2 工程地质概述达西定律

断层
岩层节理发育


山坡滑动
河床冲淤 岸坡失稳 河沟侧向位移
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2 工程地质概述
2-5 地下水
一、地下水的埋藏条件

上层滞水
埋藏在地表浅处、局部隔水层 （透水体）的上部且具有自由 水面 的地下水。

潜水
埋藏在地表以下第一个稳 定隔水层以上的具有自由水面 的地下水。

承压水
充满于两个连续的稳定隔 水层之间的含水层中的地下水。 1-上层滞水；2-潜水；3-承压水

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2 工程地质概述
坡积土


雨雪水流将高处的岩石风 化产物，顺坡向下搬运搬 运，或由于重力的作用而 沉积在较平缓的山坡或坡 角处的土 一般分布在坡腰或坡脚， 其上部与残积土相接 随斜坡自上而下逐渐变缓， 呈现由粗而细
矿物成分与下卧基岩没有直接关系
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2 工程地质概述
洪积土

由暴雨或大量融雪骤然集 聚而成的暂时性山洪急流， 将大量的基岩风化产物或 将基岩剥蚀、搬运、堆积 于山谷冲沟出口或山前倾 斜平原而形成的堆积物 离山区由近渐远颗粒呈现 由粗到细的分选作用
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2 工程地质概述
三、地质年代

基本概念：
地壳发展历史与地壳运动、沉积环境及生物演化
相应的时代段落，地质年代有绝对的和相对的之分， 相对地质年代在地史的分析中广为应用。

地质年代的划分： 代 纪 世 期

地质年代对应的地层单位： 界 系 统 阶（层）
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2 工程地质概述
2-4 不良地质条件


岩 石
沉积岩
变质岩
地表分布最广
根据岩石的外观特征用肉眼和简单工具进行鉴别
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2 工程地质概述
2-2 土的成因类型
岩石 地球
土：第四纪沉积物 残 积 土 坡 积 土 洪 积 土 冲 积 土 海 积 土 湖 积 土 风 积 土 冰 积 土
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风化 剥蚀 搬运 沉积
土
地球
2 工程地质概述
残积土
岩石经风化后未被搬运而残留于原地的碎 屑物质所组成的土体 残积土的分布受地形控制 残积土中残留碎屑的矿物成分，在很大程 度上与下卧母岩一致
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2 工程地质概述
2-3 地质作用与地质构造
一、地质作用



概念：引起地壳成分和构造以及地表形态发生
变化的作用。 分类：内力地质作用和外力地质作用。 地貌：地壳在内力和外力地质作用下，形成了 各种类型的地形。 基岩：原来生成的、具有一定连续性的岩石 覆盖土：覆盖在基岩之上的各种成因的沉积物
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原生矿物：由岩浆冷凝生成 矿物
次生矿物：由原生矿物风化生成
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2 工程地质概述
二、岩石的成因类型
岩浆岩
由岩浆侵入地壳或喷出地表而形成 在地表由原岩经风化剥蚀作用而形 成的岩石碎屑、溶液析出物或有机 质等，经搬运到陆地低洼处或海洋 中沉积，再经成岩作用而形成 岩石由于地壳运动和岩浆活动等的 影响发生矿物成分、结构构造的改 变而形成新的岩石
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2 工程地质概述
二、土的渗透性
碎散性 多孔介质
三相体系
孔隙流体流动
水、气等在土体孔隙中流动的现象
土具有被水、气等流体透过的性质
渗流 渗透性 渗透特性 强度特性 变形特性
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土木工程领域内的许多工程实践 都与土的渗透性密切相关。
2 工程地质概述
达西定律
k: 反映土的透水性能的系数，称为渗透系数
第 二 章
工程地质概述
本章内容
岩石的类型和特征
土的成因类型
地质作用与地质构造 不良地质条件
地下水
2
2 工程地质概述
2-1 岩石的类型和特征
岩石 地球 成分
由一种或 多种矿物 组合而成 的矿物
集合体
强度和稳定性
性质
变化
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2 工程地质概述
一、主要的造岩矿物
矿物：地壳中天然生成的自然元素或化合物 。 造岩矿物 ：组成岩石的矿物（30余种） 。
流砂 管涌
形成条件
防治措施
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2 工程地质概述
流砂的形成条件
无压重时： i < icr : i > icr : i = icr : 经验判断：
土体处于稳定状态
土体发生流砂破坏
土体处于临界状态
i cr i i Fs
[ i ] : 允许坡降 Fs: 安全系数1.5～2.0
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2 工程地质概述
渗透定 律
物理意义：水力坡降i＝1时的渗流速度 单位：mm/s, cm/s, m/s, m/day i：水力梯度，或水力坡降 适用条件：层流，即流速不大时，可用雷诺数 Re进行判断 v是假想渗流速度，土体试样全断面的平均渗流速度。 在砂土中水的运动符合于达西定律；而在粘性土中只 有当水力梯度超过所谓起始梯度时才开始发生渗流。 对于砾石、卵石等粗粒土中的渗流，一般速度较大， 达西定律不再适用，工程中采用经验公式求渗透速度。 土的渗透系数可以通过室内渗透试验或现场抽水试验 来测定。
二. 渗流破坏
管涌 在渗流作用下，一定级配的无粘性土中的细小颗粒，通过较大颗
粒所形成的孔隙发生移动，最终在土中形成与地表贯通的管道。
管涌
原因：
内因—— 有足够多的粗颗粒形 成大于细粒径的孔隙通道
管涌破坏
外因——渗透力足够大
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2 工程地质概述

2 工程地质概述
二、地质构造



基本概念：地壳中的岩体由于受到地壳运动的作用而
发生连续或不连续的永久性形变而形成的种种构造形态。
基本类型
褶皱构造：地壳运动使层状岩层在构造应力作用下形成一系
列波状弯曲而未丧失其连续性的构造。分为背斜和向斜两种。

断裂构造：在地壳运动的作用下，岩层丧失了原有的连续完 整性，在其内部产生了许多断裂面 。分为节理和断层两种类型。
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vi
v k i
注意：
2 工程地质概述
三、动水力和渗流破坏
一. 动水力（渗透力）
动水力的概念
物理意义：地下水的渗流对单位体积 土体内土骨架所产生的力。 大小： GD= γwi
方向：与i方向一致（均质土与渗流方向一致）
作用对象：土骨架
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2 工程地质概述
二. 渗流破坏
土工建筑物及地基由于渗流作用而出现的破坏 基本类型

地貌特征，靠山近处窄 而陡，离山较远处宽而缓， 形似扇形或锥体，称为洪 积扇（锥）
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2 工程地质概述
冲积土
平原河谷横断面示例

山区河谷横断面示例
河流两岸的基岩及其上部覆盖的松散物质，被河流流水剥 蚀后，经搬运、沉积于河流坡降平缓地带而形成的沉积土 具有明显的层理构造 ，具有明显的分选现象 可分为平原河谷冲积土、山区河谷冲积土和三角洲冲积土 等类型