《土力学与地基基础》第一章工程地质

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1、土力学地基基础SoilMechanicsandFoundationEngineering河南科技大学建工学院高笑娟第一章工程地质本章主要内容1、地质年代2、矿物与岩石3、第四纪沉积层4、不良地质条件5、地下水1、地质年代生成年代越久，土与岩石的工程性质越好。（1）太古代：距今1800百万~2700百万年；（2）元古代：距今600百万~1800百万年；（3）古生代：距今225百万~600百万年；（4）中生代：距今70百万~225百万年；（5）新生代：距今12000年~25百万年。2、矿物与岩石（1）地质作用

2、导致地壳物质成分及地表形状、岩层结构、构造发生变化的一切自然作用都称为地质作用。这些作用有些进行得剧烈而又迅速，较易为人们所觉察；但在更多的情况下，则进行得非常缓慢，很难为人们直接觉察。这些作用虽然进行得十分缓慢，但其作用痕迹却随处可见。它们是海陆变迁、地壳运动留下的有力的证据。按地质作用力的来源不同，可将地质作用划分为内力地质作用和外力地质作用。1）内力地质作用由地球的旋转能和地球中的放射性物质在其衰减过程中释放出的热能所引起的地质作用称为内力地质作用。大多数的地震以及岩浆活动、地壳运动和变质作用等都属内

3、力地质作用现象。2）外力地质作用由太阳的辐射能和地球的重力位能所引起的地质作用称为外力地质作用。常见的外力作用现象有气温的变化，雨、雪、风，地面汇流、河流、湖泊、海洋作用，以及生物作用和重力作用等等。3）地质循环各内力地质作用及外力地质作用现象进行归类可将其划分为风化剥蚀、搬运沉积、变质作用以及构造运动4种类型。这4种类型的地质作用在地壳上构成了一个巧妙的循环过程，如图所示。风化剥蚀使暴露于地壳表面的岩石破碎剥落，破碎剥落的岩石碎屑物质被一定的外力地质作用搬运后在一定的地质环境中沉积下来，当这些沉积下来的岩

4、石碎屑物质埋入地下一定深处，就会在高温高压作用下变质成岩，变质成岩的岩体在构造运动作用下一旦暴露于地壳表面又会重新被风化剥蚀，进入下一个循环过程，我们称这种循环为地质循环。（2）主要造岩矿物矿物是地壳中的一种或多种元素在各种地质作用(自然作用)下形成的自然产物，是具有一定化学成分、内部构造和物理性质的自然元素或化合物。矿物是构成地壳的最基本物质。构成岩石的矿物，称为造岩矿物。目前发现的地壳中的造岩矿物多达3000余种，以硅酸盐类矿物为最多，约占矿物总量的90％，其中最常见的矿物约有50余种。黄铁矿，赤铁矿，

5、褐铁矿，磁铁矿等等。1）矿物的种类A、原生矿物：由岩浆冷凝而成，主要有石英、长石、角闪石、辉石、云母等；B、次生矿物：由原生矿物风化而成，长石——高岭石；辉石、角闪石——绿泥石。2）矿物的主要物理性质A：颜色自色：指矿物本身固有的颜色，与矿物成分中某些色素离子的存在以及晶体构造有关。他色：指矿物因含有外来带色杂质的机械混入物所染成的颜色，它与该矿物的本质因素无关。假色；为矿物表面氧化膜、内部解理面、细小裂缝、薄膜包体等引起光波干涉而产生的颜色。B：条痕色矿物在无釉白色瓷板上摩擦时所留下的粉末痕迹，即矿物粉末

6、的颜色，成为条痕色。条痕色可以消除假色，减弱他色，保存自色，因而比矿物颗粒的颜色更为固定。C：透明度矿物的透明度是指矿物允许光通过能力的大小，它决定于矿物对光的反射及吸收的程度不同，通常凡是对光吸收越强，其反射亦越强，而透过的光则很少，矿物的透明度就越弱。D：光泽矿物的光泽是指矿物表面反射光的能力，是用肉眼鉴别矿物的重要依据之一。根据矿物表面反光强弱可将光泽分为金属光泽、半金属光泽、金刚光泽、油脂光泽、珍珠光泽、丝绢光泽、蜡状光泽以及土状光泽。E：硬度矿物的硬度是指矿物抵抗外来机械作用的强度。一般用刻划方法

7、来比较矿物硬度的相对高低。通常选用10种硬度不同的硬度矿物作为标准，根据相互刻划时相对软硬的高低将硬度分为l0级，这10种标准的硬度矿物组成了摩氏硬度计，如表所示。一般矿物硬度等级多在2—6之间。F：解理矿物在外力作用下总是沿一定的结晶方向裂成光滑平面的性质即为解理，裂开的光滑平面成为解理。解理总是沿着晶体构造中面向与而网之间连接力最弱的平面发生。相互平行的一系列解理面称一组解理。G：断口矿物在外力打击下，不以一定结晶方向发生断裂形成的断裂面即为断口。H：比重比重指矿物的质量与4℃时同体积水的质量的比值。每

8、种矿物都有其自己的元素和晶体结构，因此都有一定的比重，它是鉴别矿物的一项重要物理参数。造岩矿物绝大部分是结晶质，即组成造岩矿物的质点在矿物内部按一定的规律排列，形成稳定的结晶格子构造，在生长过程中，如果不受空间限制，都能自发地长成具有规则几何外形的结晶多面体。(a)食盐的内部构造和晶体(b)石英的晶体(c)正长石的晶体(d)斜长石的晶体(e)辉石的短柱状晶体及横切面形状(f)云母的晶形(g)磁铁矿的晶形(h)萤石