工程地質(zhì)學(xué)重點知識總結(jié)工程地質(zhì)學(xué)重點知識總結(jié)工程地質(zhì)學(xué)重點知識總結(jié)xxx公司工程地質(zhì)學(xué)重點知識總結(jié)文件編號：文件日期：修訂次數(shù)：第1.0次更改批準(zhǔn)審核制定方案設(shè)計，管理制度緒論定義：工程地質(zhì)學(xué):是一門研究與工程建設(shè)有關(guān)的地質(zhì)問題，為工程建設(shè)服務(wù)的地質(zhì)學(xué)科，它是地質(zhì)學(xué)的分支學(xué)科；它是工程科學(xué)與地質(zhì)科學(xué)相互交叉、滲透而成的一門邊緣學(xué)科。從工程地質(zhì)角度，工程分三類：1、將工程巖土作為地基利用的工程；2、邊坡巖土作為利用對象的工程；3、地下硐室作為利用對象的工程；研究對象：地殼-【地殼主要由巖石圈組成】地質(zhì)環(huán)境：自然環(huán)境的一種，指由巖石圈、水圈和大氣圈組成的環(huán)境系統(tǒng)。地質(zhì)環(huán)境是地球演化的產(chǎn)物。地質(zhì)作用，是指由于受到某種能量(外力、內(nèi)力）的作用，從而引起地殼組成物質(zhì)、地殼構(gòu)造、地表形態(tài)等不斷的變化和形成的作用。地質(zhì)作用的自然力是地質(zhì)應(yīng)力。力是能的表現(xiàn)，按照能的來源不同，地質(zhì)作用可分為外力作用和內(nèi)力作用．外力地質(zhì)作用：是因地球外部能產(chǎn)生的，它主要發(fā)生在地表或地表附近。外力地質(zhì)作用幾乎都有重力能參與。外力地質(zhì)作用使地表形態(tài)和地殼巖石組成發(fā)生變化。外能，主要有太陽輻射熱、位能、潮汐能和生物能等內(nèi)力作用：遍及巖石圈甚至整個地球，主要包括:構(gòu)造運動、巖漿作用，變質(zhì)作用、地震作用等；這類地質(zhì)作用主要發(fā)生在地下深處，有的可波及到地表。能力來源：主要有地內(nèi)熱能、重力能、地球旋轉(zhuǎn)能、化學(xué)能和結(jié)晶能?；救蝿?wù)：查明工程地質(zhì)條件；中心任務(wù)：工程地質(zhì)問題的分析、評價人類的所有工程都建造在地殼表層的一定的地質(zhì)環(huán)境中。人類工程活動會使得自然地質(zhì)環(huán)境發(fā)生變化【正反兩方面】研究內(nèi)容：1、工程巖土的性質(zhì)2、各種動力作用3、巖土的應(yīng)力-應(yīng)變、破壞、力學(xué)模型等；4、對原有地質(zhì)環(huán)境的改造5、進(jìn)行工程地質(zhì)區(qū)劃6、科學(xué)預(yù)測人類活動對地質(zhì)環(huán)境的影響7、工程地質(zhì)勘察理論和技術(shù)方法的研究研究方法：1、自然歷史分析法—地質(zhì)學(xué)分析；研究地質(zhì)體、地質(zhì)現(xiàn)象、自然地質(zhì)歷史形成演化。地質(zhì)基礎(chǔ)工作?；镜难芯糠椒?。數(shù)學(xué)力學(xué)分析法—定量分析計算、評價針對某一具體問題。地質(zhì)分析為基礎(chǔ)—地質(zhì)模型—數(shù)學(xué)模型（理論經(jīng)驗公式等）—代入有關(guān)參數(shù)進(jìn)行計算。模型與模擬實驗法—仿實體演繹模型實驗：如滲流、斜坡、地基滲透變形、洞室穩(wěn)定等方面都可以進(jìn)行。4、工程地質(zhì)類比法—經(jīng)驗借鑒、對比基礎(chǔ)是相似性（地質(zhì)條件與建筑工作方法）：地殼及其物質(zhì)組成地殼（qiào），是指由巖石組成的固體外殼，地球固體圈層的最外層，巖石圈的重要組成部分，其中大陸地殼厚度較大，平均約為39-41千米。高山、高原地區(qū)地殼更厚，最高可達(dá)70千米；平原、盆地地殼相對較薄。海洋地殼則遠(yuǎn)比大陸地殼薄，厚度只有幾千米。地殼結(jié)構(gòu)【兩層】：上層化學(xué)成分以氧、硅、鋁為主，平均化學(xué)組成與花崗巖相似，稱為花崗巖層，亦有人稱之為“硅鋁層”。下層富含硅和鎂，平均化學(xué)組成與玄武巖相似，稱為玄武巖層，所以有人稱之為“硅鎂層”構(gòu)成地殼的巖石分為：巖漿巖、沉積巖、變質(zhì)巖；1巖漿巖也稱火成巖。來自地球內(nèi)部的熔融物質(zhì)，在不同地質(zhì)條件下冷凝固結(jié)而成的巖石。2在地表常溫、常壓條件下，由風(fēng)化物質(zhì)、火山碎屑、有機物及少量宇宙物質(zhì)經(jīng)搬運、沉積和成巖作用形成的層狀巖石。沉積巖有兩個突出特征：一是具有層次，稱為層理構(gòu)造。層與層的界面叫層面，通常下面的巖層比上面的巖層年齡古老。二是許多沉積巖中有“石質(zhì)化”的古代生物的遺體或生存、活動的痕跡-----化石，它是判定地質(zhì)年齡和研究古地理環(huán)境的珍貴資料，被稱作是紀(jì)錄地球歷史的“書頁”和“文字”。3原有巖石經(jīng)變質(zhì)作用而形成的巖石。礦物是化學(xué)元素通過地質(zhì)作用等過程發(fā)生運移﹑聚集而形成。其化學(xué)成分一定并可用化學(xué)式表達(dá)。所謂自然產(chǎn)出是指地球中的礦物都是由地質(zhì)作用形成的。它是組成巖石和礦石的基本單元。實驗室已經(jīng)能夠制造出某些礦物晶體（但制造出來的不屬于礦物），如人工水晶、人工鉆石等。人們根據(jù)物理性質(zhì)來識別礦物，如1顏色﹑2光澤【光學(xué)性質(zhì)】﹑3硬度﹑4解理﹑5比重和6磁性、導(dǎo)電性、密度等都是礦物肉眼鑒定的重要標(biāo)志?！驹?礦物-巖石-地殼-巖石圈-地質(zhì)環(huán)境】地球上現(xiàn)有的一切工程都是修建在地殼表層，巖石是組成地殼的主要物質(zhì)。地質(zhì)環(huán)境又影響工程建筑物安全、造價；地層與構(gòu)造巖層：由同一巖性組成的層狀巖石，覆蓋在原始地殼上的層層疊疊叫巖層。地質(zhì)學(xué)上叫做地層。構(gòu)造：地層在遭受各種應(yīng)力作用后所留下的變形和破壞痕跡【變形的叫褶皺，破壞的叫斷裂】。巖層產(chǎn)狀（即巖層的產(chǎn)出狀態(tài)，巖層在地殼中空間方位）。除水平巖層成水平狀態(tài)產(chǎn)出外，一切傾斜巖層的產(chǎn)狀均以其走向、傾向和傾角表示，稱為巖層產(chǎn)狀三要素。巖層面與水平面的交線或巖層面上的水平線即該巖層的走向線，其兩端所指的方向為巖層的走向。地質(zhì)時代：可分為太古代、元古代、古生代、中生代和新生代5個時期。巖層在形成時，一般是水平的。巖層在構(gòu)造運動作用下，因受力而發(fā)生彎曲，一個彎曲稱褶曲，如果發(fā)生的是一系列波狀的彎曲變形，就叫褶皺。褶皺是地殼上一種常見的地質(zhì)構(gòu)造。褶皺面向上彎曲的稱為背斜；褶皺面向下彎曲的稱為向斜。向斜是良好的儲水構(gòu)造。向斜處適合建水庫。因為向斜巖層向下彎曲，受力集中于中心。所以，同一平面上各點受力不均勻，不宜修建鐵路、隧道等工程。由于背斜巖層向上拱起，且油、氣的密度比水小，所以背斜常是良好的儲油、氣構(gòu)造。背斜因巖體向上拱起，有支撐作用，且不易滲水。所以適合在下方挖隧道。背斜巖層的走向呈天然拱形，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，且不易儲存地下水，便于施工。節(jié)理:斷裂構(gòu)造的一類，指巖石裂開而裂面兩側(cè)無明顯相對位移者（與有明顯位移的斷層相對）。斷層是巖層或巖體順破裂面發(fā)生明顯位移的構(gòu)造，斷層在地殼中廣泛發(fā)育，是地殼的最重要構(gòu)造之一。在地貌上，大的斷層常常形成裂谷和陡崖，如著名的東非大裂谷、中國華山北坡大斷崖。①上盤相對下降、下盤相對上升的叫正斷層。②上盤相對上升、下盤相對下降的叫逆斷層。褶皺--向斜和背斜；斷裂--節(jié)理和斷層。地層是組成工程地質(zhì)環(huán)境的基本材料。構(gòu)造使得工程地質(zhì)條件復(fù)雜化。了解一個地區(qū)的工程地質(zhì)環(huán)境的首要任務(wù)是分析和研究該地區(qū)的地層和構(gòu)造。地層、構(gòu)造的產(chǎn)狀對工程地質(zhì)環(huán)境的穩(wěn)定性至關(guān)重要。實際中對一個地區(qū)的構(gòu)造的了解十分困難。地層和構(gòu)造的產(chǎn)狀要通過大量的實際測量數(shù)據(jù)分析。：第四紀(jì)沉積物第四紀(jì)：它以人類的出現(xiàn)為開始，其下限年代多采用距今260萬年。沉積環(huán)境：巖石在沉積和成巖過程中所處的自然地理條件、氣候狀況、生物發(fā)育狀況、沉積介質(zhì)的物理的化學(xué)性質(zhì)和地球化學(xué)條件。一般可分大陸環(huán)境、海陸混合環(huán)境和海洋環(huán)境三大類：土體的工程地質(zhì)特征土是由固、液、氣體多相組成的體系。固相是土的主要成分，稱為土的骨架。巖石的三種風(fēng)化：物理風(fēng)化、化學(xué)風(fēng)化、生物風(fēng)化。土的工程地質(zhì)特征是由土的顆粒成分、礦物成分、土顆粒形狀、表面特征、密實程度、含水量等因素共同決定。不同年代形成的土的工程性質(zhì)差別很大、粘性土和無粘性土的工程性質(zhì)差別巨大，實際中應(yīng)區(qū)別對待。實際工程中，土作為地基和環(huán)境、建筑材料使用，都會引起土的變形甚至破壞。土的物理性質(zhì)指標(biāo)：土粒比重、密度、重度、含水量、飽和度、孔隙比。土的力學(xué)性質(zhì)是指土的變形和強度特性。土的壓縮性是指土受壓時體積壓縮變小的性質(zhì)。一般認(rèn)為，這主要是由于土中孔隙體積被壓縮而引起的。土的強度：土體抵抗外力時保持自身不被破壞所能承受的極限應(yīng)力。剪切變形：在一對大小相等、方向相反、作用線相距很近的外力作用下，使得桿件發(fā)生相對錯動的變形現(xiàn)象，簡稱剪切。塑性變形是物質(zhì)-包括流體及固體在一定的條件下，在外力的作用下產(chǎn)生形變，當(dāng)施加的外力撤除或消失后該物體不能恢復(fù)原狀的一種物理現(xiàn)象。材料的破壞分塑性破壞和脆性破壞兩種。塑性破壞：加載后有較大變形，因此破壞前有預(yù)兆，斷裂時斷口呈纖維狀，色澤發(fā)暗。塑性破壞的特點是事先有明顯的變形和裂縫預(yù)兆，可以及時采取措施予以補救，危險性相對于脆性破壞稍小。脆性破壞：加載后，無明顯變形，因此破壞前無預(yù)兆，斷裂時斷口平齊，呈有光澤的晶粒狀。脆性破壞危險性大。：巖體的工程特性巖石：為礦物的集合體，是組成地殼的主要物質(zhì)。巖體：巖石是組成巖體的基本單元，一定數(shù)量的巖石組成巖體，且?guī)r體無特定的自然邊界，并且是由處于一定地質(zhì)環(huán)境中的各種巖性和結(jié)構(gòu)特征巖石所組成的集合體，也可以看成是由結(jié)構(gòu)面所包圍的結(jié)構(gòu)體和結(jié)構(gòu)面共同組成的。巖體是在內(nèi)部的聯(lián)結(jié)力較弱的層理、片理和節(jié)理、斷層等切割下，具有明顯的不連續(xù)性。這是巖體的重要特點，使巖體結(jié)構(gòu)的力學(xué)效應(yīng)減弱和消失。使巖體強度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于巖石強度，巖體變形遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于巖石本身，巖體的滲透性遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于巖石的滲透性?！編r體是結(jié)構(gòu)體和結(jié)構(gòu)面的綜合體】巖體內(nèi)形成各種不同的地質(zhì)界面。如層理、層面、斷層、節(jié)理等，統(tǒng)稱結(jié)構(gòu)面【分為原生、次生、構(gòu)造結(jié)構(gòu)面】。巖石和巖體是兩個不同的概念；兩者的工程特性有很大的差異；巖體工程特性與結(jié)構(gòu)面開度、表面粗糙程度；起伏度、充填情況、產(chǎn)狀等各種因素有關(guān)；巖體的強度與其所處的地質(zhì)環(huán)境關(guān)系密切。巖體的變形和破壞是非常復(fù)雜的過程，目前對該問題還有爭議。每一種強度理論都有其特定的適用條件。第六章-地下水地下水的物理性質(zhì)：溫度、顏色、透明度、氣味、味道、導(dǎo)電性、放射性等；地下水中分布最廣的：是鉀、鈉、鎂、鈣、氯、硫酸根和碳酸氫根7種離子。地下水中含有多種元素的離子、分子和化合物。按含水層性質(zhì)分類，可分為孔隙水、裂隙水、巖溶水。按礦化程度不同，可分為淡水、微咸水、咸水、鹽水、鹵水。按埋藏條件不同，可分為上層滯水、潛水、承壓水。地下水在巖空隙中的運動叫滲流。滲流范圍叫滲流場。地表水運動叫水流；滲流場中水的運動特點：水質(zhì)點的運動速度和方向不斷變化；地下水的運動要素（水位、流速、流向等）常常不是空間的連續(xù)函數(shù)?！救藗儾捎闷骄ǜ呕┑姆椒▉硌芯康叵滤暧^的運動規(guī)律。即用一種假想的水流來代替實際上很復(fù)雜的滲流，】一般認(rèn)為，松散巖層孔隙水的運動都符合達(dá)西定律。地下水對土木工程的不良影響：一、地基沉降；二、流砂【流砂是土體的一種現(xiàn)象，通常細(xì)顆粒、顆粒均勻、松散、飽和的非粘性土容易發(fā)生這個現(xiàn)象?！苛魃艾F(xiàn)象：當(dāng)水流在水位差的作用下對土顆粒產(chǎn)生向上壓力時，動水壓力不但使土粒受到了水的浮力，而且還使土粒受到向上推動的壓力。如果動水壓力等于或大于土的浸水浮重度，則土粒失去自重，處于懸浮狀態(tài)，土的抗剪強度等于零，土粒能隨著滲流的水一起流動，這種現(xiàn)象稱為“流砂現(xiàn)象”。流砂——土體流動——地表塌陷或建筑物的地基破壞。潛蝕【機械潛蝕：土粒在地下水的動水力作用下受到?jīng)_刷，將細(xì)粒土沖走，使土的結(jié)構(gòu)破壞，形成洞穴的作用，形成管涌。化學(xué)潛蝕：在地下水和一氧化碳等作用下，能使巖石中的長石、云母等礦物變?yōu)楦邘X石、絹云母和其他粘土礦物?！坑扇祟惞こ袒顒铀鸬倪@種現(xiàn)象叫管涌。地下水的浮托作用【建筑物基礎(chǔ)底面位于地下水位以下時，地下水對基礎(chǔ)底面產(chǎn)生靜水壓力，即浮托力。】基坑突涌【建筑基坑存在承壓水時，當(dāng)開挖基坑減少了基坑底部隔水層的厚度，當(dāng)隔水層較薄時承壓水的水頭壓力沖破基坑底部的現(xiàn)象。其后果是基坑沖毀，地基破壞】地下水對鋼筋混凝土的腐蝕；【結(jié)晶類腐蝕、分解類、結(jié)晶分解復(fù)合類腐蝕】潛水：地表以下，第一個穩(wěn)定隔水層以上具有自由水面的地下水。地下水的運動路線是復(fù)雜的，運動速度緩慢。承壓水是充滿兩個隔水層之間的含水層中的地下水，承受一定的壓力。向斜盆地是形成承壓水的有利地質(zhì)構(gòu)造；滲透變形：巖土體在地下水滲透力（動水壓力）的作用下，部分顆?；蛘w發(fā)生移動，引起巖土體的變形和破壞的作用和現(xiàn)象。表現(xiàn)為鼓脹、浮動、斷裂、泉眼、沙浮、土體翻動等。滲透水流作用于巖土上的力稱為滲透水壓或動水壓力，只要有滲流存在就存在這種壓力，當(dāng)此力達(dá)到一定大小時，巖土中的某顆粒就會被滲透水流攜帶和搬運，從而引起沿巖土的結(jié)構(gòu)變松，強度降低，甚至整體發(fā)生破壞。第7章：常見地質(zhì)災(zāi)害地質(zhì)災(zāi)害，是指在自然或者人為因素的作用下形成的，對人類生命財產(chǎn)、環(huán)境造成破壞和損失的地質(zhì)作用（現(xiàn)象）。如崩塌、滑坡、泥石流、地裂縫、水土流失、土地沙漠化及沼澤化、土壤鹽堿化，以及地震、火山、地?zé)岷Φ?。分類?內(nèi)生地質(zhì)災(zāi)害【地震、火山噴發(fā)】2外生地質(zhì)災(zāi)害3人類活動誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害1崩塌（崩落、垮塌或塌方）是較陡斜坡上的巖土體在重力作用下突然脫離母體崩落、滾動、堆積在坡腳（或溝谷）的地質(zhì)現(xiàn)象。崩塌發(fā)生前一般會有這樣的前兆：1.崩塌體后部出現(xiàn)裂縫；2.崩塌體前緣掉塊、土體滾落、小崩小塌不斷發(fā)生；3.坡面出現(xiàn)新的破裂變形、甚至小面積土石剝落；4.巖質(zhì)崩塌體偶爾發(fā)生撕裂摩擦錯碎聲。2滑坡是指斜坡上的土體或者巖體，受河流沖刷、地下水活動、雨水浸泡、地震及人工切坡等因素影響，在重力作用下，沿著一定的軟弱面或者軟弱帶，整體地或者分散地順坡向下滑動的自然現(xiàn)象。俗稱“走山”、“垮山”、“地滑”、“土溜”等。3泥石流是指在山區(qū)或者其他溝谷深壑，地形險峻的地區(qū)，因為暴雨、暴雪或其他自然災(zāi)害引發(fā)的山體滑坡并攜帶4有大量泥沙以及石塊的特殊洪流。泥石流具有突然性以及流速快，流量大，物質(zhì)容量大和破壞力強等特點。凡是以地下水為主，地表水為輔，以化學(xué)過程（溶解與沉淀）為主、機械過程（流水侵蝕和沉積，重力崩塌和堆積）為輔的對可溶性巖石的破壞和改造作用都叫巖溶作用。5地震又稱地動、地振動，是地殼快速釋放能量過程中造成振動，期間會產(chǎn)生地震波的一種自然現(xiàn)象。地球上板塊與板塊之間相互擠壓碰撞，造成板塊邊沿及板塊內(nèi)部產(chǎn)生錯動和破裂，是引起地面震動（即地震）的主要原因。：工程地質(zhì)環(huán)境工程巖土的穩(wěn)定性涉及1強度穩(wěn)定性、2變形（剛度）穩(wěn)定性3、整體穩(wěn)定性4、環(huán)境安全性三個方面的要求。工程的穩(wěn)定性包括工程結(jié)構(gòu)自身的穩(wěn)定性和工程巖土的穩(wěn)定性兩個方面。前者屬于結(jié)構(gòu)工程的研究范圍，后者則屬于工程地質(zhì)的研究范圍，工程巖土的穩(wěn)定性可以分為地基穩(wěn)定性、邊坡穩(wěn)定性和洞室穩(wěn)定性三種類型。該三類工程穩(wěn)定性問題各具特點。保證地基穩(wěn)定性所需解決的主要是地基巖土的承載力問題，保證邊坡穩(wěn)定性所需解決的主要是邊坡巖土的重力穩(wěn)定性問題，而保證洞室穩(wěn)定性所需解決的則是整個洞室周圍由于開挖引起的應(yīng)力影響區(qū)內(nèi)的巖土垮塌問題。影響工程穩(wěn)定性的工程地質(zhì)環(huán)境因素：包括巖土的物理力學(xué)性質(zhì)、地質(zhì)結(jié)構(gòu)、地應(yīng)力、地下水、地質(zhì)構(gòu)造、氣候、區(qū)域穩(wěn)定性和人類活動情況等。巖土的物理力學(xué)性質(zhì)直接決定了工程巖土的應(yīng)力—應(yīng)變和強度特征地質(zhì)構(gòu)造對工程穩(wěn)定性的影響主要表現(xiàn)在兩個方面：一是軟弱土層對土體變形和強度的控制作用，二是結(jié)構(gòu)面對巖體破壞模式和破壞面的控制作用。地殼內(nèi)在天然狀態(tài)條件下所具有的應(yīng)力，稱為地應(yīng)力。地應(yīng)力可以分為自重應(yīng)力和構(gòu)造應(yīng)力兩種類型。工程地質(zhì)環(huán)境的