工程地质学复习资料- 重点.docx

工程地质学复习资料
一、 绪论
1、防灾是工程地质学的主要学习内容
2、就土木工程而言，主要的工程地质问题包括：
地基稳定性问题、斜坡稳定性问题、洞室围岩稳定性问题。
二、 地壳积极物质组成
1. 地质作用的动力来源，一是有地球内部放射性元素蜕变产生内热；二是来自 太阳辐射热，以及地球旋转力和重力。
2. 内力地质作用和外力地质作用的区分
①内力地质作用的动力来自地球本身，并主要发生在地球内部，按其作用方式可分为四种：构造运动、岩浆作用、变质作用、地震。
②外力地质作用主要有太阳辐射热引起并主要发生在地壳的表层，按其作用方式分为五种：风化作用、剥蚀作用、搬运作用、沉积作用、固结成岩作用。
3. 矿物是天然产出的均匀固体。它是各种地质作用的产物，是岩石的基本组成部分。
4. 颜色是光武最直观的一种性质，最常见的有自色与他色两种类型。
5. 条痕是矿物粉末的颜色，通常将矿物在无釉瓷板上刻画后进行观察，他对于某些金属矿物具有重要鉴定意义。
6. 光泽是矿物表面对可见光的反射能力。
丝绢光泽 如同丝绢的反光，为纤维状集合体矿物所具有，如石棉的光泽。
珍珠光泽 如同珍珠的反光，柔和多彩，如云母的光泽。
7. 硬度是矿物抵抗外力机械作用的强度。矿物有软到硬依次为：1—滑石，2—石膏，3—方解石，4—萤石，5—磷灰石，6—正长石，7—石英，8—黄玉，9—刚玉，10—金刚石。
8. 理解是指矿物受外力作用时，能沿一定方向破裂成平面的性质。分完全、中等和不完全等级别。例如：云母沿解理面可剥离成极薄的薄片，为极完全解理；石盐沿解理面破裂成立方体具有完全解理。
9. 岩石的三大类：火成岩、沉积岩和变质岩
火成岩大多具有块状；沉积岩是有外力作用将风化剥蚀的物质搬运后逐层沉积形成，所以具层状构造；变质岩在变质作用中岩石受到较高的温度和具有一定方向的挤压作用，其组成矿物则依一定方向并行排列，因而具有偏离构造。（注：火成岩又称岩浆岩，占地壳岩石体积的64.7％。）
火成岩的结构主要是指组成火成岩矿物颗粒的大小和结晶程度等。
火成岩的产状是指岩体的形态、打消、深度以及与围岩的关系。
10. 沉积岩的构造：①层理结构 ②递变层理 ③波痕与泥裂 。
11. 原先生成的火成岩、沉积岩和变质岩经高温高压及化学活动性很强的气体和液体作用后，就在固体状态下，发生矿物成分或结构构造的改变形成新的岩石，就称为变质岩（名词解释）。变质岩不仅具有自身的特点，往往还保留原岩的某些特征。
12. 接触变质作用是指温度升高、岩石受热后矿物发生重结晶、物质成分重新组合等变化而化学成分无显著改变者称为接触热变质作用。区域变质作用是高温、高压等因素联合作用于一个广大地区范围内的变质作用。动力变质作用与断裂构造有关，出现在断裂带两侧。
三、地质年代与第四纪地质概述
1、 地质学以相对年代和绝对年代两种方法计算时间。表示地质事件发生的先后 顺序为相对年代，表示的士时间发生至今的年龄称为绝对年代（同位素年龄）。地层层序律是确定地层相对年代的基本方法。
2、 同位素年龄的测定基本原理是基于放射性元素具有固定的衰变系数（衰变系数λ代表每年每克母体同位素能产生的子体同位素的克数），而且矿物中放射性同位素蜕变后剩余的母体同位素（N）与蜕变而成的子体同位素含量（D）可以测出。算出的实际年龄，即代表岩石的绝对年代。
3、 地质年代表：此小节重点是单位的大小
地质年代单位包括宙、代、纪、世，与起相对应的年代地层单位分别是宇、界、系、统。（以上单位是由大到小顺序排列）
4、 地方性岩石地层单位：
①群是岩石地层的最大单位；
②组是岩石地层划分的基本单位，岩石性质比较单一；
③段是组内次一级的岩石地层单位。
5、 板块构造（此知识点考简答题）
板块学说认为：刚性的岩石圈分裂成六个打的地壳块体（板块），它们驮在软流圈上作大规模水平运动。各板块边缘结合地带相对活动的区域，表现为强烈的火山（岩浆）活动、地震和构造变形等，而板块内部是相对稳定区域。全球划分出六个大的板块是：太平洋板块、美洲板块、非洲板块、印度洋板块、南极洲板块、欧亚板块，以及六个小型板块，共十二个板块。
6、 第四纪沉积物（此知识点主要考残积物、坡积物、洪积物三种物质的区别）
①岩石经物理风化和化学风化作用后残留在原地的碎屑物称残积物或残积土，因其成层覆盖在地表，故又称残积层。
②雨水或雪水将高处的风化碎屑物质洗刷而向下搬运，或由本身的重力作用，堆积在平缓的斜坡或坡脚出，成为坡积物。
③大雨或融雪水将山区或高地的大量碎屑物沿冲沟搬运到山前或山坡的低平地带堆积而成的称为洪积物。
四、 地质构造
1、 岩层的产状三要素表示方法有：
⑴走向∕倾向（象限）、倾角，如330°∕WS∠30°；
⑵倾向、倾角，如240°∠30°等。（注：要能在图中相应的找出。）
2、 岩层露头线特征
水平岩层、直立岩层和倾斜岩层露头线分布特征是不相同的。
3、 褶皱要素（四个要素要能在图中相应找出）
① 核部 ② 翼部 ③ 枢纽 ④ 轴面
4、 穹窿与构造盆地 长宽比小于3∶1 的背斜为穹窿、向斜为构造盆地。
5、 背斜是两翼岩层以核部为中心向两侧倾斜，形态上是岩层向上弯曲。
向斜是两翼岩层向核部倾斜，形态上市岩层向下弯曲的褶皱。
褶皱存在的标志是在沿倾斜方向上相同年代的地层作对称式重复出现。就斜背而言，核部岩层较两侧岩层时代老。而向斜则核部岩层较两侧岩层时代新。
从地形上看，岩石变形之初，背斜相对地势高成山，向斜地势低成谷。这时地形是地质构造的直接反映。然而经过较长时间的剥蚀后，背斜核部因裂隙发育易遭受风化剥蚀往往成沟谷或地底。向斜核部紧闭，不易遭受风化剥蚀，最后相对成山。背斜成谷，向斜成山称为地形倒置现象。
6、 褶皱构造的工程地质评价（简单说明）
褶皱的互补是岩层强烈变形的部位，一般是背斜的顶部和向斜的底部发育有拉张裂隙。在变形强烈时，沿褶皱核部常有断层发生，造成岩石破碎或形成构造砂岩带。此外，地下水多聚积在向斜核部，背斜核部的裂隙也玩玩是地下水富集和流动的通道。由于岩层构造变形和地下水的影响，所以公路、隧道工程或桥梁工程在褶皱核部容易遇到工程地质问题。
褶皱的翼部不同于核部，具有另一类工程地质问题。在褶皱两翼形成倾斜岩层容易造成顺层滑动。
7、 节理的类型
原生节理是指在成岩过程中形成的节理。
次生节理是指岩石成岩后形成的节理，包括非构造节理和构造节理。非构造节理是指岩石由风化作用、崩塌、滑坡、冰川及人工爆破等外动力地质作用下所产生的裂隙。
8、 断层要素包括断层面、断层线、断层盘等。
断层面是指相邻两岩块断开或沿其滑动的破裂面，它的空间位置由其走向、倾向、倾角决定。
断层盘是指断层面两侧相对移动的岩块。断层盘有上、下之分，也有上升盘（又称仰侧）与下降盘（又称俯侧）之分。
9、 断层的类型
① 正断层 是沿断层面倾斜线方向，上盘相对下降，下盘相对上升的断层；（注：规模巨大，同时上盘沿波状起伏的低角度断层面作远距离推移的逆掩断层称为推覆构造）
② 逆断层 是沿断层面倾斜方向，上盘相对上升，下盘相对下降的断层；
③ 平移断层 是断层两盘然断层走向方向发生位移的断层。
10、 断层组合类型
①地堑与地垒 是由走向大致相同、倾向相反、性质相同的两条或数条断层组成的。
②叠瓦构造 是一系列产状大致相同的平行排列的逆断层的组合形式。
11、 按断层与所在岩层产状关系分类
①走向断层（纵断层） 断层走向与岩层走向平行。
②倾向断层（横断层） 断层走向与岩层走向垂直。
③斜向断层（斜断层） 断层走向与岩层走向斜交。
④顺层断层 断层面与岩层层理基本一致。
12、 断层面（带）的构造特征
镜面、擦痕与阶步 断层面表现为平滑而光亮的表面称为镜面。
13、 断层的工程地质评价（简答题）
作为不连续面的断层是影响岩体稳定性的重要因素，这事因为断层带岩层破碎强度低，另一方面它对地下水、风化作用等外力地质作用往往起控制作用。断层对工程建设十分不利。特别是道路工程建设中，选择线路、桥址和隧道位置时，应尽可能避免断层破碎带。
14、 活断层对工程建筑物的影响是通过断裂的蠕动、错动和地震对工程造成危害。
活断层的活动方式以粘滑为主时，往往是间断性地产生突然错动。两次突然错动之间的时间间隔也就是地震重复周期。
五、地下水
1、 含水层和隔水层
含水层是指能够给出并透过相当数量重力水的岩层。构成含水层的条件是，一是岩石中要有空隙存在，并充满足够数量的重力水；二是这些重力水能够在岩石空隙中自由运动。
隔水层是指不能给出并透过水层的岩层。
2、 上层滞水、潜水、承压水
包气带中局部隔水层之上的重力水称上层滞水。
埋藏在地面以下第一个稳定隔水层之上具自由水面的重力水叫潜水。（考名词解释）
充满于两个稳定的隔水层间的重力水称为承压水。
3、 地下水的补给
含水层自外界获得水量的过程称作补给。地下水的补给来源有：大气降水、地表水和凝结水补给；含水层之间的补给以及人工补给等。
4、 地下水的排泄
含水层市区水量的过程称作排泄。地下水排泄的方式有：蒸发、泉水溢出、向地表水体泄流、含水层之间的排泄和人工排泄等。
5、 当隔水层较薄经受不住承压水头压力作用时，承压水的水头压力会冲破基坑底板，这种工程地质现象即被称为基坑突涌。（考名词解释）
6、 潜蚀对建筑工程的影响
潜蚀作用可分为机械潜蚀和化学潜蚀两种。机械潜蚀是指土粒在地下水的动水压力作用下收到冲刷，将细粒冲走，使土的结构破坏，形成洞穴的作用；化学潜蚀是指地下水溶解土中的易溶盐分，使土粒间的结合力和土的结构破坏，土粒被水带走，形成洞穴的作用。
六、地表作用
1、 物理风化系指地表岩石因温度变化和孔隙中水的冻融以及盐类的结晶而产生的机械崩解的过程。物理风化又称机械风化。热力风化、冻融风化均属于物理风化。
2、 化学风化指岩石在水、水溶液和空气中的氧和二氧化碳等的作用下所发生的溶解、水化、水解、碳酸化和氧化等一系列复杂的化学变化。化学风化的方式主要有：溶解作用、水化作用、水解作用、碳酸化作用、氧化作用。
3、 风化作用类型之间的相互关系（简答题）
岩石的风化作用，实质上只有物理风化和化学风化两种基本类型，它们彼此是互相紧密联系的。物理风化是化学风化的前驱和必要条件；化学风化是物理风化的继续和深入。
4、 影响风化作用的因素
影响风化作用的因素有气候因素、地形因素和地质因素。
①气候对风化的影响主要是通过温度和雨量变化以及生物繁殖状况来实现的。
②地形因素影响着风化的强度、深度和保存风化物的厚度及分布情况。
③不同的地质因素影响着岩石的矿物组成、结构和构造，继而直接影响风化的速度、深度和风化阶段。

5、 水流的搬运作用
水流对固体物质的搬运方式有两种，一种是水流是砂、砾等沿河底推移；另一种则是细小物质在水中呈悬浮状态移动，称为悬移。
6、 靠近主槽、洪水时淹没、平水时出露的滩地称为河漫滩。
河漫滩的形成过程：首先在河湾凸岸形成雏形边滩，然后随着侧向侵蚀的发展，形成了雏形河漫滩；其后洪水时由于河漫滩水深比河床浅，引起悬移质在河漫滩上沉积下来，使河漫滩上覆盖了一层粘性土，即河漫滩相沉积物，最后河漫滩覆盖层加厚，并出现牛轭湖相沉积物，从而形成河漫滩。
7、 阶地的级数是由下而上按顺序分级的，即把高于河漫滩的最低一级阶地称为一级阶地，向上依次为二级阶地、三级阶地等。根据河流阶地的物质组成，可将其分为侵蚀阶地、堆积阶地和基座阶地三类。（此知识点考填空）
8、 岩溶作用是指以地下水为主、地表水为辅，以化学过程（溶解和沉淀）为主，机械过程（流水侵蚀和沉积、重力崩塌和堆积）为辅的对可溶性岩石的破坏和改造作用。
岩溶作用的基本条件：岩石的可溶性、透水性，水的溶蚀力、流动性。
可溶性岩石基本上分为三类：碳酸盐类岩石；硫酸盐类岩石；卤盐类岩石。就溶解度而言，卤盐＞硫酸盐＞碳酸盐。
9、 溶蚀洼地、漏斗和竖井（此知识点考填图）
① 溶蚀洼地 ② 漏斗 ③ 竖井 ④ 溶洞 ⑤ 阶地 ⑥ 地下河
10、 陡峻的斜坡上，被裂隙切割的巨大岩块，在重力的作用下突然脱离母岩向下倾倒、翻滚、坠落的现象称为崩塌。（考名词解释）
11、 泥石流是泥、砂、石块等碎屑物与水、气形成的运动性物流，是由暴雨或融雪所激发，固体碎屑与水共同在重力作用下发生的暂时性洪流。泥石流爆发突然、运动速度快、破坏力强，是山区最常见的地质灾害。
泥石流的防治：保持水土、拦截、排导等。
12、 滑坡是斜坡上土体、岩体或其它碎屑物沿一定的滑动面作整体下滑的现象
13、 斜坡变形破坏的防治措施（简答题，此题最好自己表述）
① 排水 对滑体以外的地表水，可用拦截的旁引的方法；对与滑体中的地下水，可用水平排水廊道或竖向排水井的办法将水排出。
② 降低下滑力和增加抗滑力 降低下滑力主要通过刷方减重；提高抗滑力的措施如直接修筑支挡建筑物、用锚杆进行固定等。
③ 改变滑带土的性质 对于岩质斜坡，可采用水泥或化学灌浆；对于土质斜坡，可采用电化学加固法、冻结法和焙烧法等。
七、 沿途工程地质分级与分类
1、 地基土的分类
该分类属专门分类，它将作为建筑物地基的土分为碎石土、砂土、粉土、粘性土和人工土等。粘性土俺塑性指数的指标值分为粉质粘土（10~17）和粘土（大于17）。
2、 我国主要特殊土的基本特征（简单题，最好能直接总结）
特殊土是指具有一定分布区域或工程意义上具有特殊成分、状态或结构特征的土。
① 黄土 自自重湿陷与非自重湿陷；
② 红粘土 裂隙性与胀缩性；
③ 软土 触变性、流变性、高压缩性、低强度、低透水性和不均匀性；
④ 膨胀土 强度高，压缩性中等偏低；
⑤ 冻土 在冻结状态时，具有较高的强度和较低的压缩性，相反，在冻结的过程中又产生冻胀，对地基均为不利；
⑥ 盐渍土 具有吸湿、松胀等特征。
八、工程地质勘察
1、 详细勘察的主要手段以勘探、原位测试和室内土工试验为主，必要时可以补充一些地球物理勘探、工程地质测绘和调查工作。详细勘察的勘探工作量，应按场地类别、建筑物特点及建筑物的安全级别和重要性来确定。
2、 工程地质勘察分级
勘察分级主要取决于三方面因素：第一，工程的安全级别；第二，场地的复杂程度；第三，地基的复杂程度。
3、 物探是以专用仪器探测地壳表层各种地质体的物理场来进行地层划分，判明地质构造、水文地质及各种物理地质现象的地球物理勘探方法。
电法勘探是研究地下地质体电阻率差异的地球物理勘探方法，也称之位电阻率法。
九、特殊工程的工程地质勘察
1、 路基的主要工程地质问题
① 路基边坡稳定性 ② 路基基底稳定性 ③ 建筑材料 ④ 公路冻害
2、 桥梁工程主要工程地质问题
① 前墩台地基稳定性 ② 桥台的偏心受压 ③ 前墩台地基的冲刷
3、 地下洞室的主要工程地质问题
① 地下洞室位置的选择 ② 围岩稳定性与山岩压力