工程地质名词解释和简答.docx

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工程地质名词解释和简答

工程地质名词解释题和简答题

第0章绪论

工程地质学：

研究与人类工程活动（规划，设计，施工，运营等）有关的地质问题的科学，以合理开发和妥善保护地质环境。

工程地质问题：

直接或间接影响工程建筑物的规划，设计，施工和正常运营的地质作用或问题。

工程地质条件：

与工程地质问题有关的地质条件。

工程地质学研究任务：

（基本任务）研究人类工程活动与地质环境之间的相互制约关系，使工程建设经济，安全，又能合理开发和保护地质环境。

（主要任务）在大规模地改造自然环境过程中，如何按地质规律办事，有效地改造地质环境。

第1章地球与地壳

地球内部圈层形成演化：

原始地球（均质体，温度较低）部分熔融（约2000°C）圈层结构初步形成（地壳，地幔，地核）

地壳的演化：

原始地壳陆核形成地质形成大陆阶段大陆-海洋

地球的基本性质：

形状，圈层构造，地壳均衡，重力

形状：

地球是一个两极稍扁，赤道略鼓的不规则球体。

圈层构造：

地核（内核，外核）古登堡界面（2900km）地幔（下地幔，上地幔）莫霍界面地壳；其中上地幔上部的软流圈和地壳统称为岩石圈。

引起重力异常因素：

测点高度，地形，中间层密度，深部物质

地壳均衡：

在地幔的某一深度上，上覆岩石对地幔的压力处处相等，处于一种均衡状态，这种现象称为地壳均衡。

岩石圈板块构造学说：

大陆漂移学说，海底扩张学说，板块构造学说

大陆漂移学说的证据：

大陆边缘形态，造山带与地层学，冰川遗迹，生物化石

海底扩张学说的证据：

海底地形，洋壳年龄，磁异常条带，转换断层

板块构造学说中的边界类型：

转换边界，离散边界，汇聚边界

板块边界的碰撞形式：

洋壳-陆壳碰撞，洋壳-洋壳碰撞，陆壳-陆壳碰撞

地质作用：

由自然动力引起地球和地壳物质组成、内部结构和地壳形态不断变化和发展的作用。

分为内动力地质作用和外动力地质作用。

第2章内动力地质作用

内动力地质作用：

由地球内部能源所引起岩石圈物质成分、内部构造、地表形态发生变化的作用。

内动力地质作用类型：

岩浆作用，地壳运动，变质作用，地震作用

岩浆：

在地壳深处或上地幔形成的，含有大量挥发组分的、高温粘稠的硅酸盐熔融体。

岩浆的成分：

（化学成分）SiO2、Al2O3、MgO、FeO、Fe2O3、CaO、Na2O、K2O等

岩浆的分类：

酸性岩浆（SiO2>65%）、中性岩浆（SiO265～52%）、基性岩浆（SiO252～45%）、超基性岩浆（SiO2<45%）

岩浆作用过程：

形成，运动，演化，冷凝成岩

岩浆作用方式：

侵入作用，喷出作用。

侵入作用：

深部岩浆向上运动，侵入到周围岩石而未到达地表便冷凝，结晶形成岩石的作用。

形成的岩石称侵入岩。

喷出作用：

岩浆喷出地表的过程。

形成的岩石称喷出岩。

变质作用：

由地球内力引起岩石产生结构、构造及矿物成分改变而形成新岩石的过程，称变质作用。

由变质作用形成的岩石称变质岩。

变质作用的影响因素：

温度（高温是变质作用中最主要和最积极的因素），压力，化学活动性流体。

地震：

地下岩层受应力作用错动破裂造成的地面震动。

是地壳所积累的应变能的一种释放方式，也是的当前地壳运动的主要表现方式之一。

震级：

描述地震大小和强度的一种量度指标。

微震（小于2级）有感地震（2-4级）破坏性地震（5级以上）强烈地震（7级以上）

烈度：

某一个地区地面和多类建筑物遭受一次地震影响的强烈程度，是地震时一定地点的地面震动强烈程度的尺度。

震级与烈度的对比：

1.某一个地区地面和多类建筑物遭受一次地震影响的强烈程度，是地震时一定地点的地面震动强烈程度的尺度。

2.对于一次地震，震级只有一个，但烈度却可以很多，随震中距加大，烈度降低。

3.震级是通过仪器测定的，而烈度是现场调查和比对而得出的，前者精确，后者非精确。

4.震级越大，所造成的破坏越大，烈度也越大，反之亦然；震源深度越大，烈度越小，反之亦然。

地震成因类型：

构造地震，火山地震，陷落地震，诱发地震

第3章外动力地质作用

外动力地质作用：

由地球外部营力引起的,发生在地壳表层的地质作用。

外部营力因素：

水，大气，生物，气温

外动力地质作用过程：

风化作用，剥蚀作用，搬运作用，沉积作用，硬结成岩作用

风化作用：

地壳表层的岩石，在太阳辐射、大气、水和生物等风化营力作用下，发生物理和化学变化，使岩石崩解破碎以至逐渐分解而在原地形成松散堆积物的过程。

风化作用类型：

物理风化（卸荷，温度，冻融，盐类结晶与潮解），化学风化（水，氧），生物风化（机械风化，化学风化）

残积物特点：

1.原地堆积形成2碎屑物成分大小不均，棱角分明3.无分选性，无层理4.由外到内与基岩逐渐过渡5.成分与基岩有密切关系

残积物工程意义：

1.空隙多，成分和厚度不均匀，用作建筑物地基时应考虑其承载力和可能产生的不均匀沉降。

2.结构松散，在边坡工程中应考虑可能的坍塌和冲刷等问题。

风化作用影响因素：

岩性，气候，地质构造，地形

差异风化：

在相同风化条件下由于岩性的不同导致风化速度不同，使岩石表面出现凸凹不平的现象。

河流地质作用：

侵蚀作用（下蚀作用，侧蚀作用），搬运作用，沉积作用

沉积作用：

河流在运动过程中能量不断损失，当河水夹带的泥沙、砾石等搬运物质超过了河水的搬运能力时，被搬运的物质便在重力作用下逐渐沉积下来的过程称沉积作用。

形成的沉积物称冲积物。

冲积物特点：

分选性好，磨圆度高，层理清晰，成份复杂

冲积物工程意义：

1.作为建筑物地基时，砂卵石承载力高，粘土较低。

特别注意两种不良的冲积物：

一是软弱土层；另一种是易发生液化的粉砂层。

2.砂、卵石、砾石层是良好的建筑材料；厚度稳定、延续性好的砂卵石层是丰富的含水层。

3.当坝基下覆存在深厚的冲积物时，容易成为渗流通道，应做好防渗措施。

河流阶地：

原先河谷的谷底，由于河流下切侵蚀而相对抬升到洪水位以上，呈阶梯状顺河谷分布于河谷两侧，称河流阶地。

风的地质作用：

剥蚀作用，搬运作用，沉积作用

冰川类型：

山岳型冰川，大陆型冰川

冰川地质作用：

刨蚀作用，搬运作用，沉积作用

冰碛物：

冰载物在搬运过程中，由于冰体融化而从冰体内卸下的过程。

相应的堆积物称冰碛物。

冰水沉积：

冰川融化后形成的水流使原有的冰碛受水流的分选和重沉积的过程，称冰水沉积。

冰碛物特点：

1.皆为碎屑物，大小混杂，明显缺乏分选2.无定向排列，无层理，无磨圆3.表面磨光面擦痕4.具漂砾

第4章矿物和岩石

矿物：

由地质作用形成的具有一定物理性质和化学成份的自然单质或化合物。

岩石：

由一种或多种矿物或岩屑组成的自然集合体，是各种地质作用的产物，是构成地壳的基础。

颜色：

颜色是矿物对光波吸收后的补色，取决于矿物的化学成份和内部结晶构造，是矿物最明显的标志之一。

条痕：

矿物粉末的颜色称条痕。

矿物粉末的颜色比较固定，也是鉴别矿物的重要标志。

光泽：

矿物表面反光的性质称光泽。

透明度：

矿物透光的能力称为透明度。

硬度：

矿物抵抗机械刻划及摩擦的能力称硬度。

解理：

矿物受敲击后，常沿一定结晶方向裂开成平滑光面，这种特性称解理。

裂开的光滑平面称解理面。

断口：

矿物受敲击后沿沿任意方向裂开成凹凸不平的断面称断口。

肉眼鉴定法：

形态，硬度，颜色，解理，光泽，盐酸反应

岩浆岩产状：

地质上常把岩浆岩体产出的形态、规模、与围岩的接触关系，分布特点及其产出的地质构造环境等诸要素称为岩浆岩的产状。

侵入岩，喷出岩。

岩浆岩的主要造岩矿物：

（浅色矿物）正长石，斜长石，石英，白云母；（暗色矿物）黑云母，辉石，角闪石，橄榄石。

最重要造岩矿物：

斜长石，正长石，石英，角闪石，辉石。

岩浆岩的结构：

指岩石中矿物的结晶程度、晶粒大小、晶体形态及它们彼此间的相互组合关系。

包括显晶质结构，隐晶质结构，玻璃质结构，斑状结构

岩浆岩的构造：

指岩石中不同矿物集合体之间或矿物集合体与其它组成部分之间的排列与填充方式，它常可以表示岩石的外貌形态及成岩过程的变化。

包括块状构造，流纹构造，气孔构造，杏仁构造。

沉积岩成岩阶段：

风化剥蚀，搬运，沉积，硬结成岩

沉积岩的物质组成：

主要来源于地表岩石的风化破坏

成因分类：

碎屑矿物，粘土矿物，有机质及生物残核，化学沉积矿物

沉积岩胶结方式：

基底式胶结，接触式胶结，孔隙式胶结

沉积岩的结构：

沉积岩的组成物质的颗粒大小、形状和结晶程度。

分为碎屑结构，泥状结构，化学结构，生物结构。

沉积岩的构造：

沉积岩的各个组成部分的空间分布和排列方式。

分为层理构造，层面构造，化石，结核

沉积岩的分类：

碎屑岩类，粘土岩类，化学及生物化学岩类

变质岩的矿物成分：

继承矿物（如岩浆岩和沉积岩中常见的石英、长石、角闪石、辉石、云母、方解石、粘土矿物等）变质矿物（如绢云母、滑石、绿泥石、石榴子石、蛇纹石等。

变质矿物是变质作用的特定产物）

变质岩的结构：

粗粒结构，细粒结构

变质岩的构造：

片麻状构造，片状构造，千枚状构造，板状构造，块状构造

第５章　地质年代

地质年代的表示方法：

绝对年代，相对年代

相对年代的确定方法：

地层层位法，岩性对比法，古生物法

第６章　地质构造

地质构造：

地壳中的岩层因地壳运动的作用发生变形与变位而遗留下来的形态。

分为水平构造，倾斜构造，褶皱构造，断裂构造

倾斜构造岩层产状三要素：

走向，倾向，倾角

岩层产状表示方法：

1.方位角表示法（倾向∠倾角，250˚∠25˚，倾向205˚，倾角25˚）；

2.象限角表示法（走向∠倾角+倾向象限，N65˚W∠25˚SW，走向北偏西65˚，倾角25˚，倾向西南）。

褶皱构造：

岩层受构造运动后，在保持连续性的情况下产生的弯曲变形。

褶皱构造类型：

背斜（中间岩层向上搭起的弯曲，两翼岩层向外倾斜），向斜（中间岩层向下凹陷的弯曲，两翼岩层向内倾斜）

褶皱构造分类：

直立褶皱，倾斜褶皱，倒转褶皱，平卧褶皱

褶皱构造的工程地质意义：

1.褶皱核部岩层破碎、易风化剥蚀、强度低、渗透性大，对坝基或洞室稳定性不利。

2.坝址布置在倾向上游的一翼对坝基稳定有利；若在倾向下游的一翼，且岩层倾角较缓或软弱夹层、顺层节理发育时，对坝基稳定不利。

3.当隧洞轴线与岩层近于垂直时，隧洞可能穿过不同性质的岩层，要特别注意岩性软弱、节理发育及含水层地段。

断裂构造类型：

节理（岩体沿破裂面没有明显位移，或仅有微量位移），断层（岩体沿破裂面两侧发生了明显的位移或较大的错动）

节理分类：

剪节理，张节理，劈理

剪节理特征：

1.节理面密闭，产状稳定，延伸较远；

2.节理面平直光滑，常有剪切滑动留下的擦痕；

3.一般成对呈“X”出现，节理间距小，尤其在软弱薄层岩石，常密集成带；

4.交叉切割岩体，岩体较为破碎，剪切节理面常是易于滑动的软弱面。

张节理特征：

1.产状不稳定，延伸不远就消失；

2.节理面弯曲粗糙，裂缝较宽成开口或楔形，并常被岩脉填充；

3.一般发育稀疏，间距较大，很少密集成带；

4.往往构成良好的渗透通道。

断层要素：

上盘，下盘，断层线，断层面，断层破碎带

断层类型：

正断层，逆断层，平衡断层

断层识别：

1.地层重复或缺失；2.构造不连续；3.断层破碎带及构造岩；4.擦痕、阶步及磨光镜面；5.牵引现象和伴生节理；6.地貌及地下水

第７章　地质图

地质图的类型：

普通地质图，地貌及第四纪地质图，水文地质图，工程地质图，剖面图及柱状图

地层接触关系：

整合接触，平等不整合接触，角度不整合接触，侵入接触，沉积接触

第８章　地下水

岩土介质的空隙性：

孔隙，裂隙，岩溶

孔隙：

松散介质中颗粒或颗粒集合体之间普遍存在着呈小孔状分布的空隙。

评价指标：

孔隙度，孔隙比。

影响因素：

①颗粒的排列方式（紧密还是疏松）；②颗粒的粗细（粘土60%，砂砾石14%）；③分选性（粗砂30%，粉砂40%，两者混合12%）；④形态（磨圆度好孔隙度大）；⑤胶结和压实程度。

裂隙：

岩石受地壳运动及其它外动力地质作用影响产生的空隙。

评价指标：

裂隙率。

影响因素：

①受力情况②岩石性质

溶隙：

可溶岩中的裂隙经地下水流长期溶蚀而形成的空隙。

评价指标：

溶隙率

地下水的埋藏类型：

包气带水，潜水，承压水

潜水的特征：

（1）与大气相通，具自由水面，为无压水；

（2）补给区与分布区一致，直接接受大气补给；（3）受气候影响较大，具有明显的季节变化特征；（4）容易受地面污染影响；（5）常用的供水水源；

承压水的特征：

（1）没有自由水面，并承受一定的静水压力；

（2）补给区与分布区不一致；（3）比较稳定，受气候影响较小；（4）不易受地面污染的影响；（5）一般可作为良好的供水水源。

（6）承压水头压力可能会造成基坑突涌。

地下水排泄的方式：

泉，泄流，蒸发，蒸腾

泉的分类：

（根据补给源和水流特征）上升泉，下降泉；（据水温）冷泉，温泉；据出露原因（侵蚀泉，接触泉，断层泉）

渗流：

地下水在岩土体空隙中的运动。

水力坡度：

单位渗流路径上的水头损失。

流网：

渗流场某一典型剖面或平面上，由一系列等水头线与流线组成的网络。

达西定律：

渗透流速与水力梯度的一次方成正比。

适用条件：

低流速，层流

地下水的化学成分：

主要离子：

阳离子:

阴离子:

气体：

化学性质：

酸碱度（地下水中氢离子的浓度，以PH值表示）；

矿化度（地下水中各种离子、分子与化合物的总量，单位:

g/l或mg/l。

矿化度通常以在105~110℃下将水蒸干后所得的干涸残余物重量表示）；

硬度（水中钙、镁离子的含量，单位mmol/l或德国度（1mmol/l=2.8德国度）。

总硬度，暂时硬度，永久硬度）

侵蚀性分类：

结晶类腐蚀，分解类腐蚀，复合类腐蚀

与地下水有关的工程地质问题：

地面沉降，地面塌陷，渗流变形，基坑突涌

第９章　岩石和岩体的工程地质性质

岩石的工程性质：

物理性质（重量，孔隙性），水理性质（岩石与水作用时所表现的性质），力学性质

吸水性：

岩石在一定试验条件下的吸水能力称岩石的吸水性；指标：

吸水率、饱水率和饱水系数。

透水性：

岩石透过水的能力，取决于岩石空隙的大小、数量、方向及连通情况，通常用渗透系数来衡量。

软化性：

岩石浸水后强度降低的性能；与岩石的空隙性、矿物成分、胶结物质有关。

用软化系数来衡量。

抗冻性：

岩石抵抗冻融破坏的性能。

用岩石强度损失率和岩石重量损失率来衡量。

可溶性：

岩石可以被水溶解的性能。

与岩性、水的纯净度及温度等因素有关。

膨胀性：

岩石吸水后体积增大的性能。

与岩石类型及空隙性有关。

岩石的力学性质：

变形，强度（岩石在达到破坏前所能承受的最大的应力，包括抗压强度，抗剪强度，抗拉强度，点荷载强度）

岩体结构：

指岩体中结构面、结构体的形状、规模、性质及其组合关系。

结构面分类：

原生结构成（沉积结构面，火成结构面，变质结构面），构造结构面（节理，断层破碎带，层间错动带），次生结构面（卸荷裂隙，风化裂隙）

结构面的规模：

I级结构面（区域性的断裂破碎带，延伸数十公里，破碎带宽度在数米至数十米以上。

控制区域地质结构及工程区域稳定）

II级结构面（延展性较强，贯穿整个工程区或在一定范围内切断整个岩体。

控制了工程区场地的稳定性）

III级结构面（一般在数十米至数百米范围内的小断层、大型节理、风化夹层及卸荷裂隙等等。

控制了工程岩体的稳定性和变形破坏机制）

IV级结构面（延展性差，一般在数米到数十米范围内的节理、片理等。

控制了岩块的稳定性，它是岩体结构研究的重点问题之一）

V级结构面（延展性极差的一些微小裂隙。

主要影响岩块的力学性质）

软弱夹层：

坚硬岩层中夹有力学强度低、泥质或炭质含量高、遇水易软化、延伸较长和厚度较薄的软弱岩层。

结构体类型：

板状结构体，柱状结构体，锥状结构体。

岩体结构类型：

整体结构（厚层及完整岩体，节理稀少）；

　　　　　　　块状结构（被结构面交叉切割成分离体）；

　　　　　　　层状结构（主要指层厚小于0.5m的沉积岩或变质岩层）；

　　　　　　　碎裂结构（岩体被各种结构面切割成各种大小和形状不同的结构分离体）；

　　　　　　　散体结构（岩体完全解体，被分割成大小不等的碎块）

流变：

物体在外部条件不变的情况下，应力或应变随时间变化的性质。

蠕变：

在一定应力的条件下，变形随时间的持续而逐渐增长的现象。

松弛：

在变形保持一定的条件下，应力随时间的增长而逐渐减小的现象。

岩体的工程地质分类：

RQD分类，岩体结构分类，RMR分类

RQD分类：

以钻孔获得的大于10cm的岩芯断块长度与岩芯进尺总长度的比值，以百分数表示。

RMR分类：

岩块强度，RQD值，节理间距，节理条件，地下水。

风化作用对岩体工程地质性质的影响：

1.破坏岩石中矿物颗粒之间的连接

2.形成和加剧岩石中的裂隙

3.降低裂隙面的粗糙程度

4.分解原有矿物产生次生粘土矿物。

总体上：

降低岩体的强度和稳定性。

岩体风化带划分：

新鲜岩石，微风化，弱风化，强风化，全风化，残积土。

第10章斜坡稳定性工程地质问题分析

斜坡应力场分布特征：

1.最大主应力方向发生明显偏转：

坡面附近最大主应力与坡面近于平等，最小主应力与其近于正交

2.坡体中产生应力集中现象：

坡角附近形成明显的应力集中带；坡角越陡压力集中越明显。

3.坡面的岩土体由于侧向压力近于零，实际上变为两向受力状态，而向坡体内部逐渐转变为三向受力状态。

4.坡面或坡顶的某些部位，由于水平应力明显降低而可能出现拉应力，形成张力带。

斜坡演变的阶段：

斜坡变形：

贯通性在破坏面形成之前，坡体发生的变形与局部破裂。

方式：

松动，蠕动。

斜坡破坏：

斜坡中已出现与外界连续贯通的破坏面，并以一定的加速度滑移或崩落，脱离母体。

方式：

崩塌，滑坡。

松动：

斜坡形成初始阶段，坡体表部常出现一系列与坡向近于平行的陡倾角的张开裂隙，被这种裂隙切割的岩体便向临空方向松开、移动，这种现象称为松动。

机制：

斜坡松动变形使表层岩土体内部产生一系列张开裂隙：

一方面使得岩土体强度降低；另一方面也促进了外动力地质作用过程。

其结果将最终加剧斜坡的变形乃至破坏过程。

蠕动：

斜坡岩土体在自重应力为主的坡体应力长期作用下，向临空方向发生的缓慢而持续的变形，称之为蠕动。

表层蠕动：

主要发生在斜坡浅部范围的一种斜坡变形现象。

深层蠕动：

主要发育在斜坡下部或坡体内部的一种斜坡变形现象。

崩塌：

斜坡前缘的部分岩土体，被陡倾结构面或拉裂隙分割，并以突然的方式脱离母体，翻滚而下，堆积于坡脚的过程。

破坏机制：

拉裂破坏为主。

滑坡：

斜坡岩土体沿连续贯通的破坏面整体向下滑动的过程。

破坏机制：

剪切破坏为主。

影响斜坡稳定性因素：

内因：

地形地貌（坡度越大，高度越大，越不稳定；凹形坡较凸形坡稳定），地层岩性，地质构造

外因：

水，人类活动，地震，风化作用

水对斜坡稳定的影响：

地下水：

①降低岩土体的抗剪切强度；②形成孔隙水压力，降低斜坡的抗滑力；③地下水流动形成渗透压力；④产生渗透变形。

降雨：

①抬高地下水位：

增加坡体内的水压力及渗透力；

②侵蚀软化：

使岩土体抗剪强度降低；

③水劈作用：

雨水充满裂缝，对裂缝侧壁产生侧向压力。

地表流水：

①冲刷淘空：

破坏了坡脚部位起支撑作用的岩土体；

②水位变动：

改变其内部的水文环境；尤其是水位骤降，将在坡体内部形成较高的水压力，对斜坡稳定极为不利。

③河流下切：

使斜坡增高、变陡。

地震对斜坡稳定的影响：

①破坏岩土体的结构；②产生附加应力；③震动液化。

斜坡稳定性评价方法：

演变历史分析法，力学分析法，工程地质类比法。

演变历史分析法：

应用斜坡变形、破坏的基本规律，通过追溯斜坡演变全过程，对斜坡稳定性发展的总趋势和区域性特征作出评价及预测。

力学分析法：

极限平衡，数值计算，图解法

工程地质类比法：

已有斜坡的研究或设计经验→工程地质条件相似的斜坡

斜坡变形破坏防治原则：

以“防”为主；及时“治”理。

斜坡变形破坏防治措施：

1.消除或消弱使斜坡稳定性降低的各种因素

2.直接降低下滑力，提高抗滑能力

3.防御和绕避