工程地质复习资料(西南石油大学)工程地质复习资料(西南石油大学)

　 工程地质学复习资料

　绪论

　工程地质条件是指工程建筑物所在地区地质环境各项因素的综合。这些因素包括：地形地貌、地层岩性、地质构造、、水文地质条件已有的工程地质条件在工程建筑和运行期间会产生一些新的变化和发展，构成威胁影响工程建筑安全的地质问题称为工程地质问地基稳定性问题斜坡稳定性问题洞室围岩稳定性问题区域稳定性问题

　②外力地质作用主要有太阳辐射热引起并主要发生在地壳的表层，按其作用方式分为五种：风化作用、剥蚀作用、搬运作用、沉积作用、固结成岩作用。

　颜色是矿物最直观的一种性质，最常见的有自色与他色两种类型。（P7）

　条痕是矿物粉末的颜色，通常将矿物在无釉瓷板上刻画后进行观察，他对于某些金属矿物具有重要鉴定意义。（P7）

　硬度是矿物抵抗外力机械作用的强度。矿物有软到硬依次为：1—滑石，2—石膏，3—方解石，4—萤石，5—磷灰石，6—正长石，7—石英，8—黄玉，9—刚玉，10—金刚石。（P8）

　解理是指矿物受外力作用时，能沿一定方向破裂成平面的性质。分完全、中等和不完全等级别。例如：云母沿解理面可剥离成极薄的薄片，为极完全解理；石盐沿解理面破裂成立方体具有完全解理。（P8）

　断口是指矿物受外力打击后无规则地阉着解理面以外的方向破裂的 破裂面

　岩石的三大类：火成岩、沉积岩和变质岩（P8）

　火成岩大多具有块状；沉积岩是有外力作用将风化剥蚀的物质搬运后逐层沉积形成，所以具层状构造；变质岩在变质作用中岩石受到较高的温度和具有一定方向的挤压作用，其组成矿物则依一定方向并行排列，因而具有偏离构造。(P10)

　火成岩又称岩浆岩，占地壳岩石体积的64.7％,在大陆或海洋，在地表或地下都有广泛分布。火成岩的结构主要是指矿物颗粒的大小和结晶程度等，最常见的有：①、显晶质结构，主要是深沉岩具有的结构；②斑状结构，主要是浅成岩或喷出岩所具有的结构；③隐晶质结构，常为浅成岩或喷出岩所具有的结构；④玻璃质结构，为喷出岩所具有的结构。（P10-11）

　火成岩的构造是指岩石外表的整体特征，常见的有：①块状构造；②气孔与杏仁构造；③流纹构造（特有）（P11）

　。

　火成岩的分类：1按火成岩的SIO2含量，分成超基性岩、基性岩、中性岩及酸性岩；按岩浆冷凝环境，分成侵入岩和喷出岩，侵入岩又可分为深成岩和浅成岩。（P11）表格见（P12）

　沉积岩占地壳岩石总面积的7.9％，是三大类岩石中在地表分布最广的。占地壳表面积的75％。

　沉积岩的构造：①层理结构（最基本最特别） ②递变层理 ③波痕与泥裂 （P14）

　变质岩的构造：变成构造（变晶构造）：片理构造；片麻构造，板状构造；斑构造；块状构造。变余构造是变质岩中的残留原岩的构造。（P17）

　接触变质作用是指温度升高、岩石受热后矿物发生重结晶、物质成分重新组合等变化而化学成分无显著改变者称为接触热变质作用。区域变质作用是高温、高压等因素联合作用于一个广大地区范围内的变质作用。动力变质作用与断裂构造有关，出现在断裂带两侧。(P17)

　区域变质作用是高温高压等因素联合作用于一个广大地区范围内的变质作用。（P17）

　动力变质作用与断裂构造有关，出现在断裂带两侧。

　岩石的主要物理性质：比重、重度、孔隙性、吸水性（岩石在通常大气压下的吸水能力）、软化性（岩石受水作用后强度和稳定性降低的特性）、抗冻性

　影响岩石物理力学性质的因素：①矿物成分；②岩石的结构构造；③构造裂隙和风化作用

　地质年代与第四纪地质概述

　地质学以相对年代和绝对年代两种方法计算时间。表示地质事件发生的先后 顺序为相对年代，表示的士时间发生至今的年龄称为绝对年代（同位素年龄）。地层层序律是确定地层相对年代的基本方法。（P20）

　相对年代的确定：①地层层序律：确定相对地层年代的基本方法，未经过构造运动改造的层状岩层大多为水平岩层，水平岩层的层序一般为下老上新；岩层倾斜，则倾斜面以上的岩层新，倾斜面一下的岩层老；倒转岩层，与水平岩层相反。②生物层序律：不同的地质年代的岩层中含有不同类型的化石组合，在相同的地质时期的相同地质环境下形成的地层，如果原先的海洋与陆地是相通的，则都含有相同的化石。③切割律：不同时代的岩层或岩体常被侵入岩侵入穿插，就侵入岩与围岩相比，侵入者时代新，被侵入者时代老。（P20-21）

　地质年代表：地质年代单位包括宙、代、纪、世，与其相对应的年代地层单位分别是宇、界、系、统。（以上由大到小顺序排列，地质年代表见（P22））。

　（QNEKJTPCDSO∈Z）新到老

　第四纪沉积物

　石经物理风化和化学风化作用后残留在原地的碎屑物称残积物或残积土，因其成层覆盖在地表，故又称残积层。（P25-26）

　水或雪水将高处的风化碎屑物质洗刷而向下搬运，或由本身的重力作用，堆积在平缓的斜坡或坡脚出，成为坡积物。（P21）

　雨或融雪水将山区或高地的大量碎屑物沿冲沟搬运到山前或山坡的低平地带堆积而成的称为洪积物。（P26）

　④ 河流沉积物成为冲积物（河床冲击土、河漫滩冲击土、牛轭湖冲击土、河口三角洲冲击土）。（P27）

　地质构造

　岩层的产状三要素（走向、倾向、倾角）表示方法有：

　（1）向∕倾向（象限）、倾角，如330°∕WS∠30°；

　⑵倾向、倾角，如240°∠30°等。（注：要能在图中相应的找出。）（P29）

　构造运动：构造运动使岩层发生变形与变位，形成的产物称为地质构造，常见的地质构造有褶皱、断层和节理。（P29）

　地层接触关系：①整合接触（新老地层产状一致，时代连续）；②假整合接触（平行不整合接触，新老地层产状平行一致，时代不连续）；③不整合接触（角度不整合接触）；④侵入体的沉积接触；⑤侵入接触；⑥断层接触（P32）

　岩层露头线特征：水平岩层、直立岩层和倾斜岩层露头线分布特征是不相同的。（P30）

　褶皱要素（四个要素要能在图中相应找出）：① 核部 ② 翼部 ③ 枢纽 ④ 轴面（P32）

　褶皱的类型：背斜是两翼岩层以核部为中心向两侧倾斜，形态上是岩层向上弯曲。向斜是两翼岩层向核部倾斜，形态上市岩层向下弯曲的褶皱。（P32）

　褶皱构造的工程地质评价：褶皱的互补是岩层强烈变形的部位，一般是背斜的顶部和向斜的底部发育有拉张裂隙。在变形强烈时，沿褶皱核部常有断层发生，造成岩石破碎或形成构造砂岩带。此外，地下水多聚积在向斜核部，背斜核部的裂隙也玩玩是地下水富集和流动的通道。由于岩层构造变形和地下水的影响，所以公路、隧道工程或桥梁工程在褶皱核部容易遇到工程地质问题。褶皱的翼部不同于核部，具有另一类工程地质问题。在褶皱两翼形成倾斜岩层容易造成顺层滑动。（P35）

　节理与断层：断裂构造包括节理与断层，沿破裂面无明显位移的成为节理，有明显位移滑动的称断层。（P36）

　节理的类型：按节理成因：原生节理（成岩过程形成的节理）和次生节理（岩石成形后形成的节理，包括非构造节理和构造节理），

　断层的类型：① 正断层 是沿断层面倾斜线方向，上盘相对下降，下盘相对上升的断层；（注：规模巨大，同时上盘沿波状起伏的低角度断层面作远距离推移的逆掩断层称为推覆构造）；② 逆断层 是沿断层面倾斜方向，上盘相对上升，下盘相对下降的断层；倾角大于45°为高角度逆断层，小于45°为低角度逆断层③ 平移断层 是断层两盘然断层走向方向发生位移的断层。又分为右行（右旋）和左行（左旋）平移断层（P38-39）

　断层复合命名中后面的一种运动方式是主要的。

　断层存在的标志：（1）地质体不连续；（2）断层面（带）的构造特征；（3）地貌和水文等标志(P40)

　 断层的工程地质评价：作为不连续面的断层是影响岩体稳定性的重要因素，这事因为断层带岩层破碎强度低，另一方面它对地下水、风化作用等外力地质作用往往起控制作用。断层对工程建设十分不利。特别是道路工程建设中，选择线路、桥址和隧道位置时，应尽可能避免断层破碎带。（P43）

　活断层：是指现在正在活动或最近地质时期（全新世，1万年）发生过活动的断层。(P43)

　地震烈度可分为基本烈度、建筑场地烈度和设防烈度。

　地震效应：①地震力效应；②地震破裂效应；③地震液化和震陷；④地震激发地质灾害；⑤地震引发的海啸

　活动性断裂的判别标志：（1）地质标志；（2）地质标志；（3）地壳形变测量、地球物理和地球化学标志及同位素年龄测量；（4）遥感影像翻译方法

　五、地下水

　含水层和隔水层：含水层是指能够给出并透过相当数量重力水的岩层。构成含水层的条件是，一是岩石中要有空隙存在，并充满足够数量的重力水；二是这些重力水能够在岩石空隙中自由运动；隔水层是指不能给出并透过水层的岩层。（P51）

　上层滞水、潜水、承压水：①包气带中局部隔水层之上的重力水称上层滞水,埋藏接近地表，接受大气降水的补给，补给区与分布区一致，以蒸发的形式或隔水底板边缘排泄。②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叫潜水，主要由大气降水、地表水、凝结水补给；③充满于两个稳定的隔水层间的重力水称为承压水。(P52-55)

　孔隙水、裂隙水、岩溶水：①孔隙水：存在于松散岩层的孔隙中，这些松散岩层包括第四系和坚硬基岩的风化壳；它的存在条件和特征取决于岩石的孔隙情况，可形成上层滞水、潜水、承压水。②裂隙水：埋藏在坚硬岩石裂隙中的地下水称为裂隙水，主要分布在山区和第四系松散覆盖下面的基岩中，它的性质和发育程度决定了裂隙水的存在和富水性，可分为风化裂隙水、成岩裂隙水、构造裂隙水。③岩溶水：埋藏于溶裂隙水中的重力水称为岩溶水。（P55-56）

　达西线性渗透定律（P57）

　地下水引起的问题：①地基沉降；②流沙；③潜蚀对建筑工程的影响；④地下水的浮托作用；⑥基坑突涌；⑦地下水对钢筋混凝土的腐蚀。（P58-59）

　六、地表作用

　化学风化指岩石在水、水溶液和空气中的氧和二氧化碳等的作用下所发生的溶解、水化、水解、碳酸化和氧化等一系列复杂的化学变化。化学风化的方式主要有：溶解作用、水化作用、水解作用、碳酸化作用、氧化作用。（P62）

　风化作用的类型：物理类型；化学风化、生物风化

　影响风化作用的因素:①气候因素；②地形因素；③地质因素

　靠近主槽、洪水时淹没、平水时出露的滩地称为河漫滩。河流阶地是在地壳运动与河流的侵蚀、沉积作用综合作用下形成的。（P70-71）

　阶地的级数是由下而上按顺序分级的，即把高于河漫滩的最低一级阶地称一级阶地，向上依次为二级阶地、三级阶地等。根据河流阶地的物质组成，可将其分为侵蚀阶地、堆积阶地和基座阶地三类。（P71）

　岩溶作用的基本条件：岩石的可溶性、透水性，水的溶蚀力、流动性。（P74）

　岩溶区的主要工程地质问题：①地基稳定性及塌陷问题；②渗漏和突水问题

　陡峻的斜坡上，被裂隙切割的巨大岩块，在重力的作用下突然脱离母岩向下倾倒、翻滚、坠落的现象称为崩塌。（考名词解释）（P78）

　崩塌的条件：（1）地形地貌条件：大多发生在斜坡高度大于30m，坡度大于45°，坡面凹凸不平，且上陡下缓，高而陡的斜坡上；（2）岩性条件：坚硬、厚层状的岩石多形成搞陡斜坡；（3）地质构造条件：构造面的倾斜方向和山坡斜向一致，倾角小于山坡的坡角，已发生

　泥石流是泥、砂、石块等碎屑物与水、气形成的运动性物流，是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性洪流。泥石流爆发突然、运动速度快、破坏力强，是山区最常见的地质灾害。其形成条件是：地形条件（泥石流形成区（上游）、泥石流流通区（中游）、泥石流堆积区（下游））、地质条件、水文气象条件、人为因素。（P79-80）

　 滑坡是斜坡上土体、岩体或其它碎屑物沿一定的滑动面作整体下滑的现象。（P80）

　斜坡变形破坏的防治措施

　 ① 排水 对滑体以外的地表水，可用拦截的旁引的方法；对与滑体中的地下水，可用水平排水廊道或竖向排水井的办法将水排出。

　 ② 降低下滑力和增加抗滑力 降低下滑力主要通过刷方减重；提高抗滑力的措施如直接修筑支挡建筑物、用锚杆进行固定等。

　 ③ 改变滑带土的性质 对于岩质斜坡，可采用水泥或化学灌浆；对于土质斜坡，可采用电化学加固法、冻结法和焙烧法等。（P86）

　七、 沿途工程地质分级与分类

　影响岩体工程性质的因素主要有岩石强度和质量、岩石完整性、风化程度、水的影响。（P93）

　岩体基本质量分级的因素应是岩石坚硬程度和岩石完整程度。（P95）

　流动状态和可塑状态的界限含水量称为土的液限（WL），可塑状态和半固体状态的界限称为土的塑性（WP），液限和塑限的差值称为土的塑性指数（IP＝WL-WP）（P92）

　非自重湿陷性黄土是指黄土浸水后在饱和自重压力下不发生湿陷，只有在附加一定压力后浸水才发生湿陷的湿陷性黄土在上覆土层自重应力作用下，或者在自重应力和附加应力共同作用下，因浸水后土的结构破坏而发生显著附加变形的土称为湿陷性土①正确划分地基土类型;②确定地基土的物理学性质并研究其均匀性;③确定地基土的承载力;④评价地下水的水位变化情况级其侵蚀性;⑤地基变形验算;⑥场地地震效应评价;⑦研究地基土在勘察施工工程运营中可能产生的变化，并突出应采取的措施。(P129)（可不记）

　九、地下洞室

　9、4、1地下洞室的主要工程地质问题、

　1、地下洞室位置的选择

　①总体位置应在区域稳定性好，地震活动相对稳定

　②建洞山体应选择山形完整，冲沟、滑坡、崩塌不发育，山体高度和土层厚度能满足工程需要的地段。

　③洞口宜选在山体坡度较大（大于30°），岩层完整，松散覆盖层较薄或基岩裸露的地段。

　④洞轴线宜与岩层走向方向垂直或以大角度相交有利于洞室的稳定；应避开褶皱轴部，因背斜轴部往往破碎，而向斜轴部往往富集大量地下水，对洞室工程极为不利。

　2、围岩稳定性与山岩压力

　围岩是指地下洞室周围一定范围内，对工程稳定性能产生影响的岩体。

　山岩压力通常是指围岩发生变形或破坏作用在洞室衬砌上的力。山岩压力是评价洞室围岩稳定性的主要内容，也是衬砌设计的主要依据。

　地下水与洞室涌水问题

　有害气体与岩爆