四川大学工程地质复习资料

@工程师行事的职业标准应是尽力使其作品:

（1）满足功能使用要求；（2）安全、经济；（3）外观整洁、美观。

劭类工程活动与地质环境的依存关系―― 指工程建设不能脱离地质环境，必定在某种程度上受到地质环境的制约，因此，人类的工程活动和工程建筑物必须具备一定的地质环境的适宜性。

劭类工程活动和地质环境的相互作用一一指一方面人类工程活动要受地质环境的制约，另一方面地质环境又会受到人类工程活动的影响，因此，是相互作用，也称双向作用。

@目互作用方式：（动态的，逐次扰动和协调；可以收敛到相对的和谐；也可能发散、出现失稳势，造成灾

害）

@不能正确预见工程活动与地质环境间相互作用的必然结果：

⑴不能合理开发利用地质环境⑵影响到工程活动的安全与经济⑶致使地质环境恶化，使已有建筑物

受到不良影响⑷工程技术、管理人员要负相应的责任

砂程地质学是调查、研究、解决与各种工程活动相关的地质问题的学科。

妙程地质学在水利水电工程建设中的主要任务：选择工程地质条件最优良的建筑地址；查明建筑区的工

程地质条件和可能发生的不良工程地质作用；根据选定地质的工程地质条件，提出枢纽布置，建筑物结构类型、施工方法及运营使用中应注意的事项；提出改善和防治不良地质条件的方案措施。

锹类工程活动一一指采取工程措施进行能源、资源开发利用、工农业基础设施和人民生活设施的建设等

有关活动，包括规划、设计、施工、开采和运行。

劭类的工程活动按行业功能分为：灾害防治及环境保护工程、国防基地工程城镇设施工程化工冶炼工程

矿业工程交通运输工程水利水电工程

@fe质环境一一指以岩石圈为主，在和大气、生物、水圈的相互作用中形成和演化的人类生活、生存和工

程设施受其影响的周围的岩土介质。特点（开放的、演化的）动态系统。

@自然环境包括:大气圈、生物圈、水圈、岩石圈

@1然环境演化方式：原生演化、次生演化

劭类工程活动的环境影响一一指由于人类工程活动产生对地质环境的扰动，引起地质环境各要素及总体

环境效因的变化（如岩（土）物质组成、结构、特性、赋存状态、边界条件和运动特征等要素）可分为：（环境正效应、环境负效应）

前境工程地质学与工程地质学的区别：（目的、区域、综合、预测、能动性）

砂程地质学一一研究与工程活动有关的地质环境及其评价、预测和保护的科学。

@地质环境对人类工程活动的制约：影响工程建筑物的稳定和正常使用、以一定作用影响工程活动的安全、由于某些地质条件的恶劣而提高了工程的造价。

劭类工程活动对地质环境的作用方式：工程荷载（作用结果：地基及周围变形、地基及周围应力集中区

内的岩土屈服拉张变形）；岩土开挖（引发岩（土）应力状态的卸载和调整、造成岩（土）开挖振动和爆破、损伤岩（土）临空面位置、形态发生改变、引发地下水的排泄、地表水的聚集、开挖后岩（土）弃渣的堆积和处理）；水流水体调节（导致地面沉降、水库诱发地震、库岸坍塌、库尾淤积造成支流不畅）。

@岩石:由矿物或岩屑在地质作用下按一定规律聚集而形成的自然集合体。

@岩石按成因的分类（岩浆岩、沉积岩、变质岩）

@影响岩石力学性质和物理性质的三个重要因素

矿物:存在于地壳中的具有一定化学成分和物理性质的自然元素和化合物

结构：组成岩石的物质成分、颗粒大小和形状以及其相互结合的情况

构造:组成成分的空间分布及其相互间排列关系

**岩土体：指工程影响范围内的岩石和土的综合体

**岩土体工程分类：地基岩土体、边坡岩土体、洞室周围岩土体

**物质组成分类：岩体、岩土、体土体

**岩体构成：结构面（岩体中的各种物质分异面、破裂面及软弱夹层）+结构体（岩体中被各种成因的结

构面所围限的相对完整的岩石块体）

**结构面的规模：1级：指大断层或区域性断层。控制工程建设地区的地壳稳定性，直接影响工程岩体

稳定性；n级：指延伸长而宽度不大的区域性地质界面；川级：指长度数十米至数百米的断层、区域性

节理、延伸较好的层面及层间错动等；w级：指延伸较差的节理、层面、次生裂隙、小断层及较发育的

片理、劈理面等。是构成岩块的边界面，破坏岩体的完整性，影响岩体的物理力学性质及应力分布状态；v级：又称微结构面。常包含在岩块内，主要影响岩块的物理力学性质，控制岩块的力学性质。

** n、川级结构面控制着工程岩体力学作用的边界条件和破坏方式，它们的组合往往构成可能滑移岩体的

边界面，直接威胁工程安全稳定性

**软弱结构面：也成软弱夹层工程上专指（力学性质差，泥、碳含量高，遇水易软化，延伸较长，厚度较薄）的地层。

**软弱结构面主要包括（原生软弱夹层，构造及挤压破碎带，泥化夹层及其他加泥层）

**泥化夹层特性（由原岩的超固结胶结式结构变成了泥质散状结构或泥质定向结构；粘粒含量很高；含水量接近或超过塑限、密度比原岩小；常具有一定的胀缩性；较原岩强度低、而压缩性增大；易产生渗透变形）

**结构体特征

规模：取决于结构面的密度，密度愈小，结构体的规模愈大，与结构面对应，划分为五级

规模表征指标：块度模数（单位体积内IV级结构体数）、结构体体积

常见形状：多面体、立方体、柱状体、片（板）状体、菱形体、柱状体

**岩体结构特征：指岩体中结构面、结构体的（规模，形状，性质，相互组合关系）。

结构类型：整体与块状结构（巨块状，岩体稳定，裂隙结构面一般不超过3组，可视为弹性各向同

性体，不稳定结构体局部滑动或坍塌、深埋洞室岩爆）、层状（层状、板状、透镜体，主要结构面层理片

理节理，可视为弹塑性体、接近均一的各向异性体，稳定性差，不稳定结构体可能发生坍塌，特别是岩层的弯张破坏及软弱岩层的塑性变形）、碎裂装（主要结构体为块状，裂隙结构面3组以上，稳定性很差，

规模较大的岩体失稳，地下水加剧岩体失稳）、散体状（碎屑状，颗粒状，结构面间多充填粘性土，稳定

性极差，岩体接近松散体介质，规模较大的岩体失稳，地下水加剧岩体失稳）。

岩体的结构特征基本上决定了岩体的破坏方式。

**岩体与岩石：岩石一般指较均质的岩块，而岩体常是由多种岩石组成；岩体内部存在各种地质界面（层面、节理面、断层等）；岩体的工程性质首先取决于结构面的性质；岩石的工程性质只针对由岩块测出的

各种指标而言；岩体中存在天然地应力和地下水（最为根本的区别）。

**结构体与岩块：

结构体（structural element）:岩体中被各种成因的结构面所围限的相对完整的岩石块体岩块（Rock block或Rock）指不含显著结构面的岩石块体，是构成岩体的最小岩石单元体区别：通常所说的岩块，其中的结构面规模更为微小

通常所说的岩块已脱离一定的岩体构架

通常所说的岩块内部已不存在天然或残余地应力

联系：可把结构体视为处于自然岩体结构中的岩块，但岩块不可简单地等同于结构体

**岩石施工对象：通常所说的岩体（基岩，一般需要钻孔、爆破）

施工合同中规定的超出一定体积而需要实施钻孔、爆破的大石块、岩块

**地球的基本结构——圈层结构（地壳、＜莫霍面＞地幔、＜古登堡面＞地核）

**请注意，上地幔的塑性物态正是地壳岩石圈发生板块运动的重要因素之一！

**地壳化学元素；主要的十种:O Si Al Fe Ca Na K Mg Ti H

次要的：P Mn N S Ba Cl

** 地壳岩类:沉积岩、变质岩、岩浆岩

**按分布面积，沉积岩约占陆地面积的75%。从地表往下，沉积岩所占比例逐渐减小，按质量百分比，沉

积岩5%，变质岩6%

**矿物：指由地质作用形成的具有一定物理性质和化学成分的自然单质和化合物

**岩石：指由一种或多种矿物或岩屑组成的自然集合体

**造岩矿物：指组成岩石的主要矿物

**矿物集合方式：结晶连结集合，胶结连结集合

**矿物的分类：结晶质矿物（显晶质、隐晶质）、非晶质矿物（玻璃质、胶质）

**矿物的形态：单晶形态（一向延长型＜角闪石辉石＞、二向＜云母石膏＞、三向＜方解石黄铁矿＞）集合状晶体（晶簇＜石英晶簇＞纤维状＜石膏＞土状＜高岭石，蒙脱石＞

**矿物的颜色：自色、他色（由于含有杂质或表面氧化或风化）鉴定以新鲜面为准）

**矿物的条痕：即矿物粉末的颜色。矿物在白色无釉瓷板上刻划留下的粉末颜色（只深色矿物）

** 光泽：金属光泽、非金属透明度：透明、半透明、不透明

**矿物的硬度：指其对外界的刻划及摩擦的抵抗能力（摩氏硬度计判定）相对强度

（滑石、石膏、方解石、萤石、磷灰石、长石、石英、黄玉、冈寸玉、金冈寸石） _

** 解理：矿物在受到外力作用下，严格沿着一定方向破裂或成光滑平面的性质

解理面：矿物受力后沿之裂开的平面

按组数解理分为：一组解理（云母）、二组（长石）、三组（方解石）、四组（萤石）、五组、六组按解理发育程度：极完全、完全、中等、不完全

断口：贝壳状（石英）参差装（黄铁矿）锯齿状（自然银）土状（高岭石）

**岩浆岩：又称火成岩，岩浆侵入地壳或喷出地表冷却后形成的岩石。

**岩浆：地壳下面存在着的高温高压熔融状态的硅酸盐物质，主要成分是SiO2，还有其他元素、化合

物及挥发组分

**常见岩浆类别（玄武岩浆、花岗岩浆、橄榄、安山）岩浆地质作用（侵入作用、喷出作用）

**岩浆岩的产状：岩浆岩体的形态、规模、与围岩接触关系、形成时所处地质构造环境及距离当时地表

的深度侵入产状：P14 喷出产状：熔岩被熔岩锥混合锥

**岩浆岩的原生节理：指岩浆冷凝，体积收缩时在岩体中产生的一些收缩裂隙

常见形式：玄武质喷出岩柱状节理、花岗质侵入岩中的三组相互近于垂直的节理

对工程的影响：加速岩体的风化，降低其力学性质、增大岩体的透水性、往往由此而形成软弱夹层带与围岩的接触关系：侵入接触、沉积接触

**岩浆岩分类：超基性岩SiO2＜45% 橄榄岩（深成岩）

基性岩52 ----- 45 玄武岩（喷出岩）辉绿岩（浅成岩）辉长岩（深成岩）

中性岩52―― 65 安山岩（喷）正长斑岩（浅）正长岩（深）酸性岩65 流纹岩（喷）花岗斑岩

（浅）花岗岩（深）

**岩浆岩造岩矿物：浅色（富含硅铝）白云母、正长石、斜长石；.深色（富含铁镁）黑云母、辉石角闪石

**岩浆岩结构：岩石中矿物的结晶程度、颗粒大小、形状，以及它们的相互组合关系按矿物结晶程度分：全晶质、半晶质、玻璃质

按矿物颗粒相对大小分为：等粒结构、不等粒结构、斑状结构

按矿物颗粒绝对大小：显晶质结构（粗粒结构5mm，中粒1 5mm，细粒0.1-1mm）隐晶质结构

**岩浆岩的构造：岩石中的矿物在空间的排列、配置和充填方式所形成的特征

构造类另U : 块状构造、流纹构造、气孑L构造、杏仁构造（喷出岩特有）

**简易鉴定方法步骤：1根据产状判定其是否为岩浆岩2根据颜色判定岩石初步类型（浅色一般为酸性岩类）3观察结构、构造特征（区别喷出岩和侵入岩）4查表定名

**建材：新鲜或风化程度较低的侵入岩、 喷出熔岩，是良好的建筑材料；原生节理有助于建材的开采； 火山碴是良好的铺路材料。 **沉积岩:在地表条件下（常温常压），由 母岩（岩浆岩、变质岩和早期已形成的沉积岩） 风化剥

蚀的产物经搬运、沉积 和硬结成岩 作用所形成的岩石

**沉积岩的矿物组成：碎屑矿物（石英、长石） 粘土矿物（高岭石、蒙脱石） 化学沉积矿物 （方解石白云 石）有机质及生物残骸 （贝壳，硅藻土） 胶结物（矿物间粘接物）

**沉积岩结构：碎屑结构、泥质结构、化学结构

碎屑结构：按颗粒大小（砾状结构，砂质结构，粉砂质结构） 按颗粒形状（尖棱角状、次棱角、次圆、圆状）

按胶结物及胶结方式（硅质、铁、钙、泥、石膏）

（基底胶结、孔隙胶结、接触胶结）

**沉积岩的构造：指沉积岩的各部分的空间分布和排列方式

1层理构造（水平层理、单斜层理、交错层理）沉积岩最重要的构造特征

2层面构造、（层面上由于水流、风、生物活动等作用留下的痕迹）如波痕、泥裂

3结核、 4生物成因构造

**沉积岩工程性质评价： ① 由硅质、钙质（碳酸盐等）胶结而成的砾岩（角砾岩） 、砂岩有较高的强度

② 化学岩中碳酸盐岩（灰岩、白云岩）具有较高的强度 ③ 泥质岩石，如泥岩、页岩强度低，遇水易软化，常成为岩体中的软弱夹层

，使地基沿之发生剪切破 坏，边坡岩体沿之发生滑动破坏；

④ 化学岩中的石膏类岩体遇水易软化、膨胀，不适合作地基

⑤ 化学岩中的碳酸盐岩体具有足够的强度作一般工民建建筑物地基

⑥ 碳酸盐岩地区要特别注意的工程地质问题：地表溶蚀现象给建筑物带来的不均匀沉陷；由于地下溶 蚀洞穴以上

岩体厚度不够造成的地基垮塌现象；水工建筑物在岩溶地区的渗漏问题。

⑦ 建筑材料：质纯的碳酸盐岩及钙质、硅质胶结砂岩是良好的混凝土骨料；粉砂质粘土岩是良好的土 石坝心墙材

料；页岩可作烧制砖瓦的材料

**变质岩：早期形成的岩浆岩、沉积岩甚至变质岩体在地壳中受到高温、高压及化学活动性流体的影响发 生结构、构造、成分等物理、化学变化后形成的岩石

**产生变质作用的因素： 力源（上覆岩层的重力、地壳变动产生的定向压力） 侵

入）新的化学成分：岩浆活动带来含有复杂元素的热液和气体

**变质作用类型：

接触变质作用一一发生在侵入岩体与围岩之间的接触带上，主要由温度和挥发性物质所引起的变质 热源（地壳深处高温、岩浆

作用。（岩浆活动引发）/接触变质带（岩石化学成分发生变化，矿物发生重结晶、产生新的矿物，形成新的岩石（如石灰岩变为大理岩）、带内岩体破碎裂隙发育透水性增大强度降低

、区域变质作用一一大范围内发生，并由温度、压力以及化学活动性流体等多种因素引起的变质作用。

（由构造运动和大规模岩浆活动同时或单独引发/工程地质特性（区域变质岩的性质在很大范围内较均匀、

岩体一般较破碎，工程性质差（强度低，透水性好））

动力变质作用一一在地壳构造变动时产生的强烈定向压力使岩石发生的变质作用（有重结晶现象、

一般发生在断裂带两侧）

**变质岩的结构：变余结构、变晶结构、碎裂结构

**变质岩的构造：片理构造、块状构造、变余构造

片理构造：（产生原因：定向压力长期挤压作用）

类别：片理构造（千枚状构造、片状构造）、片麻状构造、板状构造

**变质岩矿物：继承性矿物、新生矿物

**风化作用：由于温度的变化，大气、水溶液及生物的作用，使岩石或矿物在原地发生物理、化学变化的过物理风化：地表成因（主要指温度、水等）使得岩石产生机械崩解的过程

现象：热胀冷缩、冰劈、晶胀结果：使得岩石块体越来越小

化学风化：岩石在水、水溶液和空气中的氧与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

作用方式：溶解水化水解氧化

生物风化：生物在生长和分解过程中直接或间接地对岩石矿物产生的物理化学作用如（根劈）

**风化作用的特点：普遍作用在地表附近的各类岩石（体）上；作用的强度随深度的加深而减弱；至某一

深度处作用消失

**风化层：岩石圈层表面所普遍存在着的受风化作用影响的层带

研究风化壳的工程意义一一促使工程活动达到安全、经济的目标

**构造运动（地壳运动、造山运动）

1地质作用：由于自然动力所引起地壳物质组成、内部结构和地表形态变化与发展的作用分为：内动力地质作用（构造运动、地震作用、岩浆作用、变质作用）外动力地质作用（风化，地表

流水、地下水流作用）

2构造运动：由地球内部动力引起的地壳机械运动，其作用是使地壳发生变形

按运动方向分为：垂直运动、水平运动按速率：渐进式、爆发式

3地质构造：地壳运动在地层中留下的痕迹或形迹

基本类型：水平构造、倾斜、断裂、皱褶

**地壳运动原因：大陆漂移说、海地扩张说

**地质年代单位：时间单位（宙代纪世）地层单位（宇界系统）

**构造运动与地质年代关系：全球性最强烈的构造运动作为代与代的分界标志；次强烈的构造运动作为纪

的分界标志

**底层接触关系：和缓地壳运动期，沉积连续，整合接触；剧烈地壳运动期，沉积间断, 不整合接触

**岩层产状：岩层的空间产出形态，这里主要针对沉积岩而言

三个产状要素：走向、倾向、倾角

走向：岩层面与水平面交线的指向方向方位角法：如45° ;象限角法：如N45 ° E

倾向：沿层面向下所引出的最大倾斜线在水平面上的投影线的指向方向（与走向垂直）

倾角：岩层面上的最大倾斜线与水平面间的夹角（全称为真倾角），否则，称为视倾角

产状表达方法：① 方位角法：如走向45° （或225° ）,倾向135° ,倾角40°