工程地质课件
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工程地质 教学课件第3 章
• 按山坡的纵向坡度分类。坡度小于１５°为微坡，１６° ~３０°为 缓坡，３１°~ ７０°为陡坡，大于７０°为垂直坡。山坡稳定性高 ，坡度平缓时对建筑物有利。但平缓山坡特别是在一些拗洼部分，因 有较大的坡积物或重力堆积物分布，坡面径流也易在这里汇集，开挖 揭露下伏基岩接触面后，如遇到不良水文地质情况，很容易引起堆积 物沿基岩顶面发生滑动。
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３.２ 常见地貌特征
• 其是由新构造运动加速上升，河流强烈下切所造成的。其稳定条件取 决于岩体结构，一旦山坡变形就会形成大规模崩塌。
• ｃ． 凹形坡。凹形坡上部陡下部急剧变缓，坡脚界限很不明显。其 是由新构造运动减速上升或坡顶破坏坡脚堆积而形成。凹形坡往往是 古滑坡的滑动面或崩塌体的依附面，稳定性比较差。
３.２ 常见地貌特征
• 基座阶地。基座阶地的阶地面由两种物质组成，上部为河流的冲积物 ，下部是基岩或其他类型的沉积物。这种阶地是在地壳相对稳定、下 降和再度上升的地质过程中逐渐形成的，如图３．４所示，在形成过 程中河流下切侵蚀深度超过了原来冲积物的厚度，切至基岩内部而成 。如果基座阶地形成以后，由于气候或构造的原因，在新一轮的河流 侵蚀—堆积过程中，河谷中堆积较厚的冲积物，超过阶地基座高度并 把基座覆盖起来，称为覆盖基座阶地。
• 阶地可能有多级，按照由下向上、由新到老的顺序，从河漫滩向上依 次为一级阶地、二级阶地等。每一级阶地都由阶地面和阶地斜坡组成 。
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３.２ 常见地貌特征
• 通常情况下，阶地面有利于布设线路，但有时为了少占农田或受地形 限制，也常在阶地斜坡上布线。还应指出，并不是所有的河流或河段 都有阶地。
• 侵蚀阶地。侵蚀阶地主要是由河流的侵蚀作用而形成，其多由基岩组 成，所以又称基岩阶地，如图３．２所示。侵蚀阶地多发育在山区河 谷中，因这里的水流速度大，侵蚀作用强，所以沉积物很薄，有时甚 至在河床中出露基岩。
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３.２ 常见地貌特征
• 其是由新构造运动加速上升，河流强烈下切所造成的。其稳定条件取 决于岩体结构，一旦山坡变形就会形成大规模崩塌。
• ｃ． 凹形坡。凹形坡上部陡下部急剧变缓，坡脚界限很不明显。其 是由新构造运动减速上升或坡顶破坏坡脚堆积而形成。凹形坡往往是 古滑坡的滑动面或崩塌体的依附面，稳定性比较差。
３.２ 常见地貌特征
• 基座阶地。基座阶地的阶地面由两种物质组成，上部为河流的冲积物 ，下部是基岩或其他类型的沉积物。这种阶地是在地壳相对稳定、下 降和再度上升的地质过程中逐渐形成的，如图３．４所示，在形成过 程中河流下切侵蚀深度超过了原来冲积物的厚度，切至基岩内部而成 。如果基座阶地形成以后，由于气候或构造的原因，在新一轮的河流 侵蚀—堆积过程中，河谷中堆积较厚的冲积物，超过阶地基座高度并 把基座覆盖起来，称为覆盖基座阶地。
• 阶地可能有多级，按照由下向上、由新到老的顺序，从河漫滩向上依 次为一级阶地、二级阶地等。每一级阶地都由阶地面和阶地斜坡组成 。
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３.２ 常见地貌特征
• 通常情况下，阶地面有利于布设线路，但有时为了少占农田或受地形 限制，也常在阶地斜坡上布线。还应指出，并不是所有的河流或河段 都有阶地。
• 侵蚀阶地。侵蚀阶地主要是由河流的侵蚀作用而形成，其多由基岩组 成，所以又称基岩阶地，如图３．２所示。侵蚀阶地多发育在山区河 谷中，因这里的水流速度大，侵蚀作用强，所以沉积物很薄，有时甚 至在河床中出露基岩。
工程地质课件第3章地层构造详解
中生代（ 2.5－0.7亿年前）
中生代包括三叠纪、侏罗纪和白垩 纪三个时期，三叶虫、腕足、笔石、 四射珊瑚等大量无脊椎动物都灭绝， 产生了以恐龙为代表的爬行类动物， 并繁盛直到衰亡。陆生植物苏铁、银 杏、松柏等棵子植物占了统治地位。 大陆面积进一步增大，各大陆的雏形
K
T T
三、地质年代表
▪ （一）地质年代的划分 ▪ 1、地质历史时期的时间单位划分：
宙、代、纪、世、期
▪ 2、地质历史时期的地层单位划分： 宇、界、系、统、阶
▪ （二）地质年代表
各地质历史时期的主要特征
前寒武纪（42－6亿年前）
38亿年前，海洋中开始有了生命的活动。 从出现最原始的原核细胞生物--蓝绿藻。
岩层倾角小于50的岩层称为水平 岩层，又称水平构造。
沉积岩层形成时的原始产出状态 大多数是水平或近于水平。如果经受 地壳运动的影响，改变了原始形成时 的位置，但仍保持水平产状的一套水 平岩层组成的构造，称为水平构造 。
水平岩层形成的地貌－平顶山
（二）倾斜岩层
岩层面与水平面有一定夹角的岩层。 它是构造挤压或大范围内均匀抬升、下 降使岩层向某个方向倾斜而成的。
角度不整合 不整合面
（2）岩浆岩间的接触关系：穿插接触。 脉体被切割者比切割者老。
由老到新：1、2、3
（3）沉积岩与岩浆岩间的接触关系： 1）侵入接触又称热接触，是由炽热的 岩浆侵入围岩后，冷凝成岩浆体而形 成的一种接触关系。
O
2）沉积接触又称冷接触，是岩浆在地下冷 凝成岩，经地壳上升，并遭受风化剥蚀而出 露地表后，其上在地壳下降时又沉积了新的 岩层所形成的一种接触关系 。
地 球 生 物 的 演 化
化石：化石是存留在岩石中的古 生物遗体或遗迹。 化石化作用是
工程地质学课件 01工程地质条件成因演化论
第一章 工程地质条件成因演化论
冲积平原：
地质结构及岩性：距地表一定深度内广泛分布的是由各 种砾、砂、粘性土互层组成的松软土体，强度低，易于变形。 地质结构简单，主要形成各类土层的组合关系。地表开阔、 平坦，往往有各种型式河流阶地或埋藏古河床。
地下水：多为埋藏浅的孔隙潜水或层间水，粗砂、砾石 层中客（贮存）水，且水质良好可作为良好的供水水源，过 量抽取会产生地面沉降。
工程地质问题 天然建筑材料
崩塌、滑坡、泥石流广泛 发育，且规模往往很大。
石料、粗骨料丰富 细骨料、土料贫乏
除阶地斜坡有小型滑坡发育外， 其它外生地质灾害不发育； 如有埋藏型碳酸盐岩，可伴有地 面塌陷； 若有隐伏活动断裂，则伴有地震。
土料及细骨料丰富 粗骨料贫乏、缺乏石料
第一章 工程地质条件成因演化论
第一章 工程地质条件成因演化论
2）内动力地质作用控制着外动力地质作用的性质和强度
年轻褶皱山系的强烈的隆起， 以强烈剥蚀作用为主， 隆起愈强，剥蚀愈强。 如有地表水系，河流必然深切侵蚀。
裂谷或断陷盆地地带， 以堆积作用为主， 下陷愈深，堆积作用愈强，所形成的堆积体愈厚。
第一章 工程地质条件成因演化论
外动力 地质作用
风化作用 剥蚀作用 搬运作用 沉积作用 固结成岩作用
第一章 工程地质条件成因演化论
年轻隆起的高原边缘或近代褶皱山系， 河流强烈下切→高山峡谷
山间断陷，
河流或湖泊的沉积作用→山间盆地
近期只有轻微隆起的古老褶皱山系或稳定地台， 河流的剥蚀、夷平和沉积作用→准平原及冲击平原
河口地带，
下陷和迅速沉积→河口三角洲
③膨胀土 主要分布于中南各省，如湖北、四川、云贵、 广西、陕南、安徽等处。基性火山岩、中酸性火山岩、泥岩、 粘土岩及页岩的风华产物，残积、坡积成因，多形成湿润的暖 温带及亚热带。
工程地质学课件
15/65
承压含水层局部
特征：不具自由水面，
并承受一定的水头压力。分 布区和补给区不一致。动态 变化较稳定。不易受地面污 染。
H1－初见水位 H－承压水头 H2－承压水位 h－承压水位埋深
16/65
承压水等水位线图
(a)
图 6—11 （a）等水压线图；（b）水文地质剖面
(b)
1-地形等高线；2-承压含水层顶板等高线；3-等水压线 ；4承压水位线；5-承压水流向；6-自流区； 7-井；8-含水层；9-隔水层；10-干井；11-非自流井；12-自流井
12/65
潜水与地表水的关系
( a )
( b ) 图 6-6 潜水与地表水之间的关系
( c )
潜水补给河流
河流补给潜水
单侧补给
13/65
承压水 ( pressure water )
充满于两个隔水层之间的含水层中承受水压力 的重力水。
图 6-7 自流盆地剖面图
A－补给区 B－承压区 C－排泄区
14/65
2/65
水在岩土中的存在形式：
结合水： 强结合水
弱结合水
非结合水：液态水
固态水
毛细水 重力水
气态水
3/65
岩土的水理性质:
1. 含水性
容水度:岩土孔隙完全被水充满时的含水量。 持水度:岩土在重力作用下释水时仍能保持的含水 量。这部分滞留在岩土中的水为结合水和 毛细水。
2. 给水性
岩土在重力作用下能自由排出的含水量。 给水度=容水度－持水度
据 H W H 0
得
H
w H0
若不满足上述厚度， 需降水，使基坑中心 承压水位降深满足：
（H 0 S） W H
工程地质(课件)第三章地质构造全篇
19/63
内力和外力地质作用的关系：
内力地质作用决定地表的基本形态和内部 构造——地表形态的塑造者
外力地质作用破坏和重塑地表形态——地表 形态的雕刻者 地壳上升时，遭受剥蚀。 地壳下降时，接受沉积。
20/63
第二节 地质年代
• 绝对年龄：通过放射性元素蜕变周期测定。适用
于岩浆岩、变质岩地区。钾-氩、铀-铅和碳-14。
走向(strike)：岩层面和 任一假想水平面交线的延 伸方向。
倾向(dip)：岩层的倾斜 方向。与走向线垂直。只 有一个。
倾角(dip angle)：岩层层 面与水平面的最大锐角。
35/63
产状三要素(elements of attitude)
表示方法 ： 岩层产状一般用方位角表
示，通常格式是： 走向南西200°，倾角南东
15/63
我国干湿地区划分图 16/63
潮湿气候区：河流、湖泊、地下水发育，风化 彻底。如东南沿海。
干旱气候区：暴雨，风力强，咸水湖。 如西北高原。
冰冻气候区：气温低，蒸发量小，生物稀少， 冰川盘踞。如两极和高山地区。
17/63
中国地势分布示意图
18/63
大陆以剥蚀为主，海洋以沉积为主。 山区以剥蚀为主，平原以沉积为主。
地震作用(earthquake)
地内机械能突 然释放，以弹性 波的形式传播到 地表引起猛烈冲 击。
汶川地震
7/63
岩浆作用（magmatism）
岩浆形成、运动、 演化、冷凝。
8/63
变质作用(metamorphism)
在高温、高压并有化学物质参与下，岩石发 生成分、结构构造的变化，生成新的岩石。
25/63
2. 岩浆岩与围岩接触关系
内力和外力地质作用的关系：
内力地质作用决定地表的基本形态和内部 构造——地表形态的塑造者
外力地质作用破坏和重塑地表形态——地表 形态的雕刻者 地壳上升时，遭受剥蚀。 地壳下降时，接受沉积。
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第二节 地质年代
• 绝对年龄：通过放射性元素蜕变周期测定。适用
于岩浆岩、变质岩地区。钾-氩、铀-铅和碳-14。
走向(strike)：岩层面和 任一假想水平面交线的延 伸方向。
倾向(dip)：岩层的倾斜 方向。与走向线垂直。只 有一个。
倾角(dip angle)：岩层层 面与水平面的最大锐角。
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产状三要素(elements of attitude)
表示方法 ： 岩层产状一般用方位角表
示，通常格式是： 走向南西200°，倾角南东
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我国干湿地区划分图 16/63
潮湿气候区：河流、湖泊、地下水发育，风化 彻底。如东南沿海。
干旱气候区：暴雨，风力强，咸水湖。 如西北高原。
冰冻气候区：气温低，蒸发量小，生物稀少， 冰川盘踞。如两极和高山地区。
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中国地势分布示意图
18/63
大陆以剥蚀为主，海洋以沉积为主。 山区以剥蚀为主，平原以沉积为主。
地震作用(earthquake)
地内机械能突 然释放，以弹性 波的形式传播到 地表引起猛烈冲 击。
汶川地震
7/63
岩浆作用（magmatism）
岩浆形成、运动、 演化、冷凝。
8/63
变质作用(metamorphism)
在高温、高压并有化学物质参与下，岩石发 生成分、结构构造的变化，生成新的岩石。
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2. 岩浆岩与围岩接触关系
工程地质学 ppt课件
指岩层倾角为0°的岩层。绝对水平的岩层很少见， 习惯上将倾角小于5°的岩层都称为水平岩层，又称水 平构造。
岩层沉积之初顶面总是保持水平的，所以水平岩层一 般出现在构造运动轻微的地区或大范围内均匀抬升、下 降的地区，一般分布在平原、高原或盆地中部。
水平岩层中新岩层总是位于老岩层之上，当岩层受切 割时，老岩层出露在河谷低洼区，新岩层出露于高岗上 。岩层顶面在上，底面在下。在同一高程的不同地点， 出露的是同一岩层 。
图中1，2，3，4表示从老到新的地层
ppt课件
30
B
地层相对年代的确定（地层层序倒转时）
A—原始褶皱时的地层p；pt课B件—遭受剥蚀后的地层。
31
二、古生物法（生物演化律）
生物演化是由简单到复杂，由低级到高级，生物 种属由少到多，而且这种演化和发展是不可逆的。
可依据岩石中的化石种属来确定岩石的新老关系 。化石结构越简单，地层时代越老，化石结构越 复杂，地层时代越新。如寒武纪的三叶虫、奥陶 纪的珠角石、志留纪的笔石、泥盆纪的石燕、二 迭纪的大羽羊齿、侏罗纪的恐龙等。
段：段为组的组成部分，由同一岩性特征构成。组 不一定都划分出段。 层：指段中具有显著特征，可区别于相邻岩层的单 层或复层。
ppt课件
52
第四节 褶皱构造
1、基本概念 2、褶曲要素 3、褶曲的分类 4、褶皱岩层的分布与判别 5、褶皱构造的类型
ppt课件
53
1、基本概念 褶皱构造：在构造运动作用下岩层在未丧失连续
ppt课件
50
ppt课件
51
我国在区域地质调查中常采用多重地层划分原则 ，即除上述地层单位外，主要使用岩石地层单位。 岩石地层单位是以岩石学特征及其相对应的地层位 置为基础的地层单位。 群：包括两个以上的组。群以重大沉积间断或不整 合界面划分。
岩层沉积之初顶面总是保持水平的，所以水平岩层一 般出现在构造运动轻微的地区或大范围内均匀抬升、下 降的地区，一般分布在平原、高原或盆地中部。
水平岩层中新岩层总是位于老岩层之上，当岩层受切 割时，老岩层出露在河谷低洼区，新岩层出露于高岗上 。岩层顶面在上，底面在下。在同一高程的不同地点， 出露的是同一岩层 。
图中1，2，3，4表示从老到新的地层
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30
B
地层相对年代的确定（地层层序倒转时）
A—原始褶皱时的地层p；pt课B件—遭受剥蚀后的地层。
31
二、古生物法（生物演化律）
生物演化是由简单到复杂，由低级到高级，生物 种属由少到多，而且这种演化和发展是不可逆的。
可依据岩石中的化石种属来确定岩石的新老关系 。化石结构越简单，地层时代越老，化石结构越 复杂，地层时代越新。如寒武纪的三叶虫、奥陶 纪的珠角石、志留纪的笔石、泥盆纪的石燕、二 迭纪的大羽羊齿、侏罗纪的恐龙等。
段：段为组的组成部分，由同一岩性特征构成。组 不一定都划分出段。 层：指段中具有显著特征，可区别于相邻岩层的单 层或复层。
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52
第四节 褶皱构造
1、基本概念 2、褶曲要素 3、褶曲的分类 4、褶皱岩层的分布与判别 5、褶皱构造的类型
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53
1、基本概念 褶皱构造：在构造运动作用下岩层在未丧失连续
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50
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51
我国在区域地质调查中常采用多重地层划分原则 ，即除上述地层单位外，主要使用岩石地层单位。 岩石地层单位是以岩石学特征及其相对应的地层位 置为基础的地层单位。 群：包括两个以上的组。群以重大沉积间断或不整 合界面划分。
《工程地质学》ppt课件
滑坡
滑坡是指斜坡上的土体或岩体，受河流冲刷、地下水活动、地震及人工切坡等因素影响，在 重力作用下，沿着一定的软弱面或软弱带，整体地或分散地顺坡向下滑动的自然现象。
崩塌
崩塌是较陡斜坡上的岩土体在重力作用下突然脱离母体崩落、滚动、堆积在坡脚（或沟谷） 的地质现象。
泥石流
泥石流是指在山区或者其他沟谷深壑，地形险峻的地区，因为暴雨、暴雪或其他自然灾害引 发的山体滑坡并携带有大量泥沙以及石块的特殊洪流。
06
工程地质勘察方法与技术
工程地质测绘与调查
1 2 3
工程地质测绘 通过地面调查和测绘，收集区域地质、地形地貌、 水文地质等方面的资料，为工程选址和设计提供 依据。
不良地质现象调查 针对崩塌、滑坡、泥石流等不良地质现象进行调 查，分析其形成条件、发育规律和危害程度，为 工程防治提供建议。
地质构造调查 研究区域地质构造特征，分析其对工程建设的影 响，如断层、褶皱等构造对工程稳定水量、孔隙比、 饱和度等概念及其测定方 法。
岩石与土的力学性质
岩石的力学性质
岩石与土的工程分类
抗压强度、抗拉强度、抗剪强度等概 念及其测定方法，岩石的变形特性。
根据物理力学性质对岩石和土进行分 类的方法及其工程应用。
土的力学性质
土的压缩性、抗剪强度、土的应力-应 变关系等概念及其工程意义。
消除或减轻水的危害，改变滑坡体外形，设置抗滑建筑物。
崩塌防治措施
遮挡斜坡上部的崩塌物，修建支挡墙或支挡桩等。
泥石流防治措施
生物措施，林业措施是防治水土流失的根本措施之一；工程措施，主要是修建拦挡坝，用以控制泥石流 的固体物质和暴雨、洪水径流，削弱泥石流的流量、下泄量和能量，以减少泥石流对下游建筑工程的冲 刷、撞击和淤埋等危害。
滑坡是指斜坡上的土体或岩体，受河流冲刷、地下水活动、地震及人工切坡等因素影响，在 重力作用下，沿着一定的软弱面或软弱带，整体地或分散地顺坡向下滑动的自然现象。
崩塌
崩塌是较陡斜坡上的岩土体在重力作用下突然脱离母体崩落、滚动、堆积在坡脚（或沟谷） 的地质现象。
泥石流
泥石流是指在山区或者其他沟谷深壑，地形险峻的地区，因为暴雨、暴雪或其他自然灾害引 发的山体滑坡并携带有大量泥沙以及石块的特殊洪流。
06
工程地质勘察方法与技术
工程地质测绘与调查
1 2 3
工程地质测绘 通过地面调查和测绘，收集区域地质、地形地貌、 水文地质等方面的资料，为工程选址和设计提供 依据。
不良地质现象调查 针对崩塌、滑坡、泥石流等不良地质现象进行调 查，分析其形成条件、发育规律和危害程度，为 工程防治提供建议。
地质构造调查 研究区域地质构造特征，分析其对工程建设的影 响，如断层、褶皱等构造对工程稳定水量、孔隙比、 饱和度等概念及其测定方 法。
岩石与土的力学性质
岩石的力学性质
岩石与土的工程分类
抗压强度、抗拉强度、抗剪强度等概 念及其测定方法，岩石的变形特性。
根据物理力学性质对岩石和土进行分 类的方法及其工程应用。
土的力学性质
土的压缩性、抗剪强度、土的应力-应 变关系等概念及其工程意义。
消除或减轻水的危害，改变滑坡体外形，设置抗滑建筑物。
崩塌防治措施
遮挡斜坡上部的崩塌物，修建支挡墙或支挡桩等。
泥石流防治措施
生物措施，林业措施是防治水土流失的根本措施之一；工程措施，主要是修建拦挡坝，用以控制泥石流 的固体物质和暴雨、洪水径流，削弱泥石流的流量、下泄量和能量，以减少泥石流对下游建筑工程的冲 刷、撞击和淤埋等危害。
工程地质ppt课件
第一章 工程地质
1
土的生成
由于温度变化、水的冻胀、波浪冲击、地震 等引起的物理力使岩体崩解、碎裂的过程
量
物理风化
搬运沉积
大小、 形状和 成分都 不相同 的松散 颗粒集 合体
岩石
土
化学风化
生物风化
量质
岩体与空气、水和各种水溶液相互作用使岩 石成分发生变化，形成粘粒和可溶盐的过程
由动物、植物和人类活动对岩体的破坏 称生物风化。
管涌既可以发生在土体内部，也可以发生在渗流出口处，发 展一般有个时间过程，是一种渐进性的破坏
17
管涌现象的防治 （１）改变水力条件，降低水力梯度，如打板桩。（同流土）
（２）改变几何条件，在渗流逸出部位铺设反滤层是防止管涌 破坏的有效措施。
水位
回填中粗砂 砂垫层
加筋土工布
抛石棱体
设置反滤层，既可通畅水流，又起到保护土体、防止细粒流失而 产生渗透变形的作用。反滤层可由粒径不等的无粘性土组成，也 可由土工布代替，上图为某河堤基础加筋土工布反滤层
2
1.1 概述
地表的工程地质条件的优劣，直接影响建筑 物的地基与基础高计方案的类型，施工工期 的长短和工程投资的大小。
建筑场地的形成： （1）内力地质作用 （2）外力地质作用
3
地质年代： 太古代、元古代、古生代、中生代、新生代
（第四纪沉积层）
4
1.2 矿物与岩石
矿物的种类：原生、次生 矿物的主要物理性质：形态、颜色、光泽、
18
虑地下水历年最高水位。
11
1.5.4 地下水的运动 法国学者达西于1856年通过砂土 的渗透实验，发现地下水的运动 规律相互平行而不混流。
达西定律：在层流条件下，土中水渗流速度与能量（水头）损失之间的关系
1
土的生成
由于温度变化、水的冻胀、波浪冲击、地震 等引起的物理力使岩体崩解、碎裂的过程
量
物理风化
搬运沉积
大小、 形状和 成分都 不相同 的松散 颗粒集 合体
岩石
土
化学风化
生物风化
量质
岩体与空气、水和各种水溶液相互作用使岩 石成分发生变化，形成粘粒和可溶盐的过程
由动物、植物和人类活动对岩体的破坏 称生物风化。
管涌既可以发生在土体内部，也可以发生在渗流出口处，发 展一般有个时间过程，是一种渐进性的破坏
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管涌现象的防治 （１）改变水力条件，降低水力梯度，如打板桩。（同流土）
（２）改变几何条件，在渗流逸出部位铺设反滤层是防止管涌 破坏的有效措施。
水位
回填中粗砂 砂垫层
加筋土工布
抛石棱体
设置反滤层，既可通畅水流，又起到保护土体、防止细粒流失而 产生渗透变形的作用。反滤层可由粒径不等的无粘性土组成，也 可由土工布代替，上图为某河堤基础加筋土工布反滤层
2
1.1 概述
地表的工程地质条件的优劣，直接影响建筑 物的地基与基础高计方案的类型，施工工期 的长短和工程投资的大小。
建筑场地的形成： （1）内力地质作用 （2）外力地质作用
3
地质年代： 太古代、元古代、古生代、中生代、新生代
（第四纪沉积层）
4
1.2 矿物与岩石
矿物的种类：原生、次生 矿物的主要物理性质：形态、颜色、光泽、
18
虑地下水历年最高水位。
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1.5.4 地下水的运动 法国学者达西于1856年通过砂土 的渗透实验，发现地下水的运动 规律相互平行而不混流。
达西定律：在层流条件下，土中水渗流速度与能量（水头）损失之间的关系
工程地质概论ppt课件
岩石质量指标RQD分类 - 美国伊利诺斯大学提出并发展。 - 用直径75mm钻头和双层套管在岩石中钻进，连续取 芯，以此钻进所取岩芯中大于10cm的岩芯段长度之 和与该段进尺的比值作为RQD值，以百分数表示。
2019/12/21
9
工程地质概论
1.3 风化作用
风化作用
地壳表层的岩石在太阳辐射、大气、水和生 物等风化营力的作用下，发生物理和化学变 化，使岩石崩解破碎以致逐渐分解的作用， 称为风化作用（Weathering）。
第一篇 工程地质基础知识
1 工程地质概述
工程地质学
介于地质学与工程学之间的一门交叉学科， 研究土木工程中的地质问题，也就是研究在 工程建筑设计、施工和运营的实施过程中合 理地处理和正确的使用自然地质条件和改造 不良地质条件等地质问题，是为了解决地质 条件与人类工程活动之间矛盾的一门实用性 很强的学科。
○ 减弱地基强度，寒冷地区易引起道路的冻胀和 翻浆。
2019/12/21
28
工程地质概论
潜水（Phreatic Water）
○ 自地表向下第一个连续稳定隔水层之上的含水 层中，具有自由水面的重力水。
成。
○ 典型
花岗岩、玄武岩。
沉积岩（Sedimentary Rock）
○ 又称水成岩（Hiydrogenic Rock）岩石经风化、 剥蚀成碎屑，经流水、风或冰川搬运至低洼处 沉积，经压密或化学作用胶结成沉积岩。
○ 典型
石灰岩、砾岩、砂岩。
2019/12/21
6
工程地质概论
2019/12/21
2019/12/21
17
工程地质概论
海积土
○ 海洋分类
滨海带、浅海区、陆坡区和深海区。
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工程地质概论
1.3 风化作用
风化作用
地壳表层的岩石在太阳辐射、大气、水和生 物等风化营力的作用下，发生物理和化学变 化，使岩石崩解破碎以致逐渐分解的作用， 称为风化作用（Weathering）。
第一篇 工程地质基础知识
1 工程地质概述
工程地质学
介于地质学与工程学之间的一门交叉学科， 研究土木工程中的地质问题，也就是研究在 工程建筑设计、施工和运营的实施过程中合 理地处理和正确的使用自然地质条件和改造 不良地质条件等地质问题，是为了解决地质 条件与人类工程活动之间矛盾的一门实用性 很强的学科。
○ 减弱地基强度，寒冷地区易引起道路的冻胀和 翻浆。
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工程地质概论
潜水（Phreatic Water）
○ 自地表向下第一个连续稳定隔水层之上的含水 层中，具有自由水面的重力水。
成。
○ 典型
花岗岩、玄武岩。
沉积岩（Sedimentary Rock）
○ 又称水成岩（Hiydrogenic Rock）岩石经风化、 剥蚀成碎屑，经流水、风或冰川搬运至低洼处 沉积，经压密或化学作用胶结成沉积岩。
○ 典型
石灰岩、砾岩、砂岩。
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工程地质概论
2019/12/21
2019/12/21
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工程地质概论
海积土
○ 海洋分类
滨海带、浅海区、陆坡区和深海区。
工程地质学基础ppt课件
裂隙水
赋存于岩石裂隙中的地下水，其运动 受裂隙发育程度控制。
承压水
充满于两个隔水层之间的含水层中的 地下水，具有承压性质，可以沿隔水 层顶面倾斜方向流动。
岩溶水
赋存于可溶性岩石的溶蚀裂隙和溶洞 中的地下水，水量丰富，运动复杂。
地下水运动规律
渗流定律
描述地下水在孔隙介质中 的渗流规律，包括达西定 律和非达西定律。
地下水流网
表示地下水流动路径的图 形，由等水位线和流线组 成。
地下水流速
单位时间内地下水流动的 距离，与渗透系数、水力 梯度等因素有关。
水文地质条件对工程影响
01
02
03
04
工程选址
水文地质条件直接影响工程选 址，如避开活动断裂、岩溶发
育区等。
工程设计
根据水文地质条件进行工程设 计，如基础埋深、地下室防水
环境科学是研究人类活动与环境相互关系 的科学，工程地质学在工程建设对环境的 影响及环境保护方面与环境科学有交叉。
02
岩石与土体性质
岩石类型及特征
岩浆岩
由岩浆冷却凝固形成，包括深成岩、 浅成岩和喷出岩。具有结晶结构，常 见矿物有石英、长石、云母等。
沉积岩
变质岩
由已形成的岩石在高温、高压环境下 发生变质作用形成。具有片理构造， 常见岩石有大理岩、石英岩、片麻岩 等。
工程地质学研究内容
岩石与土的物理力学性质
研究岩石与土的成因、结构、物理力 学性质及其在工程中的行为。
地质构造与地壳稳定性
研究区域地质构造、地壳稳定性及其 对工程建设的影响。
水文地质条件
研究地下水的分布、运动规律及其对 工程建设的影响。
岩土工程地质问题
研究各类工程建设中遇到的岩土工程 地质问题，如地基承载力、边坡稳定 性、隧道围岩稳定性等。
赋存于岩石裂隙中的地下水，其运动 受裂隙发育程度控制。
承压水
充满于两个隔水层之间的含水层中的 地下水，具有承压性质，可以沿隔水 层顶面倾斜方向流动。
岩溶水
赋存于可溶性岩石的溶蚀裂隙和溶洞 中的地下水，水量丰富，运动复杂。
地下水运动规律
渗流定律
描述地下水在孔隙介质中 的渗流规律，包括达西定 律和非达西定律。
地下水流网
表示地下水流动路径的图 形，由等水位线和流线组 成。
地下水流速
单位时间内地下水流动的 距离，与渗透系数、水力 梯度等因素有关。
水文地质条件对工程影响
01
02
03
04
工程选址
水文地质条件直接影响工程选 址，如避开活动断裂、岩溶发
育区等。
工程设计
根据水文地质条件进行工程设 计，如基础埋深、地下室防水
环境科学是研究人类活动与环境相互关系 的科学，工程地质学在工程建设对环境的 影响及环境保护方面与环境科学有交叉。
02
岩石与土体性质
岩石类型及特征
岩浆岩
由岩浆冷却凝固形成，包括深成岩、 浅成岩和喷出岩。具有结晶结构，常 见矿物有石英、长石、云母等。
沉积岩
变质岩
由已形成的岩石在高温、高压环境下 发生变质作用形成。具有片理构造， 常见岩石有大理岩、石英岩、片麻岩 等。
工程地质学研究内容
岩石与土的物理力学性质
研究岩石与土的成因、结构、物理力 学性质及其在工程中的行为。
地质构造与地壳稳定性
研究区域地质构造、地壳稳定性及其 对工程建设的影响。
水文地质条件
研究地下水的分布、运动规律及其对 工程建设的影响。
岩土工程地质问题
研究各类工程建设中遇到的岩土工程 地质问题，如地基承载力、边坡稳定 性、隧道围岩稳定性等。
工程地质ppt课件
工程动力地质学实质上是结合工程建筑的特点来研究自 然地质作用和工程地质作用，并由此产生的工程地质问题。
从上述工程地质学的研究内容来看，工程地质学是属于 应用地质科学的范畴，与许多学科有密切的联系，其中与岩 石力学、土力学和水文地质学的关系特别密切。工程地质学 的基础理论课有动力地质学、矿物学、岩石学、构造地质学、 地史及古生物学、地貌学及第四纪地质学等，并与应用地球 物理、遥感测量学、基础工程学等工程技术学科有密切联系。 因此，可认为工程地质学是一门介于地质学与土木建筑、水 利工程学之间的一门边缘科学。
返回
工程地质问题的定义
人类工程活动和自然地质作用会改变地质环 境，影响工程地质条件的变化。当工程地质 条件不能满足工程建筑上稳定、安全的要求 时，亦即工程地质条件与工程建筑之间存在 矛盾时，就称为存在工程地质问题。
工程地质问题与工程建筑的类型和规模有着 密切的关系。各类工程建筑，由于其结构类 型和工作方式不同，存在着各种各样的工程 地质问题。
传统的自然历史分析法（地质学方法）、室内和现场试 验、原位测试方法和经验判断法。
研
有限元法、边界元法及离散元法等数值方法
究 概率论和数理统计、模糊数学、灰色系统理论、分形几 方 何等
法 系统科学的思维方法，包括系统论、控制论和信息论及 其派生的新理论
地理信息系统（GIS）、遥感信息系统（RS）、计算机 网络系统
工程地质条件因地而异，千变万化
平原地区与山区的工程地质条件就差异很大。
在平原地区，一般土层较厚，且简单和均匀。 建筑物一般均匀沉降，当建筑物发生较大的沉 降量时，只要建筑物荷重不超过地基土层的承 载能力，地基仍是稳定的，不会导致建筑物的 灾难性破坏。但若建筑物的荷重大大超出土层 的承载能力，则地基将会破坏，土体从基础下 挤出，建筑物的安全就受到威胁。
从上述工程地质学的研究内容来看，工程地质学是属于 应用地质科学的范畴，与许多学科有密切的联系，其中与岩 石力学、土力学和水文地质学的关系特别密切。工程地质学 的基础理论课有动力地质学、矿物学、岩石学、构造地质学、 地史及古生物学、地貌学及第四纪地质学等，并与应用地球 物理、遥感测量学、基础工程学等工程技术学科有密切联系。 因此，可认为工程地质学是一门介于地质学与土木建筑、水 利工程学之间的一门边缘科学。
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工程地质问题的定义
人类工程活动和自然地质作用会改变地质环 境，影响工程地质条件的变化。当工程地质 条件不能满足工程建筑上稳定、安全的要求 时，亦即工程地质条件与工程建筑之间存在 矛盾时，就称为存在工程地质问题。
工程地质问题与工程建筑的类型和规模有着 密切的关系。各类工程建筑，由于其结构类 型和工作方式不同，存在着各种各样的工程 地质问题。
传统的自然历史分析法（地质学方法）、室内和现场试 验、原位测试方法和经验判断法。
研
有限元法、边界元法及离散元法等数值方法
究 概率论和数理统计、模糊数学、灰色系统理论、分形几 方 何等
法 系统科学的思维方法，包括系统论、控制论和信息论及 其派生的新理论
地理信息系统（GIS）、遥感信息系统（RS）、计算机 网络系统
工程地质条件因地而异，千变万化
平原地区与山区的工程地质条件就差异很大。
在平原地区，一般土层较厚，且简单和均匀。 建筑物一般均匀沉降，当建筑物发生较大的沉 降量时，只要建筑物荷重不超过地基土层的承 载能力，地基仍是稳定的，不会导致建筑物的 灾难性破坏。但若建筑物的荷重大大超出土层 的承载能力，则地基将会破坏，土体从基础下 挤出，建筑物的安全就受到威胁。
工程地质学课件PPT
2、力学强度降低，压缩性变大。
12
风化壳垂直剖面
岩石风化后的产物在地 表形成的个不连续的岩土层 称为风化壳(crust of weathering).
土壤 残积层
半风化 岩石
基岩
13
岩石风化程度划分：
岩土工程勘察规范（GB 50021—2001） 和《 建筑地基基础设计规范》（GB 50007—2002）的 划分方案：全、强、中、微、未风化带.
时间增长强度能部分恢复的性能。
51
52
膨胀土(expansive soil)：
是种富含亲水性黏土矿 物,且随含水量的增减体积 发生显著胀缩变形的硬塑性 黏土.
分布：
全国。云南、广西、贵州、 湖北最具代表性。一般位于 山前丘陵地区或河谷高阶地 上。
图 3-27 因外墙基土收缩、基础 向外扭转,墙体呈水平裂缝
洪积层外围的细碎屑沉积地段， 在沉积过程中受到周期性的干燥， 粘土颗粒凝聚并析出可溶岩时， 则洪积层结构较牢固承载力比较 高。上述两地段之间过度地带， 由于经常有地下水溢出，土质弱， 承载力低，作为建筑物地基时应 慎重对待。
山前洪积扇剖面图
4
26
河流侵蚀作用方式：以机械磨蚀为主, 化学蚀为辅.
河流侵蚀作用方向： 下蚀
4
第节 风化作用及残积土
风化作用(weathering)：在地表条件下,自然界的岩
石受大气、水、生物等因素影响，在原地发生机械崩解 或化学分解，形成松散堆积物的过程.
风化类型：
物理风化 化学风化 生物风化
5
物理风化 (physical weathering)
• 温差风化
球状风化图解
6
摄于三峡工程工区
46
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风化壳垂直剖面
岩石风化后的产物在地 表形成的个不连续的岩土层 称为风化壳(crust of weathering).
土壤 残积层
半风化 岩石
基岩
13
岩石风化程度划分：
岩土工程勘察规范（GB 50021—2001） 和《 建筑地基基础设计规范》（GB 50007—2002）的 划分方案：全、强、中、微、未风化带.
时间增长强度能部分恢复的性能。
51
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膨胀土(expansive soil)：
是种富含亲水性黏土矿 物,且随含水量的增减体积 发生显著胀缩变形的硬塑性 黏土.
分布：
全国。云南、广西、贵州、 湖北最具代表性。一般位于 山前丘陵地区或河谷高阶地 上。
图 3-27 因外墙基土收缩、基础 向外扭转,墙体呈水平裂缝
洪积层外围的细碎屑沉积地段， 在沉积过程中受到周期性的干燥， 粘土颗粒凝聚并析出可溶岩时， 则洪积层结构较牢固承载力比较 高。上述两地段之间过度地带， 由于经常有地下水溢出，土质弱， 承载力低，作为建筑物地基时应 慎重对待。
山前洪积扇剖面图
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26
河流侵蚀作用方式：以机械磨蚀为主, 化学蚀为辅.
河流侵蚀作用方向： 下蚀
4
第节 风化作用及残积土
风化作用(weathering)：在地表条件下,自然界的岩
石受大气、水、生物等因素影响，在原地发生机械崩解 或化学分解，形成松散堆积物的过程.
风化类型：
物理风化 化学风化 生物风化
5
物理风化 (physical weathering)
• 温差风化
球状风化图解
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摄于三峡工程工区
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《工程地质》PPT课件
地质构造与地貌对工程影响
工程选址
在选址过程中，应避开活动性断裂、地震带、泥石流等危险区域，选择地质构造稳定、地 貌条件良好的地区进行建设。
地基稳定性
地质构造和地貌条件直接影响地基的稳定性。在褶皱、断裂发育的地区，地基稳定性差， 易发生滑坡、崩塌等地质灾害。因此，在这些地区进行工程建设时，需采取相应的地基处 理措施。
工程地质与相关领域关系
与土木工程关系
为土木工程建设提供地质依据，确保工 程建设的安全性和经济性。
与水利工程关系
为水利工程建设提供水文地质资料，预 测水库渗漏、溃坝等工程地质问题。
与交通工程关系
为交通线路选线、桥隧位置选择等提供 地质依据，保障交通工程建设的顺利进 行。
与环境工程关系
预测和评估工程建设对环境的影响，提 出相应的防治措施。
建设的顺利进行。
02
任务
工程地质研究内容
地质构造与地壳稳定性
研究区域地质构造、地壳稳定性及地震 活动对工程的影响。
水文地质条件
研究地下水的分布、运动规律及其对工 程的影响。
岩土体性质与分类
研究岩土体的物理力学性质、分类及工 程特性。
不良地质现象
研究滑坡、崩塌、泥石流等不良地质现 象的成因、发育规律及防治措施。
地下水流网
表示地下水流动路径的图 形，由一组等水头线和流 线组成。
地下水流速
单位时间内地下水在流动 方向上的位移，受渗透系 数、水力梯度和过水断面 面积影响。
水文地质条件对工程影响
01
02
03
04
工程选址
避开不利的水文地质条件，如 活动断裂带、岩溶发育区等。
基础设计
根据地下水的类型、埋深和运 动规律，选择合适的基础形式
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• （2）粘土岩 • （3）化学岩
• 3.变质岩的鉴别方法 • 鉴别变质岩时，可以先从观察岩石的构造开始。根 据构造，首先将变质岩区分为片理构造和块状构造的 两类。然后可进一步根据片理特征和主要矿物成分， 分析所属的岩类，确定岩石的名称。
•
粗粒辉长岩
花岗岩
流纹岩，属于酸性喷出岩。
安山岩，属于中性喷出岩。
结 构 构 造 成 因
多具片理构造 由先成的岩浆岩、沉积岩 和变质岩，经变质作用而 形成
• （二）三大岩类的肉眼鉴别 • 1.岩浆岩的鉴别方法
• （1）先看岩石整体颜色的深浅。
• • • • （2）分析岩石的结构和构造。 （3）分析岩石的主要矿物成分，确定岩石的名称。 2.沉积岩的鉴别方法 鉴别沉积岩时，可以先从观察岩石的结构开始，结 合岩石的其他特征，先将所属的大类分开，然后再 作进一步分析，确定岩石的名称。 • （1）碎屑岩
•
•
•
• •
图1-4 岩浆岩的产状
• • • • • • •
（1）岩基： （2）岩株： （3）岩盘： （4）岩床： （5）岩脉： （一）岩浆岩的矿物成分及化学成分 组成岩浆岩的矿物根据颜色可分为浅色矿物和深色矿 物两类 • 岩浆岩的矿物成分是岩浆化学成分的反映。岩浆的化 学成分相当复杂，但含量高，对岩石的矿物成分影响 最大的是SiO2，根据SiO2的含量，岩浆岩可分下面 几类：
• • • • • • • • • • •
（2）变余结构： （3）碎裂结构： 3.构造 变质岩的构造是指岩石中矿物在空间排列关系的外貌 特征。 （1）片理状构造 ①板状构造： ②千枚状构造： ③片状构造： ④片麻状构造： （2）块状构造 （五）变质岩的分类及常见的变质岩
变质岩根据其构造特征分为：片理状岩石类和块状岩石 类，（表1-5）。
•
a
b
c
图1-8 层理类型
•
（a） 水平层理；（b） 斜层理；（c）交错层理
• 层与层之间的界面称为层面。在层面上有时可以看 到波痕、雨痕及泥面干裂的痕迹。上下两个层面成 分基本相互一致的岩石，称为岩层。它是层理最大 的组成单位。一个岩层上下层面之间的垂直距离称 为岩层的厚度。（如图1-9所示）。
•
• （三）岩浆岩的分类和常见的岩浆岩 • 1.岩浆岩的分类
• 二、沉积岩
• 由沉积物固结变硬而形成的岩石就是沉积岩。沉积 岩占地壳岩石总体的5%，它是三大岩石中在地表分 布最广泛的，占地壳表面积的75%。沉积岩的形成 有两种途径：一是在地表条件下，由风化作用或火 山作用的产物经机械搬运、沉积、固结成岩，以这 种方式形成的沉积岩称碎屑岩。二是在地表常温、 常压条件下由水溶液沉淀而形成化学岩，然而自然 界大多水盆地化学沉淀过程中都有生物参与，所以 通常又称生物化学岩。 • （一）沉积岩的物质组成 • 1. 碎屑物质 • 2.粘土矿物 • 3.化学沉积矿物 • 4.有机质及生物残骸 • 5.胶结物
• （1）酸性岩类：
• • • • • • •
• • • •
（2）中性岩类： （3）基性岩类： （4）超基性岩类： （二）岩浆岩的结构与构造 1.结构 岩浆岩的结构是指组成岩石的矿物的结晶程度、晶 粒大小、形状及其相互结合的情况。 （1）全晶质结构：岩石全部由结晶的矿物颗粒组 成（如图1-5所示）。 粗粒结构(>5mm) 中粒结构(5-2mm) 细粒结构(2-0.2mm) 微粒结构(<0.2mm)
工程地质学
• •
刘红军
•
五邑大学土木建筑学院
绪论
• 一、工程地质学的研究对象 • 工程地质学主要是用来研究各种建筑区 域的工程地质条件，解决工程地质问题， 以及人类的工程活动对地质环境的影响。 • 工程地质学是介于地质学与工程学之间 的一门独立的边缘交叉学科。是地质学的 一个分支。 • 工程地质学包括工程岩土学、工程地质 分析、工程地质勘察三个基本部分。
• 一、岩浆岩（火成岩）
• 岩浆岩是由岩浆冷凝形成的岩石 。 （见下页图） • 依冷凝成岩浆岩的地质环境的不同，将岩浆岩分三 大类： • （1）深成岩： • （2）浅成岩： • （3）喷出岩：
• 岩浆岩的产状可以反映岩体空间位置与围岩 的相互关系及其形态特征。岩浆岩产状大致 有下列几种（如图1-4所示）。
• •
图1-5 岩浆岩按结晶程度划分的三种结构 1—全晶质结构；2—半晶质结构；3—非晶质结构
• 岩石中的同一种主要矿物，其结晶颗粒如大小悬殊， 则称为似斑状结构。 • （2）半晶质结构：岩石全部由结晶的矿物颗粒和部 分细晶的玻璃质组成（如图1-5所示）。 • （3）非晶质结构 ：
• 2.构造 • 岩浆岩的构造是指矿物在岩石中的组合方式和空间分 布情况。 • （1）块状构造： （2）流纹状构造： • （3）气孔状构造： （4）杏仁状构造：
• • • • •
（2）泥质结构 （3）结晶结构 （4）生物结构 2.沉积岩的构造 沉积岩的构造是指其组成部分的空间分布及其相互 间的排列关系。沉积岩最主要的构造是层理构造。 • 层理分为各种不同的形态类型，如常见的有水平层 理（如图1-8a所示）斜层理（如图1-8b所示），交 错层理（如图1-8c所示）等。
沉 积 岩
变 质 岩
主要矿 物成分
次生矿物占主要地位，成分单 除具有变质前原来岩石的 一，一般多不固定。常见的有 矿物，如石英、长石、云 石英、长石、白云母、方解石、 母、角闪石、辉石、方解 白云石、高岭土等 石、白云母、高岭土等外， 尚有经变质作用的矿物， 如石榴子石、滑石、绿泥 石、蛇纹石 以碎屑、泥质及生物碎屑结构 为特征。部分为成分单一的结 晶结构，但肉眼不易分辨 具层理构造 主要由先成岩石的风化产物， 经压密、胶结、重结晶等成岩 作用而形成 以变晶结构等为特征
•
•
图1-10 变质岩的类型示意图
1-动力变质岩；2、3-接触变质岩；4-区域变质岩
• • • • • • • •
（二）变质作用的主要类型 1.接触变质作用 2.动力变质作用 3.区域变质作用 （三）变质作用的因素 1.高温： 2.高压： 3.新的化学成分的加入
• （四）变质岩的主要特征
• 1.矿物成分： • 2.结构： • （1）变晶结构：
紫色萤石和毒砂共生
水晶和紫色萤石共生
绿萤石方解石和黄铁矿共生
水晶与黑钨共生
镜铁矿和水晶
绿色萤石和方解石
苦瓜皮状萤石伴有方铅矿
白色绒毛状石英晶体上生成葡萄状紫色 萤石
镜铁矿和水晶
镜铁矿和水晶
辰砂
水晶和闪锌矿
八面体绿萤石表面呈细水重晶状
猫眼石
祖母绿宝石（绿柱石）
毒砂和水晶
• •
•
图1-9岩层的几种形态
（a） 正常层；（b） 夹层；（c） 变薄；（d） 尖灭；（e） 透镜体
• 在沉积岩中还可看到化石 • 沉积岩的层理构造、层面特征和含有化石是沉积岩 在构造上区别于岩浆岩的重要特征。 • （三）沉积岩的分类及常见的沉积岩
•
• •
三、变质岩
变质岩的成因 地壳中的原岩受到温度、压力及化学活动性流体 的影响，在固体状态下发生剧烈变化后形成的新 的岩石称变质岩（如图1-10所示）。
•
•
•
•
图1-1 常见矿物的晶体形态 a）正长石；b）斜长石；c）石英；d）角闪石；e）辉石；f）橄榄石；g）方解 石；h）白云母；i）石膏；j）绿泥石；k）云母；l）黄铁矿；m）石榴子石
•
金刚石
•
石墨
3、集合体外形
• 钟乳状
• 钟乳状
• 晶簇桩
• （二）矿物的光学性质 • 1.颜色 • 矿物的颜色是指矿物对可见光波的吸收作用所引 起的。 • （1）自色：是矿物本身固有的颜色。 • （2）他色：是矿物混入了某些杂质所引起的，与矿 物的本身性质无关。 • （3）假色：由于矿物内部的裂隙或表面的氧化薄膜 对光的折射、散色所引起的。（条痕） • 2.光泽：是矿物表面对可见光的反射能力。 • （1）金属光泽： • （2）半金属光泽： • （3）非金属光泽： • 3.透明度
• • • • •
• • • • • • •
（二）沉积岩的结构与构造 1.沉积岩的结构 . （1）碎屑结构 按碎屑粒径的大小，可分为： ①砾状结构 碎屑粒径大于2mm。碎屑形成后未经 搬运或搬运不远而留有棱角者，称为角砾状结构； 碎屑经过搬运呈浑圆状或具有一定磨圆度者，称为 砾状结构。 ②砂质结构 碎屑粒径介于2~0.05 mm之间。 ③粉砂质结构：碎屑粒径介于0.05~0.005 mm。 按胶结物的成分，可分为： ①硅质胶结 ②铁质胶结 ③钙质胶结 ④泥质胶结
• • • • • • • • •
透明度是指矿物透过可见光波的能力， （1）透明的： （2）半透明的： （3）不透明的： （三）矿物的力学性质 1.硬度 硬度是指矿物抵抗刻划、研磨的能力。 2.解理 解理是指矿物受打击后常沿一定方向裂开，并形成光 华平面的性质。
•
•
•
图1-2 方解石的三组解理
图1-3 石英的贝壳状断口
毒砂
镜铁矿和水晶
电气石 柱状单晶
黑钨和白水晶包黑色皮
金刚石
黄金矿块
黄铁矿和水晶
闪锌矿
黄铁矿
方铅矿
自然金
自然铂
自然硫
自然砷
自然铜
•
第二节 岩石
• 岩石是地壳发展过程中，由一种或多种矿物组成的， 具有一定规律的集合体。 （见下页图）有单矿岩和 复矿岩。 • 按其成因可将地壳的岩石分为三大类：岩浆岩、沉 积岩和变质岩。
• 第一节 造岩矿物
• 矿物是组成岩石的基本单位，也是组成地壳的基本 • 物质，它是在各种地质作用下形成的具有一定的化 学成分和物理性质的单质和化合物。
• 一、矿物的一般知识
• （1）原生矿物： （2）次生矿物： （3）变质矿物：
• 3.变质岩的鉴别方法 • 鉴别变质岩时，可以先从观察岩石的构造开始。根 据构造，首先将变质岩区分为片理构造和块状构造的 两类。然后可进一步根据片理特征和主要矿物成分， 分析所属的岩类，确定岩石的名称。
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粗粒辉长岩
花岗岩
流纹岩，属于酸性喷出岩。
安山岩，属于中性喷出岩。
结 构 构 造 成 因
多具片理构造 由先成的岩浆岩、沉积岩 和变质岩，经变质作用而 形成
• （二）三大岩类的肉眼鉴别 • 1.岩浆岩的鉴别方法
• （1）先看岩石整体颜色的深浅。
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图1-4 岩浆岩的产状
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（1）岩基： （2）岩株： （3）岩盘： （4）岩床： （5）岩脉： （一）岩浆岩的矿物成分及化学成分 组成岩浆岩的矿物根据颜色可分为浅色矿物和深色矿 物两类 • 岩浆岩的矿物成分是岩浆化学成分的反映。岩浆的化 学成分相当复杂，但含量高，对岩石的矿物成分影响 最大的是SiO2，根据SiO2的含量，岩浆岩可分下面 几类：
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（2）变余结构： （3）碎裂结构： 3.构造 变质岩的构造是指岩石中矿物在空间排列关系的外貌 特征。 （1）片理状构造 ①板状构造： ②千枚状构造： ③片状构造： ④片麻状构造： （2）块状构造 （五）变质岩的分类及常见的变质岩
变质岩根据其构造特征分为：片理状岩石类和块状岩石 类，（表1-5）。
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a
b
c
图1-8 层理类型
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（a） 水平层理；（b） 斜层理；（c）交错层理
• 层与层之间的界面称为层面。在层面上有时可以看 到波痕、雨痕及泥面干裂的痕迹。上下两个层面成 分基本相互一致的岩石，称为岩层。它是层理最大 的组成单位。一个岩层上下层面之间的垂直距离称 为岩层的厚度。（如图1-9所示）。
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• （三）岩浆岩的分类和常见的岩浆岩 • 1.岩浆岩的分类
• 二、沉积岩
• 由沉积物固结变硬而形成的岩石就是沉积岩。沉积 岩占地壳岩石总体的5%，它是三大岩石中在地表分 布最广泛的，占地壳表面积的75%。沉积岩的形成 有两种途径：一是在地表条件下，由风化作用或火 山作用的产物经机械搬运、沉积、固结成岩，以这 种方式形成的沉积岩称碎屑岩。二是在地表常温、 常压条件下由水溶液沉淀而形成化学岩，然而自然 界大多水盆地化学沉淀过程中都有生物参与，所以 通常又称生物化学岩。 • （一）沉积岩的物质组成 • 1. 碎屑物质 • 2.粘土矿物 • 3.化学沉积矿物 • 4.有机质及生物残骸 • 5.胶结物
• （1）酸性岩类：
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（2）中性岩类： （3）基性岩类： （4）超基性岩类： （二）岩浆岩的结构与构造 1.结构 岩浆岩的结构是指组成岩石的矿物的结晶程度、晶 粒大小、形状及其相互结合的情况。 （1）全晶质结构：岩石全部由结晶的矿物颗粒组 成（如图1-5所示）。 粗粒结构(>5mm) 中粒结构(5-2mm) 细粒结构(2-0.2mm) 微粒结构(<0.2mm)
工程地质学
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刘红军
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五邑大学土木建筑学院
绪论
• 一、工程地质学的研究对象 • 工程地质学主要是用来研究各种建筑区 域的工程地质条件，解决工程地质问题， 以及人类的工程活动对地质环境的影响。 • 工程地质学是介于地质学与工程学之间 的一门独立的边缘交叉学科。是地质学的 一个分支。 • 工程地质学包括工程岩土学、工程地质 分析、工程地质勘察三个基本部分。
• 一、岩浆岩（火成岩）
• 岩浆岩是由岩浆冷凝形成的岩石 。 （见下页图） • 依冷凝成岩浆岩的地质环境的不同，将岩浆岩分三 大类： • （1）深成岩： • （2）浅成岩： • （3）喷出岩：
• 岩浆岩的产状可以反映岩体空间位置与围岩 的相互关系及其形态特征。岩浆岩产状大致 有下列几种（如图1-4所示）。
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图1-5 岩浆岩按结晶程度划分的三种结构 1—全晶质结构；2—半晶质结构；3—非晶质结构
• 岩石中的同一种主要矿物，其结晶颗粒如大小悬殊， 则称为似斑状结构。 • （2）半晶质结构：岩石全部由结晶的矿物颗粒和部 分细晶的玻璃质组成（如图1-5所示）。 • （3）非晶质结构 ：
• 2.构造 • 岩浆岩的构造是指矿物在岩石中的组合方式和空间分 布情况。 • （1）块状构造： （2）流纹状构造： • （3）气孔状构造： （4）杏仁状构造：
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（2）泥质结构 （3）结晶结构 （4）生物结构 2.沉积岩的构造 沉积岩的构造是指其组成部分的空间分布及其相互 间的排列关系。沉积岩最主要的构造是层理构造。 • 层理分为各种不同的形态类型，如常见的有水平层 理（如图1-8a所示）斜层理（如图1-8b所示），交 错层理（如图1-8c所示）等。
沉 积 岩
变 质 岩
主要矿 物成分
次生矿物占主要地位，成分单 除具有变质前原来岩石的 一，一般多不固定。常见的有 矿物，如石英、长石、云 石英、长石、白云母、方解石、 母、角闪石、辉石、方解 白云石、高岭土等 石、白云母、高岭土等外， 尚有经变质作用的矿物， 如石榴子石、滑石、绿泥 石、蛇纹石 以碎屑、泥质及生物碎屑结构 为特征。部分为成分单一的结 晶结构，但肉眼不易分辨 具层理构造 主要由先成岩石的风化产物， 经压密、胶结、重结晶等成岩 作用而形成 以变晶结构等为特征
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图1-10 变质岩的类型示意图
1-动力变质岩；2、3-接触变质岩；4-区域变质岩
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（二）变质作用的主要类型 1.接触变质作用 2.动力变质作用 3.区域变质作用 （三）变质作用的因素 1.高温： 2.高压： 3.新的化学成分的加入
• （四）变质岩的主要特征
• 1.矿物成分： • 2.结构： • （1）变晶结构：
紫色萤石和毒砂共生
水晶和紫色萤石共生
绿萤石方解石和黄铁矿共生
水晶与黑钨共生
镜铁矿和水晶
绿色萤石和方解石
苦瓜皮状萤石伴有方铅矿
白色绒毛状石英晶体上生成葡萄状紫色 萤石
镜铁矿和水晶
镜铁矿和水晶
辰砂
水晶和闪锌矿
八面体绿萤石表面呈细水重晶状
猫眼石
祖母绿宝石（绿柱石）
毒砂和水晶
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图1-9岩层的几种形态
（a） 正常层；（b） 夹层；（c） 变薄；（d） 尖灭；（e） 透镜体
• 在沉积岩中还可看到化石 • 沉积岩的层理构造、层面特征和含有化石是沉积岩 在构造上区别于岩浆岩的重要特征。 • （三）沉积岩的分类及常见的沉积岩
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三、变质岩
变质岩的成因 地壳中的原岩受到温度、压力及化学活动性流体 的影响，在固体状态下发生剧烈变化后形成的新 的岩石称变质岩（如图1-10所示）。
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图1-1 常见矿物的晶体形态 a）正长石；b）斜长石；c）石英；d）角闪石；e）辉石；f）橄榄石；g）方解 石；h）白云母；i）石膏；j）绿泥石；k）云母；l）黄铁矿；m）石榴子石
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金刚石
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石墨
3、集合体外形
• 钟乳状
• 钟乳状
• 晶簇桩
• （二）矿物的光学性质 • 1.颜色 • 矿物的颜色是指矿物对可见光波的吸收作用所引 起的。 • （1）自色：是矿物本身固有的颜色。 • （2）他色：是矿物混入了某些杂质所引起的，与矿 物的本身性质无关。 • （3）假色：由于矿物内部的裂隙或表面的氧化薄膜 对光的折射、散色所引起的。（条痕） • 2.光泽：是矿物表面对可见光的反射能力。 • （1）金属光泽： • （2）半金属光泽： • （3）非金属光泽： • 3.透明度
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（二）沉积岩的结构与构造 1.沉积岩的结构 . （1）碎屑结构 按碎屑粒径的大小，可分为： ①砾状结构 碎屑粒径大于2mm。碎屑形成后未经 搬运或搬运不远而留有棱角者，称为角砾状结构； 碎屑经过搬运呈浑圆状或具有一定磨圆度者，称为 砾状结构。 ②砂质结构 碎屑粒径介于2~0.05 mm之间。 ③粉砂质结构：碎屑粒径介于0.05~0.005 mm。 按胶结物的成分，可分为： ①硅质胶结 ②铁质胶结 ③钙质胶结 ④泥质胶结
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透明度是指矿物透过可见光波的能力， （1）透明的： （2）半透明的： （3）不透明的： （三）矿物的力学性质 1.硬度 硬度是指矿物抵抗刻划、研磨的能力。 2.解理 解理是指矿物受打击后常沿一定方向裂开，并形成光 华平面的性质。
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图1-2 方解石的三组解理
图1-3 石英的贝壳状断口
毒砂
镜铁矿和水晶
电气石 柱状单晶
黑钨和白水晶包黑色皮
金刚石
黄金矿块
黄铁矿和水晶
闪锌矿
黄铁矿
方铅矿
自然金
自然铂
自然硫
自然砷
自然铜
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第二节 岩石
• 岩石是地壳发展过程中，由一种或多种矿物组成的， 具有一定规律的集合体。 （见下页图）有单矿岩和 复矿岩。 • 按其成因可将地壳的岩石分为三大类：岩浆岩、沉 积岩和变质岩。
• 第一节 造岩矿物
• 矿物是组成岩石的基本单位，也是组成地壳的基本 • 物质，它是在各种地质作用下形成的具有一定的化 学成分和物理性质的单质和化合物。
• 一、矿物的一般知识
• （1）原生矿物： （2）次生矿物： （3）变质矿物：