1、工程地質學知識點總結-工程地質學孔憲立 石振明 第2章巖石的成因類型及其工程地質特征1巖石與礦物概念巖石-在地質作用下產生的由一種或多種礦物以一定的規律組成的自然結合體根據礦物組成：單礦巖t主要由一種礦物組成的巖石復礦巖-由兩種或兩種以上的礦物組成的巖石根據成因：巖漿巖沉積巖變質巖礦物-存在于地殼中具有一定化學成分和物理性質的自然元素和化合物*礦物是組成巖石的具有穩定物理性質和化學成分的基本單元常見淺色礦物：滑石石膏指甲2 5方解石螢石磷灰石 小刀(鋼)66.5正長石 石英黃玉 剛玉金剛石記憶：滑石方 螢磷長 石黃剛金剛2巖石和礦物區別巖石：是在天然地質作用下各種礦物的集合體。礦物：是由某種元

2、素或多種化學成分在天然地質作用下形成的固體造巖礦物；它包含于礦物中，一般是指一些常見的礦物3三大巖石的主要鑒別特征、常見主要類型A巖漿巖：侵入巖：深成巖-巖漿在地殼深處結晶形成的巖石 淺成巖-巖漿在地面以下地殼較淺處形成的巖石噴岀巖：由噴岀地面的熔巖凝固形成的巖石 根據SiO2含量：酸性巖類(SiO2 >65%)中性巖類(SiO2 52%65% )基性巖類(SiO2 45%52% ) 超基性巖(SiO2 <45% )巖漿巖的結構和構造識別標志 結構-組成巖石的礦物的結晶程度晶粒大小晶體形狀相互結合的情況按結晶程度：全晶質結構：全由結晶礦物組成半晶質結構：由結晶礦物非晶質礦物組成非晶

3、質結構=玻璃質結構：全由非晶質礦物組成按晶粒大小：顯晶質結構-全由結晶較大礦物組成隱晶質結構-全由結晶微小的礦物組成玻璃質結構全由非晶質組成均勻致密按晶粒相對大小：等粒結構-礦物全是顯晶質粒狀結晶顆粒大小大致相等按晶粒大小：粗粒結構中粒結構細粒結構不等粒結構T主要礦物結晶顆粒大小不等相差懸殊晶形完好 顆粒粗大：斑晶小的：石基按顆粒相對大小：斑狀結構似斑狀結構構造T礦物在巖石中排列填充方式反映出來的外貌特征：塊狀構造T分布均勻無一定的排列方向流紋狀構造T巖石中不同顏色的條紋拉長了的氣孔長條形礦物按一定方向排列形成的流動狀構造反映巖漿噴岀后的流動狀態氣孔狀構造T巖漿凝固時 揮發性氣體未及時逸岀在巖

4、石中留下許多圓形 橢圓形長管形孔洞杏仁狀構造T巖石中的氣孔為后期礦物（方解石 石英）填充形成一種形似杏仁的構造B沉積巖-在地表或近地表不太深地方形成的一種巖石類型，它是由風化產物、火山物質、有機物質等碎屑物質在常溫常壓下經過搬運沉積和石化作用最后形成的巖石*沉積巖來自先前存在的巖石（巖漿巖變質巖 和早已形成的沉積巖）的化學和物理破壞產物。*先成巖石的風化產物被流水等運動介質搬運到 河湖海洋等低洼的地方沉積下來成為松散的堆積物-經過壓密膠結重結晶逐漸形成沉積巖物質組成1 碎屑物質2粘土礦物3化學沉積礦物4有機質 生物殘骸5 膠結物*粘土礦物方解石白云石有機質等是沉積巖特有的是物質組成上區別于巖漿

5、巖的一個特性沉積巖的結構和構造識別標志結構：碎屑結構（碎屑膠結）-由碎屑物質被膠結物質膠結而成沉積巖特有結構按碎屑粒徑大小：礫狀結構砂質結構：泥質結構結晶結構生物結構構造-組成部分的空間分布及相互間排列關系:層理構造-在形成過程中由于沉積環境的改變 先后沉積的物質在顆粒大小形狀顏色成分上發生變化顯示岀來的成層現象*水平層理平行層理交錯層理波形層理層面構造-層面上保留有反應沉積巖形成時的某些特征：波痕泥裂化石-經石化作用保存下來的動植物遺骸或遺跡常沿層理面平行分布*根據化石可以推斷巖石形成的地理環境和確定巖層的地質年代沉積巖的分類：碎屑巖類：火山碎屑巖：火山集塊巖火山角礫巖 凝灰巖沉積碎屑巖：礫

6、巖砂巖粉砂巖粘土巖類：泥巖頁巖化學及生物化學巖類：石灰巖白云巖C變質巖t地殼部原有的巖石（巖漿巖沉積巖變質巖）由于受到高溫 高壓化學成分的加入的影響改變原來的礦物成分和結構構造形成新的巖石引起變質作用主要因素：高溫 高壓 新的化學成分的加入變質作用：接觸變質區域變質變質巖的基本特征：出現變質礦物和特殊的變質構造不同的變質礦物表明不同的變質環境變質巖的結構：1變余結構2 變晶結構：等粒變晶結構斑狀變晶結構鱗片變晶結構3碎裂結構4交代結構變質巖的構造：片理（葉理）構造t巖石經變質作用形成的在顏色成分上呈層排列的現象1 板狀構造2千枚狀構造3片狀構造4片麻狀構造5塊狀構造變質巖的分類：片理狀巖類：片

7、麻狀：片麻巖 片狀:片巖 千枚狀：千枚巖 板狀:板巖塊狀巖類：塊狀：巖 石英巖常見的變質巖：石榴子石 滑石蛇紋石紅柱石十字石片麻巖千枚巖板巖巖石英巖第3章 地質構造及其對工程的影響1、地質年代表（系或紀）地質年代單位：五個“代”-每個“代”分為若干“紀”-每個“紀”分為若干“世”“期”付號1©幻年）年埶（S萬電主叢理禱第四紀10,025斡1坡川廣柿苗 佳咸上新世中輸世EBK1&212西部iftlB運動r乘稱低卑，潤知廣冊早第二鈕E3生哺孰類敬E233蔬果翼密，哺乳真急謹鼓展Aiftt55既國曲無占if世地匚必見）申主優白堊紀K13127普山乍用懂損底磁若店她衣生底J15152

8、恐腳聆中國雨山懼寓.丈底探田生咸二疊紀TSB182中國育部最啟一衣菊儉，恐龍甫孰英左昌上址代潔煤槽物fl寸代】二疊紀r30200世界水M廣巾，新雨最人筠罠，這山忙用理到石就紀CiZZ55三假品悒，嗥出生硯：UBil類昆蟲岌生，地總低罕，卅倚確危自中古生化 血賁時代）D鵲313薪林育鞘足蠱角畫無匿兩抽英方育£50350冊誹遵發育氣惟眉印T幔，苣山運動逞埶里旖紀034430地熱低甲,鷲玻F 無營権葡物根酸,未朗華北升翹寒武圮陽510療5廣柚 生療開躺吠處屈隱注代5古代隼匕紀5n地旳不平木川廣怖，晩期海昌加廣下氏古代Rllm倚宀 » U沉和簾旱直山吏質覺到火感巖話動礦左生咸五臺早

9、瞬性哽發維以苣山作用犬刪烈,花同巖侵入太古代泰山laao 眾占礦物 釣 3350協吉后訓卻1時間地層單位t在特定的時間間隔形成的巖石體:界-系-統-階地質年代表代紀-國際通用地質年代單位次一級單位-區域性地區性意義2'地質構造的主要類型地質構造構造運動在巖層和巖體中遺留下的各種變形變位形跡:水平構造傾斜構造褶皺構造斷裂構造不整合構造A水平構造-未經構造變動的沉積巖層其形成時的原始產狀是水平的沒有遭受強烈的水平運動只受升降運動仍然保持其水平狀態形成產狀近于水平的構造B傾斜構造由于地殼運動使原始水平的巖層發生傾斜巖層層面與水平面之間有一定夾角的構造*單斜構造-在一定地區向同一方向傾斜和傾角

10、基本一致的巖層*產狀：巖層層面的走向傾向傾角走向-巖層層面與水平面交線的方位角傾向垂直走向順傾斜面向下引出一條直線該直線在水平面上的投影所指的方位角*巖層的走向和傾向相差90°傾角T巖層層面與水平面所夾銳角巖層產狀的表示方法：方位表示法：以所需確定點的位置為中心正北方向為方位角的0°按順時針方向旋轉旋轉一周為360 °*方位表示法只記傾向傾角EG : 210°/ 25°讀作：傾向210 °傾角25°象限角表示法：以北或南方向為準（0°）將平面劃分為四個象限表示方位或方向*記走向傾角傾斜象限 EG: N65 

11、6; W/25 ° S讀作：走向北偏西 65°傾角25 °大致向南傾斜C褶皺構造-組成地殼的巖石受構造應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性的構造褶皺要素：核部-褶皺的中心部分位于褶皺中央最部的一個巖層翼-位于核部兩側巖層向不同方向傾斜的部分軸面：褶皺軸面-以皺褶頂平分兩翼的面*可以直立傾斜平臥軸軸面與水平面的交線*軸的方位為褶皺的方位軸的長度表示褶皺伸延的規模樞紐-軸面與褶皺同一巖層層面的交線轉折端褶皺兩翼巖層互相過渡的彎曲部分褶皺的基本形態（根據形狀和組成地層的空間關系）背斜兩翼巖層傾向相背的褶皺*巖層向上拱起 巖層以褶皺為中心向兩翼傾斜老地層

12、在中間 兩側對稱出現由老到新的地層向斜-兩翼巖層傾向相向（相對）的褶皺*巖層向下凹陷彎曲 兩翼巖層向褶皺軸部傾斜新地層在中間 兩側對稱岀現由新到老的地層褶皺的形態分類按褶皺橫剖面形態分類-按橫剖上軸面和兩翼巖層產狀分類:直立皺褶傾斜褶皺倒轉皺褶平臥皺褶按皺褶縱剖面形態（樞紐產狀）分類:水平皺褶（樞紐近于水平）傾斜皺褶（樞紐向一端傾伏）皺褶的識別*不能完全以地形的起伏情況作為識別皺褶的主要標志順（正）地形背斜為山向斜為谷逆（負）地形背斜為谷向斜為山穿越法：順著傾向（垂直巖層走向）進行觀察-如果在路線通過地帶的巖層呈有規律的重復出行必為皺褶構造：背斜中心老地層兩側對稱新地層向斜 中心新地層兩側對稱

13、老地層追索法：平行巖層走向進行觀察（看樞紐）水平皺褶：兩翼巖層在平面上彼此平行展布傾斜褶皺：兩翼巖層在轉折端閉合或呈S形彎曲工程地質評價：1）建筑工程：地質災害（滑坡崩塌 塌陷）2）道路工程：選線隧道（施工偏壓基礎穩定性主要的工程地質問題：邊坡穩定性、偏壓、巖體穩定性、地下水問題D斷裂構造-構成地殼的巖石受地應力作用后產生變形當變形達到一定程度后巖層被斷錯或發生裂開巖石的連續性和完整性遭到破壞產生各種大小不同的斷裂分類-根據發育的程度和兩側的巖層相對位錯的情況：斷層：斷裂兩盤的巖石發生明顯位移5cm以上劈隙（節理）：巖層裂開巖石沿破碎面沒有明顯的相對位移劈理：細微的斷裂變動沒有明顯破壞巖石的延

14、續性*劈理幾個毫米一稍大一節理一超過5cm斷層（1）裂隙 類型：非構造裂隙-由成巖作用外動力重力等非構造因素形成的裂縫:原生裂隙卸荷裂隙風化裂隙構造裂隙-構造應力作用形成的裂縫具有明顯方向性 規律性 與褶皺和斷層形成過程密切相關:裂隙受應力作用形成產狀不穩定延伸不遠裂隙面彎曲且粗糙裂隙間距大發育稀疏剪裂隙 受剪（扭）應力作用形成 兩組間切面形成 X型產狀穩定 延 伸較遠裂隙面光滑平直 閉合有擦痕裂隙間距小分布密 工程地質評價有利于開挖對巖體的強度和穩定性均又不利影響破壞巖石整體性使風化速度加快增強巖石透水性使巖體強度和穩定性降低當裂隙主要發育方向與路線走向一致傾向與邊坡一致 路塹邊坡容易崩塌或

15、碎落路基施工時影響爆破效果（2）斷層-巖石受力作用斷裂后兩側巖塊沿斷裂面發生顯著位移的斷裂構造要素：斷層面-兩側巖塊發生相對位移的斷裂面。斷層破碎帶-規模大的斷層往往沿著一個錯動帶發生斷層線-斷層面與地面的交線*表示斷層的延伸方向 形狀決定于斷層面的形狀和地面起伏情況 斷盤斷層面兩側發生相對位移的巖塊*當斷層面傾斜：上盤位于斷層面上部的斷盤下盤-位于斷層面下部的斷盤當斷層面直立，用用斷塊所在方位表示EG :東盤 西盤*以斷盤位移的相對關系：上升盤相對上升的一盤 下降盤-相對下降的一盤*上升盤可以是上盤也可以是下盤下降盤可以是下盤也可以是上盤斷距-斷層兩盤沿斷層面相對移動開的距離分類：正斷層-上

16、盤沿斷層面相對下降下盤相對上升的斷層逆斷層-上盤沿斷層面相對上升下盤相對下降的斷層*斷層面傾角45 °沖斷層2545 ° t逆掩斷層<45 ° t輾掩斷層平推斷層t巖體受水平扭應力作用使兩盤沿斷層面發生相對水平位移的斷層（走滑斷層）*傾角很大斷層面近于直立斷層線比較平直組合類型階梯狀斷層：正斷層組合地塹式斷層：常形成狹長的凹陷地帶著名地形：汾河河谷 渭河河谷地壘式斷層：常形成塊狀山地著名地形：天山 阿爾泰山迭瓦式斷層：低角度的逆斷層組合工程地質評價致使巖體裂隙增多巖石破碎風化嚴重地下水發育降低了巖石的強度和穩定性隧道工程：由于巖層整體性遭到破壞地面水地下水的

17、侵入 強度和穩定性差容易塌頂建筑工程：地基穩定性水利工程：巖體的穩定性生命線工程：巖體的穩定性施工評價：施工困難 涌水野外識別地貌特征：上升盤前緣形成陡峭的斷層崖一剝蝕一斷層三角面地形斷層破碎帶巖石破碎一侵蝕一溝谷（筆直的山溝）或峽谷地形山脊錯斷 河流轉彎 河谷跌水瀑布 河谷方向突然轉折 地下水的成帶出現地層標志：巖層重復（正斷層）或缺失（逆斷層）巖脈錯斷伴生構造：斷層泥 斷層角礫 斷層擦痕 牽引彎曲地球物理化學標志：物理參數異常 地球化學異常其他標志：火山活動 地震活動滑坡等E不整合t形成年代不相連續的兩套巖層重疊在一起的構造形跡分類：平行不整合T上下兩套巖層的產狀一致巖層分界線彼此平行 但

18、地質年代不連續角度不整合T不僅上下兩套巖層之間的地質年代不連續產狀也不相同 新巖層的分界線遮斷的下部老巖層的分界線識別：地層標志產狀標志工程地質評價：地下水發育斜坡穩定性3、褶皺和斷裂構造的基本特征、描述的基本要素、類型、工程意義和研究方法、活動方式、識別方式和對工程建或在歷史時期或近期地質時期活動過極可能在不遠的將來重新活動的斷層4、活動構造的定義、主要描述指標（錯動速率、重復周期） 筑的影響定義：活斷層（活動斷裂）t現今仍在持續活動的斷層可能在不遠的將來重新活動的斷層潛在活斷層T在歷史時期或近期地質時期活動過*近期：全新世 一萬年 分類1 按構造應力狀態、兩盤錯動方向走向滑動型斷層（平移斷

19、層）：傾向滑動型斷層：逆斷層（常見）：斷層傾角較緩錯動時上盤為主動盤且變形開裂較嚴重體較下盤破碎正斷層:2 活動性質：蠕變型活斷層：只有長期緩慢的相對位移變形不發生地震或有少數微弱地震突發型活斷層：突然發生同時伴發較強烈的地震特征1 活動方式：蠕滑連續的滑動過程 較小應力降 伴有小地震或無地震粘滑斷層發生快速錯動在突發快速錯動前斷層呈鎖閉狀態沒有明顯的位移發生伴有地震活動強度以錯動速率來判定2活動規模及活動速率規模：長度切割深度t反映能量和破壞力活動速率：活動速率是斷層活動性強弱的重要標志3活斷層重復活動周期活斷層的活動方式以粘滑為主時往往是間斷性地產生突然錯動兩次突然錯動之間的時間間隔就是地

20、震重復周期4活斷層的繼承性活斷層的繼承性t活斷層絕大多數都是沿已有的老斷層發生新的錯動位移顯著特點：活動方式和方向相同5活斷層的時空不均勻性在時間上的不均勻性主要表現在活動強度隨時間有較大的變化。在空間上的不均勻性主要表現在不同大地構造區斷層活動強度顯著不同。6活斷層的長度和斷距強震導致的地面破裂（地震斷層或地表錯段）的長度（L）伴隨地震產生的一次突然錯段的最大位移值（D）我國：M=1.19lgL+5.25L=0.56M-2.25活斷層的識別標志1 建筑物、構筑物公路等工程地基的傾斜和錯開現象2 地形地貌：地形變化差異大：山從平地起沿斷裂帶有串珠泉出露陡坎山山腳有狹長洼地沼澤陡坎山前第四系堆積

21、物厚度大山前洪積扇特別高或特別低與山體不對稱第四紀火山錐 熔巖呈線性分布斷裂帶上植物突然干枯死亡或生長特別罕見植物3 在地質及地震地質方面的標志：P45第4章土的工程性質與分類§ 4.1 土的組成與結構、構造粒徑大于0.075的粗粒土，可以通過篩分法測定。粒徑小于0.075的細粒土，可以通過水分法測定。水分法一一常用的有密度計法或移液管法土的顆粒級配曲線愈平緩，說明一一在累計曲線上，可確定兩個描述土的級配的指標：dd 2不均勻系數：Cu60曲率系數：Cc30d10d106010%, 30%和 60%時所式中：10，30和60為粒徑分布曲線上小于某粒徑的土粒含量分別為 對應的粒徑。d1

22、0稱為有效粒徑；60稱為限制粒徑。規：純凈礫、砂，Cu>=5，且Cc=13時，級配良好，否則，不良。工程上把Cu<5的土稱為均粒土。§ 土的礦物成分填空題：主要的粘土礦物有a高嶺石、b伊利石、c蒙脫石，其吸水能力由強到弱依次為c、b、a。§ 土中水和氣及其與土粒的相互作用結合水是受分子引力、靜電引力吸附于土粒表面的土中水。土粒表面一般帶有負電荷，圍繞土粒形成電場，引起土粒周圍水分子和陽離子的定向排列。在靠近土粒處，靜電引力強，水化離子和水分子牢固吸附在土粒表面形成固定層；固定層外圍，靜電引力較小，水化離子和水分子形成擴散層。土粒表面負電荷、固定層和擴散層中的陽離

23、子一起構成雙電層。強結合水-緊靠土顆粒表面的水。其性質接近于固體，密度約為1.22.4g/cm3，冰點為78C，具有極大的粘滯度、彈性和抗剪強度。干燥的土在空氣中質量將增加，直到土中吸著的強結合水達到最大吸著度為止。1）沒有溶解鹽類的能力，2）不能傳遞靜水壓力，3）只有吸熱變成蒸汽時才能移動。弱結合水-緊靠強結合水外圍的結合水膜。仍然不能傳遞靜水壓力，沒有溶解能力。弱結合水與土的塑性，以及其它一些重要特性有很大關系。弱結合水離土粒表面積愈遠，其受到的電分子吸引力愈弱小，并逐漸過渡到自由水。毛細水的工程地質意義1. 毛細壓力促使土的強度增高；2. 毛細水上升接近基礎底面時，增大基底附加應力，增大

24、建筑物的沉降；3. 當地下水埋深淺，由于毛細管水上升，可助長地基土的冰凍現象；地下室潮濕；危害房屋基礎及公路路面；促使土的沼澤化；4. 腐蝕管道和混凝土。§ 土的結構和構造土的結構一一土顆粒之間的相互排列和連接的形式。單粒結構。粗顆粒土，如卵石、砂等。蜂窩結構。當土顆粒較細（粒級在0.020.002mm圍），在水中單個下沉， 碰到已沉積的土粒， 由于土粒之間的分子吸力大于顆粒自重，則正常土粒被吸引不再下沉， 形成很大孔隙的蜂窩狀結構。絮狀結構。粒徑小于0.005mm的粘土顆粒，在水中長期懸浮并在水中運動時，形成小鏈環狀的土集粒而下沉。碰到另一小鏈環被吸引，形成大鏈環狀的絮狀結構。練習

25、：選擇題：土中自由水包括毛細水和重力水，結合水包括強結合水和弱結合水。這之中，影響粘性 土性質的土中水主要是 _b。a）強結合水；b）弱結合水；c）重力水；d）毛細水選擇題：下述那種不屬于土的結構（b ）:a）單粒結構；b）分散結構；c）蜂窩結構；d）絮狀結構 土的結構包括：單粒結構、蜂窩結構、絮狀結構 土的構造包括：層理構造、裂隙構造、分散構造選擇題：土的顆粒級配曲線位于半對數坐標圖上，其中橫坐標表示粒徑，縱坐標表示 c。a）等于某粒徑的土粒百分含量；b）大于某粒徑的土粒百分含量；c）小于某粒徑的土粒百分含量；d）某兩個粒徑之間的顆粒百分含量§ 4.2 土的物理力學性質及其指標&#

26、167; 土的三相比例指標1. 土粒比重（土粒密度）一一土粒質量（或重量）與同體積 4 C時純水的質量（或重量）之比。土粒比重常用比重瓶法測定，事先將比重瓶注滿純水，稱瓶加水的質量。然后把烘干土若干克裝入該空比重瓶，再加純水至滿，稱瓶加土加水的質量，按下式計算土粒比重：Gsmsmmsm2式中：ml瓶+水的質量;m2 瓶+ 土 +水的質量；ms 烘干土的質量； t o C時蒸餾水的比重。2. 土的天然重度（密度p）單位體積土的重量（質量）對于粘性土，土的密度常用環刀法測定。3. 土的含水量一一土中水的質量（重量）與土粒質量（重量）之比，即水的質量和干土質量之比測定含水率常用的方法是烘干法比重、（

27、天然）密度和含水量是實驗室直接測定的3個指標§ 422無粘性土的密實度無粘性土的密實度與其工程性質有著密切關系1. 孔隙比e孔隙比e可以用來表示砂土的密實度。對于同一種土，當孔隙比小于某一限度時，處于密實狀態。孔隙比愈大，土愈松散2. 相對密實度Drmax eDremax eminEmax:砂土在最松散狀態時的孔隙比E:砂土在天然狀態下孔隙比Emi n:砂土在最密實狀態時的孔隙比砂土的天然孔隙比界于最大和最小孔隙比之間，故相對密度Dr=01 ；當Dr=0時，e=emax,砂土處于最疏松狀態；當 Dr=1時，則e=emin，砂土處于最緊密狀態。工程實際中，常用相對密度評價砂土的密實程度

28、，或判別砂土的震動液化。按相對密度值可將砂土分為三種密實狀態：1 > Dr > 0.67 密實的0.67 > Dr > 0.33 中密的0.33 > Dr > 0松散的§ 粘性土的稠度由固態轉變到流態的界限含水量，稱為塑限由塑態轉變到流態的界限含水量，稱為液限測定液限的方法：挫條法測定液限的方法：碟式液限儀法液、塑限聯合測定法 塑性指數和液性指數用塑性指數作為粘性土分類的標準。液性指數表征了土的天然含水率與界限含水率之間的相對關系，表達了粘性土所處的狀態根據液性指數的大小，劃分粘性土的狀態:按液性指數劃分粘性土的稠度狀態表液性指數ILIL <

29、 00<IL < 0.250.25<IL < 0.750.75<IL < 1IL>1.00稠度狀態堅硬硬塑:可塑軟塑流塑練習:【例】某路堤填筑需土40萬方，要求干密度達到18kN/m3，附近取土場土的天然重度為17.25kN/m3，含水率15%，土粒比重2.7。則所需土方儲量為（）A.42B.48C.56D.96【解】取土場土干重度d /（1 w） 17.25/（1 0.15） 15kN /m3按土的干重相等，土方用量為：V = 40 X 18 / 15 = 48 萬方需儲備土方量：2X 48= 96萬方 答案D§ 土的力學性質土的壓縮性是指

30、土在壓力作用下體積縮小的特性說明：土的壓縮被認為只是由于孔隙體積減小的結果土的固結：土體在壓力作用下，壓縮量隨時間增長的過程土按顆粒級配和塑性指數分類分為：碎石土、砂土、粉土和粘性土粗粒土按顆粒級配進行分類；粘性土按塑性指數分類碎石土：粒徑大于 2mm的顆粒含量超過全重50%的土。根據級配和顆粒形狀，又分為漂石（塊石）、卵石（碎石）、圓礫（角礫）。砂土：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。又具體分為礫砂、粗砂、中砂、細砂和粉砂。粉土：粒徑大于 0.075mm的顆粒含量不超過全重50%，且塑性指數小于等于10的土。又具體分為砂質粉土

31、和粘質粉土。粘性土：塑性指數大于10的土。具體分為粉質粘土和粘土，10< Ip17時稱為粉質粘土，Ip >17時稱為粘土。特殊土的主要工程性質1、軟土 ：在第四紀后期于沿海地區的濱海相、瀉湖相、三角洲和溺谷相；陸平原或山區的湖相 或沼澤相等靜水或緩慢的流水條件下沉積，并經生物化學作用形成的飽和軟粘性土。特點：富含有機物、天然含水量大于液限，天然孔隙比大于等于1。大于等于1.5時為淤泥工程特性:?高含水量和高孔隙比?滲透性低（1e-4e-8）?高壓縮性（a0.1-0.2 = 0.71.5Mpa-1）:變形大而不均勻，變形穩定時間長?抗剪強度低?較顯著的觸變性和儒變性一般靈敏度為4-1

32、 0,個別達13152、 濕陷性黃土定義與特征 ：天然黃土在自重壓力或附加應力共同作用下，遇水侵濕后土的結構迅 速破壞而發生顯著附加下沉的黃土特點：顆粒以粉土粒為主粒度大小均勻粘粒性少含水量少年代新結構疏松黃土定義與特征：第四紀以來，在干旱、半干旱條件下，陸相沉積的一種特殊土。特征：顏色淡黃、褐色、灰黃色，結構疏松、孔隙多，含水少，抗剪強度中等，無層理，濕陷性。3、紅粘土定義與特征：亞熱帶濕熱氣候條件下，碳酸鹽類巖石及其間夾的其他巖石，經紅土化作用形成的高塑性粘土。特征：含水多，孔隙比大，但強度大，壓縮性低，膨脹性弱但有收縮性，浸水后強度 降低。4、膨脹土定義與特征：指含有大量強親水性粘土礦物

33、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的高塑性粘土。特征：膨脹和收縮性，高強度，壓縮性低，孔隙小，粘粒多鹽漬土定義與特征：土中易溶鹽的含量大于0.5%的土特征：膨脹性與脫水體積減小，強度隨含水量變化，濕陷性與水穩性，不易壓實5、凍土定義、類型與特征：含有冰的土類型：季節凍土，多年凍土組成：礦物顆粒、水、冰、氣整體結構：融化后土結構不破壞，工程性質好結構：網狀結構：融化后土結構破壞，軟塑流塑狀態層狀結構：融化后土結構破壞，強烈融沉構造：銜接型構造：季節凍融層與多年凍土相接非銜接型構造：季節凍融層與多年凍土間有非凍層 季節凍土工程性質：厚度，凍漲，融沉，冰丘，冰錐 多年凍土工程性

34、質：物理與水理性質：容重、相對密度、總含水量、相對含 冰量、未凍結水含量叭（未蘇水量）=K溫度系數旅土的塑限）e沐總含水量含冰量）未凍水瑩）（相對含冰量）=®®力學性質：強度（指標）、變形模量、蠕變類型：高原、高緯度凍土結構：整體，網狀，層狀構造：銜接型、非銜接性（與季節凍土）融沉分級：少冰凍土 多冰凍土 富冰凍土 飽冰凍土凍脹率：強凍脹土 凍脹土弱凍脹土 不凍脹土6、填土 （素、雜、沖填土）：一定的地質、地貌和社會歷史條件下，由于人類的活動而堆填的土 特征：不均勻性明顯，工程性質隨堆積時間而變化，有濕陷性第5章地下水巖石的水理性質：1、含水性：巖土能容納一定水量的性能。容

35、水度：巖石中所容納水的體積與巖石總體積比W =xlOO%2、持水性：重力作用下，巖土依靠分子引力和毛細力在空隙中能保持一定水量的性能持水度：重力作用下巖土中所保持的水體積與巖土總體積比妙;二 * x 100%3、給水性：巖土飽和后在重力作用下能自由排岀一定水量的性能給水度：飽水巖土在重力作用下排岀水的體積與巖石總體積比p = 4 100 %£1- W - W-T給水度=容水度一持水度4、透水性：巖石允許水流通過的能力。滲透系數：單位時間單位水力梯度和單位面積通過的水量（m /d , cm / s）按透水性能強弱透水巖石：砂、礫巖、卵石、裂隙溶隙發育巖石半透水巖石：粉質粘土、粉土、黃土

36、等不透水巖石：粘土、淤泥、裂隙溶隙不發育巖石 達西（Darcy ）定律滲透速度：v k kiL或滲流量為：q vA kiA達西定律適用于雷諾數不大于10的地下水層流運動。由于土體中的孔隙一般非常微小，水在土體中流動時的粘滯阻力很大、流速緩慢，因此，其 流動狀態大多屬于層流。式中：U -水在土中的滲透速度，cm/s。它不是地下水的實際流速，而是在一單位時間（sec）流過一單位土截面（cm2）的水量（cm3）;地下水類型（按埋藏條件分類）1、上層滯水：包氣帶中局部隔水層之上的飽和水2、潛水：飽水帶中第一個連續隔水層之上具有自由水面的重力水3、承壓水：充滿于兩個連續隔水層之間承受壓力的重力水ft*畤

37、按空隙性質地下水分為三個亞類：孔隙水、裂隙水、巖溶水1、包氣水 定義：處于地表以下潛水位以上的包氣帶中的水上層滯水：包氣帶中局部隔水層上的飽和帶水。特征：埋藏淺、季節性明顯、空間分布局部性明顯工程意義：對工程建筑有影響（凍漲、潮濕）水質差，易污染2、 潛水的地質特征埋藏條件：上部沒有連續隔水層；具有自由的水面（潛水面），其到地表的距離為潛水位埋深。潛水面標高稱為潛水位流動特點：重力作用下，由高潛水位向低潛水位處流動潛水位、流量和化學成分隨地區和時間的不同而變化潛水位等水位線：同一時間測得的潛水位標高相同的點的連線。作用：決定潛水流向、求水力坡度（h/L水平距離）、確定埋深 提供取水建筑位置、推

38、斷含水層巖性或厚度的變化、確定補給關系、地下水的岀露點和沼澤化圍。*等水位線變稀疏說明巖性透水性由差變好，或含水層厚度增大3、承壓水的地質特征 埋藏條件：上部有連續隔水層；無自由的水面，水體承受靜水壓力。特征：地下水充滿整個含水層，承受靜水壓力；含水層上下有連續穩定的隔水層埋藏區與補給區不一致，水位、水量、水質等受外界因素影響小 承壓水形成的地質條件：構造條件：向斜盆地、單斜構造巖性條件： 透水層與隔水層相間排列（山前斜地） 含水層發生相變或尖滅 含水層被斷層 侵入巖體阻隔含水層泉水3 地下水的物理化學性質-硬度和工程危害地下水的物理性質:物理指標一般特征類型及其它特征溫度地下水祖宴與地逼耗適

39、應變逅帝水變化落后于T詛 變化匕常掘帶的地下水與地iE融.姿近年平均氣溫拚水陽眄,過抄水（100）顏色一般為無色黃隹 有工擬寥津電綠隹（欣忙氫、紅 底色（氛化詵'支蘭色（普鎂吏子參）透明度一般為無色透明透明、半透明、澈透明、不透明味道淡而無味三氧化二鐵、*苦味氣味一般為無味臬瑪蛋（硫比氫、帙匿味氧比亞鐵：、亀導電性導電,導鬼能力與電瞬丿頁數量與性質相關電導率一般為 S-lJe-XO-CTn-1放射性一般無放射性與所處捷質環境有關地下水的化學性質：1）常見的化學成分氣體成分：N2 02 C02 H2S CH4離子成分 陰離子：Cl- SO42- HC03- 陽離子：Na+ K+ Ca2+

40、 Mg2+分子成分：Fe2O3等膠體化合物或難溶鹽類2）化學成分性質總含鹽量與總溶解固體（TDS）總含鹽量：存在于地下水中的離子、分子和微粒總含量（g/L）總溶解固體：105110度下水樣蒸干所得干涸殘余物總量酸堿度 強酸性水（pH 5）、弱酸性水（57）、中性水 、弱堿性水（79）、強 堿性水（ 9）硬度 總硬度t水中 Ca2+ Mg2+的總含量暫時硬度-將水煮沸后由于煮沸而減少的這部分Ca2+ Mg2+總含量永久硬度t總硬度與暫時硬度之差極軟水（硬度 75）、軟水（75150）、弱硬水（150300）、硬 水（450300）、極硬水（ 450）地下水對建筑工程的影響§ 地下水位下

41、降引起軟土地基沉降在沿海軟土層中進行深基礎施工時，往往需要人工降低地下水位，如果抽水井濾網和砂濾層的設計不合理或施工質量差，那么，抽水時會將軟土層的粘粒、粉粒、甚至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。§ 流砂和潛蝕流砂：當地下水自下而上流動時產生的動水壓力等于土體的有效重度時，土顆粒之間的有效應力等于零，土粒就處于懸浮狀態，這種現象稱為流沙。潛蝕：如果地下水滲流產生的動水壓力小于土顆粒額有效重度，雖然不產生流砂現象，但是圖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，在土層中將形成 管狀

42、空洞，使土體結構破壞，強度降低，壓縮性增加，這種現象稱為機械潛蝕。§ 543浮托作用§ 544承壓水與基坑工程HwMK w§ 地下水對鋼筋混凝土的腐蝕地下水中某些離子或原子含量過大，會同混凝土發生化學反應。結晶類腐蝕 SO42-（結晶水，體積膨脹，產生應力，破壞結構）分解類腐蝕 侵蝕性 C02、HCO3-和PH值（C02過量HC03-過低，C02與Ca（0H）2反應產 生CaC03在與C02反應，溶于水）結晶分解復合類腐蝕NH4+、CL-、NO3-Mg2+、S042-（化學反應，溶于水，結晶體積膨脹）第6章 不良地質現象的工程地質問題1、風化作用按占優勢的營力及巖

43、石變化的性質：物理風化化學風化 生物風化A物理風化（機械風化 ）在地表或接近地表條件下巖石礦物在原地發生機械破碎而不改變其化學成分不形成新礦物的作用1 溫差風化（最主要因素）2冰凍風化3巖石釋重4可溶鹽的結晶與潮解*對物理風化影響最強烈的因素是溫度特別是溫差B化學風化處于地表的巖石與水溶液和氣體等在原地發生化學反應逐漸使巖石遭到破壞不僅改其物理狀態同時也改變其化學成分 并可形成新礦物的作用1 溶解作用2水化作用3水解作用4碳酸化作用5 氧化作用（化學風化作用的主要方式之一）*化學風化在溫暖潮濕的地區最為活躍 進行的也比較徹底C生物風化作用-巖石在動植物及微生物的影響下發生的破壞作用*物理風化碎

44、屑物顆粒較粗粘結性吸水性較差摩擦角大化學風化產物顆粒細小聚力較大粘結性好吸水能力強摩擦角較小生物風化在化學和物理風化的基礎上進行發生條件和影響因素和化學風化相近風化物質含有的有機質帶來性質的改變2風化的處理挖除方法防治方法：巖石表面的覆蓋灌漿與加固排水2、河流地質作用A侵蝕作用-河水在流動過程中不斷加深和拓寬河床的作用1溶蝕河水對組成河床的可溶性巖石不斷進行化學溶解使之逐漸隨水流失機械侵蝕-流動的河水對河床組成物質的直接沖擊和夾帶的沙礫卵石等固體物質對河床的磨蝕2 按河床不斷加深和拓寬的發展過程：下蝕作用側蝕作用下蝕作用-河水在流動過程中使河床逐漸下切加深的作用*河流的侵蝕過程是從河的下游逐漸

45、向方向發展溯源推進的侵蝕過程-溯源侵蝕侵蝕基準面-河流下蝕作用消失的平面基本侵蝕基準面-海平面側蝕作用-河流以攜帶的泥砂礫石為工具以自身的動能和溶解力對河床兩岸的巖石進行侵蝕使河谷加寬的作用*產生側蝕的因素：河水在運動過程中橫向環流的作用（經常）*河流下蝕和側蝕的共同作用T河床不斷加深拓寬河流只進行下蝕作用 或下蝕作用為主T河谷斷面呈V形側蝕作用或側蝕作用為主T河谷斷面呈U形谷底寬平下蝕作用側蝕作用等量進行T河谷橫斷面多不對稱*河水流動具有紊流性質 縱流和橫向環流組合成螺旋狀流束流動流速大時縱流占優勢流速小時橫向環流占優勢*河流中下游/平原河流/處于老年期河流：橫向環流作用增強河流上游：縱流占

46、主體地位B河流的搬運作用搬運作用-河流在流動過程中夾帶沿途沖刷侵蝕下來的物質（泥沙石塊）離開原地的移動作用搬運方式：物理搬運：懸浮式跳躍式滾動式化學搬運主要按時可溶解的巖類和膠體物質搬運距離最遠在湖海盆地中沉積分選作用-在河流平面和斷面上沉積物顆粒的大小和有規律的變化從河流平面上看：上游河床中沉積物較粗大下游沉積物顆粒細小從河流斷面上看：粗大顆粒先沉積下來細小顆粒后沉積覆蓋在粗大顆粒上 在垂直方向上顯示出層理磨蝕作用被搬運物質與河床之間被搬運物質之間不斷發生摩擦碰撞使原來有棱角的巖屑碎石逐漸摸岀棱角而呈渾圓形狀C河流的沉積作用沉積作用-河流在運動過程中能量不斷遭到損失 當河水夾帶的泥沙 礫石等

47、搬運物質超過了河水搬運能力 被搬運的物質在重力作用下逐漸沉積下來D河流階地階地（臺地）-河谷河流侵蝕或沉積作用形成的階梯狀地形:橫向階地-階地延伸方向與河流方向垂直 縱向階地階地延伸方向與河流方向平行橫向階地 由于河流經過各種懸崖陡坎 或經過各種軟硬不同的巖石下切程度不同造成縱向階地 是地殼上升運動與河流地質作用的結果*一條河流有多少階地由該地區地殼上升次數決定*階地編號越老 生成年代越老 被侵蝕破壞得越嚴重 越不易完整保存下來 階地基本類型：侵蝕階地（基巖階地）基座階地沖擊階地（堆積階地沉積階地） 階地：形態特征表面一般較平緩縱向微向下游傾斜傾斜度與本段河床底坡接近 橫向微向河中心傾斜河床兩

48、側同一級階地 階地表面距河水面高差相近物質組成具有二元結構 表層：粘性土 下部：砂卵石等沖擊層組成*階地是河谷地貌中設計路線的理想地貌部位一般以利用一二級階地敷設路線為好4河流地貌要素河谷T由河流作用形成的谷地形態：谷坡河谷兩側因河流侵蝕形成的岸坡谷底：河床河漫灘河漫灘T經常被洪水淹沒的谷底部分階地T被抬升的古老的河谷谷底洪水不能淹沒坡麓T谷坡與谷底的交界谷緣（谷肩）7谷坡與山坡交界的轉折處5 階地階地（臺地）7河谷河流侵蝕或沉積作用形成的階梯狀地形:橫向階地-階地延伸方向與河流方向垂直縱向階地7階地延伸方向與河流方向平行橫向階地 由于河流經過各種懸崖陡坎 或經過各種軟硬不同的巖石下切程度不同

49、造成縱向階地 是地殼上升運動與河流地質作用的結果*一條河流有多少階地由該地區地殼上升次數決定*階地編號越老 生成年代越老 被侵蝕破壞得越嚴重 越不易完整保存下來階地基本類型：侵蝕階地（基巖階地）基座階地沖擊階地（堆積階地沉積階地）階地：形態特征表面一般較平緩縱向微向下游傾斜傾斜度與本段河床底坡接近 橫向微向河中心傾斜河床兩側同一級階地 階地表面距河水面高差相近物質組成具有二元結構表層：粘性土 下部：砂卵石等沖擊層組成*階地是河谷地貌中設計路線的理想地貌部位一般以利用一二級階地敷設路線為好6 地貌水準面、分級，形態和成因分類；山嶺地貌要素、埡口及類型、平原地貌類型地貌水準面（侵蝕基準面）7外動力

50、地質作用最終達到的剝蝕界面*外力作用造成地表基本起伏后地殼運動由活躍期轉入寧靜期此時力作用變弱 外力作用并未因此變弱它的長期繼續作用最終把地表夷平形成一個夷平面這個夷平面是高低被削平凹地被填充的水準面地貌分級：巨型地貌7幾乎全是力作用形成的又稱大地構造地貌大型地貌7基本上由力作用形成中型地貌7主要由外力作用形成力作用產生的基本構造形態是中型地貌形成和發展的基礎地貌的外部形態決定于外力作用的特點小型地貌T基本上受外力作用的控制地貌的形態分類：山地：高山 低山丘陵（重丘/微丘）平原：高原 高平原低平原洼地 地貌成因分類：構造地貌 坳陷、斷塊山、褶皺山等火山地貌-火山錐、熔巖蓋等水成地貌冰川地貌冰斗

51、、冰槽（堆積和剝蝕地貌）風成地貌 風蝕洼地、沙丘等（風積和風蝕地貌）巖溶地貌-石林、溶夠洞（溝）重力地貌 崩塌、滑坡、洪積扇等黃土地貌塬、洼地等 山嶺地貌要素：山頂形態（尖圓方）埡口山脊上標高較低的位置（兩山間的低部） 山坡形態 （直線、凹形、凸形、復合形）山腳-堆積地貌山嶺地貌類型：構造變動形成的山嶺：（水平巖層）單面山（單斜巖層）褶皺山 斷塊山火山錐*單面山：前坡T外力的剝蝕而成剝蝕坡地形陡峻 若巖層裂隙發育風化強烈易產生崩塌穩定性差對布設路線不利后坡T與巖層傾向一致構造坡山坡平緩坡積物較薄是布設路線的理想部位注意邊坡穩定問題火山作用形成的山嶺：錐狀火山盾狀火山剝蝕作用形成的山嶺：河間分水

52、嶺剝蝕與堆積地貌-流水地貌、冰川地貌埡口及類型 1）構造型斷層破碎帶：多采用路堤方式通過背斜頂：多采用路塹方式通過單斜巖層的軟巖帶：多采用隧道方式通過（設置擋墻）2） 剝蝕型（覆蓋層薄、基巖裸露）：多種方式 取決于埡口的厚薄3） 剝蝕-堆積型（覆蓋層厚）：低填淺挖方式 平原地貌類型成因類型構造平原剝蝕平原海或平原（海退f大陸坳曲平原（地売沉降亍河或剝蝕平原海成平譙現成平原基巖鏗癒淺一-有利地下加洼總漬化.揀害堆積平原有利一地形平爼不利一.地越承載力水淹與探羞不均勻沉陷問浦沖積平愿 山前浜枳平原 湖積平眾風穆平慝3、滑坡和崩塌滑坡：定義：斜坡的土體或巖體在重力作用下沿著斜坡某些滑動面（帶）做整體

53、下滑的現象特征：整體性；滑動；匯水地形要素:滑坡后壁滑坡床滑坡體：斜坡沿滑動面向下滑動的那部分巖土體。滑動面：滑坡體沿其滑動的面。滑坡后壁：滑坡體滑落后，滑坡候補寫斜坡未動不分之間形成的一個陡度較大的陡壁稱滑坡后壁。 滑坡臺地：滑坡體滑落后，形成階梯狀的地面成為滑坡臺地。滑坡鼓丘：滑坡體在向前滑動的時候，如果受到阻礙，就會形成隆起的小丘，成為滑坡鼓丘。滑坡舌：滑坡體的前部如舌狀向前伸岀的不分成為滑坡舌。滑坡裂縫：在滑坡運動時，由于滑坡體各部分的移動速度不均勻，咋滑坡體及表面所產生的裂縫成為滑坡裂縫。滑坡力學分析：1 圓形滑動面：力矩法2 直線形滑動面：力法3 折線形滑動面：分段法V F社抗滑力卜安全系數_卩鼠杭滑力矩以B安全系數一卜也豈分類：按物質成分與地質構造的關系(1) 覆蓋層滑坡：粘性土、滑坡、碎石、風化殼(2) 基巖滑坡：均質、順層、切層(斷裂)(3) 特殊滑坡：融凍、陷落按年代關系：新滑坡、古滑坡 發育過程：蠕動變形階段：滑動面大體形成，但沒有完全貫通；坡面岀現裂縫滑動破壞階段：滑坡壁出露，滑動面完全貫通；滑坡體整體下滑；出現醉漢林等標志。 漸趨穩定階段：滑坡壁處生長