工程地质总复习提纲

　第 1 章 地质学—一门关于地球的科学 研究对象—主要是固体地球的上层

　 1、研究组成地球的物质（矿物学、岩石学、地球化学）

　2、阐明地壳及地球的构造特征，即岩石或岩石组合的空间分布（构造地质学、区域地质学、地球物理学）

　3、研究地球的历史及以栖居在地质时期(太古代菌澡类第四纪现代人类)的生物及其演变（古生物学、地史学、岩相古地理学）

　4、地质学的研究方法与手段（同位素地质学、数学地质学、遥感地质学(汶川地震后及时地图)）

　5、研究应用地质学以解决资源探寻、环境地质分析与工程防灾问题

　1.地质分析法 （定性论证法，工程地质学的基本研究方法）

　 以地质学和自然历史的观点分析研究建筑地区周围其它自然因素和条件，了解在历史过程中对建筑地区工程地质条件的影响和制约程度，从而认识建筑地区工程地质条件的形成及其发展趋势。

　2.力学分析法（定量预测法）

　建立模型进行计算和预测（如地基稳定分析、地表沉降计算）

　3 工程类比法与实验法等密切结合

　 根据条件类似地区已有资料对研究区地质问题进行定量预测，并结合相关实验（室内、现场）方法。

　地基-----土层中附加应力和变形所不能忽略的那部分土层。承受建筑荷载并受其影响的该部分地层 。

　基础-----把埋入土层一定深度的建筑物向地基传递荷载的下部承重结构。

　基础作用 1、承受上部结构荷载 2、向地基 传递压力 3、调整地基变形

　 基础埋深：从设计地面（一般从室外地面 ）到 基础底面的 垂直距离叫～。

　持力层：直接与基础地面接触的土层。

　（基础直接坐落的土层）

　下卧层：地基内持力层下面的土层叫～。

　软弱下卧层：地基承载力低于持力层的下卧层叫～

　强度条件 ：作用在基础底面的压力必须小于等于地基承载力。

　变形条件 ：基础沉降不得超过地基变形容许值。也就是说将地基变形值必须限制在建筑所允许的范围内。

　 第 2 章 地球具有层圈构造，地壳是固体地球最外部的层圈。塑造地壳面貌的自然作用称地质作用。元素、矿物、岩石是组成地壳的基本单位。

　火成岩 是岩浆作用的产物， 沉积岩 是外力地质作用的产物， 变质岩 是变质作用的产物。它们都有各不相同的矿物成分、结构构造特性和代表性岩石。

　各种内力地质作用是相互关连的：1.构造运动形成断裂，引起地震，并为岩浆活动创造通道。

　2.构造运动和岩浆活动引起变质作用。3.构造运动在内力地质作用中起主导地位。

　外力地质作用一般按风化→剥蚀→搬运→沉积→硬结成岩的程序进行。

　大陆以剥蚀为主，海洋以沉积为主。山区以剥蚀为主，平原以沉积为主。

　内力和外力地质作用的关系：

　内力地质作用决定地表的基本形态和内部构造—地表形态的塑造者。

　外力地质作用破坏和重塑地表形态—地表形态的雕刻者。地壳上升时，遭受剥蚀。地壳下降时，接受沉积。

　矿物—具一定化学成分和物理性质的自然元素和天然化合物。

　 各种地质作用的产物，是岩石的基本组成部分。

　 矿物具有确定的内部结构，其内部原子或离子在三维空间成周期性重复排列—晶体

　火成岩（岩浆岩）由地下深处的高温高压熔融的岩浆以侵入或喷出方式直接冷凝而成。

　侵入岩 深成岩（地表以下 5KM 至 10-20KM）产状：

　①岩基

　 ②岩株 浅成岩（小于 5KM）产状：

　①岩墙

　 ②岩床

　③岩盖和岩盆 喷出岩 中心式喷发：火山锥熔，岩流 裂隙式喷发：熔岩被

　 1.花岗岩 结晶粒状深成岩，白石英， 长石和云母（黑）组成。

　颜色—灰白色、灰色、肉红色等。

　密度 2.7，致密坚硬、空隙小、强度大、良好的建筑材料。

　2.闪长岩

　中性深层侵入岩。由斜长石、角闪石组成，有少量黑云母。

　颜色较深—深灰色、灰绿色。

　全晶质粒状结构。

　密度 2.6~3.1，强度大，良好的建筑材料。

　3.辉长岩

　基性深成侵入岩，由辉石、斜长石为主，少量橄榄石。

　颜色深—灰色至灰黑色 中粗粒全晶质等粒结构。

　具有力学强度，良好的建筑材料。

　4.流纹岩酸性火山喷出岩。

　斑状结构，常发育成流纹构造。

　颜色—灰红色，有时灰黑色和紫色

　 性脆 5.安山岩

　中性喷出岩，斑状结构；

　灰、灰褐、紫色

　 较强，可作建筑材料。

　6.玄武岩

　分布最广泛的火成岩

　 主要由斜长石和辉石组成

　 呈暗灰色至黑色 隐晶质结构或斑状结构，具气孔和杏仁构造

　力学强度高，良好的建筑材料。

　7.辉绿岩

　浅层侵入岩 ，由斜长石、辉石组成

　 灰黑至灰色

　力学强度大、良好的建筑材料。

　沉积岩

　地表岩石破坏，经搬运后沉积硬结成岩

　地表分布最广，占地壳表面积 75% 按形成途径分两种 ：

　碎屑岩

　 化学岩（蒸发岩）

　碎屑矿物：石英和粘土矿物，其次是长石和云母 化学矿物：碳酸盐矿物方解石、文石、白云石等

　侵入到岩层裂隙冷凝 形成（岩墙）

　岩基边缘的分枝或独立侵入规模巨大岩体（岩基）

　岩体成层状，平行沉积岩层理上凸（岩盖）

　下（ 岩盆 ）

　三大类岩石的肉眼鉴别

　 岩浆岩的鉴别方法

　先看颜色,再看结构和构造,然后看矿物成分. 沉积岩的鉴别方法

　先看结构,再看成分. 变质岩的鉴别方法

　 先看构造,再看成分

　第 4 章

　岩层的产状要素表示方法：①象限角表示法

　常用走向、倾向和倾角象限表示。如 NW330°, SW240 °∠30°，即走向为北偏西 330°，倾向向南西倾斜 240

　，倾角为 35°。

　②方位角表示法

　常用倾向和倾角表示。如 310°∠35°，310°是倾向方位角，35°是倾角，走向可根据倾向加减 90°后得到。

　 核部：剥蚀后出露在地层的褶皱中心部位 地层 翼部：褶皱核部两侧的地层 枢纽：同一褶皱层面的最大弯曲点联线 （直线、曲线、水平线、倾斜线）

　轴面：褶皱内各相邻褶皱面上的枢纽连成 的轴面（平面、曲面）

　轴迹：轴面与地面或其它任何平面交线

　节理对工程的影响

　直接→ 破坏岩体的完整性，加速风化作用、地下水的活动及岩溶发育 间接→ 降低地基岩体的强度及稳定性：建筑物、坝基、桥基、边坡

　对工程施工的不利影响：涌水、坍塌

　断层的工程性质评价 岩体被断裂构造切割成为不连续体 其上不连续面是断层、节理、层面（结构面）

　断层影响岩体稳定性－断层带岩石破碎强度低 断层对工程建设不利－支护、加固（隧道工程）

　降低地基岩体强度

　 造成地基及场地稳定性问题

　地基变形影响

　 施工中的问题坍塌和涌水

　 断层地震 对大型工业民用建筑选址不利

　 对大型桥位选址不利

　 对道路选线若与断层走向平行

　 易产生边坡滑塌

　对隧道工程易产生洞顶坍落

　对区域稳定性的影响不利

　区域稳定性：指工程建设地区的一定范围内，在内外动力的作用下，现今地壳及表层的稳定程度，以及这种稳定程度与工程建筑物之间的相互作用和影响。

　活断层的判断标志 1、地质标志 （1）地质构造图

　2）断层崖

　断层快速运动，相对上升的一盘 在地表形成陡崖

　（3）崩积楔

　在外力地质作用下，断崖物质经剥蚀再沉积，堆积在崖脚下呈楔形或不等边三角形，厚度不超过垂直断距。

　（4）裂隙中的填充物

　（5）槽探：向地下开挖，干扰少，真实性强，经济有效

　活断层对工程的危害：

　1. 直接危害跨越该断层的建筑物

　例：宁夏石嘴山市红果子沟和河北蓟县境内的两段长城被错断。

　2. 伴有地震发生的活断层使较大范围的建筑物摧毁

　例：1906 年美国旧金山地震中，圣.安德烈斯断裂导致一座 27m 高的水坝溃坝。

　活断层区的建筑原则：

　1. 建筑物场址一般应避开活断层；

　2. 线路工程必须跨越活断层时，尽量使其大角度相交；

　3. 尽可能选择相对稳定的“安全岛”，将建筑物布置在断层的下盘；（例：大亚湾核电站）

　4. 采取抗震结构和建筑型式。

　地震：当活断层突然错动使应变能释放而产生地震波，引起地壳剧烈振动。

　地震按震源深度可以分为：

　浅源地震——深度

　0—70km；

　 中源地震——深度

　70—100km；

　 深源地震——深度超过 300km

　 目前已知最深地震为 720km（1934 年 6 月 29 日发生于印度尼西亚苏拉威西岛东边的 6.9 级地震）。

　• 体波：

　纵波（压缩）

　横波（剪切）

　• 面波：

　瑞雷波

　勒夫波 到震中的距离，叫震中距。

　 通常把震中距小于 100km 的地震，叫地方震；

　 100—1000km 的叫近震；

　 超过 1000km 的叫远震。震中越远，地震危害越小。

　震级：一次地震释放出的能量大小。分 10 个等级:2～5 级是有感地震；5～7 级是破坏性地震；7 级以上是大地震。

　通常把小于 2.5 级的地震叫小地震，2.5-4.7 级地震叫有感地震，大于 4.7 级地震称为破坏性地震。震级每相差 1 级，地震释放的能量相差约 30 倍。比如说，一个 7 级地震相当于 30 个 6 级地震，或相当于 900 个 5 级地震，震级相差 0.1级，释放的能量平均相差 1.4 倍。

　烈度：指地震时地面及建筑物的破坏程度。它与震源深度、震中距离、岩土性质、地质构造、地下水及建筑物的动力性质有关。我国分 12 个等级。

　基本烈度：某地区在一定时间内可能发生的最大地震烈度。

　场地烈度：在一个区域内根据具体场地条件（地质构造、地基条件、地形条件）调整后的烈度。

　设防烈度：根据城市规模、及建筑物重要性，为工程抗震而规定的烈度。

　地震破坏效应 地表破坏现象

　地裂缝

　喷砂冒水

　滑坡与塌方

　震陷

　 第 5 章

　赋予地壳岩石层空隙中各种形式的水系统为地下水，其中可在重力作用下运动的地下水又称重力水。

　①矿化度：水中所含离子、分子及化合物的总量称为水的总矿化度，g/l 低矿化度水：主要含 HCO3-

　 中等矿化度水：主要含 SO42-

　高矿化度水：主要含 cl- ②PH 值 ③硬度：取决于水中所含 Ca2+、Mg2+的含量 总硬度：未煮沸时 Ca2+、Mg2+的总含量 暂时硬度：煮沸时水中一部分 Ca2+、Mg2+因失去 CO2 生成沉淀碳

　酸盐而使水失去的 Ca2+、Mg2+数量 永久硬度：煮沸时仍留在水中的 Ca2+、Mg2+含量

　 地下水对建筑材料的腐蚀性 溶出侵蚀：混凝土中 Ca(OH)2 成分被水溶解。

　碳酸侵蚀：含侵蚀性 co2 的水溶解混凝土中的钙质而使混凝土崩解。

　硫酸盐侵蚀：水中 SO4-2 与混凝土作用生成新的化合物，由于体积膨胀而胀裂。

　酸性侵蚀：PH 值低的酸性水对混凝土具腐蚀性。

　镁盐侵蚀：水中镁盐与混凝土作用后生成化合物溶解于水。

　 承压水：充满于两个隔水层间的含水层 承压水特征：不具自由水面，并承受一定的水头压力。分布区和补给区不一致。动态变化较稳定。不易受地面污染。

　潜水：地表下第一个连续隔水层之上具有自由水面的重力水 与大气相通，具自由水面，补给区与分布区一致，动态受气候影响较大。潜水面形状受地形影响 上层滞水：包气带中局部隔水层之上的重力水

　 工程意义：常始料不及涌入基坑（离地表最近）。供水意义不大（局部分布）。

　在寒冷地区易引起道路冻胀和翻浆.

　 土空隙中充满水的地带称为饱和带，此带中水称为饱和带水 饱和带以上未被水充满的地带称为包气带，包气带中水称包气带水

　计算地下水涌水量时，应区分集水构筑物的类型 按构造形式可分为：

　 垂直井、钻孔和水平的引水渠道、渗渠 潜水井：抽取潜水的垂直集水坑 承压井：抽取承压水的垂直集水坑 完整井：井底达到了含水层下的不透水层，水只能通

　 过井壁进入井内 不完整井：井底未达到含水层下的不透水层，水 可从

　 井底或井壁、井底同时进 入坑内

　若不满足上述厚度，需降水，使基坑中心承压水 位 降 深 满足：

　   H S HW  ）

　（0H H SW 0

　渗透变形

　 管涌：单个土颗粒发生独立移动的现象。

　 多发生在不均匀的砂砾土中。

　流土：一定体积的土粒同时发生移动的现象。

　多发生在均质砂土层和粉土层中。

　 第 6 章 风化后的物质在重力和水等因素作用下，容易顺坡向下运动，形成——坡地重力地貌 风化作用：在地表条件下，自然界的岩石受大气、水、生物等因素影响，在原地发生机械崩解或化学分解，形成松散堆积物的过程。

　风化作用类型之间的相互关系 1）区别

　物理风化只机械破坏物理性质（由大变小），不改变化学性质，不产生新矿物；化学风化发生化学反应，改变化学成分，产生新矿物。

　（2）联系

　物理风化是基础和先导；化学风化反过来促进物理风化的进行和深入，由于岩性、构造、气候、流水等条件不同，同一地点风化程度不完全相同，产生差异风化现象。

　1.风化作用的工程意义 a.物理风化的结果：破坏岩体完整性。

　b.化学风化的结果：改变岩石的成分。

　岩体的工程性质发生如下几方面变化：

　（1）亲水性变大，透水性增强。表现出膨胀、崩解、泥化等性质。

　（2）力学强度降低，压缩性变大。

　岩石风化程度划分：

　《建筑地基基础设计规范》GBJ7－89 的划分方案：强、中、微风化带 《岩土工程勘察规范》GBJ50021－94 的划分方案：全、强、弱、微风化带 岩石风化分带的依据：颜色与光泽、矿物变异、破碎程度、强度变化和可钻性。

　风化分带的意义：

　 选取工程建基面。直接影响工程选址布局、岩土体稳定、地基处理、施工方法和工程造价。

　岩石风化的治理方法: 1 挖除法 2. 抹面法:覆盖防止风化营力入侵的材料（沥青、水泥、粘土）; 3. 胶结灌浆法：灌注胶结和防水的材料（水泥、粘土）;

　4. 排水法：整平地区,加强排水; 5. 预留基坑高程,分段开挖,快速回填

　一、河流的侵蚀、搬运与沉积

　河流是一种天然的、由一定区域地下水和地表水补给、长期性沿狭长凹地流动的水流，较小者称溪、涧，较大的为江、河、川。

　水流占据的凹槽即为河道。

　其中紊流、环流、旋涡流对河流地貌的影响最为密切。

　横向环流与螺旋流 水流沿河槽运动，水流方向取决于槽线方向,槽线的曲折和断面形态的改变，使水流内部形成旋转运动

　注：与漩涡比，横向环流规模较大，更稳定

　河流的侵蚀作用：地表泥沙被水流带走 河道水流破坏地表，并冲走地表物质称为河流的侵蚀。

　河流侵蚀结果 横断面上→形成河谷地貌→V 型谷、U 型谷 平面上→导致河流蛇曲、改道

　流水加深河床与河谷的作用称为下蚀（下切侵蚀），河流上游水流较快，往往以下蚀为主 流水拓宽河床和河谷的作用称为侧蚀（侧向侵蚀），侧蚀主要发生在河床弯曲处，由于弯道环流的作用，弯道越来越弯，侧蚀作用也就相应增强；河流下游地区由于坡度减缓、流速变慢，也以侧蚀为主。

　河流的下蚀和侧蚀经常是同时进行的。但在河流不同河段和不同发育阶段，二者有主次之分。右图为下蚀和侧蚀同时作用但以下蚀作用为主的河谷（由于下蚀很深，偌不在谷坡边缘，看不到谷底 向源侵蚀（溯源侵蚀）：河流下蚀作用在源头或河床坡度突然转折处如瀑布、裂点等（左图）向上发展的结果。向源侵蚀的速度除受流速和水量控制外，取决于表面岩石和土层的松硬程度。向源侵蚀的结果使河床伸长。

　水流对固体物质搬运有两种方式：

　a.水流使砂、砾沿河床底推移

　b.细小物质在水中呈悬浮状态移动（悬移）

　河流的侵蚀、搬运、沉积作用是同时进行、错综交织在一起的 ，但河流不同段落的作用性质和强度有差别， 上游以侵蚀作用为主，下游以堆积作用为主；曲流河段内则凹岸侵蚀、凸岸堆积

　 河漫滩相冲积土：是在洪水期河水漫溢河床两侧谷底，携带碎屑物质堆积而成。土粒较细，可以是粉土、粉质粘土或粘土，并夹有淤泥或泥炭等软弱土层，覆盖于河床相冲积土之上，形成上细（河漫滩相冲击土）下粗（河床相冲积土）的“二元结构”。

　牛轭湖相冲积土：是在废河道形成的牛轭湖中沉积的松软土，颗粒很细，常含大量有机质，有时形成泥炭。压缩性很高，承载力很低，不宜作为建筑物的天然地基。

　2、河流阶地—当一个地区受到构造上升或气候剧变，促使河流在它以前的谷底下切，原谷底突出在河床之上，成为近于阶梯状地形，称为河流阶地（阶地由下往上级序递增，年龄越来越老、完整性越来越差）

　 a.阶地的形态特征 阶地实际上就是被遗弃的老河漫滩 包括阶地面和阶地斜坡两个主要组成单元 阶地有时往往不止一级，而是有好几级。

　Ⅰ堆积阶地

　 Ⅱ基座阶地

　 Ⅲ侵蚀阶地

　（3）凹岸的坍塌与凸岸的淤涨 由弯道的环流作用冲刷凹岸（上层流流向凹岸），并带走土颗粒在凸岸沉积下来（下层流向凸岸），从而使凹岸崩塌，凸岸淤涨。

　岩溶危害：

　a.地下洞穴多，修水库时应防止渗漏 b.修隧道和矿井时应注意涌水排水 c.修铁路、桥梁、厂房时应注意地基塌陷

　岩溶与工程建设

　•

　城镇建设——供水和洪涝灾害问题

　•

　道桥工程——路基沉陷和悬空问题

　•

　工民建工程——地基沉陷稳定问题

　•

　地下工程——突水涌砂和洞顶(壁)坍塌问题

　•

　水电工程——库水渗漏问题

　边坡防治措施 ①遮挡：即遮挡斜坡上部的崩塌落石。这种措施常用于中、小型崩塌或人工边坡崩塌的防治中，通常采用修建明洞等工程进行，在铁路工程中较为常用； ②拦截：对于仅在雨季才有坠石、剥落和小型崩塌的地段，可在坡脚或半坡上设置拦截构筑物，如设置落石平台和落石槽以停积崩塌物质；修建挡石墙以拦坠石；利用废钢轨、钢钎及钢丝等编制纲轨或钢钎栅栏来挡截落石。这些措施也常用于铁路工程中 ； ③支挡：在岩石突出或不稳定的大孤石下面，修建支柱，支挡墙支撑； ④护墙、护坡：在易风化剥落的边坡地段，修建护墙，对缓坡进行水泥护坡等。一般边坡均可采用；

　⑤镶补沟缝：对坡体中的裂隙、缝、空洞，可用片石填补空洞，可用片石填补空洞，水泥沙浆沟缝等以防止裂隙、缝、洞的进一步发展； ⑥刷坡（削坡）：在危石、孤石突出的山嘴以及坡体风化破碎的地段，采用刷坡来放缓边坡； ⑦排水：在有水活动的地段，布置排水构筑物，以进行拦截疏导。

　 泥石流产生条件 泥石流的形成必须同时具备以下 3 个条件：陡峻的便于集水、集物的地形、地貌；有丰富的松散物质；短时间内有大量的水源 （1）地形地貌条件

　 在地形上具备山高沟深，地形陡峻，沟床纵比降大（沿水流方向），形状便于水流汇集； 在地貌上，泥石流的地貌一般可分为形成区、流通区和堆积区三部分。

　 （2）松散物质来源条件

　 泥石流常发生于地质构造复杂、断裂褶皱发育，新构造活动强烈，地震烈度较高的地区；一些人类工程活动，如滥伐森林造成水土流失，开山采矿、采石弃渣等，往往也为泥石流提供大量的物质来源

　（3）水源条件 水既是泥石流的重要组成部分，又是泥石流的激发条件和搬运介质(动力来源)，泥石流的水源，有暴雨、冰雪融水和水库(池)溃决水体等形式。

　 粘性泥石流：含大量粘性土的泥石流或泥流。其特征是：粘性大，固体物质占 40-60％，最高达 80％。其中的水不是搬运介质，而是组成物质，稠度大，石块呈悬浮状态，暴发突然，持续时间亦短，破坏力大 稀性泥石流：以水为主要成分，粘性土含量少，固体物质占 10-40％，有很大分散性。水为搬运介质，石块以滚动

　或跃移方式前进，具有强烈的下切作用。其堆积物在堆积区呈扇状散流，停积后似“石海”。

　 泥石流的防治 (1)跨越工程——是指修建桥梁、涵洞，从泥石流沟的上方跨越通过，让泥石流在其下方排泄，用以避防泥石流； (2)穿过工程——指修隧道、明洞或渡槽，从泥石流的下方通过，而让泥石流从其上方排泄；

　(3)防护工程——指对泥石流地区的桥梁、隧道、路基及泥石流集中的山区变迁型河流的沿河线路或其它主要工程措施，作一定的防护建筑物，用以抵御或消除泥石流对主体建筑物的冲刷、冲击、侧蚀和淤埋等的危害。防护工程主要有：护坡、挡墙、顺坝和丁坝等。

　(4)排导工程——其作用是改善泥石流流势，增大桥梁等建筑物的排泄能力，使泥石流按设计意图顺利排泄。排导工程，包括导流堤、急流槽、束流堤等。

　(5)栏挡工程——用以控制泥石流的固体物质和暴雨、洪水径流，削弱泥石流的流量、下泄量和能量，以减少泥石流对下游建筑工程的冲刷、撞击和淤埋等危害的工程措施。拦挡措施有：栏渣坝、储淤场、支挡工程、截洪工程等。

　产生滑坡的主要条件：一是地质条件与地貌条件；二是内外营力(动力)和人为作用的影响 1）地质条件与地貌条件 ①岩土类型：各类岩、土都有可能构成滑坡体，其中结构松散，抗剪强度和抗风化能力较低，在水的作用下其性质能发生变化的岩、土，如松散覆盖层、黄土、红粘土、页岩、泥岩、片岩、板岩、千枚岩等及软硬相间的岩层所构成的斜坡易发生滑坡；

　 ②地质构造条件：组成斜坡的岩、土体只有被各种构造面切割分离成不连续状态时，才有可能向下滑动的条件，同时构造面又为降雨等水流进入斜坡提供了通道，故各种节理、裂隙、层面、断层发育的斜坡最易发生滑坡 ；

　 ③地形地貌条件：一般江、河、湖(水库)、海、沟的斜坡，前缘开阔的山坡、铁路、公路和工程建筑物的边坡等都是易发生滑坡的地貌部位。坡度大于 10 度，小于 45 度，下陡中缓上陡、上部成环状的坡形是产生滑坡的有利地形。

　④水文地质条件：地下水活动，在滑坡形成中起着主要作用。它的作用主要表现在：软化岩、土，降低岩、土体的强度，产生动水压力（顺坡流）和孔隙水压力，潜蚀岩、土，增大岩、土容重，对透水岩层产生浮托力等。尤其是对滑面(带)的软化作用和降低强度的作用最突出。

　 2）内外营力及人为作用影响

　滑坡主要的诱发因素有：地震、降雨和融雪、地表水的冲刷、浸泡、河流等地表水体对斜坡坡脚的不断冲刷；不合理的人类工程活动，如开挖坡脚（在坡脚处形成临空面）、坡体上部堆载、爆破、水库蓄(泄)水、矿山开采等都可诱发滑坡，还有如海啸、风暴潮、冻融等作用也可诱发滑坡。

　滑坡发生前的异常(前兆)现象

　 (1)大滑动之前，在滑坡前缘坡脚处，有堵塞多年的泉水复活现象，或者出现泉水(井水)突然干枯，井(钻孔)水位突变等类似的异常现象。

　(2)在滑坡体中，前部出现横向及纵向放射状裂缝，它反映了滑坡体向前推挤并受到阻碍，已进入临滑状态。

　(3)大滑动之前，滑坡体前缘坡脚处，土体出现上隆(凸起)现象，这是滑坡明显的向前推挤现象。

　(4)大滑动之前，有岩石开裂或被剪切挤压的音响。这种现象反映了深部变形与破裂。动物对此十分敏感，有异常反映。

　(5)临滑之前，滑坡体四周岩(土)体会出现小型崩塌和松弛现象。

　(6)如果在滑坡体有长期位移观测资料，那么大滑动之前，无论是水平位移量或垂直位移量，均会出现加速变化的趋势。这是临滑的明显迹象。

　(7)滑坡体后缘的裂缝急剧扩展，并从裂缝中冒出热气或冷风。

　(8)临滑之前，在滑坡体范围内的动物惊恐异常，植物变态。如猪、狗、牛惊恐不宁，不入睡，老鼠乱窜不进洞。树木枯萎或歪斜等。

　滑坡的防治措施 1、消除和减轻地表水和地下水的危害

　其目的是：降低孔隙水压力和动水压力，防止岩土体的软化及溶蚀分解，消除或减小水的冲刷和浪击作用。

　 ①防止外围地表水进入滑坡区，可在滑坡边界修截水沟； ②在滑坡区内，可在坡面修筑排水沟。

　③在覆盖层上可用浆砌片石或人造植被铺盖，防止地表水下渗。

　④对于岩质边坡还可用喷混凝土护面或挂钢筋网喷混凝土。

　2、改善边坡岩土体的力学性质

　 通过一定的工程技术措施，改善边坡岩土体的力学强度，提高其抗滑力，减小滑动力

　1）削坡减载：用降低坡高或放缓坡角来改善边坡的稳定性。

　（2）边坡人工加固：

　①修筑挡土墙、护墙等支挡不稳定岩体； ②钢筋混凝土抗滑桩或钢筋桩作为阻滑支撑工程； ③预应力锚杆或锚索，适用于加固有裂隙或软弱结构面的岩质边坡； ④固结灌浆或电化学加固法加强边坡岩体或土体的强度； ⑤SNS 边坡柔性防护技术等。

　斜坡稳定性评价

　1、地质分析法（定性分析法）

　分析外形特征和内部结构及周围环境 要点：

　1）根据地貌形态演变判断

　2）分析滑动因素的变化

　3）观测滑动前的迹象

　4）工程地质类比法

　 2、理论计算法（定量分析法）

　应用土力学、岩石力学、弹塑性力学、数学方法定量计算

　第 7 章

　岩体是包含各种结构面的地质体。岩体的工程性质首先取决于结构面的性质，其次才是组成岩体的岩石性质。

　岩体结构 = 结构面 +结构体

　结构面：存在于岩体中的各种地质界面。分为：

　结构面特征：

　形态、平整光滑度；

　张开度和充填程度；

　连通性 ；

　密集程度；

　 产状和组数； 规模；

　结构体类型

　 a)方柱（块）体； (b)菱形柱体；(c）三棱柱体 ；(d)楔形体；(e)锥形体;(f)板状体;(g)多角柱体;(h)菱形块体 岩体结构类型及工程性质

　 整体块状结构：整体强度高。

　层状结构：强度和变形特性具各向异性特点。

　碎裂结构：岩体完整性破坏大。

　散体结构：工程性质差。

　土的工程分类

　以松散土为对象，以服务于工程建筑为目的的分类称为土的工程分类。

　土是地球表面还没有固化成岩的松散堆积物，地质作用的产物，同一成因类型的土具有近似的工程性质 土的成因类型见第三章第四纪沉积物，有：残积物、坡积物、洪积物、冲积物等 我国土的工程分类体系 国家标准《土的分类标准》 行业标准《建筑地基基础设计规范》《岩土工程堪察规范》等

　我国主要特殊土的基本特征

　 特殊性土是指某些具有特殊物质成分和结构、工程性质也较特殊的土，是在一定的条件下形成的，其分布有明显的区域性特征。

　特殊性土的种类有：

　沿海及内陆静水沉积的淤泥类软土 南方和中南地区的膨胀土 西南亚热带湿热气候条件下的红粘土 西北、华北干旱气候区的黄土 西北、华北干旱气候区的盐渍土 高纬度、高海拔寒冷气候区的冻土 各地人类工程活动的人工填土

　 1）湿陷性黄土

　第四纪干旱和半干旱气候下形成的特殊沉积物，颜色多呈黄色、淡灰黄色或褐黄色，以粉土（0.05~0.005）为主，平均含量 50%以上，孔隙率高达 40%~50%，大孔隙—虫孔、植物根孔、潜蚀空洞等—湿陷性。

　黄土在一定的压力下受水浸湿后结构迅速破坏而发生附加下沉的现象称为湿陷。浸水后发生湿陷的黄土称为湿陷性黄土。

　黄土在天然含水状态下具有较高的强度和较小的压缩性，但雨水浸湿后，有的即使在自身重力作用下也会发生剧烈而大量的变形，强度也随之迅速降低。

　（2）红粘土

　 是碳酸盐系岩石经红土化作用所形成的棕红、褐黄等色的高塑性粘土。红粘土的液限一般大于 50％，具有表面收缩、上硬下软、裂隙发育的特征，吸水后迅速软化。

　红粘土的表层压缩性低、强度较高、水稳定性好，属良好的地基土层。但随着含水量的增大，土体呈软塑或流塑状态，

　 完整程度

　坚硬程度

　完整

　较完整

　较破碎

　破碎

　极破碎

　坚硬岩

　I

　II

　III

　IV

　V

　较硬岩

　II

　III

　IV

　IV

　V

　较 软岩

　III

　IV

　IV

　V

　V

　软岩

　IV

　IV

　V

　V

　V

　极软岩

　V

　V

　V

　V

　V

　强度明显变低，作为地基时条件较差。

　 分布:

　云贵高原、四川东部、广西、粤北及鄂西、湘西。低山丘陵地带顶部和山间盆地、缓坡及坡脚地段

　（3）软土

　一般指天然含水量大、压缩性高、承载力低的一种软塑到流塑状态的粘性土 如淤泥、淤泥质土及其它高压缩性饱和粘性土、粉土等 工程性质：

　1）触变性

　2）流变性

　 3）高压缩性

　4）低强度

　 5）低透水性

　6）不均匀性

　4）膨胀土

　是一种具有强烈的吸水膨胀和失水收缩特性的粘性土（蒙脱石含量高）。土呈黄、红褐、灰白色，粘粒含量高，天然含水量接近塑限。

　膨胀土通常表现为压缩性低、强度高，因此易被误认为是良好的天然地基。

　 分布：

　全国。云南、广西、贵州、湖北最具代表性。一般位于山前丘陵地区或河谷高阶地上。

　特征：

　 1)

　呈黄褐、灰白、花斑等颜色；

　 2)

　黏粒含量高，且为亲水性很强的蒙脱石等黏

　 土矿物，土中可溶盐及有机质含量较低，常

　 含铁锰或钙质结核，结构致密；

　 3)

　表面有大量网状裂隙，裂面有腊状光泽的挤

　 压面。

　工程特性：

　1. 低含水量，呈坚硬－硬塑状态；

　2. 孔隙比小，密度大；

　3. 高塑性，含黏粒及粉粒为主；

　4. 具膨胀力,自由膨胀量>40%；

　5. 天然状态下压缩性低，承载力高，但由于干缩裂隙发育,稳定性差。浸水后或被扰动时,强度骤然降低。

　膨胀土地基上房屋开裂的特点为：

　①山墙呈“倒八字形”，裂缝上宽下窄；

　②外纵墙下端呈水平裂缝，基础向外扭转，墙体上部内倾；

　③房屋角端裂缝严重，而且常伴随着一定的水平位移和转动；

　④地坪多出现平行于外纵墙的通长裂缝 ；

　⑤地基反复多次胀缩，使墙体裂缝斜向交叉。

　 （5）盐渍土

　指含有较多（>0.5%）易溶盐类的土，具吸湿、松胀等特性 形成原因：干旱半干旱地区，水蒸发量大，降雨量小，毛细作用强，盐分在地表聚集 盐渍土的工程性质：不同类型有不同特点，一般有腐蚀性

　 盐渍土类型：

　1. 氯盐型：具强烈的吸湿性导致土有很大的塑性和压缩性。

　2. 硫酸盐型：结晶时体积膨胀，失水干燥时体积缩小，周期性松胀变化使土的结构破坏。

　3. 碳酸盐型：具明显碱性反应。潮湿时具很大的亲水性、塑性膨胀性。

　（6）季节性冻土

　冻土是气候在负温条件下，其中含冰的各种土。

　季节性冻土是指该冻土在冬季冻结、而夏季融化的土层。

　多年冻土是指冻结状态持续在三年以上的土层。

　季节性冻土因其周期性的冻胀融沉，对地基的不均匀沉降和稳定性影响较大。

　第 8 章

　 1、工程地质勘察的目的

　工程地质勘察是运用工程地质理论和各种勘察测试技术手段和方法，为解决工程建设中地质问题而进行的调查研究工作。

　工程地质勘察是完成工程地质学在经济建设中“防灾”这一总任务的具体实践过程，其任务总体上是为工程建设规划、设计、施工提供可靠的地质依据。

　2、工程地质勘察的任务

　 ①查明建筑场地的工程地质条件，选择地质条件优越合适的建筑场地：

　 ②查明场地内崩塌、滑坡、岩溶等物理地质作用和现象； ③查明地基岩石的地层年代、岩性、地质构造、土的成因类型及埋藏分布规律。测定地基岩土的物理力学性质； ④查明地下水类型、水质、埋深及分布变化； ⑤根据场地工程地质条件，分析可能发生的工程地质问题，提出建筑物结构形式、基础类型及施工方法的建议； ⑥对不利于建筑的岩土层，提出处理方法或防治措施。

　 新技术：地理信息系统（GIS）、全球卫星定位系统（GPS）

　测绘物探 坑探 钻探勘探室内试验 室外试验试验 监测工程地质勘察方法

　监测遥感系统（RS）、地球物理层析成像技术（CT）

　调查  收集资料  测绘 

　物探 

　坑探和钻探  室内外试验  长期观测

　1、选址勘察阶段 几个场地对比，对场址稳定性和适宜性作出工程地质评价

　1）搜集（区域地质、地形地貌、地震、矿产和附近地区的）工程地质资料及当地的建筑经验； 2）分析已有资料，踏勘，了解场地的地层、构造、岩石和土的性质、不良地质现象及地下水等工程地质条件； 3）对工程地质条件复杂，资料不足，工程地质测绘及必要的勘探。

　选址宜避开工程地质条件恶劣的地区或区段：

　1）不良地质现象发育，影响场地稳定性的地段； 2）地基土性质严重不良地段； 3）对抗震不利地段； 4）洪水或地下水严重影响地段； 5）地下采空区的地段。

　2、初步勘察阶段（场址已选定）

　 目的：对场地内建筑地段的稳定性作出评价，为确定建筑总平面布置，主要建筑物地基基础设计方案以及不良地质现象的防治工程方案作出工程地质论证。

　1）收集资料 2）初步勘察 3）确定地震效应 收集分析已有资料，还要进行工程勘探、测试

　3、详细勘察阶段

　 为施工图设计提供资料及各项参数，确定基础设计、地基处理和加固、不良地质现象防治工程等方案。

　1）研究建筑与结构特点； 2）查明不良地质现象； 3）确定地基稳定性和承载力； 4）确定地基变形计算参数； 5）分析地震效应； 6）地下水埋藏与腐蚀性； 7）提供深基坑开挖的边坡稳定性计算和支护设计的参数； 8）提供桩基础设计参数。

　详细勘察主要手段：勘探、原位测试和室内土工试验。

　4、施工勘察 建筑工程项目设计 初步设计 施工图设计 可行性研究 工程地质勘察 初步勘察 详细勘察 选址（可行性）勘察

　 对工程地质条件复杂或有特殊要求的重要工程，还需进行施工勘察。它包括施工地质编录、地基验槽与监测和施工超前预报，以校核已有的勘察成果资料。

　工程地质测绘

　 通过对地质现象的详细观察和描述，并将其反映到一定比例尺的地形图上。据测绘成果可以分析各种地质现象的成因、分布、发展变化规律以及对工程建筑的影响，还可为勘探、试验等其他工作的布置奠定基础。

　 工程地质测绘可分为综合性测绘和专门性测绘。

　工程地质测绘的研究内容

　1）岩土体的研究

　 查明地层岩性、岩土分布特征及成因类型、岩性变化特点等 2）地质构造的研究

　地质构造决定区域稳定性，包括断裂构造、褶皱等 3）地形地貌研究

　影响场地选择、建筑布局 4）水文地质条件研究

　地表水和地下水的类型和分布等 5）调查研究各种物理地质现象 6）天然建筑材料的研究

　工程地质测绘的范围、比例尺和精度 工程地质测绘的范围取决于拟建建筑物的类型和规模、设计阶段以及工程地质条件的复杂程度。（一般房屋建筑局限于有限范围内。道路测绘主要采取沿线调查的方法）

　 工程地质勘探的任务及方式

　主要任务：

　1）探明建筑物场地的岩性及地质构造； 2）探明水文地质条件； 3）探明地貌； 4）提供岩土样及水样，提供野外试验条件

　勘探方式：工程地质钻探、坑探、物探

　以专门仪器探测地质体的物理场来进行地层划分，判定地质构造、水文地质条件及各种物理地质现象的勘探方法。

　 物探分为：★电阻率法、

　磁法、

　★地震法、

　重力法

　放射性勘探 电阻率法

　岩土的电阻率变化范围很大，火成（岩浆）岩最大，变质岩次之，沉积岩最小。粗粒土（砂土）电阻率高，细粒土（粘土）电阻率低。

　工程地质钻探

　 利用钻探机械和工具在岩土层中钻孔的勘探方法。可直接探明地层岩性、地质构造、地下水埋深、含水层类型和厚度、滑坡位置及岩溶情况，还可钻取岩心，在钻孔中试验。

　1.钻探方法和设备

　工民建勘察常用简易、轻便的 SH－30 钻机回转钻进，对软土用薄壁取土器，对松散的砂卵石层采用冲击钻进或振动钻进；对软弱地层或破碎带采用干钻法、双层岩芯管法。

　工程地质坑探

　 是用人工或机械掘进的方式来探明地表以下浅部的工程地质条件，包括：探坑、探槽、斜井、浅井、竖井、平硐等。

　1-探槽；2-试坑；3-竖井；4-平硐；5-石门（平巷）；6-浅井 现场原位试验

　优点：

　1. 可测定难以取样的岩土体的性质。

　2. 影响范围大，因而更具代表性。

　3. 可连续进行，因而可得到完整的地层剖面。

　4. 快速、经济，能大大缩短勘察周期。

　缺点：

　• 难以控制边界条件； • 费工费时，成本高； • 所测参数和岩土工程性质之间的关系建立在大量统计的经验关系之上。

　载荷试验

　 在一定面积的承压板上向地基逐级施加荷载，并观测每级荷载下地基的变形特性，从而评定地基的承载力，计算地基的变形模量并预测基础的沉降量。

　载荷试验地基破坏的判定 (1)地基明显侧向挤出或发生裂纹 (2)荷载增量很小,沉降急剧增加, (3)某级荷载增量下,24 小时内沉降不能稳定 (4)s/b>0.06 的荷载作为破坏荷载

　承载力的特征值 f ak 比例界限 pcr 当 pu<1.5pcr 时，取极限承载力一半； 渐变型曲线 s/b=0.01—0.015 低压缩性土 s/b=0.02 高压缩性土 深宽度修正后的承载力的特征值 f a

　 静力触探 静力触探具有测试连续、快速、效率高、功能多的特点，兼勘探与测试双重作用。适用于黏性土、粉土、砂土，但对碎石类土难以贯入。

　动力触探试验

　其与静力触探试验的共同点是利用一定的锤击动能，将一定规格的探头打入土中，根据每打入土中一定深度所需的能量来判定土的性质，并对土进行分层。

　 轻型：10kg 锤、落距 50cm 重型：63.5kg 锤、落距 76cm 超重型：120kg 锤、落距 100cm

　标准贯入试验

　 设备主要是由贯入器、贯入探杆和穿心锤三部分组成的, 锤重 63.5kg，在 76cm 的自由落距下，通过圆筒型的贯入器，贯入土层 15cm，再打入 30cm 深度，以后 30cm 的锤击数称为标贯击数，用 N63.5 来表示，一般写作 N。

　 标准贯入试验成果的应用

　1．划分土的类别或土层剖面； 2．判断砂土的密实度及地震液化问题； 3．判断黏性土的稠度状态及 c、 值； 4．评定土的变形模量 E0 和压缩模量 ES ；

　5．确定砂土、黏性土和粉土的地基承载力

　 注：标准贯入试验适用于砂性土与粘性土。

　 十字板剪切试验

　 十字板剪切试验是用插入软黏土中的十字板头，以一定的速率旋转，测出土的抵抗力矩，然后换算成土的抗剪强度。

　旁压试验

　钻孔内进行横向载荷试验,用以测定较深处土层的变形模量和承载力

　现场监测

　 岩土体性状的监测：物理力学特性测试

　变形观测

　 应力量测 环境条件的监测：

　地下水监测

　滑坡监测 地基基础的监测：天然地基的验槽与监测

　桩基工程的监测

　地基加固和处理的监测

　深基坑支护结构的监测

　 建筑物沉降的监测

　 工程地质勘察报告的主要内容 •

　 岩土参数的统计分析和选定； •

　测区内各种工程地质问题的综合分析评价； •

　各种图表的编绘制作以及工程地质勘察报告的编写 勘察报告的基本内容：

　绪论：主要说明勘察工作任务，采用的工作方法和取得的成果等。

　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适当介绍。

　专论：是整个报告的中心内容，主要论证工程建筑所涉及到的有关工程地质问题，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：是在专论的基础上，对各种具体问题给予简要的结论性意见。

　报告应附的图表：

　（1）工程地质平面图（房屋建筑附勘察工程布置）。

　（2）钻孔柱状图或工程地质综合柱状图。

　（3）工程地质纵、横剖面图。

　（4）室内试验和原位测试成果图表。

　单项报告 （1）工程地质测试报告。

　（2）工程地质检验或监测报告。

　（3）工程地质事故调查与分析报告。

　（4）岩土利用、整治或改造方案报告。

　（5）专门工程地质问题的技术咨询报告。