工程地質(zhì)學(xué)知識點(diǎn)

工程地質(zhì)學(xué)知識點(diǎn)

第一章緒論在工程地質(zhì)學(xué)中由于地質(zhì)因素對工程建筑的利用和改造有影響，因而把這些地質(zhì)因素綜合成為工程地質(zhì)條件，以明確地質(zhì)條件與工程有關(guān)。第二章巖石的成因類型及其工程地質(zhì)特征自然界有各種各樣的巖石，按成因，可分為巖漿巖、沉積巖和變質(zhì)巖三大類。這些存在于地殼中的具有一定化學(xué)成分和物理性質(zhì)的自然元素或化合物，成為礦物。其中構(gòu)成巖石的礦物，稱為造巖礦物。礦物的物理性質(zhì)是多種多樣的，包括礦物的顏色、條痕、光澤、硬度、解理和斷口。組成巖漿巖的礦物，根據(jù)顏色，可分為淺色礦物和深色礦物兩類。巖漿巖的礦物成分，是巖漿化學(xué)成分的反應(yīng)。巖漿的化學(xué)成分相當(dāng)復(fù)雜，但對巖石的礦物成分影響最大的是SiO2。根據(jù)SiO2的含量，巖漿巖可分為下面幾類：酸性巖類（SiO2含量>65%），中性巖類（SiO2含量52%?65%），基性巖類（SiO2含量45%?52%），超基性巖類（SiO2<45%）。根據(jù)巖漿巖的形成條件、產(chǎn)狀、礦物成分和結(jié)構(gòu)、構(gòu)造等方面，將巖漿巖分為三大類：即深成巖、淺成巖、噴出巖。地球發(fā)展的時間段落稱為地質(zhì)年代。巖層的地質(zhì)年代有兩種，一種是絕對地質(zhì)年代。另一種是相對地質(zhì)年代。人們根據(jù)幾次大的地殼運(yùn)動和生物界大的演變，把地殼發(fā)展的歷史過程分為五個稱為“代”的大階段，每個代又分為若干“紀(jì)”，紀(jì)內(nèi)因生物發(fā)展及地質(zhì)情況不同，又進(jìn)一步細(xì)分為若干“世”及“期”。地殼分裂為板塊的活動以及宇宙間引力的活動，使地殼產(chǎn)生水平運(yùn)動和垂直運(yùn)動。水平運(yùn)動使地殼產(chǎn)生拉張、擠壓，引起各種斷裂和褶皺構(gòu)造，使地表起伏，故又稱造山運(yùn)動。垂直運(yùn)動是長期交替的升降運(yùn)動，引起大范圍的隆起或凹陷，產(chǎn)生海陸變遷，亦稱造陸運(yùn)動。第三章地質(zhì)構(gòu)造及其對工程的影響巖層在空間的位置，稱為巖層產(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)狀要素來表示的。褶曲的基本形態(tài)是背斜和向斜。背斜褶曲是巖層向上拱起的彎曲，向斜褶曲是巖層向下凹的彎曲。斷層的分類方法很多，所以有各種不同的類型。根據(jù)斷層兩盤相對位移的情況，可以分為正斷層、逆斷層和平推斷層三種。正斷層：上盤沿斷層面相對下降，下盤相對上升的斷層；逆斷層：上盤沿斷層相對上升，下盤相對下降的斷層；平推斷層：由于巖體受水平扭應(yīng)力作用，使兩盤沿斷層面發(fā)生相對水平位移的斷層。斷層的野外識別包括：地貌特征、地層特征和斷層的伴生構(gòu)造現(xiàn)象。堆積物的沉積次序是銜接的，產(chǎn)狀是彼此平行的，在行程的年代上也是順次連接的，巖層之間的這種接觸關(guān)系，稱為整合接觸。巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)，包括物理性質(zhì)和力學(xué)性質(zhì)兩個主要方面。影響巖石工程性質(zhì)的因素，主要受礦物成分、巖石的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造以及風(fēng)化作用等控制。巖體是工程影響范圍內(nèi)的地質(zhì)體，它包含有巖石塊、層理、裂隙和斷層等。

巖石和巖體都是自然地質(zhì)歷史的產(chǎn)物，然而兩者的概念是不同的，所謂巖體是指包括各種地質(zhì)界面一一如層面、層理、節(jié)理、斷層、軟弱夾層等結(jié)構(gòu)面的單一或多鐘巖石構(gòu)成的地質(zhì)體，它被各種結(jié)構(gòu)面所切割，由大小不同的、形狀不一的巖塊（即結(jié)構(gòu)體）所組合而成。結(jié)構(gòu)面類型存在于巖體中的各種地質(zhì)界面（結(jié)構(gòu)面）包括：各種破裂面（如劈理、節(jié)理、斷層面、順層裂隙或錯動面、卸荷裂隙、風(fēng)化裂隙等）、物質(zhì)分異面（如層理、層面、沉積間斷面、片理等）以及軟弱夾層或軟弱帶、構(gòu)造巖、泥化夾層、充填夾泥（層）等。第四章土的工程性質(zhì)與分類土的物質(zhì)成分包括作為土骨架的固體礦物顆粒、空隙中的水及其溶解物質(zhì)以及氣體。因此，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-土中水分類如下圖所示結(jié)合水（土粒表面結(jié)合水）結(jié)合水（土粒表面結(jié)合水）分強(qiáng)結(jié)合水和弱結(jié)合水（吸著水） （薄膜水）毛細(xì)水（實(shí)為半結(jié)合水）液態(tài)水重力水（自由水）非結(jié)合水氣態(tài)水（水蒸氣）固態(tài)水（冰）在巖土工程中，土的結(jié)構(gòu)是指土顆粒本身的特點(diǎn)和顆粒間互相關(guān)系的綜合特征。土的構(gòu)造是指整個土層（土體）構(gòu)成上的不均勻性特征的總和。土在壓力作用下體積縮小的特性稱為土的壓縮性。根據(jù)土的地質(zhì)成因，土可分為：殘積土、坡積土、洪積土、沖積土、湖積土、海積土、冰積及冰水沉積土和風(fēng)積土。第五章地下水地下水是地殼中一個極其重要的天然資源，也是巖土三相組成部分中的一個重要組分，其中重力水是一種很活躍的流動介質(zhì)，它對巖土的工程力學(xué)性質(zhì)影響很大。地下水在巖土空隙或裂隙中能夠滲流，我們將巖土能被水或其他液體透過的性質(zhì)稱之為滲透性。巖土的水理性質(zhì)主要有含水性、給水性和透水性。地下水按埋藏條件可分為三大類：即包氣帶水、潛水、承壓水。根據(jù)含水層的空隙性質(zhì)地下水可分為三個亞類：即孔隙水、裂隙水、巖溶水。第六章不良地質(zhì)現(xiàn)象的工程地質(zhì)問題在地殼上部的巖土層遭受各種的內(nèi)外動力地質(zhì)作用，如地殼運(yùn)動、地震、大氣營力作用、流水作用以及人類工程活動等因素作用，造成了各種各樣的地質(zhì)現(xiàn)象。例如巖石風(fēng)化、斜坡滑動與崩塌、河流的侵蝕與堆積、巖溶、地震等。位于地殼表面或接近于地面的巖石經(jīng)受著風(fēng)、電、大氣降水和溫度等大氣營力以及生物活動等因素的影響，巖石會發(fā)生碎裂或成分變化，這種變化的過程稱為風(fēng)化。河流是在河谷中流動的常年水流，河谷由谷底、河床、谷坡、坡緣及坡麓等要素構(gòu)成。山區(qū)河谷從其成因來看可分為構(gòu)造谷和侵蝕谷。河流階地不會被水所淹沒。根據(jù)侵蝕與堆積之間關(guān)系的不同，可分為侵蝕階地、基座階地和堆積階地三大類型。防治泥石流的原則是以防為主，兼設(shè)工程措施。可采用如下的防范對策：預(yù)防、攔截和排導(dǎo)。巖溶，也稱喀斯特（Karst），它是由于地表水或地下水對可溶性巖石溶蝕的結(jié)果而產(chǎn)生的一系列地質(zhì)現(xiàn)象。巖溶的形成是由于水對巖石的溶蝕結(jié)果。因而起形成條件是必須有可溶于水而且是透水的巖石。造成巖溶的物質(zhì)基礎(chǔ)有兩個方面：巖體和水質(zhì)。地震按其成因，可以分為四類：構(gòu)造地震、火山地震、陷落地震和人工觸發(fā)地震。地震按其成因，可以分為四類：構(gòu)造地震、火山地震、陷落地震和人工觸發(fā)地震。地震時，震源釋放的能量以波動的形式向四面八方傳播，這種波稱為地震波。地震波在地殼內(nèi)部傳播時的波稱為體波；當(dāng)其到達(dá)地表時，使地面發(fā)生波動，稱為面波。能沿著地面?zhèn)鞑サ牟ㄒ卜Q瑞利波。地震烈度的本身又可分為基本烈度、建筑場地烈度和設(shè)計(jì)烈度?；玖叶仁侵复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，它是指建筑場地內(nèi)因地質(zhì)條件、地貌地形條件和水文地質(zhì)條件的不同而引起基本烈度的降低或提高的烈度；設(shè)計(jì)烈度是指抗震設(shè)計(jì)所采用的烈度，它是根據(jù)建筑物的重要性、永久性、抗震性以及工程的經(jīng)濟(jì)性等條件對基本烈度的調(diào)整。地震液化在地質(zhì)上可有如下的宏觀液化現(xiàn)象。噴水冒砂一一它是土體中剩余空隙壓力區(qū)產(chǎn)生的管涌所導(dǎo)致的水和砂在地面上噴出。地下砂層液化一一它是指地基中某些砂層，在其上雖覆蓋有一定厚度（一般小于10m）的非液化土層，但當(dāng)?shù)卣鹆叶却笥?度時，地下飽水砂層可發(fā)生液化。這時地基的強(qiáng)度降低。地震激發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的效應(yīng)，強(qiáng)烈的地震作用能激發(fā)斜坡上巖土體松動、失穩(wěn)，發(fā)生滑坡和崩塌等不良地質(zhì)現(xiàn)象。一切工程建（構(gòu)）筑物都是支承在地層上，直接支撐建（構(gòu)）筑物重量的地層部分稱為地基。建（構(gòu)）筑物在地下直接與地基相接觸的部分稱為基礎(chǔ)?；A(chǔ)的作用在于把建（構(gòu)）筑物的重量傳布到地基中去。地基承載力的實(shí)質(zhì)，地基承載力是指地基所能承受由建（構(gòu)）筑物基礎(chǔ)傳來的荷載的能力。持力層的選擇，持力層是指地基中直接支持建（構(gòu)）筑物荷載的巖土層。它直接與基礎(chǔ)底面接觸，起到直接支承基礎(chǔ)的作用。在一般的地震強(qiáng)度下（烈度6~9度，地面最大振動加速度平均值為0.1?0.4），在地面一下15m深度內(nèi)飽和的松全中密的砂和粉土是最常見的液化土。洞室軸線的選擇主要是由地層巖性、巖層產(chǎn)狀、地質(zhì)構(gòu)造以及水文地質(zhì)條件等方面綜合分析來考慮確定。第七章工程地質(zhì)原位測試所謂原位測試就是在土層原來所處的位置基本保持土體的天然結(jié)構(gòu)、天然含水量以及天然應(yīng)力狀態(tài)下，測定土的工程力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)。工程地質(zhì)原位測試的主要方法有：靜力荷載試驗(yàn)、觸探實(shí)驗(yàn)、剪切試驗(yàn)和地基土動力特性試驗(yàn)與現(xiàn)場滲透試驗(yàn)等。預(yù)打階段：先將貫入器打入15cm，如錘擊已達(dá)50擊，貫入度未達(dá)15cm，記錄實(shí)際貫入度。試驗(yàn)階段：將貫入器再打入30cm，記錄每打入10cm的錘擊數(shù)，累計(jì)打入30cm的錘擊數(shù)即為標(biāo)貫擊數(shù)N。當(dāng)累計(jì)擊數(shù)已達(dá)50擊（國外也有定為100擊的），而貫入度未達(dá)30cm，應(yīng)終止試驗(yàn)，記錄實(shí)際貫入度^’及累計(jì)錘擊數(shù)n。第八章工程地質(zhì)勘察工程地質(zhì)勘察階段的劃分是與設(shè)計(jì)階段的劃分相一致的。一定的設(shè)計(jì)階段需要相應(yīng)的工程地質(zhì)勘察工作。在我國建筑工程中，建筑工程的工程地質(zhì)勘察也稱巖土工程勘察，勘察階段可分為可行性研究勘察、初步勘察和詳細(xì)勘察，可行性研究勘察應(yīng)符合選址或確定場地要求；初步勘察應(yīng)符合初步設(shè)計(jì)或擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)要求；詳細(xì)勘察應(yīng)符合施工圖設(shè)計(jì)要求。工程地質(zhì)勘察是在工程地質(zhì)測繪的基礎(chǔ)上，為了進(jìn)一步查明地表以下工程地質(zhì)問題，取得神捕地質(zhì)資料而進(jìn)行的?？辈斓姆椒ㄖ饕锌?、槽探、鉆探、地球物理勘探等方法。坑、槽探就是用人工或機(jī)械方式進(jìn)行挖掘坑、槽，以便直接觀察巖土層的天然狀態(tài)以及各地層之間接觸關(guān)系等地質(zhì)結(jié)構(gòu)，并能取出接近實(shí)際的原狀結(jié)構(gòu)土樣，它的缺點(diǎn)是可達(dá)的深度較淺，且易受自然地質(zhì)條件的限制。工程地質(zhì)圖和其他附件：工程地質(zhì)報告書應(yīng)附有各種工程地質(zhì)圖，如分析圖、專門圖、綜合圖等等。這些圖件對說明工程地質(zhì)報告書是最基本的?？辈禳c(diǎn)平面位置圖、工程地質(zhì)剖面圖、地