土木工程地质课程复习资料

土木工程地质课程复习资料一、绪论1、什么是工程地质条件？地质问题？工程地质条件是指工程建筑物所在地区地质环境各项因素的综合，这些因素包括：地层岩性、地质构造、水文地质条件、地表地质作用、地形地貌。

工程地质问题是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.主要工程地质问题包括:（1）地基稳定性问题;（2）斜坡稳定性问题（3）洞室围岩稳定性问题（4）区域稳定性问题.2、工程地质学的主要任务:(1)区域稳定性研究与评价,是指由内力地质作用引起的断裂活动,地震对工程建设地区稳定性的影响;(2)地基稳定性研究与评价,是指地基的牢固,坚实性;(3)环境影响评价,是指人类工程活动对环境造成的影响3什么是地形地貌？地形是指地表高低起伏状况、山坡陡缓程度与沟谷宽窄及形态特征等，地貌则说明地形形成的原因、过程和时代。

二、地壳及其物质组成1地质作用的类型。

地质作用常被划分为内力地质作用与外力地质作用。

内力地质作用按其作用方式可分为四种：构造运动、岩浆作用、变质作用和地震。

外力地质作用主要包括风化作用、剥蚀作用、搬运作用、沉积作用和固结成岩作用。

按地质灾害成因可分物理地质作用和工程地质作用，以上都是物理地质作用2.矿物是地壳中的元素在各种地质作用的产物。

矿物的物理力学性质包括：颜色和条痕、光泽、硬度、解理和断口、密度、弹性、挠曲和延展性。

3.岩石是地壳的基本组成物质，是内外动力地质作用的产物。

火成岩是岩浆作用的产物。

结构有显晶质结构、斑状结构、隐晶质结构，构造有块状构造、气孔与杏仁构造、流纹构造。

沉积岩是外力地质作用的产物。

结构有碎屑结构和非碎屑结构，构造有层理构造、递变层理、波痕与泥裂。

变质岩是变质作用的产物。

结构有变晶结构和变余结构，结构有变成构造和变余构造。

4.常见矿物：滑石方解萤磷长，石英黄玉刚玉刚（硬度从小到大）常见岩石：花岗岩、玄武岩、闪长岩（火成岩）砾岩、砂岩、粘土岩、蒸发岩、非蒸发岩（沉积岩）板岩、千枚岩、片岩、大理岩、石英岩（变质岩）三、地质年代和第四纪概述地质年代的概念：绝对年代是指地质事件发生至今的年龄（同位素地质年代测定）；相对年代是指地质事件发生的先后顺序（地层层序律、生物层序律、切割律）地质年代表：地质年代单位包括宙代纪世；对应的年代地层单位是宇界系统四、地质构造.岩层与地层的区别岩层是指由两个平行或近于平行的界面所限制的同一岩性组成的层状岩石，不包含时间概念；而地层不同，地质历史上某一时代形成的一套岩层，称为那个时代的地层，包含时间概念。

1.褶曲、断层构造（构造运动按运动方向可分为哪几种?）(29)构造运动是一种机械运动。

按运动方向可分为水平运动和垂直运动。

构造运动使岩层发生变形和变位，形成的产物称为地质构造。

常见的有褶皱(岩层受力发生弯曲变形)、断层（破裂并且两个面发生明显位移）和节理（受力发生破裂）也一起称为断裂构造2、岩石产状的要素与表示方法（29）岩石的产状是指岩层的空间位置，它是研究地质构造的基础。

产状用走向、倾向和倾角来表示，称为产状三要素。

产状要素用地质罗盘进行测量。

产状要素表示方法有：（1）走向/倾向（象限）、倾角；（2）倾向、倾角。

3、平行不整合、角度不整合的形成假整合接触（平行不整合接触）：为新、老地层产状平行一致而地层时代不连续。

其间缺失某些地层，标志着这期间地壳曾一度上升。

上升时遭受风化剥蚀，形成具有一定程度起伏的剥蚀面。

不整合接触（角度不整合接触）：新、老地层产状不一致以角度相交，地层时代不连续，反映其间曾发生过剧烈的构造运动，致使老地层产生褶皱、断裂，地壳上升遭受风化剥蚀，形成剥蚀面。

而后地壳下降至水面以下接受沉积，形成新地层。

4、地质构造的基本类型及其工程地质评价褶皱：P35褶皱构造的规模、形态、形成条件和形成过程各不相同，而工程所在地往往仅是褶皱构造的局部部位。

对比和了解褶皱构造的整体乃至区域特征，对于选址、选线及防止突发性事故十分重要的。

节理：P38节理是一种发育广泛的裂隙。

节理将岩层切割成块状，这对掩体强度和稳定性有很大影响，节理间距越小，岩石破碎程度越高，岩体承载力将明显降低。

岩层中发育的节理裂隙是地下水的通道，同时也会对风化作用起着加速进化的效应。

随着岩石风化程度增强和水对岩石的浸泡软化岩块质地变软、强度降低。

断层：p43作为不连续面的断层是影响岩体稳定性的重要因素，这是因为断层带岩层破裂强度低，另一方面它对地下水、风化作用等歪理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中，选择线路、桥址和隧道位置时，应尽可能避开断层破碎带。

.如何评价褶曲的工程地质?怎样利于边坡稳定?(34)褶皱的核部是岩层强烈变形的部位，岩石破碎、裂隙发育，直接影响到岩石强度和岩体的完整性，所以在褶皱核部布置各种建筑工程时，必须注意岩层的坍塌及漏水、涌水问题。

向斜构造富含地下水，在向斜地段开挖施工要特别注意漏水和涌水问题。

背斜构造核部裂隙发育，岩层产状向两侧倾斜，不利于蓄水，往往会造成供水困难。

褶皱的翼部不同于核部，以倾斜构造为主。

在褶皱翼部布置工程时应注意岩层的产状。

如果开挖边坡的走向与岩层走向基本一致，且边坡的坡向与岩层倾向一致，岩层倾角又小于边坡坡角时，极易造成顺坡滑动。

但如果开挖边坡的走向与岩层走向交角大于40°，而且坡向与岩层倾向相反，或者虽两者倾向相同但岩层倾角大于坡角，则对边坡的稳定性有利。

修建隧道应怎么考虑褶曲与断层?对于隧道等深埋地下工程，隧道位置选择在褶曲构造一翼或背斜褶皱中轴处通过较为有利，因为隧道通过均一岩层有利稳定。

背斜顶部岩层受张力作用可能塌落，而如果恰在褶曲的两翼，将受到偏侧压力，结构需加强。

选择隧道位置时，应尽可能避开断层地区。

不得已时，也要与断层带隔开足够的安全距离，切忌隧道中线与断层方向一致。

万不得已时，也宜正交跨过。

施工时，还应作好各种支护及防水措施。

5）褶皱（要素：核部、翼部、轴面、枢纽）的分类（两种基本形态：背斜核老翼新和向斜核新翼老）1 根据轴面产状，分为直立褶皱；斜歪褶皱；倒转褶皱；平卧褶皱；翻卷褶皱。

2 根据横剖面形态，分为扇形褶皱；箱型褶皱；单斜。

3 根据枢纽产状，分为水平褶皱；倾状褶皱。

4 根据平面形态，分为线状褶皱；短轴褶皱；穹隆与构造盆地。

5 复背斜与复向斜，是褶皱的组合形式。

6）断层的分类1 按断层两盘相对运动分类：正断层；逆断层；平移断层。

2 断层组合类型：阶梯状断层；地堑与地垒；叠瓦构造。

3 按断层与所在岩层产状关系分类：走向断层；倾向断层；斜向断层；顺层断层。

7）活断层；活断层存在的标志答：活断层是指现在正在活动或在最近地质时期（全新世，1万年）发生过活动的断层。

活动周期为50到100年的定性为工程活断层特性：活断层的活动方式可以分为蠕滑和粘滑两种形式。

活断层的规模包括其长度和切割深度，它能反映其能力和破坏力。

活断层的活动速率是断层活动性强弱的重要标志。

活断层重复活动周期：两次突然错动之间的时间间隔，也就是地震重复周期。

相邻两次发震的时间即为重复周期，次方法称为古地震法。

活断层的判别标志：1地质标志，通过第四纪堆积物及生物化石研究，填制地质构造图及槽探方法。

2 地貌标志，是一种比较成熟和易行的方法。

3 地壳形变测量，地球物理和地球化学标志。

五、地下水什么是水理性质？持水性：岩石具有容纳和保持一定水量的性能称为持水性。

给水性：在重力影响下重力水由保水岩石中流出来的能力叫做给水性。

透水性：岩石的透水能力称为透水性。

1、地下水的分类，按孔隙性质，按埋藏条件（P52）地下水按埋藏条件分为上层滞水、潜水和承压水；按含水层空隙性质可分为孔隙水、裂隙水和岩溶水。

2，含水层和隔水层的概念（P51）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，一是岩石中要有空隙存在，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由运动。

隔水层：是指不能给出并透过水的岩层。

隔水层还包括那些给出与透过水的数量是微不足道的岩层，也就是说，隔水层有的可以含水，但是不具有允许相当数量的水透过自己的性能。

3、潜水等水位线的用途、潜水与承压水的特征比较①潜水等位线的用途：1）确定潜水流向；2）计算潜水的水力坡度；3）确定潜水与地表水之间的关系；4）确定潜水的埋藏深度；5）确定泉或沼泽的位置；6）推断含水层的岩性或厚度的变化；7）确定给水和排水工程的位置。

②潜水，承压水特征比较：潜水的特征：①具有自由水面的重力水（无压水）。

②补给区与分布区一致③动态变化：受气候影响较大，明显的季节性④化学组分：与地下水的流通速度有关，易受地面污染的影响。

⑤潜水对工程的影响承压水的特征：①无自由水面，承受一定的水头压力。

②分布区与补给区不一致，通常前者远大于后者。

③动态比较稳定，受气候影响较小，水质不易受地面污染。

④可能的工程问题：基坑突涌。

4达西定律：地下水在孔隙中的运动属于层流，遵循达西线性渗流定律：Q=KA(H1—H2)/L=KAI=VA5、管涌、流砂P58答：管涌：在渗透水流作用下，土中细颗粒在粗颗粒所形成的孔隙通道中移动，流失，土的孔隙不断扩大，渗流量也随之加大，最终导致土体内形成贯通的渗流通道，土体发生破坏的现象。

流砂：是地下水自下而上渗流时土产生流动的现象。

当地下水的动水压力大于土粒的浮容重或地下水的水力坡度大于临界水力坡度时，就会产生流砂。

经常由于工程活动引起，所以流砂是一种工程地质现象流砂防治：1人工降低地下水位2打板桩3冻结法4水下挖掘6、基坑突涌（理解加简单计算）答：当基坑下伏有承压含水层时，开挖基坑减小了隔水层的厚度。

当隔水层较薄经受不住承压水头压力作用时，承压水的水头压力会冲破基坑底板，这种工程地质现象被称为基坑突涌。

六、地表地质作用1.风化作用的类型，影响因素，风化带的划分，风化的防治措施。

①风化作用类型：物理风化（包括热力风化、冻融风化）、化学风化（包括溶解作用、水化作用、水解作用、碳酸化作用、氧化作用）、生物风化三种方式。

②影响因素：气候因素，地形因素，地质因素。

③风化带的划分：分为全风化带、强风化带、弱风化带、微风化带、新鲜岩石五种。

④风化的防治措施：挖除法、抹面法、胶结灌浆法、排水法。

2河流纵剖面、横剖面，河谷形态三要素，下切作用（垂直侵蚀作用），侧方侵蚀作用，河漫滩的二元结构，河流侵蚀、淤积作用的防治。

①河流纵剖面：从河源到河口，河床最低点与水面最高点之间的截面。

横剖面:河流两岸之间垂直于河流方向的剖面②河谷通常由几个要素组成：常年有流水的部分称为河床；河床两旁的平缓部分称为谷底；谷底以上的斜坡称谷坡；谷坡与谷底交接处称谷麓。

③下切作用：垂直于地面的侵蚀，下切侵蚀是指河床、土壤、等在流水或其它外力作用下向深度发展的侵蚀过程；侧方侵蚀作用：垂直于两侧河岸的侵蚀。