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土木工程地质复习资料第一章 造岩矿物与岩石 4) 透明度：矿物透过可见光的能力，即光线透过矿物的程度。 1、地质环境和地质作用 2、矿物的力学性质： 工程活动的地质环境，亦成为工程地质条件，是指各项地质因素的综合。这些因1) 硬度：矿物抵抗外力刻划、压入或研磨等机械作用的能力。 素包括：土和岩石的工程性质；地质构造；地形地貌；水2) 解理：是矿物受打击后，能沿一定方向裂开成光滑平面的性质。 文地质条件；地质作用；天然建筑材料。 3) 断口：是矿物受打击后，形成的不具方向性的不规则的破裂面。 在地质历史发展过程中，促使地壳组成物质、构造和地表形态不断变化的作用统3、矿物的形状(结晶：在液态或固态物质中的离子或原子互相结合形成晶体的过程) 称为地质作用。按其能源不同，地质作用可分为两种类型：内力地质作用 岩浆作用、变质作用、地震）和外力地质作用 等特征。 岩石的构造：岩石中矿物的排列方式和填充方式所反映出来的外貌特征。 2、风化作用和变质作用 风化作用：在温度变化、气体、水及生物等因素的综合影响下，使地表岩石发生6、岩浆岩按SiO2的含量可分为哪几类？ 破碎、分解的一种破坏作用 酸性岩类：> 65% 中性岩类：65%52% 基性岩类：52%45% 超变质作用：是指构造运动与岩浆作用过程中，使原有的岩石受温度，压力和化学基性岩类：< 45% (浅;较深;深;很深),(轻;较大;较大;很大) 既变质岩的形成过程。 7、层理构造与片理构造 层理构造：沉积岩在形成过程中，由于沉积环境的改变，使先后沉积的物质在成3、矿物与岩石 矿物是地壳中天然生成的具有一定化学成分、物理性质和形态的自然元素或化合分、颗粒大小、形状和颜色上发生变化而显示出来的成层现象。 物。矿物是组成岩石的基本单位，也是组成地壳的基本物质。构成岩石的矿物称为造片理构造：岩石中的片状、柱状或长条状矿物，在定向压力或差异压力作用下，岩矿物。 垂直压力方向平行排列而形成的构造。 岩石是在地质作用下产生的，由一种或多种矿物以一定规律组成的自然集合体。 8、三大岩类是如何进行分类的？ 岩石是构成地壳的最基本单位。按其成因可将地壳的岩石分为三大类：岩浆岩， 沉积岩和变质岩。岩浆岩：按冷凝成岩浆岩地质环境：深成岩 浅4、矿物的物理性质主要有哪些？简述每种性质的概念。 1、矿物的光学性质： 成岩 喷出岩；按SiO2的含量：。；沉积岩：按结构分类：碎屑结构 泥比较固定。 他色：是矿物混入了某些杂质所引起的，与矿物本身的性质无关；他色质结构 结晶结构 生物结构；变质岩：按构造分类：片理状构造 ，又分板状构不固定，随杂质的不同而异。 假色：由于矿物内部的裂隙或表面的氧化膜对光的折造 片状构造 千枚状构造 片麻状构造块状构造。 射、散射所引起的。） 9、试叙述三大岩类的区别？ 2) 条痕：矿物粉末的颜色。 长石、白云母等，深色矿物有黑云母、角闪石、辉石、橄榄石等。以结晶粒状、斑块3) 光泽：是矿物表面对可见光的反射能力 。 用而形成。 ? 1 沉积岩：次生矿物占主要地位，成分单一，一般不固定。常见的有石英、长石、白云母、方解石、白云石、高岭石等。一碎屑、泥质及生物碎屑结构为特征；部分为成分单一的结晶结构，但肉眼不易分辨。具层理构造。主要由原岩的风化产物，经压密、胶结、重结晶等成岩作用而形成。 变质岩：除具有残余矿物，如石英、长石、云母、角闪石、辉石、方解石、白云母、高岭石等外，还有变质矿物，如石榴子石、滑石、绿泥石、蛇纹石等。以变晶结构等为特征。多具片理构造。由原岩经变质作用而形成。 10、岩石的工程地质性质主要包括哪些方面？ 岩石的工程地质性质主要包括物理性质、水理性质和力学性质三个方面。 强度的影响，在一定程度上是可逆的：岩石干燥后，其强度仍然可以得到恢复。但是，如果随着干湿变化，出现化学溶解、结晶膨胀等作用，岩石的结构状态就会发生改变，岩石的强度降低，此过程是不可逆的。 5、风化作用：风化是在温度、气体、水及生物等因素的综合影响下，改变岩石状态、性质的物理化学过程。物理风化：使岩石原有的裂隙进一步扩大，并产生新的风化裂隙，使岩石矿物颗粒间的联结松散；岩石的结构、构造和整体性遭到破坏，孔隙率增大，吸水性和透水性显著提高，强度和稳定性大大降低。化学风化：使岩石中某些矿物发生次生变化，从根本上改变岩石原有的工程地质性质。 第二章 地质构造 11、请详细论述影响岩石工程地质性质的主要因素。 1、地层的地质年代包括哪几种？ 影响岩石工程性质的主要因素可归纳为两方面：一方面是由岩石自身的内在条件地球发展的时间段落称为地质年代。1、绝对地质年代：指组成地壳的岩层从形决定的，如岩石的矿物成分、结构、构造等；另一方面是来自岩石的外部客观因素的成到现在有多少年，能说明岩层形成的确切时间。通过岩石样品所含放射性元素测定影响，如水的影响和风化作用。 (同位素年龄)2、相对地质年代：表示岩层形成的先后顺序及其相对的新老关系，不能1、矿物成分 岩石的矿物成分对其物理力学性质产生直接影响。尽管岩类相同，说明岩层形成的确切时间，但能反映岩层形成的自然阶段，说明地壳发展的历史过程。结构和构造也相同，如果矿物成分不同，岩石的物理力学性质也会有明显的差别。 由岩层与相邻已知岩层的相对层位关系来决定。 岩石内部应力是通过矿物颗粒的直接接触来传递的，所以含有高强度矿物的岩石，其在地质工作中，一般多用相对地质年代 强度不一定就高。大多数岩石的强度都比较高，能够满足工程要求。 2、沉积岩和岩浆岩的相对地质年代的确定方法分别有哪些？ 2、结构 1) 结晶联结 由岩浆或溶液结晶或重结晶形成的。矿物的结晶颗粒直接沉积岩的相对地质年代是通过层序、岩性、接触关系(整合接触 平行不整合 角接触，结合力强，孔隙率小，具有较高的强度和稳定性。 结晶联结的岩石，结晶颗度不整合)和古生物化石来确定的。 粒的大小对岩石的强度有显著影响。2) 胶结联结 矿物碎屑由胶结物联结在一起，岩浆岩的相对地质年代，是通过它与沉积岩的接触关系强度和稳定性主要取决于胶结物的成分和胶结的形式，同时也受碎屑成分的影响，变及其本身的穿插关系来确定的。 化很大。胶结联结的形式对岩石的强度有重要影响，可分为以下三种： 基底胶结3、不整合 孔隙胶结 接触胶结 不整合:由于沉积过程发生间断，岩层在形成年代上是不连续的，中间缺少沉积间3、构造 构造对岩石物理力学性质的影响，主要是由矿物成分在岩石中分布的不断期的岩层，而两种形成年代不相连续的岩层叠合在一起. 均匀性和岩石结构的不连续性决定的。 矿物成分分布的不均匀性：岩石所具有的4、岩层的产状要素有哪些？怎样理解岩层的产状要素？ 片理构造、流纹构造等使矿物成分在岩石中的分布极不均匀，多沿一定方向富集或在岩层产状是指岩层在空间的位置，产状用岩层层面的走向、倾向和倾角三个产状局部聚集，使岩石的物理力学性质在局部发生很大变化。 岩石结构的不连续性：要素来表示 不同矿物成分在岩石中分布均匀，但存在层理、裂隙、孔隙，使岩石结构的连续性和岩层产状是研究地质构造的基础。 整体性受到一定程度的影响，使岩石的强度和透水性表现出各向异性。 5、地质构造的概念和类型 4、水的影响作用：大量的试验资料证实，岩石饱水后强度降低。 当岩石受概念：地壳运动使岩层和岩体发生变形和变位，在岩层和岩体中遗留下来的各种到水的作用时，水会沿着岩石中的孔隙和裂隙侵入岩石内部，削弱矿物颗粒间的联结，构造形态，是构造运动的产物。 使岩石的强度出现不同程度的降低，降低的程度主要取决于岩石的孔隙率。水对岩石类型： 水平及单斜构造 褶皱构造 断裂构造 不整合 2 7、在野外如何识别褶皱构造？ 一般情况下，背斜为山，向斜为谷，但自然界中的实际情况很复杂，由于长期的外力地质作用，背斜被切削、向斜被填平，再经过地壳运动，可能使背斜成谷、向斜成山1、小型褶皱构造：可在小范围内通过露出地表的岩层进行观察 2、大型褶皱构造：可以通过穿越法和追索法进行观察 穿越法：沿选定的调查路线，垂直岩层走向进行观察，便于了解岩层的产状、层序及新老关系 追索法：平行岩层走向进行观察，便于查明褶皱延伸的方向及其构造变化的情况 风化作用的类型1、物理风化2、化学风化3、生物风化 风化作用的结果：使坚硬致密的岩石松散破坏改变岩石原有的矿物成分、结构和构造使岩石的强度和稳定性降低引起许多不良地质现象 3、详细阐述影响风化作用的主要因素。 1、岩石性质：岩石的矿物成分：(各种造岩矿物的抗风化能力不同)。岩石的结构和构造：(矿物颗粒的粗细、均匀程度、胶结方式、胶结物的成分、层理的厚薄等)2、气候因素(主要体现在温度变化、降水和生物的繁殖情况)寒冷极地和高山地区、干旱和半干旱的荒漠地区，以物理风化为主湿润和半湿润地区，以化学风化为主湿热地带，以化学风化和生物风化为主3、地形地貌因素地形高差较大的山区，风8、裂隙和断层 裂隙又称节理，是岩体受力断裂后两侧岩块没有明显相对位移的小型断裂构造。 化层较薄平原或低缓的丘陵地区，风化层较厚坡向：向阳坡的风化比阴坡严重4、岩体受力断裂后，断裂面两侧岩块发生明显相对位移的断裂构造，称为断层。 地质构造(断层、裂隙等)5、其它因素(人类活动、地下水) 9、裂隙的类型及其特征。 构造裂隙：岩体受构造应力作用时，随岩体变形而产生的裂隙 。在地壳中分布极广，且有一定的规律性 ：张性裂隙：主要在褶皱构造中背斜和向斜的轴部发育。剪性裂隙：常出现在褶皱的翼部和断层附近 非构造裂隙：由成岩作用、重力、外动力等非构造因素形成的裂隙 ，常在较小范围内出现，分布无明显规律 11、在野外如何识别断层构造？ 当岩体发生断裂并形成断层后，不仅会改变原有地层的分布规律，还会形成各种伴生构造，以及与断层构造有关的地貌现象。地质体不连续,地层的重复或缺失,断层的伴生构造,地貌特征,其它标志地质体不连续：岩层、岩体、岩脉等沿走向突然中断、错开而出现不连续现象，说明可能有断层存在。 地层的重复或缺失：沿岩层倾向，原来层序连续的地层发生不对称的重复现象或是某些地层的缺失现象。断层的伴生构造：断层在发生、发展过程中遗留下来的形迹 12、地质图由哪几部分构成？ 平面图、剖面图、柱状图 4、风化岩层分为哪几个带？各有什么特征？ 整石带：肉眼看不出岩石有风化碎裂现象，外观上与新鲜岩石无明显区别，但岩石颗粒间的联结因风化影响而有一定削弱，强度有所降低。块石带：岩石被大量风化裂隙分割成大小不同的石块，强度显著降低，渗透性增强，工程性质与整石带已有明显区别，裂隙面出现次生矿物。碎石带：岩石风化破裂成许多碎块和大量风化矿物，渗透性略有减小，强度大为降低。粉碎带：岩石彻底风化破坏，原生矿物基本上全部风化成细粒次生矿物，渗透性很低，压缩性增大，强度降低，并产生一些新的性质。 5、残积层的特点及工程性质。 特点：垂直剖面上，从上而下颗粒由细变粗；碎屑物质大小不均匀，棱角显著，无分选及层理特征；矿物成分与下伏原岩有密切关系；在平缓的山顶和山坡较厚，在易遭冲刷的较陡山坡则厚度不大；有些残积层的孔隙率较小，但多数残积层的孔隙率较大。 工程性质：易遭冲刷，强度和稳定性差；承载力较低，容易产生不均匀沉降；作为路基边坡时，可能出现塌方和冲刷问题。 6、坡积层的特点及工程性质。 第三章 地表地质作用 特点：坡积层的厚度一般是中下部较厚，向山坡上部逐渐变薄以至尖灭。坡积层物质未经长途搬运，碎屑棱角明显，分选性不好，天然孔隙率比较高。坡积层1、风化作用 在温度变化、气体、水及生物等因素的综合影响下，使地表岩石发生破碎、分解物质经过了一定距离的搬运，由于间歇性的堆积，可能有一些不太明显的倾斜层理。的一种破坏作用 坡积层的矿物成分与下伏基岩没有直接联系。 工程性质：坡积层是山区公路勘测设计中经常遇到的第四纪陆相沉积物，多处于2、风化作用的类型和结果。 3 不稳定状态。 7、冲沟在不同发育阶段的特点和防治措施如何？ 冲沟的发育阶段：冲槽阶段：斜坡流水汇于坡面低洼处，由于冲刷作用形成长度和深度一般都比较小的沟槽，剖面呈“U”字形。下切阶段：沟槽汇水流量增大，沟头开始下切、沟壁坍塌，使冲沟不断加深、加长，出现悬沟陡坎，剖面呈“V”字形， 在沟口平缓地带开始有洪积物堆积。平衡阶段：沟内陡坎已经消失，沟床下切拓宽， 冲刷作用逐渐减弱，形成凹形平缓的平衡剖面，沟底开始有洪积物堆积。休止阶段：第四章 地貌 沟床下切基本停止，沟底有较多洪积物堆积，并开始有植物生长。 1、地形与地貌 (名词解释) 防治措施：冲槽阶段：由于冲沟范围小、可对沟槽进行填平夯实，对地表水进地貌：由于地质作用的长期进行，在地壳表面形成各种不同成因、不同类型、不行导流，并进行植树种草。下切阶段：冲沟发育最快，危害较大，可在沟底铺砌柴同规模的起伏形态。 捆、石笼，或在沟槽内用水泥砂浆修筑跌水构筑物，加固沟壁。平衡阶段：加固沟地形：专指地表既成形态的某些外部特征，如高低起伏、坡度大小和空间分布等。 壁，防止侧蚀，在沟底坡脚处修建柴捆土坎，并在其上植树。休止阶段：在沟底植2、地貌水准面 (名词解释) 树造林，禁止破坏原有植被。 当内力造成地表的基本起伏后，若地壳运动由活跃期转入宁静期，内力作用将变弱，但外力作用仍在继续，最终将地表夷平，形成一个夷平面。这个夷平面就是高地8、洪积层的特点及工程性质。 特点：组成物质分选不良，粗细混杂，碎屑物质多带棱角，磨圆度不佳；有被削平、洼地被填平的水准面，称之为地貌水准面。 不规则的交错层理、透镜体、尖灭及夹层；洪积层的厚度从沟口到外围逐渐变厚； 3、山岭地貌、剥蚀地貌、低地、堆积平原分别是如何形成的？ 山前洪积层由于周期性的干燥，常含有可溶盐类物质。 山岭地貌：1、构造变动形成的山岭：a、单面山，由单斜岩层构成的沿岩层走向工程性质： 洪积层主要分布在坡脚及山前平原地带，从地形上看有利于工程延伸的一种山岭。b、褶皱山，由这周岩层所构成的一种山岭。C、断块山，是由断裂建筑； 规模很大的洪积层一般可划分为上部、中部和下部三个工程地质条件不同变动所形成的山岭。d、褶皱断块山，由褶皱和断裂构造组合形态构成的山岭。2、火的地段：I 靠近沟口的粗碎屑沉积地段(上部)，多以碎石、砾石、卵石为主，孔隙率山作用形成的山岭：锥状火山和盾状火山。3、剥蚀作用形成的山岭：在山体构造的大，透水性强，地下水埋藏深，压缩性小，承载力高，是良好的天然地基，但不适合基础上，经长期外力剥蚀作用所形成的山岭。 建坝。II 洪积层外围的细碎屑沉积地段(下部)，以粘土为主，如果具有可溶盐的结晶，堆积平原：由地壳长期缓慢而稳定下降运动，使地面不断地接受了各种不同成因则洪积层的结构较为结实，承载力也较高。III 两地段之间的过渡带(中部)，以砂土为的堆积物，补偿了下沉地面而形成的。 主，地下水埋藏浅，常有地下水溢出，形成沼泽，水文地质条件不好，对工程建筑不4、地貌分为哪几个等级？形成的主导因素各是什么？ 利。 巨型地貌：几乎完全由内力作用形成(大陆、海洋、大的内海和山系) 大型地貌：基本上也是由内力作用形成 (山脉、高原、盆地) 中型地貌：主要是由外力作9、冲积层的特点及工程性质。 特点：具有清晰的层理构造 (除水平层理外，还常发育有斜层理)冲积物具有用形成 (河谷、分水岭) 小型地貌：基本上受外力作用控制 (沙丘、阶地) 良好的磨圆度和分选性(水平方向：上游颗粒粗大、下游颗粒细小)(垂直方向：下面颗5、何谓垭口？垭口有哪些类型？各种垭口的特点及其工程性质如何？ 粒粗大、上面颗粒细小)在剖面上常有两种或两种以上的沉积物交替、重复出现具垭口是山脊标高较低的鞍部。 有丰富的地下水，水质较好。 1、构造型垭口：由构造破碎带或软弱岩层经外力剥蚀形成的断层破碎带型垭工程性质：古河床冲积层：压缩性低、强度较高，是良好的天然建筑地基现口：由于岩体破碎严重，强度较低，工程性质较差，不宜开挖隧道和深大路堑。 代河床冲积层：密实度差、透水性强，不宜作水工建筑物地基河漫滩冲积层：一般背斜张裂带型垭口：构造裂隙发育，岩体破碎严重，但工程性质较断层破碎带型好；4 都是较好的地基，但要注意振动液化问题牛轭湖冲积层：压缩性高、承载力低，不宜作为天然建筑地基三角洲冲积层：多呈饱和状态，承载力较低；但最上层(硬壳层)可用作低层建筑的天然地基 10，河流的地质作用主要包括侵蚀作用、搬运作用和沉积作用。 因为两侧岩层外倾，有利于排除地下水和边坡稳定，一般可采用较陡边坡，但不宜开挖隧道。 单斜型垭口：多由软弱岩层构成，开挖路堑时，两侧岩层的边坡倾向不同，稳定性也不同。由于岩层松软，风化严重，稳定性差，故不易深挖。 2、剥蚀型垭口：以外力强烈剥蚀为主导因素形成的，松散覆盖层很薄，基岩多半裸露，路堑边坡的稳定性较好。垭口的肥瘦和形态主要取决于岩性、气候以及外力切割程度等因素。 3、剥蚀堆积型垭口：蚀和堆积作用为主导因素形成的，外形浑圆，垭口宽度和松散堆积层的厚度较大，其工程性质取决于垭口的物质组成和地下水的情况。若地下水埋藏较浅时，不易采取深挖。 6、何谓河流阶地？河流阶地有哪些类型？各种阶地的成因、特点及其工程性质如何？ 阶地是沿谷坡走向呈条带状分布或断断续续分布的阶梯状平台 侵蚀阶地：主要是由河流的侵蚀作用形成的(由于地壳急剧上升、河流下蚀很快而成的)，多由基岩组成，又叫基岩阶地。工程性质：阶地面较狭窄，但强度高，稳定性较好 堆积阶地：由河流的冲积物组成，又称冲积阶地或沉积阶地。河流侧向侵蚀拓宽河谷后，由于地壳下降，有大量的沉积物发生堆积；地壳上升后，河流在堆积物中下切，形成堆积阶地。工程性质：由松散物质组成，常含有软弱夹层，稳定性一般较差侵蚀堆积阶地：又称基座阶地。在地壳相对稳定、下降和再度上升的过程中形成的，是侵蚀阶地和堆积阶地的过渡类型。工程性质：由基岩和冲积层两部分组成，但基岩上部冲积物覆盖厚度一般较小，整个阶地主要由基岩组成，承载力较高 第五章 地下水 1、何谓地下水的矿化度和硬度？如何表示？ 水中离子、分子和各种化合物的总量称为总矿化度 。 通常以在105110温度下将水蒸干后剩余干涸物的含量来确定。 地下水中Ca2和Mg2的总含量称为总硬度 。硬度的表示方法 德国度：每一度相当于1L水中含有10mgCaO或7.2mgMgO毫摩尔数：1L水中Ca2和Mg2的毫摩尔数 2、地下水对砼的侵蚀性有哪些？ 地下水对混凝土的侵蚀破坏类型包括分解性侵蚀、结晶性侵蚀和分解结晶复合性侵蚀。 3、地下水按不同条件如何分类？ 按埋藏条件可以分为上层滞水、潜水和承压水；按含水层空隙性质可以分为孔隙水、裂隙水和岩溶水 4、潜水和承压水 (名词解释) 潜水：地表以下第一个连续隔水层之上具有自由水面的重力水 承压水：充满于两个稳定隔水层之间、承受一定压力的地下水。 5、潜水有哪些主要特征？ 1、补给特征：潜水通过包气带与地表相通，大气降水和地表水可直接渗入补给潜水。潜水的分布区与补给区在多数情况下是一致的。 2、埋藏深度和含水层厚度特征：受气候、地形和地质条件的影响，变化很大。在山区，一般埋藏较深，含水层厚度差异大；在平原地区，埋藏较浅，含水层厚度差异小。在雨季，潜水面上升，埋藏深度变小，含水层厚度随之加大；在旱季，潜水面下降，埋藏深度变大，含水层厚度随之减小。3、流动特征： 潜水具有自由表面，在重力作用下由水位较高处向水位较低处流动。流速取决于含水层的渗透性能和潜水面的水力坡度。潜水面的形态与地形基本上一致，但比地形的起伏平缓的多。 4、 排泄特征：潜水的排泄主要有垂直排泄和水平排泄两种方式 6、潜水等水位线图能解决哪些实际问题？ 确定潜水的流向 确定潜水的水力坡度 确定潜水的埋藏深度 确定潜水与地表水之间的补给关系确定泉或沼泽的位置 推断含水层的岩性或厚度的变化确定给排水工程的位置 7、承压水的埋藏类型有哪些？ 承压水的形成主要决定于地质构造，适宜形成承压水的地质构造有两种：向斜构造和单斜构造。 (1)向斜构造(承压水形成和埋藏最有利的地方)埋藏有承压水的向斜构造称为承压盆地或自流盆地。 一个完整的自流盆地包括三个区：补给区、承压区、排泄区(2)单斜构造埋藏有承压水的单斜构造称为承压斜地或自流斜地。 自流斜地也可分为补给区、承压区、排泄区，但补给区和排泄区往往结合在一起。断层构造形成的自流斜地：含水层岩性变化形成的自流斜地： 5 山坡是由软硬相间的岩层组成，由于软岩层易风化，硬岩层失去支撑而引起崩塌。构造条件：岩层的层面、裂隙面、断层面、软弱夹层等都是抗剪性能较低的“软弱构造面”；当软弱构造面倾向临空且倾角较大时易发生崩塌。 地形条件、岩性条件、构造条件是形成崩塌的基本条件其它因素地震作用，地表水和地下水的作用，风化作9、潜水和承压水的工程性质如何？ 潜水：潜水对建筑物的稳定性和施工均有影响。建筑物的地基最好选在潜水用，人类活动等 位深的地带或使基础浅埋，尽量避免水下施工。若潜水对施工有危害，可用降低水 1)防治原则：由于崩塌发生突然而猛烈，一般多采用以防为主的原则。选址时，位、冻结隔离等措施处理。 应根据斜坡的具体条件，分析崩塌的可能性及规模在设计和施工中，避免使用不合承压水：承压水受气候影响较小，动态较稳定，不易受污染。承压水有时会理的高陡边坡，避免大挖大填，以保持山体的平衡。 给工程施工带来一定困难，可能引起基坑突涌、破坏坑底的稳定性。 2)防治措施清除坡面危石坡面加固危岩支顶拦截防御调整水流 8、承压水等压线图有什么用途？ 确定初见水位；确定承压水位的埋深和承压含水层的埋深；确定承压水头的大小；确定承压水的流向和水力坡度。 10、地下水对工程建筑有哪些影响？ 地基沉降：在进行建筑基础施工时，为避免基坑内蓄水给施工造成不便，常需降低地下水位；若降水不当，会使地基土产生固结沉降：过量抽取地下水，会形成漏斗状的弯曲水位： 流砂：流砂是一种不良的工程地质现象，渗流自下而上时，动水力可以抵消土的部分重力，使土颗粒间的压力减小；当自下而上的动水力等于土的浮重度时，土粒之间将毫无压力，土粒处于悬浮状态，这种现象称为。 潜蚀：地下水的潜蚀作用，会使地基土体强度降低、压缩性增大，从而产生地表塌陷，影响工程建筑的稳定性。 地下水的浮拖作用:当建筑物基础底面在地下水位以下时，地下水将对其产生向上的浮拖力，引起基础板底的内力变化，因此，在确定地基承载力设计值时，地下水位以下一律取浮(有效)密度。 基坑突涌:基坑下伏有承压含水层时，开挖基坑减小了上部土层及隔水层的厚度；当上部土层及隔水层较薄经受不住承压水头的压力作用时，水头压力会冲破基坑底板 第六章 常见的不良地质现象 1、何谓崩塌？崩塌的形成条件有哪些？在野外如何对崩塌进行防治(原则和措施)？ 崩塌：是在陡峭的斜坡上，巨大岩块在重力作用下突然而猛烈地向下倾倒、翻滚、崩落的现象。 崩塌形成条件地形条件：斜坡的高度和坡度(形成崩塌的必要条件)；斜坡的外部形状(凸坡，陡坡) 岩性条件：岩石性质不同，强度、透水性、抗风化和冲刷的能力都不同。如果陡峭2、什么是滑坡？滑坡的形态要素有哪些？ 斜坡上的岩土体在重力作用下失去原有的稳定状态、沿着斜坡内某些软弱面(带)整体向下滑动的现象，称为滑坡。 形态要素 ：1、滑坡体、滑坡周界2、滑动面、滑动带和滑坡床3、滑坡壁：4、滑坡台阶：5、滑坡舌：6、滑坡鼓丘：7、滑坡裂缝：拉张裂缝：剪切裂缝：鼓张裂缝：扇形张裂缝：8、滑坡主轴 3、如何对滑坡进行力学分析？ 1、滑坡的形成条件 滑坡的发生，是斜坡岩土体的平衡条件遭到破坏的结果。 2、力学分析：在均质粘土和软质岩石中，滑动面多为圆弧形，若沿岩层面或构造面滑动时，滑动面多呈直线形或折线形直线形滑动面 (以力的平衡为基础)平衡条件：滑坡体重力的下滑分力T 滑动面上的抗滑阻力F圆弧形滑动面 (以力矩的平衡为基础)折线形滑动面 (以剩余下滑力的正负为基础) 4、请详细阐述影响斜坡稳定性的因素。 凡是引起斜坡岩土体失稳的因素，统称为滑坡因素。 内在因素：斜坡外形斜坡岩土体的性质、构造 外在因素：水文地质条件、风化作用，地震以及人为因素 山洪急流夹带大量泥砂、石块等固体物质，突然以巨大的速度从沟谷上游奔腾直泻而下的现象，称为泥石流。 5、在野外如何识别滑坡？如何对滑坡进行防治(原则和措施) ？ 1、在滑坡发生之前，常有一些先兆现象 地下水位发生明显变化；干涸的泉重1、地形地貌条件：泥石流发育的地方一般都是山高谷深、地势陡峭、坡度较大，新出水且浑浊；坡脚附近湿地增多且范围扩大、井水明显上升；斜坡上部不断下陷，并有较大的汇水面积。 一般多为三面环山，中间是一个深谷；因为这种地形有利于外围出现弧形裂缝；坡面树木逐渐倾斜、建筑物有变形开裂迹象；斜坡前缘土石汇水，有利于把松散的固体物质汇集到一起。 2、地质条件：凡是泥石流发育的地方，零星掉落，坡脚附近的土石被挤紧，并出现大量鼓张裂缝等现象。 都是岩性软弱、风化强烈、地质构造复杂、新构造活动强烈、地震频繁的地区。因为2、斜坡滑动之后，会出现一些变异现象 在这种条件下，能够提供大量的固体碎屑物质。3、水文气象条件：水是泥石流的组1) 地形地物标志可能造成圈椅状地形，其上部有陡壁及弧形拉张裂缝；中部成部分之一，也是泥石流活动的基本动力和触发条件。泥石流的形成必须同时具备三坑洼起伏，有一级或多级台阶，两侧有剪切裂缝；下部有鼓丘，呈舌状向外突出，个条件：陡峻的便于集水、集物的地形地貌，丰富的松散物质，短时间内有大量的水表面多鼓张裂缝和扇形张裂缝；两侧形成沟谷，出现“双沟同源”现象；“醉林”源。 4、人为因素：由于人类不合理的开采，使山体的自然稳定性遭到破坏，使风化及“马刀树”现象；建筑物(房屋、水管、渠道等)开裂、倾斜现象。 剥蚀增强，将导致泥石流逐渐形成，或促使已退缩的泥石流又重新发展。 2) 地层构造标志滑坡范围内的地层整体性遭到破坏，有扰乱松动现象；层位防治措施：水土保持：植树造林、平整山坡、修筑梯田修筑排水系统及支挡工不连续，出现某一地层缺失或某些地层重复；岩层产状发生明显变化；构造不连程是一种根治泥石流的方法，但需要一定的自然条件，收效时间也较长，一般应与其续。 它措施配合进行。跨越：根据具体情况，采用桥梁、涵洞、过水路面、明洞、隧道、3) 水文地质标志：滑坡地段含水层的原有状况被破坏，使滑坡体成为单独的含水渡槽等方式跨越泥石流。 排导：采用排导沟、急流槽、导流堤等措施使泥石流顺体，水文地质条件变得特别复杂，无规律可循。 利排走，以防止掩埋道路、堵塞桥涵。设计时应考虑泥石流的类型和特征滞流与拦1、防治原则 截：在泥石流沟中修筑一系列低矮的拦挡坝。 目的：降低泥石流的流速、使部分固滑坡的防治，要贯彻以防为主、整治为辅的原则。对大型滑坡：由于滑坡范围体物质沉积下来，减轻泥石流的危害。 大，需要采用多项工程综合治理，工程量大、技术复杂、所需时间较长，故应首先考7、什么是地震的震级和烈度？烈度包括哪些种类？ 虑绕避的方案。如果绕避有困难，应综合各方面的情况，做出绕避、整治两种方案进震级：衡量一次地震释放能量大小的等级(常用里氏震级表示) 行比较。对中小型滑坡：一般情况下可以不绕避，但应注意调整建筑场址的平面位烈度：某一地区的地面和各种建筑物遭受地震影响的强烈程度 基本烈度：一置，以求得工程量小、施工方便、经济合理的最优方案。对发展中的滑坡要进行治个地区在今后XX年期限内，在一般场地条件下可能遭遇的超越概率为10的地震烈理，对古滑坡要防止复活，对可能发生滑坡的地段要防止滑坡的发生。整治滑坡应度。 多遇烈度：建筑所在地区在设计基准期内出现频率最高的烈度 罕遇烈度：先做好排水工程，然后针对形成滑坡的因素，采取相应的措施。 建筑所在地区在设计基准期(XX年)内具有超越概率2%3%的地震烈度。 设防烈2、防治措施 度：建筑所在地区在设计基准期(XX年)内具有超越概率2%3%的地震烈度。 1)排水2)力学平衡法：在滑坡体的下部修筑挡土墙、抗滑桩或用锚杆加固，以增8、地震时会产生哪些破坏作用？ 加滑坡下部的抗滑力 3)改善滑动面(带)的土石性质：改良岩土体的性质，增加坡体强1、直接灾害：由地震的原生现象如岩层断裂错动以及地震波引起的强烈地面振度。对岩质斜坡采用固结灌浆，对土质斜坡采用化学加固、冻结、焙烧等。4)放缓减动所造成的灾害。 地面破坏：如地面裂缝、断裂错动(断层)、倾斜、塌陷、砂土液7 化、喷水冒砂等；建筑物与构筑物的破坏：如房屋倒塌、桥梁断落、水坝开裂、铁轨变形等；山体破坏：如崩塌、滑坡、泥石流等；海啸：海底地震引起的巨大海浪冲上海岸，可造成沿海地区的破坏。 2、次生灾害：直接灾害发生后，破坏了自然或社会原有的平衡和稳定状态，从而引发出的灾害。 火灾：由震后火源失控引起；水灾：由水坝决口或山崩堵塞河道等引起；毒气泄漏和污染：由建筑物或装置破坏等引起；瘟疫：由震后生存环境的严重破坏而引起。 9、何谓冻土？ 7、工程地质勘探有哪些种类？ 电法勘探、磁法勘探、重力勘探、放射性勘探、电视勘探、红外勘探、电磁勘探、核磁共振法勘探 8、工程地质试验有哪些种类？ 荷载试验，钻孔旁压试验，触探试验，十字板剪力试验，岩体原位直剪试验，钻孔压水试验 9、现场监测的主要内容有哪些？ a、地下水观测的内容：水位、水温、孔隙水压力、水化学成分等 温度在0以下，且含有固态水的土层 冻土形成应具备的条件：地温低于0，土中含有一定量的水分 第七章 工程地质勘测 1、工程地质勘测的目的和任务是什么？ 目的：查明工程场地的工程地质条件，分析工程建筑场地的稳定性和安全性，分析和预测拟建建筑物可能出现的工程地质问题。 任务：正确反映工程地质条件，提出岩土工程评价，为设计、施工提供依据。 2、工程地质勘测划分为哪几个阶段？ 可行性研究勘察，初步勘察，详细勘察，施工勘察。 3、工程地质勘测的主要方法有哪些？ 工程地质测绘、工程地质勘探、工程地质试验、工程地质长期观测、勘察资料的分析整理 4、工程地质勘测一般要收集哪些资料？ 搜集区域地质、地震、地形地貌、地下水、矿区、当地的建筑物工程地质资料和建筑经验等资料。 5、工程地质测绘的主要内容有哪些？ 工程地质条件：岩土体的研究、地质构造的研究、地形地貌的研究、水文地质条件的研究、不良地质作用的研究、天然建筑材料的研究。 6、工程地质测绘的方法有哪些？ 工程地质测绘方法与一般地质测绘方法基本一样，在测绘区合理布置若干条观测路线，沿线布置一些观测点，对有关地质现象观察描述。观察路线布置应以最短鲁斯按观察最多的地质现象为原则：野外工作中，要注意点与点、线与线质检地质现象的互相联系，最终形成对整个测区空间上总体概念的认识。 b、各种不良地质作用的观测内容：各种不良地质作用的观测内容很多，例如滑坡，崩塌体位移观测，地面沉降观测，冲沟发育、河湖岸冲刷观测等。主要是了解这些现象动态特征，掌握其发生发展规律，判断其所处发展阶段和活动情况，以便正确做出评价和预测，并采取有效的防治措施。 c、建筑物变形监测 10、工程地质勘察资料如何整理？ 勘察资料的室内整理工作的主要任务是编制工程地质图件及编写报告书；整理和统计分析岩土物理力学性质指标等。这项工作主要是在各项勘察阶段后期进行的；同时，在整个勘察过程中应随时进行资料分析整理。 第八章 公路勘测中的主要工程地质问题 1、沿河线路线布局的主要工程地质问题有哪些？ 沿河线路线布局的主要问题是：河岸选择、路线高度、桥位选择 2、越岭线路线布局的主要工程地质问题有哪些？ 越岭线布局的主要问题是：垭口的选择、过岭标高的选择、展线山坡的选择。 3、桥位勘测中的主要工程地质问题有哪些？ 1、桥位应尽可能选在河道顺直，水流集中、河床稳定的地段，以保证桥梁在使用期间不受河流强烈冲刷破坏或由于河流改道而失去作用。2、桥位应选在岸坡稳定、地基条件良好、无严重不良地质现象的地段，以保证桥梁和引道的稳定并降低工程造价。3、桥位应尽可能避开顺河方向及平行桥梁轴线方向的大断裂带，尤其不可在未胶结的断裂破碎带或具有活动可能的断层带上建桥。 4、桥基勘测中的主要工程地质问题有哪些？ 1、钻孔布设：钻孔一般设在桥梁中心线上，钻孔数量取决于设计阶段、桥位地8 质条件、拟采用的基础类型2、钻孔深度：钻孔一般应进入风化层下基岩13m ，钻楔体，可能将其自重传给相邻岩体，使它们的地层压力增加。 孔深度取决于河床地质条件、基础类型和深度。 3、操作规程：钻进过程中要认真对第九章 工民建勘测中的主要工程地质问题 待取样、鉴别、记录等环节 4、地质断面图：钻孔柱状断面图桥位地质断面图 1、工业建筑与民用建筑有何区别？ 工业建筑主要包括专供生产用的各种厂房和车间，其特征是：跨度大而结构复杂，5、隧道勘测中的主要工程地质问题有哪些？ 1、隧道位置与洞口位置的选择2、地下水、地温及有害气体3、隧道围岩的稳定基础承受的荷载大、且以动荷载为主，基础埋置较深，以深基础为主。 性 民用建筑按用途可分为住宅建筑和公共事业建筑，其特征是：跨度不大而结构简单，基础承受的荷载较小、且以静荷载为主，基础埋深不大，以浅基础为主。 6、隧道位置选择的一般原则是什么？ 隧道应尽量避免接近大断层或断层破碎带，如必须穿越时，应尽量垂直其走向2、工业与民用建筑的主要工程地质问题有哪些？ 或以较大角度斜交。在新构造运动活跃地区，应避免通过主断层或断层交叉处。在地基稳定性问题，建筑物的合理配置问题，地基的施工条件问题，地下水的侵蚀性问倾斜岩层中，隧道应尽量垂直岩层走向通过。在褶曲岩层中，隧道位置应选在褶曲题 翼部。隧道应尽量避开含水地层，有害气体、含盐地层与岩溶发育地段。隧道一3、地基承载力值有哪些种类？ 般不应在冲沟、山洼等负地形地段通过，因为这些地段的岩体较软弱、易破碎，并易地基承载力值有三种：地基承载力基本值( f0)：规范规定的一定基础宽度和埋于集水。 置深度条件下的地基承载力 地基承载力标准值( fk)：按规范规定的标准方法试验并经统计处理后的承载力值地基承载力设计值( f )：按规范规定的标准方法试验并经7、岩层产状对隧道位置的选择有什么影响？ 水平岩层：在缓倾或水平岩层中，垂直压力大，对洞顶不利，而侧压力小，统计处理后的承载力值 对洞壁有利。若岩层薄、层间联结差，洞顶常发生坍塌，故隧道位置应选择在岩石坚4、土体地基的容许承载力如何确定？ 固、层厚较大、层间胶结好、裂隙不发育的岩层内。 通常按下列四种方法确定土体地基的容许承载力R：用理论公式计算根据现 倾斜岩层：当隧道轴线与岩层走向平行时，若隧道围岩较薄、较破碎、层间场荷载试验确定根据试验结果确定由工程地质比拟法确定 联结差，则隧道两侧边墙所受侧压力不同，易导致边墙变形破坏，故隧道位置应选在5、地基变形由哪些部分构成？ 岩石坚固、层厚较大、层间联结好的同一岩层内。当隧道轴线与岩层走向垂直时，岩地基变形由瞬时沉降、固结沉降和蠕变沉降三部分组成 层在洞内形成自然拱，稳定性好，是隧道布置的最优方