工程地质及土力学
工程地质及土力学复习资料(自考02404)
工程地质及土力学复习资料第一章岩石和地质构造一、什么叫矿物质和岩石？说明几种主要的造岩矿物和岩石的种类？矿物：具有一定化学成分和物理性质的自然元素单质和化合物，主要造岩矿物：白云母、角闪石、石英、白云石等。
岩石：是地壳中由一种或多种矿物组成的物质。
岩石有岩浆石、沉积石、变质石等。
何谓岩石的结构和构造?岩石的结构：是指组成岩石的矿物结晶程度、晶粒大小、晶体形状及相互结合的方式。
构造指矿物在岩石中的排列和充填方式所反映出的外貌特征。
二、试结合矿物的标本，阐述矿物主要的物理性质特征如颜色、光泽、解理、断口、结晶形态和硬度等的基本概念。
颜色：矿物的颜色是矿物对白（日）光选择吸收的表现。
当矿物有选择地吸收其中某一或某些波长的光波时，则矿物就呈现剩余波长光波的混合色。
按其不同的成因可分为自色、他色和假色。
条痕色：指矿物粉末的颜色，他排除了矿物因反射所造成的色差，以去掉假色，减弱他色，保存自色，使常见矿物的颜色更为固定，对于鉴别矿物具有实用意义。
透明度：是指矿物透光能力的大小，即光③线透过矿物的程度。
矿物的透明度分为：透明、半透明、不透明三级。
光泽：矿物表面反光的的光亮程度称为光泽。
矿物的光泽按其反射强弱划分如下：①金属光泽；②非金属光泽。
硬度：矿物抵抗外力刻划研磨的能力称为硬度。
各种矿物由于化学成分和内部结构的不同，常具有不同的硬度，这是鉴别矿物的一个重要特征。
解理与断口：矿物受到外力的作用（如敲打），其内部质点间的连接力被破坏，沿一定的方向形成一系列光滑的破裂面的性质，称为解理。
所裂开的光滑破裂面称为解理面。
不具方向性的不规则断裂面，则称为断口。
解理是反映矿物质内部质点相互连接强弱的特征。
根据解理发生的完全程度，把解理分为如下几种：①极完全解理；②完全解理；③中等解理；④不完全解理。
三、试结合矿物的标本，阐述表观鉴别常见矿物的基本方法及几种主要矿物的特征。
鉴别方法：用显微镜观察法、化学分析法、专用仪器分析法、表观鉴别法。
工程地质土力学
工程地质土力学
工程地质土力学是研究土地及其周围环境与工程结构之间相互作用的学科，主要研究工程中土体和岩石物理力学性质、地质构造特征、地下水运动、地震作用等因素对工程结构的影响。
在工程设计和施工中，工程地质土力学起到了至关重要的作用，能够提供关于地形、地质和地下水环境等信息，为工程结构的设计和施工提供技术支持。
工程地质土力学主要包括三个方面的内容：地质力学、土力学和工程地质。
地质力学是研究岩石和土壤的物理力学特性，包括研究地层的组成、结构和应力状态等。
土力学是研究土壤的物理力学特性，包括研究土体的强度、变形和稳定性等。
工程地质是研究地质环境对工程结构的影响，包括研究地形和地质构造、地下水流动、土壤侵蚀等因素。
在工程设计和施工中，工程地质土力学能够提供很多重要信息，包括地质勘探数据、地下水位、地貌和地质构造、土壤力学性质等。
这些信息能够帮助工程师了解工程结构周围环境的特征，从而更好地设计和施工工程结构。
总之，工程地质土力学是一门综合性的学科，涉及多个领域，对于工程结构的设计和施工具有重要意义。
工程地质与土力学第二版课程设计 (2)
工程地质与土力学第二版课程设计课程背景工程地质与土力学是土木工程专业中一门重要的专业基础课，是建筑物和其他工程的基础研究。
该课程以自然地球科学的知识为基础，旨在能够使学生了解岩石、土壤、地下水、地震、山体滑坡等地质现象与岩土工程设计的基本原理。
本次课程设计是基于“工程地质与土力学”第二版教材内容，以加强对该学科的理解，提高学生独立开发工程地质调查报告和土力学计算的能力为目的。
课程设计目标本次课程设计旨在让学生：1.了解工程地质调查的过程和方法；2.掌握土力学基本理论，能够计算出地基承载力和地下水扩散等重要参数，并进行工程设计；3.学会编写工程地质调查报告和土力学计算报告。
实验内容实验一：现场地质调查本实验旨在让学生进一步了解工程地质调查的过程和方法。
学生将在现场进行岩石和土壤取样，掌握现场地质调查工具的使用方法，制定现场调查方案，并在实验室对取样进行分析测试。
实验步骤1.制定现场调查方案，包括取样点的选取、钻孔深度的确定等；2.进入现场地质调查，完成岩土样品的取样和整理工作；3.将取样的岩石和土壤送到实验室进行分析测试；4.将实验室测试结果整理成工程地质调查报告。
实验二：地基承载力计算本实验旨在让学生掌握土力学的基本理论，能够计算出地基承载力等重要参数，并进行工程设计。
实验步骤1.了解地基承载力计算的理论基础，掌握相关公式和计算方法；2.根据实验室测试结果，计算地基承载力等重要参数，并编写土力学计算报告；3.对工程设计进行优化和改进。
实验成果1.实验一的成果为工程地质调查报告，主要包括现场地质调查方案、现场取样过程和结果、实验室分析测试方法和结果等；2.实验二的成果为土力学计算报告，主要包括地基承载力计算、地下水扩散计算等。
实验总结本次课程设计旨在让学生能够深入掌握工程地质与土力学的基础知识，提高其独立开发工程地质调查报告和土力学计算报告的能力。
通过本次课程设计的实验，不仅能够加强学生的理论掌握能力，同时也能够提高他们的实践操作能力，为今后的相关工作做好充分的准备。
工程地质及土力学重点
1.粘性土的极限平衡条件表达式是怎么样的？破裂面与最大主应力面的夹角是多少？ 答：)245tan(2)245(tan 231ϕϕσσ+++=︒︒c )245tan(ϕα+=︒ 2．写出库仑定律的表达式。
答: 砂土：ϕστtan =f 粘性土：c f +=ϕστtan 8.3 简述三轴实验法的优点和缺点？答：优点：可严格操纵排水条件；可量测孔隙水压力；破裂面在最软弱处。
缺点：σ2=σ3，轴对称；实验比拟复杂。
4.什么叫做岩体，它与岩石有何区别？答：岩体是由一种或多钟岩石构成的地质体，包含岩层的层理、节理断层、软弱夹层等类结构面和由结构切割成大小不一、形状各异的岩块所组成的复合体。
岩石是由一种或多种矿物所组成，并且有结构与构造特性的固体岩块。
岩石和岩体的工程性状是不一样的。
一般的坚硬岩石强度较高，变形模量较大；岩体的强度相对较低，变形较大。
4.确定土的抗剪强度指标的直接剪切试验，按其试验条件区分为哪几种？它们分别适用于什么样的工程情况？答：有三种：快剪、慢剪和固结快剪；快剪：适用于建筑物施工较快、土层排水条件不良的工程情况； 慢剪：适用于建筑物施工较慢，土层排水条件较好，在施工期间充分排水的工程情况；固结快剪：适用于介于上述两种情况之间的工程情况。
5.土的抗剪强度指标是什么通常通过哪些室内实验,原为测试测定答:(1)指土的粘聚力和内摩擦角.(2)常用方法:直接剪切实验,三轴压实验,无侧限抗压强度实验,十字板剪切实验等.6.挡土墙的土压力有哪三种是如何定义的在相同条件下,哪一种最大 影响土压力的大小和分布的因素有哪些？答:(1)分为三种,分别是:①.主动土压力:墙在土压力作用下向背离填土方向移动火绕墙转时,当墙的移动或转动到达某一数量时,滑动面上的剪应力等于土的抗剪强度,墙后土体到达主动极限平衡状态,形成滑动面,这时作用在墙上的土推力到达最小值.②.被动土压力:当挡土墙在外力作用下向着填土方向移动火转动时,直到墙的移动量足够大,滑动面上的剪应力等于抗剪强度,墙后土体到达被动极限状态,土体发生向上滑动,这时作用在墙上的抗力到达最大值.③.静止土压力:假设挡土墙具有足够的刚度,且建立在墙后土体的推力作用下,不产生任何移动火转动,则墙后土体处于弹性平衡状态,这时,作用在墙背上的土压力称为静止土压力.(2)在相同条件下,被动土压力值最大.。
工程地质与土力学绪论
砾石料 卵 石
砂
（人工破碎）
粘土
工程与土力学中的土
¯土有哪些特点？
碎散性 三相体系 自然变异性
力学特性复杂
• 变形特性
• 强度特性 • 渗透特性
¯为什么要学习土力学？
1、土具有广泛的工程应用
世界最大的人工岛
1986年：开工 1990年：人工岛完成 1994年：机场运营 面积：4370m×1250m 填筑量：180×106m3 平均厚度：33m
日本 关西机场
关西机场
问题：பைடு நூலகம்降大且不均匀
• 设计沉降：5.7-7.5 m • 完成时(1990年)实际沉降：
8.1 m，5cm/月 • 预测主固结需：20年 • 比设计多超填：3m
原因
渗透破坏：冲蚀、 水力劈裂、管涌
Teton坝失事现场现状
1998年8月7日13:10发生管涌 险情，20分钟后，在堤外迎 水面找到2处进水口。 又过20分钟，防水墙后的土 堤突然塌陷出1个洞，5 m宽 的堤顶随即全部塌陷，并很 快形成宽约62m的溃口。
溃口原因：堤基管涌
焦点词汇：豆腐渣工程
九江大堤决口
处理：事后在下面做了七十多个支撑于基岩上的混凝土墩， 使用388个50t千斤顶以及支撑系统，才把仓体逐渐纠正过来， 但其位置比原来降低了４米。
加拿大特朗斯康谷仓
1972年7月某日清晨，香港宝城路附近，两万立方米 残积土从山坡上下滑，巨大滑动体正好冲过一幢高 层住宅--宝城大厦，顷刻间宝城大厦被冲毁倒塌并 砸毁相邻一幢大楼一角约五层住宅。死亡６7人。
1178年：至4层中，高约29m， 因倾斜停工
自考02404工程地质及土力学复习重点
一、名词解释1.基础: 设置于建筑物底部承受上部结构荷载并向地基传递压力的下部结构。
2.崩塌：陡峻斜坡上的某些大块岩块突然崩落或滑落，顺山坡猛烈地翻滚跳跃，岩块相互撞击破碎，最后堆积于坡脚，这一现象称为崩塌。
3.固结：土的骨架受压产生压缩变形，导致土孔隙中水产生渗流，孔隙中水随着时间的发展逐渐渗流排除，孔隙体积缩小，土体体积逐渐压缩，最后趋于稳定，这个过程常称为渗透固结、简称固结。
4.压缩变形：土体受外力作用后产生体积缩小称为压缩变形。
5.矿物的解理：矿物受到外力的作用，其内部质点间的连结力被破坏，沿一定方向形成一系列光滑的破裂面的性质，称为解理。
6.渗透性：土被水渗流通过的性能称为渗透性。
7．静止土压力：若挡土墙具有足够的刚度，且建立在坚实的地基上，墙体在墙后土体的推力作用下，不产生任何移动或转动，则墙后土体处于弹性平衡状态，这时，作用在墙背上的土压力称为静止土压力。
12。
风化作用：地壳表面的岩石由于风、电、雨和温度等大气应力以及生物活动等因素的影响发生破碎或成分变化的过程称为风化。
风化作用指的是岩石中发生物理和化学作用。
14。
渗流：土通过水中连续孔隙流动称为渗流。
15．流土：在渗流向上作用时，土体表面局部隆起或者土颗粒群同时发生悬浮和移动的现象。
16．土层：在图的形成过程中，有些残留在原地形成的残积层，有些经过风、水、冰川等的剥蚀、侵蚀、搬运，在某一适当的沉积环境下，按一定的沉积规律形成层状的沉积层，称为土层。
19．达西定律：在稳定流和层流的作用下，用粗颗粒土进行大量的渗透试验，测定水流通过土试样单位截面积的渗流量，获得渗流量与水力梯度的关系，从而得到渗流速度与水力梯度（或水头能量损失）和土的渗透性质的基本规律，即渗流基本规律——达西渗透定律。
20．砂土液化：无粘性土从固体状态转变成液体状态的现象。
22.滑坡：斜坡上的岩土体在重力作用下失去原有的稳定状态，沿斜坡内的某些滑动面（带）整体向下滑的现象.25．土坡：土坡就是具有倾斜坡面的土体。
工程地质与土力学
二、基本概念与研究内容
定义 研究对象 工程地质学的基本任务 工程地质学的基本任务 学科体系 工程地质学的研究方法
定义：研究人类工程活动与地质环境之间的
相互制约并保证这种制约关系向良性方向发 工程地质学。 展的学科称之为工程地质学。 属于地质学的分支学科，工程地质学的 特点是始终与工程实践紧密联系，为应用地 质学。
瓦依昂坝位于意大利阿尔卑斯山东部皮亚韦(Piave)河支流瓦依昂河 瓦依昂坝 下游河段，混凝土双曲拱坝，最大坝高267m，水库总库容1.69亿m3， 水电站装机容量0.9万kW。施工年份1956～1960年(5年)。
工程地质学的基本任务：工程地质学 工程地质学的基本任务： 基本任务
是研究人类工程活动与地质环境之间的相互 制约关系，以便科学评价、合理利用、有效 科学评价、 科学评价 合理利用、 改造和妥善保护 妥善保护地质环境。 改造 妥善保护
在平原地区，对于工程地质的任务来说， 平原地区，对于工程地质的任务来说， 须查明土层的分布 厚度、 土层的分布、 须查明土层的分布、厚度、均匀性和其物 理力学性质以及地下水等的工程地质条件 等的工程地质条件， 理力学性质以及地下水等的工程地质条件， 并评估地基承载能力和建筑物沉降量以及 土体被挤出的可能性。 土体被挤出的可能性。 在山区， 在山区，除了研究上述平原地区所必须 的地质条件和评估地基的承载能力和变形 尚需勘察清楚建筑物场址四周的地质 外，尚需勘察清楚建筑物场址四周的地质 环境。 环境。要对这些有害地质现象进行研究分 提出评价和治理的意见， 析，提出评价和治理的意见，以确保建筑 物在地质上的稳定。 物在地质上的稳定。
工程地质学
测量专业
绪 论
一、学科性质、研究对象与任务 学科性质、 二、基本概念与研究内容 三、学科发展概况 四、相关内容及学习方法
工程地质与土力学试题库含答案
工程地质与土力学试题库含答案一、单选题（共30题，每题1分，共30分）1.岩石经风化作用而残留在原地未经搬运的碎屑堆积物为( )。
A、坡积土B、洪积土C、冲积土D、残积土正确答案：D2.在颗粒级配曲线上一种土的d10为14，d30为39，d60为84，土的不均匀系数 C、 u为（）。
A、8B、0C、15D、0正确答案：D3.砂土中某点的最大主应力为400kpa，最小主应力为200kpa，砂土的内摩擦角为25°，粘聚力为0，试判断该点处于（）。
A、无法确定B、破坏状态C、稳定状态D、极限平衡状态正确答案：C4.土是由( )经过风化作用形成的。
A、岩石C、水D、不确定正确答案：A5.上盘相对上移、下盘相对下移的断层是( )A、走向断层B、正断层C、平移断层D、逆断层正确答案：D6.土由半固态转入可塑状态的界限含水率被称为（）。
A、缩限B、液限C、塑性指数D、塑限正确答案：D7.在颗粒级配曲线上一种土的d10为12，d30为37，d60为86，试计算此土的曲率系数 C、 C、为（）。
A、8B、9C、15D、33正确答案：D8.反映粘性土软硬程度的指标是（）。
A、液性指数C、塑性指数D、塑限正确答案：A9.流土产生的条件为（）A、渗流由下而上，渗透力小于土的有效重度。
B、渗流由上而下，渗透力大于土的有效重度。
C、渗流由上而下，渗透力小于土的有效重度。
D、渗流由下而上，渗透力大于土的有效重度。
正确答案：D10.卵石具有的结构是( )。
A、絮状构造B、蜂窝结构C、单粒结构D、无法确定正确答案：C11.土粒比重的单位是（）A、kg/m3B、无C、KPaD、KN/m3正确答案：B12.下列岩石属于沉积岩的是（）。
A、石灰岩B、正长岩D、花岗岩正确答案：A13.当挡土墙向离开土体方向偏移至土体达到极限平衡状态时，作用在墙上的土压力称为（）。
A、静止土压力B、被动土压力C、无法确定D、主动土压力正确答案：D14.砂土的饱和度为57%，则该土为（）。
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工程地质及土力学
工程地质及土力学（Engineering Geology and Soil Mechanics）是土木工程的重要分支，是研究水土岩地基本质、地质构造与工程相互关系、土体强度和变形性质、地下水运动及安全稳定性等问题的学科。
它在建筑、交通、水利、能源等领域中有着广泛的应用和重要作用。
首先，工程地质研究的重点是用于地基工程施工的地质条件。
地质条件的差异对建筑物、道路、桥梁等工程物体的稳定性、耐久性、安全性和经济性均有很大影响。
通过对地质状况的认真勘查，可以预测地质灾害的触发条件和危险区域，为工程设计提供可靠数据，避免可能造成的损失和地质灾害。
工程地质勘探还为施工方案的设计和执行提供了重要的实验基础，如对土层的稳定性、坡面稳定和地基承载力等问题提供了实验数据保证。
其次，土力学原理是处理土层和砂石等固体材料的强度、变形及特性的科学。
土力学的研究还涉及土层的稳定性和基础承载力的确定。
通过详细分析土壤内部结构和组成，可以利用力学原理进行土体强度、刚度、变形、破坏条件等的分析和计算，从而为工程设计提供科学的理论依据。
土力学的重要成果之一是基础工程力学。
在施工过程中，基础的结构物是挑战性的，因为它们必须能够承受地面的力量和运动。
如果荷载承载面积过小，地面就会发生沉降和变形，造成结构物丧失稳定性。
正确的土力学分析和设计可以提供尽
可能坚固和稳定的基础，同时确保地面得到足够的支撑和稳定。
最后，在地下水运动研究方面，工程地质和土力学也发挥了重要作用。
在地下水的分析过程中，需要计算水流速度、流量、压力、斜力、渗透性和渗透系数等参数。
这可以使用一般的水文学、流体力学和土力学原理进行分析和研究。
这些原理也可以应用到基础工程设计的各个方面，例如排水和广泛的灌浆活动，以确保基础建筑物的稳定性和安全性。
在总结上述内容之后，可以说，工程地质及土力学相互依存，互相促进，为工程建设提供了可靠的科学理论和技术手段。
工程地质可以为施工提供宝贵信息和实验基础，而土力学则提供了处理土层、固体材料强度、变形等的科学方法。
通过这两个学科的有效结合，可以为设计和施工提供有效而安全的基础。