工程地质学课件
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2024版工程地质学基础ppt课件
2024/1/25
21
不良地质现象防治方法
2024/1/25
滑坡、崩塌防治
01
消除或减轻水的危害，改变滑坡体外形，设置抗滑建筑物等。
泥石流防治
02
生物措施（植树造林、封山育林），工程措施（修建拦挡坝、
排导槽等）。
岩溶、土洞防治
03
对岩溶洞穴进行回填或跨越处理，对土洞可采用注浆、旋喷等
方法进行加固处理。
是地质构造的重要类型之一。
2024/1/25
断裂构造
岩石受应力作用而发生变形，当应 力超过一定强度时，岩石便发生破 裂，甚至沿破裂面发生相对位移， 形成断裂构造。
节理构造
岩石中的裂隙，其两侧岩石没有明 显的位移，称为节理或裂隙。
12
地貌类型及特征
01
02
03
山地地貌
海拔较高，起伏较大，坡 度较陡，切割破碎，多呈 脉状分布。
工程地质学基础ppt课件
2024/1/25
1
2024/1/25
• 工程地质学概述 • 岩石与土体性质 • 地质构造与地貌 • 水文地质条件 • 不良地质现象及防治 • 工程地质勘察与评价
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工程地质学概述
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3
工程地质学定义与发展
2024/1/25
工程地质学定义
研究工程建设与地质环境相互作用 关系的科学。
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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。
2024版《工程地质》PPT课件
0102工程地质是研究工程建设与地质环境相互作用及其影响规律的学科。
为工程建设提供地质依据，预测和防治工程地质问题，保障工程建设的顺利进行。
定义任务工程地质定义与任务研究区域地质构造、地壳稳定性及地震活动对工程的影响。
地质构造与地壳稳定性研究地下水的分布、运动规律及其对工程的影响。
水文地质条件研究岩土体的物理力学性质、分类及工程特性。
岩土体性质与分类研究滑坡、崩塌、泥石流等不良地质现象的成因、发育规律及防治措施。
不良地质现象工程地质研究内容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。
与土木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。
与水利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。
与交通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。
与环境工程关系工程地质与相关领域关系01岩浆岩由岩浆冷凝形成，包括深成岩、浅成岩和喷出岩，具有结晶质结构和块状构造。
02沉积岩由风化产物、生物遗骸和火山物质等在地表或水下沉积形成，具有层理构造和化石。
03变质岩由已形成的岩石在高温高压下发生变质作用形成，具有片理构造和变质矿物。
残积土由岩石风化后残留在原地的碎屑物质组成，结构松散，力学性质较差。
坡积土由山坡上的碎屑物质在重力作用下堆积形成，具有分选性和层理构造。
洪积土由洪水携带的碎屑物质堆积形成，具有分选性和交错层理。
冲积土由河流携带的碎屑物质堆积形成，具有层理构造和较好的力学性质。
01020304表示岩石和土体的质量和体积之间的关系，影响工程建设的荷载计算。
密度与重度描述岩石和土体中孔隙的发育程度和连通性，影响工程建设的排水设计和地基稳定性。
孔隙性与渗透性表示岩石和土体在压力作用下体积减小的性质，影响工程建设的沉降计算和地基稳定性。
压缩性与变形性描述岩石和土体抵抗剪切和压缩破坏的能力，影响工程建设的边坡稳定性和地基承载力。
抗剪强度与抗压强度岩石与土体物理力学性质03岩层在地质作用下形成的波状弯曲现象，分为背斜和向斜两种基本形态。
工程地质学-8PPT课件
4
4、工程地质勘察的方法
工程地质勘察方法
测绘 勘探
试验 监测
物探 坑探 钻探 室内试验 室外试验
2021
5
二、工程地质勘察阶段的划分
➢可行性研究勘察阶段 ➢ 初步勘察阶段 ➢ 详细勘察阶段
2021
6
1、可行性研究勘察阶段
建筑物应避开： 主要任务：选定建筑场 不良地质现象 址(或线路方案)。通过 不良地基 勘察对其稳定性和适宜 不利抗震的 性作出评价，经过技术
第八章 工程地质勘察
第一节 工程地质概述及测绘 第二节 工程地质勘探及勘察报告的编写
重点：掌握工程地质测绘的主要内容、方法，
工程地质物探及工程地质勘察报告的主要内容。
难点：掌握工程地质物探方法及勘察报告的
内容。
2021
1
第一节 工程地质概述及测绘
一、工程地质勘察的概念、目的、任务及方法
1、工程地质勘察概念及原则 工程地质勘察：运用工程地质理论和各种勘察测 试技术手段和方法，获取建筑场地及其有关地区工程 地质的原始资料，并进行论证的过程。 基本原则：结合具体建筑物类型、要求、特点、 自然环境等，分阶段进行，按照阶段要求，准确反映 工程地质条件，提出工程地质评价。
37
谢 谢！
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2021
38
2021
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（3）坑探 是用人工或机械掘进的方式来探明地表浅部的 工程地质条件，包括：探坑、探槽、斜井、浅井、 竖井、平洞等。 坑探工程的编录主要是绘制展示图。
2021
22
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（4）钻探 利用钻探机械和工具 在岩土层中钻孔的勘探 方法。可直接探明地层 岩性、地质构造、地下 水埋深、含水层类型和 厚度、滑坡位置及岩溶 情况，还可取岩心，在 钻孔中试验。
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
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。
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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
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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
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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。
03941_《工程地质学》ppt课件
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地质构造类型及特征
褶皱构造
岩层在地质作用下形成的波状弯 曲，包括背斜和向斜两种基本形
态。
2024/1/24
断裂构造
岩石受力发生破裂，两侧岩块沿破 裂面发生明显位移的构造，包括断 层和节理。
岩浆岩构造
由岩浆冷凝形成的岩石，常具有特 殊的结构和构造，如喷出岩的气孔 和杏仁构造。
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地质构造对工程稳定性的影响
水文地质物探
利用地球物理勘探方法，探测 地下水的分布、埋藏条件等。
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不良地质现象及防治措 施
2024/1/24
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滑坡、崩塌、泥石流等灾害现象
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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。
2024/1/24
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不良地质现象的防治措施
滑坡防治措施
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。
2024/1/24
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
《工程地质学》ppt课 件
2024/1/24
1
目录
• 工程地质学概述 • 岩石与土的物理性质 • 地质构造与工程稳定性 • 水文地质条件与工程问题 • 不良地质现象及防治措施 • 工程地质勘察方法与技术
2024/1/24
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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
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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。
2019/12/21
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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。
2019/12/21
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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
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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。
第十章工程地质学课件
第十章工程地质学课件引言工程地质学是研究地球物质在工程环境中的行为和性质的学科。
在工程项目的规划、设计、施工和维护阶段，对地质条件进行合理评估和预测至关重要。
本章将介绍工程地质学的基本概念、方法和应用。
1. 工程地质学概述工程地质学是地质学的一个分支学科，它通过研究地质现象和地质过程，为工程项目的实施提供技术支持和指导。
工程地质学主要包括以下几个方面的内容：•岩土工程地质学：研究地质体的性质和特征，如岩石、土壤、地层等，以及它们对工程活动的影响。
•工程地质勘察：通过野外调查和室内试验，获取地质数据和样本，为工程设计提供基础。
•地震地质学：研究地震发生的原因、规律和地震对工程的影响，预测地震危险性。
•断层地质学：研究地质断层的性质和运动，评估其对工程项目的潜在危险。
•地下水地质学：研究地下水的分布、流动和水质，评估地下水对工程活动的影响。
2. 工程地质调查与评价工程地质调查是工程地质学的基础和关键，它通过获取地质数据和样本，为工程设计提供可靠的地质信息。
根据调查的目的和工程特点，可以进行以下几类调查：2.1 地质勘探地质勘探是指通过钻探、测井、采样等手段获取地下地质信息的过程。
根据勘探的深度和目的，可以分为浅层勘探和深层勘探。
浅层勘探主要针对地下0-30米深度范围内的地质信息，常用的方法包括土壤钻探、地质雷达和电法勘探等。
深层勘探主要针对较深的地下范围，常用的方法包括岩芯钻探、地震反射法和地球物理勘探等。
2.2 工程地质调研工程地质调研是根据工程项目的需求，对地质环境进行初步研究和评价。
调研内容主要包括地质地形、地质构造、地下水条件等方面。
通过地质调研，可以初步了解地质环境的特点和变化规律，为后续的工程地质评价提供依据。
2.3 工程地质评价工程地质评价是在工程设计和施工阶段，对地质环境进行综合评价和预测。
它通过分析地质数据和样本，评估工程地质风险，并提出相应的工程措施和建议。
常用的工程地质评价方法包括工程地质地球物理方法、数值模拟和统计分析等。
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-课件
• 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
• （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
•
•
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）。
• 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。
• 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）。
• 工程活动也会以各种方式影响地质环境。如房屋 引起地基土的压密沉降，桥梁使局部河段冲刷淤积 发生变化等。在城市过量抽取地下水，可能导致大 规模的地面沉降。
• 三、工程地质学的研究方法
• 1.地质法：
• 2.试验方法：
• 3.计算方法：
第一章 造岩矿物与岩石
• ②铁质胶结
• ③钙质胶结
• ④泥质胶结
• （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
•
•
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）。
• 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。
• 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）。
• 工程活动也会以各种方式影响地质环境。如房屋 引起地基土的压密沉降，桥梁使局部河段冲刷淤积 发生变化等。在城市过量抽取地下水，可能导致大 规模的地面沉降。
• 三、工程地质学的研究方法
• 1.地质法：
• 2.试验方法：
• 3.计算方法：
第一章 造岩矿物与岩石
工程地质学课件.
岩体的力学性质
岩体中的结构面与岩体结构类型 岩体地基的稳定性
第一节 岩体工程地质的特征 1坚硬、半坚硬岩石的工程地质特征 坚硬岩石的特征
不连续性，不均一性，各向异性
具有很高的力学强度 抗水性很强 岩石的强度，压缩性，均一性，不仅由其成因 ，岩性和产 状决定，而且受裂隙发育程度，风化特征及岩溶作用影响 半坚硬岩石的特点 由于半坚硬岩石是由坚硬岩石经过地质作用变化而来的， 所以坚硬岩石的特征在半坚硬岩石中同样具有，只是力学 强度降低，具有流变性
部应力变化的土层叫地基。
基础：位于建筑物的下部，又叫下部结构， 是建筑物的一部分。其作用是把整个建筑 物的重量和作用在建筑物上的所有荷载传 给地基，起着承上传下的作用。 深基础 地基 基础 浅基础
人工土基
桩基
刚性基础
柔性基础
2 土的极限平衡理论
土体的切应力τ抗剪强度，如果τ= τf ，则土体处于极限平 衡状态。 f tg c 即
EP
i p
岩石第一次加荷的最大压应力σi与其相应的应变εi之比 称为岩石的变形模量Ec i Ec i
：
R—岩石的极限抗压强度(Mpa) P—试样破坏时的垂直荷载(N) F—试样受压面积面积(cm2)
P R F
2 岩石的强度
抗压强度：岩石在单向压力作用下抵抗压碎破坏的能 力，叫做岩石的抗压强度。
5、孔隙度（n）
土孔隙部分的体积与土总体积之比，以百分数表示
v2 e 100% v
6、饱和度（Sr） 土中水分所占体积与全部孔隙体积之比，通常以百分数表 示
vw S r 100% v2
第三节 土的水理性质 1 2粘性土的膨胀、收缩及崩解性
3土的毛细性和透水性
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。
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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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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
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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
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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
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形
状 颜 色 肉红色、浅玫瑰色 、浅黄色、带浅黄 的灰白色 白色或灰白色 无色、乳白色。 烟灰色 无色、浅灰、浅黄 色、灰白色 深褐、黑绿至黑色 绿黑色、黑色
物理性质 光 泽 玻璃光泽 硬度 6 解理、断口 两向完全解理，近于 正交 两向完全解理，斜交 无解理、贝壳状断口 一组极完全解理 一组极完全解理 两组完全解理，交角 近56o 两组完全解理，交角 87o 无解理，贝壳状断口
全晶质——岩石全部由结晶矿物组成，是深成侵入岩结构特征。 半晶质——由结晶和非结晶矿物组成，是浅成侵入岩结构特征。 玻璃质（非晶质）——岩石几乎全部由玻璃制组成，是喷出岩结 构特征。 按晶粒大小分为：显晶质、隐晶质
按晶粒相对大小分为：等粒、不等粒、斑状和似斑状结构
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岩浆岩的构造(structure)
(a)
(b)
(c)
(d)
图2-10 沉积岩的层理类型
(a)水平层理；(b)交错层理；(c)单斜层理；(d) 透镜体及尖灭层
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碎屑岩的胶结物：
• 硅质——强度高 • 铁质——易氧化 • 钙质——易溶解 • 泥质——易软化
胶结类型：
• 基底式胶结(a) • 孔隙式胶结(b) • 接触式胶结(c)
当反射面不平行时，矿物可形成某种独特 的光泽，油脂光泽、丝绢光泽、腊状光泽 （蛇纹石、石膏），珍珠光泽（滑石、石 膏）、土状光泽（高岭土）。
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物理性质
透明度(transparency)：光线透过矿物的程度。 分透明、半透明、不透明。
条痕(streak)：矿物粉末的颜色。
14/40
力学性质
第二章
矿物与岩石
(mineral and rock)
主要内容
第一节 地球的特性及构造 第二节 造岩矿物 第三节 岩浆岩 第四节 沉积岩 第五节 变质岩 第六节 岩石的工程地质性质
1/40
第一节 地球的构造
地壳
地球内圈：
莫霍面
地幔 古登堡面
地核
2/40
地壳(crust)：由固体岩石构成,一般厚15-20km，平均厚
片状、粒状 致密块状、片状 、纤维状 菱面体、块状、 粒状 菱面体、块状、 粒状 板状、片状、纤 维状 鳞片状、细粒状 、土状集合体 片状、块状
棕、棕红或黑红色
玻璃光泽
6.5~7.5
无解理、不规则断口
3.5~4.2
形状、颜色、硬 度
颜色、薄片有挠 性无弹性 颜色、光泽 颜色、硬度，遇 盐酸起泡 解理、硬度 解理、硬度，颜 色 性软、粘舌、具 可塑性 颜色、硬度、触 摸有滑腻感
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课堂练习
晶形 颜色 光泽 硬度 解理 三组 完全 解理 无 盐酸 反应 起泡 定名
甲矿物 规则
白
玻璃 光泽 玻璃 光泽
3
——
乙矿物 规则
白
7
无
——
19/40
第三节 岩浆岩
岩石(rock)：一种或多种矿物组成的自然集合体。 按成因分为三大类：岩浆岩、沉积岩和变质岩。 岩浆岩(magmatic rock) 岩浆岩又叫火成岩，在地壳上分布面积约占 7％，但其质量占地壳总质量的95%。在三大类 岩石中占有比较重要的地位。
指岩石中不同矿物集合体分布与排列特征。
常见构造：
• 流纹状构造
• 气孔和杏仁状构造
• 块状构造
流纹岩
27/40
花岗闪长岩
玄武岩
28/40
表 2-3
岩 浆 岩 分 类 简 表
侵
29/40
公园里的花岗岩装饰
30/40
第四节 沉积岩(sedimentary rock)
沉积岩(sedimentary rock) 在地壳上分布面积约占75％，体积只占5%。 对工程建筑具有实际意义。
相对 密度 2.57
主要鉴别特征 形态、颜色
短柱状、板状、 粒状 板条状、长条状 粒状、块状、六 棱柱状、双锥状 板状、片状、鳞 片状 片状、板状、鳞 片状 长柱状、纤维状
玻璃光泽 玻璃光泽、断口 为油脂光泽 玻璃或珍珠光泽 玻璃或珍珠光泽 玻璃光泽
6 7 2~3 2.5~3 5.5~6
2.60~2.7 6 2.65 2.7~3.1 3.02~3.1 3 3.02~3.4 5 3.23~3.5 2 3.27~4.3 7
浅绿、深绿或黑绿 色 淡黄绿色、淡绿、 淡黄色 白、灰白，含杂质 时呈其它颜色 灰白、淡红、淡黄 色 无色、白色、灰白 色 白、灰白或其它色 白、淡黄、淡绿或 浅灰色
玻璃光泽、珍珠 光泽 油脂光泽、蜡状 光泽、丝绢光泽 玻璃光泽 玻璃光泽 珍珠光泽、丝绢 光泽 土状光泽 蜡状或珍珠光泽
2~2.5 2~3 3 3.5~4 2 2.0~3.5 1
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二、矿物的特征
晶形 (crystal form)
图 2-2 矿物晶形
(a) 石盐；(b) 石膏；(c) 普通辉石；(d)石英； (e)正长石； (f) 云母 12/40
物理性质
颜色(color)：矿物新鲜表面的颜色。是矿物对 不同波长可见光吸收程度不同的反映，分自 色、他色、假色。
光泽(luster)：矿物表面（晶面或解理）反射光 线的强弱强度，取决于其折光率。分金属光 泽(黄铁矿）、半金属光泽（褐铁矿）、金刚 光泽、玻璃光泽（长石、石英）。
地核(core)：由比重较大的铁镍 合金组成，平均密度大于 10g/cm³ 。外核2900-4170km，是 液态的, 5155km至地心为内核， 为铁镍金属氧化物和硫化物。 4170-5155km为过渡带。
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地球外圈：
大气圈 水圈 生物圈
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大气圈(atmosphere)：是地球以外的空间,它提
度16km。分硅铝层(花岗岩层)和硅镁层(玄武岩层)。 大陆地壳平均厚度3035km，大洋地壳厚度较薄， 平均仅5-8km，一般缺乏 硅铝层，硅镁层直接出露 于洋底。 莫霍面是1909年南斯拉 夫学者莫霍洛维奇发现的。 古登堡面是美国学者B.古 登堡1914年发现的。
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地幔(mantle)：上地幔60-250km， 是熔融状态物质, 一般认为可能 就是岩浆的发源地；下地幔6502900km，下地幔主要是由铁镁氧 化物和硫化物组成。地壳运动主 要起因于地幔物质的对流。
角砾岩
砾岩 石英砂岩 长石砂岩
粉砂土
粘土
粉砂岩
泥岩 页岩 泥灰岩 石灰岩 白云质灰岩 白云岩 燧石岩 硅藻岩 石膏 岩盐、钾盐 煤、油页岩 37/40
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ห้องสมุดไป่ตู้
岩浆岩(magmatic rock)
成因类型：
由地下深处的高温高压 熔融的岩浆以侵入(intrusive)或喷出(effusive)方式直
接冷凝而成。
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岩浆岩的产状
深成岩：岩基，岩株 侵入岩浅成岩：岩盘（盆），岩床， 岩墙，岩脉 喷出岩中心式喷发：火山锥熔岩流 裂隙式喷发：熔岩被
供生物需要的CO2和O2 ,对地貌形态变化起着极 大的影响。
水圈 (hydrosphere)：由大气圈的水蒸气凝结成
降雨形成海洋和湖泊沼泽及地下水。水与地表 岩石相互作用，作为最活跃的地质营力促进各 种地质现象的发育。
生物圈(biosphere)：渗透在水圈、大气圈下层
和地壳表层的范围之中，对于改变地球的形态 起着重要的作用。
颜色、形态 形状、硬度、断 口 解理、薄片有弹 性 解理、颜色、薄 片有弹性 形状、颜色
粒状、块状 粒状
深黑色、褐黑、棕 黑 橄榄绿、淡黄绿色 至黑绿色
玻璃光泽 玻璃光泽、断口 为油脂光泽
5~6 6.5~7
形状、颜色 颜色、硬度、形 态
石榴子石 (Fe，Mg，Ca)3(Fe，Al)2 [SiO4]3
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第二节 造岩矿物
一、矿物的概念
• 地壳由岩石组成，岩石由矿物组成。
矿物(mineral)：具有一定化学成分和物理性质
的自然元素和无机化合物。
常见的几种矿物
石英
方解石
云母
7/40
黄铁矿
玛瑙
石膏
8/40
石英晶簇
9/40
10/40
自然界中已 发现的矿物有 2500多种。但 组成常见岩石 的矿物仅数十 种，这些组成 常见岩石的矿 物称为造岩矿 物。其占地壳 重量约为99%。 造岩矿物以硅 酸盐为主。
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火成岩的产状示意图 ①岩基（面积大于60-100km2）； ②岩株（面积小于60-100km2）； ③岩盘； ④岩床； ⑤岩墙； ⑥火山颈； ⑦岩脉；⑧岩被；⑨火山锥； ⑩熔岩流； ⑪破火山口 23/40
印尼火山喷发 2010年8月
火山喷出岩
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岩浆岩物质成分
主要是硅酸盐矿物，还
板状、粒状、鲕 状、肾状、豆状
浅黄铜色
钢灰至铁黑色
金属光泽
金属光泽至半金 属光泽
6~6.5
5~6
不规则断口
无解理
4.9~5.2
5.0~5.3
颜色、硬度、光 泽
形状、颜色、光 泽
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常见造岩矿物的肉眼鉴定
抓住主要特征 综合考虑颜色、晶形、光泽、解理、硬度 考虑矿物生成条件及共生矿物
工具：小钢刀、放大镜、稀盐酸等。
绿 泥 石 (Fe，Mg)5 Al [AlSi3O10] [OH]8 蛇 纹 石 Mg6[Si4O10] [OH]8 方解石 CaCO3 白云石 CaMg[CO3]2 石膏 Ca SO4· H2O 2 高岭石 Al4[Si4O10] [OH]8 滑 石 Mg3[Si4O10] [OH]2
菱形十二面体、 二十四面体、粒 状
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成因：地表岩石破坏 物质组成：
岩石碎屑