层：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时为淤泥湿陷性黄土：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（0.01~0.05mm，60~70%）.粒度大小均匀，粘粒少（＜0.05mm，１0~２0%），含水量少（８~２0%），年代新(晚更新世以来，新黄土)，结构疏松，承载力为150~250kPa。红粘土：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．特点：含水量高（40~60%,最高90%),孔隙比大(1.4~1.7)，但强度高，压缩性低．高塑性（液限一般为80~60%,塑限一般为40~60%），失水后体积收缩率可达25%,颗粒分散分布，粒间连接强．强度在竖向方向上自上向下递减．膨胀土：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。特点：强度高、低压缩性，但具有强膨胀和收缩性。多分布于二级以上阶地上。粘粒含量高（35~85%），多成坚硬或硬塑状态．天然孔隙比小．自然膨胀量一般超过40%．被侵湿后抗剪强度将降低1/3~2/3．结构破坏后抗剪强度将降低2/3~3/4，压缩系数增高1/4~2/3．盐渍土：是盐土和碱土以及各种盐化、碱化土壤的总称特点：膨胀性（盐涨性）--矿物结晶，脱水时体积减小。强度与水的含量有关；湿陷性（粘粒含量有关）和水稳性（遇水变软）；压实性（含盐量大不易得到最佳压实密度）；毛细水作用冻土：含有冰的土类型：1）季节冻土：冬季冻结夏季融化的土2）多年冻土：3年以上冻结不融化的土第三部分残积层概念：地表岩石经过长期风化作用以后，改变了矿物成分、结构和构造，形成和原来岩石性质不同的风化产物，其中一部分易容物质被水溶解流失外，大部分物质残留在原地，这种物质称为残积物，这种风化层称为残疾层。破积层概念：由坡面细流的侵蚀、搬运和沉积作用在坡脚或山坡低凹处形成新的沉积层称为坡积层。洪积层：洪积层是由山洪急流搬运的碎屑物质组成的。（当山洪夹带大量的泥砂石块流出沟口后，由于沟床纵坡变缓，地形开阔，水流分散，流速降低，搬运能力骤然减小，所夹带的石块、岩屑、沙砾等粗大碎屑先在沟口堆积下来，较细的泥砂继续随水搬运，多堆积的在沟口外围一带。由于山洪急流的长期左右，在沟口一带就形成了扇形展布的堆积体，在地貌上称为洪积扇。洪积扇的规模逐年增大，有时与相邻沟谷的洪积扇互相连接起来，形成规模更大的洪积裙或洪积冲积平原。）地貌水准面：当内力作用造成地表基本起伏后，如果地壳运动由活跃期转入宁静期，此时内力作用变弱，但外力作用并未因此而变弱，它的长期继续作用最终把地表夷平，形成一个夷平面，这个夷平面是高地被削平、凹地被填充的水准面，所以也称为地貌水准面。地貌的分级：巨型地貌、大型地貌、中型地貌、小型地貌。地貌的的形态分类：按地貌的绝对高度、相对高度及地面的平均坡度等形态特征进行分类。（山地---高山，中山，低山，丘陵。平原---高原，高平原，低平原，洼地）地貌的成因分类：（1）内力地貌---①构造地貌，②火山地貌。（2）外力地貌---①水成地貌，②冰川地貌，③风成地貌，④岩溶地貌，⑤重力地貌。山岭地貌要素：山顶、山坡、山脚。垭口及类型：①构造型哑口---断层破碎带型垭口，背斜张裂带型垭口，单斜软弱层型垭口。②剥蚀型垭口。③剥蚀—堆积型垭口。平原地貌类型：构造平原，剥蚀平原，堆积平原。季节冻土工程性质：（1）分布在华北、西北和东北地区，自南向北季节冻土厚度增大，石家庄以南小于0.5m，北京1.0m，哈尔滨2.0m。（2）冻涨：局部地面隆起（3~4cm多见）。（3）融沉：沉陷与冒泥。（4）冰丘：地面隆起。（5）冰锥：地下水喷出地表形成冰多年冻土工程性质：（1）类型：高原冻土、高纬度冻土。（2）组成：矿物颗粒、水、冰、气（3）结构：①整体结构：融化后土结构不破坏，工程性质好。②网状结构：融化后土结构破坏，软塑流塑状态。③层状结构：融化后土结构破坏，强烈融沉（4）构造：①衔接型构造：季节冻融层与多年冻土相接。②非衔接型构造：季节冻融层与多年冻土间有非冻层冻土破坏类型土体冻胀、融沉。填土：（1）定义: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。（2）特点：不均匀性明显；工程性质随堆积时间而变化;有湿陷性;15.地下水定义：存在于地壳表面下岩石空隙、孔隙中的水16.水的硬度：①水中Ca+和Mg2+的总含量称为总硬度。②将水煮沸后，水中一部分Ca+和Mg2+的重碳酸盐因失去CO2而生成碳酸盐沉淀下来，致使水中Ca+和Mg2+的含量减少，由于煮沸而减少的这部分Ca+和Mg2+的总含量称为暂时硬度。③总硬度与暂时硬度之差称为永久硬度。17.地下水埋藏类型与定义：（1）上层滞水：包气带中局部隔水层之上的饱和水。特征：埋藏浅、季节性明显、空间分布局部性明显（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。特征：重力作用下，由高潜水位向低潜水位处流动（3）承压水：充满于两个连续隔水层之间承受压力的重力水。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、水质等受外界因第四部分崩塌：陡峭的斜坡上大块的岩体突然地崩塌与滑落，最后堆积在坡角的过程发育条件：1）山坡的坡度及其表面特征（坡度>55°，表面凹凸不平)2）岩石性质与裂隙发育程度：存在软弱的岩层、裂隙发育（产状）3）地质构造：断层、褶皱、不整合、其它内外地质作用4）人为因素特征：发生突然：以大块岩体为主；无固定的滑动面；明显的分带性（上游、中游和下 游——物源、流通、堆积）工程防御措施：1）削坡和清除危石2）堵塞裂隙或灌浆3）调整地表流水4）护坡5）坡角修明峒或御塌棚6）支护（挡土墙、维护栏等）泥石流：泥石流是介于流水与滑坡之间的一种地质作用。典型的泥石流由悬浮着粗大固体碎屑物并富含粉砂及粘土的粘稠泥浆组成。在适当的地形条件下，大量的水体浸透山坡或沟床中的固体堆积物质，使其稳定性降低，饱含水分的固体堆积物质在自身重力作用下发生运动，就形成了泥石流。泥石流是一种灾害性的地质现象发育条件：1）山坡的坡度及其表面特征：汇水地形（坡度>30°），植被不发育 2）岩石性质与裂隙发育程度：冲沟发育；裂隙发育； 3）地质构造：断层、褶皱、不整合、其它内外地质作用4）水文气象条件5）人为因素特征：组分为水体和岩石碎屑、碎块；山区发育；突然性；运动快而持续时间短。工程防御措施：1）以防为主的原则，水土保持2）调整地表和地下水的水流3）设置拦截工程（导水、拦石）4）排导工程（排洪道、导流坝、急流槽等）5）监测3、岩溶：由于地表水或地下水对可溶性的岩石溶蚀的结果而产生的一系列地质现象发育条件：1）可溶性的岩类：碳酸盐、硫酸盐与卤盐2）岩石易透水3）水的成分（可溶性的气体与酸性环境）4）水的活动性（流动性）特征：溶沟、石芽、漏斗、溶蚀洼地、坡立谷、落水洞、溶洞、暗河、天生桥等工程防御措施：•详细勘探岩溶与土洞的分布•尽量避开岩溶与土洞区•挖填岩溶与土洞中的软弱物，充填混凝土等•跨盖•灌浆•改变水流（排导）•地基加固滑坡：斜坡的土体或岩体在重力作用下沿着斜坡内某些滑动面（带）做整体下滑的现象特征：整体性；滑动；汇水地形识别标志：1)地貌标志:醉汉林、马刀树、断层三角面、围椅状地形、泉2）地层标志：地层突然中断、产状突变3）裂隙标志：上部张裂缝、下部鼓张裂缝和扇型裂缝、两侧防治措施：1、消除或减轻水的危害（1）排除地表水：排除地表水是整治滑坡不可缺少的辅助措施，而且应是首先采取并长期运用的措施。其目的在于拦截、旁引滑坡外的地表水，避免地表水流入滑坡区；或将滑坡范围内的雨水及泉水尽快排除，阻止雨水、泉水进入滑坡体内。主要工程措施有：油墨滑坡体外截水沟；滑坡体上地表水排水沟；引泉工程；做好滑坡区的绿化工作等。 （2）排除地下水：对于地下水，可疏而不可堵。其主要工程措施有：截水盲沟-用于拦截和旁引滑坡外围的地下水；支撑盲沟-兼具排水和支撑作用；仰斜孔群-用近于水平的钻孔把地下水引出；此外还有盲洞、渗管、渗井、垂直