工程地质考试重点.docx

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工程地质考试重点

矿物

常见造岩矿物的物理性质（如石英、长石、方解石）表：

1-1

岩石

结构：

指组成岩石的矿物的结晶程度、晶粒大小、晶体形状及其相互结合的情况

构造：

指矿物在岩石中的空间排列和充填方式所反出来的外貌特征

岩浆岩

定义:

岩浆在上升过程中，经复杂的物理化学过程，最后冷却凝结形成的岩石。

结构：

按结晶程度：

全晶质结构、半晶质结构、非晶质结构

　　按晶粒大小：

显晶质结构、隐晶质结构、玻璃质结构

　　按晶粒相对大小：

等粒结构、不等粒结构

构造：

块状构造、流纹状构造、气孔状构造、杏仁状构造

判定：

块状、流纹状、气孔状、杏仁状构造是岩浆岩区别于其他类岩石的显著特征。

沉积岩

定义：

原岩经风化、搬运、沉积、成岩作用形成的新的岩石。

结构：

碎屑结构、泥质结构、结晶结构、生物结构

构造：

层理构造、层面构造、化石和结核

判定：

沉积岩的层理构造、层面特征和含有化石是沉积岩在构造方面区别于其它岩类的重要特征

变质岩

定义：

地壳内部原有岩石，受高温、高压及化学成分加入的影响，改变原来的矿物成分和结构、构造，形成的新的岩石。

结构：

变余结构、变晶结构、碎裂结构

构造：

板状构造、千枚状构造、片状构造、片麻状构造、块状构造

判定：

板状、千枚状、片状、片麻状等片理构造是变质岩所特有的，是识别的显著标志。

工程地质性质

岩石工程地质性质：

影响岩石工程地质性质的因素：

矿物成分、结构、构造、水、风化作用

地质构造

地质构造：

指构造运动引起地壳岩层变形、变位后被保留下来的形态。

内力地质作用：

构造运动（地壳运动）、岩浆活动、变质作用

外力地质作用：

风的地质作用、流水的地质作用、冰川的地质作用、重力的地质作用

地层接触关系

（1）沉积岩之间的接触关系

}

　　①整合接触：

各地层时代连续，产状平行

具有埋藏侵蚀面

　　②平行不整合接触（假整合）：

各地层时代不连续，但产状平行

新

　③角度不整合接触：

各地层时代不连续，产状不平行

老

整合平行不整合角度不整合

（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，有变质晕

②沉积接触（非整合）：

先侵入、后沉积，有底砾岩

沉积接触变质晕侵入接触

（3）岩浆岩之间的接触关系

穿插构造：

新岩体穿插入老岩体　　

地质年代表

岩层产状

（1）走向：

岩层层面与水平面交线的方位角称为岩层的走向。

岩层的走向表示岩层在空间延伸的方向。

（2）倾向：

垂直走向顺倾斜面向下引出一条直线，该直线在水平面上的投影所指的方位角称为岩层的倾向。

岩层的倾向表示岩层在空间的倾斜方向。

岩层的走向与倾向相差90º。

（3）倾角:

岩层的层面与水平面所夹的锐角称为岩层的倾角。

岩层的倾角表示岩层在空间倾斜角度的大小。

褶皱

定义：

岩层受力作用后产生变形，所形成的一系列连续完整的弯曲形态

基本形态：

背斜---岩层向上弯曲。

核老，翼新

　　向斜---岩层向下弯曲。

核新，翼老

形态分类：

1．按轴面产状

Ø直立褶皱：

轴面直立，两翼倾向相反，倾角相等

Ø倾斜褶皱：

轴面倾斜，两翼倾向相反，倾角不等

Ø倒转褶皱：

轴面倾斜，两翼倾向相同，一翼岩层倒转

Ø平卧褶皱：

轴面水平，两翼岩层水平，一翼岩层倒转

2．按枢纽产状

Ø水平褶皱（枢纽水平）：

地面界限平行延伸

Ø倾伏褶皱（枢纽倾伏）：

地面界限向一端弯曲封闭

褶皱的野外观察方法：

褶皱的规模，有比较小的，但也有很大的。

小的褶皱，可以在小范围内，通过几个出露在地面的基岩露头进行观察。

规模大的褶皱，一则分布的范围大，二则常受地形高低起伏的影响，既难一览无余，也不可能通过少数几个露头就能窥其全貌。

对于这样的大型褶皱构造，在野外就需要采用穿越的方法和追索的方法进行观察。

穿越法就是沿着选定的调查路线，垂直岩层走向进行观察。

追索法就是平行岩层走向进行观察的方法。

工程地质评价：

断层

定义：

岩层受力断开后，沿断层面有明显相对位移

分类：

按断层两盘相对运动方向分类：

Ø正断层：

上盘沿断层面相对下降，下盘相对上升的断层

Ø逆断层：

上盘沿断层面相对上升，下盘相对下降的断层

Ø平推断层:

由于岩体受水平扭应力作用，使两盘沿断层面发生相对水平位移的断层

按断层面产状与岩层产状的关系分类：

Ø走向断层：

断层走向与岩层走向平行。

Ø倾向断层：

断层走向与岩层倾向平行。

Ø斜交断层：

断层走向与岩层走向斜交。

工程地质评价：

裂隙（节理）

定义：

岩层受力断开后，沿断层面无明显相对位移

分类：

按力学成因-----张节理、剪节理

工程地质评价：

地震

定义：

地下深处的岩层，由于突然破裂、塌陷以及火山爆发等而产生振动，并以弹性波的形式传递到地表，这种现象称为地震

分类：

按其成因

Ø人为地震

Ø天然地震（构造地震、火山地震、陷落地震、激发地震）

地震对公路的破坏作用：

Ø地震力的破坏作用

Ø地变形的破坏作用

Ø地震促使软弱地基变形、失效的破坏作用

Ø地震激发滑坡、崩塌与泥石流的破坏作用

风化作用

定义：

地壳表层的岩石，在太阳辐射、大气、水和生物等风化营力的作用下，发生物理和化学的变化，使岩石崩解破碎以至逐渐分解的作用

基本类型及产物特点：

Ø物理风化---碎屑物颗粒较粗，粘结性和吸水性较差，但内摩擦角较大

Ø化学风化---产物颗粒细小，内聚力较大，粘结性较好，吸水能力强，内摩擦角较小

Ø生物风化---在物理和化学风化的基础上进行，所受影响与化学风化相近，因此风化物质的性质与化学风化接近，有机质带来性质的改变是明显区别

暂时性流水的地质作用

v淋滤作用：

大气降水向地下渗透时，将地表细小物质和溶解物质带走，将粗粒物质或难溶物质残留原地的过程。

残积层特点：

残留原地，成分与下伏基岩有关。

松散、富水。

易产生不均匀沉降。

v洗刷作用：

坡面流水将山坡上风化物质带到坡脚平缓处堆积的过程。

坡积层特点：

位于坡脚，成分为山坡上部物质，与下伏基岩无关。

松散、富水。

易沿原地面滑坡。

v冲刷作用：

冲沟中地表径流将沟底、沟岸物质掏蚀，并带到沟口沉积的过程。

洪积层：

所产生的冲积物、沉积物。

河流的地质作用

侵蚀作用：

河水在流动的过程中不断加深和拓宽河床的作用

分类：

1、按作用方式分类：

Ø溶蚀：

河水对组成河床的可溶性岩石或矿物不断进行的化学溶解，使之逐渐随水流失。

Ø机械侵蚀：

流动的河水对河床组成物质的直接冲击和夹带砂砾、卵石等固体物质对河床

的磨蚀。

2、按作用方向分类：

Ø下蚀作用：

流水对河底岩石的侵蚀使河床逐渐下切和加深的作用。

Ø侧蚀作用：

流水对河床两岸的岩石进行侵蚀，使河谷加宽或使河道左右迁移的作用。

搬运作用：

河流在流动的过程中将河床上剥蚀下来的固体物质移动使其离开原地的作用。

沉积作用：

河流在运动中由于能量的损耗而将所夹带固体物质卸下形成河流冲积层的作用。

河流阶地（台地）：

河谷内河流侵蚀或沉积作用形成的阶梯状地形。

垭口

定义：

连续山梁的一块平坦且相对较低的位置，也可以说是高大山脊的鞍状坳口。

分类：

v构造型垭口：

Ø断层破碎带型垭口：

风化侵蚀严重，岩石的整体性被破坏，工程地质条件较差，一般以低路堤、浅路堑通过，以保证地面原有的稳定性。

Ø背斜张裂带型垭口：

主要水文地质条件好，岩层相对稳定，工程地质条件相对好一些

Ø单斜软弱层型垭口：

岩性较差，不宜大挖，以浅路堑或路堤形式通过。

v剥蚀型垭口：

松散覆盖层薄，基岩多半裸露。

可采用隧道、中堑深挖等方式通过。

在干燥寒冷地带，岩性坚硬和切割较深的垭口本身较薄，宜采用隧道方案；采用中堑深挖也比较有利，是一种良好的垭口类型；

在温湿地区和岩性较薄弱的垭口，则本身较平缓宽厚，采用深挖路堑或隧道对穿都比较稳定，但工程量比较大；

在石灰岩地区的溶蚀性垭口，无论是明挖路堑或开凿隧道，都应注意溶洞或其它地下溶蚀地貌的影响。

v剥蚀-堆积型垭口：

垭口外形浑园，宽厚，宜于公路展线，但松散堆积层的厚度较大，有时还发育有湿地或高地沼泽，水文地质条件较差，故不宜降低过岭标高，通常多以低填或浅挖的断面形式通过。

软土

定义：

一般是指天然含水量大、压缩性高、承载力低和抗剪强度很低的呈软塑—流塑状态的粘性土。

特点：

1．以粘粒和粉粒为主，手感滑腻，有机质含量较高

2．矿物成分以伊利石为主，高岭石次之

3．具有海绵或蜂窝状结构，常具有层理构造

工程地质性质：

a.透水性差，强度低，承载力低

b.压缩性高，沉降量大，固结慢

c.高触变性、流变性

黄土

定义：

第四纪以来，在干旱、半干旱气候条件下，陆相沉积的一种特殊土。

特点：

1．以粉砂为主，粘土次之

2．易溶盐含量高，特别富含碳酸盐

3．地质均一，结构疏松，孔隙度大

4．垂直节理发育

5．具有湿陷性

工程地质性质：

一般工程性质看，干燥状态下黄土的工程力学性质并不是很差，但与水软化甚至发生湿陷后，常引起工程建筑物的破坏，所以湿陷性是湿陷性黄土最不良的性质。

膨胀土

定义：

是一种粘性土，具有明显的膨胀、收缩特性。

特征：

（1）颜色多为灰白、棕黄、棕红、褐色等

（2）粒度成分以粘粒为主，其次是粉砂，砂粒最少

（3）粘土矿物以蒙脱石、伊利石为主

（4）具有强烈的膨胀、收缩特性，多次反复胀缩强度降低

（5）各种成因的裂隙十分发育

（6）早期形成的膨胀土具有超固结性

工程地质性质：

1.具有较大的表面能，呈现出强亲水性

2.结构紧密，孔隙比小，干密度大，常被误认为是良好的天然地基

3.裂隙十分发育

4.天然状态下，强度、承载力相对较高，遇水后强度大幅度降低

5.具有超固结性

地下水

分类：

按地下水的埋藏条件：

v上层滞水：

在包气带内部隔水层上形成的饱和带水层。

　特征：

1．埋藏浅，水量不大，季节性变化强烈

2．补给区、分布区和排泄区一致

3．一般矿化度低，水质最易受污染

4．常是引起土质边坡滑坍，地基、路基沉陷、冻胀等病害的重要因素

v潜水：

在饱和带内，地表向下第一个连续隔水层之上的含水层中，有自由水面的重力水。

特征：

（1）与地表联系密切，潜水动态具有明显的季节变化，水质也易于受到污染

（2）潜水面的形状与地形有一定的一致性且比地形平缓，但是因时、地而异，受地形地质、气象水文等自然因素控制

v承压水：

充满于两个隔水层间的含水层中承受水压力的地下水。

特征：

1．具有静水压力，承压水面是一个势面

2．自高水压向低水位处渗流

3．补给区和承压区不一致

4．水位、水量、水质及水温等，受气象水文因素的影响较小

5．水层的厚度稳定不变，不受季节变化的影响

按含水层空隙性质（含水介质）的不同

v裂隙水:

埋藏在基岩裂隙中的地下水叫裂隙水。

特点：

分布不均，水力联系很复杂。

v岩溶水：

赋存与运移于可溶岩的空隙、裂隙以及溶洞中的地下水叫岩溶水。

特征：

（1）岩溶水分布具有不均匀性，由于岩溶分布和发育的不均匀性，岩溶含水层的富水性极不均匀；

（2）水力联系密切，由于地下溶洞与溶洞、溶洞与溶蚀裂隙之间相互连通，使得岩溶水具有密切的水力联系和较强的传递能力；

（3）水量动态多变，随季节变化大。

v孔隙水：

特点：

崩塌

定义：

陡峻斜坡上的巨大岩、土体，在重力作用下，突然脱离坡体，发生崩落和倒塌的现象

形成条件：

Ø陡峻斜坡（55º–75º最易）

Ø坚硬或软硬相间的岩性

Ø倾向坡外的结构面

Ø水的作用

Ø地震

Ø人为因素（爆破、开挖坡脚）

防治原则：

以防为主

选线时，对于发生大、中型崩塌的地段，优先采用绕避方案；当绕避有困难时，应离开崩塌一段位置，尽量减少防治工程、或采用其他方案（明洞、隧道）通过

设计与施工中，避免使用不合理的高、陡边坡，避免大切大挖大爆破，以维持山体平衡防治措施：

Ø清除坡面危石

Ø坡面加固------坡面喷浆、抹面、砌石铺盖（阻止风化）

Ø灌浆、勾缝、镶嵌、锚拴（增强完整性）

Ø危岩支顶------混凝土作支垛、支柱、支墩、护壁等

Ø拦截防御------修筑落石平台、落石网、拦石堤

Ø调整水流------修筑截水沟、堵塞裂隙、排水沟渠

v滑坡

定义：

斜坡大量土体和岩体在重力作用下，沿一定的滑动面整体向下滑动的现象

形成条件：

（1）有贯通的滑动面

（2）下滑力大于抗滑力

防治原则：

贯彻“以防为主，整治为辅”的原则，对滑坡进行详细的工程地质勘测

防治措施：

“一排、二挡、三减、四固”

Ø排水：

排地表水：

天沟、侧沟、坡面排水沟

排地下水：

盲沟、盲洞、平孔、砂井

Ø力学平衡：

支档：

重力式挡墙、锚固桩、锚杆、锚索、抗滑明洞

刷方减重：

一般阶梯状刷方，并反压护坡

Ø改变滑动面的土石性质：

灌浆法、电渗法、焙烧法

v泥石流

定义：

泥石流是一种突然爆发的含有大量泥沙、石块的特殊洪流

形成条件：

有丰富的松散固体物质，有充沛的水动力来源，有险峻的地形

防治原则：

防治措施：

Ø形成区要进行水土保持——植被护土；平整山坡，修筑梯田；修筑排水系统及支档工程

Ø流通区要进行拦渣——设置拦渣坝

Ø沉积区要进行排导、绕避和跨越

v岩溶

定义：

可溶性岩石在地表水和地下水的长期地质作用下形成的各种溶蚀现象

形成条件：

有丰富的可溶性岩石，岩石具有透水性，水具有溶蚀能力，水处于流动状态

防治措施：

Ø疏导——对岩溶水宜疏不宜堵。

一般可以明沟、泄水洞等加以疏导

Ø跨越——以桥涵等建筑物跨越流量较大的溶洞、暗河

Ø加固——为防止溶洞塌陷和处理由于岩溶水引起的病害，常采用加固的方法

Ø堵塞——对基本停止发展的干涸溶洞，一般以堵塞为宜

Ø钻孔充气——为克服真空吸蚀作用所引起的地面塌陷的一种措施

Ø恢复水位——从根本上消除因地下水位降低造成地面塌陷的一种措施