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文檔簡介
第一章工程地質(zhì)一、考試大綱(一)巖體的特征;(二)地下水的類型與特征;(三)常見工程地質(zhì)問題及其處理方法;(四)工程地質(zhì)對工程建設(shè)的影響。二、考情分析本章主要以單選題為主,單選題6題,多選題1題。共計8分。2012年分值較少。但是各節(jié)分值比較平均,每節(jié)2分。本章知識點(diǎn)較分散,內(nèi)容涵蓋較多,學(xué)員應(yīng)該理解記憶。本章歷年真題分值分布單項選擇題多項選擇題合計2009年6分2分8分2010年6分2分8分2011年6分2分8分2012年3分0分3分三、主要考點(diǎn)本章應(yīng)掌握的關(guān)鍵知識點(diǎn)如下:第一節(jié):巖體的特征1.巖體的結(jié)構(gòu)2.巖體的力學(xué)性質(zhì)3.巖體的工程地質(zhì)性質(zhì)4.土的工程性質(zhì)第二節(jié):地下水的類型與特征1. 地下水的類型2. 地下水的特征第三節(jié):常見工程問題及其處理方法1.特殊地基2.地下水3.邊坡穩(wěn)定第四節(jié):工程地質(zhì)對建設(shè)工程的影響1.工程地質(zhì)對工程選址的影響2.工程地質(zhì)對建筑結(jié)構(gòu)的影響3.工程地質(zhì)對工程造價的影響四、本章框架知識體系及分值章節(jié)分值第一節(jié)巖體的特征2分第二節(jié)地下水的特征與類型2分第三節(jié)常見工程問題及其處理方法2分第四節(jié)工程地質(zhì)對工程建設(shè)的影響2分五、系統(tǒng)講解 第一節(jié)巖體的特征巖石是礦物的集合體,其特征可以用巖塊來表征。巖體可能由一種或多種巖石組合。工程巖體有地基巖體、邊坡巖體和地下洞室圍巖三類。一、巖體的結(jié)構(gòu)(一)巖體的構(gòu)成1.巖石(1)巖石的主要礦物巖石中的石英含量越多,鉆孔的難度就越大,鉆頭、鉆機(jī)等消耗量就越多。1)顏色。顏色是礦物最明顯、最直觀的物理性質(zhì)。2)光澤。光澤是礦物表面的反光能力,用類比方法常分為四個等級:金屬光澤、半金屬光澤、金剛光澤及玻璃光澤。3)硬度。硬度是礦物抵抗外力刻劃、壓人或研磨等機(jī)械作用的能力。鑒定礦物常用一些礦物互相刻劃來測定其相對硬度,一般分為10個標(biāo)準(zhǔn)等級,如表1.1.1礦物硬度表所列。表1.2.1礦物硬度表硬度12345678910礦物滑石石膏方解石螢石磷灰石長石石英黃玉剛玉金剛石在實(shí)際工作中常用可刻劃物品來大致測定礦物的相對硬度,如指甲約為22.5度,玻璃約為5.56度,鋼刀約為67度。(2)巖石的成因類型及其特征組成地殼的巖石按成因可分為巖漿巖(火成巖)、沉積巖(水成巖)和變質(zhì)巖三大類。巖漿巖根據(jù)形成條件,巖漿巖分為噴出巖和侵入巖。侵入巖又分為深成巖(形成深度大于5km)和淺成巖(形成深度小于5km)。深成巖常形成巖基等大型侵入體,巖性一般較單一,以中、粗粒結(jié)構(gòu)為主,致密堅硬,孔隙率小,透水性弱,抗水性強(qiáng),故其常被選為理想的建筑基礎(chǔ),如花崗巖、正長巖、閃長巖、輝長巖;淺成巖多以巖床、巖墻、巖脈等狀態(tài)產(chǎn)出,有時相互穿插。顆粒細(xì)小,巖石強(qiáng)度高,不易風(fēng)化,但這些小型侵入體與圍巖的接觸部位,巖性不均一,節(jié)理裂隙發(fā)育,巖石破碎,風(fēng)化蝕變嚴(yán)重,透水性增大,如花崗斑巖、閃長玢巖、輝綠巖、脈巖。沉積巖經(jīng)風(fēng)化、搬運(yùn)、沉積和成巖等一系列地質(zhì)作用而形成的層狀巖石。如碎屑巖(如礫巖、砂巖、粉砂巖)、黏土巖(如泥巖、頁巖)、化學(xué)巖及生物化學(xué)巖類(如石灰?guī)r、自云巖、泥灰?guī)r)等。變質(zhì)巖變質(zhì)巖是地殼中原有的巖漿巖或沉積巖,由于地殼運(yùn)動和巖漿活動等造成物理化學(xué)環(huán)境的改變,使原來巖石的成分、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造發(fā)生一系列變化所形成的新的巖石。如大理巖、石英巖等。變質(zhì)巖的構(gòu)造主要有板狀構(gòu)造、千枚狀構(gòu)造、片狀構(gòu)造、片麻狀構(gòu)造、塊狀構(gòu)造,大理石屬于塊狀構(gòu)造。三大類巖石的主要區(qū)別。根據(jù)上述三大類巖石的特征描述,現(xiàn)將它們之間的主要區(qū)別歸納如表1. 1. 2。表1. 1.2巖漿巖、沉積巖和變質(zhì)巖的地質(zhì)特征表地質(zhì)特征巖漿巖沉積巖變質(zhì)巖主要礦物成分全部為從巖漿巖中析出的原生礦物,成分復(fù)雜,但較穩(wěn)定。淺色的礦物有石英、長石、白云母等;深色的礦物有黑云母、角閃石、輝石、橄欖石等次生礦物占主要地位成分單一,一般多不固定。常見的有石英、長石、白云母、方解石、白云石、高嶺石等除具有變質(zhì)前原來巖石的礦物,如石英、長石、云母、角閃石、輝石、方解石、白云石、高嶺石等外,尚有經(jīng)變質(zhì)作用產(chǎn)生的礦物,如石榴子石、滑石、綠泥石、蛇紋石等結(jié)構(gòu)以結(jié)晶粒狀、斑狀結(jié)構(gòu)為特征以碎屑、泥質(zhì)及生物碎屑結(jié)構(gòu)為贊征、部分為成分單一的結(jié)晶結(jié)構(gòu),但肉眼不易分辨以變晶結(jié)構(gòu)等為特征構(gòu)造具塊狀、流紋狀、氣孔狀;杏仁狀構(gòu)造具層理構(gòu)造多具片理構(gòu)造成因直接由高溫熔融的巖漿形成主要由先成巖石的風(fēng)化產(chǎn)物,經(jīng)壓密、膠結(jié)、重結(jié)晶等成巖作用而形成由先成的巖漿巖、沉積巖和變質(zhì)巖,經(jīng)變質(zhì)作用而形成2.土土是連續(xù)、堅固的巖石在風(fēng)化作用下形成的大小懸殊的顆粒,在原地殘留或經(jīng)過不同的搬運(yùn)方式,在各種自然環(huán)境中形成的堆積物。(1)土的組成。土是由顆粒(固相)、水溶液(液相)和氣(氣相)所組成的三相體系。(2)土的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造。土的結(jié)構(gòu)是指上顆粒本身的特點(diǎn)和顆粒間相互關(guān)聯(lián)的綜合特征,一般可分為兩大基本類型:單粒結(jié)構(gòu)。也稱散粒結(jié)構(gòu),是碎石(卵石)、礫石類土和砂土等無黏性土的基本結(jié)構(gòu)形式,其對土的工程性質(zhì)影響主要在于其松密程度。集合體結(jié)構(gòu)。也稱團(tuán)聚結(jié)構(gòu)或絮凝結(jié)構(gòu),這類結(jié)構(gòu)為黏性土所特有。黏性土組成顆粒細(xì)小,表面能大,顆粒帶電,沉積過程中粒間引力大于重力,并形成結(jié)合水膜連接,使之在水中不能以單個顆粒沉積下來,而是凝聚成較復(fù)雜的集合體進(jìn)行沉積。土的構(gòu)造,是決定勘探、取樣或原位測試布置方案和數(shù)量的重要因素之一。整個土體構(gòu)成上的不均勻性包括:層理、夾層、透鏡體、結(jié)核、組成顆粒大小懸殊及裂隙特征與發(fā)育程度等。(3)土的分類。根據(jù)有機(jī)含量分類。根據(jù)土中有機(jī)質(zhì)含量,分為無機(jī)土、有機(jī)質(zhì)土、泥炭質(zhì)土和泥炭。根據(jù)顆粒級配和塑性指數(shù)分類。根據(jù)顆粒級配和塑性指數(shù)分為碎石土、砂土、粉土和黏性土。碎石土是粒徑大于2mm的顆粒含量超過全重50%的土;砂土是粒徑大于2mm的顆粒含量不超過全重50%,且粒徑大于0.075mm的顆粒含量超過全重50%的土;黏性土是塑性指數(shù)大于10的土。黏性土分為粉質(zhì)黏土和黏土;粉土是粒徑大于0.075的顆粒不超過全重50%,且塑性指數(shù)小于或等于10的土。根據(jù)地質(zhì)成因分類。土可分為殘積土、坡積土、洪積土、沖擊土、淤積土、冰積土和風(fēng)積土等。根據(jù)顆粒大小及含量分類。土可分為巨粒土、粗粒土、細(xì)粒土等。如圖1. 1. 1所示。圖1.1.1 土的分類與土粒粒徑3.結(jié)構(gòu)面結(jié)構(gòu)面的特征是影響結(jié)構(gòu)面強(qiáng)度及其他性能的重要因素。表1.1.3結(jié)構(gòu)面發(fā)育程度等級分類表等級特征不發(fā)育育12組規(guī)則節(jié)理,一般延伸長度3m,多閉合、五填充較發(fā)育23組規(guī)則節(jié)理,延伸長度10m,多閉合、無充填或有方解石等細(xì)脈,少量有巖粉或碎屑充填發(fā)育一般規(guī)則節(jié)理多于3組,或有較多不規(guī)則裂隙,延伸長度不均勻,多數(shù)超過10m,風(fēng)化者多張開、夾泥很發(fā)育規(guī)則節(jié)理多于3組,并有很多不規(guī)則裂隙,雜亂無章,裂隙多張開,夾泥,并有延伸較長的大裂隙4.地質(zhì)構(gòu)造(1)水平構(gòu)造和單斜構(gòu)造。水平構(gòu)造,是未經(jīng)構(gòu)造變動的沉積巖層,形成時的原始產(chǎn)狀是水平的,先沉積的老巖層在下,后沉積的新巖層在上。單斜構(gòu)造,是原來水平的巖層,在受到地殼運(yùn)動的影響后,產(chǎn)狀發(fā)生變動形成巖層向同一個方向傾斜,這種產(chǎn)狀變動往往是褶曲的一翼、斷層的一盤或者是局部地層不均勻的上升或下降所引起。一般將巖層在空間中的位置定義為巖層產(chǎn)狀。傾斜巖層的產(chǎn)狀,是用巖層層面的走向、傾向和傾角三個產(chǎn)狀要素,如圖1.1.2所示。一般而言,通過巖層產(chǎn)狀的三個要素,可以表達(dá)出經(jīng)過構(gòu)造后的構(gòu)造形態(tài)在空間的位置。巖層走向,是指巖層層面與水平面交線的方位角,表示巖層在空間延伸的方向。巖層的傾向,是垂直走向順傾斜面引出的一條直線與水平面投影的方位角,表示巖層在空間的傾斜方向。巖層的傾角,是巖層層面與水平面所夾的銳角,表示巖層在空間傾斜角度的大小。(2)褶皺構(gòu)造褶皺構(gòu)造是組成地殼的巖層受構(gòu)造力的強(qiáng)烈作用,使巖層形成一系列波狀彎曲而未喪失其連續(xù)性的構(gòu)造,它是巖層產(chǎn)生的塑性變形。絕大多數(shù)褶皺是在水平擠壓力作用下形成的,但也有少數(shù)是在垂直力或力偶作用下形成的。褶皺在層狀巖層中最明顯,在塊狀巖體中則很難見到。在褶皺比較強(qiáng)烈的地區(qū),一般都是線形的背斜與向斜相問排列,以大體一致的走向平行延伸,有規(guī)律的組成不同形式的褶皺構(gòu)造。工程在褶曲的翼部遇到的基本上是單斜構(gòu)造,一般沒有特殊不良的影響,但對于以下兩種情況,則需要根據(jù)具體情況進(jìn)行分析:對于深路塹和高邊坡來說,當(dāng)路線垂直巖層走向或路線與巖層走向平行但巖層傾向與邊坡傾向相反時,對路基邊坡的穩(wěn)定性是有利的。不利的情況是路線走向與巖層的走向平行,邊坡與巖層的傾向一致,尤其是邊坡的傾角大于巖層的傾角最為不利。最不利的情況是路線與巖層走向平行,巖層傾向于路基邊坡一致,而邊坡的傾角大于巖層的傾角。對于隧道工程來說,在褶曲構(gòu)造的軸部是巖層傾向發(fā)生顯著變化,是巖層受力應(yīng)力作用最集中的地方,所以在褶皺構(gòu)造的軸部容易遇到工程地質(zhì)問題。一般選線從褶曲的翼部通過是比較有利的。(3)斷裂構(gòu)造根據(jù)巖體斷裂后兩側(cè)巖塊相對位移的情況,將其分為裂隙和斷層兩類。裂隙裂隙,也稱為節(jié)理,是存在于巖體中的裂縫,是巖體受力斷裂后兩側(cè)巖塊沒有顯著位移的小型斷裂構(gòu)造。一般用裂隙率(巖石中裂隙的面積與巖石總面積的百分比)表示,裂隙率越大,表示巖石中的裂隙越發(fā)育。表1.1.4裂隙發(fā)育程度分級表發(fā)育程度等級基本特征附注裂隙不發(fā)育裂隙12組,規(guī)則,構(gòu)造型,間距在1m以上,多為密閉裂隙。巖體被切割成巨塊狀對基礎(chǔ)工程無影響,在不含水且無其他不良因素時,對巖體穩(wěn)定性影響不大裂隙較發(fā)育裂隙23組,呈X型,較規(guī)則,以構(gòu)造型為主,多數(shù)間距大于0. 4m,多為密閉裂隙,少有填充物。巖體被切割成大塊狀對基礎(chǔ)工程影響不大,對其他工程可能產(chǎn)生相當(dāng)影響裂隙發(fā)育裂隙3組以上,不規(guī)則,以構(gòu)造型或風(fēng)化型為主,多數(shù)間距小于。4m,大部分為張開裂隙,部分有填充物.巖體被切割成小塊狀對工程建筑物可能產(chǎn)生很大影響裂隙很發(fā)育裂隙3組以上,雜亂,以風(fēng)化型和構(gòu)造型為主,多數(shù)間距小于0.2m,以張開裂隙為主,一般均有填充物。巖體被切割成碎石狀對工程建筑物產(chǎn)生嚴(yán)重影響注:裂隙寬度:密閉裂隙5mm。根據(jù)裂隙的成因。將其分為構(gòu)造裂隙和非構(gòu)造裂隙兩類。構(gòu)造裂隙。在構(gòu)造分布上有一定的規(guī)律性。非構(gòu)造裂隙。裂隙分布零亂,沒有規(guī)律性。斷層斷層是巖體受力作用斷裂后,兩側(cè)巖塊沿斷裂面發(fā)生顯著相對位移的斷裂構(gòu)造。斷層要素。斷層一般由四個部分組成。a.斷層面和破碎帶b.斷層線c.斷盤d.斷距斷層基本類型。根據(jù)斷層兩盤相對位移的情況,可分為正斷層、逆斷層、平推斷層。正斷層是上盤沿斷層面相對下降,下盤相對上升的斷層。逆斷層是上盤沿斷層面相對上升,下盤相對下降的斷層。平推斷層是兩盤沿斷層面發(fā)生相對水平位移的斷層。2010年真題:61.下盤沿斷層面相對下降,這類斷層大多是()。A.受到水平方向強(qiáng)烈張應(yīng)力形成的B.受到水平方向強(qiáng)烈擠壓力形成的C.斷層線與褶皺軸的方向基本一致D.斷層線與拉應(yīng)力作用方向基本垂直E.斷層線與壓應(yīng)力作用方向基本平行答疑編號950288010201正確答案BC答案解析(1)斷層要素:斷層面和破碎帶;斷層線;斷盤;斷距。(2)斷層基本類型:正斷層是上盤沿斷層面相對下降,下盤相對上升的斷層。逆斷層是上盤沿斷層面相對上升,下盤相對下降的斷層。平推斷層是兩盤沿斷層面發(fā)生相對水平位移的斷層。其傾角一般是近于直立的,本題是逆斷層。斷層線的方向常和巖層走向或褶皺軸的方向近于一致,和壓應(yīng)力作用的方向垂直。參見教材P8、9。(二)巖體結(jié)構(gòu)特征1.結(jié)構(gòu)體特征平緩產(chǎn)狀的層狀巖體中,常將巖體切割成方塊體、三角形柱體等。在陡立的巖層地區(qū),往往形成塊體、錐形體和各種柱體。2.巖體結(jié)構(gòu)類型巖體結(jié)構(gòu)的基本類型可分為整體塊狀結(jié)構(gòu)、層狀結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)和散體結(jié)構(gòu)。(1)整體塊狀結(jié)構(gòu)。這類巖體具有良好的工程地質(zhì)性質(zhì),往往是較理想的各類工程建筑地基、邊坡巖體及地下工程圍巖。(2)層狀結(jié)構(gòu)。作為工程建筑地基時,其變形模量和承載能力一般均滿足要求。但當(dāng)結(jié)構(gòu)面結(jié)合力不強(qiáng),有時又有層間錯動面或軟弱夾層存在,則其強(qiáng)度和變形特性均具有各向異性特點(diǎn),一般沿層面方向的抗剪強(qiáng)度明顯比垂直層面方向的更低,特別是當(dāng)有軟弱結(jié)構(gòu)面存在時,更為明顯。這類巖體作為邊坡巖體時,一般來說,當(dāng)結(jié)構(gòu)面傾向坡外時要比傾向坡里時的工程地質(zhì)性質(zhì)差得多。2011年真題:4.結(jié)構(gòu)面結(jié)合力較差的層狀結(jié)構(gòu)工程地基巖體的工程特性是()。A.沿層面方向的抗剪強(qiáng)度高于垂直層面方向B.沿層面方向有錯動比有軟弱夾層的工程地質(zhì)性質(zhì)差C.結(jié)構(gòu)面傾向坡外比傾向坡里的工程地質(zhì)性質(zhì)好D.沿層面方向的抗剪強(qiáng)度低于垂直層面方向答疑編號950288010202正確答案D答案解析層狀結(jié)構(gòu)。作為工程建筑地基時,其變形模量和承載能力一般均能滿足要求。但當(dāng)結(jié)構(gòu)面結(jié)合力不強(qiáng),有時又有層間錯動面或軟弱夾層存在,則其強(qiáng)度和變形特性均具各向異性特點(diǎn),一般沿層面方向的抗剪強(qiáng)度明顯比垂直層面方向的更低,特別是當(dāng)有軟弱結(jié)構(gòu)面存在時,更為明顯。參見教材P9。(3)碎裂結(jié)構(gòu)。層狀碎裂結(jié)構(gòu)和碎裂結(jié)構(gòu)巖體變形模量、承載能力均不高,工程地質(zhì)性質(zhì)較差。(4)散體結(jié)構(gòu)。巖體節(jié)理、裂隙很發(fā)育,巖體十分破碎,巖石手捏即碎,屬于碎石土類,可按碎石土類考慮。二、巖體的力學(xué)特性巖體的變形通常包括結(jié)構(gòu)面變形和結(jié)構(gòu)體變形。設(shè)計人員所關(guān)心的主要是巖體的變形特性,巖體變形參數(shù)是由變形模量或彈性模量來反映的。巖體的強(qiáng)度既不等于巖塊巖石的強(qiáng)度,也不等于結(jié)構(gòu)面的強(qiáng)度,而是二者共同影響表現(xiàn)出來的強(qiáng)度。但在某些情況下,可以用巖石或結(jié)構(gòu)面的強(qiáng)度來代替。如當(dāng)巖體中結(jié)構(gòu)面不發(fā)育,呈完整結(jié)構(gòu)時,可以巖石的強(qiáng)度代替巖體強(qiáng)度;如果巖體沿某一結(jié)構(gòu)面產(chǎn)生整體滑動時,則巖體強(qiáng)度完全受結(jié)構(gòu)面強(qiáng)度控制。2011年真題:5.工程巖體沿某一結(jié)構(gòu)面產(chǎn)生整體滑動時,其巖體強(qiáng)度完全受控于()。A.結(jié)構(gòu)面強(qiáng)度B.節(jié)理的密集性C.母巖的巖性D.層間錯動幅度答疑編號950288010203正確答案A答案解析如當(dāng)巖體中結(jié)構(gòu)面不發(fā)育,呈完整結(jié)構(gòu)時,可以巖石的強(qiáng)度代替巖體強(qiáng)度;如果巖體沿某一結(jié)構(gòu)面產(chǎn)生整體滑動時,則巖體強(qiáng)度完全受結(jié)構(gòu)面強(qiáng)度控制。參見教材P10。三、巖體的工程地質(zhì)性質(zhì)(一)巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)1.巖石的物理力學(xué)性質(zhì)(1)巖石的主要物理性質(zhì)1)重量巖石的重量是巖石最基本的物理性質(zhì)之一,一般用比重和重度兩個指標(biāo)表示。巖石的比重是巖石固體(不包括孔隙)部分單位體積的重量。巖石的比重決定于組成巖石的礦物的比重及其在巖石中的相對含量。巖石的重度也稱容重,是巖石單位體積的重量,在數(shù)值上等于巖石試件的總重量(包括孔隙中的水重)與其總體積(包括孔隙體積)之比。巖石重度的大小決定于巖石中礦物的比重、巖石的孔隙性及其含水情況。巖石孔隙中完全沒有水存在時的重度,稱為干重度;孔隙全部被水充滿時的重度,稱為飽和重度。一般來講,組成巖石的礦物比重大,或巖石的孔隙性小,則巖石的重度就大。在相同條件下的同一種巖石,重度大就說明巖石的結(jié)構(gòu)致密、孔隙性小,巖石的強(qiáng)度和穩(wěn)定性也較高。2)孔隙性巖石的孔隙性用孔隙度表示,反映巖石中各種孔隙的發(fā)育程度。未受風(fēng)化或構(gòu)造作用的侵入巖和某些變質(zhì)巖,其孔隙度一般是很小的,而礫巖、砂巖等一些沉積巖類的巖石,則經(jīng)常具有較大的孔隙度。3)吸水性巖石的吸水性一般用吸水率表示。巖石的吸水率與巖石孔隙度的大小、孔隙張開程度等因素有關(guān)。巖石的吸水率大,則水對巖石顆粒間結(jié)合物的浸潤、軟化作用就強(qiáng),巖石強(qiáng)度和穩(wěn)定性受水作用的影響也就顯著。4)軟化性黏土礦物含量高、孔隙度大、吸水率高的巖石,與水作用容易軟化而喪失其強(qiáng)度和穩(wěn)定性。用軟化系數(shù)作為巖石軟化性的指標(biāo),在數(shù)值上等于巖石飽和狀態(tài)下的極限抗壓強(qiáng)度與風(fēng)干狀態(tài)下極限抗壓強(qiáng)度的比。其值越小,表示巖石的強(qiáng)度和穩(wěn)定性受水作用的影響越大。未受風(fēng)化作用的巖漿巖和某些變質(zhì)巖,軟化系數(shù)大都接近于1,是弱軟化的巖石,其抗水、抗風(fēng)化和抗凍性強(qiáng)。軟化系數(shù)小于0.75的巖石,是軟化性較強(qiáng)的巖石,工程性質(zhì)比較差。5)抗凍性巖石的抗凍性,有不同的表示方法,一般用巖石在抗凍試驗前后抗壓強(qiáng)度的降低率表示??箟簭?qiáng)度降低率小于25%的巖石,認(rèn)為是抗凍的;大于25%的巖石,認(rèn)為是非抗凍的。2011年真題:2.關(guān)于地基巖石軟化性的說法,正確的是()。A.軟化系數(shù)0.25,工程性質(zhì)良好B.軟化系數(shù)0.25,工程性質(zhì)良好C.軟化系數(shù)0.75工程性質(zhì)良好答疑編號950288010204正確答案D答案解析軟化系數(shù)值越小,表示巖石的強(qiáng)度和穩(wěn)定性受水作用的影響越大。未受風(fēng)化作用的巖漿巖和某些變質(zhì)巖,軟化系數(shù)大都接近于1,是弱軟化的巖石,其抗水、抗風(fēng)化和抗凍性強(qiáng)。軟化系數(shù)小于0.75的巖石,是軟化性較強(qiáng)的巖石,工程性質(zhì)比較差。參見教材P11。(2)巖石主要力學(xué)性質(zhì)1)巖石的變形巖石受力作用會產(chǎn)生變形,在彈性變形范圍內(nèi)用彈性模量和泊桑比兩個指標(biāo)表示。相同受力條件下,巖石的彈性模量越大,變形越小。即彈性模量越大,巖石抵抗變形的能力越強(qiáng)。泊桑比是橫向應(yīng)變與縱向應(yīng)變的比。泊桑比越大,表示巖石受力作用后的橫向變形越大。巖石并不是理想的彈性體,巖石變形特性的物理量也不是一個常數(shù)。通常所提供的彈性模量和泊松比,只是在一定條件下的平均值。2)巖石的強(qiáng)度巖石的強(qiáng)度是巖石抵抗外力破壞的能力,也以“帕斯卡”為單位,用符號Pa表示。巖石受力作用破壞,表現(xiàn)為壓碎、拉斷和剪切等,故有抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度等。抗壓強(qiáng)度。抗壓強(qiáng)度是巖石在單向壓力作用下抵抗壓碎破壞的能力,是巖石最基本最常用的力學(xué)指標(biāo)。所以,巖石的抗壓強(qiáng)度相差很大,膠結(jié)不良的礫巖和軟弱頁巖小于20MPa,堅硬巖漿巖大于250MPa??估瓘?qiáng)度。巖石的抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)小于抗壓強(qiáng)度,故當(dāng)巖層受到擠壓形成褶皺時,常在彎曲變形較大的部位受拉破壞,產(chǎn)生張性裂隙??辜魪?qiáng)度??辜魪?qiáng)度是指巖石抵抗剪切破壞的能力,在數(shù)值上等于巖石受剪破壞時的極限剪應(yīng)力。在一定壓應(yīng)力下巖石剪斷時,剪破面上的最大剪應(yīng)力,稱為抗剪斷強(qiáng)度,其值一般都比較高??辜魪?qiáng)度是沿巖石裂隙或軟弱面等發(fā)生剪切滑動時的指標(biāo),其強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于抗剪斷強(qiáng)度。三項強(qiáng)度中,巖石的抗壓強(qiáng)度最高,抗剪強(qiáng)度居中,抗拉強(qiáng)度最小。抗剪強(qiáng)度約為抗壓強(qiáng)度的10%40%,抗拉強(qiáng)度僅是抗壓強(qiáng)度的2%16%。巖石越堅硬,其值相差越大,軟弱巖石的差別較小。巖石的抗壓強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度,是評價巖石(巖體)穩(wěn)定性的主要指標(biāo),是對巖石(巖體)的穩(wěn)定性進(jìn)行定量分析的依據(jù)之一。2009年真題:某巖石的抗壓強(qiáng)度是200MPa,其抗剪強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度可能約為()。A.100MPa和40MPaB.60MPa和20MPaC.10MPa和2MPaD.5MPa和1MPa答疑編號950288010205正確答案B答案解析抗壓強(qiáng)度,抗拉強(qiáng)度,抗剪強(qiáng)度三項強(qiáng)度中,巖石的抗壓強(qiáng)度最高,抗剪強(qiáng)度居中,抗拉強(qiáng)度最小。抗剪強(qiáng)度約為抗壓強(qiáng)度的10%40%,抗拉強(qiáng)度僅是抗壓強(qiáng)度的2%16%。巖石越堅硬,其值相差越大。巖石的抗壓強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度,是評價巖石(巖體)穩(wěn)定性的主要指標(biāo),是對巖石(巖體)的穩(wěn)定性進(jìn)行定量分析的依據(jù)之一??辜魪?qiáng)度約為抗壓強(qiáng)度的10%40%,為:20MPa80MPa;抗拉強(qiáng)度僅是抗壓強(qiáng)度200的2%16%,4MPa-32MPa。符合條件的只有B。參見教材P12。2.巖石的分級由松軟至堅實(shí)共分為16級。前四級是土。(二)土體的工程地質(zhì)性質(zhì)1.土的物理力學(xué)性質(zhì)(1).土的主要性能參數(shù)(1)土的含水量。(2) 土的飽和度。土的飽和度是土中被水充滿的孔隙體積與孔隙總體積之比,飽和度Sr越大,表明土孔隙中充水愈多。Sr80%是飽水狀態(tài)。(3)土的孔隙比。是土中孔隙體積與土粒體積之比,反映天然土層的密實(shí)程度,一般孔隙比小于0.6的是密實(shí)的低壓縮性土,大于1.0的土是疏松的高壓縮性土。(5)土的塑性指數(shù)和液性指數(shù)碎石土和砂土為無黏性土,緊密狀態(tài)是判定其工程性質(zhì)的重要指標(biāo)。粉土屬于砂土和黏性土的過渡類型。顆粒小于粉砂的是黏性土,黏性土的工程性質(zhì)受含水量的影響特別大。黏性土的界限含水量,有縮限、塑限和液限。液限和塑限的差值稱為塑性指數(shù),它表示黏性土處在可塑狀態(tài)的含水量變化范圍。塑性指數(shù)愈大,可塑性就愈強(qiáng)。黏性土的天然含水量和塑限的差值與塑性指數(shù)之比,稱為液限指數(shù)。液限指數(shù)愈大,土質(zhì)愈軟。(2)土的力學(xué)性質(zhì)土的力學(xué)性質(zhì)主要是壓縮性和抗剪強(qiáng)度。土的壓縮性是土在壓力作用下體積縮小的特性。在土的自重或外荷載作用下,土體中某一個曲面上產(chǎn)生的剪應(yīng)力值達(dá)到了土對剪切破壞的極限抗力時,土體就會沿著該曲面發(fā)生相對滑移而失穩(wěn)。土對剪切破壞的極限抗力稱為土的抗剪強(qiáng)度。2.特殊土的工程性質(zhì)(1)淤泥及淤泥質(zhì)土。具有高含水量、高孔隙性、低滲透性、高壓縮性、低抗剪強(qiáng)度、較顯著的觸變性和蠕變性等特性。(2)濕陷性黃土。在天然含水量時一般呈堅硬或硬塑狀態(tài),具有較高的強(qiáng)度和低的或中等偏低的壓縮性,但遇水浸濕后,強(qiáng)度迅速降低,有的即使在其自重作用下也會發(fā)生劇烈的沉陷。濕陷性黃土受水浸濕后,在其自重壓力下發(fā)生濕陷的,稱為自重濕陷性黃土。而在其自重壓力與附加壓力共同作用下才發(fā)生濕陷的,稱為非自重濕陷性黃土。2009年真題:竣工驗收合格的引水渠工程,初期通水后兩岸坡體出現(xiàn)了很長的縱向裂縫,并局部地面下沉,該地區(qū)土質(zhì)可能為()。A.黏土B.軟巖C.砂土D.濕陷性黃土答疑編號950288010301正確答案D答案解析濕陷性黃土具有較高的強(qiáng)度和低的或中等偏低的壓縮性,但遇水浸濕后,強(qiáng)度迅速降低。參見教材P13。 (3)紅黏土。一般呈褐色、棕紅等顏色,液限大于50%。天然含水量高(一般為40%60%,最高達(dá)90%)、密度?。ㄌ烊豢紫侗纫话銥?.41.7,最高為2.0)、塑性高(塑限一般為40%60%,最高達(dá)90%,塑性指數(shù)一般為2050),通常呈現(xiàn)較高的強(qiáng)度和較低的壓縮性,不具有濕陷性。由于塑性很高,所以盡管天然含水量高,一般仍處于堅硬或硬可塑狀態(tài),甚至飽水的紅黏土也是堅硬狀態(tài)的。(4)膨脹土。含有大量的強(qiáng)親水性黏土礦物成分,具有顯著的吸水膨脹和失水收縮,且脹縮變形往復(fù)可逆。在天然條件下一般處于硬塑或堅硬狀態(tài),強(qiáng)度較高,壓縮性較低,易被誤認(rèn)為是工程性能較好的土。在膨脹土地區(qū)進(jìn)行工程建筑,如果不采取必要的設(shè)計和施工措施,會導(dǎo)致大批建筑物的開裂和損壞,甚至造成坡地建筑場地崩塌、滑坡、地裂。當(dāng)膨脹土的含水量劇烈增大或土的原狀結(jié)構(gòu)被擾動時,土體強(qiáng)度會驟然降低,壓縮性增高。(5)填土。根據(jù)填土的組成物質(zhì)和堆填方式形成的工程性質(zhì)的差異,劃分為以下三類:(1)素填土。素填土是由碎石、砂土、粉土或黏性土等一種或幾種材料組成的填土。一般密實(shí)度較差,但若堆積時間較長,由于土的自重壓密作用,也能達(dá)到一定密實(shí)度。如堆填時間超過10年的黏性土、超過5年的粉土、超過2年的砂土,均具有一定的密實(shí)度和強(qiáng)度,可以作為一般建筑物的天然地基。素填土地基具有不均勻性,防止建筑物不均勻沉降是填土地基的關(guān)鍵。(2)雜填土。雜填土是含有大量雜物的填土。試驗證明,以生活垃圾和腐蝕性及易變性工業(yè)廢料為主要成分的雜填土,一般不宜作為建筑物地基。主要以建筑垃圾或一般工業(yè)廢料組成的雜填土,采用適當(dāng)?shù)拇胧┻M(jìn)行處理后可作為一般建筑物地基。(3)沖填土。沖填土是由水力沖填泥砂形成的沉積土,如在整理和疏浚江河航道時,送至江河兩岸形成的填土。沖填土的含水量大,透水性較弱,排水固結(jié)差,一般呈軟塑或流塑狀態(tài),比同類自然沉積飽和土的強(qiáng)度低、壓縮性高。典型例題:【2012年真題】1.不宜作為建筑物地基填土的是( )。A.堆填時間較長的砂土 B.經(jīng)處理后的建筑垃圾C.經(jīng)壓實(shí)后的生活垃圾 D.經(jīng)處理后的一般工業(yè)廢料答疑編號950288010302正確答案C答案解析以生活垃圾和腐蝕性及易變性工業(yè)廢料為主要成分的雜填土,一般不宜作為建筑物地基。參見教材P15。(三)結(jié)構(gòu)面的工程地質(zhì)性質(zhì)結(jié)構(gòu)面的規(guī)模是結(jié)構(gòu)面影響工程建設(shè)的重要性質(zhì)。結(jié)構(gòu)面分為級。級控制工程建設(shè)地區(qū)的穩(wěn)定性,直接影響工程巖體穩(wěn)定性。結(jié)構(gòu)面主要控制著巖體的結(jié)構(gòu)、完整性和物理力學(xué)性質(zhì)。級控制巖塊的力學(xué)性質(zhì)。、級結(jié)構(gòu)面往往是對工程巖體力學(xué)和對巖體破壞方式有控制意義的邊界條件。(四)地震的震級和烈度1.地震震源震源是深部巖石破裂產(chǎn)生地殼震動的發(fā)源地。震源在地面上的垂直投影稱為震中。地震所引起的震動以彈性波的形式向各個方向傳播,其強(qiáng)度隨距離的增加而減小。地震波首先傳達(dá)到震中,震中區(qū)受破壞最大,距震中越遠(yuǎn)破壞程度越小。地震波通過地球內(nèi)部介質(zhì)傳播的稱為體波。體波分為縱波和橫波,縱波的質(zhì)點(diǎn)振動方向與震波傳播方向一致,周期短、振幅小、傳播速度快;橫波的質(zhì)點(diǎn)振動方向與震波傳播方向垂直,周期長、振幅大、傳播速度較慢。體波經(jīng)過反射、折射而沿地面附件傳播的波稱為面波,面波的傳播速度最慢。2.地震震級地震是依據(jù)所釋放出來的能量多少來劃分震級的。釋放出來的能量越多,震級就越大。中國科學(xué)院將地震震級分為五級:微震、輕震、強(qiáng)震、烈震和大災(zāi)震。目前國際通用的李希特古登堡震級是以距震中100km的標(biāo)準(zhǔn)地震儀所記錄的最大振幅的m的對數(shù)表示。如記錄的最大振幅是10mm,即10000m,取其對數(shù)等于4,則為4級地震。表1. 1.5地震震級劃分表地震級別表現(xiàn)方能總量(J)儀器震級微震一般無震感10410902.6輕震一般有震感10910112.63.8強(qiáng)震無害強(qiáng)震有害強(qiáng)震101110133.84.8101310154.86烈震破壞烈震大毀壞震10151017671017101978大災(zāi)震毀滅性地震101910218.253.地震烈度地震烈度,是指某一地區(qū)的地面和建筑物遭受一次地震破壞的程度。地震烈度不僅與震級有關(guān),還和震源深度、距震中距離以及地震波通過介質(zhì)條件(巖石性質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造、地下水埋深)等多種因素有關(guān)。表1.1.6震級與烈度關(guān)系表震級(級)3以下3456788以上震中烈度I II-地震烈度又可分為基本烈度、建筑場地烈度和設(shè)計烈度?;玖叶却硪粋€地區(qū)的最大地震烈度。建筑場地烈度也稱小區(qū)域烈度,是建筑場地內(nèi)因地質(zhì)條件、地貌地形條件和水文地質(zhì)條件的不同而引起的相對基本烈度有所降低或提高的烈度。一般降低或提高半度至一度;設(shè)計烈度是抗震設(shè)計所采用的烈度,是根據(jù)建筑物的重要性、永久性、抗震性以及工程的經(jīng)濟(jì)性等條件對基本烈度的調(diào)整。在工程建筑設(shè)計中,明確建筑區(qū)域的地震烈度是很重要的,一個工程從建筑場地的選擇到工程建筑的抗震措施等都與地震烈度有密切的關(guān)系。典型例題:4.震級與烈度的關(guān)系震級越高、震源越淺、距震中越近,地震烈度就越高。一次地震只有一個震級,但震中周圍地區(qū)的破壞程度,隨距震中距離的加大而逐漸減小,形成多個不同的地震烈度區(qū),它們由大到小依次分布。但因地質(zhì)條件的差異,也可能出現(xiàn)偏大或偏小的烈度異常區(qū)。【2012年真題】2.關(guān)于地震烈度的說法,正確的是()。A.地震烈度是按一次地震所釋放的能量大小來劃分B.建筑場地烈度是指建筑場地內(nèi)的最大地震烈度C.設(shè)計烈度需根據(jù)建筑物的要求適當(dāng)調(diào)低D.基本烈度代表一個地區(qū)的最大地震烈度答疑編號950288010303正確答案D答案解析基本烈度代表一個地區(qū)的最大地震烈度。參見教材P17。2009年真題:對于地震,工程建設(shè)不可因地質(zhì)條件和建筑物性質(zhì)進(jìn)行調(diào)整的是()。A.震級B.建筑場地烈度C.設(shè)計烈度D.基本烈度E.震源深度答疑編號950288010304正確答案ADE答案解析震級和烈度的關(guān)系:一般情況下,震級越高,震源越淺,距震中越近,地震烈度就越高。一次地震只有一個震級,但震中周圍地區(qū)的破壞程度,隨距震中距離的加大而逐漸減小,形成多個不同的地震烈度區(qū),他們由大到小依次分布。參見教材P17。2011年真題:1、關(guān)于地震級和烈度的說法,正確的是()。A.建筑抗震設(shè)計的依據(jù)是國際通用震級劃分標(biāo)準(zhǔn)B.震級高,震源淺,距震中近的地震其烈度不一定高C.一次地震一般會形成多個地震烈度區(qū)D.建筑抗震措施應(yīng)根據(jù)震級大小確定答疑編號950288010305正確答案C答案解析一次地震只有一個震級,但震中周圍地區(qū)的破壞程度,隨距震中距離的加大而逐漸減小,形成多個不同的地震烈度區(qū),它們由大到小依次分布。參見教材P17。 第二節(jié)地下水的特征與類型一、地下水的類型地下水是埋藏在地表以下巖層或土層空隙(包括孔隙、裂隙和空洞等)中的水,主要是由大氣降水和地表水滲人地下形成的。在干旱地區(qū),水蒸氣也可以直接在巖石的空隙中凝成少量的地下水。地下水的分布極其廣泛,密切地聯(lián)系著人類生活和經(jīng)濟(jì)活動的各個方面,可以說是一種寶貴的地下資源。但是,地下水也往往給工程建設(shè)帶來一定的困難和危害。根據(jù)埋藏條件,將地下水分為包氣帶水、潛水、承壓水三大類。根據(jù)含水層的空隙性質(zhì),地下水又分為孔隙水、裂隙水和巖溶水三個亞類。根據(jù)上述分類原則,將地下水的基本類型列于表1. 2. 1.表1.2. 1地下水分類表基本類型亞類水頭性質(zhì)補(bǔ)給區(qū)與分布區(qū)關(guān)系動態(tài)特點(diǎn)成因孔隙水裂隙水巖溶水包氣帶水土壤水、沼澤水、不透水透鏡體上的上層滯水。主要是季節(jié)性存在的地下水基巖風(fēng)化殼(黏土裂隙)中季節(jié)性存在的水垂直滲人帶中季節(jié)性及經(jīng)常性存在的水無壓水補(bǔ)給區(qū)與分布區(qū)一致一般為暫時性水基本上是滲人成因,局部才能凝結(jié)成因潛水潛水坡積、洪積、沖積、湖積、冰磧和冰水沉積物中的水;當(dāng)經(jīng)常出露或接近地表時,成為沼澤水、沙漠和海濱砂丘水基巖上部裂隙中的水裸露巖溶化巖層中的水常為無壓水補(bǔ)給區(qū)與分布區(qū)一致水位升降決定地表水的滲人和地下蒸發(fā),并在某些地方?jīng)Q定于水壓的傳遞基本上是滲人成因,局部才能凝結(jié)成因承壓水松散沉積物構(gòu)成的向斜和盆地一自流盆地中的水、松散沉積物構(gòu)成的單斜和山前平原一自流斜地中的水構(gòu)成盆地或向斜中基巖的層狀裂隙水、單斜巖層中層狀裂隙水、構(gòu)造斷裂帶及不規(guī)則裂隙中的深部水構(gòu)造盆地或向斜中巖溶化巖石中的水,單斜巖溶化巖層中的水承壓水補(bǔ)給區(qū)與分布區(qū)不一致水位的升降決定于水壓的傳遞滲人成因或海洋成因(一)包氣帶水包氣帶水處于地表面以下潛水位以上的包氣帶巖土層中,包括土壤水、沼澤水、上層滯水以及巖層風(fēng)化殼(黏土裂隙)中季節(jié)性存在的水。(二)潛水潛水是埋藏在地表以下第一層較穩(wěn)定的隔水層以上具有自由水面的重力水,其自由表面承受大氣壓力,受氣候條件影響、季節(jié)性變化明顯。、如春、夏季多雨,水位上升,冬季少雨,水位下降。水溫也隨季節(jié)而有規(guī)律的變化。潛水主要分部在地表各種巖土里,多數(shù)存在于第四紀(jì)松散巖層中,堅硬的沉積巖、巖漿巖和變質(zhì)巖的裂隙及洞穴中也有潛水分布。(三)承壓水承壓水也稱為自流水,是地表以下充滿兩個穩(wěn)定隔水層之間的重力水。(四)裂隙水裂隙水是指埋藏在基巖裂隙中的地下水。根據(jù)基巖裂隙成因,將裂隙水分為風(fēng)化裂隙水、成巖裂隙水、構(gòu)造裂隙水。風(fēng)化裂隙水分布在風(fēng)化裂隙中,多數(shù)為層狀裂隙水;成巖裂隙水分布在成巖裂隙中,成巖裂隙的巖層出露地表時,常賦存成巖裂隙潛水;構(gòu)造裂隙水分布在構(gòu)造裂隙中。由于地殼的構(gòu)造運(yùn)動,巖石受擠壓、剪切等應(yīng)力作用形成構(gòu)造裂隙,其發(fā)育程度既取決于巖石本身的性質(zhì),也取決于邊界條件及構(gòu)造應(yīng)力分布等因素。當(dāng)構(gòu)造應(yīng)力分布比較均勻且強(qiáng)度足夠時,巖體中會形成比較密集、均勻且相互連通的張開性構(gòu)造裂隙,這種裂隙常賦存層狀構(gòu)造裂隙水。當(dāng)構(gòu)造應(yīng)力分布不均勻時,巖體中張開性構(gòu)造裂隙分布不連續(xù)不溝通,則賦存脈狀構(gòu)造裂隙水。具有同一巖性的巖層,由于構(gòu)造應(yīng)力的差異,一些地方可能賦存層狀構(gòu)造裂隙水,另一些地方可能賦存脈狀構(gòu)造裂隙水。(五)巖溶水巖溶水賦存和運(yùn)移于可溶巖的溶隙、溶洞(洞穴、管道、暗河)中。我國的巖溶分布比較廣,特別是在南方地區(qū),巖溶水分布很普遍,水量豐富,對供水極為有利,但對礦床開采、地下工程和建筑工程等都會帶來一些危害。根據(jù)埋藏條件,將巖溶水分為巖溶上層滯水、巖溶潛水及巖溶承壓水。二、地下水的特征(一)包氣帶水的特征包氣帶水主要受氣候控制,季節(jié)性明顯,變化大。雨季水量多,旱季水量少,甚至干涸。包氣帶水對農(nóng)業(yè)有很大意義,對工程意義不大。(二)潛水的特征潛水有兩個特征。潛水面以上無穩(wěn)定的隔水層存在,大氣降水和地表水可直接滲人,成為潛水的主要補(bǔ)給來源。因此,在大多數(shù)的情況下潛水的分布區(qū)與補(bǔ)給區(qū)是一致的,某些氣象水文要素的變化能很快影響潛水的變化,潛水的水質(zhì)也易于受到污染。潛水自水位較高處向水位較低處滲流。在山脊地帶潛水位的最高處可形成潛水分水嶺,自此處潛水流向不同的方向。潛水面的形狀是因時因地而異的,它受地形、地質(zhì)、氣象、水文等自然因素控制,并常與地形有一定程度的一致性。一般地面坡度越大,潛水面的坡度也越大,但潛水面坡度經(jīng)常小于當(dāng)?shù)氐牡孛嫫露?。(三)承壓水的特征承壓水是因為限制在兩個隔水層之間而具有一定壓力,特別是含水層透水性越好,壓力越大,人工開鑿后能自流到地表。因有隔水頂板存在,承壓水不受氣候的影響,動態(tài)較穩(wěn)定,不易受污染。承壓水的形成與所在地區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造及沉積條件有密切關(guān)系,只要有適宜的地質(zhì)構(gòu)造條件,地下水即可形成承壓水。一般來說,適宜形成承壓水的地質(zhì)構(gòu)造有兩種:一為向斜構(gòu)造盆地,也稱為自流盆地;二為單斜構(gòu)造自流斜地。但是,自然中的自流盆地與自流斜地的含水層,埋藏條件是很復(fù)雜的,往往在同一個區(qū)域內(nèi)的自流盆地和自流斜地,可埋藏多個含水層,它們有不同的穩(wěn)定水位與不同的水力聯(lián)系,主要取決于地形和地質(zhì)構(gòu)造之間的關(guān)系。當(dāng)?shù)匦魏蜆?gòu)造一致時,即為正地形,下部含水層壓力高,若有裂隙穿越上下含水層,下部含水層的水通過裂隙補(bǔ)給上部含水層;反之,含水層通過一定的通道補(bǔ)給下部的含水層,這是因為下部含水層的補(bǔ)給與排泄區(qū)常位于較低的位置。(四)裂隙水的特征裂隙水運(yùn)動復(fù)雜,水量變化較大,這與裂隙發(fā)育及成因有密切關(guān)系。風(fēng)化裂隙水由于風(fēng)化裂隙彼此連通,因此在一定范圍內(nèi)形成的地下水也是相互連通。水平方向透水性均勻.垂直方向隨深度而減弱,多屬潛水,有時也存在上層滯水。如果風(fēng)化殼上部的覆蓋層透水性很差,其下部的裂隙帶有一定的承壓性。風(fēng)化裂隙水主要受大氣降水的補(bǔ)給,有明顯季節(jié)性循環(huán)交替,常以泉水的形式排泄于河流中;成巖裂隙水多呈層狀,在一定范圍內(nèi)相互連通協(xié)構(gòu)造裂隙水、層狀構(gòu)造裂隙水可以是潛水,也可以是承壓水;脈狀構(gòu)造裂隙水多賦存于張開裂隙中,由于裂隙分布不連續(xù),所以形成的裂隙各有自己獨(dú)立的系統(tǒng)、補(bǔ)給源及排泄條件,水位不一致,有一定壓力,壓力分布不均,水量少,水位、水量變化大。但是,不論是層狀構(gòu)造裂隙水還是脈狀構(gòu)造裂隙水,其滲透性常顯示各向異性。這是因為不同方向的構(gòu)造應(yīng)力性質(zhì)不同,某些方向上裂隙張開性好,另一些方向上的裂隙張開性差,甚至是閉合的。(五)巖溶水的特征在厚層灰?guī)r的包氣帶中,常有局部非可溶的巖層存在,起著隔水作用,在其上部形成巖溶上層滯水。巖溶潛水廣泛分布在大面積出露的厚層灰?guī)r地區(qū),動態(tài)變化很大,水位變化幅度可達(dá)數(shù)十米。巖溶地層被覆蓋或巖溶層與砂頁巖互層分布時,在一定的構(gòu)造條件下,就能形成動態(tài)較穩(wěn)定的巖溶承壓水。總的來說,在巖溶地區(qū)進(jìn)行工程建設(shè),特別是地下工程,必須弄清巖溶的發(fā)育與分布規(guī)律,因為巖溶的發(fā)育可能使工程地質(zhì)條件惡化。第三節(jié)常見工程地質(zhì)問題及其處理方法一、特殊地基影響工程建設(shè)的工程地質(zhì)問題及其防治處理方法很多,這里僅就常見的作一些簡要說明。(一)松散、軟弱土層。強(qiáng)度、剛度低,承載力低,抗?jié)B性差。對不滿足承載力要求的松散土層,如砂和砂礫石地層等,可挖除,也可采用固結(jié)灌漿、預(yù)制樁或灌注樁、地下連續(xù)墻或沉井等加固;對不滿足抗?jié)B要求的,可灌水泥漿或水泥黏土漿,或地下連續(xù)墻防滲;對于影響邊坡穩(wěn)定的,可噴射混凝土或用土釘支護(hù)。對不滿足承載力的軟弱土層,如淤泥及淤泥質(zhì)土,淺層的挖除,深層的可以采用振沖等方法用砂、砂礫、碎石或塊石等置換。(二)風(fēng)化、破碎巖層。風(fēng)化一般在地基表層,可以挖除。破碎巖層有的較淺,可以挖除。有的埋藏較深,如斷層破碎帶,可以用水泥漿灌漿加固或防滲;風(fēng)化、破碎處于邊坡影響穩(wěn)定的,可根據(jù)情況采用噴混凝土或掛網(wǎng)噴混凝土罩面,必要時配合注漿和錨桿加固。對于裂隙發(fā)育影響地基承載力和抗?jié)B要求的,可以用水泥漿灌漿加固或防滲。(三)斷層、泥化軟弱夾層。對充填膠結(jié)差,影響承載力或抗?jié)B要求的斷層,淺埋的盡可能清除回填,深埋的注水泥漿處理;淺埋的泥化夾層可能影響承載能力,盡可能清除回填,深埋的一般不影響承載能力。斷層、泥化軟弱夾層可能是基礎(chǔ)或邊坡的滑動控制面,對于不便清除回填的,根據(jù)埋深和厚度,可采用錨桿、預(yù)應(yīng)力錨索、抗滑樁等進(jìn)行抗滑處理?;碌陌l(fā)生與水有很大的關(guān)系,在滑坡體上方修筑截水設(shè)施,在滑坡體下方筑好排水設(shè)施。(四)巖溶與土洞。當(dāng)建筑工程不可能避開時,可挖除洞內(nèi)軟弱充填物后回填石料或混凝土。不方便挖填的,可采用長梁式、桁架式基礎(chǔ)或大平板等方案跨越洞頂,也可對巖溶進(jìn)行裂隙鉆孔注漿,對土洞進(jìn)行頂板打孔充砂、砂礫,或做樁基處理。二、地下水地下水最常見的問題全要是對巖體的k化、侵蝕和靜水壓力、動水壓力作用及其滲透破壞等。(一)地下水對土體和巖體的軟化地下水使土體尤其是非黏性土軟化,降低強(qiáng)度、剛度和承載能力。有侵蝕性的地下水。使巖石發(fā)生化學(xué)變化,也可能導(dǎo)致巖石的強(qiáng)度降低,尤其是地下水使結(jié)構(gòu)面的粘結(jié)力C 降低和摩擦角減小,使結(jié)構(gòu)面的抗剪強(qiáng)度降低,造成巖體的承載力和穩(wěn)定性下降。(二)地下水位下降引起軟土地基沉降一般在沿海軟土層中進(jìn)行基礎(chǔ)施工時.需要人工降低地下水位。若降水措施不當(dāng),輕者造成鄰近建筑物或地下管線的不均勻沉降,重者使建筑物基礎(chǔ)下的土體顆粒流失,甚至掏空.導(dǎo)致建筑物開裂,進(jìn)而危及安全使用。此外,還應(yīng)注意抽水環(huán)節(jié)。如果抽水井濾網(wǎng)和砂濾層的設(shè)計不合理或施工質(zhì)量差,那么抽水時會將軟土層中的黏粒、粉粒、細(xì)砂等細(xì)小土顆粒隨同地下水一起帶出地面,使周圍地面土層很快產(chǎn)生不均勻沉降,造成地面建筑物和地下管線不同程度的損壞。井管埋設(shè)完成開始抽水時.井內(nèi)水位下降,井外含水層中的地下水不斷流向濾管,經(jīng)過一段時間后,在井周圍形成漏斗狀的彎曲水面降水漏斗。在這一降水漏斗范圍內(nèi)的軟土層會發(fā)生滲透固結(jié)而造成地基土沉降。而且,由于土層的不均勻性和邊界條件的復(fù)雜性,降水漏斗往往是不對稱的,因而使周圍建筑物或地下管線產(chǎn)生不均勻沉降,甚至開裂。(三)動水壓力產(chǎn)生流砂和潛蝕流砂是一種不良的工程地質(zhì)現(xiàn)象。在建筑物深基礎(chǔ)工程和地下建筑工程的施下中遇到的流砂現(xiàn)象,按其嚴(yán)重程度可分下列三種:輕微流砂,當(dāng)基坑圍護(hù)樁排的間隙處隔水措施不當(dāng)或施工質(zhì)量欠缺時,或當(dāng)?shù)叵逻B續(xù)墻接頭的施工質(zhì)量不佳時,有些細(xì)小的土顆粒會隨著地下水滲漏一起穿過縫隙而流入基坑.增加坑底的泥濘程度;中等流砂,在基坑底部,尤其是靠近圍護(hù)樁墻的地方,常會出現(xiàn)一堆粉細(xì)砂緩緩冒起,仔細(xì)觀察,可以看到粉細(xì)砂堆中形成許多小小的排水溝,冒出的水夾帶著細(xì)小土粒在慢慢地流動;嚴(yán)重
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