建设工程技术与计量

建设工程技术与计量

第一章工程地质

第一节岩体的特征

1、岩体是岩石受节理、断层、层面及片理面等结构面切割的多裂隙综合体。

2、岩石是矿物的集合体。其特性用岩块来表示。岩石可能由一种或多种岩石组合，且在形成过程中，经受了构造

变动、风化作用、卸荷作用等各种外力的破坏个改造

3、建设工程通常将工程影响范围内的岩石综合体称为工程围岩：地基岩体、边坡岩体、地下工程围岩。

一、岩体的结构

1、岩体是由岩石或土受结构面切割的岩块构成，岩体的性质取决于岩石、土和结构面的性质

2、岩石的的物理性质：1、颜色：最明显和最直观的物理性质

2、光泽：金属光泽、半金属光泽、金刚光泽、玻璃光泽，风化后光泽降低

3、硬度：10个等级，金刚石最硬。

指甲2-2.5度，小刀5-5.5度、玻璃5.5-6，钢刀6-7

3、岩石按成因分为：岩浆岩（火成岩）、沉积岩（水成岩）、变质岩

4、

5、沉积岩：根据沉积岩的组成成分、结构和形成条件分为;碎屑岩（砾岩、砂岩、粉砂岩）、粘土岩（泥岩、页岩）

化学岩及生物化学岩（石灰岩、白云岩、泥灰岩），是层状岩石。

6、变质岩：主要由变于结构、变晶结构、碎裂结构，主要是块状构造，如大理石、石英岩（酸性岩石）

7、组成固体颗粒矿物可分为：原生矿物、不溶于水的次生矿物、可溶盐类及易分解的矿物、有机质四种

8、土的结构分1、单粒结构：碎石、砾石、沙土等无黏性土的基本结构，对工程性质的影响主要取决松密程度

9、土的构造：是整个土层上构成上的不均匀性特征的总和：包括：层理、夹层、透镜体、结核、组成颗粒大小悬

殊、裂隙特征与发育程度。是决定勘探、取样或原位测试不知方案的重要因素。

10、土的分类

黏性土分为：粉质黏土和黏土。黏性土与颗粒无关，只与塑性指数有关。

11、结构面的特征是影响结构面强度及其性能的重要因素，其中节理的组数决定了岩石的块体大小及岩体结构类型。

12、结构面的发育程度及等级分类表（不叫发狠）

13、地质构造包括：水平构造、单斜构造、褶皱构造、断裂构造

14、单斜构造：原来水平的岩层，受到地壳运动的影响后，产状发生变动形成岩层向同一个方向倾斜

15、岩层在空间中的位置定义为岩层产状。三要素：走向：岩层层面和水平面交线的方位角，表示岩层的延伸方向。

倾向：表示岩层的倾斜方向

倾角：岩层层面与水平面所形成的锐角，锐角越大，越陡

16、褶皱构造是岩层受构造力的强烈作用，使岩层形成一系列波状弯曲而未丧失连续性的构造，是岩层的塑性变形，

，绝大多数是在水平挤压力作用下形成的。

17、褶皱是最常见的构造形态之一，在层状岩石中最明显，块状岩石中很难看到。

18、褶曲是褶皱构造中的一个弯曲，两个或两个以上的褶曲构造组合构成褶皱构造，每一个褶曲都有核部、翼、轴、及枢纽等几个要素，褶曲的基本形态：背斜和向斜

19、背斜：当地面收到剥蚀时，较老大岩层出现在褶曲的轴部，从轴部向两侧，一次出现较新的的岩层

20、向斜：当地面受到剥蚀时，轴部露出的是较新的岩层，向两翼一次露出较老的岩层

21、从工程上将，无论是背斜褶曲还是向斜褶曲，在褶曲的翼部遇到的基本是单斜构造，

22、倾斜岩层对建筑的地基，一般没有特殊不良的影响。

23、对于深路堑和高边坡来说：○

1路线垂直岩层走向，或路线与岩层走向平行但岩层倾向与边坡倾向相反，仅就岩

岩层产状与路线走向而言，对路基边坡的稳定是最有利的

○

2不利的情况是路线与岩层的走向平行,边坡与岩层的倾向一致,对路基边坡及路 基排水系统会造成经常性的危害.

○

3最不利的情况:路线与边坡走向平行,岩层倾向与路基边坡一致,而边坡的倾角大 岩层的倾角.此种情况容易引起大规模顺层滑动.

24、对于隧道工程：褶曲构造轴部是岩层受力最集中部位，工程地质问题主要是由于岩层破碎和向斜地轴部地下水问题，一般从褶曲的翼部通过是比较有利的。

25、断裂构造：根据岩体断裂后两侧岩块相对位移 的情况：将其分为裂隙和断层。

26

隙的面积与岩石面积比，裂隙率越大越发育。 裂隙发育等级如下

张开裂隙3-5mm 。密闭列些小于1mm

27、构造裂隙：受地应力作用产生的，在空间分布上具有一定的规律性，张性裂隙主要发生在轴部，缝宽断裂面粗，

裂隙间距较大且分布不均匀，延走向和倾向都延伸不远，扭性裂缝：发生在翼部和断层，平面闭合，分布密， 延伸远，有时两组裂隙呈X 型，将岩体切割呈菱形块状。

28、非构造裂隙：是受成岩作用，外动力、重力等非构造因素形成的，如原生裂隙、风华裂隙、卸荷裂隙。

29、具有普遍意义的是风化裂隙，主要发生在岩体靠近地面的部分，岩体的裂隙，在工程上除有利于开挖外，对

岩体的强度和稳定性都有不利影响。

当裂隙主要发育方向与路线走向平行时，倾向与边坡一致，无论岩体的产状如何，路堑边坡都 容易发生崩塌 等不稳定现象。

30、断层面和破碎带:断层一般不是延一个方向发生，而往往是沿着一个错动带发生，称之为断层破碎带，断层规

摸越大，破碎带越宽越复杂

断层线是断层面与地面的交线。

31、正断层：上盘下降，下盘上升，多在垂直于张应力的方向上发生

逆断层：上盘上升，下盘下降，受挤压力而成，断层线的方向常和岩层的走向或轴的方向一致，和压应力垂直，

平推断层：是受水平扭应力作用，大多数与褶皱轴部斜交，与X型节理平行或延该节理形成。这种破碎带一般

较窄，延断层面有近水平的擦痕

32、岩体结构是指岩体中结构面和结构体的组合方式

○1整体块状结构：具有较好的工程地质性质，往往是较理想的建筑地基、边坡岩体及地下工程围岩

○2层状结构：总体变形模量和承载力较高，作为工程地基时，其变形模量和承载力一般能满足要求，具有各向异性特点。延层面方向的抗剪强度明显比垂直层面的更低，特别是当有软弱夹层时更为明显，一般

来说，当结构面倾向坡外时比倾向坡里时的工程地质性质差的多。

○3碎裂结构 4、散体结构：属于碎石类土

二、岩体的力学特性

1、岩体的变形包括结构面的变形和结构体的变形，设计人员关心的主要是岩体的变形特性，

2、岩石的变形参数：变形模量和弹性模量来反应

3、不同的岩体具有不同流变特性，流变特性是岩体在外部条件不变的情况下，应力或变形随时间变化的性质

4、流变特性有：蠕变，是指在应力一定的条件下，变形随时间的持续而增加的现象

松弛：是指在变形保持一致时，应力随时间的增长而逐渐减小的现像

5、岩体的强度既不等于岩块的强度，也不等于结构面的强度，而是二者共同影响的，当岩体中结构面不发育，呈

完整结构时，岩石的强度可视为岩体的强度，当岩体沿某一结构面发生滑动时，岩体的强度完全受结构面控制，

三、岩体的工程地质性质。

1、比重=岩石固体（不含孔隙）部分单位体积的重量数值=岩石固体颗粒重量/同体积40°水

重量比

重量重度(容重),是岩石单位体积的重量,数值=岩石总重量(含水)/总体积(含孔隙)

相同条件下同一种岩石,重度大说明岩石结构致密,空隙性小,岩石强度和稳定性大空隙性：孔隙度=孔隙的总体积/岩石的总体积

吸水性：吸水率=岩石的吸水重量/同体积干燥岩石的重量比，吸水率越大岩石强度和稳定性受水作用越大，软化性：软化系数=饱和状态下的极限抗压强度/风干状态下的极限抗压强度，软化系数越大越好，软化系数小于0.75的是软化性较强的岩石

抗冻性：用岩石抗冻实验前后的抗压强度降低率表示，抗压强度降低率小于25%的岩石是抗冻的

2、岩石的力学性质：1、变形：在弹性变形范围内，用弹性模量和破桑比两个指标表示，弹性模量是应力与

应变比，