李毅佳《土建计量》讲义 第一章 工程地质

一、考情分析

本章主要以单选题为主，单选题6题，多选题2题。共计10分。其中第二节和第四节I分，其他

两节分值比较平均。本章知识点较分散，内容涵盖较多，学员应该理解记忆。

本章历年真题分值分布

题型

单项选择题多项选择题合计

年份

2009年-2011年6分2分8分

2012年3分0分3分

2013年-2016年6分6分12分

2017年-2020年6分4分10分

第一节岩体的特征

本节分值分布

考试年度2020年2019年2018年

单选题多选题单选题多范题单选题多选题

第一节岩体

1道1分1道2分1道1分1道2分2道2分1道2分

的特征

岩体是岩石受节理、断层、层面及片理面等结构面切割而且有一定结构的、受地下水影响的多裂隙

综合体。岩体和岩石的概念不同，岩石是矿物的集合体，岩体可能由一种或多种岩石组合，且在形成

现实岩体的过程中，经受了构造变动、风化作用、卸荷作用等各种内外力地质作用的破坏和改造。

工程岩体有地基岩体、边坡岩体和地下工程围岩三类。

上

部

结

构

【2016年真题】工程岩体分类有（）。

A.稳定岩体

B.不稳定岩体

C.地基岩体

I）.边坡岩体

E.地下工程围岩

『正确答案』CDE

I•答案解析」本题考查的是岩体的结构。工程岩体有地基岩体、边坡岩体和地下工程围岩三类。

一、岩体的结构

（―）岩体的构成

岩体的性质取决于岩石或土和结构面的性质。

1.岩石

（1）岩石的主要矿物

其中构成岩石的矿物，称为造岩矿物。岩石中的石英含量越多，钻孔的难度就越大，钻头、钻机

等消耗量就越多。

【2015年真题】对岩石钻孔作业难度和定额影响较大的矿物成分是（）。

A.云母

B.长石

C.石英

D.方解石

『正确答案』C

『答案解析」本题考查的是岩石。岩石中的石英含量越多，钻孔难度就越大，钻头、钻机等消耗量

就越多。

由于成分和结构的不同，每种矿物都有自己特有的物理性质，如颜色、光泽、硬度等。物理性质是

鉴别矿物的主要依据。

矿物的颜色分为白色、他色和假色，自色可以作为鉴别矿物的特征,而他色和假色则不能。

例如，依据醺鉴定矿物的成分和结构，依据光泽鉴定风化程度,依据硬度鉴定矿物类别,如表

1.1.Io

表1.1.1矿物硬度表

硬度12345678910

黄刚金刚

矿物滑石石膏方解石萤石磷灰石长石石英

玉石

指甲约为2〜2.5小刀约为5-5.5度,玻璃约为5.5〜6度,

度钢刀约为6〜7度

在实际工作中常用可刻划物品来大致测定矿物的相对硬度。

【佳分秘籍】清育甲解（姐）萤（迎）灰小（微笑）（1-5.5）

璃长钢英黄玉刚（5.5-10）

【2020年真题】下列造岩矿物硬度最高的是（）。

A.方解石

B.长石

C.萤石

D.磷灰石

『正确答案』B

『答案解析』本题考查的是岩石。硬度：方解石（3）、长石（6）、萤石（4）、磷灰石（5）。

【2018年真题】以下矿物可用玻璃刻划的有（）。

A.方解石

B.滑石

C.刚玉

〉石英

E.石膏

『正确答案」ABE

『答案解析』本题考查的是岩石。矿物的相对硬度，玻璃约为5.5〜6度，方解石为3度，滑石为

1度，刚玉为9度，石英为7度，石膏为2度。

（2）岩石的成因类型及其特征

地球固体的表层是由岩石组成的硬壳一一地壳，组成地壳的岩石按成因可分为岩浆岩（火成岩）、

沉积岩（水成岩）和变质岩三大类。

1）岩浆岩

岩浆岩又称火成岩，是岩浆通过地壳运动，沿地壳薄弱地带上升冷却凝结后形成的岩石。

根据形成条件，岩浆岩分为喷出岩和侵入岩。

根据形成深度，侵入岩分为深成岩和浅成岩。

深成岩常形成岩基等大型侵入体，岩性一般较单一，以中、粗粒结构为主，致密坚硬，孔隙率小，

透水性弱，抗水性强，故其常被选为理想的建筑基础,如花岗岩、正长岩、闪长岩、辉长岩;浅成岩

多以岩床、岩墙、岩脉等状态产出，有时相互穿插。颗粒细小，岩石强度高，不易风化，但这些小型侵

入体与周围岩体的接触部位，岩性不均一，节理裂隙发育，岩石破碎，风化蚀变严重，透水性增大，如

花岗斑岩、闪长粉岩、辉标岩、脉岩。

深磔岩（浅）

喷出岩是指喷出地表形成的岩浆岩，一般呈原生孔隙和节理发育，产状不规则，厚度变化大，岩性

很不均匀，比侵入岩强度低,透水性强，抗风能力差，如流纹岩、粗面岩、安山岩、玄武岩、火山碎

屑岩（火山角砾岩、凝灰岩）。

【佳分秘籍】深侵入＞浅侵入〉喷出

流纹粗武灰山碎

（刘文初舞灰山醉）

【佳分秘籍】比侵入出谡度限透水性为.抗风的差。

如.我值出.粗面M安山—玄武®丽也、火山屯三二）

岩楚岩gg睡触酰）/花长

^£8:花芮污，正氏天源全.辉长目一）

侵入注

--------X工则1质。）

X>----------/--------------------------

-------/7j0;花、班目.丙i画卷.金也.脉岩斑责

绿脉

岩石类型/结构组成）一（碎网结构.泥质结构.墨粒结构.生物结购

@李毅佳（程属岩）一"（碌包、眇岩.酚妙也石字旁

・分类十:―一5区加一4T]___________

'「化学岩及生物化学岩）一（二灰右:期粗、白云二।A灰字当家J

形成原岩浆岩.沉联岩经赧或岩浆活动形成的新岩石

变质岩g^flg）~（变余结构.交晶结将[碑教结构）

①®状内遗；②千校状1期»;③片状构造;

④K屏状构造，⑤》状内造（如大理黑

>>点击查看原图

【2018年真题】正常情况下，岩浆岩中的侵入岩与喷出岩相比，其显著特征为（）。

A.强度低

B.强度高

C.抗风化能力差

D.岩性不均匀

「正确答案」B

『答案解析』本题考查的是岩体的结构。喷出岩是指喷出地表形成的岩浆岩。一般呈原生孔隙和节

理发育，产状不规则，厚度变化大，岩性很不均匀，比侵入岩强度低，透水性强，抗风能力差，如

流纹岩、粗面岩、安山岩、玄武岩、火山碎屑岩。选项A、C、D均为与侵入岩相比，喷出岩的特点。

2）沉积岩

沉积岩是在地壳表层常温常压条件下，由风化产物、有机物质和某些火山作用产生的物质，经风化、

搬运、沉积和成岩等一系列地质作用而膨成的层状岩石。沉积岩的构造，是沉积岩各个组成部分的空间

分布和排列方式。常见的构造有层理构造、层面构造、结核（与周围沉积岩不同的、规模不大的团块体）、

生物成因构造（如生物礁体、叠层构造、虫迹、虫孔等）。根据沉积岩的组成成分、结构、构造和形成

条件，可分为碎屑岩（如砾岩、砂岩、粉砂岩）、黏土岩（如泥岩、页岩）、化学岩及生物化学岩类

（如石灰岩、白云岩、泥灰岩）等。

碎屑类：“石”

茹土类：泥岩更岩一

化学生物类：磁岩白云岩泥医岩

3）变质岩

变质岩是地壳中原有的岩浆岩或沉积岩，由于地壳运动和岩浆活动等造成物理化学环境的改变，使

原来岩石的成分、结构和构造发生一系列变化，所形成的新的岩石。

变质岩的构造主要有板状构造（平行、较密集而平坦的破裂面分裂岩石成板状体）、千枚状构造（岩

石呈薄板状）、片状构造（含大量呈平行定向排列的片状矿物）、片麻状构造（粒状变晶矿物间夹鳞片

状、柱状变晶矿物并呈大致平行的断续带状分布）、块状构造（矿物均匀分布、结构均一、无定向排列,

如大理岩、石英岩等）。

【佳分总结】三大类岩石的主要区别

岩类特征性质等

深形成岩基等大型侵入体，岩性一般较单一，以中、粗粒结构为主，致密坚硬，孔

成隙率小，透水性弱，抗水性强一理想的建筑基础

侵石UU花岗岩、正长岩、闪长岩、辉长岩

入以岩床、岩墙、岩脉等状态产出，时有穿插。颗粒细小，岩石强度高，不易风化，

岩浅

岩作为小型侵入体与周围岩体的接触部位，岩性不均一，节理裂隙发育，岩石破碎，

浆成

风化蚀变严重，透水性大

岩岩

花岗斑岩、仄长圻岩、辉绿岩、脉岩

一般呈原生孔隙和节理发育，产状不规则，厚度变化大，岩性不均匀，比侵入岩

喷出岩强度低，透水性强，抗风能力差

流纹岩、粗面岩、安山岩、玄武岩、火山灰碎屑岩、凝灰岩

层状岩层

碎屑岩砾岩、砂岩、粉砂岩

沉积岩

黏土岩泥岩、页岩

化学岩及生物化学岩类石灰岩、白云岩、泥灰岩

变余结构、变晶结构、碎裂结构

变质岩

板状、千枚状、片状、片麻状、块状（大理岩、石英岩）

流纹粗武灰山碎

（刘文初舞灰山醉）

【佳分秘籍】比侵入N系度低.透水性强.抗风粮力能

如：流纹岩.相面者、安山岩「玄武吞鬟医后、火岬陶岩f）

岩浆岩是理想的陵筑出花长

如：花岗岩.正•抵长老

工程性层差）

^x5如：花身麦岩、闪长I她、辉绿岩,脓岩

岩石类型｛结构组成）~（碑离结构.里质结构.葡胞结构.生物结构

@李毅佳/碎屑达）--《砾黑砂牝恼石字旁

「分类缸岩、.㈤区泥六一《«4H

「化学达及生初海沧：­…（石灰区泥灰区一吊t、・]

>>点击查看原图

根据上述三大类岩石的特征描述，现将它们之间的主要区别归纳如表1.1.2o

表1.L2岩浆岩、沉积岩和变质岩的地质特征表

岩类地illi1i

7T浆Tf沉积岩变质岩

质特征

主要矿全部为从岩浆岩中析出的次生矿物占主要地位除具有变质前原来岩石的矿物，如

物成分原生矿物，成分复杂，但成分单一，一般多不固石英、长石、云母、角闪石、辉石、

较稳定。浅色的矿物有.石定。常见的石石英、长方解石、白云石、高岭石等外，尚

英、长石、白云母等；深石、白云母、方解石、有经变质作用产生的矿物，如石榴

鱼的矿物有黑云母、角闪白云石、高岭石等子石、遭至、绿泥石、蛇纹石等

石、辉石、橄榄石等

以碎屑、泥质及生物碎

以结晶粒状、斑状结构为屑结构为特征、部分为

结构以变晶结构等为特征

特征成分单一.的结晶结构，

但肉眼不易分辨

具块状、速纹状、父孔状、

构造具星理构造多具片理构造

杏仁状构造

主要由先成岩石的风

直接由高温熔融的岩浆形化产物，经压密、胶结、由先成的岩浆岩、沉积岩和变质岩，

成因

成重结晶等成岩作用而经变质作用而形成

形成

【佳分秘籍】三种岩类主要矿物成分分析表

【2020年真题】经变质作用产生的矿物有（）。

A.绿泥石

B.石英

C.蛇纹石

D.白云母

E.滑石

『正确答案」ACE

『答案解析』本题考查的是岩石。变质岩除具有变质前原来岩石的矿物，如石英、氏石、云母、角

闪石、辉石、方解石、白云石、高岭石等外，尚有经变质作用产生的矿物，如石榴子石、滑石、绿

泥石、蛇纹石等。

【2019年真题】方解石作为主要矿物成分常出现于（）。

A.岩浆岩与沉积岩中

B.岩浆岩与变质岩中

C.沉积岩与变质岩中

I）.火成岩与水成岩中

『正确答案』C

［答案解析］本题考查的是岩石。沉积岩的主要矿物成分常见的有石英、长石、白云母、方解石、

白云石、高岭石等。变质岩的主要矿物成分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、白云石、高岭石等外，尚有经变质作用产生的矿物，如石榴子石、滑石、

绿泥石、蛇纹石等。

【2013年真题】常见的沉积岩有（）。

A.辉绿岩

B.泥岩

C.石灰岩

D.白云岩

E.大理岩

I1正确答案JRCD

『答案解析』本题考查的是岩石。选项A,辉绿岩属于岩浆岩，选项E,大理岩属于变质岩。

2.土

上是岩石在风化作用下形成的大小悬殊的颗粒，在各种自然环境中形成的堆积物。

（1）土的组成。土是由颗粒（固相）、水溶液（液相）和气（气相）所组成的三相体系。

根据组成土的固体颗粒矿物成分的性质及其对土的工程性质影响不同，组成土的固体颗粒矿物可分

为原生矿物、不溶于水的次生矿物、可溶盐类及易分解的矿物、有机质四科、

（2）土的结构和构造。土的结构是指土颗粒本身的特点和颗粒间相互关联的综合特征，一般可分

为两大基本类型：

1）单粒结构。也称散粒结构，是碎石（卵石D、砾石类土和砂土等无黏性土的基本结构形式，其

对土的工程性质影响主要在于其松密程度。

2）集合体结构。也称团聚结构或絮凝结构,这类结构为黏性土所特有。黏性土组成颗粒细小，表

面能大，颗粒带电，沉积过程中粒间引力大于重力，并形成结合水膜连接，使之在水中不能以单个颗粒

沉积下来，而是凝聚成较复杂的集合体进行沉积。

（3）土的分类。

1）根据有机含量分类。根据土中有机质含量，分为无机土、有机质土、泥炭质土和泥炭。

泥炭

［无《1±

/一^有机质土

土（■•液、气）有机理｛星］

臊

2）根据颗粒级配和塑性指数分类。根据颗粒级配和塑性指数分为碎石土、砂土、粉土和黏性土。

碎石土是粒径＞2mm的颗粒含量超过全重50%的土；根据颗粒级配和颗粒形状分为漂石、块石、卵

石、碎石、圆砾和角砾；

砂土是粒径＞2mm的颗粒含量不超过全重50%,且粒径＞0.075mm的颗粒含量超过全重50%的土；

黏性土是塑性指数＞10的土。分为粉质黏土和黏土；

粉土是粒径大于0.075的颗粒不超过全重50%,且塑性指数近10的土。

【佳分秘籍】

＞＞点击查看原图

3）根据地质成因分类。土可分为残积土、坡积土、洪积土、冲击土、淤积土、冰积土和风积土等。

4）根据颗粒大小及含量分类。土可分为巨粒土、粗粒土、细粒土等。如图1.1.1所示。

【佳分手绘】

0.0050.075260200

一黏土।粉土।砂土।砾石।卵石।漂石.

图LL1土的分类与土粒粒径

淤泥，冻土，膨胀，有机，腐蚀乂

2mm：—受水影响小'2mm50%

|6±鲤，.土］砂砾砾石卵石漂石”大

碎石“石”

埴土单粒好

【佳分秘籍：有”有“肉”不能用】

（5）填土。

1）素填土。素填土是由碎石、砂土、粉土或黏性土等一种或几种材料组成的填土。一般密实度较

差，但若堆积时间较长，由于土的自重压密作用，也能达到一定密实度。如堆填时间超过10年的黏性

土、超过5年的粉土、超过2年的砂土，均具有一定的密实度和强度，可以作为一般建筑物的天然地

*7肉幺乂

K

石，

唯瘴＜10=5X2

2）杂填土。杂填土是含有大量杂物的填土。试验证明，以生活垃圾和腐蚀性及易变性工业废料为

主要成分的杂填土，一般不宜作为建筑物地基。主要以建筑垃圾或一般工业废料组成的杂填土，采用适

当的措施进行处理后可作为一般建筑物地基。

【佳分手绘】

建筑垃圾一般性工业废料

垃圾〈工业废料

生活垃坡腐蚀性及易变性工业

xr-

3）冲填土。其含水量大，透水性较弱，排水固结差，一股呈软塑或流塑状态，比同类目然沉积饱

和土的强度低、压缩性高。

【2012年真题】不宜作为建筑物地基填土的是（）。

A.堆填时间较长的砂土

B.经处理后的建筑垃圾

C.经压实后的生活垃圾

D.经处理后的一般工业废料

『正确答案」C

I"答案解析J本题考杳的是十体的工程地质性质。以生活泣圾和腐蚀性及易变性工业废料为主要成

分的杂填土，一般不宜作为建筑物地基。主要以建筑垃圾或一般工业废料组成的杂填土：采用适当

的措施进行处理后可作为一股建筑物地基。

2.特殊上的工程性质

（1）软土。泛指淤泥及淤泥质土。天然孔隙比e大于或等于1.0。具有高含水量、高孔隙性、低

渗透性、高压缩性、低抗剪强度、较显著的触变性和蠕变性等特性。

（2）湿陷性黄土。在天然含水量时一般呈坚硬或硬塑状态，具有较高的强度和低的或中等偏低的

压缩性，但遇水浸湿后，强度迅速降低，有时即使在其自重作用下也会发生剧烈的沉陷。湿陷性黄土受

※浸湿后，在其自重压力下发生湿陷的，称为自重湿陷性黄土。而在其自重压力与附加压力共同作用下

才发生湿陷的，称为非自重湿陷性黄土。在自重湿陷性黄土地区修筑渠道，初次放水时就可能产生地

面下沉，两岸出现与渠道平行的裂缝。

【2009年真题】竣工验收合格的引水渠工程，初期通水后两岸坡体出现了很长的纵向裂缝，并局

部地面下沉，该地区土质可能为（）。

A.黏土

B.软岩

C.砂土

D.湿陷性黄土

『正确答案』D

［答案解析］本题考查的是土体的工程地质性质。湿陷性黄土，在天然含水景时一般呈坚硬或硬塑

状态，具有较高的强度和低的或中等偏低的压缩性，但遇水浸湿后，强度迅速降低，有的即使在其

自重作用下也会发生剧烈的沉陷。

管道漏水后由于自重湿陷可能导致管道近班。路基受水后由于自重湿陷而发生局部严重坍塌。地基

二的自重湿陷往往使建筑物发生很大的裂缝或使砖墙倾斜，甚至使一些很轻的建筑物也受到破坏。

（3）红黏土。天然含水量高、密度小、塑性高，通常呈现较高的强度和较低的压缩性，不具有湿

陷性。由于塑限很高，所以尽管天然含水量高，一般仍处于坚硬或硬可塑状态，甚至饱水的红黏土也

是坚硬状态的。

（4）膨胀上。含有大量的强亲水性黏土矿物成分，具有显著的吸水膨胀和失水收缩，且胀缩变形

往漠可逆。在天然条件下一般处于硬塑或坚硬状态，强度较高，压缩性较低易被误认为是工程性能较

好的土，但一旦地表水浸入或地下水位上升使含水量剧烈增大，或土的原状结构被扰动时，土体会骤

然强度降低、压缩性增高。这显然是由于土的内摩擦角和内聚力都相应减小及结构强度破坏的缘故。

【佳分总结】

类型特性

淤泥及淤泥质土，天然孔隙比21.（）。高含水量、高孔隙性、低渗透性、高压缩性、

软土

低抗剪强度、较显著的触变性和蠕变性

较高强度和低或中等偏低的压缩性，但遇水浸湿后，强度迅速降低，有时即使在其自

湿陷性重作用下也会发生剧烈的沉陷。

蛆①自重湿陷性黄土：受水浸湿后，在其自重压力下发生湿陷的。

②非自重湿陷性黄土：在其自重压力与附加压力共同作用下才发生湿陷的。

天然含水量高、密度小、塑性高，较高的强度和较低的压缩性，不具有湿陷性。由于

红黏土

塑限很高，甚至饱水的红黏上也是坚硬状态的

膨胀土显著的吸水膨胀和失水收缩，且胀缩变形往复可逆

塑性指数愈大，可塑性就愈强。

液限指数愈大，土质愈软。

【佳分手绘】

黏土〉10（塑性指数）可塑性越强

t

固态半固态可塑状态流动状态

..大.

,含水量

缩限塑限液限

大

塑性指数=1大

_维然含水量二逆限大

题性指叛一软

【2017年真题】整个土体构成上的不均匀性包括（）。

A.层理

B.松散

C.团聚

D.絮凝

E.结核

r正确答案JAE

『答案解析』本题考查的是土。整个土体构成上的不均匀性包括：层理、夹层、透镜体、结核、组

成颗粒大小悬殊及裂隙特征与发育程度等。

【佳分秘籍：层层透核粒大裂】

【2016年真题】黏性土的塑性指数（）。

A.>2

B.<2

C.>10

I）.<10

r正确答案』c

『答案解析」本题考查的是土。黏性土是塑性指数大于10的土。

3.结构面

结构面是切割岩体的各种地质界面的统称，是一些具有一定方向，延展较广较薄的二维地质界面，

如层面、沉积间断面、节理、裂隙、裂缝、断层等，也包括厚度较薄的软弱夹层。

结构面的特征是影响结构面强度及其他性能的重要因素,一般从方位、间距、延续性、粗糙度、结

构面侧壁强度、张开度、充填物、渗流、节理组数、块体大小等方面来描述结构面的特征。

层面、节理、裂隙、裂缝、断层等结构面的空间位置定义为结构面的产状。

结构面的产状由走向、倾向和倾角三个要素表示,如图L1.2所示。层面的产状还代表所在岩层的

产状，即表示所在岩层的空间位置。

AB走向：CD镇向；。一幅加

（1）结构面走向,即结构面在空间延伸的方向，用结构面与水平面交线即走向线的方位角或方向

角表示。走向线两端延伸方向均是走向，虽相差180。，但是表示的是同一走向。

（2）结构面的倾向,即结构面在空间的倾斜方向，用垂直走向顺倾斜面向下引出的•条射线对水

立面投影的指向。

（3）结构面的倾角,即结构面在空间倾斜角度的大小，用结构面与水平面所夹的锐角表示。

【佳分手绘】

走向

候向

岩层产状要素

AH走向：CD径向।。一倾防

4.地质构造

（1）水平构造和单斜构造，

水平构造是虽经构造变动的沉积岩层,仍基本保留形成时的原始水平产状的构造。先沉积的老岩层

在下，后沉积的新岩层在上。

单斜构造是原来水来的岩层,在受到地壳运动的影响后，产状发生变动形成岩层向同一个方向倾斜

的构造，这种产状往往是褶曲的一翼、断层的一盘，或者是局部地层不均匀的上升或下降形成的。

（2）褶皱构造

褶皱构造是组成地壳的岩层受构造力的强烈作用，使岩层形成一系列波状弯曲而未丧失其连续性的

构造，它是岩层产生的塑性变形。绝大多数褶皱是在水平挤压力作用下形成的,但也有少数是在垂直力

或力偶作用下形成的。褶皱构迨在层状岩层常见，在块状岩体中则很难见到。

【佳分手绘】

【2011年真题】在有褶皱构造的地区进行隧道工程设计，选线的基本原则是（）。

A.尽可能沿褶曲构造的轴部

B.尽可能沿褶曲构造的翼剖

C.尽可能沿褶曲构造的向斜轴部

D.尽可能沿褶皱构造的背斜核部

『正确答案』B

I■答案解析」本题考杳的是地质构造。对于隧道工程来说，在褶曲构造的轴部，岩层倾向发生显著

变化，应力作用最集中，容易遇到工程地质问题。一般选线从褶曲的翼部通过是比较有利的。

♦背斜褶曲是岩层向上拱起的弯曲,以褶曲轴为中心向两翼倾斜。当地面受到剥蚀而由露有不同地

质年代的岩层时，较老的岩层出现在褶曲的轴部，从轴部向两翼，依次出现的是较新的岩层。

♦向斜褶曲,是岩层向下凹的弯曲，其岩层的倾向与背斜相反，两翼的岩层都向褶曲的轴部倾斜。

当地面遭受剥蚀，在褶曲轴部出露的是较新的岩层，向两翼依次出露的是较老的岩层。

【佳分手绘】

【2013年真题】褶皱构造是（）。

A.岩层受构造力作用形成一系列波状弯曲且未丧失连续性的构造

B.岩层受构造力作用形成一系列波状弯曲而丧失连续性的构造

C.岩层受水平挤压力作用形成一系列波状弯曲而丧失连续性的构造

0.岩层受垂直力作用形成一系列波状弯曲而丧失连续性的构造

r正确答案」A

『答案解析』本题考查的是地质构造。褶皱构造是组成地壳的岩层，受构造力的强烈作用，使岩层

形成一系列波状弯曲而未丧失其连续性的构造.

对于隧道工程来说,褶曲构造的轴部是岩层倾向发生显著变化的地方，是岩层应力最集中的地

万，容易遇到工程地质问题，主要是由于岩层破碎而产生的岩体稳定问题和向斜轴部地下水的问题。

隧道一般从褶曲的翼部通过是比较有利的。

【2018年真题】隧道选线时，应优先布置在（）。

A.褶皱两侧

B.向斜核部

C.背斜核部

D,断层带

『正确答案』A

［答案解析］本题考查的是岩体的结构。对于隧道工程来说，褶曲构造的轴部是岩层倾向发生显著

变化的地方，是岩层应力最集中的地方，容易遇到工程地质问题，主要是由于岩层破碎而产生的岩

体稳定问题和向斜轴部地下水的问题。因而，隧道一般从褶曲的翌部通过是比较有利的.

对于深路堑和高边坡来说，

当路线垂直岩层走向，或路线与岩层走向平行但岩层倾向与边坡倾向相反时，对路基边坡的稳定性

注有利的。

不利的情况是路线走向与岩层的走向平行，边坡与岩层的倾向一致，最不利的情况是路线与岩层走

向平行，岩层倾向与路基边坡一致，而边坡的倾角大于（陡于）岩层的倾角。

路线〃岩层走向

（大）隆

路战垂直岩层走向）

路线与岩层走向平行但岩层倾向与边坡像向相反）

_（路线走向与岩层的走向平行，边坡与岩层横向一致）

市右、（路线与岩层走向平行，岩层簸向与路基边坡T,边

地质构造产"~（坡的便角大于j的岩层的像角

@李毅佳

（3）断裂构造

断裂构造是构成地壳的岩体，受力作用发生变形，当变形达到一定程度后，使岩体的连续性和完整

性遭到破坏,产生各种大小不一的断裂。它是地壳上层常见的地质构造，其分布很广，特别在一些断裂

构造发育的地带，常成群分布，形成断裂带。根据岩体断裂后两侧岩块相对位移的情况，将其分为裂隙

和断层两类。

1）裂隙

裂隙，也称为节理，是存在于岩体中的裂缝,是岩体受力断裂后两侧岩块没有显著位移的小型断

裂构造。一般用裂隙率（岩石中裂隙的面积与岩石总面积的百分比）表示，裂隙率越大，表示岩石中的

裂隙越发育。

表1.1.3裂隙发育程度分级及对工程的影响表

发育程度等级基本特征对工程的影响

对基础工程无影响,在不含水且

裂隙1〜2组，规则，构造型，间距在In以

裂隙不发育无其他不良因素时，对岩体稳定

上，多为密闭裂隙。岩体被切割成巨块状

性影响不大

裂隙2〜3组，呈X型，较规则,以构造型

对基础工程影响不大,对其他工

裂隙较发育为主，多数间距大于0.4m,多为密闭裂隙,

程可能产生相当影响

少有填充物。岩体被切割成大块状

裂隙3组以上，不规则,以构造型或风化型

对_L程建筑物可能产生很大影

裂隙发育为主，多数间距小于0.4m,大部分为张开裂

望

障，部分有填充物。岩体被切割成小块状

裂隙3组以上，杂乱，以风化型和构造型为

裂隙很发育上，多数诃距小于0.2m,以张开裂隙为主，对工程建筑物产生严重影响

•般均有填充物。岩体被切割成碎石状

很I发I较I不〉间距

严重0.2很大0.4不大1无

注：裂隙宽度：密闭裂隙Vlmm：微张裂隙为1〜3mm；张开裂隙为3〜5mm：宽张裂隙＞5mm。

【2014年】某基岩被3组较规则的X型裂隙切割成大块状，多数为构造裂隙，间距0.5m〜1.0m,

裂隙多密闭少有充填物，此基岩的裂隙对基础工程（）。

A.无影响

B.影响不大

C.影响很大

D.影响很严重

『正确答案』B

『答案解析J本题考查的是地质构造。裂隙发育程度等级为较发育的情况下，其对基础工程影响不

大，对其他工程可能产生相当影响。

根据裂隙的成因。将其分为构造裂隙和非构造裂隙两类。

①构造裂隙。构造裂隙是岩体受地应力作用随岩体变形而产生的裂隙。所以它在空间分布上具有一

定的规律性。按裂隙的力学性质，可将构造裂隙分为张性裂隙和扭（剪）性裂隙。张性裂隙主要发育

在背斜和向斜的轴部,裂隙张开较宽，断裂面粗糙，•般很少有擦痕，裂隙间距较大且分布不匀，沿走

向和倾向都延伸不远；扭（剪）性裂隙，一般出现在褶曲的翼部和断层附近.

拉张

【2015年】岩体中的张性裂隙主要发生在（）。

A.向斜褶皱的轴部

B.向斜褶皱的翼部

C.背斜褶皱的轴部

D.背斜褶皱的翼部

E.软弱夹层中

「正确答案」AC

［答案解析］本题考查的是地质构造。按裂隙的力学性质，可将构造裂隙分为张性裂隙和扭（剪）

性裂隙。张性裂隙主要发育在背斜和向斜的轴部，裂隙张开较宽。

【2017年】构造裂隙可分为张性裂隙和扭性裂隙，张性裂隙主要发育在背斜和向斜的（）o

A.横向

B.纵向

C.轴部

D.底部

『正确答案』C

［答案解析］本题考查的是地质构造。张性裂隙主要发育在背斜和向斜的轴部。

②非构造裂隙“非构造裂隙是由成岩作用、外动力、重力等非构造因索形成的裂隙。如岩石在形成

过程中产生的原生裂隙、风化裂隙以及沿沟壁岸坡发育的卸荷裂隙等。其中具有普遍意义的是其鳗陞,

其主要发育在岩体靠近地面的部分，一般很少达到地面下10〜151n的深度。裂隙分布零乱，没有规律

性，使岩石多成碎块，沿裂隙面岩石的结构和矿物成分也有明显变化。岩体中的裂隙，在工程上除有

利于开挖外，对岩体的强度和稳定性均有不利的影响。破坏了岩体的整体性，促进了岩体的风化速度，

增强了岩体的透水性，进而使岩体的强度和稳定性降低。

【扭期a）QUB\断层附近）

/原生教蝮、风磔原.卸荷累隙，其中n有普迫意义的是风化裂破,

A要发白在岩体靠近地面的部分

分布零乱，没若处硼1・岩体中的裂限，在工程上除有利于开场外,J

体的浮度和稳定性均有不利的影响.其破坏了岩体的!I体性，促进了I

的风化速度，械了岩体的透水性，迸而使岩体的强度和解性降低

2）断层

断层是岩体受力作用断裂后，两侧岩块沿断裂面发生显著相对位移的断裂构造。

①断层要素。断层一般由四个部分组成。

a.断层面和破碎带

b.断层线

c.断盘

d.断距

D

B

图1.1.4断层要索

D

②断层基本类型。根据断层两盘相对位移的情况，可分为正断层、逆断层、平推断层。

正断层是上盘沿断层断相对下降,下盘相对上升的断层。它一般是受水平张应力或垂直作用力使

上盘相对向下滑动而形成的，所以在构造变动中多在垂直于张应力的方向上发生，但也有沿已有的剪节

理发生。

张，拉

逆断层是上盘沿断层面相对上升,下盘相对下降的断层。它一般是由于岩体受到水平方向强烈挤压

力的作用，使上盘沿断面向上错动而成。断层线的方向常和岩层走向或褶皱轴的方向近于一致，和压

应力作用的方向垂直。断层面从徒倾角至缓倾角都有。

【2010年】下盘沿断层面相对下降，这类断层大多是（）。

A.受到水平方向强烈张应力形成的

B.受到水平方向强烈挤压力形成的

C.断层线与褶皱轴的方向基本一致

I）.断层线与拉应力作用方向基本垂直

E,断层线与压应力作用方向基本平行

『正确答案』BC

［答案解析］本题考查的是地质构造。正断层是上盘沿断层面相对下降，下盘相对上升的断层。逆

断层是上盘沿断层面相对上升，下盘相对下降的断层。逆断层一般是由于岩体受到水平方向强烈挤

压力的作用，使上盘沿断面向上错动而成。断层线的方向常和岩层走向或褶皱轴的方向近于一致,

和压应力作用的方向垂直。

平推断层是由于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。由于多系受

剪（扭）应力形成，因此大多数与褶皱轴斜交，与"X”节理平行或沿该节理形成，其倾角一般是近于

直立的。这种断层的破碎带一般较窄，沿断层面常有近水平的擦痕。

（二）岩体结构特征

1.结构体特征

2.岩体结构类型

岩体结构的基本类型可分为整体块状结构、层状结构、碎裂结构和散体结构.

（1）整体块状结构。结构面稀疏、延展性差、结构体块度大且常为硬质岩石，整体强度高，变形

特征接近于各向同性的均质弹性体，变形模量、承载能力与抗滑能力均较高，抗风化能力一般也较强。

这类岩体具有良好的工程地质性质，往往是较理想的各类工程建筑地基、边坡岩体及地下工程围岩。

（2）层状结构。作为工程建筑地基时，其变形模量和承载能力一般均能满足要求。但当结构面结

合力不强，有时又有层间错动面或软弱夹层存在，则其强度和变形特性均具各向异性特点，一般沿层面

方向的抗剪强度明显比垂直层面方向的更低，特别是当有软弱结构面存在时，更为明显。这类岩体作

为边坡岩体时，一般来说，当结构面倾向坡外时要比倾向坡里时的工程地质性质差得多.

[2011年】结构面结合力较差的层状结构工程地基岩体的工程特性是（）。

A.沿层面方向的抗剪强度高于垂直层面方向

B.沿层面方向有错动比有软弱夹层的工程地质性质差

C.结构面倾向坡外比倾向坂里的工程地质性质好

D.沿层面方向的抗剪强度低于垂直层面方向

「正确答案」D

『答案解析』本题考查的是岩体结构特征。层状结构。岩体中结构面一般风化微弱、结合力不强,

故这类岩体总体变形模量和承载能力均较高。作为工程建筑地基时，其变形模量和承载能力一般均

能满足要求。但当结构面结合力不强，有时又有层间错动面或软弱夹层存在，则其强度和变形特性

均具各向异性特点，一般沿层面方向的抗剪强度的比垂直层面方向的更低，当有软弱结构面存在时，

更加明显。当结构面倾向坂外时要比倾向坡里时的工程地质性质差得多。

（3）碎裂结构。层状碎裂结构和碎裂结构岩体变形模量、承载能力均不高，工程地质性质较差。

（4）散体结构。岩体节理、裂隙很发育，岩体十分破碎，岩石手捏即碎，属于碎石土类，可按碎

石土类考虑。

整体块状结构可作为较理想的各类工程岩体）

散体结构I"（岩石手捏即碎,碎石土类）

岩体结构基本类型

（工榭蜴颉较差）

二般沿层面方向的抗剪强度比垂直层面方向的低）

当结构面假向地外时要比顺向坡里时的工程地质性质差两纺

二、岩体的力学特性

（-）岩体的变形特征

岩体的变形通常包括结构面变形和结构体变形两个部分。设计人员所关心的主要是岩体的变形特

性。岩体变形参数是由变形模量或弹性模量来反映的。

不同岩体具有不同的流变特性。一般有蠕变和松弛两种表现形式。试验和工程实践表明，岩石和岩

体均具有流变性。

（二）岩体的强度性质

由于岩体是由结构面和各种形状岩石块体组成的，所以，其强度同时受二者性质的控制。一般情况

下，岩体的强度既不等于岩块岩石的强度，也不等于结构面的强度，而是二者共同影响表现出来的强度。

但在某些情况下，可以用岩石或结构面的强度来代替。如当岩体中结构面不发育，呈完整结构时，岩

石的强度可视为岩体强度。如果岩体沿某一结构面产生整体滑动时，则岩体强度完全受结构面强度控

量。

【2011年】工程岩休沿某一结构面产生整休滑动时，其岩体强度完全受控于（）。

A.结构面强度

B.节理的密集性

C.母岩的岩性

D.层间错动幅度

『正确答案』A

I1答案解析J本题考查的是岩体的力学特性。如当岩体中结构面不发育，呈完整结构时，岩石强度

可视为岩体强度。如果岩体沿某一结构面产生整体滑动时，则岩体强度完全受结构面强度控制。

三、岩体的工程地质性质

（一）岩石的工程地质性质

1.岩石的物理力学性质

（1）岩石的主要物埋性质

1）重量

岩石的重量是岩石最基本的物理性质之一，一般用比重和重度两个指标表示。

岩石重度的大小决定于岩石中矿物的比重、岩石的孔隙性及其含水情况。

一般来讲，组成岩石的矿物比重大，或岩石的孔隙性小，则岩石的重度就大。在相同条件下的同

一种岩石，重度大就说明岩石的结构致密、孔隙性小，岩石的强度和稳定性也较高。

2）孔隙性

岩石的孔隙性用孔隙度表示，反映岩石中各种孔隙的发育程度。未受风化或构造作用的侵入岩和

其些变质岩，其孔隙度一般是很小的，而砾岩、砂岩等一些沉积岩类的岩石，则经常具有较大的孔隙

心

3）吸水性

岩石的吸水率与岩石孔隙度的大小、孔隙张开程度等因素有关。岩石的吸水率大，则水对岩石颗

粒间结合物的浸润、软化作用就强，岩石强度和稳定性受水作用的影响也就越显著。

4）软化性

用软化系数作为岩石软化性的指标，在数值上等于岩石饱和状态下的极限抗压强度与风干状态下

极限抗压强度的比。其值越小，表示岩石的强度和稳定性受水作用的影响越大。

KR=j曳次X100%=软化系数

£风干

个大、好

KRL学型X100%=软化系数

£风干

5）抗冻性

在高寒冰冻地区，抗冻性是评价岩石工程性质的一个重要指标」

（2）岩石主要力学性质

1）岩石的变形

岩石受力作用会产生变形，在弹性变形范围内用弹性模量和泊桑比两个指标表示。

j-£应变

胡克@弹模越大，变形越小

泊桑比抗变形能力越高・

2）岩石的强度

岩石受力作用破坏，表现为压碎、拉断和剪切等，故有抗压强度、抗拉强度和抗剪强度等。

a.抗压强度。抗压强度是岩石在单向压力作用下抵抗压碎破坏的能力，是岩石最基木最常用的力学

指标。岩石的抗压强度相差很大，胶结不良砾岩和软弱页岩的小于20MPa。坚硬岩浆岩的大于245MPa。

b.抗拉强度。抗拉强度是岩石抵抗拉伸破坏的能力，在数值上等于岩石单向拉伸破坏时的最大张应

刀。

c.抗剪强度。抗剪强度是指岩石抵抗剪切破坏的能力，在数值上等F岩石受剪破坏时的极限剪应力。

在•定压应力下岩石剪断时，剪切面上的最大剪应力，称为抗剪断强度,其值•般都比较高。抗剪强

度是沿岩石裂隙或软弱面等发生剪切滑动时的指标，其强度远远低于抗剪断强度。

三项强度中，岩石的抗压强度最高，抗剪强度居中，抗拉强度最小。抗剪强度约为抗压强度的10%〜

40%,抗拉强度仅是抗压强度的2%〜16%。岩石越坚硬，其值相差越大，软弱岩石的差别较小。

【压＞剪＞拉】

【2009年真题】某岩石的抗压强度是200Mpa,其抗剪强度和抗拉强度可能约为（）。

A.lOOMPa和40MPa

B.60MPa和20MPa

C.lOMPa和2MPa

D.5MPa和IMPa

『正确答案』B

［答案解析］本题考查的是岩体的工程地质性质。抗剪强度为抗压强度的10%〜40%,即20〜80MPa；

抗拉强度仅是抗压强度的2%〜16%,即4~32MPao

200MPa抗压

抗剪200X(10V-40X)*20〜80MPa

抗拉200X(2V-16%)=4〜32MPa

岩石的抗压强度和抗剪强度，是评价岩石（