工程地質(zhì)復(fù)習(xí)資料一、兩個重要概念（1）工程地質(zhì)條件：是指與工程有關(guān)的地質(zhì)因素的綜合或是工程建筑物所在的地質(zhì)環(huán)境的各項(xiàng)因素。巖土類型及性質(zhì)地質(zhì)結(jié)構(gòu)與構(gòu)造地形地貌水文地質(zhì)工程動力地質(zhì)作用天然建筑材料（2）工程地質(zhì)問題：是指工程地質(zhì)條件與工程建筑物需要之間的對立統(tǒng)一。工程地質(zhì)條件滿足工程建筑物需要——不會產(chǎn)生工程地質(zhì)問題工程地質(zhì)條件不滿足工程建筑物需要——會產(chǎn)生工程地質(zhì)問題二、主要的工程地質(zhì)問題（1）地基承載力與變形問題（2）地下硐室的圍巖穩(wěn)定性問題（3）露天邊坡穩(wěn)定性問題（4）壩基抗滑穩(wěn)定性問題（5）水庫滲漏、庫岸塌陷等問題三、例題分析【例】某土樣經(jīng)試驗(yàn)測得體積為100cm3，濕土質(zhì)量為187g，烘干后，干土質(zhì)量為167g。若土粒的相對密度Gs為2.66，求該土樣的含水量ω、密度ρ、重度、干重度d、孔隙比e、飽和重度sat和有效重度【解答】四、土的工程地質(zhì)特征（1）影響土強(qiáng)度的主要因素:eq\o\ac(○,1)密度eq\o\ac(○,2)粒徑級配eq\o\ac(○,3)顆粒的礦物成分eq\o\ac(○,4)粒徑的形狀 eq\o\ac(○,5)粘土顆粒表面的吸附水膜（2）影響巖石工程性質(zhì)的因素內(nèi)部因素（巖石的地質(zhì)特征）礦物成分結(jié)構(gòu)構(gòu)造外部因素水的作用風(fēng)化作用五、巖石的工程性質(zhì)評述（1）巖漿巖：深成侵入巖具結(jié)晶結(jié)構(gòu)，晶粒粗大均勻，力學(xué)強(qiáng)度高。一般是良好的建筑地基和天然建筑石材。但由于多種礦物結(jié)晶組成，抗風(fēng)化能力較差。淺成侵入巖特別是脈狀巖體穿插于不同的巖石中，易蝕變風(fēng)化，使其強(qiáng)度降低、透水性增大。噴出巖若具有氣孔構(gòu)造、流紋構(gòu)造及發(fā)育有原生裂隙，透水性較大。多呈巖流狀產(chǎn)出，巖體厚度小，巖相變化大，對地基均一性和穩(wěn)定性影響大。（2）巖漿巖不同于沉積巖和變質(zhì)巖的主要判別標(biāo)志巖漿巖大部分為塊狀的結(jié)晶巖石，部分為玻璃質(zhì)巖石。具有玻璃質(zhì)的巖石一般是巖漿巖，只有極少數(shù)情況下，在強(qiáng)烈斷裂帶內(nèi)才有?；瘞r。巖漿巖中有一些特有的礦物和結(jié)構(gòu)構(gòu)造。霞石、白榴石、氣孔、杏仁構(gòu)造。巖漿巖體與圍巖間一般都有明顯的界線，呈各種各樣的形態(tài)存在在于地層中，有的平行，有的切穿圍巖的層理和片理。巖體中常含有圍巖碎塊（捕虜體)，這些被捕虜?shù)膰鷰r碎塊和圍巖常遭受熱變質(zhì)作用。巖漿巖不顯層理構(gòu)造,但有時可見假層理。假層理通常由于巖漿層流造成,深成巖則是由于成分不同(結(jié)晶分異)造成。巖漿巖中沒有任何生物遺跡。（3）巖層按厚度分類：塊狀層（>100cm）；厚層（100—50cm）；中厚層（50—10cm）；薄層（10—1cm）。（4）影響巖石風(fēng)化的因素：eq\o\ac(○,1)巖性 eq\o\ac(○,2)地質(zhì)構(gòu)造 eq\o\ac(○,3)氣候 eq\o\ac(○,4)地形 eq\o\ac(○,5)地下水（5）特殊土特殊土指具有一定分布區(qū)域或工程意義上具有特殊成分、狀態(tài)和結(jié)構(gòu)特征的土。主要有：黃土、紅粘土、軟土、膨脹土、凍土、鹽漬土六、季節(jié)性凍土的工程地質(zhì)問題凍結(jié)時膨脹，融化時下沉。會造成土體開裂、路面下凹、翻漿冒泡等。一般來說，土中粉?；蛘沉Ｔ礁?，含水量越大，凍脹性越強(qiáng)。七、紅粘土地基評價（1）紅粘土的表層，為良好地基?？沙浞掷闷渥鳛樘烊坏鼗至?，基礎(chǔ)宜盡量淺埋。（2）紅粘土的底層，接近下臥基巖面附近，尤其在墓巖面低洼處，因地下水積聚，常呈軟塑一流塑狀態(tài)，強(qiáng)度低，壓縮性高，容易引起地基不均勻沉降。應(yīng)注意查清基巖面起伏狀況，并進(jìn)行必要的處理。（3）對紅粘土中的土洞，應(yīng)查明其部位與大小，進(jìn)行填充處理。（4）紅粘土中的網(wǎng)狀裂隙，對土坡和基礎(chǔ)有不良影響，基槽應(yīng)防止日曬雨淋。八、黃土的工程特性黃土濕陷的原因？（1）結(jié)構(gòu)：大孔隙，骨架顆粒為碳酸鹽類；（2）礦物組成：粉粒為主，粉土粒含量常占土重的60％以上，含有大量的碳酸鹽、硫酸鹽和氯化物等可溶鹽類。（3）浸水后粒間可溶性鹽類被溶解造成結(jié)構(gòu)聯(lián)結(jié)破壞，又因其大孔隙的特點(diǎn)，因而受水后浸濕后突發(fā)沉陷。九、褶皺構(gòu)造的工程地質(zhì)（1）褶曲構(gòu)造的核部特點(diǎn)：既巖層傾向發(fā)生顯著變化，又是巖層受應(yīng)力作用最集中的地方。問題：公路、隧道或橋梁工程，容易遇到工程地質(zhì)問題。主要是由于巖層破碎而產(chǎn)生的巖體穩(wěn)定問題和向斜軸部地下水的問題。這些問題在隧道工程中往往顯得更為突出，容易產(chǎn)生隧道塌頂和涌水現(xiàn)象，有時會嚴(yán)重影響正常施工。（2）褶曲構(gòu)造的翼部特點(diǎn)：單斜構(gòu)造形成傾斜巖層。問題：順層滑坡。作為建筑物地基時，一般無特殊不良的影響。對于深路塹、高切坡及隧道工程等有影響:不利路線走向與巖層的走向平行，邊坡與巖層的傾向一致;最不利的情況是路線與巖層走向平行且?guī)r層傾向與邊坡傾向一致形成順向坡，而邊坡的坡角大于巖層的傾角。有利路線垂直巖層走向，或路線與巖層走向平行但巖層傾向與邊坡傾向相反時形成反向坡。十、節(jié)理對工程的影響（1）節(jié)理將巖層切割成塊，影響巖體強(qiáng)度和穩(wěn)定性（2）節(jié)理間距越小，巖體破壞程度越高，巖體承載力越?。?）節(jié)理裂縫——地下水通道、風(fēng)化作用增強(qiáng)十一、節(jié)理發(fā)育的影響因素構(gòu)造變形的強(qiáng)度巖石的形成時代巖石的力學(xué)性質(zhì)巖層的厚度及所處的構(gòu)造部位十二、斷層的工程地質(zhì)評價(1）由于巖層發(fā)生強(qiáng)烈的斷裂變動，致使巖體裂隙增多、巖石破碎、風(fēng)化嚴(yán)重、地下水發(fā)育，從而降低了巖石的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，對工程建筑造成了種種不利的影響。(2）在公路工程建設(shè)中，如確定路線布局、選擇橋位和隧道位置時，要盡量避開大的斷層破碎帶。(3）在研究路線布局，特別在安排河谷路線時，要注意河谷地貌與斷層構(gòu)造的關(guān)系。當(dāng)路線與斷層走向平行，路基靠近斷層破碎帶時，由于開挖路基，容易引起邊坡發(fā)生大規(guī)模坍塌，直接影響施工和公路的正常使用。(4）在進(jìn)行大橋橋位勘測時，要注意查明橋基部分有無斷層存在，及其影響程度如何，以便根據(jù)不同情況，在設(shè)計基礎(chǔ)工程時采取相應(yīng)的處理措施。(5）在斷層發(fā)育地帶修建隧道，是最不利的一種情況。由于巖層的整體性遭到破壞，加之地面水或地下水的侵入，其強(qiáng)度和穩(wěn)定性都是很差的，容易產(chǎn)生洞頂坍落，影響施工安全。(6）當(dāng)隧道軸線與斷層走向平行時，應(yīng)盡量避免與斷層破碎帶接觸。隧道橫穿斷層時，雖然只有個別段落受斷層影響，但因地質(zhì)及水文地質(zhì)條件不良，必須預(yù)先考慮措施，保證施工安全。特別當(dāng)斷層破碎帶規(guī)模很大，或者穿越斷層帶時，會使施工十分困難，在確定隧道平面位置時，要盡量設(shè)法避開。對大型工業(yè)民用建筑選址不利.對大型橋位選址不利：臨山側(cè)邊坡發(fā)育有傾向基坑的斷層時，易發(fā)生嚴(yán)重坍塌，甚至危及鄰近工程基礎(chǔ)穩(wěn)定。對道路選線若與斷層走向平行易產(chǎn)生邊坡滑塌對隧道工程易產(chǎn)生洞頂坍落.對區(qū)域穩(wěn)定性的影響不利.（7）活斷層：是指現(xiàn)在正在活動或在最近地質(zhì)時期（全新世，1萬年）發(fā)生過活動的斷層?；顢鄬訉こ探ㄖ锏挠绊懯峭ㄟ^斷裂的蠕動、錯動和地震對工程造成危害?；顢鄬拥娜鋭蛹鞍樯牡孛孀冃危苯訐p害斷層上及附近的建筑物。十三、地下水的基本概念（1）巖石的空隙1、孔隙松散巖石（粘土、砂石、礫石等）中顆?；蝾w粒集合體之間存在的空隙。2、裂隙堅硬巖石受地殼運(yùn)動及其它內(nèi)外力地質(zhì)作用的影響產(chǎn)生的空隙。3、溶隙可溶巖（石灰石、白云巖等）中的裂隙經(jīng)地下水長期溶蝕而形成的空隙（2）含水層與隔水層1、巖（石）層按水理性質(zhì)不同分：含水層與隔水層eq\o\ac(○,1)含水層—能夠給出并透過相當(dāng)數(shù)量重力水的巖層。條件：空隙存在并充滿足夠的水 重力水能在空隙中自由運(yùn)動eq\o\ac(○,2)隔水層—不能給出并透過水的巖層。十四、地下水的類型上層滯水、潛水、承壓水（1）上層滯水局部隔水層之上的重力水上層滯水特點(diǎn)：分布不廣，埋藏較淺，由大氣降水補(bǔ)給，通過蒸發(fā)或向隔水底板邊緣排泄，易受污染，穩(wěn)定性差，對建筑物的施工和人民健康有影響。（2）潛水第一個穩(wěn)定隔水層之上具有自由水面的重力水潛水特點(diǎn)：1、潛水面以上無穩(wěn)定的隔水層存在，大氣降水與地表水可直接滲入補(bǔ)給，即補(bǔ)給區(qū)與分布區(qū)一致。2、潛水深度和含水層的厚度受氣候、地形、地質(zhì)條件影響，變化較大，受地表污染較重。3、具有自由水面，滲流速度取決于含水層的滲透性能和潛水面的水力坡度。4、垂直排泄(蒸發(fā)）和水平排泄(向鄰近較低河流排泄)5、潛水對建筑物的穩(wěn)定性和施工均有影響（3）承壓水1、充滿與兩個穩(wěn)定的隔水層的重力水2、承壓水的形成決定于地質(zhì)構(gòu)造條件——向斜（盆地）和單斜構(gòu)造3、承壓水特點(diǎn)：具有連續(xù)的隔水層覆蓋，大氣降水(地表水)不能直接補(bǔ)給，只有在含水層直接出露時，才能接受地表水補(bǔ)給，故承壓水具明顯的補(bǔ)給區(qū)、承壓區(qū)和排泄區(qū)。承壓水無自由水面，并承受一定的靜壓力。承壓水具有水頭壓力，不僅向低洼處排泄，還可以由低處向高處流，形成上升泉、自流泉等。受頂部隔水層控制，受大氣、水文、氣候、人類活動的影響較小，故水量變化不大(具恒定性)，動態(tài)穩(wěn)定和水質(zhì)優(yōu)良。孔隙水 裂隙水 巖溶水（4）孔隙水：松散巖層的孔隙，均勻連續(xù)的層狀分布裂隙水：堅硬巖石裂隙中的地下水裂隙按成因分：風(fēng)化裂隙、成巖裂隙、構(gòu)造裂隙（6）巖溶水巖溶水：溶隙中潛水、承壓水巖溶水特點(diǎn)：水量大、運(yùn)動快、垂直和水平向分布不均十五、地下水與工程地下水對建筑工程有著很大的影響，尤其是地下水位的變化，水的侵蝕性和流砂、潛蝕等不良地質(zhì)作用都將對建筑工程的穩(wěn)定性施工及正常使用帶來很大的影響。（1）地下水位的變化a、地下水位上升，或引起淺基礎(chǔ)地基承載力降低，地基沉降，在有地震砂土液化的地區(qū)會引起液化的加劇，同時易引起建筑物震陷加劇。b、地下水位下降，此時往往會引起地表塌陷，地面沉降等。（2）地基沉降深基礎(chǔ)施工時，人工降水降水不當(dāng)，地基土產(chǎn)生固結(jié)沉降后果：不均勻沉降；土顆粒流失，陶空（3）流砂（與動水壓力有關(guān)），當(dāng)?shù)叵滤畡铀畨毫Υ笥谕亮５母≈囟葧r，就會產(chǎn)生流砂。流砂危害：主要表現(xiàn)為在工程施工中能造成大量的土體流動，致使地表塌陷或建筑物的破壞,直接影響建筑工程及附近建筑物的穩(wěn)定。（4）潛蝕對建筑工程的影響水機(jī)械潛蝕：土粒在地下水壓力作用下受到?jīng)_刷，將細(xì)粒沖走，使土的結(jié)構(gòu)破壞，形成洞穴的作用化學(xué)潛蝕：地下水融解土中的易溶鹽分，破壞土粒間結(jié)合力和土的結(jié)構(gòu)，土粒被水沖走，形成洞穴。危害：破壞地基土的強(qiáng)度，形成空洞，產(chǎn)生地表塌陷、影響基礎(chǔ)穩(wěn)定（5）地下水的浮托作用當(dāng)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，即產(chǎn)生浮托力（6）基坑突涌這種現(xiàn)象發(fā)生在建筑基坑下有承壓水，當(dāng)開挖基坑會減小基坑底下承壓水上部的隔水層厚度，減小過多會使承壓水的水頭壓力沖破基坑底板形成涌水現(xiàn)象。（7）地下水對鋼筋混凝土的腐蝕地下水中某些離子或原子含量過大，會同混凝土發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。十六、地下工程地質(zhì)問題（1）地下工程：在巖（土）體內(nèi)，為各種目的經(jīng)人工形成的地下建筑物稱為地天工程，其中經(jīng)人工開鑿形成的地下空間稱為地下洞室，包括各種地下廠房、附建式地下結(jié)構(gòu)及隧道等。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和建設(shè)事業(yè)的發(fā)展，大型工業(yè)、企業(yè)以及市政設(shè)施的地下工程系統(tǒng)日益增多，在水利水電、交通運(yùn)輸、礦山開采、城市建設(shè)以及軍事工程、人防工程等方面出現(xiàn)了大量的、規(guī)模巨大的地下工程。（2）保證洞室圍巖穩(wěn)定的工程措施支撐、襯砌與錨噴加固支撐按材料可分為木支撐、鋼支撐和混凝土支撐等。在不太穩(wěn)定的巖體中開挖時，應(yīng)考慮及時設(shè)置支撐，以防止圍巖早期松動。支撐是保護(hù)圍巖穩(wěn)定性的簡易可行的辦法。襯砌的作用與支撐相同，但經(jīng)久耐用，使洞壁光坦。磚、石襯砌較便宜，鋼筋混凝土、鋼板襯砌的成本最高。襯砌一定要與洞壁緊密結(jié)合，填嚴(yán)塞實(shí)其間空隙才能起到良好效果。作拱頂?shù)囊r砌時，一般還要預(yù)留壓漿孔。襯砌后，再回填灌漿，在滲水地段也可起防滲作用。錨噴支護(hù)是噴射混凝土支護(hù)與錨桿支護(hù)的簡稱，其特點(diǎn)是通過加固地下洞室圍巖，提高圍巖的自承載能力來達(dá)到維護(hù)地下洞室穩(wěn)定的目的。新奧地利隧道施工法是錨噴聯(lián)合支護(hù)使用比較成熟的施工方法。噴射混凝土、錨桿和現(xiàn)場監(jiān)控量測被認(rèn)為是新奧法的三大支柱，噴射混凝土是利用高壓空氣將摻有速凝劑的混凝土混合料通過混凝土噴射機(jī)與高壓水混合噴射到巖面上迅速凝結(jié)而成的，錨噴支護(hù)是噴射混凝土、錨桿、鋼筋網(wǎng)噴射混凝土等結(jié)構(gòu)組合起來的支護(hù)形式，可以根據(jù)不同圍巖的穩(wěn)定狀況，采用錨噴支護(hù)中的一種或幾種結(jié)構(gòu)的組合。在裂隙嚴(yán)重的巖體和極不穩(wěn)定的第四紀(jì)堆積物中開挖地下洞室，常需要加固以增大圍巖穩(wěn)定性，降低其滲水性。最常用的加固方法就是水泥灌漿，其次有瀝青灌漿、水玻璃灌漿等。通過這種辦法，在圍巖中大體形成國柱形或球形的固結(jié)層，起到加固的目的。（3）洞室形態(tài)對圍巖應(yīng)力分布的影響橢圓形洞室長軸兩端點(diǎn)應(yīng)力集中最大，易引起壓碎破壞；而短軸兩端易出現(xiàn)拉應(yīng)力集中，不利于圍巖穩(wěn)定。各種形狀洞室的角點(diǎn)或急拐彎處應(yīng)力集中最大，如正方形或矩形洞室角點(diǎn)等。長方形短邊中點(diǎn)應(yīng)力集中大于長邊中點(diǎn)，而角點(diǎn)處應(yīng)力集中最大，圍巖最易失穩(wěn)。（4）巖爆有關(guān)巖爆的基本概念：在地下開挖或開采過程中突然地以爆炸的形式表現(xiàn)出來，這就是所謂的巖爆。巖爆：地下洞開挖過程中，圍巖突然猛烈釋放室在彈性變形能，造成巖石脆性破壞，或?qū)⒋笮〔坏鹊膸r塊彈射或掉落，并常拌有響聲的現(xiàn)象叫做巖爆。巖爆通常發(fā)生在高應(yīng)力地區(qū)的堅硬巖石開挖過程中，故巖爆發(fā)生的臨界深度為200m。十七、邊坡工程地質(zhì)問題定義：斜坡：指地表因自然作用而形成的向一個方向傾斜的地段。邊坡：指因人為作用而造成的地表向一個方向傾斜的地段。1.崩塌(1)定義：陡峻的斜坡上，被陡傾的張性裂隙切割的巨大巖塊，在重力的作用下突然脫離母巖向下傾倒、翻滾、墜落的現(xiàn)象。(2)崩塌產(chǎn)生的條件①地形地貌：崩塌多產(chǎn)生在陡峻的斜坡地段，一般坡度大于45°（介于55°~75°），高度大于30m以上，坡面多不平整，上陡下緩。②巖性：堅硬巖層多組成高陡山坡，在節(jié)理裂隙發(fā)育、巖體破碎的情況下易產(chǎn)生崩塌。③地質(zhì)構(gòu)造：坡體中的裂隙越發(fā)育、越易產(chǎn)生崩塌，與坡體延伸方向近乎平行的陡傾角構(gòu)造面，最有利于崩塌的形成。④外界因素：地震，融雪、降雨，地表沖刷、浸泡，不合理的人類活動。2.滑坡的識別①識別方法：航片解譯、地面調(diào)查、勘探面線點(diǎn)②識別標(biāo)志a.地形地貌方面滑坡形態(tài)特征、地貌不協(xié)調(diào)或反常等b.變形破裂方面:滑體上產(chǎn)生小型褶曲和斷裂現(xiàn)象滑體結(jié)構(gòu)松散、破碎③水文地質(zhì)方面結(jié)構(gòu)破碎→透水性增高→地下水徑流條件改變→滑體表面出現(xiàn)積水洼地或濕地，泉的出現(xiàn)④植被方面馬刀樹、醉漢林3.崩塌與滑坡的主要區(qū)別是什么？崩塌：陡峻的斜坡上，被陡傾的張性裂隙切割的巨大巖塊，在重力的作用下突然脫離母巖向下傾倒、翻滾、墜落的現(xiàn)象?；?斜坡上土體、巖體或其它碎屑堆積物沿一定的滑動面作整體下滑的現(xiàn)象?；峦ǔＲ陨顚悠茐牡男问匠霈F(xiàn)。滑動面往往深入到坡體內(nèi)部，甚至延伸到坡腳以下。滑動速度比崩塌緩慢。不同的滑坡其滑速可以相差很大，主要取決于滑動面本身的物理、力學(xué)性質(zhì)。如，當(dāng)滑動面通過脆性巖石，或者滑面本身具有一定的抗剪強(qiáng)度時，由于構(gòu)成滑面之前可以承受較高的下滑力，一旦形成滑面即將下滑時，其抗剪強(qiáng)度急劇下降，滑動突發(fā)而迅速。4.泥石流（1）定義一種突然暴發(fā)的含有大量泥沙石塊的特殊洪流。主要發(fā)生在地形陡峻的山區(qū)。具區(qū)域性和間歇性特點(diǎn)。（2）泥石流的形成條件地形條件：上游三面環(huán)山，一面出口.中游為狹窄陡峻的深谷.下游開闊平坦.地質(zhì)條件：巖性破碎,地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜.水文氣象條件：暴雨,冰雪消融.必備條件:1、豐富的松散固體物質(zhì);2、陡峻的地形;3、足夠的突發(fā)性水源;5.影響斜坡穩(wěn)定性的因素內(nèi)因：