工程地质性质
① 如何描述岩体的工程地质性质
岩体是指某一地点一种或多种岩石中的各种结构面、结构体的总称。包括各种地质界面:层理、层面、节理、断层等
影响岩体稳定性的主要因素有:区域稳定性、岩体结构特征、岩体变形特性与承载能力、地质构造、岩体风化程度等
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结构面
破裂面、物质分异面、软弱夹层、软弱带、构造岩、泥化夹层、充填夹层
按地质成因,可分为原生的、构造的、次生的三大类
原生结构面:沉积的、火成的和变质的三类
沉积结构面
层面、层理、沉积间断面、沉积软夹层等
层面和层理的结合时良好的,层面的抗剪强度不低,但是顺层错动或风化作用会降低其抗剪能力
软弱夹层:硬层之间,强度低,遇水易软化,厚度不大。风化后为泥化夹层(泥岩、页岩、泥灰岩)
火成结构面
原声节理、流纹面、围岩接触面、凝灰岩夹层等
围岩破碎带或饰变带、凝灰岩夹层,为火成岩的软弱夹层
变质结构面
麻理、片理、板理
构造结构面:构造应力作用下,岩体中形成的断裂面、错动面、破碎带
破裂结构面:劈理、节理、断层面、层间错动面
构造软弱带:断层破碎带、层间错动破碎带
次生结构面
风化、卸荷、地下水等作用下形成的风华裂隙、破碎带、卸荷裂隙、泥化夹层、夹泥层等
结构面的特征
结构面的规模、形态、连通性、充填物的性质
规模:
形态:平整度、光滑度,对抗剪强度有影响
密集程度:通常以线密度(条/m)或结构面的间距表示
连通性:
地下岩体连通性的勘探方法有:勘探平硐、岩芯、地面开挖
张开度和充填:张开度,两壁面的离开距离,分4级
闭合的0.2mm,微张的0.2-1.0mm,张开的:1.0-5.0mm,宽张的:5.0-mm
张开和宽张的结构面,抗剪强度取决于充填物的成分和厚度,粘土一般少于砂土
② 影响岩石工程地质性质的因素有哪些
A,矿物成分.由于岩石是多晶体的组合物,矿物晶体内部质点的间距小,吸引力远较晶粒间的吸专引力强.碎屑沉积属岩胶结物的成分对强度的影响是最明显的.
B,结构的影响.一般情况下,由于晶粒间质点的平均距离要比晶体内部质点的平均距离大得多,彼此吸引的牢固程度低,因此颗粒间的联接决定岩石的抵抗作用力.
C,水的影响.在岩体中对力学性质产生重要影响的主要是重力水和结合水,主要通过多种作用改变岩体的结构和成分:润滑作用,冻融作用,潜蚀作用,水解作用,联接作用.
D,作用力的特点对工程地质性质也有影响.力的性质,应力水平,围压大小,应力增加速率,应力持续时间,以及应力的增减历程等.
E,温度效应,零度以下的岩石,强度和弹性模量都比较高,一千度以上,力学性质的影响随岩石类型而异.
差不多就这些勒.
③ 一、什么是工程地质条件,包括哪些方面
工程地质条件是指对工程建筑有影响的各种地质因素的总称。主要包括地形地貌、地层岩性、地质构造、地震、水文地质、天然建筑材料以及岩溶、滑坡、崩坍、砂土液化、地基变形等不良物理地质现象。
工程地质条件即工程活动的地质环境,可理解为工程建筑物所在地区地质环境各项因素的综合。一般认为它包括岩土(岩石和土)的类型及其工程性质、地质构造、地形地貌、水文地质条件、地表地质作用和天然建筑材料等。
岩土的类型及其工程性质
这是最基本的工程地质因素,包括它们的成因、时代、岩性、产状、成岩作用特点、变质程度、风化特征、软弱夹层和接触带以及物理力学性质等。
地质构造
地质构造是工程地质工作研究的基本对象,包括褶皱、断层、节理构造的分布和特征。地质构造,特别是形成时代新、规模大的优势断裂,对地震等灾害具有控制作用,因而对建筑物的安全稳定、沉降变形等具有重要意义。
水文地质条件
这是重要的工程地质因素,地下水是降低岩、土体稳定性的重要因素,又在某些情况下对建筑物的某些部位(如基础)发生侵蚀作用,影响建筑物的安全。它包括地下水的成因、埋藏、分布、动态和水质等。
地表地质作用
是现代地表地质作用的反映,与建筑区地形、气候、岩性、构造、地下水和地表水作用密切相关,主要包括滑坡、崩塌、岩溶、泥石流、风沙移动、河流冲刷与沉积等等,对评价建筑物的稳定性和预测工程地质条件的变化意义重大。
地形地貌
地形是指地表高低起伏状况、山坡陡缓程度与沟谷宽窄及形态特征等,地貌则说明地形形成的原因、过程和时代。平原区、丘陵区和山岳地区的地形起伏、土层厚薄和基岩出露情况、地下水埋藏特征和地表地质作用现象都具有不同的特征,这些因素都直接影响到建筑场地和线路的选择。
天然建筑材料
工程中常用的天然建筑材料主要有:粘性土料、砂性土、砂卵砾石料、碎石、块石石料等,在大型土木及水利工程中,天然建筑材料的量、质及开采运输条件等,直接关系到场址选择、工程造价、工期长短等,因此,它也是工程地质条件评价的重要内容,有时甚至可以成为选择工程建筑物类型的决定性因素。
(3)工程地质性质扩展阅读:
这些主要工程地质条件又分为场地地质和地基两个方面。在不同勘察阶段,对这两个方面的侧重应有所不同,但不能偏废,如在选址和初步勘察阶段,勘察工作侧重在场地地质,同时也对地基进行一定的研究。在详勘阶段则多侧重地基问题,但也要对场地地质作必要的调查研究工作。
自然条件是因地而异的,建筑物类型和性质也各不相同,因而在不同的情况下作为重点研究对象的工程地质条件也是因地因工程而异,如在山区建筑,与场地稳定性有密切关系的地质现象(地层褶皱、断裂、滑坡、岩溶等)往往是重要的地质条件;
对地下建筑来说,地质构造对建筑物的稳定性有很大影响,而岩石产状、断层、节理和破碎带的性质与分布等是重要的地质条件。
工程地质条件的好坏是对建筑地区,场址选择,建筑总平面布置,以及主要建筑物地基基础工程的设计与施工都有密切关系和影响,必须在工程建筑设计前将该地区的工程地质条件预先查明。
④ 砂岩的工程地质性质
不同的砂岩其工程地质性质有所不同。硅质砂岩强度高,抗风化能力强;泥质砂岩吸水性大,易软化,强度和稳定性差;钙质砂岩强度和稳定性介于硅质砂岩和泥质砂岩之间。
⑤ 跪求工程地质中三大岩类的工程地质性质!!!
1、沉积岩
沉积岩是在地表或近地表不太深的地方形成的一种岩石类型。它是由风化产物、火山物质、有机物质等碎屑物质在常温常压下经过搬运、沉积和石化作用,最后形成的岩石。不论那种方式形成的碎屑物质都要经历搬运过程,然后在合适的环境中沉积下来,经过漫长的压实作用,石化成坚硬的沉积岩。
沉积岩依照沈积物颗粒的大小又分砾岩、砂岩、页岩、石灰岩.沉积岩的形成 1.风化侵蚀:在河流上的大石头,经年累月被侵蚀风化,逐渐崩解成小的沙泥、碎屑。 2.搬运:这些碎屑被水流从上游搬运到下游。 3.堆积:下游流速减缓,搬运力减小,岩石碎屑便沉积下来。 4.压密:新的沉积物压在旧的沉积物上,时间久了,底下的沉积物被压得较紧实。 5.胶结:地下水经过沉积物的孔隙,带来的矿物质填满孔隙,使岩石碎屑颗粒紧紧胶结在一起,形成沉积岩。 6.露出:堆积在海底的沉积岩层在板块运动的推挤下拱出海面,露出地表。
2、岩浆岩
岩浆岩也叫火成岩,是在地壳深处或在上地幔中形成的岩浆,在侵入到地壳上部或者喷出到地表冷却固结并经过结晶作用而形成的岩石。因为它生成的条件与沉积岩差别很大,因此,它的特点也与沉积岩明显不同。
岩浆岩又分安山岩、玄武岩、花岗岩。 由地底岩浆冷却凝固形成,由于岩浆成分和冷却凝固方式不同,便形成不同的火成岩。岩浆岩的形成: 1.安山岩:岩浆藉由火山口喷发出地面,快速冷却形成的。 2.玄武岩:岩浆经由缓和喷发漫流而出,逐渐冷凝形成的。 3.花岗岩:岩浆并不喷出地面,而是在地底下慢慢冷却形成的。
3、变质岩
在地壳形成和发展过程中,早先形成的岩石,包括沉积岩、岩浆岩,由于后来地质环境和物理化学条件的变化,在固态情况下发生了矿物组成调整、结构构造改变甚至化学成分的变化,而形成一种新的岩石,这种岩石被称为变质岩。变质岩是大陆地壳中最主要的岩石类型之一。
变质岩又分:板岩、片岩、片麻岩、大理岩。 变质岩的形成:1.为变质前的岩层:由于沉积或火山作用,堆积出一层层岩层。 2.挤压岩层:在强大挤压和摩擦力之下,产生温度和压力,使得深埋在地底下的岩石发生变质作用。 3.变质成新岩石:岩石里零散分布的矿物结晶会呈规矩排列,或生出新矿物来,而变成各种新的变质岩。
⑥ 中国湿陷性黄土的工程地质性质
一、前言
中国湿陷性黄土就其工程地质性质而言,可分为高原湿陷性黄土和河谷湿陷性黄土两类。前者分布于高原(或台塬高地),为晚更新世马兰黄土,属于风积成因;后者分布在河谷,为全新世冲积黄土。
二、高原湿陷性黄土
在黄土高原地带,虽然工业建筑较少,但民用建筑、生土建筑和窑洞建筑却很多,因此,对于高原湿陷性黄土的工程地质性质进行试验研究是很有必要的。现将有关资料叙述如下。
1.颗粒成分
颗粒成分是决定黄土的工程地质性质的基本因素之一,特别是粘土成分。从分布在不同地区的资料(表1)来看,高原湿陷性黄土的颗粒成分是有区域性变化的,粘土颗粒由西而东、由北而南逐渐增加。
表1 高原湿陷性黄土的颗粒成分
2.物理性质
物理性质是工程地质性质中的一个重要组成部分,是工程措施的直接指标。现从分布在不同地区的资料(表2)来看,高原湿陷性黄土的物理性质也是有区域性变化的,如含水量和容重等存在由西而东、由北而南的变化趋势。但某些指标,如孔隙比等差别不大。
表2 高原湿陷性黄土的物理性质
续表
3.湿陷特征
湿陷性是黄土独特的工程地质性质,是评价黄土地基的重要依据,随着实际资料的积累,目前可获得如下的认识。
1)在平面分布上,由表3中得知,高原湿陷性黄土的相对湿陷系数值是存在着明显的区域性变化的,并且有由西而东、由北而南、从大变小的趋势。
表3 高原湿陷性黄土的相对湿陷系数
2)垂直剖面上,由表3和图1中得知,相对湿陷系数值是随深度增加而减小的,一般在近地表为最大,往下就反复地变小,至一定的深度时,湿陷性基本消失,而过渡到非湿陷性土层。这个消失的深度界限,是随地区的不同而不同的,明显地反映了区域性的差异。但总的看来,这个界限一般在10~16m的深度内。建立这个概念,对地基的评价是非常重要的,因为在高原区,黄土层的厚度很大,常达百米以上,过去曾有人认为,黄土层的厚度与湿陷层的厚度是等同的,现在看来,这是不正确的。
三、河谷湿陷性黄土
工业与民用建筑广泛坐落在黄土河谷平原地带,这里是建筑部门的研究重点,我们曾对分布在不同地区具有代表性的重工业城市开始了调查和试验工作,现简述如下。
1.试验场地的简况
试验场地地质地貌简况示于表4。
表4 试验场地的地质地貌简况
续表
图1 相对湿陷系数随深度变化图
1—太原;2—乾县;3—兰州
2.物质成分
(1)颗粒成分
颗粒成分所采取的分析方法是密度计法,其结果列于表5。
表5 河谷湿陷性黄土的颗粒成分
从表5中可以获得这样的认识,就大范围而言,分布在河谷平原的湿陷性黄土,其粘土的含量与高原湿陷性黄土的分布规律一样,存在着由西而东、由北而南逐渐增加的总趋势。
(2)粘土矿物成分
从粘土矿物成分的分析资料(表6)来看,3个场地黄土的粘土矿物,主要都是伊利石,但其含量各地不同。这从粘土矿物的化学分析中也得到反映。
表6 河谷湿陷性黄土的粘土矿物成分
(3)化学成分
化学成分的分析结果及其特征,可从表7中看出如下几点:
1)化学成分在这3个场地是有差别的,尤其对黄土工程地质性质有重大影响的易溶盐、中溶盐和交换容量等有较大差别。
2)易溶盐的含盐量,以兰州为最大,其次是西安,再次是太原,同时兰州含有大量的易溶性的硫酸根离子,而西安和太原则含量微弱;再以介质溶液的pH 值来看,兰州较西安和太原为小,故兰州为硫酸盐型的黄土,而西安和太原为碳酸盐型的黄土。
3)中溶盐(石膏)在兰州的黄土中含量较多,而在西安和太原的黄土中就没有。
表7 河谷湿陷性黄土的化学成分
3.物理力学性质
物理力学性质的特征见表8、表9。
表8 河谷湿陷性黄土的物理性质
表9 河谷湿陷性黄土的力学性质
1)在物理指标中,含水量等存在着较大的区域性差异,且一般有由西而东、由北而南、从小变大的趋势。但孔隙比等,在某几个地方又基本上是相似的。
2)在力学指标中,凝聚力、内摩擦角的区域性变化较小,但野外的形变模量变化范围很大。
4.湿陷特征
近些年来,对湿陷性的认识有了新的发展,除了相对湿陷系数这个指标外,还新添了湿陷起始压力的指标。
(1)相对湿陷系数
1)在平面分布上:从表10中得知,河谷湿陷性黄土的相对湿陷系数与高原上的湿陷性黄土一样,也存在着区域性变化和一般的由西而东、由北而南、从大变小的趋势。
2)在垂直剖面上:由表10和图2中得知,河谷湿陷性黄土的相对湿陷系数与高原上的湿陷性黄土一样也存在着随深度增大而减小的规律。一般在地表为最大,往下就反复地变小,至一定深度时,湿陷性就要消失。湿陷性消失的深度是有区域特征的,具有西深而东浅的变化趋势,但总的看,它一般都消失在地表下10~15m的深度内。
表10 河谷湿陷性黄土的相对湿陷系数
图2 相对湿陷系数随深度变化图
1—太原;2—兰州;3—西安
(2)湿陷起始压力
湿陷起始压力,在我国已发展成为一个有实用意义的力学指标。从表11来看,它也存在着显著的区域性特征,并也有一般的由西而东、由北而南、从小变大的趋势。
表11 灌谷湿陷性黄土的湿陷起始压力
四、几点认识
1)高原湿陷性黄土和河谷湿陷性黄土,在不同地区内,其工程地质性质具有区域性的差异。且在区域性的基础上,大致都存在着由西而东、由北而南的方向性变化趋势。
2)高原湿陷性黄土和河谷湿陷性黄土,在同一地区内的工程地质性质是存在着类别上的差异的。
3)不同地区的高原湿陷性黄土和河谷湿陷性黄土的工程地质性质是既存在类别上的差异,又存在区域上的差异的。
4)在区域性的差异上,河谷湿陷性黄土远较高原湿陷性黄土的差异要大。这是由于前者的沉积环境远比后者的沉积环境复杂。
5)我国湿陷性黄土的工程地质性质是存在着方向性和地区性的变化特征的,这是由于各地在黄土堆积时的古地理、古气候、沉积环境、发育历史及人类活动等因素的不同所致。因此,在建筑时,要区别对待,因地制宜。
6)在反映方向性和区域性的差异上,若简单地以物理力学性质或以单一指标去了解,则这种内在的方向性或区域性规律就难于识别,只有把这种因素中的各个特征指标联系起来,作出综合的工程地质性质的评价,才能把握其规律。因为黄土是自然作用的产物,它一方面是具有一定物理力学性质,一定的物质成分和组织结构的自然体系;另一方面又是在地质历史过程中形成,且在天然和人为因素影响下,不断改变的自然地质体。这种以黄土的形成、发展,以及相互联系的全面观点所揭露出的我国湿陷性黄土的区域性和方向性的规律,对于今后的科学研究和生产实践,将会起到重要的作用。
参考文献
刘东生,张宗祜.1962.中国的黄土.地质学报,42(1)
刘东生等.1965.中国的黄土堆积.北京:科学出版社
张宗祜.1962.中国黄土类土湿陷性及渗透性基本特征.中国地质,(12)
(本文原载:《中国第四纪研究》,1985年,第六卷,第二期,139~145页)
⑦ 什么叫工程地质条件包括哪些内容
工程地质条件是对工程建筑有影响的各种地质因素的总称。
主要包括地形地内貌、地层岩性、地质构造、地震容、水文地质、天然建筑材料以及岩溶、滑坡、崩坍、砂土液化、地基变形等不良物理地质现象。
工程建设前需对建筑物场地的工程地质条件进行调查研究,包括:该场地以往建筑经验,已发生过的工程事故的原因、防治措施和后果,建筑物沉降、变形及地基地震效应等;分析和解决主要工程地质问题; 选择工程地质条件优良的地点; 提出保证建筑物的稳定性和正常使用的地基处理措施等。
拓展资料
自然条件是因地而异的,建筑物类型和性质也各不相同,因而在不同的情况下作为重点研究对象的工程地质条件也是因地因工程而异,如在山区建筑,与场地稳定性有密切关系的地质现象(地层褶皱、断裂、滑坡、岩溶等)往往是重要的地质条件。
对地下建筑来说,地质构造对建筑物的稳定性有很大影响,而岩石产状、断层、节理和破碎带的性质与分布等是重要的地质条件。
已有的工程地质条件在工程建筑和运行期间会产生一些新的变化和发展,构成威胁影响工程建筑安全的地质问题称为工程地质问题。
由于工程地质条件复杂多变,不同类型的工程对工程地质条件的要求又不尽相同,所以工程地质问题是多种多样的。
⑧ 简述变质岩代表的岩石特征及其工程地质性质
沉积岩(Sedimentary Rock) :沉积岩,又称为水成岩,是三种组成地球岩石圈的主要岩石之一(另外两种是岩浆岩和变质岩)。是在地表不太深的地方,将其他岩石的风化产物和一些火山喷发物,经过水流或冰川的搬运、沉积、成岩作用形成的岩石。在地球地表,有70%的岩石是沉积岩,但如果从地球表面到16公里深的整个岩石圈算,沉积岩只占5%。沉积岩主要包括有石灰岩、砂岩、页岩等。沉积岩中所含有的矿产,占全部世界矿产蕴藏量的80%。相较于火成岩及变质岩,沉积岩中的化石所受破坏较少,也较易完整保存,因此对考古学来说是十分重要的研究目标。
沉积岩来自于岩石和有机物的碎片,叫做沉积物,在百万年期间积聚成堆。这些紧密的岩石比火成岩更易弯曲。像沙,盐,粘土,砂岩,炭和石灰石都是例子。
沉积岩是在地壳表层的条件下,由母岩的风化产物、火山物质、有机物质等沉积岩的原始物质成分,经搬运、沉积及其沉积后作用而形成的一类岩石。
沉积岩种类很多,其中最常见的是页岩、砂岩和石灰岩,它们占沉积岩总数的95%。这三种岩石的分配比例随沉积区的地质构造和古地理位置不同而异。总的说,页岩最多,其次是砂岩,石灰岩数量最少。沉积岩地层中蕴藏着绝大部分矿产,如能源、非金属、金属和稀有元素矿产,其次还有化石群。
⑨ 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
(一)岩石的工程地质性质:
1、岩石的风化程度
2、岩版石的坚硬程度
3、岩体的完整程度
4、岩石的软化权性
(二)表征岩石工程地质性质的指标
1、岩石的物理性质(重度、空隙性)
2、岩石的水理性质(吸水性、透水性、溶解性、软化性、 抗冻性)
3、岩石的力学性质(坚硬程度、变形、强度)
⑩ 岩浆岩,沉积岩,变质岩的工程地质性质如何评价
这个要具体情况 具体分析的 不能一概而论 同一种岩类因其化学成份、矿物组成、岩石结构、结晶方式的不同以及形成后所受构造活动的影响不同 工程地质性质差异会很大的 例如同为岩浆岩花岗岩和玄武岩 沉积岩中的砾岩、砂岩、页岩 变质岩中的石英岩、片麻岩、大理岩、片岩、角岩等 但总的来说岩浆岩的硬度和耐磨性较高 沉积岩硬度较低