水文地質

土木工程與水文地質勘查的應用

  一
  1 地球由外部構造與內部構造兩部分組成。地球外部有水圈,生物圈三個圈層。
  2 地球的內部構造:地殼、地幔、地核。
  3 巖漿巖成因: 有巖漿冷凝固結而形成的巖石。巖漿巖的主要化學  成分為二氧化硅。按照二氧化硅的含量可分為四類:酸性巖、中性巖、基性巖、超基性巖。
  4 巖漿巖的結構: 按結晶程度分類為,全晶質結構、半晶質結構、玻璃質結構。
  5 巖漿巖的構造:塊狀結構、流紋結構、氣孔狀結構、杏仁狀結構
  6 沉積巖:沉積巖是在地殼表層常溫常壓條件下,由先期巖石的風化產物、有機質和其他物質經過搬運、沉積和成巖等一系列地質作用而形成的巖石。
  7 沉積巖的構造: 層理分為水平層理、波狀層理、單斜層理、交錯層理;層面:結核,生物構造
  8 沉積巖的構造:碎屑結構、泥狀結構、化學結構和生物化學結構。
  9 沉積巖分類::碎屑巖、粘土巖、化學巖和生物化學巖。
  10 變質巖:為了了適應新的地質環境和物理化學條件,先期的結構,構造和礦物成分將產生一系列的改變,這種引起巖石產生結構、構造和礦物成分改變的地質作用成為變質作用,在變質作用下形成的巖石。
  11 變質巖的結構:變余結構、變晶結構、壓碎結構。
  12 變質巖的構造:板狀構造、千枚狀構造、片狀構造、塊狀構造。
  二
  1 地殼運動:又稱為構造運動,是主要由地球內引起巖石圈產生的機械運動。它是地殼產生褶皺、斷裂等各種地質構造引起海、陸分布變化,地殼隆起和凹陷,以及形成山脈,海溝,產生火山、地震等的基本原因。
  2 地質作用:是由自然動力引起地球(最主要是地慢和巖石圈)的物質組成、內部構造和地表形態發生變化的作用,地質作用又分為內動力地質作用和外動力地質作用。有內能引起的地質作用成為內動力地質作用,主要包括構造運動、巖漿活動和變質作用。由外能引起的地質作用主要由風化作用。風化地質作用,流水地質作用、冰川地質作用,重力地質作用,湖海地質作用等。
  3 沉積巖間的接觸:基本上可分為整合接觸和不整合接觸兩大類型
  4 沉積巖與巖漿巖接觸關系:可分為侵入接觸和沉積接觸兩大類。
  5 地質年表:紀(系)—名稱和代號。(必考)
  6 巖層:構造運動引起地殼巖石變形和變位,這種變形、變位被保留下來的形態成為地質構造
  7 地質構造主要類型:水平巖層、傾斜巖層、直立巖層、褶皺、斷裂。
  8 巖層產狀:巖層的空間分布狀態稱為巖層產狀。
  9 巖層產狀要素:走向、傾向、傾角。
  10 在構造運動作用下巖層產生的連續彎曲變形形態,稱為褶皺構造。褶曲有背斜和向斜兩種基本形式。
  11 斷裂構造:巖層受構造運動作用,當所受的構造應力超過巖石強度時,巖石的連續完整性遭到破壞,產生斷裂,稱為斷裂構造。按照斷裂后兩側巖層沿斷裂面有無明顯相對位移,又分節理和斷層兩種類型。
  12 節理按成因:分為原生節理、構造節理和表生節理。
  13 斷層要素:斷層面·斷層線、斷盤·斷距。
  14 按斷層上、下兩盤相對運動方向:分為正斷層,逆斷層和平移斷層。
  三
  1、河流的地質作用:侵蝕作用、搬運作用·沉積作用。流水搬運非為物理搬運和化學搬運,物理搬運可分為懸浮式、跳躍式、滾動式。
  2、河流階地:河谷內河流侵蝕或沉積作用形成的階梯狀地形稱為階地或臺地。
  3、地下水:埋藏條件分:上層滯水、潛水承壓水(共相對應得參數和意義)。含水層性質:空隙水、裂隙水、巖溶水。
  4、說在巖石中的狀態:氣態水,吸著水,薄膜水,毛細水,固態水。
  5、巖石的主要水理性質:溶水性、持水性、給水性、透水性:對于以上各種類型的水的概念以及他們的分布情況要詳細了解)
  6、地下水混凝土的侵蝕:溶出侵蝕,硫酸鹽侵蝕、碳酸侵蝕、一般酸性侵蝕、鎂鹽侵蝕。
  7、地下水位上升引起的工程問題①增強地下水的腐蝕性②引起不良地質現象 ③沙土液化,流砂、管涌、基坑突涌④、影響洞室和基礎安全
  8、地下水下降引起的工程問題①海(咸)水入侵②地裂縫的產生和復活③地下水枯竭和地質惡化④地面下沉
  四
  1、風化作用:地殼表層的巖石在陽光、風、電、大氣降水、氣溫變化等外營力作用下及生物活動因素的影響下,會引起巖石礦物成分和化學成分以及結構構造的變化,使巖石逐漸發生破壞的過程。影響巖石風化的主要因素:巖性、地質構造、氣候、地形。
  2、影響巖石風化的因素:巖性:巖石的成因、礦物成分,結構和構造,地質構造,氣候,地形。
  3、巖石按堅硬程度劃分:硬質巖、軟質巖。土按顆粒級配的分類(根  據土顆粒的形狀、級配或塑性指數分為):碎石類土,砂類土、粉土、粘性土。
  4、黃土具備以下特征:(共六)P112
  (1)顏色為淡黃、褐黃或灰黃色
  (2)以粉土顆粒為主,約占60%70%
  (3)含各種可溶鹽 主要富含碳酸鈣,含量達:10%-30}對黃土顆粒有一定的膠結作用,常以鈣質結核的形式存在,又稱姜石。
  (4)結構疏松,空隙多且大,孔隙度達33%-64%,有肉眼可見的大空隙、蟲孔、植物根孔等。
  (5)無層理,具柱狀節理和垂直節理,天然條件下穩定邊坡近直立。
  6)具有濕陷性。
  5、黃土的濕陷:天然黃土在一定的壓力作用下,浸水后產生突然地下沉現象。
  6、黃土地質災害防治:防水措施、地基處理。
  7、膨脹土:是一種富含親水性粘土礦物,并且隨含水量增減,體積 發生顯著脹縮變形的高塑性粘土。(膨脹土的工程性質了解)
  8、膨脹土的防治措施:1、地基的防治措施:防水保濕、地基改良措 施2、邊坡的防治措施:地表水防護、坡面加固、骨架護坡、支擋措 施
  9、軟土是天然含水量大、壓縮性高、承載力和抗剪強度很低的成軟塑一流塑狀態的粘性土。
  10、軟土的工程性質:軟土的孔隙比和含水量、軟土的透水性和壓縮性、軟土的強度、軟土的觸變性
  11、軟土地基的加固措施:砂井排水、砂墊層、生石灰樁、強夯法、旋噴注漿法、換土法。
  五
  1、崩塌:陡坡上的巖體或土體在重力或其他外力作用下,突然向下 崩落的現象。落石:陡坡上的個別巖石體塊在重力或其他外力的作用 下突然向下滾落的現象。
  2、崩落、落石的地形地貌條件:
  1)崩塌、落石多發生在海湖河、沖溝岸坡、高陡的山坡和人工斜坡上,地形坡度通常大
  于四十五度。
  2)峽谷陡坡時崩塌、落石密集發生的地段,因為峽谷岸坡陡峻、卸荷裂縫發育,易于崩塌、落石。
  3)山區河谷凹岸也是崩塌、落石比較集中分度的地段,因為河曲凹岸遭受側蝕,易于造成崩塌·落石
  4)沖溝岸坡和山坡陡崖巖體直立,不穩定巖體較多,時有崩塌、落石發生。
  5)丘陵和分水嶺地段崩塌、落石較少,原因是地形相對平緩,高差較小,如果開挖高邊坡也會產生崩塌、落石。(巖性條件、地質構造條件、降雨和地下水、地震對崩塌落時的影響要了解)
  3、滑坡:人工邊坡或天然斜坡上的巖土體在重力作用下,沿軟弱面或軟弱帶均有向下滑動的趨勢,一旦下滑力大于抗滑力時,巖土體就產生向下的滑移,這種現象稱為滑坡
  4、崩塌種類:傾倒崩塌、滑移崩塌、鼓脹崩塌、拉裂崩塌、錯斷崩塌。
  5、崩塌的防治:繞避、加固山坡和路塹邊坡、修筑攔擋建筑物、清除危巖、做好排水工程。
  6、滑坡的形成條件和影響因素:地形地貌條件·巖性條件·地質構造條件、水文地質條件和認為因素。
  7、按滑坡的力學特征分類:牽引式滑坡、推動式滑坡。
  8、野外識別滑坡的主要標志:地形地物標志·地層構造標志、水文地質標志。
  9、滑坡的防治:避開滑坡的危害、排除地表水和地下水,抗滑支擋、,減重反壓、其他方法。
  10、泥石流:是一種含大量泥、砂、石塊等固體物質的特殊洪流。
  11、泥石流形成必須具備三個基本條件:豐富的松散物質、充足的突發性水源、陡峻的地形條件。
  12、一條典型的泥石流溝,從上游到下游一般可以分為三個區段:形成區、流通區和沉積區
  13、巖溶:是指地表水喝地下水對可溶性巖石的長期溶蝕作用及形成的各種巖溶現象的總稱。
  14、巖溶形成必須具備四個基本條件: 可溶性巖石、巖石具有透水性、水具有溶蝕能力,流動的水。
  15、可溶巖分為:易容的鹵素鹽類、中等溶解度的硫酸鹽類、難容的 碳酸鹽類。
  16、地震:在地下深處,由于某種原因導致巖層突然破裂、或滑移、或塌陷,或由于火山噴發等產生振動,并以彈性波的形式傳遞到地表的現象。
  17 地震按成因類型分為:人工地震。構造地震火山地震、陷落地震、誘發地震
  18、地震震級:是表示地震本身大小程度的等級。地震大小由震源釋放出來的能量多少來決定,能量越大,震級越大。
  19、震級:是距離震中100KM處的標準地震儀所記錄的地震波最大振幅值的對數來表示的。
  20、地震烈度:直至地震時地面振動的強烈程度。地震烈度與震級,震源深度、距離震中距離、地震波通過截止的條件相關  經驗公式來表示震中烈度(Io)與震級(M)的關系:M=0.68Lo+0.98 21、地震對建筑物的影響  1振動破壞對建筑物的影響。振動破壞時指地震力和振動周期的破壞。 2地面破壞對建筑物的影響:地面斷裂,斜坡破壞,地基失效。
  六
  1、巖體:從地質觀點出發,巖體通常是指在地質歷史時期由各種巖石塊體自然組合形成的“巖石結構物”,具有不連續性、非均質性和各向異性的特點。
  2、巖體結構面:是指巖體中的不連續界面,通常沒有或只有較低的抗拉強度。結構面主要指巖體中的各種破裂面、夾層、充填礦脈等
  3、巖體的結構:巖體中被結構面切割而產生的單個巖石塊體。
  4、巖體結構類型:整體狀結構、塊狀結構、層狀結構,碎裂狀結構、散體狀結構。
  5、地應力:是指地殼巖體處在未經人為擾動的天然狀態下所具有的內應力,也稱為初始應力或天然應力。應力基本規律:
  1)、在地殼淺部,地應力的垂直分量6v于巖體自重力,地應力的水平分量6H大于垂直分量6v 。
  2)在地殼深部,兩者漸趨一致,甚至6v大于6H,
  3)水平分6H存在各向異性。
  4、最大主應力在平坦地區或深部受構造方向控制,而在山區則和地形相關,在淺層往往平行于山坡方向。
  5、由于多數巖體都經歷多次地質構造運動,組成巖石的各種礦物的物理力學性質也不相同, 因而地應力中的一部分己“封閉”或“凍結”狀態存在于巖石中。(圍巖應力的變化規律一定要了解)張裂塌落、劈裂塌落、劈裂剝落、彎折內鼓。巖爆、塑性擠出、膨脹內鼓。
  6、造成地下洞室大量突水的條件是:
  1)洞室通過溶洞發育的石灰巖地段,尤其遇到地下暗河系統的時候可能有大量的突水,突水量一般在幾十至幾前噸每小時
  2)洞室車通過厚實的含水砂礫石層,其突水量可達幾百噸每小時。
  3)遇到富含水的斷層破碎帶,特別是它又與地表水聯通時,也會發生大量的突水,突水量一般在幾十至幾百噸每小時
  七
  1、基礎:建筑物下部直接與土層、巖層接觸的部位。
  2、基礎的主要分類:
  (1)按埋置深度劃分:淺基礎、深基礎。
  (2)按基礎材料劃分:磚基礎、毛石基礎、灰土基礎、三合土基礎、混凝土基礎、鋼筋混凝土基礎。
  (3)按基礎構造形式劃分:條形基礎、獨立基礎、筏形基礎、箱形基礎。
  (4)深基的類型:樁基、沉井、地下連續墻。
  (5)按基礎受力性質劃分:剛性基礎,柔性基礎
  八
  1、邊坡包括天然斜坡和人工開挖的邊坡。
  2、邊坡巖體變形破壞的基本形式可概括為:松動、松弛張裂、蠕動、 剝落、崩塌、滑坡等。
  3、影響邊坡穩定性的主要影響因素有:巖土類型、地質構造、巖土體構造、水文條件、風化作用、人類活動等。
  4、邊坡變形破壞的防治措施:放緩邊坡、抗滑擋土墻、抗滑樁,錨桿(錨索)、格夠加固、注漿加固,排水工程·邊坡綠化
  九
  1、工程勘察等級:根據工程重要性等級,場地復雜程度等級分為:甲乙丙三級
  2、勘察階段的步驟:可行性研究勘察(選址勘察)、初步勘察、詳細勘察、施工勘察。
  3、勘察報告的內容
  (1,委托單位,場地位置、工作簡況、勘察的目的、要求和任務、以往的勘查工作及已有資料情況
  (2勘察方法及勘察工作量不知,包括各項勘察工作的數量不知及依據,工程地質測繪、勘察、取樣、室內試驗、原位測試等方法的必要說明。
  3)場地工程地質條件分析,包括地形地貌、地層巖性、地質構造、水文地質和不良地質現象、天然建筑材料等內容,對場地穩定性和適宜性做出評價。
  4)巖土參數的分析與選用,包括各項巖土性質指標的測試成果及其可靠性和適宜性,評價其變異性,提出其標準值。
  5)工程施工和運營期間可能發生的工程地質問題的預測及監控、預防措施的建議。
  6)根據地質和巖土條件、工程結構特點及場地環境情況,提出地  基基礎方案,不良地質現象整治方案,開挖和邊坡加固方案等巖土利用 、整治和改造方案的建議,并進行技術經濟論證。
  7)對建筑結構設計和檢測工作的建議,工程施工和使用期間應注意的問題,下一步工程地質勘察工作的建議等
  4、巖土參數的標準值:是地質工程設計時候所采用的基本代表值是巖土參數的可靠性估值。