巖土工程勘察描述員重點.

1、1,巖土工程勘察描述與記錄,,2,分兩大部分,第一章 工程地質學基礎知識第二章 野外描述,3,第一章 工程地質學基礎知識,第一節(jié) 地球的形態(tài)第二節(jié) 地質作用第三節(jié) 巖土基礎知識,4,第一節(jié) 地球的形態(tài)一 、地球的外形,5,（一）、地球的形狀,地球的形狀地球是個三軸橢球體，赤道半徑6378.16km，極半徑6356.755km。陸地占地球表面積的29.1%，海洋占70.9%。,6,7,8,（二）地球的表面特征,按照高程

2、和起伏特征，大陸表面分為山地、丘陵、平原、高原和盆地。山地是指高程大于500米，地形起伏較大、相對高差在200米以上的地區(qū)。按高程分為低山（500-1000m）、中山（1000-3500m）、高山（3500-5000m）、最高山（>5000m）。大陸最高點是珠穆朗瑪峰，海拔8844.43m（2005年），最低點是死海，海拔-392m。丘陵：低于海拔500m，相對高差在200m以下的高地稱為丘陵。,9,平原、高原和盆地,平原,是

3、陸地上面積較大的平坦的地域，海拔一般在200米以下，相對高差一般不超過數(shù)十米。 平原的類型較多，按其成因一般可分為構造平原、侵蝕平原和堆積平原 。高原，海拔高度一般在600米以上，面積廣大，地形開闊，周邊以明顯的陡坡為界，比較完整的大面積隆起地區(qū)稱為高原。高原與平原的主要區(qū)別是海拔較高，它以完整的大面積隆起和較小的起伏區(qū)別于山地。盆地，是一種四周高（高原或山脈）中間低（丘陵或平原）的地形 。盆地主要有兩種類型。一種是地殼構造運動形成

4、的盆地，稱為構造盆地。另一種是由冰川、流水、風和巖溶侵蝕形成的盆地，稱為侵蝕盆地 。中國陸地的主要地形即為高原和山地。,10,嵩 山,11,九寨溝,12,丘 陵,13,丘 陵,14,盆地,,15,黃土高原,,16,云貴高原,,17,二、地球的構造,1、地球的外部圈層2、地球的內部圈層,18,1 地球的外部圈層,地球的外部圈層由三部分組成：大氣圈水圈生物圈,19,2 地球的內部圈層,20,地殼：

5、是莫霍面以上地球最表面的一層，很薄，厚度各處不一，一般為5－40 km，平均厚度陸地約為33km，海洋約為12km。主要由各種不均勻的巖石組成：沉積巖→花崗巖→玄武巖等。絕大部分地震都發(fā)生在地殼內。 造成地殼的巖石按成因分為巖漿巖、沉積巖、變質巖，就是常說的三大巖。,地球的內部圈層,21,地?！　∈悄裘嬉韵?、古登堡面以上地球的中間一層，主要由固態(tài)物質組成，平均厚度約為2900km。主要由具有粘彈性性質的質地比較堅硬的橄欖

6、巖組成。其上部存在一個約幾百公里厚的軟流圈。構造地質學中將軟流圈以上的地幔和地殼合稱為巖石圈。 地幔內部的物質在熱狀態(tài)和不均衡壓力作用下緩慢運動，可能是造成地殼運動的根源。,地球的內部圈層,22,地核　　是古登堡面至地心的部分，地球最里面的一層，半徑約為3473km，是地球的核心部分?？煞譃橥夂耍ê?100km）、過渡層和內核三層，其主要構成物質是鎳和鐵。根據推測，外核可能處于液態(tài)，內核可能處于固態(tài)。,地球的內部圈層,

7、23,三、地質構造,（一）、大地構造運動1、大地構造學說—傳統(tǒng)的大地構造學說主要有：板塊學說（大陸漂移說、海底擴張說）、槽臺說、地質力學學說。 板塊構造學說是在20世紀60年代興起的，是在大陸漂移、海底擴張學說的基礎上發(fā)展而來的，是當今最盛行的大地構造學說。板塊學說將全球地殼劃分為六大板塊；太平洋板塊、亞歐板塊、非洲板塊、美洲板塊、印度洋板塊（包括澳洲）和南極洲板塊。,24,六大板塊示意圖,25,板塊學說六大板塊演變歷史

8、,26,板塊演變歷史,27,北美洲板塊和亞歐大陸板塊之間的分界線，這里位于冰島附近海域24.4米深處。這片海底遍布斷層、裂谷、火山和海底熱泉，地質活動非常頻繁。這是因為北美和亞歐大陸兩大板塊在這里相互分離，速度達到每年2.5厘米,28,2 構造運動,板塊演變是靠大的構造運動完成的。地質歷史時期大的地殼運動有阜平運動、五臺運動、呂梁運動、晉寧運動、加里東運動、海西運動、印支運動、燕山運動、喜馬拉雅運動等。,29,構造運動,對當代我國的

9、地形地貌影響最大的運動是燕山運動、喜馬拉雅運動。（1）燕山運動： 侏羅紀和白堊紀期間（從1億3000萬年前開始，到7000萬年前左右），中國廣泛發(fā)生的地殼運動。在我國許多地區(qū)，地殼因為受到強有力的擠壓，褶皺隆起，成為綿亙的山脈，北京附近的燕山，是典型的代表，出現(xiàn)在這個時期的強烈的地殼運動，總的叫做燕山運動。今天我國地勢起伏的大體輪廓，就是在燕山運動中初步奠定的。（2）喜馬拉雅運動：新生代以來的造山運動被稱之為“喜馬拉雅運動”。

10、中國現(xiàn)代地貌格局，所有高山、高原現(xiàn)今達到的海拔高度，主要是喜馬拉雅運動的結果,造就了豐富多彩的現(xiàn)代地貌景觀。諸如喜馬拉雅山、青藏高原、九寨溝等。,30,龍門山斷裂帶,31,（二）地質年代,1、絕對地質年代主要根據巖石中所含放射性元素的蛻變來確定。比如碳14（C14）法、鈾-鉛（U－Pb）法、鉀－氬（K-Ar）法、銻-鍶（Rb－Sr）法、 釤-釹（Sm－Nd）法等。,32,地質年代,2、相當?shù)刭|年代 指地層形成的先后

11、順序和地層的相對新老關系。在地質工作中，常用 的是相當?shù)刭|年代。隱性宙 太古代Ar、元古代Pt顯性宙 古生代Pz、中生代Mz、新生代Kz 古生代 寒武紀∈ 、奧陶紀O、志留紀S、泥盆紀D、石炭紀C、 二疊紀P、 中生代 三疊紀T、侏羅紀J、白堊紀K、 新生代 第三紀R、第四紀Q。 第三

12、紀 古近紀E、新近紀N 古近紀 古新世E1、始新世E2、漸新世E3 新近紀 中新世N1、上新世N2 第四紀 早更新世Q1、中更新世Q2、晚更新世Q3、 全新世Q4。,,,,,,,,,,33,地質年代表,,,,,34,確定地質年代方法地層層序法古

13、生物層序法巖性對比法地層接觸關系法,地質年代,35,地層單位,1、年代地層單位：與地質年代單位宙、代、紀、世、期相對應的是宇、界、系、統(tǒng)、階。 如新生代 第四紀 晚更新世對應的年代地層單位為 新生界 第四系 上更新統(tǒng) 第三紀 古近紀、新近紀對應的年代地層單位為 是 古近系、新近系2、巖石地層單位 群：登封群(Ar),嵩山群（Pt1）, 組：山西組（P1s

14、）、太原組（C1t）、鶴壁組（N1h） 段：上段、中段、下段,36,（三）地層接觸關系,1、沉積巖之間的接觸關系,整合接觸,平行不整合接觸,不整合接觸,37,沉積巖之間的接觸關系,（1）整合接觸 沉積巖的沉積次序是銜接的、產狀是彼此平行的，在形成的年代上也是順次連續(xù)的，巖層之間的這種接觸關系稱為整合接觸。（2）不整合接觸 如沉積過程發(fā)生間斷，形成年代不相連續(xù)的巖層重疊在一起，中間發(fā)生間斷期，巖層之間的這種接觸關系稱為不整

15、合接觸關系。存在于接觸面之間因沉積間斷而形成的剝蝕面，稱為不整合面。不整合有不同類型，基本的有平行不整合和角度不整合。①平行不整合 不整合面上下兩套巖層形成的年代不連續(xù)，缺失沉積間斷期的巖層，但彼此的產狀基本上是一致的，看起來貌似整合接觸，所以也稱假整合。②角度不整合 角度不整合又稱斜交不整合。角度不整合不僅不整合面上下兩套巖層的地質年代不連續(xù)，而且兩者的產狀也不一致，下伏巖層在接受新的沉積前發(fā)生過褶皺變動，與不整合面相交有一定

16、角度。,38,不整合識別標志,1、平行不整合：A、上下地層間缺失某些地層及化石帶。B、地層厚度，特別是接觸面相鄰層的厚度在一定范圍內有明顯的橫向變化，反映接觸面起伏不平。C、接觸面有風化殼的痕跡，殘存在底礫巖，古址等。2、角度不整合：A、上下地層產狀有明顯差異，若走向相近則傾角不同。B、上下地層的褶皺、斷裂、劈理等構造的類型、方位、期次、強度不同；C、上下地層經受的變質作用及巖漿活動的期次、強度、類型及特征不同。,39,2

17、、沉積巖與巖漿巖之間的接觸關系,侵入接觸,沉積接觸,40,3、沉積巖與巖漿巖之間的接觸關系,（1）.侵入接觸 巖漿侵入體侵入于沉積巖之中，使圍巖發(fā)生變質，說明巖漿體形成年代晚于沉積巖層的形成年代。（2）.沉積接觸 巖漿巖形成后又經過長期風化剝蝕，在剝蝕面上又形成新的沉積巖層，剝蝕面上的沉積巖層無變質現(xiàn)象，說明巖漿體形成年代早于沉積巖層的形成年代。另外還有后期插入早起生成的巖漿巖中的接觸關系---穿插接觸。,41,（四）地質構造

18、,地質構造定義：把構造變動在巖層和巖體中遺留下來的永久性的變形、變位，稱為地質構造。包括水平構造、傾斜構造、褶皺構造、斷裂構造。水平構造：將傾角小于5度的巖層稱為水平構造，又稱 水平巖層。傾斜構造：由于地殼運動使原始水平的巖層發(fā)生傾斜， 巖層層面與 水平面有一定夾角的巖層稱為傾 斜構造，又稱傾斜巖層. 在一定地區(qū)內同一 方向傾斜和傾角基本一致

19、的巖層稱為 單斜構造 （單斜巖層）。褶皺構造：組成地殼的巖層，受構造應力的強烈作用，使巖層形成一系列波狀彎曲而未喪失其聯(lián)系性的構造。斷裂構造：構成地殼的巖層，受外力作用后發(fā)生變形，當變形達到一定程度后，巖層的連續(xù)性和完整性遭到破壞，產生各種大小不一樣的斷裂。稱為斷裂構造。,42,巖層的產狀表示方法,巖層產狀三要素：走向、傾向、傾角（1）方位角表示法一般記錄傾向和傾角 ，如205∠35，

20、即傾向為南西205°，傾角35°，其走向則為NW65°或SE65°。 （2）象限角表示法一般測記走向、傾向和傾角，如N65°W／35°SW，即走向為北偏西65°，傾角為35°，向南西傾斜。,43,巖層產狀的量測方法,氣泡聚中,,氣泡聚中,44,巖層產狀的量測方法,45,褶皺構造,褶皺構造：組成地殼的巖層，受構造應力的強烈作用，使巖層形成一系列波狀彎曲而

21、又未喪失其連續(xù)性的構造。褶皺構造中的一個彎曲稱為一個褶曲。褶曲要素：核、翼、軸面、軸、轉折端、樞紐等.褶曲的基本形態(tài)是背斜和向斜.根據褶皺軸面產狀，可分為直立褶皺、斜歪褶皺、倒轉褶皺、平臥褶皺、翻卷褶皺.,46,褶皺要素,47,褶皺----背斜 向斜,,48,褶 皺,,背斜,向斜,49,褶皺的野外識別,褶皺存在的根本標志是在巖層傾向方向上相同年代的地層作對稱的重復排列。根據地層的相對年齡識別背斜和向斜， 背斜核部的地層較兩

22、側老，向斜核部的地層較其兩翼新，據此判別背斜和向斜。 野外常采用穿越法和追索法判別、觀察、研究大型褶皺。,50,斷裂構造,斷裂構造包括節(jié)理和斷層。（1）節(jié) 理：節(jié)理是指巖層受力斷開后，裂隙兩側巖石沒有明顯的相對位移的斷裂構造。簡單解釋就是巖石在自然條件下形成的的裂紋或裂縫 。節(jié)理的類型：節(jié)理按成因分為原生節(jié)理、構造節(jié)理和表生節(jié)理。根據節(jié)理的力學性質，可把構造節(jié)理分為剪節(jié)理和張節(jié)理兩類。節(jié)理的調查統(tǒng)計方法：應調查節(jié)理的成因類型

23、力學性質；節(jié)理的組數(shù)、密度、產狀；節(jié)理的張開度、長度、節(jié)理面的粗糙度；節(jié)理的充填物及其厚度、含水情況；最后進行節(jié)理發(fā)育程度分級。分四級：節(jié)理不發(fā)育、較發(fā)育、發(fā)育、很發(fā)育。,51,節(jié)理玫瑰花圖節(jié)理的常用統(tǒng)計方法是節(jié)理玫瑰花圖。,52,節(jié)理和解理的區(qū)別節(jié)理是指巖石受力形成的沒有發(fā)生顯著位移的破裂；解理是指礦物受到外力作用以后，沿一定的結晶學方向，在晶體表面形成的光滑表面。節(jié)理和裂隙的區(qū)別：節(jié)理－巖體兩側未發(fā)生顯著相對位移的破

24、裂；裂隙－堅硬巖體呈裂縫狀的間隙。個人理解,節(jié)理一般是閉合的,裂隙一般是有張開度的，裂隙是地貌學和水文地質學的名詞，構造地質學一般稱為節(jié)理。,53,斷 層,斷層是巖體受力作用斷裂后，兩側巖石沿斷裂面發(fā)生了顯著位移的斷裂構造。斷層的要素：斷層的基本組成部分叫斷層的要素，主要有斷層面、斷層線、斷盤、斷距等。 ①、②---斷盤 ③---斷層面 ④---斷層線,,54,斷層的基本類型：,按斷

25、層兩盤相對運動分為正斷層、逆斷層、平移斷層。正斷層 逆斷層平面圖表示圖例：正斷層 逆斷層 平移斷層 斷層的組合類型：階梯狀斷層、地塹與地壘、疊瓦狀構造見（見教材P18圖1-10）,,,55,左旋平移斷層,平移斷層,右旋平移斷層,56,斷層的野外識別標志 （P18）,①構造線和地質體的不連續(xù)；②地層的缺失和重復；

26、③斷層面（帶）的構造特征：擦痕、階步、鏡面，構造巖（角礫巖、糜棱巖），牽引現(xiàn)象。④地貌標志：斷層崖，斷層湖、斷層泉，錯斷的山脊、急轉的河流。,57,擦痕與階步,58,全新活動斷裂,全新活動斷裂是指在全新地質時期（1萬年）內有過地震活動或近期正在活動，在今后一百年可能繼續(xù)活動的斷裂。全新活動斷裂對建筑場地的穩(wěn)定性影響很大。如：2008年5月12日汶川8.0級地震發(fā)生在龍門山大斷裂。2010年10月24日、2011年3月8日分別在

27、周口太康縣、扶溝縣、西華縣交界發(fā)生4.7級、4.3級地震，發(fā)震斷裂均為許昌—太康斷裂。豫北地區(qū)盤古寺—新鄉(xiāng)斷裂、湯西斷裂、湯東斷裂等，受此影響，新鄉(xiāng)、安陽、鶴壁等地抗震設防烈度都是8度。,59,汶川地震-龍門山斷裂帶,60,河南省主要活動斷裂（一）,⑴. 湯西斷裂斷裂南起新鄉(xiāng)市西側，向北延伸經青羊口，北至湯陰宜溝附近，全長90km。走向30°，傾向SE，地表傾角60°～70°，正斷層。為晚更新世活動斷裂

28、。⑵. 湯東斷裂斷裂長約100km。走向30°，傾向NW，傾角50°～60°，正斷層為主。為晚更新世活動斷裂。⑶. 長垣斷裂該斷裂北起山東衛(wèi)城，經長垣，南到封丘。走向NNE,傾向SE,傾角50°。西盤上升，東盤下降，斷距達2000m，為正斷層。為早、中更新世斷裂。⑷. 聊蘭斷裂該斷裂南起蘭考縣，向北經范縣、聊城至韓屯轉向北東，全長約360km。斷裂走向20～30°，傾向NW，

29、傾角50～70°，為正斷層。是一條晚更新世—全新世早期活動的斷裂。⑸.盤古寺—新鄉(xiāng)斷裂該斷裂帶位于太行山南麓。西起克井盆地以西，向東經柏山至新鄉(xiāng)郎公廟附近，全長約160km。為早、中更新世活動斷裂。,61,河南省主要活動斷裂（二）,⑹.新鄉(xiāng)—商丘斷裂西起新鄉(xiāng)北，向南東方向延伸，經延津、封丘、蘭考、民權、商丘、夏邑延入安徽境內，長達250km。呈左旋扭動正斷層，北盤上升，南盤下降，屬早、中更新世斷裂。⑺.封門口—五指嶺斷

30、裂總體走向NW，該斷裂基本上以黃河為界分為兩段，北西段為封門口斷裂，南東段為五指嶺斷裂，全長約100km。為中更新世活動斷裂。⑻.曹縣斷裂斷裂自太康起，向東北經睢縣，到曹縣東北止。呈NNE向展布，全長約140km。傾向NW，正斷層，西北盤下降，東南盤上升，斷差達200m左右。對第四紀地層的沉積有控制作用。⑼.許昌—太康斷裂斷裂西起許昌，向東經鄢陵、太康，直到柘城西北，長約120km。該斷層總體走向近東西，傾向S，正斷層。是太康

31、隆起與周口坳陷的邊界斷裂，并控制了周口坳陷內新生界地層的沉積。2010年10月24日周口市太康縣、扶溝縣、西華縣交界發(fā)生4.7級地震，2011年3月8日周口4.3級地震的發(fā)震斷裂。,62,鄭州地區(qū)主要斷裂,63,鄭州市構造圖,64,第二節(jié) 地質作用,一、外力地質作用：主要發(fā)生在地表，是由地球外部的能量引起的。外力作用的方式概況為5種：風化作用、剝蝕作用、搬運作用、沉積作用、成巖作用。二、內力地質作用：是由地球內部的能量如地球的轉

32、動能、重力能和放射能引起的，主要在地殼和地幔內部進行。內力作用包括：地殼運動、巖漿作用、變質作用、地震4種。,65,我國的陸地地貌習慣上劃分為平原、丘陵、山地、高原和盆地五大形態(tài)類型。巖土工程勘察中經常遇到的地貌類型有：㈠構造剝蝕地貌，地貌單元為山地、丘陵、剝蝕殘山、剝蝕準平原。㈡山麓斜坡堆積地貌，主要地貌單元有洪積扇、坡積裙、山前平原、山間凹地。㈢河流侵蝕堆積地貌，主要地貌單元有河谷、河床、河漫灘、階地、谷岸、河間地塊。㈣

33、河流堆積地貌單元有沖積平原和河口三角洲。㈤大陸靜水沉積地貌單元有湖泊平原和沼澤地。㈥大陸構造-剝蝕地貌，地貌單元有構造平原、黃土塬、梁、峁。㈦巖溶地貌，巖溶盆地、峰林、石芽殘丘和溶蝕準平原。㈧海成地貌、風成地貌和冰川地貌。,三、地貌單元的分類,66,常見的地貌單元分類,河南省內勘察中經常遇到的地貌類型主要有山地、丘陵，洪積扇、坡積裙、山前平原、山間凹地，河谷、河床、河漫灘、階地，沖積平原，黃土塬、風積地貌。鄭州地區(qū)地貌主要分為

34、：中低山、丘陵崗地、黃河漫灘、黃河泛濫平原、河谷平原、山前沖洪積平原，條形龍崗凹地和黃土丘陵、黃土傾斜坡地。,67,鄭州地區(qū)地貌類型分區(qū)圖,,68,河漫灘和河流階地：河漫灘：靠近主槽、洪水時淹沒、平水時出露的灘地稱為河漫灘。階地：就是原來的老河漫灘，與現(xiàn)在的河流無關。每一級階地包括階地面和階地斜坡兩個組成單元，代表階地發(fā)育過程中兩個不同的時期。階地的級數(shù)是從下而上按順序排列的。把高于河漫灘的最低一級階地稱為一級階地，向上依次為二級、

35、三級階地。,,69,不良地質作用是指由地球內力或外力產生的對工程可能造成危害的的地質作用。包括巖溶、滑坡、危巖和崩塌、泥石流、采空區(qū)、地面沉降、活動斷裂等。與不良地質現(xiàn)象的區(qū)別是是否造成危害。工程中需要查清的的還有對工程有影響的地下埋藏物，包括暗浜、古河道、古墓、孤石、人防工事等。,四、不良地質作用,70,第三節(jié) 巖土基礎知識,一、巖石及其工程性質（一）礦物 :礦物是地殼中的化學元素在各種地質作用下形成的，一般具有一定的化學成

36、分、內部結構，從而具有一定的外表形態(tài)和物理性質的單質或化合物.單質體如黃金（Au）、金剛石（C），化合物如石英（SiO2）、長石(Al[Si2O2])等等。按形成礦物的地質作用不同，礦物分為原生礦物、次生礦物和變質礦物三種成因類型。,71,1、礦物的形態(tài),礦物的單體形態(tài)根據其內部構造特點，分為晶質體和非晶質體（晶體或非晶體）。結晶體還可以根據肉眼能否分辨分為顯晶質和隱晶質。非晶體外表不具有固定的集合形態(tài)，如蛋白石、褐鐵礦。,

37、72,礦物的單體形態(tài),石英 黃鐵礦,,,,73,礦物的集合體形態(tài),礦物的集合體形態(tài)取決于它的單晶形態(tài)和它們的集合方式。按礦物結晶顆粒大小進行分類：肉眼可辨認其顆粒的叫顯晶質礦物集合體；不能辨認的叫隱晶質或非晶質礦物集合體。,74,礦物的集合體形態(tài),75,礦物的集合體形態(tài),石英晶簇,76,2、礦物的物理性質,礦物的物理性質主要有顏色、條痕、透明度、光澤、硬度、解理

38、、斷口和密度（比重）。是鑒別礦物的主要特征。,77,礦物的條痕(streak),條痕是礦物粉末的顏色。通常是指礦物在白色無釉瓷板上擦劃所留下的粉末的顏色。,方鉛礦條痕色,高嶺石條痕色,78,礦物的硬度,摩氏硬度：選定10種代表礦物為標準，依次是：1滑石 2石膏 3方解石 4螢石 5磷灰石6正長石 7石英 8黃玉 9剛玉 10金剛石摩氏硬度是相對硬度，逐級間的差值并不相等，如石英是滑石的560倍，

39、而金剛石是滑石的5000倍。在野外調查時，通常用指甲（2.0～2.5），銅鑰匙3.0，鉛筆刀5.0～5.5，窗玻璃5.5，鋼刀刃6.0～7.0。,79,礦物的解理,根據解理產生的難易程度及其完好性，通常將其分為五級： (1) 極完全解理 (2) 完全解理 (3) 中等解理 (4) 不完全解理 (5) 極不完全解理,80,礦物的斷口,斷口是指礦物晶體受力后將沿任意方向破裂而形成各種不平整的斷面。顯然，礦物的解理與斷口產生的難

40、易程度是互為消長的，解理完全時則不顯斷口，解理不完全時則斷口顯著。斷口常呈一些特征的形狀，但它不具對稱性，不反映礦物的內部特征。斷口只可作為鑒定礦物的輔助依據。礦物的斷口，主要借助于其形狀來描述，常見的有：貝殼狀斷口，鋸齒狀斷口，參差狀斷口，平坦狀斷口， 土狀斷口，纖維狀斷口。,81,礦物的斷口,82,（二）巖 石,巖石是指地球上部（地殼和上地幔）由各種地質作用形成的，由一種或幾種礦物和天然玻璃組成的，具有穩(wěn)定外形的固態(tài)集合體。

41、巖石的種類巖石按其成因和形成過程看，分為三大類：火成巖（巖漿巖）沉積巖變質巖。就是常說的三大巖。,83,（三）巖漿巖,1、根據巖漿巖中SiO2含量多少分為四大類：超基性巖：SiO2含量65%，代表性巖石：流紋巖、花崗巖。按巖漿巖形成條件即巖漿冷凝固結環(huán)境分為：侵入巖：淺成巖（偉晶巖）、深成巖（花崗巖）；噴出巖（火山巖）：代表性巖石：安山巖、玄武巖。（巖漿巖分類表1-3教材30頁）,84,2、巖漿巖的結構,按巖石中

42、礦物結晶程度劃分：全晶質結構：巖石全部由結晶質礦物組成。如花崗巖、閃長巖等。半晶質結構：巖石由結晶質礦物和非晶質礦物組成，多見于淺成巖和 噴出巖。如流紋巖等。非晶質結構：巖石全部由非結晶質礦物組成。如黑耀巖等。按巖石中礦物顆粒絕對大小劃分：顯晶質結構、隱晶質結構、玻璃質結構顯晶質：粗粒、中粒、細粒、微粒按巖石中礦物顆粒相對大小劃分：等粒結構、不等粒結構、斑狀結構和

43、似斑狀結構,85,3、巖漿巖的構造,塊狀構造：巖石中礦物均勻分布，無定向排列現(xiàn)象，巖石成均勻致密的塊體。 流紋構造：巖石中不同顏色的條紋、拉長的氣孔和長條形礦物，按一定方向排列形成的構造。氣孔構造：巖漿噴出地面迅速冷凝過程中，巖漿中所含氣體或揮發(fā)性物質從巖漿中溢出后，在巖石中形成的大小不一的氣孔 。杏仁狀構造：具有氣孔狀構造的巖石，氣孔被次生礦物所充填形成的一種形似杏仁的構造。,86,（四）沉 積 巖,沉積巖的礦物組成：碎屑

44、礦物、粘土礦物、化學沉積礦物、有機質及生物殘骸沉積巖的膠結物：硅質膠結、鐵質膠結、鈣質膠結、泥質膠結在沉積巖的礦物組成中，粘土礦物、方解石、白云石、有機質等是沉積巖所特有的，是區(qū)別于巖漿巖的一個重要特征。,87,沉積巖的結構：碎屑結構（砂巖、礫巖）泥質結構（泥巖、頁巖）化學結構（灰?guī)r、白云巖）生物結構（珊瑚結構、貝殼結構）。沉積巖的主要構造：層理構造：水平層理、單斜層理、交錯層理、波狀層理。 層面構造：波痕、泥裂

45、、雨痕。 化石：動植物遺骸或遺跡。如恐龍蛋和恐龍足跡化石。結核：灰?guī)r中的隧石結核。沉積巖的層理、層面構造和含有化石是沉積巖在構造上區(qū)別于巖漿巖的重要特征。,沉積巖的結構構造,88,沉積巖按成因分為碎屑巖類和生物化學巖碎屑巖類：火山碎屑巖：火山角礫巖、凝灰?guī)r沉積碎屑巖：礫巖、砂巖、粉砂巖黏土巖類：泥巖、頁巖化學及生物巖類：石膏、巖鹽、石灰?guī)r、 磷質巖、鐵

46、質巖,沉積巖的分類,89,（五）變 質 巖,1、變質巖的結構變余結構、變晶結構、碎裂結構2、變質巖的構造板狀構造：板巖千枚狀構造：千枚巖片狀構造：片巖片麻狀構造：片麻巖塊狀構造：石英巖、大理巖（教材38頁）,90,3、變質巖的定名變質巖的分類和定名首先根據其構造特征，其次是其結構和礦物成分。鑒別變質巖時，首先觀察巖石的構造，根據構造劃分為片理構造和塊狀構造，然后根據片理特征和結構、礦物成分，確定巖石名稱。如片麻

47、巖：具典型的片麻狀構造，主要礦物成分長石、石英及少量的黑云母、角閃石、輝石等一些變質礦物，礦物晶體粗大呈條帶狀分布，變晶結構或變余結構。大理巖：白色、灰白色，塊狀構造，變晶結構，礦物成分方解石、白云石等,91,二、巖石的工程地質性質,1、巖石的物理性質包括:（1）巖石的密度（2）巖石的相對密度（比重）（3）巖石的孔隙率（4）巖石的吸水率、飽水率,92,2、巖石的水理性質是巖石與水作用時的性質。包括：（1）巖石的軟化性：（

48、2）巖石的透水性：（3）巖石的溶解性：（4）巖石的抗凍性：,93,3、巖石的力學性質包括： 巖石的強度指標、變形指標。（1）巖石的強度指標： 包括抗壓強度、抗拉強度、抗剪強度。巖石的抗壓強度、抗剪強度是評價巖石穩(wěn)定性的重要指標。（2）巖石的變形指標彈性模量（E）：應力與彈性應變的比值稱為巖石的彈性模量。變形模量（E0）：應力與總應變的比值稱為巖石的變形模量。泊松比（μ）：巖石在軸向壓力作用下的橫向

49、應變與縱向應變的比值，稱為泊松比。巖石的泊松比一般0.2～0.4。,94,影響巖石工程地質性質的因素,影響巖石工程地質性質的因素歸納起來主要有：1、巖石的地質特征，如巖石的礦物成分、結構、構造、成因等。2、巖石形成后所遭受外部因素的影響，如水的作用、風化作用及工程活動等。,95,第三節(jié) 巖土基礎知識,三、土及其工程地質特性土是工程勘察的主要對象。絕大多數(shù)的建筑物均建設于第四系沉積物土層之上，建筑物的質量通過基礎傳遞到地基土中

50、。在建筑物基礎設計施工之前，必須查清地基土的分布規(guī)律、物理力學性質等,96,（一）第四紀堆積物的成因類型,第四紀堆積物成因主要有：重力堆積、大陸流水堆積、海水堆積、地下水堆積、冰川堆積、風力堆積。河南省常見的成因類型有：殘積，崩塌堆積、滑坡堆積，坡積、洪積、沖積、湖泊堆積、沼澤堆積，風積,97,（二）第四紀堆積物的基本特征,1、以陸地沉積為主，出露地表以陸相為主，一 般未經成巖作用；2、具有松散性；3、具有多變性，沉積

51、環(huán)境復雜，沉積層性質、 結構和厚度迅速變化，水平方向和垂直方向 變化迅速；4、具有移動性，沉積時間短，未膠結成巖，受 各種營力影響，隨時有被搬運、堆積的可 能，難以找出原始產狀；5、常構成各種堆積地貌形態(tài)，并在各種地質單 元中呈現(xiàn)出有規(guī)律的變化。,98,（三）土及其工程地質特性,土的工程地質性質包括：土的物理性質、土的水理性質和土的力學性質。也有把物理性質和水理性質統(tǒng)稱為物理性質。我們本次培訓還按物

52、理性質和水理性質分別進行討論。土的工程地質特征主要取決于土的物質組成和結構特征。,99,（四）土的物質組成,1、土的三相組成土是通常由固態(tài)相、液態(tài)相、氣態(tài)相三個組成的物質。 土的三相組成比例并不是恒定的，它隨著環(huán)境的變化而變化。土的三相組成比例不同，土的狀態(tài)和工程性質也隨之各異，例如：固體＋氣體（液體＝0）為干土。此時粘土呈堅硬狀態(tài)，砂土呈松散狀態(tài)。固體+ 氣體＋液體為濕土，是一種非飽和土，此時粘土多為

53、可塑狀態(tài)。固體＋液體（氣體＝0）為飽和土。此時粉細砂或粉土遇強烈地震，可能產生液化，而使工程遭受破壞；粘土地基受建筑荷載作用發(fā)生沉降需十幾年才能穩(wěn)定。,,,,,,,,氣體,水,土 粒,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,土的三相組成示意圖,100,2、土 的 粒 組,四個粒組：礫石粒組（粒徑>2mm），砂粒組（粒徑2～0.1mm），粉粒組（粒徑0.1～0.005mm），黏粒

54、組（粒徑<0.005mm）。,101,顆 粒 累 積 曲 線,(1)級配良好的土，多數(shù)粒徑分布曲線呈光滑下凹的型式，坡度較緩，土粒大小連續(xù)．能同時滿足Cu>5及Cc=1～3的條件；(2)級配不良的土。土的粒徑分布曲線坡度較陡或曲線雖然較緩但其曲線不連續(xù)，不能同時滿足Cu>5和Cc＝1～3兩個條件。,級配曲線上：d60 與d10的比值稱為不均勻系數(shù)Cu ; Cc為土的曲率系數(shù)。,102,（1）不溶于水、親水性弱的巖石碎

55、屑和原生礦物主要由巖漿巖、變質巖經剝蝕和搬運而沉積的產物，如石英、長石、云母、角閃石、輝石等。常形成較粗的顆粒，是大多數(shù)土尤其是砂土的主要組成部分。 （2）不溶于水、親水性強的次生礦物土中的次生礦物主要是黏土礦物 。黏土礦物可以分為高嶺石、伊利石和蒙脫石三種類型。高嶺石的主要特征是顆粒較粗，親水能力差；蒙脫石的主要特征是顆粒細微，遇水膨脹，親能力強。伊利石的特征介于二者之間。（3）溶于水的次生礦物主要是不同程度溶于水的鹽類。

56、難溶鹽類：方解石、白云石，長期作用下逐步溶解形成鈣質結核等。中溶鹽類：石膏等。易溶鹽類：鈉鹽、鉀鹽等。,3、土 的 礦 物 成 分,103,(1)結合水：結合水是指在土顆粒表面靜電引力作用范圍內的水。結合水又可分為強結合水和弱結合水。(2)自由水：自由水指不受土粒表面電荷電場影響的水。它的性質和普通水一樣，能傳遞靜水壓力，具有溶解能力。自由水按移動時所受作用力的不同，可分為重力水和毛細水兩類。,4、土 的 液 相（水）,104

57、,土的結構類型有下列幾種：①散粒結構②團聚結構 按粒度和團聚體排列的形式團聚結構分為 蜂窩狀、骨架狀、基質狀、紊流狀、層流狀、偽球狀和海綿狀等類型。,5、土 的 結 構,105,6、土的構造,①層狀構造:土粒在沉積過程中，由于不同階段沉積的土的物質成分、粒徑大小或顏色不同，沿豎向呈現(xiàn)層狀特征。常見的有水平層理和交錯層理(常帶有夾層、尖滅和透鏡體等產狀)。②分散構造:在搬運和沉積過程中，土層中的土粒分布均

58、勻，性質相近，呈現(xiàn)分散構造。③裂隙構造:土體被許多不連續(xù)的小裂隙所分割，裂隙中往往充填著鹽類沉淀物。④結核狀構造：在細粒土中混有粗顆?；蚋鞣N結核的構造屬結核狀構造。如含礓石的粉質粘土、含礫石的冰責粘土等。通常分散構造的工程性質最好。結核狀構造工程性質好壞取決于細粒土部分。裂隙狀構造中，因裂隙強度低、滲透性大，工程性質差。,106,,表征土的物態(tài)特征的指標有：天然密度、干密度、含水率、孔隙率、孔隙比、飽和度、土粒比重。確定土三

59、相量比例關系的基本關系指標是：土的密度、土粒比重和含水量。需要通過土的密度試驗、土粒比重試驗、土含水量試驗確定基本指標。其他物性指標可以通過相應的公式計算取得。,（五）土的物理性質,,,107,（六）土的水理性質,土的水理性質包括：黏性土的稠度、塑性、膨脹、收縮、崩解以及土的透水性和毛管性。,108,黏性土的稠度,黏性土的稠度指的是粘性土的液限、塑限（由實驗室測得）及由這兩個指標計算得來的液性指數(shù)和塑性指數(shù)。液限wL (％)：

60、粘性土呈液態(tài)與塑態(tài)之間的分界含水量稱為液限；塑限wP (％)：粘性土呈塑態(tài)與半固態(tài)之間的分界含水量稱為塑限；縮限ws (％)：粘性土呈半固態(tài)與固態(tài)之間的分界含水量稱為縮限。塑性指數(shù)液性指數(shù),109,滲透：由于土體本身具有連續(xù)的孔隙，如果存在水位差的作用，水就會透過土體孔隙而發(fā)生孔隙內的流動。土具有被水透過的性能稱為土的滲透性。,土的透水性,110,達西滲透定律,達西(Darcy)滲透定律： 滲透速度：

61、或 滲流量為：對粘性土：,111,滲透系數(shù)的測定,滲透系數(shù)的測定現(xiàn)場抽水實驗： 穩(wěn)定流 非穩(wěn)定流現(xiàn)場滲水（滲坑）試驗室內試驗： 常水頭試驗：在整個試驗過程中，水頭保持不變。常水頭法適用于透水性強的無粘性土。 變水頭試驗：在整個試驗過程中，水頭是隨著時間而變化的。變水頭法適用于透水性弱的粘性土。,112,各種土的滲透系數(shù)參考值（cm/s）,致密粘土 <10-7　

62、　　粉質粘土 10-6－10-7　　　粉土、裂隙粘土 10-4－10-6　　　粉砂、細砂 10-3－10-4　　　中砂 10-1－10-2　　　粗砂、礫石 102－10-1,113,孔隙水應力和有效應力,把飽和土體中由孔隙水來承擔或傳遞的應力定義為孔隙水應力，常以u表示把通過粒間的接觸面?zhèn)鬟f的應力稱為有效應力。飽和土層中垂直方向所受的總應力等于孔隙水應力與有效應力之和。只有有效應力才能使土體產生壓縮（或固結）和強度。,

63、114,（七）土的結構特性,1. 靈敏度靈敏度是粘性土的原狀土無側限抗壓強度與原土結構完全破壞的重塑土的無側限抗壓強度的比值，稱為靈敏度St。靈敏度反映粘性土結構性的強弱。根據靈敏度的數(shù)值大小可分為3 類土：低靈敏土 042. 觸變性結構受破壞，強度降低以后的土，若靜置不動，則土顆粒和水分子及離子會重新組合排列，形成新的結構，強度又得到一定程度的恢復。這種含水量和密度不變，土因重塑而軟化，又因靜置而逐漸硬化，強度有所恢復的性質

64、，稱為土的觸變性。,115,土的力學性質,決定地基變形、以至失穩(wěn)危險性的主要因素：上部荷載的性質、大小、分布面積、形狀及時間因素地基土的力學性質：變形、強度,116,基本概念：壓縮性：土在壓力作用下體積縮小的特性。 固體土粒和水的可壓縮量小， 土的壓縮可視為土中孔隙體積的減小。土的固結：土的壓縮隨時間而增長的過程叫土的固結。 無粘性土：透水性大，固結快。 粘

65、性土：透水性小，固結慢。 對于飽和軟粘性土，土的固結問題十分重要。,變形——壓縮性,117,變形——壓縮性,室內壓縮實驗：,壓縮儀的壓縮容器簡圖,壓縮試驗時，用金屬環(huán)刀切取保持天然結構的原狀土樣，并置于圓筒形壓縮容器的剛性護環(huán)內，土樣上下各墊有一塊透水石，土樣受壓后土中水可以自由排出。由于金屬環(huán)刀和剛性護環(huán)的限制，土樣在壓力作用下只可能發(fā)生豎向壓縮，而無側向變形。土樣在天然狀態(tài)下或經人工飽和后，進行逐級加壓固結，以便測

66、定各級壓力戶作用下土樣壓縮穩(wěn)定后的孔隙比變化。,118,土的孔隙比與相應壓力的關系曲線，即土的壓縮曲線。壓縮曲線兩種方法繪制：直角坐標系；雙對數(shù)坐標系在常規(guī)試驗中，一般按P＝0.05、0.1、0.2、0.3、0.4MPa五級加荷；試驗時以較小的壓力開始，采取小增量多級加荷，并加到較大的荷載(例如1-1.6MPa)為止。,土的壓縮曲線,119,壓縮系數(shù),壓縮性不同的土，其壓縮曲線的形狀是不一樣的。曲線愈陡．說明隨著壓力的增加，土孔隙

67、比的減小愈顯著，因而土的壓縮性愈高.所以，曲線上任一點的切線斜率就表示了相應壓力作用下土的壓縮性，稱為壓縮系數(shù)。壓縮系數(shù)越大，壓縮性越高。,120,評定土的壓縮性,用壓縮系數(shù)α0.1-0.2來評定土的壓縮性： α0.1-0.2＜0.1MPa-1時，屬低壓縮性土0.1≤α0.1-0.2＜0.5MPa-1時，屬中壓縮性土α0.1-0.2≥0.5MPa-1時，屬高壓縮性土,121,壓縮指數(shù),土的e-p曲線改繪成半對數(shù)壓縮曲線e-lo

68、gp時，它的后段接近直線。其斜率Cc稱為土的壓縮指數(shù)壓縮指數(shù)Cc值越大，壓縮性越高。在直線段范圍內并不隨壓力而變，試驗時要求斜率確定得很仔細，否則出入很大。低壓縮性土的Cc值一般小于0.2，Cc值大于0.4一般屬于高壓縮性土。,122,壓縮模量,完全側限條件下的豎向附加壓應力與相應的應變增量之比值.叫壓縮模量值越小，壓縮性越高。,為了便于比較和應用，通常采用壓力段p1＝0.1MPa和p2＝0.2MPa所得的壓縮模量,123,土的

69、抗剪強度,土體在通常應力狀態(tài)下的破壞，表現(xiàn)為塑性破壞，或稱剪切破壞?？辜糁笜税ㄕ尘哿和內摩擦角φ。所以，土的強度問題實質上是土的抗剪強度問題。,124,無粘性土的抗剪強度,無粘性土的抗剪強度,粘性土的抗剪強度,無粘性土的抗剪強度不但決定于內摩擦角的大小，而且還隨正壓應力的增加而增加，而內摩擦角的大小與無粘性土的密實度、土顆粒大小、形狀、粗糙度和礦物成分、以及粒徑級配的好壞程度等因素都有關，無黏性土的密實度愈大、土顆粒愈大、形狀愈