工程地质与土力学课程(专本套读)指导书

工程地质及土力学（专本套读）学习指导书

绪论

（一）本章学习目标：

1、了解工程地质和土力学的任务。

2、了解工程地质和土力学的研究对象、方法和主要内容。 3、掌握土力学学科的工作特点。

（二）本章重点、要点：

1、识记：工程地质和土力学的主要内容。

2、领会：工程地质学的任务、研究目的和主要研究方法；土力学的任务、主要研究目的；土力学学科的工作特点。

第一章 岩石和地质构造

（一）本章学习目标：

1、理解矿物的形态和反映矿物物理特征的概念，掌握常见的几种造岩矿物的表观鉴定方法。

2、熟练掌握因冷凝环境不同所形成的岩浆岩的三种主要类型以及其结晶情况；理解岩浆岩的产状；掌握按矿物和化学成分对岩浆岩的分类；掌握岩浆岩的结构和构造特征；掌握常见的岩浆岩的结构和构造特征及其表观鉴定方法。

3、理解沉积岩的一般形成过程；掌握沉积岩的结构和构造特征；掌握常见的沉积岩的结构和构造特征及其表观鉴定方法。

4、了解变质作用的类型；掌握沉积岩的结构和构造特征；掌握常见的沉积岩的结构和构造特征及其表观鉴定方法。 5、了解地质年代的划分及其确定方法；掌握地质年代及地层单位；熟悉地质年代表。 6、掌握岩层产状的概念及要素；掌握褶皱、节理和断层的特征和类型；掌握不整合构造特征及类型；初步掌握不同构造特征在地质图上的表示特征，能够认识简单的地质图；掌握地质构造特征对建筑工程的影响与评价。

7、理解岩石的主要物理和力学性质的概念，掌握影响岩石工程性质的因素；掌握岩体和岩体结构特征的概念以及工程地质特征。

8、掌握第四纪沉积物的成因类型和特征及其在工程上应用的意义。 9、了解土的成因类型及其特点，土与土层的区分及其目的。

（二）本章重点、要点：

1、识记：反映矿物物理特征的概念，常见的几种主要造岩矿物及其特征；岩浆岩、

沉积岩和变质岩的主要种类、几种主要岩样的名称和特征；地质年代的划分；岩层产状要素，褶皱、节理和断层的构造特征和类型，不整合构造特征及类型；岩石的主要物理和力学性质的基本要领，主要岩石的基本性质及特点，岩石和岩体的概念和岩体的工程性质；第四纪沉积物的成因类型和特征；

2、领会：常见的几种造岩矿物的表观鉴定；岩浆岩、沉积岩和变质岩的结构构造特

征、分类原则和表观鉴定方法；地质年代及地层单位；不同构造特征在地质图上的表示特征，能够阅读简单的地质图；地质构造特征对建筑工程的

1

影响与评价；结合岩体结构特征，理解岩体的工程性质；第四纪沉积物的成因类型与土层构造的关系；

（三）本章练习题或思考题： 1、填空：

1）矿物的 是指矿物抵抗刻划研磨的能力。

2）矿物受外力作用时，能沿一定方向破裂成平面的性质称为 。 3）根据冷凝环境的不同，岩浆岩可分为喷出岩和 岩。 4）地质年代包括太古代、元古代、 、中生代和新生代。 5）岩层构造特征包括岩层的层面、厚度和 。 6）岩层的产状三要素，包括走向、 和倾角。

7）通过核部大致平分褶曲两翼的面称为褶曲的 。

8）轴面近于直立，两翼倾向相反，倾角大小近于相等的褶皱，称为 。 9）在岩石形成后由于受到构造应力作用变形所产生的裂缝称为 节理。 10）断层面倾角介于25°～45°之间的 称为逆掩断层。

11）断层两盘沿断层走向方向发生位移的断层称为 ，其倾角通常很陡。 12）岩石经物理和化学风化作用后残留在原地的碎屑物称为 物。

13）雨水或雪水将高处的风化碎屑物质洗刷而向下搬运，或由于本身的重力作用，堆积在平缓的斜坡或坡脚处，成为 物。 2、单项选择：

1）（ ）矿物呈白色，晶面呈板状或片状，外形呈假六方形或菱形，集合体呈致密片状块体，一组极完全节理。该矿物可定名为

A．绿泥石 B．白云石 C．白云母 D．石榴子石

2）（ ）下列岩石中，属于变质岩的是

A．石英砂岩 B．石英岩 C．石灰岩 D．闪长岩

3）（ ）下列岩石中，属于沉积岩的是

A．花岗岩 B．石灰岩 C．大理岩 D．石英岩

4）（ ）下列岩石构造，属于变质岩的构造是

A．层理构造 B．气孔与杏仁构造 C．波痕与泥裂 D．片麻状构造

5）（ ）某地质图上，标明一岩层的产状为330o/WS∠30o，该岩层的倾向为

A．330o B．30o C．240o D．150o

6）（ ）隧道工程沿褶曲走向穿越时．较为有利的部位是 A．向斜核部 B．背斜核部 C．枢纽 D．翼部 7）（ ）一地区沉积了一套岩层后，受地壳运动影响而升出水面，沉积作用发生中断，遭受剥蚀，然后再次下沉接受沉积。地层无倾斜或反转，则地层接触关系为 A．整合接触 B．假整合接触 C．不整合接触 D．侵入接触 3、名词解释：

向斜褶曲、背斜褶曲、正断层、逆断层、平行不整合、角度不整合 4、简述题：

1）简述在工程上岩石和岩体的区别。

第一章部分练习题答案

1、填空：

1）硬度；2）解理；3）侵入；4）古生代；5）产状；6）倾向；7）轴面；8）直立褶皱；9）

2

构造节理；10）逆断层；11）平移断层；12）残积；13）坡积 2、单项选择：

1）C；2）B；3）B；4）D；5）C；6）D；7）B

第二章 建筑工程地质问题

（一）本章学习目标：

1、理解风化作用的概念，识记风化作用的类型和岩石风化程度的分级。

2、理解河流地质作用对河床、河岸侵蚀和堆积的一般规律以及防护的一般方法。 3、掌握滑坡形成的条件，滑坡的分类，滑坡发育的过程及其影响因素；掌握滑坡的治理原则。

4、掌握崩塌的概念、崩塌产生的条件，熟悉防止崩塌的一般措施。 5、掌握泥石流的概念、形成条件，理解其预防措施。

6、掌握岩溶和土洞的概念、形成条件；领会岩溶和土洞的工程地质问题及其地基的防治。

7、理解地震形成的原因、特点，地震波的传播和地震震级及地震烈度的划分等基础知识；掌握地震力效应、地震破裂效应、地震液化效应、震陷和地震激发的灾害性效应及其对建筑的影响。

（二）本章重点、要点：

1、风化作用的类型和岩石风化程度的划分。 2、流水侵蚀作用的两种方式。

3、滑坡的发育过程和影响滑坡的因素。 4、崩塌和泥石流产生的条件及影响因素。 5、岩溶和土洞的形成条件及其工程地质问题。 6、震级、烈度的概念，地震效应。

（三）本章练习题： 1、填空题

1）按引起风化作用发生的因素的不同，风化作用可分为 、化学风化和生物风化作用。

2）滑坡的治理原则应以 ，及时治理，并根据工程重要性制订具体整治方案。 3）泥石流的形成必须具备 、陡峭的山坡和较大的沟谷以及大量集中水源的地形、地质和水文气象。

4）若某一地震波的周期与地基土层的固有周期相近，由于发生共振，该地震波的振幅将被放大，此周期称为 。

5）地震的破坏方式有 、驻波破坏、相位差动破坏和地震液化破坏四种。 2、单项选择题 1）（ ）按滑动的力学性质、滑坡可分为

A．顺层滑坡和切层滑坡 B．牵引式滑坡和推动式滑坡 C．张性滑坡和剪性滑坡 D．切层滑坡均质滑坡

2）（ ）下列关于震级和烈度的说法，哪一个是正确的？

A．震级是地震所释放出来能量大小的反映

B．震级是由地面建筑物的破坏程度决定的 C．每次地震的烈度只有一个 D．烈度是由地震释放出来的能量大小决定的

3、简述题

3

1）简述风化作用的基本类型。 2）简述滑坡发生的阶段。 3）简述影响滑坡的因素。

4）何谓潜蚀？潜蚀可分为那几种类型？ 5）试述岩溶的形成条件。

6）何谓地震烈度？主要受那些条件影响？ 7）何谓地震效应？主要包括那些方面？

第二章部分练习题答案

1、填空：

1）物理风化；2）以防为主；3）丰富的松散固体物质；4）卓越周期；5）共振破坏 2、单项选择： 1）B；2）A

第三章 土的渗透性与渗流

（一）本章学习目标：

1、正确理解水头、水头梯度、渗透速度的概念，掌握达西定律的适用范围、渗透系

数的测定方法。

2、理解由流线和等势线组成的流网的物理意义，能够应用流网确定渗流场中测管水

头、水力坡降和渗流量等。

3、掌握渗流力和和临界水头梯度的概念，能够正确计算渗流力和和临界水头梯度，

并根据临界水头梯度判断流土是否发生。

4、掌握渗透破坏的主要类型，领会流土、管涌发生的水力条件和防止措施。

5、掌握有效应力原理的物理意义，领会有效应力对土体变形和强度的作用与影响，

能够用有效应力原理分析计算有关承压水顶板厚度问题及其在土力学中的应用。

6、理解孔隙水压力与有效应力的具体意义，掌握静水条件和渗流条件下孔隙水压力

与有效应力的地计算。

（二）本章重点、难点 重点：

1、达西定律，渗流力和流土现象。

2、用常水头和变水头法测定土的渗透系数。

3、根据临界水头梯度，计算判断流土现象的发生。

4、有效应力原理正确理解与应用，分析计算有关承压水顶板厚度问题。 难点：

1、 有效应力原理的应用。

2、 孔隙水压力与有效应力的理解，静水条件和渗流条件下孔隙水压力与有效应力

的地计算。

（三）本章练习题或思考题： 1、填空：

1）流经渗透路径单位长度所对应的水头损失，称为 。 2）由于土层的成层性，垂直渗透系数较水平渗透系数 。

4

2、单项选择： 1）（ ）反映土透水性质的指标是

A．不均匀系数 B．压缩系数 C．渗透系数 D．固结系数

2）（ ）下列描述正确的是

A．流网中网格越密处，其水力梯度越小

B．同一流网中，任意两相邻等势线间的总水头差相等 C．位于同一条等势线上的两点，其孔隙水压力总是相等的 D．渗透流速的方向为流线的法线方向

3）（ ）下列关于渗流力的描述，错误的是

A．渗流力数值与水力梯度成正比，方向与渗流方向一致 B．渗流力是一种体积力，量纲与重度的量纲相同 C．流网中等势线越密的区域，其渗流力就越大 D．渗流力的存在对土体稳定性总是不利的

4）（ ）地下水自下而上渗流时，土层中土的骨架的有效应力

A．升高 B．减小 C．不变 D．未知

3、名词解释：

渗流力、流土、管涌 4、计算题：

1）某一砂土试样，高15cm，直径5.5cm，进行常水头渗透试验，在测压管水头差为40cm下经历6.0s，流过的水量为400cm3，试计算渗透系数。

2）设做变水头试验土样的横截面积为30cm2，厚度为4cm，渗透仪玻璃管的直径为0.4cm，试验开始时候的水位差为145cm，经过7分25秒观察得水位差为100cm，试验时水温为20°，试求土样的渗透系数。

3）对某土样进行室内渗透试验，土样长度为25cm，试验水头差为40cm，土粒比重ds=2.65，孔隙比e?0.4。水自下而上渗流，试判断土样是否发生流土现象。

4）在厚度为9m的粘土层中开挖基坑，其下为砂层，砂层顶面为有7.5m高的层压水头。试求开挖深度为6m时，基坑中水深h至少要多深才能防止基坑底部不发生隆起？

6m9m粘土? sat=20.4kN/mh=?37.5m砂土

5）一粘土层位于两砂层中间，其中上面砂层的容重

??17.6kN/m3，饱和容重

?sat?19.6kN/m3。地下水位保持在地表下1.5m处。下面的砂层中有承压水，若要使粘土

层产生流土，则下层砂中的承压水位至少高出地表多少米？

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