公路工程地質(zhì)

公路工程地質(zhì)單元一第一章緒論1.1工程地質(zhì)學(xué)及其研究內(nèi)容工程地質(zhì)學(xué)(engineeringgeology):是研究人類工程活動與地質(zhì)環(huán)境相互作用的一們學(xué)科。地質(zhì)作用(geologyeffects)：在地質(zhì)歷史發(fā)展的過程中，促使地殼的組成物質(zhì)、構(gòu)造和地表形態(tài)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）：土和巖石的工程性質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造、地貌(geomorphy)、水文地質(zhì)(geohydrology)、地質(zhì)作用、自然地質(zhì)現(xiàn)象(naturalgeologichazards)和天然建筑材料。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。本學(xué)科的基本任務(wù):研究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安全、經(jīng)濟、穩(wěn)定，又能合理開發(fā)和保護地質(zhì)環(huán)境。研究方法：地質(zhì)分析法力學(xué)分析法工程類比法實驗法

1.2工程地質(zhì)學(xué)的研究方法注意各種方法的密切結(jié)合，即定性分析與定量分析相結(jié)合。學(xué)科組成：工程巖土學(xué)、工程地質(zhì)分析、工程地質(zhì)勘察學(xué)習(xí)方法：理論聯(lián)系實際，具體問題具體分析

1.3工程地質(zhì)學(xué)的

學(xué)科組成及學(xué)習(xí)方法工程地質(zhì)學(xué)是把地質(zhì)科學(xué)的基礎(chǔ)理論應(yīng)用于土木工程實踐，通過工程地質(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(yù)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

地球是一個不標(biāo)準(zhǔn)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地地球的內(nèi)部圈層層構(gòu)造外圈：大氣圈(atmosphere)、水圈(lithosphere)和生物圈(biosphere)內(nèi)圈：地殼(lithosphere)、地幔(mantle)和地核(core)地殼：平均厚度33KM，一般厚度15~40KM，洋殼最薄，平均均僅5~6KM。地幔：地球莫霍面以下下、古登堡面以以上的部分，厚厚度約為2900KM，主要由固體物質(zhì)質(zhì)組成。分為上上地幔和下地幔幔。地核地核是地球內(nèi)部部古登堡面以下下至地心的部分分，厚度為3500KM。分為外核和內(nèi)核核。圖2.1地球球內(nèi)圈構(gòu)造1圖2.1地球球內(nèi)圈構(gòu)造22.1.2地質(zhì)作用：在地質(zhì)歷史發(fā)發(fā)展的過程中，，促使地殼的組組成物質(zhì)、構(gòu)造造和地表形態(tài)不不斷變化的作用用，統(tǒng)稱為地質(zhì)質(zhì)作用。地質(zhì)作作用按其能量的的不同，可以分分為：內(nèi)力地質(zhì)質(zhì)作用和外力地地質(zhì)作用。2.1.2.1內(nèi)力地質(zhì)作用：由地球內(nèi)部能能（如地球的旋旋轉(zhuǎn)能、重力能能、放射性元素素蛻變的熱能等等）所引起的地地質(zhì)作用，主要要在地下深處，，并可波及到地地表。包括：地地殼運動、地震震作用、巖漿作作用和變質(zhì)作用用。2.1.2.2外力地質(zhì)作用：由地球范圍以以外的能源，如如太陽的輻射能能、日月的引力力能等為主要能能源在地表或地地表附近進行的的地質(zhì)作用。包包括：風(fēng)化作用用、剝蝕作用、、搬運作用、沉沉積作用和成巖巖作用。2.2造巖礦礦物巖石(rock)是在地質(zhì)作用下下產(chǎn)生的由一種種或多種礦物以以一定規(guī)律組成成的自然集合體體。巖石按成因因分為：巖漿巖巖(igneousrock)、沉積積巖(sedimentaryrock)、變質(zhì)巖巖(Metamorphicrock)三大類。2.2.1礦物的概念結(jié)晶礦物非結(jié)晶礦物2.2.2礦物的（肉眼））鑒定特征2.2.2.1礦物的形態(tài)：礦物單體及同同種礦物集合體體的形態(tài)顯晶礦物隱晶礦物石英1多彩的礦物常見的一些礦物物方解石2.2.2.2礦物的主要要物理性質(zhì)顏色：深色礦物、淺淺色礦物光澤：〔強弱等級〕〕金屬、半金屬屬、金剛和玻璃璃。其它如：絲絲絹、油脂、蠟蠟狀、珍珠和土土狀。硬度：礦物抵抗刻劃劃、研磨的能力力。1,talc;2,gypsum;3,calcite;4,fluorite;5,apatite;6,orthoclase(feldspar);7,quartz;8,topaz;9,corundum;and10,diamond.常見的造巖礦物物（見P9）解理和斷口：解理：礦物受外力打打擊后，按一定定方向裂開成光光滑平面的性質(zhì)質(zhì)。解理面、解解理等級、解理理組數(shù)；斷口：如礦物受外力力打擊后，無固固定方向的破裂裂并呈各種凹凸凸不平的斷面（（如貝殼、參差差狀等）。解理理和斷口互為消消長。其它：密度、彈彈性、撓性，如如滑石的滑膩感感、方解石遇鹽鹽酸起泡，石墨墨染手、磁性等等。三大類巖石的分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)結(jié)而形成的巖石。?；鹕交鹕?巖石成因分類：：侵入巖（深成巖、淺成成巖）噴出巖巖漿巖產(chǎn)狀火山3火山42.3.1.2巖漿巖的產(chǎn)狀狀巖基巖株巖蓋和巖盆巖床巖脈火山錐2.3.2巖漿漿巖的礦物成分分按礦物顏色分深色礦物:黑云母、角閃閃石、輝石、橄橄欖石淺色礦物：石英、正長石石、斜長石、白白云母按SiO2含量量分為：酸性、中性、、基性和超基性性2.3.3巖巖漿巖的結(jié)結(jié)構(gòu)巖漿巖的結(jié)構(gòu)構(gòu)是指組成巖巖石的礦物的的結(jié)晶程度、、晶粒大小、、晶體形狀及及其相互結(jié)合合的方式。1.結(jié)晶程度度全晶質(zhì)結(jié)構(gòu)、、隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)構(gòu)、玻璃質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)2.晶粒相對對大小等粒、不等粒粒（斑狀、似似斑狀）結(jié)構(gòu)構(gòu)3.晶粒絕對對大小粗粒（粒徑大大于5mm））、中粒（粒粒徑5~1mm）、細粒（粒徑1~0.1mm）2.3.4巖巖漿巖的構(gòu)構(gòu)造巖漿巖的構(gòu)造造是指巖石中中不同礦物顆顆粒集合體分分布與排列的的特征。1.塊狀構(gòu)造造2.流紋狀構(gòu)構(gòu)造3.氣孔構(gòu)造造4.杏仁構(gòu)造造2.3.5常常見的巖漿漿巖常見的巖漿巖噴出巖巖漿巖22.4沉積積巖巖石循環(huán)圈2.4.1沉沉積巖的形形成1.風(fēng)化、剝剝蝕階段2.搬運階段段3.沉積階段段4.硬結(jié)成巖巖階段2.4.2沉沉積巖的礦礦物組成1.碎屑物質(zhì)質(zhì)2.粘土物質(zhì)質(zhì)3.化學(xué)沉積積物質(zhì)4.有機質(zhì)及及生物殘骸2.4.3沉沉積巖的結(jié)結(jié)構(gòu)沉積巖的結(jié)構(gòu)構(gòu)是指沉積巖巖的組成物質(zhì)質(zhì)、顆粒大小小、形狀及結(jié)結(jié)晶程度。1.碎屑結(jié)構(gòu)構(gòu)：礫狀、砂砂質(zhì)、粉砂質(zhì)質(zhì)結(jié)構(gòu)2.泥質(zhì)結(jié)構(gòu)構(gòu)3.結(jié)晶結(jié)構(gòu)構(gòu)4.生物結(jié)構(gòu)構(gòu)2.4.4沉沉積巖的構(gòu)構(gòu)造沉積巖的構(gòu)造造是指沉積巖巖各個組成部部分的空間分分布和排列方方式。1.層理構(gòu)造造：水平、單單斜、交錯層層理2.層面構(gòu)造造：波痕、泥泥裂、雨痕等等3.結(jié)核4.生物成因因構(gòu)造層理2.4.5沉沉積巖的分分類和常見的的沉積巖1.沉積巖的的分類根據(jù)沉積巖的的組成成分、、結(jié)構(gòu)和形成成條件分為：：碎屑巖、粘粘土巖、化學(xué)學(xué)巖及生物化化學(xué)巖。2.常見的沉沉積巖（1）碎屑巖巖類：火山碎屑巖、、沉積碎屑巖巖（礫巖及角角礫巖、砂巖巖、粉砂巖））（2）粘土巖巖類：泥巖、頁巖（3）化學(xué)巖巖及生物化學(xué)學(xué)巖：石灰?guī)r、白云云巖、泥灰?guī)r巖石灰?guī)r砂巖泥巖2.6變質(zhì)質(zhì)巖地殼中已形成成的巖石（巖巖漿巖、沉積積巖、變質(zhì)巖巖），由于地地殼運動和巖巖漿運動，造造成地質(zhì)環(huán)境境和物理化學(xué)學(xué)條件的改變變，處在高溫溫、高壓和其其它化學(xué)因素素的作用下，，使巖石的成成分、結(jié)構(gòu)和和構(gòu)造發(fā)生一一系列變化。。由地球內(nèi)力力作用促使巖巖石發(fā)生礦物物成分及結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)造變化的的作用稱為變變質(zhì)作用。由由變質(zhì)作用形形成的巖石稱稱為變質(zhì)巖。。2.5.1變變質(zhì)作用的的因素及類型型根據(jù)變質(zhì)作用用的主要因素素和地質(zhì)條件件分：1.接觸變質(zhì)質(zhì)2.區(qū)域變質(zhì)質(zhì)3.混合巖化化作用4.動力變質(zhì)質(zhì)作用2.5.2變變質(zhì)巖的礦礦物成分共有礦物：石石英、長石、、云母、角閃閃石、輝石、、方解石等；；變質(zhì)礦物：紅紅柱石、綠泥泥石、滑石、、蛇紋石、石石榴子石、石石墨等。2.5.3變變質(zhì)巖的結(jié)結(jié)構(gòu)1.變余結(jié)構(gòu)構(gòu)2.變晶結(jié)構(gòu)構(gòu)3.碎裂結(jié)構(gòu)構(gòu)2.5.4變變質(zhì)巖的構(gòu)構(gòu)造1.變余構(gòu)造造2.變成構(gòu)造造（1）板狀構(gòu)構(gòu)造（2）千枚構(gòu)構(gòu)造（3）片狀構(gòu)構(gòu)造（4）片麻狀狀構(gòu)造（5）塊狀構(gòu)構(gòu)造2.6巖石石的工程地質(zhì)質(zhì)性質(zhì)2.6.1巖巖石工程性性質(zhì)的常用指指標(biāo)1.巖石的物理性質(zhì)：重度、孔隙性性2.巖石的水理性質(zhì)：吸水性、透水水性、溶解性性、軟化性、、抗凍性3.巖石的力學(xué)性質(zhì)：（1）巖石的的堅硬程度：：硬質(zhì)巖石、、軟質(zhì)巖石（2）巖石的的變形：彈性性模量、變形形模量和泊松松比（3）巖石的的強度：抗剪剪斷強度、抗抗剪強度、抗抗切強度、抗抗拉