第零章工程地質(zhì)條件:也稱為地質(zhì)環(huán)境，是場地巖土體的物質(zhì)組成、工程性質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造、地貌、水文地質(zhì)、地質(zhì)作用、自然地質(zhì)現(xiàn)象、天然建筑材料等各項因素的總和。工程活動：在一定的地質(zhì)環(huán)境中進(jìn)行，并以各種方式影響地質(zhì)環(huán)境的人類活動。地質(zhì)作用：在地質(zhì)歷史發(fā)展的過程中，促使地殼的組成物質(zhì)，構(gòu)造和地表形態(tài)不斷變化的作用，統(tǒng)稱為地質(zhì)作用。按能源不同，分為外力地質(zhì)作用和內(nèi)力地質(zhì)作用。風(fēng)化作用：在溫度變化、氣體、水及生物等因素的綜合影響下，使地表巖石發(fā)生破碎、分解的一種破壞作用。（外力作用，剝蝕，搬運，沉積，成巖作用）內(nèi)力作用：是地球內(nèi)部的動力引起的，能源有：重力能（地球）轉(zhuǎn)動能（地球）熱能（放射性元素）變質(zhì)作用：由于地殼運動、巖漿作用等引起物理化學(xué)條件發(fā)生變化，促使巖石在固體狀態(tài)下改變其成分、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造的作用。（地殼運動，巖漿作用，地震）第一章礦物概念：礦物是地殼中天然生成的具有一定化學(xué)成分、物理性質(zhì)和形態(tài)的自然元素或化合物。礦物是組成巖石的基本單位，也是組成地殼的基本物質(zhì)。分類按外形結(jié)晶體和非結(jié)晶體按生成條件①原生礦物：②次生礦物：③變質(zhì)礦物：礦物的物理性質(zhì)：礦物的光學(xué)性質(zhì)：1）顏色2）條痕3）光澤4）透明度礦物的力學(xué)性質(zhì)：1）硬度2）解理3）斷口巖石的概念:巖石是在地質(zhì)作用下產(chǎn)生的，由一種或多種礦物以一定規(guī)律組成的自然集合體。巖石的主要特征：礦物成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造巖石的結(jié)構(gòu)：巖石中礦物顆粒的結(jié)晶程度、大小、形狀，及其彼此間的組合方式等特征。巖石的構(gòu)造：巖石中礦物的排列方式和填充方式所反映出來的外貌特征。巖漿巖的分類按產(chǎn)出狀態(tài)侵入巖：噴出巖：按SiO2的含量（酸，中，基，超基性）巖漿巖的結(jié)構(gòu)1）按巖石中礦物的結(jié)晶程度分為：①全晶質(zhì)結(jié)構(gòu)：②半晶質(zhì)結(jié)構(gòu)：③非晶質(zhì)結(jié)構(gòu)：2）按巖石中礦物的晶粒大小分為：①顯晶質(zhì)結(jié)構(gòu)②隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)③玻璃質(zhì)結(jié)構(gòu)：構(gòu)造①塊狀構(gòu)造：②流紋狀構(gòu)造：③氣孔狀構(gòu)造：④杏仁狀構(gòu)造：沉積巖的結(jié)構(gòu)1）碎屑結(jié)構(gòu)2）泥質(zhì)結(jié)構(gòu)3）結(jié)晶結(jié)構(gòu)4）生物結(jié)構(gòu)：構(gòu)造1）層理構(gòu)造：2）層面構(gòu)造：3）化石：層理概念：沉積巖在形成過程中，由于沉積環(huán)境的改變，使先后沉積的物質(zhì)在成分、顆粒大小、形狀和顏色上發(fā)生變化而顯示出來的成層現(xiàn)象概念變質(zhì)巖是地殼內(nèi)部的原巖經(jīng)過變質(zhì)作用而形成的新的巖石變質(zhì)作用的因素：高溫、高壓、新的化學(xué)成分的加入變質(zhì)作用的類型：①接觸變質(zhì)作用：②動力變質(zhì)作用：③區(qū)域變質(zhì)作用：變質(zhì)巖的構(gòu)造：塊狀構(gòu)造，片理構(gòu)造：巖石中的片狀、柱狀或長條狀礦物，在定向壓力或差異壓力作用下，垂直壓力方向平行排列而形成的構(gòu)造。巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)主要包括物理性質(zhì)、水理性質(zhì)和力學(xué)性質(zhì)三個方面。影響巖石工程性質(zhì)的因素1）礦物成分2）結(jié)構(gòu)3、構(gòu)造4、水的作用5）風(fēng)化作用第二早地層的地質(zhì)年代1、絕對地質(zhì)年代：2、相對地質(zhì)年代：巖層產(chǎn)狀：指巖層在空間的位置產(chǎn)狀用巖層層面的走向、傾向和傾角三個產(chǎn)狀要素來表示沉積巖的相對地質(zhì)年代是通過層序、巖性、接觸關(guān)系和古生物化石來確定的。不整合：由于沉積過程發(fā)生間斷，巖層在形成年代上是不連續(xù)的，中間缺少沉積間斷期的巖層，而兩種形成年代不相連續(xù)的巖層疊合在一起，這種現(xiàn)象稱為不整合。巖漿巖的相對地質(zhì)年代，是通過它與沉積巖的接觸關(guān)系及其本身的穿插關(guān)系來確定的。地質(zhì)構(gòu)造地殼運動使巖層和巖體發(fā)生變形和變位，在巖層和巖體中遺留下來的各種構(gòu)造形態(tài)，是構(gòu)造運動的產(chǎn)物。地質(zhì)構(gòu)造的類型①水平及單斜構(gòu)造②褶皺構(gòu)造③斷裂構(gòu)造④不整合褶曲要素1、核：2、翼：3、軸面：4、軸：5、樞紐：6、轉(zhuǎn)折端：褶曲的類型向斜背斜褶皺構(gòu)造的野外識別方法一般情況下，背斜為山，向斜為谷；但自然界中的實際情況很復(fù)雜，由于長期的外力地質(zhì)作用，背斜被切削、向斜被填平，再經(jīng)過地殼運動，可能使背斜成谷、向斜成山斷裂構(gòu)造分類：裂隙和斷層裂隙概念：裂隙又稱節(jié)理，是巖體受力斷裂后兩側(cè)巖塊沒有明顯相對位移的小型斷裂構(gòu)造裂隙的類型：①構(gòu)造裂隙：巖體受構(gòu)造應(yīng)力作用時，隨巖體變形而產(chǎn)生的裂隙在地殼中分布極廣，且有一定的規(guī)律性非構(gòu)造裂隙：由成巖作用、重力、外動力等非構(gòu)造因素形成的裂隙常在較小范圍內(nèi)出現(xiàn)，分布無明顯規(guī)律斷層概念：巖體受力斷裂后，斷裂面兩側(cè)巖塊發(fā)生明顯相對位移的斷裂構(gòu)造，稱為斷層。斷層要素①斷層面：②斷層線：③斷盤：④斷距：斷層的基本類型①正斷層：②逆斷層：③平推斷層：斷層的組合形式①階狀斷層：②地塹與地壘：③疊瓦式構(gòu)造：斷層的野外識別當(dāng)巖體發(fā)生斷裂并形成斷層后，不僅會改變原有地層的分布規(guī)律，還會形成各種伴生構(gòu)造，以及與斷層構(gòu)造有關(guān)的地貌現(xiàn)象。地質(zhì)體不連續(xù)地層的重復(fù)或缺失，斷層的伴生構(gòu)造，地貌特征，其它標(biāo)志地質(zhì)圖由哪幾部分構(gòu)成？平面剖面柱狀圖第三章風(fēng)化作用的概念：在溫度變化、氣體、水及生物等因素的綜合影響下，使地表巖石發(fā)生破碎、分解的一種破壞作用風(fēng)化作用的結(jié)果：①使堅硬致密的巖石松散破②改變巖石原有的礦物成分、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造③使巖石的強度和穩(wěn)定性降低④引起許多不良地質(zhì)現(xiàn)象風(fēng)化作用的類型1、物理風(fēng)化2、化學(xué)風(fēng)化3、生物風(fēng)化影響風(fēng)化作用因素：巖石性質(zhì)，氣候因素，地形地貌因素，地質(zhì)構(gòu)造其它風(fēng)化巖層的分帶：上下①整石帶②塊石帶③碎石帶④粉碎帶整石帶；肉眼看不出巖石有風(fēng)化碎裂現(xiàn)象，外觀上與新鮮巖石無明顯區(qū)別，但巖石顆粒間的聯(lián)結(jié)因風(fēng)化影響而有一定削弱，強度有所降低。塊石帶：巖石被大量風(fēng)化裂隙分割成大小不同的石塊，強度顯著降低，滲透性增強，工程性質(zhì)與整石帶已有明顯區(qū)別，裂隙面岀現(xiàn)次生礦物。碎石帶：巖石風(fēng)化破裂成許多碎塊和大量風(fēng)化礦物，滲透性略有減小，強度大為降低。粉碎帶：巖石徹底風(fēng)化破壞，原生礦物基本上全部風(fēng)化成細(xì)粒次生礦物，滲透性很低，壓縮性增大，強度降低，并產(chǎn)牛一些新的性質(zhì)。殘積層特點①垂直剖面上，從上而下顆粒由細(xì)變粗；②碎屑物質(zhì)大小不均勻，棱角顯著，無分選及層理特征；③曠物成分與下伏原巖有密切關(guān)系；④在平緩的山頂和山坡較厚，在易遭沖刷的較陡山坡則厚度不大；⑤有些殘積層的孔隙率較小，但多數(shù)殘積層的孔隙率較大。殘積層工程性質(zhì)：①易遭沖刷，強度和穩(wěn)定性差；②承載力較低，容易產(chǎn)生不均勻沉降；③作為路基邊坡時，可能出現(xiàn)塌方和沖刷問題。坡積層的特點①坡積層的厚度一般是中下部較厚，向山坡上部逐漸變薄以至尖滅。②坡積層物質(zhì)未經(jīng)長途搬運，碎屑棱角明顯，分選性不好，天然孔隙率比較高。③坡積層物質(zhì)經(jīng)過了一定距離的搬運，由于間歇性的堆積，可能有一些不太明顯的傾斜層理。④坡積層的礦物成分與下伏基巖沒有直接聯(lián)系。坡積層的工程性質(zhì)坡積層是山區(qū)公路勘測設(shè)計中經(jīng)常遇到的第四紀(jì)陸相沉積物，多處于不穩(wěn)定狀態(tài)。沖溝的發(fā)育階段：①沖槽階段：斜坡流水匯于坡面低洼處，由于沖刷作用形成長度和深度一般都比較小的溝槽，剖面呈“U”字形。下切階段：溝槽匯水流量增大，溝頭開始下切、溝壁坍塌，使沖溝不斷加深、加長，出現(xiàn)懸溝陡坎，剖面呈“V”字形，在溝口平緩地帶開始有洪積物堆積。平衡階段：溝內(nèi)陡坎已經(jīng)消失，溝床下切拓寬,沖刷作用逐漸減弱，形成凹形平緩的平衡剖面，溝底開始有洪積物堆積。休止階段：溝床下切基本停止，溝底有較多洪積物堆積，并開始有植物生長。防治：沖槽階段由于沖溝范圍小、對溝槽進(jìn)行填平夯實，對地表水進(jìn)行導(dǎo)流，進(jìn)行植樹種草。下切階段沖溝發(fā)育最快，危害較大，可在溝底鋪砌柴捆、石籠，或在溝槽內(nèi)用水泥砂漿修筑跌水構(gòu)筑物，加固溝壁。平衡階段加固溝壁，防止側(cè)蝕，在溝底坡腳處修建柴捆土坎，并在其上植樹。休止階段在溝底植樹造林，禁止破壞原有植被。洪積層的特征①組成物質(zhì)分選不良，粗細(xì)混雜，碎屑物質(zhì)多帶棱角，磨圓度不佳；②有不規(guī)則的交錯層理、透鏡體、尖滅及夾層；③洪積層的厚度從溝口到外圍逐漸變厚；④山前洪積層由于周期性的干燥，常含有可溶鹽類物質(zhì)。洪積層的工程性質(zhì)①洪積層主要分布在坡腳及山前平原地帶，從地形上看有利于工程建筑；②規(guī)模很大的洪積層一般可劃分為上部、中部和下部三個工程地質(zhì)條件不同的地段：I靠近溝口的粗碎屑沉積地段（上部），多以碎石、礫石、卵石為主，孔隙率大，透水性強，地下水埋藏深，壓縮性小，承載力高，是良好的天然地基，但不適合建壩。II洪積層外圍的細(xì)碎屑沉積地段（下部），以粘土為主，如果具有可溶鹽的結(jié)晶，則洪積層的結(jié)構(gòu)較為結(jié)實，承載力也較高。III兩地段之間的過渡帶（中部），以砂土為主，地下水埋藏淺，常有地下水溢出，形成沼澤，水文地質(zhì)條件不好，對工程建筑不利。河流：具有明顯河槽的常年或季節(jié)性水流。河流的地質(zhì)作用主要包括侵蝕作用、搬運作用和沉積作用。河流的侵蝕作用：河水在流動過程中不斷加深和拓寬河床的作用按侵蝕作用的方式，分為沖蝕、磨蝕和溶蝕。按侵蝕作用的方向以及河床不斷加深和拓寬的發(fā)展過程，分為下蝕作用和側(cè)蝕作用。在河流的上游，以下蝕作用為主，河谷橫斷面呈“V”字形；在河流中下游，以側(cè)蝕作用為主，河谷橫斷面呈“U”字形。沖積層的特點:①具有清晰的層理構(gòu)造（除水平層理外，還常發(fā)育有斜層理）②沖積物具有良好的磨圓度和分選性（水平方向：上游顆粒粗大、下游顆粒細(xì)?。ù怪狈较颍合旅骖w粒粗大、上面顆粒細(xì)?。墼谄拭嫔铣Ｓ袃煞N或兩種以上的沉積物交替、重復(fù)出現(xiàn)④具有豐富的地下水，水質(zhì)較好。沖積層的特點①具有清晰的層理構(gòu)造（除水平層理外，還常發(fā)育有斜層理）沖積物具有良好的磨圓度和分選性（水平方向：上游顆粒粗大、下游顆粒細(xì)?。ù怪狈较颍合旅骖w粒粗大、上面顆粒細(xì)小）在剖面上常有兩種或兩種以上的沉積物交替、重復(fù)出現(xiàn)具有豐富的地下水，水質(zhì)較好。沖積層的工程性質(zhì)①古河床沖積層：壓縮性低、強度較高，是良好的天然建筑地基現(xiàn)代河床沖積層：密實度差、透水性強，不宜作水工建筑物地基河漫灘沖積層：一般都是較好的地基，1但要注意度動液化問國度牛軛湖沖積層：壓縮性高、承載力低 ~三角洲沖積層：多呈飽和狀態(tài)，承載力較低但最上慝硬殼層）可用作低層建筑的天然地基第四章地貌：由于地質(zhì)作用的長期進(jìn)行，在地殼表面形成各種不同成因、不同類型、不同規(guī)模的起伏形態(tài)。（物質(zhì)基礎(chǔ)：巖石和構(gòu)造）地形：專指地表既成形態(tài)的某些外部特征，如高低起伏、坡度大小和空間分布等。地貌水準(zhǔn)面：當(dāng)內(nèi)力造成地表的基本起伏后，若地殼運動由活躍期轉(zhuǎn)入寧靜期，內(nèi)力作用將變?nèi)?，但外力作用仍在繼續(xù)，最終將地表夷平，形成一個夷平面。這個夷平面就是高地被削平、洼地被填平的水準(zhǔn)面，稱之為地貌水準(zhǔn)面。地貌分級①巨型地貌：幾乎完全由內(nèi)力作用形成②大型地貌：基本上也是由內(nèi)力作用形成③中型地貌：主要是由外力作用形成④小型地貌：基本上受外力作用控制山嶺地貌①構(gòu)造變動形成的山嶺②火山作用形成的山嶺③剝蝕作用形成的山嶺剝蝕地貌堆積平原：是由地殼長期緩慢而穩(wěn)定下降運動使地面不斷接受各種不同成因的堆積，補償了下沉面形成的低地河谷地貌是經(jīng)河流的長期侵蝕、搬運和堆積作用逐漸發(fā)展而成的，常是山區(qū)工程建設(shè)的有利地貌。埡口山脊標(biāo)高較低的鞍部稱為埡口埡口類型1）構(gòu)造型埡口：由構(gòu)造破碎帶或軟弱巖層經(jīng)外力剝蝕形成的2）、剝蝕型埡口：以外力強烈剝蝕為主導(dǎo)因素形成的，松散覆蓋層很薄，基巖多半裸露，路塹邊坡的穩(wěn)定性較好。埡口的肥瘦和形態(tài)主要取決于巖性、氣候以及外力切割程度等因素。3）剝蝕堆積型埡口：以剝蝕和堆積作用為主導(dǎo)因素形成的，外形渾圓，埡口寬度和松散堆積層的厚度較大，其工程性質(zhì)取決于埡口的物質(zhì)組成和地下水的情況。若地下水埋藏較淺時，不易采取深挖。階地：沿谷坡走向呈條帶狀分布或斷斷續(xù)續(xù)分布的階梯狀平臺河流階地是在地殼的構(gòu)造運動與河流的侵蝕、堆積作用的綜合影響下形成的。階地的類型:①侵蝕階地：主要是由河流的侵蝕作用形成的（由于地殼急劇上升、河流下蝕很快而成的），多由基巖組成，又叫基巖階地。工程性質(zhì)：階地面較狹窄，但強度高，穩(wěn)定性較好②堆積階地：由河流的沖積物組成，又稱沖積階地或沉積階地。河流側(cè)向侵蝕拓寬河谷后，由于地殼下降，有大量的沉積物發(fā)生堆積；地殼上升后，河流在堆積物中下切，形成堆積階地。工程性質(zhì)：由松散物質(zhì)組成，常含有軟弱夾層，穩(wěn)定性一般較差侵蝕一堆積階地：在地殼相對穩(wěn)定、下降和再度上升的過程中形成的，是侵蝕階地和堆積階地的過渡類型。工程性質(zhì)：由基巖和沖積層兩部分組成，但基巖上部沖積物覆蓋厚度一般較小，整個階地主要由基巖組成，承載力較高地下水總礦化度（M）水中離子、分子和各種化合物的總量稱為總礦化度表示方法：通常以在105°C?110°C溫度下將水蒸干后剩余干涸物的含量來確定。水的硬度：地下水中Ca2+和Mg2+的總含量稱為總硬度硬度的表示方法

德國度：每一度相當(dāng)于1L水中含有l(wèi)OmgCaO或7.2mgMgO毫摩爾數(shù)：1L水中Ca2+和Mg2+的毫摩爾數(shù)1毫摩爾硬度=2.8德國度地下水的侵蝕性地下水對混凝土的侵蝕破壞類型包括分解性侵蝕、結(jié)晶性侵蝕和分解結(jié)晶復(fù)合性侵蝕。地下水的分類：按埋藏條件可以分為上層滯水、潛水和承壓水按含水層空隙性質(zhì)可以分為孔隙水、裂隙水和巖溶水潛水：地表以下第一個連續(xù)隔水層之上具有自由水面的重力水潛水的特征1、補給特征：2、埋藏深度和含水層厚度特征：3、流動特征：4、排泄特征：潛水等水位線圖用途：①確定潛水的流向②確定潛水的水力坡度③確定潛水的埋藏深度④確定潛水與地表水之間的補給關(guān)系⑤確定泉或沼澤的位置⑥推斷含水層的巖性或厚度的變化⑦確定給排水工程的位置潛水的工程性質(zhì):①潛水對建筑物的穩(wěn)定性和施工均有影響。建筑物的地基最好選在潛水位深的地帶或使基礎(chǔ)淺埋，盡量避免水下施工。若潛水對施工有危害，可用降低水位、凍結(jié)隔離等措施處理。承壓水：充滿于兩個穩(wěn)定隔水層之間、承受一定壓力的地下水。承壓水的埋藏類型向斜構(gòu)造和單斜構(gòu)造。承壓水等壓線圖用途：①確定初見水位；②確定承壓水位的埋深和承壓含水層的埋深；③確定承壓水頭的大??；④確定承壓水的流向和水力坡度。承壓水的工程性質(zhì):①承壓水受氣候影響較小，動態(tài)較穩(wěn)定，不易受污染。承壓水有時會給工程施工帶來一定困難，可能引起基坑突涌、破壞坑底的穩(wěn)定性。地下水對工程建筑的影響1）地基沉降2）流砂3）潛蝕4）地下水的浮拖作用、基坑突涌防治流砂的原則主要是：①減小或消除基坑內(nèi)外地下水的水頭差一一降低水位法增長滲流路徑一一打板樁③在滲流出口處用透水材料覆蓋壓重以平衡動水力一一加重法其它方法：水下挖掘、凍結(jié)、化學(xué)加固等不良地質(zhì)現(xiàn)象常見的不良地質(zhì)現(xiàn)象：地震、崩塌、巖堆、滑坡、泥石流、多年凍土、巖溶、風(fēng)沙、雪害等。①崩塌：在陡峭的斜坡上，巨大巖塊在重力作用下突然而猛烈地向下傾倒翻滾、崩落的現(xiàn)象。崩塌形成的條件地形條件②巖性條件③構(gòu)造條件地形條件、巖性條件、構(gòu)造條件是形成崩塌的基本條件其它因素地震作用，地表水和地下水的作用，風(fēng)化作用，人類活動等防治原則：①選址時，應(yīng)根據(jù)斜坡的具體條件，分析崩塌的可能性及規(guī)模②在設(shè)計和施工中，避免使用不合理的高陡邊坡，避免大挖大填，以保持山體的平衡。防治措施①清除坡面危石②坡面加固③危巖支頂④攔截防御⑤調(diào)整水流滑坡概念斜坡上的巖土體在重力作用下失去原有的穩(wěn)定狀態(tài)、沿著斜坡內(nèi)某些軟弱面（帶）整體向下滑動的現(xiàn)象，稱為滑坡?；碌男螒B(tài)要素1-滑坡體；2-滑坡面；3-滑坡床；4-滑坡壁；5-滑坡周界；6-滑坡臺階；7-滑坡舌；8-拉張裂縫；9-剪切裂縫；10-鼓張裂縫；11-扇形裂縫滑坡的力學(xué)分析常用穩(wěn)定系數(shù)k=總抗滑力=Fk表示兩力之比： 總下滑力T當(dāng)kV1時，斜坡平衡條件遭到破壞形成滑坡；當(dāng)k=1時，斜坡處于極限平衡狀態(tài)；當(dāng)k>1時，斜坡處于穩(wěn)定狀態(tài)?；碌囊巴庾R別防治原則滑坡的防治，要貫徹以防為主、整治為輔的原則。防治措施1）排水①地表排水：主要是設(shè)置截水溝和排水明溝系統(tǒng)地下排水：設(shè)置滲溝、盲溝、平孔以截排來自滑坡體外的地下水2） 力學(xué)平衡法：在滑坡體的下部修筑擋土墻、抗滑樁或用錨桿加固，以增加滑坡下部的抗滑力3） 改善滑動面（帶）的土石性質(zhì)改良巖土體的性質(zhì)，增加坡體強度。對巖質(zhì)斜坡采用固結(jié)灌漿，對土質(zhì)斜坡采用化學(xué)加固、凍結(jié)、焙燒等。4） 放緩減重：削減坡角或降低坡高，以減輕斜坡不穩(wěn)定部位的重量，從而減少滑坡上部的下滑力。泥石流的概念山洪急流夾帶大量泥砂、石塊等固體物質(zhì)，突然以巨大的速度從溝谷上游奔騰直瀉而下的現(xiàn)象，稱為泥石流。形成條件1、地形