公路工程地質(zhì)參考資料 ppt課件

1、公路工程地質(zhì)單元一單元一第一章 緒 論 1.1工程地質(zhì)學及其研討內(nèi)容 工程地質(zhì)學(engineering geology):是研討人類工程活動與地質(zhì)環(huán)境相互作用的一們學科。 地質(zhì)作用(geology effects)： 在地質(zhì)歷史開展的過程中，促使地殼的組成物質(zhì)、構(gòu)造和地表形狀不斷變化的作用，統(tǒng)稱為地質(zhì)作用。地質(zhì)作用按其能量的不同，可以分為：內(nèi)力地質(zhì)作用和外力地質(zhì)作用。 地質(zhì)環(huán)境工程地質(zhì)條件：地質(zhì)環(huán)境工程地質(zhì)條件： 土和巖石的工程性質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)土和巖石的工程性質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造、地貌造、地貌(geomorphy)、水文地質(zhì)、水文地質(zhì)(geohydrology)、地質(zhì)作用、自然地、地質(zhì)作用、自然地質(zhì)景象

2、質(zhì)景象(natural geologic hazards)和和天然建筑資料。天然建筑資料。人類工程活動和地質(zhì)環(huán)境的關(guān)系：相互制約、相互影響。人類工程活動和地質(zhì)環(huán)境的關(guān)系：相互制約、相互影響。 本學科的根本義務本學科的根本義務:研討人類工程活動與地質(zhì)環(huán)境之間的相互制研討人類工程活動與地質(zhì)環(huán)境之間的相互制約關(guān)系，以便做到既能使工程建筑平安、經(jīng)濟、穩(wěn)定，又能合理約關(guān)系，以便做到既能使工程建筑平安、經(jīng)濟、穩(wěn)定，又能合理開發(fā)和維護地質(zhì)環(huán)境。開發(fā)和維護地質(zhì)環(huán)境。研討方法：地質(zhì)分析法力學分析法工程類比法實驗法 1.2工程地質(zhì)學的研討方法留意各種方法的親密結(jié)合，即定性分析與定量分析相結(jié)合。學科組成：工程巖土學

3、、工程地質(zhì)分析、工程地質(zhì)勘察學習方法：實際聯(lián)絡實踐，詳細問題詳細分析 1.3 工程地質(zhì)學的學科組成及學習方法 工程地質(zhì)學是把地質(zhì)科學的根底實際運用于土木工程實際，經(jīng)過工程地質(zhì)勘察、勘探等方法，弄清建筑物的地質(zhì)條件，為土木工程建筑的規(guī)劃、設(shè)計、施工提供可靠的地質(zhì)資料，并預測和論證工程建筑和地質(zhì)環(huán)境的相互作用，進而提出防治措施。2.1 地球的總體特性 地球是一個不規(guī)范的旋轉(zhuǎn)橢球體。 赤道半徑6378.14KM，兩極半徑為6356.779KM。 陸地面積占29.2%，海洋占70.8%。第二章 巖石及其工程地質(zhì)性質(zhì)2.1.1 地球的內(nèi)部圈層構(gòu)造地球的內(nèi)部圈層構(gòu)造外圈：大氣圈外圈：大氣圈(atmosph

4、ere)、水圈水圈(lithosphere)和生物圈和生物圈(biosphere)內(nèi)圈：地殼內(nèi)圈：地殼(lithosphere)、地幔地幔(mantle)和地核和地核(core) 地殼： 平均厚度33KM，普通厚度1540KM，洋殼最薄，平均僅56KM。 地幔： 地球莫霍面以下、古登堡面以上的部分，厚度約為2900KM，主要由固體物質(zhì)組成。分為上地幔和下地幔。 地核 地核是地球內(nèi)部古登堡面以下至地心的部分，厚度為3500KM。分為外核和內(nèi)核。圖2.1 地球內(nèi)圈構(gòu)造1圖2.1 地球內(nèi)圈構(gòu)造22.1.2 地質(zhì)作用：在地質(zhì)歷史開展的過程中，促使地殼的組成物質(zhì)、構(gòu)造和地表形狀不斷變化的作用，統(tǒng)稱為地質(zhì)

5、作用。地質(zhì)作用按其能量的不同，可以分為：內(nèi)力地質(zhì)作用和外力地質(zhì)作用。2.1.2.1內(nèi)力地質(zhì)作用：由地球內(nèi)部能如地球的旋轉(zhuǎn)能、重力能、放射性元素蛻變的熱能等所引起的地質(zhì)作用，主要在地下深處，并可涉及到地表。包括：地殼運動、地震作用、巖漿作用和蛻變作用。 2.1.2.2 外力地質(zhì)作用：由地球范圍以外的能源，如太陽的輻射能、日月的引力能等為主要能源在地表或地表附近進展的地質(zhì)作用。包括：風化作用、剝蝕作用、搬運作用、堆積作用和成巖作用。2.2 造巖礦物 巖石巖石(rock)是在地質(zhì)作用下產(chǎn)生的由一種或多種礦物是在地質(zhì)作用下產(chǎn)生的由一種或多種礦物以一定規(guī)律組成的自然集合體。巖石按成因分為：巖以一定規(guī)律組

6、成的自然集合體。巖石按成因分為：巖漿巖漿巖(igneous rock )、堆積巖、堆積巖(sedimentary rock)、蛻變、蛻變巖巖(Metamorphic rock)三大類。三大類。 2.2.1 礦物的概念礦物的概念 結(jié)晶礦物結(jié)晶礦物 非結(jié)晶礦物非結(jié)晶礦物 2.2.2 礦物的肉眼鑒定特征礦物的肉眼鑒定特征 2.2.2.1礦物的形狀：礦物單體及同種礦物的形狀：礦物單體及同種礦物集合體的形狀礦物集合體的形狀 顯晶礦物顯晶礦物 隱晶礦物隱晶礦物石英1多彩的礦物常見的一些礦物方解石2.2.2.2 礦物的主要物理性質(zhì)礦物的主要物理性質(zhì)顏色：深色礦物、淡色礦物光澤：強弱等級金屬、半金屬、金剛和玻

7、璃。其它如：絲絹、油脂、蠟狀、珍珠和土狀。硬度：礦物抵抗刻劃、研磨的才干。1, talc; 2, gypsum; 3, calcite; 4, fluorite; 5, apatite; 6, orthoclase (feldspar); 7, quartz; 8, topaz; 9, corundum; and 10, diamond.常見的造巖礦物見P9 解理和斷口：解理和斷口： 解理：礦物受外力打擊后，按一定方向解理：礦物受外力打擊后，按一定方向裂開成光滑平面的性質(zhì)。解理面、解理等裂開成光滑平面的性質(zhì)。解理面、解理等級、解理組數(shù)；級、解理組數(shù)； 斷口：如礦物受外力打擊后，無固定方斷口：如

8、礦物受外力打擊后，無固定方向的破裂并呈各種凹凸不平的斷面如貝向的破裂并呈各種凹凸不平的斷面如貝殼、參差狀等。解理和斷口互為消長。殼、參差狀等。解理和斷口互為消長。 其它：密度、彈性、撓性，如滑石的滑其它：密度、彈性、撓性，如滑石的滑膩感、方解石遇鹽酸起泡，石墨染手、磁膩感、方解石遇鹽酸起泡，石墨染手、磁性等。性等。三大類巖石的分布三大類巖石的分布 分布巖石出露面積（占大陸表面積%）體積（占地殼體積）巖漿巖與變質(zhì)巖合占25%65沉積巖755變質(zhì)巖與巖漿巖合占25%302.3 巖漿巖 2.3.1 巖漿巖 的成因與產(chǎn)狀 2.3.1.1 巖漿巖的 成因 巖漿巖是 由巖漿冷凝固結(jié) 而構(gòu)成的巖石。 火山火

9、山2巖石成因分類：侵入巖深成巖、淺成巖噴出巖巖漿巖產(chǎn)狀火山3火山42.3.1.2巖漿巖的產(chǎn)狀巖漿巖的產(chǎn)狀巖基巖基巖株巖株巖蓋和巖盆巖蓋和巖盆巖床巖床巖脈巖脈火山錐火山錐2.3.2巖漿巖的礦物成分巖漿巖的礦物成分 按礦物顏色分按礦物顏色分 深色礦物深色礦物:黑云母、角閃石、輝黑云母、角閃石、輝石、橄欖石石、橄欖石 淡色礦物：石英、正長石、斜淡色礦物：石英、正長石、斜長石、白云母長石、白云母 按按SiO2含量分為：酸性、中性、含量分為：酸性、中性、基性和超基性基性和超基性2.3.3 巖漿巖的構(gòu)造巖漿巖的構(gòu)造 巖漿巖的構(gòu)造是指組成巖石的巖漿巖的構(gòu)造是指組成巖石的礦物的結(jié)晶程度、晶粒大小、晶體礦物的結(jié)

10、晶程度、晶粒大小、晶體外形及其相互結(jié)合的方式。外形及其相互結(jié)合的方式。1.結(jié)晶程度結(jié)晶程度 全晶質(zhì)構(gòu)造、隱晶質(zhì)構(gòu)造、玻全晶質(zhì)構(gòu)造、隱晶質(zhì)構(gòu)造、玻璃質(zhì)構(gòu)造璃質(zhì)構(gòu)造2.晶粒相對大小晶粒相對大小 等粒、不等粒斑狀、似斑狀等粒、不等粒斑狀、似斑狀構(gòu)造構(gòu)造3.晶粒絕對大小晶粒絕對大小 粗粒粒徑大于粗粒粒徑大于5mm、中粒、中粒粒徑粒徑51mm、細粒粒徑細粒粒徑10.1mm2.3.4 巖漿巖的構(gòu)造巖漿巖的構(gòu)造 巖漿巖的構(gòu)造是指巖石中不同巖漿巖的構(gòu)造是指巖石中不同礦物顆粒集合體分布與陳列的特征。礦物顆粒集合體分布與陳列的特征。1.塊狀構(gòu)造塊狀構(gòu)造2.流紋狀構(gòu)造流紋狀構(gòu)造3.氣孔構(gòu)造氣孔構(gòu)造4.杏仁構(gòu)造杏仁構(gòu)

11、造2.3.5 常見的巖漿巖常見的巖漿巖常見的巖漿巖噴出巖巖漿巖22.4 堆積巖巖石循環(huán)圈2.4.1 堆積巖的構(gòu)成堆積巖的構(gòu)成1.風化、剝蝕階段風化、剝蝕階段2.搬運階段搬運階段3.堆積階段堆積階段4.硬結(jié)成巖階段硬結(jié)成巖階段2.4.2 堆積巖的礦物組成堆積巖的礦物組成1.碎屑物質(zhì)碎屑物質(zhì)2.粘土物質(zhì)粘土物質(zhì)3.化學堆積物質(zhì)化學堆積物質(zhì)4.有機質(zhì)及生物殘骸有機質(zhì)及生物殘骸2.4.3 堆積巖的構(gòu)造堆積巖的構(gòu)造 堆積巖的構(gòu)造是指堆積巖的組成堆積巖的構(gòu)造是指堆積巖的組成物質(zhì)、顆粒大小、外形及結(jié)晶程度。物質(zhì)、顆粒大小、外形及結(jié)晶程度。1.碎屑構(gòu)造：礫狀、砂質(zhì)、粉砂質(zhì)構(gòu)碎屑構(gòu)造：礫狀、砂質(zhì)、粉砂質(zhì)構(gòu)造造2

12、.泥質(zhì)構(gòu)造泥質(zhì)構(gòu)造3.結(jié)晶構(gòu)造結(jié)晶構(gòu)造4.生物構(gòu)造生物構(gòu)造2.4.4 堆積巖的構(gòu)造堆積巖的構(gòu)造 堆積巖的構(gòu)造是指堆積巖各個組堆積巖的構(gòu)造是指堆積巖各個組成部分的空間分布和陳列方式。成部分的空間分布和陳列方式。1.層理構(gòu)造：程度、單斜、交錯層理層理構(gòu)造：程度、單斜、交錯層理2.層面構(gòu)造：波痕、泥裂、雨痕等層面構(gòu)造：波痕、泥裂、雨痕等3.結(jié)核結(jié)核4.生物成因構(gòu)造生物成因構(gòu)造層理2.4.5 堆積巖的分類和常見的堆積巖堆積巖的分類和常見的堆積巖1.堆積巖的分類堆積巖的分類 根據(jù)堆積巖的組成成分、構(gòu)造和根據(jù)堆積巖的組成成分、構(gòu)造和構(gòu)成條件分為：碎屑巖、粘土巖、構(gòu)成條件分為：碎屑巖、粘土巖、化學巖及生物化

13、學巖?；瘜W巖及生物化學巖。2.常見的堆積巖1碎屑巖類： 火山碎屑巖、堆積碎屑巖礫巖及角礫巖、砂巖、粉砂巖2粘土巖類： 泥巖、頁巖3化學巖及生物化學巖： 石灰?guī)r、白云巖、泥灰?guī)r石灰?guī)r砂巖泥巖2.6 蛻變巖 地殼中已構(gòu)成的巖石巖漿巖、堆積巖、蛻變巖，由于地殼運動和巖漿運動，呵斥地質(zhì)環(huán)境和物理化學條件的改動，處在高溫、高壓和其它化學要素的作用下，使巖石的成分、構(gòu)造和構(gòu)造發(fā)生一系列變化。由地球內(nèi)力作用促使巖石發(fā)生礦物成分及構(gòu)造構(gòu)造變化的作用稱為蛻變作用。由蛻變作用構(gòu)成的巖石稱為蛻變巖。2.5.1 蛻變作用的要素及類型蛻變作用的要素及類型 根據(jù)蛻變作用的主要要素和地根據(jù)蛻變作用的主要要素和地質(zhì)條件分：質(zhì)

14、條件分：1.接觸蛻變接觸蛻變2.區(qū)域蛻變區(qū)域蛻變3.混合巖化作用混合巖化作用4.動力蛻變作用動力蛻變作用2.5.2 蛻變巖的礦物成分蛻變巖的礦物成分共有礦物：石英、長石、云母、角閃共有礦物：石英、長石、云母、角閃石、輝石、方解石等；石、輝石、方解石等；蛻變礦物：紅柱石、綠泥石、滑石、蛻變礦物：紅柱石、綠泥石、滑石、蛇紋石、石榴子石、石墨等。蛇紋石、石榴子石、石墨等。2.5.3 蛻變巖的構(gòu)造蛻變巖的構(gòu)造1.變余構(gòu)造變余構(gòu)造2.變晶構(gòu)造變晶構(gòu)造3.碎裂構(gòu)造碎裂構(gòu)造2.5.4 蛻變巖的構(gòu)造蛻變巖的構(gòu)造1.變余構(gòu)造變余構(gòu)造2.變成構(gòu)造變成構(gòu)造1板狀構(gòu)造板狀構(gòu)造2千枚構(gòu)造千枚構(gòu)造3片狀構(gòu)造片狀構(gòu)造4片麻狀構(gòu)造片麻狀構(gòu)造5塊狀構(gòu)造塊狀構(gòu)造2.6 巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)2.6.1 巖石工程性質(zhì)的常用目的巖石工程性質(zhì)的常用目的1.巖石的物理性質(zhì)：巖石的物理性質(zhì)： 重度、孔隙性重度、孔隙性2.巖石的水理性質(zhì)：巖石的水理性質(zhì)： 吸水性、透水性、溶解性、軟化性、吸水性、透水性、溶解性、軟化性、抗凍性抗凍性3.巖石的力學性質(zhì)：1巖石的鞏固程度：硬質(zhì)巖石、軟