土木工程地质授课教案.doc

土木工程地质授课教案
绪 论
一、土木工程地质的定义
研究与土木工程建筑有关的工程地质条件的一门学科。
二、为什么要学习土木工程地质
由土木工程建筑对地质条件的要求和产生的地质问题决定的。
三、怎样学好土木工程地质
认真听讲
作好笔记
及时复习、总结
理解背诵
重点在基本概念和基本分类
四： 学分和考试
课堂教学3个学分 平时成绩20%
期末成绩80%
峨眉山野外实习1个学分

第一章 矿物和岩石
第一节 主要造岩矿物
一、定义：在地质作用下形成的具有一定化学成分和物理性质的天然均质体，叫矿物。
二、物理性质：
（一）晶体形态：
非晶体矿物(组成矿物的质点为无序排列)： 火山玻璃、胶体蛋白
晶体矿物(组成矿物的质点为有序排列)：
单体： 针状、柱状
片状、板状
立方体、菱面体、菱形十二面体
集合体：纤维状、鳞片状、粒状、块状、土状、钟乳状
……
……
（二）光学性质：
自色：矿物吸收某一波长的光波后，其余光波的混合色。
1、颜色：它色：矿物中混入色素离子的颜色。
假色：矿物表面氧化反应后的颜色。
2、条痕：矿物粉末的颜色。
3、光泽：矿物表面反射光的能力：单体光泽：晶面光泽：玻璃光泽、珍珠光泽
断口光泽：油脂光泽
集合体光泽：丝绢光泽、土状光泽
透明
4、透明度：矿物透射光的程度：半透明
不透明
（三）力学性质
1、硬度：抵抗外力刻划的能力（在晶面上）
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
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
2、解理：外力敲击下，沿结晶薄弱面平行裂开的性能。

解理组数：
1组 2组 3组
解理交角：角闪石： 124º，56 º
辉石：87º，93 º
解理程度：极完全解理：解理面完全光滑
完全解理：解理面大部分平整光滑
中等解理：解理面平整光滑较小，断口发育
无解理：解理面肉眼难见平整光滑处
3、断口：外力敲击下，沿任意方向的裂开：贝壳状
锯齿状
参差状
平坦状
弹性
挠性
滑感
（四）其它特殊性质： 可塑性
磁性
化学反应： 方解石：遇HCL剧烈起泡
白云石：遇镁试剂变兰

三、常见矿物的简易鉴定

1、浅色矿物：
石英 正长石 斜长石 方解石 白云石 白云母 石膏 滑石
硬度大 硬度中等 硬度小
半透明 肉红色 灰白色 菱面体 弯曲菱面体 薄片状 丝绢光泽 有滑感
断口油脂光泽 两组解理 遇HCL起泡 遇镁试剂变兰 珍珠光泽
无解理 白色弹性

2、暗色矿物：橄榄石 辉石 角闪石 黑云母 绿泥石
硬度大 硬度小
颗粒状 短柱状 长柱状 薄片状 薄片状
半透明 解理交角近90º 解理交角124 º 弹性 挠性
橄榄绿色 多为黑色 黑绿色 黑色 墨绿色 珍珠光泽

第二节 岩浆岩
岩石：造岩矿物的天然集合体。
一、岩浆、岩浆作用、岩浆岩
1、岩浆：地壳深处局部地段高温、高压的熔融物质。
2、岩浆作用：岩浆形成、演化、运动、直到冷凝成岩的全过程。
3、岩浆岩：岩浆冷凝后形成的岩石：喷出岩（喷出地表面）
侵入岩：浅成岩（地表面至地下3km）
深成岩（地下3km以下）

二、岩浆岩产状

岩浆岩产状
侵入岩：深成岩：岩基>100km2

岩株<100km2
浅成岩：岩床、岩盆（顺着岩层面）
岩墙、岩脉（顺着断层面）
喷出岩： 熔岩被
熔岩原 （稀性岩浆）
熔岩流
火山锥、熔岩钟（粘性岩浆）

火山石块 >100mm

附：喷出物： 火山弹 2-100mm

火山灰 <2mm

1—岩基； 2—岩株； 3—岩盘；
4—岩床； 5—岩墙； 6—火山颈；
7—岩钟； 8—岩流； 9—俘虏体_

三、岩浆岩的矿物成分、结构、构造
1、矿物成分： 共占92%
附：矿物的共生组合关系（美国：鲍文）
1300º 暗色矿物 浅色矿物 岩类
橄榄石 Þ超基性岩
辉石 基性斜长石 Þ基性岩
角闪石 中性斜长石 Þ中性岩
黑云母 酸性斜长石
正长石
白云母 Þ酸性岩
570º 石 英
2、结构：指岩石中矿物的结晶程度、颗粒大小、晶体形态、相互关系。
（1）结晶程度： 全晶质结构
半晶质结构
非晶质结构
粗粒结构：F>5mm

中粒结构：F=1-5mm
（2）颗粒大小： 绝对大小： 细粒结构：F=0.1-1mm
微粒结构：F<0.1mm
隐晶质结构：肉眼不可见颗粒
等粒结构
相对大小： 斑状结构
似斑状结构

3、构造：岩石中矿物或其它组分在空间的排列与充填方式。
块状构造：矿物分布各向均一。
流纹状构造：岩石中拉扁气孔、不同色带的平行排列。
气孔状构造：岩石中含有的原状气孔。
杏仁状构造：岩石中原状气孔被后期物质充填。
四、岩浆岩的分类：
喷出岩
酸性岩
中性岩
基性岩
超基性岩
结构
构造
流纹岩
安山岩
玄武岩
少见
非晶
半晶
隐晶
气孔、流纹
杏仁状
块状
浅成岩
花岗斑岩
闪长玢岩
辉绿岩
少见
斑状
微粒
块状
深成岩
花岗岩
闪长岩
辉长岩
橄榄岩
辉岩
细粒中粒
粗粒
块状
主要矿物成分(10%以上)
石英
正长石
斜长石
角闪石
斜长石
辉石
斜长石
橄榄石
辉石

第三节 沉积岩
一、定义：沉积岩是指在地表或近地表的常温常压条件下，原岩经风化、搬运、沉积、成岩作用形成的岩石。

二、沉积岩形成过程
1、风化作用：指原岩在自然因素作用下（如：水、空气、太阳能、生物等），产生的机械破碎和化学成分改变的过程。
物理风化®机械破碎®形成碎屑®碎屑物质（f＞0.005mm）Þ碎屑岩
化学风化®成分改变®形成 胶体、细碎屑®粘土物质（f＜0.005mm，SiO2，Fe(OH) 2等Þ粘土岩
真溶液®液解物质（等）Þ化学岩
生物风化 生物物理风化
生物化学风化
2、搬运和沉积作用：指各种外营力（如：流水、风、冰川、重力、生物等），将风化产物搬到低凹地方沉积起来的过程。
流水的搬运和沉积® 分选性®沿途重力沉积分异
机械搬运和沉积 磨圆度®搬运过程中被磨蚀球化的程度
风的搬运和沉积
化学搬运和沉积®流水来搬运和沉积 胶体®浓度和电荷改变时絮凝。
（f＝1~100mm）
真溶液®取决于溶解度，过饱和时
结晶(主要因湖、海蒸发、水体浓缩)

上游
中游
下游
海口
海盆地
漂石、卵石、砾石为主
砾石、砂为主
砂、土为主
土为主
盐类结晶矿物为主
矿物成分复杂 矿物成分单一
沉
积
分
异
现
象

3、成岩作用：指松散沉积物转变为坚硬岩石的过程。
压固脱水作用：上覆压力使沉积物孔隙减小，水分排出，密度增大。
胶结作用：松散颗粒被孔隙中化学沉淀物质或其它物质胶结在一起。
胶结物成分：SiO2、 Fe2O3、 FeO、 CaCO3、 CaSO4、 C、粘土
胶结类型： 基底式 孔隙式 接触式

重结晶作用：胶体在压力下脱水，胶体质点重新排列成晶体。SiO2®石英

真溶液：因浓度过饱和而析出晶体。

生成新矿物：沉积环境下，一些不稳定矿物转变成新的稳定矿物。
如：文石®方解石
三、沉积岩的矿物成分、结构、构造
1、矿物成分：碎屑岩：石英为主，可有长石（正长石、斜长石）、白云母等。
粘土岩：粘土矿物为主（高岭石、蒙脱石、伊犁石），可有白云母等。
化学岩：方解石、白云石、石膏、岩盐、生物碎屑、有机质。

2、结构：主要指颗粒大小和形态

角砾状结构 f＞2mm，棱角状
砾状结构 圆砾状结构 f＜2mm，圆状
碎屑结构 粗砂状结构 f＝2－0.5mm
砂状结构 中砂状结构 f＝0.5－0.25mm
细砂状结构 f＝0.25－0.075mm
粉砂状结构 f＝0.075－0.005mm
泥状结构：f＜0.005mm
化学结构：结晶粒状结构 显晶化学结构 f＞0.005mm
隐晶化学结构 f＜0.005mm
同生砾状结构 竹叶状结构
鲕状结构
生物化学结构 （指含生物化石）
3、构造：指组成部分在空间的排列组合方式
（1）岩层：指一个基本稳定的物理条件（沉积环境和物质来源）下，形成的沉积单位，由成分基本均匀一致的岩石组成的岩石层，层与层之间由层面分开。
巨厚层 D＞1m
厚层D＝1－0.5m
岩层按厚度划分 中厚层D＝0.5－0.1m
薄层D＝0.1－0.001m
微层（纹层）D＜0.001m

（2）层理构造：指岩层中因成分、粒度、颜色发生变化而表现出来的纹理。
水平层理
单斜层理
交错层理
波状层理
（3）块状构造：无层理，各向均一。
顶
底
（4）层面构造：波痕
泥裂
虫迹
（5）化石与结核：化石：生物遗体或遗迹被后期化学成分置换石化。
结核：成岩时，某些胶体聚集而成。
四、沉积岩分类：
1．碎屑岩类 砾状结构 角砾状结构®角砾岩
(某一粒级颗粒 圆砾状结构®砾岩
必须大于50％） 粗砂状结构®粗砂岩 石英砂岩：石英＞95％
砂状结构 中砂状结构®中砂岩 再分® 长石砂岩：石英＞50％
细砂状结构®细砂岩
岩屑 长石＞25％
砂岩： 石英＞50％
粉砂状结构 ® 粉砂岩 岩屑＞25％
2．粘土岩类：泥状结构 无层理®泥岩
有层理®页岩

白云岩、泥质白云岩（含泥）
结晶粒状结构 石灰岩、泥灰岩（含泥）
3．化学岩类：同生砾状结构 竹叶状结构®竹叶状灰岩
鲕状结构®鲕状灰岩
生物化学结构®生物碎屑灰岩

第四节 变质岩
一、定义：变质岩：指在变质作用下形成的新岩石。
变质作用：指变质因素作用下，岩石性质发生改变的过程。
二、变质作用因素：
1、温度：150℃ 700℃~900℃
成岩作用 变质作用 融化成岩浆
矿物重结晶 非晶质→结晶质
温度变质结果 隐晶质→显晶质 如：石灰岩→大理岩
细 晶→粗 晶 砂 岩→石英岩

生成新矿物：如：高岭石→红柱石

2、压力：静压力：由上覆岩层压力形成。1－2千巴——1万巴(1巴=2.7kg/cm2)
深：4-7km——35km
如：红柱石 → 兰晶石
（比重3.1） （比重3.6）
定向压力：由构造运动和岩浆侵入引起的具有一定方向的压力。
地壳浅层：静压力小，岩石相对脆性。→定向压力造成岩石、矿物变形、破碎。
地壳深层：静压力大，岩石相对塑性。→定向压力造成岩石中矿物平行定向排列，形成片理构造。
即：矿物在平行压力方向溶解（压溶），在垂直压力方向重结晶，并平行定向排列。
角闪石的排列
例如：
闪长岩 闪长片麻岩
3、化学活泼性流体：主要为岩浆中逸出的热水溶液和汽体。
→与围岩产生化学反应，生成新矿物。
如：3MgCO3+4SiO2+H2O→Mg[Si4O10][OH]2+3CO2

三、变质作用类型：热接触变质作用：→主要由岩浆的温度引起。
交代变质作用：→主要由岩浆逸出的化学流体引起。
动力变质作用：→主要由地壳浅层的定向压力引起。
区域变质作用：→主要由地壳深层的定向压力、
地温及热水溶液引起。
混合岩化作用：→局部岩浆侵入变质岩引起的进一步变质作用。
四、变质岩的矿物成分、结构和构造。
1、矿物成分：特征变质矿物：滑石、绿泥石、绢云母、蛇纹石、石榴子石、
红柱石、兰晶石、阳起石、绿帘石、透闪石等。
岩浆岩、沉积岩中常见矿物：石英、长石、云母、方解石、
白云石、角闪石、辉石等。
变余结构：指仍保留原岩颗粒大小和形态，但有成分改变。
变晶结构：指矿物成分及颗粒大 大小：粗粒变晶f＞3mm
小和形态均发生变化 中粒变晶f＝3－1mm
细粒变晶f＜1mm
2、结构： 显微变晶（肉眼不可见）
形态：斑状变晶
鳞片状变晶
柱状变晶
碎裂结构：压力使原岩破碎的结构
糜棱结构：原岩破碎成小于0.25mm的微粒。 出现在断层破碎带。
片理构造：岩石中的片、柱、针状矿物的平行排列现象。
板状构造： 平行薄板状。
千枚状构造： 波状起伏，丝绢光泽
3、构造： 片状构造： 片柱状矿物平行排列延伸长，粒状矿物少。
片麻状构造： 片柱状矿物平行排列延伸短，粒状矿物多。
块状构造：矿物无平行定向排列。（受温度、化学流体影响）
眼球状构造：®岩浆体在变质岩中呈透镜状分布。

混合岩化构造：条带状构造：®岩浆体在变质岩中呈条带状分布
五、变质岩分类：（按成因分类）
1、热接触变质岩： 大理岩
石英岩
2、交代变质岩： 云英岩
蛇纹岩 块状构造
3、动力变质岩： 断层角砾岩
糜棱岩
板岩
千枚岩
滑石片岩
4、区域变质岩： 片岩 绿泥石片岩
云母片岩
角闪石片岩
片麻岩 花岗片麻岩 片理构造
闪长片麻岩
辉长片麻岩
5、混合变质岩：条带状变质岩
眼球状变质岩

三大岩类简易区别

岩浆岩

沉积岩

变质岩

土木工程地质电子教案\第1章 矿物和岩石.ppt

第二章 地层与地质构造
第一节 地壳运动及地质作用的概念

一、地壳运动的概念→指地球内力引起岩石圈产生的机械运动。
1、基本运动形式
2、运动成因理论
二、地质作用的概念
→指自然动力引起地球物质组成、内部结构、地表形态发生变化的作用。
1、内动力地质作用
2、外动力地质作用

第二节 岩层及岩层产状
地质构造：指构造运动引起地壳岩层变形变位后被保留下来的形态。
倾斜岩层
褶皱
断层

走向
倾角
倾向
α
α
A
O
B
D
D’
p
一、岩层

二、岩层产状：指岩层在空间的产出状态。
1、产状要素
真倾角（α）：岩层在野外的倾角。
视倾角（β）：岩层在剖面上的倾角。
（θ为剖面线与岩层走向线所夹锐角）

走向
E
N
W
S
45º
30º

2、产状要素的测量、记录和图示。
（1）测量：用地质罗盘仪测量。
倾向
倾向
走向
N
135º
30º
N45ºE ∠30º sE
走向 倾角 倾向

135º ∠30º
倾向 倾角
（2）记录

（3）图示：正常岩层： 30º ； 倒转岩层： 30º

第三节 地层概念
一、为什么要学习地层及地质年代：

4 3 2 1
3 2 1 2 3

1 2 3 2 1

2 1 2 1
6 5 2 1
确定构造形态：如：

单斜岩层 背斜 向斜 断层 断层
选择和评价建筑场地：
阅读地质图：
地层：将各个地质历史时期形成的岩层，称为该时代的地层。
二、绝对年代法：
用岩石中放射性同位素蜕变规律来确定岩石形成时间。（即蜕变时间）
蜕变：放射性元素自形成之日起，就稳定地放射出a（粒子）、b（电子）、g（电磁幅射量子）射线，并形成稳定的新元素。如：
蜕变时间可用下式确定：
式中：l——蜕变常数 P——放射性同位素重量 D——蜕变后新元素重量
最后：用各岩石形成时间，排出各岩石形成的先后顺序。（即新老关系）
（最老岩石：南美洲圭亚挪地盾角闪岩（41.3亿年），最老化石：蓝绿藻（35亿年））。
三、相对年代法：
通过比较各地层的沉积顺序、古生物化石特征、地层接触关系来确定其形成的先后顺序。
1、地层层序法：
（1）正常层序法：对于正常沉积的岩层，老的在下，新的在上。岩层倒转时关系相反。
（2）标准剖面法：将某地区的地层按新老关系排列的剖面，叫该地区的标准剖面。用标准剖面对比某工点的地层，从而确定该工点地层新老关系的方法。
（3）层面构造法：用层面构造指示岩层新老关系的方法。
新岩层方向：泥裂的开口方向、波峰方向。
老岩层方向：泥裂的尖端方向、波谷方向。
2、古生物法：
根据生物化石，确定所在地层新老关系的方法。 新地层：化石结构复杂。
老地层：化石结构简单。
由量变到质变（递进性）：缓慢量变：环境稳定、生物繁衍。
生物进化： 急剧质变：环境改变、生物质变。
由低级到高级（不可逆性）：
标准化石：在各个环境稳定时期，分布广、生存时间短的化石。
3、地层接触关系法：
5
4
3
2
1
新

老
（1）沉积岩之间的接触关系：

① 整合接触：各地层时代连续，产状平行。
（反映地壳稳定下沉）

② 平行不整合接触：各套地层时代不连续，但产状平行。
6
5
2
1
新
底砾岩
老
（又叫假整合）
反映地壳： 先下降沉积
再上升风化剥蚀(有缺失)
后下降沉积

③ 角度不整合接触：各套地层时代不连续，产状不平行。
8
7

新
底砾岩
老
4
3
2 1

反映地壳：先下降沉积
再挤压弯曲，并上升风化剥蚀
（有缺失，并且产状改变）
后下降沉积

（2）沉积岩与岩浆岩之间的接触关系：

老
变质晕
新

① 侵入接触：先沉积、后侵入。

② 沉积接触：先侵入、后沉积。
新
底砾岩
老

③ 岩浆岩之间的接触关系：
穿插关系：新岩体穿插老岩体。

四、地质年代表

1、地质年代表：（见投影表）→要求按顺序背诵地质年代表的符号。

群：包括两个以上的组，常以不整合接触界面划分 。
2、地方地层单位： 组：同一岩相，或某一岩相为主间夹其它岩相的地层。
段：组中的不同岩性段。
层：段中对同一岩性的细分。

第四节 褶皱构造
一、基本概念：
褶皱：在构造运动作用下，岩层产生的连续弯曲现象。
褶曲：褶皱中的单个弯曲。
背斜：岩层向上弯曲。地层对称重复，中间老，两边新。
向斜：岩层向下弯曲。地层对称重复，中间新，两边老。

二、褶曲要素：
核部：褶曲中心部位的岩层。
翼部：褶曲两侧部位的岩层。
轴面：通过核部，大致平分两翼的假想平面。
轴线：轴面与水平面的交线。
枢纽：轴面与岩层面的交线。（最大弯曲点的连线）。
脊线：褶曲最高点的连线。
槽线：褶曲最低点的连线。

三、褶曲分类：
直立褶曲： 轴面直立，两翼倾向相反，倾角相等。
1、按横剖面分类：倾斜褶曲： 轴面倾斜，两翼倾向相反，倾角不等。
倒转褶曲： 轴面倾斜，两翼倾向相同，一翼岩层倒转。
平卧褶曲： 轴面水平，两翼岩层水平，一翼岩层倒转。
2、按纵剖面分类：水平褶曲： 地层界线平行延伸。
（按枢纽产状分类） （枢纽水平）

倾伏褶曲： 地层界线向一端
（枢纽倾伏） 封闭弯曲。
四、褶曲的判别：——（基本类型、按横剖面分类、按纵剖面分类）

水平倾斜背斜 倾伏倾斜背斜

判别步骤：1.首先按地层对称重复关系 背斜：中间老，两边新。
（很重要）
确定褶曲基本类型。 向斜：中间新，两边老。
2.再按两翼岩层产状确定 直立：产状相反，倾角相等。
褶曲横剖面分类 倾斜：产状相反，倾角不等。
倒转：产状相同，一翼产状为倒转。
3.最后按地层界线确定 水平：地层界线平行延伸。
褶曲纵剖面分类 倾伏：地层界线一端弯曲封闭。
复背斜：
复向斜：
五、褶皱的分类：隔挡式：
隔槽式：
第五节 断裂构造

定义：断裂构造：
一、节理

1、节理分类
a
（1）按成因分类：
（2）按力学性质分类：
（3）按与岩层产状关系分类：
（4）按张开程度分类：
二、节理调查内容：
（1）节理成因类型和力学性质。
（2）节理组数、密度、产状。密度一般用条／米表示。
（3）节理张开度、长度、节理面壁粗糙度。
（4）节理充填物、充填厚度、含水情况。
（5）节理发育程度分级。
三、断层：
1、断层要素：
2、断层分类：
（1）按断层两盘相对运动方向分类：
地层不对称重复
断层面
断层线
①正断层：上盘相对下降的断层。（符号表示为： ）
老 新

多数情况下断层线附近：
地层不对称缺失
② 逆断层、上盘相对上升的断层。（符号表示为 ）
新 老

③平移断层：两盘水平错动。（符号表示为 ）

（2）按断层面产状与岩层产状的关系分类：

（3）按断层面产状与褶曲轴线走向关系分类：

（4）按力学性质分类：

3、断层的判别：（很重要）
（1）存在标志：
（2）断层性质：→寻求两盘运动方向，并据此确定断层性质。
步骤：
老 新
例如：
下盘

上盘
下盘
上盘

水平倾斜背斜、走向逆断层 水平向斜、横向正断层
第七节 地质图
地质图：把某一地区各种地质现象，按一定比例缩小，用规定的符号、颜色、花纹、投影到地形图上，所形成的图件。
包括：
一、地质图的种类：
1、 普通地质图
2、 构造地质图
3、 第四纪地质图
4、 基岩地质图
5、 水文地质图
6、 工程地质图
二、地质图的阅读步骤（结合资冶地区地质图阅读）
1、 图名、比例尺、方位；
2、 地形、水系：
3、 图例：
4、 地质内容：
（1）地层岩性：
（2）地质构造：
（3）地质历史：各套地层、褶曲、断层等伴随地壳运动形成的先后关系。

三、地质剖面图的制作：（结合资冶地区地质剖面图制作）
1、选择剖面方位：剖面线尽可能垂直岩层、褶曲、断层走向。
2、确定剖面图比例尺：
3、作地形剖面图：
4、作地质剖面图：
（1）将剖面线上各地层界线点、断层点投影到地形剖面线上。
（2）换算倾角：
（3）按换算后的视倾角，延伸各地层、断层界线。

（4）按规定的岩层厚度和岩性花纹符号，画出岩层厚薄及岩性。
（5）修饰：
四. 地层综合柱状图
地层综合柱状图是根据地质勘察资料把勘察地区所有出露的地层、岩性、厚度、接触关系，按地层时代由新到老的顺序综合编制而成。

地层时代及符号
岩性描述
一般包括： 岩性花纹符号
地层厚度
地层接触关系
例如：

土木工程地质电子教案\第2章 地层及地质构造.ppt

第三章 水的地质作用
第一节 地表水的地质作用
一、暂时性地表流水的地质作用
1、淋滤作用及残积层（）：
淋滤作用：大气降水向地下渗透时，将地表细小物质和溶解物质带走，将粗粒物质或难溶物质残留原地的过程。
残积层： 特点：残留原地，成分与下伏基岩有关。
松散、富水。易产生不均匀沉降。

2、洗刷作用及坡积层（）
洗刷作用：坡面流水将山坡上风化物质带到坡脚平缓处堆积的过程。
坡积层： 特点：位于坡脚，成分为山坡上部物质，
与下伏基岩无关。松散、富水。易
沿原地面滑坡。
3、冲刷作用及洪积层（）：
冲刷作用：冲沟中地表径流将沟底、沟岸物质掏蚀，并带到沟口沉积的过程。
洪积层（扇）：平面： 特点：沟口沉积，沉积物为沟
内物质。松散、富水。扇顶颗粒大，地下水位深，矿化度低，工程性质较好；扇尾相反，工程性质差。

二、河流地质作用及冲积层（）：

源头

剥蚀夷平面
1、侵蚀作用：

2、搬运和沉积：→冲积层（）：
洪水位

三、河谷地貌（河谷断面）及河流阶地：
1、河谷地貌：

2、河流阶地：
第三节 地下水的地质作用
一、地下水的基本知识：
1、水在岩土中的存在形式：
2、岩土的主要水理性质：
二、地下水的物理性质与化学成分：（自学）
（1）物理性质：

（2）化学成分：

三、地下水的基本类型
1、按埋藏条件分类：
含水层
隔水层

2、按含水层性质分类：
三、地下水对土木工程的影响：
1、地下水对混凝土的侵蚀性：水泥遇水生成
（1）溶出侵蚀：
（2）碳酸侵蚀：
反应平衡时，叫平衡CO2；反应超过平衡时，叫侵蚀性CO2。
（3）硫酸侵蚀：
（4）一般酸性侵蚀：
（5）镁盐侵蚀：
2、地面沉降：大量抽取地下水，导致孔隙水压力降低，颗粒有效压力增加，地层压密而地面沉降。
3、流砂和潜蚀：
流砂：饱水砂土因结构破坏而液化，砂土颗粒悬浮于水中流出。
潜蚀：地下水将土层中细小颗粒带走，形成管状空洞。

土木工程地质电子教案\第3章 水的地质作用.ppt

第四章 岩石及特殊土的工程性质
第一节 岩石的物理性质
一、密度和重度：
密度：单位体积的质量（r）。（g/cm3）

重度：单位体积的重量（）。（N/cm3）
二、颗粒密度和比重（相对密度）
颗粒密度：单位体积固位颗粒的质量（）。（g/cm3）
比重（相对密度）：单位体积固体颗粒的重力与4℃时同体积水的重力之比（ds）。
三、孔隙度和孔隙比：
孔隙度：孔隙体积与岩石总体积之比（n）。
孔隙比：孔隙体积与岩石中固体颗粒体积之比（e）。
第二节 岩石的水理性质
一、吸水性：指岩石吸收水的性能。其吸水程度用吸水率表示。
吸水率：（常压条件下）吸入水量与干燥岩石质量之比。
饱水率：（150个大气压下或真空）吸入水量与干燥岩石质量之比。

饱水系数：岩石吸水率与饱水率之比。 （）
二、透水性：指岩石能透过水的能力。用渗透系数K表示。（m/s）
达西层流定律：
渗透系数：
三、软化性：指岩石浸水后强度降低的性质。用软化系数KR表示。
软化系数：
一般软化系数的岩石具软化性。
四、抗冻性：指岩石抵抗冻融破坏的能力。
强度损失率： 不抗冻的岩石 RL＞25％
重量损失率： GL＞2％ KW＞0.7
五、可溶性：指岩石被水溶解的性能。
六、膨胀性：指岩石吸水后体积增大的性能。
七、崩解性：岩石（干燥）泡水后，因内部结构破坏而崩解的性能。
第三节 岩石的力学性质
一、变形：岩石受力后发生形状改变的现象。主要变形模量和泊松比表示。
1、变形
2、泊松比：指横向应变与纵向应变之比。

二、强度：指岩石受力破坏时承受的最大应力。
1、抗压强度：（烘干、垂直结构面受压、单轴）
试样尺寸：
2、抗拉强度：（一般用劈裂法）

3、抗剪强度

4、点荷载强度：

第四节 风化作用
一、定义：地表及地下一定深度的岩石，在自然因素作用下，发生机械破碎和成分改变的过程。
二、风化作用类型：
1、物理风化：指岩石在自然因素作用下以机械破碎为主，无明显成分改变的过程。
（1）热胀冷缩作用：主要发生在昼夜温差变化大的地区。

（2）冰劈作用：主要发生在雪线附近。
（水结冰时，体积增加1／11，对两壁岩石产生96Mpa的压力）
（3）盐类结晶作用：主要发生在强烈蒸发的干旱地区。
（明矾结晶，体积膨胀50％，压力达40kg/cm2）
2、化学风化：指岩石在自然因素作用下以化学成分改变为主，无明显机械破碎的过程。
（1）溶解作用：
（2）水化作用：
（3）氧化作