三大岩及其在工程地质上特性
专业：土木工程班级：12301701 姓名：严豪江学号：201230170121 摘要：
岩石是天然产出的由一种或多种矿物组成的，具有一定结构构造的集合体，也有少数包含有生物的化石。按其成因分类主要分为三大类：岩浆岩、沉积岩、变质岩。在地球结构和人类生活创造中，岩石处于重要的地位。
关键词：三大岩类工程地质特性
1．引言
地球，人类赖以生存的地方，表面约71%是海洋，剩下的部分被分成洲和岛屿。岛屿和陆地的形成离不开岩石的形成，地球的形状和地表形态既是其内部物质状态及其运动的结果，又受到地球表层的水和大气的运动以及生物生命活动的影响。岩石是由矿物形成的，要认识岩石，就必须先认识矿物。地质学家不但把矿物看做是岩石的组成单元，而且把矿物看做是研究岩石生成环境和随后历史的一把重要钥匙。岩石按不同的成因又可以分为三大岩类：岩浆岩、沉积岩和变质岩，在不同的工程方面都占有一席之地。
2．三大岩
2.1岩浆岩
2.1.1岩浆岩的概念及特性
岩浆岩是由地壳深处的岩浆沿地壳构造薄弱带上升侵入地壳或喷出地面冷却凝固后形成的岩石，约占地壳总质量的95%，岩浆是熔化的岩石，也可以叫做硅酸盐熔融体，通常位于地表之下的岩浆房中。主要成分是SiO2，也可以含有挥发性物质及部分固体物质。岩
浆是各种火成岩的前身，可以侵入邻近的地壳岩石或是冒出地表，经常处于活动状态，具有流动性。
岩浆存在于650℃到1200℃的温度中。可低至650℃，高至1400℃。熔岩中含有1~8%的挥发性物质。岩浆处于高压之中，有时会经由火山道（或译火山管、火山流口）以熔岩流或是以火山碎屑物的火山喷出物的形式冒出。这些火山喷发的产物通常包括了从没到过地表的液体、结晶体及溶解气体等。岩浆会在地壳中各自分离的岩浆库内集结，不同地方的岩浆组成成份会稍有不同。
当地壳发生变动或受到其他内力作用时，承受巨大压力的岩浆就会沿着构造薄弱带上升，侵入地壳或喷出地面，经复杂的物理化学过程，最后冷却凝结就形成了岩浆岩。
2.1.2岩浆岩的物质成分
地壳中存在的元素在岩浆岩中几乎都有，主要成分有SiO2、各种金属氧化物、少量的金属元素和稀有元素、挥发性物质。组成岩浆岩的矿物有大约30多种，可以分为浅色矿物和深色矿物。例如：石英、正长石、白云母等（浅色矿物）。黑云母、辉石、橄榄石等（深色矿物）
2.1.3岩浆岩分类
岩浆岩按其生成环境可以分为侵入岩和喷出岩，分别就是侵入作用和喷出作用。岩浆侵入地壳内部，在高温下缓慢冷却结晶而成的岩浆叫做侵入岩。
侵入岩也分深层侵入和浅层侵入，岩浆在岩浆源附近凝结成的岩浆岩就叫深层侵入岩，一般规模较大、分布广。规模不大、出露面积较小的，未上升至地表变凝结的岩浆岩称浅层侵入岩。喷出岩则没有分类，喷出地表、在常压下迅速冷凝而成的岩石就叫喷出岩。
侵入岩和喷出岩由于冷凝空间的限制，大小和形态差异很大（见图1）
岩浆岩根据其SiO2的含量有规律的变化是岩浆岩分类的主要基础。根据酸度，也就是SiO2含量，可以把岩浆岩分成四个大类：超基性岩（SiO2、45%）、基性岩（SiO2、45-52%）、中性岩（SiO2、52-66%）和酸性岩（SiO2、66%）。
2.1.4岩浆岩的产状（见图2）
岩浆岩生成的空间位置和形状、大小以及与周围岩石相接处的关系称岩浆岩的产状。侵入岩主要产状：岩基、岩株、岩脉、岩盘、岩床、岩脉。
2.1.5岩浆岩的结构和构造
（1）岩浆岩的结构
岩浆岩的结构是指岩石中矿物的结晶程度、颗粒大小、晶体形状、自形程度以及矿物之间的相互组合关系。按岩石中矿物结晶程度划分1）全晶质结构2）半晶质结构3）非晶质结构。按岩石中矿物颗粒的绝对大小划分，1）显晶质结构2）隐晶质结构。按岩石中矿物颗粒的相对大小划分1）等粒结构2）不等粒结构3）斑状结构和似斑状结构。
（2）岩浆岩的构造
岩浆岩的构造是指岩石中不同矿物集合体之间或矿物集合体与其他组成部分之间的排列、充填方式。常见的有1）块状2）流纹状3）气孔状4）杏仁状5）带状
2.1.6常见的岩浆岩
常见的岩浆岩有（酸性）花岗岩、花岗斑岩、流纹岩，（中性）闪长岩、闪长玢岩、安山岩，（基性）辉长岩、辉绿玢岩、玄武岩，（超基性）辉岩、橄榄岩、火山玻璃岩。
2.1.7岩浆岩的工程地质性质
岩浆岩的工程地质性质主要与岩浆凝固时的环境条件有关，不同成因条件，其矿物成分、结构、构造和产状差别很大，岩石颗粒间的连接力也有很大差异。
(1)侵入岩：是岩浆在地下缓慢冷凝结晶生成的，矿物结晶良好，颗粒之间连接牢固，多呈块状构造。因此，侵入岩孔隙度低、抗水性强、力学强度及弹性模量高，具有较好的工程性质。常见的侵入岩有花岗岩、闪长岩及辉长岩等。从矿物上看，石英、长石、角闪石及辉石的含量越多，岩石强度越高，云母含量增加使岩石强度降低。从结构上看，晶粒均匀细小的小的岩石强度高，粗粒结构及斑状结构岩石强度相对较低。
(2)喷出岩：是岩浆喷出地表后迅速冷凝生成的，由于地表条件复杂，使喷出岩具有很不相同的地质特征。具有隐晶质结构、致密块状构造的粗面岩、安山岩、玄武岩等，工程性质良好，其强度甚至可大于花岗岩。但当这类岩石具有明显的流纹、气孔构造或含有原生节理时，工程性质变差，孔隙度增加，抗水性降低，力学强度及弹性模量减小。
2.2沉积岩
2.2.1沉积岩的概念及特性
沉积岩是自然沉积物固结形成的岩石。通常是在常温、常压环境下，由先成岩石的风化物质、火山喷出的碎屑物质、生物遗体及少量宇宙尘埃，经搬运、沉积和成岩等地质作用而
形成。多呈层状产出。沉积岩在地表分布很广，占陆地面积的75％。海底几乎全部为沉积物所覆盖。由于它主要是由先成岩石的风化物质再堆积而成，所以曾被称为次生岩；又因其主要是在水体中沉积形成的，故又曾被称为水成岩。但这些名称并不确切或不够全面，已不再被岩石学者采用
2.2.2沉积岩的组分
包括碎屑组分、化学-生物化学组分、蒸发化学组分、有机质衍变组分、火山喷发组分、宇宙物质组分等。
2.2.3沉积岩的结构
沉积岩的结构是指组成岩石的物质颗粒大小、形状及其组合关系。
（1）碎屑结构
（2）泥质结构
（3）化学结构
（4）生物结构
2.2.4常见的沉积岩
（1）砾岩及角砾岩：岩性成分比较复杂：粘土质量分数大于25%。
（2）砂岩：砂质结构，易于开采加工，是工程上广泛采用的建筑石料。
（3）粉砂岩：粉砂质结构，薄层状构造，较疏松，稳定性和强度不高。
（4）页岩：易风化成碎片，强度低，与水作用易于软化而丧失稳定性。
（5）泥岩：与页岩可夹于坚硬岩层之间，形成软弱夹层，浸水后易于软化滑动。
（6）石灰岩：易于开采加工，是烧制石灰和水泥的重要原材料，冶金工业的主要溶剂材料，是广泛的建筑材料。但由于石灰溶于水，易形成裂隙和溶洞，对基础工程影响大。
2.2.5沉积岩工程地质特性
沉积岩具有层理构造，层状及层理对沉积岩工程性质的影响主要表现为各向异性。因此，沉积岩的产状及其与工程建筑物位置的相互关系对建筑物的稳定性影响很大。同时由于组成岩石的物质成分不同，也具有不同的工程地质特征。
(1)碎屑岩：是碎屑颗粒被胶结构胶结在一起而形成的岩石。它的工程性质主要取决于胶结物成分、胶结方式。从胶结物成分看，按硅质、钙质、铁质、石膏质、泥质的顺序，强度依次降低。从胶结方式看，基底式胶结的岩石胶结紧密，强度较高，受胶结物成分控制；孔隙式胶结岩石的工程性质与碎屑颗粒成分、形状及胶结物成分有关，变化很大；接触式胶结岩石的孔隙度大，透水性强，强度低。
(2)粘土岩：是工程性质最差的岩石之一。粘土岩强度低、抗水性差、亲水性强。当粘土岩有较多节理、裂隙时，一旦遇水浸泡，工程性质迅速恶化，常产生膨胀、软化或崩解。在常见的三类粘土矿物中，富含蒙脱石的粘土岩工程性质最差，含高岭石的相对较好，而含伊利石的介于中间。此外，若粘土岩节理、裂隙很少时，它是很好的隔水层。
(3)化学岩和生物化学岩：化学岩中最常见的是石灰岩和白云岩类岩石，这类岩石一放情况下工程性质良好。它们具有足够高的强度和弹性模量，有一定的韧性，是较好的建筑材料。但要特别注意它们是否被溶蚀，形成了对工程建筑不利的溶隙和空洞。此外，化学岩中的石石膏岩或碳酸盐类岩石中的石膏夹层、石膏成分，工程性质都是很差的。它们强度较低，吸水膨胀，可溶性较大，溶于水后生成有害的硫酸，必须给予足够重视。生物化学岩中常见的煤层及常与之共生的煤系地层，工程性质较差，要注意地下工程中常常遇到的瓦斯问题。
2.3变质岩
2.3.1变质岩的概念
变质岩：是岩浆岩或沉积岩在变质作用下形成的一类新岩石。和前两类岩石主要区别是变质岩属重结晶的岩石，颗粒较粗，不含玻璃质和有机质的残体。
2.3.2变质岩的特征
1、在地壳一定深度形成：发生于一定的温度和压力范围，t－200～1000℃，p－0.02～
1.5Gpa，风化带以下；
2、是在固态条件下转变而成；
3、具有特定的变质矿物：蓝晶石、夕线石等；
4、具有特定的结构和构造：变形结构、定向构造等。
2.3.3变质岩的分类
区域变质岩：板岩、千枚岩、片岩、片麻岩、大理岩、石英岩、混合烟
接触变质岩：大理岩、石英岩、角页岩、矽卡岩
动力变质岩：构造角砾岩、糜棱岩
2.3.4变质岩的工程地质性质
(1)具有片理构造的变质岩：片岩、千枚岩及板岩的片理构造发育，工程性质具有各向异性。千枚岩、滑石片岩、绿泥石片岩、石墨片岩等岩石强度低，抗水性很差，特别是沿这些岩石的片理或节理面，抗剪、抗拉强度很低，遇水容易滑动，沿片理、节理容易剥落。
片麻岩片理构造不太发育，当石英、正长石含量较多时，工程性质比较好。但是，由于片麻岩多为年代久远的岩石，要注意其受构造运动影响而破碎和风化程度。
(2)块状构造变质岩：常见的是石英岩和大理岩，除大理岩微溶于水外，它们都是结晶连接、矿物成分稳定或比较稳定的单矿物岩石。强度高，抗风化能力强。有良好的工程性质。
(3)由动力变质作用形成的岩石：由动力地质作用形成的岩石一般较破碎，强度差、裂隙发育，常形成渗水通道和滑动面。
3．结论
三大类岩石具有不同的形成条件和环境，而岩石形成所需的环境条件又会随着地质作用的进行不断地发生变化。沉积岩和岩浆岩可以通过变质作用形成变质岩。在地表常温、常压条件下，岩浆岩和变质岩又可以通过母岩的风、剥蚀和一系列的沉积作用而形成沉积岩。变质岩和沉积岩当进入地下深处后，在高温高压条件下又会发生熔融形成岩浆，经结晶作用而
变成岩浆岩。因此，在地球的岩石圈内，三大岩类处于不断演化过程之中。
一、岩土体工程地质类型及特征 岩土体工程地质类型的划分根据岩土体形成条件、结构、岩性、力学特性及工程地质特征的差别，可分为松散松软堆积层岩类、碳酸盐岩类及碎屑岩类3个岩体类型6个工程地质岩组。 （一）土体工程地质类型及物理力学特征 此岩类的划分根据其结构特征、力学性质及工程特性分为中偏高压缩粘性土类岩组和低压缩碎石土类岩组2个工程地质岩组。 1、中偏高压缩粘性土类岩组 （1）残坡积土（Q el+dl） 残坡积层主要分布于沿线丘陵沟谷坡脚一带，多为紫红色、棕红色粉砂质粘土或浅黄色、灰黄色砂土、亚粘土、粉土夹（含）碎石，沿线厚度不一。残坡积亚粘土天然含水量W18.8～24.00%，天然孔隙比e0.600～0.697，塑性指数Ip 8.4～12.6，液性指数I L0.46～0.60为软塑状，凝聚力C26.6～45.1Kpa，内摩擦角φ10.1～18.7度，压缩系数a0.25～0.40为中～偏高压缩土类。残坡积层的主要工程地质问题是湿陷变形、压缩沉降变形、蠕滑变形。 （2）冲洪积土（Q4al+pl） 冲洪积层主要分布于河床、河滩上，为灰色、浅灰色亚粘土、粘土及褐灰色细、粉砂土及砂砾卵石层，厚度不一。亚粘土天然含水量W21.7～26.50%，天然孔隙比e0.619～0.838，塑性指数Ip 8.4～14.6，液性指数I L0.46～0.87为可塑状，凝聚力C12.9～32.2Kpa，内摩擦角φ7.0～10.3度，压缩系数a0.31～0.47为中～偏高压缩土类。粘
土天然含水量W28.8～34.30%，天然孔隙比e0.838～0.978，塑性指数Ip 20.0～21.3，液性指数I L0.54～0.77为软塑状，凝聚力C22.6～54.7Kpa，内摩擦角φ10.0～10.3度，压缩系数a0.24～0.605为中～高压缩土类。 冲洪积层的主要工程地质问题是湿陷变形、压缩沉降变形、蠕滑变形。 2、低压缩碎石土类岩组 崩坡积土（Q4col+dl） 崩坡积层主要分布于斜坡边缘、高陡斜坡的坡脚处，碎块石成份与地层岩性有关，为黄灰、红褐色亚粘土夹块石、碎石。此类岩组颗粒级别差异大，密实度较高但不均一，透水性较好，为低压缩碎石土类岩组，工程地质问题主要表现为土石滑坡、塌方，不均匀沉降。 线路区段内土体工程地质类型及主要物理力学指标参见表6。 （二）岩体工程地质类型及物理力学特征 根据路线区岩层坚硬程度、抗风化能力、抗溶蚀能力和基本物理力学性 土体工程地质类型及主要物理力学指标表 表6
影响岩石工程地质性质的因素 矿物成分、结构、构造、水、风化作用 1．矿物成分 岩石是由矿物组成的，岩石的矿物成分对岩石的物理力学性质产生直接的影响。 例如，石英岩的抗压强度比大理岩的要高得多，这是因为石英的强度比方解石的强度高的缘故，由此可见，尽管岩类相同，结构和构造也相同，如果矿物成分不同，岩石的物理力学性质会有明显的差别。 对岩石的工程地质性质进行分析和评价时,更应该注意那些可能降低岩石强度的因素。 例如，花岗岩中的黑云母含量过高，石灰岩、砂岩中粘土类矿物的含量过高会直接降低岩石的强度和稳定性。 2．结构 结晶联结是由岩浆或溶液结晶或重结晶形成的。矿物的结晶颗粒靠直接接触产生的力牢固地联结在一起，结合力强，空隙度小，比胶结联结的岩石具有更高的强度和稳定性。 联结是矿物碎屑由胶结物联结在一起的，胶结联结的岩石，其强度和稳定性主要取决于胶结物的成分和胶结的形式，同时也受碎屑成分的影响，变化很大。 例如：粗粒花岗岩的抗压强度一般在120～140Mpa之间，而细粒花岗岩则可达200～250Mpa。 大理岩的抗压强度一般在100～120MPa之间，而坚固的石灰岩则可达250MPa 。 3．构造 构造对岩石物理力学性质的影响，主要是由矿物成分在岩石中分布的不均匀性和岩石结构的不连续性所决定的。 某些岩石具有的片状构造、板状构造、千枚状构造、片麻状构造以及流纹构造等，岩石的这些构造，使矿物成分在岩石中的分布极不均匀。一些强度低、易风化的矿物，多沿一定方向富集，或成条带状分布，或形成局部聚集体，从而使岩石的物理力学性质在局部发生很大变化。 4．水 实验证明，岩石饱水后强度降低。当岩石受到水的作用时，水就沿着岩石中可见和不可见的孔隙、裂隙侵入，浸湿岩石自由表面上的矿物颗粒，并继续沿着矿物颗粒间的接触面向深部侵入，削弱矿物颗粒间的联结，使岩石的强度受到影响。 如石灰岩和砂岩被水饱和后，其极限抗压强度会降低25％～45％左右。 5．风化 风化作用过程能使岩石的结构、构造和整体性遭到破坏，空隙度增大、容重减小，吸水性和透水性显著增高，强度和稳定性大为降低。随着化学过程的加强，则会使岩石中的某些矿物发生次生变化，从根本上改变岩石原有的工程地质性质。
山东的主要地质构造特征 及工程地质问题 工程地质学是研究建筑工程与地质构造关系的学科。山东的地质构造特征如何？本省主要工程地质问题有哪些？这就是这节课的主要内容。 一、山东的地质构造特征及工程地质分区 （一）山东的地质构造特征 1山东处在欧亚板块的东部活动大陆边缘 受太平洋板块向北西西扩张及印度洋～澳大利亚板块向北运移的影响，山东目前（以来）地应力：最大主应力σ1的轴向方位为70~80о、大小是; 最小主应力σ3的轴向方位为340~350o、大小是33..9 Mpa；σ1与σ3差应力值为 Mpa。 2．基岩区的地层褶皱不发育，地层多呈单斜构造；发育NNE、 NW、EW走向的主要断裂构造，其中的NNE向和NW断裂为活动断裂主要NNE向活动断裂：（1）沂沭断裂带，由四条大断层组成“两堑一垒”的构造格局；（2）聊考断裂带。 主要NW向活动断裂：（1）威海～烟台～渤海～天津断裂带；（2）诸城～益都（青州）～惠民断裂带；（3）骆马湖～微山湖断裂带。 证据：近代地震活动记录；第四纪岩土层被断裂错开、逆掩。
（二） 山东的工程地质分区 据基岩地层的出露情况、地貌特征和地壳稳定性分3个分区： 1．鲁中南中低山丘陵工程地质区： 其范围是：济南～淄博～潍坊以南、东平湖～南四湖一线东北、昌邑-大店大断层（沂沭断裂带最东侧的大断层）以西及济南～东阿～东平一线以东地区。是其北、南和西由平原环绕的以中低山丘陵为主的地区。 岩等变质岩；地壳上升，剥蚀、切割作用强烈，泰山、沂山、蒙山、俎徕山、鲁山、俎莱山等千米高程以上的中山主要分布在本区。地形地貌起伏变化大，常发育“崩滑流”（崩塌、滑坡、泥石流的简称）等不良工程地质现象”，东部～东南部是抗震、防震重点地区，该区周边发育厚度不等的黄土状地基土（湿陷等级为I 级（轻微）），临沂地区沂沭河两岸附近发育膨胀土。 σ1 σ1 σ1 σ 1 目前中国地应力方向 以东经100～105o 为界分东西两区。 强度上：西强东弱（西高东低） 方向上：西： NNE-SSW 为主，东：近E-W 。 鲁东低山丘陵工程 地质区 鲁西北平 原工程地 质区 鲁中南中 低山丘陵工程地质区 鲁西北平 原工程地 质区
某合同段施工图设计工程地质勘察报告 1、前言 1.1 工程概况 1.2目的与任务 1.3 技术标准、规程、规范 本次工程地质勘察工作遵照交通部颁布规程、规范及本项目《勘察工作大纲》，并参照铁路、水电、工业与民用建筑等相关规程、规范，具体执行及参照的主要标准如下： 1.3．1 执行标准 1.《公路工程地质勘察规范》（JTJ064-98） 2.《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63-2007） 3.《公路路基设计规范》（JTG D30-2004） 4.《公路工程抗震设计规范》（JTJ004-89） 5.《公路工程水质分析操作规程》（JTJ056-84） 6．《公路工程技术标准》（JTGB01-2003） 7.《公路隧道设计规范》（JTGD70-2004） 1.3．2 参照标准 1．《火力发电厂工程地质测绘规定》（DL/T5104-1999） 2.《静力触探技术规则》（TBJ37-93） 3．《膨胀土地区建筑技术规范》（GBJ112—87） 4．《铁路工程特殊岩土勘察规程》（TB10038—2001） 5．《铁路工程不良地质勘察规程》（TB10027—2001） 6．《岩土工程勘察规范》（GB50021-2002） 7．《铁路工程物理勘探规程》（TB10013—2004） 8．《四川、甘肃、陕西部分地区地震动峰值加速度区划图》(1:100万) 9．《四川、甘肃、陕西部分地区地震动反应谱特征周期区划图》(1：100万) 12.《工程岩体试验方法标准》（GB/T50266-1999） 11.《工程岩体分级标准》（GB50218-94） 12.《工程地质手册》（第四版） 2、自然地理 2.1 自然地理及交通 2.2 地形地貌 合同段地貌根据成因类型可分为剥蚀堆积地貌、构造剥蚀丘陵地貌地貌两大类。 2.3 气候、水文 测区属亚热带温暖湿润气候区，具有冬暖、春早、夏热、秋凉，降水充沛的特点。达县地形北西高，东南低，气候受地形影响较大，气温随地势升高而逐渐降低，多年平均气温16～17℃间。多年平均气温，七月最高，一月最低，多年极端最高气温44.6℃，（2006年8月19日），多年极端低温-4.7℃（1956年1月9日）。 平均日照数1073小时，平均无霜期为290天，霜冻日57天，年均雾日79天，雷暴日36天，相对湿度年均80%，绝对湿度185毫巴，≥10℃活动积温年均5565小时，积雪期1-3天，多年平均风速1.3m/s，最大风速17m/s。年降雨量在840.9～1476.6mm，平均1044mm，降雨多集中在5～9月，约占全年降雨量的75%，而相继发生于2004年9月3日～5日(简称为“9·3”洪灾)及2005年7月8日(简称为“7·8”洪灾)的两次特大洪灾，其降雨量及降雨强度，均为百年难遇，其中又以“9·3”洪灾为最大：72小时内，降雨量达467mm，其间24小时最大降雨量为272.9mm，最大小时降雨量45.7mm，雨季多在春、夏、秋末季节，常年多有伏旱。风向受大巴山影响，多为东北风，平均风力1.6～2.1级，最大达8级。 测区河流为长江水系，属长江支流渠江水域。渠江于区外合川汇入嘉陵江，在渠县上分为两支，西支为巴河，东支为州河。州河发源于大巴山南麓，在宣汉由前河、后河相汇称为州河，沿途纳入明月江、铜堡河等。州河东林站多年平均流量158.64m3／s，年径流量50.08亿m3；明月江明月谭站多年平均流量14.83m3／s，年径流量4.68亿m3。 2.4 地层岩性 测区出露的地层较简单，主要为中生界、新生界，出露地层有侏罗系及第四系地层。 2.5 地质构造与地震 测区构造为川东弧形构造带的主要组成部分。构造形迹以北北东——北东向梳状褶皱为主。东北受大巴山弧形构造带向外波及的影响，局部形成北西向构造，西北角进入川中地块仪陇平昌莲花状构造的外缘。区内构造作用力分布不均，背斜褶皱紧密，为梳状——箱状形态，向斜开阔，成为典型的隔档式构造。断裂以压性、压扭性为主，一般沿背斜轴部分布，局部有小规模横向断层交切(见图2)。 2.6 水文地质
随着地下工程建设规模不断扩大，在城乡建设、水电、交通、矿山、港口以及国防军事等领域都涉及软岩问题，而国家西部大开发的战略实施，大量的交通、能源与水利工程在西部的兴建，地下工程软弱围岩的稳定性和支护方法更已成为地下工程中迫切需要解决的问题。在我国天生桥、二滩、小浪底、乌江构皮滩、瀑布沟等大型水电工程中，均存在软弱岩体的流变性及围岩的稳定性问题；许多煤矿开采时间较长，由于资源开采深度的增加，使一些生产矿井软岩巷道大变形、大地压、难支护的工程问题更加突出；在软岩地区修建的桥隧工程中，围岩的稳定性同样是工程设计和施工中的重点和难点，且常常由于围岩地质条件多变，围岩、支护结构失稳事故时有发生，给人民生命财产造成巨大损失。 1 软岩的概念及其物理力学特征 1.1 软岩的概念 关于软岩的定义，总括起来，大体上可分为描述性定义、指标化定义和工程定义3类。1984年12月在昆明召开的煤矿矿山压力名词讨论会，将软岩界定为“强度低、孔隙度大、胶结程度差、受构造面切割及风化影响显著或含有大量膨胀性粘土矿物的松、散、软、弱岩层”，并从地质岩体分类的角度指出该类岩石的常见种类多为泥岩、页岩、粉砂岩和泥质矿岩，是天然形成的复杂的地质介质。这是一种典型的描述性定义方式。而到了1990年至1993年间，国际岩石力学学会逐步将软岩明确定义为单轴抗压强度（ c）在0.5~25MPa之间的一类岩石。虽然此种包含具体指标的定义方式考虑了岩石的物理力学性质，但这种分类仍然属于从地质角度定义软岩的范畴，未考虑施工条件和使用环境的差异，将该定义用于工程实践中会出现一些矛盾。如地下硐室所处深度足够的浅，地应力水平足够的低，则单轴抗压强度小于25MPa的岩石也不会产生软岩的特征，工程实践中，采用比较经济的一般支护技术即可奏效；相反，单轴抗压强度大于25MPa的岩石，当其工程部位所处的深度足够的深、地应力水平足够的高，也可以产生软岩的大变形、大地压和难支护的现象。因此，地质软岩的定义用于工程实践时往往产生歧义。 近些年，工程软岩的概念被提了出来，它是指在工程力作用下能产生显著塑性变形的工程岩体。如果说目前流行的软岩定义强调了软岩的软、弱、松、散等低强度的特点，那么工程软岩的定义不仅重视软岩的强度特性，而且强调软岩所承受的工程力荷载的大小，强调从软岩的强度和工程力荷载的对立统一关系中分析、把握软岩的相对性实质。 工程软岩要满足的条件是：
土的工程地质特征 土是第四纪以来地壳表层的最新沉积物，未经胶结成岩，常称为松散土 一、土的分类 土的颗粒分组：《铁路工程岩石分类标准》 按颗粒级配，土分为碎石类土、砂类土、粉土、粘性土 按土的成因，土分为残积土、坡积土、冲积土、淤积土、风积土、崩积土等 特殊土是具有特殊的成分、状态、结构特征，而且具有特殊工程性质的土。 特殊土分为黄土、膨胀土、软土、冻土、红粘土、盐渍土、填土。 二、特殊土的工程性质 （一）黄土：是在干旱、半干旱气候条件下形成的第四纪的一种松散的特殊土。 黄土的特征： I. 颜色为淡黄、褐色或灰黄色； II. 粒度成分以粉土为主，约占有60%~70%，一般不含＞0.25mm的颗粒； III. 含各种可溶盐，富含碳酸盐（CaCO3），可形成钙质结核（姜结石）； IV. 孔隙多且大，结构疏松； V. 无层理，但有垂直节理和柱状节理。天然条件下能保持近于垂直的边坡； VI. 具有湿陷性。 具有(Ⅰ～Ⅴ)项特征的为标准黄土，只有其中部分特征的黄土叫黄土状土或黄土质土。 具有湿陷性的黄土为湿陷性黄土。 黄土的分布：黄土在世界上的分布面积达1300万km2，我国的黄土面积是世界上最大的，达64万km2，比法国和瑞士的面积总和还要大。黄土最厚处约410m左右，在兰州市七里河区西津村。在我国，西北、中原、华北、华东、东北等地均有分布，但主要集中在黄河的中游——陕、甘、宁、青及山西、河南一带，其厚度各不相同。陕甘地区多厚100～200m，薄处仅几公分。 黄土的分类： 1.按生成年代分类 老黄土下更新世Q1 （午城黄土） 中更新世Q2 （离石黄土） 新黄土上更新世Q3 （马兰黄土） 全新世Q41 、 新近堆积的黄土：全新世Q42 2.按生成过程分类：风积、坡积、残积、洪积、冲积等 3.按塑性指数IP分类 黄土质粘土IP＞17 黄土质砂粘土7＜IP≤17 黄土质粘砂土1＜IP≤7 黄土质砂土IP≤1 4.按湿陷性分类 （1）湿陷性：自重湿陷性非自重湿陷性 （2）非湿陷性 划分自重湿陷性黄土和非自重湿陷性黄土，对工程建设有明显的现实意义。 在自重湿陷性黄土地区 修筑的渠道与渠道平行的裂缝；管道漏水后管道断裂； 路基受水后局部严重坍塌；地基土很大的裂缝或倾斜
鞍钢集团矿业公司张家湾铁矿地下采选联合工程硐室群及管道井工程地质勘察方案 编制单位：鞍钢集团矿业公司 编制日期：2016年9月26日
1、前言 (3) 1.1工程概况 (3) 1.2勘察的目的和任务 (3) 1.3勘察的依据 (8) 2地质条件 (8) 2.1气象水文 (8) 2.2场地地形、地貌 (7) 2.3地层岩性 (7) 2.4构造 (10) 2.5水文地质条件 (10) 3勘察工作量布置和方法 (8) 3.1勘察工作量布置 (8) 3.2工作方法 (9) 4钻探施工技术要求 (10) 5水文地质工作技术要求 (11) 5.1水文地质试验方法 (11) 5.2钻孔简易水文地质观测 (16) 5.3水文地质试验参数计算公式 (16) 5.4水化学分析 (17) 6工程地质技术要求 (17)
6.1钻孔工程地质编录 (17) 6.2试样采取和试验 (18) 7钻探技术设计及质量保证措施 (19) 7.1钻孔结构 (19) 7.2套管 (19) 7.5钻进方法 (20) 8设备配置 (24) 9安全生产与环境保护 (24) 10预期成果 ............................................................ 错误！未定义书签。
1前言 1.1工程概况 工程名称：鞍钢集团矿业公司张家湾铁矿地下采选联合工程 建设单位：鞍钢集团矿业公司 设计单位：中冶京诚（秦皇岛）工程技术有限公司 研究单位：东北大学 张家湾铁矿井下采选联合开采工程是一个全井下开采的采选联合开采项目。选矿厂全部布置在井下，选矿工艺厂房为一系列的大断面硐室群组。其深度在地表440-520米以下，是目前国内最深的地下建筑硐室群。 主要建（构）筑物特征表1 拟建工程重要性等级为一级，场地复杂程度等级为一级，地基复杂程度等级为一级，岩土工程勘察等级为甲级。 1.2勘察的目的和任务 1.2.1勘察的目的 （1）本次勘察任务是查明该建筑场地的工程地质、水文地
第七章工程地质勘察 第七章工程地质勘察 概述 工程地质测绘 工程地质勘探 工程地质勘察报告的主要内容 概述 工程地质测绘 工程地质勘探 工程地质勘察报告的主要内容 概述 一、工程地质勘察的目的与任务 二、工程地质勘察的一般要求 任务：① 查明建筑地区的工程地质条件,指出有利和不利条件； ② 选择地质条件优越的建筑场地； ③ 分析研究与建筑有关的工程地质问题，并作出定性和定量评价，为建筑物的设计和施工提供可靠的地质依据； ④ 根据建筑场地的工程地质条件，配合建筑物的设计与施工，提出有关建筑物的类型、结构、规模名及施工方法的合理建议，以及保证建筑物安全和正常运用所应注意的地质要求； ⑤ 为拟定改善和防治不良地质条件的措施方案提供地质依据； ⑥ 预测工程兴建后对地质环境的影响，制定保护地质环境的措施。 一、工程地质勘察的目的和任务 二、工程地质勘察的阶段 1.选址勘察阶段——可行性研究勘察阶段 勘察程序：是范围由大到小，研究程度由粗及细，由地表到地下，由定性评价至定量评价。并且应该严格遵守此原则。 勘察任务：初步查明拟建地区工程地质条件，论证区域稳定性，在较大的工作范围内选出几个较好的建筑地段。提出建筑地段的比较方案。 目的：为工程规划和技术可能性、经济合理性论证等方面提供地质资料，选定建筑场址 勘察任务：进一步查明建筑物影响范围内工程地质条件细节，提供定量指标，深入分析存在的各种工程地质问题，作出可靠的定量评价（通过大量的勘探、试验、实验室研究工作及长期起观测来完成）。一般可分为初步勘察和详细勘察两个阶段（精度要求不同） （2）初步勘察阶段 目的：在上一阶段指定的区域内选定工程地质条件最优越的建筑场地，确定建筑物的具体位置、结构型式、规模及各相关建筑物的布置方式等 （3）详细勘察阶段与施工勘察阶段 勘察任务：主要解决为编制各个建筑物及其各部分的施工详图所需要的地质资料。主要是根据需要做些补充勘探工作等，如灌浆试验，板桩试验、防止基坑涌水试验等。 目的：解决具体施工中的工程地质问题 三、工程地质勘察的方法 工程地质测绘
防灾科技学院 实习报告书 专业土木工程 系别 报告题目土木工程地质实习 报告人班级 指导教师带队教师 实习时间2012.5-6月周末实习单位 教务处监制
一、实习目的 土木工程地质实习分为野外工程地质认识和室内资料分析两部分。野外工程地质认识内容包括基本地质现象和工程地质条件认识；室内资料分析包括野外资料成果整理和汇总、土质边坡稳定性分析计算和结构面统计分析。 通过本次实习，可使学生初步掌握地质学、工程地质学的野外工作方法和内容，加深对工程地质学中岩土体工程地质特性的认识，为后续专业课程学习奠定基础。通过实习还可以了解一些基本的工程地质软件的应用技术，提高学生的实际工作能力。 二、实习任务 （一）野外部分 北京市海淀区温泉镇、门头沟区军庄镇工程地质野外实训基地野外地质认识实习，时间一天；天津蓟县工程地质野外实训基地，时间一天。 （二）室内部分 学院机房野外地质实习成果整理和汇总、专门软件的使用，时间共计三天。 三、实习日志 5月6日，晴：我们先到北京市海淀区温泉村进行岩性认识，风化认识。接着来到了北京市门头沟军庄镇军庄火车站进行岩性认识，构造认识。经过一中午的休整，下午来到了妙峰山进行构造认识。 5月20日，阵雨：我们先是到了罗庄子镇杨庄水库进行地形认识，构造认识，工程地质讲解。休整以后来到了洪水庄进行工程地质讲解。 四、实习成果 （一）岩性的认识 1. 沉积岩：sediments 过去曾称水成岩。沉积岩是由成层沉积的松散沉积物固结而成的岩石。如碎屑岩（砾岩、砂岩、粉砂岩、风成岩、冰碛岩）是从来源区机械破碎的较老岩石的碎屑经过水或大气或冰的搬运及沉积形成的；化学岩（如岩盐或石膏）是从溶液中沉淀形成的，而生物岩（如某些石灰岩）是由动物及植物的遗体或其分泌物形成的。 军庄火车站的岩类中泥岩、砂岩、页岩、砾岩这几类都属于沉积岩。 泥岩：一种由泥巴及黏土固化而成的沉积岩，其成分与构造和页岩相似但较不易碎。一种层理或页理不明显的粘土岩。泥质岩是粒度<0.0039mm（即<4μm）主要由粘土矿物组成
第四章各类土的工程地质特征 1、下列关于冻土的叙述，不正确的是( )。 A. 冻土包括多年冻土和季节性冻土 B. 冻土不具有流变性 C. 冻土为四相体 D.冻土具有融陷性 2、吸水膨胀，失水收缩的特殊粘性土是( )。 A.黄土 B.红土 C.膨胀土 D.冻土 3、下列关于膨胀土叙述不正确的是( )。 A. 天然状态下的膨胀土，多呈硬塑到坚硬状态 B. 膨胀土失水收缩 C. 膨胀土遇水膨胀 D. 膨胀土的胀缩不可逆 4、下列关于红粘土的叙述不正确的是( )。 A. 粘土是由碳酸盐类岩石经一系列地质作用形成的 B. 自地表以下，红粘土逐渐由坚硬过渡到软塑状态 C. 红粘土是由变质作用形成的 D. 红粘土中的裂隙发育 5、淤泥质土是由( )地质作用形成的。 A. 河流的地质作用 B.湖泊的地质作用 C. 洪流地质作用 D.风化作用 6、黄土经冲刷、搬运、沉积等地质作用形成的夹有砂、砾石并具层理的黄色土状沉积物称为( )。 A. 膨胀土 B.黄土状土 C. 非湿陷性黄土 D.湿陷性黄土 7、泥炭及淤泥质土是( )形成的。 A.河流的地质作用 B.湖泊的地质作用 C. 海洋地质作用 D.风化作用
8、盐渍土不具有( )。 A. 溶陷形 B.膨胀型 C. 腐蚀性 D.崩解性 9、盐渍土在浸水后强度明显( )。 A．提高 B．降低 C.不一定 D.一般 10、黄土的( )是黄土地区浸水后产生大量沉陷的重要原因。 A. 湿陷性 B. 崩解性 C. 潜蚀性 D. 易冲刷性 11、风成黄土是一种( )。 A.原生黄土 B.次生黄土 C.残积黄土 D.由风化作用形成的黄土 12、具有承载力低,沉降量大的土是( )。 A.黄土 B.软土 C.膨胀土 D.冻土 13、膨胀土遇水后膨胀,是因为膨胀土中含有较多的( )。 A.蒙脱石 B.高岭石 C.白云石 D.长石 14、多年冻土主要分布在我国的( )。 A.长江中下游 B.高纬度和高海拔地区 C.云贵高原 D.湖沼地带 15、冻土的冻胀融沉性是因为冻土中含有较多的( )。 A.易溶盐 B.水 C.孔隙 D.有机质
第五章场地工程地质条件 第一节工程地质分区 根据路线地质调查及工程地质槽探揭露分析，现将本路线区的工程地质条件分为二个区： 1、红砂岩岗阜地貌区 本单元区地形起伏较平缓，多呈阶梯状展开，地表多为水田及菜地，局部水塘发育，本区上覆为第四系下更新统残坡积（Q2el+dl）浅灰色～浅黄色低液限粘土，硬可塑状，层厚约3～5m不等，下伏基岩为白垩系上统赣州组（K1g）紫红色泥质粉砂岩，中厚层状，全强风化层厚约1～3m 不等，岩层产状为250°～285°∠10°～13°。本区地层及岩性单一，故工程地质条件属于简单型。 第二节路基工程地质条件及路段划分 本路线区路基分为一般路基和重点路基，现分别说明： 1、一般路基工程地质条件分析 一般路基指填方量不大，地形起伏平缓，地质条件简单的路基，现分段说明： （1）、岗阜地貌区 该区地质结构简单，一般上覆为第四系下更新统残坡积（Q2el+dl）浅灰色～浅黄色低液限粘土，硬塑状,力学特性尚好,厚约1～3m不等，下伏基岩为白垩系上统赣州组（K1g）紫红色泥质粉砂岩，中厚层状，全强风化层厚约1～3m不等；该区地下水水位随季节变化而变化，大多靠地表水补给；挖方和填方均不大，路堑边坡和路堤较稳定。 （2）、岗间沟谷地形区 本区段主要为岗间沟谷地，地形较平坦，起伏不大，水塘冲沟较发育，区内主要为水田，地表季节性积水，地表覆盖层主要以黄褐色的低液限粘土为主，硬可塑状～软可塑状，厚约1～3米不等，除局部软土地段需予以清除外,均可作为路基持力层，下伏为白垩系上统赣州组（K1g）紫红色泥质粉砂岩、粉砂岩及砾岩，区内挖方量较小，填方量不一，高路堤将在重点路基里说明。 2、重点路基工程地质条件分析 重点路基是指地形起伏较大，路基挖填量大，工程地质条件差的路段。本工程主要是深路堑，现给以说明： 深挖方路堑 本路段区内挖方地段较少，全路段共有挖方地段3处。路线中心挖方深度一般在6米左右，其中挖方最大为6.82米。本节仅此处深挖路段进行详细评述（分别对不同岩性进行评述），而其余挖方路段可参见“路堑边坡说明表”，这里不再对其进行评价。 a、K0＋860～K1＋120 路线深切山体，地形起伏较大，山势陡峭，植被发育一般，基岩裸露，基岩为白垩系上统赣州组（K1g）的紫红色泥质粉砂岩，全强风化为1～3m不等，中厚层状构造，裂隙不发育，岩体产状：250°∠13°。据现场地质调查结果分析，该路段土石方比例为：10％的土方，90％石方。由于该路段地表覆盖层厚度小，且基岩主要以中厚层状的泥质粉砂岩层为主，其产状平缓，对边坡的稳定性有利，因此该路段边坡属于较稳定边坡。由此建议：①边坡坡率1：1～1：1.25；②边坡防护采用坡面框格式植草③边坡开挖后，应及时进行防护，切忌使边坡长期裸露。④边坡施工时避免使用强力爆破。 根据其工程地质特征，推荐粉砂岩层面的粘聚力和内摩擦力φ值为：c=50kPa, φ=30°。 第三节工程地质岩组特征及评价 本路线区工程地质岩组分为松散土类及软质岩组，现分别评述： 1、松散土类： a、第四系全新统冲洪积（Q4al+pl） 本区主要揭露有棕黄色亚粘土，主要分布岗间沟谷地，粉质粘土多呈可塑～软可塑状，[fao]=180～200kPa，多分布于岗间沟谷地。 b、第四系下更新统冲洪积（Q2el+dl） 121 GYS-60-1
第四章各类土的工程地质特性 一、一般土的工程地质特性 一般土按粒度成分特点，常分为巨粒土、粗粒土及细粒土三大类。 巨粒土和粗粒土为无粘性土，细粒土为粘性土。 粗粒土又分为砾类土和砂类土。 巨粒土和粗粒土的工程地质性质主要取决于粒度成分和土粒排列的松密情况，这些成分和结构特性直接决定着土的孔隙性、透水性、和力学性质。 细粒土的性质取决于粒间连结特性（稠度状态）和密实度，这些都与土中粘粒含量、矿物亲水性及水和土粒相互作用有关。 砾类土和砂类土为单粒结构；细粒土为团聚结构。 二、几种特殊土的工程地质特征 1、淤泥类土 淤泥类土是指在静水或水流缓慢的环境中沉积，有微生物参与作用的条件形成的，含较多有机质，疏松软弱（天然孔隙比大于1，含水率大于液限）的细粒土。孔隙比大于1.5的称为淤泥，小于1.5大于1的称为淤泥质土。 工程地质性质的基本特点： ①高孔隙比，高含水率，含水率大于液限 ②透水性极若 ③高压缩性 ④抗剪强度很低，且与加荷速度和排水固结条件有关。由于这类土饱水而结构疏松，所以 在振动等强烈扰动下其强度也会剧烈降低，甚至液化变为悬液。这种现象称为触变性。 同时还具有蠕变性。
淤泥类土的成分和结构是决定其工程地质性质的根本因素。有机物和粘粒含量越多，土的亲水性越强，则压缩性越高；孔隙比越大，含水率越高，压缩性越高，强度越低，灵敏度越大，性质越差。 2、黄土 黄土是一种特殊的第四纪陆相松散堆积物。颜色多呈黄色、淡黄色或褐黄色，颗粒组成以粉粒为主，粒度大小较均匀。天然剖面上垂直节理发育。被水浸润后显著沉陷（湿陷性）。 一般工程地质性质： ①密度小，孔隙率大 ②含水较少 ③塑性较弱 ④透水性较强 ⑤抗水性弱 ⑥压缩性中等，抗剪强度较高。 ⑦具有湿陷性（自重湿陷和非自重湿陷） 湿陷系数，自重湿陷系数 3、膨胀土 又称胀缩土，系指随含水量的增加而膨胀，随含水量的减少而收缩，具有明显膨胀和收缩特性的细粒土。 成分和结构特征： 粘粒含量高，一般35%以上。矿物成分以蒙脱石和伊利石为主，高岭石含量较少。 土体表层常出现各种纵横交错的裂隙和龟裂的现象，使土的完整性破坏，强度降低。
工程地质形成性考核册参考答案 工程地质作业1 一、选择题1C 2A 3D 4C 5A 6A 7B 8B 9A 10D 11A 12C 13A 14A 15A 二、判断题1 √ 2 × 3 × 4 ×5× 6 √7×8 ×9 ×10 √ 三、简答题 1、简述工程地质学及其内容。 工程地质学是研究人类工程活动与地质环境相互作用的一门学科，是地质学的一个分支。它把地质科学的基础理论应用于土木工程实践，通过工程地质调查、勘探等方法，弄清建筑物的地质条件（环境），为土木工程建筑的规划、设计、施工提供可靠的地质资料，并预测和论证工程建筑和地质环境的相互作用，进而提出防治措施。 2、什么是工程地质条件 工程地质条件是指与工程建设有关的地质条件的总和，它包括土和岩石的工程性质、地质构造、地貌、水文地质、地质作用、自然地质现象和天然建筑材料等方面。 3、岩石坚硬程度分类的依据是什么？ 岩石坚硬程度类型有哪些？岩石坚硬程度分类的依据是岩石的饱和单轴抗压强度岩石坚硬程度类型有：坚硬岩、软硬岩、较软岩、软岩和极软岩。 4、什么是地质作用？内外地质作用是怎么改造地球的？ 在自然界中所发生的一切可以改变地球的物质组成、构造和地表形态的作用称为地质作用。内力地质作用通过地壳运动、地震作用、岩浆作用和变质作用改造地球；外力地质作用通过风化作用、剥蚀作用、搬运作用、沉积作用和成岩作用改造地球。 5、什么是变质岩？变质岩有哪些主要矿物、结构和构造？ 常见变质岩的鉴别特征是什么？由变质作用形成的岩石称为变质岩。变质岩的矿物有两部分，一部分为岩浆岩和沉积岩所共有：石英、长石、云母等；另一部分为变质作用后所产生的特有变质矿物：红柱石、矽线石、蓝晶石等。变质岩的结构可分为变余结构、变晶结构和碎裂结构。变质岩的构造主要包括变余构造和变成构造。常见变质岩的鉴别特征是特有的变质矿物。 四、论述题 1、影响岩石工程地质的因素岩石工程地质性质的因素是多方面的，但归纳起来，主要有两个方面；一是岩石的地质特征，如岩石的矿物成分、结构、构造及成因等；另一个是岩石形成后所受外部因素的影响，如水的作用及风化作用等。 工程地质作业 2 一、选择题1B 2D 3D 4A 5C 6D 7A 8A 9B 10 A 11B 12B 13A 14A 15D 二、判断题1 √ 2 √ 3 × 4 ×5√ 6 ×7 ×8 √ 9 × 10 × 三、简答题 1．叙述张节理的主要特征。 答：张节理的主要特征是产状不很稳定，在平面上和剖面上的延展均不远；节理面粗糙不平，擦痕不发育，节理两壁裂开距离较大，且裂缝的宽度变化也较大，节理内常充填有呈脉状的方解石、石英，以及松散工已胶结的粘性土和岩屑等；张节理一般发育稀疏，节理间的距离较大，分布不均匀。 2.在野外如何测定岩石的产状？ 答：岩石的产状要素用地质罗盘在岩层层面上直接测量。测量走向时，使罗盘的长边
工程地质岩芯描述细则及范例 有机质土的描述 颜色、状态、气味、有机质含量及其分解情况、夹杂物质量等特征。 ★描述范例： 淤泥：灰黑色，流塑，饱和。含贝壳及有机质，手捻具滑腻感，略具腥臭味。 淤泥质土：深灰色，软塑，主要由河流环境沉积而成的软土，大多数为粉质粘土和粘质粉土，含各种有机质和贝壳。 泥炭质土：深灰色或黑色，主要由炭质有机质及粘土组成，有腥臭味，能看到未完全分解的植物残渣。浸水体胀，易崩解，干缩现象明显。 泥炭：深灰色或黑色，主要由炭质有机质组成，结构松散，土质很轻，暗无光泽，浸水体胀，易崩解，干缩现象极为明显。 土类的描述 碎石类土的描述 颜色、颗粒级配、颗粒形状、颗粒排列、颗粒的母岩成份及其大小（一般和最大粒径）、含量、硬度（风化程度）、湿度、密实度，充填物的性质、物质成份、充填程度等。 ★描述范例： 碎石土：黄褐色，饱和中密，主要成分为弱风化页岩、砂岩等，呈尖棱状及少量岩夹土状。充填物为杂粒砂和粘性土，其中7-7.2ｍ为粘性土，灰褐色，软塑。岩芯采取率=75％。 细圆砾土：褐黄色，母岩为花岗岩、闪长岩、片麻岩，粒径2－20ｍｍ约占60﹪、20－40ｍｍ约占20﹪，余为砂类土充填，多呈圆棱状，大小混杂，分选性差，稍密－中密，1.70－2.40ｍ潮湿，2.40ｍ以下饱和。或：2-20mm的占55﹪、20-60mm的占10﹪、大于60mm 的占5﹪，余为杂砂充填…岩芯呈散状。 粗圆砾土：褐黄色，母岩为片麻岩、花岗岩，砾径20－40ｍｍ约占10﹪、40－60ｍｍ约占20﹪、60－100ｍｍ约占60﹪，间隙充填物为石英砂和粘性土，岩石多呈圆棱状，稍密，潮湿，饱和。或：20-60mm的占55﹪，60-100mm的占5﹪，100-200mm的10﹪，余为土砂充填…。 卵石土：灰褐色，密实，饱和母岩以砂岩为主，少量花岗岩，呈圆棱状，质硬，粒径60-80mm，最大120mm，含量约60%，间隙充填石英砂及粘性土...。 粗角砾土：灰褐色，中密，稍湿。母岩为灰岩、砂岩，呈尖棱状，质硬，粒径20-60mm，最大100mm，含量约55%，间隙充填石英砂及粘性土。 砂类土的描述 颜色、砂的矿物成份、颗粒级配、颗粒形状、粘粒含量、湿度、密实度、夹杂物等。★描述范例： 中砂：灰白色，稍密，潮湿。以石英、长石为主，浑圆状，级配良好。含少量粘性土。 粉土的描述 颜色、夹杂物、湿度、密实度、摇震反应、光泽反应、干强度、韧性等。 ★描述范例： 粉土：褐黄色，稍密，潮湿。以粉粒为主、粘粒为次，部分细砂。摇震表面反水，粘性小。刀切面不光滑，手捻摸时感觉有细颗粒存在或感觉粗糙，干土时用手易捏碎。
工程地质岩石分类及鉴定 中国?宜昌 2016年5月4日 目录 1.工民建工程 (3) 2.公路工程 (5) 3.港口工程 (10) 4.铁路工程 (13) 5.工程岩体分级标准 (18) 1 工民建工程 1.1、岩石坚硬程度分类《岩土工程勘察规范》GB50021—2001 注：1 当无法取得饱和单轴抗压强度数据时，科用点荷载试验强度换算，换算方法按现行国家标准《工程岩体分级标准》（GB50218）执行； 2 当岩体完整程度极为破碎时，可不进行坚硬程度分类。 1.2、岩石坚硬程度等级定性分类《岩土工程勘察规范》GB50021—2001 1.3、岩体完整程度分类《岩土工程勘察规范》GB50021—2001 注: 完整性指数为岩体压缩波速与岩块压缩波速之比的平方。
1.4-1、岩石完整程度的定性分类《岩土工程勘察规范》GB50021—2001 1.4-2、岩体完整程度划分《建筑地基基础设计规范》（GB50007—2002） 1.5、岩石按风化程度分类《岩土工程勘察规范》GB50021—2001 注：1 波速比Kv为风化岩石与新鲜岩石压缩波速度之比; 2 风化系数K f为岩石与新鲜岩石饱和单轴抗压强度之比; 3 花岗岩类岩石，可采用标准贯入试验划分，N≥50为强风化；50＞N≥30为全风化；N＜30为残积土。 4 泥岩和半成岩，可不进行风化程度划分。 1.6、岩体基本质量等级分类《岩土工程勘察规范》GB50021—2001 1.7、岩石按质量指标RQD分类《岩土工程勘察规范》GB50021—2001
1.8、岩层厚度分类《岩土工程勘察规范》GB50021—2001 1.9、岩石按在水中软化系数分类《岩土工程勘察规范》GB50021—2001 注：软化系数（K R）等于饱和状态与风干状态的岩石单轴极限抗压强度之比。 1.10、岩体按结构类型划分《岩土工程勘察规范》GB50021—2001 2 公路工程 2.1、岩石坚硬程度分级《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63—2007） 注：岩石饱和单轴抗压强度试验要点，见本规范附录B。 2.2、岩体完整程度划分《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63—2007）
第三章工程地质 3.1总体地质概述 茂名市电白区高效节水灌溉工程建设地点为茂名市电白区马踏镇、岭门镇、观珠镇、林头镇和小良镇等镇，分别位于茂名市电白区的马踏镇新村水库边沿、岭门镇龙头岭水库附近、观珠镇九仔山水库附近、林头镇卖鸡子水库附近、小良镇菠萝山水库附近。故本工程地质情况直接引用5个水库地质报告。 3.1.1马踏镇松塘片区地质情况 （一）地形地貌及地质、地震概况 库区位于丘陵地带。区域地层岩性为加里东期混合花岗岩，上覆坡残积层较发育，第四系全新统冲洪积层沿低洼地段稍发育。勘察场区未发现不良地质现象。 根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），本场区地震动峰值加速度为0.10g，地震基本烈度为7度区，小型水利工程可按该烈度进行设防。 （二）岩土层工程地质特征 经钻探揭露，坝址岩土层自上而下共分3层，分述如下： 1、坝体土层 第四系人工填土层（Q4ml）—— ①填筑土：红褐、褐灰、灰黄色等，稍湿，松散、呈可塑状，
韧性度中等，均匀性稍差。组份以粉质粘土为主，含少量砂粒及角砾，局部由砂质粘性土混少量强风化岩块组成。该层在坝体地段均有分布，层顶为坝体表面，揭露层厚4.80~8.80m，层顶标高均为0.00m。 作标准贯入试验（后称“标贯”）4次，校正击数N=6.3~7.7击，平均6.8击。取原状土样12组，主要物理力学指标平均值如下：含水量W0=18.6%、天然密度ρ0=1.81 g/cm3、孔隙比e0=0.760、液性指数I L=0.06、粘聚力C=20 kPa、内摩擦角φ=20.5°。层承载力特征值的经验值f ak=100kPa。 2、坝基岩土层 第四系全新统冲积层（Q4al）—— ②粉质粘土：褐灰、青灰色，湿，可塑，韧性度良好。以粉、粘粒为主，含少量砂粒及角砾。该层各孔均见及，层厚3.70~5.70m，层顶埋深4.80~8.80m，层顶标高-4.80~-8.80m 。 作标贯3次，校正击数N=5.0~5.6击，平均5.3击。取原状土样1组，主要物理力学指标值如下：含水量W0=18.8%、天然密度ρ0=1.84 g/cm3、孔隙比e0=0.730、液性指数I L=0.14、粘聚力C=22 kPa、内摩擦角φ=16.0°。层承载力特征值的经验值f ak=100kPa。 第四系残积层（Q el）—— ③砂质粘性土：灰黄、褐灰、青灰色等，湿，可塑，韧性度中等。以粉、粘粒为主，含少量砂粒及角砾。该层各孔均见及，尚未揭穿，揭露层厚 4.00~6.70m，层顶埋深8.50~14.30m，层顶标高-8.50~-14.30m 。作标贯3次，校正击数N=6.5~8.9击，平均7.4击。取原状土样2组，主要物理力学指标平均值如下：含水量W0=19.0%、天然密度ρ0=1.74 g/cm3、孔隙比e0=0.837、液性指数I L=0.20、粘聚力C=20 kPa、内摩擦角φ=18.3°。层承载力特征值的经验值f ak=140kPa。
第2章岩石及其工程地质性质 【教学基本要求】 1．? 了解地球的内圈层构造，知道地球的外圈层。 2．? 了解地质作用。 3．理解矿物（晶体）的形态，矿物的颜色、透明度、光泽、硬度、解理及断口等物理性质解主要硅酸盐、碳酸盐、氧化物造岩矿物的室内鉴定特征。 4．理解岩浆岩、沉积岩、变质岩的成因、矿物成分、结构、构造、分类及代表性岩石的特了解岩浆岩的产状。 5．理解岩石的物理性质、水理性质及其力学性质指标，掌握岩石的坚硬程度分类。 【学习重点】 1、地质作用的类型及其对地壳改造的作用。 2、常见造岩矿物的主要形态及其主要的物理性质。 3、岩浆岩、沉积岩、变质岩的主要矿物成分及其结构、构造。 4、岩石工程地质性质指标的基本概念及其意义。 【内容提要和学习指导】 2.1 地球的总体特性 地球是一个不标准的旋转椭球体，赤道半径(a)6378.14km，两极半径(b)6356.779km，地球平率（）为，赤道附近稍微凸出，极区稍微扁平，赤道与极地半径相差22km。 1、地球的圈层构造 地球具有一定的圈层构造，以地表为界分为外圈和内圈，外圈包括大气圈、水圈和生物圈；
通常分为地壳、地幔和地核。地壳是莫霍面以上固体地球的表层部分，平均厚度约为33km，大陆厚度较大，大洋地壳厚度较；地幔是莫霍面以下、古登堡面以上部分，厚度约2900km，是地球的部分，主要由固态物质组成；地核是地球内古登堡面以下至地心的部分，厚度为3500km。 2、地质作用 在自然界中所发生的一切可以改变固体地球的物质组成、构造和地表形态的作用称为地质根据地质作用的动力来源，地质作用可分为内动力地质作用和外动力地质作用两大类。由地球内如地球的旋转能、重力能、放射性元素蜕变的热能等产生的地质应力所引起的地质作用即内动力作用，主要在地下深处进行，并可波及地表。内动力地质作用包括：地壳运动、地震作用、岩浆和变质作用。岩浆岩、变质岩等便是内动力地质作用的产物。由地球范围以外的能源，如太阳得能、日月的引力能等为主要能源在地表或地表附近进行的地质作用，称为外动力地质作用。外力是地壳表层的水、大气、生物以外部能为能源，改造雕塑地壳（主要是地壳表面）的过程，外力的主要类型有：风化作用、剥蚀作用、搬运作用、沉积作用和成岩作用。 2.2 造岩矿物 岩石是在地质作用下产生的，由一种或多种矿物以一定的规律组成的自然集合体。他构成球的固体部分。按成因岩石分为岩浆岩、沉积岩和变质岩三大类。由于岩石是由矿物组成的，所认识岩石，分析岩石在各种自然条件下的变化，进而对岩石及其组成的周围环境进行工程地质就必须首先了解矿物。 矿物是天然形成的元素单质和无机化合物，其化学成分和物理性质相对均一和固定，一般为质。自然界中的矿物，都是在一定的地质环境中形成的，随后并因经受各种地质作用而不断的发化。每一种矿物只是在一定的物理和化学条件下才是相对稳定的，当外界条件改变到一定程度后物原来的成分、内部构造和性质就会发生变化，形成新的次生矿物。 1、矿物的（肉眼）鉴定特征