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文檔簡介

1、工程地質及土力學復習資料 第一章巖石和地質構造種主要的造巖礦物和巖石的種類? 礦物:具有一定化學成分和物理性 質的自然元素單質和化合物,主要 造巖礦物:白云母、角閃石、石 英、白云石等。巖石:是地殼中由 一種或多種礦物組成的物質。巖石 有巖漿石、沉積石、變質石等。何謂巖石的結構和構造?巖石的結構:是指組成巖石的礦物 結晶程度、晶粒大小、晶體形狀及 相互結合的方式。構造指礦物在巖石中的排列和充填方式所反映出的外貌特征。二、試結合礦物的標本,闡述礦物主要的物理性質特征如顏色、光 澤、解理、斷口、結晶形態和硬度 等的基本概念。顏色:礦物的顏色是礦物對白 (日)光選擇吸收的表現。當礦物有選擇地吸收其中

2、某一或某些波長 的光波時,則礦物就呈現剩余波長 光波的混合色。按其不同的成因可 分為自色、他色和假色。條痕色:指礦物粉末的顏色,他排 除了礦物因反射所造成的色差,以 去掉假色,減弱他色,保存自色, 使常見礦物的顏色更為固定,對于 鑒別礦物具有實用意義。透明度:是指礦物透光能力的大 小,即光線透過礦物的程度。礦 物的透明度分為:透明、半透明、 不透明三級。光澤:礦物表面反光的的光亮程度 稱為光澤。礦物的光澤按其反射強 弱劃分如下:金屬光澤;非金 屬光澤。硬度:礦物抵抗外力刻劃研磨的能 力稱為硬度。各種礦物由于化學成 分和內部結構的不同,常具有不同 的硬度,這是鑒別礦物的一個重要 特征。解理與斷口

3、:礦物受到外力的作用(如敲打),其內部質點間的連接 力被破壞,沿一定的方向形成一系 列光滑的破裂面的性質,稱為解 理。所裂開的光滑破裂面稱為解理 面。不具方向性的不規則斷裂面,則稱為斷口。解理是反映礦物質內部質點相互連 接強弱的特征。根據解理發生的完 全程度,把解理分為如下幾種: 極完全解理;完全解理;中等 解理;不完全解理。三、試結合礦物的標本,闡述表觀 鑒別常見礦物的基本方法及幾種主鑒別方法:用顯微鏡觀察法、化學 分析法、專用儀器分析法、表觀鑒 別法。一般先觀察結晶形態,然后 確定光學性質和力學性質的特征及 其他特征,綜合起來,作出判斷, 確定礦物的類別,在鑒別時,應事 先找出礦物的新鮮表

4、面,才能得到 正確的結果,風化巖石中的礦物不 能反映真正礦物的特征。主要特征:黃鐵礦:形狀立方體或塊粒狀,顏 色銅黃色,條痕綠黑,光澤金屬, 硬度56,無解理。赤鐵礦、石英:形狀為塊狀、柱 狀,顏色紅褐色、乳白色或無色, 條痕櫻紅或無光澤半金屬、玻璃、 油脂,硬度57,無解理。方解石、白云石和石膏:菱形、粒 狀、塊狀、菱狀、板狀、纖維,條 痕無或白,光澤玻璃或絲絹,硬度 24,解理三組完全或中等。四、什么叫做巖漿石?結合巖漿石 的標本,闡明巖漿石組成的礦物成 分、結構與構造特征及分類和鑒別的方法。巖漿石:地殼內部由于溫度與壓力 的作用下迫使巖漿停留下來并冷凝 成巖漿石。組成礦物成分:酸性、中性

5、和基性巖漿石的相應的礦物。結構:是指組成巖石的礦物的結晶 程度、晶粒大小、形狀及其相互結 合方式。構造特征:巖漿石組成成分和巖漿 冷凝結晶時的物理環境與產狀的綜 合反映。分類:酸性巖類、中性巖類、基性巖類。鑒別方法:表觀鑒定法。和分類?巖漿巖是地殼深處的巖漿沿地殼薄 弱地帶上升侵入地殼或噴出地表后 冷凝 而成的巖石。巖漿主要是由復 雜的硅酸鹽和一部分金屬硫化物及 汽化物、水蒸氣和其他揮發物質組 成的高溫、高壓熔融體。巖漿巖的結構類型:巖漿巖的結構 是指組成巖石的礦物的結晶程度、 晶粒大小、晶體形狀及其相互結合 的方式。巖漿巖的結構包括:巖石 全部由結晶礦物所組成的全晶質結 構;致密狀,礦物晶粒

6、細小,肉眼 和放大鏡均不能分辨的隱晶質結 構;全部為非晶質礦物所組成,均 勻致密似玻璃的玻璃質結構。分類1、按巖石中礦物結晶程度劃分a玻璃質結構;b隱晶質結構;c全 晶質粒狀結構。2、按巖石中礦物等粒結構顆粒的絕 對大小劃分a粗粒結構;b中粒結構;c細粒結 構;d微粒結構。3、按巖石中礦物顆粒的相對大小均勻性劃分a等粒結構;b不等粒結構;c斑狀 結構。五、什么叫做沉積巖?結合沉積巖的標本,闡述沉積巖的組成成分、結構與構造特征及分類和鑒別方 法。沉積石:沉積物經過長期的壓密、重結晶、膠結等復雜的地質作用過程,硬結成巖,這種巖石稱為沉積石。組成礦物成分:1碎屑物質2、粘土 礦物3、化學沉積礦物4、

7、有機物及 生物殘骸。結構特征:指組成物質顆粒大小、 形狀、結晶及其相互關系的特征。一般分為1碎屑結構2、泥質結構 3、結晶結構和4生物結構。1、碎屑結構碎屑結構被膠結形成的一種結構,一般按碎屑粒徑的大 小可分為:a礫狀結構礫狀結構的 碎屑粒徑 2 mmo b砂質結構 砂質結 構的碎屑粒徑介于 20.05項之間。2、泥質結構泥質結構由粒徑0.005項粘土粒組成,如泥巖、頁巖。3、結晶結構由沉積物溶液沉淀結晶 所形成的結構,如石灰巖、白云巖 等。4、生物結構是由生物遺體或屑片所 組成的巖石,如珊瑚結構、貝殼結構 等構造:是指沉積物在空間的成層分布 及其相互關系。沉積巖的層理構造、 層面特征和含化石

8、等,是沉積巖區別 于其他巖類的特征。分類:火山碎屑巖、沉積碎屑巖、粘 土巖類、化學及生物化學巖類。鑒別方法:表觀鑒定法。六、什么叫做變質巖?結合變質巖的 標本,闡明變質巖組成的礦物成分、 結構與構造特征及分類和鑒別方法。變質巖:由巖石經變質作用后形成的 新的一類巖石稱為變質巖。礦物成分:保留原有巖石中的礦物, 又具有特有的變質礦物。結構:幾乎都是全晶質結構,但具有“變晶”結構特點。變質巖的結構類 型:在形成變質巖的過程中,由于高 溫高壓作用,厚巖石中礦物被拉長和 變薄、密實等,形成片理構造或塊狀 構造。主要構造有:板狀構造、千枚 層狀構造、片狀構造、片麻狀構造和 塊狀構造等。構造特征:形成了片

9、理構造和塊狀構 造。分類:片麻巖、片巖、千枚巖、板 巖、大理巖、石英巖。鑒別方法:區分變質巖類屬;進 一步觀察變質巖構造類型;辨識巖 樣的礦物成分及變晶結構,確定巖石 的名稱。七、什么叫做地質年代?闡述地質歷 史上各地質年代的特征及其劃分原 則。地質年代:每一地質發展時期都有各 自地質發展的環境,形成一套獨特的 巖層,并冠以某一地質年代的地層。 地質年代劃分的依據主要如下:按照古生物演化的規律區分地層的 相對年代古生物是指在地球發展的歷史過程 中,不同時期所生長的生物群。殘留在巖石中的生物遺體或遺跡稱為化概念和基本類型及其他地表出露的節理裂口是張開的,裂口較寬,往以上兩種工程上應用的問題:要注

10、意石。因此,在不同的地質歷史年深處逐漸變小而閉合;節理面粗由結構面組合而成的不穩定結構體的代,地層中都會含有不同的古生物褶皺:地殼中的巖層受到地殼運動糙,很少有榛痕;節理間距較大而局部滑動或坍塌,深埋洞室要注意巖化石,所以,可以根據地層中所發應力的強烈作用,或是擠壓,或是不均勻,沿走向和傾向均延伸不爆。現的有代表性的古生物化石,確定不均勻升降和隆起,使巖層形成一遠。其地層的地質年代。系列波浪起伏的彎曲狀而未喪失其十一、試說明在工程上巖石與巖體層狀結構特征:巖體接近均一的各向按照沉積巖的沉積規律,通過對連續性的構造,稱為褶皺構造。其異體性,其變形及強度特征受層面及比分析,確定相對的地質年代基本類

11、型包括褶曲、褶皺。度和變形性質的基本因素。巖層組合控制,可視為彈塑性體,穩沉積巖是在各個地質歷史時期相應背斜:為巖層向上拱起彎曲。背斜區別:巖石的工程性質主要與組成定性較差。工程上應用的問題:要注的沉積環境下沉積形成的,具有一褶曲組成的巖層,以背斜軸為中的礦物成分、結構與構造及風化作意不穩定結構體可能產生滑塌,要特定的沉積順序、一定的相互接觸關心,傾斜方向相背。用程度等有關,別注意巖層的彎張破壞及軟弱巖層的系和相應的顆粒結構及構造特征。向斜:為巖層向下凹的彎曲。以向巖體的工程性質除了決定于巖石的塑性變形。不整合接觸成為劃分相對地質年代斜軸為中心,兩翼巖層向軸部傾物理力學性質外,主要與巖體內部的

12、一個重要依據。不整合面以下的斜,傾向相反。被裂隙等切割的方向與分布、節割破裂狀結構特征:完整性破壞較大,巖層為老巖層,不整合面以上的巖簡述褶曲的組成要素。的密度,軟弱破碎帶等有關。整體強度大大降低,并受斷裂等軟弱層為年代較新的巖層。A核部:褶曲中央最內部的一個巖影響強度因素: A礦物成分;B結結構面控制,多呈彈塑性介質,穩定按照巖漿巖侵入體與圍巖的關系層。B翼:核部兩側,向不同方向傾構;C構造;D風化作用。性很差。確定巖漿巖的相對地質年代斜的部分巖層。C軸面:從褶曲的頂變形性質因素:A結構面的類型;B工程上應用的問題:易引起規模較大巖漿巖不含古生物化石,也沒有層平分兩翼的面。D軸:軸面與水平面

13、結構體。的巖塊失穩,要特別注意地下水加劇理構造,但它總是侵入或噴出于周的交線。E樞紐:軸面與褶曲內某一十二、略述巖體的結構面積和結構巖體失穩的不良作用。圍的沉積巖層之中或覆蓋于其上。巖層層面的 交線。的特征及其對巖體工程性質的影因此,可根據巖漿巖侵入體與周圍何謂褶曲的樞紐?褶曲的基本形態響。散體結構特征:完整性遭到極大破已知地質年代沉積巖的接觸關系來有哪些?結構面的特征:由于結構面成因的壞,穩定性極差,巖體屬性接近松散確定巖漿巖的相對地質年代。軸面與褶曲內某一巖層層面的交多樣性,結構面也是各式各樣的、體介質。八、什么是巖層的產狀要素?其如線,稱為褶曲的樞紐,其形狀有水規模大小不一,形態各異,分

14、布不巖體的類型及其工程性質何測定,怎樣表達?平的,也有傾斜或波狀起伏的,樞均勻,充填物性質復雜,還有軟弱1、結構面類型按其成因可分為三產狀是巖層在空間的布置,反映巖紐反映褶曲在延長方向產生變化的夾層,這些特征直接影響了巖體的類:原生結構面、構造結構面、次生層傾斜在空間的走向延伸和傾向的情況。工程性質如:A結構面的規模;B結結構面。方位及傾角,包括三個要素,即走褶曲的基本形態可分為背斜和向構面想形態;C結構面的密集程度;2、結構面的特征 主要表現:結構面向、傾向和傾角。斜。D結構面的連通性與張開度; E軟弱的規模、結構面想形態、結構面的密測定巖石的產狀,是野外判斷地質十、試述斷裂構造節理、斷層的

15、形夾層和破碎帶。集程度、結構面的連通性與張開度、構造的一項基本工作,可通過羅盤成規律及其基本類型。影響:規模較大的結構面往往是巖軟弱夾層和破碎帶。儀直接在巖層的層面上測定。測定構造節理:巖體受到構造應力(地石滑動破壞和變形的主要控制面;結構體由各種成因形成的結構面,把時,將羅盤儀的長面緊貼層面,并應力)作用變形而產生的裂縫。由規模較小的節理面、裂隙面則直接巖體切割或碎裂成大小、形狀不同的調整至水平,水準泡居中,讀指北于構造節理在成因上與地質構造(如影響巖體的強度和變形性質。粗糙巖石塊體,稱為結構體。針所示的方位角,就是巖石的方褶皺和斷裂)及其應力 作用方向有的、波狀起伏和鋸齒狀的比平整光3、巖

16、體的結構類型 根據巖體結構向。測量傾向時,將羅盤儀的短邊關,所以節理在空間分部與力的作滑的抗摩擦強度高,從而影響巖體面與結構體的組合類型及其工程性緊貼層面,調整水平,水準泡居用關系密切。按力的作用分為 1、張的工程性質。質,把巖石劃分成如下類型:整體狀中,讀指北針的方位角就是巖層的節理2、剪節理。結體:由各種成因形成的結構面,結構、塊狀結構、層狀結構、破裂狀傾向。測量傾角時,將羅盤儀橫著斷層:巖層受力作用斷裂后,巖層把巖體節割或破裂成大小、形狀不結構、散體狀結構豎起來,使長邊與巖層走向垂直,沿著斷裂面產生顯著位移的斷裂構同的巖石塊體。十四、試述第四紀沉積物的成因類型緊貼層面,調整傾斜面上的水準

17、泡造。斷層是地質構造中常見的地質十三、試述巖體結構類型的特征及和特征及其在工程上應用的意義。居中,懸錘所示的角度,就是巖層構造行跡之一,種類很多,形態各其在工程上應用的意義。風化殘積成因類型:殘積。的傾角。異;規模有大有小,影響地殼的深整體狀結構特征:整體性強度高,重力堆積成因類型:墜積、崩塌堆在地質圖上,巖石的產狀用符號度有深有淺;形成的地質年代有早巖體穩定,在變形特征上可視為均積、滑坡堆積、土溜。“入35表示,符號中長線表示走有晚,有的至今仍在活動著。質彈性各向同性體。大陸流水堆積成因類型:坡積、洪向,短線表示傾向,傾角用數碼表基本類型:正斷層、逆斷層、平移塊狀結構特征:整體強度較高,結積

18、、沖積、三角洲堆積。示。斷層。構面互相牽制,巖體基本穩定,在海水堆積成因類型:濱海堆積、淺海變形特征上接近彈性各向同性體。堆積、深海堆積、三角洲堆積。地下水堆積成因類型:泉水堆積、洞穴堆積。冰川堆積成因類型:冰磺堆積、冰 水堆積、冰磺湖堆積。風力堆積成因類型:風積、風 -水堆 堆積。特征及意義:A殘積土層簡稱殘積層,是殘留在原 地未被搬運的那一部分原巖風化剝 蝕后的產物,而另一部分則被風和 降水所帶走。它的分布主要受地形 的控制。由于風化剝蝕產物是未經搬運 的,顆粒不可能被磨圓或分選,沒 有層理構造。由于殘積物沒有層理 構造,均質性很差,因而土的物理 力學性質很不一致。其多為菱角狀 的粗顆粒土

19、,其孔隙度較大,作為 建筑物地基容易引起不均勻沉降。不同巖類具有不同的風化特 征,花崗巖殘積土一般保持其原巖 粒狀結構,具有相當高的結構強 度,外表看起來很像巖石。對其采 用一般的室內土工實驗方法測得的 物理力學性質進行分析,其工程性 質是較差的,表現在高孔隙比、高 壓縮性等方面。但從原則測試分 析,它表現為承載力較高、壓縮性 較低。B坡積土層(坡積層)是雨雪水流的 地質作用將高處巖石風化產物緩慢 地洗刷剝蝕、順著斜坡向下逐漸移 動、沉積在較平緩的山坡上而形成 的沉積物。它一般分布在坡腰上或 坡腳下,其上部與沉積物相接。坡積物形成與山坡,常常沿下 臥基巖傾斜面滑動,由于組成物質 粗細顆粒混雜,

20、土質不均勻,且其 厚度變化很大,尤其是新近堆積的 坡積物,土質疏松,壓縮性較高, 故一般情況下,在垂直剖面上,下 部與基巖接觸往往是碎石、角礫, 其中充填有粘土和細砂,上部多為 粘性土。C洪積土層是由暴雨或大量融雪驟然 集聚而成的暫時性山洪急流,具有 很大的剝蝕和搬運能力。其地貌特 征是:靠山近處窄而陡,離山較遠 寬而緩,形如椎體,故稱為洪積扇(錐)。由相鄰溝谷口的洪積扇組 成洪積扇群。如果逐漸擴大至連接 起來,則形成洪積沖積平原的地貌 單位。由于靠近山地的洪積物的顆粒 較粗,地下水位埋藏較深,故土的 承載力一般較高,常為良好的天然 地基。離山較遠地段較細的洪積 物,其成分均勻,厚度較大,由

21、于其形成過程中受到周期干旱的影 響,細小的粘土顆粒發生凝固作 用,同時析出可溶性鹽類,使土質 較為密實,通常也是良好的地基。 在上述兩部分的過渡地帶,常常由 于地下水溢出地表面造成寬廣的沼 澤地帶,由此土質軟弱而承載力較 低。D沖積土是由河流的流水作用將碎屑 物質搬運到河谷中坡降平緩的地段 堆積而成的,它發育于河谷內及山 區外的沖積平原中。根據河流沖積 物的形成條彳其分 1、河床相2、 河漫話I相3、牛朝湖相 4、河口三角 洲相5、溺谷相。河流沖積土隨其形成條件不 同,具有不同的工程地質特性。古 河床相土的壓縮性底,強度較高, 是工業與民用建筑的良好地基,而 現代河床堆積物的密實度較差,透 水

22、性強,若作為水工建筑物的地基 則將引起壩下滲漏,飽水的砂土還 可能由于振動而引起液化。河漫灘 相沖積物覆蓋于河床相沖積土之 上,形成的具有雙層結構的沖積土 體常被作為建筑物的地基,但應注 意其中的軟弱土層夾層。牛朝湖相 沖積土是壓縮性很高及承載力很低 的軟弱土,為不良的建筑物的天然 地基。三角洲沉積物常常是飽和的 軟粘土,承載力低,壓縮性高,若 作為建筑物地基,則應慎重對待。 但在三角洲沖積物的最上層,由于 經過長期的壓實和干燥,形成所謂 硬殼層,承載力較下面的為高,有 時可用作低層建筑物的地基。溺谷 沉積土層厚而軟弱強度極低,壓縮 性很大,是最易出現不均勻沉降和 地基破壞的一類土層。E海洋沉

23、積土層中的海岸帶沉積層作 為地基,其強度尚高,但透水性較大。在海灣地帶,由于潮水的漲 落,常出現海岸砂堤,把海灣封 閉,形成湖泊,稱為瀉湖,逐漸形 成以淤泥質土、海生動物殘骸及有 機質土組成的軟弱土層。淺海沉積物主要有顆粒砂土、粘性土、淤泥和生物化學沉積物。離海岸愈遠,沉積物的顆粒愈細 小。淺海沉積物具有層理構造,其 中砂土較濱海帶更為疏松,因而壓 縮性高且不均勻。一般近代粘土質 沉積物的密度小、含水量高,因而 其壓縮性大、強度低。陸坡和深海沉積層主要是有機質軟泥,成分均一。F湖泊沉積物可分為1、湖邊沉積物2、湖心沉積物。湖泊如逐漸淤塞,則可演變成沼澤,形成沼澤沉積 物。湖邊沉積物具有明顯的斜

24、層理構 造。作為地基時,近岸帶有較高的 承載力,遠岸帶則差些。湖心沉積物主要是粘土和淤泥, 常夾有細砂、粉砂薄層,稱為帶狀 粘土。這種粘土壓縮性高,強度 低。因此,永久性建筑物不宜以泥 炭層作為地基。腐殖質含量低的泥 炭,當其含水量稍低時,則有一定 的承載力,但必須注意地基沉降問 題。J風積土層是指在干旱的氣候條件下,巖石的風化破碎物被風吹揚,搬運一段距離后,在有利的條件下 堆積起來的一類土。最常見的是黃 土和風成砂。黃土是一種特殊的 土,主要由粉土粒或砂粒組成,含 可溶鹽,土質均勻,質純,具有大 孔隙,空隙比大,具有濕陷性。風 成砂是一種不穩定的土層,隨著風 的吹揚變遷,在其上進行工程建 設

25、,常需采取固砂措施。H冰川沉積土層由冰川和冰川融化的 冰水搬運堆積而成,由巨大的塊 石、碎石、砂、粉土及粘土混合組 成。一般分選性極差,無層理,但 冰水積沉土層常具有斜層理,顆粒 呈棱角狀,巨大塊石上常具冰川榛痕。十五、從地質方面、地形地貌方面識 別活斷層的標志有哪些?識別活斷層的標志有:A地質方面:地表最新沉積物的錯段 活斷層帶物質結構松散有地震現象的 活斷層,地表出現斷層陡坎和地裂 縫。B地貌方面:活斷層兩側往往是截然 不同的地貌單元直接相接的部位水 系:對于走滑型斷層;1 一系列的水 系河谷向同一方向同步移錯;2主干斷裂控制主干河道的走向不良地質現 象呈線形密集分布。十六、如何確定沉積巖

26、的相對地質年 代?巖石(體)相對地質年代的確定是依 據地層層序律、生物演化律以及地質 體之間的接觸關系三種方法:A地層層序律 未經構造變形影響的 沉積巖原始產狀應當是水平的或近似 水平的。并且先形成的巖層在下面, 后形成的巖層在上面。B生物演化律 由于生物是由低級到 高級,由簡單到復雜不斷發展進化 的。故可根據巖層中保存的生物化石 來判斷巖層的相對新老關系。C地質體之間的接觸關系 根據沉積 巖層之間的不整合接觸判斷。與不整 合面上底礫巖巖性相同的巖層,形成 時間較早,另外與角度不整合面產狀 一致的巖層形成時間較晚。如果巖層與巖漿巖為沉積接觸, 則沉積巖形成較晚,如果巖層與巖漿 巖為侵入接觸,則

27、沉積巖形成時間較 早。十七、利用不整合面接觸任何判斷沉 積巖之間的相對新老關系?根據不整合面上的底礫巖以及角度不 整合面的產狀判斷:與不整合面上的 底礫巖巖性一致的巖層形成時間相對 較早;與角度不整合面的產狀一致的 巖層形成時間相對較晚。十八、闡述海岸帶沉積物的特征。主要是粗碎屑及砂,它們是海岸巖石 破壞后的碎屑物質組成的。粗碎屑一 般厚度不大,沒有層理或層理不規 則。碎屑物質經波浪的分選后,是比 較均勻的。經波浪反復搬運的碎屑物 質磨圓度好。有時有少量膠結物 質,以砂質或粘土質膠結占多數。海岸帶砂土的特點是磨圓度好,純 潔而均勻,較緊密,常見的膠結物 質是鈣質、鐵質及硅質。海岸帶沉 積物海岸

28、往往成條帶分布,有的地 區砂土能伸延好幾公里長,然后逐 漸消失。此外。海岸帶特別是在河 流入海的河口地區常常有淤泥沉 積。十九、地質年代表 地質年代表的方 法有兩種:一是絕對地質年代,指 某地層從形成至現在的有關年數, 說明巖層形成時間的長短;另一種 是相對的地質年代,指地層形成過 程中的先后順序,表示地層相對的 新老關系,反映巖層形成的自然階 段和歷史過程,將各個地質歷史發 展時期所形成的地層劃分為若干個 相對的年代。二十、工程地質勘察的目的是什 么?工程地質勘察即對擬建工程場地進 行的調查研究工作。勘察的目的是 探明作為建筑物或構筑物工程場地 的工程地質條件,解決并處理整個 建設中涉及的巖

29、土工程問題,保證 工程的正常施工和使用。第二章建筑工程地質問題一、略述風化作用對巖石性質及其 在工程應用上的意義。對巖石性質的影響:風化作用不但 改變巖石的物理狀態,而且改變其 化學成分。意義:巖石風化帶界線是建筑工程中一項重要的工程地質資料,它是 確定樁基持力層、基坑開挖、挖方 邊坡坡度以及采取相應的加固措施 的依據之一,通常,高層建筑的樁 基持力層選擇在弱風化巖石上,然 而,目前尚無有效方法來確切地劃 分巖石風化界線,多數是根據當地 的地質條件并結合實踐經驗來確 定。風化作用地殼表面的巖石由于風、電、雨荷 溫度等大氣應力以及生物活動等因 素的影響發生破碎或成分變化的過 程稱為風化。風化作用

30、指的是巖石 中發生的物理和化學作用,其結果 導致巖石的強度和穩定性降低,對 工程建筑條件造成不良的影響。風化作用按其產生原因分為物理風 化作用、化學風化作用和生物風化作用三種類型。1、物理風化作用是指巖石在風化力的影響下產生的一種機械破碎作 用。它使巖石發生崩解、破碎,形成巖屑,巖石由堅硬變疏松,但是 它不改變巖石的化學成分。2、化學風化作用A水化作用。是水和某種礦物質的結 合。這種作用可引起礦物體積膨 脹,使巖石破壞。B氧化作用。這種作用是氧和水的聯合作用,對氧化亞鐵、硫化物、碳 酸鹽類礦物表現比較突出。C碳酸鹽化作用。指巖石在二氧化碳 和水的作用下形成碳酸鹽化合物。D溶解作用。自然界的水,

31、能直接溶解巖石,使巖石破壞。3、生物風化作用 巖石在動植物和 微生物影響下所遭受的破壞作用稱 為生物風化作用。它對巖石的破壞 有物理的和化學的兩方面。流水的地質作用地面流水包括坡流、洪流和河流三種。1、河流的侵蝕作用流水產生的侵蝕作用包括溶蝕和機 械侵蝕兩種方式。河流的機械侵蝕 則包括對河床的沖刷和對河岸的淘 蝕兩種作用。A流水對河床的沖刷;B流水對河床的淘蝕;2、河流的搬運作用河流的搬運作用與侵蝕作用是緊密 相連、相伴出現的。河流侵蝕破壞 產生的碎屑物和化學溶解物大部分 都隨水流向著下游方向搬運,在搬 運過程中,如果流速減慢到適當的 程度,它們就轉變為沉積物。3、河流的堆積作用被河流搬運的物

32、質,由于流水的物理、化學條件發生了變化,便可從 水中沉積或析出而堆積下來,形成 各種沉積物,久而久之,這些沉積 物就形成流水沉積地貌。4、河岸的防護對河岸淘蝕破壞地段采取的防護措 施可分兩類:一類是采取直接防護 邊岸不受沖蝕的措施;另一類是調 節徑流以改變河水流向,則可以興 建各類導流工程。二、試述河流的地質作用在什么情 況下會危及建筑物的安全。河流的機械侵蝕則包括對河床的沖刷和對河岸的淘蝕兩種作用。它使 河床移動,河谷變形,也可使河岸 破壞,嚴重威脅河谷兩岸的建筑物 和構筑物的安全。三、什么叫做滑坡?在滑坡尚未出現 整體滑動之前,根據什么特征可以 判斷滑坡即將產生?滑坡:是斜坡上的巖土體在重

33、力作 用下失去原有的穩定狀態,沿斜坡 內某些滑動面整體向下滑移的現 象。最初是在斜坡內部某一部分產生微 小的移動,繼而在斜坡坡面上出現 斷續的拉張裂縫并不斷加寬,并在 兩側形成逐漸貫通的剪切裂縫,直 到斜坡上的滑動面全部形成,便開 始整體向下滑動。導致滑坡的可能因素有哪些?1、邊坡開挖導致的平衡狀態的改變2、坡頂超載導致下滑力的增加3、降雨等因素導致滲流力的增加 4、土 體抗剪強度的降低。識別滑坡的標志有哪些?識別滑坡的標志有:A地形地貌方面:滑坡形態特征、階地、夷平面 高程對比。B地質構造方面:滑體上產生小型褶 曲和斷裂現象,滑體結構松散、破 碎。C水文地質方面:結構破碎一透水性 增高一地下

34、水徑流條件改變一滑體 表面出現積水洼地或濕地。D植被方面:馬刀樹、醉漢林。E滑動面的鑒別:勘探:鉆探。變形 監測:鉆孔傾斜儀。滑坡的分類根據我國的滑坡類型,滑坡可劃分為:A按滑坡體的主要物質組成及其與地質構造的關系,可分為 1、覆蓋 層?1/2、基巖滑坡 3、特殊滑坡。B 按滑坡體的厚度,可劃分 1、淺層滑2、中層滑坡3、深層滑坡4、超深層 滑坡。C按滑坡規模的大小,可劃分 為小型、中型、大型和巨型滑坡。D按滑坡形成的年代,可劃分 1、新滑 坡2、古滑坡。E按發生滑坡的力學 條件,可劃分1、牽引力滑坡2、推 動式滑坡。滑坡的治理滑坡的治理原則是:預防為主,防治 結合;查明情況,對癥下藥;綜合整

35、 治,有主有次;早治小治,貴在及 時;力求根治,以防后患;因地制 宜,就地取材;安全經濟,正確施 工。措施:A繞避滑坡;B削坡減載;C 支擋;D排水防水。四、什么叫做崩塌?崩塌產生的條件及其影響因素是什么?崩塌:陡峻斜坡上的某些大塊巖塊突 然崩落或滑落,順山坡猛烈地翻滾跳 躍,巖塊相互撞擊破碎,最后堆積于 坡腳,這一現象稱為崩塌。產生條件及影響因素:A地形條件。B巖性和節理。C地質構造條件。D 環境條件的變化。崩塌的防治A防止崩塌的措施a通過爆破或打楔 的方式來削緩陡崖,清除危石。b堵塞巖體裂隙或向裂縫內灌漿,以膠結 巖石,提高危巖的穩定性。c引導地表水,以免巖石強度發生迅速變化。d對斜坡進行

36、鋪砌覆蓋,或在坡面上 噴漿,以防止巖坡風化,避免斜坡進 一步變形,提高其穩定性。B攔擋防御的措施 a筑明洞或防坍 洞。B筑護墻和圍護棚、圍護網以阻 擋石塊墮落。c在軟弱巖石出露處修 筑土墻以支持上部巖體的重量。五、什么叫做泥石流?什么情況下會 產生泥石流?防止泥石流的原則是什 么?泥石流:是山區特有的一種不良地質 現象,它是由暴雨或上游冰雪消融形 成的攜帶有大量泥土和石塊的間歇性 洪流。形成條件:形成泥石流必須具備豐富 的松散泥石物質來源、陡峻的山坡和 較大的溝谷及能大量集中水源的地 形、地質和水文氣象條件。形成的條彳A地形條件B地質條件C水文 氣象條件防止原則:以防為主,采取避 “強”制“弱

37、”、局部防護、重點處理和綜合治理的原則。泥石流的防治措施A預防措施:a上游地段應做好水土 保持工作b疏導地表水和地下水 c修 筑防護工程d修筑支擋工程。B治理措施:a攔截措施b滯流措施 c疏排和利導措施。六、什么叫做巖溶?巖溶對建筑工?巖溶:它是由地表水或地下水對可 溶性巖石的溶蝕作用而產生的一系 列地質現象。影響:A巖溶水對可溶巖體進行溶 蝕,使巖石產生孔洞,結構變得松 散,從而降低了巖石的強度,增大 其透水性。B石芽、溶溝和溶槽造成地表基巖面 不均勻起伏,地基不均勻。C漏斗的形成和擴張影響地面的穩定 性。D溶洞和土洞的分布密度、發育情況 和埋深等對地基的穩定性有影響, 尤其是當場地抽水影響

38、到土洞和溶 洞頂板的穩定時,將造成地表塌 陷,危及地面建筑物的安全。巖溶的主要形態A溶溝溶槽、石芽和石林; B巖溶漏 斗;C溶蝕洼地;D坡立谷和溶蝕平 原;E落水洞和豎井; F溶洞和暗 河;J天生橋。巖溶的形成條件巖溶是水對巖石溶蝕的結果,因而 巖溶的形成條件是有水和可溶于水 且透水的巖石,而且水在其中是流 動的,有侵蝕力的。七、試述地震震級和烈度的基本概 念及如何確定建筑場地的地震烈 度。震級:是依據地震釋放出的能量來劃分的。烈度:是表示某地受地震影響的破 壞程度,它不僅取決于地震的能 量,同時也受震源深度與震中的距 離、地震波的傳播介質以及表土性質條件的影響。地震的設計烈度如何確定?在基本

39、烈度的基礎上,考慮建筑物 的重要性、永久性、抗震性及經濟性等要求對基本烈度做出一定的調 整,得出的設計烈度是抗震設計所采用的烈度。地震烈度的劃分:按地震時破壞程度的不同,可將地震影響的強弱按一定次序作為確定地震烈度的標 準,編制地震烈度表。地震烈度可分為1、基本烈度2、建筑場地烈度3、設計烈度三種。基本烈度是指一個地區的可能遭遇的最大地震烈 度,可根據中國地震烈度區劃 圖確定。建筑物地烈度也稱小區域烈度,是指因建筑場地地質條 件、地形地貌和水文地質條件不同而引起的基本烈度的提高或降低,一般地說,它比基本烈度提高(或 降低)半度至一度。設計烈度是指 抗震設計所采用的烈度,是根據建 筑物的重要性、

40、耐久性、抗震性及 經濟性等方面的要求對基本烈度的 調整。八、地震對建筑物可能產生哪些不利的影響?不利影響:地震對場地產 1、地震力效應2、地震破裂效應 3、地震液化效應4、地震激發地質災害等破壞效 應。地震時,由于地面運動的影 響,建筑物產生自由振動。地裂縫 是地震區常見的一種效應,是地震 產生的構造應力作用于巖土層的破裂現象,對建筑物的危害極大。震 陷將直接引起地面建筑物的變形和 損壞。強烈的地震作用還能激發斜 坡上巖土體松動、失穩,引起滑坡 和崩塌等不良地質現象,這種災害 往往是巨大的,可以摧毀房屋和道路交通,甚至掩埋村落,堵塞河 道。九、地震及其產生的原因地震是由于地球的內力作用而產生的

41、一種地殼振動現象,主要發生于 近代造山運動區和地球的大斷裂帶上,即形成于地殼板塊的邊緣地 帶。這是由于在板塊邊緣處,可能 因上地幔的對流運動引起地殼的緩 慢位移,巖石內的差動位移引起彈 性應變和應力,當應力增大超過巖 石的強度時就會產生斷層。發生斷 層時,巖石釋放的彈性能以震波的 形式傳播到周圍巖石上,引起相鄰 巖石的振動,稱為地震。十、地震波的傳播特性地震時,震源釋放的能量以波動的 形成向四面八方傳播,這種波稱為 地震波。地震波又可分為體波和面 波。A體波 地殼內部傳播的波稱為體 波。B面波 面波又為瑞雷波(R波)和 勒夫波。R波具有如下特點:a地面 質點在平行于波傳播方向的垂直面 內振動,

42、運動軌道為橢圓形。 b隨著 離地表深度的加深,瑞雷波迅速減 弱。c面波的傳播迅速是所有震波中 最慢的,約為本K波波速的 0.9倍,但 振動能量占地震波總能力的 73%。d 在地面離開震中較遠的位置上,表 面波比體波相對地占優勢,其振動 主要是表面波。振動系統的能量與振幅的平方成正 比。地震波在傳播的過程中能量逐 漸減少,振幅逐漸減小,即發生阻 尼振動,因此,離震源愈遠,振動 越小;在地面上距震中愈遠的地 方,振動強度越低。簡答題十一、什么是卓越周期?卓越周期:由震源發出的地震波在 土層中傳播時,經過各種不同性質 的界面時,由于多次反射、折射, 將出現不同周期的地震波,而土體 對于不同的地震波有

43、選擇放大的作 用,某種巖土體是對某種周期的波 選擇放大得突出、明顯,這種被選 擇放大的波的周期即稱為卓越周 期。地震的設計烈度如何確定? 十二、試述場地工程地質條件對地 震災害的影響。場地工程地質條件對地震災害的影 響有如下幾個方面A巖土類型及性質軟土 硬土 土體基巖。松散沉積物厚度越大,震害越大。土 層結構對震害的影響:軟弱土層埋藏 愈淺、厚度愈大,震害愈大。B地質構造離發震斷裂越近,震害越大,上盤尤重于下盤。C地形地貌突出、孤立地形震害較低洼、溝谷平坦地區震害大。D水文地質條件 地下水埋深越小, 震害越大。十三、影響巖溶發育的因素有哪些 ? 影響巖溶發育的因素有: A碳酸鹽巖 性的影響 方

44、解石含量越高,巖石溶 蝕能力越大;反之白云石含量越高, 巖石溶蝕能力越小,酸溶物含量越 高,巖石溶蝕能力越小。B氣候的影響 降水的影響:1水直 主參與巖溶作用,充足的降水是保證 巖溶作用強烈進行的必要條件。2水是溶蝕作用的介質和載體,充足的降 水保證了水體的良好的循環交替條 件,促進巖溶作用的強烈進行。氣溫 的影響:氣溫升高有利于巖溶作用的 進行。C地形地貌的影響1平坦地區:地表徑流弱,入滲強烈,有利于巖溶發 育。2陡峭地區:地表徑流強烈,入 滲弱,不利于地下巖溶發育。3突起 地區:地下水位深,包氣帶厚度大, 垂直巖溶發育。4低洼地區:地下水 位淺,匯水地帶,巖溶發育強烈,以 水平巖溶為主。D

45、地質構造的影響斷裂的影響:1沿斷裂面巖溶發育 強烈。2各組破裂面相互交織、延伸 進而控制了巖溶發育的形態、規模、 速度和空間分布。3各種破裂面相互 交織,使地下水混合溶蝕效應明顯, 促進巖溶發育。褶皺的影響:1褶皺的不同部位,裂 隙發育不均勻,巖溶強度不同。核部 比翼部發育。2大型褶皺控制了可溶 巖的空間分布和地下水匯水范圍及徑 流條件,影響著巖溶的發育。巖層組合的影響:1厚而純的碳酸鹽 巖a包氣帶:多發育垂直巖溶形態。 b地下水季節變動帶:兩方向巖溶均 發育。C飽水帶:規模大、連續性好 的水平巖溶。d深循環帶:巖溶不很 發育。2碳酸鹽巖夾非可溶性巖層。第一章名詞解釋1 .沉積巖:沉積物經過長

46、期的壓密、重結晶、膠結等復雜的地質作用過程,硬結成巖,這種巖稱為沉積巖2 .節理:節理也稱裂隙,是存在于巖體中的裂縫,為巖體受力作用斷裂后,兩側巖體沒有顯著位移的小型斷裂構造3 .斷層:受力作用斷裂后,巖層沿著破裂面產生顯著位移的斷裂構造,稱為斷層4 .孔隙率:巖石孔隙率指巖石孔隙和裂縫體積與巖石總體積之比,以百分數表示5 .巖石透水性:巖石能被水透過的性能稱為巖石的透水性簡答題1 .張節理的主要特征有哪些?答:節理裂口是張開的,裂口較寬,往深處逐漸變小而閉合;節理面粗糙,很少有擦痕;節理間距較大而不均勻,沿走向和傾向均延伸不遠2 .簡述褶曲的組成要素。答:(1 )核部:褶曲中央最內部的一個巖

47、層(2)翼:核部兩側,向不同方向傾斜的部分巖層(3)軸面:從褶曲的頂平分兩翼的面(4)軸:軸面與水平面的交線(5)樞紐:軸面與摺面內某一巖層層面的交線3 .巖漿巖的結構類型有哪些?答:巖漿巖的結構是指組成巖石的礦物的結晶程度、晶粒大小及其相互結合的方式。巖漿巖的結構包括:巖石全部由結晶礦物所組成的全結晶結構;致密狀,礦物晶粒細小,肉眼和放大鏡均不能分辨的隱晶質結構;全部為非晶質礦物所組成,均勻致密似玻璃的玻璃質結構4 .變質巖的結構類型由哪些?答:在形成變質巖的過程中,由于高溫高壓的作用,厚巖石中礦物被拉長和變薄、密室等,形成片理構造或塊狀構造。主要構造有:板狀構造、千枚層狀構造、片狀構造、片

48、麻狀構造3 非可溶性巖層與碳酸鹽巖互層:在同一時期,巖溶呈多層發育。4 非可溶性巖層夾碳酸鹽巖:巖溶發育極弱。E 新構造運動對巖溶發育的影響地殼運動的性質、幅度、速度和波及范圍,控制著水循環交替條件及其變化趨勢,從而控制著巖溶發育的類型、規模、速度、空間分布及巖溶作用的變化趨勢。新構造運動的基本形式有三種:1 上升期:侵蝕基準面相對下降,地下水位逐漸下降,側向巖溶不發育,規模小而少見,分帶現象明顯,以垂直形態的巖溶為主。2 平穩期:侵蝕基準面相對穩定,溶蝕作用充分進行,分帶現象明顯,側向巖溶規模大,巖溶地貌較明顯典型。3 下降期:常形成覆蓋巖溶,地下水循環條件差,巖溶作用受到抑制或停止。從更長

49、的地質歷史時期來看:a間歇性上升:上升一穩定一再上升一再穩定形成水平溶洞成層分布,高程與階地相對應。b 震蕩升降:巖溶作用由弱到強,由強到弱反復進行以垂直形態的巖溶為主,水平溶洞規模不大,而且成層性不明顯。C間歇性下降:下降穩定再下降再穩定巖溶多被埋于地下,規模不大,但具成層性,洞穴中有松散物填充。從層狀洞穴的分布情況及充填物的性質,可查明巖溶發育特點及形成的相對年代。第三章土的滲透性與滲流一、土是一種有碎散礦物顆粒組成,并具有連續空隙的多孔介質。滲流 水通過土中連續孔隙流動滲透性 土被水滲流通過的性能滲透力 水在土體中滲流,水流對土顆粒作用形成的作用力二、滲流引起的工程常見問題?滲漏:滲透變

50、形(滲透破壞):當滲透力較大時,就會引起土顆粒的移動,甚至把土顆粒帶出而流失,使土體產生變形和破壞。(土木建筑物及地基由于滲流的作用而出現變形或破壞),其表現形式有1 、流土2 、管涌3.、接觸流土4、接觸沖刷。流土:在滲透向上的作用時,土體表面局部隆起或者土顆粒同時發生懸浮和移動的現象。(粘性土引起流土,屬于流土型土);管涌:在滲透水流的作用下,土體中的細土粒在粗土粒間的孔隙通道中隨水流移動并被帶出流失的現象。(管涌型土)。基坑降水引起地基沉降三、水利力度i:水沿滲透路徑方向流動產生總水頭的損失率,意義為單位滲透路徑的水頭損失。滲透系數k:為反映土的滲透性能的系數,相當于單位水力梯度(i=1

51、 )時的滲透流量速度(平均滲透速度)達西定律的適用范圍主要與滲透水流在土中的流動狀態有關(屬于層流狀態者適用,紊流狀態則不適用),還與土孔隙中液體性質,土顆粒的大小、形狀、礦物成分,水的相互作用有關。影響土的滲透因素:滲透水的性質,土的顆粒大小級配,空隙比,礦物成分,圍觀結構,宏觀結構。粗粒土的滲透性主要決定于孔隙通道的截面積。粉質土的滲透性的主要因素不是土的有效粒徑,而是顆粒礦物質土的滲透性的團粒直徑。粘性土的滲透性因素主要是粘土礦物表面活性作用,原狀結構土的孔隙比大小。第四章土的壓縮性與基礎沉降沉降(基礎沉降):在建筑物荷載作用下地基土產生應力和變形,從而引起建筑物基礎的下沉的現象。基礎的

52、沉降及沉降差的大小:1 、決定于建筑物荷載的大小及分布2 、取決與地基土層的壓縮性、壓縮層厚度及其分布3、荷載作用下地基土的變形性狀等。地基變形分為1、體積變形 2、形狀變形,前者是正應力作用使土體體積縮小壓密,但不會導致土體破壞;后者由剪應力引起,當剪應力超過一定范圍時,土體將產生剪切破壞。壓縮變形:土體受外力作用后產生的體積縮小。有效應力與壓縮變形變化的特性稱為土的壓縮性。引起土的壓縮變形的因素:1、土體組成部分的壓縮(包括土固體顆粒及孔隙中水的壓縮;空隙中氣體的壓縮;空隙中部分水和氣被擠出引起空隙縮小)2、土結構性的壓縮。固結:土體的壓縮是一個排水固結隨時間變化的過程。固結度:土層在固結

53、過程中,某一時刻土層固結引起體積壓縮的程度。土體的體積壓縮變形的過程主要是有效應力作用引起土結構骨架變形導致空隙中水排出的過程。瞬時沉降:加荷后立即產生的沉降.固結沉降:荷載作用下,由于地基土結構骨架受力壓縮,使孔隙中水排出體積壓縮的部分沉降,即由水固結引起的沉降。次固結沉降:在荷載長期持續作用下,作用土骨架上的有效壓力使土結構礦物顆粒間接觸點產生剪切蠕動,水膜進一步減薄,骨架進一步壓縮,導致孔隙體積進一步壓縮而產生的沉降。第五章土的抗剪強度抗剪強度:土抵抗剪切變形與破壞的極限能力。土的抗剪強度的兩種表達方法:一種為總應力抗剪強度式,另一種為有效應力抗剪強度式。砂土液化:無粘性土(砂土)從固體

54、狀態變成液體狀態的現象流土:是一種滲流作用下的滲透破壞現象 .影響土的抗剪強度的因素1、土粒的礦物成分、形狀、顆粒大小與顆粒級配2、土的密度3、含水量4、土體結構的擾動情況5、孔隙水壓力的影響和塊狀構造等5 .工程地質勘查的目的是什么?答:工程地質勘查即對擬建工程場地進行的調查研究工作。勘察的目的是探明作為建筑物或構筑物工程場地的工程地質條件,解決并處理整個工程建設中涉及的巖土工程問題,保證工程的正常施工和使用6 .何謂巖石的結構和構造?答:巖石的結構:是指組成巖石的礦物結晶程度、晶粒大小、晶體形狀及相互結合的方式。構造是指礦物在巖石中的排列和充值方式所反映出的外貌特征7 .何謂褶曲的樞紐?褶曲的基本形態由哪些?答:軸面與褶面內某一巖層層面的交線,稱為褶曲的樞紐,其形狀有水平的,也有傾斜或波狀起伏的,樞紐反映褶曲在延長方向產生變化的情況。褶曲的基本形態可分為背斜和向斜第二章名詞解釋1 . 風化作用:地殼表面的巖石由于風、電、雨和溫度等大氣應力以及生物活動等因素的影響發生破碎或成分變化的過程稱為分化2 .崩塌:陡峻斜坡上的某些大塊巖塊突然崩落或滑落,順山坡猛烈地翻滾跳躍,巖塊相互撞擊破碎,最后堆積于坡腳,這一現象稱為崩塌3 .巖溶:巖

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