水文地質(zhì)

土木工程與水文地質(zhì)勘查的應(yīng)用

  一
  1 地球由外部構(gòu)造與內(nèi)部構(gòu)造兩部分組成。地球外部有水圈,生物圈三個(gè)圈層。
  2 地球的內(nèi)部構(gòu)造:地殼、地幔、地核。
  3 巖漿巖成因: 有巖漿冷凝固結(jié)而形成的巖石。巖漿巖的主要化學(xué)  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(jié)構(gòu): 按結(jié)晶程度分類為,全晶質(zhì)結(jié)構(gòu)、半晶質(zhì)結(jié)構(gòu)、玻璃質(zhì)結(jié)構(gòu)。
  5 巖漿巖的構(gòu)造:塊狀結(jié)構(gòu)、流紋結(jié)構(gòu)、氣孔狀結(jié)構(gòu)、杏仁狀結(jié)構(gòu)
  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(fēng)化產(chǎn)物、有機(jī)質(zhì)和其他物質(zhì)經(jīng)過(guò)搬運(yùn)、沉積和成巖等一系列地質(zhì)作用而形成的巖石。
  7 沉積巖的構(gòu)造: 層理分為水平層理、波狀層理、單斜層理、交錯(cuò)層理;層面:結(jié)核,生物構(gòu)造
  8 沉積巖的構(gòu)造:碎屑結(jié)構(gòu)、泥狀結(jié)構(gòu)、化學(xué)結(jié)構(gòu)和生物化學(xué)結(jié)構(gòu)。
  9 沉積巖分類::碎屑巖、粘土巖、化學(xué)巖和生物化學(xué)巖。
  10 變質(zhì)巖:為了了適應(yīng)新的地質(zhì)環(huán)境和物理化學(xué)條件,先期的結(jié)構(gòu),構(gòu)造和礦物成分將產(chǎn)生一系列的改變,這種引起巖石產(chǎn)生結(jié)構(gòu)、構(gòu)造和礦物成分改變的地質(zhì)作用成為變質(zhì)作用,在變質(zhì)作用下形成的巖石。
  11 變質(zhì)巖的結(jié)構(gòu):變余結(jié)構(gòu)、變晶結(jié)構(gòu)、壓碎結(jié)構(gòu)。
  12 變質(zhì)巖的構(gòu)造:板狀構(gòu)造、千枚狀構(gòu)造、片狀構(gòu)造、塊狀構(gòu)造。
  二
  1 地殼運(yùn)動(dòng):又稱為構(gòu)造運(yùn)動(dòng),是主要由地球內(nèi)引起巖石圈產(chǎn)生的機(jī)械運(yùn)動(dòng)。它是地殼產(chǎn)生褶皺、斷裂等各種地質(zhì)構(gòu)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(chǎn)生火山、地震等的基本原因。
  2 地質(zhì)作用:是由自然動(dòng)力引起地球(最主要是地慢和巖石圈)的物質(zhì)組成、內(nèi)部構(gòu)造和地表形態(tài)發(fā)生變化的作用,地質(zhì)作用又分為內(nèi)動(dòng)力地質(zhì)作用和外動(dòng)力地質(zhì)作用。有內(nèi)能引起的地質(zhì)作用成為內(nèi)動(dòng)力地質(zhì)作用,主要包括構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、巖漿活動(dòng)和變質(zhì)作用。由外能引起的地質(zhì)作用主要由風(fēng)化作用。風(fēng)化地質(zhì)作用,流水地質(zhì)作用、冰川地質(zhì)作用,重力地質(zhì)作用,湖海地質(zhì)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(guān)系:可分為侵入接觸和沉積接觸兩大類。
  5 地質(zhì)年表:紀(jì)(系)—名稱和代號(hào)。(必考)
  6 巖層:構(gòu)造運(yùn)動(dòng)引起地殼巖石變形和變位,這種變形、變位被保留下來(lái)的形態(tài)成為地質(zhì)構(gòu)造。
  7 地質(zhì)構(gòu)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(chǎn)狀:巖層的空間分布狀態(tài)稱為巖層產(chǎn)狀。
  9 巖層產(chǎn)狀要素:走向、傾向、傾角。
  10 在構(gòu)造運(yùn)動(dòng)作用下巖層產(chǎn)生的連續(xù)彎曲變形形態(tài),稱為褶皺構(gòu)造。褶曲有背斜和向斜兩種基本形式。
  11 斷裂構(gòu)造:巖層受構(gòu)造運(yùn)動(dòng)作用,當(dāng)所受的構(gòu)造應(yīng)力超過(guò)巖石強(qiáng)度時(shí),巖石的連續(xù)完整性遭到破壞,產(chǎn)生斷裂,稱為斷裂構(gòu)造。按照斷裂后兩側(cè)巖層沿?cái)嗔衙嬗袩o(wú)明顯相對(duì)位移,又分節(jié)理和斷層兩種類型。
  12 節(jié)理按成因:分為原生節(jié)理、構(gòu)造節(jié)理和表生節(jié)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(duì)運(yùn)動(dòng)方向:分為正斷層,逆斷層和平移斷層。
  三
  1、河流的地質(zhì)作用:侵蝕作用、搬運(yùn)作用·沉積作用。流水搬運(yùn)非為物理搬運(yùn)和化學(xué)搬運(yùn),物理搬運(yùn)可分為懸浮式、跳躍式、滾動(dòng)式。
  2、河流階地:河谷內(nèi)河流侵蝕或沉積作用形成的階梯狀地形稱為階地或臺(tái)地。
  3、地下水:埋藏條件分:上層滯水、潛水承壓水(共相對(duì)應(yīng)得參數(shù)和意義)。含水層性質(zhì):空隙水、裂隙水、巖溶水。
  4、說(shuō)在巖石中的狀態(tài):氣態(tài)水,吸著水,薄膜水,毛細(xì)水,固態(tài)水。
  5、巖石的主要水理性質(zhì):溶水性、持水性、給水性、透水性:對(duì)于以上各種類型的水的概念以及他們的分布情況要詳細(xì)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(wèn)題①增強(qiáng)地下水的腐蝕性②引起不良地質(zhì)現(xiàn)象 ③沙土液化,流砂、管涌、基坑突涌④、影響洞室和基礎(chǔ)安全
  8、地下水下降引起的工程問(wèn)題①海(咸)水入侵②地裂縫的產(chǎn)生和復(fù)活③地下水枯竭和地質(zhì)惡化④地面下沉
  四
  1、風(fēng)化作用:地殼表層的巖石在陽(yáng)光、風(fēng)、電、大氣降水、氣溫變化等外營(yíng)力作用下及生物活動(dòng)因素的影響下,會(huì)引起巖石礦物成分和化學(xué)成分以及結(jié)構(gòu)構(gòu)造的變化,使巖石逐漸發(fā)生破壞的過(guò)程。影響巖石風(fēng)化的主要因素:巖性、地質(zhì)構(gòu)造、氣候、地形。
  2、影響巖石風(fēng)化的因素:巖性:巖石的成因、礦物成分,結(jié)構(gòu)和構(gòu)造,地質(zhì)構(gòu)造,氣候,地形。
  3、巖石按堅(jiān)硬程度劃分:硬質(zhì)巖、軟質(zhì)巖。土按顆粒級(jí)配的分類(根  據(jù)土顆粒的形狀、級(jí)配或塑性指數(shù)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(dá):10%-30}對(duì)黃土顆粒有一定的膠結(jié)作用,常以鈣質(zhì)結(jié)核的形式存在,又稱姜石。
  (4)結(jié)構(gòu)疏松,空隙多且大,孔隙度達(dá)33%-64%,有肉眼可見(jiàn)的大空隙、蟲孔、植物根孔等。
  (5)無(wú)層理,具柱狀節(jié)理和垂直節(jié)理,天然條件下穩(wěn)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(chǎn)生突然地下沉現(xiàn)象。
  6、黃土地質(zhì)災(zāi)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(fā)生顯著脹縮變形的高塑性粘土。(膨脹土的工程性質(zhì)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(hù)、坡面加固、骨架護(hù)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(qiáng)度很低的成軟塑一流塑狀態(tài)的粘性土。
  10、軟土的工程性質(zhì):軟土的孔隙比和含水量、軟土的透水性和壓縮性、軟土的強(qiáng)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(qiáng)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(xiàn)象。落石:陡坡上的個(gè)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(xiàn)象。
  2、崩落、落石的地形地貌條件:
  1)崩塌、落石多發(fā)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(shí)崩塌、落石密集發(fā)生的地段,因?yàn)閸{谷岸坡陡峻、卸荷裂縫發(fā)育,易于崩塌、落石。
  3)山區(qū)河谷凹岸也是崩塌、落石比較集中分度的地段,因?yàn)楹忧及对馐軅?cè)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(wěn)定巖體較多,時(shí)有崩塌、落石發(fā)生。
  5)丘陵和分水嶺地段崩塌、落石較少,原因是地形相對(duì)平緩,高差較小,如果開挖高邊坡也會(huì)產(chǎn)生崩塌、落石。(巖性條件、地質(zhì)構(gòu)造條件、降雨和地下水、地震對(duì)崩塌落時(shí)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(dòng)的趨勢(shì),一旦下滑力大于抗滑力時(shí),巖土體就產(chǎn)生向下的滑移,這種現(xiàn)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(cuò)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(zhì)構(gòu)造條件、水文地質(zhì)條件和認(rèn)為因素。
  7、按滑坡的力學(xué)特征分類:牽引式滑坡、推動(dòng)式滑坡。
  8、野外識(shí)別滑坡的主要標(biāo)志:地形地物標(biāo)志·地層構(gòu)造標(biāo)志、水文地質(zhì)標(biāo)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(zhì)的特殊洪流。
  11、泥石流形成必須具備三個(gè)基本條件:豐富的松散物質(zhì)、充足的突發(fā)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(gè)區(qū)段:形成區(qū)、流通區(qū)和沉積區(qū)
  13、巖溶:是指地表水喝地下水對(duì)可溶性巖石的長(zhǎng)期溶蝕作用及形成的各種巖溶現(xiàn)象的總稱。
  14、巖溶形成必須具備四個(gè)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(dòng)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?qū)е聨r層突然破裂、或滑移、或塌陷,或由于火山噴發(fā)等產(chǎn)生振動(dòng),并以彈性波的形式傳遞到地表的現(xiàn)象。
  17 地震按成因類型分為:人工地震。構(gòu)造地震、火山地震、陷落地震、誘發(fā)地震
  18、地震震級(jí):是表示地震本身大小程度的等級(jí)。地震大小由震源釋放出來(lái)的能量多少來(lái)決定,能量越大,震級(jí)越大。
  19、震級(jí):是距離震中100KM處的標(biāo)準(zhǔn)地震儀所記錄的地震波最大振幅值的對(duì)數(shù)來(lái)表示的。
  20、地震烈度:直至地震時(shí)地面振動(dòng)的強(qiáng)烈程度。地震烈度與震級(jí),震源深度、距離震中距離、地震波通過(guò)截止的條件相關(guān)  經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)表示震中烈度(Io)與震級(jí)(M)的關(guān)系:M=0.68Lo+0.98 21、地震對(duì)建筑物的影響  1振動(dòng)破壞對(duì)建筑物的影響。振動(dòng)破壞時(shí)指地震力和振動(dòng)周期的破壞。 2地面破壞對(duì)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(zhì)觀點(diǎn)出發(fā),巖體通常是指在地質(zhì)歷史時(shí)期由各種巖石塊體自然組合形成的“巖石結(jié)構(gòu)物”,具有不連續(xù)性、非均質(zhì)性和各向異性的特點(diǎn)。
  2、巖體結(jié)構(gòu)面:是指巖體中的不連續(xù)界面,通常沒(méi)有或只有較低的抗拉強(qiáng)度。結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu):巖體中被結(jié)構(gòu)面切割而產(chǎn)生的單個(gè)巖石塊體。
  4、巖體結(jié)構(gòu)類型:整體狀結(jié)構(gòu)、塊狀結(jié)構(gòu)、層狀結(jié)構(gòu),碎裂狀結(jié)構(gòu)、散體狀結(jié)構(gòu)。
  5、地應(yīng)力:是指地殼巖體處在未經(jīng)人為擾動(dòng)的天然狀態(tài)下所具有的內(nèi)應(yīng)力,也稱為初始應(yīng)力或天然應(yīng)力。應(yīng)力基本規(guī)律:
  1)、在地殼淺部,地應(yīng)力的垂直分量6v于巖體自重力,地應(yīng)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(yīng)力在平坦地區(qū)或深部受構(gòu)造方向控制,而在山區(qū)則和地形相關(guān),在淺層往往平行于山坡方向。
  5、由于多數(shù)巖體都經(jīng)歷多次地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng),組成巖石的各種礦物的物理力學(xué)性質(zhì)也不相同, 因而地應(yīng)力中的一部分己“封閉”或“凍結(jié)”狀態(tài)存在于巖石中。(圍巖應(yīng)力的變化規(guī)律一定要了解)張裂塌落、劈裂塌落、劈裂剝落、彎折內(nèi)鼓。巖爆、塑性擠出、膨脹內(nèi)鼓。
  6、造成地下洞室大量突水的條件是:
  1)洞室通過(guò)溶洞發(fā)育的石灰?guī)r地段,尤其遇到地下暗河系統(tǒng)的時(shí)候可能有大量的突水,突水量一般在幾十至幾前噸每小時(shí)
  2)洞室車通過(guò)厚實(shí)的含水砂礫石層,其突水量可達(dá)幾百噸每小時(shí)。
  3)遇到富含水的斷層破碎帶,特別是它又與地表水聯(lián)通時(shí),也會(huì)發(fā)生大量的突水,突水量一般在幾十至幾百噸每小時(shí)
  七
  1、基礎(chǔ):建筑物下部直接與土層、巖層接觸的部位。
  2、基礎(chǔ)的主要分類:
  (1)按埋置深度劃分:淺基礎(chǔ)、深基礎(chǔ)。
  (2)按基礎(chǔ)材料劃分:磚基礎(chǔ)、毛石基礎(chǔ)、灰土基礎(chǔ)、三合土基礎(chǔ)、混凝土基礎(chǔ)、鋼筋混凝土基礎(chǔ)。
  (3)按基礎(chǔ)構(gòu)造形式劃分:條形基礎(chǔ)、獨(dú)立基礎(chǔ)、筏形基礎(chǔ)、箱形基礎(chǔ)。
  (4)深基的類型:樁基、沉井、地下連續(xù)墻。
  (5)按基礎(chǔ)受力性質(zhì)劃分:剛性基礎(chǔ),柔性基礎(chǔ)
  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(dòng)、松弛張裂、蠕動(dòng)、 剝落、崩塌、滑坡等。
  3、影響邊坡穩(wěn)定性的主要影響因素有:巖土類型、地質(zhì)構(gòu)造、巖土體構(gòu)造、水文條件、風(fēng)化作用、人類活動(dòng)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(jí):根據(jù)工程重要性等級(jí),場(chǎng)地復(fù)雜程度等級(jí)分為:甲乙丙三級(jí)
  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(xì)勘察、施工勘察。
  3、勘察報(bào)告的內(nèi)容
  (1,委托單位,場(chǎng)地位置、工作簡(jiǎn)況、勘察的目的、要求和任務(wù)、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(xiàng)勘察工作的數(shù)量不知及依據(jù),工程地質(zhì)測(cè)繪、勘察、取樣、室內(nèi)試驗(yàn)、原位測(cè)試等方法的必要說(shuō)明。
  3)場(chǎng)地工程地質(zhì)條件分析,包括地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)和不良地質(zhì)現(xiàn)象、天然建筑材料等內(nèi)容,對(duì)場(chǎng)地穩(wěn)定性和適宜性做出評(píng)價(jià)。
  4)巖土參數(shù)的分析與選用,包括各項(xiàng)巖土性質(zhì)指標(biāo)的測(cè)試成果及其可靠性和適宜性,評(píng)價(jià)其變異性,提出其標(biāo)準(zhǔn)值。
  5)工程施工和運(yùn)營(yíng)期間可能發(fā)生的工程地質(zhì)問(wèn)題的預(yù)測(cè)及監(jiān)控、預(yù)防措施的建議。
  6)根據(jù)地質(zhì)和巖土條件、工程結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及場(chǎng)地環(huán)境情況,提出地  基基礎(chǔ)方案,不良地質(zhì)現(xiàn)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(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證。
  7)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和檢測(cè)工作的建議,工程施工和使用期間應(yīng)注意的問(wèn)題,下一步工程地質(zhì)勘察工作的建議等
  4、巖土參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)值:是地質(zhì)工程設(shè)計(jì)時(shí)候所采用的基本代表值是巖土參數(shù)的可靠性估值。