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褶皱工程地质性质

发布时间: 2021-02-14 20:23:59

『壹』 简单说明褶皱构造的工程地质

褶皱分为背斜和复向斜,背斜成山制,但由于受张力作用,土壤破碎,易被侵蚀,故在背斜处建筑应加固地基,同时背斜是良好的储油地形。向斜成谷,底部受挤压,坚固,不易被侵蚀,是良好的储水构造,是寻找地下水的标志性构造。
至于断层,不属于褶皱,而且断层不适合建大型工程。
希望能帮到你,如果你是高中生的话,那我的答案对你就很有益处。

『贰』 褶皱构造的工程意义

褶皱构造对工程抄的影响程袭度与工程类型及褶皱类型、褶皱部位密切相关,对于某一具体工程来说,所遇到的褶皱构造往往是其中的一部分,因此褶皱构造的工程地质评价应根据具体情况作具体的分析。在褶皱的翼部主要是单斜构造中倾斜岩层引起的顺层滑坡问题。倾斜岩层作为建筑物地基时,一般无特殊不良的影响,但对于深路堑、高切坡及隧道工程等则有影响。对于深路堑、高切坡来说,当路线垂直岩层走向,或路线与岩层走向平行但岩层倾向与边坡倾向相反时形成反向坡,就岩层产状与路线走向的关系而言,对边坡的稳定性是有利的;当路线与岩层走向平行且岩层倾向与边坡倾向一致时形成顺向坡,稳定性较差,特别是当边坡倾角大于岩层倾角时且有软弱岩层分布在其中时,稳定性最差。对于隧道工程来说,从褶皱的翼部通过一般较为有利。如果中间有软弱岩层或软弱结构面时,则在顺倾向一侧的洞壁,有时会出现明显的偏压现象,甚至会导致支护结构的破坏,发生局部坍塌。

『叁』 工程地质,向斜背斜,褶皱构造,对图中的地形地貌成因进行描述

A是构造断层线(通常是强烈地震的遗迹),岩层稳定性差,地下水环境回复杂,是工程建设最难搞定的答地带。
B是构造背斜,它因为长期侵蚀过程,已经与它的构造形态完全不同,现在是山间河谷地带(过去是隆起的山脉)地带。这种构造的岩层不是太紧致,一般具有地基稳定性,作为建筑基础场地,最好搞定。
C是向斜构造遗留的山地,在历史上它与B的高低差别是正好相反的。这个部位的岩层致密,开挖难度大最大。
D是背斜陷落带,是B种构造陷落以后形成的谷地,因为海拔姿态低,历史上的侵蚀作用对它的影响很小,它的中部具有相当的稳定性,但两侧很不稳定,工程建设活动最好避开它,躲不掉就尽量往中间靠,离边界越远越好。

『肆』 褶皱构造与工程建设的关系

褶皱构造对工程的影响程度与工程类型及褶皱类型、褶皱部位密切相关,对于某一具体工程来说,所遇到的褶皱构造往往是其中的一部分,因此褶皱构造的工程地质评价应根据具体情况作具体的分析。

对于隧道工程来说,从褶皱的翼部通过一般较为有利。如果中间有软弱岩层或软弱结构面时,则在顺倾向一侧的洞壁,有时会出现明显的偏压现象,甚至会导致支护结构的破坏,发生局部坍塌。

(4)褶皱工程地质性质扩展阅读:

一、褶曲要素

1、核

核指褶皱的中心部分。如果褶皱岩层受风化剥蚀后,出露在地面上的中心部分称之为核。核部出露的地层与岩层的剥蚀作用的强弱有关,背斜剥蚀越深,核部地层出露越老。对于同一个褶皱,由于不同地段的剥蚀深度上有差异,可以出露不同时代的地层,因此,褶皱的核与翼是相对概念。

2、翼

翼指核部两侧对称出露的岩层。当背斜与向斜相连时,翼部是共有的,如图3中泥盆系(D)和石炭系(C)。

3、枢纽

枢纽指褶曲在同一层面上各最大弯曲点的连线,或者褶曲中同一层面与轴面的交线:褶曲的枢纽有水平的,有倾斜的,也有波状起伏的,其空间方位南测得的倾伏向和倾伏角确定。

4、轴面

轴面即褶曲轴面,以褶曲顶平分两翼的面,或者连接褶皱各层的枢纽构成的面。轴面是为了标定褶曲方位及产状而划定的一个假想面。它可以是一个简单的平面,也可以是一个复杂的曲面。轴面可以是直立的、倾斜的或平卧的。

5、轴

轴指褶曲轴面与水平面的交线。轴的方位即为褶曲的方位。轴的长度表示褶曲延伸的规模。

6、转折端

转折端指从褶曲一翼转到另一翼的过渡弯曲部分,即两翼的汇合部分。它的形态常为圆滑的弧形,也可以是尖棱或一段直线。

二、工程建设意义

工程建设为国民经济的发展和人民生活的改善提供重要的物质技术基础,并对多种产业的振兴起着促进作用,因此,它在国民经济中占有相当重要的地位,国家也十分重视运用法律手段,通过制定和实施工程建设管理法规,加强工程建设的管理。

『伍』 工程地质学的主要内容(作者:石证明)

不是几字能说清的,你自己去查吧 ,推荐《专门工程地质学》

『陆』 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。

(6)褶皱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。

『柒』 褶皱与工程建设的关系

褶皱构造对工程的影响程度与工程类型及褶皱类型、褶皱部位密切相关,对于某一具体工程来说,所遇到的褶皱构造往往是其中的一部分,因此褶皱构造的工程地质评价应根据具体情况作具体的分析。
褶皱核部:由于褶皱核部是岩层受构造应力最为强烈、最为集中的部位,因此在褶皱核部,不论是公路、隧道或桥梁工程,容易遇到工程地质问题,主要是由于岩层破碎产生的岩体稳定问题和向斜核部地下水的问题。这些问题在隧道工程中往往显得更为突出,容易产生隧道塌顶和涌水现象。
褶皱的翼部:主要是单斜构造中倾斜岩层引起的顺层滑坡问题。倾斜岩层作为建筑物地基时,一般无特殊不良的影响,但对于深路堑、高切坡及隧道工程等则有影响。对于深路堑、高切坡来说,当路线垂直岩层走向,或路线与岩层走向平行但岩层倾向与边坡倾向相反时形成反向坡,就岩层产状与路线走向的关系而言,对边坡的稳定性是有利的;当路线与岩层走向平行且岩层倾向与边坡倾向一致时形成顺向坡,稳定性较差,特别是当边坡倾角大于岩层倾角时且有软弱岩层分布在其中时,稳定性最差。对于隧道工程来说,从褶皱的翼部通过一般较为有利。如果中间有软弱岩层或软弱结构面时,则在顺倾向一侧的洞壁,有时会出现明显的偏压现象,甚至会导致支护结构的破坏,发生局部坍塌。

『捌』 岩土类型和性质

岩土体是地质灾害的载体,地质灾害一般都是通过岩土体的变形破坏而表现出来的,是地质灾害成生的物质基础。

受地壳运动的控制,“兰—郑—长”工程地段分布有不同年代、成因、物质成份和结构的岩土体,类型复杂多样,工程地质性质各异,它们对地质灾害的形成、分布和活动起着主导作用。岩土体分布出露的特点是:山区、丘陵以岩体为主,而高原、盆地、平原则以土体为主;管线经过地段绝大多数是土体。下面分别就岩体和土体讨论其分布、类型、性质及对地质灾害成生的制约。

(一)岩体

岩体在管线工程地段主要分布于甘肃、陕西段的关山—陇山,山西段的中条山、霍山和太原东山,河南段的大交口镇—观音堂、义马—新安和大别山等地段,湖北、湖南段的大别山和江南丘陵地等地段,总长约300km,约占管线全长的10%。

参考国标《岩土工程勘察规范》(GB50021—2001)的规定,先将岩体按坚硬程度分大类,再由岩石的成因类型、岩性和工程性质,将本管道工程沿线的岩体划分为4类7种(表4-1)。现作简要讨论。

1.坚硬岩类

按成因类型划分为岩浆岩、变质岩和沉积岩3种亚岩类。

岩浆岩类管线地段分布于祁连山褶皱带、秦岭—大别山褶皱带和扬子地台。分别有加里东期、华力西期、燕山期侵位的,其中祁连山褶皱带三期皆有,岩性为花岗岩、石英闪长岩;秦岭—大别山褶皱带为燕山期花岗岩;扬子地台为加里东期和燕山期的花岗岩和花岗闪长岩。一般呈岩基和岩株状产出,整体块状构造,致密坚硬,物理力学性质均质,各向同性。应该说其工程性质优良,但在亚热带环境中化学风化强烈。地质灾害一般不甚发育,以小型崩塌为主。

变质岩类在管线地段的祁连山褶皱带、华北地台、秦岭—大别山褶皱带有分布。祁连山褶皱带主要出露于关山—陇山地段,为中元古界陇山群和前震旦系,主要岩性为大理岩、黑云母片麻岩、混合岩、结晶片岩。华北地台出露于山西支干线的中条山、霍山、太原东山,为太古界涑水群和太岳山群,岩性为混合岩化的黑云角闪斜长片麻岩、斜长角闪岩、大理岩、磁铁石英岩、黑云变粒岩、角闪变粒岩等,岩性复杂,风化较强。秦岭—大别山褶皱带出露于大悟一带,为中上元古界红安群含磷的变粒岩、大理岩和石英片岩夹片麻岩,抗风化能力较弱。由于受片麻理、片理及节理的影响,使岩体的工程地质性质呈明显的各向异性和不均一性。地质灾害不甚发育,一般以小型崩滑为主。

表4-1 岩体类型汇总表

沉积岩类在丘陵、山区分布较广,在各大构造单元中皆有,其地质年代自中元古界至中生界早期几乎皆有,岩性复杂多样,主要有:中元古界熊耳群和汝阳群的安山玢岩、玄武岩、石英砂岩,新元古界洛峪群三教堂组的石英砂岩(以上均在河南境内);上元古界长城系、震旦系的石英砂岩、白云岩、硅质岩、冰碛砾岩等;下古生界寒武系、奥陶系的中厚、厚层碳酸盐岩;上古生界泥盆系的砂岩和碳酸盐岩,石炭、二叠系的中厚、厚层状灰岩和中生界三叠系碳酸盐岩等(上古生界及中生界皆为扬子地台)。按岩性大类可划分为火山喷出沉积岩、碎屑岩和碳酸盐岩三大类。它们的共同特点是,层理构造发育且较厚,抗风化能力较强,但碳酸盐岩具溶蚀性,岩溶较发育,工程地质性质具各向异性。上述这几类岩性分布地段地质灾害一般不甚发育,有小型崩滑和岩溶塌陷(覆盖型岩溶地段)等地质灾害。

2.较硬岩

按成因类型可划分为变质岩和沉积岩两大亚类。

变质岩类分布于祁连山褶皱带、秦岭—大别山褶皱带和扬子地台中,岩性主要是较软弱片岩和千枚岩、板岩。在祁连山褶皱带的管线地段,新元古界长城系变质细砂岩、千枚岩;秦岭—大别山褶皱带信阳群、商城群的云母石英片岩、绿色片岩、绢云石英片岩、浅变质凝灰质砂岩等:扬子地台中元古界冷家溪群和新元古界板溪群的板岩、千枚岩、变质凝灰岩、变质砂岩等。上述各类岩体的共同特点是:片理、千枚理、板理等结构面发育,地面风化较强烈,残坡积层厚度往往较大。岩体具明显的各向异性,力学强度相对较弱。崩塌、滑坡和泥石流等山地地质灾害较发育。

沉积岩类分布于华北地台和扬子地台中,华北地台岩性主要是上古生界和中生界粘土岩、铝土岩页岩、泥质粉砂岩、含煤层;扬子地台主要是泥盆系粉细砂岩、粘土岩、页岩、泥灰岩。它们层理发育、薄层状为主,遇水易软化、崩解,风化也较强烈。由上述岩体组成的丘陵山区,地质灾害较发育,主要有崩塌、滑坡、泥石流和采煤引起的地面塌陷和地裂缝灾害(在山西、河南境内较突出)。

3.软弱岩

这大类岩体主要是沉积岩类,较广泛分布于各大地构造单元中生代晚期和新生代陆相盆地中,地质年代为白垩系、古近系和新近系。由于固结压密程度低,岩体孔隙率高,强度小,变形大。岩性主要是河湖相的砂砾岩、砂岩和泥岩,夹淡水泥灰岩,含石膏、芒硝。岩石一般干单轴抗压强度小于30MPa,而新近系岩石成岩性更差,接近于土体,干单轴抗压强度不足于5MPa,属极软岩。这类岩石遇水易软化崩解,抗风化能力亦低。但这类岩体出露地段地形起伏小,地质灾害不发育,主要有膨胀性岩体的轻度胀缩变形灾害,还存在采空塌陷灾害。

4.软硬相间岩

这大类岩体主要也是沉积岩类,较广泛分布于华北地台和扬子地台的古生界和中生界地层中,一般是两种强度和刚性差异较大的岩性相互成层或间夹;古生界常见的是灰岩与页岩互层,砂岩与泥页岩互层,中生界常见的是砂岩与泥页岩互层。在外力作用下会发生层间错动和脱开,而在地下水等作用下更会泥化而形成泥化夹层,层面间强度降低而成为典型的软弱结构面。所以这类地层组合可以称之为“易滑地层组合”,较易产生滑坡。此外,软硬相间岩层差异风化显著,“上硬下软”组合的条件下,软岩易形成岩龛,崩塌也较普遍。

(二)土体

土体在管线地段广泛分布,约占全长的90%。按地质成因,可划分为残积土、坡积土、洪积土、冲积土、淤积土和风积土等;按粒度成份,可划分为碎石土、砂土、粉土和粘性土。对一些具有特殊成份和结构、工程性质也特殊的土,则可单独划分为特殊土,本管线工程的特殊土有黄土类土、膨胀土、盐渍土和淤泥质土等。这里我们也参考国标《岩土工程勘察规范》(GB50021—2001)的规定,将土体划分为碎石土、砂土、粉土、粘性土和特殊土5大类(表4-2)。以下分别就一般土和特殊土作简要讨论。

1.一般土体

一般土体包括各种成因类型的碎石土、砂类土、粉土和粘性土。

(1)碎石土:

碎石土指的是土中粒径d>2mm的颗粒质量超过总质量50%的土。根据规定,碎石土可再划分为砾质土、卵(碎)石土和漂(块)石土,它们的粒径分别>2mm、20mm或200mm的质量,超过总质量50%。一般冲积成因的碎石土分选性和滚圆度较好,位于河床和河流阶地二元结构的下部,而其他成因的则较差。本工程各段情况是:甘肃段砾卵石占45%~70%,粒径一般 20~80mm,呈次圆—次棱角状,一般分布于冲洪和平原表层之下。陕西段分布于渭河及其各支流以及山前洪积扇。河流冲积成因者在河漫滩和河床地段,在渭河干流厚度可达20~40m,结构较均一;而洪积扇区则为大小混杂的砂卵石为主。山西段主要分布于汾河、龙凤河和潇河等山间河谷地段,以砂卵砾石为主,磨圆较好,级配良好。河南段主要分布在伊洛河、沙颍河等诸河流河谷区,以砂砾卵石为主。湖北—湖南段碎石土多分布于低山丘陵斜坡地带,多为残坡积成因,碎石成分随母岩而变化。一般碎石土较疏松,孔隙比大,渗透性强,地基承载力高。

表4-2 土体类型汇总表

(2)砂类土:

砂类土指的是土中粒径d>2mm的颗粒质量不超过总质量的50%,d>0.075mm的颗粒质量超过总质量50%的土;根据颗粒级配还可划分为砾砂、粗砂、中砂、细砂和粉砂,一般是冲洪积成因的。此类土在本工程的情况是:甘肃段分布于洪积平原表层土之下,主要由粉细砂、中细砂组成,松散—中密状态。陕西段分布于渭河及支流的漫滩、一级阶地和古河道中,以中细砂和粉细砂为主,常含少量砾石,除河漫滩地段外,砂层均埋藏于细粒土之下,厚度不均一,多呈透镜体状,孔隙度大,渗透性强,中粗砂是良好的地基持力层,而饱水粉细砂则易产生震动液化。山西段分布于黄河、汾河及其较大支流的河床、河漫滩和阶地,一般为砂砾石混合,厚度较大。也有在山前倾斜平原区前缘的洪积砂砾石,与细粒土组成多层结构。河南段分布除了与碎石土相同外,在沙颍河以南淮河平原各河流河漫滩和一级阶地前缘地带,表层之下为中细砂,稍密—中密状态,厚度不稳定。砂类土一般级配较好,渗透性较强,一般是良好的地基持力层,但在地震烈度≥Ⅶ区需关注饱和粉细砂的震动液化问题。

(3)粉土和粘性土:

粉土和粘性土也可称之为“细粒土”,前者是土中粒径d>0.075mm的颗粒质量不超过总质量的50%,且塑性指数ⅠP≤10的土;而后者则ⅠP>10的土。这两类土大量广泛分布于郑州—长沙段洪冲积平原和丘陵地段。具各种成因类型。一般洪冲积成因的土体较密实,孔隙比小,含水量相对较少,透水性弱,强度高,地基承载力高。而丘陵地带的残坡积成因者往往与碎石土混杂,土体孔隙性大,透水性相对较强,在久雨或强降雨时,易产生坡积层崩滑。

2.特殊土

(1)黄土类土:

黄土类土是第四纪时期特殊的大陆松散沉积物,它在世界各地分布广而性质特殊。这类土在我国主要分布于西北、华北和东北地区,面积达60万km2以上,以北纬34°~45°之间最为发育,这些地区位于我国西北沙漠区的外围东部地区,具有大陆性干旱少雨气候的特点。黄土类土从早更新世(Q1)开始堆积,经历了整个第四纪,直至现今还未结束。按地层时代及其基本特征,黄土类土可分为3类:老黄土、新黄土和新近堆积黄土(表4-3)。老黄土是Q1、Q2时期堆积的,分别称“午城黄土”和“离石黄土”,一般无湿陷性;新黄土一般是Q3时期堆积的,称“马兰黄土”,也有Q4早期的,具湿陷性,分布面积最广(约占60%);新近堆积黄土一般是Q4晚期堆积的,湿陷性不一。各地黄土类土总厚度不一,陕甘黄土高原地区最厚,可达100~200m,河谷地区一般只有数米至30m左右,且主要是新黄土。黄土类土的成因一直是争论的热点问题,但普遍的看法是,风积成因是主要的,也有冲积、洪积、坡积、冰水堆积等成因类型。颗粒成份以粉粒为主,富含碳酸钙,具大孔性,垂直节理发育,具湿陷性等特征者,称 “典型黄土”,而有些特征不明显者则称“黄土状土”。下面讨论一下本管线工程黄土类土的特性。

本管线工程的黄土类土分布于兰州—郑州段(含山西支干线)。不同地段黄土类土的粒度成份和结构有所不同,所以其物理力学指标和工程地质性质也有明显差异。下面我们以Q3典型的湿陷性黄土为代表作分析。

首先是黄土的颗粒组成,将兰州、西安、太原、洛阳四地作比较(表4-4)。可以看出它们的差异,总趋势是:由西北往东南砂粒和粉粒含量愈来愈小,而粘粒含量则愈来愈大,而粉粒所占比例最大是一致的。所以有人将西部黄土称之为“砂黄土”,而东部为“粘黄土”。 黄土的颗粒组成对其湿陷性有一定影响,即砂粒含量愈多,湿陷性愈强,而粘性愈多则湿陷性愈弱。

表4-3 不同年代黄土的特征

表4-4 湿陷性黄土的颗粒组成单位:%

各地湿陷性黄土的基本物理力学性质指标列于表4-5中。

由西往东的总趋势是:土体的密度和天然含水率愈来愈大,液限和塑性指数也愈来愈大,孔隙比愈来愈小;而三项力学性质指标变化规律则不明显。而且可看出,陇西和陇东地区指标相近似,关中地区与汾河流域也比较接近,而豫西地区与前面的4个地区则又有明显差异。上述规律很重要,因为它与黄土的湿陷性相关的,即自西往东湿陷性逐渐变弱。

管线地段湿陷性黄土的湿陷系数(δs),经大量统计后汇总于表4-6中。从表中可看出,湿陷系数陇西地区最大,陇东地区次之,关中地区汾河流域再次之,而豫西则最小;而且高阶地的湿陷系数要大于低阶地。按有关规定,δs>0.015时,该黄土为湿陷性土;δs为0.015~0.03时湿陷性轻微,δs为0.03~0.07时湿陷性中等;δs>0.07时,湿陷性强烈。所以说,陇西和陇东地区黄土具中等—强烈湿陷性,关中地区和汾河流域黄土具中等湿陷性,而豫西地区黄土为轻微—中等湿陷性。

表4-5 各地湿陷性黄土基本物理力学性质指标

表4-6各地黄土湿陷系数(δs)统计表

湿陷性对黄土地区地质灾害的成生和活动关系密切,地基的湿陷变形破坏本身就是黄土地区特殊的地质灾害。此外由于黄土结构疏松,以及大孔性和垂直节理发育,潜蚀地质灾害也很普遍。由于黄土的湿陷和潜蚀特性,还可诱发崩塌、滑坡和泥石流灾害。

(2)膨胀土:

具有明显遇水膨胀和失水收缩的土称膨胀土。这类土在我国主要分布在南方山前丘陵、垅岗和二、三级阶地上,大多数是晚更新世及以前的残坡积、冲洪积和湖积物。从外表看,膨胀土一般呈红、黄、褐、灰白等不同颜色,具斑状结构,常含有铁锰质或钙质结核。土体常有网状开裂,有腊状光泽的挤压面,类似劈理。土层表面常出现各种纵横交错的裂隙或龟裂现象,这与失水土体强烈收缩有关。膨胀土的胀缩特性,主要是土中含有较多的粘粒,一般粘粒含量高达35%以上,而且这些粘粒大部分为亲水性很强的蒙脱石和伊利石等粘土矿物,膨胀收缩能力较强。天然状态下,膨胀土一般致密坚硬,天然含水率较小,所以土体常处于硬塑或坚硬状态,压缩性较低,强度较高;但在浸水膨胀后,强度明显降低,压缩性增大。膨胀土的这种胀缩特性,对工程建设会带来危害。按我国有关规定,凡自由膨胀率δef大于40%者,即可定名为膨胀土,40%≤δef<65%为弱膨胀土,65%≤f<90%为中等膨胀土,δef≥90%为强膨胀土。

本管线工程的膨胀土主要分布于湖北境内的黄陂县周港、应城支线和五里桥—贺胜桥—横沟桥一带:在河南境内的平顶山、周口西、郾城—驻马店的沙汝河平原和确山—信阳北的低山丘陵也有零星分布。

湖北境内的膨胀土主要分布于高程30~45m的垅岗和岗间坳沟地带,自然地形坡度平缓。土体时代为更新世,颜色呈棕黄、褐黄、棕红色,土体平均自由膨胀率:周港一带下更新统82%(最大99%),应城支线中更新统62%(最大109%),五里桥—贺胜桥一横沟桥一带上更新统44%(最大72%)。土体胀缩性危害主要导致当地居民低层建筑墙体拉裂破坏,斜坡和水渠边坡坍滑。

河南境内的膨胀土分布于淮河平原边缘的平顶山东和确山—信阳北的低山丘陵,以及沙汝河平原之间的周口和郾城—驻马店地段。土体时代为中、晚更新世,颜色呈棕黄、灰绿、棕红色,干燥时呈硬塑状态,裂隙发育,含铁锰质和钙质结核,平均自由膨胀率43.5%。平顶山以膨胀破坏为主,而信阳多以收缩破坏为主,多发生在干旱季节。

(3)盐渍土:

土中易溶盐含量大于0.5%的土称为盐渍土。由于它发育于地表土层中,与道路、低层建筑等有关,主要是土的腐蚀作用以及盐胀和溶陷作用对工程建设的危害。盐渍土按地理分布可分为滨海盐渍土、冲积平原盐渍土和内陆盐渍土等类型。我国盐渍土主要分布在北方诸省区。盐渍土的形成及其所含盐的成分和数量与当地的地形地貌、气候条件、地下水的埋藏深度和矿化度、土壤性质和人类活动有关;它的厚度并不大,一般分布于地表以下1.5~4m范围内,且由地面至深部含盐量逐渐减少。盐渍土的形成一般是由于地下水埋深过浅(甚至出露地面),蒸发强烈而盐分在地表的聚积所致。

盐渍土的性质与所含盐分和含盐量有关。土中的盐类主要是氯盐、硫酸盐和碳酸盐三类,因此盐渍土也相应地划分为氯盐渍土、硫酸盐渍土和碳酸盐渍土(表4-7)。盐渍土中所含盐分及其数量对土的工程地质性质影响很大。由于土成分的改变,影响了土的结构,从而影响了塑性、透水性、膨胀性、压缩性、击实性等性质。

表4-7 盐渍土的分类

本管线工程的盐渍土主要分布于甘肃段通渭以西、陕西段华县—华阴地段和山西段的永济市东北伍姓湖区(K48~K54)及清徐张花营村—榆次西荣(K451~K464)地段。

甘肃段通渭以西地段河谷平原一级阶地潜水位埋深很浅,经测定,土壤中平均含盐量3.4%,最大可达8%~15%,属硫酸—氯型中—超盐渍土。

陕西段华县—华阴地段的盐渍土是由于黄河三门峡水库淤积和回水,引起潜水位壅高,使渭河南岸赤水河至方山河一级阶地中部成为浸没区,而导致土壤盐渍化。但近年来当地大量开采地下水,潜水位埋深增大,盐渍化已几近消失。

山西段永济伍姓湖区地势低洼(比周边低5~8m),表层土由粉质粘土和粉土组成,潜水位埋深0~3m,土中含盐量1.06%~1.18%,类型为硫酸—氯型,属中盐渍土。清除张花营村—榆次西地段地势较周边略低,表层土为粉土,潜水位埋深0.2~3m,土中含盐量0.44%~1.12%,类型为氯—硫酸盐型,属弱—中盐渍土。硫酸盐结晶膨胀以及腐蚀作用,对管道将有一定危害。

(4)淤泥质土:

淤泥质土是指在水流缓慢甚或静水环境中沉积,有微生物参与作用的条件下,含较多有机质,而疏松软弱的粘性土,它是近代在滨海、湖泊、沼泽、河弯、废河道等地区沉积的未经固结的一种特殊土。从外观看,这类土常呈灰、灰蓝、灰绿和灰黑等颜色,污染手指并有臭味。土中含有大量亲水性强的粘土矿物(蒙脱石和伊利石占多数),有机质含量较多(一般含量 5%~15%),天然孔隙比大于1,天然含水率大于液限。其结构形式常为蜂窝状或棉絮状,疏松多孔,压缩性很强,地基承载力很低。我国淤泥质土的地理分布基本上可分为两大类:一类是沿海沉积的,另一类是内陆和山区湖沼盆地沉积的。前者分布稳定而厚度大,后者常零星分布且厚度小。

本管线工程的淤泥质土主要分布于湖北—湖南段。管道经过长江等13条大中型河流的冲湖积平原低洼地段,有较大范围的淤泥质软土分布,有机质含量大于1.5%,岩性为淤泥、淤泥质粘土和淤泥质粉土,呈软塑—流塑状,天然含水率多大于35%,最高达133%,孔隙比1~2.02,最高达3.12,压缩系数一般大于0.5MPa-1,最高可达3.68MPa-1,凝聚力一般9.8~29.4k Pa,内摩擦角6°~15°,地基承载力,天然状态下一般为25~55k Pa,常导致建筑物过量沉降和不均匀沉降。很显然,这类土体对管沟开挖影响较大,常导致沟坡坍塌挤出而不易成形。此外,对场站地基稳定性也有影响。

『玖』 工程地质条件的因素分类

工程地质条件是指工程建筑物所在地区与工程建筑有关的地质环境各项因素的综合。
工程地质条件的因素分类:
(1) 地层的岩性:是最基本的工程地质因素,包括它们的成因、时代、岩性相关书籍、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。
(2) 地质构造:也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。
(3) 水文地质条件:是重要的工程地质因素,包括地下水的成因、埋藏、分布、动态和化学成分等。
(4) 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,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。
(5) 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路线的选择。
(6)地下水:包括地下水位,地下水类型,地下水补给类型,地下水位随季节的变化情况。
(7)建筑材料:结合当地具体情况,选择适当的材料作为建筑材料,因地制宜,合理利用,降低成本。
需要说明的是:工程地质条件是客观存在的地质因素,只有其中的稳定因素或工程建设产生的不稳定因素对工程建设运行构成或可能构成有害影响时才成为工程地质问题

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