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工程地质总结

一、绪论1、工程地质的含义:将地质学的原理运用于解决工程地基稳定性问题的一门学问,研究与工程建筑活动有关的地质学问题的科学。

2、工程地质的任务:A、评价工程地质条件,阐明地上和地下建筑工程兴建和运行的有利和不利因素,选定建筑场地和十一的建筑型式,保证规划、设计、施工、使用,维修顺利进行B、从地质条件与工程建筑相互作用的角度出发,论证和预测有关工程地质问题发生的可能性、发生的规模和发展趋势C、提出建议改善、防治或利用有关工程地质的措施,加固岩土体和地下水的方案D、研究岩体、土体分类和分区及区域性特点E、研究人类工程活动与地质环境之间的相互作用与影响3、工程地质条件:指工程建筑所在地区地质环境各项因素的综合,包括地基岩性、地质构造、水文地质条件、地表地质作用、地形地貌、天然建筑材料4、工程地质问题:威胁影响工程建筑安全的地址问题,包括地基稳定性问题、斜坡稳定性问题、洞室围岩稳定性问题、渗漏、沉降变形、天然建筑材料的储备和质量问题二、地壳的物质组成1、地质作用:形成和改变地壳物质组成以及塑造地壳面貌的自然作用2、地质作用类型:内力地质作用:构造运动、地壳运动、岩浆作用、变质作用、地震外力地质作用:风化作用、剥蚀作用、搬运作用、沉积作用、固结成岩作用3、内力与外力之间的关系:内力作用决定地表的基本形态和内部构造,是地表形态的塑造者外力作用破坏和重塑地表形态,是地表形态的雕刻师地表上升,遭受剥蚀;地壳下降,接受沉积4、矿物(mineral):地壳中的元素在各种地质作用此下形成的天然单质或化合物5、鉴别矿物的主要特征:A、颜色和条痕:颜色:白色、他色、假色;条痕:矿物粉末的颜色B、透明度和光泽:透明度:矿物允许可见光透过的程度;光泽:自强而弱分为:金属光泽、半金属光泽、金刚光泽、玻璃光泽、油脂光泽与树脂光泽、丝绢光泽、珍珠光泽、土状光泽C、硬度:由软到硬,滑石、石膏、方解石、萤石、磷灰石、正长石、石英、黄玉、刚玉、金刚石(滑石方,萤磷长,石英黄玉刚金刚)D、解理与断口:解理:完全、中等、不完全(根据是否易于沿解理破裂以及解理免的大小和平整光滑程度)E、密度F、弹性、挠曲、延展性(解理:矿物受外力作用时,能沿一定方向破裂成平面的性质断口:矿物受外力打击后无规则地沿着解理面以外方向破裂、其破裂面称为断口)6、岩石:地壳的基本物质组成,是内、外动力地质作用的产物,由矿物组成。

7、岩石的分类:火成岩:岩浆作用;沉积岩:外力地质作用;变质岩:变质作用。

8、火成岩类型及特征:11页表2.19、火成岩产状、成分、结构与构造:产状:岩基、岩株、岩墙、岩床、岩盖与岩盆成分:长石、云母、石英、铁磷矿物结构:全晶质结构(主要为深成岩和浅成岩的结构,部分喷出岩有时也具有)半晶质结构(主要为浅成岩、部分喷出岩有时也有)非晶质结构(为部分喷出岩)构造:块状结构:分布杂乱无章,不显层次,致密块状(花岗岩、花岗斑岩等一列深成岩、浅成岩)流纹构造:由一些不同颜色的条纹和拉长气孔定向排列,形成的流动状构造(仅出现于喷出岩)气孔构造:岩浆凝固时,探发性气体未能及时逸出,在岩石中留下圆形、椭圆形、长管型孔洞(常为玄武岩等,喷出岩同时具有,分布于熔岩表面)杏仁状构造:岩石中的气孔为后期矿物充填形成一种形似杏仁的构造(玄武岩、安山岩,分布于熔岩表面)10、沉积岩形成途径:A、碎屑岩:机械搬运、沉积、固结成岩;B、生物化学岩:水溶液沉淀而形成化学岩物质组成:碎屑组成、粘土矿物、化学沉积矿物、有机物及生物残骸分类:沉积碎屑岩:砾石、砂岩、粉砂岩、火山角砾岩、凝灰岩粘土岩:泥岩、页岩化学及生物化学岩类:石灰岩、白云岩等结构:A、碎屑结构:砾状结构、砂质结构、粉砂质结构B、泥质结构:泥岩、页岩等粘土岩主要结构C、结晶结构:石灰岩、白云岩等化学岩的主要结构D、生物结构:生物化学岩所具有的的结构构造:层理构造:平行层理、交错层理递变层理波痕与泥裂11、变质岩结构:变晶结构、变余结构12、常见变质岩:板岩、千枚岩(强度低、抗风化能力差、易剥落、由泥质岩变质而成、片理面有丝绢光泽,外表呈黄绿褐红黑)、片岩、片麻岩、石英岩(油脂光泽,常为白色,强度高,抗风化能力强,由石英砂岩变质而成)、大理岩(呈纯白色,强度中等,硬度较小)1、相对地址年代确定方法:地层层序列;生物层序列;切割率(包裹者新,被包裹者老)2、地质年代表:宙(宇)代(界)纪(系)世(统)四、地质构造1、地质构造:构造运动使岩层发生变形,形成的产物称为地质构造2、地址构造的类型:褶皱(fold)断层(fault)节理(joint)3、岩层的产状要素:走向strike:层面与水平面交线的延伸部分倾向clip:层面上与走向垂直并指向下方和直线,它的水平投影方向为倾向倾角clip angle:层面上与水平面所夹的最大锐角5、岩层:上下两个层面之间岩石特征基本类似的组合。

6、岩层的产状:岩层的空间位置7、露头线:指岩层层面或断层、节理面等与地面的交线8、水平岩层露头线:与地面等高线平行重合,但不相交9、直立岩层露头线:呈直线延伸,不受地形影响,其延伸方向即为岩层走向10、斜岩层露头线:呈“v”字形态11、V型露头线分布规律:A、岩层倾向与地表坡向相反时,在沟谷处“V”字露头线顶尖端指向沟谷上游B、倾向与坡向相同时,岩层倾角大于地面坡角,尖端指向沟谷下游C、倾向与坡向相同,但岩层倾角小于地面坡角尖端指向沟谷上游12、地层接触关系:整合接触、假整合接触、不整合接触、侵入体旳沉积接触、侵入接触断层接触13、褶皱:岩层受力而发生弯曲变形14、褶皱的要素:核部core、翼部limb、枢纽hinge、轴面axial plane15、褶皱的基本形态:背斜anticline:岩层向上弯曲,核部新,两翼老向斜syncline:岩层向下弯曲,核部老,两翼新16、褶皱类型:直立褶皱、斜歪褶皱、倒转褶皱、平卧褶皱、翻卷褶皱17、节理:岩石中的裂隙,是未发生明显位移的断裂18、节理的类型:按成因:原生节理和次生节理按力学性质:张节理(特点:张性破裂面;产状不稳定,延伸不远,场侧列产出;粗糙不平,无擦痕,常绕过砾石;多脉体充填,脉的宽度变化大;追踪共轭剪节理,呈锯齿状,呈单列或组合)和剪节理(特点:产状稳定、延伸远;平直光滑,节理面上常有擦痕;切过砾石和胶结物;常构成共轭节理系;单组节理等间距出现)节理影响岩体强度和稳定性,为地下水流通提供条件,加速风化作用19、断层:岩层受力发生破裂,破裂面两侧岩块发生明显的位移20、断层要素:断层面、断层线、断层盘21、断层类型:按断层两盘相对运动分类:正断层:上盘下降,下盘上升逆断层:上盘上升,下盘下降平移断层:两盘走向发生位移22、断层组合类型:阶梯状断层:正断层平行排列,产状大致相同地堑与地垒:走向大致相同,倾向相反,相质相同的断层组成叠瓦构造:产状大致相同的逆断层平行排列23、断层存在标志:地质界线不连续;断层面上有镜面、擦痕与阶步,牵引构造、断层岩;地貌与水文(串珠状分布的湖泊、洼地和带状分布的泉水)等标志24、形成的时代基本原则:断层发生的年代晚于被断最新地层的年代,以不整合覆盖在断层上的最老地层年代25、活断层:指现在正在活动或在最近地质时期发生过活动,不就还会活动的断层26、活断层特点:活动方式:A、蠕动:连续、较小的应力降,伴小震或无震B、粘滑:快速错动,无明显位移规模与活动速率:A、规模:a、长度:M≥8,L>500㎞M=7~7.9,L>100㎞M=6~6.9,L>10㎞b、切割深度:大多数地震震源深度比沉积盖层厚度大B、活动速率:不足10mm/a五、地下水groundwater1、地下水类型:按埋藏条件分:上层滞水、潜水、承压水按含水层性质分:孔隙水、裂隙水、岩溶水2、上层滞水:包气带中局部隔水层上之上的重力水。

特点:分布不广,埋藏接近地表,接受大气降水的补给。

具有季节性,动态变化不稳定3、潜水:埋藏在地面以下第一个稳定隔水层之上具自由水面的重力水,主要分布在第四纪松散沉积层中。

特征:与大气相通,自由无压水面,承受一个大气压补给水与分布区一致,大气降水补给潜水动态(流量、水温、成分)受水分气象影响,具有明显季节性变化特征易污染在重力作用下,由高位水向低位水渗流,服从达西定律对建筑物稳定性和施工均有影响4、承压水:埋藏冰充满上下两个稳定隔水层之间,具有承压性质的地下水特征:有稳定的隔水顶板,无自由表面承受静水压力及上覆地层压力分布区与补给区不一致动态稳定,受气候水文影响小含水层厚度稳定,不易污染可引起基坑突涌,破坏坑底稳定性5、等水位线:潜水面上标高相等的各点的连线6、等水位线用途:A、确定潜水流:垂直等水位线的方向为流向B、计算水的水力坡度C、确定潜水与地表面之间的关系:流向指向河流,潜水补给河水,反之河水补给潜水D、确定潜水埋藏深度:地形等高线—等水位标高= 潜水埋藏深度E、确定潜水或沼泽的位置:潜水等水位线与地形等高线高程相等处7、等水压线:测压水位(承压水位)相同点的连线8、承压水等水压线用途:A、判断承压水流向B、计算水力坡度C、确定初见水位、承压水位的埋深及承压水头的大小等等水压线—顶板等高线=承压水头地形等高线—等水压线=承压水埋藏深度10.地下水引起的工程地质问题:A、地基沉降:在松散沉积层中进行深基础施工时,需降低地下水位,若降水不当,会使周围地基固结沉降B、流砂:当地下水自下而上渗流时,若地下水的动力水压大于土粒的浮容重,土会产生流动的现象C、潜蚀:机械潜蚀:指土粒在地下水的动水压力大于土粒的浮容重时,土会产生流动的现象化学潜蚀:指地下水溶解土中的易溶盐成分,使土粒间的结合力和土的结构破坏,土粒被水带走,形成洞穴作用。

D、地下水的浮托作用:当建筑物基础底面位于地下水位时,地下水对基础底面产生静水压力,即浮托力。

进行地基承载力计算时应考虑浮托力E、基坑突涌:当基坑下浮有承压水层时,开挖基坑减小了底部隔水层的厚度,当隔水层较薄经受不住承压水头压力作用时,承压水的水头压力会冲破基坑底板F、地下水对钢筋混凝土的腐蚀:结晶类腐蚀、分解类腐蚀、结晶分解复合类腐蚀六、地表地质作用1、风化作用:暴露于地表的岩石和矿物,在温度变化以及水、二氧化碳。

氧气及生物等因素的长期作用下。

发生化学分解和机械破碎的作用2、风化作用类型:物理风化:热力风化、冻融风化化学风化生物风化3、影响风化作用的因素:岩性、地质构造、气候、地形、地下水4、风化防治方法:挖除法、抹面、胶结灌溉、排水法5、岩溶作用:以地下水为主,地表水为辅,以化学过程为主,机械过程为辅的对可溶性岩石的破坏和改造作用6.、岩溶作用条件:岩石的可溶性、岩石的透水性、水的溶蚀力、水的流动性7、岩溶区的主要工程地质问题:地基稳定性及塌陷问题、渗漏和突水问题8、斜坡:具有倾向临空面的地质体9、斜坡变形:松动、蠕动;斜坡破坏:崩塌、滑坡10、崩塌:陡峻斜坡上,岩坡突然而猛烈的乡下倾倒,翻滚,崩落的现象11、防治措施:清除坡面围岩;加固坡面;危岩支顶;拦截防御12、滑坡:斜坡上岩土体沿着连续贯通的破坏面向下滑动的过程和现象13、滑坡的防治:防治原则:以防为主,及时果断,应分清缓急,应区别轻重防治措施:挡、排、削、护、绕(支挡加固、防渗与排漏、削坡减载、防冲护坡、土质改良、防御绕避)14、泥石流:泥、砂、石块等碎屑物与水、气形成的运动性物流,由暴雨或融雪所激发,固体碎屑与水共同在重力作用下发生的暂时想洪流15、形成条件:A、地形条件:形成三面环山一面出口;流通区多为狭窄深陡的峡谷;堆积区多为开阔平坦的山前平原或河谷阶地B、地质条件:岩性破坏、地质构造复杂C、水文气象条件:暴雨和高山冰川积雪的急剧消融D、人为因素16、地震:接近地球表面岩层中的构造运动,以弹性波的形式,释放应变能而引起地壳表面快速震动的现象与震动七、岩土工程地质分级与分类1、影响岩土体的主要因素:内部因素:矿物成分、结构、构造外部因素:水的作用、风的作用2、分类的独立因素:岩石材料的质量岩体的完整性、结构面产状、,偶读、声波等水理状态地应力其他因素(岩性是作重要的因素)3、土是固体颗粒、水和气体三部分组成的三相体系4、工程岩体质量的初步分级:A、岩石坚硬程度的确定:定性划分:硬岩石:坚硬岩,较坚硬岩软质岩:较软岩,软岩,极软岩定量确定:抗压强度PcB、岩体完整程度的确定:定性划分:完整、较完整、较破碎、破碎、极破碎定量确定:岩体完整程度的定量指标采用岩体完整性指数Kv实测值八、工程地质勘查1、工程地质勘查的目的与任务:预测新问题、制定措施、提出建议、选择场地、作出评价、分析问题、查明条件2、工程地质测绘的内容与方法:内容:包括工程地质条件的全部要素方法:像片成图法实地测绘法:路线法、布点法3、工程地质勘测的方式:坑深钻探物探:电阻率法、磁法、地震法、重力法、放射性勘测4、原位测试方法:载荷试验:用于确定地基上的承载力、变形模量、不排水抗剪强度、标准贯入试验:静力触探试验:用于划分土层、估算地基土的物理力学指标参数、测定地基土的承载力,估算单桩承载力及判定砂土地基的液化等级等标准贯入试验:划分土的类别或土层剖面、判断砂土密实度及地震液化问题、判断粘性土的稠度状态及c、ψ,评定土的变形模量Eo和压缩模量Es,确定砂土、粘性土和粉土的地基承载力5、现场检测内容:地基沉降与位移检测:地基与基础沉降观测土体内部沉降观测地基与基础水平位移观测土体内部水平位移观测地基中土应力观测:土中土应力观测土中空隙水压力观察6、工程地质勘察报告的主要内容:绪论:部分主要说明勘查工作任务,采用方法,取得成果等通论:主要阐明工作区工程地质条件,区域自然地理和地质背景也应作适当报告专论:整个报告中心内容,主要论证工程建筑所涉及建筑有关工程地质问题,评价工程的适宜性,提出防治不良地质作用措施的建议结论:在专论的基础上,对各种具体问题给予简要的结论性意见。

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