土木工程地质 工程地质条件:工程活动的地质环境,亦称为工程地质条件,一般认为,它包括:建设场地的地形地貌、地质构造、底层岩性、不良地质现象以及地下水等。
地球内部圈层分为地核、地幔和地壳。
地质作用按其动力能的主要来源和发生作用的主要部位不同,可分为内力地质作用和外力地质作用两大类。
内力地质作用包括:地壳运动作用、岩浆作用、变质作用和地震作用 威力地质作用包括:风化、剥蚀、搬运、沉积和成岩。
矿物:具有一定化学成分和物理性质的自然元素和化合物。
摩化硬度顺序:1º滑石2º石膏3º方解石4º萤石5º磷灰石 6º正长石7º石英8º黄玉9º刚玉10º金刚石 岩浆岩的构造:(块状构造)流纹状构造气孔状构造杏仁状构造 岩浆岩根据二氧化硅质量分数分为:酸性岩中性岩基性岩超基性岩 沉积岩的构造:碎屑结构泥质结构结晶结构生物结构 层理构造:沉积岩最主要的构造是层理构造 沉积岩分为三类:碎屑岩类黏土岩类化学及生物化学岩类 变质矿物:石榴子石红柱石蓝晶石 常见的岩石:①岩浆岩:花岗岩玄武岩②沉积岩:砂岩泥岩页岩石灰岩③变质岩:板岩片岩大理岩 岩石的工程性质主要:物理性质水理性质力学性质 岩石的物理性质:①岩石的质量密度②岩石的相对密度③岩石的孔隙率④岩石的吸水性 岩石的水理性质:①岩石的软化性②岩石的透水性③岩石的溶解性④岩石的抗冻性 18.岩石的力学性质:岩石的强度指标岩石的变形指标 19.岩石工程性质的影响因素:岩石的矿物成分、结构、构造、水和风化作用。
20.软土:一般指天然空隙比大于或等于1.0且天然含水率大于液限、抗剪强度低、压缩性高、渗透性低、灵敏度高的一种以灰色为主的细粒土。
21.黄土的湿陷性:天然黄土受水浸湿后,在自重压力或附加压力与自重压力共同作用下产急剧而显著下沉的现象。
22.冻土:一种由固体土颗粒、冰、液态水和气体四种基本成分所组成的非均质、各向异性的多相复合体。
多年冻土:东突存在时间在两年或两年以上。
23.膨胀岩土:是一种区域性的特殊岩土,它含有大量亲水黏土矿物,在湿度变化时有较大的体积变化,但其变形受约束时产生较大的内应力的岩石。
24.底层接触关系:整合接触平行不整合接触角度不整合接触 25地质年代表:(老→新)€寒武纪O 奥陶纪S 志留纪D 泥盆纪C 石岩纪P 二叠纪T 三叠纪J 侏罗纪K 白垩纪 26.岩层产状:空间方位和产出状态。
27.岩层产状的三要素:走向、倾向、倾角 28.倾角:倾斜线和倾向线的夹角。
29.褶皱:地壳中的岩层在褶皱运动作用下,发生一系列向上和向下的波状弯曲,并保持其连续完整性,称为褶皱构造,简称褶皱。
30.褶曲的两种基本形态:背斜、向斜 31.背斜:组成背斜的岩层向上弯曲,其中心部位由相对较老地层组成,两侧由较新地层组成,两翼岩层倾向相背。
32.向斜:组成向斜岩层向下弯曲,其中心部位由相对较新地层组成,两侧由较老地层组成,两翼岩层倾向相向。
33.褶曲要素:核部、翼部、轴面、轴、枢纽 34.按轴面的产状褶曲的形态分为:直立褶曲、倾斜褶曲、倒转褶曲、平卧褶曲 35.断裂构造:是地壳中常见的地质构造,断裂构造发育地区,常成群分布,形成断裂带。
36.断裂构造分为:节理和断层。
37.简答题节理的工程地质评价:地壳中广泛发育的节理,对岩体的强度和稳定性均有不利的影响,破坏了岩体的完整性,水易沿裂缝渗入,加速岩石的风化,降低了基石的承载力,增大岩石渗透性等。
人工开挖边坡易发生崩塌和塌方。
地下卡瓦,岩体的节理裂缝影响爆破作业效果使地下工程的围岩失稳。
在这样的地区,应对其进行深入的调查研究,详细论证不利影响,采取相应措施,保证安全和正常使用。
38.断层的要素:断层面断层线段盘断距 39.断层的基本类型:按断层两盘相对位移方向可分为:正断层、逆断层和断层平移断层按断层走向与褶曲轴划分为:总断层、横断层和斜断层 40.简答题断层的地质评价:由于岩层发生强烈的断裂变动,致使岩体裂缝增多岩石破碎风化严重地下水发育,从而降低了岩石的强度和稳定性,对工程建筑造成种种不利影响因此,在公路工程建设中,如确定路线布局选择桥位和隧道位置时要尽量避开大的断层破碎带 41.地貌的形态分类:山地分为:高山、中山、低山和丘陵平原分为:高原、高平原、低平原、洼地 42.外力地貌:以外力作用为主形成的地貌分为水成地貌、冰川地貌、风成地貌、岩溶地貌、重力地貌 43.垭口的基本类型:构造型垭口(断层破碎带型垭口、背斜张裂带型垭口、单斜软弱层型垭口)剥蚀型垭口剥蚀堆积型垭口 44.断层破碎带型垭口:工程地质条件比较差岩体破碎严重不宜采用隧道方案需控制开挖深度或考虑边坡防护防止边坡发生崩塌 45.背斜张裂带型垭口:虽然构造裂隙发育,岩层破碎,但工程地质条件较断层破碎带型为好,因为两侧岩层外倾,有利于排除地下水有利于边坡稳定一般可采用较陡的边坡坡度 46.单斜软弱层型垭口:主要由页岩、千枚岩等易于风化的软弱岩层构成,两侧边坡多不对称,一坡岩层外倾可略陡一些,由于岩性松软风化严重稳定性差不易深挖否则需放缓边坡并采取防护措施 47.地下水按埋藏条件分为:上层滞水、潜水和承压水,按含水介质分为:孔隙水裂隙水和岩溶水 48.地下水与工程建设的关系:地下水的存在对建筑工程有着不可忽视的影响。
尤其是地下水位的变化,水的腐蚀性和流砂潜蚀等作用,都将对建筑工程的稳定性施工及使用带来很大影响因此从工程建设的角度研究地下水及地下水引起的环境问题据有重要意义 49.地下水位上升的危害:①地基土局部浸水、软化承载力下降建筑物发生不均匀沉降②地基一定范围内形成较大的水位差使地下水渗流速度加快增强地下水对土体的潜蚀能力引发地面塌陷③地基土湿陷④地下水位上升加剧砂土的地震液化,很大程度的削弱砂土地基在一定的覆土深度范围内的抗液化能力⑤地基土冻胀 50.地下水对钢筋混凝土的腐蚀作用类型:结晶类腐蚀、分解类腐蚀、结晶分解复合类腐蚀 51.岩体结构包括结构体结构面两个要素。
结构面是指存在于岩体中的各种不同成因不同特征的地质界面结构体是指由结构面切割后形成的岩石块体 52.结构面的成因类型:原生结构面(沉积结构面、岩浆结构面、变质结构面、)构造结构面、次生结构面 53.软弱夹层:具有一定厚度的特殊的岩体软弱结构面 54.岩体结构类型:整体状结构、块状结构、层状结构、碎裂状结构、散体状结构) 55.风化作用的概念:常温常压下,在温度变化、气体、水和生物等因素的综合影响下地壳表层的岩石在原地发生破碎分解的物理和化学变化过程 56.风化作用类型:物理风化(热力风化、冻融风化)化学风化(溶解作用、水化作用、水解作用、碳酸化作用、氧化作用)生物风化 57.影响风化作用的因素:气候因素(气候对风化的影响主要通过温度和雨量的变化以及生物繁殖状况的实现)地形因素(在不同的地形条件下风化作用也有明显的差异,它影响着风化的强度、深度和保存风化物的厚度及分布情况)地质因素(岩石的矿物组成结构和构造都直接影响风化的速度、深度和风化阶段) 58.风化工程地质意义:岩石受风化作用后改变了物理化学性质变化状况随风化程度的轻重而不同,岩石风化程度越深的地区工程建筑物的地基承载力越低,岩石的边坡越不稳定。
风化程度对工程设计和施工都有着直接的影响,工程建设前必须对岩石的风化程度、速度、深度和分布情况进行调查和研究。
59.岩石风化的调查与评价:①查明风化程度,确定风化层的工程性质便于考虑建筑物得结构和施工方法一般根据岩石的颜色、结构、破碎程度将风化层分为五个带②查明风化厚度分布便于选择最适当的建筑地点合理的确定风化层的清基和刷方的土石方量,确定加固处理的有效措施③查明风化速度和引起风化的主要因素,对那些直接影响工程质量和风化速度快的岩层,必须制定预防风化的正确措施④对风化层的划分特别是黏土的好含量和成分(蒙脱石、高岭石、水云母等)进行必要分析,因为它直接影响地基的稳定性 60.岩石风化的防治:挖除法、抹面法、胶结灌浆法、排水法 61.影响坡积层稳定性的因素:下伏基岩顶面的倾斜程度;下伏基岩与坡积层接触带的含水情况;坡积层本身的性质 62.崩塌:在陡峻的山坡以及海、湖、河流的高坡上的岩土体,在重力作用下突然而猛烈的向下倾倒崩落的现象 63.形成崩塌的基本条件:地形条件、岩性条件、构造条件、其他自然因素 64.滑坡:斜坡大量岩土体在重力和外部营力作用下,失去了原有平衡而沿一定的滑动面(或带)整体向下滑动的现象 65.滑坡的形成条件:滑坡的发生,是斜坡岩土体面平衡条件遭到破坏的结果 66.影响滑坡的因素:岩性、构造、水 67.滑坡的分类:按滑坡体主要物质组成分类(对基层滑坡、黄土滑坡、黏土滑坡、岩层滑坡)按滑坡的力学特征分类(牵引式滑坡、推动式滑坡) 68.滑坡的防治措施:排水(地表排水、地下排水)、改善滑坡体力学条件,增大抗滑力(减与压、挡:抗滑土垛,抗滑片石垛,抗滑挡土墙,抗滑桩,锚杆锚固)改善滑动面的岩土性质 69.泥石流:典型的泥石流流域分为形成、流通和堆积三个动态区 70.泥石流的形成条件:地质条件、地貌地形条件、水文气象条件、人类活动影响 71.形成泥石流的三个基本条件:①流域内有丰富的固体物质补给来源②有陡峻的地形和较大的沟床纵坡③地域的中上游有强大的暴雨或冰雪强烈消融等形成的充沛水源 72.按泥石流流域的形态特征分类:标准型泥石流、河谷式泥石流、山坡型泥石流 73泥石流的工程防治措施:防护工程、排导工程、拦挡工程、跨越工程和穿过工程 74.岩溶:石灰岩等可溶性的岩层,由于具有腐蚀性和腐蚀能力的流水的长期化学作用和机械作用以及由这些作用所产生的特殊地貌形态和水文地质现象统称为岩溶 75.岩溶发生的四个基本条件:可溶性、透水性、水的溶蚀性、流动性 76.地震震级:一次地震时,震源处释放能量的大小。
释放能力越大震级越大 77.地震烈度:地震时某一地区的地面及建筑物遭受影响的强弱程度(工程抗震起始烈度为7度) 78.地震烈度分为:基本烈度、场地烈度、设防烈度 79.地震对工程构造物破坏作用:地震力的破坏作用、地变形的破坏作用、地震促使软弱地基变形失效的破坏作用、地基激发滑坡崩塌与泥石流的破坏作用 80.工程勘察:指运用工程地质理论和各种勘察、测试技术手段和方法,为解决工程建设中的地质问题而进行的调查研究工作 81.工程勘察的目的或任务:就是根据工程的规划设计施工和运营管理的技术要求,查明、分析、评价场地的岩土性质和工程地质条件,提供场地与周围相关地区内的工程地质资料和设计参数,预测或查明有关的工程地质问题,以便使工程建设工程地质环境相互适应 82.工程勘察阶段划分:规划勘察、可行性研究勘察、初步设计勘察、施工设计勘察 83工程勘察技术方法:工程地质测绘、勘探工作、测试工作和监测工作 84.工程勘察原位测试:指在不扰动或基本不扰动土层的情况下对土层进行测试,以获得所测土层的物理力学性质指标及划分土层的一种勘察技术 85.原位测试包括:荷载试验、静力触探试验、圆锥动力触探试验、标准贯入试验、十字板剪切试验、旁压试验、现场剪切试验、波速测试、岩体原位应力测试及块体基础振动测试等多种测试 86.道路勘察中的主要工程地质问题:山岭区工程地质问题重点讨论沿河线与越岭线 87.沿河线:河岸选择、路线高度 越岭线:垭口选择、展线山坡02土木工程地质工程地质条件:工程活动的地质环境,亦称为工程地质条件,一般认为,它包括:建设场地的地形地貌、地质构造、底层岩性、不良地质现象以及地下水等。