02404工程地质及土力学课件
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0102工程地质是研究工程建设与地质环境相互作用及其影响规律的学科。
为工程建设提供地质依据,预测和防治工程地质问题,保障工程建设的顺利进行。
定义任务工程地质定义与任务研究区域地质构造、地壳稳定性及地震活动对工程的影响。
地质构造与地壳稳定性研究地下水的分布、运动规律及其对工程的影响。
水文地质条件研究岩土体的物理力学性质、分类及工程特性。
岩土体性质与分类研究滑坡、崩塌、泥石流等不良地质现象的成因、发育规律及防治措施。
不良地质现象工程地质研究内容为土木工程建设提供地质依据,确保工程建设的安全性和经济性。
与土木工程关系为水利工程建设提供水文地质资料,预测水库渗漏、溃坝等工程地质问题。
与水利工程关系为交通线路选线、桥隧位置选择等提供地质依据,保障交通工程建设的顺利进行。
与交通工程关系预测和评估工程建设对环境的影响,提出相应的防治措施。
与环境工程关系工程地质与相关领域关系01岩浆岩由岩浆冷凝形成,包括深成岩、浅成岩和喷出岩,具有结晶质结构和块状构造。
02沉积岩由风化产物、生物遗骸和火山物质等在地表或水下沉积形成,具有层理构造和化石。
03变质岩由已形成的岩石在高温高压下发生变质作用形成,具有片理构造和变质矿物。
残积土由岩石风化后残留在原地的碎屑物质组成,结构松散,力学性质较差。
坡积土由山坡上的碎屑物质在重力作用下堆积形成,具有分选性和层理构造。
洪积土由洪水携带的碎屑物质堆积形成,具有分选性和交错层理。
冲积土由河流携带的碎屑物质堆积形成,具有层理构造和较好的力学性质。
01020304表示岩石和土体的质量和体积之间的关系,影响工程建设的荷载计算。
密度与重度描述岩石和土体中孔隙的发育程度和连通性,影响工程建设的排水设计和地基稳定性。
孔隙性与渗透性表示岩石和土体在压力作用下体积减小的性质,影响工程建设的沉降计算和地基稳定性。
压缩性与变形性描述岩石和土体抵抗剪切和压缩破坏的能力,影响工程建设的边坡稳定性和地基承载力。
抗剪强度与抗压强度岩石与土体物理力学性质03岩层在地质作用下形成的波状弯曲现象,分为背斜和向斜两种基本形态。
全国工程地质及土力学复习资料(终极完整版)第一章岩石和地质构造一、地球的构造分为外部和内部两部分。
外部包括大气圈、水圈和生物圈;内部则包括地壳、地幔和地核。
组成地壳的基本物质是岩石。
地幔与地壳的分界面为莫霍面,地幔占地球总质量的66%,根据地震波传播速度的特征,它可分为上地幔和下地幔两部分。
地核占地球总质量的32.5%,根据地震波传播速度的特征,可分为外部地核、过渡层和内部地核三层。
二、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。
三、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。
附件2:工程地质及土力学(02404)考试内容第一章岩石和地质构造1.矿物的硬度——摩氏硬度。
2.岩石按成因的分类;沉积岩的结构、构造及常见沉积岩(如石灰岩和砂岩)的特征。
3.褶皱构造的特征;断层的基本类型;不整合构造的类型。
4.岩石的水理性质。
5.坡积土层、洪积土层及冲积土层的特点。
第二章建筑工程地质问题1.河流的地质作用。
2.滑坡的形成条件、影响因素及防治措施。
3.崩塌的形成条件。
4.泥石流的形成条件、影响因素及防治措施。
5.岩溶与土洞的治理方案。
6.地震波的传播和分类;地震震级和地震烈度的含义。
第三章土的渗透性与渗流1.达西渗透定律适用的范围;达西渗透定律中渗流量、渗透流速、渗透系数、水力梯度的概念及相关计算;影响土渗透性的主要因素。
2.渗透力与临界水力梯度的概念;流土和管涌发生的水力条件。
第四章土的压缩性与基础沉降1.室内侧限压缩试验的结果绘制e~p曲线及e~logp曲线的形态特点;压缩系数、压缩指数、压缩模量、先期固结压力的概念。
2.固结沉降分层总和法计算的主要步骤。
3.一维固结过程中的孔隙水压力和有效应力的变化。
第五章土的抗剪强度1.抗剪强度的概念;摩尔库伦抗剪强度理论及其极限平衡条件。
2.直接剪切仪测定土的抗剪强度的优、缺点;三轴剪切试验的原理和方法及试验结果的整理。
3.粘性土不固结不排水剪强度的特性。
第六章土压力、地基承载力和土坡稳定1.朗肯土压力理论和库伦土压力理论的基本假定;朗肯土压力理论基本原理和计算公式;朗肯土压力理论计算挡土墙的主动土压力。
2.地基承载力中临塑荷载的概念;太沙基极限承载力公式适用条件。
3.粘性土土坡的稳定安全系数的含义;渗流力对土坡稳定的影响。
全国工程地质及土力学复习资料(终极完整版)第一章岩石和地质构造一、地球的构造分为外部和内部两部分。
外部包括大气圈、水圈和生物圈;内部则包括地壳、地幔和地核。
组成地壳的基本物质是岩石。
地幔与地壳的分界面为莫霍面,地幔占地球总质量的66%,根据地震波传播速度的特征,它可分为上地幔和下地幔两部分。
地核占地球总质量的32.5%,根据地震波传播速度的特征,可分为外部地核、过渡层和内部地核三层。
二、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。
三、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。
全国工程地质及土力学复习资料(自考02404)(完整版)(B)全国工程地质及土力学复习资料(完整版)(B )第三章土的渗透性和渗流一、土:是一种有碎散矿物颗粒组成,并具有连续空隙的多孔介质。
渗流:水通过土中连续孔隙流动。
渗透性:土被水渗流通过的性能渗透力:水在土体中渗流,水流对土颗粒作用形成的作用力二、达西定律:1.水在饱和土中渗流是水流运动的一种形式,应遵从水力学的基本规律。
2.gv r u z h w 22++= {试中:z :该点对任一的基准面O-O ′的高度,表示土体中水单位重量所具有位能即重力势能。
u :土中水压力,又称孔隙水压力,表示土中水具有的压力势能,u/r w (r w 为水容重)为孔隙中水压力的水柱高度,或称压力水头,代表该点的压力势能。
v :该点的渗透流速,g 为重力加速度,v 2/2g 代表该点所具有的动能。
h :总水头高,为该点位能、压力势能、动能的总水头(即能量)。
}3.位能和压力势能水头之和(z+u/r w )称为测压管水头。
由于土颗粒的助力往往较大,所以渗透流速很小,可以忽略不计,常用测压管水头表示渗流的总水头,(即w r u z h +=) b a h h h +=?4.水利力度i :水沿渗透路径方向流动产生总水头的损失率,意义为单位渗透路径的水头损失。
即Lh i ??={试中:i :水力梯度,是无因次的,其中负号表示沿水流方向水头降低。
ΔL :渗透路径的长度。
Δh :经过渗透路径长度ΔL 对应的水头损失(水头差)} 5. ki AQ v =={试中:Q :渗透流量(cm 3/s 或m 3/d ),为单位时间水流通过土试样截面积A 的流出量Q=V/t ,V 为时间t 内流出的水量。
A :土试样的截面积,包括土颗粒及孔隙在内的总截面积。
v :渗透流量速度或称为截面平均渗透速度,单位为mm/s 或m/d 。
k :渗透系数,为反映土渗透性能的系数,相当于单位水力梯度(i=1)时的渗透流量速度(平均渗透速度),故其量纲与流速相同(mm/s 或m/d )}达西定律中渗透流量速度v 并不是水在土孔隙中流动的实际平均流速6.达西定律的适用范围主要与渗透水流在土中的流动状态有关(属于层流状态者适用,紊流状态则不适用),还与土孔隙中液体性质,土颗粒的大小、形状、矿物成分,水的相互作用有关。
)
10.以下说法中正确的是 ( ) A.只有孔隙水压力才是土体产生变形的原因
B.总应力不变的前提下,孔隙水压力越小,土体越稳定
C.总应力和孔隙水压力可以相互转化
D.地震荷载作用下,会使松砂的孔隙水压力减小
二、 填空题。
(每题1分,共10题)
11.有一砂土层,测得其土粒的孔隙比为0.70,烘干后测得最小孔隙比为0.42,最大孔隙比为0.93,则该砂土层的相对密实度r D = 。
12.粘性土地基的总沉降量由瞬时沉降、固结沉降和 三部分组成。
13.地下水的流动状态分为层流和紊流,达西定律适用于 状态。
14.褶皱中央最内部的岩层,称为褶皱的 。
15.当土为超固结状态时,其先期固结压力c P 与目前上覆土层的自重应力0P 之间的大小关系为 。
16.实验室通常采用 测定土的含水量。
17.土的结构包括单粒结构、 、絮状结构三种。
18.莫氏面和古登堡不连续面将地球划分为地壳、 、地核。
19.计算地基沉降量时常用的方法是 。
20.在粒径级配曲线上,确定小于某粒径的土重占土样总重的50%时对应的 粒径称为 。
三、 判断题。
(每题1分,共10题)
21.地震波分为纵波和横波。
纵波可以通过固体和流体,速度较快;而横波只能通过固体,且速度较慢。
( ) 22.沉积岩按其SiO2含量的大小可以划分为超基性、基性、中性、酸性、超酸性。
( ) 23.根据岩层的产状可以将岩层分为水平岩层、倾斜岩层和直立岩层三种类型。
( ) 24.第四纪沉积物是指第四纪时期因冰川作用所沉积的物质。
( ) 25.基本指标通过实验测得,换算指标是由基本指标换算所得。
( ) 26.条形基础指的是长边长度相对于短边长度是无限长的基础。
( ) 27.基础底面尺寸越大,在相同深度处所引起的附加应力Z σ就越小。
( ) 28.土的e-p 压缩曲线反映土的压缩特性,曲线越陡,表示土的压缩性越低。
( ) 29.工程实践中常采用CZ Z σσ1.0=作为确定地基沉降计算深度的条件。
( ) 30.土的抗剪强度公式c f +=ϕστtan 中c 指的是土的内摩擦角。
( )
四、名词解释。
(每题5分,共3题)
31.极限承载力
32.基础
33.土的饱和度
五、简答题(每题5分,共3题)
34.简述沉积岩形成的三个阶段。
35.简述砂土液化的原因。
36.分层总和法计算沉降量的步骤有哪些?
六、 计算题。
(37题7分,38题和39题各8分,40题7分,共40分) 37.某饱和黏性土的含水量36.0%w =,土粒相对密度 2.70s d =,求土的孔隙比e 和 干密度d
ρ ?
38.根据下图给出的资料,计算并绘制地基中的自重应力沿深度的分布曲线。
(水的重度310KN/m w γ=,浮重度'sat w
γγγ=-)
39.已知某工程矩形基础,长度为14.0m ,宽度为10.0m 。
计算深度同为10.0m ,长边 中心线上基础外6m 处A 点的竖向附加应力为矩形基础中心点O 的百分之几? (应力系数c α按附表中数值取定)
40.某挡土墙高H=5m ,假定墙背垂直光滑,墙后填土面水平,填土的黏聚力c=11kPa , 内摩擦角0
20=ϕ,重度3
/18m kN =γ,试求主动土压力的合力。
值附表:均布竖向荷载作用时矩形基础某角点下地基附加应力系数c。