工程地质学复习资料-_重点

工程地质学复习资料

一、 绪论

2、就土木工程而言，主要的工程地质问题包括：

地基稳定性问题、斜坡稳定性问题、洞室围岩稳定性问题。

二、 地壳积极物质组成

1. 地质作用的动力来源，一是有地球内部放射性元素蜕变产生内热；二是来自

太阳辐射热，以及地球旋转力和重力。

2. 内力地质作用和外力地质作用的区分

①内力地质作用的动力来自地球本身，并主要发生在地球内部，按其作用方

式可分为四种：构造运动、岩浆作用、变质作用、地震。

②外力地质作用主要有太阳辐射热引起并主要发生在地壳的表层，按其作用

方式分为五种：风化作用、剥蚀作用、搬运作用、沉积作用、固结成岩作用。

3. 岩石的三大类：火成岩、沉积岩和变质岩

火成岩大多具有块状；沉积岩是有外力作用将风化剥蚀的物质搬运后逐层沉积形成，所以具层状构造；变质岩在变质作用中岩石受到较高的温度和具有一定方向的挤压作用，其组成矿物则依一定方向并行排列，因而具有偏离构

造。（注：火成岩又称岩浆岩，占地壳岩石体积的64.7％。）

火成岩的结构主要是指组成火成岩矿物颗粒的大小和结晶程度等。

火成岩的产状是指岩体的形态、打消、深度以及与围岩的关系。

4. 沉积岩的构造：①层理结构 ②递变层理 ③波痕与泥裂 。

5. 原先生成的火成岩、沉积岩和变质岩经高温高压及化学活动性很强的气体和

液体作用后，就在固体状态下，发生矿物成分或结构构造的改变形成新的岩

石，就称为变质岩（名词解释）。变质岩不仅具有自身的特点，往往还保留

原岩的某些特征。

6. 接触变质作用是指温度升高、岩石受热后矿物发生重结晶、物质成分重新组

合等变化而化学成分无显著改变者称为接触热变质作用。区域变质作用是高

温、高压等因素联合作用于一个广大地区范围内的变质作用。动力变质作用

与断裂构造有关，出现在断裂带两侧。

三、地质年代与第四纪地质概述

1、 地质学以相对年代和绝对年代两种方法计算时间。表示地质事件发生的先后 顺序为相对年代，表示的士时间发生至今的年龄称为绝对年代（同位素年龄）。地层层序律是确定地层相对年代的基本方法。

2、 同位素年龄的测定基本原理是基于放射性元素具有固定的衰变系数（衰变系数λ代表每年每克母体同位素能产生的子体同位素的克数），而且矿物中放射性同位素蜕变后剩余的母体同位素（N）与蜕变而成的子体同位素含量（D）可以测出。算出的实际年龄，即代表岩石的绝对年代。

3、 地质年代表：此小节重点是单位的大小

地质年代单位包括宙、代、纪、世，与起相对应的年代地层单位分别是宇、

界、系、统。（以上单位是由大到小顺序排列）

4、 地方性岩石地层单位：

①群是岩石地层的最大单位；

②组是岩石地层划分的基本单位，岩石性质比较单一；

③段是组内次一级的岩石地层单位。

5、 板块构造（此知识点考简答题）

板块学说认为：刚性的岩石圈分裂成六个打的地壳块体（板块），它们驮在软流圈上作大规模水平运动。各板块边缘结合地带相对活动的区域，表现为强烈的火山（岩浆）活动、地震和构造变形等，而板块内部是相对稳定区域。全球划分出六个大的板块是：太平洋板块、美洲板块、非洲板块、印度洋板块、南极洲板块、欧亚板块，以及六个小型板块，共十二个板块。

6、 第四纪沉积物（此知识点主要考残积物、坡积物、洪积物三种物质的区别）

①岩石经物理风化和化学风化作用后残留在原地的碎屑物称残积物或残积土，因其成层覆盖在地表，故又称残积层。

②雨水或雪水将高处的风化碎屑物质洗刷而向下搬运，或由本身的重力作用，堆积在平缓的斜坡或坡脚出，成为坡积物。

③大雨或融雪水将山区或高地的大量碎屑物沿冲沟搬运到山前或山坡的低平地带堆积而成的称为洪积物。

四、 地质构造

1、 岩层的产状三要素表示方法有：

⑴走向∕倾向（象限）、倾角，如330°∕WS∠30°；

⑵倾向、倾角，如240°∠30°等。（注：要能在图中相应的找出。）

2、 岩层露头线特征

水平岩层、直立岩层和倾斜岩层露头线分布特征是不相同的。

3、 褶皱要素（四个要素要能在图中相应找出）

① 核部 ② 翼部 ③ 枢纽 ④ 轴面

4、 穹窿与构造盆地 长宽比小于3∶1 的背斜为穹窿、向斜为构造盆地。

5、 背斜是两翼岩层以核部为中心向两侧倾斜，形态上是岩层向上弯曲。

向斜是两翼岩层向核部倾斜，形态上市岩层向下弯曲的褶皱。

褶皱存在的标志是在沿倾斜方向上相同年代的地层作对称式重复出现。就斜背而言，核部岩层较两侧岩层时代老。而向斜则核部岩层较两侧岩层时代新。

从地形上看，岩石变形之初，背斜相对地势高成山，向斜地势低成谷。这时地形是地质构造的直接反映。然而经过较长时间的剥蚀后，背斜核部因裂隙发育易遭受风化剥蚀往往成沟谷或地底。向斜核部紧闭，不易遭受风化剥蚀，最后相对成山。背斜成谷，向斜成山称为地形倒置现象。

6、 褶皱构造的工程地质评价（简单说明）

褶皱的互补是岩层强烈变形的部位，一般是背斜的顶部和向斜的底部发育有拉张裂隙。在变形强烈时，沿褶皱核部常有断层发生，造成岩石破碎或形成构造砂岩带。此外，地下水多聚积在向斜核部，背斜核部的裂隙也玩玩是地下水富集和流动的通道。由于岩层构造变形和地下水的影响，所以公路、隧道工程或桥梁工程在褶皱核部容易遇到工程地质问题。

褶皱的翼部不同于核部，具有另一类工程地质问题。在褶皱两翼形成倾斜岩层容易造成顺层滑动。

7、 节理的类型

原生节理是指在成岩过程中形成的节理。

次生节理是指岩石成岩后形成的节理，包括非构造节理和构造节理。非构造节理是指岩石由风化作用、崩塌、滑坡、冰川及人工爆破等外动力地质作用下所产生的裂隙。

8、 断层要素包括断层面、断层线、断层盘等。

断层面是指相邻两岩块断开或沿其滑动的破裂面，它的空间位置由其走向、倾向、倾角决定。

断层盘是指断层面两侧相对移动的岩块。断层盘有上、下之分，也有上升盘（又称仰侧）与下降盘（又称俯侧）之分。

9、 断层的类型

① 正断层 是沿断层面倾斜线方向，上盘相对下降，下盘相对上升的断层；（注：规模巨大，同时上盘沿波状起伏的低角度断层面作远距离推移的逆掩断层称为推覆构造）

② 逆断层 是沿断层面倾斜方向，上盘相对上升，下盘相对下降的断层； ③ 平移断层 是断层两盘然断层走向方向发生位移的断层。

10、 断层组合类型

①地堑与地垒 是由走向大致相同、倾向相反、性质相同的两条或数条断层组成的。

②叠瓦构造 是一系列产状大致相同的平行排列的逆断层的组合形式。

11、 按断层与所在岩层产状关系分类

①走向断层（纵断层） 断层走向与岩层走向平行。

②倾向断层（横断层） 断层走向与岩层走向垂直。

③斜向断层（斜断层） 断层走向与岩层走向斜交。

④顺层断层 断层面与岩层层理基本一致。

12、 断层面（带）的构造特征

镜面、擦痕与阶步 断层面表现为平滑而光亮的表面称为镜面。

13、 断层的工程地质评价（简答题）

作为不连续面的断层是影响岩体稳定性的重要因素，这事因为断层带岩层破碎强度低，另一方面它对地下水、风化作用等外力地质作用往往起控制作用。断层对工程建设十分不利。特别是道路工程建设中，选择线路、桥址和隧道位置时，应尽可能避免断层破碎带。

14、 活断层对工程建筑物的影响是通过断裂的蠕动、错动和地震对工程造成危害。

活断层的活动方式以粘滑为主时，往往是间断性地产生突然错动。两次突然错动之间的时间间隔也就是地震重复周期。

1．活断层的活动方式有地震断层（粘滑型）和蠕变断层（蠕滑型）

2．工程地质学的基本研究方法有自然历史分析法、数学力学分析法、\工程地质类比法\和\模型模拟实验法\

3．斜坡变形的形式较多，主要有\拉裂（回弹）\蠕滑\弯曲倾倒 三种

4．按滑坡动力学性质分类，可分为 推落式、 平推式 、 牵引式 性所多余的约束。

1．识别滑坡的标志有：

（1）地形地貌方面：滑坡形态特征、阶地、夷平面高程对比（2）地质构造方面：滑体上产生小型褶曲和断裂现象滑体结构松散、破碎（3）水文地质方面：结构破碎→ 透水性增高→ 地下水径流条件改变→ 滑体表面出现积水洼地或湿地，泉的出现（4）植被方面：马刀树、醉汉林（5）滑动面的鉴别 勘探：钻探 变形监测：钻孔倾斜仪

2．场地工程地质条件对震害的影响有如下几个方面：

（1）岩土类型及性质： 软土＞硬土，土体＞基岩 松散沉积物厚度越大，震害越大

土层结构对震害的影响：软弱土层埋藏愈浅、厚度愈大，震害愈大。

（2）地质构造：离发震断裂越近，震害越大，上盘尤重于下盘。

（3）地形地貌： 突出、孤立地形震害较低洼、沟谷平坦地区震害大

（4）水文地质条件：地下水埋深越小，震害越大。

3．识别活断层的标志有：

（1）地质方面：地表最新沉积物的错断、活断层带物质结构松散、伴有地震现象的活断层，地表出现断层陡坎和地裂缝（2）地貌方面 断崖：活断层两侧往往是截然不同的地貌单元直接相接的部位 水系：对于走滑型断层 ①一系列的水系河谷向同一方向同步移错 ②主干断裂控制主干河道的走向 不良地质现象呈线形密集分布

4．简述新构造运动对岩溶发育的影响。

地壳运动的性质、幅度、速度和波及范围，控制着水循环交替条件及其变化趋势，从而控制着岩溶发育的类型、规模、速度、空间分布及岩溶作用的变化趋势。 新构造运动的基本形式有三种：

（1）上升期：侵蚀基准面相对下降，地下水位逐渐下降，侧向岩溶不发育，规模小而少见，分带现象明显，以垂直形态的岩溶为主。

（2）平稳期：侵蚀基准面相对稳定，溶蚀作用充分进行，分带现象明显，侧向岩溶规模大，岩溶地貌较明显典型。

（3）下降期：常形成覆盖型岩溶，地下水循环条件变差，岩溶作用受到抑制或停止。

从更长的地质历史时期来看：

（1）间歇性上升：上升→稳定→再上升→再稳定

形成水平溶洞成层分布，高程与阶地相对应。

（2）振荡升降：岩溶作用由弱到强，由强到弱反复进行

以垂直形态的岩溶为主，水平溶洞规模不大，而且成层性不明显。

（3）间歇性下降：下降 稳定 再下降 再稳定

岩溶多被埋于地下，规模不大，但具成层性，洞穴中有松散物充填。

从层状洞穴的分布情况及充填物的性质，可查明岩溶发育特点及形成的相对年代。

2．场地工程地质条件对震害的影响有如下几个方面：

（1）岩土类型及性质

软土＞硬土，土体＞基岩

松散沉积物厚度越大，震害越大

土层结构对震害的影响：软弱土层埋藏愈浅、厚度愈大，震害愈大。

（2）地质构造

离发震断裂越近，震害越大，上盘尤重于下盘。

（3）地形地貌

突出、孤立地形震害较低洼、沟谷平坦地区震害大

（4）水文地质条件

地下水埋深越小，震害越大。

4. 简述斜坡中应力分布特点：

（1）斜坡周围主应力迹线发生明显偏转： 愈接近临空面,最大主应力

愈接近

平行于临空面,与之正交,向坡内逐渐恢复到原始状态。

（2）坡脚附近形成最大剪应力增高带，往往产生与坡面或坡底面平行的压致拉裂面。

（3）在坡顶面和坡面的某些部位,坡面的径向应力和坡顶面的切向力可转化为拉应力，形成张力带,易形成与坡面平行的拉裂面。

（4）与主应力迹线偏转相联系,坡体内最大剪应力迹线由原来的直线变成近似圆弧线,弧的下凹方向朝着临空方向。

（5）坡面处由于侧向压力趋于零,实际上处于两向受力状态,而向坡内逐渐变为三向受力状态。

2.识别活断层在地质、地貌方面有哪些标志？

（1）地质方面：

地表最新沉积物的错断

活断层带物质结构松散

伴有地震现象的活断层，地表出现断层陡坎和地裂缝

（2）地貌方面

断崖：活断层两侧往往是截然不同的地貌单元直接相接的部位

水系：对于走滑型断层

①一系列的水系河谷向同一方向同步移错

②主干断裂控制主干河道的走向

不良地质现象呈线形密集分布

名词解释 主要造岩矿物：构成岩石主要成分，明显影响岩石性质，对鉴定岩石类型起重要作用的矿物 岩石：岩石是矿物的天然集合体 矿物：地壳中天然形成的，具有一定化学成分和物理性质的自然元素或化合物，通常是无机作用形成的均匀固体 解理：在外力敲打下沿一定结晶平面破裂的固有特性称为解理 岩浆岩：岩浆冷却凝固而形成的岩石 沉积岩：地壳表层常温常压下，又先期岩石的风化产物，有机质和其他物质，经搬运，沉积和成岩等一系列地质作用而形成的岩石 岩层：在特征上与相邻层不同的沉积层成为岩层 层理：岩层中物质的成分，颗粒大小，形状和颜色在垂直方向发生变化时产生的纹理

变质岩，变质作用：为了适应新的地质环境和物理化学变化，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称为变质作用，在变质作用下形成的岩石称为变质岩。

活断层：指目前正在活动着的断层或近期有过活动且不久的将来可能会重新发生活

动的断层（即潜在活断层）。

砂土液化：饱水砂土在地震、动力荷载或其它物理作用下，受到强烈振动而丧失抗剪强度，使砂粒处于悬浮状态，致使地基失效的作用或现象。

混合溶蚀效应：不同成分或不同温度的水混合后，其溶蚀能力有所增强的效应。 卓越周期：地震波在地层中传播时，经过各种不同性质的界面时，由于多次反射、

折射，将出现不同周期的地震波，而土体对于不同的地震波有选择放大的作用，某种岩土体总是对某种周期的波选择放大得突出、明显，这种被选择放大的波的周期即称为该岩土体的卓越周期。

工程地质条件：与工程建筑物有关的地质条件的综合，包括：岩土类型及其工程性质、地质构造、地形地貌、水文地质、工程动力地质作用、天然建筑材料六个方面。

地震烈度：地面震动强烈程度，受地震释放的能量大小、震源深度、震中距、震域介质条件的影响。震源深度和震中距越小，地震烈度越大。

工程地质类比法：将已有建筑物的工程地质问题评价的结果和经验运用到工程地质条件与之相似的同类建筑物中。

临界水力梯度：岩土体在渗流作用下，呈悬浮状态，发生渗透变形时的渗流水力梯度。

斜坡变形破坏：斜坡变形破坏又称斜坡运动，是一种动力地质现象。是指地表斜坡岩土体在自重应力和其它外力作用下所产生的向坡外的缓慢或快速运动。 地质作用：指由自然动力引起地球（最主要是地幔和岩石圈）的物质组成、内部结构和地表形态发生变化的作用。

地质构造: 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被称为地质构造（水平岩层，倾斜岩层，褶皱和断裂）。

岩层产状：岩层的空间分布状态。分为水平岩层，倾斜岩层和直立岩层。 地层：在地史学中，将各个地质历史其形成的岩石，称为该时期的地层。 褶皱构造：在构造运动作用下岩层产生的连续弯曲变形形态。

节理：岩层受力断开后，裂面两侧岩层沿断裂面没有明显的相对位移时的断裂构造。

断层：岩层受力断开后，断裂面两侧岩层沿断裂面有明显相对位移时的断裂构造 正断层：上盘相对向下滑动，下盘相对向上滑动的断层。

逆断层：上盘相对向上滑动，下盘相对向下滑动的断层。

平移断层：指断层两盘主要在水平方向上相对错对的断层。

地质图：把一个地区的各种地质现象，如地层、地质构造等，按一定比列缩小，用规定的符号、颜色和各种花纹、线条表示在地形图上的一种图件。

7. 颜色是光武最直观的一种性质，最常见的有自色与他色两种类型。

8. 条痕是矿物粉末的颜色，通常将矿物在无釉瓷板上刻画后进行观察，他对于

某些金属矿物具有重要鉴定意义。

9. 光泽是矿物表面对可见光的反射能力。

丝绢光泽 如同丝绢的反光，为纤维状集合体矿物所具有，如石棉的光泽。 珍珠光泽 如同珍珠的反光，柔和多彩，如云母的光泽。

10. 硬度是矿物抵抗外力机械作用的强度。矿物有软到硬依次为：1—滑石，2—

石膏，3—方解石，4—萤石，5—磷灰石，6—正长石，7—石英，8—黄玉，9—刚玉，10—金刚石。

（2）矿物的物理性质包括那几个方面？答：形态，颜色，条痕，光泽，透明度，解理，断口，硬度，密度等

（3）简述矿物和岩石的关系。答：矿物是构成岩石的成分，岩石是矿物的天然集合体

（5）简述岩浆岩的分类及其产状特征。

答：一，侵入岩（按成岩部位分深成岩，浅成岩），二，喷出岩（熔岩，火山碎屑岩）。产状：侵入岩：岩基，岩株，岩盘（岩盖），岩床，岩墙和岩脉。三、喷出岩：熔岩流，火山锥急熔岩台地

（10）按照二氧化硅的含量，可将岩浆岩划分为哪几类？

答：超基性岩（65%)

（11）简述沉积岩的形成过程及其构造特征。

答：沉积岩的形成，大体上可以分为沉积物的生成，搬运，沉积和成岩4个过程。沉积物的来源主要是先期岩石的风化产物，其次是生物堆积。大部分风化产物在空气，水，冰和重力的作用下被搬运到其他地方。当搬运介质速度降低，或物理化学环境改变时，被搬运的物质就会沉积下来。构造特征主要表现在层理，层面，结核及生物构造方面

（13）变质作用有哪些类型？变质作用的主要因素有哪些？

答：变质作用类型：接触变质作用，交代变质作用，动力变质作用，区域变质作用。

因素：高温，高压（静压力、动压力），化学活泼性流体

（15）三大岩的结构有何不同？

岩浆岩的结构是指岩石中的矿物的结晶程度，晶粒的大小，形状及它们之间的相互关系。

沉积岩的结构是指组成岩石成分的颗粒形态，大小和连接形式。

变质岩的结构主要是结晶结构（变余结构、变晶结构、压碎结构）。

第二章 地层与地质构造

简述题

（1）岩层的产状要素有哪些？

答;走向，岩层面和水平面的交线。倾向，最大倾斜线在水平面上的投影。倾角，岩层面和水平面的交角。其中真倾角是最大倾斜线与倾向线之间的夹角

（2）沉积岩间的接触关系有哪些？

答：整合接触和不整合接触（平行不整合接触和角度不整合接触）。

（5）节理按成因，力学性质 与岩层产状的关系和张开程度等分类。分述之。 答：按成因：原生节理，构造节理和表生节理。或分为原生节理和次生节理，次生节理再分为构造节理和非构造节理。

按力学性质：剪节理，张节理。

按岩层产状：走向节理，倾向节理，斜交节理。

按张开程度：宽张节理，张开节理，微张节理，闭合节理。（>5mm,3~5mm,1~3mm,

(7)断层可按上下盘相对运动方向、断层面产状与岩层产状的关系、断层力学性质分类.简述。

答：按上下盘相对运动方向：正断层，逆断层（逆冲断层，逆掩断层，辗掩断层），平移断层。

按按断层面产状与岩层产状：走向断层，倾向断层，斜向断层

断层力学性质：压性断层，张性断层，扭性断层