工程地质基础

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1、东南大学土木工程第1章构造地质基础第1节地壳及其物质组成地球的赤道半径（6378.1km）比两极第1节地壳及其物质组成工程地质半径（6356.8km）要大，所以地球不是一第2节地质构造个完全的圆球体。地球表面参差起伏，大第3节地质年代与第四纪地质概述约有70.8%的面积为海域，有29.2%的面积为陆地。123一、地球的层圈构造固体地球的层圈构造二、地质作用地球包括外部层圈（大气圈、水圈及生物圈）地球在46亿年的历史中逐渐发展和演化和固体地球两部分。固体地球内部也是分层的，由地壳、地幔和地地壳成今天的面貌

2、。同时，今天的地球仍以人们核组成。不易察觉的速度和方式在继续变化中。岩石圈在地幔顶部区域存在一个软流圈。软流圈以上软流圈目前人们对地壳的发展演化研究得最为的物质均为固态，称为岩石圈。岩石圈具有较强的刚性，分裂成许多块体，称为板块。板块驮在软流液态外核详细，将塑造地壳面貌的自然作用称为地质圈上随之运动，即为板块运动，是构造运动发生的作用。根源。固态内核456地质作用的动力来源，一是由地球内部地质作用常常引发灾害，按地质灾害成1.物理地质作用放射性元素蜕变产生内热；二是来自太阳辐因的不同，工程地质学把地质作

3、用划分为物a.内力地质作用：动力来自地球本身，射热，以及地球旋转力和重力。并主要发生在地球内部，按其作用方式可分理地质作用和工程地质作用两种。为4种。地质作用实质上是组成地球的物质以及物理地质作用（自然地质作用）包括内内力地质作用由其传递的能量发生运动的过程。考虑动力地壳运动（构造运动）来源部位，地质作用常被划分为内力地质作力与外力地质作用。岩浆作用用与外力地质作用两大类。变质作用工程地质作用即人为地质作用。地震7891b.外力地质作用：主要由太阳辐射热引三、岩石1.岩石的结构：岩石中矿物的结晶程起并主

4、要发生在地壳的表层。度、颗粒大小、形状及彼此间的组合方式。岩石是地壳的基本组成物质，是内、外动力外力地质作用风化作用地质作用的产物，由矿物组成。2.岩石的构造：岩石中矿物集合体之间剥蚀作用岩石按其形成方式有岩浆岩（火成岩）、沉或矿物集合体与岩石其他组成部分之间的排搬运作用沉积作用积岩和变质岩三大类，它们分别是岩浆作用、外列和充填方式。固结成岩作用力地质作用和变质作用的产物。岩石的构造岩浆岩：块状构造2.工程地质作用通常用结构和构造来描述岩石的形貌特征。沉积岩：层状构造工程地质作用是指由人类活动引起的地质

5、效应。变质岩：片理构造101112第2节地质构造水平方向的构造运动使岩块相互分离裂开或是相向聚汇，发生挤压、弯曲或剪切、错一、岩层产状开。垂直方向的构造运动则使相邻块体作差异1.构造运动与地质构造性上升或下降。构造运动是一种机械运动，按运动方向原始沉积物多是水平或近于水平的层状堆可分为水平运动和垂直运动。积物，经过固结成岩作用形成坚硬岩层（沉积岩层）。沉积岩层基本上为水平岩层。水平构造131415竖直构造水平构造水平构造1617182经过水平方向构造运动作用后，岩层由构造运动使岩层发生变形和变位，形成的

6、水平状态变为倾斜状态，成为倾斜岩层。单斜构造的工程地质评价产物称为地质构造。常见的地质构造有褶皱、断层和节理。断层和节理又统称断裂构造。122.岩层的产状3岩层的产状是指岩层的空间位置，它是研2究地质构造的基础。产状用走向、倾向和倾角112倾斜岩层来表示。3道路选线与单斜构造的关系192021二、褶皱背斜岩层受力而发生弯曲变形形成褶皱。1.褶皱的核部是岩层强烈变形的部位，一般在背斜的顶部和向斜的底部发育有张拉裂隙。这些裂隙把岩层切割成块状。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角砾

7、岩带。Strike：走向Dipdirection：倾向Dip：倾角222324背斜向斜背斜向斜褶皱（美国加利福尼亚）2526273褶皱构造褶皱构造褶皱构造282930向斜、背斜核部的裂隙往往是地下水富集和流平卧褶皱（纳米比亚）褶皱与工程建设的关系动的通道。由于岩层构造变形和地下水的影响，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。2.褶皱的翼部不同于核部，具有另一类工程地132质问题。在褶皱两翼形成的倾斜岩层容易造成顺层滑动。当岩层倾向与临空面坡向一致，特别是岩层中有软弱夹层存在时应慎重对待

8、。隧道工程与褶皱的关系313233地质构造与道路工程三、节理与断层1.节理是一种发育广泛的裂隙。节理将岩层切割成块体，对岩体强度和稳定性有很大影响。岩石受力后发生变形，当作用力超过岩石节理间距越小，岩石的破碎程度就越高，岩体的的强度时，岩石的完整性会遭到破坏而发生破承载能力将明显降低。岩层中发育的节理裂隙是裂，形成断裂构造。地下水的通道，同时也会加速风化作用。断裂构造包括节理和断层。岩石破裂后，随着岩石风化程度的增强以及水对岩石的浸沿破裂面