土木工程地质复习资料知识要点试题库含部分答案历.docx
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土木工程地质复习资料知识要点试题库含部分答案历
第二章地层与地质构造
第一节地壳运动及地质作用的概念
一、地壳运动的概念→指地球内力引起岩石圈产生的机械运动。
垂直运动
水平运动
、基本运动形式1
板块构造说
地球自转说
均衡说
对流说
、运动成因理论2
二、地质作用的概念
→指自然动力引起地球物质组成、内部结构、地表形态发生变化的作用。
变质作用
岩浆活动
又叫地壳运动构造运动
、内动力地质作用1
重力的地质作用
冰川的地质作用
流水的地质作用
风的地质作用
风化作用
、外动力地质作用2
第二节岩层及岩层产状
断裂
褶皱
倾斜岩层
后被保留下来的形态。
引起地壳岩层变形变位地质构造:
指构造运动
倾斜岩层
褶皱
断层
90
60
60~30
30
0
:
)(
)(
:
:
:
:
直立岩层
顶面朝下倒转岩层
顶面朝上正常岩层
陡立岩层
陡倾岩层
缓倾岩层
倾斜岩层
水平岩层
一、岩层
二、岩层产状:
指岩层在空间的产出状态。
)(倾角:
岩层的倾斜程度
)(OD倾向:
岩层的倾斜方向
(OA或OB)走向:
岩层的延伸方向
、产状要素
α
'1
真倾角(α):
岩层在野外的倾角。
视倾角(β):
岩层在剖面上的倾角。
sintgtg(θ为剖面线与岩层走向线所夹锐角)
2、产状要素的测量、记录和图示。
(1)测量:
用地质罗盘仪测量。
方位角法
相限角法
)记录(2
(3)图示:
正常岩层:
30º;倒转岩层:
30º
第三节地层概念
一、为什么要学习地层及地质年代:
确定构造形态:
如:
单斜岩层背斜向斜断层断层
选择和评价建筑场地:
阅读地质图:
地层:
将各个地质历史时期形成的岩层,称为该时代的地层。
二、绝对年代法:
N
135º
30º
E
N
W
S
45º
30º
N45ºE∠30ºsE
走向倾角倾向
135º∠30º
倾向倾角
倾
角
倾向
α
α
A
O
B
D
D’
走向
倾向
走向
倾向
432
1
321
23
123
21
212
1
652
1
走向
用岩石中放射性同位素蜕变规律来确定岩石形成时间。
(即蜕变时间)
蜕变:
放射性元素自形成之日起,就稳定地放射出(粒子)、(电子)、
(电磁幅射量子)射线,并形成稳定的新元素。
如:
206238
bPU
蜕变后形成
蜕变时间可用下式确定:
P
D
t1ln
1
式中:
——蜕变常数P——放射性同位素重量D——蜕变后新元素重
量
最后:
用各岩石形成时间,排出各岩石形成的先后顺序。
(即新老关系)
(最老岩石:
南美洲圭亚挪地盾角闪岩(41.3亿年),最老化石:
蓝绿藻(35
亿年))。
三、相对年代法:
通过比较各地层的沉积顺序、古生物化石特征、地层接触关系来确定其形成
的先后顺序。
1、地层层序法:
(1)正常层序法:
对于正常沉积的岩层,老的在下,新的在上。
岩层倒转
时关系相反。
(2)标准剖面法:
将某地区的地层按新老关系排列的剖面,叫该地区的标
准剖面。
用标准剖面对比某工点的地层,从而确定该工点地层新老关系的方法。
(3)层面构造法:
用层面构造指示岩层新老关系的方法。
端方向、波谷方向。
老岩层方向:
泥裂的尖
口方向、波峰方向。
新岩层方向:
泥裂的开
2、古生物法:
。
老地层:
化石结构简单
。
新地层:
化石结构复杂
。
在地层新老关系的方法根据生物化石,确定所
性):
由高级到低级(不可逆
生物质变。
急剧质变:
环境改变、
生物繁衍。
缓慢量变:
环境稳定、
):
由量变到质变(递进性
生物进化:
标准化石:
在各个环境稳定时期,分布广、生存时间短的化石。
3、地层接触关系法:
(1)沉积岩之间的接触关系:
5
4
3
2
1
新
老
①整合接触:
各地层时代连续,产状平行。
(反映地壳稳定下沉)
②平行不整合接触:
各套地层时代不连续,但产状平行。
(又叫假整合)
后下降沉积
失)再上升分化剥蚀(有缺
先下降沉积
反应地壳:
③角度不整合接触:
各套地层时代不连续,产状不平行。
后下降沉积
变)(有缺失,并且产状改
化剥蚀再挤压弯曲,并上升风
先下降乘积
反应地壳:
(2)沉积岩与岩浆岩之间的接触关系:
①侵入接触:
先沉积、后侵入。
②沉积接触:
先侵入、后沉积。
③岩浆岩之间的接触关系:
穿插关系:
新岩体穿插老岩体。
6
5
2
1
新
底砾
岩
老
8
7
新
底砾
岩
老
4
3
2
1
老
变质晕
新
新
底砾岩
老
四、地质年代表
1、地质年代表:
(见投影表)→要求按顺序背诵地质年代表的符号。
细分。
层:
段中对同一岩性的
。
段:
组中的不同岩性段
的地层。
岩相为主间夹其它岩相组:
同一岩相,或某一
划分。
,常以不整合接触界面群:
包括两个以上的组
、地方地层单位:
2
第四节褶皱构造
一、基本概念:
褶皱:
在构造运动作用下,岩层产生的连续弯曲现象。
褶曲:
褶皱中的单个弯曲。
背斜:
岩层向上弯曲。
地层对称重复,中间老,两边新。
向斜:
岩层向下弯曲。
地层对称重复,中间新,两边老。
二、褶曲要素:
核部:
褶曲中心部位的岩层。
翼部:
褶曲两侧部位的岩层。
轴面:
通过核部,大致平分两翼的假想平面。
轴线:
轴面与水平面的交线。
枢纽:
轴面与岩层面的交线。
(最大弯曲点的连线)。
脊线:
褶曲最高点的连线。
槽线:
褶曲最低点的连线。
三、褶曲分类:
平,一翼岩层倒转。
轴面水平,两翼岩层水平卧褶曲:
同,一翼岩层倒转。
轴面倾斜,两翼倾向相倒转褶曲:
反,倾角不等。
轴面倾斜,两翼倾向相倾斜褶曲:
反,倾角相等。
轴面直立,两翼倾向相直立褶曲:
、按横剖面分类:
1
(枢纽倾伏)
闭。
地层界限向一端弯曲封倾伏枢纽:
(枢纽水平)
地层界限平行延伸。
水平枢纽:
按枢纽产状分类)
、按纵剖面分类:
(
2
四、褶曲的判别:
——(基本类型、按横剖面分类、按纵剖面分类)
水平倾斜背斜倾伏倾斜背斜
曲封闭。
倾伏:
地层界限一段弯
伸。
水平:
地层界限平行延
。
、最后按地层界限确定
产状为倒转。
倒转:
产状相同,一翼
不等。
倾斜:
产状相反,倾角
相等。
直立:
产状相反,倾角
定褶曲横剖面分类。
、再按两翼岩层产状确
。
向斜:
中间新,两边老
。
背斜:
中间老,两边新
。
关系确定褶曲基本类型、首先按地层对称重复
判别步骤:
3
2
1
隔槽式
隔挡式
复向斜
复背斜
五、褶皱的分类:
第五节断裂构造
位移。
,沿断裂面有明显相对断层:
岩层受力断开后
位移。
,沿断裂面无明显相对节理:
岩层受力断开后
定义:
断裂构造:
一、节理
1、节理分类
成的节理。
化、爆破等原因形表生节理:
因卸荷、风
学规律性。
产生的节理,有力构造节理:
因构造运动
状节理。
如玄武岩柱程中形成的节理。
原生节理:
岩石形成过
)按成因分类:
(
1
剪节理
张节理
)按力学性质分类:
(2
岩层走向斜交。
斜交节理:
节理走向与
岩层倾向平行。
倾向节理:
节理走向与
岩层走向平行。
走向节理:
节理走向与
类:
)按与岩层产状关系分(3
mmD
mmD
mmD
mmD
1
31
53
5
4
闭合节理:
缝宽:
微张节理:
缝宽:
-=张开节理:
缝宽:
>宽张节理:
缝宽:
)按张开程度分类:
(
二、节理调查内容:
(1)节理成因类型和力学性质。
(2)节理组数、密度、产状。
密度一般用条/米表示。
(3)节理张开度、长度、节理面壁粗糙度。
(4)节理充填物、充填厚度、含水情况。
(5)节理发育程度分级。
三、断层:
2
45
断层断开后的距离。
断距:
岩层中同一点被
层。
下盘:
断层面下方的岩
层。
上盘:
断层面上方的岩
层断盘:
断层面两侧的岩
走向)面的交线。
(又叫断层断层线:
断层面与水平
沿其运动的破裂面。
断层面:
断层两侧岩层
、断层要素:
1
2、断层分类:
(1)按断层两盘相对运动方向分类:
①正断层:
上盘相对下降的断层。
(符号表示为:
)
新地层为下升盘。
老地层为上升盘。
多数情况下断层线附近
②逆断层、上盘相对上升的断层。
(符号表示为)
③平移断层:
两盘水平错动。
(符号表示为)
(2)按断层面产状与岩层产状的关系分类:
地层不对称重复
断层面
断层线
老新
地层不对称缺失
新老
岩层走向斜交。
斜交断层:
断层走向与
岩层倾向平行。
倾向断层:
断层走向与
岩层走向平行。
走向断层:
断层走向与
(3)按断层面产状与褶曲轴线走向关系分类:
曲轴线斜交。
斜断层:
断层走向与褶
曲轴线垂直。
横断层:
断层走向与褶
曲轴线平行。
纵断层:
断层走向与褶
成。
扭性断层:
由剪应力形
成。
张性断层:
由张应力形
成。
压性断层:
由压应力形
)按力学性质分类:
(4
3、断层的判别:
(很重要)
流。
错断的山脊、急转的河
断层湖、断层泉。
断层崖、断层三角面。
地貌现象
牵引现象。
断层破碎带。
断层角砾岩、糜棱岩。
。
擦痕、阶步、摩擦镜面
断层拌生现象
或对顶地层不对称重复、缺失
地质界线不连续
)存在标志:
(1
(2)断层性质:
→寻求两盘运动方向,并据此确定断层性质。
方向确定断层性质。
最后依据上、下盘运动
运动方向。
新老关系确定上、下盘再依据断层线附近地层
、下盘。
再依据断层产状找出上
失或对顶)。
和地层不对称重复、缺(依据地质界线不连续
首先判定断层位置
步骤:
例如:
老新
上盘下盘
下盘
上盘
水平倾斜背斜、走向逆断层水平向斜、横向正断层
第七节地质图
地质图:
把某一地区各种地质现象,按一定比例缩小,用规定的符号、颜色、
花纹、投影到地形图上,所形成的图件。
图图名、比例、方位、接
图例
综合柱状图
地质剖面图
地质平面图
包括:
一、地质图的种类:
1、普通地质图
2、构造地质图
3、第四纪地质图
4、基岩地质图
5、水文地质图
机场工程地质图
港口工程地质图
道路工程地质图
矿山工程地质图
水坝工程地质图
房建工程地质图
、工程地质图6
二、地质图的阅读步骤(结合资冶地区地质图阅读)
1、图名、比例尺、方位;
及流向。
水系:
河流及冲沟位置
、相对高差。
和最小海拔标高及位置地形:
山脉走向、最大
、地形、水系:
2
2、图例:
3、地质内容:
侵入接触、沉积接触。
度不整合、整合、平行不整合、角接触关系:
如
各套地层的分布状况。
地层分布:
按地形描述
)地层岩性:
(
:
1
破碎带宽度。
型、、两盘地层及产状、类断层:
位置、断面产状
延伸方向、类型。
线部组成地层及产状、轴褶曲:
位置、核部和翼
状、充填物及厚度等节理:
组数、密度、产
)地质构造:
(
2
(3)地质历史:
各套地层、褶曲、断层等伴随地壳运动形成的先后关系。
三、地质剖面图的制作:
(结合资冶地区地质剖面图制作)
1、选择剖面方位:
剖面线尽可能垂直岩层、褶曲、断层走向。
以放大或缩小。
垂直比例尺:
视情况可
质图相等。
水平比例尺:
一般与地
、确定剖面图比例尺:
2
)圆滑连接各高程点。
(
影点的高程点。
)按垂直比例尺作各投(
轴上。
高线点投影到水平坐标)将剖面线上各地形等(
、作地形剖面图:
3
2
1
3
4、作地质剖面图:
(1)将剖面线上各地层界线点、断层点投影到地形剖面线上。
为垂直放大倍数。
所夹锐角。
为剖面线与岩层走向线
。
为岩层、断层的真倾角
点的视倾角。
为剖面图中各地质界线和
)换算倾角:
(
n
tgntg
tgtg
sin
2
(3)按换算后的视倾角,延伸各地层、断层界线。
倾角(视倾角)。
后标明产状:
倾向
层界线。
再考虑褶曲形态延伸地
先延伸断层界线。
(4)按规定的岩层厚度和岩性花纹符号,画出岩层厚薄及岩性。
产状、钻孔等。
线、地下水位线、节理画上岩石强、弱风化界
画上图例和图签。
。
写上图名、比例、方位
写上地层年代符号。
用虚线恢复褶曲形态。
用箭头标明断层性质。
)修饰:
(5
四.地层综合柱状图
地层综合柱状图是根据地质勘察资料把勘察地区所有出露的地层、岩性、厚
度、接触关系,按地层时代由新到老的顺序综合编制而成。
地层接触关系
地层厚度
岩性花纹符号
岩性描述
地层时代及符号
一般包括:
第三章水的地质作用
第一节地表水的地质作用
一、暂时性地表流水的地质作用
1、淋滤作用及残积层(
elQ
):
均匀沉降。
松散、富水,易产生不
与下伏基岩有关。
特点:
残留原地,成分残积层:
留原地的过程。
粗粒物质或难溶物质残
,将小物质和溶解物质带走地下渗透时,将地表细淋滤作用:
大气降水向
2、洗刷作用及坡积层(
dlQ
)
。
富水。
易沿原地面滑坡
,松散、物质,与下伏基岩无关
为山坡上部特点:
位于坡脚,成分坡积层:
脚平缓处堆积的过程。
山坡上风化物质带到坡洗刷作用:
坡面流水将
3、冲刷作用及洪积层(
plQ
):
性质差。
质好;扇尾相反,工程纵剖面:
深,矿化度低,工程性
扇顶颗粒大,地下水位
物质。
松散、富水。
洪积层(扇):
平面:
物为沟内特点:
沟口沉积,沉积
的过程。
掏蚀,并带到沟口沉积径流将沟底,沟岸物质冲刷作用:
冲沟钟地表
二、河流地质作用及冲积层(
alQ
):
沼泽阶段
牛轨湖阶段
蛇曲阶段
河曲阶段
)侧蚀作用(
平衡阶段
向源侵蚀
河口侵蚀
下蚀作用
、侵蚀作用
2
)1(
:
1
2、搬运和沉积:
→冲积层(
alQ
):
陆上三角洲
水下三角洲
河口沉积
冲积平原
冲积扇
山前沉积
河漫滩
河床
河谷沉积
沉积
滚动式
跳跃式
悬浮式
搬运
三、河谷地貌(河谷断面)及河流阶地:
1、河谷地貌:
堆积阶地
基座阶地
侵蚀阶地
按物质组成分类
横向阶地
纵向阶地
按形态分类
分类:
坎。
组成:
阶地面和阶地陡
阶梯状地形。
侵蚀或沉积作用形成的定义:
河流两岸因河流
、河流阶地:
2
源头
剥蚀夷平面
洪水位
第三节地下水的地质作用
一、地下水的基本知识:
重力水
毛细水
薄膜水
吸着水
液态
固态
汽态
式、水在岩土中的存在形:
1
隔水层:
如泥岩、页岩
、卵石层透水层:
如砾岩、砂岩
透水性
给水性
持水性
容水性
:
、岩土的主要水理性质2
二、地下水的物理性质与化学成分:
(自学)
放射性
导电性
比重
口味
嗅味
颜色
透明度
温度
)物理性质:
(1
值分类按
按硬度分类
按总矿化度分类
地下水按化学成分分类
、、、、气体:
、、胶体:
、、、、、、离子:
主要化学成分
)化学成分:
(
PH
SHCHCOON
SiOHOAlOFe
KSOHCOMgCClNaa
24222
323232
2
43
22
2
三、地下水的基本类型
层之间的重力水承压水:
充满两个隔水
层上的重力水潜水:
第一个稳定隔水
局部隔水层上的重力水
土壤水
上层滞水:
、按埋藏条件分类:
1
可溶岩中的地下水岩溶水:
储存和运动在
岩土裂隙中的地下水裂隙水:
储存和运动在
岩土孔隙中的地下水孔隙水:
储存和运动在
、按含水层性质:
2
三、地下水对土木工程的影响:
2)(
1
OHCa氢氧化钙
水化铁酸四钙
水化铝酸四钙
水化铝酸三钙
水化硅酸钙
蚀性:
水泥遇水生成、地下水对混泥土的侵
,无侵蚀暂时硬度>
,有侵蚀暂时硬度<
)溶出侵蚀:
(
3
3
)(12332OHCaCOHCOOHCa
3
2
23223
2322
)(
)(
2
HCOCHCOCaOHCOCaCO
OHCaCOCOOHCa
a
)碳酸侵蚀:
(
反应平衡时,叫平衡CO2;反应超过平衡时,叫侵蚀性CO2。
硫铝酸钙水化铝酸三钙
)硫酸侵蚀:
(
4
4
2
422
4
2424
4
2
422
4
)(
:
/250
2
)(
:
/142
3
CaSO
CaSOSOOHCa
lmgSO
OHCaSOOHCaSO
CaSOSOOHCa
lmgSO
(4)一般酸性侵蚀:
22)(2.5CaclClOHCaPH
时,<
442
2222
)(
)(
:
/10005
CaSOMgSOOHCa
CaclMgclOHCa
lmgMg)镁盐侵蚀:
(
含水层
隔水层
2、地面沉降:
大量抽取地下水,导致孔隙水压力降低,颗粒有效压力增加,
地层压密而地面沉降。
3、流砂和潜蚀:
流砂:
饱水砂土因结构破坏而液化,砂土颗粒悬浮于水中流出。
潜蚀:
地下水将土层中细小颗粒带走,形成管状空洞。
第四章岩石及特殊土的工程性质
第一节岩石的物理性质
一、密度和重度:
密度:
单位体积的质量()。
(g/cm3)
饱和密度
干密度
/天然密度
Ms/V
VM
重度:
单位体积的重量()。
(N/cm3)
2m/s1kg1Ng
二、颗粒密度和比重(相对密度)
颗粒密度:
单位体积固位颗粒的质量(s)。
(g/cm3)V
Ms
s
比重(相对密度):
单位体积固体颗粒的重力与4℃时同体积水的重力之比
(ds)。
w
s
sd
三、孔隙度和孔隙比:
孔隙度:
孔隙体积与岩石总体积之比(n)。
%100
V
Vnn
孔隙比:
孔隙体积与岩石中固体颗粒体积之比(e)。
s
n
V
Ve
第二节岩石的水理性质
一、吸水性:
指岩石吸收水的性能。
其吸水程度用吸水率表示。
吸水率:
(常压条件下)吸入水量与干燥岩石质量之比。
%10011
s
w
G
Gw
饱水率:
(150个大气压下或真空)吸入水量与干燥岩石质量之比。
%10022
s
w
G
GW
饱水系数:
岩石吸水率与饱水率之比。
2
1
W
WK
w
(9.0~5.0wK)
二、透水性:
指岩石能透过水的能力。
用渗透系数K表示。
(m/s)
达西层流定律:
FIK
F
dl
dhKQ
渗透系数:
I
V
FI
QK
三、软化性:
指岩石浸水后强度降低的性质。
用软化系数KR表示。
软化系数:
干燥