课后习题答案_重庆大学_工程地质_试卷答案

思考题及答案第1章【1】工程地质问题包括哪几个方面？答：工程地质问题主要包括地质灾害问题，区域稳定性问题，地基沉降变形问题，地基、斜坡或洞室围岩的稳定性问题，渗漏问题等问题。

【2】工程地质学的定义。

答：工程地质学广义的讲是研究地质环境及其保护和利用的科学。

狭义的讲是将地质学的原理运用于解决与工程建设有关的地质问题的一门学科，是岩土工程的重要组成部分。

【3】工程地质学的研究对象是什么？答：工程地质学的研究对象是工程地质条件与人类的工程建筑活动的矛盾。

【4】工程地质条件有哪些？答：工程地质条件是与人类活动有关的各种地质要素的综合，包括地形地貌条件、岩土类型及其工程地质性质、地质结构与构造、水文地质条件、不良地质作用、以及天然建筑材料等六大方面，是一个综合概念。

【5】工程地质学的研究内容包括什么？答：工程地质学研究内容主要包括地球与地貌、岩石与岩体、岩体的地质构造、第四纪堆积物与土的工程性状、地表水与地下水性质、不良地质现象及防治对策和岩土工程地质勘察等内容。

【6】工程地质学的分析方法有哪些？答：工程地质学常用分析方法包括自然地质历史分析法，工程地质建模与计算，工程地质实验与现场试验，工程类比法。

上述4种方法往往是结合在一起的，综合应用才能事半功倍。

第2章[1] 地球的内圈和外圈各分为哪三圈？各圈层的性质如何？各有哪些特点？答：地球的外部层圈有大气圈、水圈和生物圈。

地球的内部层圈包括地壳、地幔和地核。

地壳是莫霍面以上的地球表层。

地壳厚度是变化的，地壳物质的密度一般为2.6-2.9g/cm3，其上部密度较小，向下密度增大。

地壳通常为固态岩石所组成，包括沉积岩、岩浆岩和变质岩三大岩类。

地幔是位于莫霍面之下，古登堡面之上。

体积约占内圈总体积的80％，质量约占内圈总质量的67.8％，主要由固态物质组成。

地核是地球内部古登堡面至地心的部分，其体积占地球总体积的16.2％，质量却占地球总质量的31.3％，地核的密度达9.98-12.5 g/cm3。

[2] 矿物的定义是什么？矿物如何进行分类？常见的造岩矿物和造矿矿物有哪些？常见的原生矿物和次生矿物有哪些？答：矿物是组成岩石的基本物质单元。

矿物是地壳中的元素在各种地质作用下由一种或几种元素结合而成的天然单质或化合物，它是在地质作用中产生的，具有一定化学成分、结晶构造、外部形态和物理性质的天然物体。

自然界的矿物按其成因可分为三大类型：原生矿物、次生矿物、变质矿物。

按照矿物的物质成分分类：造岩矿物、造矿矿物。

造岩矿物指斜长石、正长石、石英、白云母、黑云母、角闪石、辉石、橄榄石、方解石、石榴石等组成岩石的常见矿物。

金属造矿矿物指磁铁矿、赤铁矿、黄铜矿、黄铁矿和方铅矿等组成矿产的常见矿物。

原生矿物：在成岩或成矿的时期内，从岩浆熔融体中经冷凝结晶过程中所形成的矿物，如石英、长石、辉石、角闪石、云母、橄榄石、石榴石等。

次生矿物：指原生矿物遭受风化作用而形成的新矿物，如高岭石、蒙脱石、伊里石、绿泥石等；或在水溶液中析出生成的，如方解石、石膏、白云石等。

[3] 矿物的主要物理性质有哪些？如何根据矿物的性质进行标本识别？答：矿物的物理性质主要包括形状、颜色、条痕、透明度、光泽、硬度、解理、断口、密度等。

研究矿物的物理性质，可作为对矿物进行鉴定的依据。

矿物的物理力学性质是鉴别矿物的重要依据。

除上述的矿物性质外，还有一些矿物具有独特的性质，这些性质同样是鉴定矿物的可靠依据，如导电性、磁性、弹性、挠性、延展性、脆性、放射性等等。

[4] 岩浆岩是怎样形成的？可分为哪几种类型？岩浆岩常见的矿物成分有哪些？岩浆岩的结构、构造特征是什么？岩浆岩的代表性岩石有哪些？答：岩浆岩亦称火成岩，它是由炽热的岩浆在地下或喷出地表后冷凝形成的岩石。

岩浆岩按照成因可分为深成岩、浅成岩、喷出岩。

组成岩浆岩的矿物大约有30多种，按其颜色及化学成分的特点可分为浅色矿物和深色矿物两类。

浅色矿物富含硅、铝成分，如正长石、斜长石、石英、白云母等；深色矿物富含铁、镁物质，如黑云母、辉石、角闪石、橄榄石等。

岩浆岩的结构是指岩石中（单体）矿物的结晶程度、颗粒大小、形状以及它们的相互组合关系。

按岩石中矿物结晶程度划分：全晶质结构、半晶质结构、非晶质结构。

按岩石中矿物颗粒的绝对大小划分：显晶质结构、隐晶质结构。

按岩石中矿物颗粒的相对大小划分：等粒结构、不等粒结构、斑状结构。

岩浆岩的构造是指（集合体）矿物在岩石中排列的顺序和填充的方式所反映出来岩石的外貌特征。

岩浆岩的构造特征，主要决定于岩浆冷凝时的环境。

常见的岩浆岩构造有块状构造、流纹构造、气孔构造和杏仁状构造四种。

岩浆岩的代表性岩石有花岗岩、流纹岩、花岗斑岩、正长岩、正长斑岩、粗面岩、闪长岩、闪长玢岩、安山岩、辉长岩、辉绿岩、玄武岩、橄榄岩。

[5] 沉积岩是怎样形成的？可分为哪几种类型？沉积岩常见的矿物成分有哪些？沉积岩的结构、构造特征是什么？沉积岩的代表性岩石有哪些？答：沉积岩的形成一般经过了先成岩石(岩浆岩、沉积岩或变质岩)遭受风化、剥蚀破坏，破坏产物被搬运至一定场所沉积下来，再固结成岩的过程。

具体经过风化阶段、搬运阶段、沉积阶段和硬结成岩阶段四个阶段。

沉积岩中已发现的矿物在160种以上，其中比较重要的有20余种，构成了99％以上的沉积岩物质。

最常见的矿物有氧化物，硅酸盐(长石类、黏土类矿物、云母类矿物)、碳酸盐、硫酸盐、磷酸盐等矿物沉积岩的结构按成因可分为碎屑结构、非碎屑结构（泥质结构、结晶结构和生物结构）。

沉积岩的构造主要是层理构造，水平层理，斜层理，交错层理。

常见沉积岩：砾岩、砂岩、粉砂岩、页岩、泥岩、黏土、石灰岩、白云岩、泥灰岩、硅质岩、火山碎屑岩。

[6] 什么是变质作用？变质作用有哪些类型？变质岩的主要矿物组成、结构、构造特征是什么？变质岩的代表性岩石有哪些？答：由原先存在的固体岩石(火成岩、沉积岩或早期变质岩)在岩浆作用（高温、高压、化学活动性气体）或构造作用下使得原岩在成分、结构构造方面发生改变而形成新的岩石的改造过程称为变质作用根据变质作用的因素及变质岩形成条件，可将变质作用分为：接触变质作用、区域变质作用、动力变质作用、交代变质作用。

变质岩是原岩受高温高压等变质作用而成，因此变质岩的化学成分及矿物成分具一定的继承性，另一方面变质作用与岩浆作用、沉积作用又有所不同。

组成变质岩的矿物，一部分是与岩浆岩或沉积岩所共有的，如石英、长石、云母、角闪石、辉石、方解石等；另一部分是是变质作用所特有的变质矿物，如红柱石、矽线石、蓝晶石、硅灰石、刚玉、绿泥石、绿帘石、绢云母、滑石、叶蜡石、蛇纹石、石榴子石等。

变质岩的结构是指构成岩石的各矿物颗粒的大小、形状以及它们之间的相互关系。

变质岩的结构有变余结构、变晶结构和碎裂结构三种。

变质岩的构造是鉴定变质岩主要特征，也是区别于其他岩石的特有标志。

一般按成因变质岩的构造可分为片麻状构造、片状构造、板状构造、块状构造、千枚状构造五种。

变质岩的代表性岩石有: 板岩、片岩、千枚岩、片麻岩、矽卡岩、石英岩、角岩、云英岩、蛇纹岩、混合岩、大理岩、断层角砾岩、糜棱岩、碎裂岩、片理化岩。

[7] 三大类岩石在物质组成、结构、构造上的异同有哪些？岩石标本的鉴定方法是怎样的？如何对三大类岩石进行鉴定？三大类岩石是如何相互转化的？答：三大类岩石具有不同的形成条件和环境，而岩石形成所需的环境条件又会随着地质作用的进行不断地发生变化。

沉积岩和岩浆岩可以通过变质作用形成变质岩。

在地表常温、常压条件下，岩浆岩和变质岩又可以通过母岩的风化、剥蚀和一系列的沉积作用而形成沉积岩。

变质岩和沉积岩当进入地下深处后，在高温高压条件下又会发生熔融形成岩浆，经结晶作用而变成岩浆岩。

因此，在地球的岩石圈内，三大岩类处于不断演化过程之中。

标本鉴定略。

[8] 岩石的容重、比重、密度、孔隙率、孔隙比的含义是什么？如何计算？答：岩石比重是单位体积岩石固体部分的重量与同体积水的重量(4℃)之比。

岩石重度是单位体积岩石的重量。

岩石孔隙率指岩石孔隙和裂隙体积与岩石总体积之比。

[9] 岩石的水理性质通常包括哪些？岩石的吸水性、透水性、软化性和抗冻性分别指什么？怎样来表示？答：岩石水理性质系指岩石与水相互作用时所表现的性质，通常包括岩石吸水性、透水性、软化性和抗冻性等。

岩石在一定试验条件下的吸水性能称为岩石吸水性。

岩石吸水率(1 )系指岩石试件在常温常压下自由吸入水的重量(wl W )与岩石干重(s W )之比值，以百分数表示。

岩石的透水性，是指土或岩石允许水透过本身的能力。

透水性的强弱取决于土或岩石中孔隙和裂隙的大小，透水性的强弱以渗透系数来表示。

岩石浸水后强度降低的性能称为岩石的软化性。

岩石软化性与岩石孔隙性、矿物成分、胶结物质等有关。

岩石软化性大小常用软化系数岩石抵抗冻融破坏的性能称为岩石的抗冻性。

岩石的抗冻性通常采用抗冻系数及重量损失率来表示。

[10] 岩石的力学性质包括哪些内容？岩石的应力应变关系有何特点？分为哪几个阶段？岩石的破坏方式有哪些？答：岩石的力学性质，主要是变形特性和强度特性。

前者是在外力作用下岩石中的应力与应变的关系特性；后者则为岩石抵抗应力破坏作用的性能。

岩石在外力作用下要产生变形，其变形性质可分为弹性变形和塑性变形，破坏方式有塑性和脆性破坏之分。

岩石变形过程划分为四个阶段：① 孔隙裂隙压密阶段② 弹性变形至微破裂稳定发展阶段③ 塑性变形阶段至破坏峰值阶段④ 破坏后峰值跌落阶段至残余强度阶段[11] 什么是岩石的蠕变和松弛？答：岩石的蠕变是指岩石在恒定应力不变的情况下岩石的变形随时间而增长的现象。

岩石的蠕变实质上是岩石恒定加荷后岩石内部裂隙孔隙逐渐压密的过程。

岩石的蠕变特性可以通过在岩石试件上加一恒定荷载，观测其变形随时间的发展状况，即蠕变试验来研究。

岩石的松弛是指当岩石保持应变恒定时，应力随着时间的延长而降低的现象。

[12] 岩石的抗压强度、抗剪强度和抗拉强度是如何表示的？各有怎样的破坏形式？答：岩石抗压强度也就是岩石在单轴受压力作用下抵抗压碎破坏的能力，相当于岩石受压破坏时的最大压应力。

抗剪强度是岩石抵抗剪切破坏的能力。

相当于岩石受剪切破坏时，沿剪切破坏面的最大剪应力。

由于岩石的组成成分和结构与构造比较复杂，在应力作用下剪切破坏的形式有多种。

抗剪断试验、抗切试验、弱面抗剪切试验。

岩石试件在单轴拉伸荷载作用下所能承受的最大拉应力就是岩石的抗拉强度。

[13] 影响岩石工程地质性质的因素有哪些？岩浆岩、沉积岩和变质岩的工程地质性质如何评价？答：岩石作为建筑物地基或岩体和建筑材料，在应用时，必须注意影响其物理力学性质变化的因素。

影响的因素是多方面的，主要的有两方面：一是形成岩石的组成成分、结构与构造及成因等；二是风化和水等外部因素的影响。