第一章  工程地质
考纲要求：
1.熟悉工程地质对建筑结构的影响
2.了解地质岩性和地质构造
3.掌握岩体特征、地下水特征及对建筑工程的影响
第一节  工程地质对建设工程的影响
一、工程地质对建设工程选址的影响
大型建设工程的选址，工程地质的影响还要考虑区域地质构造和地质岩性形成的整体滑坡，地下水的性质、状态和活动对地基的危害。
       特殊重要的工业、能源、国防、科技和教育等方面新建项目的工程选址，要高度重视地区的地震烈度，尽量避免在高烈度地区建设。
二、工程地质对建筑结构的影响
工程地质对建筑结构的影响，主要是地质缺陷和地下水造成的地基稳定性、承载力、抗渗性、沉降等问题，对建筑结构选型、建筑材料选用、结构尺寸和钢筋配置等多方面的影响。这些影响在各个工程项目的差别较大，具体分为以下几方面：
      (1)对建筑结构选型和建筑材料选择的影响。例如，按功能要求可以选用砖混或框架结构的，因工程地质原因造成的地基承载力、承载变形及其不均匀性的问题，而要采用框架结构、筒体结构；可以选用钢筋混凝土结构的，而要采用钢结构；可以选用砌体的，而要采用混凝土或钢筋混凝土。 
 (2)对基础选型和结构尺寸的影响。有的由于地基土层松散软弱或岩层破碎等工程地质原因，不能采用条形基础，而要采用片筏基础甚至箱形基础。对较深松散地层有的要采用桩基础加固。有的耍根据地质缺陷的不同程度，加大基础的结构尺寸。
练习题：
1.在地基为松散软弱土层，建筑物基础不宜采用( 　)。
a.条形基础
b.箱形基础
c.柱下十字交叉基础
d.片筏基础
                                         答案：a
三、工程地质对工程造价的影响
       工程地质勘察作为一项基础性工作，对工程造价的影响可归结为三个方面：一是选择工程地质条件有利的路线，对工程造价起着决定作用；二是勘察资料的准确性直接影响工程造价；三是由于对特殊不良工程地质问题认识不足导致的工程造价增加。
练习题：
1.工程地质勘察作为一项基础性工作，对工程造价的影响可主要体现在(    )。
a．选择工程地质条件有利的路线，对工程造价起着决定作用
b．勘察资料的准确性，对工程造价起着决定作用
c．建筑结构的选型，对工程造价起着决定作用
d．勘察资料的准确性直接影响工程造价
e．对特殊不良工程地质问题认识不足导致的工程造价增加
                                                答案：ade
练习题：
2.应避免因工程地质勘查不详而引起工程造价增加的情况是( 　)。
a、地质对结构选型的影响
b.地质对基础选型的影响
c.设计阶段发现特殊不良地质条件
d.施工阶段发现特殊不良地质条件
                                                   答案：d
四、常见工程地质问题与防治
       (1)松散、软弱土层。
       对不满足承载力的软弱土层，如淤泥及淤泥质土，浅层的挖除，深层的可以采用振冲等方法用砂、砂砾、碎石或块石等置换。
       (7)滑坡体。斜坡内可能沿滑动面下滑的岩体称为滑坡体。滑坡发生往往与水有很大关系，渗水降低滑坡体尤其是滑动控制面的摩擦系数和黏聚力，要注重在滑坡体上方修筑截水设施，在滑坡体下方筑好排水设施。
       (8)对结构面不利交汇切割和岩体软弱破碎的地下工程围岩，地下工程开挖后，要及时采用支撑、支护和衬砌。
练习题：
1.对于不满足承载力的深层淤泥质土层，可采用(    )加固。
a．固结灌浆
b.预制桩
c．地下连续墙
d.振冲方法用砂砾置换
                                              答案：d
练习题：
2.滑坡发生往往与水有很大关系，渗水降低滑坡体尤其是滑动控制面的(    )，要注重在滑坡体上方修筑截水设施，在滑坡体下方筑好排水设施。
a.含水率
b．抗冻性
c．摩擦系数
d．黏聚力
e．倾角
答案：cd
 
 
 
 
 
 
 
 
 
第二节   地质岩性
 
一、岩石矿物特性
物理性质是鉴别矿物的主要依据。
(3)硬度
硬度
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
矿物
滑石
石膏
方解石
萤石
磷灰石
长石
石英
黄玉
 刚玉
金刚石
练习题：
1.对于(1)石膏、(2)黄玉、(3)石英、(4)方解石、(5)金刚石五种矿物的硬度按相对软硬程度依次排列的是(    )。
a ．(1)(4)(3)(2)(5)     
b ．(1)(4)(2)(3)(5)
c ．(4)(1)(3)(2)(5)    
d ．(4)(1)(2)(3)(5)
答案：a
二、岩石物理力学性质
（一）岩石的主要物理性质
 1．重量
 2．孔隙性
 3．吸水性
 4．软化性
 5．抗冻性
       岩石的抗冻性，有不同的表示方法，一般用岩石在抗冻试验前后抗压强度的降低率表示。抗压强度降低率小于25%的岩石，认为是抗冻的；大于25%的岩石，认为是非抗冻的。
练习题：
1.四种岩石的抗冻试验前后的抗压强度值如下，其中属于非抗冻的岩石是( )。
a ．200mpa，170mpa
b ．240mpa，180mpa
c ．180mpa，150mpa
d ．180mpa，130mpa
答案：d
（二）岩石主要力学性质
       1．岩石的变形
    岩石受力作用会产生变形，在弹性变形范围内用弹性      模量和泊松比两个指标表示。
   相同受力条件下，岩石的弹性模量越大，变形越小。
   泊松比越大，表示岩石受力作用后的横向变形越大。
       2．岩石的强度
       (1)抗压强度。
       (2)抗拉强度。
       (3)抗剪强度。
       三项强度中，岩石的抗压强度最高，抗剪强度居中，抗拉强度最小。抗剪强度约为抗压强度的10%—40%，抗拉强度仅是抗压强度的2%～l6%。
练习题：
1.三项强度中，( )。
 a．岩石的抗压强度最高，抗剪强度居中，抗拉强度最小
 b．岩石的抗剪强度最高，抗压强度居中，抗拉强度最小
 c．岩石的抗拉强度最高，抗剪强度居中，抗压强度最小
 d．难以确定
答案：a
2.某岩石的抗压强度为200mpa，其抗剪强度和抗拉强度可能约为( 　)。
　　a.100mpa和40mpa
　　b.60mpa和20mpa
　　c.10mpa和2mpa
　　d.5mpa和1mpa
                                                                               
                                                                                       答案：b
三、岩石成因类型及其特征
1．岩浆岩
    如花岗岩、玄武岩。
2．沉积岩
    如砂岩、石灰岩。
3．变质岩
    如大理岩、石英岩。
练习题：
1.花岗岩是( )。
a．岩浆岩   b．沉积岩
c．水成岩   d．变质岩
                                                        答案：a
2.大理岩是(    )。
 a．岩浆岩    b．沉积岩
 c．水成岩    d．变质岩
                                                 答案：d
四、土的工程性质
       1．土的孔隙比和含水量
       土的孔隙比是土中孔隙体积与土粒体积之比，反映天然土层的密实程度，一般孔隙比小于0.6的是密实的低压缩性土，大于1．0的土是疏松的高压缩性土。
       土的饱和度是土中被水充满的孔隙体积与孔隙总体积之比，饱和度sr越大，表明土孔隙中充水愈多。sr<50%是稍湿状态，sr在500%<～80%之间是很湿状态，sr>80%是饱水状态。
练习题：
 1.土的饱和度sr=55％．则其处于( )状态。
 a．饱水 b．很湿 c．稍湿 d．干燥
                                                          
                                                        答案：b
3．特殊土的工程性质
       (1)淤泥及淤泥质土。具有高含水量、高孔隙性、低渗透性、高压缩性、低抗剪强度、较显著的触变性和蠕变性等特性。
       (2)湿陷性黄土。
     地面下沉、裂缝、管道折断、坍塌。
(5)填土。
       填土分为素填土、杂填土、冲填土。
    如堆填时间超过10年的黏性土、超过5年的粉土、超过2年的砂土，均具有一定的密实度和强度，可以作为一般建筑物的天然地基。素填土地基具有不均匀性，防止建筑物不均匀沉降是填土地基的关键；杂填土是含有大量杂物的填土。试验证明，以生活垃圾和腐蚀性及易变性工业废料为主要成分的杂填土，一般不宜作为建筑物地基。主要以建筑垃圾或一般工业废料组成的杂填土，采用适当的措施进行处理后可作为一般建筑物地基。
练习题：
1.下列选项中，(    )不是淤泥及淤泥质土的特性。
    a.高含水量    b．高渗透性    
    c．高压缩性   d.高孔隙性
   
                                           答案：b
　　2.某竣工验收合格的引水渠工程，初期通水后两岸坡体出现了很长的纵向裂缝，并局部地面下沉，该地区土质可能为( 　)。
　　a.红黏土　　b.软岩
　　c.砂土   　　d.湿陷性黄土
                                                   答案：d
3．填土在工程应用上正确的采用条件是( )。   
   a．回填达2年的粉土可做一般建筑的天然地基
   b．回填达5年的黏土可做一般建筑的天然地基
   c.生括垃圾和腐蚀性成分的杂填土经处理亦可做建筑物的天然地基
   d．建筑垃圾或一般工业废料组成的杂填土，经处理可做一般建筑物的地基
                                                    答案：d
 
 
第三节   地质构造
 
一、水平构造和单斜构造
一般将岩层在空间中的位置定义为岩层产状。倾斜岩层的产状，是用岩层层面的走向、倾向和倾角三个产状要素来表示的。
             (1)岩层走向。
       (2)岩层的倾向。
       (3)岩层的倾角。
二、褶皱构造
褶曲是褶皱构造中的一个弯曲。
       褶曲的基本形态是背斜和向斜，如图1.3.2所示。背斜褶曲是岩层向上拱起的弯曲，以褶曲轴为中心向两翼倾斜。当地面受到剥蚀而露出不同地质年代的岩层时，较老的岩层ih现在褶曲的轴部，从轴部向两翼，依次出现的是较新的岩层。向斜褶曲，是岩层向下凹的弯曲，其岩层的倾向与背斜相反，两翼的岩层都向褶曲的轴部倾斜。当地面遭受剥蚀，在褶曲轴部露h的是较新的岩层，向两翼依次露出的是较老的岩层。
(1)对于深路堑和高边坡来说，当路线垂直岩层走向或路线与岩层走向平行但岩层倾向与边坡倾向相反时，对路基边坡的稳定性是有利的。不利的情况是路线走向与岩层的走向平行，边坡与岩层的倾向一致，尤其是边坡的倾角大于岩层的倾角最为不利。
      (2)对于隧道工程来说，在褶曲构造的轴部，岩层倾向发生显著变化，应力作用最集中，容易遇到工程地质问题。例如，由于岩层破碎而产生的岩体稳定问题和向斜轴部地下水的问题。一般选线从褶曲的翼部通过是比较有利的。
练习题：
1.对于深路堑的高边坡，地质条件最不利的情况是( )。
a．线路垂直岩层走向
b．线路平行岩层走向，岩层倾向与边坡倾向相反
c.线路平行岩层走向，岩层倾向与边坡倾向一致，且边坡倾角小
d．线路平行岩层走向，岩层倾向与边坡倾向一致，且边坡倾角大
答案：d
    2.道路选线难以避开地质缺陷，但尽可能使路线( )。
　　a.处于顺向坡上方
　　b.处于顺向坡下方
　　c.与岩层面走向接近正交
　　d.与岩层面走向接近平行
                                                     答案：c
三、断裂构造
       1．裂隙
       裂隙，也称为节理，是存在于岩体中的裂缝。
       (2)非构造裂隙。
       岩体中的裂隙，在工程上除有利于开挖外，对岩体的强度和稳定性均有不利的影响。其破坏了岩体的整体性，促进了岩体的风化速度，增强了岩体的透水性，进而使岩体的强度和稳定性降低。当裂隙主要发育方向与路线走向平行，倾向与边坡一致时，不论岩体的产状如何，路堑边坡都容易发生崩塌等不稳定现象。在路基施工中，如果岩体存在裂隙，还会影响爆破作业的效果。
2．断层
(1)断层要素。
①断层面和破碎带。
②断层线。
③断盘。
④断距。
(3)断层对工程建设的影响。由于岩层发生强烈的断裂变动，致使岩体裂隙增多、岩石破碎、风化严重、地下水发育，从而降低了岩石的强度和稳定性，对工程建筑造成种种不利的影响。
①公路工程路线布局，应尽量避开大的断层破碎带。
②在断层发育地带修建隧道，在确定隧道平面布置时间，应尽量设法避开。
练习题：
1．岩层存在风化裂隙的后果有( )。
a．加速岩体的风化速度 
b．破坏岩体的整体性 
c．降低了岩体的透水性   
d．有利于人工开挖   
e．有利于爆破开挖
答案：abd
练习题：
2．断层一般由( )组成。
a．断层面和破碎带 
b．断层线 
c．断盘
d．断距 
e．断体
答案：abcd
四、地震的震级和烈度
       1．地震震源
       震源是深部岩石破裂产生地壳震动的发源地。震源在地面上的垂直投影称为震中。
       2．地震震级
       地震是依据所释放出来的能量多少来划分震级的。释放出来的能量越多，震级就越大。中国科学院将地震震级分为五级：微震、轻震、强震、烈震和大灾震。
        3．地震烈度
        地震烈度，是指某一地区的地面和建筑物遭受一次地震破坏的程度。
        地震烈度又可分为基本烈度、建筑场地烈度和设计烈度。基本烈度代表一个地区的最大地震烈度。设计烈度是抗震设计所采用的烈度，是根据建筑物的重要性、永久性、抗震性以及工程的经济性等条件对基本烈度的调整。
        4．震级与烈度的关系
        一般情况下，震级越高、震源越浅，距震中越近，地震烈度就越高。一次地震只有一个震级，但震中周围地区的破坏程度，随距震中距离的加大而逐渐减小，形成多个不同的地震烈度区，它们由大到小依次分布
练习题：
1.(    )代表一个地区的最大地震烈度。
a．基本烈度
b．场地烈度
c．设防烈度
d．地震等级
答案：a
练习题：
2．下列关于震级与烈度的关系叙述正确的是(    )。
a.一般情况下，震级越高、震源越浅，距震中越近，地震烈度就越高
b．一次地震只有一个震级
c．一次地震多个震级
d．震中周围地区的破坏程度，随距震中距离的加大而逐渐减小，形成    多个不同的地震烈度区，它们由大到小依次分布
e．一般情况下，震级越高、震源越深，距震中越远，地震烈度就越高
答案：abd
 
 
第四节  岩体特征
 
       岩体和岩石的概念不同，岩石是矿物的集合体，其特征可以用岩块来表征。岩体是由一种岩石或多种岩石甚至可以是不同成因岩石的组合体。
       工程岩体有地基岩体、边坡岩体和地下洞室围岩三类。
一、岩体结构分析
       岩体是由结构面和结构体两部分组成的。
       岩体结构的基本类型可分为整体块状结构、层状结构、碎裂结构和散体结构。
       (1)整体块状结构。这类岩体具有良好的工程地质性质，往往是较理想的各类工程建筑地基、边坡岩体及洞室围岩。
       (2)层状结构。
       (3)碎裂结构。工程地质性质较差。
       (4)散体结构。可按碎石土类考虑。
练习题：
1．以岩体结构角度看工程地质条件最佳是的( )。
a．整体块状结构
b.层状结构
c．碎裂结构
d．散体结构
答案：a
练习题：
2．(    )类岩体节理、裂隙很发育，岩体十分破碎，岩石手捏即碎属于碎石土类，可按碎石土类考虑。
a．散体结构
b．碎裂结构
c．整体块状结构
d．层状结构
答案：a
二、岩体力学特征
       (1)岩体的变形特征。就大多数岩体而言，一般建筑物的荷载远达不到岩体的极限强度值。因此，设计人员所关心的主要是岩体的变形特性。岩体变形参数是由变形模量或弹性模量来反映的。
       (2)岩体的流变特征。有些工程建筑的失事，往往不是因为荷载过高，而是在应力较低的情况下岩体产生了蠕变。
(3)岩体的强度特征。一般情况下，岩体的强度既不等于岩块岩石的强度，也不等于结构面的强度，而是二者共同影响表现出来的强度。但在某些情况下，可以用岩石或结构面的强度来代替。如当岩体中结构面不发育，呈完整结构时，可以岩石的强度代替岩体强度；如果岩体沿某一结构面产生整体滑动时，则岩体强度完全受结构面强度控制。
练习题：
1．就大多数岩体而言，一般建筑物的荷载远达不到岩体的极限强度值。因此，设计人员所关心的主要足岩体的变形特性。岩体变形参数是由(    )来反映的。
 a ．变形模量         b．弹性模量    
 c．塑性指数          d．屈强比
 e．伸长率
                                                    答案：ab
练习题：
2．下列关于岩体的强度特征描述，正确的是(    )。
a．如果岩体沿某一结构面产生整体滑动时，则岩体强度完全受结构面强度控制
b.一般情况下，岩体的强度等于岩块岩石的强度
c.一般情况下，岩体的强度等于结构面的强度
d．一般情况下，岩体的强度既不等于岩块岩石的强度，也不等于结构面的强度，而是二者共同影响表现出来的强度
e．如当岩体中结构面不发育，呈完整结构时，可以岩石的强度代替岩体强度
答案：ade
三、地下水特征
       根据埋藏条件，地下水分为包气带水、潜水、承压水三大类。
承压水是地表以下充满两个稳定隔水层之间具有一定压力的重力水，不受气候的影响，动态较稳定。向斜构造盆地和单斜构造适宜形成承压水。
       地下水对建设工程可能造成很大的影响，必须予以重视。
       (2)动水压力产生流砂和潜蚀。流砂是在地下渗流动水压力作用下细小颗粒随着地下水渗漏穿过缝隙而流失，造成地层塌陷或崩溃的破坏现象。
练习题：
1. 流砂是在(    )细小颗粒随着地下水渗漏穿过缝隙而流失，造成地层塌陷或崩溃的破坏现象。
a．地下水位下降的作用下
b．地下渗流动水压力作用下
c．地下水的浮托作用下的作用下
d．承压水对基坑
答案：b
五、边坡岩体稳定性  
   （一）影响边坡稳定因素
       影响边坡稳定性的因素有内在因素与外在因素两个方面。内在因素有组成边坡岩土体的性质、地质构造、岩体结构、地应力等，它们常常起着主要的控制作用；外在因素有地表水和地下水的作用、地震、风化作用、人工挖掘、爆破以及工程荷载等。
练习题：
1.影响边坡稳定性的因素有内在因素与外在因素两个方面。下面(    )因素为外在因素。
a．地震、风化作用
b．地质构造、岩体结构
c．组成边坡岩土体的性质
d．地表水和地下水的作用
e．人工挖掘、爆破以及工程荷载等
答案：ade
1．地貌条件
      例如，崩塌现象均发生在坡度大于60。的斜坡上。
       2．地层岩性
     (1)侵入岩、沉积岩以及片麻岩、石英岩等构成的边坡，一般稳定程度是较高的。只有在节理发育、有软弱结构面穿插且边坡高陡时，才易发生崩塌或滑坡现象。
    (2)喷出岩边坡，如玄武岩、凝灰岩、火山角砾岩、安山岩等，其原生的节理，尤其  是柱状节理发育时，易形成直立边坡并易发生崩塌。
(3)含有黏土质页岩、泥岩、煤层、泥灰岩、石膏等夹层的沉积岩边坡，最易发生顺层滑动，或因下部蠕滑而造成上部岩体的崩塌。
    (4)千枚岩、板岩及片岩，岩性较软弱且易风化，在产状陡立的地段，临近斜坡表部容易出现蠕动变形现象。当受节理切割遭风化后，常出现顺层(或片理)滑坡。
2．地层岩性
     (5)具有垂直节理且疏松透水性强的黄土，浸水后易崩解湿陷。当受水浸泡或作为水库岸边时，极易发生崩塌或塌滑现象。
    (6)崩塌堆积、坡积及残积层地区，其下伏基岩面常常是一个倾向河谷的斜坡面。当有地下水在此受阻，并有黏土质成分沿其分布时，极易形成滑动面，从而使上部松散堆积 物形成滑坡。 
练习题：
　　1.边坡最易发生顺层滑动的岩体( 　)。
　　a.原生柱状节理发育的安山岩
　　b.含黏土质页岩夹层的沉积岩
　　c.垂直节理且疏松透水性强的黄土
　　d.原生柱状节理发育的玄武岩
                                                          
                                                      答案：b
2.地层岩性对边坡稳定影响较大，使边坡最易发生顺层滑动和上部崩塌的岩层是( )。
　　a.玄武岩
　　b.火山角砾岩
　　c.黏土质页岩
　　d.片麻岩
                                                             
                                                 答案：c
4．地下水
(1)地下水会使岩石软化或溶蚀，导致上覆岩体塌陷，进而发生崩塌或滑坡。
(2)地下水产生静水压力或动水压力，促使岩体下滑或崩倒。
(3)地下水增加了岩体重量，可使下滑力增大。
(4)在寒冷地区，渗入裂隙中的水结冰，产生膨胀压力，促使岩体破坏倾倒。
(5)地下水产生浮托力，使岩体有效重量减轻，稳定性下降。
练习题：
1．下列关于地下水影响边坡稳定的叙述错误的是(    )。
a．地下水会使岩石软化或溶蚀，导致上覆岩体塌陷，进而发生崩塌或滑坡
b. 地下水产生静水压力或动水压力，促使岩体下滑或崩倒
c．地下水增加了岩体重量，可使下滑力增大
d．地下水产生浮托力，使岩体有效重量增大，稳定性下降
答案：d
练习题：
　　2.下列关于地下水影响边坡稳定性，叙述错误的是( 　)。
　　a.地下水改变岩体的构造
　　b.地下水对岩体会产生浮力
　　c.地下水使岩石软化或溶蚀
　　d.在寒冷地区，地下水渗入裂隙结冰膨胀
                                            
                                                答案：a
（二）不稳定边坡防治措施
      1．防渗和排水
      防渗和排水是整治滑坡的一种重要手段。
      为了防止大气降水向岩体中渗透，一般是在滑坡体外围布置截水沟槽，以截断流至滑坡体上的水流。大的滑坡体尚应在其上布置一些排水沟。
      针对已渗入滑坡体的水，通常是采用地下排水廊道。另外也有采用钻孔排水的方法。
2．削坡
削坡是将陡倾的边坡上部的岩体挖除，一部分使边坡变缓，同时也可使滑体重量减轻，以达到稳定的目的。削减下来的土石，可填在坡脚，起反压作用，更有利于稳定。采用这种方法时，要注意滑动面的位置，否则不仅效果不显著，甚至更会促使岩体不稳。
3．支挡建筑
       材料用混凝土、钢筋混凝土或砌石。支挡建筑物的基础要砌置在滑动面以下。
        4．锚固措施
       锚固措施，有锚杆（或锚索）和混凝土锚同桩两种类型，其原理都是提高岩体抗滑（或抗倾倒）能力。预应力锚索或锚杆锚固不稳定岩体的方法，适用于加固岩体边坡和不稳定岩块。锚固桩（或称抗滑桩）适用于浅层或中厚层的滑坡体滑动。
练习题：
1．防治不稳定边坡措施中，错误的是( )。
a．在滑坡外围构筑截水沟槽         
b．采用钻孔和廊道排除滑坡体内的水
c．陡坡变缓，挖除上部岩体填于坡脚
d．坡脚修建支挡墙，其基础应砌置在滑动面以上
                                                答案：d
练习题：
2．支挡建筑主要是在不稳定岩体的下部修建挡墙或支撑墙(或墩)，也是一种应用广泛而有效的方法。支挡材料不包括(    )。
a．砖
b．混凝土
c钢筋混凝土
d．砌石
答案：a
练习题：
3.(    )适用于加固岩体边坡和不稳定石块。
a．注浆
b．预应力锚索
c．锚杆锚固
d．锚固桩
e．抗滑桩
答案：bc