自考土力学总结(7400字)

发表于:2018.3.23来自:www.ttfanwen.com字数:7400 手机看范文

工程地质及土力学-----2014版教材

第一章:岩石与地质构造

第一节:地球与地壳

1:地震波分为纵波(P波)和横波(S波)。纵波可以通过固体和流体,速度较快;横波只

能通过固体,速度较慢

2:地球的内部结构分为:地壳、地幔、地核。地核分为内核和外核,外核是液体,内核

是固体

3:年代底层单位:宇、界、系、统。

地质年代单位:宙、代、纪、世。

第二节:造岩矿物

1:矿物:在各种地质作用下形成的具有相对固定化学成分和物理性质的均质物体,是组成

岩石的基本单位。

构成岩石主要成分的矿物称为造岩矿物;主要包括:正长石、斜长石、石英、角闪石类矿

物、辉石类矿物、橄榄石、方解石。

矿物主要的物理性质特征

(1)颜色:矿物的颜色是矿物对白(日)光选择吸收的表现。当矿物有选择地吸收其

中某一或某些波长的光波时,则矿物就呈现剩余波长光波的混合色。按其

不同的成因可分为自色、他色和假色。

(2)条痕色:指矿物粉末的颜色,他排除了矿物因反射所造成的色差,以去掉假色,

减弱他色,保存自色,使常见矿物的颜色更为固定,对于鉴别矿物具有实

用意义。

(3)透明度:是指矿物透光能力的大小,即光③线透过矿物的程度。矿物的透明度分

为:透明、半透明、不透明三级。

(4)光泽:矿物表面反光的的光亮程度称为光泽。矿物的光泽按其反射强弱划分如下

①金属光泽;②非金属光泽。

(5)硬度:矿物抵抗外力刻划研磨的能力称为硬度。各种矿物由于化学成分和内部结

构的不同,常具有不同的硬度,这是鉴别矿物的一个重要特征。

(6)解理与断口:矿物受到外力的作用(如敲打),其内部质点间的连接力被破坏,沿

一定的方向形成一系列光滑的破裂面的性质,称为解理。所裂开的光滑破

裂面称为解理面。不具方向性的不规则断裂面,则称为断口。

解理是反映矿物质内部质点相互连接强弱的特征。根据解理发生的完全程

度,把解理分为如下几种:①极完全解理;②完全解理;③中等解理;④

不完全解理。

2:按照矿物的化学成分大致可将矿物分为:单质矿物、化合物、含水化合物。 地壳中绝大多数矿物属于晶体矿物,少部分矿物属于胶体矿物。

3:黏土矿物是一种复合的铝—硅酸盐晶体,颗粒呈片状、由硅片和铝片构成的晶包所组

叠而成,主要分为:高岭石、蒙脱石、伊利石

高岭石:颗粒较粗,亲水能力差。

蒙脱石:颗粒较微:亲水能力强。

伊利石:介于高岭石和蒙脱石之间。

4:岩石的结构:是指组成岩石的矿物结晶程度、晶粒大小、晶体形状及相互结合的方式。

第三节:岩石成因与工程性质

1:火成岩

(1)火成岩主要由两类岩石组成:一种是岩浆作用形成的岩浆岩,另一类是非岩浆作用形

成的;火成岩主要以岩浆岩为主。

(2)根据岩浆中SiO?的相对含量,可以把岩浆岩分为:酸性岩浆、中性岩浆、基性岩浆、

超基性岩浆。越是酸性的岩浆,黏性大、温度低、不易流动;越是基性的岩浆、黏性小、温度高、容易流动。

(3)岩浆在地下深处冷凝而成的岩石称为深成岩,在浅出冷凝而成的岩石称为浅成岩 喷出地表的岩浆在地表冷凝而成的岩石称为喷出岩。

(4)火成岩主要构造特点:块状构造、流纹构造、流动构造、气孔构造、杏仁构造。

(5)常见岩浆岩:(1)酸性岩类:花岗岩、花岗斑岩、流纹岩(2)中性岩类正长岩、正长

斑岩、粗面岩、闪长岩、闪长玢岩、安山岩(3)基性岩:辉长岩、辉绿岩、玄武岩。

2:沉积岩

(1)沉积岩:沉积物经过长期的压密、重结晶、胶结等复杂的地质作用过程,硬结成岩,

这种岩石称为沉积石。

(2)常见的沉积岩:

碎屑矿物:石英、钾长石、钠长石、白云母等。

黏土矿物:高岭石、铝土等。

化学和生物成因矿物:方解石、白云石、铁锰氧化物、石膏、磷酸盐矿物、有机质等。

(3)沉积岩的结构:指沉积岩组成物质的形状、大小和结晶程度。

可分为:碎屑结构、泥质结构、化学结构、生物结构。

(4)沉积岩的构造:沉积岩在沉积过程中,或者沉积岩形成后在各种作用的影响下

其各种物质成分形成特有的空间分布和排列方式。

沉积岩的主要构造:层理构造、层面构造、结核、生物遗迹构造。

3:变质岩

(1)变质作用:岩石基本保持在固体状态下的一种转变过程。变质机制主要包括结晶 变形、变质分异三类。

(2)岩石的变质主要受物理条件和化学条件两种因素的影响。

(3)变质岩的特征:1:岩石重结晶明显。

2:岩石具有一定的结构和构造,特别是在一定压力下矿物重结晶形成的片理构造。

(4)变质岩的结构:变晶结构、碎裂机构、变余结构。

(5)变质岩的构造:片理构造、块状构造、变余构造。

(6)变质作用及形成的变质岩

a:动力变质作用:岩层由于受到构造运动所产生的强烈地应力作用,使得岩石及

其组成矿物发生变形、破碎、并常伴随一定程度的重结晶作用

b:接触变质作用:由于岩浆活动,在侵入体和围岩的接触带会产生变质现象。 c:区域变质作用:泛指在广大面积内所发生的变质作用,变质范围可达数万平方

公里

d:区域混合岩化作用:是区域变质作用进一步发展,是变质岩向混合岩浆转化并

形成混合岩的一种作用

(7)常见变质岩:片麻岩、片岩、千枚岩、板岩、大理岩、石英岩、蛇纹岩、糜棱岩、碎

裂岩。

4:影响岩石工程性质的因素。

影响的因素是多方面的,主要的有两方面:一是形成岩石的组成部分、结构与构造及成因等;二是分化和水等外部因素的影响。

(1)矿物成分:组成岩石的矿物是直接影响岩石基本性质的主要因素

(2)结构:岩石的结构特征大致可分为两类:一类是结晶联结的岩石,另一类是胶

结联结的岩石

(3)构造:构造对岩石的物理力学性质的影响主要指矿物成分在岩石中分布的不均

匀性和结构的不连续性,使岩石强度具有各向异性性质

(4)风化作用:自岩石形成后,地表岩石就受到风化作用的影响,严重影响岩石的

物理力学性质

第四节:岩层与地质构造

岩层

1:岩层:指由两个平行的或近于平行的界面所限制的岩性相同或近似的层状岩石。 2:岩层的产状:岩层在地壳中的空间方位。

分类:水平岩层、倾斜岩层、直立岩层、倒转岩层。

3:岩层的产状要素:走向、倾向、倾角。

4:岩层的接触关系:整合接触、不整合接触

整合接触:当地壳处于相对稳定下降的情况下,形成连续沉积的岩层中,老岩层在 上,新岩层在上,且没有出现缺失岩层现象。

整合接触的特点:岩层是相互平行的,时代是连续的,岩性和古生物特征是递变的。 不整合接触:由于构造运动会中断地层的沉降过程,从而形成时代不相连续的岩层 两套岩层中间的不连续面称为不整合面

平行不整合:不整合面上下两套岩层的产状彼此平行,但不是连续沉积的,两套岩层的岩

性和其中的化石群也有显著的不同。

角度不整合:不整合面上下两套岩层角度相交,上覆岩层覆盖于倾斜岩层侵蚀面之上 岩层时代是不连续的,岩性和古生物特征是突变的。

褶皱

1:褶皱:岩层在构造运动或地应力作用下,岩层的原始产状会发生改变,其中构造运动

使岩层发生倾斜或形成各式各样的弯曲。

2:褶皱构造的基本形式:向斜、背斜

向斜:褶曲的核部是新岩层两翼为老岩层

背斜:褶曲的核部为老岩层两翼为新岩层

3:形成褶皱的方式多种多样,一般按褶皱的产状、形态和组合形态分类

根据横剖面产状,结合两侧产状可将褶皱分为:直立褶皱、斜立褶皱、倒转褶皱、平

卧褶皱、翻卷褶皱。

根据纵向枢纽产状,可将褶皱分为水平褶皱、倾伏褶皱

断层

1:断层:岩块沿着断裂面有明显位移的断裂构造。

2:断层的几何要素:断层面、断层线、段盘和位移。

断层面:岩层或岩体断开后,两侧岩体沿着断裂面发生显著位移,这个断裂面称为断

层面

断层线:断层面与地面的交线称为断层线。

断盘:断层面两侧发生显著位移的岩块称为断盘。

位移:断层两盘的相对位移统称位移。

3:断层的分类:正断层、逆断层

正断层:上盘相对下降、下盘相对上升的断层。

逆断层:上盘相对上升、下盘相对下降的断层。

第五节:第四纪沉积物及地貌。

1:第四纪是地球历史发展的最新阶段,也是生物界发展的最新阶段。具体表现为现代海

陆分布及地貌起伏格局已经形成,但新构造运动扔很强烈,气候变化和气候波动扔很 频繁,周期性地出现冰川活动,黄土开始在地表大面积堆积,特别是出现了有智能的 人类,称为改造地球的新动力。

2:第四纪沉积物是指第四纪时期因地质作用所沉积的物质。

(1)残积物:岩石风化后未经搬运而残留于原地的土。

(2)坡积物:坡积物是残积物经水流搬运,顺坡移动堆积而成的土。

(3)洪积物:山洪带来的碎屑物质,在山沟的出口处堆积而成的土层。

(4)冲积物:河流流水的地质作用将两岸基岩及其上部覆盖的坡积、洪积物质剥蚀后

搬运、沉积在河流坡降平缓地带形成的沉积物。

(5)风积物:由风作为搬运动力,将碎屑物由风力强的地方搬运到风力弱的地方沉积

下来的土。

3:地貌:地球表面各种形态的总称,也成地形。

地表形态多种多样,其成因也不尽相同,是内、外营力的地质作用对地壳综合作用的结果 我国按照陆地地貌形态将地貌划分为平原、丘陵、山地、高原、盆地。

第二章:地下水与不良地质现象

第一节:地下水地质作用

1:地表水包括坡流、洪流和河流三种。

2:河流的侵蚀作用主要分为垂直侵蚀、向源侵蚀和侧向侵蚀作用。

3:河流的机械侵蚀则包括对河床的冲刷和对河岸的淘蚀两种作用。它使河床移动,河谷变

形,也可使河岸破坏,严重威胁河谷两岸的建筑物和构筑物的安全。

4:地下水的存在形式

(1)结合水:指受松散岩石颗粒表面及坚硬岩石孔隙壁面的静电引力大于水分子自身

重力的那部分水。

(2)重力水:指距离固相表面较远的那部分水分子,重力对它的影响大于固体表面对

它的静电引力,因而能再自身重力作用下运动。

(3)毛细水:指存在于地下水面以上松散岩石或土壤细小孔隙中的水。

(4)气态水和固态水:气态水可以随空气流动儿流动,即使空气不流动,它也能从水

汽压力大的地方向水汽压力小的地方移动。

5:地下水的基本形态

按地下水的埋藏条件划分:

(1)包气带水:在地表以下一定深度,岩石或土壤中的孔隙被重力水所充满并形成地

下水面

(2)潜水:指埋藏于地面以下第一个稳定隔水层以上并且具有自由表面的重力水。

(3)承压水:充满于上、下两个稳定隔水层之间的含水层中的地下水、

按含水介质不同划分:

(1)孔隙水:主要赋存于松散沉积物颗粒构成的孔隙中,并且通常以连续的层状分布

(2)裂隙水:指贮存于岩石裂隙中的地下水。

(3)岩溶水:指贮存于可溶岩中的溶蚀裂隙、溶穴、暗河中的地下水。

第二节:岩溶

1:岩溶作用:由地下水对岩石、矿物等的溶解所产生的破坏作用称为地下水的化学溶蚀

作用,国外称喀斯特作用。

2:岩溶地质灾害:岩溶地质灾害的形式主要为岩溶塌陷。

治理岩溶塌陷的主要工程措施:填堵、强夯、跨越、灌注、深基础、疏排围改治理、平衡

地下水气压力以及综合治理等方法

3: 岩溶形态:1溶沟、石芽和石林 2落水洞 3溶斗与溶洼 4盲谷 5丘丛、峰丛、

峰林和孤峰 6溶洞与地下河 7溶蚀盆地 8溶洞沉积物

第三节:滑坡与崩塌

1:滑坡:斜坡上的岩体(土体),沿着贯通的剪切破坏面(带)产生以水平向为主的

动。

2:影响斜坡稳定性的因素

(1)主导因素:长期作用因素,岩土体类型和性质,地质构造和岩土体结构,风化作用、

地下水活动等。

(2)触发因素:临时起作用的因素,如地震、洪水、暴雨、人类工程活动等。

3:斜坡变性破坏的防治

“以防为主”“及时治理”原则。主要措施为提高抗滑力和减小下压力。

(1)边坡支挡工程

(2)排水措施

(3)减载与反压

(4)其他措施:如在斜坡面上喷水泥浆

4:识别滑坡的标志

(1)地形地貌方面:滑坡形态特征、阶地、夷平面高程对比。

(2)地质构造方面:滑体上产生小型褶曲和断裂现象,滑体结构松散、破碎。

(3)水文地质方面:结构破碎→透水性增高→地下水径流条件改变→滑体表面出现

积水洼地或湿地。

(4)植被方面:马刀树、醉汉林。

(5)滑动面的鉴别:勘探:钻探。变形监测:钻孔倾斜仪。

5:滑坡的分类

(1)按滑坡体的主要物质组成及其与地质构造的关系,可分为1、覆盖层滑/2、基

岩滑坡3、特殊滑坡。

(2)按滑坡体的厚度,可划分1、浅层滑2、中层滑坡3、深层滑坡4、超深层滑坡。

(3)按滑坡规模的大小,可划分为小型(滑坡体的体积<3万m?)、中型(30-50万

m?)、大型(50-300万m?)和巨型滑坡(>300万m?)。

(4)按滑坡形成的年代,可划分1、新滑坡2、古滑坡。

(5)按发生滑坡的力学条件,可划分1、牵引力滑坡2、推动式滑坡。

6:滑坡的治理

滑坡的治理原则是:预防为主,防治结合;查明情况,对症下药;综合整治,有主

有次;早治小治,贵在及时;力求根治,以防后患;因地制宜,就地取材;安全经济,正确施工。

措施:1绕避滑坡;2削坡减载;3支挡;4排水防水。

7:滑坡的发育过程:

(1)蠕动变形阶段(2)滑坡破坏阶段(形成醉林)(3)渐趋稳定阶段

8:滑坡的稳定安全系数K:

当K<1时,发生滑坡;当K≥1时,滑坡体稳定或处于极限平衡状态

9:崩塌:斜坡岩土体沿斗倾的拉裂面破坏、突然脱离母体而快速移动、翻滚和坠落 产生条件及影响因素:

1地形条件。2岩性和节理。3地质构造条件。4环境条件的变化。

崩塌的防治

崩塌的主要治理措施

(1)削缓陡崖

(2)堵塞裂隙,提高危岩的稳定性

(3)引导地表水,以免岩石强度发生迅速变化

(4)对斜坡铺砌覆盖,以防止岩坡风化

第四节:泥石流

1:泥石流是发生在山区的一种携带有大量泥沙、石块的暂时性湍急水流

2

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(1)地形条件:泥石流总是发生在陡峻的山岳地区,一般是顺着坡降较大的狭窄沟谷

活动,每一处泥石流自成一个流域。

(2)地质条件:山区的地质条件直接影响泥石流松散固体物质的来源。

(3)气象水文条件:泥石流的形成必须有强烈的地表径流作为动力条件。

3:泥石流的防治措施

泥石流的防治应贯彻综合治理、以人为本和因地制宜、讲求实效的原则。具体防治措施分为

生物措施和工程措施

(1)生物措施:恢复或培育植被,在崩塌地段绝对禁止耕作。

(2)工程措施:拦挡工程、蓄水及引水工程等。

第五节:地震

1:地震:由于地球内部能量瞬间释放,从而引发大小不等、形式多样的地壳震动现象 2:地震烈度:地震对地表建筑物等破坏强弱的程度。

一次地震只有一个震级,但是有多个烈度。一般来说,在其他条件相同的情况下,震级越大,震中烈度也越大,地震影响波及范围越广。如果震级相同,则震源越浅,对地表的破坏性越大。

3:地震类型。

(1)按震源深度分为:浅源地震、中源地震、深源地震。

4:震中距:从观测点到震中的距离

5:震级是表征地震强弱程度的一个物理量,可按震级对地震进行等级划分它与地震释放出来的能量大小相关

按震级分类:超微震、微震、弱震、强震、大震

6:根据诱发原因分类:构造地震、火山地震、冲击地震、人工地震或诱发地震。

7:地震对建筑物可能产生的不利影响

(1)地震力效应

(2)地震破裂效应

(3)地震液化效应

(4)地震激发地质灾害效应等破坏效应

8:地震的破坏方式

(1)共振破坏

(2)驻波破坏

(3)相位差动破坏

(4)地震液化破坏

第六节:区域性土

软土

1:软土的基本特征:具有孔隙比大、天然含水量高、压缩性高、强度低等。 2:工程特性:

(1)天然含水量高、孔隙比大。

(2)渗透性弱、压缩性高。

(3)强度低。

(4)具有触变性。

(5)具有流动性。

3:工程措施

(1)砂井排水。

(2)砂垫层。

(3)生石灰桩。

(4)强夯。

(5)旋喷注浆法。

(6)换土。

冻土

1:温度在摄氏零度或零度以下含有固态水的各类图称为冻土

2:工程特性:冻结时膨胀,融化时下沉

3:工程措施

(1)排水。

(2)保温。

(3)改善土的性质。

(4)结构措施。

黄土

1:黄土是在干旱、半干旱气候条件下形成的一种特殊土,是第四纪的一种特殊陆相疏松

堆积物

2:工程特性:天然密度高,含水量较低,无膨胀性,崩解性很强,天然状态下抗剪较高 3:工程措施

(1)重锤表层夯实法。

(2)强夯法。

(3)垫层法。

(4)挤密桩法。

(5)预侵水法。

(6)化学加固法。

(7)桩基础法。

膨胀土

1:膨胀土是指土中黏粒成分主要由亲水性矿物组成,同时具有显著的吸水膨胀和失水收

缩两种变形特性的黏性土

2:工程特性:

(1)膨胀土的变形:膨胀土是随着含水量增减体积发生显著往复胀缩变形的高塑性土

(2)膨胀土的强度:膨胀土中新开挖出露的土体,在天然含水量的原始状态下,其抗

剪强度和弹性模量比较高,但遇水后强度显著降低。

3:工程措施

地基的防治措施

(1)防水保湿措施。

(2)地基土改良措施。

边坡的防治措施

(1)地表水防护。

(2)破面加固。

(3)骨架护坡。

(4)支挡措施。

第三章:岩土工程勘察和测试技术

第一节:岩土工程勘察的重要性

1:岩土工程勘察是为查明影响工程建筑物的地质因素而进行的地质调查研究工作。它运

用工程地质理论和各种勘察测试技术手段,为工程建筑的规划、设计、施工和使用提供该工程涉及的区域内地质资料,分析该地区的工程地质条件对该工程的适宜性,同时还研究所存在的不利地质条件,探讨解决方法。它是工程建设的先行工作、其成果资料是工程项目决策、设计和施工的重要依据。

2:河流的侵蚀作用主要分为垂直侵蚀、向源侵蚀和



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