工程地质考试总结.docx
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工程地质考试总结
矿物是地壳中由地质作用所形成的、具有一定化学成分和物理性质的单质或化合物。
岩石是地壳中由地质作用所形成的固态物质。
是由一种或多种矿物组成的天然集合体。
地质作用:
使地壳面貌不断发生变化的自然作用统称为地质作用。
地质作用的分类
(一)物理地质作用
1、内力地质作用:
构造运动:
构造运动是内力地质作用的一种重要形式,也是改变地壳面貌的主导作用。
岩浆作用:
1.喷出作用,冷凝后称为喷出岩(火成岩)。
2.侵入作用,浅成侵入岩、深成侵入岩。
变质作用:
岩石在受到温度、压力的改变及新的化学成分的加入的影响形成新的矿物和岩石。
地震:
地震三要素:
时间、地点、震级
地震震级:
地震大小的一种度量,根据地震释放能量的多少来划分。
地震烈度:
地面及房屋等建(构)筑物受地震破坏的程度;将地震烈度划分为12度。
2、外力地质作用:
风化作用:
物理、化学、生物风化作用
剥蚀作用(海浪):
将风化的产物从岩石上剥离下来,同时也对未风化的岩石进行破坏
搬运作用:
拖曳搬运、悬浮搬运、溶解搬运
沉积作用:
机械沉积、化学沉积、生物沉积。
固结成岩作用:
压固作用、胶结作用、重结晶作用
内外力地质作用的关系:
内力地质作用使地面高低起伏;外力地质作用对地面的起伏加以改造,削高填低,使地面准平原化。
(二)工程地质作用(人为地质作用):
由人类活动引起的地质效应。
矿物与岩石
矿物的形态:
1、结晶质(如:
盐岩、石英)2、非结晶质(如:
蛋白石、玛瑙等)
矿物的颜色和条痕:
课本P7
矿物的力学性质:
(1)解理:
晶质矿物在外力作用下,始终沿着一定的结晶学方向破裂成一系列光滑平面的现象,称为解理。
极完全解理:
如云母、石墨、石膏等
完全解理:
如方解石、方铅矿、萤石等。
中等解理:
如长石、角闪石、白钨矿、普通辉石等
不完全解理:
如磷灰石等。
极不完全解理:
如石英、石榴子石等
(2)断口:
具不完全解理性质的矿物,尤其是没有解理性质的矿物和非结晶质矿物,在外力作用下,发生无一定方向的破裂,其破裂面称为断口。
–贝壳状断口—锯齿状断口—参差状断口
(3)硬度:
是指矿物抵抗刻划、压入和研磨的能力
摩氏(F.Mols)硬度计来测定矿物的相对硬度。
摩氏硬度计以十种不同硬度的矿物为依据,相应地将硬度由低到高分为十个等级:
1、滑石;2、石膏;3、方解石;4、萤石;5、磷灰石;
6、正长石;7、石英;8、黄玉;9、刚玉;10、金刚石。
如一种未知硬度的矿物,能刻划正长石,但不能刻划石英,则此矿物的硬度可定为6-7度。
非硅酸盐矿物:
黄铁矿、赤铁矿、褐铁矿、石英(氧化物)、方解石(碳酸盐)、
白云石(碳酸盐)、石膏(CaSO4·2H2O)
沉积岩
沉积岩是在地表和地表下不太深的地方,由松散沉积物在温度不高和压力不大的条件下形成的。
是地壳表面分布最广的一种层状的岩石。
沉积岩的物质组成:
碎屑物质、粘土矿物、化学沉积矿物、有机质及生物残骸。
沉积岩的代表岩石:
(1)碎屑沉积岩:
砾岩、砂岩、粉砂岩、粘土岩、集块岩、凝灰岩
(2)非蒸发岩:
石灰岩、白云岩、磷质岩、铁质岩、硅质岩
(3)蒸发岩:
岩盐、石膏、硬石膏
岩浆岩(火成岩)代表性岩石:
侵入岩:
1、花岗岩:
酸性深成侵入岩2、闪长岩:
中性深成侵入岩3、辉长岩:
基性深成侵入岩
喷出岩:
1、流纹岩:
酸性火山喷出岩2、安山岩:
中性火山喷出岩3、玄武岩:
基性火山喷出岩
岩浆岩颜色深对应(基性)或颜色浅对应(酸性)
沉积岩与岩浆岩的比较
1、岩浆岩中缺乏而沉积岩中大量存在的矿物有:
粘土矿物、沉积的铁铝锰矿物、白云石、方解石等。
--风化沉积作用中新生成的矿物
2、沉积岩中缺乏而为岩浆岩的重要矿物有:
橄榄石、辉石、角闪石、黑云母等。
---在表生条件下不稳定,在风化阶段等被分解难以保存。
3、由生物作用形成的有机物质是沉积岩所特有的。
4、层理和层面构造是沉积岩所特有的。
变质岩的代表性岩石:
板岩、千枚岩、片岩、片麻岩、大理岩、石英岩
注意1、变质岩中常含有一定数量的滑石、蛇纹石、云母等柔软片状的矿物,使其稳定性差。
2、变质岩的片理构造发育时,要加强支护。
地质年代:
地球发展的时间段落称为地质年代。
相对地质年代的确定方法-沉积岩
1地层层序法2古生物比较法3标准地层对比法4地层接触关系
地层接触关系
整合接触:
地层时代连续、上下两套地层的层面平行
假整合接触:
地层内存在区域性剥蚀面,该面上、下地层层面平行的,但地层时代不连续。
不整合接触:
剥蚀面上的地层与剥蚀面平行,下伏地层与剥蚀面及上覆地层呈角度斜交。
岩浆岩相对地质年代的确定方法
切割律:
侵入者时代新,被侵入者时代老。
包裹者新,被包裹者老。
同位素地质年代确定方法:
确定的是地层形成的绝对年代,主要还用来确定不含化石的古老地层和岩浆岩的年龄。
公式:
衰变系数
N矿物中母体同位素的含量
D矿物中蜕变而成的子体同位素的含量
地质年代表
地址单位:
宙、代、纪、世。
(宇、界、系、统)
第四纪沉积物及其特点:
第四纪沉积物形成时间短,多为土层
搬运距离远的物质,分选性相对较好;而搬运距离近的物质,分选性要差。
随着搬运距离的增长,圆度和球度一般是愈来愈高。
硬度低的易于磨圆.
海洋沉积物
滨海带
浅海
大陆斜坡、深海
波浪破坏和搬运作用
波浪影响
波浪影响
层理发育
砾砂,细砂:
磨圆度和分选性较好
细砂,粘土,淤泥
生物软泥,粘土,粉细砂
承载力高,透水性强
较疏松,含水量大,压缩性高
稳定性差
地质构造:
水平构造:
水平岩层虽经垂直运动但未发生倾斜或褶皱,仍保持水平或近似水平产状者,称为水平构造。
单斜构造:
在一定的区域范围内,岩层向一个方向倾斜,且倾角基本一致的岩层称为单斜构造。
单斜构造的产状(岩层的产状):
走向、倾向、倾角
褶皱:
地壳运动时水平岩层受到挤压而产生的一系列波状弯曲,称为褶皱
背斜:
在形态上是岩层向上弯曲,两翼岩层倾向相背。
向斜:
在形态上是岩层向下弯曲,两翼岩层倾向相向。
背斜为山,向斜为谷:
原生褶曲构造地貌(顺地貌)
背斜成谷,向斜成山:
次生褶曲构造地貌(逆地貌)
褶皱要素
Ø核——褶皱构造的岩层遭受风化剥蚀后,出露在地表的地层的中心部分。
Ø翼——核部两侧岩层对称出露的部分。
Ø轴面——平分皱褶两翼的一个理想的面。
Ø轴——轴面与水平面的交线。
其延伸方向代表褶皱的延伸方向。
Ø枢纽——轴面与岩石层面的交线。
是褶皱同一层面上弯曲最大的点的连线。
按轴面产状分类:
Ø找矿、找水工程
●倾斜岩层对建筑物的地基一般无不良影响
●倾斜岩层对深路堑、高边坡,一般垂直于岩层走向较好,如平行于岩层走向,可能会诱发地质灾害。
●倾斜岩层对隧道来讲,一般会造成受力不匀等问题。
Ø核部---受力集中部位,岩层一般比较破碎,在实际工程中,会带来防水问题、隧道冒顶等问题。
断裂构造
岩层受构造应力作用发生断裂,使原有的连续,完整性遭到破坏而形成的地层形态被称为断裂构造。
按破裂面两侧岩层的位置情况,节理与断层。
节理:
岩层受力后没有发生显著位移的裂隙。
根据节理产状与岩层产状的关系分类
根据节理与褶皱的关系
节理对工程的影响
v有利:
利于开挖
v不利:
破坏了岩体的完整性;促进了风化作用;增强了岩体的透水性.
断层:
岩层受力后沿破裂面两侧的岩块发生显著的位移,使岩层失去连续性和完整性。
水平断层:
左旋(逆时针);右旋(顺时针),如上图
确定年代的基本原则:
由老到新,被断最新地层-断层-断层上不整合覆盖地层
工程建设要避开断层带。
若无法避开,要避免构筑物的轴线与断层走向平行或小角度相交。
水平岩层地质图
地质图:
一幅正规的地质图应该有图名、比例尺、图例、责任表
水平岩层剖面图的作法及步骤:
在地质图上有专门的符号表示断层位置。
画出AB线所切的剖面图
假整合:
两套地层之间缺失了一定时代的地层,但其产状彼此平行。
角度不整合:
两套地层之间缺失了一定时代的地层,且其产状彼此不平行、互相截交。
地下水的来源:
1主要来源于大气降水2少部分由水汽在土壤中直接凝结而成3极少部分在地球深部从岩浆中分离出来
按照地下水的埋藏条件分类弄清楚各数值代表什么
思考题
1、潜水1、与河水间的补排关系?
2、C点处凿井,多深可见地下水?
3、D点有何现象?
1、地下水主要流向?
2、A点承压水头?
3、B点含水层埋深?
4、若在C点凿井,则初见水位和稳定水位是多少?
防止基坑工程中的基坑突涌满足
为水的重度
为土的重度
不良地质现象:
斜坡破坏、泥石流、岩石风化、岩溶作用
滑坡形态的要素
滑坡的发育过程(注意醉汉林和马刀树出现的地方对应什么阶段)
(1)蠕动变形阶段:
某部分出现微小滑动、出现张裂缝、出现剪裂缝、基本形成滑动面
(2)滑动破坏阶段:
滑体与滑床完全分离、各种滑坡形态出现、剧滑出现
(3)渐趋稳定阶段:
滑坡体逐渐趋于稳定、滑坡停止,土体压实,裂缝闭合、老滑坡体在特定条件下还会再滑动
主要措施
(1)防御绕避的措施
(2)排水措施:
地表水、地下水(3)减重措施
(4)支挡措施:
抗滑挡墙、抗滑桩、锚固支护(5)滑带岩土体改良
泥石流流域分区示意图P79
I形成区(防护工程,如引水工程、挡土墙)
II流通区(拦挡工程,如格栅坝、拦泥库)
III堆积区(排导工程,储淤场)
IV堰塞湖
风化带划分:
全风化带、强风化带、弱风化带、微风化带、新鲜岩石P65
风化作用的工程意义:
合理确定基岩的利用高程,减少开挖量,降低工程造价,缩短工期
岩溶作用:
凡是以地下水为主,地表水为辅,以化学过程(溶解与沉淀)为主。
机械过程(流水侵蚀和沉积,重力崩塌和堆积)为辅的对可溶性岩石的破坏和改造作用都叫岩溶作用。
岩溶作用的基本条件:
岩石的可溶性、透水性、水的溶蚀性、流动性。
岩溶地貌:
地表溶岩地貌:
石芽、溶沟、石林、漏斗、落水洞、溶蚀洼地、坡立谷、盲谷、峰林
地下溶岩地貌:
溶洞、地下河
岩体力学性质
首先取决于:
结构面力学性质,结构面对岩体的切割程度;其次取决于:
岩块力学性质
岩体基本质量指标修正值[BQ]:
根据BQ值进行岩体基本分级
(>500为一级,550-451为二级,450-351为三级,350-251为四级,<250为五级)
[BQ]=BQ-100(K1+K2+K3)
1、BQ=90+3Rc+250Kv
2、岩石单轴饱和抗压强度(Rc),Rc-Mpa
3、岩体完整性指数(Kv)
4、K1-地下水影响,K2-主要软弱结构面产状影响,K3-初始应力状态
Rc/
<4时,为极高应力;4 <7时,为高应力。 这会影响K3的取值 主要特殊土的基本特性: P101-P104 工程地质勘察分级: P109-P110 注: 建筑在岩质地基上的一级工程,当场地复杂程度和地基复杂程度等级均为三级时,可定为乙级 岩土工程勘察的方法 (1)勘探法: 钻探法、掘探法、物探法 (2)试验法: ①室内土工试验、②现场原位测试技术
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