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工程地质学复习资料

一、绪论

1、工程地质条件是指工程建筑物所在地区地质环境各项因索的综合。这些因素包

括：地形地貌、地层岩性、地质构造、地表地质作用、水文地质条件、天然建筑材料。(P3)

2、工程地质问题：指已有的工程地质条件在工程建筑和运行期间会产生一些新的变

化和发展，构成威胁影响工程建筑安全的地质问题称为工程地质问题，主要的工程地质问题包括：地基稳定性问题、斜坡稳定性问题、洞室围岩稳定性问题、区域稳定性问题。(P3?4)

二、地壳及其物质组成

1.地质作用是指塑造地壳而貌的自然作用。(P5)

2.内力地质作用和外力地质作用(P6)

①内力地质作用的动力來口地球木身，并主要发生在地球内部，按其作用方式可

分为四种：构造运动、岩浆作用、变质作用、地震。

②外力地质作用主要有太阳辐射热引起并主要发生在地壳的表层，按其作用方式

分为五种：风化作用、剥蚀作用、搬运作用、沉积作用、固结成岩作用。

3.颜色是矿物最直观的一种性质，最常见的有自色与他色两种类型。(P7)

4.条痕是矿物粉末的颜色，通常将矿物在无釉瓷板上刻画后进行观察，他对于某些

金属矿物具有重耍鉴定意义。(P7)

5.硬度是矿物抵抗外力机械作用的强度。矿物有软到皱依次为：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。(P8)

6.解理是指矿物受外力作用时，能沿一定方向破裂成平面的性质。分完全、中等和

不完全等级别。例如：云母沿解理面可剥离成极薄的薄片，为极完全解理；石盐沿解理面破裂成立方体具有完全解理。(P8)

7.断口是指矿物受外力打击后无规则地阉着解理面以外的方向破裂的破裂面

8.岩石的三大类：火成岩、沉积岩和变质岩(P8)

火成岩大多具有块状；沉积岩是有外力作用将风化剥蚀的物质搬运后逐层沉枳形成，所以具层状构造；变质岩在变质作用中岩石受到较高的温度和具有一定方向的挤压作用，其组成矿物则依一定方向并行排列，因而具有偏离构造。(P10)

9.火成岩又称岩浆岩，占地壳岩石休积的64. 7%,在大陆或海洋，在地表或地下都有

广泛分布。火成岩的结构主要是指矿物颗粒的大小和结晶程度等，最常见的有：

①、显品质结构，主耍是深沉岩具有的结构；②斑状结构，主耍是浅成岩或喷出

岩所具有的结构；③隐晶质结构，常为浅成岩或喷出岩所具有的结构；④玻璃质结构，为喷出岩所具有的结构。(P10-11)

10.火成岩的构造是指岩石外表的整体特征，常见的右：①块状构造；②气孔与杏仁

构造；③流纹构造(P11)

11.O火成岩的分类：1按火成岩的SI02含量，分成超基性岩、基性岩、中性岩及酸

性岩；按岩浆冷凝环境，分成侵入岩和喷出岩，侵入岩又可分为深成岩和浅成

岩。(P11)表格见(P12)

12?沉积岩占地壳岩石总面积的7.9%,是三大类岩石中在地表分布最广的。占地壳表而积的75%。

13.沉积岩的构造：①层理结构（最基本最特别）②递变层理③波痕与泥裂

（P14）

14.变质岩的构造：变成构造（变晶构造）：片理构造；片麻构造，板状构造；斑构造；

块状构造。变余构造是变质岩中的残留原岩的构造。（P17）

15.接触变质作用是指温度升高、岩石受热后矿物发生重结品、物质成分重新组合等变

化而化学成分无显著改变者称为接触热变质作用。区域变质作用是高温、高压等因素联合作用于一个广大地区范围内的变质作用。动力变质作用与断裂构造有关，出现在断裂带两侧。（P17）

16.区域变质作用是高温高压等因素联合作用于一个广大地区范围内的变质作用。

（P17）

17.动力变质作用与断裂构造有关，出现在断裂带两侧。

三、地质年代与第四纪地质概述

1、地质学以相对年代和绝对年代两种方法计算时间。表示地质事件发生的先后顺序为

相对年代，表示的士时间发生至今的年龄称为绝对年代（同位素年龄）。地层层序律是确定地层相对年代的基本方法。（P20）

2、相对年代的确定：①地层层序律：确定相对地层年代的基木方法，未经过构造运动

改造的层状岩层大多为水平岩层，水平岩层的层序一般为下老上新；岩层倾斜，则倾斜面以上的岩层新，倾斜面一下的岩层老；倒转岩层，与水平岩层相反。②生物层序律：不同的地质年代的岩层屮含冇不同类型的化右组合，在相同的地质时期的相同地质环境下形成的地层，如果原先的海洋与陆地是相通的，则都含有相同的化石。③切割律：不同时代的岩层或岩体常被侵入岩侵入穿插，就侵入岩与围岩相比，侵入者吋代新，被侵入者时代老。

(P20-21)

3、同位素年龄的测定基本原理是基于放射性元素具冇同定的衰变系数（衰变系数入

代表每年每克母体同位素能产生的子体同位素的克数），而且矿物中放射性同位素蜕变后剩余的母体同位素（N）与蜕变而成的子体同位素含量

（D）可以测出。算出的实际年龄, 即代表岩石的绝对年代。4、地质年代表：地质年代单位包括宙、代、纪、世，与其相对应的年代地层单位分

别是宇、界、系、统。（以上由大到小顺序排列，地质年代表见（P22））o

5、第四纪沉积物

①石经物理风化和化学风化作用后残留在原地的碎屑物称残积物或残积土，

因其成层覆盖在地表，故又称残积层。（P25-26）

②水或雪水将高处的风化碎屑物质洗刷而向下搬运，或由本身的重力作用，

堆积在平缓的斜坡或坡脚出，成为坡积物。（P21）

③雨或融雪水将山区或高地的大量碎屑物沿冲沟搬运到山前或山坡的低平地

带堆积而成的称为洪积物。（P26）

④河流沉积物成为冲积物。（P27）

四、地质构造

1、岩层的产状三要素表示方法有:

(1)向/倾向(象限)、倾角，如330° /WSZ300；

(2)倾向、倾角，如240° Z30°等。(注：要能在图中相应的找出。)(P29)

2、构造运动：构造运动使岩层发主变形与变位，形成的产物称为地质构造，常见的

地质构造有褶皱、断层和节理。(P29)

3、岩层露头线特征：水平岩层、直立岩层和倾斜岩层館头线分布特征是不相同的。

(P30)

4、褶皱要素(四个要素要能在图屮相应找出)：① 核部②翼部③枢纽④轴面(P32)

5、背斜是两翼岩层以核部为屮心向两侧倾斜，形态上是岩层向上弯曲。向斜是两翼

岩层向核部倾斜，形态上市岩层向下弯曲的褶皱。(P32)

6、褶皱构造的工程地质评价：褶皱的互补是岩层强烈变形的部位，一般是背斜的顶

部和向斜的底部发冇冇拉张裂隙。在变形强烈时，沿褶皱核部常冇断层发主，造成岩石破碎或形成构造砂岩带。此外，地下水多聚积在向斜核部，背斜核部的裂隙也玩玩是地下水富集和流动的通道。由于岩层构造变形和地下水的影响，所以公路、隧道工程或桥梁工程在褶皱核部容易遇到工程地质问题。褶皱的翼部不同于核部，具有另一类工程地质问题。在褶皱两翼形成倾斜岩层容易造成顺层滑动。(P35)

7、节理与断层：断裂构造包括节理与断层，沿破裂面无明显位移的成为节理，有明

显位移滑动的称断层。(P36)

8、断层的类型：① 正断层是沿断层面倾斜线方向，上盘相对下降，下盘相对上升

的断层；(注：规模巨大，同时上盘沿波状起伏的低角度断层血作远距离推移的逆掩断层称为推覆构造)；② 逆断层是沿断层而倾斜方向，上盘相对上升，下盘相对下降的断层；③ 平移断层是断层两盘然断层走向方向发生位移的断层。(P38-

39)

9、断层的工程地质评价：作为不连续面的断层是影响岩体稳定性的重要因索, 这事因

为断层带岩层破碎强度低，另一方面它对地下水、风化作用等外力地质作用往往起控制作用。断层对工程建设十分不利。特别是道路工程建设屮, 选择线路、桥址和隧道位置时，应尽可能避免断层破碎带。(P43)

10、活断层：是指现在正在活动或最近地质吋期(全新世，1万年)发生过活动的断

层。(P43)

五、地下水

1、含水层和隔水层：含水层是指能够给出并透过相当数量重力水的岩层。构成含水

层的条件是，一是岩石屮要有空隙存在，并充满足够数量的重力水；二是这些重力水能够在岩石空隙中自曲运动；隔水层是指不能给岀并透过水层的岩层。(P51) 2、上层滞水、潜水、承压水：①包气带屮局部隔水层Z上的重力水称上层滞水, 埋

藏接近地表，接受大气降水的补给，补给区与分布区一致，以蒸发的形式或隔水底板边缘排泄。②埋藏在地面以下第一个稳定隔水层之上具自由水面的重力水叫潜水，主要由大气降水、地表水、凝结水补给；③充满于两个稳定的隔水层间的重力水称为承压水。(P52-55)

3、孔隙水、裂隙水、岩溶水：①孔隙水：存在丁松散岩层的孔隙屮，这些松散岩层

包括第四系和坚硕基岩的风化壳；它的存在条件和特征取决于岩石的孔隙情况，可形成上层滞水、潜水、承压水。②裂隙水：埋藏在坚硬岩石裂隙

中的地卜?水称为裂隙水，主要分布在山区和第四系松散覆盖下面的基岩中， 它的性质和发育程度决定了裂隙水的存在和富水性，可分为风化裂隙水、成 岩裂隙水、构造裂隙水。③岩溶水：埋藏于溶裂隙水中的重力水称为岩溶水。

(P55-56)

4、地下水引起的问题：①地基沉降；②流沙；③潜蚀对建筑工程的影响；④地 卜?

水的浮托作用；⑥基坑突涌；⑦地卜?水对钢筋混凝土的腐蚀。(P58-59)

六. 地表作用

1、化学风化指岩石在水、水溶液和空气屮的氧和二氧化碳等的作用下所发生 的溶解、

水化、水解、碳酸化和氧化等一系列复杂的化学变化。化学风化 的方式主要有：溶解作用、水化作用、水解作用、碳酸化作用、氧化作用。

(P62)

2、 靠近主槽、洪水时淹没、平水时出露的滩地称为河漫滩。河流阶地是在地 壳运动

与河流的侵蚀、沉积作用综合作用下形成的。(P70-71)

3、 阶地的级数是由下而上按顺序分级的，即把高于河漫滩的最低一级阶地称

一级阶地，向上依次为二级阶地、三级阶地等。根据河流阶地的物质组成, 可将其分为侵蚀阶地、堆积阶地和基座阶地三类。(P71)

岩溶作用的基本条件：岩石的可溶性、透水性，水的溶蚀力、流动性。(P74) 陡峻的斜坡上，被裂隙切割的巨大岩块，在重力的作用下突然脱离母岩向 下倾倒、翻滚、坠落的现象称为崩塌。(考名词解释)(P78)

泥石流是泥、砂、石块等碎屑物与水、气形成的运动性物流，是由暴雨或

融雪所激发，同体碎屑与水共同在重力作用下发生的暂时性洪流。泥右流 爆发突然、运动速度快、破坏力强，是山区最常见的地质灾害。其形成条 件是：地形条件(泥石流形成区(上游)、泥石流流通区(屮游)、泥石流 堆积区(下游))、地质条件、水文气象条件、人为因索。(P79-80)

7、滑坡是斜坡上土体、岩体或其它碎屑物沿一定的滑动面作整体卜?滑的现

象。(P80)

8、斜坡变形破坏的防治措施

①排水 对滑体以外的地表水，可用拦截的旁引的方法；对与滑体屮的地

下水，可用水平排水廊道或竖向排水井的办法将水排出。

② 降低卜?滑力和增加抗滑力 降低卜?滑力主要通过刷方减重；提高抗滑力 的措施如直接修筑支挡建筑物、用锚杆进行固定等。

③ 改变滑带土的性质 对于岩质斜坡，可采用水泥或化学灌浆；对于土质 斜坡，可采用电化学加固法、冻结法和焙烧法等。(P86)

七、沿途工程地质分级与分类

1、 影响岩体工程性质的因素主要冇岩石强度、岩石完整性、风化程度、水的影 响。(P93)

2、 岩体基木质量分级的因素应是岩石坚硬程度和岩石完整程度。(P95)

3、 流动状态和口J 塑状态的界限含水量称为土的液限(陆)，可塑状态和半固体状 态的

界限称为土的塑性(W P ),液限和塑限的差值称为土的塑性指数(I P =W 「W P )(P92) 4、 非自重湿陷性黄土是指黄土浸水后在饱和自重压力下不发牛湿陷，只有在附加一 定

压力后浸水才发生湿陷的湿陷性黄土；在上覆土层口重应力作用F,或者在口重 应力和附加应力共同作用下，因浸水后土的结构破坏而发生显著附加变形的土称为湿陷 性土。（P102）

4、 56、

5、软土：一般是指天然含水量大、压缩性高、承载力底的一种软塑到流塑状态的粘

性土。膨胀土：是在一屮对环境变化，特别是对湿热变化非常敏感的土。

（P103-104）

6、冻土：冻土的分类：季节性冻土是受季节性的影响，冬季冻结，夏季全部融化，

呈周期性的冻结、融化土；多年冻土是冻结状态持续多年不融的土（P105 ）。冻土的力学性质：冻土的融化压缩，冻胀量，法向和切向冻胀力，冻结力，冻土的抗剪强度。（P105）

7、冻土的工程性质：季节性冻土的工程性质：冻土作为建筑地基时，在冻结状态时

具有较高强度和较低的压缩性，但融化后则承载力大卫下降，压缩性急剧增高，是地基产生融陷，相反，在冻结过程屮又产生冻胀，对地基极为不利。多年冻土的工程性质：不融陷土，弱融陷土，中融陷土，强融陷土，极融陷土。（P105-106）

8、盐渍土的工程性质：氯类盐渍土：对可塑性的影响、对土的密度的影响、吸湿

性、侵蚀性。硫酸盐盐渍土：含盐量对力学强度的影响、松胀性、腐蚀性o碳酸盐类盐渍土：土的透水性减弱、密度减小、地基稳定性及强度降低、边坡坍滑。

（P106-107）

八、工程地质勘察

1、建设工程项目设计可分为可行性研究、初步设计和施工图设计三个阶段，勘察工作

也相应分为选址勘察（可行性研究勘察）、初步勘察、详细勘察三个阶段。（P108）

2、实地测绘法：路线法；布点法；追索法。（P111）

3、物探是以专用仪器探测地壳表层各种地质体的物理场来进行地层划分，判明

地质构造、水文地质及各种物理地质现象的地球物理勘探方法。（P111）

4、钻探是指在地表下用钻头钻进地层的勘探方法。（P113）

5、坑探是在建筑场地挖探井或探椚以取得直观资料和原状土样。（P114）

6、地址评价的主要内容：①正确划分地基土类型;②确定地基土的物理学性质并研究

其均匀性;③确定地基土的承载力；④评价地下水的水位变化情况级其侵蚀性；⑤地基变形验算；⑥场地地震效应评价;⑦研究地基土在勘察施工工程运营屮可能产生的变化，并突岀应采取的措施。（P129）

7、地基承载力是指地基所承受由建筑物地基传递来的荷载的能力。确定地基承载力的

基木方法：经研法；理论计算法；现场原位测试法。（P129）