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工程地质复习思考题
1. 什么是矿物, 矿物的主要物理性质有哪些, 各自的含义是什么? 什么是岩石, 三大岩类的含义是什么?
矿物: 地质作用形成的, 具有一定成分和物理性质的单一元素或化合物。主要物理性质: 1) 形状, 矿物绝大多数为固态, 少数液态( 石油) 、 气态( 天然气) ; 2) 颜色, 矿物在自然光下呈现的颜色; 3) 条痕(色), 矿物粉末的颜色, 比较稳定, 适用于深色矿物; 4) 光泽, 矿物表面反射可见光能力的强弱; 5) 解理与断口, 矿物晶体在外力打击下破裂成光滑平面的性质称为解理。光滑的开裂面称为解理面, 不规则开裂面称为断口。6) 硬度, 矿物抵抗外力刻划、 研磨的能力, 为相对硬度。
岩石: 矿物的天然集合体。三大岩类( 根据成因分) : 岩浆岩、 沉积岩、 变质岩。
2. 地质时代与地层年代如何划分?
地质年代单位: 宙、 代、 纪、 世、 期、 时;
地层年代单位: 宇、 界、 系、 统、 阶、 带。
3. 地层接触关系有哪几种? 其接触特点和形成过程如何?
1) 整合接触: 上下两套地层产状一致, 时代连续。形成过程: 缓慢下沉, 顺序接受沉积, 下老上新。2) 平行不整合接触: 又称假整合。上下两套地层产状一致, 时代不连续, 有沉积间断( 不整合面 风化剥蚀面) 。形成过程: 地壳下沉, 接受沉积地壳抬升→风化剥蚀, 形成不整合面地壳下沉→接受新的沉积。3) 角度不整合接触: 上下两套地层产状不一致, 时代不连续。 形成过程: 地壳下沉, 接受沉积挤压运动→岩层弯曲地壳抬升→风化剥蚀, 形成不整合面地壳下沉→接受新的沉积。不整合面处由于沉积环境发生了阶段性变化, 上下地层岩性及古生物等显著不同。不整合面以上岩石后沉积, 时代新。地层接触关系为相对地质年代划分的重要依据。
4. 岩浆岩是怎样形成的? 它有哪些主要的矿物、 结构与构造类型?
岩浆岩是岩浆活动的产物, 液态的岩石沿着构造薄弱带上升, 侵入地壳或喷出地表。主要矿物: 1) 硅铝矿物和铁镁矿物。 硅铝矿物也称为浅色矿物, 指SiO2和Al2O3的含量较高, 不含铁镁的矿物。如石英、 长石等。2) 铁镁矿物也称暗色矿物, 指FeO与MgO含量较高, SiO2含量较低的矿物。如橄榄石、 辉石、 角闪石及黑云母等矿物。
结构: 组成岩石的矿物的结晶程度、 晶粒大小、 形状及相互结合情况。反映形成环境。1) 按矿物的结晶程度分: ①全晶质结构, 缓慢冷却、 从容结晶, 侵入岩特有; ②半晶质结构, 主要浅成岩, 部分喷出岩; ③非晶质结构, 玻璃质, 迅速冷却, 来不及结晶, 喷出岩。2) 按晶粒大小分: ①显晶质结构, 肉眼或放大镜可辩; ②隐晶质结构, 显微镜下方可识别; ③玻璃质结构, 全部非晶质。3) 按晶粒的相对大小分: ①等粒结构, 显晶质粒状, 大小相当, 深成岩特有。粗粒: 粒径 >5 mm; 中粒: 5～1 mm; 细粒: <1 mm。②不等粒结构, 由斑晶和石基组成。
构造: 矿物的排列和充填方式所反映出的外貌特征。①块状构造, 花岗岩; ②流纹状构造, 酸性喷出岩, 如流纹岩; ③气孔状构造, 基性喷出岩, 如玄武岩; ④杏仁状构造, 玄武岩中常见。

5. 沉积岩是怎样形成的? 它的组成物质和结构、 构造特征有哪些?
沉积岩: 由成层堆积的松散堆积物固结而成; 覆盖面积占陆地表面的 75%。
形成过程: 风化剥蚀产物( 碎屑、 次生矿物、 溶解物质) 经风、 流水等外力搬运, 在低洼处沉积→松散沉积物成岩作用( 压密、 胶结、 重结晶) →沉积岩。
结构: 沉积岩各组成部分的颗粒大小、 形状和胶结特征。反映外力作用的强度及形成环境。1) 碎屑结构: 由原岩的风化碎屑胶结而成, 沉积岩特有。2) 泥质结构: 由含铝硅酸盐类矿物化学风化而成的粘土矿物( 如高岭石、 水云母等) 组成, 粒径 < 0.005 mm, 质地均一, 致密而性软。3) 结晶结构( 化学结构) : 由原岩溶解物质带到湖、 海沉淀的化学沉积物( 方解石、 白云石、 石膏、 岩盐) 结晶颗粒组成的结构。4) 生物结构: 由生物作用或生物残骸而成的物质( 贝壳、 石油、 泥炭) 组成的岩石结构。如珊瑚结构等。
构造: 岩石各组成部分的空间分布及排列关系。具有层理、 层面构造及含有化石是沉积岩区别于岩浆岩的重要标志。1) 层理: 先后沉积的物质因颗粒大小、 形状、 颜色或成分发生变化而显示出的成层现象。2) 层面构造: 岩层面上保留的反映沉积岩形成时的某些特征。3) 化石: 经石化作用保留下来的动植物的遗体或遗迹。
6. 变质岩中有哪些主要变质矿物、 构造类型?
变质岩: 原岩(岩浆岩或沉积岩)经变质作用而形成的岩石。
构造 : 1) 片理构造: 大量片状、 柱状、 板状矿物在定向压力作用下平行排列, 形成类似于层理的构造。2) 块状构造: 由粒状结晶矿物组成, 无定向排列, 也不能定向裂开。如大理岩、 石英岩等。
7. 岩石的物理性质与水理性质有哪些, 各自的衡量指标是什么?
岩石的物理性质: 1) 岩石的密度: 岩石单位体积的质量。分为干密度与饱和密度, 2.3～2.8 g/cm3。2) 岩石的相对密度: 固体岩石的质量与同体积 4℃ 时水的质量之比。不包含气体和水的质量, 为实有体积。3) 岩石的空隙度: 空隙体积与岩石总体积之比。数值大小取决于岩石的结构与构造; 一般坚硬岩石空隙度为 2～3%。4) 岩石的吸水率: 在常压条件下, 岩石所吸水分质量与干燥岩石质量之比。岩石的吸水率大, 水对岩石的浸湿和软化作用就强, 稳定性和强度受水的影响也大。
岩石的水理性质: 岩石与水作用时所反映的相关性质。1) 岩石的透水性: 岩石允许水透过的能力, 用渗透系数表示。渗透系数在数值上等于水力坡度为 1 时, 水在岩石中的渗透流速。单位: m/d 或 cm/s。2) 岩石的溶解性: 岩石溶解于水的性质, 常见溶解度和溶解速度来表示。3) 岩石的软化性: 指岩石在水的作用下, 强度和稳定性降低的性质。软化系数: 岩石在饱水状态下的极限抗压强度与在风干状态下极限抗压强度的比值。软化系数小于 0.75 的岩石, 工程性质比较差。4) 岩石的抗冻性: 岩石抵抗冰冻作用的能力。
8. 何谓岩层的产状要素? 各自的含义是什么?
产状: 岩层的空间状态, 常见走向、 倾向、 倾角表示。1) 走向: 倾斜岩层向两端的延伸方向。2) 倾向: 岩层在空间的倾斜方向。3) 倾角: 倾斜岩层层面与水平面所夹的锐角。

9. 什么叫褶皱? 按轴面与两翼岩层产状分, 褶皱有哪些类型? 各自的形成原因是什么? 在野外如何观察识别褶皱?
褶皱: 岩层在构造运动作用下产生塑性变形, 形成一系列连续的波状弯曲。在地表广泛发育。按轴面和两翼岩层的产状分类 ①直立褶皱, 轴面近于直立(倾角80°～90°); ②倾斜褶皱, 轴面和枢纽均近于直立; ③倒转褶皱; ④平卧褶皱, 轴面和枢纽均近于水平。褶皱的野外观察方法 : 线路, ①穿越线路( 为主) ② 追索线路( 为辅) 。1) 穿越: ①由地层的对称式重复出现判断褶皱的存在; ②由核部与两翼地层新老确定向斜与背斜; ③由两翼岩层的产状判断褶皱类型。2) 追索: 判断水平褶皱与倾伏褶皱。
10. 节理的成因类型与特点是什么? 断层构造的类型、 成因以及野外识别标志有哪些?
节理( 裂痕) 其特点是因开裂而分离, 无明显的相对位移, 与褶皱、 断层相伴而生。 类型: 1) 构造裂隙: 地壳运动构造应力作用而成, 与应力方向及性质密切联系, 空间分布上有一定的规律性。2) 非构造裂隙: 成岩作用、 外动力、 重力等形成。
断层构造的类型: 1) 正断层: 上盘下降, 下盘上升, 水平张应力及重力作用引起; 2) 逆断层: 上盘上升, 下盘下降, 水平挤压力作用引起; 3) 平推断层: 相对水平位移, 水平扭力作用引起。断层的野外识别: 1) 地貌水文特征( 有可能性) ; 2) 地层特征( 可能性较大) ; 3) 伴生构造( 可靠标志) 。
11. 什么是风化作用? 有哪些主要的类型?
风化作用: 地壳表层的岩石在太阳辐射、 大气、 水和生物作用下发生破碎分解的现象。类型: 1) 物理风化; 2) 化学风化; 3) 生物风化。
12. 试从能量的角度说明河流地质作用的类型及特点?
水流动能: E=1/2 MV2, 流水耗能Eˊ: ①克服摩阻; ②搬运携带的泥沙。
①+②=Eˊ, 河流的地质作用取决于水流动能 E 与流水耗能 Eˊ两者之间的对比关系: 1) E > Eˊ: 侵蚀作用; 2) E =Eˊ: 搬运作用; 3) E 施: 1) 疏导2) 跨越3) 加固4) 堵塞 5) 钻孔充气6) 恢复水位。
15. 地震的成因类型有几种?
1) 构造地震2) 火山地震3) 陷落地震4) 激发地震。
16. 地震的震级和烈度有何不同? 工程建设中常见的地震烈度与基本烈度的关系如何?
震级 M: 地震时释放的能量大小, 由地震仪测出。烈度 I: 地震发生后, 地面及各种建筑物受到的破坏程度。地震烈度是抗震设计、 强度验算和选择抗震措施的依据。基本烈度: 在今后一定时期内, 某一地区在一般场地条件下可能遭遇的最大地震烈度。

17. 地下水的主要物理性质、 化学成分和化学性质有哪些?
物理性质: 1) 温度2) 颜色3) 透明度4) 气味5) 味道6) 导电性7) 放射性。化学成分: 主要气体, 氧、 氮、 硫化氢、 甲烷、 二氧化碳。主要离子, CL¯、 SO42¯、 HCO3¯、 Na++K+、 Ca2+、 Mg2+( 六大离子) 。化学性质: 1) 酸碱性; 2) 总矿化度 ; 3) 硬度 。
18. 什么是潜水, 有哪些特征?
潜水: 埋藏于地表以下第一个稳定隔水层之上的含水层中的自由重力水。特点: ①具有自由水面; ②与大气水和地表水联系密切; ③处于地表下第一个稳定隔水层之上, 埋藏深度较浅; ④分布区与补给区一致; ⑤易污染; ⑥由高处往低处流动; ⑦稳定水位等于初见水位; ⑧来源充分, 水量丰富。
19. 什么是承压水, 有什么特点? 承压水的埋藏深度。承压水头如何确定?
承压水: 充满于两个隔水层之间的含水层中, 具有承压性质。特点: ①埋藏和充满于两个隔水层之间的含水层之中; ②承受静水压力; ③补给区与分布区不一致; ④不能直接接受大气降水或地表水补给; ⑤水质、 水量、 水温受气候影响小; ⑥不易污染; ⑦稳定水位高于初见水位。承压蓄水构造类型: ①承压盆地; ②承压斜地。
20. 地下水泉有哪些类型?
( 1) 根据补给源分: ①上升泉: 承压水补给, 出露口附近水自下向上运动; ②下降泉: 上层滞水与潜水补给, 由上向下自由泄流。 2) 根据出露原因分: ①侵蚀泉: 侵蚀下降泉、 侵蚀上升泉; ②接触泉: 透水性不同的岩层相接触, 地下水流受阻, 沿接触面出露; ③断层泉: 断层切割并导水形成上升泉, 成串分布。
另外, 根据水温亦可分为冷泉和温泉等。
21. 边坡岩体变形破坏的形式有哪几种? 其含义及产生的条件是什么?
形式: 1) 松驰张裂, 边坡侧向应力减弱, 卸荷回弹而出现张开的裂隙; 2) 蠕动, 边坡岩土体在重力作用下, 向临空方向缓慢变形; 3) 碎落(又称散落) , 风化碎屑在外力作用下层层脱离母体, 滚落于坡脚; 4) 崩塌, 陡坡岩体在重力作用下倾倒翻滚于坡脚; 5) 滑坡, 边坡上的岩土体沿一组或多组结构面发生整体的快速滑动。
22. 何谓滑坡? 滑坡的野外识别标志有哪些? 滑坡裂隙的类型及分布情况如何?
滑坡: 边坡上的岩土体沿一组或多组结构面发生整体的快速滑动。滑动前的先兆现象: ①地下水异常, 干涸的泉水重新出水且水体浑浊, 坡脚处湿地增多; ②斜坡上部不断下陷, 外围出现弧形裂缝; ③树木倾斜, 建筑物开裂变形; ④斜坡前缘土石零星掉落, 坡脚附近出现大量鼓张裂隙。滑动后的变异标志: 1) 地形地物标志: ①斜坡不顺直、 不圆滑, 形成圈椅状或槽谷地形,
上部有陡壁及弧形张裂隙; ②中部坑洼起伏, 有滑坡台阶, 两侧有羽毛状剪切裂缝; ③下部有鼓丘, 呈舌状向外突出, 表面多扇形张裂缝; ④两侧常形成沟谷, 出现”双沟同源”现象; ⑤内部多积水洼地, 喜水植物茂盛; ⑥出现”醉汉林”、 ”马刀树”和建筑物开裂、 倾斜等。2) 地层构造标志: ①地层扰乱松动; ②层位不连续, 缺失、 重叠或标高升降; ③岩层产状发生明显的变化; ④裂隙等构造线不连续。
3) 水文地质标志: 水文地质条件复杂: 潜水位不规则, 无一定流向, 斜坡下有成排泉水溢出等。分类: ①按滑动面与层面的关系: a、 均质滑坡, b、 顺层滑坡( 岩层滑坡) , c、 切层滑坡。②按滑坡体大小: a、 小型滑坡: < 3万m3, b、 中型滑坡: 3～50万m3 , c、 大型滑坡: 50～300万m3 , d、 巨型滑坡: > 300万m3 。
23. 不稳定边坡的防治措施有哪些?
崩塌的防治: 防治原则①绕避、 远离, 以减少防治工程; ②避免使用不合理的高陡边坡, 避免大切大挖; ③岩体松动、 破碎地段, 不宜大爆破施工。
滑坡的防治: 基本原则: 预防为主, 整治为辅。①大型滑坡: 以绕避为主, 且应多项工程综合治理, 并观察整治效果。②中型或小型滑坡连续地段: 要调整路线的平面位置, 选取工程量小、 施工方便、 经济合理的路线方案。③经过滑坡区的路线, 要区别情况处理: 对发展中的滑坡要整治, 古滑坡要防止复活, 可能发生滑坡的地段要防止其发生和发展。④整治滑坡应先建临时排水工程, 然后针对性地整治。
24. 公路工程地址勘测的主要内容有哪些?
1) 路线工程地质勘测, 2) 特殊地质、 不良地质地段的工程地质勘测, 3) 路基路面工程地质勘测, 4) 桥梁工程地质勘测, 5) 隧道工程地质勘测, 6) 筑路材料勘测。
25. 钻孔柱状断面图与桥位地质断面图的含义及关系是什么?
1) 桥位处的河床地质断面图: 由钻孔柱状断面图, 将相同地层连接起来而成。要特别注意地层的尖灭现象和透镜体。2) 钻孔柱状断面图与钻探记录: 由钻孔记录绘制, 图上应注明不同地层的名称、 厚度、 特征以及地下水出现的深度等。