工程地质.问题及其防治措施

工程地质.问题及其防治措施
第一章岩石和地质构造
第一节
地球的构造分为外部和内部，外部包括大气圈、水圈、生物圈，内部包括地壳、地幔、地核。

组成地壳的基本物质是岩石，岩石按成因划分可分为岩浆岩、沉积岩和变质岩。

第二节造岩矿物
1、矿物：具有一定化学成分和物理性质的自然元素单质和化合物。

包括造岩矿物、造矿矿物、次生矿物（常见的有蒙脱石、伊利石、高岭石，三个的亲水性依次减弱）。

2、矿物的颜色矿物的颜色分为自色、假色、他色，前两个可用来鉴别矿物。

3、条痕色：指矿物粉末的颜色。

鉴别工具：条痕板
4、硬度：矿物抵抗外力刻划研磨的能力。

下列十种矿物硬度等级由高到低的排序：滑石、石膏、方解石、萤石、磷灰石、正长石、石英、黄玉、刚玉、金刚石。

（顺口溜：滑石方萤磷，正石黄刚金）。

5、解理：矿物受外力作用，其内部质点间的连接力被破坏，沿一定方向形成一系列光滑的破裂面的性质。

（断口：不具方向性的不规则断裂面。

）依据解理发育的完全程度可分为：极完全解理（云母）、完全解理（方解石）、中等解理、不完全解理。

判断：解理与断口是相互消长的。

第三节岩石
1、岩浆岩：
（1）概念：岩浆喷出地表或侵入地壳所形成的岩石。

是岩石中的基本岩类。

概念常见的如花岗岩、正长岩、玄武岩、流纹岩。

（2）岩浆岩的类型：①按其形成的地质环境的不同可分为按其形成的地质环境的不同可分为：深成岩、浅成岩、喷出岩，结晶良好程度由好变差。

②按其产状划分：岩基、岩株、岩盘、岩床、岩脉和岩墙。

③按其所含SiO2 含量可划分为酸性岩类含量可划分为：（SiO2
＞65%）中性岩类、（65%≤SiO2＜50%）基性岩类、（50% ≤SiO2＜45%）、超基性岩类（SiO2≤45%）；酸性的颜色浅，比重小；基性的颜色深，比重大。

（3）岩浆岩的结构结构（按其结晶程度）可分为：玻璃质结构（又称非晶质结构）、隐晶质结构、全晶质粒结构状结构。

（4）构造：块状构造如花岗岩、流纹状构造如流纹岩、气孔构造或杏仁构造。

构造
2、沉积岩、
（1）概念：地壳中的岩石经风化等作用形成的松散沉积物，经搬运、沉积和成岩等一系列地质作用所概念形成的层状岩石。

（2）沉积岩的特点特点：表现在组成成分、结构和构造三方面。

特点①组成成分：碎屑物质、粘土矿物、化学沉积物、有机质及生物残骸。

②结构：碎屑结构、泥质结构、结晶结构、生物结构。

③构造：层理构造（最显著的构造特征，包括水平层理、斜层理和交错层理。

最显著的构造特征）最显著的构造特征
3、变质岩、
（1）概念概念：母岩经变质作用所形成的新的一类岩石。

概念
（2）变质岩的特点：①具有特有的变质矿物变质矿物，如石榴子石、滑石、绿泥石、蛇纹石变质矿物②具有特有的变质结构：变晶结构、变余结构和碎裂结构。

③构造：主要指片理构造（包括片麻状构造如片麻岩、片状构造如云母、千枚层状构造如千枚岩、板状构造如板岩）和块状构造（如大理岩和石英岩）。

第五节地质构造
1、岩层、
（1）岩层构造特征包括岩层的层面、厚度和产状。

（2）产状的三要素走向、倾向、倾角。

其中走向和倾向是相互垂直的，走向=倾向+90°，倾向=走向-90走向：岩层在空间的延伸方向；倾向：岩层在空间的倾斜方向；倾角：岩层在空间倾斜角的大小。

2、褶皱构造、
（1）概念：岩层受到构造应力的强烈作用，使岩层形成一系列波
浪起伏的弯曲状而未丧失其连续性的构造。

（野外观察时，岩层有规律的重复出现，必为褶皱构造）
（2）褶曲的基本形态：向斜褶曲、背斜褶曲（填空、判断）。

若岩层的新老关系顺序是从新到老，又重现新的岩层，则为背斜构造；反之，则为向斜构造。

（3）按褶曲的轴面产状不同，可划分为：直立褶曲、倾斜褶曲、倒转褶曲、平卧褶曲。

3、断裂构造（
1）概念：岩层受到构造应力的强烈作用，使岩层的连续性遭到破坏，形成一系列大小不一、形式不同的断裂。

（
2）类型：节理和断层
（3）节理（即裂隙）：岩层受构造应力作用断裂后，岩层沿着破裂面未产生显著位移的小型断裂构造。

按其形成的原因，分为构造节理和非构造节理；按其受力特点分为：张节理、剪（扭）节理。

（4）断层①概念：岩层受构造应力作用断裂后，岩层沿着破裂面产生显著位移的断裂构造。

②断层的组成要素：断层面和破碎带、断层线、断层盘、断距。

上盘（下降盘），下盘（上升盘）。

③断层的基本类型：正断层、逆断层、平移断层。

正断层：上盘沿断层面相对下降，下盘沿断层面相对上升的断层。

（受水平张力及重力作用）逆断层：上盘沿断层面相对上升，下盘沿断层面相对下降的断层。

（受水平挤压力作用）
4、不整合构造
（1）平行不整合：不整合面上、下两套岩层之间的地质年代不连续，但彼此的产状基本一致。

（2）角度不整合：不整合面上、下两套岩层之间的地质年代不连续，而且彼此的产状也不一致。

第六节岩石与岩体的工程性质
1、岩石与岩体的概念
（1）岩石：由一种或多种矿物组成，并具有结构与构造的固体岩块。

（2）岩体：由一种或多种岩石构成的地质体，包含岩层的层理等
结构面和形状各异的结构体所组成的复合体。

2、岩石的水理性质
（1）概念：岩石与水相互作用时所表现出的性质，包括吸水性、透水性、软化性和抗冻性。

（2）吸水性：岩石在一定条件下的吸水性能。

（3）透水性：岩石被水透过的性能。

常用渗透系数表示岩石渗水性的大小。

（4）软化性：岩石浸水后强度降低的性能。

（5）抗冻性：岩石抵抗冻融破坏的能力。

3、岩石的主要力学性质
（1）变形物理量弹
（2）岩石的强度岩石抵抗外力破坏的能力。

包括抗压强度、抗拉强度、抗剪强度。

主要指抗压强度。

4、影响岩石工程性质的主要因素（1）内因岩石的组成成分、结构及构造.（依据三类岩石简单举例）（2）外因风化作用和水5、岩体结构面类型（按其成因划分）岩体结构面类型（1）原生结构面如沉积岩的层面、层理，岩浆岩的节理面，变质岩的片
理面、板理面；（2）构造结构面如节理、断层；（3）次生结构面如风化作用、水等作用形成的风化裂隙。

6、岩体的类型块状结构——变形特征可视为弹性各向同性体；层状结构——变形特征可视为弹塑性体，稳定性较差；破裂状结构——变形特征可视为弹塑性介质，稳定性很差；散体结构——接近松散体介质，稳定性极差.
第二章建筑工程地质问题
第一节风化作用
1、概念：引起岩石发生物理和化学性质变化、导致其强度和稳定性降低的作用。

2、类型物理风化作用——一种机械破碎作用，不改变岩石的化学成分；化学风化作用——不断改变岩石的物理状态，而且改变岩石的化学成分；包括水化作用、氧化作用、水解作用、溶解作用。

生物风
化作用——岩石在动植物和微生物影响下所遭受的破坏作用。

3、岩石的风化产物——风化壳和残积层；由地表向下风化程度依次减弱至消失。

第二节流水的地质作用
1、流水的地质作用包括侵蚀、搬运和堆积。

2、流水的侵蚀作用包括溶蚀和机械侵蚀，河流的截弯取直现象是由于河流的机械侵蚀作用形成的。

3、河岸的防护措施（1）直接防护岸边不受冲蚀的措施，如抛石、铺砌、岸坡绿化、护岸挡墙；（2）调节径流改变水流方向、流速和流量，如修建丁坝、横墙。

第三节滑坡1、概念斜坡上的岩土体在重力作用下失去其原有的稳定状态，沿斜坡上的某些滑动面整体向下滑移的现象。

2、滑坡形成的条件（1）滑动的岩土体具有整体性（2）岩土体的移动方式为滑动（3）下滑的速度是缓慢下滑
3、滑坡的分类（1）按滑坡体的物质组成分为：覆盖层滑坡、基岩滑坡和特殊滑坡
4、滑坡的发育过程蠕动变形阶段、滑动破坏阶段、渐趋稳定阶段
5、影响滑坡的因素
（1）内因①斜坡外形斜坡越陡、高度越大、坡脚无支挡结构时，越易滑坡；②岩性亲水软化的土层和一些软岩易发生滑坡；③构造（2）外因①水②地震
斜坡内的软弱面与斜坡坡面倾向一致。

使岩石软化，强度降低，使岩土体加速风化；地表水冲刷坡脚；地下水上升增加水力坡度；地震使岩土体结构破坏，降低抗剪强度；地震波使岩土体承受惯性力，增加下滑力；
③人为因素切坡不当、任意堆载。

7、滑坡的治理（1）滑坡的治理原则预防为主，防治结合；综合整治，有主有次；早治小治，贵在及时；力求根治，以防后患；因地制宜，就地取材；安全经济，正确施工。

（2）滑坡的治理措施第四节崩塌
1、概念陡峻斜坡上的某些大块岩块突然崩落或滑落，顺山坡猛烈的翻滚跳跃，岩块相互撞击破碎，最后堆积于坡脚，这一现象就称为崩塌。

2、崩塌产生的条件和影响因素：1地形地貌.地形条件的受复杂程度及斜坡坡度控制着岩崩滑坡产生的监空条件2. 地层岩性：斜坡的地层岩性，是发生滑坡的物质基础。

3. 地质构造：一个地区的地质构造环境，对滑坡的形成有多方面的影响
第五节泥石流
1、概念是山区特有的一种不良地质现象，由暴雨或上游冰雪消融形成的携带大量泥土和石块的间歇性洪流。

2、泥石流的流域划分为形成区、流通区、排泄区。

3、泥石流的形成条件（1）地形条件（2）地质条件上游形成区三面环山，有利于固体和碎屑的集中；中游流通区为狭窄、坡陡的深谷，厚度大、结构松软、易于风化或软硬相间、层理发育的岩层为泥石流提供大量的泥石物质；认为采矿、采石的弃渣及乱伐山林造成的山坡水土流失。

（3）水文气象条件水既是泥石流的组成部分，又是搬运泥石流物质的基本动力。

4、防治措施（1）防治原则以防为主、避强治弱、局部防护、重点处理、综合治理（2）预防措施①上游地段做好水土保持工作②疏导地表水和地下水③修筑防护工程④修筑支挡工程（3）治理措施①拦截措施如修筑拦渣坝、设置停淤场；②滞流措施如固定河床、平缓纵坡；
③疏排和利导措施，在下游修筑排洪道、急流槽、导流堤。

第六节岩溶与土洞
1、岩溶与土洞的概念岩溶：也称喀斯特，它是由地表水或地下水对可溶性岩石的溶蚀作用而产生的一系列地质现象。

土洞：地表水和地下水对土层的溶蚀和冲刷作用导致产生空洞，空洞扩展而导致地表陷落，形成土洞。

2、岩溶的形成条件①可溶岩
第七节地震
1、地震按成因分类：构造地震、火山地震、陷落地震、人工触发
地震。

其中世界上90%的地震都属于构造地震，而修建水库或人工向地下大量灌水时，将会导致人工触发地震。

绕避滑坡、削坡减载、支挡、排水防水
使泥石流得以迅猛直泻；下游排泄区地形开阔平坦，便于泥石流的倾泻和固体物质的堆积。

②流动侵蚀性水③适宜的地质构造
2、地震波的分类：地震波可分为体波和面波，体波包括纵波和横波，面波包括瑞雷波和勒夫波。

其中传播速度大小的排序是：纵波速度最快（表现为上下震动），横波传播速度次之（表现为左右摇摆），面波传播速度最慢。

3、地震震级与地震烈度①地震震级：用于衡量地震大小的标准。

一次地震中震级只有一个。

②地震烈度：衡量地面破坏轻重程度的标准。

一次地震中地震烈度有很多个。

③地震烈度可分为基本烈度、建筑场地烈度、设计烈度。

基本烈度是指一个地区可能遭遇到的最大地震烈度；建筑场地烈度是指比基本烈度降低或提高半度至一度；设计烈度是指抗震设计所采用的烈度。

4、地震效应及其破坏形式①地震破坏效应包括：地震力效应、地震破裂效应、地震液化效应、地震激发地质灾害效应。

②地震破坏形式包括：共振破坏、驻波破坏、相位差动破坏、地震液化破坏。

一．名词解释
工程地质学：是一门研究与工程建设有关的地质问题，为工程建设服务的地质学科，它是地质学的分支学科，属于应用地质学的范畴。

工程地质条件：与工程建筑物有关的地质因素的综合。

工程地质问题：建筑物与工程地质条件之间所存在的矛盾。

区域稳定性：是指在内、外动力作用下，现今一定区域地壳表层的相对稳定程度及其对工程建筑安全的影响程度。

活断层：：目前还在持续活动的断层，或在历史时期或近期地质时期活动过、极可能在不远的将来重新活动的断层。

地震烈度：衡量地震所引起的地面震动强烈程度的尺度。

地震震级：衡量地震本身大小的尺度。

地震效应：在地震作用影响范围内，地面出现的各种震害或破坏。

蠕滑：斜坡岩土体沿局部滑移面向临空方向的缓慢剪切变形
崩塌：斜坡岩土体被陡倾的拉裂面破坏分割，突然脱离母体以垂直位移运动为主，以翻滚、
跳跃和坠落方式堆积坡脚即为崩塌
滑坡：斜坡岩土体沿着贯通的剪切破坏面所发生的滑移现象。

岩溶作用：地下水和地表水对可溶性岩石的破坏和改造作用。

泥石流：发生在山区的一种含有大量泥沙、石块的暂时性湍急水流。

二．填空
1.工程地质学研究方法：自然历史分析法,数学力学分析法,模型模拟试验法,工程地质类比法.
2.工程地质成因演化论揭示了工程地质条件的形成和演化的本质因素。

3.三大地台：华北，扬子，塔里木。

4.中国工程地质条件组合类型：高原冻土型，高山峡谷型，干旱内陆盆地型，黄土高原型，红色盆地型，岩溶高原型。

5.区域稳定性包括：区域地壳稳定性分析和区域稳定性分级分区等理论方法。

6.区域稳定性理论代表：安全岛理论，构造控制理论，区域稳定工程地质理论。

7.区域稳定性分级原则：首先考虑地震作用，其次考虑山体及地表稳定性和地震对岩土体稳定性的影响。

可分为：不稳定，次不稳定，基本稳定，稳定。

8.对于一个大区域，可按稳定性程度由大到小分为：地区，地带，地段，地点四级。

9.岩体结构要素：结构面，结构体。

10.活断层活动方式：粘滑，蠕滑。

11.断层分类：正，逆，平移。

12.活断层运动参数：产状，长度，断距，错动频率，错动周期，
活动年龄。

13.纵波：振幅小，周期短，速度快，能量大，使建筑物上下颠簸；横波：振幅大，周期长，速度慢，仅能在固体介质中传播，使建筑物晃动。

14.一次地震只有一个震级，不同地点烈度不同。

15.地震烈度分为：基本烈度，设防烈度。

16.地震效应：震动破坏效应，地面破坏效应，前者为主。

18.对震害有重大影响的工程地质条件：岩土类型及性质，地质构造，地形地貌条，地下水。

19.斜坡基本要素：坡面，坡肩，坡顶，坡脚，坡高，坡角，坡体。

20.斜坡破坏类型：滑坡，崩塌。

21.斜坡变形类型：拉裂，蠕滑，弯折倾倒。

22.崩塌的类型：滑移式崩塌，悬臂拉断式崩塌，倾倒式崩塌，滑移式崩塌，座落式崩塌。

23.滑坡裂隙：拉张裂隙，剪切裂隙，鼓张裂隙，扇形裂隙。

24.斜坡稳定性评价方法：定性评价（成因历史分析法，工程地质类比法，赤平投影图解分析法）定量评价（刚体极限平衡法，有限单元法，概率分析法）
25.对于正在滑坡的滑坡计算K 取0.95~1.00。

26.岩溶发育条件：有可溶性岩石，具有溶蚀能力的水，具有良好的水的循环交替条件。

27.泥石流域划分：形成区，流通区，堆积区。

28.泥石流流态：紊动流，扰动流，蠕动流。

29.泥石流具体治理措施：生物措施，工程措施。

30.滑坡稳定性验算：均匀的粘土用圆弧法分析。

31.斜坡变形破坏预测：空间预测，时间预报。

32.对震害有影响的工程地质条件：岩土类型及性质、地质构造、地形地貌、地下水。

四．简答
1.工程地质学主要任务。

①阐明建筑地区的工程地质条件；②论证建筑物所存在的工程地质问题；③选择地质条件优良的建筑场址；
④研究工程建筑物兴建后对地质环境的影响；
⑤提出有关建筑物类型、规模、结构和施工方法的合理建议；⑥为拟定改善和防治不良地质作用的措施方案提供地质依据
2.区域稳定性评价方法a)收集区域性地质、地震资料、地球物理探测资料、遥感图像资料以及自然气象水文资料。

b)对资料进行分析，着重分析构造体系与构造应力场，判断断裂的力学性质、断裂复合形式及形态的特定部位，分析第四纪地壳活动特征和沉积物特征。

c)根据分析，进行野外地质调查，调查断裂构造的发育演变历史和新近活动迹象。

d)进行光弹试验。

相似材料模型试验和数值模拟分析。

最后，综合评价分析
3.岩石组合特征和划分依据岩石组合特征和划分依据①岩石组合首先考虑岩石软硬程度，其次是岩层厚度，第三是岩体中各类夹层的发育特征；②每一岩组均有其一定的岩石组合特征，具有相似的工程地质特性；③岩组划分不宜过大，过大会掩盖岩体强度的薄弱环节；
④岩组划分必须建立在建造的基础上。

4.岩体结构类型划分依据岩体结构类型划分依据
首先要依据岩石组合特征，其次应充分反映岩体的不均一性和不连续特征。

5.岩体结构对工程岩体的控制作用表现在岩体结构对工程岩体的控制作用表现在①对工程岩体特性起着本质性的影响；②控制着工程岩体的变形与破坏；③制约着工程岩体的稳定性。

6.砂土液化机理砂土液化机理饱水砂土在地震、动力荷载的反复作用下，受到强烈振动而丧失抗剪强度，使砂粒处于悬浮状态，致使地基失效。

7.对震害有影响的工程地质条件对震害有影响的工程地质条件对震害有影响的工程岩土类型及性质、地质构造、地形地貌、地下水。

8.活断层的鉴别活断层的鉴别1)地质、地貌和水文地质特征：地质标志地质标志：最新沉积物的地层错断，松散、未胶结的断层破碎带。

地貌特征地貌特征：断层崖、地质标志地貌特征三角面、断层陡坎等呈线性分布；洪积扇叠置、河流裂点等；河流、山脊或冲沟的水
平位错；水文地质特征水文地质特征：泉水呈线性分布，且植被发育；温泉出现；河流、山脊或冲沟的水平位错；河床剖面上形成瀑布。

2)历史上地震地表错断的相关记录3)使用仪器测定
9.活断层对工程安全性影响活断层对工程安全性影响①断层活动可能引起破坏性地震，危及工程安全；②地震的震动效应可能导致液化、震陷、滑坡、崩塌等地质灾害；③地震断层地表错动破坏工程设施；④活动断层还能以缓慢蠕滑方式活动，危害工程安全。

10.水对斜坡的作用水对斜坡的作用软化作用，降低岩体抗剪强度和斜坡稳定性；冲刷作用，使河岸变高变陡，坡脚和滑动面临空，为滑坡提供条件；静水压力作用，总体对斜坡稳定性不利；动水压力作用，对斜坡稳定性不利还会导致斜坡失稳；浮托力作用，降低坡体有效重量，抗滑力降低。

11.岩溶渗漏防护措施岩溶渗漏防护措施降低岩体透水性；封堵渗漏通道。

具体方法：灌浆、铺盖、堵洞、截渗、疏导。

12.泥石流形成条件泥石流形成条件地形条件：泥石流的形成区多为三面环山、一面出口的半圆形宽阔地段，周围山坡高陡多为陡坡；流通区的纵坡坡度地形条件大，沟谷狭窄，岸坡陡峻；堆积区为开阔的山前倾斜平原。

地质条件地质条件：泥石流活动强烈山区多为新构造运动活跃、地质条件质构造复杂，岩石风化破碎、地震频发、崩塌灾害多发地段。

气象水文条件气象水文条件：泥石流形成需要强烈的暂时性地表径流。

气象水文条件13.泥石流防治措施：泥石流的治理措施包括生物措施和工程措施。

生物措施生物措施：培育或恢复植被、合理耕牧，维持较为优化的生态平衡。

工泥石流的治理措施生物措施工程措施：蓄水、引水工程；支挡工程；拦挡工程。

程措施泥石流预防的主要措施，主要包括泥石流的空间预测和时间预报、泥石流爆发危险度判定等。

空间预测空间预测主要是根据研泥石流预防空间预测究区域的大小和用途不同，编制泥石流分布图。

时间预报时间预报主要对暴雨型泥石流发生进行了研究。

爆发危险度判定爆发危险度判定分为时间预报
爆发危险度判定单因素判定法(最大方量)和多因素数量化综合判定
法
14.崩塌与滑坡的区别崩塌与滑坡的区别崩塌的特征：一般发生在高陡斜坡的坡肩部位；岩土体（块）铅直方向位移较水平方向要大得多；崩塌发生时无依附崩塌的特征面；落下的岩土体自身结构已破坏；发生突然，运动快速。

滑坡的特征滑坡的特征：通常是较深层的破坏，滑移面深入到坡体内滑坡的特征部以至坡脚以下；质点位移矢量水平方向大于铅直方向；有依附面（即滑移面）存在；且具有“整体性”。

15.活断层基本活动方式活断层基本活动方式以地震方式产生间歇性突然滑动，这种断层成为地震断层或粘滑型断层；沿断层面两侧连续缓慢的滑动，此断层成为蠕变断层或蠕滑型断层。

16.区域稳定性分级分区的原则区域稳定性分级分区的原则分级的原则：首先是考虑地震作用，其次是考虑山体与地表稳定性，最后考虑场地的稳定性。

主要分为四个级别：不分级的原则不稳定区：区内有强烈活动断裂，可能发生强震；次不稳定区稳定区次不稳定区：区内或附近存在活动断裂；基本稳定区基本稳定区：地震作用对岩次不稳定区基本稳定区土体无明显影响；稳定区稳定区：无地震作用。

稳定区分区原则：对于一个大区域，可以按照稳定性相同或相似程度，由大而小划分为四级：地区（按构造体系是否存在划分区原则分）地带（按一个体系各部分活动程度划分）地段（按一个地带内构造活动程度划分）地点（按一个断裂各段的稳定程度划分）
第八章工程地质勘察。

一.工程地质勘察的目的
是为了获取建筑场地及其有关地区的工程地质条件的原始资料和工程地质论证。

工程地质勘察的基本原则
是坚持为工程建设服务的原则，因而勘察工作必须结合具体建筑物类型、要求和特点以及当地的自然条件和环境来进行，勘察工作要有明确的目的性和针对性。

对工程地质勘察的要求。