造價師考試土建工程技術與計量講義李毅佳版 講

第一章工程地質(zhì)一、考試大綱

（一）巖體的特征；

（二）地下水的類型與特征；

（三）常見工程地質(zhì)問題及其處理方法；

（四）工程地質(zhì)對工程建設的影響。

二、考情分析

本章主要以單選題為主，單選題6題，多選題1題。共計8分。2012年分值較少。但是各節(jié)分值比較平均，每節(jié)2分。本章知識點較分散，內(nèi)容涵蓋較多，學員應該理解記憶。

本章歷年真題分值分布單項選擇題多項選擇題合計2009年6分2分8分2010年6分2分8分2011年6分2分8分2012年3分0分3分三、主要考點

本章應掌握的關鍵知識點如下：

第一節(jié)：巖體的特征

1.巖體的結(jié)構

2.巖體的力學性質(zhì)

3.巖體的工程地質(zhì)性質(zhì)

4.土的工程性質(zhì)

第二節(jié)：地下水的類型與特征

1.地下水的類型

2.地下水的特征

第三節(jié)：常見工程問題及其處理方法

1.特殊地基

2.地下水

3.邊坡穩(wěn)定

第四節(jié)：工程地質(zhì)對建設工程的影響

1.工程地質(zhì)對工程選址的影響

2.工程地質(zhì)對建筑結(jié)構的影響

3.工程地質(zhì)對工程造價的影響

四、本章框架知識體系及分值章節(jié)分值第一節(jié)巖體的特征2分第二節(jié)地下水的特征與類類型2分第三節(jié)常見工程問題及其其處理方法2分第四節(jié)工程地質(zhì)對工程建建設的影響2分五、系統(tǒng)講解第一節(jié)巖體的特征

巖石是礦物的集合體，其特征可以用巖塊來表征。巖體可能由一種或多種巖石組合。

工程巖體有地基巖體、邊坡巖體和地下洞室圍巖三類。

一、巖體的結(jié)構

（一）巖體的構成

1.巖石

（1）巖石的主要礦物

巖石中的石英含量越多，鉆孔的難度就越大，鉆頭、鉆機等消耗量就越多。

1）顏色。顏色是礦物最明顯、最直觀的物理性質(zhì)。

2）光澤。光澤是礦物表面的反光能力，用類比方法常分為四個等級：金屬光澤、半金屬光澤、金剛光澤及玻璃光澤。

3）硬度。硬度是礦物抵抗外力刻劃、壓人或研磨等機械作用的能力。鑒定礦物常用一些礦物互相刻劃來測定其相對硬度，一般分為10個標準等級，如表1.1.1礦物硬度表所列。

表1.2.1礦物硬度表硬度12345678910礦物滑石石膏方解石螢石磷灰石長石石英黃玉剛玉金剛石在實際工作中常用可刻劃物品來大致測定礦物的相對硬度，如指甲約為2～2.5度，玻璃約為5.5～6度，鋼刀約為6～7度。

（2）巖石的成因類型及其特征

組成地殼的巖石按成因可分為巖漿巖（火成巖）、沉積巖（水成巖）和變質(zhì)巖三大類。

①巖漿巖

根據(jù)形成條件，巖漿巖分為噴出巖和侵入巖。侵入巖又分為深成巖（形成深度大于5km）和淺成巖（形成深度小于5km）。深成巖常形成巖基等大型侵入體，巖性一般較單一，以中、粗粒結(jié)構為主，致密堅硬，孔隙率小，透水性弱，抗水性強，故其常被選為理想的建筑基礎，如花崗巖、正長巖、閃長巖、輝長巖；淺成巖多以巖床、巖墻、巖脈等狀態(tài)產(chǎn)出，有時相互穿插。顆粒細小，巖石強度高，不易風化，但這些小型侵入體與圍巖的接觸部位，巖性不均一，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖石破碎，風化蝕變嚴重，透水性增大，如花崗斑巖、閃長玢巖、輝綠巖、脈巖。

②沉積巖

經(jīng)風化、搬運、沉積和成巖等一系列地質(zhì)作用而形成的層狀巖石。如碎屑巖（如礫巖、砂巖、粉砂巖）、黏土巖（如泥巖、頁巖）、化學巖及生物化學巖類（如石灰?guī)r、自云巖、泥灰?guī)r）等。

③變質(zhì)巖

變質(zhì)巖是地殼中原有的巖漿巖或沉積巖，由于地殼運動和巖漿活動等造成物理化學環(huán)境的改變，使原來巖石的成分、結(jié)構和構造發(fā)生一系列變化所形成的新的巖石。如大理巖、石英巖等。變質(zhì)巖的構造主要有板狀構造、千枚狀構造、片狀構造、片麻狀構造、塊狀構造，大理石屬于塊狀構造。

三大類巖石的主要區(qū)別。根據(jù)上述三大類巖石的特征描述，現(xiàn)將它們之間的主要區(qū)別歸納如表1.1.2。

表1.1.2巖漿巖、沉積巖和變質(zhì)巖的地質(zhì)特征表

地質(zhì)特征巖漿巖沉積巖變質(zhì)巖主要礦物成分全部為從巖漿巖中中析出的原生生礦物，成分分復雜，但較較穩(wěn)定。淺色色的礦物有石石英、長石、白白云母等；深深色的礦物有有黑云母、角角閃石、輝石石、橄欖石等等次生礦物占主要地地位成分單一一，一般多不不固定。常見見的有石英、長長石、白云母母、方解石、白白云石、高嶺嶺石等除具有變質(zhì)前原來來巖石的礦物物，如石英、長長石、云母、角角閃石、輝石石、方解石、白白云石、高嶺嶺石等外，尚尚有經(jīng)變質(zhì)作作用產(chǎn)生的礦礦物，如石榴榴子石、滑石石、綠泥石、蛇蛇紋石等結(jié)構以結(jié)晶粒狀、斑狀狀結(jié)構為特征征以碎屑、泥質(zhì)及生生物碎屑

結(jié)構構為贊征、部部分為成分單單

一的結(jié)晶結(jié)結(jié)構，但肉眼眼不易

分辨以變晶結(jié)構等為特特征構造具塊狀、流紋狀、氣氣孔狀；杏仁仁狀構造具層理構造多具片理構造成因直接由高溫熔融的的巖漿形成主要由先成巖石的的風化產(chǎn)物，經(jīng)經(jīng)壓密、膠結(jié)結(jié)、重結(jié)晶等等成巖作用而而形成由先成的巖漿巖、沉沉積巖和變質(zhì)質(zhì)巖，經(jīng)變質(zhì)質(zhì)作用而形成成2.土

土是連續(xù)、堅固的巖石在風化作用下形成的大小懸殊的顆粒，在原地殘留或經(jīng)過不同的搬運方式，在各種自然環(huán)境中形成的堆積物。

（1）土的組成。土是由顆粒（固相）、水溶液（液相）和氣（氣相）所組成的三相體系。

（2）土的結(jié)構和構造。土的結(jié)構是指上顆粒本身的特點和顆粒間相互關聯(lián)的綜合特征，一般可分為兩大基本類型：

①單粒結(jié)構。也稱散粒結(jié)構，是碎石（卵石）、礫石類土和砂土等無黏性土的基本結(jié)構形式，其對土的工程性質(zhì)影響主要在于其松密程度。

②集合體結(jié)構。也稱團聚結(jié)構或絮凝結(jié)構，這類結(jié)構為黏性土所特有。黏性土組成顆粒細小，表面能大，顆粒帶電，沉積過程中粒間引力大于重力，并形成結(jié)合水膜連接，使之在水中不能以單個顆粒沉積下來，而是凝聚成較復雜的集合體進行沉積。

土的構造，是決定勘探、取樣或原位測試布置方案和數(shù)量的重要因素之一。整個土體構成上的不均勻性包括：層理、夾層、透鏡體、結(jié)核、組成顆粒大小懸殊及裂隙特征與發(fā)育程度等。

（3）土的分類。

①根據(jù)有機含量分類。根據(jù)土中有機質(zhì)含量，分為無機土、有機質(zhì)土、泥炭質(zhì)土和泥炭。

②根據(jù)顆粒級配和塑性指數(shù)分類。根據(jù)顆粒級配和塑性指數(shù)分為碎石土、砂土、粉土和黏性土。碎石土是粒徑大于2mm的顆粒含量超過全重50%的土；砂土是粒徑大于2mm的顆粒含量不超過全重50%，且粒徑大于0.075mm的顆粒含量超過全重50%的土；黏性土是塑性指數(shù)大于10的土。黏性土分為粉質(zhì)黏土和黏土；粉土是粒徑大于0.075的顆粒不超過全重50%，且塑性指數(shù)小于或等于10的土。

③根據(jù)地質(zhì)成因分類。土可分為殘積土、坡積土、洪積土、沖擊土、淤積土、冰積土和風積土等。

④根據(jù)顆粒大小及含量分類。土可分為巨粒土、粗粒土、細粒土等。如圖1.1.1所示。

圖1.1.1土的分類與土粒粒徑3.結(jié)構面

結(jié)構面的特征是影響結(jié)構面強度及其他性能的重要因素。

表1.1.3結(jié)構面發(fā)育程度等級分類表等級特征不發(fā)育育1～2組規(guī)則節(jié)理，一般般延伸長度＜＜3m，多閉合、五五填充較發(fā)育2～3組規(guī)則節(jié)理，延伸伸長度＜10m，多閉合、無無充填或有方方解石等細脈脈，少量有巖巖粉或碎屑充充填發(fā)育一般規(guī)則節(jié)理多于于3組，或有較較多不規(guī)則裂裂隙，延伸長長度不均勻，多多數(shù)超過10m，風化者多多張開、夾泥泥很發(fā)育規(guī)則節(jié)理多于3組組，并有很多多不規(guī)則裂隙隙，雜亂無章章，裂隙多張張開，夾泥，并并有延伸較長長的大裂隙4.地質(zhì)構造

（1）水平構造和單斜構造。

水平構造，是未經(jīng)構造變動的沉積巖層，形成時的原始產(chǎn)狀是水平的，先沉積的老巖層在下，后沉積的新巖層在上。

單斜構造，是原來水平的巖層，在受到地殼運動的影響后，產(chǎn)狀發(fā)生變動形成巖層向同一個方向傾斜，這種產(chǎn)狀變動往往是褶曲的一翼、斷層的一盤或者是局部地層不均勻的上升或下降所引起。

一般將巖層在空間中的位置定義為巖層產(chǎn)狀。傾斜巖層的產(chǎn)狀，是用巖層層面的走向、傾向和傾角三個產(chǎn)狀要素，如圖1.1.2所示。一般而言，通過巖層產(chǎn)狀的三個要素，可以表達出經(jīng)過構造后的構造形態(tài)在空間的位置。

①巖層走向，是指巖層層面與水平面交線的方位角，表示巖層在空間延伸的方向。

②巖層的傾向，是垂直走向順傾斜面引出的一條直線與水平面投影的方位角，表示巖層在空間的傾斜方向。

③巖層的傾角，是巖層層面與水平面所夾的銳角，表示巖層在空間傾斜角度的大小。

（2）褶皺構造

褶皺構造是組成地殼的巖層受構造力的強烈作用，使巖層形成一系列波狀彎曲而未喪失其連續(xù)性的構造，它是巖層產(chǎn)生的塑性變形。絕大多數(shù)褶皺是在水平擠壓力作用下形成的，但也有少數(shù)是在垂直力或力偶作用下形成的。褶皺在層狀巖層中最明顯，在塊狀巖體中則很難見到。

在褶皺比較強烈的地區(qū)，一般都是線形的背斜與向斜相問排列，以大體一致的走向平行延伸，有規(guī)律的組成不同形式的褶皺構造。工程在褶曲的翼部遇到的基本上是單斜構造，一般沒有特殊不良的影響，但對于以下兩種情況，則需要根據(jù)具體情況進行分析：

①對于深路塹和高邊坡來說，當路線垂直巖層走向或路線與巖層走向平行但巖層傾向與邊坡傾向相反時，對路基邊坡的穩(wěn)定性是有利的。不利的情況是路線走向與巖層的走向平行，邊坡與巖層的傾向一致，尤其是邊坡的傾角大于巖層的傾角最為不利。最不利的情況是路線與巖層走向平行，巖層傾向于路基邊坡一致，而邊坡的傾角大于巖層的傾角。②對于隧道工程來說，在褶曲構造的軸部是巖層傾向發(fā)生顯著變化，是巖層受力應力作用最集中的地方，所以在褶皺構造的軸部容易遇到工程地質(zhì)問題。一般選線從褶曲的翼部通過是比較有利的。

（3）斷裂構造

根據(jù)巖體斷裂后兩側(cè)巖塊相對位移的情況，將其分為裂隙和斷層兩類。

①裂隙

裂隙，也稱為節(jié)理，是存在于巖體中的裂縫，是巖體受力斷裂后兩側(cè)巖塊沒有顯著位移的小型斷裂構造。一般用裂隙率（巖石中裂隙的面積與巖石總面積的百分比）表示，裂隙率越大，表示巖石中的裂隙越發(fā)育。

表1.1.4裂隙發(fā)育程度分級表發(fā)育程度等級基本特征附注裂隙不發(fā)育裂隙1～2組，規(guī)則，構造型型，間距在1m以上，多為為密閉裂隙。巖巖體被切割成成巨塊狀對基礎工程無影響響，在不含水水且無其他不不良因素時，對巖體穩(wěn)定性影響不大裂隙較發(fā)育裂隙2~3組，呈X型型，較規(guī)則，以以構造型為主主，多數(shù)間距距大于0.4m，多為密閉閉裂隙，少有有填充物。巖巖體被切割成成大塊狀對基礎工程影響不不大，對其他他工程可能產(chǎn)產(chǎn)生相當影響響裂隙發(fā)育裂隙3組以上，不規(guī)則，以以構造型或風風化型為主，多多數(shù)間距小于于。4m，大部分為為張開裂隙，部部分有填充物物.巖體被切割割成小塊狀對工程建筑物可能能產(chǎn)生很大影影響裂隙很發(fā)育裂隙3組以上，雜亂，以以風化型和構構造型為主，多多數(shù)間距小于于0.2m，以張開裂裂隙為主，一一般均有填充充物。巖體被被切割成碎石石狀對工程建筑物產(chǎn)生生嚴重影響注：裂隙寬度：密閉裂隙<1mm；微張裂隙為1～3mm；張開裂隙為3～5mm；寬張裂隙>5mm。

根據(jù)裂隙的成因。將其分為構造裂隙和非構造裂隙兩類。

①構造裂隙。在構造分布上有一定的規(guī)律性。

②非構造裂隙。裂隙分布零亂，沒有規(guī)律性。

②斷層

斷層是巖體受力作用斷裂后，兩側(cè)巖塊沿斷裂面發(fā)生顯著相對位移的斷裂構造。

①斷層要素。斷層一般由四個部分組成。

a.斷層面和破碎帶b.斷層線c.斷盤d.斷距

②斷層基本類型。根據(jù)斷層兩盤相對位移的情況，可分為正斷層、逆斷層、平推斷層。

正斷層是上盤沿斷層面相對下降，下盤相對上升的斷層。逆斷層是上盤沿斷層面相對上升，下盤相對下降的斷層。平推斷層是兩盤沿斷層面發(fā)生相對水平位移的斷層。

2010年真題：61.下盤沿斷層面相對下降，這類斷層大多是（）。

A.受到水平方向強烈張應力形成的

B.受到水平方向強烈擠壓力形成的

C.斷層線與褶皺軸的方向基本一致

D.斷層線與拉應力作用方向基本垂直

E.斷層線與壓應力作用方向基本平行[答疑編號950288010201]

『正確答案』BC

『答案解析』（1）斷層要素：①斷層面和破碎帶；②斷層線；③斷盤；④斷距。（2）斷層基本類型：①正斷層是上盤沿斷層面相對下降，下盤相對上升的斷層。②逆斷層是上盤沿斷層面相對上升，下盤相對下降的斷層。③平推斷層是兩盤沿斷層面發(fā)生相對水平位移的斷層。其傾角一般是近于直立的，本題是逆斷層。斷層線的方向常和巖層走向或褶皺軸的方向近于一致，和壓應力作用的方向垂直。參見教材P8、9。（二）巖體結(jié)構特征

1.結(jié)構體特征

平緩產(chǎn)狀的層狀巖體中，常將巖體切割成方塊體、三角形柱體等。在陡立的巖層地區(qū)，往往形成塊體、錐形體和各種柱體。

2.巖體結(jié)構類型

巖體結(jié)構的基本類型可分為整體塊狀結(jié)構、層狀結(jié)構、碎裂結(jié)構和散體結(jié)構。

（1）整體塊狀結(jié)構。這類巖體具有良好的工程地質(zhì)性質(zhì)，往往是較理想的各類工程建筑地基、邊坡巖體及地下工程圍巖。

（2）層狀結(jié)構。作為工程建筑地基時，其變形模量和承載能力一般均滿足要求。但當結(jié)構面結(jié)合力不強，有時又有層間錯動面或軟弱夾層存在，則其強度和變形特性均具有各向異性特點，一般沿層面方向的抗剪強度明顯比垂直層面方向的更低，特別是當有軟弱結(jié)構面存在時，更為明顯。

這類巖體作為邊坡巖體時，一般來說，當結(jié)構面傾向坡外時要比傾向坡里時的工程地質(zhì)性質(zhì)差得多。2011年真題：4.結(jié)構面結(jié)合力較差的層狀結(jié)構工程地基巖體的工程特性是（）。

A.沿層面方向的抗剪強度高于垂直層面方向

B.沿層面方向有錯動比有軟弱夾層的工程地質(zhì)性質(zhì)差

C.結(jié)構面傾向坡外比傾向坡里的工程地質(zhì)性質(zhì)好

D.沿層面方向的抗剪強度低于垂直層面方向[答疑編號950288010202]

『正確答案』D

『答案解析』層狀結(jié)構。作為工程建筑地基時，其變形模量和承載能力一般均能滿足要求。但當結(jié)構面結(jié)合力不強，有時又有層間錯動面或軟弱夾層存在，則其強度和變形特性均具各向異性特點，一般沿層面方向的抗剪強度明顯比垂直層面方向的更低，特別是當有軟弱結(jié)構面存在時，更為明顯。參見教材P9。

（3）碎裂結(jié)構。層狀碎裂結(jié)構和碎裂結(jié)構巖體變形模量、承載能力均不高，工程地質(zhì)性質(zhì)較差。

（4）散體結(jié)構。巖體節(jié)理、裂隙很發(fā)育，巖體十分破碎，巖石手捏即碎，屬于碎石土類，可按碎石土類考慮。二、巖體的力學特性

巖體的變形通常包括結(jié)構面變形和結(jié)構體變形。

設計人員所關心的主要是巖體的變形特性，巖體變形參數(shù)是由變形模量或彈性模量來反映的。

巖體的強度既不等于巖塊巖石的強度，也不等于結(jié)構面的強度，而是二者共同影響表現(xiàn)出來的強度。但在某些情況下，可以用巖石或結(jié)構面的強度來代替。如當巖體中結(jié)構面不發(fā)育，呈完整結(jié)構時，可以巖石的強度代替巖體強度；如果巖體沿某一結(jié)構面產(chǎn)生整體滑動時，則巖體強度完全受結(jié)構面強度控制。

2011年真題：5.工程巖體沿某一結(jié)構面產(chǎn)生整體滑動時，其巖體強度完全受控于（）。

A.結(jié)構面強度

B.節(jié)理的密集性

C.母巖的巖性

D.層間錯動幅度[答疑編號950288010203]

『正確答案』A

『答案解析』如當巖體中結(jié)構面不發(fā)育，呈完整結(jié)構時，可以巖石的強度代替巖體強度；如果巖體沿某一結(jié)構面產(chǎn)生整體滑動時，則巖體強度完全受結(jié)構面強度控制。參見教材P10。三、巖體的工程地質(zhì)性質(zhì)

（一）巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)

1.巖石的物理力學性質(zhì)

（1）巖石的主要物理性質(zhì)

1）重量

巖石的重量是巖石最基本的物理性質(zhì)之一，一般用比重和重度兩個指標表示。

巖石的比重是巖石固體（不包括孔隙）部分單位體積的重量。巖石的比重決定于組成巖石的礦物的比重及其在巖石中的相對含量。

巖石的重度也稱容重，是巖石單位體積的重量，在數(shù)值上等于巖石試件的總重量（包括孔隙中的水重）與其總體積（包括孔隙體積）之比。巖石重度的大小決定于巖石中礦物的比重、巖石的孔隙性及其含水情況。巖石孔隙中完全沒有水存在時的重度，稱為干重度；孔隙全部被水充滿時的重度，稱為飽和重度。

一般來講，組成巖石的礦物比重大，或巖石的孔隙性小，則巖石的重度就大。在相同條件下的同一種巖石，重度大就說明巖石的結(jié)構致密、孔隙性小，巖石的強度和穩(wěn)定性也較高。

2）孔隙性

巖石的孔隙性用孔隙度表示，反映巖石中各種孔隙的發(fā)育程度。未受風化或構造作用的侵入巖和某些變質(zhì)巖，其孔隙度一般是很小的，而礫巖、砂巖等一些沉積巖類的巖石，則經(jīng)常具有較大的孔隙度。

3）吸水性

巖石的吸水性一般用吸水率表示。巖石的吸水率與巖石孔隙度的大小、孔隙張開程度等因素有關。巖石的吸水率大，則水對巖石顆粒間結(jié)合物的浸潤、軟化作用就強，巖石強度和穩(wěn)定性受水作用的影響也就顯著。

4）軟化性

黏土礦物含量高、孔隙度大、吸水率高的巖石，與水作用容易軟化而喪失其強度和穩(wěn)定性。

用軟化系數(shù)作為巖石軟化性的指標，在數(shù)值上等于巖石飽和狀態(tài)下的極限抗壓強度與風干狀態(tài)下極限抗壓強度的比。其值越小，表示巖石的強度和穩(wěn)定性受水作用的影響越大。未受風化作用的巖漿巖和某些變質(zhì)巖，軟化系數(shù)大都接近于1，是弱軟化的巖石，其抗水、抗風化和抗凍性強。軟化系數(shù)小于0.75的巖石，是軟化性較強的巖石，工程性質(zhì)比較差。

5）抗凍性

巖石的抗凍性，有不同的表示方法，一般用巖石在抗凍試驗前后抗壓強度的降低率表示?？箟簭姸冉档吐市∮?5%的巖石，認為是抗凍的；大于25%的巖石，認為是非抗凍的。

2011年真題：2.關于地基巖石軟化性的說法，正確的是（）。

A.軟化系數(shù)>0.25，工程性質(zhì)良好

B.軟化系數(shù)<0.25，工程性質(zhì)良好

C.軟化系數(shù)<0.75工程性質(zhì)良好

D.軟化系數(shù)>0.75工程性質(zhì)良好[答疑編號950288010204]

『正確答案』D

『答案解析』軟化系數(shù)值越小，表示巖石的強度和穩(wěn)定性受水作用的影響越大。未受風化作用的巖漿巖和某些變質(zhì)巖，軟化系數(shù)大都接近于1，是弱軟化的巖石，其抗水、抗風化和抗凍性強。軟化系數(shù)小于0.75的巖石，是軟化性較強的巖石，工程性質(zhì)比較差。參見教材P11。（2）巖石主要力學性質(zhì)

1）巖石的變形

巖石受力作用會產(chǎn)生變形，在彈性變形范圍內(nèi)用彈性模量和泊桑比兩個指標表示。相同受力條件下，巖石的彈性模量越大，變形越小。即彈性模量越大，巖石抵抗變形的能力越強。泊桑比是橫向應變與縱向應變的比。泊桑比越大，表示巖石受力作用后的橫向變形越大。

巖石并不是理想的彈性體，巖石變形特性的物理量也不是一個常數(shù)。通常所提供的彈性模量和泊松比，只是在一定條件下的平均值。

2）巖石的強度

巖石的強度是巖石抵抗外力破壞的能力，也以“帕斯卡”為單位，用符號Pa表示。巖石受力作用破壞，表現(xiàn)為壓碎、拉斷和剪切等，故有抗壓強度、抗拉強度和抗剪強度等。

①抗壓強度?？箟簭姸仁菐r石在單向壓力作用下抵抗壓碎破壞的能力，是巖石最基本最常用的力學指標。所以，巖石的抗壓強度相差很大，膠結(jié)不良的礫巖和軟弱頁巖小于20MPa，堅硬巖漿巖大于245MPa。

②抗拉強度。巖石的抗拉強度遠小于抗壓強度，故當巖層受到擠壓形成褶皺時，常在彎曲變形較大的部位受拉破壞，產(chǎn)生張性裂隙。③抗剪強度?？辜魪姸仁侵笌r石抵抗剪切破壞的能力，在數(shù)值上等于巖石受剪破壞時的極限剪應力。在一定壓應力下巖石剪斷時，剪破面上的最大剪應力，稱為抗剪斷強度，其值一般都比較高?？辜魪姸仁茄貛r石裂隙或軟弱面等發(fā)生剪切滑動時的指標，其強度遠遠低于抗剪斷強度。

三項強度中，巖石的抗壓強度最高，抗剪強度居中，抗拉強度最小。抗剪強度約為抗壓強度的10%～40%，抗拉強度僅是抗壓強度的2%～16%。巖石越堅硬，其值相差越大，軟弱巖石的差別較小。巖石的抗壓強度和抗剪強度，是評價巖石（巖體）穩(wěn)定性的主要指標，是對巖石（巖體）的穩(wěn)定性進行定量分析的依據(jù)之一。

2009年真題：某巖石的抗壓強度是200MPa，其抗剪強度和抗拉強度可能約為（）。

A.100MPa和40MPa

B.60MPa和20MPa

C.10MPa和2MPa

D.5MPa和1MPa[答疑編號950288010205]

『正確答案』B

『答案解析』抗壓強度，抗拉強度，抗剪強度三項強度中，巖石的抗壓強度最高，抗剪強度居中，抗拉強度最小?？辜魪姸燃s為抗壓強度的10%～40%，抗拉強度僅是抗壓強度的2%～16%。巖石越堅硬，其值相差越大。巖石的抗壓強度和抗剪強度，是評價巖石（巖體）穩(wěn)定性的主要指標，是對巖石（巖體）的穩(wěn)定性進行定量分析的依據(jù)之一。

抗剪強度約為抗壓強度的10%～40%，為：20MPa—80MPa；抗拉強度僅是抗壓強度200的2%～16%，4MPa---32MPa。符合條件的只有B。。參見教材P12。2.巖石的分級

由松軟至堅實共分為16級。前四級是土。

（二）土體的工程地質(zhì)性質(zhì)

1.土的物理力學性質(zhì)

（1）.土的主要性能參數(shù)

（1）土的含水量。

（2）土的飽和度。土的飽和度是土中被水充滿的孔隙體積與孔隙總體積之比，飽和度Sr越大，表明土孔隙中充水愈多。Sr<50%是稍濕狀態(tài)，Sr在50%～80%之間是很濕狀態(tài)，Sr>80%是飽水狀態(tài)。

（3）土的孔隙比。是土中孔隙體積與土粒體積之比，反映天然土層的密實程度，一般孔隙比小于0.6的是密實的低壓縮性土，大于1.0的土是疏松的高壓縮性土。

（5）土的塑性指數(shù)和液性指數(shù)

碎石土和砂土為無黏性土，緊密狀態(tài)是判定其工程性質(zhì)的重要指標。粉土屬于砂土和黏性土的過渡類型。顆粒小于粉砂的是黏性土，黏性土的工程性質(zhì)受含水量的影響特別大。

黏性土的界限含水量，有縮限、塑限和液限。液限和塑限的差值稱為塑性指數(shù)，它表示黏性土處在可塑狀態(tài)的含水量變化范圍。塑性指數(shù)愈大，可塑性就愈強。黏性土的天然含水量和塑限的差值與塑性指數(shù)之比，稱為液限指數(shù)。液限指數(shù)愈大，土質(zhì)愈軟。（2）土的力學性質(zhì)

土的力學性質(zhì)主要是壓縮性和抗剪強度。土的壓縮性是土在壓力作用下體積縮小的特性。在土的自重或外荷載作用下，土體中某一個曲面上產(chǎn)生的剪應力值達到了土對剪切破壞的極限抗力時，土體就會沿著該曲面發(fā)生相對滑移而失穩(wěn)。土對剪切破壞的極限抗力稱為土的抗剪強度。

2.特殊土的工程性質(zhì)

（1）淤泥及淤泥質(zhì)土。具有高含水量、高孔隙性、低滲透性、高壓縮性、低抗剪強度、較顯著的觸變性和蠕變性等特性。

（2）濕陷性黃土。在天然含水量時一般呈堅硬或硬塑狀態(tài)，具有較高的強度和低的或中等偏低的壓縮性，但遇水浸濕后，強度迅速降低，有的即使在其自重作用下也會發(fā)生劇烈的沉陷。濕陷性黃土受水浸濕后，在其自重壓力下發(fā)生濕陷的，稱為自重濕陷性黃土。而在其自重壓力與附加壓力共同作用下才發(fā)生濕陷的，稱為非自重濕陷性黃土。

2009年真題：

竣工驗收合格的引水渠工程，初期通水后兩岸坡體出現(xiàn)了很長的縱向裂縫，并局部地面下沉，該地區(qū)土質(zhì)可能為（）。

A.黏土

B.軟巖

C.砂土

D.濕陷性黃土[答疑編號950288010301]

『正確答案』D

『答案解析』濕陷性黃土具有較高的強度和低的或中等偏低的壓縮性，但遇水浸濕后，強度迅速降低。參見教材P13。（3）紅黏土。一般呈褐色、棕紅等顏色，液限大于50%。天然含水量高（一般為40%～60%，最高達90%）、密度?。ㄌ烊豢紫侗纫话銥?.4～1.7，最高為2.0）、塑性高（塑限一般為40%～60%，最高達90%，塑性指數(shù)一般為20～50），通常呈現(xiàn)較高的強度和較低的壓縮性，不具有濕陷性。由于塑性很高，所以盡管天然含水量高，一般仍處于堅硬或硬可塑狀態(tài)，甚至飽水的紅黏土也是堅硬狀態(tài)的。

（4）膨脹土。含有大量的強親水性黏土礦物成分，具有顯著的吸水膨脹和失水收縮，且脹縮變形往復可逆。在天然條件下一般處于硬塑或堅硬狀態(tài)，強度較高，壓縮性較低，易被誤認為是工程性能較好的土。在膨脹土地區(qū)進行工程建筑，如果不采取必要的設計和施工措施，會導致大批建筑物的開裂和損壞，甚至造成坡地建筑場地崩塌、滑坡、地裂。當膨脹土的含水量劇烈增大或土的原狀結(jié)構被擾動時，土體強度會驟然降低，壓縮性增高。

（5）填土。根據(jù)填土的組成物質(zhì)和堆填方式形成的工程性質(zhì)的差異，劃分為以下三類：

（1）素填土。素填土是由碎石、砂土、粉土或黏性土等一種或幾種材料組成的填土。一般密實度較差，但若堆積時間較長，由于土的自重壓密作用，也能達到一定密實度。如堆填時間超過10年的黏性土、超過5年的粉土、超過2年的砂土，均具有一定的密實度和強度，可以作為一般建筑物的天然地基。素填土地基具有不均勻性，防止建筑物不均勻沉降是填土地基的關鍵。

（2）雜填土。雜填土是含有大量雜物的填土。試驗證明，以生活垃圾和腐蝕性及易變性工業(yè)廢料為主要成分的雜填土，一般不宜作為建筑物地基。主要以建筑垃圾或一般工業(yè)廢料組成的雜填土，采用適當?shù)拇胧┻M行處理后可作為一般建筑物地基。

（3）沖填土。沖填土是由水力沖填泥砂形成的沉積土，如在整理和疏浚江河航道時，送至江河兩岸形成的填土。沖填土的含水量大，透水性較弱，排水固結(jié)差，一般呈軟塑或流塑狀態(tài)，比同類自然沉積飽和土的強度低、壓縮性高。

典型例題:

【2012年真題】

1.不宜作為建筑物地基填土的是（）。

A.堆填時間較長的砂土B.經(jīng)處理后的建筑垃圾

C.經(jīng)壓實后的生活垃圾D.經(jīng)處理后的一般工業(yè)廢料[答疑編號950288010302]

『正確答案』C

『答案解析』以生活垃圾和腐蝕性及易變性工業(yè)廢料為主要成分的雜填土，一般不宜作為建筑物地基。參見教材P15。（三）結(jié)構面的工程地質(zhì)性質(zhì)

結(jié)構面的規(guī)模是結(jié)構面影響工程建設的重要性質(zhì)。結(jié)構面分為Ⅰ～Ⅴ級。

Ⅰ級控制工程建設地區(qū)的穩(wěn)定性，直接影響工程巖體穩(wěn)定性。

Ⅳ結(jié)構面主要控制著巖體的結(jié)構、完整性和物理力學性質(zhì)。

Ⅴ級控制巖塊的力學性質(zhì)。

Ⅱ、Ⅲ級結(jié)構面往往是對工程巖體力學和對巖體破壞方式有控制意義的邊界條件。

（四）地震的震級和烈度

1.地震震源

震源是深部巖石破裂產(chǎn)生地殼震動的發(fā)源地。震源在地面上的垂直投影稱為震中。地震所引起的震動以彈性波的形式向各個方向傳播，其強度隨距離的增加而減小。地震波首先傳達到震中，震中區(qū)受破壞最大，距震中越遠破壞程度越小。地震波通過地球內(nèi)部介質(zhì)傳播的稱為體波。體波分為縱波和橫波，縱波的質(zhì)點振動方向與震波傳播方向一致，周期短、振幅小、傳播速度快；橫波的質(zhì)點振動方向與震波傳播方向垂直，周期長、振幅大、傳播速度較慢。體波經(jīng)過反射、折射而沿地面附件傳播的波稱為面波，面波的傳播速度最慢。

2.地震震級

地震是依據(jù)所釋放出來的能量多少來劃分震級的。釋放出來的能量越多，震級就越大。中國科學院將地震震級分為五級：微震、輕震、強震、烈震和大災震。目前國際通用的李希特—古登堡震級是以距震中100km的標準地震儀所記錄的最大振幅的μm的對數(shù)表示。如記錄的最大振幅是10mm，即10000μm，取其對數(shù)等于4，則為4級地震。

表1.1.5地震震級劃分表地震級別表現(xiàn)方能總量（J）儀器震級微震一般無震感104～1090～2.6輕震一般有震感109～101112.6～3.8強震無害強震

有害強震震1011～101133.8～4.81013～101154.8～6烈震破壞烈震

大毀壞震震1015～101176～71017～101197～8大災震毀滅性地震1019～10221＞8.253.地震烈度

地震烈度，是指某一地區(qū)的地面和建筑物遭受一次地震破壞的程度。地震烈度不僅與震級有關，還和震源深度、距震中距離以及地震波通過介質(zhì)條件（巖石性質(zhì)、地質(zhì)構造、地下水埋深）等多種因素有關。

表1.1.6震級與烈度關系表震級（級）3以下3456788以上震中烈度I～IIⅢⅣ-ⅤⅥ-ⅦⅦ-ⅧⅨ-ⅩⅪⅫ地震烈度又可分為基本烈度、建筑場地烈度和設計烈度?；玖叶却硪粋€地區(qū)的最大地震烈度。建筑場地烈度也稱小區(qū)域烈度，是建筑場地內(nèi)因地質(zhì)條件、地貌地形條件和水文地質(zhì)條件的不同而引起的相對基本烈度有所降低或提高的烈度。一般降低或提高半度至一度；設計烈度是抗震設計所采用的烈度，是根據(jù)建筑物的重要性、永久性、抗震性以及工程的經(jīng)濟性等條件對基本烈度的調(diào)整。在工程建筑設計中，明確建筑區(qū)域的地震烈度是很重要的，一個工程從建筑場地的選擇到工程建筑的抗震措施等都與地震烈度有密切的關系。

典型例題:

4.震級與烈度的關系

震級越高、震源越淺、距震中越近，地震烈度就越高。一次地震只有一個震級，但震中周圍地區(qū)的破壞程度，隨距震中距離的加大而逐漸減小，形成多個不同的地震烈度區(qū)，它們由大到小依次分布。但因地質(zhì)條件的差異，也可能出現(xiàn)偏大或偏小的烈度異常區(qū)。

【2012年真題】

2.關于地震烈度的說法，正確的是（）。

A.地震烈度是按一次地震所釋放的能量大小來劃分

B.建筑場地烈度是指建筑場地內(nèi)的最大地震烈度

C.設計烈度需根據(jù)建筑物的要求適當調(diào)低

D.基本烈度代表一個地區(qū)的最大地震烈度[答疑編號950288010303]

『正確答案』D

『答案解析』基本烈度代表一個地區(qū)的最大地震烈度。參見教材P17。2009年真題：

對于地震，工程建設不可因地質(zhì)條件和建筑物性質(zhì)進行調(diào)整的是（）。

A.震級

B.建筑場地烈度

C.設計烈度

D.基本烈度

E.震源深度[答疑編號950288010304]

『正確答案』ADE

『答案解析』震級和烈度的關系:一般情況下，震級越高，震源越淺，距震中越近，地震烈度就越高。一次地震只有一個震級，但震中周圍地區(qū)的破壞程度，隨距震中距離的加大而逐漸減小，形成多個不同的地震烈度區(qū)，他們由大到小依次分布。參見教材P17。2011年真題：

1、關于地震級和烈度的說法，正確的是（）。

A.建筑抗震設計的依據(jù)是國際通用震級劃分標準

B.震級高，震源淺，距震中近的地震其烈度不一定高

C.一次地震一般會形成多個地震烈度區(qū)

D.建筑抗震措施應根據(jù)震級大小確定[答疑編號950288010305]

『正確答案』C

『答案解析』一次地震只有一個震級，但震中周圍地區(qū)的破壞程度，隨距震中距離的加大而逐漸減小，形成多個不同的地震烈度區(qū)，它們由大到小依次分布。參見教材P17。第二節(jié)地下水的特征與類型一、地下水的類型

地下水是埋藏在地表以下巖層或土層空隙（包括孔隙、裂隙和空洞等）中的水，主要是由大氣降水和地表水滲人地下形成的。在干旱地區(qū)，水蒸氣也可以直接在巖石的空隙中凝成少量的地下水。地下水的分布極其廣泛，密切地聯(lián)系著人類生活和經(jīng)濟活動的各個方面，可以說是一種寶貴的地下資源。但是，地下水也往往給工程建設帶來一定的困難和危害。

根據(jù)埋藏條件，將地下水分為包氣帶水、潛水、承壓水三大類。根據(jù)含水層的空隙性質(zhì)，地下水又分為孔隙水、裂隙水和巖溶水三個亞類。根據(jù)上述分類原則，將地下水的基本類型列于表1.2.1.

表1.2.1地下水分類表

基

本

類

型亞類

水頭

性質(zhì)

補給區(qū)與分布區(qū)關關系

動

態(tài)

特

點

成因

孔隙水

裂隙水

巖溶水包氣帶水土壤水、沼澤水、不不透水透鏡體體上的上層滯滯水。主要是是季節(jié)性存在在的地下水

基巖風化殼（黏土土裂隙）中季季節(jié)性存在的的水

垂直滲人帶中季節(jié)節(jié)性及經(jīng)常性性存在的水

無

壓

水

補給區(qū)與分布區(qū)一一致

一般為暫時性水

基本上是滲人成因因，局部才能能凝結(jié)成因

潛水

潛水坡積、洪積、沖積積、湖積、冰冰磧和冰水沉沉積物中的水水；當經(jīng)常出出露或接近地地表時，成為為沼澤水、沙沙漠和海濱砂砂丘水

基巖上部裂隙中的的水

裸露巖溶化巖層中中的水

常為無壓水

補給區(qū)與分布區(qū)一一致水位升降決定地表表水的滲人和和地下蒸發(fā)，并并在某些地方方?jīng)Q定于水壓壓的傳遞

基本上是滲人成因因，局部才能能凝結(jié)成因承壓水松散沉積物構成的的向斜和盆地地一自流盆地地中的水、松松散沉積物構構成的單斜和和山前平原一一自流斜地中中的水

構成盆地或向斜中中基巖的層狀狀裂隙水、單單斜巖層中層層狀裂隙水、構構造斷裂帶及及不規(guī)則裂隙隙中的深部水水

構造盆地或向斜中中巖溶化巖石石中的水，單單斜巖溶化巖巖層中的水

承壓水

補給區(qū)與分布區(qū)不不一致

水位的升降決定于于水壓的傳遞遞

滲人成因或海洋成成因（一）包氣帶水

包氣帶水處于地表面以下潛水位以上的包氣帶巖土層中，包括土壤水、沼澤水、上層滯水以及巖層風化殼（黏土裂隙）中季節(jié)性存在的水。

（二）潛水

潛水是埋藏在地表以下第一層較穩(wěn)定的隔水層以上具有自由水面的重力水，其自由表面承受大氣壓力，受氣候條件影響、季節(jié)性變化明顯。、如春、夏季多雨，水位上升，冬季少雨，水位下降。水溫也隨季節(jié)而有規(guī)律的變化。潛水主要分部在地表各種巖土里，多數(shù)存在于第四紀松散巖層中，堅硬的沉積巖、巖漿巖和變質(zhì)巖的裂隙及洞穴中也有潛水分布。

（三）承壓水

承壓水也稱為自流水，是地表以下充滿兩個穩(wěn)定隔水層之間的重力水。（四）裂隙水

裂隙水是指埋藏在基巖裂隙中的地下水。根據(jù)基巖裂隙成因，將裂隙水分為風化裂隙水、成巖裂隙水、構造裂隙水。

風化裂隙水分布在風化裂隙中，多數(shù)為層狀裂隙水；成巖裂隙水分布在成巖裂隙中，成巖裂隙的巖層出露地表時，常賦存成巖裂隙潛水；構造裂隙水分布在構造裂隙中。由于地殼的構造運動，巖石受擠壓、剪切等應力作用形成構造裂隙，其發(fā)育程度既取決于巖石本身的性質(zhì)，也取決于邊界條件及構造應力分布等因素。當構造應力分布比較均勻且強度足夠時，巖體中會形成比較密集、均勻且相互連通的張開性構造裂隙，這種裂隙常賦存層狀構造裂隙水。當構造應力分布不均勻時，巖體中張開性構造裂隙分布不連續(xù)不溝通，則賦存脈狀構造裂隙水。具有同一巖性的巖層，由于構造應力的差異，一些地方可能賦存層狀構造裂隙水，另一些地方可能賦存脈狀構造裂隙水。

（五）巖溶水

巖溶水賦存和運移于可溶巖的溶隙、溶洞（洞穴、管道、暗河）中。我國的巖溶分布比較廣，特別是在南方地區(qū)，巖溶水分布很普遍，水量豐富，對供水極為有利，但對礦床開采、地下工程和建筑工程等都會帶來一些危害。根據(jù)埋藏條件，將巖溶水分為巖溶上層滯水、巖溶潛水及巖溶承壓水。

二、地下水的特征

（一）包氣帶水的特征

包氣帶水主要受氣候控制，季節(jié)性明顯，變化大。雨季水量多，旱季水量少，甚至干涸。包氣帶水對農(nóng)業(yè)有很大意義，對工程意義不大。

（二）潛水的特征

潛水有兩個特征。①潛水面以上無穩(wěn)定的隔水層存在，大氣降水和地表水可直接滲人，成為潛水的主要補給來源。因此，在大多數(shù)的情況下潛水的分布區(qū)與補給區(qū)是一致的，某些氣象水文要素的變化能很快影響潛水的變化，潛水的水質(zhì)也易于受到污染。②潛水自水位較高處向水位較低處滲流。在山脊地帶潛水位的最高處可形成潛水分水嶺，自此處潛水流向不同的方向。潛水面的形狀是因時因地而異的，它受地形、地質(zhì)、氣象、水文等自然因素控制，并常與地形有一定程度的一致性。一般地面坡度越大，潛水面的坡度也越大，但潛水面坡度經(jīng)常小于當?shù)氐牡孛嫫露取?/p>

（三）承壓水的特征

承壓水是因為限制在兩個隔水層之間而具有一定壓力，特別是含水層透水性越好，壓力越大，人工開鑿后能自流到地表。因有隔水頂板存在，承壓水不受氣候的影響，動態(tài)較穩(wěn)定，不易受污染。承壓水的形成與所在地區(qū)的地質(zhì)構造及沉積條件有密切關系，只要有適宜的地質(zhì)構造條件，地下水即可形成承壓水。一般來說，適宜形成承壓水的地質(zhì)構造有兩種：一為向斜構造盆地，也稱為自流盆地；二為單斜構造自流斜地。但是，自然中的自流盆地與自流斜地的含水層，埋藏條件是很復雜的，往往在同一個區(qū)域內(nèi)的自流盆地和自流斜地，可埋藏多個含水層，它們有不同的穩(wěn)定水位與不同的水力聯(lián)系，主要取決于地形和地質(zhì)構造之間的關系。當?shù)匦魏蜆嬙煲恢聲r，即為正地形，下部含水層壓力高，若有裂隙穿越上下含水層，下部含水層的水通過裂隙補給上部含水層；反之，含水層通過一定的通道補給下部的含水層，這是因為下部含水層的補給與排泄區(qū)常位于較低的位置。

（四）裂隙水的特征

裂隙水運動復雜，水量變化較大，這與裂隙發(fā)育及成因有密切關系。

風化裂隙水由于風化裂隙彼此連通，因此在一定范圍內(nèi)形成的地下水也是相互連通。水平方向透水性均勻.垂直方向隨深度而減弱，多屬潛水，有時也存在上層滯水。如果風化殼上部的覆蓋層透水性很差，其下部的裂隙帶有一定的承壓性。風化裂隙水主要受大氣降水的補給，有明顯季節(jié)性循環(huán)交替，常以泉水的形式排泄于河流中；成巖裂隙水多呈層狀，在一定范圍內(nèi)相互連通協(xié)構造裂隙水、層狀構造裂隙水可以是潛水，也可以是承壓水；脈狀構造裂隙水多賦存于張開裂隙中，由于裂隙分布不連續(xù)，所以形成的裂隙各有自己獨立的系統(tǒng)、補給源及排泄條件，水位不一致，有一定壓力，壓力分布不均，水量少，水位、水量變化大。但是，不論是層狀構造裂隙水還是脈狀構造裂隙水，其滲透性常顯示各向異性。這是因為不同方向的構造應力性質(zhì)不同，某些方向上裂隙張開性好，另一些方向上的裂隙張開性差，甚至是閉合的。

（五）巖溶水的特征

在厚層灰?guī)r的包氣帶中，常有局部非可溶的巖層存在，起著隔水作用，在其上部形成巖溶上層滯水。巖溶潛水廣泛分布在大面積出露的厚層灰?guī)r地區(qū)，動態(tài)變化很大，水位變化幅度可達數(shù)十米。巖溶地層被覆蓋或巖溶層與砂頁巖互層分布時，在一定的構造條件下，就能形成動態(tài)較穩(wěn)定的巖溶承壓水。總的來說，在巖溶地區(qū)進行工程建設，特別是地下工程，必須弄清巖溶的發(fā)育與分布規(guī)律，因為巖溶的發(fā)育可能使工程地質(zhì)條件惡化。第三節(jié)常見工程地質(zhì)問題及其處理方法一、特殊地基

影響工程建設的工程地質(zhì)問題及其防治處理方法很多，這里僅就常見的作一些簡要說明。

（一）松散、軟弱土層。強度、剛度低，承載力低，抗?jié)B性差。對不滿足承載力要求的松散土層，如砂和砂礫石地層等，可挖除，也可采用固結(jié)灌漿、預制樁或灌注樁、地下連續(xù)墻或沉井等加固；對不滿足抗?jié)B要求的，可灌水泥漿或水泥黏土漿，或地下連續(xù)墻防滲；對于影響邊坡穩(wěn)定的，可噴射混凝土或用土釘支護。對不滿足承載力的軟弱土層，如淤泥及淤泥質(zhì)土，淺層的挖除，深層的可以采用振沖等方法用砂、砂礫、碎石或塊石等置換。（二）風化、破碎巖層。風化一般在地基表層，可以挖除。破碎巖層有的較淺，可以挖除。有的埋藏較深，如斷層破碎帶，可以用水泥漿灌漿加固或防滲；風化、破碎處于邊坡影響穩(wěn)定的，可根據(jù)情況采用噴混凝土或掛網(wǎng)噴混凝土罩面，必要時配合注漿和錨桿加固。

對于裂隙發(fā)育影響地基承載力和抗?jié)B要求的，可以用水泥漿灌漿加固或防滲。

（三）斷層、泥化軟弱夾層。對充填膠結(jié)差，影響承載力或抗?jié)B要求的斷層，淺埋的盡可能清除回填，深埋的注水泥漿處理；淺埋的泥化夾層可能影響承載能力，盡可能清除回填，深埋的一般不影響承載能力。斷層、泥化軟弱夾層可能是基礎或邊坡的滑動控制面，對于不便清除回填的，根據(jù)埋深和厚度，可采用錨桿、預應力錨索、抗滑樁等進行抗滑處理。

滑坡的發(fā)生與水有很大的關系，在滑坡體上方修筑截水設施，在滑坡體下方筑好排水設施。（四）巖溶與土洞。當建筑工程不可能避開時，可挖除洞內(nèi)軟弱充填物后回填石料或混凝土。不方便挖填的，可采用長梁式、桁架式基礎或大平板等方案跨越洞頂，也可對巖溶進行裂隙鉆孔注漿，對土洞進行頂板打孔充砂、砂礫，或做樁基處理。

二、地下水

地下水最常見的問題全要是對巖體的k化、侵蝕和靜水壓力、動水壓力作用及其滲透破壞等。

（一）地下水對土體和巖體的軟化

地下水使土體尤其是非黏性土軟化，降低強度、剛度和承載能力。有侵蝕性的地下水。

使巖石發(fā)生化學變化，也可能導致巖石的強度降低，尤其是地下水使結(jié)構面的粘結(jié)力C降低和摩擦角φ減小，使結(jié)構面的抗剪強度降低，造成巖體的承載力和穩(wěn)定性下降。

（二）地下水位下降引起軟土地基沉降

一般在沿海軟土層中進行基礎施工時.需要人工降低地下水位。若降水措施不當，輕者造成鄰近建筑物或地下管線的不均勻沉降，重者使建筑物基礎下的土體顆粒流失，甚至掏空.導致建筑物開裂，進而危及安全使用。

此外，還應注意抽水環(huán)節(jié)。如果抽水井濾網(wǎng)和砂濾層的設計不合理或施工質(zhì)量差，那么抽水時會將軟土層中的黏粒、粉粒、細砂等細小土顆粒隨同地下水一起帶出地面，使周圍地面土層很快產(chǎn)生不均勻沉降，造成地面建筑物和地下管線不同程度的損壞。井管埋設完成開始抽水時.井內(nèi)水位下降，井外含水層中的地下水不斷流向濾管，經(jīng)過一段時間后，在井周圍形成漏斗狀的彎曲水面降水漏斗。在這一降水漏斗范圍內(nèi)的軟土層會發(fā)生滲透固結(jié)而造成地基土沉降。而且，由于土層的不均勻性和邊界條件的復雜性，降水漏斗往往是不對稱的，因而使周圍建筑物或地下管線產(chǎn)生不均勻沉降，甚至開裂。

（三）動水壓力產(chǎn)生流砂和潛蝕

流砂是一種不良的工程地質(zhì)現(xiàn)象。在建筑物深基礎工程和地下建筑工程的施下中遇到的流砂現(xiàn)象，按其嚴重程度可分下列三種：輕微流砂，當基坑圍護樁排的間隙處隔水措施不當或施工質(zhì)量欠缺時，或當?shù)叵逻B續(xù)墻接頭的施工質(zhì)量不佳時，有些細小的土顆粒會隨著地下水滲漏一起穿過縫隙而流入基坑.增加坑底的泥濘程度；中等流砂，在基坑底部，尤其是靠近圍護樁墻的地方，常會出現(xiàn)一堆粉細砂緩緩冒起，仔細觀察，可以看到粉細砂堆中形成許多小小的排水溝，冒出的水夾帶著細小土粒在慢慢地流動；嚴重流砂.基坑開挖時如發(fā)生上述現(xiàn)象而仍然繼續(xù)往下開挖，流砂的冒出速度會迅速增加，有時會像開水初沸時的翻泡，此時基坑底部稱為流動狀態(tài)，給施工帶來極大困難，甚至影響鄰近建筑物的安全。如果在沉井施l中產(chǎn)生嚴重流砂，那么沉井就突然下沉，無法用人力控制，以致沉井發(fā)生傾斜，甚至發(fā)生重大事故。

如果地下水滲流產(chǎn)生的動水壓力小于土顆粒的有效重度，即滲流水力坡度小于臨界水力坡度，雖然不會發(fā)生流砂現(xiàn)象，但是土中細小顆粒仍有可能穿過粗顆粒之間的孔隙被滲流攜帶而走。時間長了，將在土層中形成管狀空洞.使土體結(jié)構破壞。強度降低，壓縮性增加，這種現(xiàn)象稱之為機械潛蝕。

（四）地下水的浮托作用

當建筑物基礎底面位于地下水位以下時，地下水對基礎底面產(chǎn)生靜水壓力，即產(chǎn)生浮托力。如果基礎位于粉土、砂土、碎石土和節(jié)理裂隙發(fā)育的巖石地基上，則按地下水位100%計算浮托力；如果基礎位于節(jié)理裂隙不發(fā)育的巖石地基上，則按地下水位50%計算浮托力；如果基礎位于黏性土地基上，其浮托力較難確切地確定，應結(jié)合地區(qū)的實際經(jīng)驗考慮。

（五）承壓水對基坑的作用

當深基坑下部有承壓含水層時，必須分析承壓水頭是否會沖毀基坑底部的黏性土層，通常用壓力平衡概念即1.3.1式進行驗算：

γM＝γWH

（1.3.1）式中γ、γW——分別為黏性上的重度和地下水的重度；

H——相對于含水層頂板的承壓水頭值；

M——基坑開挖后黏性土層的厚度。

（六）地下水對鋼筋混凝土的腐蝕。三、邊坡穩(wěn)定（一）影響邊坡穩(wěn)定因素影響邊坡穩(wěn)定性的因素有內(nèi)在因素與外在因素兩個方面。內(nèi)在因素有組成邊坡巖土體的性質(zhì)、地質(zhì)構造、巖體結(jié)構、地應力等，它們常常起著主要的控制作用；外在因素有地表水和地下水的作用、地震、風化作用、人工挖掘、爆破以及工程荷載等。

1.地貌條件

深溝峽谷地區(qū)，陡峭的岸坡是容易發(fā)生邊坡變形和破壞的地形條件。崩塌現(xiàn)象均發(fā)生在坡度大于60°的斜坡上。

2.地層巖性

（1）侵入巖、沉積巖以及片麻巖、石英巖等構成的邊坡，一般穩(wěn)定程度是較高的。只有在節(jié)理發(fā)育、有軟弱結(jié)構面穿插且邊坡高陡時，才易發(fā)生崩塌或滑坡現(xiàn)象。

（2）噴出巖邊坡，如玄武巖、凝灰?guī)r、火山角礫巖、安山巖等，其原生的節(jié)理，尤其是柱狀節(jié)理發(fā)育時，易形成直立邊坡并易發(fā)生崩塌。

（3）含有黏土質(zhì)頁巖、泥巖、煤層、泥灰?guī)r、石膏等夾層的沉積巖邊坡，最易發(fā)生順層滑動，或因下部蠕滑而造成上部巖體的崩塌。（4）千枚巖、板巖及片巖，巖性較軟弱且易風化，在產(chǎn)狀陡立的地段，臨近斜坡表部容易出現(xiàn)蠕動變形現(xiàn)象。當受節(jié)理切割遭風化后，常出現(xiàn)順層（或片理）滑坡。（5）具有垂直節(jié)理且疏松透水性強的黃土，浸水后易崩解濕陷。當受水浸泡或作為水庫岸邊時，極易發(fā)生崩塌或塌滑現(xiàn)象。

（6）崩塌堆積、坡積及殘積層地區(qū)，其下伏基巖面常常是一個傾向河谷的斜坡面。當有地下水在此受阻，并有黏土質(zhì)成分沿其分布時，極易形成滑動面，從而使上部松散堆積物形成滑坡。

3.地質(zhì)構造與巖體結(jié)構

地質(zhì)構造因素包括褶皺、斷裂、區(qū)域新構造運動及地應力等，這些對巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定也是主要因素。

4.地下水

地下水是影響邊坡穩(wěn)定最重要、最活躍的外在因素。

地下水的作用是很復雜的，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）地下水會使巖石軟化或溶蝕，導致上覆巖體塌陷，進而發(fā)生崩塌或滑坡。

（2）地下水產(chǎn)生靜水壓力或動水壓力，促使巖體下滑或崩倒。

（3）地下水增加了巖體重量，可使下滑力增大。

（4）在寒冷地區(qū)，滲入裂隙中的水結(jié)冰，產(chǎn)生膨脹壓力，促使巖體破壞傾倒。

（5）地下水產(chǎn)生浮托力，使巖體有效重量減輕，穩(wěn)定性下降。

【2012年真題】

3.關于地下水對邊坡穩(wěn)定性影響的說法，正確的是（）。

A.地下水產(chǎn)生動水壓力，增強了巖體的穩(wěn)定性

B.地下水增加了巖體重量，減小了邊坡下滑力

C.地下水產(chǎn)生浮托力，減輕巖體自重.增加邊坡穩(wěn)定

D.地下水產(chǎn)生的靜水壓力，容易導致巖體崩塌[答疑編號950288010401]

【正確答案】D

【答案解析】參見教材P24。2011年真題：

61.關于地下水以下正確的說法有（）。

A.地下水能夠軟化和溶蝕邊坡巖體，導致崩塌或和滑坡

B.地下水增加了巖體重量，提高了下滑力

C.地下水產(chǎn)生靜水浮托力，提高了基礎抗滑穩(wěn)定性

D.地下水產(chǎn)生靜水壓力或動水壓力，提高巖體穩(wěn)定性

E.地下水對巖體產(chǎn)生浮托力，使巖體重量相對減輕，穩(wěn)定性下降[答疑編號950288010402]

【正確答案】ABE

【答案解析】（1）地下水位下降引起軟土地基沉降。（2）動水壓力產(chǎn)生流砂和潛蝕。（3）地下水的浮托作用。當建筑物基礎底面位于地下水位以下時，地下水對基礎底面產(chǎn)生靜水浮托力。浮托力減少地基對基礎底面的正壓力，即減小對基礎滑動的抗滑力，嚴重影響基礎的抗滑穩(wěn)定性。（4）承壓水對基坑的作用。當深基坑下部有承壓含水層時，承壓水頭可能會沖毀基坑底部的豁性土層，破壞地基。（5）地下水對鋼筋混凝土的腐蝕。2009年真題：下列關于地下水影響邊坡穩(wěn)定性，敘述錯誤的是（）。

A.地下水改變巖體的構造

B.地下水對巖體會產(chǎn)生浮力

C.地下水使巖石軟化或溶蝕

D.在寒冷地區(qū)，地下水滲入裂隙結(jié)冰膨脹[答疑編號950288010403]

【正確答案】A

【答案解析】參見教材P24。（二）不穩(wěn)定邊坡防治措施

1.防滲和排水

防滲和排水是整治滑坡的一種重要手段，只要布置得當、合理，均能取得較好效果。為了防止大氣降水向巖體中滲透，一般是在滑坡體外圍布置截水溝槽，以截斷流至滑坡體上的水流。大的滑坡體尚應在其上布置一些排水溝，同時要整平坡面，防止有積水的坑洼，以利于降水迅速排走。針對已滲入滑坡體的水，通常是采用地下排水廊道，截住滲透的水流或?qū)⒒滦葜械姆e水排出滑坡體以外。

鏈子崖滑坡排水系統(tǒng)

2.削坡

削坡是將陡傾的邊坡上部的巖體挖除，一部分使邊坡變緩，同時也可使滑體重量減輕，以達到穩(wěn)定的目的。削減下來的土石，可填在坡腳，起反壓作用，更有利于穩(wěn)定。

采用這種方法時，要注意滑動面的位置，否則不僅效果不顯著，甚至更會促使巖體不穩(wěn)。

3.支擋建筑

支擋建筑主要是在不穩(wěn)定巖體的下部修建擋墻或支撐墻（或墩），也是一種應用廣泛而有效的方法。材料用混凝土、鋼筋混凝土或砌石。支擋建筑物的基礎要砌置在滑動面以下。若在擋墻后增加排水措施，效果更好。

抗滑擋墻4.錨固措施

錨固措施，有錨桿（或錨索）和混凝土錨固樁兩種類型，其原理都是提高巖體抗滑（或抗傾倒）能力。預應力錨索或錨桿錨固不穩(wěn)定巖體的方法，適用于加固巖體邊坡和不穩(wěn)定巖塊。錨固樁（或稱抗滑樁）適用于淺層或中厚層的滑坡體滑動。在滑坡體的中、下部開挖豎井或大口徑鉆孔，然后澆灌鋼筋混凝土。垂直于滑動方向布置一排或兩排，樁徑通常為l～3m，深度一般要求滑動面以下樁長占全樁長的1/4—1/3。

預應力錨索或錨桿

錨固樁（或稱抗滑樁）

（三）地下工程圍巖的穩(wěn)定性

要高度重視地下洞室圍巖的穩(wěn)定性問題，防止圍巖掉塊、片幫乃至塌方等事件。

1.地下工程位置選擇的影響因素

地下工程位置的選擇，除取決于工程目的要求外，還需要考慮區(qū)域穩(wěn)定、山體穩(wěn)定及地形、巖性、地質(zhì)構造、地下水、地應力等因素的影響。

（1）地形條件

在地形上要求山體完整，地下工程周圍包括洞頂及傍山側(cè)應有足夠的山體厚度。如選擇隧洞位置時，隧洞進出口地段的邊坡應下陡上緩，無滑坡、崩塌等現(xiàn)象存在。（2）巖性條件

一般在堅硬完整巖層中開挖，圍巖穩(wěn)定、進度快、造價低。在軟弱、破碎、松散巖層中開挖，頂板易坍塌，邊墻及底板易產(chǎn)生鼓脹擠出變形等事故，且需邊開挖邊支護或超前支護，進而影響工程造價和工期。一般而言，巖漿巖、厚層堅硬的沉積巖及變質(zhì)巖，圍巖的穩(wěn)定性好，適于修建大型的地下工程。凝灰?guī)r、黏土巖、頁巖、膠結(jié)不好的砂礫巖、千枚巖及某些片巖，穩(wěn)定性差，不宜建大型地下工程。松散及破碎的巖石穩(wěn)定性極差，選址時應盡量避開。

（3）地質(zhì)構造條件

①褶皺的影響。原則上應避開褶皺核部，若必須在褶皺巖層.地段修建地下工程，可以將地下工程放在褶皺的兩側(cè)。

②斷裂的影響。應避免地下工程軸線沿斷層帶布置。而地下工程軸線垂直或近于垂直斷裂帶，所需穿越的不穩(wěn)定地段較短，但也可能產(chǎn)生塌方。因此，在選址時應盡量避開大斷層。

③巖層產(chǎn)狀的影響。在水平巖層中布置地下工程時，應盡量使地下工程位于均質(zhì)厚層的堅硬巖層中。若地下工程必須切穿軟硬不同的巖層組合時，應將堅硬巖層作為頂板，避免將軟弱巖層或軟弱夾層置于頂部，后者易于造成頂板懸垂或坍塌。軟弱巖層位于地下工程兩側(cè)或底部也不利，容易引起邊墻或底板鼓脹變形或被擠出。（4）地下水

在選址時最好選在地下水位以上的干燥巖體內(nèi)，或地下水量不大、無高壓含水層的巖體內(nèi)。

（5）地應力

初始應力狀態(tài)是決定圍巖應力重分布的主要因素。

2.圍巖的工程地質(zhì)分析

（1）圍巖穩(wěn)定性分析

變形與破壞的五種形式：脆性破裂、塊體滑移、巖層的彎曲折斷、破碎結(jié)構的松動坍塌、冒落或塑性變形

（2）圍巖的分類

3.提高圍巖穩(wěn)定性的措施

為了保證地下工程施工的安全和正常運行，應該針對巖體的不同條件，采取相應的施工方法和一定的工程技術措施，提高圍巖的穩(wěn)定性。目前，用以提高圍巖穩(wěn)定性的工程措施主要有傳統(tǒng)的支護或襯砌和噴錨支護兩大類。（1）支護與襯砌。支護是在地下工程開挖過程中用以穩(wěn)定圍巖用的臨時性措施。按照選用材料的不同，有木支撐、鋼支撐及混凝土支撐等。在不太穩(wěn)定的巖體中開挖，需及時支撐以防止圍巖早期松動。襯砌是加固圍巖的永久性結(jié)構，其作用主要是承受圍巖壓力及內(nèi)水壓力，有混凝土及鋼筋混凝土襯砌，也可以用漿砌條石襯砌。

（2）噴錨支護。噴錨支護是在地下工程開挖后，及時地向圍巖表面噴一薄層混凝土（一般厚度為5～2Ocm），有時再增加一些錨桿，從而部分地阻止圍巖向洞內(nèi)變形，以達到支護的目的。

噴錨支護能使混凝土噴層與圍巖緊密結(jié)合，并且噴層本身具有一定的柔性和變形止性，因而能及時有效地控制和調(diào)整圍巖應力的重分布，最大限度地保護巖體的結(jié)構和力學性質(zhì)，防止圍巖的松動和坍塌。如果噴混凝土再配合錨桿加固圍巖，則會更有效地提高圍巖自身的承載力和穩(wěn)定性。

噴混凝土具備以下幾方面的作用：首先，能緊跟工作面，速度快，因而縮短了開挖支護的間隔時間，及時地填補了圍巖表面的裂縫和缺損，阻止裂隙切割的碎塊脫落松動使圍巖的應力狀態(tài)得到改善；其次，由于有較高的噴射速度和壓力，漿液能充填張開的：隙，起著加固巖體的作用，提高了巖體的強度和整體性。此外，噴層與圍巖緊密結(jié)合，有較高的粘結(jié)力和抗剪強度，能在結(jié)合面上傳遞各種應力，可以起到承載拱的作用。

錨桿有楔縫式金屬錨桿、鋼絲繩砂漿錨桿、普通砂漿金屬錨桿、預應力錨桿及木錨等，目前在大中型工程中，常用的是楔縫式金屬錨桿和砂漿金屬錨桿兩種。為了防止錨桿之間的碎塊塌落，可采用噴層和鋼絲網(wǎng)來配合。

（3）各類圍巖的具體處理方法。對于堅硬的整體圍巖，巖塊強度高，整體性好，在下工程開挖后自身穩(wěn)定性好，基本上不存在支護向題。這種情況下噴混凝土的作用主要防止圍巖表面風化，消除開挖后表面的凹凸不平及防止個別巖塊掉落，其噴層厚度一般3-5cm。當?shù)叵鹿こ虈鷰r中出現(xiàn)拉應力區(qū)時，應采用錨桿穩(wěn)定圍巖。

對于塊狀圍巖，這類圍巖的坍塌總是從個別石塊——“危石”掉落開始，再逐漸發(fā)擴大，只要及時有效地防止個別“危石”掉落，就能保證圍巖整體的穩(wěn)定性。一般而言，對于此類圍巖，噴混凝土支護即可，但對于邊墻部分巖塊可能沿某一結(jié)構面出現(xiàn)滑動時，應該用錨桿加固。

對于層狀圍巖，在開挖地下工程時，往往不易打成拱形（或圓形），爆破后頂面經(jīng)常成平板狀，如不加支護，圍巖常常先發(fā)生彎曲張開，然后逐漸坍塌。因此對于此類圍巖，應以錨桿為主要的支護手段。

第四節(jié)工程地質(zhì)對建設工程的影響

工程地質(zhì)是建設工程地基及其一定影響區(qū)域的地層性質(zhì)。建設工程根據(jù)其規(guī)模、功能、質(zhì)量、建筑布置、結(jié)構構成、使用年限、運營方式和安全保證等，要求地基及其一定區(qū)域的地層有一定的強度、剛度、穩(wěn)定性和抗?jié)B性。有的工程地質(zhì)能滿足這些要求；有的土體松散、軟弱、濕陷