第一篇:工程地質(zhì)學(xué)習(xí)心得
工程地質(zhì)論文
經(jīng)過近一個(gè)學(xué)期的學(xué)習(xí),我對(duì)工程地質(zhì)初步的認(rèn)識(shí)與了解,掌握了關(guān)于工程地質(zhì)中的基本知識(shí),老師在課堂上已經(jīng)向我們介紹了很多有關(guān)地質(zhì)的知識(shí),但這些知識(shí)是平面的、抽象的我們還需要理論結(jié)合實(shí)踐,親自去觀察這些現(xiàn)象,更好點(diǎn)的認(rèn)識(shí)地質(zhì)現(xiàn)象,加深對(duì)其了解通過實(shí)踐,知識(shí)才變得具體了.我覺得,在這學(xué)期我們所學(xué)的課程中,工程地質(zhì)這門課程應(yīng)該是最接近實(shí)際的。工程地質(zhì)就在在我們周圍,我們觸手可得的石頭、水都在地質(zhì)的范圍之內(nèi),工程地質(zhì)是天天都在我們身邊的——不論何時(shí),不論何地,我們總是與她親密接觸的!只要我們能認(rèn)真觀察,吧我們所看到的與書上的聯(lián)系起來,我們總會(huì)有一些發(fā)現(xiàn)的,這也會(huì)讓我們有一種成就感,一種收獲感,一種滿足感!這學(xué)期的工程地質(zhì)課程我感覺收獲還是挺大的。至少讓我知道了什么是工程地質(zhì)學(xué),工程地質(zhì)學(xué)的一些主要任務(wù),基本要求;工程地質(zhì)的主要任務(wù)等。了解到地殼及其物質(zhì)組成,礦物,巖石的基本概念,成分地質(zhì)年代的發(fā)展。還有褶皺,節(jié)理和斷層是最基本的地質(zhì)構(gòu)造;和褶皺,節(jié)理斷層的一些基本概念,要素等。地下水的基本概念,類型,補(bǔ)給,徑流與排泄。風(fēng)化作用,河流的侵蝕、搬運(yùn)與沉積作用,巖溶作用,斜坡與邊坡地質(zhì)作用等。地質(zhì)災(zāi)害有滑坡,崩塌,泥石流等。巖土的地質(zhì)分級(jí)比較多,而且各自的參照也不同。總之,學(xué)了工程地質(zhì)這門課程,我還是有很大的收獲的!
工程地質(zhì)學(xué)是研究與工程建設(shè)有關(guān)的地址問題的科學(xué),把地址科學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)應(yīng)用到工程實(shí)踐中,通過勘察手段獲得各種地質(zhì)數(shù)據(jù),為各類工程建筑的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工提供科學(xué)依據(jù),從而在安全、質(zhì)量及功能方面保證工程建筑在安全可靠、保證質(zhì)量的人類社會(huì)的進(jìn)步與發(fā)展,實(shí)際上又是一部人與自然相互協(xié)調(diào)和相互影響的壯麗史詩。以前我們把人與自然的關(guān)系當(dāng)成是與天斗與地斗的斗爭(zhēng)關(guān)系,實(shí)踐證明,人與大自然斗爭(zhēng)的結(jié)果,雖然取得了一些局部性的小勝利,而大自然反過來對(duì)人類的懲罰卻是災(zāi)難性的。人類的每一次產(chǎn)業(yè)革命,無不與工程建設(shè)有直接關(guān)系,與地質(zhì)環(huán)境有直接或間接關(guān)系。建國(guó)以來,我國(guó)的基本建設(shè)此起彼伏,新一輪的建設(shè)高潮正在興起。盡管工程地質(zhì)學(xué)科正在經(jīng)歷著前所未有的挑戰(zhàn),工程地質(zhì)工作也存在著這樣那樣的問題和難題,然而這更是機(jī)遇。抓住機(jī)遇迎接挑戰(zhàn),順應(yīng)自然,保護(hù)環(huán)境,防止災(zāi)害,造福人類。它是一門研究與工程建設(shè)有關(guān)的地質(zhì)問題,為工程建設(shè)服務(wù)的地質(zhì)學(xué)科。工程地質(zhì)學(xué)研究?jī)?nèi)容是多方面的,主要包括巖土的工程地質(zhì)性質(zhì)、動(dòng)力地質(zhì)作用、工程穩(wěn)定性、巖土工程設(shè)計(jì)理論或方法、區(qū)域工程地質(zhì)、環(huán)境工程地質(zhì)、工程地質(zhì)勘查理論和技術(shù)等。地球是人類賴以生存和活動(dòng)的場(chǎng)所,地球的表層稱為地殼。我們的礦產(chǎn)資源、工程建設(shè)的所在地、建設(shè)材料的主要來源地都是地殼。所以研究工程地質(zhì)學(xué)首先要對(duì)地殼有一個(gè)系統(tǒng)成熟的了解,也要對(duì)我們的地球內(nèi)外結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)有較深的了解。本書簡(jiǎn)單的介紹了地球概況和詳細(xì)介紹地殼的有關(guān)知識(shí),給我們一個(gè)整體的認(rèn)識(shí)和基礎(chǔ)知識(shí)鞏固。本書也系統(tǒng)地介紹了工程地質(zhì)有關(guān)知識(shí),重點(diǎn)在土體的工程地質(zhì)特征、巖體的工程特性、地下水等,還介紹了常見地質(zhì)災(zāi)害,對(duì)我們有實(shí)踐指導(dǎo)意義的是最后兩章,工程地質(zhì)環(huán)境和巖土工程勘察。工程地質(zhì)學(xué)研究?jī)?nèi)容是多方面的,主要包括巖土的工程地質(zhì)性質(zhì)、動(dòng)力地質(zhì)作用、工程穩(wěn)定性、巖土工程設(shè)計(jì)理論或方法、區(qū)域工程地質(zhì)、環(huán)境工程地質(zhì)、工程地質(zhì)勘查理論和技術(shù)等。工程地質(zhì)考慮的三個(gè)因素為:安全、經(jīng)濟(jì)、正常使用。安全主要是指工程地質(zhì)條件方面,工程地質(zhì)條件是指與工程建設(shè)與有關(guān)的地質(zhì)因素的綜合。這廝二因素包括沿途的工程地質(zhì)特征、地質(zhì)構(gòu)造、地貌、水文地質(zhì)、不良地質(zhì)現(xiàn)象和天然建設(shè)材料等方面,它是一個(gè)綜合概念。它直接影響到工程的安全、經(jīng)濟(jì)和正常使用。安全的主要地質(zhì)問題是地基承載力和變形問題。
我們生活離不開工程建設(shè),而工程地質(zhì)學(xué)是工程建設(shè)的專門研究學(xué)科,所以工程地質(zhì)學(xué)與我們生活息息相關(guān)。從工程地質(zhì)的角度上講,工程包括三種類型。第一類是將工程巖土作為地基利用的工程,如各種工業(yè)與民用建筑工程等,保證該類工程的施工和使用過程中的安全所要解決的主要工程地質(zhì)問題是地基承載力和變形問題;第二類是將邊坡巖土作為利用對(duì)象的工程,如露天采礦工程、港口工程、壩體工程等,保證該類工程的施工使用過程中的安全所需要解決的主要工程地質(zhì)問題是邊坡巖土的重力穩(wěn)定性問題;第三類是將地下洞是作為利用對(duì)象的工程,如人防工程、交通隧道工程等,保證該類工程的施工和使用過程中的安全所要解決的主要工程地質(zhì)問題則是整個(gè)洞室環(huán)境的穩(wěn)定性問題。所以,工程地質(zhì)問題是復(fù)雜多樣的,在工程建設(shè)過程中一定要根據(jù)工程地質(zhì)條件和具體工程的建設(shè)要求兩個(gè)方面緊密的聯(lián)系起來,有針對(duì)性的開展工程地質(zhì)工作,切不可在未查清建設(shè)場(chǎng)區(qū)的工程地質(zhì)條件或?qū)こ痰刭|(zhì)問題分析、評(píng)價(jià)不充分的情況下進(jìn)行工程建設(shè)活動(dòng),以免造成不良影響或嚴(yán)重后果。
這門課程我們的周圍相息,主要是土體、巖體的工程特性,地下水在水文地質(zhì)學(xué)又有詳細(xì)介紹,地質(zhì)災(zāi)害等等,總體上雖內(nèi)容廣泛但內(nèi)容豐富,但個(gè)別內(nèi)容比較難懂。但它對(duì)我們知識(shí)的聯(lián)接,形成知識(shí)結(jié)構(gòu)很有幫助,還讓我們了解工程建設(shè)的基礎(chǔ)知識(shí),學(xué)好它很重要。還有老師講解得很好,讓我們學(xué)到很多知識(shí),對(duì)我們生活的工程問題也有很多涉及,提高了學(xué)習(xí)興趣,用增加了它的實(shí)用性。學(xué)習(xí)是一個(gè)長(zhǎng)期的過程,學(xué)習(xí)的方法也有很多,主要有理解記憶法,快速誦讀法,提綱挈領(lǐng)法,求同存異法,圖表背誦法等。興趣是最好的方法,培養(yǎng)興趣很重要。你自己是你過去的累積形成的,你的成功是你的過去點(diǎn)滴累積的,所以平時(shí)要注意積累,要養(yǎng)成正確的思維模式。要重視積累,才能學(xué)好這門課程。認(rèn)真安排時(shí)間,學(xué)前預(yù)習(xí),充分利用課堂時(shí)間,學(xué)習(xí)要有合理的規(guī)律,找一個(gè)安靜、舒適的地方學(xué)習(xí),不能情緒波動(dòng)的時(shí)候?qū)W習(xí),樹立正確的考試觀是很重要的。
工程地質(zhì)學(xué)與我們本專業(yè)的聯(lián)系也很緊密,學(xué)好它對(duì)以后就業(yè)也很有幫助。同時(shí),工程地質(zhì)學(xué)提高了我們的見識(shí),豐富了知識(shí)。但它對(duì)我們知識(shí)的聯(lián)接,形成知識(shí)結(jié)構(gòu)很有幫助,還讓我們了解工程建設(shè)的基礎(chǔ)知識(shí),學(xué)好它很重要。還有老師你講解得很好,讓我們學(xué)到很多知識(shí),對(duì)我們生活的工程問題也有很多涉及,提高了學(xué)習(xí)興趣,用增加了它的實(shí)用性。工程地質(zhì)學(xué)與我們本專業(yè)的聯(lián)系也很緊密,是我們工程管理專業(yè)的一個(gè)重要延伸吧,學(xué)好它對(duì)以后就業(yè)也很有幫助。同時(shí),工程地質(zhì)學(xué)提高了我們的見識(shí),豐富了知識(shí),是一門很重要的學(xué)科。這就是我學(xué)習(xí)工程地質(zhì)學(xué)的心得體會(huì)。最后,我想對(duì)工程地質(zhì)課提出自己的一點(diǎn)建議。我覺得,工程地質(zhì)課應(yīng)該增加實(shí)踐內(nèi)容,通過實(shí)踐可以增強(qiáng)學(xué)生對(duì)本專業(yè)的感性認(rèn)識(shí),以補(bǔ)充課堂教學(xué)的不足,可以使學(xué)生更加直觀的了解地質(zhì)請(qǐng)況,理解工程地質(zhì)學(xué)科在建筑建設(shè)過程中的具體應(yīng)用。
第二篇:工程地質(zhì) 學(xué)習(xí)心得
《工程地質(zhì)》學(xué)習(xí)心得體會(huì)
我是***專業(yè)的專任教師,2014年下半年網(wǎng)絡(luò)培訓(xùn)我選擇的課程是西南交通大學(xué)地球科學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院地質(zhì)工程系白志勇教授主講的《工程地質(zhì)》,經(jīng)過25個(gè)學(xué)時(shí)的培訓(xùn),我已經(jīng)獲得了教育部全國(guó)高校教師網(wǎng)絡(luò)培訓(xùn)中心所頒發(fā)的合格證書(編號(hào):ZX00000)。
作為一名***專業(yè)的教師,我一直認(rèn)為,采礦和地質(zhì)有著千絲萬縷不可分割的聯(lián)系。地質(zhì)是分析巖層礦層賦存情況,而采礦是最終的目的,是通過井巷工程進(jìn)入工作面而最后將有價(jià)值的礦體給開采出來。地質(zhì)是采礦的眼睛,地質(zhì)是前瞻性的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)和分析,采礦則是依據(jù)地質(zhì)數(shù)據(jù)和資料進(jìn)行井巷工程布局,然后準(zhǔn)備好健全的生產(chǎn)系統(tǒng),采出礦體。所以,作為采礦人,必須對(duì)地質(zhì)學(xué)相關(guān)內(nèi)容有熟練的掌握,在授課過程中向?qū)W生灌輸?shù)刭|(zhì)思想,讓學(xué)生在以后的實(shí)際工作中能解決采礦方面的地質(zhì)問題。
礦山是基礎(chǔ),地質(zhì)要先行。地質(zhì)就是采礦的眼睛,礦體的圈定,煤層的分布情況都要地質(zhì)測(cè)量的先搞好,在礦井開拓過程中,地質(zhì)開始發(fā)揮主要作用,指導(dǎo)采掘工作向著正確的方向。最終達(dá)到開采礦山的目的,把礦體或是煤體開采出來。在生產(chǎn)期間,地質(zhì)相關(guān)工作的還要隨時(shí)做好,為井下不斷出現(xiàn)的新地質(zhì)情況給予采礦指導(dǎo)。
該課程是教育部“質(zhì)量工程”項(xiàng)目——“高等學(xué)校教師網(wǎng)絡(luò)培訓(xùn)系統(tǒng)”項(xiàng)目推出的數(shù)字化在線培訓(xùn)課程之一,該課程以自主學(xué)習(xí)、專家指導(dǎo)、經(jīng)驗(yàn)分享、互動(dòng)交流、全程服務(wù)為特色,培訓(xùn)對(duì)象為各高等學(xué)校承擔(dān)工程地質(zhì)課程教學(xué)任務(wù)或與其相近課程教學(xué)任務(wù)的在職教師。
該課程必修內(nèi)容為主講教師及團(tuán)隊(duì)的授課視頻。視頻內(nèi)容主要介紹了本門課程的定位、課時(shí)安排、教學(xué)理念、難重點(diǎn)教學(xué)設(shè)計(jì)、主要的教學(xué)方法、示范教學(xué)、考核與評(píng)價(jià)、教學(xué)前沿等。目的在于通過主講教師課程教學(xué)經(jīng)驗(yàn)分享,解答學(xué)員在教學(xué)實(shí)踐中的問題與困惑,有針對(duì)性地提高學(xué)員本門課程的教學(xué)能力。其中難重點(diǎn)教學(xué)設(shè)計(jì)部分重點(diǎn)分析了工程地質(zhì)課程教學(xué)的重點(diǎn)在于引導(dǎo)學(xué)生掌握基本理論、基本方法和基本技能,重在培養(yǎng)觀察問題、分析問題和解決問題的能力,并強(qiáng)調(diào)在課程講授的過程中,應(yīng)該始終注意貫徹這兩個(gè)基本原則。
該課程選修內(nèi)容為通識(shí)性教學(xué)視頻,主要包括教學(xué)方法、教育技術(shù)、學(xué)術(shù)講座等內(nèi)容。旨在通過對(duì)教學(xué)具有普遍指導(dǎo)意義和幫助的內(nèi)容,滿足學(xué)員提高教學(xué)水平的需求。
通過這次學(xué)習(xí),我知道了自己以后在教學(xué)中要注意的問題,我知道了同行是如何進(jìn)行教學(xué)的,明白了一個(gè)教師應(yīng)該具備什么怎樣的素質(zhì)和修養(yǎng),要呈現(xiàn)一堂精彩的課應(yīng)該怎樣去準(zhǔn)備。腦子里面的關(guān)于如何教學(xué)變得清晰而不是原來的模糊。對(duì)于地質(zhì)學(xué)相關(guān)的教育有了更清晰的認(rèn)識(shí)。作為一個(gè)高等學(xué)校的教師在教學(xué)中更應(yīng)該是一個(gè)引導(dǎo)者、促進(jìn)者,要在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的自主發(fā)展意識(shí),積極的參與到教學(xué)過程中來。也明白了如何和學(xué)生建立良好的師生關(guān)系。
在課堂教學(xué)中,要多鼓勵(lì)學(xué)生提問與思考,要欣賞學(xué)生的表達(dá)與論述,要為學(xué)生表達(dá)自己的認(rèn)識(shí)與思想提供機(jī)會(huì)與條件。我希望學(xué)生能夠成為一名真正的學(xué)習(xí)者,而不是一名老實(shí)的只會(huì)用耳朵學(xué)習(xí)的機(jī)器。為此,我時(shí)刻提醒自己,不要在課堂上形成教師的知識(shí)與話語的霸權(quán),要傾聽學(xué)生的表達(dá),要尊重學(xué)生的見解,要謙遜地表達(dá)自己的認(rèn)識(shí)與看法。要讓學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)過程中找回自信與尊嚴(yán),這才是真正培育學(xué)生教育智慧和形成個(gè)人教育知識(shí)的前提。
第三篇:水利工程地質(zhì)學(xué)習(xí)心得
水利工程地質(zhì)學(xué)習(xí)總結(jié)心得
姓名: 張 虎 承 班級(jí): 二
班
學(xué)號(hào):20132941
心得:
學(xué)習(xí)《水利工程地質(zhì)》這門課已經(jīng)快兩個(gè)月了,剛開始認(rèn)為這門課沒有意義,一上課就玩手機(jī)、睡覺,但是,通過這一兩個(gè)月的學(xué)習(xí)使我認(rèn)識(shí)到工程地質(zhì)學(xué)在工程建設(shè)中具有重要的意義,凡是重視工程地質(zhì)工作,事先了解和掌握了環(huán)境地質(zhì)條件的規(guī)律性,則修建的工程會(huì)是成功的,反之,忽視工程地質(zhì)工作,則必然出現(xiàn)這樣那樣的問題,甚至導(dǎo)致整個(gè)工程發(fā)生災(zāi)難性的毀壞。例如,近代震驚世界的兩起最大的水利工程法國(guó)馬兒帕塞壩和意大利的瓦伊昂水庫事故,都是因地質(zhì)問題造成的。因此,學(xué)好《水利工程地質(zhì)》這門課對(duì)于以后的水利工程建設(shè)具有不可取代的作用?!端こ痰刭|(zhì)》是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課,學(xué)好這門課程不僅需要上課認(rèn)真聽講,熟記各個(gè)知識(shí)點(diǎn),而且需要多觀察、多思考,將學(xué)習(xí)與實(shí)踐相結(jié)合,做到學(xué)有所思,思有所得,學(xué)以致用,只有這樣,才能在工作中將課堂上學(xué)到的知識(shí)熟練地運(yùn)用。當(dāng)今社會(huì)需要的是知識(shí)復(fù)合型人才,我相信,通過學(xué)習(xí)《水里工程地質(zhì)》結(jié)合我們所學(xué)的其他專業(yè)課,我們的專業(yè)知識(shí)將更加豐富,專業(yè)技能將更加?jì)故?。在今后的工作中,才?huì)更大的發(fā)揮我們的專業(yè)優(yōu)勢(shì),以及更好的服務(wù)于我國(guó)的水利水電事業(yè),讓祖國(guó)的水更清、天更藍(lán)。
學(xué)習(xí)總結(jié):
一、工程地質(zhì)學(xué)及其研究目的和主要內(nèi)容
工程地質(zhì)學(xué)——調(diào)查、研究、解決與各種工程活動(dòng)有關(guān)的地質(zhì)問題的科學(xué)。它是以地學(xué)學(xué)科的理論為基礎(chǔ),應(yīng)用數(shù)學(xué)、力學(xué)的知識(shí)和工程學(xué)科的技術(shù)與方法來解決工程規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行有關(guān)的地質(zhì)問題。是地質(zhì)學(xué)的一個(gè)分支。課程中研究、討論的各種工程地質(zhì)問題都是圍繞工程地質(zhì)條件來進(jìn)行。自然地質(zhì)環(huán)境與建設(shè)工程的矛盾性。工程地質(zhì)學(xué)的目的:
查明各類工程建筑區(qū)的地質(zhì)條件;分析、預(yù)測(cè)在工程建筑物作用下,地質(zhì)條件可能出現(xiàn)的變化;對(duì)建筑區(qū)各種地質(zhì)問題進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),提出解決不良地質(zhì)問題的方法、措施,保證建筑物的選址正確、設(shè)計(jì)合理、施工順利、經(jīng)濟(jì)節(jié)約及工程完工后運(yùn)行安全。不同的地區(qū),(工程)地質(zhì)條件不同,工程類型各不相同,在設(shè)計(jì)階段工程地質(zhì)條件的各方面并不是等同的,而且要有主有次,其中巖土的工程地質(zhì)性質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造器主導(dǎo)作用。但在一些情況下,地形地貌或水文地質(zhì)條件也可能是主要因素。水利工程地質(zhì)——研究水利水電工程建設(shè)中的各種工程地質(zhì)問題。所謂的工程地質(zhì)問題,包括了工程地質(zhì)條件和工程地質(zhì)作用2個(gè)方面:
(1)工程地質(zhì)條件 地形地貌、地層、巖性、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)條件、物理地質(zhì)現(xiàn)象及天然建筑材料共六個(gè)方面。工程地質(zhì)條件對(duì)工程建筑有制約影響因素,反之工程建筑又改變了建筑區(qū)的地質(zhì)條件,二者是相互制約的。建筑物完工之后,地質(zhì)條件的改變對(duì)建筑物產(chǎn)生的影響必須要考慮、研究、進(jìn)行預(yù)測(cè)。(2)工程地質(zhì)作用——地質(zhì)條件的變化
建筑物建成之后,地質(zhì)條件發(fā)生了改變,對(duì)建筑物存在許多不安全因素,如水庫誘發(fā)地震、不均勻沉降對(duì)樓房的危害等。無論是工程地質(zhì)條件還是工程地質(zhì)作用研究解決的問題都是建筑物的安全穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)效益。
(1)工程巖土學(xué)(2)工程動(dòng)力地質(zhì)學(xué)(3)工程地質(zhì)勘察(4)區(qū)域工程地質(zhì)學(xué)(5)環(huán)境工程地質(zhì)學(xué)與工程地質(zhì)學(xué)關(guān)系密切的主要學(xué)科礦物學(xué)、巖石學(xué)、構(gòu)造地質(zhì)學(xué)、地貌學(xué)、水文地質(zhì)學(xué)——地學(xué)學(xué)科的分支。
二、工程地質(zhì)學(xué)的任務(wù)和在工程建設(shè)中的意義
工程地質(zhì)學(xué)的應(yīng)用是非常廣泛的,公路、鐵路、橋梁建設(shè)、工民建都要應(yīng)用到工程地質(zhì)學(xué)。
工程地質(zhì)學(xué)的基本任務(wù)是:(1)評(píng)價(jià)工程建設(shè)區(qū)的工程地質(zhì)條件;(2)預(yù)測(cè)、分析在工程建設(shè)及完工之后可能發(fā)生的環(huán)境變化;(3)選擇最佳場(chǎng)地和克服不良現(xiàn)象采取的工程措施,包括環(huán)境的保護(hù)等;(4)提供工程規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工所需的工程地質(zhì)資料。工程地質(zhì)學(xué)在水利水電建設(shè)中的主要任務(wù):(1)選擇最優(yōu)良的建筑地址;
(2)查明建筑區(qū)的工程地質(zhì)條件和可能發(fā)生的物理地質(zhì)作用;(3)根據(jù)工程地質(zhì)條件提出建筑物的結(jié)構(gòu)類型、施工方法既注意事項(xiàng)等;
(4)提出防治、改善不良地質(zhì)現(xiàn)象的方案措施。
三、我國(guó)水利水電工程地質(zhì)的成就與發(fā)展
人類修建水利工程可以追索到公元前。我國(guó)著名的都江堰水利工程在公元前250年就開始修建,著名的京杭大運(yùn)河是公元前485年修建。這些工程都需要一定的地質(zhì)知識(shí)。到20世紀(jì)20年代工程地質(zhì)學(xué)才形成為一門獨(dú)立的學(xué)科。長(zhǎng)江三峽水利樞紐工程是當(dāng)今世界最大的水利樞紐工程。它位于長(zhǎng)江西陵峽中段,壩址在湖北省宜昌市三斗坪,設(shè)計(jì)正常蓄水位l75米,總庫容393億立方米。建成后,它不僅為我國(guó)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益,還將為世界水利水電技術(shù)和有關(guān)科技的發(fā)展作出有益的貢獻(xiàn)。在我國(guó),工程地質(zhì)學(xué)科是在建國(guó)之后得到飛速發(fā)展,在各項(xiàng)工程中也取得了顯著的成就。第一章
地球是一個(gè)旋轉(zhuǎn)的橢球體,平均半徑6371km。在地球表面向下30---40km和2900 km有兩個(gè)分界面,稱之為莫霍面和古登堡面,兩個(gè)界面把地球內(nèi)部分為地殼、地幔和地核三部分。
地核——古登堡面以下至地心部分。厚度約3470km,主要由鐵鎳物質(zhì)等組成。
地?!橛诠诺潜っ婧湍裘嬷g的部分,依據(jù)地震波傳播的速度,又分為上、下地幔。組成物質(zhì)上地幔為多含F(xiàn)e、Mg的硅酸鹽礦物組成,下地幔為FeO、MgO的含量更高。地殼——地球的表層的固體部分,厚度變化很大。海洋地殼厚度較薄,平均厚度5~6km,陸地地殼平均厚度約33km。最厚的地殼是在我國(guó)的喜馬拉雅山其厚度70~80km。地
球
地球是一個(gè)特殊的物理化學(xué)系統(tǒng),它有別于太陽系的其他行星,不但有生物圈和生命的長(zhǎng)期作用,有液態(tài)水圈和氮-----氧形成的大氣圈,還有巖石圈的板塊運(yùn)動(dòng)。從而決定了地球系統(tǒng)特有的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)與元素行為特征。組成地殼的化學(xué)元素有100多種,各元素含量極其不均勻,其中最主要的有10種,占地殼總質(zhì)量的99.96%。美國(guó)化學(xué)家克拉克應(yīng)用隕石類比法的分析統(tǒng)計(jì),它們是
氧>硅>鋁>鐵>鈣>鈉>鉀>鎂>鈦>氫。
地殼中的化學(xué)元素是隨環(huán)境的變化而不斷地變化。元素在一定的地質(zhì)條件下組成礦物,礦物的集合體就是巖石。組成巖石的主要礦物叫做造巖礦物。按成因巖石分為巖漿巖、沉積巖、變質(zhì)巖。從分布上地球表面沉積巖和變質(zhì)巖約占75%,巖漿巖占25%,從質(zhì)量上沉積巖占地殼質(zhì)量的5%,變質(zhì)巖占6%,巖漿巖占89%。不同的成因是巖石形成的條件不同,巖石的礦物成分、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造各不相同,就是巖石的特征各不相同,表現(xiàn)的力學(xué)性質(zhì)、工程地質(zhì)條件、水文地質(zhì)性質(zhì)也各不相同。
第一節(jié)
造 巖 礦 物
礦物是各種地質(zhì)作用的天然產(chǎn)物,具有一定的物理性質(zhì)和化學(xué)成分。礦物可以是單質(zhì)元素或者是化合物。礦物的物理形態(tài)有固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)。如金、石油、天然氣。人們發(fā)現(xiàn)的礦物已有3000多種,常見的主要礦物有100多種,重要的造巖礦物僅30多種。我們把組成巖石的主要礦物稱之為造巖礦物。常見的造巖礦物如 長(zhǎng)石、石英、角閃石、橄欖石、方解石、白云石、輝石、石膏、綠泥石、石榴子石等。如花崗巖其組成的主要礦物為石英、長(zhǎng)石、云母等。
一、礦物的形態(tài)
(一)礦物的單體形態(tài)
1、結(jié)晶質(zhì)和非結(jié)晶質(zhì)礦物
造巖礦物絕大部分是結(jié)晶質(zhì)------組成礦物元素質(zhì)點(diǎn)在礦物內(nèi)部按一 定的規(guī)律重復(fù)排列,形成穩(wěn)定的結(jié)晶格子構(gòu)造。我們把具有一定的結(jié)晶格子構(gòu)造的物質(zhì)叫做結(jié)晶質(zhì)。結(jié)晶常形成固定的幾何形態(tài),稱之為晶體。非結(jié)晶體就是元素在礦物內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)排列沒有一的規(guī)律性。
2、礦物的結(jié)晶習(xí)性
簡(jiǎn)單的說,礦物晶體在三度空間的發(fā)育程不同,形成單向、二向、三向延長(zhǎng)。
(二)礦物集合體的形態(tài)
礦物集合體——同種礦物多個(gè)單體聚集在一起整體,其集合體的形態(tài)取決于單體的形態(tài)和它們的集合方式。礦物集合體的形態(tài)有粒狀、片狀、板狀、纖維狀、針狀、柱狀、晶簇狀等。
二、礦物的物理性質(zhì)
每一種礦物都有自己的物理性質(zhì)。任何地質(zhì)工作都要和各種巖石接觸,要對(duì)巖石進(jìn)行研究,首先,必須研究礦物,礦物的物理性質(zhì)是鑒定礦物的主要依據(jù)。礦物的物理性質(zhì)包括:顏色、條痕、透明度、光澤、解理和斷口、硬度等。
第二節(jié)
巖 漿 巖
一、巖漿巖的成因與產(chǎn)狀
成因:巖漿巖又稱火成巖,其形成是由于地殼深部和地幔中高溫、高壓的巖漿侵入地殼之內(nèi)或噴出地表經(jīng)冷卻凝固所形成的巖石。
產(chǎn)狀:指巖漿巖體的大小、空間形態(tài)與周圍巖石的關(guān)系。高溫高壓狀態(tài)下的巖漿是熔融體。其成分以硅酸鹽為主,含有大量的揮發(fā)性物質(zhì),且具有一定的黏度,在地殼運(yùn)動(dòng)過程中,沿著地殼的軟弱帶或深大斷裂向壓力小的地方移動(dòng),侵入到地殼之內(nèi)或噴出地表,巖漿經(jīng)過冷卻凝固,形成各種不同的巖漿巖。整個(gè)過程稱為巖漿作用,巖漿巖又分為侵入巖和噴出巖。常見的花崗巖、玄武巖是侵入巖和噴出巖。
(一)侵入巖的產(chǎn)狀
侵入巖依據(jù)位置分為深層巖和淺層巖。常見的產(chǎn)狀有:巖基、巖株、巖墻和巖脈、巖盤、巖床。
巖基:大規(guī)模的深層侵入形成的巖漿巖,分布面積大于100平方公里。
巖株:分布面積小于100平方公里的深層巖漿巖。
巖墻和巖脈:巖漿侵入形成板狀的巖體。寬度幾厘米至幾十米,長(zhǎng)度幾米到幾十公里。直立的或近似直立叫巖墻,傾斜或不規(guī)則的叫巖脈。巖盤:底部較平,中心厚度較大,頂部隆起的層間侵入體。
巖床:沿原有的巖層層面侵入。
(二)噴出巖的產(chǎn)狀
如我們見到的流紋巖、玄武巖、安山巖都是噴出巖。噴出巖的產(chǎn)狀有熔巖流、溶巖被、火山錐等。
二、巖漿巖的礦物成分
巖漿巖的礦物成分較復(fù)雜,組成地殼的化學(xué)元素在巖漿巖中都能見到,但主要是以氧化物的形式出現(xiàn)。如SiO2 AI2 O3 Fe2O3 FeO MgO
CaO
Na2O K2O
等。但其中SiO2的含量最多,巖漿巖實(shí)質(zhì)也是硅酸鹽巖石。依據(jù)SiO2含量的多少巖漿巖劃分為:超基性巖、基性巖、中性巖、酸性巖。
超基性巖
SiO2含量
<45% 基性巖
SiO2含量
45~52% 中性巖
SiO2含量
52~65% 酸性巖
SiO2含量
>65% 巖漿巖的礦物成分既可反映巖石的化學(xué)成分和生成條件,也是巖漿巖命名的主要依據(jù)之一。礦物成分也反映巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)。鑒別巖石必須鑒定礦物成分。組成巖漿巖的礦物有30多種,長(zhǎng)石、石英、白云母、黑云母、輝石、角閃石、橄欖石等是主要的礦物。
三、巖漿巖的結(jié)構(gòu)
1、巖漿巖的結(jié)構(gòu)是指巖漿巖中礦物的結(jié)晶程度、顆粒的大小、形狀,以及它們的組合關(guān)系。這也是區(qū)分和鑒定巖漿巖的重要標(biāo)志之一。巖漿巖的結(jié)構(gòu)分類如下:
(1)按巖石中礦物結(jié)晶程度劃分
全晶質(zhì)結(jié)構(gòu)——巖石全部由結(jié)晶質(zhì)礦物組成,多見于深層巖,如花崗巖。
(2)半晶質(zhì)結(jié)構(gòu)——由結(jié)晶礦物和非結(jié)晶的玻璃所組成,多見于噴出巖,如流紋巖。
(3)玻璃質(zhì)結(jié)構(gòu)——全部由玻璃質(zhì)所組成,礦物來不及結(jié)晶,多見于噴出巖。
2、按巖石中礦物顆粒的絕對(duì)大小劃分
(1)顯晶質(zhì)結(jié)構(gòu)——巖石中的礦物顆粒,平肉眼或借助放大鏡能分辨出礦物顆粒。巖漿巖的結(jié)構(gòu)
粗顆粒結(jié)構(gòu)
顆粒直徑
>5mm
中顆粒結(jié)構(gòu)
顆粒直徑
5~1mm 細(xì)顆粒結(jié)構(gòu)
顆粒直徑
1~0.1mm
(2)隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)——巖石中的礦物顆粒非常細(xì)小,要用顯微鏡才能分辨晶粒特征的結(jié)構(gòu)。
3、按巖石中礦物顆粒的相對(duì)大小劃分
(1)等粒結(jié)構(gòu)——巖石中主要礦物的顆粒粗細(xì)大致相等。(2)不等粒結(jié)構(gòu)——巖石中主要礦物的顆粒粗細(xì)大小相等。(3)斑狀結(jié)構(gòu)——指巖石由兩組直徑相差甚大的礦物顆粒組成,大的叫斑晶,小的叫基質(zhì),基質(zhì)分為隱晶質(zhì)和玻璃質(zhì)。大晶粒散布在小晶粒中。還有視斑狀結(jié)構(gòu)。巖漿巖的結(jié)構(gòu)
四、巖漿巖的構(gòu)造
巖漿巖的構(gòu)造,是指巖漿巖中的礦物在空間的排列、配置和充填方式所形成的特征。
1、塊狀構(gòu)造----礦物分布比較均勻,無定向排列,是巖漿巖中最常見的一種構(gòu)造。
2、流紋構(gòu)造----由不同顏色的礦物、玻璃質(zhì)和拉長(zhǎng)的氣孔等,沿熔巖流動(dòng)方向作平行排列所形成的一種流動(dòng)構(gòu)造。
3、氣孔構(gòu)造----在巖石中形成眾多大小不
一、互不聯(lián)通的孔洞。
4、杏仁構(gòu)造----熔巖中的氣孔被次生礦物充填,形似杏仁。
五、巖漿巖的分類及簡(jiǎn)易鑒定方法
六、主要巖漿巖的特征
巖漿巖的特征就是巖漿巖的礦物成分、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造特征。輝長(zhǎng)巖(基性深成巖)閃長(zhǎng)巖(中性深成巖)花崗巖(酸性深成巖)
第三節(jié)
沉 積 巖
沉積巖是地球表面出露最多的巖石,地球表面75%被沉積巖覆蓋,但其質(zhì)量所占比例很小。沉積巖最顯著的特征就是成層狀。
一、沉積巖的形成
沉積巖的形成是漫長(zhǎng)又復(fù)雜的地質(zhì)作用過程,一般分為四個(gè)階段。風(fēng)化階段
搬運(yùn)階段
沉積階段
膠結(jié)成巖階段
1、風(fēng)化階段-----也稱為原巖破壞階段,地表或接近地表以形成的巖石,在長(zhǎng)期的溫度變化、水、氧、生物因素的作用,在原地發(fā)生機(jī)械崩解或化學(xué)分解,變成松散的碎屑物質(zhì)、新的礦物或溶解物質(zhì)。
2、搬運(yùn)階段----部分碎屑物質(zhì)被水流、風(fēng)、冰川、生物等搬運(yùn)到其他地方。一部分留于原地。
3、沉積階段----被搬運(yùn)的碎屑物質(zhì)在適當(dāng)?shù)牡攸c(diǎn)沉積下來,包括了機(jī)械沉積、化學(xué)沉積、生物化學(xué)沉積等方式。
4、膠結(jié)成巖階段----經(jīng)過壓實(shí)(上覆沉積物的重力壓固,空隙減少,誰被擠出)、膠結(jié)(膠結(jié)變硬)、重新結(jié)晶作用,形成的巖石叫做沉積巖。
二、沉積巖的礦物組成
沉積巖常見的礦物僅有20多種,可分為
1、碎屑礦物----也稱原生礦物,原巖中一些抗風(fēng)化能力較強(qiáng)的礦物殘存下來,如長(zhǎng)石、石英等礦物。
2、粘土礦物----原巖風(fēng)化破碎后生成的次生礦物,如高嶺石、蒙脫石、水云母等。
3、化學(xué)沉積礦物----生物化學(xué)沉積作用形成的礦物,如方解石、白云母、石膏、巖鹽。
4、有機(jī)質(zhì)及生物殘骸----生物殘骸或經(jīng)過有機(jī)化學(xué)變化形成的礦物,如貝殼、泥炭、石油。
3、化學(xué)沉積礦物----生物化學(xué)沉積作用形成的礦物,如方解石、白云母、石膏、巖鹽。
4、有機(jī)質(zhì)及生物殘骸----生物殘骸或經(jīng)過有機(jī)化學(xué)變化形成的礦物,如貝殼、泥炭、石油。
三、沉積物的結(jié)構(gòu)
沉積物的結(jié)構(gòu)主要有以下四種
1、碎屑結(jié)構(gòu)----碎屑物質(zhì)被膠結(jié)粘結(jié)起來形成的一種結(jié)構(gòu)。(1)、按碎屑粒徑碎屑結(jié)構(gòu)
分為 礫狀結(jié)構(gòu)----碎屑粒徑>2mm
砂質(zhì)結(jié)構(gòu) 包括
粗砂結(jié)構(gòu)
碎屑粒徑為
2.0-----0.5mm
中砂結(jié)構(gòu)
碎屑粒徑為
0.5-----0.25mm 細(xì)砂結(jié)構(gòu)
碎屑粒徑為
0.25-----0.05mm
粉砂質(zhì)結(jié)構(gòu)
碎屑粒徑為0.05------0.005mm(2)按碎屑顆粒的磨圓程度
分為尖棱角狀、次棱角狀、次圓狀和圓狀
(3)膠結(jié)物及膠結(jié)類型
常見的膠結(jié)物有
硅質(zhì)---------膠結(jié)物為SiO。顏色淺,巖型堅(jiān)固,強(qiáng)度高,抗水性及抗風(fēng)化性強(qiáng)。
鐵質(zhì)---------膠結(jié)物為鐵的氧化物和氫氧化物。常呈紅色或棕色,巖石強(qiáng)度次于硅質(zhì)膠結(jié)。
鈣質(zhì)---------膠結(jié)物為Ca Mg 的碳酸鹽,呈白灰色、青灰色。巖石較堅(jiān)固,強(qiáng)度較大,具有脆性、可溶性,遇鹽酸起泡。
泥質(zhì)---------膠結(jié)物成分為粘土。多呈黃褐色,性質(zhì)較松易破碎,遇水易軟松散。
石膏質(zhì)--------膠結(jié)物成分為CaSO
。硬度小,膠結(jié)不緊密。
膠結(jié)類型 基底膠結(jié)------膠結(jié)物含量較多,碎屑物孤立地分布于膠結(jié)物中,彼此互不接觸。
孔隙膠結(jié)------碎屑物顆粒緊密接觸,膠結(jié)物充填與粒間孔隙中。接觸膠結(jié)------膠結(jié)物含量極少,碎屑顆粒互相接觸,膠結(jié)物近存在于顆粒的接觸處。
2、泥質(zhì)結(jié)構(gòu)------粘土結(jié)構(gòu)
50%以上的粒徑小于0.005mm的粘土顆粒組成,質(zhì)地均一。這種結(jié)構(gòu)是粘土巖的主要特征。
3、晶粒結(jié)構(gòu)
巖石中的顆粒在溶液中結(jié)晶或呈膠體形態(tài)凝結(jié)沉淀而成的。由鮞狀、結(jié)核狀、致密塊狀等。
4、生物結(jié)構(gòu)
4、由30%以上的生物殘骸碎片組成的巖石結(jié)構(gòu),如生物碎屑結(jié)構(gòu)、貝殼結(jié)構(gòu)等。
四、沉積巖的構(gòu)造
沉積巖的構(gòu)造是沉積巖的各個(gè)組成部分的空間分布和排列方式。
(一)層理構(gòu)造
層理構(gòu)造是沉積巖垂向的“成層”現(xiàn)象,是區(qū)別其他類巖石的顯著標(biāo)志。
1、水平層理
2、單斜層理
3、交錯(cuò)層理
(二)層面構(gòu)造
巖層層面上由于水流、風(fēng)、生物活動(dòng)等作用留下的痕跡,如波痕、泥裂、雨痕等。
(三)結(jié)核
沉積巖與圍巖成分有明顯的區(qū)別是礦物質(zhì)團(tuán)塊.(四)生物成因構(gòu)造 沉積巖中具有生物殘骸或生物活動(dòng)的跡象。典型沉積巖、砂巖、典型沉積巖、頁巖 第四節(jié)
變 質(zhì) 巖
地殼中原有的巖石,由于受地殼運(yùn)動(dòng)和巖漿活動(dòng)等內(nèi)動(dòng)力影響造成物理、化學(xué)環(huán)境的改變,在其高溫、高壓及其它化學(xué)因素的作用下,原來巖石的礦物成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造發(fā)生一系列變化,形成新的巖石叫做變質(zhì)巖,這種改變巖石作用叫做變質(zhì)作用。雖然巖漿巖和變質(zhì)巖都是內(nèi)力地質(zhì)作用的產(chǎn)物,但兩者的相成機(jī)制和特征有很大的不同。他們之間的主要區(qū)別是:前者主要是從流體相(巖漿)結(jié)晶轉(zhuǎn)變成固相(巖石)的降溫過程;后者主要經(jīng)歷了溫度和壓力的變化,是從一種固相轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N固相的結(jié)晶過程。
一、變質(zhì)作用的因素及類型
變質(zhì)作用的因素有:高溫度、高壓力及化學(xué)活動(dòng)性流體。
變質(zhì)作用的類型:接觸變質(zhì)作用、區(qū)域變質(zhì)作用、混合巖化作用、動(dòng)力變質(zhì)作用
1、接觸變質(zhì)作用
發(fā)生在侵入巖與圍巖之間的接觸帶上,由溫度和揮發(fā)性物質(zhì)所引起的變質(zhì)作用,高溫使得巖石發(fā)生礦物的重結(jié)晶、脫水、脫碳以及物質(zhì)的重新組合,形成新的礦物與變晶結(jié)構(gòu)。巖漿分異出來的揮發(fā)性物質(zhì)會(huì)使巖石化學(xué)成分發(fā)生顯著的變化,產(chǎn)生新礦物。
2、區(qū)域變質(zhì)作用
大的范圍內(nèi)由于溫度、壓力及化學(xué)活動(dòng)性流體等因素引起的變質(zhì)作用。
3、混合巖化作用 原有的變質(zhì)巖體與巖漿流體互相混合交代而形成新巖石的作用。
4、動(dòng)力變質(zhì)作用
在地殼構(gòu)造運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的定向壓力使巖石發(fā)生的變質(zhì)作用。其特點(diǎn)是與斷層帶相伴生,原巖被擠壓破碎、變形并有重新結(jié)晶現(xiàn)象,形成特有的糜棱巖、角礫巖及蛇紋石、綠泥石等變質(zhì)礦物。
二、變質(zhì)巖的礦物成分
變質(zhì)巖的礦物成分有兩部分 一部分是原巖中的抗風(fēng)化、變質(zhì)能力較強(qiáng)的礦物,如長(zhǎng)石、石英、云母、角閃石、方解石等。另一部分是變質(zhì)作用后產(chǎn)生的變質(zhì)礦物。如紅柱石、綠泥石、滑石、石榴子石、蛇紋石等。
三、變質(zhì)巖的結(jié)構(gòu)
1、變余結(jié)構(gòu)---在變質(zhì)作用過程中,由于重結(jié)晶、變質(zhì)結(jié)晶作用不完全,原巖的結(jié)構(gòu)特征被部分保留下來,稱為變余結(jié)構(gòu)。
2、變晶結(jié)構(gòu)-----巖石在固體狀態(tài)下發(fā)生重結(jié)晶或變質(zhì)結(jié)晶所形成的結(jié)果-------變晶結(jié)構(gòu)。是變質(zhì)巖最常見的結(jié)構(gòu)。
3、碎裂結(jié)構(gòu)----巖石受定向壓力后發(fā)生破裂,形成的碎塊或粉末后又被膠結(jié)在一起的結(jié)構(gòu)。
四、變質(zhì)巖的構(gòu)造
巖石經(jīng)變質(zhì)作用后形成一些新的構(gòu)造特征。
1、板狀構(gòu)造-----巖石具有平行、較密集而平坦的破裂面,沿破裂面巖石容易分裂成板狀體。
2、千枚狀構(gòu)造-----巖石呈薄板狀,基本是重新結(jié)晶并呈定向排列,但結(jié)晶程度較低。
3、片狀構(gòu)造-----在定向擠壓力的長(zhǎng)期作用下,巖石中的礦物成分都呈平行定向排列,巖石中個(gè)組分全部重新結(jié)晶。
4、片麻狀構(gòu)造------以粒狀變晶礦物為主,其間夾以鱗片狀、柱狀變晶礦物。結(jié)晶程度較高,在片麻巖中常見的構(gòu)造。
5、塊狀構(gòu)造-----巖石中的礦物均勻分布,結(jié)構(gòu)均一,無定向排列。關(guān)于三大類巖石,形成的地質(zhì)條件、地質(zhì)環(huán)境是完全不同的,但巖石形成之后三大類巖石是可以互相轉(zhuǎn)變的,巖漿巖、沉積巖、變質(zhì)巖隨地質(zhì)條件地質(zhì)環(huán)境的變化都可以轉(zhuǎn)變?yōu)槌练e巖、變質(zhì)巖,也可以轉(zhuǎn)變?yōu)閹r漿巖。人們研究地質(zhì)的作用過程是通過地質(zhì)作用遺留下來的地質(zhì)遺跡,通常稱之為將今論古,也可以預(yù)測(cè)未來,講古論今。
五、變質(zhì)巖的分類及主要變質(zhì)巖的特征
一、巖石的主要物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)
(一)巖石的主要物理性質(zhì)指標(biāo)
1密度和重度 2相對(duì)密度 3空隙率 4吸水率和飽和吸水率
第五節(jié) 巖石的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)及風(fēng)化巖石
(二)巖石的主要力學(xué)性質(zhì)指標(biāo) 1單軸抗壓強(qiáng)度 2巖石的變形參數(shù)3抗剪強(qiáng)度
二、巖石的風(fēng)化作用
巖石的風(fēng)化作用------分布在地表或地表附近的巖石,經(jīng)受太陽輻射、大氣、水溶液及生物等侵襲,逐漸破碎、松散或礦物成分發(fā)生化學(xué)變化,甚至生成新的礦物的現(xiàn)象。
(一)風(fēng)化作用的類型
巖石的風(fēng)化作用主要的是物理風(fēng)化和化學(xué)風(fēng)化,其他還有生物風(fēng)化。物理風(fēng)化----溫度的變化、水的凍融等使巖石破碎。
化學(xué)風(fēng)化------是指在氧、水溶液等風(fēng)化因素影響下,巖石中的礦物成分發(fā)生化學(xué)變化,改變或破壞巖石的性狀并形成此生礦物的過程。其形式有(1)氧化作用(2)溶解作用(3)水化作用(4)水解作用(5)軟化、泥化作用
(二)影響巖石的風(fēng)化的因素
巖石風(fēng)化是一個(gè)十分復(fù)雜的過程,影響因素眾多。主要有:1氣候、地形和地下水的影響2巖石的性質(zhì)3斷層、裂隙的影響 第二章
地質(zhì)構(gòu)造及區(qū)域構(gòu)造穩(wěn)定性 概
述
地球已經(jīng)有46億年的歷史,46億年是地球復(fù)雜的演變、變化的歷史.地球每時(shí)每刻都在變化,我們看到的是地殼表面的變化,這種變化是長(zhǎng)期的緩慢的,有些甚至不為人們所察覺。在山脈的隆起、地殼的升降、火山的噴發(fā)、地震、海嘯的突然來臨、長(zhǎng)期的風(fēng)化作用、河流的侵蝕作用,都會(huì)引起地球內(nèi)部的結(jié)構(gòu)變化和地殼表面的變化,這些引起地殼的物質(zhì)組成、地殼結(jié)構(gòu)和地表形態(tài)不斷發(fā)生變化的作用,通稱地質(zhì)作用,地質(zhì)作用分為內(nèi)動(dòng)力地質(zhì)作用和外動(dòng)力地質(zhì)作用兩種類型。內(nèi)動(dòng)力地質(zhì)作用---------地球內(nèi)部放射元素的蛻變、地球自轉(zhuǎn)、重力均衡所引起的地殼運(yùn)動(dòng)、巖漿活動(dòng)、火山噴發(fā)、變質(zhì)作用等,其能量來源于地球內(nèi)部。外動(dòng)力地質(zhì)作用----------太陽的輻射、流水的作用所引起的巖石的風(fēng)化、剝蝕、搬運(yùn)、沉積及成巖作用等。
地球表面的形態(tài)是內(nèi)外地質(zhì)作用共同作用的結(jié)果,內(nèi)動(dòng)力地質(zhì)作用起主導(dǎo)作用,外動(dòng)力地質(zhì)作用起裝飾、美化的作用。
地殼運(yùn)動(dòng)又叫做地質(zhì)構(gòu)造,是內(nèi)動(dòng)力地質(zhì)作用引起的地殼變形、變位,其結(jié)果是地殼的物質(zhì)組成、地殼的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,造成地殼的隆起或下降;巖層受擠壓力發(fā)生彎曲、錯(cuò)斷或張開,形成褶皺、斷層、裂隙,其過程常常伴隨地震、火山噴發(fā)及變質(zhì)作用的發(fā)生。殘留在巖層中變形、變位的現(xiàn)象稱為地質(zhì)構(gòu)造形跡或構(gòu)造形跡。人們將今論古,就是根據(jù)地殼運(yùn)動(dòng)后遺留下來的地質(zhì)形跡推斷不同的歷史時(shí)期發(fā)生的地質(zhì)過程。
地殼運(yùn)動(dòng)有水平運(yùn)動(dòng)和垂直運(yùn)動(dòng)兩種基本形式。
垂直運(yùn)動(dòng)也叫做升降運(yùn)動(dòng),指地殼的運(yùn)動(dòng)方向垂直于地球表面,主要的表現(xiàn)就是大面積的地殼上升或下降。也稱造陸運(yùn)動(dòng)。
水平運(yùn)動(dòng)是指地殼巖層平行地球表面的運(yùn)動(dòng),表現(xiàn)為地殼巖層的水平位移。稱造山運(yùn)動(dòng)。
地殼上升形成山岳、高原,下降形成湖海、盆地。在漫長(zhǎng)的地質(zhì)歷史中地殼的上升、下降可以交替進(jìn)行,造成海陸變遷。滄海桑田是祖先對(duì)地殼變化的形象描述。
大陸漂移的證據(jù)有:應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)大西洋兩岸進(jìn)行拼合地質(zhì)構(gòu)造帶對(duì)比
古生物與冰川、氣候證據(jù) 古地磁極移軌跡擬合大陸的外形 地殼的水平運(yùn)動(dòng)往往形成巨大的褶皺山脈,又稱為造山運(yùn)動(dòng)。垂直運(yùn)動(dòng)常常表現(xiàn)為大規(guī)模的隆起或凹陷,造成地勢(shì)高低起伏和海陸變遷。又稱為造陸運(yùn)動(dòng)。
區(qū)域構(gòu)造穩(wěn)定性是區(qū)域地殼穩(wěn)定性的簡(jiǎn)稱。是指現(xiàn)代地殼活動(dòng)性對(duì)工程安全的影響程度?,F(xiàn)代地殼活動(dòng)是指地表形變、活斷層、地震、火山噴發(fā)等。這些都會(huì)造成建筑工程的破壞,同時(shí)還會(huì)引發(fā)一些地質(zhì)災(zāi)害。大的建筑工程必須考慮區(qū)域穩(wěn)定性。第一節(jié)
地 史 概 要
一、地質(zhì)年代的劃分
地史就是地質(zhì)歷史,是地殼發(fā)展演變的歷史,人們根據(jù)地質(zhì)構(gòu)造遺留的遺跡推斷地殼的歷史和變化過程。地球形成至今有46億年,在這漫長(zhǎng)的地質(zhì)歷史中,地殼發(fā)生了多次強(qiáng)烈的構(gòu)造運(yùn)動(dòng),每一次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)都改變了地球表面的自然地理環(huán)境,不同的地質(zhì)時(shí)期形成了不同的巖層、產(chǎn)生了不同的地質(zhì)構(gòu)造、留下了不同的構(gòu)造遺跡,不同的歷史時(shí)期造就了不同的生物。地質(zhì)學(xué)家根據(jù)這些特征講地質(zhì)歷史劃分為若干級(jí)別不等的時(shí)間段落。
地質(zhì)歷史按時(shí)間的長(zhǎng)短依次為
宙、代、紀(jì)、世、期,每個(gè)賦予不同的名稱,如新生代、中生代等,每個(gè)代又有二至三個(gè)紀(jì),紀(jì)又劃分為二至三個(gè)世,世又劃分為期,其中代、紀(jì)、世的劃分方法、表示的符號(hào)國(guó)際上是統(tǒng)一的。
地球上生物的演化遵循由簡(jiǎn)單到復(fù)雜,由低級(jí)到高級(jí)的不可逆過程,同時(shí)生物界能十分靈敏地反映地球表層自然環(huán)境、地理環(huán)境及其演變特征,這又與行星地球個(gè)圈層自身的運(yùn)動(dòng)機(jī)制以及相互間的聯(lián)系制約密切有關(guān)。因此,生物演化史能夠詳盡而有效地反映地球歷史的客觀自然階段。
地質(zhì)年代表就是根據(jù)地殼運(yùn)動(dòng)和生物演化的巨型階段,將46億年地球演化史劃分為兩個(gè)最高級(jí)別的地質(zhì)年代單位:隱生宙和顯生宙。在顯生宙中,根據(jù)生物界的總體面貌劃分出3個(gè)二級(jí)地質(zhì)單位:古生代(含早古生代、晚古生代)、中生代、新生代。最常用的三級(jí)地質(zhì)年代單位是
紀(jì),紀(jì)的下一級(jí)地質(zhì)年代單位是
世,世又分為 期。在每個(gè)紀(jì)中生物界面貌各有特色,如泥盆紀(jì)的生物登陸,侏羅紀(jì)的恐龍、第四紀(jì)的人類演化等。見地質(zhì)年代表
表中有地質(zhì)時(shí)代的名稱、相對(duì)年代、絕對(duì)年代、主要構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、我國(guó)地史的簡(jiǎn)要特征。
如:隱生宙分為:太古代和元古代,大的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)有五臺(tái)運(yùn)動(dòng)、呂梁運(yùn)動(dòng)、晉寧運(yùn)動(dòng)。
顯生宙分為:古生代、中生代和新生代,大的地質(zhì)構(gòu)造有加里東運(yùn)動(dòng)、海西、印支、燕山和喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)。不同的地質(zhì)時(shí)代我國(guó)地質(zhì)歷史的簡(jiǎn)要特征:
如中生代:構(gòu)造運(yùn)動(dòng)頻繁、火山活動(dòng)強(qiáng)烈,有大規(guī)模的巖漿侵入和火山噴發(fā)。生物進(jìn)化明顯,爬行類恐龍繁盛。
新生代:我國(guó)大陸基本形成,大部分地區(qū)為陸相沉積。地表形成現(xiàn)代地貌、具有多次冰川活動(dòng),人類開始出現(xiàn)。
二、地層年代及其確定方法
地層是一定地質(zhì)時(shí)期形成的巖石的總稱,巖石有層狀的,也有非層狀。地層具有時(shí)間的概念,巖層沒有時(shí)間的概念。一個(gè)地層單位可以包含幾種巖性不同的巖層。
地質(zhì)歷史的劃分依據(jù)是對(duì)地層的觀察、研究,巖石的特征說明了該巖層形成時(shí)的自然地理環(huán)境,巖層中的構(gòu)造痕跡記錄著地殼運(yùn)動(dòng)的情況,巖石中的化石說明生物的進(jìn)化、氣候、環(huán)境等自然條件。
地層單位對(duì)應(yīng)地質(zhì)時(shí)代,地質(zhì)時(shí)代用
宙
代
紀(jì)
世
期 來表示,對(duì)應(yīng)的地層單位是 宇
界
系
統(tǒng)
階
來表示。
確定地層的時(shí)代是地質(zhì)工作一項(xiàng)重要的工作,有以下幾種工作方法:
1、地層層位法-------在沉積巖層中,未經(jīng)劇烈構(gòu)造變動(dòng),上部的地層較新,下部的較老。
2、古生物化石法-------生物進(jìn)化過程是由簡(jiǎn)單到復(fù)雜,由低級(jí)到高級(jí)的過程,這個(gè)過程是不可逆的,自然環(huán)境的改變會(huì)使一些生物消亡,并形成化石。地質(zhì)學(xué)家確定了地質(zhì)時(shí)代的標(biāo)準(zhǔn)化石,根據(jù)化石的對(duì)比確定地層時(shí)代。
3、巖性對(duì)比法-----通過以知地質(zhì)時(shí)代的地層巖性,對(duì)比未知地質(zhì)時(shí)代的巖性。
4、巖性接觸關(guān)系法 巖性的接觸關(guān)系有以下幾種
(1)整合接觸----上、下兩種巖性產(chǎn)狀一致,互相平行,連續(xù)沉積形成的,其間不缺失某個(gè)時(shí)代的巖層。強(qiáng)調(diào)的是時(shí)間上的連續(xù)性。反映的是沒有大的構(gòu)造運(yùn)動(dòng),故地理環(huán)境變化不大。
(2)平行不整合接觸上、下兩套巖性彼此近似平行,但中間缺失某時(shí)代的巖層。說明的是缺失巖層的時(shí)代過劇烈的構(gòu)造運(yùn)動(dòng),然后是地殼下降,接受沉積,形成上部的巖層。
沉積接觸和侵入接觸。前者是先有巖漿巖,后有沉積巖。后者是指先有沉積巖或變質(zhì)巖,巖漿侵入后形成巖漿巖。(3)角度不整合接觸
上、下兩套巖性呈角度接觸,但中間缺失某時(shí)代的巖層。說明的是缺失巖層的地質(zhì)時(shí)代地殼處于上升階段。
該階段沒有接受沉積。不整合指的是具有時(shí)間的間斷、時(shí)間的不連續(xù)。第二節(jié)
褶
皺
構(gòu)
造
地質(zhì)構(gòu)造有兩種基本類型,褶皺
和
斷層。
褶皺構(gòu)造-----是指水平巖層在構(gòu)造運(yùn)動(dòng)中受力后產(chǎn)生的一系列彎曲,單個(gè)的彎曲叫做褶曲。褶皺是最常見的地質(zhì)構(gòu)造痕跡,存在于層狀巖層中。
一、巖層的產(chǎn)狀
巖層的產(chǎn)狀是指巖層在空間位置的展布狀態(tài)。是分析研究各種地質(zhì)構(gòu)造形態(tài)的最基本依據(jù)。巖層的產(chǎn)狀可分為水平的、傾斜的和直立的三種類型。巖層的產(chǎn)狀用巖層層面的走向、傾向和傾角來表示,稱為巖層產(chǎn)狀三要素。
1、走向
巖層層面與任一水平面的交線稱為走向,交線稱為走向線。用方位角來表示,兩個(gè)方向相處180度。表示巖層的延伸方向。
2、傾向就是巖層的傾斜方向,是傾斜線水平投影所指的方向。傾向與走向相差90度。但只有一個(gè)方向。
3、傾角:巖層層面與水平面所夾的最大銳角。
二、褶皺的基本類型和褶曲要素
褶皺的規(guī)模大小不一,大的延伸幾百 km,小的只有幾 cm。其基本類型是向斜褶曲和背斜褶曲。
1、背斜
巖層向上彎曲,兩側(cè)巖層相背傾斜,核心部分巖層時(shí)代較老,兩側(cè)巖層時(shí)代依次變新,積巖性呈對(duì)稱分布。
2、向斜
巖層向下彎曲,兩側(cè)巖層相向傾斜,核心部分巖層時(shí)代較新,兩側(cè)較老,巖性呈對(duì)稱分布。褶曲要素
核部------褶曲的中心部位。
翼部------核部?jī)蓚?cè)的巖層。
軸面------平分兩翼的假想面,可以是平面也可以是曲面。軸---軸面與水平面的交線,也叫軸線。表示的是褶曲的延伸方向。3 褶皺分類
3.1按軸面和兩翼巖層產(chǎn)狀分類:直立褶皺,傾斜褶皺,倒轉(zhuǎn)褶皺,平臥褶皺,翻卷褶皺
3.2按樞紐的產(chǎn)狀分類:水平,傾伏褶皺
3.2按巖層彎曲形態(tài)分類:圓弧,尖棱,箱形,扇形褶皺,繞曲,穹隆和盆地構(gòu)造 3.3按褶皺的組合分類:復(fù)向斜,背向斜
三、褶皺的形態(tài)分類及示意圖 第三節(jié)
構(gòu)
造
解
理
節(jié)理和裂隙是相同的概念,二者通常不加區(qū)別。
裂隙------是指巖石受力之后產(chǎn)生破裂,但沒有發(fā)生明顯的位移。按成因裂隙有
原生裂隙------在成巖過程中形成的裂隙。
構(gòu)造裂隙-------地殼運(yùn)動(dòng)所形成的裂隙,是伴生斷層的產(chǎn)物。次生裂隙-------風(fēng)化裂隙,風(fēng)化、人工爆破震動(dòng)產(chǎn)生的巖石裂隙。原生、風(fēng)化裂隙一般規(guī)模較小,工程地質(zhì)水文地質(zhì)意義不大,本教科書或其教材對(duì)原生、風(fēng)化裂隙討論的并不多,主要研究構(gòu)造裂隙。
一、剪切裂隙(節(jié)理)
剪切節(jié)理是巖石受剪應(yīng)力所形成的巖石破裂。剪切節(jié)理具有的主要特征
(1)節(jié)理面平直光滑,產(chǎn)狀穩(wěn)定延伸較長(zhǎng);
(2)呈閉合狀,解理的寬度很??;
(3)成組成對(duì)出現(xiàn),很多節(jié)理平行分布,排列間距大致相等;
(4)呈羽狀排列;
(5)沿剪切節(jié)理面抗剪強(qiáng)度很低,容易形成滑動(dòng)破壞面。
二、張節(jié)理
張節(jié)理是由拉應(yīng)力所形成的破裂面。
張節(jié)理具有的主要特征(1)節(jié)理面起伏不平,彎曲粗糙,產(chǎn)狀不穩(wěn)定,延伸較短;(2)多為張開的裂隙。三 解理與褶皺的關(guān)系 3.1平面X形共軛剪切解理 3.2剖面X形共軛剪切解理 3.3橫張解理和縱張解理 3.4順層解理和層間解理
第四節(jié)
斷
層
構(gòu)
造
巖層受力之后發(fā)生破裂,沿破裂面具有明顯的相對(duì)位移的構(gòu)造稱為斷層。他是地質(zhì)構(gòu)造的基本類型之一。斷層與節(jié)理稱為斷裂。斷層的規(guī)模大小不一,大的可達(dá)數(shù)千km,小的可以托于手掌之上。位移寬度具有很大差別,幾m、幾十m、幾百m都可見到。是各種工程必須考慮的地質(zhì)問題。
一、斷層的幾何要素
斷層的幾何要素包括了斷層的基本組成部分。包括了:斷層面、斷層線、斷層帶、斷盤等。
(1)斷層面-------巖層發(fā)生錯(cuò)動(dòng)位移的破裂面稱為斷層面??梢允瞧矫嬉部梢允乔妗鄬用嬗袃A向、傾角和走向。
(2)斷層線-------斷層面和地面的交線。表示的是斷層的延伸方向。(3)斷層帶-------是斷層面的中間部分,常稱破碎帶,充填物為斷層角礫、斷層泥等。
(4)斷盤----------斷層面兩側(cè)相對(duì)位移的巖體。斷層面上(下)部的稱為上(下)盤。斷層直立沒有上、下盤。
(5)斷距----------兩盤錯(cuò)開的相對(duì)位移,有水平位移和垂直位移。
二、斷層的基本類型和特征
(一)按斷層的形態(tài)分類
1、正斷層-----上盤相對(duì)下降,下盤相對(duì)上升的斷層。多個(gè)正斷層可組成地塹、地壘、階梯式斷層。
2、逆斷層--------上盤相對(duì)上升,下盤相對(duì)下降的斷層。逆斷層分為沖斷層、逆掩斷層等。
3、平移斷層------兩盤相對(duì)發(fā)生水平位移。
(二)按斷層力學(xué)成因性質(zhì)分類
地殼運(yùn)動(dòng)形成的地應(yīng)力有壓應(yīng)力、張應(yīng)力、扭應(yīng)力。壓性斷層、張性斷層、扭性斷層、壓扭性斷層、張扭性斷層。第五節(jié)
地
質(zhì)
圖
地質(zhì)圖是反映地質(zhì)條件和各種地質(zhì)現(xiàn)象的圖件,是根據(jù)地質(zhì)勘測(cè)資料編制而成。各種地質(zhì)條件、地質(zhì)現(xiàn)象用規(guī)定的符號(hào)展示在圖件上。
一、地質(zhì)圖的類型與規(guī)格
地質(zhì)圖的種類很多,根據(jù)不同的工程的要求,選擇不同的地質(zhì)圖。
1、普通地質(zhì)圖表示地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造的基本圖件。
2、地貌及第四紀(jì)地質(zhì)圖
根據(jù)地貌形態(tài)、成因類型和第四系沉積物的成因類型、巖性、生成時(shí)代綜合編制的圖件。
3、水文地質(zhì)圖 表示水文地質(zhì)條件的圖件,包括地下水的類型、流向、埋藏深度、水力坡度、地下水的開發(fā)利用圖等。
4、工程地質(zhì)圖
表示工程地質(zhì)條件的圖件,表示巖性、地質(zhì)構(gòu)造、巖石的力學(xué)特征 等。潛水等水位線圖地質(zhì)剖面圖
四、地質(zhì)圖的閱讀分析
(一)閱讀地質(zhì)圖的方法;)
讀圖名、比例尺;2)
閱讀圖例;3)
分析地形地貌;4)
閱讀地層巖性;
5)
閱讀地質(zhì)構(gòu)造----斷層、褶皺、區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造的基本特征; 6)
各種地質(zhì)條件的綜合分析,了解地質(zhì)發(fā)展的簡(jiǎn)史和規(guī)律; 7)
結(jié)合工程建設(shè)的具體要求,綜合評(píng)價(jià)各種地質(zhì)條件及注意的問題。
第六節(jié)
活斷層的工程地質(zhì)研究
一、活斷層的定義
關(guān)于斷層的概念我們已經(jīng)介紹了,是地殼受到地應(yīng)力后產(chǎn)生破裂并發(fā)生位移。但有些斷層形成之后位移并沒有停止,一直在移動(dòng),如美國(guó)的圣安德烈斯斷層。據(jù)今1.5億年以來,圣安德烈斯斷層在整體上一直保持左行剪切的趨勢(shì)。斷層兩盤相對(duì)滑移了560km,具有每年5cm的平均滑移速率。我們把在近期有過移動(dòng)、正在移動(dòng)甚至不久的將來可能移動(dòng)的斷層都稱之為活斷層。活斷層可以使巖層錯(cuò)動(dòng)位移甚至發(fā)生地震,對(duì)建筑工程的危害是很大的,有些也是無法抗拒的,有些危害甚至是災(zāi)難性的。因此,查明斷層、活斷層對(duì)工程建設(shè)是非常重要的,尤其是一些大型的建設(shè)工程。
二、活斷層的分類
(一)按兩盤相對(duì)的錯(cuò)動(dòng)方向分類
平移斷層、正斷層、逆斷層
(二)按活斷層性質(zhì)分類
蠕變形活斷層、突發(fā)型活斷層
三、活斷層的特征
(一)活斷層的繼承性
絕大多數(shù)活斷層都是沿著已有的老斷層發(fā)生新的錯(cuò)動(dòng)位移。
(二)活斷層的長(zhǎng)度和斷距
活斷層的長(zhǎng)度相差的較懸殊。長(zhǎng)度可有幾km到幾百km,斷距一般小于10m.(三)活斷層的錯(cuò)動(dòng)速率
突發(fā)的活斷層的錯(cuò)動(dòng)速率較快,老的活斷層的錯(cuò)動(dòng)速率較慢。第七節(jié) 地震危險(xiǎn)性的工程地質(zhì)研究
一、地震的基本知識(shí)
地震-------由于地球的內(nèi)應(yīng)力所引起的地殼的震動(dòng)、顫抖、抖動(dòng)。地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、火山活動(dòng)都會(huì)引起地震。人類的工程技術(shù)活動(dòng)也會(huì)引起地震。這里討論的是天然地震。
一、地震波
二、地震震級(jí)和地震烈度
全世界每年發(fā)生的地震約5萬次,多數(shù)是不為人們所察覺,有些造成巨大的破壞,這是地震在發(fā)生的過程中釋放的能量大小的區(qū)別。因此人們將地震分為不同的級(jí)別。用震級(jí)M來表示 地震烈度----是任一地區(qū)的地面和建筑物受一次地震影響的強(qiáng)弱程度。地震烈度不僅與震級(jí)有關(guān),還與震源深度、距震中距離等因素有關(guān)。一次地震只有一個(gè)震級(jí),但有多個(gè)地震烈度。
第四篇:工程地質(zhì)數(shù)值法學(xué)習(xí)心得
工程地質(zhì)數(shù)值法
班級(jí): 姓名: 學(xué)號(hào): 指導(dǎo)老師:
某路基工程施工過程數(shù)值模擬
本文首先對(duì)FLAC3D軟件進(jìn)行了介紹,簡(jiǎn)明闡述了其特點(diǎn)、應(yīng)用范圍及不足,然后結(jié)合具體路堤工程,采用FLAC3D軟件對(duì)施工過程進(jìn)行了模擬,生成了初始豎向和水平應(yīng)力云圖、第一次填筑及填筑結(jié)束時(shí)的沉降云圖及水平位移云圖;最后生成了路基中心點(diǎn)和坡腳節(jié)點(diǎn)的沉降曲線。
關(guān)鍵詞:FLAC3D:數(shù)值模擬;應(yīng)力云圖;沉降云圖;位移云圖
1、FLAC3D的功能與特性
自R.W.Clough 1965年首次將有限元引入土石壩的穩(wěn)定性分析以來,數(shù)值模擬技術(shù)在巖土工程領(lǐng)域獲得了巨大的進(jìn)步,并成功解決了許多重大工程問題。特別是個(gè)人電腦的出現(xiàn)及其計(jì)算性能的不斷提高,使得分析人員在室內(nèi)進(jìn)行巖土工程數(shù)值模擬成為可能,也使得數(shù)值模擬技術(shù)逐漸成為巖土工程研究和設(shè)計(jì)的主流方法之一。數(shù)值模擬技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于有效延伸和擴(kuò)展了分析人員的認(rèn)知范圍,為分析人員洞悉巖體、土體內(nèi)部的破壞機(jī)理提供了強(qiáng)有力的可視化手段。FLAC系列軟件的出現(xiàn),為巖土工程研究工作者提供了一款功能強(qiáng)大的數(shù)值模擬工具。
1.1 FLAC3D主要特點(diǎn)
FLAC(Fast Lagrangian Analysis of Continua)是由Itasca公司研發(fā)推出的連續(xù)介質(zhì)力學(xué)分析,是該公司旗下最知名的軟件系統(tǒng)之一,F(xiàn)LAC目前已在全球七十多個(gè)國(guó)家得到廣泛應(yīng)用,在國(guó)際土木工程(尤其是巖土工程)學(xué)術(shù)界和工業(yè)界享有盛譽(yù)。
FLAC3D界面簡(jiǎn)潔明了,特點(diǎn)鮮明。其使用特征主要表現(xiàn)為:命令驅(qū)動(dòng)模式、專一性、開放性。作為有限差分軟件,相對(duì)于其他有限元軟件,在算法上,F(xiàn)LAC3D有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn):采用“混合離散法”來模擬材料的塑性破壞和塑性流動(dòng),比有限元中通常采用的“離散集成法”更準(zhǔn)確、合理;即使模擬靜態(tài)系統(tǒng),也采用動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)方程進(jìn)行求解,這使得FLAC3D模擬物理上的不穩(wěn)定過程不存在數(shù)值上的障礙;采用顯示差分法求解微分方程。采用FLAC3D進(jìn)行數(shù)值模擬時(shí),必須指定有限差分網(wǎng)格、本構(gòu)關(guān)系和材料特性、邊界和初始條件,這是FLAC3D求解的一般流程。
1.2 FLAC3D的應(yīng)用范圍
FLAC3D的應(yīng)用范圍已拓展到土木建筑、交通、水利、地質(zhì)、核廢料處理、石油及環(huán)境工程等領(lǐng)域,成為這些專業(yè)領(lǐng)域進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)不可或缺的工具。其研究范圍主要集中在以下幾個(gè)方面:
●巖體、土體的漸進(jìn)破壞和崩塌現(xiàn)象的研究;
●巖體中斷層結(jié)構(gòu)的影響和加固系統(tǒng)(如噴錨支護(hù)、噴射混凝土等)的模擬研究;
●巖體、土體材料固結(jié)過程的模擬研究;
●巖體、土體材料流變現(xiàn)象的研究;
●高放射性廢料的地下存儲(chǔ)效果的研究分析;
●巖體、土體材料的變形局部化剪切帶的演化模擬研究;
●巖體、土體的動(dòng)力穩(wěn)定性分析、土與結(jié)構(gòu)的相互作用分析以及液化現(xiàn)象的研究等。
1.3 FLAC3D的不足
毋庸置疑,F(xiàn)LAC3D是十分優(yōu)秀的巖土工程數(shù)值模擬軟件,其實(shí)用性和專業(yè)性得到了廣泛證實(shí)。但FLAC3D也存在著諸多不足,主要集中在以下幾個(gè)方面:
●求解時(shí)間受網(wǎng)格尺寸影響很大; ●某些模式下的計(jì)算求解時(shí)間很長(zhǎng): ●前處理功能較弱。
●FLAC3D對(duì)于復(fù)雜三維模型的建立仍然十分困難。
2、某路基工程施工過程模擬
2.1工程概況
該路基工程地基計(jì)算深度為50m,分為兩層,上部為回填土,厚度10m,下部為粘土,厚度40m:路基計(jì)算寬度為200m,填筑高度為5m,坡度為1:1.5。各土層物理、力學(xué)參數(shù)見表1。
2.2模型建立
由于幾何模型具有對(duì)稱性,可以采用1/2模型進(jìn)行分析。首先建立坐標(biāo)系,坐標(biāo)系的原點(diǎn)O設(shè)置在地基表面與模型對(duì)稱軸的交點(diǎn),水平向右為X方向,豎直向上為Z方向,垂直于分析平面的方向?yàn)閅方向。網(wǎng)格的建立按照分區(qū)域建模的思路進(jìn)行,如圖2所示。由于路基坡腳的位置存在一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn),所以將模型劃分成5個(gè)矩形區(qū)域,對(duì)每個(gè)區(qū)域按照控制點(diǎn)利用brick單元建立網(wǎng)格,并進(jìn)行分組后賦值。考慮到網(wǎng)格尺寸的一致性,Y方向只設(shè)置一個(gè)單元,該方向單元尺寸為5m。
網(wǎng)格建立以后,首先設(shè)置邊界條件。對(duì)底部邊界節(jié)點(diǎn)的X、Y、Z三個(gè)方向的速度進(jìn)行約束,相當(dāng)于固定支座,對(duì)X兩側(cè)的邊界進(jìn)行水平速度約束。由于Y方向只設(shè)置一個(gè)單元長(zhǎng)度,所以對(duì)模型中所有節(jié)點(diǎn)的Y方向速度均進(jìn)行約束,相當(dāng)于進(jìn)行平面應(yīng)變分析。
2.3初始應(yīng)力計(jì)算
在路基施工前,需要將路基部分網(wǎng)格賦值為空模型,而將地基部分的網(wǎng)格賦值為Mohr模型。由于實(shí)例中存在null模型,不能采用solve elastic的求解方法獲得初始應(yīng)力,所以采用分階段的彈塑性求解方法。先將Mohr模型的凝聚力c值和抗拉強(qiáng)度δt賦值為無窮大進(jìn)行求解,保證在重力作用下單元不至于發(fā)生屈服,然后再將Mohr模型參數(shù)賦值為真實(shí)值,再進(jìn)行求解。
圖3和圖4為初始應(yīng)力計(jì)算結(jié)束時(shí)得到的豎向應(yīng)力和水平應(yīng)力云圖,可以發(fā)現(xiàn)最大豎向應(yīng)力值為85.3kPa,最大水平應(yīng)力值為42.0kPa,靜止側(cè)壓力系數(shù)約為0.5,與理論計(jì)算值基本一致。
2.4施工過程模擬
在進(jìn)行路基施工模擬前要將初始應(yīng)力計(jì)算過程中產(chǎn)生的節(jié)點(diǎn)位移和速度進(jìn)行清零處理。因本工程路基高度為5m,高度方向共劃分了5個(gè)單元,為了模擬路基填筑的施工過程,采用分級(jí)加載的方法激活路基單元,每次激活1m高度的單元,相當(dāng)于每次填土高度為1m,分5次填筑完成,每次填土進(jìn)行一次求解。
圖5和圈6分別為第一次填筑結(jié)束時(shí)的沉降云圖和水平位移云圖,圖7和圖8分別為填筑結(jié)束時(shí)的沉降云圖和水平位移云圖,可以發(fā)現(xiàn)最大沉降發(fā)生在地基表面的左側(cè)邊界處,而最大水平位移發(fā)生在坡腳以下的深部地基中。
圖9給出了計(jì)算過程中不平衡力的收斂過程,在初始應(yīng)力計(jì)算過程中有很大的數(shù)值逐漸收斂,在后續(xù)路基填筑過程中,每一次填筑引起的不平衡力在計(jì)算過程中逐漸收斂。路基填筑計(jì)算過程中監(jiān)測(cè)了路基中心點(diǎn)和路基坡腳處節(jié)點(diǎn)的沉降和水平位移。圖10為監(jiān)測(cè)結(jié)果,可以看出在迭代過程中節(jié)點(diǎn)位移隨迭代步數(shù)的變化。
2.5繪制沉降曲線
在工程應(yīng)用中常常需要得到某些關(guān)鍵點(diǎn)的沉降曲線,本工程中主要關(guān)心的是路基中心節(jié)點(diǎn)和坡腳節(jié)點(diǎn)的變形結(jié)果。利用FLAC3D中自帶的print命令配合log文件可以得到這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的變形量。用記事本打開相應(yīng)的log文件,拷出沉降數(shù)據(jù),就可在Excel中生成沉降曲線,如圖11所示。
3、結(jié)論 本文結(jié)合具體路堤工程,采用FLAC3D軟件對(duì)施工過程進(jìn)行了模擬,生成了初始豎向和水平應(yīng)力云圖,得出最大豎向應(yīng)力值為85.3kPa,最大水平應(yīng)力值為42.0kPa,靜止側(cè)壓力系數(shù)約為0.5,與理論計(jì)算值基本一致;第一次填筑及填筑結(jié)束時(shí)的沉降云圖及水平位移云圖,可以發(fā)現(xiàn)最大沉降發(fā)生在地基表面的左側(cè)邊界處,而最大水平位移發(fā)生在坡腳以下的深部地基中;最后生成了路基中心點(diǎn)和坡腳節(jié)點(diǎn)的沉降曲線。
參考文獻(xiàn)
【1】龔紀(jì)文,席先武,王岳軍等.應(yīng)力與變形的數(shù)值模型方法一數(shù)值模擬軟件FLAC介紹[J].華東地質(zhì)學(xué)院學(xué)報(bào),2002,25(3):220-227.【2】寇曉東,周維垣,楊若瓊.FLAC3D進(jìn)行三峽船閘高邊坡穩(wěn)定性分析[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào),2001,20(1):6-10.【3】劉波,韓彥輝.FLAC原理、實(shí)例及應(yīng)用指南[M].北京:人民交通出版社,2005.【4】陳育民,徐鼎平.FIAC/FLAC3D基礎(chǔ)與工程實(shí)例[M].北京:中國(guó)水利水電出版社.2013.【5】彭文斌.FLAC3D實(shí)用教程[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2008.
第五篇:工程地質(zhì)
第三章
工程地質(zhì)
3.1總體地質(zhì)概述
茂名市電白區(qū)高效節(jié)水灌溉工程建設(shè)地點(diǎn)為茂名市電白區(qū)馬踏鎮(zhèn)、嶺門鎮(zhèn)、觀珠鎮(zhèn)、林頭鎮(zhèn)和小良鎮(zhèn)等鎮(zhèn),分別位于茂名市電白區(qū)的馬踏鎮(zhèn)新村水庫邊沿、嶺門鎮(zhèn)龍頭嶺水庫附近、觀珠鎮(zhèn)九仔山水庫附近、林頭鎮(zhèn)賣雞子水庫附近、小良鎮(zhèn)菠蘿山水庫附近。故本工程地質(zhì)情況直接引用5個(gè)水庫地質(zhì)報(bào)告。
3.1.1馬踏鎮(zhèn)松塘片區(qū)地質(zhì)情況
(一)地形地貌及地質(zhì)、地震概況
庫區(qū)位于丘陵地帶。區(qū)域地層巖性為加里東期混合花崗巖,上覆坡殘積層較發(fā)育,第四系全新統(tǒng)沖洪積層沿低洼地段稍發(fā)育。勘察場(chǎng)區(qū)未發(fā)現(xiàn)不良地質(zhì)現(xiàn)象。
根據(jù)《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》(GB18306-2001),本場(chǎng)區(qū)地震動(dòng)峰值加速度為0.10g,地震基本烈度為7度區(qū),小型水利工程可按該烈度進(jìn)行設(shè)防。
(二)巖土層工程地質(zhì)特征
經(jīng)鉆探揭露,壩址巖土層自上而下共分3層,分述如下:
1、壩體土層
第四系人工填土層(Q4ml)——
①填筑土:紅褐、褐灰、灰黃色等,稍濕,松散、呈可塑狀,韌性度中等,均勻性稍差。組份以粉質(zhì)粘土為主,含少量砂粒及角礫,局部由砂質(zhì)粘性土混少量強(qiáng)風(fēng)化巖塊組成。該層在壩體地段均有分布,層頂為壩體表面,揭露層厚4.80~8.80m,層頂標(biāo)高均為0.00m。
作標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)(后稱“標(biāo)貫”)4次,校正擊數(shù)N=6.3~7.7擊,平均6.8擊。取原狀土樣12組,主要物理力學(xué)指標(biāo)平均值如下:含水量W0=18.6%、天然密度ρ0=1.81 g/cm3、孔隙比e0=0.760、液性指數(shù)IL=0.06、粘聚力C=20 kPa、內(nèi)摩擦角φ=20.5°。層承載力特征值的經(jīng)驗(yàn)值fak=100kPa。
2、壩基巖土層
第四系全新統(tǒng)沖積層(Q4al)——
②粉質(zhì)粘土:褐灰、青灰色,濕,可塑,韌性度良好。以粉、粘粒為主,含少量砂粒及角礫。該層各孔均見及,層厚3.70~5.70m,層頂埋深4.80~8.80m,層頂標(biāo)高-4.80~-8.80m。
作標(biāo)貫3次,校正擊數(shù)N=5.0~5.6擊,平均5.3擊。取原狀土樣1組,主要物理力學(xué)指標(biāo)值如下:含水量W0=18.8%、天然密度ρ0=1.84 g/cm3、孔隙比e0=0.730、液性指數(shù)IL=0.14、粘聚力C=22 kPa、內(nèi)摩擦角φ=16.0°。層承載力特征值的經(jīng)驗(yàn)值fak=100kPa。
第四系殘積層(Qel)——
③砂質(zhì)粘性土:灰黃、褐灰、青灰色等,濕,可塑,韌性度中等。以粉、粘粒為主,含少量砂粒及角礫。該層各孔均見及,尚未揭穿,揭露層厚4.00~6.70m,層頂埋深8.50~14.30m,層頂標(biāo)高-8.50~-14.30m。作標(biāo)貫3次,校正擊數(shù)N=6.5~8.9擊,平均7.4擊。取原狀土樣2組,主要物理力學(xué)指標(biāo)平均值如下:含水量W0=19.0%、天然密度ρ0=1.74 g/cm3、孔隙比e0=0.837、液性指數(shù)IL=0.20、粘聚力C=20 kPa、內(nèi)摩擦角φ=18.3°。層承載力特征值的經(jīng)驗(yàn)值fak=140kPa。3.1.2嶺門鎮(zhèn)新豐片區(qū)地質(zhì)情況
一、地形地貌及地質(zhì)、地震概況
庫區(qū)位于臺(tái)地及殘丘地帶。區(qū)域地層巖性為加里東期混合花崗巖,上覆坡殘積層較發(fā)育,第四系全新統(tǒng)沖洪積層沿低洼地段稍發(fā)育。勘察場(chǎng)區(qū)未發(fā)現(xiàn)不良地質(zhì)現(xiàn)象。根據(jù)《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》(GB18306-2001),本場(chǎng)區(qū)地震動(dòng)峰值加速度為0.10g,地震基本烈度為7度區(qū),小型水利工程可按該烈度進(jìn)行設(shè)防。
(一)巖土層工程地質(zhì)特征
經(jīng)鉆探揭露,壩址巖土層自上而下共分4層,分述如下 第四系人工填土層(Q4ml)——
①填筑土:灰黃、紅褐色等,稍濕~濕,松散、呈可塑狀,韌性度良好,均勻性稍差。組份為砂質(zhì)粉質(zhì)粘土,局部含較多強(qiáng)風(fēng)化巖塊。該層在壩體地段均有分布,層頂為壩體表面,揭露層厚7.30~9.00m,層頂標(biāo)高均為0.00m。
作標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)(后稱“標(biāo)貫”)5次,校正擊數(shù)N=2.7~4.9擊,平均3.9擊。取原狀土樣1組,主要物理力學(xué)指標(biāo)值如下:含水量W0=28.2%、天然密度ρ0=1.78 g/cm3、孔隙比e0=0.945、液性指數(shù)IL=0.38、粘聚力C=20 kPa、內(nèi)摩擦角φ=13.5°。層承載力特征值的經(jīng)驗(yàn)值fak=90kPa。
第四系全新統(tǒng)沖積層(Q4al)——
②粉質(zhì)粘土:灰褐、灰黃色等,濕,可塑為主,局部軟塑,韌性度良好。以粉、粘粒為主,含少量砂粒。該層于ZK1、ZK2孔均見及,層厚0.70~3.20m,層頂埋深8.60~9.00m,層頂標(biāo)高-8.60~-9.00m。
作標(biāo)貫2次,校正擊數(shù)N=3.3~13.4擊,平均8.3擊。取原狀土樣2組,主要物理力學(xué)指標(biāo)平均值如下:含水量W0=33.7%、天然密度ρ30=1.83 g/cm、孔隙比
e0=0.984、液性指數(shù)IL=0.57、粘聚力C=19 kPa、內(nèi)摩擦角φ=14.4°。層承載力特征值的經(jīng)驗(yàn)值fak=110kPa。
加里東期混合花崗巖(Mr3)——
③強(qiáng)風(fēng)化混合花崗巖:褐灰、灰黃色,巖芯呈半巖半土狀為主,局部上部呈堅(jiān)硬土狀,巖塊大部份用手可折斷。原巖粗粒花崗結(jié)構(gòu)清晰。該層于ZK1、ZK2孔揭露,部份孔尚未揭穿,揭露層厚2.10~8.20m,層頂埋深9.30~12.20m,層頂標(biāo)高-9.30~-12.20m。
作標(biāo)貫1次,校正擊數(shù)N=44.1擊。層承載力特征值的經(jīng)驗(yàn)值fak=500kPa。
④中風(fēng)化混合花崗巖:淺灰、黃白色,巖芯呈塊狀或短柱狀,表面粗糙,巖塊擊打難破碎,巖體節(jié)理裂隙發(fā)育,且多被泥質(zhì)物充填,膠結(jié)一般。粗?;◢徑Y(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造。礦物以長(zhǎng)石、石英為主,少量云母。該層于ZK1、ZK3孔揭露,尚未揭穿,揭露層厚3.40~6.20m,層頂埋深7.30~11.40m,層頂標(biāo)高-7.30~-11.40m。
層承載力特征值的經(jīng)驗(yàn)值fak=1500kPa。
3.1.3林頭尖閣山片區(qū)地質(zhì)情況
(一)地形地貌及地質(zhì)、地震概況
庫區(qū)位于丘陵地帶。區(qū)域地層巖性為加里東期混合花崗巖,上覆坡殘積層較發(fā)育,第四系全新統(tǒng)沖洪積層沿低洼地段稍發(fā)育??辈靾?chǎng)區(qū)未發(fā)現(xiàn)不良地質(zhì)現(xiàn)象。根據(jù)《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》(GB18306-2001),本場(chǎng)區(qū)地震動(dòng)峰值加速度為0.10g,地震基本烈度為7度區(qū),小型水利工程可按該烈度進(jìn)行設(shè)防。
(二)巖土層工程地質(zhì)特征
經(jīng)鉆探揭露,壩址巖土層自上而下共分3層,分述如下:
1、壩體土層
第四系人工填土層(Q4ml)——
①填筑土:黃褐、暗黃色等,稍濕~濕,松散、呈可塑狀,韌性度中等,均勻性較差。組份為砂質(zhì)粘性土,以細(xì)粒土為主,含砂粒及角礫。該層在壩體地段均有分布,層頂為壩體表面,層厚2.50~4.30m,層頂標(biāo)高均為0.00m。
作標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)(后稱“標(biāo)貫”)3次,校正擊數(shù)N=3.8~5.8擊,平均4.7擊。取原狀土樣1組,主要物理力學(xué)指標(biāo)平均值如下:含水量W0=23.8%、天然密度ρ0=1.81g/cm3、孔隙比e0=0.869、液性指數(shù)IL=0.42、粘聚力C=18.3 kPa、內(nèi)摩擦角φ=14.8°。層承載力特征值的經(jīng)驗(yàn)值fak=90kPa。
2、壩基巖土層
第四系全新統(tǒng)沖積層(Q4al)
②粉質(zhì)粘土:灰黃、灰白間紫紅色等,濕,可塑,韌性度良好。以粉、粘粒為主,含少量砂粒及角礫。該層各孔均見及,層厚2.70~3.10m,層頂埋深2.50~4.30 m,層頂標(biāo)高-4.30~-2.50m。
作標(biāo)貫3次,校正擊數(shù)N=4.5~5.3擊,平均4.8擊。取原狀土樣2組,主要物理力學(xué)指標(biāo)平均值如下:含水量W0=37.9%、天然密度ρ0=1.80 g/cm3、孔隙比e0=1.037、液性指數(shù)IL=0.62、粘聚力C=17.5kPa、內(nèi)摩擦角φ=12.8°。層承載力特征值的經(jīng)驗(yàn)值fak=110kPa。
第四系殘積層(Qel)
③砂質(zhì)粘性土:褐紅、黃褐色等,濕,可塑~硬塑,以可塑為主,局部硬塑,韌性度中等。以粉、粘粒為主,含砂粒及角礫,砂粒及角礫分布欠均勻,局部含量較多,呈小團(tuán)狀產(chǎn)出。該層各孔均有揭露,尚未揭穿,揭露層厚7.40~7.50m,層頂埋深5.60~7.00m,層頂標(biāo)高-7.00~-5.60m。
作標(biāo)貫5次,校正擊數(shù)N=7.5~10.6擊,平均8.9擊。取原狀土樣2組,主要物理力學(xué)指標(biāo)平均值如下:含水量W0=20.4%、天然密度ρ0=1.92 g/cm3、孔隙比e0=0.669、液性指數(shù)IL=0.33、粘聚力C=18.9 kPa、內(nèi)摩擦角φ=19.7°。層承載力特征值的經(jīng)驗(yàn)值fak=150kPa。
3.1.4 觀珠鎮(zhèn)新華片區(qū)地質(zhì)情況
(一)地形地貌及地質(zhì)、地震概況
庫區(qū)位于丘陵地帶。區(qū)域地層巖性為加里東期混合花崗巖,上覆坡殘積層較發(fā)育,第四系全新統(tǒng)沖洪積層沿低洼地段稍發(fā)育。勘察場(chǎng)區(qū)未發(fā)現(xiàn)不良地質(zhì)現(xiàn)象。
根據(jù)《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》(GB18306-2001),本場(chǎng)區(qū)地震動(dòng)峰值加速度為0.10g,地震基本烈度為7度區(qū),小型水利工程可按該烈度進(jìn)行設(shè)防。
(二)巖土層工程地質(zhì)特征
經(jīng)鉆探揭露,壩址巖土層自上而下共分4層,分述如下:
1、壩體土層
第四系人工填土層(Q4ml)——
①填筑土:褐紅色為主等雜色,稍濕~飽和,松散、呈可塑狀,韌性度一般,均勻性較差。組份為粉質(zhì)粘土,含較多砂粒及角礫,局部過渡為粘土質(zhì)礫砂。該層在壩體地段均有分布,層頂為壩體表面,層厚4.80~6.20m,層頂標(biāo)高均為0.00m。
作標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)(后稱“標(biāo)貫”)2次,校正擊數(shù)N=3.9~8.5擊,平均6.3擊。取原狀土樣1組,主要物理力學(xué)指標(biāo)值如下:含水量W0=29.1%、天然密度ρ0=1.65 g/cm3、孔隙比e0=1.097、液性指數(shù)IL=0.47、粘聚力C=22 kPa、內(nèi)摩擦角φ=22.6°。層承載力特征值的經(jīng)驗(yàn)值fak=100kPa。
2、壩基巖土層
第四系全新統(tǒng)沖洪積層(Q4al+pl)
②粉質(zhì)粘土:褐灰、深灰、淺灰色等雜色,濕,可塑,韌性度一般。以粉、粘粒為主,局部夾薄層砂土。該層各孔均見及,層厚1.20~3.90m,層頂埋深4.80~6.20 m,層頂標(biāo)高-4.80~-6.20m。
作標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)(后稱“標(biāo)貫”)2次,校正擊數(shù)N=4.5~8.0擊,平均6.3擊。取原狀土樣2組,主要物理力學(xué)指標(biāo)平均值如下:含水量W0=39.1%、天然密度ρ0=1.78 g/cm3、孔隙比e0=1.112、液性指數(shù)IL=0.76、粘聚力C=18 kPa、內(nèi)摩擦角φ=15.5°。層承載力特征值的經(jīng)驗(yàn)值fak=120kPa。
第四系殘積層(Q4el)
③砂質(zhì)粘性土:褐紅、灰黃色等,濕,可塑~硬塑,韌性度一般。以粉、粘粒為主,含少量砂粒及角礫,砂粒及角礫分布欠均勻,局部含量較多,呈小包狀產(chǎn)出。該層各孔均有揭露,部分孔尚未揭穿,揭露層厚2.00~5.00m,層頂埋深7.40~9.00 m,層頂標(biāo)高-7.40~-9.00m。
作標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)(后稱“標(biāo)貫”)3次,校正擊數(shù)N=8.5~17.0擊,平均12.0擊。取原狀土樣2組,主要物理力學(xué)指標(biāo)平均值如下:含水量W0=16.6%、天然密度ρ0=1.91 g/cm3、孔隙比e0=0.636、液性指數(shù)IL=0.10、粘聚力C=21 kPa、內(nèi)摩擦角φ=21.0°。層承載力特征值的經(jīng)驗(yàn)值fak=150kPa。
加里東期混合花崗巖(Mr3)——
④強(qiáng)風(fēng)化混合花崗巖:淺灰、褐灰、灰黃色等雜色,風(fēng)化強(qiáng)烈。巖芯呈半巖半土狀為主,少數(shù)碎塊狀。原巖粗?;◢徑Y(jié)構(gòu)清晰,塊狀構(gòu)造。該層于ZK2、ZK3兩孔有揭露,且尚未揭穿。揭露層厚5.00~6.50m,層頂埋深9.40~10.60 m,層頂標(biāo)高-9.40~-10.60m。
作標(biāo)貫試驗(yàn)3次均為反彈。層承載力特征值的經(jīng)驗(yàn)值fak=500kPa。
3.1.5 小良鎮(zhèn)小良村片區(qū)地質(zhì)情況
(一)地形地貌及地質(zhì)、地震概況
庫區(qū)位于丘陵地帶。區(qū)域地層巖性為加里東期混合花崗巖,上覆坡殘積層較發(fā)育,第四系全新統(tǒng)沖洪積層沿低洼地段稍發(fā)育??辈靾?chǎng)區(qū)未發(fā)現(xiàn)不良地質(zhì)現(xiàn)象。
根據(jù)《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》(GB18306-2001),本場(chǎng)區(qū)地震動(dòng)峰值加速度為0.10g,地震基本烈度為7度區(qū),小型水利工程可按該烈度進(jìn)行設(shè)防。
(二)巖土層工程地質(zhì)特征
經(jīng)鉆探揭露,壩址巖土層自上而下共分3層,分述如下:
1、壩體土層
第四系人工填土層(Q4ml)——
①填筑土:以褐黃、暗灰黃色為主等雜色,稍濕~濕,松散、呈可塑狀,韌性度中等,均勻性較差。組份由砂質(zhì)粘性土混少量粉質(zhì)粘土組成,以細(xì)粒土為主,含較多砂粒及少量角礫。該層在壩體地段均有分布,層頂為壩體表面,層厚2.30~5.90m,層頂標(biāo)高均為0.00m。
作標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)(后稱“標(biāo)貫”)2次,校正擊數(shù)N=6.7~7.7擊,平均7.2擊。取原狀土樣3組,主要物理力學(xué)指標(biāo)平均值如下:含水量W0=23.5%、天然密度ρ0=1.70g/cm3、孔隙比e0=0.954、液性指數(shù)IL=0.26、粘聚力C=16.1 kPa、內(nèi)摩擦角φ=18.1°。層承載力特征值的經(jīng)驗(yàn)值fak=110kPa。
2、壩基巖土層
第四系全新統(tǒng)沖積層(Q4al)
②粉質(zhì)粘土:灰白、灰黃、暗黃色等,濕,可塑,韌性度良好。以粉、粘粒為主,含少量砂粒及角礫。該層各孔均見及,層厚2.30~5.20m,層頂埋深2.30~5.90 m,層頂標(biāo)高-5.90~-2.30m。
作標(biāo)貫4次,校正擊數(shù)N=4.8~6.2擊,平均5.4擊。取原狀土樣1組,主要物理力學(xué)指標(biāo)平均值如下:含水量W0=31.6%、天然密度ρ30=1.79g/cm、孔隙比
e0=0.934、液性指數(shù)IL=0.43、粘聚力C=23.0kPa、內(nèi)摩擦角φ=16.0°。層承載力特征值的經(jīng)驗(yàn)值fak=120kPa。
第四系殘積層(Qel)
③砂質(zhì)粘性土:黃紅、棕紅色等雜色,濕,可塑~硬塑,以可塑為主,局部硬塑,韌性度中等。以粉、粘粒為主,含砂粒及角礫,砂粒及角礫分布欠均勻,局部含量較多,呈小團(tuán)狀產(chǎn)出。該層各孔均有揭露,尚未揭穿,揭露層厚6.30~7.70m,層頂埋深7.50~8.20m,層頂標(biāo)高-8.20~-7.50m。
作標(biāo)貫6次,校正擊數(shù)N=7.5~11.8擊,平均9.0擊。取原狀土樣2組,主要物理力學(xué)指標(biāo)平均值如下:含水量W0=28.5%、天然密度ρ0=1.83 g/cm3、孔隙比e0=0.877、液性指數(shù)IL=0.40、粘聚力C=22.9 kPa、內(nèi)摩擦角φ=22.3°。層承載力特征值的經(jīng)驗(yàn)值fak=160kPa。