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文檔簡介
1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上緒論(1) 工程地質(zhì)學(xué)是地質(zhì)學(xué)的一個(gè)分支,是研究與工程建筑活動(dòng)有關(guān)的地質(zhì)問題的學(xué)科。工程活動(dòng)包括:建筑工程,交通工程,水利水電工程等方面。研究目的在于查明建設(shè)地區(qū)、建筑場地的工程地質(zhì)條件,分析、預(yù)測和評(píng)價(jià)可能存在和發(fā)生的工程地質(zhì)問題,簡單說是幫助工程選址,進(jìn)行場地評(píng)價(jià)。(2) 工程活動(dòng)的地質(zhì)環(huán)境稱之為工程地質(zhì)條件,是與工程建筑有關(guān)的地質(zhì)要素的綜合,包括以下六個(gè)方面的內(nèi)容。這些條件在工程建設(shè)之前都有必須探明的:1 地形地貌條件:地形地貌條件對(duì)建筑場地的選擇,特別是對(duì)線性建筑如鐵路、公路、運(yùn)河渠道等的線路方案選擇意義最為重大。2 巖土類型及性質(zhì):巖土類型及性質(zhì)的優(yōu)劣對(duì)建筑
2、物的安全經(jīng)濟(jì)具有重要意義,大型建筑物一般要建在性質(zhì)優(yōu)良的巖土上3 地質(zhì)構(gòu)造:與巖體的形成和地殼的運(yùn)動(dòng)和變遷有關(guān)。4 水文地質(zhì):水文地質(zhì)條件是決定工程地質(zhì)條件優(yōu)劣的重要因素。公路路基破壞的主要原因是不能及時(shí)排水。5 不良地質(zhì)現(xiàn)象:不良地質(zhì)現(xiàn)象是指對(duì)建筑物有影響的自然地質(zhì)作用與現(xiàn)象。例如地震的破壞性很大:滑坡、崩塌、泥石流、沖溝的發(fā)生也給工程和環(huán)境造成無窮的災(zāi)害。在這些不良地質(zhì)現(xiàn)象面前,只考慮工程本身的堅(jiān)固性是不行的必須充分注意其周圍有哪些物理地質(zhì)現(xiàn)象存在。除此之外還有冰川,荒漠化,河流侵蝕,黃土(濕陷性),喀斯特(溶巖)。6 天然建筑材料:天然建筑材料是指供建筑用的土料和石料。例如在山區(qū)用砂石料
3、可能比較便宜,但在平原地區(qū)就要立足于加固原位的土體。(3) 各類工程問題: 1 工民建:場地穩(wěn)定性,地基承載力及變形問題 2 道路工程:山區(qū)滑坡、崩塌、泥石流問題。平原區(qū)軟基處理問題。 3 地下工程:洞室圍巖穩(wěn)定、承壓水的危害問題二 礦物(1) 美國化學(xué)家克拉克根據(jù)大陸地殼中的5159個(gè)巖石、礦物、土壤和天然水的樣品分析數(shù)據(jù),于1889年第一次算出元素在地殼中的平均含量數(shù)值(平均重量百分比),即元素的豐度,后人為了紀(jì)念這個(gè)創(chuàng)舉,將它命名為克拉克值。含量前四的是氧(45.2%)、硅(27.2%)、鋁(8%)、鐵(5.8%)。(2) 整個(gè)地球的物質(zhì)(按重量計(jì)算)各元素的豐度:鐵34.6%;氧29.
4、5%;硅15.2%;鎂12.7%; 鎳2.4%;硫1.9%鈣和鋁2.2%,其它所有元素共占1.5%(3) 大氣圈、水圈和生物體中的所有元素的質(zhì)量和地球的總質(zhì)量相比,不及千分之一。(4) 礦物:天然產(chǎn)出且具有特定的(但一般并非固定的)化學(xué)成分和物理性質(zhì)的均勻固體,通常由無機(jī)作用所形成(但也有液態(tài)的礦物,如汞(水銀))。l 巖石:礦物的集合體稱為巖石,巖石是混合物。(5)晶體內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)(原子、離子)在三維空間周期性重復(fù)排列(即有序排列)的固體。絕大部分礦物是晶體。 非晶體內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)排列無序。 晶體礦物具有晶體結(jié)構(gòu)的礦物。礦物的各種特征不僅與它的化學(xué)成分相關(guān)更受到它晶體構(gòu)造的控制。(6)礦物分類:l 1
5、自然元素礦物:如金,金剛石、石墨、銅、銀等l 2鹵化物礦物:如食鹽、鉀鹽、螢石(CaF2)等l 3硫化物礦物:如黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦等 4氧化物和氫氧化物礦物:赤鐵礦、磁鐵礦、石英等 5含氧酸鹽礦物:最重要的是下面三種:硫酸鹽礦物:有石膏(Ca)、芒硝(Na)、重晶石(Ba)碳酸鹽礦物:如方解石、孔雀石、白云石硅酸鹽礦物:約占已知礦物種數(shù)的1/4 (7)礦物物理性質(zhì)包括:晶體形態(tài),光學(xué)性質(zhì),力學(xué)性質(zhì),其它一些物理性質(zhì)。 1晶體形態(tài)同種礦物的許多個(gè)單體聚合在一起形成的整體稱礦物集合體。絕大多數(shù)礦物都是以多個(gè)單體聚合在一起產(chǎn)出。根據(jù)集合體中礦物顆粒大小可分為兩類:肉眼或放大鏡可辨認(rèn)礦物顆
6、粒界限的顯晶集合體和只能在顯微鏡下辨認(rèn)出礦物單體的隱晶集合體。顯晶集合體又分為:粒狀集合體:塊狀集合體:板狀、片狀、鱗片狀集合體:柱狀、針狀集合體: 2 光學(xué)性質(zhì) I顏色 自色:礦物本身固有的化學(xué)成分和內(nèi)部結(jié)構(gòu)所決定的顏色 他色:指礦物因含外來帶色的雜質(zhì),氣液泡的包裹體等所 引起的顏色 假色:由物理光學(xué)效應(yīng)引起的顏色 II條痕 礦物的條痕實(shí)際上就是礦物粉末的顏色,一般,從瓷板上劃出的線條顏色來確定。礦物顏色與條痕不一定一致。 III光澤光澤,就是光線照射到礦物表面上反射光的能力。由強(qiáng)到弱可以把光澤分為四級(jí):(1)金屬光澤 (2)半金屬光澤 (3)金剛光澤 (4)玻璃光澤 IV透明度礦物透過光線
7、的程度。可分為三級(jí):透明,半透明,不透明。礦物的透明程度常與礦物的光澤有關(guān),一般玻璃光澤、油脂光澤、金剛光澤的礦物都是透明至半透明的礦物;金屬光澤和半金屬光澤的礦物都是不透明礦物。 3 力學(xué)性質(zhì) I硬度 礦物的硬度用“刻劃能力”來衡量,取決于原子和離子結(jié)合在一起的化學(xué)鍵的強(qiáng)度?!澳κ嫌捕扔?jì)”為相對(duì)硬度。 野外缺少摩氏標(biāo)準(zhǔn)礦物時(shí),可用其它簡便工具進(jìn)行測試:指甲的硬度約為2-2.5銅鑰匙的硬度約為3玻璃的硬度約為5-5.5小鋼刀的硬度約為6 II解理 礦物被敲打后,沿一定方向規(guī)則破裂的性質(zhì),叫做解理。這種破裂面就稱為解理面。解理面一般非常平滑而有光澤。分為一組解理,二組解理,三組解理,多組解理。
8、礦物晶體沿不同結(jié)晶方向發(fā)生解理的能力不同,可將解理分為五級(jí):極完全解理:完全解理:中等解理:不完全解理:極不完全解理。 斷口:礦物受打擊后所產(chǎn)生的不規(guī)則的破裂面。貝殼狀、鋸齒狀、參差狀、土狀 巖石:礦物的組合。三 巖漿巖常見巖漿巖:橄欖巖 輝長巖 玄武巖 閃長巖花 崗巖 偉晶巖(1)巖漿巖,由炙熱巖漿在地球不同層圈冷凝結(jié)晶或固結(jié)形成的巖石,是巖漿作用的最終產(chǎn)物。又稱火成巖,是三大類巖石的主體,占地殼總質(zhì)量的95 。(2)按照巖漿冷卻固結(jié)成巖的環(huán)境,分為:侵入巖和噴出巖。侵入巖:巖漿在地表以下就冷凝形成的巖石,分為深成巖和淺成巖。噴出巖:巖漿噴出地表快速冷凝結(jié)晶形成的巖石。(3) 酸度和堿度是巖
9、漿巖分類的重要化學(xué)成分依據(jù),根據(jù)巖石SiO2百分含量,巖漿巖可分為四大類: 超基性巖:SiO245%,富含F(xiàn)eO和MgO。顏色深,比重大,常呈塊狀構(gòu)造,主要是橄欖石、輝石,不含或很少含斜長石。代表性巖石:橄欖巖、玄武巖、常見的副礦物有磁鐵礦、鈦鐵礦、鉻鐵礦和尖晶石等?;詭r:SiO2=4552%,CaO、Al2O3、FeO、MgO含量較高,尤其是前二者,呈深灰色或灰黑色,顏色一般較深,比重較大。主要由輝石和斜長石組成。代表巖石:輝長巖、輝綠巖。中性巖:SiO2=5265%,F(xiàn)eO、MgO、CaO較基性巖明顯減少;Na2O和K2O明顯增加;Al2O315左右,顏色較淺,全晶質(zhì)中細(xì)粒結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造
10、。主要礦物成分是中性斜長石和角閃石,輝石和黑云母次之,代表巖石:閃長巖。常見副礦物有磁鐵礦、磷灰石、榍石、鋯石。酸性巖:SiO265%,(K2O+Na2O)含量較高,約為78。MgO、FeO、CaO含量低。大量出現(xiàn)石英(>20%),正長石和酸性斜長石也多,約占60%左右。暗色礦物一般小于10%。主要為黑云母及角閃石。顏色淺,比重小。多具中粗粒粒狀結(jié)構(gòu);也常見斑狀、似斑狀結(jié)構(gòu)。(4)1.硅鋁礦物:SiO2和Al2O3含量較高,不含鐵鎂。如石英、長石類及似長石類。 這些礦物顏色均較淺,所以又叫淺色礦物。n 2.鐵鎂礦物:FeO與MgO含量較高,SiO2含量較低。如橄欖石、輝石類、角閃石類和黑
11、云母類。這些礦物顏色一般較深,所以又叫暗色礦物。(5) 巖漿巖的產(chǎn)狀: 深成巖:巖基,巖株 淺成巖:巖盆,巖盤,巖床,巖墻,巖脈 噴出巖:熔巖流:熔巖沿斜坡流動(dòng)形成。 熔巖被:熔巖流規(guī)模較大時(shí),稱熔巖被。 火山錐:由熔巖及火山碎屑物組成,形似錐狀。(6) 巖石的結(jié)構(gòu):組成巖石的礦物的結(jié)晶程度、顆粒大小、晶體形態(tài)、形狀特征和礦物間相互關(guān)系。 I 巖漿巖的結(jié)晶程度按結(jié)晶物質(zhì)與非結(jié)晶物質(zhì)的含量比例,分為: 全晶質(zhì)巖石全部由結(jié)晶礦物組成,是深成侵入巖結(jié)構(gòu)特征。花崗巖n半晶質(zhì)由結(jié)晶和非結(jié)晶礦物組成,是淺成侵入巖和噴出巖結(jié)構(gòu)特征。流紋巖n玻璃質(zhì)(非晶質(zhì))巖石幾乎全部由玻璃質(zhì)組成,是噴出巖結(jié)構(gòu)特征。黑曜巖
12、II礦物的顆粒大小按照礦物顆粒的絕對(duì)大小和可辨別程度,分為: 顯晶質(zhì)結(jié)構(gòu):肉眼可辨,花崗巖:又分為粗粒(>5mm),中粒(1-5mm),細(xì)粒(<1mm) 隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu):顯微鏡可辨,淺成巖和噴出巖,顆粒直徑小于0.2mm 非晶質(zhì)結(jié)構(gòu):不結(jié)晶,火山熔巖根據(jù)礦物顆粒的相對(duì)大小又可劃分為三種結(jié)構(gòu)類型:(1)等粒結(jié)構(gòu):巖石中不同種主要礦物顆粒全部為顯晶質(zhì),粒狀,大小近似相等。(2)不等粒結(jié)構(gòu):巖石中不同種主要礦物結(jié)晶顆粒大小不等,相差懸殊。(3)斑狀及似斑狀結(jié)構(gòu):巖石中所有礦物顆??煞譃榇笮〗厝徊煌膬扇海蟮姆Q為斑晶,小的稱為基質(zhì),其中沒有中等大小的顆粒。如果基質(zhì)為隱晶質(zhì)或玻璃質(zhì),則稱斑狀結(jié)
13、構(gòu)(斑晶先結(jié)晶,所以晶形較好,粒徑 較大);如果基質(zhì)為顯晶質(zhì),則稱似斑狀結(jié)構(gòu)。(7)巖石的構(gòu)造:巖石中不同的礦物集合體之間或礦物集合體與其它組成部分之間的排列方式、充填特征。巖漿巖常見的構(gòu)造有: 1.塊狀構(gòu)造(最常見) 2.流紋狀構(gòu)造 3.氣孔狀構(gòu)造 4.杏仁狀構(gòu)造脈巖類是一種淺成侵入巖,因其呈巖脈、巖墻產(chǎn)出并常具有特殊的礦物成分和結(jié)構(gòu),因而將它們單獨(dú)歸為一類。四 外力地質(zhì)作用與沉積巖I 外力地質(zhì)作用(1) 地球的外圈:大氣圈、水圈和生物圈。(2) 外力地質(zhì)作用的定義:大氣、水和生物在太陽輻射能、重力能和日月引力能的影響下產(chǎn)生的動(dòng)力,對(duì)地表所進(jìn)行的各種作用。 能量來源:地球外部 作用范圍:地表
14、 結(jié)果:減小地表起伏、夷平高差。(3)外力地質(zhì)作用類型:1、風(fēng)化作用:暴露在地表的大部分巖石,由于處在與其形成時(shí)不同的物理化學(xué)條件,在富含氧、二氧化碳和水環(huán)境中,整塊巖石在原地發(fā)生破碎,或其成分發(fā)生變化,最終使堅(jiān)硬巖石變成松散的碎屑和土壤。2、剝蝕作用:巖石在流水、冰川、風(fēng)、波浪和海流等外動(dòng)力作用下,松散的巖石碎屑從高處向低處移動(dòng)的作用過程。包括巖石轉(zhuǎn)變?yōu)槭杷蔂顟B(tài)的風(fēng)化過程和把風(fēng)化破碎物移去的搬運(yùn)過程。剝蝕作用的結(jié)果:是消除凸地。按外營力的性質(zhì)可分為水蝕、冰蝕、浪蝕、風(fēng)蝕、潛蝕等。3、搬運(yùn)作用:搬運(yùn)方式?jīng)Q定于風(fēng)化產(chǎn)物性質(zhì)。碎屑物質(zhì)、粘土物質(zhì)以機(jī)械方式搬運(yùn);溶解物質(zhì)以膠體溶液和真溶液化學(xué)方式搬運(yùn)
15、。搬運(yùn)介質(zhì):水、風(fēng)和冰川。4、沉積作用:碎屑物質(zhì)在搬運(yùn)過程中由于流速減小和重力作用,顆粒就會(huì)發(fā)生沉積。沉積因素:顆粒形狀、比重、含沙量,沉積作用分為機(jī)械沉積作用,化學(xué)沉積作用,生物沉積作用。5、成巖作用:松散沉積物-壓實(shí)(固)作用-膠結(jié)作用(只發(fā)生在碎屑沉積物中)-重結(jié)晶作用-新礦物生長。其中膠結(jié)類型分為三類:基底式膠結(jié):被膠結(jié)顆粒彼此相距較遠(yuǎn),互不接觸而“漂浮”在膠結(jié)物背景中??紫妒侥z結(jié):沉積物為顆粒支撐,膠結(jié)物分布在粒間孔內(nèi)。接觸式膠結(jié)(新月型膠結(jié)),沉積物也為顆粒支撐,但膠結(jié)物只分布在顆粒之間的接觸點(diǎn)附近,粒間孔內(nèi)部仍是未被充填的孔隙。II沉積巖:礫巖 砂巖 石英砂巖 長石砂巖 粉砂巖
16、粘土巖 泥巖 頁巖 石灰?guī)r 白云巖(1) 沉積巖,又稱為水成巖。是在地表不太深的地方,將其他巖石的風(fēng)化產(chǎn)物和一些火山噴發(fā)物,經(jīng)過壓密固結(jié)、脫水、膠結(jié)及重結(jié)晶作用形成的巖石。在地表,有75%的巖石是沉積巖,但整個(gè)巖石圈,沉積巖只占5%。沉積巖以淺色礦物為主。(2) 沉積巖的礦物成分有160多種,但最常見的不過一、二十種,其中包括:l 1.碎屑礦物:石英、長石、白云母等原生礦物。又分為 礫狀結(jié)構(gòu): 碎屑粒徑>2mm。 粗砂結(jié)構(gòu): 碎屑粒徑0.5-2mm 中砂結(jié)構(gòu): 碎屑粒徑0.25-0.5mm 細(xì)砂結(jié)構(gòu): 碎屑粒徑0.05-0.25mm 粉砂質(zhì)結(jié)構(gòu):碎屑粒徑0.0050.05mm 2.粘土礦
17、物:高嶺石、蒙脫石次生礦物。小于0.005mm的顆粒。l 3.化學(xué)和生物成因礦物:方解石、白云石、石膏、磷酸鹽礦物等(3)沉積巖的結(jié)構(gòu):沉積巖組成物質(zhì)的形狀、大小和結(jié)晶程度。它又可分為碎屑結(jié)構(gòu)、泥質(zhì)結(jié)構(gòu)、結(jié)晶結(jié)構(gòu)、生物結(jié)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)是把沉積巖劃分為碎屑巖類、粘土巖類、化學(xué)和生物化學(xué)巖類的重要依據(jù)。(4) 沉積巖的構(gòu)造。沉積巖在沉積過程中,或在沉積巖形成后的各種作用影響下,使其各種物質(zhì)成分形成特有的空間分布和排列方式,可分為: 1層理構(gòu)造:指由沉積物的顆粒形狀、大小、成分、顏色等沿垂向的變化而顯示出來的成層現(xiàn)象。層與層的差異,是由于不同時(shí)期沉積作用的,環(huán)境及性質(zhì)的變化而造成的,每一層為同時(shí)、同沉
18、積條件下形成的,所以表現(xiàn)為層內(nèi)的均一性,而層間由于條件變化,表現(xiàn)為層間差異性。層理構(gòu)造又可分為水平層理、交錯(cuò)層理、波狀層理、斜層理、2層面構(gòu)造:在沉積巖層面上常保留有自然作用產(chǎn)生的一些痕跡,它不僅標(biāo)志著巖層的某些特性,而更重要的是記錄下來巖層沉積時(shí)的地理環(huán)境。分為波痕、干裂(泥裂)、雨痕、生物痕跡。五 變質(zhì)巖常見變質(zhì)巖:板巖 千枚巖 片巖 片麻巖 石英巖 大理巖(1) 變質(zhì)巖:由原巖石(巖漿巖、沉積巖或變質(zhì)巖)在地殼中受到高溫、高壓或化學(xué)成分的滲入,在基本保持固態(tài)的情況下使巖石的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造或礦物成分發(fā)生變化,形成新的巖石。變質(zhì)巖不僅具有自身獨(dú)特的特點(diǎn),而且還常保留著原來巖石的某些特征。(2)
19、變質(zhì)巖占地殼總量略遜于巖漿巖,但變質(zhì)巖的家族非常龐大,其種類遠(yuǎn)多于巖漿巖和沉積巖。(3) 組成變質(zhì)巖的礦物:繼承礦物(原生礦物),新礦物(變質(zhì)礦物)。這些變質(zhì)礦物可以作為鑒別變質(zhì)巖的標(biāo)志礦物。(4) 變質(zhì)巖中礦物因壓力的影響,排列往往具有定向性,礦物形態(tài)具有延長性。(5) 變質(zhì)巖和巖漿巖的區(qū)別:變質(zhì)巖往往有典型的變質(zhì)礦物,有些變質(zhì)巖具有片理構(gòu)造,而巖漿巖則無。 變質(zhì)巖和沉積巖的區(qū)別:沉積巖具層理構(gòu)造,常含化石;而變質(zhì)巖則無。沉積巖中一般不具結(jié)晶粒狀結(jié)構(gòu);而變質(zhì)巖大部分是重結(jié)晶的巖石,只是結(jié)晶程度不同。(6)變質(zhì)巖的結(jié)構(gòu):變余結(jié)構(gòu):在變質(zhì)過程中,由于變質(zhì)程度較淺,重結(jié)晶作用不完全,仍保留一些原巖
20、的結(jié)構(gòu)、變質(zhì)巖的原巖是砂巖或泥巖等沉積巖,則可能會(huì)出現(xiàn)變余砂狀結(jié)構(gòu)或變余泥狀結(jié)構(gòu);變質(zhì)巖的原巖是巖漿巖,則可能會(huì)有變余斑狀結(jié)構(gòu)等構(gòu)造特征。變余結(jié)構(gòu)對(duì)于判別原巖的性質(zhì)類型有重要意義。碎裂結(jié)構(gòu):巖石在應(yīng)力作用下,其中的礦物顆粒破碎,又被粘結(jié)在一起形成的結(jié)構(gòu)。顆粒外形形成不規(guī)則的帶棱角的碎屑,碎屑邊緣常呈鋸齒狀,并常有裂隙及扭曲變形等現(xiàn)象。它是動(dòng)力變質(zhì)巖常有的一種結(jié)構(gòu),主要發(fā)生在構(gòu)造破碎帶。山區(qū)公路建設(shè)中,碎裂結(jié)構(gòu)巖體邊坡常常需要采用錨索加固的方法。變晶結(jié)構(gòu):巖石在變質(zhì)作用過程中,由重結(jié)晶作用、變質(zhì)結(jié)晶作用等方式形成的變晶礦物所組成的結(jié)構(gòu)。變晶結(jié)構(gòu)與沉積巖中的結(jié)晶結(jié)構(gòu)都主要由礦物晶粒組成,十分相似,
21、但存在以下區(qū)別:變晶結(jié)構(gòu)是在固態(tài)下重結(jié)晶和重組合的產(chǎn)物,各種礦物幾乎同時(shí)結(jié)晶。具變晶結(jié)構(gòu)的巖石為全晶質(zhì)的(極少數(shù)為隱晶質(zhì)),沒有玻璃質(zhì)。巖石中柱狀、針狀、片狀和放射狀礦物較發(fā)育,且常呈定向分布。分類依據(jù):變晶礦物粒度絕對(duì)大小粗粒變晶結(jié)構(gòu):礦物顆粒平均直徑3mm。中粒變晶結(jié)構(gòu):礦物顆粒平均直徑31mm。細(xì)粒變晶結(jié)構(gòu):礦物顆粒平均直徑1mm。分類依據(jù):變晶礦物顆粒的相對(duì)大小等粒變晶結(jié)構(gòu):巖石中大部分主要變晶礦物顆粒大小大致相等。如大理巖、石英巖。不等粒變晶結(jié)構(gòu):主要變晶礦物顆粒大小不等但呈連續(xù)變化。斑狀變晶結(jié)構(gòu):礦物顆粒直徑大小相差懸殊,在較細(xì)粒的變質(zhì)基質(zhì)中,有較大的變晶礦物。如片巖、片麻巖。(7
22、)變質(zhì)巖的構(gòu)造:1片理構(gòu)造:巖石中礦物在定向壓力作用下,發(fā)生平行排列而形成的構(gòu)造,是變質(zhì)巖中最常見的、特征性的構(gòu)造。片理構(gòu)造是變質(zhì)巖所特有的,是從構(gòu)造上區(qū)別于其他巖石的一個(gè)顯著標(biāo)志。按照礦物的組合和重結(jié)晶程度又可分為:板狀構(gòu)造:在變質(zhì)過程中,泥巖或頁巖等柔性巖石受應(yīng)力作用達(dá)到一定限度后,常出現(xiàn)一組互相平行的破裂面,也稱劈理構(gòu)造。由于巖石基本未重結(jié)晶,故肉眼不能分辨顆粒,劈理面平整光滑,并微有絲絹光澤。沿劈理可形成均勻薄板。板狀構(gòu)造是在低溫而應(yīng)力較強(qiáng)的變質(zhì)條件下形成的千枚狀構(gòu)造:千枚狀構(gòu)造:變質(zhì)重結(jié)晶程度不高,由細(xì)小片狀礦物(絹云母、綠泥石)呈定向密集平行排列所成的構(gòu)造。與片狀構(gòu)造相似,但晶粒微
23、細(xì),不易肉眼辨別礦物成分,片理面上常具絲絹光澤。片狀構(gòu)造:顯晶質(zhì)變晶結(jié)構(gòu),由云母、綠泥石、滑石、角閃石等片柱狀礦物作定向平行排列成片理。巖石重結(jié)晶較明顯;片理面可以是平直的,也可以波狀彎曲。片麻狀構(gòu)造:顯晶質(zhì)變晶結(jié)構(gòu),主要由粒狀變晶礦物(長石、石英等)組成,巖石中暗色礦物與淺色礦物相間呈條帶狀分布而成的一種構(gòu)造。在區(qū)域變質(zhì)巖的片麻巖中常見片麻狀構(gòu)造。從板巖到片巖到片麻巖,變質(zhì)程度,晶體大小,片理寬度增加。2塊狀構(gòu)造:巖石中礦物顆粒無定向排列所表現(xiàn)的均一構(gòu)造。部分大理巖、石英巖等具此構(gòu)造。(8)三大類巖石都是在特定的地質(zhì)條件下形成的,但在成因上又是緊密聯(lián)系的:在地球形成的早期,巖漿活動(dòng)十分強(qiáng)烈,
24、地殼中首先出現(xiàn)的巖石是由巖漿凝固而成的。自出現(xiàn)了大氣圈和水圈以來,各種外力因素開始對(duì)地表巖石一方面進(jìn)行破壞,一方面又進(jìn)行建造,出現(xiàn)了沉積巖。任何巖石都不能回避自然界的改造,因此在一定條件下又出現(xiàn)了變質(zhì)巖。六 地質(zhì)構(gòu)造(1) 地殼運(yùn)動(dòng)也常被成為構(gòu)造運(yùn)動(dòng)。地質(zhì)構(gòu)造的基本類型可分為水平構(gòu)造、傾斜構(gòu)造、褶皺構(gòu)造和斷裂構(gòu)造(2) 構(gòu)造運(yùn)動(dòng):定義:由內(nèi)動(dòng)力引起地殼乃至巖石圈的巖石變形、變位的機(jī)械運(yùn)動(dòng)。表現(xiàn):一般情況下表現(xiàn)為緩慢而不易察覺,特殊情況下表現(xiàn)為快速而激烈。構(gòu)造運(yùn)動(dòng)是所有地質(zhì)作用的主導(dǎo)因素,控制了地表形態(tài)的演化和發(fā)展。(3) 構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的方向性:1 水平運(yùn)動(dòng):是地殼(巖石圈)塊體沿水平方向移動(dòng)。也稱
25、為“造山”運(yùn)動(dòng)??煞譃槿N形式:相鄰塊體分離(張開);相鄰塊體匯聚(擠壓);相鄰塊體剪切、錯(cuò)開(平移)。水平運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)為巖石圈的擠壓或擴(kuò)張、剪切。因而引起強(qiáng)烈的褶皺、斷層,形成巨大的褶皺山系,巨大的地塹、溝谷等。2 垂直運(yùn)動(dòng)(升降運(yùn)動(dòng)):地殼(巖石圈)相鄰塊體或同一塊體的不同部位作差異性上升或下降,使某些地區(qū)上升成為高地或山嶺,另一些地區(qū)下降成為盆地或平原。又稱為造陸運(yùn)動(dòng)。同一地區(qū)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的方向隨著時(shí)間的推移而不斷變化。某一時(shí)期以水平運(yùn)動(dòng)為主,另一時(shí)期則以垂直運(yùn)動(dòng)為主,它們是相互聯(lián)系、相互制約的,常常兼而有之。(3)巖層的空間位置(產(chǎn)狀),可以用走向、傾向、傾角和巖層的厚度來表示。稱為巖層的產(chǎn)狀
26、三要素。走向:代表了巖層在空間的水平延展方向。l 傾向:代表了巖層由高向低的傾斜方向。 l傾角:代表了巖層的陡緩程度。(4)產(chǎn)狀的表示形式:走向、傾向一般用地理方位角表示。傾角是巖層面與水平面之間所夾的最大銳角。1文字法傾向方位角傾角:如1200600:走向300or 2100,傾向SE(1200),傾角600走向、傾角和傾向方位:如300600SE:走向300,傾角600,傾向SE(1200)注意:傾向與走向始終保持90°的關(guān)系。2符號(hào)法走向、傾向及傾角在地質(zhì)平面圖上可用符號(hào)表示,符號(hào)中長線方位與走向一致,短線指向與傾向一致,長短線交點(diǎn)應(yīng)落在測量點(diǎn)位置上,符號(hào)旁加注的數(shù)字為傾角。(
27、5) 巖層不是絕對(duì)的剛體,在一定條件下受力時(shí),可以產(chǎn)生塑性變形,形成一系列彎曲。褶皺(6) 巖層在構(gòu)造運(yùn)動(dòng)作用下所產(chǎn)生的一系列彎曲,稱為褶皺。巖層褶皺后原有的空間位置和形態(tài)都已發(fā)生改變,但其連續(xù)性未受到破壞。 1褶皺的幾何要素:核部:褶皺中心部分的地層l 翼部:核部兩側(cè)的地層軸面:指大致平分褶皺的一個(gè)假想面軸線:軸面與水平面的交線樞紐:同一層面上彎曲最大點(diǎn)的連線 2褶曲的基本類型背斜巖層向上彎曲,核部的巖層時(shí)代較老,外側(cè)的巖層時(shí)代較新。向斜巖層向下彎曲,核部的巖層時(shí)代較新,外側(cè)的巖層時(shí)代較老。 3 常見的幾種褶皺構(gòu)造 I 依據(jù)褶皺軸面和兩翼的產(chǎn)狀來確定褶皺的類型: 直立褶皺:褶皺軸面直立,兩翼
28、巖層傾向相反,傾角大致相等。又稱為同斜褶皺。 傾斜褶皺:褶皺軸面傾斜,兩翼巖層傾向相反,但傾角不等。又稱為不對(duì)稱褶皺。 倒轉(zhuǎn)褶皺:褶皺軸面傾斜,兩翼巖層向同方向傾斜,即一翼正常,一翼倒轉(zhuǎn)。 平臥褶皺:褶皺軸面水平,兩翼巖層產(chǎn)狀冶金與水平,即一翼正常,一翼倒轉(zhuǎn)。II 依據(jù)褶皺樞紐產(chǎn)狀來確定褶皺的類型:水平褶皺;傾伏褶皺。傾伏褶皺:當(dāng)褶皺的樞紐呈傾斜狀態(tài)時(shí),兩翼巖層在傾伏端發(fā)生弧形合圍,背斜的尖端指向傾伏方向,向斜的開口指向傾伏方向。III 依據(jù)褶皺長、寬比率來確定褶皺的類型: 線狀褶皺 :長寬10以上 ;短軸褶皺:長寬310; 穹隆構(gòu)造:長寬3,是一個(gè)外形較圓的隆起構(gòu)造,核部為老地層,四周為新地
29、層,由中心向四周傾斜。構(gòu)造盆地:長寬3,是一個(gè)外形較圓的拗陷,核部為新地層,四周為老地層,由四周向中心傾斜。復(fù)式褶皺是由多級(jí)褶皺組成的巨大的背斜或巨大的向斜。在野外往往不能看到褶曲的全貌,主要是根據(jù)巖層的時(shí)代新老關(guān)系及對(duì)稱出現(xiàn)的關(guān)系來判斷。(6) 褶皺構(gòu)造的工程地質(zhì)評(píng)價(jià)1 褶皺核部的巖層節(jié)理發(fā)育,巖石破碎,容易風(fēng)化剝蝕,強(qiáng)度低,滲透性大,直接影響到巖體的完整性和強(qiáng)度高低。2 在褶皺的翼部布置工程時(shí),應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注巖層的傾向及傾角的大小。3 對(duì)于隧道或道路工程線路等埋深地下工程,一般應(yīng)布置在褶皺的翼部。4 當(dāng)隧道軸線與巖層走向近于垂直時(shí),隧道可能穿過不同性質(zhì)的巖層,穿過巖層多地質(zhì)情況復(fù)雜。斷裂構(gòu)造(
30、7) 巖石受到外力作用發(fā)生變形,連續(xù)性和完整性遭到破壞,發(fā)生斷裂的破裂的現(xiàn)象,稱為斷裂構(gòu)造。分為: 節(jié)理(裂隙):破裂兩側(cè)巖層無明顯位移,裂開的面叫做節(jié)理面。 斷層:破裂兩側(cè)巖層有明顯位移 節(jié)理分為:構(gòu)造解理(分為張節(jié)理和剪節(jié)理)和非構(gòu)造解理(原生節(jié)理、次生節(jié)理) 斷層分為:正斷層,逆斷層,平移斷層。1剪節(jié)理:由剪應(yīng)力產(chǎn)生的破裂面,節(jié)理面產(chǎn)狀穩(wěn)定,能穿過礫石,沿走向和傾向延伸較遠(yuǎn),節(jié)理面較平直光滑,常留有擦痕。呈X型2張節(jié)理:由張應(yīng)力產(chǎn)生的斷裂面,產(chǎn)狀不穩(wěn)定,延伸不遠(yuǎn),一般不能穿過礫石,節(jié)理彎曲,節(jié)理面粗糙不平,無擦痕。常呈樹枝狀、網(wǎng)絡(luò)狀和鋸齒狀等。呈反S型(8)節(jié)理的工程地質(zhì)評(píng)價(jià)、巖體中的節(jié)
31、理,在工程上除了利于開挖外,對(duì)巖體的強(qiáng)度和穩(wěn)定性均有不利影響、節(jié)理發(fā)育和線路走向平行,傾向與邊坡一致時(shí),路墊邊坡都容易發(fā)生崩塌等不穩(wěn)定現(xiàn)象、路基施工中,節(jié)理會(huì)影響爆破作業(yè)的效果2 斷層:巖體和巖層受力后發(fā)生變形,當(dāng)受力超過巖石的強(qiáng)度極限時(shí),巖石的連續(xù)性完整性將遭到破壞斷層要素:斷層面 斷層線 斷盤 斷距 斷層破碎帶斷層的類型I根據(jù)斷層兩盤相對(duì)位移方向劃分。、正斷層:上盤相對(duì)下降,下盤相對(duì)上升。受張應(yīng)力作用。斷層組合形式:階梯斷層,地塹,地壘。、逆斷層:上盤相對(duì)上升,下盤相對(duì)下降。受壓應(yīng)力作用。沖斷層:傾角大于45 °(高角度)逆掩斷層:傾角在45 ° 25 °之間
32、碾掩斷層:傾角小于25 °疊瓦式斷層:一系列沖斷層或逆掩斷層、平移(推)斷層:斷層兩側(cè)巖塊,沿著斷層面走向的水平方向相對(duì)移動(dòng)的斷層。產(chǎn)狀較陡,常近于直立。(9)斷層的工程地址評(píng)價(jià)對(duì)大型工業(yè)民用建筑和大型橋位選址不利道路選線若與斷層走向平行易產(chǎn)生邊坡滑坡對(duì)隧道工程容易產(chǎn)生洞頂坍塌對(duì)區(qū)域穩(wěn)定性的影響不利七 地質(zhì)年代(1) 絕對(duì)地質(zhì)年代:是指地層形成和地質(zhì)事件發(fā)生的距今年齡。 可以用放射性同位素衰裂變定年技術(shù)來確定。(2) 相對(duì)地質(zhì)年代:是指地層形成和地質(zhì)事件發(fā)生的先后順序。 I 沉積巖的相對(duì)地質(zhì)年代確定方法:地層層序法:即在正常的地層形成過程中,先沉積的一般位于下部,后沉積的一般位于上部
33、?;瘜有蚍ǎㄉ锶簩有蚍ǎ旱貙拥某练e順序和接觸關(guān)系只能確定同一地區(qū)相互疊置在一起的地層的新老關(guān)系,若要對(duì)比不同地區(qū)的地層之間的新老關(guān)系,或進(jìn)行跨區(qū)域的地層對(duì)比,就必須利用保存在地層中的古生物化石來確定。生物的演化總趨勢是從簡單到復(fù)雜,從低級(jí)到高級(jí)。巖性對(duì)比法:在一定區(qū)域內(nèi),同一時(shí)期形成的巖層,其巖性特點(diǎn)通常應(yīng)當(dāng)一致或近似。但此法有一定局限性,應(yīng)當(dāng)與其他確定方法綜合使用地層的接觸關(guān)系:地層的接觸關(guān)系,是指層狀堆積、上下疊置的巖層彼此之間的銜接狀態(tài)。沉積巖層之間的接觸關(guān)系,一般可分為整合接觸、不整合接觸兩種狀況。 a、整合接觸同一地區(qū)上、下兩套巖層之間產(chǎn)狀一致、相互平行,而且在巖性、時(shí)代及古生
34、物特征上都是連續(xù)的,這種接觸關(guān)系稱為整合接觸。表明該地區(qū)長時(shí)間連續(xù)不斷地接受了沉積。 b、不整合接觸1)平行不整合:同一地區(qū)上、下兩套巖層之間產(chǎn)狀一致,互相平行,但在巖性、時(shí)代及古生物特征上出現(xiàn)異常,時(shí)間缺失,這種接觸關(guān)系稱為假整合或平行不整合接觸。原因:它反映該地區(qū)在某一地質(zhì)時(shí)期先下降接受穩(wěn)定沉積,但在沉積過程中,曾被抬升到侵蝕基準(zhǔn)面以上遭受風(fēng)化剝蝕,而造成沉積間斷,然后再度下降接受穩(wěn)定沉積的演化過程。 2)角度不整合接觸:同一地區(qū)上、下兩套巖層之間產(chǎn)狀不一致,不但彼此以角度相交,而且在巖性、時(shí)代及古生物特征上都表現(xiàn)出顯著的差別,時(shí)間缺失,這種接觸關(guān)系稱為不整合接觸或角度不整合接觸。它反映了
35、該地區(qū)在接受沉積的過程中,曾發(fā)生過強(qiáng)烈的地殼運(yùn)動(dòng),由于地殼發(fā)生水平運(yùn)動(dòng)和垂直運(yùn)動(dòng)而使地層遭受擠壓變形和抬升風(fēng)化剝蝕,然后再度下降接受沉積的地史演化過程。II巖漿巖相對(duì)地質(zhì)年代的確定方法通常巖漿巖的相對(duì)地質(zhì)年代,是通過它與沉積巖的接觸關(guān)系,以及它本身的穿插、切割關(guān)系來確定的。a、侵入接觸:如巖漿侵入于沉積巖層之中,并使圍巖發(fā)生變質(zhì),則該巖漿巖侵入體的形成年代晚于沉積巖層的地質(zhì)年代。b、沉積接觸:如巖漿巖侵入體形成之后,經(jīng)過長期隆起被風(fēng)化剝蝕,后來在侵蝕面之上又有新的沉積,且侵蝕面之上的沉積巖層無變質(zhì)現(xiàn)象,則該巖漿巖侵入體的形成年代早于其上覆沉積巖層的地質(zhì)年代。c、穿插構(gòu)造:如巖漿巖侵入體相互穿插
36、、切割,則被穿插、切割的巖體的形成時(shí)代老,穿插、切割者的形成時(shí)代新。(3) 地質(zhì)年代表:將地球上的各種地質(zhì)事件,按其發(fā)生的先后順序,進(jìn)行系統(tǒng)地時(shí)代排列后列出的反映地質(zhì)歷史的時(shí)間表。(4) 在地質(zhì)年代表中,首先根據(jù)生物演化的巨型階段,將46億年地球演化史劃分為隱生宙和顯生宙。然后在顯生宙中,根據(jù)生物界的總體面貌劃分出3個(gè)二級(jí)地質(zhì)年代單位(代),即從老至新分為古生代、中生代和新生代。在每一個(gè)代中,再根據(jù)生物界面貌及其演化特色劃分出若干三級(jí)地質(zhì)年代單位(紀(jì)),紀(jì)是最常用的地質(zhì)年代單位。(5) 書本p39的地址年代表。各個(gè)紀(jì)的特征。(6) 第四紀(jì)是地質(zhì)歷史上最新的一個(gè)紀(jì),是哺乳動(dòng)物和被子植物高度發(fā)展的
37、時(shí)代。第四紀(jì)最重要的事件是人類的出現(xiàn),故稱“人類紀(jì)”。第四紀(jì)歷史雖然只有260萬年左右,但新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈,海平面和氣候變化頻繁,因而,第四紀(jì)沉積環(huán)境極為復(fù)雜。第四紀(jì)沉積物的總體特征是形成時(shí)間短,成巖作用不充分,常呈松散、多孔、軟弱、半固結(jié)狀態(tài)的土層(土體)覆蓋在第四紀(jì)以前的堅(jiān)硬巖層(巖體)之上。我國第四紀(jì)沉積物的基本類型可分為海相和陸相兩大類。八 地貌(1) 土的成因類型:殘積土、坡積土、洪積土、沖積土、湖積土、海積土、冰積土、風(fēng)積土。(2) 風(fēng)化作用:在地表?xiàng)l件下,自然界的巖石受大氣、水、生物等因素影響,在原地發(fā)生機(jī)械崩解或化學(xué)分解,形成松散堆積物的過程。(3) 風(fēng)化類型:物理風(fēng)化:破壞巖石
38、的完整性。(溫差作用、冰劈作用、鹽類結(jié)晶膨脹作用)化學(xué)風(fēng)化: 改變了巖石的成分,形成次生礦物溶解作用:可溶性巖石被水溶解。 水化作用:水分子進(jìn)入吸水礦物的結(jié)晶栺架中。 水解作用:礦物不水作用后形成氫氧化物。硅酸鹽礦物主要通過此方式破壞。碳酸化作用:水中含有co2時(shí)使水解作用加劇。氧化作用:低價(jià)化合物變?yōu)楦邇r(jià)。生物風(fēng)化生物物理風(fēng)化-根劈作用 生物化學(xué)風(fēng)化-遺體新陳代謝產(chǎn)生有機(jī)酸(2) 風(fēng)化殼:巖石風(fēng)化后的產(chǎn)物在地表形成的一個(gè)不連續(xù)的巖土層(3) 按巖石風(fēng)化程度劃分為全、強(qiáng)、中、微、未風(fēng)化帶。(4) 風(fēng)化分帶的意義: 1.根據(jù)巖石風(fēng)化的深度及其分布情況,選擇適于修建建筑物的地點(diǎn); 2.確定重大建筑
39、物的地基中需要挖除的巖土風(fēng)化層的厚度; 3.根據(jù)巖石風(fēng)化速度確定合理的邊坡坡度,以及確定基坑、路塹保持開敞狀態(tài)的安全期限; 4.確定防止巖石風(fēng)化的措施。(5) 巖石風(fēng)化的治理方法: 1.挖除 2.防治:1)覆蓋防止風(fēng)化營力入侵的材料(黏土、水泥、瀝青材料);2)灌注膠結(jié)和防水的材料;3)整平地區(qū),加強(qiáng)排水4)預(yù)留基坑高程,分段開挖,快速回填。(6) 殘積土:巖石經(jīng)風(fēng)化后未被搬運(yùn)而殘留于原地的碎屑物質(zhì)所組成的土體,它處于巖石風(fēng)化殼的上部。(7) 殘積土特性:、巖石成分、礦物成分、化學(xué)成分和下伏基巖有密切的聯(lián)系;、是基巖風(fēng)化破碎后留在原地的風(fēng)化物質(zhì),未經(jīng)搬運(yùn)磨圓,未經(jīng)分選,不具層理;、殘積物的結(jié)構(gòu)
40、等特征向下伏基巖逐漸過渡;、由上而下風(fēng)化程度逐漸減弱,顆粒由細(xì)變粗(8) 土壤和殘積土的區(qū)別原因:土壤是殘積土的表層,經(jīng)過土作用發(fā)育形成,使土質(zhì)富含腐殖質(zhì)而具有肥力而殘積土無肥力 土壤形成的速度比殘積土的形成速度快(9) 殘積土的工程性質(zhì):粒度成分和礦物成分守氣候和母巖巖性的控制。其發(fā)育情況還和地形相關(guān)??紫抖?強(qiáng)度、壓縮性,均質(zhì)差,但具有一定的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。殘積土的工程地址評(píng)價(jià):建筑物的地基的不均勻沉降 建筑物沿基巖面或某些軟弱面的滑動(dòng)等不穩(wěn)定 地表流水有片流、洪流和河流三種方式。1在地面匯合成網(wǎng)狀薄水層順自然坡均勻流動(dòng)的水流稱片流。2由暴雨或融雪形成的暫時(shí)性山洪急流稱洪流。3在固定溝谷中長年流
41、動(dòng)的水流稱河流。(10) 坡積土:片流將山坡高處的風(fēng)化碎屑物順坡沖洗,堆積在較平緩的山坡腳處而形成。地貌上稱坡積裙。(11) 坡積土的工程性質(zhì):結(jié)構(gòu)疏松,一般具較高的壓縮性。坡積形成的黃土濕陷性較大。(12) 影響坡積層穩(wěn)定性的因素坡積土與下臥基巖的接觸面是不整合面下伏基層頂面的傾斜程度下伏基巖與坡積層接觸帶的含水情況坡積層本身的特性(13) 洪積土:由暴雨形成的暫時(shí)性山洪急流帶來的碎屑物質(zhì)在山溝出口處堆積而成。地貌上稱洪積扇。洪積扇相接形成洪積裙。(14) 洪積土的工程性質(zhì):分選性較好,離山前較近的洪積土顆粒粗,地下水位埋藏深,具有較高的承載力,壓縮性低,是工民建筑的良好地基。離山較遠(yuǎn)的地帶
42、,洪積土的顆粒細(xì),成分均勻,厚度較大,也是工民建筑的良好地基。(15) 洪積物和坡積物的區(qū)別:、坡積物一般比洪積物成分更加單純,另外坡積物中礫石含量少,而洪積物中含量豐富、片流動(dòng)力弱而不穩(wěn)定,故坡積物的分選性比洪積物差、坡積物比洪積物的磨圓度低,礫石的棱角明顯、坡積物多分布于山麓,構(gòu)成坡積裙地形,而洪積物多分布于溝口形成洪積扇地貌、坡積物略顯層狀,不具有洪積土的分帶現(xiàn)象(16) 河流侵蝕作用方式:以機(jī)械磨蝕為主,化學(xué)腐蝕為輔。侵蝕方向有下蝕、側(cè)蝕。(17) 侵蝕作用的方向和原理:凹岸侵蝕,凸岸堆積(河流拐彎的外圓侵蝕內(nèi)圓堆積)(18) 河流搬運(yùn)作用方式:拖運(yùn)、懸運(yùn)、溶運(yùn)(19) 河流沉積作用類
43、型:河床沉積、漫灘沉積、牛軛湖沉積、河口三角洲沉積 沉積物特點(diǎn):分選性好,磨圓度高(20) 沖積土:河床相沖積土;河漫灘相沖積土;牛軛湖相沖積土;河口(海口)三角洲相沖積土。特殊性土:1淤泥類黏土:是在靜水戒水流緩慢的環(huán)境中沉積,幵有微生物的參不,含有較多有機(jī)質(zhì)的疏松軟弱黏性土。2膨脹土:是一種富含親水性黏土礦物,且隨含水量的增減體積發(fā)生顯著脹縮變形的硬塑性黏土。3黃土:是干旱氣候條件下形成的一種特殊沉積物。黃土濕陷性:在一定壓力下受水浸潤后,結(jié)構(gòu)迅速破壞而產(chǎn)生顯著沉陷的性質(zhì)。九地下水(1) 水的循環(huán)大氣水、地表水和地下水之間不間斷的運(yùn)動(dòng)和相互轉(zhuǎn)化的過程。(2) 空隙性:是指由于巖石的性質(zhì)和受
44、力作用的不同,空隙的形狀、多少、連通性與分布等方面的性質(zhì)。巖石的空隙是地下水儲(chǔ)存場所和運(yùn)動(dòng)場所。(3) 分類:孔隙、裂隙、溶隙。反映巖石儲(chǔ)存地下水的能力的指標(biāo)。(4) 地下水的存在形式:巖石空隙中的水:結(jié)合水(吸著水(強(qiáng)結(jié)合水)、薄膜水(弱結(jié)合水)、重力水、毛細(xì)水(半自由水)、固態(tài)水和氣態(tài)水。(5) 透水性:指巖石透過水的能力(由于有相互連通的空隙)透水性取決于:巖石空隙的大??;孔隙的多少及形狀;顆粒的分選程度。顆粒越大,分選性越好,透水性越強(qiáng);反之,越差。衡量指標(biāo):滲透系數(shù)K透水巖石:砂、礫石、卵石等裂隙和溶隙發(fā)育的堅(jiān)硬巖石不透水巖石:粘土、淤泥等裂隙和溶隙不發(fā)育的堅(jiān)硬巖石半透水巖石:粉質(zhì)粘
45、土、粉土、黃土等裂隙和溶隙不太發(fā)育的堅(jiān)硬巖石(6) 含水層:貯存有地下水的透水層。隔水層:孔隙和裂隙少而小,相對(duì)不透水的巖層。(7) 含水層的基本特點(diǎn):巖層具有容納重力水的空隙(先決條件) 有儲(chǔ)存和聚集地下水的地質(zhì)條件(8) 地下水的來源:滲透水,凝結(jié)水,埋藏水,原生水。地下水基本類型:包氣帶水,潛水,承壓水。(9) 包氣帶水:存在與地面下包氣帶中的水。主要特征:水量不大但季節(jié)性變化強(qiáng)烈補(bǔ)給區(qū)和分布區(qū)是一致的一般礦化低,水質(zhì)最容易收到污染經(jīng)常引起土質(zhì)邊坡滑坡,地基、路基沉陷、凍脹等病害(10) 潛水:埋藏于地表以下,第一個(gè)穩(wěn)定隔水層之上的具有自由水面的飽水帶中的重力水主要特征:潛水面一般呈傾斜
46、的各種形態(tài)的曲面潛水面的起伏經(jīng)常與地形一致,只是比地形起伏平緩一些當(dāng)含水層厚度變大,潛水面坡度變緩當(dāng)巖層的透水性變好,潛水面坡度變緩潛水的補(bǔ)給:大氣降水和地表水補(bǔ)給(11) 潛水的排泄:蒸發(fā)、泉的排泄、向地表水排泄、人為排泄(12) 承壓水:埋藏并充滿在兩個(gè)隔水層之間的含水層中具有承壓性質(zhì)的地下水,是一種有壓重力水承壓水的補(bǔ)給:大氣降水、地表水、潛水承壓水的排泄:向潛水排泄、泉的排泄、向地表水排泄(13) 裂隙水和巖溶水及泉(14) 地下水的性質(zhì)、溫度受氣候和地質(zhì)條件控制、顏色取決于化學(xué)成分和懸浮物、透明度地下水多為半透明、氣味含有氣體或有機(jī)質(zhì),具有一定氣味、味道取決于地下水化學(xué)成分、導(dǎo)電性其
47、含有一些電解質(zhì)(15) 1德國度1L水中含有10mg的CaO(16) 習(xí)慣上以1051100C時(shí)將水灼干所得的干涸殘余物總量叫總礦化度(17) 地下水對(duì)土木工程建設(shè)的不良影響主要有:、地下水滲透水流作用引起的流砂、管涌、潛蝕;、地下水對(duì)位于水位下的巖石、土層和建筑物基礎(chǔ)產(chǎn)生的浮托作用;、人工降低地下水位產(chǎn)生的地基沉降以及地下水滲流引起的水庫及壩體滲漏等問題。十 巖石與巖體的工程地質(zhì)性質(zhì)(1) 巖石:有礦物或巖屑在地質(zhì)作用下按照一定的規(guī)律聚集而成的自然集合體。包括包括:礦物、巖屑、裂隙(2) 影響巖石工程性質(zhì)的因素:內(nèi)部因素:(巖石的地質(zhì)特征)、礦物成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造 外部因素:、水的作用、風(fēng)化作
48、用(3) 巖體包括:巖石和層面、節(jié)理、斷層等(4) 影響巖體工程性質(zhì)的因素內(nèi)部因素: 裂隙性質(zhì) 發(fā)育程度 分布情況巖石本身性質(zhì)(5) 巖體:巖石和一種以上結(jié)構(gòu)面共同組成的復(fù)雜的地質(zhì)體。工程穩(wěn)定性取決于巖體的強(qiáng)度(6) 巖石的主要物理性質(zhì): 1比重:是巖石固體部分(不包括孔隙)的重力與同體積水在4攝氏度時(shí)的比值。Ø2孔隙性:反映巖石中各孔隙的發(fā)育程度,對(duì)巖石的強(qiáng)度和穩(wěn)定性產(chǎn)生重要的影響。v3孔隙率(n): 指巖石的孔隙體積與巖石全體積V之比 n= Vn/V *100% 4重度:是指巖石單位體積的重量 5吸水性:反映巖石在一定條件下的吸水能力。 吸水率(W):巖石在常壓下的吸水能力,其數(shù)
49、值為吸收水的重量(gw1 )與巖石的干重(gd)之比 飽水率(W2):巖石在一定的高壓條件下(一般為150個(gè)大氣壓)或在真空條件下吸水的重量(gw2)與巖石干重(gd)之比.6軟化性:巖石受水作用后,強(qiáng)度和穩(wěn)定性發(fā)生變化的性質(zhì),稱為巖石的軟化性軟化系數(shù): 是浸水后巖石的抗壓強(qiáng)度(Pd´)與浸水前的抗壓強(qiáng)度(Pd)之比。(軟化系數(shù)越小,巖石的軟化性越高7抗凍性:反映巖石中各孔隙的發(fā)育程度,對(duì)巖石的強(qiáng)度和穩(wěn)定性產(chǎn)生重要的影響。一般用巖石在抗凍實(shí)驗(yàn)前后抗壓強(qiáng)度的降低率表示??箟簭?qiáng)度降低率小于20%-25% 的巖石,認(rèn)為是抗凍的。(6) 影響巖石工程性質(zhì)的因素:礦物成分:結(jié)構(gòu):構(gòu)造:水:風(fēng)化
50、:(7) 巖體的概念:由一定巖石組成的,具有一定結(jié)構(gòu)、賦存于一定的地質(zhì)和物理環(huán)境中的地質(zhì)體。結(jié)構(gòu)面:原生結(jié)構(gòu)面:構(gòu)造結(jié)構(gòu)面:次生結(jié)構(gòu)面:十一 滑坡與崩塌(1) 陡峻或極陡斜坡上,某些大塊或巨塊巖塊,突然崩落或滑落,順山坡猛烈地翻滾跳躍,巖塊相互撞擊破碎,最后堆積于坡腳,這一過程稱為崩塌。規(guī)模極大的崩塌可稱為山崩,而僅個(gè)別巨石崩落稱落石。(2) 崩塌的危害:使建筑物,有時(shí)甚至使整個(gè)居民點(diǎn)遭到毀滅,使公路和鐵路被掩埋 使河流阻塞形成堰塞湖,使上流建筑物及農(nóng)田淹沒在寬河谷中,使河流改道及改變河流性質(zhì),而造成急湍地段(3) 崩塌發(fā)生條件I內(nèi)部因素: 1 巖土類型。巖、土是產(chǎn)生崩塌的物質(zhì)條件。通常,巖性
51、堅(jiān)硬的各類巖漿巖、變質(zhì)巖及沉積巖類的碳酸鹽巖、石英砂巖、砂礫巖、初具成巖性的石質(zhì)黃土、結(jié)構(gòu)密實(shí)的黃土等形成規(guī)模較大的崩塌,頁巖、泥灰?guī)r等互層巖石及松散土層等往往以小型墜落和剝落為主。2 構(gòu)造條件:各種構(gòu)造面,如節(jié)理、裂隙面、巖層界面、斷層等,對(duì)坡體的切割、分離,為崩塌的形成提供脫離母體(山體)的邊界條件。坡體中裂隙越發(fā)育,越易產(chǎn)生崩塌,與坡體延伸方向近于平行的陡傾構(gòu)造面,最有利于崩塌的形成。3 地形地貌:江、河、湖(水庫)、溝的岸坡及各種山坡、鐵路、公路邊坡、工程建筑物邊坡及其各類人工邊坡都是有利崩塌產(chǎn)生的地貌部位,坡度大于45 度(大多介于55度75度之間)的高陡斜坡、孤立山嘴或凹形陡坡均為
52、崩塌形成的有利地形。II外部因素:1地震2融雪、降雨特別是大雨、暴雨和長時(shí)間的連續(xù)降雨,使地表水滲入坡體,軟化巖、土 及其中軟弱面,產(chǎn)生孔隙水壓力等,從而誘發(fā)崩塌。3地表水的沖刷、浸泡4不合理的人類活動(dòng),另外還有晝夜溫差變化等(3)崩塌的防治原則:(1)繞避(2)加固山坡和路塹山坡(3)修筑攔截建筑物(4)清理危巖(5)邊坡排水具體措施:1遮擋:即遮擋斜坡上部的崩塌物。措施常用于中、小型崩塌或人工邊坡崩塌的防治中2攔截:僅在雨后才有墜石、剝落和小型崩塌的地段,可在坡腳或半坡上設(shè)攔截構(gòu)筑物。3支擋:在巖石突出或不穩(wěn)定的大孤石下面修建支柱、支擋墻或用廢鋼軌支撐。4護(hù)墻、護(hù)坡:在易風(fēng)化剝落的邊坡地段
53、,修建護(hù)墻,對(duì)緩坡進(jìn)行水泥護(hù)坡等。5鑲補(bǔ)溝縫:對(duì)坡體中的裂隙、縫、空洞,可用片石填補(bǔ)空洞,水泥沙漿溝縫等以防止裂隙、縫、洞的進(jìn)一步發(fā)展。6刷坡,削坡:在危石孤石突出的山嘴及坡體風(fēng)化破碎的地段,采用刷坡技術(shù)放緩邊坡。7排水:在有水活動(dòng)的地段,布置排水構(gòu)筑物,以進(jìn)行攔截與疏導(dǎo)。(4) 滑坡:斜坡土體和巖體在重力作用下失去原有的穩(wěn)定狀態(tài),沿著斜坡內(nèi)某些滑動(dòng)面(或滑動(dòng)帶)作整體向下滑動(dòng)的現(xiàn)象。(5) 滑坡的特點(diǎn):1.滑動(dòng)的巖土體具有整體性;2.斜坡上巖土體的移動(dòng)方式為滑動(dòng),不是傾倒或滾動(dòng),因而滑坡體的下緣常為滑動(dòng)面或滑動(dòng)帶的位置;3.規(guī)模大的滑坡一般是緩慢地往下滑動(dòng),其位移速度多在突變加速階段才顯著。
54、但有些滑坡滑動(dòng)速度一開始也很快,且在滑坡體的表層發(fā)生翻滾現(xiàn)象,因而稱這種滑坡為崩塌性滑坡。(6)滑坡基本構(gòu)造:1滑坡體:斜坡內(nèi)沿滑動(dòng)面向下滑動(dòng)的那部分巖土體。這部分巖土體雖然經(jīng)受了擾動(dòng),但大體上仍保持有原來的層位和結(jié)構(gòu)構(gòu)造的特點(diǎn)?;麦w和周圍不動(dòng)巖土體的分界線叫滑坡周界。2滑動(dòng)面、滑動(dòng)帶和滑坡床:滑坡體沿其滑動(dòng)的面稱滑動(dòng)面?;瑒?dòng)面以上,滑坡體與滑床之間具有一定厚度碎屑物質(zhì)的剪切帶,稱滑動(dòng)帶。有些滑坡的滑動(dòng)面(帶)可能不只一個(gè),在最后滑動(dòng)面以下穩(wěn)定的巖土體稱為滑坡床。3滑坡后壁:滑坡體滑落后,滑坡后部和斜坡未動(dòng)部分之間形成的一個(gè)陡度較大的陡壁稱滑坡后壁?;潞蟊诘淖笥页驶⌒蜗蚯把由?,其形態(tài)呈“圈椅”狀,稱為滑坡圈谷。4滑坡臺(tái)地:滑坡體滑落后,形成階梯狀的地面稱滑坡臺(tái)地?;屡_(tái)地的臺(tái)面往往向著滑坡后壁傾斜?;屡_(tái)地前緣比較陡的破裂壁稱為滑坡臺(tái)坎。5滑坡鼓丘:滑坡體在向前滑動(dòng)的時(shí)候,如果受到阻礙,就會(huì)形成隆起的小丘,稱為滑坡鼓丘。6滑坡舌:滑坡體的前部如舌狀向前伸出的部分稱為滑坡舌。7滑坡裂縫:在滑坡運(yùn)動(dòng)時(shí),由于滑坡體各部分的移動(dòng)速度不均勻,在滑坡體內(nèi)及表面所產(chǎn)生的裂縫稱為滑坡裂縫。8滑坡主軸:滑坡主軸也稱主滑線,為滑坡體滑動(dòng)速度最快的縱向線,它代表整個(gè)滑坡的滑動(dòng)方向。(7) 滑坡的分類:I按滑坡體的主要物質(zhì)組成和滑坡
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