土木工程地质知识点.pdf

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1、 1 第一章 矿物和岩石第一节 主要造岩矿物 一、定义：在地质作用下形成的具有一定化学成分和物理性质的天然均质体，叫矿物。二、物理性质：（一）晶体形态：非晶体矿物(组成矿物的质点为无序排列)：火山玻璃、胶体蛋白 晶体矿物(组成矿物的质点为有序排列)：单体：针状、柱状 片状、板状 立方体、菱面体、菱形十二面体 集合体：纤维状、鳞片状、粒状、块状、土状、钟乳状（二）光学性质：自色：矿物吸收某一波长的光波后，其余光波的混合色。1、颜色：它色：矿物中混入色素离子的颜色。假色：矿物表面氧化反应后的颜色。2、条痕：矿物粉末的颜色。3、光泽：矿物表面反射光的能力：单体光泽：晶面光泽：玻璃光泽、珍珠光泽 断口

2、光泽：油脂光泽 集合体光泽：丝绢光泽、土状光泽 2 透明 4、透明度：矿物透射光的程度：半透明 不透明（三）力学性质 1、硬度：抵抗外力刻划的能力（在晶面上）摩氏硬度：滑石 石膏 方解石 萤石 磷灰石 正长石 石英 黄玉 刚玉 金刚石 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 2、解理：外力敲击下，沿结晶薄弱面平行裂开的性能。解理组数：1 组 2 组 3 组 解理交角：角闪石：124，56 辉石：87，93 解理程度：极完全解理：解理面完全光滑 完全解理：解理面大部分平整光滑 中等解理：解理面平整光滑较小，断口发育 无解理：解理面肉眼难见平整光滑处 3、断口：外力敲击下，沿任意方向的裂开：贝壳

3、状 锯齿状 参差状 平坦状 弹性 挠性 滑感（四）其它特殊性质：可塑性 磁性 化学反应：方解石：遇HCL剧烈起泡 白云石：遇镁试剂变兰 三、常见矿物的简易鉴定 3 1、浅色矿物：石英 正长石 斜长石 方解石 白云石 白云母 石膏 滑石 硬度大 硬度中等 硬度小 半透明 肉红色 灰白色 菱面体 弯曲菱面体 薄片状 丝绢光泽 有滑感 断口油脂光泽 两组解理 遇HCL起泡 遇镁试剂变兰 珍珠光泽 无解理 白色弹性 2、暗色矿物：橄榄石 辉石 角闪石 黑云母 绿泥石 硬度大 硬度小 颗粒状 短柱状 长柱状 薄片状 薄片状 半透明 解理交角近 90 解理交角 124 弹性 挠性 橄榄绿色 多为黑色 黑绿

4、色 黑色 墨绿色 珍珠光泽 第二节 岩浆岩 岩石：造岩矿物的天然集合体。一、岩浆、岩浆作用、岩浆岩 1、岩浆：地壳深处局部地段高温、高压的熔融物质。2、岩浆作用：岩浆形成、演化、运动、直到冷凝成岩的全过程。3、岩浆岩：岩浆冷凝后形成的岩石：喷出岩（喷出地表面）侵入岩：浅成岩（地表面至地下 3km）深成岩（地下 3km 以下）二、岩浆岩产状 侵入岩：深成岩：岩基100km2 岩株100mm 附：喷出物：火山弹 2-100mm 火山灰 5mm 中粒结构：=1-5mm（2）颗粒大小：绝对大小：细粒结构：=0.1-1mm 微粒结构：0.1mm 隐晶质结构：肉眼不可见颗粒 等粒结构 相对大小：斑状结构

5、似斑状结构 3、构造：岩石中矿物或其它组分在空间的排列与充填方式。块状构造：矿物分布各向均一。流纹状构造：岩石中拉扁气孔、不同色带的平行排列。气孔状构造：岩石中含有的原状气孔。杏仁状构造：岩石中原状气孔被后期物质充填。四、岩浆岩的分类：喷出岩 酸性岩 中性岩 基性岩 超基性岩 结构 构造 流纹岩 安山岩 玄武岩 少见 非晶 半晶 隐晶 气孔、流纹 杏仁状 块状 浅成岩 花岗斑岩 闪长玢岩 辉绿岩 少见 斑状 微粒 块状 深成岩 花岗岩 闪长岩 辉长岩 橄榄岩 辉岩 细粒中粒 粗粒 块状 主要矿物成分(10%以上)石英 正长石 斜长石 角闪石 斜长石 辉石 斜长石 橄榄石 辉石 6 第三节 沉积

6、岩 一、定义：沉积岩是指在地表或近地表的常温常压条件下，原岩经风化、搬运、沉积、成岩作用形成的岩石。二、沉积岩形成过程 1、风化作用：指原岩在自然因素作用下（如：水、空气、太阳能、生物等），产生的机械破碎和化学成分改变的过程。物理风化机械破碎形成碎屑碎屑物质（0.005mm）碎屑岩 化学风化成分改变形成 胶体、细碎屑粘土物质（0.005mm，SiO2，Fe(OH)2等粘土岩 真溶液液解物质（22,MgCa等）化学岩 生物风化 生物物理风化 生物化学风化 2、搬运和沉积作用：指各种外营力（如：流水、风、冰川、重力、生物等），将风化产物搬到低凹地方沉积起来的过程。流水的搬运和沉积 分选性沿途重力沉

7、积分异 机械搬运和沉积 磨圆度搬运过程中被磨蚀球化的程度 风的搬运和沉积 化学搬运和沉积流水来搬运和沉积 胶体浓度和电荷改变时絮凝。（1100m）真溶液取决于溶解度，过饱和时 7 结晶(主要因湖、海蒸发、水体浓缩)沉 积 分 异 现 象 3、成岩作用：指松散沉积物转变为坚硬岩石的过程。压固脱水作用：上覆压力使沉积物孔隙减小，水分排出，密度增大。胶结作用：松散颗粒被孔隙中化学沉淀物质或其它物质胶结在一起。胶结物成分：SiO2、Fe2O3、FeO、CaCO3、CaSO4、C、粘土 胶结类型：基底式 孔隙式 接触式 重结晶作用：胶体在压力下脱水，胶体质点重新排列成晶体。SiO2石英 真溶液：因浓度过

8、饱和而析出晶体。生成新矿物：沉积环境下，一些不稳定矿物转变成新的稳定矿物。如：文石方解石 三、沉积岩的矿物成分、结构、构造 1、矿物成分：碎屑岩：石英为主，可有长石（正长石、斜长石）、白云母等。粘土岩：粘土矿物为主（高岭石、蒙脱石、伊犁石），可有白云母等。化学岩：方解石、白云石、石膏、岩盐、生物碎屑、有机质。上游 中游 下游 海口 海盆地 漂 石、卵石、砾石为主 砾石、砂为主 砂、土为主 土为主 盐类结晶矿物为主 矿物成分复杂 矿物成分单一 8 9 2、结构：主要指颗粒大小和形态 角砾状结构 2mm，棱角状 砾状结构 圆砾状结构 2mm，圆状 碎屑结构 粗砂状结构 20.5mm 砂状结构 中砂

9、状结构 0.50.25mm 细砂状结构 0.250.075mm 粉砂状结构 0.0750.005mm 泥状结构：0.005mm 化学结构：结晶粒状结构 显晶化学结构 0.005mm 隐晶化学结构 0.005mm 同生砾状结构 竹叶状结构 鲕状结构 生物化学结构（指含生物化石）3、构造：指组成部分在空间的排列组合方式（1）岩层：指一个基本稳定的物理条件（沉积环境和物质来源）下，形成的沉积单位，由成分基本均匀一致的岩石组成的岩石层，层与层之间由层面分开。巨厚层 D1m 厚层 D10.5m 岩层按厚度划分 中厚层 D0.50.1m 薄层 D0.10.001m 微层（纹层）D0.001m（2）层理构造

10、：指岩层中因成分、粒度、颜色发生变化而表现出来的纹理。水平层理 单斜层理 交错层理 波状层理（3）块状构造：无层理，各向均一。10（4）层面构造：波痕 泥裂 虫迹（5）化石与结核：化石：生物遗体或遗迹被后期化学成分置换石化。结核：成岩时，某些胶体聚集而成。四、沉积岩分类：1碎屑岩类 砾状结构 角砾状结构角砾岩(某一粒级颗粒 圆砾状结构砾岩 必须大于 50）粗砂状结构粗砂岩 石英砂岩：石英95 砂状结构 中砂状结构中砂岩 再分 长石砂岩：石英50 细砂状结构细砂岩 岩屑 长石25 砂岩：石英50 粉砂状结构 粉砂岩 岩屑25 2粘土岩类：泥状结构 无层理泥岩 有层理页岩 白云岩、泥质白云岩（含泥

11、）结晶粒状结构 石灰岩、泥灰岩（含泥）3化学岩类：同生砾状结构 竹叶状结构竹叶状灰岩 鲕状结构鲕状灰岩 生物化学结构生物碎屑灰岩 顶 底 11 第四节 变质岩 一、定义：变质岩：指在变质作用下形成的新岩石。变质作用：指变质因素作用下，岩石性质发生改变的过程。二、变质作用因素：1、温度：150 断层运动岩浆活动地热增温 700900 成岩作用 变质作用 融化成岩浆 矿物重结晶 非晶质结晶质 温度变质结果 隐晶质显晶质 如：石灰岩大理岩 细 晶粗 晶 砂 岩石英岩 生成新矿物：如：高岭石红柱石 2、压力：静压力：由上覆岩层压力形成。1 2 千巴1 万巴(1 巴=2.7kg/cm2)深：4-7km3

12、5km 如：红柱石 兰晶石 （比重 3.1）（比重 3.6）定向压力：由构造运动和岩浆侵入引起的具有一定方向的压力。地壳浅层：静压力小，岩石相对脆性。定向压力造成岩石、矿物变形、破碎。地壳深层：静压力大，岩石相对塑性。定向压力造成岩石中矿物平行定向排列，形成片理构造。即：矿物在平行压力方向溶解（压溶），在垂直压力方向重结晶，并平行定向排列。例如：闪长岩 闪长片麻岩 3、化学活泼性流体：主要为岩浆中逸出的热水溶液和汽体。与围岩产生化学反应，生成新矿物。如：3MgCO3+4SiO2+H2OMgSi4O10OH2+3CO2 角闪石的排列 12 三、变质作用类型：热接触变质作用：主要由岩浆的温度引起。

13、交代变质作用：主要由岩浆逸出的化学流体引起。动力变质作用：主要由地壳浅层的定向压力引起。区域变质作用：主要由地壳深层的定向压力、地温及热水溶液引起。混合岩化作用：局部岩浆侵入变质岩引起的进一步变质作用。四、变质岩的矿物成分、结构和构造。1、矿物成分：特征变质矿物：滑石、绿泥石、绢云母、蛇纹石、石榴子石、红柱石、兰晶石、阳起石、绿帘石、透闪石等。岩浆岩、沉积岩中常见矿物：石英、长石、云母、方解石、白云石、角闪石、辉石等。变余结构：指仍保留原岩颗粒大小和形态，但有成分改变。变晶结构：指矿物成分及颗粒大 大小：粗粒变晶3mm 小和形态均发生变化 中粒变晶3 1mm 细粒变晶1mm 2、结构：显微变晶

14、（肉眼不可见）形态：斑状变晶 鳞片状变晶 柱状变晶 碎裂结构：压力使原岩破碎的结构 糜棱结构：原岩破碎成小于 0.25mm的微粒。出现在断层破碎带。片理构造：岩石中的片、柱、针状矿物的平行排列现象。板状构造：平行薄板状。千枚状构造：波状起伏，丝绢光泽 3、构造：片状构造：片柱状矿物平行排列延伸长，粒状矿物少。片麻状构造：片柱状矿物平行排列延伸短，粒状矿物多。块状构造：矿物无平行定向排列。（受温度、化学流体影响）混合岩化构造：条带状构造：岩浆体在变质岩中呈条带状分布 眼球状构造：岩浆体在变质岩中呈透镜状分布。13 五、变质岩分类：（按成因分类）1、热接触变质岩：大理岩 石英岩 2、交代变质岩：云

15、英岩 蛇纹岩 块状构造 3、动力变质岩：断层角砾岩 糜棱岩 板岩 千枚岩 滑石片岩 4、区域变质岩：片岩 绿泥石片岩 云母片岩 角闪石片岩 片麻岩 花岗片麻岩 片理构造 闪长片麻岩 辉长片麻岩 5、混合变质岩：条带状变质岩 眼球状变质岩 14 三大岩类简易区别 岩浆岩 黑色玄武岩暗红、暗绿安山岩紫红色流纹构造流纹岩（有粗糙感）硬度大隐晶质按颜色分类辉石、斜长石辉长岩角闪石、斜长石闪长岩斜长石正长石石英、长石花岗岩物共生组合关系分类显晶质按矿 沉积岩 白云岩有胶结物泥灰岩竹叶状灰岩鲕状灰岩结晶灰岩石灰岩类（有凝胶感）硬度中等化学岩有化学反应页岩（书页状层理）泥岩粘土岩颗粒细硬度小粉砂岩细砂中砂粗

16、砂砂岩砾岩碎屑岩有胶结物 15 变质岩 肠状混合岩条带状混合岩眼球状混合岩混合岩辉长片麻岩闪长片麻岩花岗片麻岩片麻状绿泥石片岩滑石片岩角闪石片岩云母片岩片状千枚岩千枚状板岩板状片理构造 硬度大石英岩物单一）硬度中等（颗粒大，矿大理岩块状构造 16 第二章 地层与地质构造 第一节 地壳运动及地质作用的概念 一、地壳运动的概念指地球内力引起岩石圈产生的机械运动。1、基本运动形式垂直运动水平运动 2、运动成因理论板块构造说地球自转说均衡说对流说 二、地质作用的概念 指自然动力引起地球物质组成、内部结构、地表形态发生变化的作用。1、内动力地质作用变质作用岩浆活动又叫地壳运动构造运动 2、外动力地质作用

17、重力的地质作用冰川的地质作用流水的地质作用风的地质作用风化作用 17 第二节 岩层及岩层产状 地质构造：指构造运动引起地壳岩层变形变位后被保留下来的形态。断裂褶皱倾斜岩层 一、岩层90606030300：）（）（：直立岩层顶面朝下倒转岩层顶面朝上正常岩层陡立岩层陡倾岩层缓倾岩层倾斜岩层水平岩层 二、岩层产状：指岩层在空间的产出状态。1、产状要素）（倾角：岩层的倾斜程度）（OD倾向：岩层的倾斜方向（OA或OB）走向：岩层的延伸方向 真倾角（）：岩层在野外的倾角。视倾角（）：岩层在剖面上的倾角。sin tgtg（为剖面线与岩层走向线所夹锐角）2、产状要素的测量、记录和图示。（1）测量：用地质罗盘仪

18、测量。（2）记录方位角法相限角法 （3）图示：正常岩层：30；倒转岩层：30 N 135 30 E N W S 45 30 N45E 30 sE 走向 倾角 倾向 135 30 倾向 倾角 倾斜岩层 褶皱 断层 倾角 倾向 A O B D D 走向 倾向 走向 倾向 走向 18 第三节 地层概念 一、为什么要学习地层及地质年代：确定构造形态：如：单斜岩层 背斜 向斜 断层 断层 选择和评价建筑场地：阅读地质图：地层：将各个地质历史时期形成的岩层，称为该时代的地层。二、绝对年代法：用岩石中放射性同位素蜕变规律来确定岩石形成时间。（即蜕变时间）蜕变：放射性元素自形成之日起，就稳定地放射出（粒子）、

19、（电子）、（电磁幅射量子）射线，并形成稳定的新元素。如：206238bPU蜕变后形成 蜕变时间可用下式确定：PDt1ln1 式中：蜕变常数 P放射性同位素重量 D蜕变后新元素重量 最后：用各岩石形成时间，排出各岩石形成的先后顺序。（即新老关系）（最老岩石：南美洲圭亚挪地盾角闪岩（41.3亿年），最老化石：蓝绿藻（35亿年）。三、相对年代法：通过比较各地层的沉积顺序、古生物化石特征、地层接触关系来确定其形成的先后顺序。1、地层层序法：（1）正常层序法：对于正常沉积的岩层，老的在下，新的在上。岩层倒转时关系相反。（2）标准剖面法：将某地区的地层按新老关系排列的剖面，叫该地区的标准剖面。用标准剖面对

20、比某工点的地层，从而确定该工点地层新老关系的方法。4 3 2 1 3 2 1 2 3 1 2 3 2 1 2 1 2 1 6 5 2 1 19（3）层面构造法：用层面构造指示岩层新老关系的方法。新岩层方向：泥裂的开口方向、波峰方向。老岩层方向：泥裂的尖端方向、波谷方向。2、古生物法：根据生物化石，确定所在地层新老关系的方法。新地层：化石结构复杂。老地层：化石结构简单。由量变到质变（递进性）：缓慢量变：环境稳定、生物繁衍。生物进化：急剧质变：环境改变、生物质变。由低级到高级（不可逆性）：标准化石：在各个环境稳定时期，分布广、生存时间短的化石。3、地层接触关系法：（1）沉积岩之间的接触关系：整合接

21、触：各地层时代连续，产状平行。（反映地壳稳定下沉）平行不整合接触：各套地层时代不连续，但产状平行。（又叫假整合）反映地壳：先下降沉积 再上升风化剥蚀(有缺失)后下降沉积 角度不整合接触：各套地层时代不连续，产状不平行。反映地壳：先下降沉积 再挤压弯曲，并上升风化剥蚀（有缺失，并且产状改变）后下降沉积 5 4 3 2 1 新 老 6 5 2 1 新 底砾岩 老 8 7 新 底砾岩 老 4 3 2 1 20 （2）沉积岩与岩浆岩之间的接触关系：侵入接触：先沉积、后侵入。沉积接触：先侵入、后沉积。岩浆岩之间的接触关系：穿插关系：新岩体穿插老岩体。四、地质年代表 1、地质年代表：（见投影表）要求按顺序

22、背诵地质年代表的符号。群：包括两个以上的组，常以不整合接触界面划分 。2、地方地层单位：组：同一岩相，或某一岩相为主间夹其它岩相的地层。段：组中的不同岩性段。层：段中对同一岩性的细分。老 变质晕 新 新 底砾岩 老 21 第四节 褶皱构造 一、基本概念：褶皱：在构造运动作用下，岩层产生的连续弯曲现象。褶曲：褶皱中的单个弯曲。背斜：岩层向上弯曲。地层对称重复，中间老，两边新。向斜：岩层向下弯曲。地层对称重复，中间新，两边老。二、褶曲要素：核部：褶曲中心部位的岩层。翼部：褶曲两侧部位的岩层。轴面：通过核部，大致平分两翼的假想平面。轴线：轴面与水平面的交线。枢纽：轴面与岩层面的交线。（最大弯曲点的连

23、线）。脊线：褶曲最高点的连线。槽线：褶曲最低点的连线。22 三、褶曲分类：直立褶曲：轴面直立，两翼倾向相反，倾角相等。1、按横剖面分类：倾斜褶曲：轴面倾斜，两翼倾向相反，倾角不等。倒转褶曲：轴面倾斜，两翼倾向相同，一翼岩层倒转。平卧褶曲：轴面水平，两翼岩层水平，一翼岩层倒转。2、按纵剖面分类：水平褶曲：地层界线平行延伸。（按枢纽产状分类）（枢纽水平）倾伏褶曲：地层界线向一端 （枢纽倾伏）封闭弯曲。四、褶曲的判别：（基本类型、按横剖面分类、按纵剖面分类）水平倾斜背斜 倾伏倾斜背斜 判别步骤：1.首先按地层对称重复关系 背斜：中间老，两边新。确定褶曲基本类型。向斜：中间新，两边老。2.再按两翼岩层

24、产状确定 直立：产状相反，倾角相等。褶曲横剖面分类 倾斜：产状相反，倾角不等。倒转：产状相同，一翼产状为倒转。3.最后按地层界线确定 水平：地层界线平行延伸。褶曲纵剖面分类 倾伏：地层界线一端弯曲封闭。复背斜：复向斜：五、褶皱的分类：隔挡式：隔槽式：（很重要）23 第五节 断裂构造 定义：断裂构造：位移。，沿断裂面有明显相对断层：岩层受力断开后位移。，沿断裂面无明显相对节理：岩层受力断开后 一、节理 1、节理分类（1）按成因分类：成的节理。化、爆破等原因形表生节理：因卸荷、风学规律性。产生的节理，有力构造节理：因构造运动状节理。如玄武岩柱程中形成的节理。原生节理：岩石形成过 （2）按力学性质分

25、类：剪节理张节理（3）按与岩层产状关系分类：岩层走向斜交。斜交节理：节理走向与岩层倾向平行。倾向节理：节理走向与岩层走向平行。走向节理：节理走向与（4）按张开程度分类：mmDmmDmmDmmD131535闭合节理：缝宽：微张节理：缝宽：张开节理：缝宽：宽张节理：缝宽：二、节理调查内容：（1）节理成因类型和力学性质。（2）节理组数、密度、产状。密度一般用条米表示。（3）节理张开度、长度、节理面壁粗糙度。（4）节理充填物、充填厚度、含水情况。（5）节理发育程度分级。三、断层：1、断层要素：断层断开后的距离。断距：岩层中同一点被层。下盘：断层面下方的岩层。上盘：断层面上方的岩层断盘：断层面两侧的岩走

26、向）面的交线。（又叫断层断层线：断层面与水平沿其运动的破裂面。断层面：断层两侧岩层 245 24 2、断层分类：（1）按断层两盘相对运动方向分类：正断层：上盘相对下降的断层。（符号表示为：）多数情况下断层线附近：新地层为下升盘。老地层为上升盘。逆断层、上盘相对上升的断层。（符号表示为 ）平移断层：两盘水平错动。（符号表示为 ）（2）按断层面产状与岩层产状的关系分类：岩层走向斜交。斜交断层：断层走向与岩层倾向平行。倾向断层：断层走向与岩层走向平行。走向断层：断层走向与 地层不对称重复 断层面 断层线 老 新 地层不对称缺失 新 老 25（3）按断层面产状与褶曲轴线走向关系分类：曲轴线斜交。斜断层

27、：断层走向与褶曲轴线垂直。横断层：断层走向与褶曲轴线平行。纵断层：断层走向与褶（4）按力学性质分类：成。扭性断层：由剪应力形成。张性断层：由张应力形成。压性断层：由压应力形 3、断层的判别：（很重要）（1）存在标志：流。错断的山脊、急转的河断层湖、断层泉。断层崖、断层三角面。地貌现象牵引现象。断层破碎带。断层角砾岩、糜棱岩。擦痕、阶步、摩擦镜面断层拌生现象或对顶地层不对称重复、缺失地质界线不连续（2）断层性质：寻求两盘运动方向，并据此确定断层性质。步骤：方向确定断层性质。最后依据上、下盘运动运动方向。新老关系确定上、下盘再依据断层线附近地层、下盘。再依据断层产状找出上失或对顶）。和地层不对称重

28、复、缺（依据地质界线不连续首先判定断层位置 例如：水平倾斜背斜、走向逆断层 水平向斜、横向正断层 老 新 上盘 下盘 下盘 上盘 26 第七节 地质图 地质图：把某一地区各种地质现象，按一定比例缩小，用规定的符号、颜色、花纹、投影到地形图上，所形成的图件。包括：图图名、比例、方位、接图例综合柱状图地质剖面图地质平面图 一、地质图的种类：1、普通地质图 2、构造地质图 3、第四纪地质图 4、基岩地质图 5、水文地质图 6、工程地质图机场工程地质图港口工程地质图道路工程地质图矿山工程地质图水坝工程地质图房建工程地质图 二、地质图的阅读步骤（结合资冶地区地质图阅读）1、图名、比例尺、方位；2、地形、

29、水系：及流向。水系：河流及冲沟位置、相对高差。和最小海拔标高及位置地形：山脉走向、最大 3、图例：4、地质内容：（1）地层岩性：侵入接触、沉积接触。度不整合、整合、平行不整合、角接触关系：如各套地层的分布状况。地层分布：按地形描述 :27（2）地质构造：破碎带宽度。型、两盘地层及产状、类断层：位置、断面产状延伸方向、类型。线部组成地层及产状、轴褶曲：位置、核部和翼状、充填物及厚度等节理：组数、密度、产 （3）地质历史：各套地层、褶曲、断层等伴随地壳运动形成的先后关系。三、地质剖面图的制作：（结合资冶地区地质剖面图制作）1、选择剖面方位：剖面线尽可能垂直岩层、褶曲、断层走向。2、确定剖面图比例尺

30、：以放大或缩小。垂直比例尺：视情况可质图相等。水平比例尺：一般与地 3、作地形剖面图：）圆滑连接各高程点。（影点的高程点。）按垂直比例尺作各投（轴上。高线点投影到水平坐标）将剖面线上各地形等（321 4、作地质剖面图：（1）将剖面线上各地层界线点、断层点投影到地形剖面线上。（2）换算倾角：为垂直放大倍数。所夹锐角。为剖面线与岩层走向线。为岩层、断层的真倾角点的视倾角。为剖面图中各地质界线和ntgntgtgtgsin（3）按换算后的视倾角，延伸各地层、断层界线。倾 角（视 倾 角）。后 标 明 产 状：倾 向层 界 线。再 考 虑 褶 曲 形 态 延 伸 地先 延 伸 断 层 界 线。（4）按规

31、定的岩层厚度和岩性花纹符号，画出岩层厚薄及岩性。（5）修饰：产状、钻孔等。线、地下水位线、节理画上岩石强、弱风化界画上图例和图签。写上图名、比例、方位写上地层年代符号。用虚线恢复褶曲形态。用箭头标明断层性质。28 四.地层综合柱状图 地层综合柱状图是根据地质勘察资料把勘察地区所有出露的地层、岩性、厚度、接触关系，按地层时代由新到老的顺序综合编制而成。地层时代及符号 岩性描述 一般包括：岩性花纹符号 地层厚度 地层接触关系 例如：29 第三章 水的地质作用 第一节 地表水的地质作用 一、暂时性地表流水的地质作用 1、淋滤作用及残积层（elQ）：淋滤作用：大气降水向地下渗透时，将地表细小物质和溶解

32、物质带走，将粗粒物质或难溶物质残留原地的过程。残积层：特点：残留原地，成分与下伏基岩有关。松散、富水。易产生不均匀沉降。2、洗刷作用及坡积层（dlQ）洗刷作用：坡面流水将山坡上风化物质带到坡脚平缓处堆积的过程。坡积层：特点：位于坡脚，成分为山坡上部物质，与下伏基岩无关。松散、富水。易 沿原地面滑坡。3、冲刷作用及洪积层（plQ）：冲刷作用：冲沟中地表径流将沟底、沟岸物质掏蚀，并带到沟口沉积的过程。洪积层（扇）：平面：特点：沟口沉积，沉积物为沟 内物质。松散、富水。扇顶颗粒大，地下水位深，矿化度低，工程性质较好；扇尾相反，工程性质差。纵剖面：30 二、河流地质作用及冲积层（alQ）：1、侵蚀作用

33、：沼泽阶段牛轨湖阶段蛇曲阶段河曲阶段）侧蚀作用（平衡阶段向源侵蚀河口侵蚀下蚀作用2)1(2、搬运和沉积：冲积层（alQ）：陆上三角洲水下三角洲河口沉积冲积平原冲积扇山前沉积河漫滩河床河谷沉积沉积滚动式跳跃式悬浮式搬运 三、河谷地貌（河谷断面）及河流阶地：1、河谷地貌：2、河流阶地：堆积阶地基座阶地侵蚀阶地按物质组成分类横向阶地纵向阶地按形态分类分类：坎。组成：阶地面和阶地陡阶梯状地形。侵蚀或沉积作用形成的定义：河流两岸因河流 源头 剥蚀夷平面 洪水位 31 第三节 地下水的地质作用 一、地下水的基本知识：1、水在岩土中的存在形式：重 力 水毛 细 水薄 膜 水吸 着 水液态固态汽态 2、岩土的

34、主要水理性质：隔水层：如泥岩、页岩、卵石层透水层：如砾岩、砂岩透水性给水性持水性容水性 二、地下水的物理性质与化学成分：（自学）（1）物理性质：放射性导电性比重口味嗅味颜色透明度温度 （2）化学成分：值分类按按硬度分类按总矿化度分类地下水按化学成分分类、气体：、胶体：、离子：主要化学成分PHSHCHCOONSiOHOAlOFeKSOHCOMgCClNaa2422232323224322 32 三、地下水的基本类型 1、按埋藏条件分类：层之间的重力水承压水：充满两个隔水层上的重力水潜水：第一个稳定隔水局部隔水层上的重力水土壤水上层滞水：2、按含水层性质分类：可溶岩中的地下水岩溶水：储存和运动在岩

35、土裂隙中的地下水裂隙水：储存和运动在岩土孔隙中的地下水孔隙水：储存和运动在 三、地下水对土木工程的影响：1、地下水对混凝土的侵蚀性：水泥遇水生成2)(OHCa氢氧化钙水化铁酸四钙水化铝酸四钙水化铝酸三钙水化硅酸钙（1）溶出侵蚀：，无侵蚀暂时硬度，有侵蚀暂时硬度33)(2332OHCaCOHCOOHCa（2）碳酸侵蚀：32232232322)()(HCOCHCOCaOHCOCaCOOHCaCOCOOHCaa 反应平衡时，叫平衡 CO2；反应超过平衡时，叫侵蚀性 CO2。（3）硫酸侵蚀：硫铝酸钙水化铝酸三钙44242242424424224)(:/2502)(:/142CaSOCaSOSOOHCa

36、lmgSOOHCaSOOHCaSOCaSOSOOHCalmgSO 含水层 隔水层 33（4）一般酸性侵蚀：22)(2.5CaclClOHCaPH时，（5）镁盐侵蚀：4422222)()(:/1000CaSOMgSOOHCaCaclMgclOHCalmgMg 2、地面沉降：大量抽取地下水，导致孔隙水压力降低，颗粒有效压力增加，地层压密而地面沉降。3、流砂和潜蚀：流砂：饱水砂土因结构破坏而液化，砂土颗粒悬浮于水中流出。潜蚀：地下水将土层中细小颗粒带走，形成管状空洞。34 第四章 岩石及特殊土的工程性质 第一节 岩石的物理性质 一、密度和重度：密度：单位体积的质量（）。（g/cm3）饱和密度干密度天

37、然密度Ms/V VM 重度：单位体积的重量（）。（N/cm3）2m/s1kg1N g 二、颗粒密度和比重（相对密度）颗粒密度：单位体积固位颗粒的质量（s）。（g/cm3）VMss 比重（相对密度）：单位体积固体颗粒的重力与 4时同体积水的重力之比（ds）。wssd 三、孔隙度和孔隙比：孔隙度：孔隙体积与岩石总体积之比（n）。%100VVnn 孔隙比：孔隙体积与岩石中固体颗粒体积之比（e）。snVVe 第二节 岩石的水理性质 一、吸水性：指岩石吸收水的性能。其吸水程度用吸水率表示。吸水率：（常压条件下）吸入水量与干燥岩石质量之比。%10011swGGw 饱水率：（150 个大气压下或真空）吸入水

38、量与干燥岩石质量之比。%10022swGGW 35 饱水系数：岩石吸水率与饱水率之比。21WWKw （9.05.0wK）二、透水性：指岩石能透过水的能力。用渗透系数 K 表示。（m/s）达西层流定律：FIKFdldhKQ 渗透系数：IVFIQK 三、软化性：指岩石浸水后强度降低的性质。用软化系数KR表示。软化系数：干燥单轴抗压强度。饱和单轴抗压强度。RRKcR 一般软化系数75.0RK的岩石具软化性。四、抗冻性：指岩石抵抗冻融破坏的能力。强度损失率：冻融前的强度冻融前后强度差lR 不抗冻的岩石 RL25 重量损失率：冻融前的重量冻融前后重量差LG GL2 KW0.7 五、可溶性：指岩石被水溶解

39、的性能。六、膨胀性：指岩石吸水后体积增大的性能。七、崩解性：岩石（干燥）泡水后，因内部结构破坏而崩解的性能。第三节 岩石的力学性质 一、变形：岩石受力后发生形状改变的现象。主要变形模量和泊松比表示。1、变形5050500割线模量塑性模量弹性模量变形模量EEEEsstT 2、泊松比：指横向应变与纵向应变11之比。36 hhddU1111 二、强度：指岩石受力破坏时承受的最大应力。1、抗压强度：（烘干、垂直结构面受压、单轴）APR 试样尺寸：33105555cmcm 2、抗拉强度：（一般用劈裂法）22aPRt 3、抗剪强度 岩石粘聚力岩石内摩擦角CAPAPctg/cos/sin 4、点荷载强度：2

40、DPIs 第四节 风化作用 一、定义：地表及地下一定深度的岩石，在自然因素作用下，发生机械破碎和成分改变的过程。二、风化作用类型：1、物理风化：指岩石在自然因素作用下以机械破碎为主，无明显成分改变的过程。（1）热胀冷缩作用：主要发生在昼夜温差变化大的地区。（2）冰劈作用：主要发生在雪线附近。（水结冰时，体积增加 111，对两壁岩石产生 96Mpa 的压力）（3）盐类结晶作用：主要发生在强烈蒸发的干旱地区。（明矾结晶，体积膨胀 50，压力达 40kg/cm2）37 2、化学风化：指岩石在自然因素作用下以化学成分改变为主，无明显机械破碎的过程。（1）溶解作用：32232232)(HCOCHCOCa

41、COOHCaCOa（2）水化作用：)5.1(22424倍体积增大OHCaSOOHCaSO（3）氧化作用：4223222283211154SOHOHOFeOHOFS（4）碳酸化作用：45222232223)(432OHOSiAlOHSiOCOKOHOKAISi 3、生物风化：指由生物活动过程引起的岩石风化。（1）生物物理风化：根劈作用 （2）生物化学风化：有机酸侵蚀 （三）影响风化的内部因素：1、岩石性质），越易风化。：气孔、层理、片理等构造：构造越复杂（如易风化。结晶程度：结晶越好越状矿物易风化。颗粒形态：针、柱、片化。易风化；斑状结构易风颗粒大小：颗粒越粗越结构：物易风化。色矿物）易风化；复

42、矿成分：热敏感矿物（暗易风化。目前环境差异越大，越成因：岩石形成环境与 2、地质构造：。岩石越破碎，越易风化。数和密度），越易风化节理越复杂（指节理组 3、气候：化学风化为主温暖潮湿物理风化为主寒冷干燥 4、地形：化学风化为主平缓：物理风化为主陡峻：（四）岩石风化程度分级：1、分级依据：差，风化程度越高。岩体结构：岩体结构越低，风化越严重。岩石相比，力学强度越岩石力学性质：与新鲜隙越多，风化越严重。岩石破碎程度：风化裂矿等），风化越严重。多（如次生粘土、褐铁矿物成分：次生矿物越化越严重。相比，颜色越暗淡，风矿物颜色：与新鲜岩石 38 2、分级：（共五级）未风化 微风化 弱风化 强风化 全风化（

43、五）风化防治措施：工程加固。排除地下水。清除强风化和全风化层喷浆护坡和封闭基坑。堵塞裂隙。灌浆 第五节 岩石、土的工程分类 一、按岩石坚硬程度划分：坚硬岩 较坚硬岩 较软岩 软岩 极软岩 Rc：60MPa 60-30MPa 30-15MPa 15-5MPa 5MPa 二、岩土按施工工程分级：（铁路部门）VI V IV III II I 松土 普通土 硬土 软石 次坚石 坚石 三、土的分类（一）土的颗粒分组及按颗粒级配分类 1、颗粒分组（又叫粒组）：mmmmmmmmmmmm005.0075.0005.02075.020220020200粘粒：粉砂：砂：圆砾、角砾：卵石、碎石：漂石、块石：39 2

44、、按颗粒级配（不同粒级的含量）分类 1717101050075.050075.085075.05025.0505.050252502502050200粘土：粉质粘土：粘土：，塑性指数的颗粒粉土：的颗粒粉砂：的颗粒细砂：的颗粒中砂：的颗粒粗砂：的颗粒占砾砂：砂类土：的颗粒圆砾土、角砾土：的颗粒卵石土、碎石土：的颗粒漂石土、块石土：碎石类土PPPIIImmmmmmmmmmmmmmmmmm 备注：液限：土从流动状态变为可塑状态的界限含水量。WL 塑限：土从可塑状态变为半固体状态的界限含水量。（目前用搓条法确定塑限）。WP 塑性指数：是液限和塑限的差值。表示土处在可塑状态的含水量变化范围。（二）土的成

45、因分类：风积土瘀积土冲积土洪积土坡积和崩积土残积土（三）特殊土分类 1、定义：指按区域性分布的，具有某种特殊性质的土。2、分类：填土盐渍土红粘土冻土软土膨胀土黄土 40 第六节 特殊土的工程性质 特殊土：主要按区域分布，具有某种特殊性质的土。一、黄土：1、定义：在干旱气候条件下形成的一种淡黄色或褐黄色的特殊土。2、成因和分布：沙漠下风处，即秦岭以北 11 个省市，面积 64 万 km2。主要在甘肃中部和东部、宁夏南部、陕西北部、山西北部，共 41.2 万 km2，厚 100200m。3、特征：（1）颗粒粒度：以粉砂为主，占6070，其次为粘土。（2）易溶盐含量高，碳酸盐类占1030，其次为氯化

46、物和硫化物。（3）质地均一，结构松散，孔隙大，孔隙度为3364。（4）垂直节理发育。（5）具湿陷性。4、分类：（1）按成因分类冲积黄土洪积黄土坡积黄土残积黄土（黄土状土）次生黄土（流水改造）原生黄生（风成）（2）按形成年代分类万年）（午城黄土万年）（离石黄土万年）（马兰黄土万年）（全新世黄土300 100 10 1 1234QQQQ（3）按湿陷性分类1234 Q QQQ、非湿陷性黄土非自重湿陷性黄土自重湿陷性黄土、湿陷性黄土 5、主要工程地质问题 （1）黄土的湿陷性：地表局部汇水溶解潜蚀碟形洼地（2）黄土陷穴：地下水潜蚀地下洞穴塌陷（形成于地下水水力梯度大的地方）。41 6.湿陷性黄土的土质改

47、良 (1)重锤表层夯实：一般采用 2.53.0t 的重锤，落距 4.04.5m，可消除地下 1.21.75m 黄土层的湿陷性。(2)强夯：一般采用 840t 的重锤（最重达 200t），落距 1020（最大达 40m)的高度自由 下落，击实土层。(3)土垫层：先将处理范围内的黄土挖出，然后用素土或 灰土在最佳含水量下回填夯实。可消除地表 下 13m 的黄土层的湿陷性。(4)挤密桩：先在土内成孔，然后在孔中分层填入 素土或灰土并夯实。在成孔和填土夯 实过程中，桩周的土被挤压密实，从 而消除湿陷性。(5)化学灌浆加固：通过注浆管，将化学浆液注入 土层中，使溶液本身起化学反 应，或溶液与土体起化学反

48、 应，生成凝胶物质或结晶物 质，将土胶结成整体，从而消 除湿陷性。二、膨胀土 1、定义：由强亲水粘土矿物组成的，具有膨胀结构，以及强胀缩性，多裂隙性，强度衰减性的高塑性粘土。2、成因和分布：风化的粘土矿物被流水带到东南部河流中下游沉积。当为蒙脱石、伊犁石时为膨胀土。主要分布在太行山秦岭四川盆地西缘云南下关这一线的东南边。3、特征：（1）颗粒粒度：以粘土矿物为主，占 3550以上，其次为粉砂。42（2）矿物成分：以蒙脱石、伊犁石为主。（3）具膨胀结构：水分子联接，联接力弱，可进矿物晶格间为形成结合水膜子粘土矿物表面吸附水分分子结构单元，孔隙中进水片状矿物叠置成各类型2,O（4）强烈胀缩性：以上收

49、缩：失水收缩率达以上量为干燥状况下，吸水膨胀以上量为天然状况下，吸水膨胀膨胀504023 4、主要工程地质问题 （1）边坡膨胀和滑塌吸水后粘聚力为 O，内摩擦角只有几度。（2）基床翻浆冒泥。（3）地基不均匀沉降。膨胀土防治 1地基防治：2边坡防治：3加大基础埋深，增大基础侧面摩擦力，或增加附加压力克服土的膨胀。膨胀土的破坏 一、膨胀：边坡及洞室鼓胀。防水保湿 地基土质改良 防止水进入 天沟、侧沟、吊沟、肓沟 地表隔水层 防止水流失：水平和垂直隔水层，合理绿化。（距建筑物 15m 远）换填土 灌石灰水形成 Ca(oH)2吸收周围水分子形成 Caco3胶结土壤 地表防护：排水沟 坡面加固：植被护坡

50、 骨架护坡：片石护坡、拱形护坡 支挡措施：抗滑桩、挡墙 43 二、降度降低 三、收缩，边坡开裂、地基沉降量大。三、软土 1、定义：天然含水量大、压缩性高、承载力低，抗剪强度差的软塑流塑状粘性土。（如淤泥、淤泥质土）。2、成因和分布：河流入海口、湖沼洼地等静水或缓慢流水下沉积，并经生物化学作用而成。主要分布在长江三角洲、珠江三角洲、洞庭湖、洪泽湖、太湖、湖、滇池、牛轭湖、沼泽等地。3、特征：（1）颗粒粒度以粘土为主，可达 6070，其次为粉砂。（2）矿物成分以伊犁石为主，有机质可达 89。（3）具典型的蜂窝状结构，孔隙度在 5065之间。（4）具层理性。4、主要工程地质问题（1）承载力低：一般容