土木工程与水文地质勘查的应用

  一

  1 地球由外部构造与内部构造两部分组成。地球外部有水圈，生物圈三个圈层。

  2 地球的内部构造:地壳、地幔、地核。

  3 岩浆岩成因: 有岩浆冷凝固结而形成的岩石。岩浆岩的主要化学  成分为二氧化硅。按照二氧化硅的含量可分为四类:酸性岩、中性岩、基性岩、超基性岩。

  4 岩浆岩的结构: 按结晶程度分类为，全晶质结构、半晶质结构、玻璃质结构。

  5 岩浆岩的构造:块状结构、流纹结构、气孔状结构、杏仁状结构

  6 沉积岩:沉积岩是在地壳表层常温常压条件下，由先期岩石的风化产物、有机质和其他物质经过搬运、沉积和成岩等一系列地质作用而形成的岩石。

  7 沉积岩的构造: 层理分为水平层理、波状层理、单斜层理、交错层理;层面：结核，生物构造

  8 沉积岩的构造：碎屑结构、泥状结构、化学结构和生物化学结构。

  9 沉积岩分类：:碎屑岩、粘土岩、化学岩和生物化学岩。

  10 变质岩：为了了适应新的地质环境和物理化学条件，先期的结构，构造和矿物成分将产生一系列的改变，这种引起岩石产生结构、构造和矿物成分改变的地质作用成为变质作用，在变质作用下形成的岩石。

  11 变质岩的结构:变余结构、变晶结构、压碎结构。

  12 变质岩的构造:板状构造、千枚状构造、片状构造、块状构造。

  二

  1 地壳运动:又称为构造运动，是主要由地球内引起岩石圈产生的机械运动。它是地壳产生褶皱、断裂等各种地质构造引起海、陆分布变化，地壳隆起和凹陷，以及形成山脉，海沟，产生火山、地震等的基本原因。

  2 地质作用:是由自然动力引起地球（最主要是地慢和岩石圈）的物质组成、内部构造和地表形态发生变化的作用，地质作用又分为内动力地质作用和外动力地质作用。有内能引起的地质作用成为内动力地质作用，主要包括构造运动、岩浆活动和变质作用。由外能引起的地质作用主要由风化作用。风化地质作用，流水地质作用、冰川地质作用，重力地质作用，湖海地质作用等。

  3 沉积岩间的接触:基本上可分为整合接触和不整合接触两大类型

  4 沉积岩与岩浆岩接触关系:可分为侵入接触和沉积接触两大类。

  5 地质年表：纪（系）—名称和代号。(必考)

  6 岩层：构造运动引起地壳岩石变形和变位，这种变形、变位被保留下来的形态成为地质构造。

  7 地质构造主要类型:水平岩层、倾斜岩层、直立岩层、褶皱、断裂。

  8 岩层产状:岩层的空间分布状态称为岩层产状。

  9 岩层产状要素:走向、倾向、倾角。

  10 在构造运动作用下岩层产生的连续弯曲变形形态，称为褶皱构造。褶曲有背斜和向斜两种基本形式。

  11 断裂构造:岩层受构造运动作用，当所受的构造应力超过岩石强度时，岩石的连续完整性遭到破坏，产生断裂，称为断裂构造。按照断裂后两侧岩层沿断裂面有无明显相对位移，又分节理和断层两种类型。

  12 节理按成因:分为原生节理、构造节理和表生节理。

  13 断层要素:断层面·断层线、断盘·断距。

  14 按断层上、下两盘相对运动方向:分为正断层，逆断层和平移断层。

  三

  1、河流的地质作用:侵蚀作用、搬运作用·沉积作用。流水搬运非为物理搬运和化学搬运，物理搬运可分为悬浮式、跳跃式、滚动式。

  2、河流阶地:河谷内河流侵蚀或沉积作用形成的阶梯状地形称为阶地或台地。

  3、地下水:埋藏条件分:上层滞水、潜水承压水（共相对应得参数和意义)。含水层性质:空隙水、裂隙水、岩溶水。

  4、说在岩石中的状态:气态水，吸着水，薄膜水，毛细水，固态水。

  5、岩石的主要水理性质:溶水性、持水性、给水性、透水性:对于以上各种类型的水的概念以及他们的分布情况要详细了解)

  6、地下水混凝土的侵蚀:溶出侵蚀，硫酸盐侵蚀、碳酸侵蚀、一般酸性侵蚀、镁盐侵蚀。

  7、地下水位上升引起的工程问题①增强地下水的腐蚀性②引起不良地质现象 ③沙土液化，流砂、管涌、基坑突涌④、影响洞室和基础安全

  8、地下水下降引起的工程问题①海(咸)水入侵②地裂缝的产生和复活③地下水枯竭和地质恶化④地面下沉

  四

  1、风化作用:地壳表层的岩石在阳光、风、电、大气降水、气温变化等外营力作用下及生物活动因素的影响下，会引起岩石矿物成分和化学成分以及结构构造的变化，使岩石逐渐发生破坏的过程。影响岩石风化的主要因素:岩性、地质构造、气候、地形。

  2、影响岩石风化的因素:岩性:岩石的成因、矿物成分，结构和构造，地质构造，气候，地形。

  3、岩石按坚硬程度划分:硬质岩、软质岩。土按颗粒级配的分类(根  据土颗粒的形状、级配或塑性指数分为):碎石类土，砂类土、粉土、粘性土。

  4、黄土具备以下特征:(共六)P112

  (1)颜色为淡黄、褐黄或灰黄色

  （2）以粉土颗粒为主，约占60%70%

  (3)含各种可溶盐 主要富含碳酸钙，含量达:10%-30}对黄土颗粒有一定的胶结作用，常以钙质结核的形式存在，又称姜石。

  (4)结构疏松，空隙多且大，孔隙度达33%-64%，有肉眼可见的大空隙、虫孔、植物根孔等。

  (5)无层理，具柱状节理和垂直节理，天然条件下稳定边坡近直立。

  6)具有湿陷性。

  5、黄土的湿陷:天然黄土在一定的压力作用下，浸水后产生突然地下沉现象。

  6、黄土地质灾害的防治:防水措施、地基处理。

  7、膨胀土:是一种富含亲水性粘土矿物，并且随含水量增减，体积 发生显著胀缩变形的高塑性粘土。(膨胀土的工程性质了解)

  8、膨胀土的防治措施:1、地基的防治措施:防水保湿、地基改良措 施2、边坡的防治措施:地表水防护、坡面加固、骨架护坡、支挡措 施

  9、软土是天然含水量大、压缩性高、承载力和抗剪强度很低的成软塑一流塑状态的粘性土。

  10、软土的工程性质:软土的孔隙比和含水量、软土的透水性和压缩性、软土的强度、软土的触变性

  11、软土地基的加固措施:砂井排水、砂垫层、生石灰桩、强夯法、旋喷注浆法、换土法。

  五

  1、崩塌:陡坡上的岩体或土体在重力或其他外力作用下，突然向下 崩落的现象。落石:陡坡上的个别岩石体块在重力或其他外力的作用 下突然向下滚落的现象。

  2、崩落、落石的地形地貌条件:

  1)崩塌、落石多发生在海湖河、冲沟岸坡、高陡的山坡和人工斜坡上，地形坡度通常大

  于四十五度。

  2)峡谷陡坡时崩塌、落石密集发生的地段，因为峡谷岸坡陡峻、卸荷裂缝发育，易于崩塌、落石。

  3)山区河谷凹岸也是崩塌、落石比较集中分度的地段，因为河曲凹岸遭受侧蚀，易于造成崩塌·落石

  4)冲沟岸坡和山坡陡崖岩体直立，不稳定岩体较多，时有崩塌、落石发生。

  5)丘陵和分水岭地段崩塌、落石较少，原因是地形相对平缓，高差较小，如果开挖高边坡也会产生崩塌、落石。(岩性条件、地质构造条件、降雨和地下水、地震对崩塌落时的影响要了解)

  3、滑坡:人工边坡或天然斜坡上的岩土体在重力作用下，沿软弱面或软弱带均有向下滑动的趋势，一旦下滑力大于抗滑力时，岩土体就产生向下的滑移，这种现象称为滑坡。

  4、崩塌种类:倾倒崩塌、滑移崩塌、鼓胀崩塌、拉裂崩塌、错断崩塌。

  5、崩塌的防治:绕避、加固山坡和路堑边坡、修筑拦挡建筑物、清除危岩、做好排水工程。

  6、滑坡的形成条件和影响因素:地形地貌条件·岩性条件·地质构造条件、水文地质条件和认为因素。

  7、按滑坡的力学特征分类:牵引式滑坡、推动式滑坡。

  8、野外识别滑坡的主要标志:地形地物标志·地层构造标志、水文地质标志。

  9、滑坡的防治:避开滑坡的危害、排除地表水和地下水，抗滑支挡、，减重反压、其他方法。

  10、泥石流:是一种含大量泥、砂、石块等固体物质的特殊洪流。

  11、泥石流形成必须具备三个基本条件:丰富的松散物质、充足的突发性水源、陡峻的地形条件。

  12、一条典型的泥石流沟，从上游到下游一般可以分为三个区段:形成区、流通区和沉积区

  13、岩溶:是指地表水喝地下水对可溶性岩石的长期溶蚀作用及形成的各种岩溶现象的总称。

  14、岩溶形成必须具备四个基本条件: 可溶性岩石、岩石具有透水性、水具有溶蚀能力，流动的水。

  15、可溶岩分为:易容的卤素盐类、中等溶解度的硫酸盐类、难容的 碳酸盐类。

  16、地震:在地下深处，由于某种原因导致岩层突然破裂、或滑移、或塌陷，或由于火山喷发等产生振动，并以弹性波的形式传递到地表的现象。

  17 地震按成因类型分为:人工地震。构造地震、火山地震、陷落地震、诱发地震

  18、地震震级:是表示地震本身大小程度的等级。地震大小由震源释放出来的能量多少来决定，能量越大，震级越大。

  19、震级:是距离震中100KM处的标准地震仪所记录的地震波最大振幅值的对数来表示的。

  20、地震烈度:直至地震时地面振动的强烈程度。地震烈度与震级，震源深度、距离震中距离、地震波通过截止的条件相关  经验公式来表示震中烈度(Io)与震级(M)的关系:M=0.68Lo+0.98 21、地震对建筑物的影响  1振动破坏对建筑物的影响。振动破坏时指地震力和振动周期的破坏。 2地面破坏对建筑物的影响：地面断裂，斜坡破坏，地基失效。

  六

  1、岩体:从地质观点出发，岩体通常是指在地质历史时期由各种岩石块体自然组合形成的“岩石结构物”，具有不连续性、非均质性和各向异性的特点。

  2、岩体结构面:是指岩体中的不连续界面，通常没有或只有较低的抗拉强度。结构面主要指岩体中的各种破裂面、夹层、充填矿脉等

  3、岩体的结构：岩体中被结构面切割而产生的单个岩石块体。

  4、岩体结构类型:整体状结构、块状结构、层状结构，碎裂状结构、散体状结构。

  5、地应力:是指地壳岩体处在未经人为扰动的天然状态下所具有的内应力，也称为初始应力或天然应力。应力基本规律:

  1）、在地壳浅部，地应力的垂直分量6v于岩体自重力，地应力的水平分量6H大于垂直分量6v 。

  2）在地壳深部，两者渐趋一致，甚至6v大于6H，

  3）水平分6H存在各向异性。

  4、最大主应力在平坦地区或深部受构造方向控制，而在山区则和地形相关，在浅层往往平行于山坡方向。

  5、由于多数岩体都经历多次地质构造运动，组成岩石的各种矿物的物理力学性质也不相同， 因而地应力中的一部分己“封闭”或“冻结”状态存在于岩石中。(围岩应力的变化规律一定要了解)张裂塌落、劈裂塌落、劈裂剥落、弯折内鼓。岩爆、塑性挤出、膨胀内鼓。

  6、造成地下洞室大量突水的条件是:

  1)洞室通过溶洞发育的石灰岩地段，尤其遇到地下暗河系统的时候可能有大量的突水，突水量一般在几十至几前吨每小时

  2）洞室车通过厚实的含水砂砾石层，其突水量可达几百吨每小时。

  3)遇到富含水的断层破碎带，特别是它又与地表水联通时，也会发生大量的突水，突水量一般在几十至几百吨每小时

  七

  1、基础:建筑物下部直接与土层、岩层接触的部位。

  2、基础的主要分类:

  (1)按埋置深度划分:浅基础、深基础。

  (2)按基础材料划分:砖基础、毛石基础、灰土基础、三合土基础、混凝土基础、钢筋混凝土基础。

  (3)按基础构造形式划分:条形基础、独立基础、筏形基础、箱形基础。

  (4)深基的类型:桩基、沉井、地下连续墙。

  (5)按基础受力性质划分:刚性基础，柔性基础

  八

  1、边坡包括天然斜坡和人工开挖的边坡。

  2、边坡岩体变形破坏的基本形式可概括为:松动、松弛张裂、蠕动、 剥落、崩塌、滑坡等。

  3、影响边坡稳定性的主要影响因素有:岩土类型、地质构造、岩土体构造、水文条件、风化作用、人类活动等。

  4、边坡变形破坏的防治措施:放缓边坡、抗滑挡土墙、抗滑桩，锚杆(锚索)、格够加固、注浆加固，排水工程·边坡绿化

  九

  1、工程勘察等级:根据工程重要性等级，场地复杂程度等级分为：甲乙丙三级

  2、勘察阶段的步骤:可行性研究勘察(选址勘察)、初步勘察、详细勘察、施工勘察。

  3、勘察报告的内容

  (1，委托单位，场地位置、工作简况、勘察的目的、要求和任务、以往的勘查工作及已有资料情况

  (2勘察方法及勘察工作量不知，包括各项勘察工作的数量不知及依据，工程地质测绘、勘察、取样、室内试验、原位测试等方法的必要说明。

  3)场地工程地质条件分析，包括地形地貌、地层岩性、地质构造、水文地质和不良地质现象、天然建筑材料等内容，对场地稳定性和适宜性做出评价。

  4)岩土参数的分析与选用，包括各项岩土性质指标的测试成果及其可靠性和适宜性，评价其变异性，提出其标准值。

  5)工程施工和运营期间可能发生的工程地质问题的预测及监控、预防措施的建议。

  6)根据地质和岩土条件、工程结构特点及场地环境情况，提出地  基基础方案，不良地质现象整治方案，开挖和边坡加固方案等岩土利用 、整治和改造方案的建议，并进行技术经济论证。

  7)对建筑结构设计和检测工作的建议，工程施工和使用期间应注意的问题，下一步工程地质勘察工作的建议等

  4、岩土参数的标准值:是地质工程设计时候所采用的基本代表值是岩土参数的可靠性估值。