工程地質(zhì)概述Fs課件

第二章工程地質(zhì)概述1第二章工程地質(zhì)概述1本章內(nèi)容巖石的類型和特征土的成因類型地質(zhì)作用與地質(zhì)構(gòu)造不良地質(zhì)條件地下水

2本章內(nèi)容巖石的類型和特征22-1巖石的類型和特征巖石地球由一種或多種礦物組合而成的礦物集合體

強(qiáng)度和穩(wěn)定性成分性質(zhì)變化32-1巖石的類型和特征巖石地球由一種或多種礦物組合而成的礦一、主要的造巖礦物礦物：地殼中天然生成的自然元素或化合物。造巖礦物：組成巖石的礦物（30余種）

。礦物原生礦物：由巖漿冷凝生成次生礦物：由原生礦物風(fēng)化生成4一、主要的造巖礦物礦物：地殼中天然生成的自然元素或化合物。二、巖石的成因類型巖石巖漿巖沉積巖變質(zhì)巖由巖漿侵入地殼或噴出地表而形成在地表由原巖經(jīng)風(fēng)化剝蝕作用而形成的巖石碎屑、溶液析出物或有機(jī)質(zhì)等，經(jīng)搬運(yùn)到陸地低洼處或海洋中沉積，再經(jīng)成巖作用而形成

巖石由于地殼運(yùn)動和巖漿活動等的影響發(fā)生礦物成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造的改變而形成新的巖石

地表分布最廣根據(jù)巖石的外觀特征用肉眼和簡單工具進(jìn)行鑒別

5二、巖石的成因類型巖石巖漿巖沉積巖變質(zhì)巖由巖漿侵入地殼或噴出2-2土的成因類型

風(fēng)化剝蝕搬運(yùn)沉積巖石地球土地球土：第四紀(jì)沉積物殘積土坡積土湖積土沖積土洪積土海積土冰積土風(fēng)積土62-2土的成因類型風(fēng)化巖石地球土地球土：第四紀(jì)沉積物殘殘積土巖石經(jīng)風(fēng)化后未被搬運(yùn)而殘留于原地的碎屑物質(zhì)所組成的土體殘積土的分布受地形控制殘積土中殘留碎屑的礦物成分，在很大程度上與下臥母巖一致

7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)所組成的土體坡積土雨雪水流將高處的巖石風(fēng)化產(chǎn)物，順坡向下搬運(yùn)搬運(yùn)，或由于重力的作用而沉積在較平緩的山坡或坡角處的土一般分布在坡腰或坡腳，其上部與殘積土相接隨斜坡自上而下逐漸變緩，呈現(xiàn)由粗而細(xì)

礦物成分與下臥基巖沒有直接關(guān)系

8坡積土雨雪水流將高處的巖石風(fēng)化產(chǎn)物，順坡向下搬運(yùn)搬運(yùn)，或由于洪積土由暴雨或大量融雪驟然集聚而成的暫時(shí)性山洪急流，將大量的基巖風(fēng)化產(chǎn)物或?qū)⒒鶐r剝蝕、搬運(yùn)、堆積于山谷沖溝出口或山前傾斜平原而形成的堆積物離山區(qū)由近漸遠(yuǎn)顆粒呈現(xiàn)由粗到細(xì)的分選作用

地貌特征，靠山近處窄而陡，離山較遠(yuǎn)處寬而緩，形似扇形或錐體，稱為洪積扇（錐）

9洪積土由暴雨或大量融雪驟然集聚而成的暫時(shí)性山洪急流，將大量的沖積土平原河谷橫斷面示例

山區(qū)河谷橫斷面示例

河流兩岸的基巖及其上部覆蓋的松散物質(zhì)，被河流流水剝蝕后，經(jīng)搬運(yùn)、沉積于河流坡降平緩地帶而形成的沉積土具有明顯的層理構(gòu)造，具有明顯的分選現(xiàn)象可分為平原河谷沖積土、山區(qū)河谷沖積土和三角洲沖積土等類型

10沖積土平原河谷橫斷面示例山區(qū)河谷橫斷面示例河流兩岸的基巖2-3地質(zhì)作用與地質(zhì)構(gòu)造一、地質(zhì)作用概念：引起地殼成分和構(gòu)造以及地表形態(tài)發(fā)生變化的作用。分類：內(nèi)力地質(zhì)作用和外力地質(zhì)作用。地貌：地殼在內(nèi)力和外力地質(zhì)作用下，形成了各種類型的地形。

基巖：原來生成的、具有一定連續(xù)性的巖石

覆蓋土：覆蓋在基巖之上的各種成因的沉積物

112-3地質(zhì)作用與地質(zhì)構(gòu)造一、地質(zhì)作用11二、地質(zhì)構(gòu)造基本概念：地殼中的巖體由于受到地殼運(yùn)動的作用而發(fā)生連續(xù)或不連續(xù)的永久性形變而形成的種種構(gòu)造形態(tài)?；绢愋?/p>

褶皺構(gòu)造：地殼運(yùn)動使層狀巖層在構(gòu)造應(yīng)力作用下形成一系列波狀彎曲而未喪失其連續(xù)性的構(gòu)造。分為背斜和向斜兩種。

斷裂構(gòu)造：在地殼運(yùn)動的作用下，巖層喪失了原有的連續(xù)完整性，在其內(nèi)部產(chǎn)生了許多斷裂面。分為節(jié)理和斷層兩種類型。12二、地質(zhì)構(gòu)造12三、地質(zhì)年代基本概念：地殼發(fā)展歷史與地殼運(yùn)動、沉積環(huán)境及生物演化相應(yīng)的時(shí)代段落，地質(zhì)年代有絕對的和相對的之分，相對地質(zhì)年代在地史的分析中廣為應(yīng)用。地質(zhì)年代的劃分：

代紀(jì)世期地質(zhì)年代對應(yīng)的地層單位：界系統(tǒng)階（層）13三、地質(zhì)年代132-4不良地質(zhì)條件斷層巖層節(jié)理發(fā)育山坡滑動河床沖淤岸坡失穩(wěn)河溝側(cè)向位移142-4不良地質(zhì)條件斷層142-5地下水上層滯水

埋藏在地表淺處、局部隔水層（透水體）的上部且具有自由水面的地下水。

潛水埋藏在地表以下第一個(gè)穩(wěn)定隔水層以上的具有自由水面的地下水。

承壓水充滿于兩個(gè)連續(xù)的穩(wěn)定隔水層之間的含水層中的地下水。

1-上層滯水；2-潛水；3-承壓水一、地下水的埋藏條件152-5地下水上層滯水1-上層滯水；2-潛水；3-承壓水一、二、土的滲透性碎散性多孔介質(zhì)三相體系孔隙流體流動滲流水、氣等在土體孔隙中流動的現(xiàn)象滲透性土具有被水、氣等流體透過的性質(zhì)滲透特性強(qiáng)度特性變形特性土木工程領(lǐng)域內(nèi)的許多工程實(shí)踐都與土的滲透性密切相關(guān)。

16二、土的滲透性碎散性多孔介質(zhì)三相體系孔隙流體流動滲流水、氣等達(dá)西定律滲透定律i：水力梯度，或水力坡降注意：v是假想滲流速度，土體試樣全斷面的平均滲流速度。在砂土中水的運(yùn)動符合于達(dá)西定律；而在粘性土中只有當(dāng)水力梯度超過所謂起始梯度時(shí)才開始發(fā)生滲流。對于礫石、卵石等粗粒土中的滲流，一般速度較大，達(dá)西定律不再適用，工程中采用經(jīng)驗(yàn)公式求滲透速度。

土的滲透系數(shù)可以通過室內(nèi)滲透試驗(yàn)或現(xiàn)場抽水試驗(yàn)來測定。

k:

反映土的透水性能的系數(shù)，稱為滲透系數(shù)物理意義：水力坡降i＝1時(shí)的滲流速度單位：mm/s,cm/s,m/s,m/day適用條件：層流，即流速不大時(shí)，可用雷諾數(shù)

Re進(jìn)行判斷17達(dá)西定律滲透定律i：水力梯度，或水力坡降注意：v是假想三、動水力和滲流破壞動水力的概念物理意義：地下水的滲流對單位體積土體內(nèi)土骨架所產(chǎn)生的力。GD=γwi大?。悍较颍号ci方向一致（均質(zhì)土與滲流方向一致）作用對象：土骨架一.動水力（滲透力）18三、動水力和滲流破壞動水力的概念物理意義：地下水的滲流對單位基本類型二.滲流破壞流砂管涌土工建筑物及地基由于滲流作用而出現(xiàn)的破壞形成條件防治措施19基本類型二.滲流破壞流砂管涌土工建筑物及地基由于滲流作用Fs:

安全系數(shù)1.5～2.0[i]:

允許坡降i<icr:i=

icr:i>icr:土體處于穩(wěn)定狀態(tài)土體發(fā)生流砂破壞土體處于臨界狀態(tài)流砂的形成條件經(jīng)驗(yàn)判斷：無壓重時(shí)：20Fs:安全系數(shù)1.5～2.0[i]:允許坡降i管涌原因：內(nèi)因——有足夠多的粗顆粒形成大于細(xì)粒徑的孔隙通道外因——滲透力足夠大

在滲流作用下，一定級配的無粘性土中的細(xì)小顆粒，通過較大顆粒所形成的孔隙發(fā)生移動，最終在土中形成與地表貫通的管道。管涌管涌破壞二.滲流破壞21管涌原因：內(nèi)因——有足夠多的粗顆粒形成大于細(xì)粒徑的孔隙通道第二章工程地質(zhì)概述22第二章工程地質(zhì)概述1本章內(nèi)容巖石的類型和特征土的成因類型地質(zhì)作用與地質(zhì)構(gòu)造不良地質(zhì)條件地下水

23本章內(nèi)容巖石的類型和特征22-1巖石的類型和特征巖石地球由一種或多種礦物組合而成的礦物集合體

強(qiáng)度和穩(wěn)定性成分性質(zhì)變化242-1巖石的類型和特征巖石地球由一種或多種礦物組合而成的礦一、主要的造巖礦物礦物：地殼中天然生成的自然元素或化合物。造巖礦物：組成巖石的礦物（30余種）

。礦物原生礦物：由巖漿冷凝生成次生礦物：由原生礦物風(fēng)化生成25一、主要的造巖礦物礦物：地殼中天然生成的自然元素或化合物。二、巖石的成因類型巖石巖漿巖沉積巖變質(zhì)巖由巖漿侵入地殼或噴出地表而形成在地表由原巖經(jīng)風(fēng)化剝蝕作用而形成的巖石碎屑、溶液析出物或有機(jī)質(zhì)等，經(jīng)搬運(yùn)到陸地低洼處或海洋中沉積，再經(jīng)成巖作用而形成

巖石由于地殼運(yùn)動和巖漿活動等的影響發(fā)生礦物成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造的改變而形成新的巖石

地表分布最廣根據(jù)巖石的外觀特征用肉眼和簡單工具進(jìn)行鑒別

26二、巖石的成因類型巖石巖漿巖沉積巖變質(zhì)巖由巖漿侵入地殼或噴出2-2土的成因類型

風(fēng)化剝蝕搬運(yùn)沉積巖石地球土地球土：第四紀(jì)沉積物殘積土坡積土湖積土沖積土洪積土海積土冰積土風(fēng)積土272-2土的成因類型風(fēng)化巖石地球土地球土：第四紀(jì)沉積物殘殘積土巖石經(jīng)風(fēng)化后未被搬運(yùn)而殘留于原地的碎屑物質(zhì)所組成的土體殘積土的分布受地形控制殘積土中殘留碎屑的礦物成分，在很大程度上與下臥母巖一致

28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)所組成的土體坡積土雨雪水流將高處的巖石風(fēng)化產(chǎn)物，順坡向下搬運(yùn)搬運(yùn)，或由于重力的作用而沉積在較平緩的山坡或坡角處的土一般分布在坡腰或坡腳，其上部與殘積土相接隨斜坡自上而下逐漸變緩，呈現(xiàn)由粗而細(xì)

礦物成分與下臥基巖沒有直接關(guān)系

29坡積土雨雪水流將高處的巖石風(fēng)化產(chǎn)物，順坡向下搬運(yùn)搬運(yùn)，或由于洪積土由暴雨或大量融雪驟然集聚而成的暫時(shí)性山洪急流，將大量的基巖風(fēng)化產(chǎn)物或?qū)⒒鶐r剝蝕、搬運(yùn)、堆積于山谷沖溝出口或山前傾斜平原而形成的堆積物離山區(qū)由近漸遠(yuǎn)顆粒呈現(xiàn)由粗到細(xì)的分選作用

地貌特征，靠山近處窄而陡，離山較遠(yuǎn)處寬而緩，形似扇形或錐體，稱為洪積扇（錐）

30洪積土由暴雨或大量融雪驟然集聚而成的暫時(shí)性山洪急流，將大量的沖積土平原河谷橫斷面示例

山區(qū)河谷橫斷面示例

河流兩岸的基巖及其上部覆蓋的松散物質(zhì)，被河流流水剝蝕后，經(jīng)搬運(yùn)、沉積于河流坡降平緩地帶而形成的沉積土具有明顯的層理構(gòu)造，具有明顯的分選現(xiàn)象可分為平原河谷沖積土、山區(qū)河谷沖積土和三角洲沖積土等類型

31沖積土平原河谷橫斷面示例山區(qū)河谷橫斷面示例河流兩岸的基巖2-3地質(zhì)作用與地質(zhì)構(gòu)造一、地質(zhì)作用概念：引起地殼成分和構(gòu)造以及地表形態(tài)發(fā)生變化的作用。分類：內(nèi)力地質(zhì)作用和外力地質(zhì)作用。地貌：地殼在內(nèi)力和外力地質(zhì)作用下，形成了各種類型的地形。

基巖：原來生成的、具有一定連續(xù)性的巖石

覆蓋土：覆蓋在基巖之上的各種成因的沉積物

322-3地質(zhì)作用與地質(zhì)構(gòu)造一、地質(zhì)作用11二、地質(zhì)構(gòu)造基本概念：地殼中的巖體由于受到地殼運(yùn)動的作用而發(fā)生連續(xù)或不連續(xù)的永久性形變而形成的種種構(gòu)造形態(tài)。基本類型

褶皺構(gòu)造：地殼運(yùn)動使層狀巖層在構(gòu)造應(yīng)力作用下形成一系列波狀彎曲而未喪失其連續(xù)性的構(gòu)造。分為背斜和向斜兩種。

斷裂構(gòu)造：在地殼運(yùn)動的作用下，巖層喪失了原有的連續(xù)完整性，在其內(nèi)部產(chǎn)生了許多斷裂面。分為節(jié)理和斷層兩種類型。33二、地質(zhì)構(gòu)造12三、地質(zhì)年代基本概念：地殼發(fā)展歷史與地殼運(yùn)動、沉積環(huán)境及生物演化相應(yīng)的時(shí)代段落，地質(zhì)年代有絕對的和相對的之分，相對地質(zhì)年代在地史的分析中廣為應(yīng)用。地質(zhì)年代的劃分：

代紀(jì)世期地質(zhì)年代對應(yīng)的地層單位：界系統(tǒng)階（層）34三、地質(zhì)年代132-4不良地質(zhì)條件斷層巖層節(jié)理發(fā)育山坡滑動河床沖淤岸坡失穩(wěn)河溝側(cè)向位移352-4不良地質(zhì)條件斷層142-5地下水上層滯水

埋藏在地表淺處、局部隔水層（透水體）的上部且具有自由水面的地下水。

潛水埋藏在地表以下第一個(gè)穩(wěn)定隔水層以上的具有自由水面的地下水。

承壓水充滿于兩個(gè)連續(xù)的穩(wěn)定隔水層之間的含水層中的地下水。

1-上層滯水；2-潛水；3-承壓水一、地下水的埋藏條件362-5地下水上層滯水1-上層滯水；2-潛水；3-承壓水一、二、土的滲透性碎散性多孔介質(zhì)三相體系孔隙流體流動滲流水、氣等在土體孔隙中流動的現(xiàn)象滲透性土具有被水、氣等流體透過的性質(zhì)滲透特性強(qiáng)度特性變形特性土木工程領(lǐng)域內(nèi)的許多工程實(shí)踐都與土的滲透性密切相關(guān)。

37二、土的滲透性碎散性多孔介質(zhì)三相體系孔隙流體流動滲流水、氣等達(dá)西定律滲透定律i：水力梯度，或水力坡降注意：v是假想滲流速度，土體試樣全斷面的平均滲流速度。在砂土中水的運(yùn)動符合于達(dá)西定律；而在粘性土中只有當(dāng)水力梯度超過所謂起始梯度時(shí)才開始發(fā)生滲流。對于礫石、卵石等粗粒土中的滲流，一般速度較大，達(dá)西定律不再適用，工程中采用經(jīng)驗(yàn)公式求滲透速度。

土的滲透系數(shù)可以通過室內(nèi)滲透試驗(yàn)或現(xiàn)場抽水試驗(yàn)來測定。

k:

反映土的透水性能的系數(shù)，稱為滲透系數(shù)物理意義：水力坡降i＝1時(shí)的滲流速度單位：mm/s,cm/s,m/s,m/day適用條件：層流，即流速不大時(shí)，可用雷諾