工程地质及土力学笔记
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——第一章:土的物理性质及工程分类土是三相体——固相(土颗粒)、液相(土中水)和气相(土中空气)。
固相:是由难溶于水或不溶于水的各种矿物颗粒和部分有机质所组成。
2.土粒颗粒级配(粒度) 2. 土粒大小及其粒组划分b.土粒颗粒级配(粒度成分)土中各粒组相对含量百分数称为土的粒度或颗粒级配。
粒径大于等于0.075mm 的颗粒可采用筛分法来区分。
粒径小于等于0.075mm 的颗粒需采用水分法来区分。
颗粒级配曲线斜率: 某粒径范围内颗粒的含量。
陡—相应粒组质量集中;缓--相应粒组含量少;平台--相应粒组缺乏。
特征粒径: d 50 : 平均粒径;d 60 : 控制粒径;d 10 : 有效粒径;d 30粗细程度: 用d 50 表示。
曲线的陡、缓或不均匀程度:不均匀系数C u = d 60 / d 10 ,Cu ≤5,级配均匀,不好Cu ≥10,,级配良好,连续程度:曲率系数C c = d 302 / (d 60 ×d 10 )。
较大颗粒缺少,Cc 减小;较小颗粒缺少,Cc 增大。
Cc = 1~ 3, 级配连续性好。
粒径级配累积曲线及指标的用途:1.粒组含量用于土的分类定名;2)不均匀系数Cu 用于判定土的不均匀程度:Cu ≥ 5, 不均匀土; Cu < 5, 均匀土;3)曲率系数Cc 用于判定土的连续程度:C c = 1 ~ 3,级配连续土;Cc > 3或Cc < 1,级配不连续土。
4)不均匀系数Cu 和曲率系数Cc 用于判定土的级配优劣:如果 Cu ≥ 5且C c = 1 ~ 3,级配良好的土;如果 Cu < 5 或 Cc > 3或Cc < 1, 级配不良的土。
土粒的矿物成份——矿物分为原生矿物和次生矿物。
原生矿物:岩浆在冷凝过程中形成的矿物(圆状、浑圆状、棱角状) 次生矿物:原生矿物经化学风化后发生变化而形成。
(针状、片状、扁平状) 粗粒土:原岩直接破碎,基本上是原生矿物,其成份同生成它们的母岩。
小结:名词解释1.沉积岩:沉积物经过长期的压密、重结晶、胶结等复杂的地质作用过程,硬结成岩,这种岩称为沉积岩2.节理:节理也称裂隙,是存在于岩体中的裂缝,为岩体受力作用断裂后,两侧岩体没有显著位移的小型断裂构造3.断层:受力作用断裂后,岩层沿着破裂面产生显著位移的断裂构造,称为断层4.孔隙率:岩石孔隙率指岩石孔隙和裂缝体积与岩石总体积之比,以百分数表示5.岩石透水性:岩石能被水透过的性能称为岩石的透水性简答题1.张节理的主要特征有哪些?答:节理裂口是张开的,裂口较宽,往深处逐渐变小而闭合;节理面粗糙,很少有擦痕;节理间距较大而不均匀,沿走向和倾向均延伸不远2.简述褶曲的组成要素。
答:(1)核部:褶曲中央最内部的一个岩层(2)翼:核部两侧,向不同方向倾斜的部分岩层(3)轴面:从褶曲的顶平分两翼的面(4)轴:轴面与水平面的交线(5)枢纽:轴面与摺面内某一岩层层面的交线3.岩浆岩的结构类型有哪些?答:岩浆岩的结构是指组成岩石的矿物的结晶程度、晶粒大小及其相互结合的方式。
岩浆岩的结构包括:岩石全部由结晶矿物所组成的全结晶结构;致密状,矿物晶粒细小,肉眼和放大镜均不能分辨的隐晶质结构;全部为非晶质矿物所组成,均匀致密似玻璃的玻璃质结构4.变质岩的结构类型由哪些?答:在形成变质岩的过程中,由于高温高压的作用,厚岩石中矿物被拉长和变薄、密室等,形成片理构造或块状构造。
主要构造有:板状构造、千枚层状构造、片状构造、片麻状构造和块状构造等5.工程地质勘查的目的是什么?答:工程地质勘查即对拟建工程场地进行的调查研究工作。
勘察的目的是探明作为建筑物或构筑物工程场地的工程地质条件,解决并处理整个工程建设中涉及的岩土工程问题,保证工程的正常施工和使用6.何谓岩石的结构和构造?答:岩石的结构:是指组成岩石的矿物结晶程度、晶粒大小、晶体形状及相互结合的方式。
构造是指矿物在岩石中的排列和充值方式所反映出的外貌特征7.何谓褶曲的枢纽?褶曲的基本形态由哪些?答:轴面与褶面内某一岩层层面的交线,称为褶曲的枢纽,其形状有水平的,也有倾斜或波状起伏的,枢纽反映褶曲在延长方向产生变化的情况。
【2404】工程地质及土力学复习资料工程地质及土力学复习资料第一章岩石和地质构造一、什么叫矿物质和岩石?说明几种主要的造岩矿物和岩石的种类?矿物:具有一定化学成分和物理性质的自然元素单质和化合物,主要造岩矿物:白云母、角闪石、石英、白云石等。
岩石:是地壳中由一种或多种矿物组成的物质。
岩石有岩浆石、沉积石、变质石等。
何谓岩石的结构和构造?岩石的结构:是指组成岩石的矿物结晶程度、晶粒大小、晶体形状及相互结合的方式。
构造指矿物在岩石中的排列和充填方式所反映出的外貌特征。
二、试结合矿物的标本,阐述矿物主要的物理性质特征如颜色、光泽、解理、断口、结晶形态和硬度等的基本概念。
颜色:矿物的颜色是矿物对白(日)光选择吸收的表现。
当矿物有选择地吸收其中某一或某些波长的光波时,则矿物就呈现剩余波长光波的混合色。
按其不同的成因可分为自色、他色和假色。
条痕色:指矿物粉末的颜色,他排除了矿物因反射所造成的色差,以去掉假色,减弱他色,保存自色,使常见矿物的颜色更为固定,对于鉴别矿物具有实用意义。
透明度:是指矿物透光能力的大小,即光③线透过矿物的程度。
矿物的透明度分为:透明、半透明、不透明三级。
光泽:矿物表面反光的的光亮程度称为光泽。
矿物的光泽按其反射强弱划分如下:①金属光泽;②非金属光泽。
硬度:矿物抵抗外力刻划研磨的能力称为硬度。
各种矿物由于化学成分和内部结构的不同,常具有不同的硬度,这是鉴别矿物的一个重要特征。
解理与断口:矿物受到外力的作用(如敲打),其内部质点间的连接力被破坏,沿一定的方向形成一系列光滑的破裂面的性质,称为解理。
所裂开的光滑破裂面称为解理面。
不具方向性的不规则断裂面,则称为断口。
解理是反映矿物质内部质点相互连接强弱的特征。
根据解理发生的完全程度,把解理分为如下几种:①极完全解理;②完全解理;③中等解理;④不完全解理。
三、试结合矿物的标本,阐述表观鉴别常见矿物的基本方法及几种主要矿物的特征。
鉴别方法:用显微镜观察法、化学分析法、专用仪器分析法、表观鉴别法。
第一章土的物理性质和工程分类1.1 土的形成1、工程上遇到的大多数土都是在第四纪地质历史时期内所形成的。
第四纪地质年代的土又可划分为更新世、全新世两类。
其中第四纪全新世(Q4)中晚期沉积的土,亦即在人类文化期以来所沉积的土称为新近代沉积土,一般为欠固结土(未完全固结的土,会有持续的沉降),强度较低。
表1 土的生成年代2、土的分类:第四纪土由于其搬运和堆积方式不同,又可分为残积土(通常为粗粒土)、运积土(通常为细粒土)两大类;3、残积土:残积土是指母岩表层经风化作用破碎成为岩屑或细小矿物颗粒后未经搬运,残留在原地的堆积物。
他的特征是颗粒粗细不均、表面粗糙、多棱角、无层理。
4、运积土:是指风化所形成的土颗粒,受自然力的作用,搬运到远近不同的地点所沉积的堆积物。
其特点是颗粒经过滚动和相互摩擦,颗粒因摩擦作用而变圆滑,具有一定的浑圆度。
5、根据搬运的动力不同,运积土又可分为如下几类:坡积土、洪积土、冲积土、湖泊沼泽沉积土、海相沉积土、冰碛土、风积土。
6、风化作用包括:物理风化(原生矿物)、化学风化(次生矿物)、生物风化。
7、物理风化:岩石和土的粗颗粒受机械破坏积各自气候因素影响的作用,产生的矿物称为原生矿物(土颗粒/土块的大小发生变化,成分未发生变化)。
8、化学风化:岩石和土受环境作用而改变其矿物的化学成分,形成新的矿物,也称次生矿物。
9、土的主要特点:碎散性、三相性、自然变形性(性质复杂、不均匀、各向异性且随时间变化)。
1.2土的三相组成1、土颗粒骨架构成的三要素:颗粒级配、矿物成分、颗粒的形状和比表面积。
2、土的粒组分类:表1-2土的粒组分类备注:1、摘自水利行业标准《土工试验规程》(SL237-1999)2、属于粒径范围指该范围粒径占总颗粒50%以上;3、粒径级配分析方法:主要有:筛分法、水分法(比重计法)。
粗粒组应采用筛分法,细粒组应采用水分法;4、级配曲线:d10--有效粒径、d30--用于描述级配曲线的特征粒径、d50--平均粒径、d60--控制粒径(或限制粒径);5、不均匀系数Cu:Cu=d60/d10,(表征土颗粒的均匀性)(1)Cu=d60/d10,Cu越大、d60与d10的差距越大→土体越不均匀、级配曲线越平缓→故一般级配良好的土要求Cu≤5;→Cu≥5的土称为不均匀土,反之称为均匀土。
第一章岩石和地质构造第一节地球与岩石考核知识点:1.地球的圈层构造、地壳厚度P8第二节造岩矿物考核知识点:2.矿物的概念、分类P103.矿物的鉴别特征:颜色、条痕、透明度、光泽、硬度、解理、断口(重点掌握6个物理性质并掌握常见矿物的鉴别特征)P10~13第三节岩石考核知识点:4.岩石的概念5.岩石按成因分类P136.岩浆岩:分类、定义、结构、构造(掌握常见的岩浆岩)(表1-3P17)7.沉积岩形成阶段、矿物组成、结构、构造(掌握常见的沉积岩)(表1-4P22)8.变质岩:变质作用及类型、变质矿物、结构、构造(掌握常见的沉积岩)(表1-5P26)第五节地质构造考核知识点:9.产状:定义、三要素(画图理解图1-10 P33)、10.褶皱:要素、基本形态(背斜褶曲、向斜褶曲)、形态类型P3411.节理:定义、类型、对工程建设的影响P3712.断层:定义、组成、类型(正断层、逆断层)、对工程的影响P3913.不整合接触:概念、类型(平行不整合、角度不整合)P42第六节岩石与岩体的工程性质考核知识点:(定义)14.岩石的软化性P4715.弹性模量和泊松比P4816.岩石的强度:定义、分类P4917.岩石和岩体的区别P53第二章建筑工程地质问题考核知识点:1、风化作用:概念、类型(三种类型的区别)P642、岩石分化程度等级P653、河流地质作用:分类(侵蚀、搬运、堆积)4、河流侵蚀作用两种现象:蛇曲、牛轭湖P675、滑坡:定义、分类、发育过程、影响因素、治理措施P69~74(重点)6、崩塌:定义、影响因素、防治措施P75~767、泥石流:定义、形成条件、防治措施P76~778、岩溶:概念P77;岩溶与土洞地基的防治P809、地震:震源、震中、震中距(定义);分类(重点是构造地震);地震波分类(重点是体波);强度表示(震级、地震烈度)第三章土的渗透性与渗流考核知识点:1、两点间出现渗流的决定因素P902、水力梯度(公式)P903、达西定律(定义、表达式、适用条件)P914、渗透系数(定义、单位、测定方法------重点掌握常水头试验)P91~935、影响渗透性的因素P956、渗透力:定义、表达式P1027、临界水力梯度:(3-43)P1038、渗透变形(流砂和管涌产生条件和发生部位)P1049、有效应力原理:定义、表达式(利用此原理解释砂土液化)P106 计算-----是否会产生流砂、渗透系数、渗透速度(三方面)第四章土的压缩性与基础沉降考核知识点:1、引起土体压缩的主要原因P1132、利用压缩曲线(陡、平缓)评价土体压缩性P1163、评价土体压缩性的指标(压缩系数、压缩模量、压缩指数、变形模量)4、计算---利用压缩系数评价地基土的压缩性P117必考5、先期固结压力P1196、按超固结比地基土的分类P1197、粘性土地基沉降组成P1228、分层总和法的基本原理、假设条件和步骤9、饱和土体的渗透固结过程P14110、固结度P145计算-----1、利用压缩系数评价地基土的压缩性P1172、最终沉降量的基本计算---分层总和法3、固结:沉降与时间的关系第五章土的抗剪强度考核知识点:1、抗剪强度:定义、表达式、强度指标、组成P1582、土体剪切破坏的破裂角P1613、计算-----利用土的极限平衡条件判断土体的状态P162必考4、抗剪强度指标。
气水 土粒 m s m wmV s V w V V a 质量m体积V 土力学土的三相组成:指土由固体颗粒、液态水和气体但部分组成。
土的颗粒级配:工程中用粒径分析法,通过两种试验方法,相互配合使用。
错误!未找到引用源。
筛分法;错误!未找到引用源。
密度计法 在粒径级配曲线上,纵坐标为10%所对应的粒径10d 称为有效粒径;纵坐标为60%所对应的粒径60d 称为限定粒径;60d 与10d 的比值称为不均匀系数u C ,即1060d d C u =,不均匀系数u C 是表示土颗粒组成的重要特征。
当u C 很小时曲线很陡,表土颗粒均匀;当u C 很大时曲线平缓,表示土的级配良好。
曲率系数c C 为表示土颗粒组成的又一特征,按下式计算6010230d d d C c = 式中 30d — 粒径级配曲线上纵坐标为30%所对应的粒径。
(砾石和砂石级配满足3~15=≥c u C C 且为级配良好,否则为级配不良。
)土中的水:(1) 结合水⎩⎨⎧弱结合水(薄膜水)强结合水(吸着水)(2) 自由水⎩⎨⎧毛细水重力水 (此种水离土较远,在土粒表面的电场作用以外)土的三相图: V — 土的总体积; v V — 土的孔隙体积; s V — 土粒的体积; w V — 水的体积; a V — 气体的体积; m — 土的总质量; s m — 土粒的质量;w m — 水的质量。
土的密度(ρ)为单位体积的质量,即vm ==土的总体积土的总体质量ρ (3g/cm ) 土的重度(γ)为单位体积图的质量,即ρρργ1081.9g ≈== (3m /kN )密度测定的方法:环刀法、灌水法等。
土的比重(土的相对密度)s d :是指土中固体颗粒的质量与同体积C 04纯水质量的比值,是一个无量纲量,即)4(m 4o C V C d o w s s s ρ==时的密度纯水固体颗粒的密度 土的比重的测定方法:比重瓶法。
土的含水率(ω):表示土中汗水的数量,为土体中水的质量与固体质量与固体颗粒质量的比值,用百分数表示,即 %100m m %100sw ⨯==固体颗粒的质量水的质量ω 含水率的测定方法:烘箱法、红外线法、酒精燃烧法、铁锅沙干法。
《工程地质学》课程笔记第一章地质作用1.1 地质作用概念地质作用是指地球内部和外部力量对地球表层(地壳和上覆的岩石圈)进行的各种物理、化学和生物作用,这些作用导致了地壳的物质组成、结构和地表形态的不断变化。
地质作用的分类如下:- 按能量来源分类:内力地质作用和外力地质作用。
- 按作用性质分类:构造作用、岩浆作用、变质作用、风化作用、侵蚀作用、沉积作用等。
1.2 内力地质作用内力地质作用是由地球内部的热能和地球物质运动产生的力量所引起的地质作用。
1. 地壳运动- 板块构造运动:地球表层分为若干个大小不一的岩石圈板块,它们在地球软流圈上漂浮、移动,相互之间发生碰撞、俯冲、拉张等作用,形成地震、火山、海沟、山脉等地貌。
- 碰撞边界:如喜马拉雅山脉的形成。
- 俯冲边界:如环太平洋地震带的形成。
- 拉张边界:如东非大裂谷的形成。
- 断层活动:地壳在应力作用下发生断裂,形成断层。
断层活动会导致地壳错动,产生地震、地形起伏等地貌。
- 正断层:如美国的大峡谷。
- 逆断层:如加利福尼亚的圣安德烈亚斯断层。
- 平移断层:如土耳其的北安纳托利亚断层。
- 褶皱作用:地壳在挤压应力作用下,岩层发生弯曲、折叠,形成褶皱山脉。
- 背斜和向斜:如阿尔卑斯山脉。
2. 岩浆活动- 火山地貌:岩浆在地表喷发形成的火山锥、火山口、熔岩台地等地貌。
- 活火山:如夏威夷的基拉韦厄火山。
- 死火山:如美国的圣海伦斯火山。
- 侵入地貌:岩浆在地壳内部冷却凝固形成的岩体,如岩床、岩墙、岩脉等。
3. 地震- 地震波:地震发生时产生的波动,分为纵波(P波)和横波(S波)。
- 地震序列:主震、前震、余震等。
- 地震带:如环太平洋地震带、地中海-喜马拉雅地震带。
1.3 外力地质作用外力地质作用是由太阳辐射能和地球重力能驱动的地质作用,主要包括风化、侵蚀、搬运和沉积等过程。
1. 风化作用- 物理风化:岩石在温度变化、冻融、盐类结晶等物理作用下,发生破碎。
粒径大于等于0.075mm 的颗粒可采用筛分法来区分。
粒径小于等于0.075mm 的颗粒需采用水分法来区分。
某粒径范围内颗粒的含量。
陡—相应粒组质量集中;缓--相应粒组含量少;平台--相应粒组缺乏。
d 60 : 限定粒径;d 10 : 有效粒径;d 30中值粒径不均匀系数C u = d 60 / d 10 ,Cu ≤5,级配均匀,不好Cu ≥10,,级配良好,曲率系数C c = d 302 / (d 60 ×d 10 )。
较大颗粒缺少,Cc 减小;较小颗粒缺少,Cc 增大。
Cc = 1~ 3, 级配连续性好。
1.不均匀系数Cu 用于判定土的不均匀程度:Cu ≥ 5, 不均匀土; Cu < 5, 均匀土;:如果 Cu ≥ 5且C c = 1 ~ 3,级配良好的土 。
无粘性土的物理特性密实度粘性土的物理特性指标软硬状态。
粘性土从可塑状态转变到流塑状态时含水量的液限,记为WL 。
锥式液限仪粘性土从可塑状态转变到半固体状态时含水量的分界值,塑限,记为Wp 搓条法 塑性指数I p : Ip 。
Ip = W L -Wp 塑性指数反映的是粘性土处于可塑状态时含水量的变化范围;而粘性土与水作用能力的大小与粒径密切相关,这段范围越大,说明土体中细粒土含量越多;土体中蒙脱土矿物含量越多;说明土体中弱结合水含量就越多,土粒表面吸附的阳离子层厚度就越厚,由此推断:土中低价离子含量就越多,土的渗透性就越差、阻水性就越好。
Ip ≥17 粘土10≤Ip <17粉质粘土液性指数 p L p L W W W I --=ω坚硬<0、硬塑0,<0.25、可塑0.25-0.75、软塑0.75-1、流塑>1。
无粘性土的密实度用孔隙比,相对密实度,标准贯入实验的锤击数minmax max e e e e D r --= 0< Dr <0.33 松散;0.33< Dr <0.67中密;0.67< Dr <1.0 密实。
土力学与地基基础重点整理(1-5章,第六章以后自行看书)第一章:工程地质1、三大岩石:按成因分为岩浆岩(火成岩)、沉积岩(水成岩)、变质岩。
岩浆岩(火成岩):由地球内部的岩浆侵入地壳或喷出地面冷凝而成。
沉积岩(水成岩):岩石经风化,剥蚀成碎屑,经流水、风或冰川搬运至低洼处沉积,再经压密或化学作用胶结成沉积岩。
约占地球陆地面积的75%。
变质岩:是原岩变了性质的一种岩石。
变质原因:由于地壳运动和岩浆活动,在高温、高压和化学性活泼的物质作用下,改变了原岩的结构、构造和成分,形成一种新的岩石。
2、第四纪沉积层主要包括残积层、坡积层、洪积层、冲积层、海相沉积层、湖沼沉积层。
3、残积层、坡积层、洪积层、冲积层的形成原因、特性及如果作为建筑地基需注意:残积层:母岩经风化、剥蚀,未被搬运,残留在原地的岩石碎屑。
裂隙多,无层次,平面分布和厚度不均匀。
如果作为建筑地基,应注意不均匀沉降和土坡稳定性问题。
坡积层:雨水和融雪水洗刷山坡时,将山上的岩屑顺着斜坡搬运到较平缓的山坡或山麓处,逐渐堆积而成。
厚薄不均、土质也极不均匀,通常孔隙大,压缩性高。
如果作为建筑地基,应注意不均匀沉降和地基稳定性。
洪积层:由暴雨或大量融雪形成的山洪急流,冲刷并搬运大量岩屑,流至山谷出口或山前倾斜平原,堆积而成。
靠山谷处窄而陡,谷口外逐渐变成宽而缓,形如扇状。
如果作为建筑地基,应注意土层的尖灭和透镜体引起的不均匀沉降(需精心进行工程地质勘察)冲积层:由河流的流水将岩屑搬运、沉积在河床较平缓地带,所形成的沉积物。
简答及论述题1、不良地质条件会对工程造成什么影响?选择工程地址时应注意避开哪些不良地质条件?不良地质条件会引发造成工程建设中的地基下沉、基础不均匀沉降及其它许多的地质灾害现象,使工程质量受到严重影响:①场址选择时,应避让工程地质条件差,对工程建设存在危险的地段,如果需采用对工程建设不利的地段作为建设场址时,应采取有效的应对措施;②在进行场区规划及总平面布臵时,应优先选择工程地质条件较好的区段作为主要建筑物的建筑场地。
第一章土的组成一、简答题1.什么是土的颗粒级配?什么是土的颗粒级配曲线?土粒的大小及其组成情况,通常以土中各个粒组的相对含量(各粒组占土粒总量的百分数)来表示,称为土的颗粒级配(粒度成分)。
根据颗分试验成果绘制的曲线(采用对数坐标表示,横坐标为粒径,纵坐标为小于(或大于)某粒径的土重(累计百分)含量)称为颗粒级配曲线,它的坡度可以大致判断土的均匀程度或级配是否良好。
3.土是怎样生成的?有何工程特点?土是连续、坚固的岩石在风化作用下形成的大小悬殊的颗粒,经过不同的搬运方式,在各种自然环境中生成的沉积物。
与一般建筑材料相比,土具有三个重要特点:散粒性、多相性、自然变异性。
4.什么是土的结构?其基本类型是什么?简述每种结构土体的特点。
土的结构是指由土粒单元大小、矿物成分、形状、相互排列及其关联关系,土中水的性质及孔隙特征等因素形成的综合特征。
基本类型一般分为单粒结构、蜂窝结(粒径0.075~0.005mm)、絮状结构(粒径<0.005mm)。
单粒结构:土的粒径较大,彼此之间无连结力或只有微弱的连结力,土粒呈棱角状、表面粗糙。
蜂窝结构:土的粒径较小、颗粒间的连接力强,吸引力大于其重力,土粒停留在最初的接触位置上不再下沉。
絮状结构:土粒较长时间在水中悬浮,单靠自身中重力不能下沉,而是由胶体颗粒结成棉絮状,以粒团的形式集体下沉。
5.什么是土的构造?其主要特征是什么?土的宏观结构,常称之为土的构造。
是同一土层中的物质成分和颗粒大小等都相近的各部分之间的相互关系的特征。
其主要特征是层理性、裂隙性及大孔隙等宏观特征。
6.试述强、弱结合水对土性的影响。
强结合水影响土的粘滞度、弹性和抗剪强度,弱结合水影响土的可塑性。
7.试述毛细水的性质和对工程的影响。
在那些土中毛细现象最显著?毛细水是存在于地下水位以上,受到水与空气交界面处表面张力作用的自由水。
土中自由水从地下水位通过土的细小通道逐渐上升。
它不仅受重力作用而且还受到表面张力的支配。
第一章岩石和地质构造1地球:外部:大气圈,水圈,生物圈内部:地壳,地幔,地核2地壳以大陆漂移,板块运动,火山,地震等不同形式运动。
3地幔:上地幔的物质成份主要为镁铁的硅酸盐,物质呈结晶质的固体,塑性增大。
下地幔的物质成份除硅酸盐外还有金属氧化物硫化物,特别是铁镍成分增加。
4组成地壳的基本物质是岩石,按其成因分为岩浆岩,沉积岩,变质岩。
5造岩矿物:指组成岩石的矿物,常见矿物有:斜长石,正长石,石英,白云母,角闪石,辉石,橄榄石,方解石,石榴石。
6造矿矿物:指组成矿石的矿物,常见的有磁铁矿,黄铁矿,黄铜矿,方铅矿。
7次生矿物:自然界的矿物在地质作用形成的过程中,同时又受到各种地质作用而不断发生变化,当外界条件改变时,矿物内部构造和性质就会发生变化,形成新的次生矿物。
8硬度等级:滑石(1)石膏(2)方解石(3)萤石(4)磷灰石(5)正长石(6)石英(7)黄玉(8)刚玉(9)金刚石(10)9岩浆岩:深成岩:花岗岩,正长岩,闪长岩,辉岩,橄榄岩。
产状:岩基,岩株(等粒状,有时为斑状)浅成岩:花岗斑岩,正长斑岩,玢岩,辉绿岩。
产状:岩脉,岩床,岩盘(斑状)喷出岩:流纹岩,粗面岩,安山岩,玄武岩。
产状:熔岩流(玻璃状,有时为细粒斑状)10根据岩浆岩的化学成分和矿物成分,可分为下几类酸性岩类:以石英,正长石为主,含少量的角闪石和黑云母,岩石的颜色为浅色,比重小。
中性岩类:以正长石,斜长石,角闪石为主并含少量的黑云母及辉石,颜色比较深,比重大。
基性岩类:以斜长石,辉石为主,含少量角闪石及橄榄石,岩石的颜色深比重大。
超基性岩类:以橄榄石,辉石为主,含少量的硅铝矿物,岩石的颜色很深比重较大。
11岩浆岩结构:玻璃质结构(非晶质结构)隐晶质结构,全晶质粒状结构(粗粒,中粒,细粒,微粒,等粒,不等粒,斑状结构)。
12岩浆岩的构造:块状构造(如花岗岩,花岗斑岩等深成,浅成岩体)流纹状构造(如波纹岩构造)气孔构造或杏仁构造(如玄武岩)13酸性岩类:花岗岩,花岗斑岩,流纹岩中性岩类:正长岩,正长斑岩,粗面岩,闪长岩,闪长玢岩,安山岩基性岩类:辉长岩,辉绿岩,玄武岩14岩浆岩的表观鉴定:了解它的来源及野外产状;颜色辨识确定岩石标本的酸性或基性类别,基性色深,酸性色浅; 辨识矿物成分,区分岩石类别; 观察识别岩石的结构和构造,确定岩石的名称。
15沉积岩的组成物质:碎屑物质,粘土矿物,化学沉积矿物,有机质及生物残骸。
16沉积岩的结构:碎屑结构(砾状结构,砂质结构,硅质胶结,铁质胶结,钙质胶结,泥质胶结)泥质结构,结晶结构,生物结构。
17沉积岩的构造:层理构造是沉积岩的主要构造形式。
层理构造,层面特征和含化石等是沉积岩区别于基它岩类的特征。
18沉积岩的表观鉴定:首先区分岩石类别,确定属于沉积岩后再作进一步分析。
沉积岩与其它岩类的区别:沉积岩主要的组成成分为沉积岩矿物;具有明显的层理构造,层理面光滑清晰,易于辨认;具有碎屑结构,泥质结构和单一全晶质结构。
区分沉积岩的结构特征,确定沉积岩类型。
按照组成岩石的矿物成分和颗粒大小确定岩石的名称。
19由于地球内力和外力作用的影响,使地球物质和物理化学条件发生了变化,引起原地壳中固体岩石发生矿物成分、结构和构造甚至化学成分的改变,从而形成新的岩石,这一促使岩石发生性质改变的作用称为变质作用。
由岩石经变质作用后形成新的一类岩石称为变质岩。
20主要的变质类型:热液变质作用、接触变质作用、动力变质作用、区域变质作用。
21变质岩特点:○1矿物成分中具有特有的变质矿物;○2具有变质岩结构(粗粒变晶结构、斑状变晶结构、碎裂结构、糜棱结构);○3变质岩的构造(片麻状构造,片状构造,千枚层状构造,板状构造。
块状构造)。
22变质岩的鉴定方法:首先区分变质岩类属,观察岩样外观构造与结构,辨识矿物成分,凡具有片理构造与块状构造、变晶质结构和变质矿物者为变质岩。
进一步观察变质岩构造类型。
辨识岩样的矿物成分及变晶结构,确定岩石的名称。
23地质年代划分的依据:○1按照古生物演化的规律区分地层的相对年代。
○2按照沉积岩的沉积规律通过对比分析,确定相对地质年代。
○3按岩浆侵入体与围岩的关系确定岩浆的相对地质年代。
24水平运动——造山运动,垂直运动——造陆运动。
25新生代K Z第四纪Q全新世Q4更新世上Q3更新世中Q2更新世下Q1 第三纪R晚第三纪N上新世N2下新世N1早第三纪E渐新世E3始新世E2古新世E1中生代M Z 白垩纪K上白垩世K2下白垩世K1侏罗纪J上侏罗世K3中侏罗世K2下侏罗世K1三叠纪T上三叠世T3中三叠世T2下三叠世T1古生代P Z 上古生代P Z2二叠纪P上二叠世P2下二叠世P1石炭纪C上石炭世C3中石炭世C2下石炭世C1泥盆纪D上泥盆世D3中泥盆世D2下泥盆世D1下古生代P Z1志留纪S上志留世S3中志留世S2下志留世S1奥陶纪O上奥陶世O3中奥陶世O2下奥陶世O1寒武纪ε上寒武世ε 3中寒武世ε 2下寒武世ε126产状的三要素:走向、倾向、倾角。
27褶曲的基本形态:背斜褶曲:岩层向上拱起,轴部为较老的岩层,两翼为较新的岩层。
向斜褶曲:岩层向下凹的弯曲。
轴部为较新的岩层,两翼为较新的岩层。
28褶皱构造:地壳中的岩层受到地壳运动应力的强烈作用,或是挤压,或是不均匀升降和隆起,使岩层形成一系列波浪起伏有弯曲状而未丧失其连续性的构造,称为褶皱构造。
29褶曲的形态类型:直立褶曲,倾斜褶曲,倒转褶曲,平卧褶曲。
上述各种类型的褶曲构造中,褶曲轴面和两翼产状、岩层的倾斜程度以及枢纽的倾斜和延伸的长短等,充分反映地层组成岩层的性质与地壳运动作用力的大小和强烈程度有关。
30褶皱是褶曲的组合形态。
两个或两个以上褶曲构造的组合,称为褶皱构造。
31穿越地质观察:如果在观察线路通过的地带,岩层有规律的重复出现必然为褶曲构造。
32根据断裂发育的程度,按断裂后相邻两岩块间的相对位移,把断裂构造分为节理和断层。
33张节理的特点:节理裂口是张开的,裂口较宽,往深处逐渐变小而闭合;节理面粗糙,很少有擦痕;节理间距较大而不均匀,沿走向和倾向均延伸不远。
34剪(扭)节理的特点:节理面多为垂直闭合的裂缝;走向稳定,分布较密,延伸较远;裂隙面光滑,常有擦痕;由于挤压力作用,剪节理常形成相互交叉“X ”状节理;受扭应力作用,常形成平行分布。
35岩体中存在节理构造,会使岩体的完整性受到破坏,降低岩体的强度和变形性能,增大其透水性,促进岩层的风化的发展,且按照其发育的程度、性质、产状及分布规律,影响工程设计岩体的变形,渗透和稳定性。
36断层受力作用断裂后,岩层沿着破裂面产生显著位移的断裂构造,称为断层。
37断层面上常留有擦痕及糜棱岩、断层角砾和断层泥等。
38正断层:上盘沿断层面相对下降,下盘沿断层面相对上升的断层,称为正断层。
逆断层:上盘沿断层面相对上升,下盘沿断层面相对下降的断层,称为逆断层。
39断层的地层特征:断层引起岩层沿断层产生显著的位移,必然使地层顺序产生错位,使不同时代岩层的顺序地表出露产生缺失、重复、岩脉错开和岩层沿走向突然发生中断与不同岩层突然接触的现象。
40断层的地貌特征:断层三角面地形,沟谷地形,山脊被错断,错开,河谷跌水瀑布,河谷方向产生突然转折。
41断层的形迹特征:岩层牵引弯曲断层角砾,断层擦痕以及断层泥,糜棱岩。
42断层及断层破碎带对工程的影响:由于断层两盘和相互错动,到使断层面及两侧岩层形成一定范围的破碎带,岩石破碎,节理裂隙发育,风化严重,强度显著降低,渗透性增大,形成地下水集中渗流的通道。
断层对工程建筑会造成极为不利的影响,引起地基的不均匀变形和局部破坏,边坡失稳、坍塌;堤坝通过断层将产处渗流;隧道则会洞顶塌落、涌水等,严重影响工程正常施工和工程安全,妨碍工程正常使用。
43岩石的工程性质主要与组成的矿物成分,结构与构造及风化作用程度等有关,而岩体的工程性质除了决定于岩石的物理力学性质外,主要与岩体内部被裂隙等切割密度,软弱破碎带等有关44岩石比重WS S V W G γ.= Ws:体积为V 的岩石固体部分的重量(g ); Vs:岩石固体部分(不包括孔隙)的体积(m ³); rw:单位体积水(4℃)的重量(KN/m ³)岩石重度VW =γ W:岩石试件重量(KN ); V :试件的体积(m ³)干重度V W s d =γ Ws :岩石试件烘干后的重量(KN ); V :岩石试件的体积(m ³)孔隙率%;100%;100%;100%;100%;100⨯=⨯=⨯=⨯=⨯-+=VV n V V n V V n V V n G G V V n nc c ns s no o nb b d n γV:岩石体积(m 3)V n :岩石孔隙总体积(m 3)V nb :岩石大开型孔隙体积(m 3)V ns :岩石小开型孔隙体积(m 3)V nc :岩石闭型孔隙体积(m 3)45岩石吸水率%;100w l 1⨯=S W W ω W wl :吸水的重量W s :岩石干重46岩石是指由一种或多种矿物所组成,并具有结构与构造特性的固体岩块;而岩体则为由一种或多种岩石构成的地质体,包含岩层的层理,节理断层,软弱夹层等类结构面和由结构切割成大小不一、形状各异的岩块(或称结构体)所组成的复合体。
岩体的强度较低,变形较大。
47形成土层的自然地质条件(如风化、剥蚀、搬运、沉积)和沉积环境(如河流、湖泊、海洋、洞穴等)是多种多样的。
48残积土层:简称残积层,上残留在原地未被搬运的那一部分原岩风化剥蚀后的产物,而另一部分则被风和降水所带走。
49坡积土层:是雨雪水流的地质作用将高处岩石风化产物缓慢地洗刷剥蚀、顺着斜坡向下逐渐移动、沉积在较平缓的山坡上而形成的沉积物。
50洪积土层:由暴雨或大量融雪骤然集聚而成的暂时性山洪急流,具有很大的剥蚀和搬运能力。
它冲刷地表,挟带着大量碎屑物质堆积于山谷冲沟出口或出前倾斜平原而形成洪积土层。
51冲积土层:是由河流的流水作用将碎屑物质搬运到河谷中坡缓的地段堆积而成的,它发育于河谷内及山区外的冲积平原中。
根据河流冲积物的形成条件,其可分为河床、河漫滩相、牛轭湖、河口三角洲相及溺谷相。
52岩石经过风化和其它外力地质作用及人类活动等被破碎、分散和搬运,在各种地质沉积环境、下形成具有一定结构性的松散产物,称为土。
在土的形成过程中,有些残留在原地形成残积层,有些经过风、水、冰川等的剥蚀、侵蚀,搬运,在某一适当的沉积环境下,按一定的沉积规律形成层状的沉积层,称为土层。
第二章建筑工程地质问题1风化作用:指岩石中发生的物理和化学作用,其结果导致岩石的强度和稳定性降低,对工程建筑条件造成不良的影响。
2风化作用的类型:物理风化,化学风化,生物风化。