《工程地质》 答案Word文档格式.docx
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9.常见的岩浆岩有花岗岩、花岗斑岩、流纹岩、闪长岩、闪长玢岩、安山岩、辉长岩、辉绿岩和玄武岩等;
常见的沉积岩有砾岩和角砾岩、砂岩、泥岩、页岩、石灰岩、白云岩和泥灰岩等;
常见的变质岩有板岩、千板岩、片岩、片麻岩、矽卡岩、石英岩、角岩、云英岩、蛇纹岩、混合岩、大理岩、断层角砾岩和糜棱岩等。
10.野外鉴定岩浆岩时,首先应根据岩体的产状等判定是不是岩浆岩,以区别于沉积岩和变质岩;
然后可根据颜色来初步判断岩石的类型,识别主要的矿物组成并估计其含量,可初步确定岩石的名称;
进一步结合岩石的结构和构造特征,综合分析查表,最后定出岩石的具体名称。
各类沉积岩由于形成条件不同,其颜色、结构、构造和矿物组成亦不同,反映出的特征也不相同,这些特征是鉴定沉积岩的主要标志。
变质岩的成因类型多种多样,鉴定时必须重视野外地质产状和分布范围,以及产出的地质环境,确定其成因类型。
11.岩石的物理性质有颜色、条痕色、透明度、光泽和密度等。
12.岩石的水理性质有吸水性、透水性、软化性、溶解性和抗冻性等。
13.岩石的软化性主要取决于岩石的矿物成分、结构和构造特征。
岩石软化性的指标是软化系数
,它是指饱水状态下的岩石极限单轴抗压强度与干燥状态下的岩石极限单轴抗压强度之比。
14.岩石变形特性的指标有变形模量、弹性模量和泊松比。
15.影响岩石工程性质的因素有矿物成分、岩石的结构、岩石的构造、水和风化作用等。
16.按坚硬程度不同,岩石可分为极硬岩、硬岩、较软岩、软岩及极软岩五个类别。
第二章
1.地球发展的时间段落称为地质年代,地质年代表示了地壳表层不同地质历史时期形成的岩石和地层、地质事件等的时间和先后顺序。
通过地质年代可以阐明地壳发展变化的历史过程和生物演化的情况,确定岩层形成的先后次序、生成环境和构造运动等。
2.地层的地质年代有绝对地质年代和相对地质年代之分,它们有不同的确定方法。
绝对地质年代一般是根据放射性同位素的衰变规律腿断岩石和矿物年龄而确定的。
相对地质年代是指地层形成的先后顺序和地层的相对新老关系,是由该岩石地层单位与相邻已知岩石地层单位的相对层位的关系来决定的。
相对地质年代有地层层序法、生物层序法、岩性对比法和地层基础关系法等确定方法。
3.一般把地壳形成后的发展历史过程分成五个称为“代”的大阶段,每个代又分成若干个“纪”,纪内因生物发展及地质情况的不同,又细分为若干个“世”及“期”,以及一些更细的段落,这些统称地质年代。
每一个地质年代都有相应的地层。
地质年代单位与地层单位的对应关系见表2-1。
4.地貌是地壳表面各种不同成因、不同类型、不同规模的起伏形态。
地貌形态由地貌基本要素所构成。
地貌基本要素包括地形面、地形线和地形点。
地貌单元主要包括构造、剥蚀地貌,山麓斜坡堆积地貌,河流侵蚀堆积地貌,湖积地貌,海岸地貌,冰川地貌和风成地貌。
5.地质学家把人类开始出现以来迄今的地质历史称为第四纪。
第四纪全球气候普遍变冷,出现冰期,是划分第四纪的标志之一;
第四纪哺乳动物演化的阶段性是划分第四纪的主要依据;
第四纪构造运动是新构造运动的一部分。
6.第四纪地层划分方法有生物地层学方法、古气候地层学方法、古人类—考古学方法、地貌法、岩性法和古地磁法。
生物地层学方法是根据哺乳动物群成分特点,把第四纪划分为早更新世、中更新世、上更新世、全新世。
古气候地层学方法通常利用间冰期沉积或间冰期侵蚀作用,结合冰川地貌形态,划分出不同时期的冰地层和间冰期地层。
常利用湿润期和干燥期划分地层。
由于人类发展在地球各大陆大体相似,石器演化明显,分布广泛,研究程度高,故古人类—考古学方法可用来确定第四纪下限或比较精确地划分对比第四纪地层。
第四纪地壳运动的另一个结果是形成地貌形态,而这也可作为划分区域性第四纪地层的参考,这就是地貌法。
岩性法是常用的建立局部地区层序的有效方法。
由于第四纪地层地岩性、成因、风化程度在很大程度上从属于气候条件,所以岩性法实质上是古气候法的一个方面。
古地磁法根据地磁极性变化研究所拟定的古地磁极性年代表,为第四纪地质学研究提供了一种极为重要的确定全球性年龄的独立体系。
第三章
1.岩层是指被两个平行或近于平行的界面所限制的、同一岩性组成的层状岩石。
岩层的空间分布状态称为岩层产状。
2.岩层产状是根据其层面在三维空间中的延伸方向和与大地水准面(水平面)的交角关系来确定的,即用层面的走向、倾向和倾角三个变量来度量岩层产状。
3.常见的地质构造有褶曲构造和断裂构造。
组成地壳的岩层,受构造应力的强烈作用,形成一系列波状弯曲而未丧失其连续性的构造,称为褶皱构造。
当岩体所受构造应力超过其强度时就会发生裂缝或错断,岩体的完整性被破坏而形成断裂构造。
4.核是褶曲的中心部分,通常是位于褶曲中央最内部的一个岩层称为褶曲的核。
位于核部两侧、向不同方向倾斜的部分,称为褶曲的翼。
从褶曲顶平分两翼的面,称为褶曲的轴面。
轴面与水平面的交线,称为褶曲的轴。
轴面与褶曲同一岩层层面的交线,称为褶曲的枢纽。
5.褶皱构造的成因主要包括水平挤压作用、水平扭动作用和垂直运动。
6.褶皱的识别方法主要有穿越法和追索法。
7.褶皱构造的工程地质评价主要是倾斜岩层的产状与路线或隧道轴线走向的关系问题。
倾斜岩层对建筑物的地基一般来说没有特殊的不良影响,但对于深路堑、高边坡及隧道工程等,则需要根据具体情况分为有利情况、不利情况和最不利情况。
8.节理也称裂隙,是指岩层受力断开后,裂面两侧岩层沿断裂面没有明显相对位移时的断裂构造。
节理的断裂面称为节理面。
节理在空间的状态称为节理产状,其定义和测量方法与岩层产状类似。
9.节理可按成因、力学性质、与岩层产状的关系和与褶曲轴向的关系等方面进行分类。
按成因不同,节理可分为原生节理、构造节理和表生节理。
按力学性质不同,节理可分为剪节理和张节理。
10.节理的调查应先在工作地点选择一具有代表性的基岩露头,对一定面积内的节理进行调查。
调查应包括以下内容。
①节理的成因类型、力学性质。
②节理的组数、密度和产状。
节理的密度一般采用线密度或体积节理数表示,线密度以“条/m”为单位计算,体积节理数用单位体积内的节理数表示。
③节理的张开度、长度和节理壁面的粗糙度。
④节理的充填物质及其厚度、含水情况。
⑤节理发育程度分级。
11.统计节理,有各种不同的图式。
节理玫瑰花图是其中比较常用的一种。
节理玫瑰花图可分为节理走向玫瑰花图、节理倾向玫瑰花图和节理倾角玫瑰花图三种。
12.节理走向玫瑰花图的绘制方法如下。
①每条节理有两个走向数值,用一个数值作图即可,通常采用北半球的数值,如NE80°
。
如果是南半球的数值,则通过加减180°
换算成北半球的数值。
②将节理走向由小到大,按每10°
(或5°
)间隔分组,可分成18组(或36组)。
③将每组节理走向取平均值。
④用一块方格纸,取一定的半径作半圆,再按10°
)将半圆分隔好,使半圆半径的长度等于各组条数最大值。
也可用长1cm等于几条来作为比例尺。
⑤按比例,在每组规定的间隔中,从平均度数处沿着半径方向,向外截取一定长度,记录一点,然后将所得各点依次连接起来。
若在规定的分组内没有节理出现,则不能跨组相连,而应当和半圆中心相连接。
按上述步骤就能绘制出节理走向玫瑰花图。
13.节理不发育时,节理为1~2组,规则;
属构造型,间距在1m以上,多为密闭节理;
岩体被切割成巨块状。
节理较发育时,节理为2~3组,呈X形,较规则;
以构造型为主,多数间距大于0.4m,多为密闭节理,少有填充物;
岩体被切割成大块状。
节理发育时,节理为3组以上,不规则;
以构造型或风化型为主,多数间距小于0.4m,大部分为张开节理,部分有填充物;
岩体被切割成小块状。
节理很发育时,节理为3组以上,杂乱;
以风化型和构造型为主,多数间距小于0.2m,以张开节理为主,一般均有填充物;
岩体被切割成碎石状。
14.节理与地面和地下工程的关系都很密切,主要表现在以下几个方面。
①节理破坏了岩石的整体性,增大了地下硐室和坑道顶板岩石垮塌的可能性,同时也增加了施工的难度。
因此,设计和施工中应考虑避开节理特别发育的地段。
②节理可能成为地下水运移的通道,导致矿井、地下建筑施工过程中发生突水事故。
同时,节理裂隙还可能作为煤矿中瓦斯运移的重要通道,带来安全隐患。
③若节理缝隙被黏土等物质所充填而润滑,节理面成为软弱结构面,会导致斜坡体易沿节理面产生滑动,工程施工中对此须予以高度重视。
④在挖方和采石时,可以利用节理面,以提高工效。
⑤在节理发育的岩石中,有可能找到裂隙地下水作为供水资源。
⑥直接坐落在岩石上的高层建筑的浅基础需要凿除裂隙发育面。
⑦高荷载水平的桩基持力层入岩深度,宜选在裂隙相对不发育的中风化或微风化基岩中。
15.断层具有断层面和破碎带、断层线、断盘和断距等要素。
两侧岩块发生显著位移的破裂面称为断层面。
断层面可以是一个平面,也可以是曲面。
断层面产状的测定和岩层层面的产状测定方法一样。
断裂面往往形成一定宽度的断层破碎带,而且断层面上往往有擦痕。
断层破碎带中常形成糜棱岩、断层角砾和断层泥等。
断层线是指断层面(或带)与地面的交线。
断层线表示断层的延伸方向,它的长短反映了断层所影响的范围。
断层线常是一条平直的线,但也有不少是曲线或波状线。
断层线的形状取决于断层面的形态、产状以及地形条件。
对于比较平直的断层面,在较大比例尺的地质图中,可用“V”字形法则来追索和分析断层线的形状。
断盘是指断层面两侧发生显著位移的岩块。
当断层面是倾斜的,位于断层面上边的岩块称为上盘,下边的岩块称为下盘。
若平移断层是南北走向,则位于断层线东边的岩块称为东盘,西边的称为西盘。
还可按断层两盘相对位移的关系,把相对上升的岩块称为上升盘,相对下降的岩块称为下降盘。
断距是指断层两盘彼此离开的相对位移。
两盘彼此离开的实际距离又称为真断距或总断距。
总断距的水平分量称为水平断距,总断距的垂直分量称为垂直断距。
16.按断层两盘相对运动的不同,断层可分为正断层、逆断层和平移断层。
按平面应力场断层所反映的应力作用方式的不同,断层可分为压性断层、张性断层和扭性断层。
按断层面产状与岩层产状关系的不同,断层可分为走向断层、倾向断层和斜向断层。
按断层面产状与褶曲轴线关系的不同,断层可分为纵断层、横断层和斜断层。
17.在野外可以根据地层的重复或缺失、构造不连续现象、断层破碎带及构造岩、断层擦痕和阶步、牵引现象以及地貌及地下水特征这些标志来识别断层。
第四章
1.岩体是指在地质历史中形成的、由一种或多种岩石和结构面组成的、具有一定的结构并赋存于一定的地质环境(地应力、地下水、地温)中的地质体,是一定工程范围内的自然地质体。
它是被各种结构面切割形成的一种多裂隙不连续介质。
从工程地质的观点来看,岩体的特征主要可概括为以下几个方面。
①岩体是地质体的一部分,因此各种地质因素(如岩性、地质构造、水文地质条件、天然应力状态等)对岩体稳定性有很大的影响。
另外,我们在进行岩体工程地质研究时,不仅要研究其现状,还要研究其地质历史。
②岩体是包含不同岩石材料和各种不连续结构面的非均质各向异性的不连续介质。
③岩体的变形和强度受结构面和结构体特性的控制,并且主要取决于结构面的性质及其组合形式。
④岩体是一种流变体。
在一定的应力作用下,岩体内部微观与宏观结构的滑移、位移和变形随时间而变化。
⑤岩体中存在着复杂的地应力场。
岩体中的地应力主要由自重应力和构造应力组成。
这些地应力(尤其是高地应力)的存在,使得岩体的工程地质条件复杂化。
2.应用比较广泛的单指标分类有岩体的RQD分类、岩体弹性波速分类、岩体完整性系数分类等。
用多种参数计算岩体的质量并进行分类的方法,比较著名的有N.Barton等人提出的用于隧道支护设计的岩体工程分类、Z.T.Bieniawski提出的节理化岩体地质力学分类和谷德振提出的岩体质量系数的分类等。
3.从其堆积或沉积的条件来看,土的沉积分为两大类,一类为残积土,另一类为运积土。
残积土是指岩石经风化后未经自然力搬运而残留在原地的岩石碎屑组成的土。
运积土是指岩石风化后的产物经重力、风力、水力以及人类活动等动力搬运离开生成地点后再沉积下来的堆积物。
4.根据组成土的固体颗粒的矿物成分的性质及其对土的工程性质影响不同,土的矿物成分主要分为原生矿物、次生矿物、可溶盐类及易分解矿物、有机质四大类。
常见的原生矿物有石英、长石、云母、角闪石与辉石等。
次生矿物是由母岩岩屑经化学风化作用后形成的新的矿物,主要是黏土矿物,黏土矿物可分为高岭石、蒙脱石和伊利石三种类型。
5.对于同一种土,原状土样和重塑土样的力学性质有很大差别。
这说明土的组成成分并不能完全决定土的性质,土的结构对土的性质也有很大影响。
土的结构可分为单粒结构、蜂窝结构和絮状结构三种类型。
6.土的构造是指土体构成上的不均匀性特征的总和。
常见的土的构造有块石状构造、假斑状构造、层状构造、交错层状构造及薄叶状构造等。
7.土的三相比例指标包括重度、土粒相对密度、含水量、孔隙比、孔隙率、饱和度、干密度、饱和密度和浮重度等,定义略。
8.略。
9.按土中水所呈现的状态和性质以及其对土的影响不同,土中水可分为结合水和自由水两种类型。
结合水是指受土颗粒表面电分子引力作用吸附在土颗粒表面的水。
结合水又分为强结合水和弱结合水两种。
自由水是指在土粒表面中分子引力作用范围以外的水。
自由水主要有重力水和毛细管水两种类型。
10.按其所处的状态和结构特点不同,土中的气体可分为自由气体、吸附气体、溶解气体和密闭气体四种类型。
11.《建筑地基基础设计规范》规范将土分为碎石土、砂土、粉土、黏性土和人工填土五大类。
《土的工程分类标准》中,根据土中不同粒组的相对含量不同,把土分为巨粒类土、粗粒类土和细粒类土。
12.无黏性土主要包括砂土、碎石、卵石等粗颗粒土,它们都是单粒结构,无黏聚力,所以称为无黏性土。
无黏性土最主要的物理状态指标是密实度。
13.无黏性土的密实度可以用孔隙比、相对密度和标准贯入试验锤击数等来表示。
14.可塑性是区分黏性土和砂土的重要特征之一。
黏性土可塑性大小,是以土处在可塑状态的含水量变化范围来衡量的,这个范围就是液限和塑限的差值,称为塑性指数,用
表示,则
不同黏性土的稠度状态需要一个表征土的天然含水量与界限含水量之间相对关系的指标来加以判定,这个指标就是液性指数
液性指数
与黏性土的天然含水量
之间的关系为
15.e-p曲线上任一点的切线斜率的绝对值a就表示相应压力p作用下土的压缩性,故称a为压缩系数,其表达式为
在e-lgp曲线中的后压力段存在比较明显的直线段,该直线段反映了正常固结黏性土的变形特性。
将该直线段的斜率绝对值称为土的压缩指数,用
表示,则有
土的压缩模量是指土体在侧限条件下的竖向附加压应力与相应的竖向应变之比,用
表示,其公式为
测定土抗剪强度最简单的方法是直接剪切试验。
第五章
1.根据岩土空隙成因不同,可把空隙分为孔隙、裂隙和溶隙三大类。
2.含水层是指能够给出并透过相当数量重力水的岩土层。
隔水层是指不能给出并透过水的岩土层。
3.岩土的水理性质有含水性、给水度和透水性。
4.按埋藏条件不同,地下水可分为包气带水、潜水和承压水;
按含水介质空隙类型不同,地下水可分为孔隙水、裂隙水和岩溶水。
将这两种分类条件综合起来,地下水可划分为九种复合类型,如孔隙潜水、裂隙承压水等。
5.地下水的物理性质包括温度、颜色、透明度、气味、味道、导电性及放射性等。
地下水的化学性质包括酸碱度、矿化度和硬度等。
6.达西是指土中单位时间内渗透的渗流量q与圆筒断面积A及水头损失
成正比,与断面间距l成反比,即
或
水流速度很小,为黏滞力占优势的层流,达西定律适用。
水流速度增加到惯性力占优势和层流向紊流过渡时,达西定律不再适用。
水流进入紊流状态,达西定律完全不适用。
7.地下水位上升使土层含水量增加甚至饱和,因而改变了土的物理力学性质。
通常,地下水位持续上升也属于地质灾害。
地下水的影响具体表现为以下几个方面。
①地基土局部浸水、软化,承载力降低,建筑物发生不均匀沉降。
②地基一定范围内形成较大的水位差,使地下水渗流速度加快,增强地下水对土体的潜蚀能力,引发地面塌陷。
③在干旱、半干旱地区的土处于干燥状态,湿陷性黄土浸水后发生湿陷,引起地面塌陷、沉降。
④地下水位上升还能加剧砂土的地震液化作用,很大程度地削弱砂土地基在一定的覆土深度范围内的抗液化能力。
⑤在寒冷地区,潜水位上升可使地基土含水量增加。
8.地下水的渗透破坏主要有潜蚀、流砂和管涌三种类型。
9.防止岩土层中发生潜蚀破坏的有效措施可分为以下两大类。
①改变地下水渗透的水动力条件,使地下水水力坡降小于临界水力坡降;
②改善岩土性质,增强其抗渗能力。
例如,对岩土层进行爆炸、压密、化学加固等,增加岩土的密实度,降低岩土层的渗透性。
10.发生管涌必须具备以下两个条件。
①几何条件。
粗颗粒构成的孔隙直径需大于细颗粒的直径,且不均匀系数需满足
②水力条件。
水力坡降需超过临界水力坡降。
管涌的临界水力坡降计算方法至今还不成熟,尚无公认的计算公式,在大型工程中由渗透变形试验确定。
表5-7给出了发生管涌时的临界坡降。
11.当基坑下伏有承压含水层时,如果开挖后基坑底部所留隔水层支撑不住承压水压力的作用,承压水的水头压力会冲破基坑底板,发生冒水、冒砂等事故,这种工程现象称为基坑突涌。
当建筑工程施工,开挖基坑后保留的隔水层厚度小于安全厚度时,为防止基坑突涌,必须在基坑周围布置抽水井,对承压含水层进行预先排水,局部降低承压水位。
12.预防地下水腐蚀的措施可从原材料的选择,混凝土配合比的设计,对基础、基础梁的表面采取防护措施,加强混凝土养护等方面着手。
第六章
1.地质学中将自然动力促使地壳物质成分、结构及地表形态变化发展的作用称为地质作用。
根据动力来源不同,地质作用可分为外力地质作用和内力地质作用。
2.常见的几种地表地质作用包括风化作用、地面流水的地质作用、海洋的地址作用、琥珀和沼泽的地址作用、冰川的地质作用和岩溶作用。
3.地表或接近地表的岩石在大气、水和生物活动等因素影响下,发生物理变化或化学变化,致使岩体崩解、剥落、破碎,变成松散的碎屑性物质,这种作用称为风化作用。
根据风华作用的性质及其影响因素的不同,风化作用可分为物理风化作用、化学风化作用和生物风化作用三种类型。
4.影响风化作用的因素有岩石性质、气候和地质构造等。
5.岩石受到风化以后,不论其外观特征或物理力学性质,都会发生一系列的变化,根据这些变化,可以概略地判断岩石的风化程度。
这些变化主要包括岩石的颜色、矿物组成、破碎程度和强度的变化。
6.岩石风化的治理方法有挖除和防治两种措施。
7.暂时性流水的地质作用有洗刷作用和冲刷作用。
8.
①必须事先了解河流的最高洪水位,避免在洪水淹没区进行建设。
②应注意河岸的稳定性,不在有崩塌、滑坡等不稳定情况的地区进行建设。
如必须进行建设,要对崩塌、滑坡进行处理。
③河床上是不宜建厂的,如需要建设船台、码头及取水构筑物时,应考虑由于进行建设而改变河床断面后的最高洪水位、冲刷深度、含泥量,同时也要考虑河水对岸边及构筑物的冲刷。
④河流的凹岸受冲刷,容易形成河岸的崩塌、滑坡,特别是松散沉积物构成的河岸更易被侵蚀后退。
选择建筑场地时,建筑物距阶地边缘应留有适当的安全距离,必要时应采取保护河岸的措施。
例如,可用丁坝、导流堤等阻止水流冲刷,用石笼、抛石块及挡墙护岸等加固河岸。
河流凸岸是沉积区,一般多可用作建筑场地,但可能存在淤积的问题。
所以,建筑场地选在河岸平直的地段较好。
⑤应注意冲积物的产状。
冲积物中埋藏有黏性土的透镜体或尖灭层时,会使建筑物产生不均匀沉降。
⑥阶地上有古老河床的沉积物和牛轭湖沉积物时,应注意它们的分布、厚度及工程地质性质。
⑦冲积层中常有丰富的地下水,可作为供水水源。
但在古河床地区,地下水多且水位较高,施工时排水较为困难。
另外地下水可造成河岸阶地边缘的潜蚀现象,影响阶地的稳定性。
9.海洋的破坏作用有冲蚀、磨蚀及溶蚀三种。
10.海岸带是指海陆相互作用最活跃的地带。
为了选择港口、海岸工程的位置,确定护岸护港措施,我们需要了解建筑地区海岸带形成因素的特点,以便进行工程地质评价。
为此,我们必须研究现代海滨地貌的特征、沉积物的性质和分布,并结合河流阶地的研究及历史记载等,找出其规律。
同时,还需研究沿岸地区的水文气象条件、海岸的动态和进行专门性长期观测工作。
11.由于所处的地形和气候不同,冰川的规模和形态也各异,冰川大致可分为大陆冰川和山岳冰川两种类型。
冰川的地质作用有刨蚀作用、搬运作用和沉积作用三种类型。
12.在可溶性岩石地区,以地下水为主、地表水为辅,以化学过程为主、机械过程为辅的对可溶性岩石的破坏和改造作用,称为岩溶作用。
岩溶的形成必须具备四个基本条件,即可溶性岩石
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