岩石及其工程地质性质
主要内容：地球的内部构造、矿物的主要物理性质。三大类岩石的成因、矿物组成、结构、构造等特征及分类。岩石的主要物理、力学性质指标、风化岩石的特征。
要求：了解地球的内部构造，了解鉴别矿物的主要依据即矿物的主要物理性质及简单的化学性质等。了解三大类岩石的成因、成分、结构、构造特征并理解它们的含意以及它们与岩石的工程性质的关系。了解三大类岩石的亚类分类及常见岩石的主要特征。了解工程中常用的岩石的物理力学性质指标及含义。理解岩石风化分带的工程意义。
大地工程自调查、规划设计以至于施工的过程当中均涉及地质学有关的背景知识。本次讲座系以阐述正确的地质学观念为主，以期给予听讲者于大地工程与地质学上的应用能相辅相成。主讲人谢敬义先生长期担任台湾电力公司高级专业工程地质师、大学兼任教授及项目地质顾问，各种工程地质与灾变处理实务经验丰硕，相信能为此次讲座带来一趟深入且精彩的地质之旅。
本讲题内容分为三部份。第一部份先以地质学的发展过程，将希腊、罗马时代开始的古典地质思维历经中世纪、二十世纪以来的传统地质学概念，以迄于目前盛行的板块构造学说之由来等，透过类似历史故事的方式引发工程师的兴趣。第二部份则以上述地质学发展的架构说明地质学应用时的整体理念，以及与大地工程密切相关的地形学、构造地质学、地层学、矿物与岩石学上等应用的正确观念，并将以台湾的地形与地质特性为主轴，说明其与大地工程上的关系。最后则以谢先生个人所经历的工程地质案例综合讨论基础工程、坡地工程、大坝工程、隧道工程上实务之工程地质问题及解决对策。可以给工程师宏观的想法及视野，精采可期。
工程地质
摘要：工程地质学科目前正在经历着前所未有的挑战，工程地质专业处境尴尬，工程地质勘察的市场竞争也有真假之别，工程地质分析与研究的深度和广度严重不足，工程地质新技术新方法的应用尚有较大差距，工程地质在工程建设中留下的隐患具有长期性和隐伏性。工程地质面临的困境，向工程建设敲响了警钟，也向地质师们提出了更大的难题。
关键词：工程地质岩土工程
工程地质学科的争议
教科书对工程地质学的三种定义：①工程地质学是研究与工程有关的地质问题的科学；
②工程地质学是研究人类工程活动与地质环境相互作用的科学；③工程地质学是研究人类工程建设活动与自然地质环境相互作用和相互影响的一门地质科学。
从以上三种定义的实质中均不难看出，工程地质学强调的工程和地质的关系，研究的是人类工程活动与自然地质环境的相互作用。但是，近年来工程地质学科却正在经历着前所未有的挑战，工程地质学被异名为岩土工程学，工程地质勘察被称之为岩土工程勘察。工程界有此呼声，学术界有此呼应，一些大专院校也纷纷效仿，甚至工程地质这个专业在高校也被取消了。一时间，似乎工程地质已经成了守旧传统，岩土工程才是先进时髦的，才是可以适应市场经济并与国际接轨的。这是近年来分歧最大的争议。
这些年来工程地质勘察的不景气以及市场竞争的不规范化，工程地质勘察队伍增加了岩土工程的业务是完全必要的，但将岩土工程作为工程地质的救世主，则值得商榷了。
根据笔者的理解，岩土工程是一项工程应用技术，是针对地质体的工程缺陷实施的工程措施而进行的一系列设计和施工过程的总称。岩土工程的任务是“处理”地质体的工程缺陷,使之满足工程建筑物对地基的工程要求，因此又有“岩土工程处理技术”的别名，说明岩土工程的确是一项实实在在的工程技术。确立工程地质学是一门独立的学科，尽管也仅仅是本世
纪初的事，并不象数学、物理学、天文学等等著名学科那样历史悠久，然而，之所以将工程地质定义在“学科”这样的高度上，是因为她具备学科的一些基本特性和基本理论，这就是地质学的基本特性和基本理论，换句话说，工程地质学的基本理论就是地质学(当然更包括数学、力学、化学等等)，因此，又将工程地质学界定为地质学的一个分支学科或应用学科，这是符合实际的。工程地质学的最新定义也是较为全面的：研究人类工程活动与地质环境相互作用的科学。显然，工程地质与岩土工程尽管有相似之处，但也有天地之别。如果将岩土工程界定为工程地质学科的一个分支，好象还说得过去；而反过来用岩土工程来代替工程地质，则实在有些牵强附会。
1997年6月20-27日，国际工程地质学会在希腊召开了一次学术讨论会，会上决定将本学会名称改为：国际工程地质学与环境学会。我国组团15人参加，王思敬任团长。随后国内也有人提出工程地质学会改名，以便与国际接轨，但一直未获通过。在近几年的中国地质学会工程地质专委会会议上，学科和学会更名问题的交锋一直也没有停止过。我国工程地质界的前辈专家学者们多数也不同意更名，认为如此严肃的基础性应用性学科，没有必要放弃自己的传统风格，我国的工程建设任务十分繁重，工程地质学科的研究和发展前景仍然是艰巨和光明的。
工程地质工作的任务
在工程建设中，工程地质工作的任务十分繁重，也异常艰巨，主要任务是：①选址，选择在地质条件上相对最优的工程建筑地区或场地；②评价，阐明工程建筑区或场地的工程地质条件，进行定性和定量的工程地质评价，准确界定工程地质问题；③预测工程建筑物兴建和运用过程中地质条件的可能变化，为研究改善和防治工程地质缺陷的措施提供依据；④调查工程建筑物所需的天然建筑材料等。
工程地质专业的尴尬
工程地质专业是工程建设的基础性专业，没有这个专业，一切工程建设均将成为空中楼阁，这是常识性问题，我们在这里反复强调好象有些多于。然而，现实确让这一基础性专业处于一个十分尴尬的境地，主要表现在：
工程地质专业本身的特殊性、复杂性和实践性；
专业不景气，社会地位和经济地位与工程地质专业不相适应，工作环境、工作条件的局限，择业行为中的浮躁动机，专业本身的局限性；[page_break]
规程规范存在的问题；
工程地质勘察技术的局限性；
相关专业对工程地质专业的轻视；
长官意志，某些决策者对工程地质专业的无知或轻视；
⑦世人对工程地质专业的不了解与不理解。
在工程建设中的地质教训
由于地质问题而严重影响工程建设的实例太多，教训太深刻，顺手拈来几个实例：
云南漫湾水电站左坝肩顺层滑坡和建材问题；
贵州天生桥二级水电站厂址、隧洞等问题；
贵州东风水电站右坝肩和帷幕线上的岩溶问题；
乌江彭水水利枢纽前期工作重复问题；
雅砻江锦屏二级水电站岩溶地下水问题；
⑥软弱夹层的遗漏对工程建设的重大影响，葛州坝、西津溢洪道等。
工程地质在工程建设中的决定性作用
任何地质条件下都可以建工程，对吗？这个问题也是这些年来工程界的一个热门话题，笔者认为答案是否定的。
陕西东庄水库灰岩坝址渗漏严重不能建坝；
小浪底滑坡性质界定对设计的影响；
天生桥二级水电站移民区是否滑坡对移民安置的影响；
堤防工程中的堤基垂直防渗引起的环境地质问题，有时可能是决定性的；
⑤地质边界条件和地质参数对工程设计的影响。
６.相关学科在工程地质中的应用
①系统工程在工程地质中的应用；
②计算机技术在工程地质中的应用；
③遥感、物探、GPS等；
水工设计施工与工程地质的关系。
清晰的工程概念是地质师所必需的。潘家铮院士对地质师的要求：应该有系统地学习水工建筑物的基本设计理论，计算方法，以及地基缺陷的影响，各种处理的措施，各种成功和失败的经验；最好补一些数学、力学、水力学、岩土力学、岩石试验、有限元分析和计算机应用等方面的基础课。五十年代初，由于我国水利水电工程地质专业人才奇缺，一批设计师改行从事工程地质专业的学习和工作，后来大都成为工程地质专业的优秀专家。实践证明，地质师的工程概念清晰，地质工作会得心应手；反之则可能事倍功半。
工程地质要面对现实着眼未来
汪恕诚部长最近讲话强调：不能老修改设计，因为搞招投标尤其是国际合同，修改设计就意味着被索赔。修改一个设计，似乎节省了某一个工程量，而索赔量比这个还大，大量修改设计怎么得了？汪部长的这段讲话似乎在批评设计，实则是水利水电工程地质的一个千载难逢的新的契机。
如何理解汪部长的这段话？我们认为首先要搞清楚为什么修改设计，水利工程因为地质问题而修改设计的可以举出若干例子来。
修改设计往往赖地质，我们当然可以理直气壮地说：前期地质工作投入不够，工程地质条件不清楚，地质基础资料不准确，工程地质分析出力不够或分析工作的深度不到家，工程地质问题的界定不明确或界定有错误，学术技术问题得不到广泛的讨论和争论，工程地质问题的真理有时往往掌握在少数人手里。
很明显，要想不修改设计，地质工作必须做到家，基本的地质工作量必须保证。作为地质师，既要尊重事实，坚持真理，实事求是，还要努力学习，开拓进取，勇于创新，更要勤于实践，不迷信权威，不违心唯上。工程地质专业的形象靠地质师们去树立，去维护；工程地质专业在工程建设中的地位也只有靠地质师们自己去争取
地质师是当今社会最优秀的人才之一，许多人成不了地质师。
人类的进步，社会的发展，未来的世界，永远也离不开地质师! 忽略了地质工作，怠慢了地质师，人类社会将会受到大自然的无情惩罚！
. 北京科技大学 工程地质学 复习思考题
参考答案 . . 一．名词解释 1工程地质学： 2地质作用： 3地壳运动 4岩浆作用： 5地震： 6岩石： 7.矿物 8岩石的结构： 8地层： 9地层层序定律： 10地质构造： 11.断层： 12活断层*： 13地质图： 14地下水 15孔隙： 16临界水力梯度*： 17裂隙： 18岩溶： 19潜水
20承压水： 21层流: * 22紊流: * 23 流砂 24基坑突涌： 25烈度： 26泥石流： 27滑坡： . . 28风化作用： 29斜坡变形破坏： 30工程地质勘探* 31原位测试* 32岩心采取率** 2、填空题 1人类工程活动中可能遇到的主要工程地质问题有、、 以及 4个方面。 2工程地质学主要研究方法有：、、、。3地质作用包括和。 4内力地质作用包括：。 5外力地质作用包括 6根据岩石的形成深度分为：。 7岩石的工程地质性质包括、和。 8相对地质年代确定法有：和。 9岩层的产状要素是：、和。 10岩层间接触关系有、、。 11褶皱的识别标志是。 12断层要素包括：。
13逆断层活动时发生地表变形，并发育断裂。 14*活断层的主要活动方式是。 15.地下水分类按埋藏条件分类的各类地下水特征和 。 16地下水分类按含水层空隙性质分类的各类地下水特征 17地下水的控制根据其基本原理，通常可分为：、、、、等几种控制方法 . . 18*地震按其成因可分为、、和 19*地震对地表造成的破坏可归纳为：、和 三种类型。 20*岩溶作用的基本条件是：、、、 。 21指出下列滑坡要素名称 (1)________________ (2) (2)________________ (3)________________ (1) (4)________________
影响岩石工程地质性质的因素 矿物成分、结构、构造、水、风化作用 1．矿物成分 岩石是由矿物组成的，岩石的矿物成分对岩石的物理力学性质产生直接的影响。 例如，石英岩的抗压强度比大理岩的要高得多，这是因为石英的强度比方解石的强度高的缘故，由此可见，尽管岩类相同，结构和构造也相同，如果矿物成分不同，岩石的物理力学性质会有明显的差别。 对岩石的工程地质性质进行分析和评价时,更应该注意那些可能降低岩石强度的因素。 例如，花岗岩中的黑云母含量过高，石灰岩、砂岩中粘土类矿物的含量过高会直接降低岩石的强度和稳定性。 2．结构 结晶联结是由岩浆或溶液结晶或重结晶形成的。矿物的结晶颗粒靠直接接触产生的力牢固地联结在一起，结合力强，空隙度小，比胶结联结的岩石具有更高的强度和稳定性。 联结是矿物碎屑由胶结物联结在一起的，胶结联结的岩石，其强度和稳定性主要取决于胶结物的成分和胶结的形式，同时也受碎屑成分的影响，变化很大。 例如：粗粒花岗岩的抗压强度一般在120～140Mpa之间，而细粒花岗岩则可达200～250Mpa。 大理岩的抗压强度一般在100～120MPa之间，而坚固的石灰岩则可达250MPa 。 3．构造 构造对岩石物理力学性质的影响，主要是由矿物成分在岩石中分布的不均匀性和岩石结构的不连续性所决定的。 某些岩石具有的片状构造、板状构造、千枚状构造、片麻状构造以及流纹构造等，岩石的这些构造，使矿物成分在岩石中的分布极不均匀。一些强度低、易风化的矿物，多沿一定方向富集，或成条带状分布，或形成局部聚集体，从而使岩石的物理力学性质在局部发生很大变化。 4．水 实验证明，岩石饱水后强度降低。当岩石受到水的作用时，水就沿着岩石中可见和不可见的孔隙、裂隙侵入，浸湿岩石自由表面上的矿物颗粒，并继续沿着矿物颗粒间的接触面向深部侵入，削弱矿物颗粒间的联结，使岩石的强度受到影响。 如石灰岩和砂岩被水饱和后，其极限抗压强度会降低25％～45％左右。 5．风化 风化作用过程能使岩石的结构、构造和整体性遭到破坏，空隙度增大、容重减小，吸水性和透水性显著增高，强度和稳定性大为降低。随着化学过程的加强，则会使岩石中的某些矿物发生次生变化，从根本上改变岩石原有的工程地质性质。
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（ρ）。（g/cm 3） ??? ??饱和密度干密度／天然密度Ms/V V M 重度：单位体积的重量（γ）。（N/cm 3） 2m /s 1kg 1N ?=?=g ργ 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 ρ）。（g/cm 3） V M s s = ρ 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 （d s ）。 w s s d ρρ= 三、孔隙度和孔隙比： 孔隙度：孔隙体积与岩石总体积之比（n ）。 %100?= V V n n 孔隙比：孔隙体积与岩石中固体颗粒体积之比（e ）。 s n V V e = 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。 %1001 1?= s w G G w 饱水率：（150个大气压下或真空）吸入水量与干燥岩石质量之比。 %1002 2?= s w G G W
饱水系数：岩石吸水率与饱水率之比。 21 W W K w = （9.0~5.0=w K ） 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：F I K F dl dh K Q ??=?? = 渗透系数： I V F I Q K =?= 三、软化性：指岩石浸水后强度降低的性质。用软化系数K R 表示。 软化系数： 干燥单轴抗压强度。饱和单轴抗压强度。→→= R R K c R 一般软化系数75.0＜R K 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 = l R 不抗冻的岩石 R L ＞25％ 重量损失率： 冻融前的重量冻融前后重量差 = L G G L ＞2％ K W ＞ 五、可溶性：指岩石被水溶解的性能。 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。 ??? ? ?? ? ??? ?? ? ===50505001εσεσ εσ εσ＝割线模量塑性模量弹性模量变形模量、变形：E E E E s s t T 2、泊松比：指横向应变⊥ε与纵向应变11ε之比。
工程地质岩石分类及鉴定 中国?宜昌 5月4日
目录 1.工民建工程 (3) 2.公路工程 (5) 3.港口工程 (10) 4.铁路工程 (13) 5.工程岩体分级标准 (18) 1 工民建工程
1.1、岩石坚硬程度分类《岩土工程勘察规范》GB50021— 注: 1 当无法取得饱和单轴抗压强度数据时, 科用点荷载试验强度换算, 换算方法按现行国家标准《工程岩体 分级标准》( GB50218) 执行; 2 当岩体完整程度极为破碎时, 可不进行坚硬程度分类。 1.2、岩石坚硬程度等级定性分类《岩土工程勘察规范》GB50021— 1.3、岩体完整程度分类《岩土工程勘察规范》GB50021— 注: 完整性指数为岩体压缩波速与岩块压缩波速之比的平方。 1.4-1、岩石完整程度的定性分类《岩土工程勘察规范》GB50021—
1.4-2、 岩体完整程度划分 《建筑地基基础设计规范》( GB50007— ) 1.5、 岩石按风化程度分类 《岩土工程勘察规范》GB50021— 注: 1 波速比Kv 为风化岩石与新鲜岩石压缩波速度之比; 2 风化系数K f 为岩石与新鲜岩石饱和单轴抗压强度之比; 3 花岗岩类岩石, 可采用标准贯入试验划分, N ≥50为强风化; 50＞N ≥30为全风化; N ＜30为残积土。 4 泥岩和半成岩, 可不进行风化程度划分。 1.6、 岩体基本质量等级分类 《岩土工程勘察规范》GB50021—
1.7、岩石按质量指标RQD分类《岩土工程勘察规范》GB50021— 1.8、岩层厚度分类《岩土工程勘察规范》GB50021— 1.9、岩石按在水中软化系数分类《岩土工程勘察规范》GB50021— 注: 软化系数( K R) 等于饱和状态与风干状态的岩石单轴极限抗压强度之比。 1.10、岩体按结构类型划分《岩土工程勘察规范》GB50021—
工程地质试题 填空题 1岩石按（成因）可分为三大类，分别是（岩浆岩）、（变质岩）、（沉积岩）；矿物的物理性质主要有（颜色）、（条痕）、（透明度）、（光泽）。 2根据埋藏条件，地下水可划分为（包气带水）、（潜水）和（承压水）三种类型， 3岩体结构要素是（结构面）和（结构体）。 4褶曲基本形态是（向斜）、（背斜）；断层要素有（断层线）、（断层面）、（断层带）、（段盘）。 5滑坡体的物质组成，滑坡可分为四种类型，即（浅层滑坡）、（中层滑坡）、（深层滑坡）、（极深层滑坡）。 6岭垭口按其形成的主导因素，可划分为（）、（）、（）三种类型。 7层产状是指（岩层在空间的展布状态）。倾斜岩层的产状主要有（水平岩层）、（倾斜岩层）、（直立岩层）。 8.外力地质作用包括：风化作用、（剥蚀）作用、（搬运）作用、（沉积）作用和成岩作用。 9.沉积岩的结构一般可分为：（碎屑结构）、泥质结构、结晶结构和生物结构。 10.平原地貌按成因可分为：构造平原、（冲击平原）和 （）。 11.流水的侵蚀作用包括（化学侵蚀）和机械侵蚀两种方式 二单项选择题 1. 下列哪种岩石不属于沉积岩( C )。 A. 粉砂岩 B. 石灰岩 C. 玄武岩 D. 白云岩 2. 坡面加固可起到下列( A )主要作用。 A. 增加斜坡的稳定性 B. 拦截防御作用 C. 防止水流大量渗入岩体 D. 防止软弱层风化，增加岩体完整性 3. 下列岩石中哪一类是产生岩溶现象的主要岩石种类( B )。 A. 硅质灰岩 B. 石灰岩 C. 砂岩 D. 凝灰岩 4．震级是用来衡量（ B ） A．地震大小的标准B．地面破坏轻重程度的标准 C．地震影响范围的标准D．地震效应的标准 5．下列岩石属于沉积岩的是（ B ） A．正长岩B．石灰岩 C．石英岩D．花岗岩 6．按照摩氏硬度等级比较，下列四种矿物中硬度最小的是（ C ）A．石英(硬度7) B．正长石（硬度6） C．方解石（硬度3）D．萤石（硬度4） 7.下列结构特征中，不属于沉积岩结构的是( D )。 A.碎屑结构 B.泥质结构 精品文档
1．工程地质学及其研究内容？ 要点：研究工程活动与地质环境相互作用的学科称为工程地质学。工程地质学探讨工程地质勘察的手段及方法，调查研究岩土体的工程地质性质、地质构造、地貌等工程地质条件及其发展变化规律，分析研究与工程有关的工程地质问题，并提出相应的处理方法及防治措施。为工程的选址、规划、设计、施工提供可靠的依据。 2．什么是工程地质条件？ 要点：工程地质条件是指与工程建设有关的地质条件总和，它包括土和岩石的工程性质、地质构造、地貌、水文地质、地质作用、自然地质现象和天然建筑材料等几个方面。1．什么是地质作用？内、外地质作用是怎样改造地球的？ 答：在自然界中所发生的一切可以改变地球的物质组成、构造和地表形态的作用称为地质作用。 地球内力地质作用：由地球内部能（地球旋转能、重力能、放射性元素蜕变的热能等）所引起的地质作用，它主要通过地壳运动、地震作用、岩浆作用、变质作用来改造地球的； 外动力地质作用：由地球范围以外的能源，如太阳的辐射能、日月的引力能等为主要能源在地表或地表附近进行的地质作用，它主要通过风化作用、剥蚀作用、搬运作用、沉积作用、成岩作用来改造地球的。 2、野外鉴别矿物的步骤？ 答：（1）找到矿物的新鲜面，矿物的新鲜面能真实地反映矿物化学成分和物理特征；（2）观察鉴别矿物的形态和物理性质；（3）根据观察到的矿物的物理性质，结合常见造岩矿物特征，对矿物进行命名。 3、什么是变质岩？变质岩有哪些主要矿物、结构和构造？常见变质岩的鉴别特征是什么？ 答：变质岩是由地壳中已形成的岩石（岩浆岩、沉积岩、变质岩）经地球内力作用，发生矿物成分、结构构造变化形成的岩石。变质岩的矿物一部分是岩浆岩或沉积岩共有的，如石英、长石、云母等，另一部是变质岩特有的，如红柱石，刚玉等；变质岩的主要结构有变余结构、变晶结构、碎裂结构等；变质岩的构造主要有变余构造、变成构造两种。变质岩的鉴别特征首先是变质作用：区域变质、接触变质、动力变质，然后鉴别依据主要是构造、结构和矿物成分。 4．什么是变质作用及其类型？ 要点：地球内力作用促使岩石发生矿物成分及结构构造变化的作用称为变质作用。变质作用分为接触变质作用、区域变质作用、混合岩化作用和动力变质作用四种类型 5．岩石坚硬程度分类的依据是什么？岩石坚硬程度类型有哪些？ 要点：岩石的坚硬程度分类的依据是岩石饱和单轴抗压强度。根据岩石饱和单轴抗压强度将岩石分为５大类，分别为：坚硬岩、较硬岩、较软岩、软岩、极软岩。 6、岩石的工程地质性质有哪些？表征岩石工程地质性质的指标有哪些？ 答：岩石的工程地质性质主要包括物理性质、水理性质和力学性质三个主要方面。 表征岩石工程地质性质的指标主要有岩石的物理性质（重度、空隙性）、岩石的水理性质（吸水性、透水性、溶解性、软化性、抗冻性）、岩石的力学性质（坚硬程度、变形、强度） 7、分析影响工程地质性质的因素。 答：影响岩石工程地质性质的因素主要有地质特征，如岩石的矿物成分、结构、构造及成因等；另一个是岩石形成后所受外部因素的影响，如水的作用及风化作用等。 矿物成分：矿物成分对岩石的岩石强度有直接的影响，从工程要求看大多数岩石的强度相对来说都比较高，从工程性质来看，我们应该注意那些可能减低岩石强度的因素。 结构：胶结结构和结晶结构，它对工程地质性质的影响主要体现在强度和稳定性方面。一般来说结晶结构比胶结结构的岩石更稳定，强度更大。 构造：构造对工程地质性质的影响主要是由于矿物成分分布不均匀及各种地质界面 水：水能削弱矿物颗粒之间的联结，使岩石强度受到影响。但在一定程度上对岩石强度的影响是可逆的。 风：风能促使岩石的结构、构造和整体性遭到破坏，孔隙度增大，容重减小，吸水和透水性显著增高，强度和稳定性大为降低。伴随化学作用，可以从根本上改变岩石的性质。 1、如何确定岩石的相对地质年代？ 答：岩石相对地质年代的确定主要依据地层层序律、生物演化率、岩性对比法、地质体之间的接触关系等方法来确定。 2、地质年代的单位有那些？对应的地层单位有那些？ 答：地质年代按时间段落的级别依次划分为宙、代、纪、世、期。与其相对应的地层单位分别是宇、界、系、统、阶。 3、地质体之间的接触关系有哪些？反映的地质内容是什么？ 答：地质体之间的接触关系主要有：整合接触、平行不整合接触、角度不整合接触、侵入接触、沉积接触。 整合接触即反映的地质内容是相邻的新、老两套地层产状一致，岩石性质与生物演化连续而渐变，沉积作用无间断。 平行不整合接触反映的地质内容是相邻的新、老两套地层产状一致，岩石性质与生物演化连续而渐变，沉积作用无间断。 角度不整合接触反映的地质内容是相邻的新、老地层之间缺失了部分地层，且彼此之间的产状也不相同，成角度相交。 侵入接触即由岩浆侵入到先形成的岩层中而形成的接触关系。沉积接触所反映的地质内容是地壳上升并遭 受剥蚀，形成剥蚀面，然后地壳下降，在剥 蚀面上接受沉积，形成新地层。 4、在野外如何测定岩层的产状？ 答：岩层产状的野外测定主要是用地质罗盘 在岩层层面上直接测量。 测量走向时，使罗盘在长边紧贴层面，将罗 盘放平，水准泡居中，读指北针或指南针所 示的方位角，就是岩层的走向。测量倾向时， 将罗盘的短边紧贴层面，水准泡居中，读指 北针所示的方位角，就是岩石的倾向。测量 倾角时，需将罗盘横着竖起来，使长边与岩 层的走向垂直，紧贴层面，等倾斜器上的水 准泡居中后，读悬锤所示的角度，就是岩层 的倾角。 5、简叙各褶曲要素。 要点：核：组成褶皱中心部位的岩层。翼： 中心岩层动外的岩层。转折端：从翼向另一 翼过渡的弯曲部分。枢纽：组成褶皱岩层的 同一层面最大弯曲点的连线。轴面：由各岩 层枢纽所连成的面。 6、在野外如何识别褶皱？ 答：在野外识别褶皱主要是采用穿越的方法 和追索的方法进行观察。 穿越的方法就是沿着选定的调查路线，垂直 岩层走向进行观察，用穿越的方法，便于了 解岩层的产状，层序及其新老关系。 追索法就是沿平行岩层走向进行观察的方 法。平行岩层走向进行追索观察，便于查明 褶曲延伸的方向及其构造变化的情况。 7、褶皱区如何布置工程建筑？ 答：（1）褶皱核部岩层由于受水平挤压作用， 产生许多裂隙，直接影响到岩体的完整性和 强度，在石灰岩地区还往往使岩溶较为发育。 所以在核部布置各种建筑工程，如厂房、路 桥、坝址、隧道等，必须注意岩层的坍落、 漏水及涌水问题。（2）在褶皱翼部布置建筑 工程时，如果开挖边坡的走向近于平行岩层 走向，且边坡倾向于岩层倾向一致，边坡坡 角大于岩层倾角，则容易造成顺层滑动现象 （3）对于隧道等深埋地下的工程，一般应布 置在褶皱翼部。因为隧道通过均一岩层有利 稳定，而背斜顶部岩层受张力作用可能塌落， 向斜核部则是储水较丰富的地段。 8、构造节理的特征是什么？ 答：由构造运动产生的节理叫构造节理，它 在地壳中分布极为广泛，分布也有一定的规 律。按构造节理形成的应力性质，构造节理 可分为张节理和剪应力两大类。 张节理其主要特征是产状不很稳定，在平面 上和剖面上的延展均不远；节理面粗糙不平， 擦痕不发育，节理两壁裂开距离较大，且裂 缝的宽度变化也较大，节理内常充填有呈脉 状的方解石、石英，以及松散工已胶结的粘 性土和岩屑等；当张节理发育于碎屑岩中时， 常绕过较大的碎屑颗粒或砾石，而不是切穿 砾石；张节理一般发育稀疏，节理间的距离 较大，分布不均匀。 剪节理剪节理和特征是产状稳定，在平面和 剖面上延续均较长；节理面光滑，常具擦痕、 镜面等现象，节理两壁之间紧密闭合；发育 于碎屑岩中的剪节理，常切割较大的碎屑颗 粒或砾石；一般发育较密，且常有等间距分 布的特点；常成对出现，呈两组共轭剪节理。 9、分析节理对工程建筑的影响？ 答：岩体中的裂隙，在工程上除了有利于开 挖处，对岩体的强度和稳定性均有不利的影 响。 岩体中存在裂隙，破坏了岩体的整体性，促 进岩体风化速度，增强岩体的透水性，因而 使岩体的强度和稳定性降低。当裂隙主要发 育方向与路线走向平行，倾向与边坡一致时， 不论岩体的产状如何，路堑边坡都容易发生 崩塌等不稳定现象。在路基施工中，如果岩 体存在裂隙，还会影响爆破作业的效果。所 以，当裂隙有可能成为影响工程设计的重要 因素时，应当对裂隙进行深入的调查研究， 详细论证裂隙对岩体工程建筑条件的影响， 采取相应措施，以保证建筑物的稳定和正常 使用。 10、断层的类型及组合形式有哪些？ 答：根据两盘相对移动的特点，断层的基本 类型有上盘相对下降，下盘相对上升的正断 层；上盘相对上升，下盘相对下降的逆断层； 两盘沿断层走向相对水平移动的平移断层。 断层的组合类型有阶梯状断层、地堑和地垒、 叠瓦状断层等多种形式。 11、在野外怎样识别断层？ 答：在自然界，大部分断层由于后期遭受剥 蚀破坏和覆盖，在地表上暴露得不清楚，因 此需根据地层、构造等直接证据和地貌、水 文等方面的间接证据来判断断层的存在与否 及断层类型。 12、地质平面图、剖面图及柱状图各自反映 了哪些内容？ 答：一幅完整的地质图应包括平面图、剖面 图和柱状图。平面图是反映一表地质条件的 图。是最基本的图件。地质剖面图是配合平 面图，反映一些重要部位的地质条件，它对 地层层序和地质构造现象的反映比平面图更 清晰、更直观。柱状图是综合反映一个地区 各地质年代的地层特征、厚度和接触关系的 图件。 13、如何阅读分析一幅地质图？ 答：先看图和比例尺。以了解地质图所表示 的内容，图幅的位置，地点范围及其精度。 阅读图例。了解图中有哪些地质时代的岩层 及其新老关系；并熟悉图例的颜色及符号， 附有地层柱状图时，可与图例配合阅读。 分析地形地貌，了解本区的地形起伏，相对 高差，山川形势，地貌特征等。 阅读地层分布、产状及其和地形关系，分析 不同地质时代的分布规律，岩性特征，及新 老接触关系，了解区域地层的基本特点。 阅读图上有无褶皱，褶皱类型、轴部、翼部 的位置；有无断层，断层性质、分布、以及 断层两侧地层的特征，分析本地区地质构造 形态的基本特征。 综合分析各种地质现象之间的关系及规律 性。 1．残积土的成因及其特征？ 要点：岩石风化后产生的碎屑物质，被风和 大气降水带走一部分，其余都残留在原地， 残留在原地的碎屑物称为残积土。残积土主 要分布在岩石暴露于地表而受到强烈风化作 用的山区、丘陵及剥蚀平原。残积土从上到 下沿地表向深处颗粒由细变粗。一般不具层 理，碎块呈棱角状，土质不均，具有较大孔 隙，厚度在山坡顶部较薄，低洼处较厚。 2．什么是冲积土？河流地质作用的表现形 式有哪些？ 要点：冲积土是在河流的地质作用下将两岸 基岩及其上部覆盖的坡积物、洪积物剥蚀后 搬运、沉积在河流坡降平缓地带形成的沉积 物。 河流地质作用的表现形式主要有：侵蚀作用、 搬用作用、沉积作用。 3、坡积土的稳定性是否能以其表面坡度来 判断？为什么？ 答：不能。因为坡积土的稳定性与基岩表面 的坡度有关，基岩表面的坡度越大，坡积土 的稳定性就越差。坡积土的表面坡度仅与生 成的时间有关。时间越长，搬运、沉积在山 坡下部的坡积土越厚，表面倾斜度越小。 1．什么是潜水的等水位线图？如何根据等 水位线确定水流方向和水力梯度？ 要点：潜水面的形状可用等高线表示，称潜 水等位线图。 确定潜水方向：潜水由高水位流向低水位， 所以，垂直于等水位线的直线方向，即是潜 水的流向。 确定潜水的水力梯度：在潜水的流向上，相 临两等水位线的高程与水平距离之比，即为 该距离段内潜水的水力梯度。 2、什么是流土和潜蚀？其临界水力梯度的 概念是什么？ 答：流土(流砂)是渗流将土体的所有颗粒同 时浮动、流动或整块移动。 潜蚀(管涌)是在一定水力梯度下，渗流产生 较大的动水压力削弱土体内部连结，将土体 较细颗粒移动、溶蚀或挟走，最后在土体中 形成流水管路的潜蚀作用和现象。 天然条件或在工程作用下，地下水的渗透速 度或水力梯度达到一定大小时，岩土体才开 始表现为整块或颗粒移动，或颗粒成分改变， 从而导致岩土体变形与破坏。这个一定大小 的渗透速度或水力梯度，分别称为该岩土体 的临界水力梯度。 3、防止土体渗透破坏的措施原则上有哪 些？ 答：防治渗透破坏经常采用的有效措施，原 则上可分为两大类。一是改变渗流的动力条 件，使其实际水力梯度减小到允许的程度。 二是改善岩土性质，增强其抗渗能力。这都 要根据工程地质条件和工程性状来具体处 理。 1．分析地震效应。 要点：在地震作用影响下，地面出现的各种 震害和破坏称为地震效应。地震效应包括， 地震力效应，地震破裂效应，地震液化效应 和地震激发地质灾害效应。（1）地震力效应 地震可使建筑物受到一种惯性力的作用，当 建筑物无法抵挡这种力的作用时，建筑物将 会发生变形、开裂、倒塌。（2）地震破裂效 应 地震自震源处以地震波的形式传播于周围的 岩土层中，引起岩土层的振动，当这种振动 作用力超过岩石的强度时，岩石就产生突然 破裂和位移，形成断层和地裂隙，引起建筑 物变形和破坏。（3）地震液化效应 在饱和粉砂土中传播的地震波，使得孔隙水 压力不断升高，土中有效应力减少，甚至会 使有效应力完全消失，粉砂土形成流体，形 成砂土液化，导致地基强度降低。（4）地震 能激发斜坡岩土体松动、失稳，发生滑坡， 崩塌等不良地质现象。 2．何谓地震震级和地震烈度？ 要点：地震震级是表示地震本身大小的尺度， 是由地震所释放出来的能量大小所决定的。 地震烈度是指某一地区地面和各种建筑物遭 受地震影响的强烈程度。 3、什么是岩体、结构面|、结构体？ 答：所谓岩体是指包含有各种各样地质界面 的各类岩石组合而成的各项异性的复杂地质 体。 结构面是存在于岩体中的各种地质界面，如 岩层层面、裂隙面、断裂面、不整合面等。 结构体是受结构面切割而产生的单个块体。 4．简述岩体结构类型及工程特性。 要点：岩体结构类型主要划分为整体状结构、 块状结构、层状结构、碎裂结构、散体结构 五类，其工程特性主要为： 整体状结构：岩体稳定，可视为均质弹性各 向同性体； 块状结构：结构面互相牵制，岩体基本稳定， 接近弹性各向同性体； 层状结构：变形和强度受层面控制，可视为 各向异性弹塑性体，稳定性较差； 碎裂状结构：整体强度很低，并受软弱结构 面控制，呈弹塑性体，稳定性很差 散体状结构：完整性遭极大破坏，稳定性极 差，接近松散体介质。 5、崩塌及滑坡的形成条件是什么？ 答：崩塌形成的条件是斜坡前缘的部分岩体 被陡倾结构面分割，并突然脱离母体，翻滚 而下，造成岩块互相冲撞、破坏，最后堆积 于坡脚而形成岩堆。 滑坡的形成条件主要取决于下滑力与抗滑力 的对比关系。斜坡的外形基本上决定了斜坡 内部的应力状态，斜坡的岩土性质和结构决 定了斜坡各部分抗剪强度的大小。当斜坡内 部的剪切力大于岩土的抗剪强度时，斜坡将 发生剪切破坏而滑坡。 6．在建筑物设计方面如何防止地表变形？ 要点:布置建筑物总图时，建筑物长轴应垂直 于工作面的推进方向；建筑物的平面形状应 力求简单，以矩形为宜；基础底部应位于同 一标高和岩性均一的地层上，否则应采用沉 降缝将基础分开。当基础埋深有变化时，应 采用台阶，尽量不采用柱廊和独立柱；加强 基础刚度和上部结构强度，在结构薄弱易变 形处更应加强 1．选择洞轴线位置时应考虑哪些因素？ 要点：（1）地形：应注意利用地形、方便施 工。（2）地层与岩性条件：地层与岩性条件 的好坏直接影响洞室的稳定性。（3）地质构 造条件：应考虑在大块而完整岩体中布置轴 线；应注意分析洞轴线与岩层产状、褶皱地 层的走向的关系。（4）水文地质条件：对隧 洞沿线地下水分析其埋藏运动条件、类型及 物理化学特性等情况。 2．保障围岩稳定性的两种途径是什么？ 要点：保障围岩稳定性的途径有以下两种： 一是保护围岩原有稳定性，使之不至于降低； 二是提高岩体整体强度，使其稳定性有所提 高。前者主要是采用合理的施工和支护衬砌 方案，后者主要是加固围岩。 3、新奥法和盾构法的特点是什么？它们各 适用于什么岩土层？ 答：新奥法与常规的支衬方法相比，具有开 挖断面小，节省支衬材料，岩体稳定性好， 施工速度快等优点；盾构法是用特制机器开 挖隧洞的施工技术，其优点是避开干扰，不 影响地面建筑和环境，可充分开发地下空间。 新奥法既适合于坚硬岩石，也适合于软弱岩 石，特别适合于破碎、变质、易变形的施工 困难段；盾构法主要用于第四系松软地层掘 进成洞。 1．工程地质勘察的任务？ 要点：通过工程地质测绘与调查、勘探、室 内试验、现场测试等方法，查明场地的工程 地质条件，如场地地形地貌特征、地层条件、 地质构造，水文地质条件，不良地质现象， 岩土物理力学性质指标的测定等。在此基础 上，根据场地的工程地质条件并结合工程的 具体特点和要求，进行岩土工程分析评价， 为基础工程、整治工程、土方工程提出设计 方案。 2．岩土工程分析评价的主要包括的内容？ 要点：岩土工程分析评价方面的内容包括： 场地稳定性与适宜性评价；岩土指标的分析 与选用；岩土利用、整治、改造方案及其分 析和论证；工程施工和运营期间可能发生的 岩土工程问题的预测及监控、预防措施。
《工程地质学》课程教学大纲 【英文译名】：Engineering?Geology 【适用专业】：地质工程 【学分数】： 【总学时】：40 【实践学时】：8 一、本课程教学目的和课程性质 本课程是为地质工程专业本科开设的一门专业基础课，必修课。课程系统地讲授岩土工程地质性质及工程动力地质作用。系统概括了工程地质学最基本的原理和方法。在教学过程中适量安排一定时间的参观及试验。通过本课程教学，培养学生掌握工程地质学最基本的原理与方法，了解国内外工程地质学领域的研究动态，能从系统的、动态的角度认识人类工程活动与地质环境的相互关系，为今后研究与解决工程地质、水文地质、地震地质、环境地质等方面有关的工程问题奠定坚实的基础。 二、本课程的基本要求 通过本课程的学习，使学生掌握岩土的工程地质性质、工程动力地质作用等工程地质学最基本的原理和方法，并能初步应用工程地质学的基本原理分析工程地质问题，能运用力学原理进行工程地质问题的定量评价等。为学习后继课程以及从事工程地质工作和科学研究打下一定的基础。在教学过程中，应注意培养学生对工程地质问题分析中的地质思维逻辑，辩证唯物主义的科学思维方法和实事求是、严谨认真的工作作风。
三、本课程与其他课程的关系 本课程学习前必须学习《动力地质学》、《矿物学》、《岩石学》、《构造地质学》、《水文地质学》、《地层学》、《地貌及第四纪地质学》、《工程力学》等课程。 四、课程内容 绪论 一、工程地质学的研究对象与任务 二、工程地质学的研究内容、分科及其与其它学科的关系 三、工程地质学的发展历史 四、本课程的内容与学习方法 重点了解工程地质学的研究对象和任务，工程地质学的研究内容；了解工程地质学分科及其与其它学科的关系，工程地质学的发展历史。 重点：工程地质学、工程地质条件及工程地质问题的概念；工程地质学的意义 第一章土的物质组成与结构、构造 第一节土的粒度成分 粒径、粒组概念；粒组划分；粒度成分测定与表示；土按粒度成分分类； 第二节土的矿物成分 土中矿物成分类型；矿物成分与粒度成分的关系；粘土矿物的类型及其工程地质特征 第一节土中的水与气体
土的工程地质性质 一、土的成因类型特征 根据土的地质成因，土可分为残积土、坡积土、洪积土、冲积土、湖积土、海积土、冰积及冰水沉积土和风积土等类型。一定成因类型的土具有一定的沉积环境、具有一定的土层空间分布规律和一定的土类组合、物质组成及结构特征。但同一成因类型的土，在沉积形成后，可能遭到不同的自然地质条件和人为因素的变化，而具有不同的工程特性。 1. 残积土 形成原因：岩石经风化后未被搬运的原岩风化剥蚀后的产物，其分布主要受地形的控制，如在宽广的分水岭地带及平缓的山坡，残积土较厚。 工程特征：一般呈棱角状，无层理构造，孔隙度大；存在基岩风化层（带），土的成分和结构呈过渡变化。 工程地质问题： （1）建筑物地基不均匀沉降，原因土层厚度、组成成分、结构及物理力学性质变化大，均匀性差，孔隙度较大； （2）建筑物沿基岩面或某软弱面的滑动等不稳定问题，原因原始地形变化大，岩层风化程度不一。 2. 坡积土 形成原因：经雨雪水洗刷、剥蚀、搬运，及土粒在重力作用下顺着山坡逐渐移动形成的堆积物，一般分布在坡腰上或坡脚下，上部与残积土相接。 工程特征：具分选现象；下部多为碎石、角砾土；上部多为粘性土；土质（成分、结构）上下不均一，结构疏松，压缩性高，土层厚度变化大。 工程地质问题：建筑物不均匀沉降；沿下卧残积层或基岩面滑动等不稳定问题。 3. 洪积土 形成原因：碎屑物质经暴雨或大量融雪骤然集聚而成的暂时性山洪急流挟带在山沟的出口处或山前倾斜平原堆积形成的洪积土体。山洪携带的大量碎屑物质流出沟谷口后，因水流流速骤减而呈扇形沉积体，称洪积扇。 工程特征：具分选性；常具不规划的交替层理构造，并具有夹层、尖灭或透镜体等构造；近山前洪积土具有较高的承载力，压缩性低；远山地带，洪积物颗粒较细、成分较均匀、厚度较大。 工程地质问题：洪积土一般可作为良好的建筑地基，但应注意中间过渡地带可能地质较差，因为粗碎屑土与细粒粘性土的透水性不同而使地下水溢出地表形成沼泽地带，且存在尖灭或透镜体。 4. 冲积土 形成原因：碎屑物质经河流的流水作用搬运到河谷中坡降平缓的地段堆积而形成，发育于河谷内及山区外的冲积平原中。根据河流冲积物的形成条件，可分为河床相、河漫滩相、牛轭湖相及河口三角洲相。 工程特征：古河床相土压缩性低，强度较高，而现代河床堆积物的密实度较差，透水性强；河漫滩相冲积物具有双层结构，强度较好，但应注意其中的软弱土层夹层；牛轭湖相冲积土压缩性很高、承载力很低，不宜作为建筑物的天然地基；三角洲沉积物常常是饱和的软粘土，承载力低，压缩性高，但三角洲冲积物的最上层常形成硬壳层，可作低层或多层建筑物的地基。
岩石及其工程地质性质 主要内容：地球的内部构造、矿物的主要物理性质。三大类岩石的成因、矿物组成、结构、构造等特征及分类。岩石的主要物理、力学性质指标、风化岩石的特征。 要求：了解地球的内部构造，了解鉴别矿物的主要依据即矿物的主要物理性质及简单的化学性质等。了解三大类岩石的成因、成分、结构、构造特征并理解它们的含意以及它们与岩石的工程性质的关系。了解三大类岩石的亚类分类及常见岩石的主要特征。了解工程中常用的岩石的物理力学性质指标及含义。理解岩石风化分带的工程意义。 大地工程自调查、规划设计以至于施工的过程当中均涉及地质学有关的背景知识。本次讲座系以阐述正确的地质学观念为主，以期给予听讲者于大地工程与地质学上的应用能相辅相成。主讲人谢敬义先生长期担任台湾电力公司高级专业工程地质师、大学兼任教授及项目地质顾问，各种工程地质与灾变处理实务经验丰硕，相信能为此次讲座带来一趟深入且精彩的地质之旅。 本讲题内容分为三部份。第一部份先以地质学的发展过程，将希腊、罗马时代开始的古典地质思维历经中世纪、二十世纪以来的传统地质学概念，以迄于目前盛行的板块构造学说之由来等，透过类似历史故事的方式引发工程师的兴趣。第二部份则以上述地质学发展的架构说明地质学应用时的整体理念，以及与大地工程密切相关的地形学、构造地质学、地层学、矿物与岩石学上等应用的正确观念，并将以台湾的地形与地质特性为主轴，说明其与大地工程上的关系。最后则以谢先生个人所经历的工程地质案例综合讨论基础工程、坡地工程、大坝工程、隧道工程上实务之工程地质问题及解决对策。可以给工程师宏观的想法及视野，精采可期。 工程地质 摘要：工程地质学科目前正在经历着前所未有的挑战，工程地质专业处境尴尬，工程地质勘察的市场竞争也有真假之别，工程地质分析与研究的深度和广度严重不足，工程地质新技术新方法的应用尚有较大差距，工程地质在工程建设中留下的隐患具有长期性和隐伏性。工程地质面临的困境，向工程建设敲响了警钟，也向地质师们提出了更大的难题。 关键词：工程地质岩土工程 工程地质学科的争议 教科书对工程地质学的三种定义：①工程地质学是研究与工程有关的地质问题的科学； ②工程地质学是研究人类工程活动与地质环境相互作用的科学；③工程地质学是研究人类工程建设活动与自然地质环境相互作用和相互影响的一门地质科学。 从以上三种定义的实质中均不难看出，工程地质学强调的工程和地质的关系，研究的是人类工程活动与自然地质环境的相互作用。但是，近年来工程地质学科却正在经历着前所未有的挑战，工程地质学被异名为岩土工程学，工程地质勘察被称之为岩土工程勘察。工程界有此呼声，学术界有此呼应，一些大专院校也纷纷效仿，甚至工程地质这个专业在高校也被取消了。一时间，似乎工程地质已经成了守旧传统，岩土工程才是先进时髦的，才是可以适应市场经济并与国际接轨的。这是近年来分歧最大的争议。 这些年来工程地质勘察的不景气以及市场竞争的不规范化，工程地质勘察队伍增加了岩土工程的业务是完全必要的，但将岩土工程作为工程地质的救世主，则值得商榷了。 根据笔者的理解，岩土工程是一项工程应用技术，是针对地质体的工程缺陷实施的工程措施而进行的一系列设计和施工过程的总称。岩土工程的任务是“处理”地质体的工程缺陷,使之满足工程建筑物对地基的工程要求，因此又有“岩土工程处理技术”的别名，说明岩土工程的确是一项实实在在的工程技术。确立工程地质学是一门独立的学科，尽管也仅仅是本世
第2章岩石及其工程地质性质 【教学基本要求】 1．? 了解地球的内圈层构造，知道地球的外圈层。 2．? 了解地质作用。 3．理解矿物（晶体）的形态，矿物的颜色、透明度、光泽、硬度、解理及断口等物理性质，理解主要硅酸氧化物造岩矿物的室内鉴定特征。 4．理解岩浆岩、沉积岩、变质岩的成因、矿物成分、结构、构造、分类及代表性岩石的特征。了解岩浆岩5．理解岩石的物理性质、水理性质及其力学性质指标，掌握岩石的坚硬程度分类。 【学习重点】 1、地质作用的类型及其对地壳改造的作用。 2、常见造岩矿物的主要形态及其主要的物理性质。 3、岩浆岩、沉积岩、变质岩的主要矿物成分及其结构、构造。 4、岩石工程地质性质指标的基本概念及其意义。 【内容提要和学习指导】 2.1 地球的总体特性 地球是一个不标准的旋转椭球体，赤道半径(a)6378.14km，两极半径(b)6356.779km ，地球的扁平率（）为 附近稍微凸出，极区稍微扁平，赤道与极地半径相差22km。 1、地球的圈层构造 地球具有一定的圈层构造，以地表为界分为外圈和内圈，外圈包括大气圈、水圈和生物圈；内圈通常分为地核。地壳是莫霍面以上固体地球的表层部分，平均厚度约为33km，大陆地壳厚度较大，大洋地壳厚度较；地下、古登堡面以上部分，厚度约2900km，是地球的主体部分，主要由固态物质组成；地核是地球内古登堡面以分，厚度为3500km。 2、地质作用 在自然界中所发生的一切可以改变固体地球的物质组成、构造和地表形态的作用称为地质作用。根据地质源，地质作用可分为内动力地质作用和外动力地质作用两大类。由地球内部能如地球的旋转能、重力能、放射热能等产生的地质应力所引起的地质作用即内动力地质作用，主要在地下深处进行，并可波及地表。内动力地地壳运动、地震作用、岩浆作用和变质作用。岩浆岩、变质岩等便是内动力地质作用的产物。由地球范围以外阳得辐射能、日月的引力能等为主要能源在地表或地表附近进行的地质作用，称为外动力地质作用。外力作用水、大气、生物以外部能为能源，改造雕塑地壳（主要是地壳表面）的过程，外力作用的主要类型有：风化作用搬运作用、沉积作用和成岩作用。 2.2 造岩矿物 岩石是在地质作用下产生的，由一种或多种矿物以一定的规律组成的自然集合体。他构成了地球的固体部石分为岩浆岩、沉积岩和变质岩三大类。由于岩石是由矿物组成的，所以要认识岩石，分析岩石在各种自然条进而对岩石及其组成的周围环境进行工程地质评价。就必须首先了解矿物。 矿物是天然形成的元素单质和无机化合物，其化学成分和物理性质相对均一和固定，一般为结晶质。自然都是在一定的地质环境中形成的，随后并因经受各种地质作用而不断的发生变化。每一种矿物只是在一定的物下才是相对稳定的，当外界条件改变到一定程度后，矿物原来的成分、内部构造和性质就会发生变化，形成新的 1、矿物的（肉眼）鉴定特征 矿物的形态和矿物的物理性质决定于其化学成分和晶体格架的特点。因此，是鉴别矿物的重要依据。1）指矿物单体及同种矿物集合体的形态。矿物集合体的形态取决于单体的形态和它们的集合方式。集合体按矿物晶肉然可辨认晶体颗粒的显晶矿物集合体和肉眼不能辨认的隐晶质或非晶质矿物集合体。显晶矿物集合体有规则
影响岩石工程地质性质 的因素 标准化工作室编码[XX968T-XX89628-XJ668-XT689N]
影响岩石工程地质性质的因素 矿物成分、结构、构造、水、风化作用 1．矿物成分 岩石是由矿物组成的，岩石的矿物成分对岩石的物理力学性质产生直接的影响。 例如，石英岩的抗压强度比大理岩的要高得多，这是因为石英的强度比方解石的强度高的缘故，由此可见，尽管岩类相同，结构和构造也相同，如果矿物成分不同，岩石的物理力学性质会有明显的差别。 对岩石的工程地质性质进行分析和评价时,更应该注意那些可能降低岩石强度的因素。 例如，花岗岩中的黑云母含量过高，石灰岩、砂岩中粘土类矿物的含量过高会直接降低岩石的强度和稳定性。 2．结构 结晶联结是由岩浆或溶液结晶或重结晶形成的。矿物的结晶颗粒靠直接接触产生的力牢固地联结在一起，结合力强，空隙度小，比胶结联结的岩石具有更高的强度和稳定性。 联结是矿物碎屑由胶结物联结在一起的，胶结联结的岩石，其强度和稳定性主要取决于胶结物的成分和胶结的形式，同时也受碎屑成分的影响，变化很大。 例如：粗粒花岗岩的抗压强度一般在120～140Mpa之间，而细粒花岗岩则可达200～250Mpa。 大理岩的抗压强度一般在100～120MPa之间，而坚固的石灰岩则可达 250MPa 。 3．构造 构造对岩石物理力学性质的影响，主要是由矿物成分在岩石中分布的不均匀性和岩石结构的不连续性所决定的。 某些岩石具有的片状构造、板状构造、千枚状构造、片麻状构造以及流纹构造等，岩石的这些构造，使矿物成分在岩石中的分布极不均匀。一些强度低、易风化的矿物，多沿一定方向富集，或成条带状分布，或形成局部聚集体，从而使岩石的物理力学性质在局部发生很大变化。 4．水 实验证明，岩石饱水后强度降低。当岩石受到水的作用时，水就沿着岩石中可见和不可见的孔隙、裂隙侵入，浸湿岩石自由表面上的矿物颗粒，并继续沿着矿物颗粒间的接触面向深部侵入，削弱矿物颗粒间的联结，使岩石的强度受到影响。 如石灰岩和砂岩被水饱和后，其极限抗压强度会降低25％～45％左右。 5．风化 风化作用过程能使岩石的结构、构造和整体性遭到破坏，空隙度增大、容重减小，吸水性和透水性显着增高，强度和稳定性大为降低。随着化学过程的加强，则会使岩石中的某些矿物发生次生变化，从根本上改变岩石原有的工程地质性质。
岩石的工程地质性质包括岩石的物理性质、水理性质和力学性质。影响岩石工程地质性质的因素,主要是岩石的矿物成分、结构、构造及岩石的风化程度等方面。 岩石的物理性质是岩石的基本工程性质,主要指岩石的重量性质和孔隙性质,包括岩石的比重、重度、密度、孔隙度、孔隙比等指标。 (1比重 岩石的固体部分(不含孔隙的重力与同体积的水在4℃时重力的比值称为岩石的比重。 (2重度 也即岩石的重力密度,是指岩石单位体积的重力。数值上等于岩石试件的总重力(含孔隙中水的重力与其总体积(含孔隙体积之比。 (3密度 岩石的密度指的是岩石单位体积的质量。 2.3.2 岩石的孔隙性质 岩石的孔隙性反映的是岩石中各种孔隙(包括裂隙的发育程度,一般用孔隙度表示。 岩石的孔隙度指的是岩石中孔隙(含裂隙的体积与岩石总体积的比值,常用百分数表示。 2.4 岩石的水理性质 2.4.1 岩石的吸水性
(1吸水率 岩石在常压下的吸水能力称为岩石的吸水率。在常压下,将岩石浸入水中充分吸水,被岩石吸收的水分的重力与干燥岩石的重力之比的百分数即表示吸水率。 (2饱水率 岩石在高压(15MPa或真空条件下的吸水能力称为岩石的饱水率。也是以岩石吸收的水分的重力与干燥岩石的重力之比的百分数来表示。 (3饱水系数 岩石的吸水率与饱水率之比称为饱水系数。 2.4.2 岩石的透水性 岩石允许水透过的能力称岩石的透水性。岩石的透水性可用渗透系数(K来表示。渗透系数一般由室内或野外试验所测得。 2.4.3 岩石的溶解性 岩石溶解于水的性质称为岩石的溶解性。岩石的溶解性常用溶解度或溶解速度来表示。 2.4.4 岩石的软化性 岩石浸水后强度和稳定性降低的性质称为岩石的软化性。岩石的软化性可用软化系数来表示。软化系数等于岩石在饱水状态下的极限抗压强度与风干状态下的极限抗压强度的比值。
工程地质条件六个内容：1.地形地貌2.地层岩性3.地质构造4.水文地质条件5.物理地质条件6.天然建筑材料 工程地质学在水利建设中的任务：1.选择工程地质条件最优良的建筑地址2.查明建筑地区的工程地质条件和可能发生的不良工程地质作用3.选定地址的工程地质条件，提出枢纽布置、建筑物结构类型、施工方法及运营作用中应注意的事项 什么是矿物和造岩矿物：矿物是在各种地质作用中所形成的具有相对固定化学成分和物理性质的均质物体，是组成岩石的基本单位；组成岩石主要成分的矿物称为造岩矿物。 矿物的物理性质包括：颜色、条痕、透明度、光泽、解理和断口、硬度、其他性质 岩浆岩常见结构的名称：1.按岩石中矿物结晶程度划分：全晶质结构、半晶质结构、玻璃质结构2.按岩石中颗粒的绝对大小划分：显晶质结构、隐晶质结构3.按岩石中颗粒相对大小来分：等粒结构、不等粒结构、斑状结构及似斑状结构 岩浆岩常见构造名称：1.块状构造2.流纹构造3.气孔构造4.杏仁状构造 岩浆岩的简易分类：1.根据化学成分：超基性岩、基性岩、中性岩、酸性岩2.根据形成条件：喷出岩、浅成岩、深成岩 沉积岩的常见结构名称：1.碎屑结构2.泥质结构3.化学结构4.生物结构 沉积岩的胶结物种类及胶结类型：1.硅质2.铁质3.钙质4.泥质5.其他（石膏）基地胶结、孔隙胶结、接触胶结 沉积岩的构造名称：1.层理构造：水平层理、单斜层理、交错层理2.层面构造：波痕、泥裂3.结核4.生物成因构造 主要的沉积岩有：1.碎屑岩类：砾岩角砾岩、砂岩、粉砂岩2.黏土岩类：泥岩、页岩3.化学岩生物化学岩：石灰岩、白云岩、泥灰岩 变质岩的构造种类：1.片理构造：板状构造、千枚状构造、片状构造、片麻状构造2.块状构造3.变余构造 主要的变质岩：片麻岩、片岩、千枚岩、板岩、石英岩、大理岩、混合岩 什么是岩石的风化作用及其影响因素，风化分带：分布在地表或地表附近的岩石，经受太阳辐射、大气、水溶液及生物等因素的侵袭，逐渐破碎。松散或矿物成分发生化学变化，甚至生成新的矿物的现象。1.气候、地形和地下水的影响2.岩石性质的影响3.断层、裂缝的影响残积土—全风化—强风化—中等风化—微风化—未风化