工程地质学温习提纲讲课讲解.docx
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1、工程地质学温习提纲讲课讲解当前位置:文档视界工程地质学温习提纲讲课讲解工程地质学温习提纲讲课讲解第一部分岩石与矿物概念、区别1、矿物概念:存在于地壳中具有一定的化学成分与物理性质的自然元素与化合物硬度:矿物抵抗外力刻划、研磨的能力摩氏硬度滑石、石膏、方解石、萤石、磷灰石、正长石、石英、黄玉、刚玉、金刚石解理:矿物受打击后能沿一定方向裂开构成光滑平面的性质极完全解理云母、完全解理方解石、中等解理长石、不完全解理磷灰石断口:矿物受打击后不具方向性的不规则破裂面按形态分为贝壳断口、锯齿状断口、参差状断口、平坦状断口矿物的颜色与光泽2、岩石概念:在一定的地址条件下有一种或几种矿物自然组合而成的矿物集合
2、体一、岩浆岩:也称火成岩,是在地壳深处或在上地幔中构成的岩浆侵入到地壳上部或者喷出到地表冷却固结并经过结晶作用而构成的岩石特征构造全晶质构造深成岩:花岗岩、橄榄岩、辉岩、正长岩半晶质构造浅成岩:花岗斑岩、辉绿岩、玢岩玻璃质构造喷出岩:流纹岩、安山岩、玄武岩特征构造块状构造、流纹状构造、气孔状构造、杏仁状构造成分类型SiO2含量:酸性岩、中性岩、基性岩、超基性岩常见的岩浆岩超基性岩类:辉岩、橄榄岩基性岩类:辉长岩、辉绿岩、玄武岩中性岩类:正长岩、安山岩、正长斑岩、粗面岩、闪长岩、闪长玢岩酸性岩类:花岗岩、花岗斑岩、流纹岩二、沉积岩:地表或近地表不太深地方构成的一种岩石类型。它是由风化产物、火山物
3、质、有机物质等碎屑物质在常温常压下经过搬运、沉积和石化作用,最后构成的岩石特征构造:碎屑构造碎屑与胶结、泥质构造、结晶构造、生物构造特征构造:层理构造水平层理、平行层理、斜层理、交织层理、波形层理层面构造泥裂、雨痕、生物构造、化石构造沉积岩的构成经过母岩的风化破碎作用、沉积物的搬运作用、沉积物的沉积作用、沉积物的成岩作用沉积物的成岩作用压固脱水作用、胶结作用胶结物:硅质、铁质、钙质、碳质、泥质。方式:基底、镶嵌、孔隙、接触胶结、重新结晶作用、新矿物生成常见沉积岩碎屑岩:根据粒度细分为砾岩、砂岩、粉砂岩和粘土岩化学岩:根据成分分碳酸盐岩、硫酸盐岩、卤化物岩、硅岩和其他一些化学岩三、变质岩:岩石在
4、地壳中受高温、高压或化学成分参加或析出影响,发生了矿物成分和构造构造的变化而构成的新岩石变质岩基本特征:出现变质矿物和特殊的变质构造;不同的变质矿物表明不同的变质环境变质岩构造:变晶构造、变余构造、碎裂构造、交代构造变质作用类型:接触、埋藏、动力、热液、区域变质变质岩构造:板状构造、千枚状构造、片状构造、片麻状构造、块状构造变质岩的特征构造是片理叶理:由于强烈变形和变质作用使片状或板状矿物成定向排列而形成的一种面妆构造片麻理则不然,它是不同矿物交替成层分布造成的常见的变质特征矿物与岩石石榴子石、滑石、蛇纹石、红柱石、十字石等片麻岩、千枚岩、板岩、片岩、大理岩、石英三大岩石的主要鉴别特征、主要常
5、见类型第二部分1、地质年代表系或纪地质年代:地球发展的时间段落,分绝对地质年代和相对的地质年代地层:地球构成经过中某时段构成的岩石组合体。地层年代单位:某地层构成时的时间段落。分代、纪、世、期、时地质年代表:震旦ZZ、寒武、奥陶O、志留S、泥盆D、石炭C、二叠P、三叠T、侏罗J、白垩K、早第三E、晚第三N、第四纪Q时间地层单位:某时间段内构成的一整套地层,包括时间和地层的岩石特征、构造特征等相对地质年代确实定方法沉积岩:地层比照法、岩性比照法、地层接触法、古生物法化石法岩浆岩:侵入接触、沉积接触产状:岩层在空间上的产出或分布状态。走向:岩层层面与水平面交线的方位角倾向:垂直走向顺倾斜面向下引出
6、一条直线,该直线在水平面上投影线的方位角倾角:岩层层面与水平面所夹的锐角2、地质构造的主要类型与地质图上的表征地质构造:地壳构造运动在岩石或岩体中遗留下来的各种构造形迹。常见构造类型:水平与单斜、构褶皱构造、断裂构造、不整合构造3、褶皱构造的基本特征、描绘的基本要素、类型、工程意义和研究方法一、褶皱的定义:组成地壳的岩石在构造应力作用下,岩层构成一系列的弯曲而未丧失连续性的构造。根据其形状和组成地层的空间关系分为两大类:背斜:岩层向上拱起,老地层在中间,两侧对称出现由老到新的地层。向斜:岩层向下凹曲,新地层在中间,两侧对称出现由新到老的地层。褶曲要素:1、核部:褶曲的中心部分。2、翼部:位于核
7、部的两侧,向不同方向倾斜。3、轴面:从褶曲顶平分两翼的面。4、轴:轴面与水平面的交线。5、枢纽:轴面与褶曲同一岩层层面的交线褶皱识别方法:1、穿越法垂直岩层走向地层重复对称出现,岩石塑性弯曲2、追索法平行岩层走向查明褶皱的延伸方向变化3、穿越法+追索法褶皱的工程地质评价1)褶皱的识别2)对建筑工程:地质灾祸滑坡、崩塌、塌陷3)道路工程:选线、隧道施工、偏压、基础稳定性主要的工程地质问题:边坡稳定性、偏压、岩体稳定性、地下水问题4、断裂构造的基本特征、描绘的基本要素、类型、工程意义和研究方法一、断裂的定义:断裂是指岩层被断错或发生裂开,岩石的连续性和完好性发生了毁坏的现象。据其发育的程度和两侧的
8、岩层相对位错的情况把断裂分为三类劈理:是微细的断裂变动,还没有明显毁坏岩石的连续性节理:是岩层发生了裂开但两盘岩石没有发生明显的相对位移的断裂变动断层:断裂两盘的岩石已发生了明显的相对位移二、劈理与节理裂隙类型构造类型:张性:断裂面粗糙、很少檫痕、沿走向和倾向延伸不远、裂隙间距大,常出如今褶皱轴部剪性:断裂面平直且闭合、有檫痕,沿走向和倾向延伸较远、分布密,多呈型,常出如今褶皱翼部非构造类型:原生、风化、卸荷特征:分布杂乱、规律性差工程地质评价意义:工程施工、设计可分析区域的构造应力场可分析岩体的稳定性工程地质评价方法:裂隙走向玫瑰花图、裂隙倾向玫瑰花图、裂隙倾角玫瑰花图作图方法:1、将测量数
9、据分组5或10度,统计每组数量。2.、作半圆,以每组数据的平均值作为射线的方位角,射线长为该组总条数。3、将各射线连接起来三、断层:岩体受力作用断裂后两侧岩块沿断裂面发生了显著位移的断了构造要素:断层面和破碎带、上盘和下盘、断层线、断距类型:正断层,断层上盘向下运动,下盘相对上升的断层逆断层,断层上盘向上运动,下盘相对下降的断层平推走滑断层,断层两盘相对水平运动的断层断层的组合类型阶梯状断层,如正断层组合地堑式断层、地垒式断层、迭瓦式断层低角度的逆断层组合断层的识别地貌标志:断层三角面、笔直的山沟、山脊错断和河流的转弯、瀑布地下水的成带出现地层标志:重复正、缺失逆、岩脉错断伴生构造:断层泥角砾
10、、檫痕、牵引弯曲地球物理与化学标志:物理参数异常、地球化学异常其它标志:火山活动、地震活动、滑坡等断层工程地质评价1、活动性导致其它次生灾祸。2、隧道工程:强度和稳定性差,易塌顶。3、施工评价:施工困难、涌水。4、建筑工程:地基稳定性。5、水利工程:岩体的稳定性。6、生命线工程:岩体的稳定性5、活动构造的定义、主要描绘指标错动速率、重复周期、活动方式、识别方式和对工程建筑的影响第三部分1、风化作用类型与空间分布规律、风化的处理风化定义:地壳岩石在风、电、大气降水、温度和生物作用等内外力地质作用作用发生破碎或成分的变化,这种变化经过为风化主要类型:物理风化:岩石发生的单纯机械毁坏作用化学风化:岩
11、石在水和水溶液的化学作用和有机体的生物化学作用所引起的毁坏经过生物风化:生物作用物理风化:在地表或接近地表条件下,岩石或矿物在原地发生机械毁坏而不改变其化学成分、不构成新矿物的作用。影响因素:1、温差变化;2、冰冻作用;3、释重卸荷;4、可溶盐的结晶与潮解;5、人为因素化学风化:地表岩石与水溶液、气体等在原地发生化学反响而使岩石毁坏,改变其物理化学性质,构成新矿物的经过。作用类型:1、水化作用2、氧化作用3、水解作用4、溶解作用5、碳酸岩化溶解性二氧化碳生物风化:岩石在动、植物和微生物影响下的毁坏作用。主要类型:1、生物化学风化。2、生物物理风化风化程度与风华带,分为五级未风化:岩石完好风化系
12、数Kf=(0.9-1.0)微风化:细小节理,无疏松物质Kf=(0.8-0.9)中等风化:节理面出现矿物风化,坚硬岩石有疏松物质(0.4-0.8)强风化:岩石构造大部分毁坏、节理面物成分显著变化,坚硬岩石与疏松物质Kf由于内、外动力地质作用的长期进行,在地壳外表构成的各种不同成因、类型和规模的起伏形态内动力地质作用:决定地壳基本形态-起伏;外动力地质作用:夷平地壳-削高补低发展的规律与影响因素地貌水准面、地质构造、岩性与气候条件等地貌水准面侵蚀基准面:外动力地质作用最终到达的剥蚀界面-多种地质作用就有多个水准面局部地貌水准面和基本地貌水准面-海平面地貌分级:巨型地貌-大地构造地貌山与海洋-内力作
13、用产物大型地貌-山脉、高原、山间盆地-内力地质作用产物中型地貌-河谷、分水岭-外力地质作用产物小型地貌-残丘、阶地、沙丘等-外力地质作用产物地貌分类成因类型构造地貌-坳陷、断块山、褶皱山等火山地貌-火山锥、熔岩盖等水成地貌冰川地貌-冰斗、冰槽堆积和剥蚀地貌风成地貌-风蚀洼地、沙丘等风积和风蚀地貌岩溶地貌-石林、溶够洞沟重力地貌-崩塌、滑坡、洪积扇等黄土地貌-塬、洼地等山岭地貌要素:山顶-形态尖、圆、方;垭口-山脊上标高较低的位置两山间的低部;山坡-形态直线、凹形、凸形、复合形;山脚-堆积地貌山岭地貌类型构造地貌-平顶山水平岩层、单面山单斜岩层、猪背岭、褶皱山、断块山、火山锥等剥蚀与堆积地貌-流
14、水地貌、冰川地貌山岭区公路工程地质研究重点垭口:构造型-断层破碎带:多采用路堤方式通过背斜顶:多采用路堑方式通过单斜岩层的软岩带:多采用隧道方式通过(设置挡墙)剥蚀型-覆盖层薄、基岩裸露:多种方式,取决于垭口的厚薄剥蚀-堆积型-覆盖层厚:低填浅挖方式山坡:直线-注意顺坡倾向方向的稳定性凹形-上陡下缓,坡脚界线不清,稳定性最差,很可能与古滑坡等事件关联凸形-上缓下陡,坡脚界线明显,上部为路基,稳定性取决于岩体构造复合形-地层构造(软硬岩层)与地质构造相关平原地貌构造平原:海成平原海退成因、大陆坳曲平原地壳沉降基岩埋藏浅-有利;地下水浅-盐渍化、冻害剥蚀平原:河成剥蚀平原、海成平原、风成平原、冰川
15、剥蚀平原-理想场所堆积平原:河流冲积平原、山前洪积平原、湖积平原、风积平原、冰碛平原有利地形平坦;不利-地基承载力;水淹与冻害;不均匀沉陷4、软土定义与特征、黄土定义与特征、红粘土定义与特征、膨胀土定义与特征、盐渍土定义与特征、冻土定义、类型与特征,季节和多年冻土的工程性质、物理力学性质、冻土的毁坏作用类型、填土定义与特征软土定义:在第四纪后期于沿海地区的滨海相、泻湖相、三角洲和溺谷相;内陆平原或山区的湖相或沼泽相等静水或缓慢的流水条件下沉积,并经生物化学作用构成的饱和软粘性土。软土特点:富含有机物、天然含水量大于液限,天然孔隙比大于等于1。大于等于1.5时为淤泥软土工程特性:高含水量和高孔隙
16、比?浸透性低1e-4e-8高压缩性a0.1-0.2=0.71.5Mpa-1:变形大而不均匀,变形稳定时间长抗剪强度低较显著的触变性和儒变性一般灵敏度为4-10,个别达13-15湿陷性黄土定义:天然黄土在自重压力或附加应力共同作用下,遇水侵湿后土的构造迅速毁坏而发生显著附加下沉的黄土黄土特点:颗粒以粉土粒为主0.010.05mm,6070%.粒度大小均匀,粘粒少0.05mm,10-20%,含水量少8-20%,年代新(晚更新世以来,新黄土),构造疏松,承载力为150250kPa。红粘土定义:亚热带湿热气候条件下碳酸盐类岩石及其间夹的其他岩石,经红土化作用构成的高塑性粘土特点:含水量高4060%,最
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