工程地质习题及答案

第一章矿物与岩石习题一、填空题1.工程地质条件是一综合概念，主要包括：地形地貌条件、岩土类型及其工程性质、地质构造、水文地质条件、物理（自然）地质现象和天然建筑材料。2.矿物的光学性质有：颜色、条痕、光泽和透明度；力学性质有：硬度、解理、和断口。3.岩石的工程性质包括：物理性质、水理性质和力学性质。4.风化作用按照破坏岩石的方式可分为：①物理风化作用、②化学风化作用和③生物风化作用。其中①物理风化作用包括气温变化、冰劈作用和盐类结晶作用三个主要作用因素；②化学风化作用则主要包括溶解作用、水化作用、氧化作用和碳酸化作用四种风化作用。5.确定岩石风化程度主要依据的是矿物颜色变化、矿物成分改变、岩石破碎程度和岩石强度变化四个方面的特征变化情况；根据对上述4个方面的判断，可以将岩石风化程度划分为未风化、微风化、弱风化、强风化和全风化。四个方面的特征变化情况；根据对上述4个方面的判断，可以将岩石风化程度划分为未风化、微风化、弱风化、强风化和全风化。6.变质作用的主要因素有温度、压力、化学活泼性流体。7.岩浆岩按照SiO2的含量分为酸性、中性、基性、超基性。8.粘土矿物主要是指伊犁石、高岭石、蒙托石。9.碎屑岩的胶结方式有孔隙式、基底式、接触式。10.碎屑结构(clastic)，特征为碎屑颗粒由胶结物黏结起来形成岩石。碎屑粒度的形状有棱角状、次棱角状、次圆状和圆状四种二、名词解释矿物：天然生成的，具有一定物理性质和化学成分的物质,是组成地壳的基本物质单位。原生矿物：一般是由岩浆冷凝生成的，如石英、长石、辉石、角闪石、云母、橄榄石、石榴石等。次生矿物：一般是由原生矿物经风化作用直接生成的，如高岭石、蒙脱石、伊里石、绿泥石等；或在水溶液中析出生成的，如方解石、石膏、白云石等。结晶质矿物：矿物内部质点呈有规律的周期性排列，形成空间结晶格子构造。而矿物本身形成基本固定的规则形态。非晶质矿物又可分为：①玻璃质矿物：由高温熔融状物质迅速冷却而成。如火山玻璃。②胶体质矿物：由胶体颗粒凝聚而成。如蛋白石白云母可用作绝缘材料；黑云母可用作高温防护眼镜的镜片。矿物集合体：同种矿物多个单体聚集在一起的整体。显晶集合体形态：有规则连生的双晶集合体，如接触双晶和穿插双晶以及不规则的粒状、块状、片状、板状、纤维状、针状、柱状、放射状、晶簇状等。其中晶簇是以岩石空洞洞壁或裂隙壁作为共同基底而生长的晶体群。隐晶和胶态集合体：可以由溶液直接沉积或由胶体沉积生成。主要形态有球状、土状、结核体、鲕状、豆状、分泌体、钟乳状、笋状集合体等。颜色：是矿物对不同波长可见光吸收程度的不同反映。它是指矿物新鲜表面呈现的颜色，取决于矿物的化学成分及其所含的杂质。按成色原因，有自色、他色、假色之分。条痕：矿物在白色无釉的瓷板上划擦时留下的粉末的颜色，称为条痕。光泽：指矿物表面反射光线的能力，它是用来鉴定矿物的重要标志之一。透明度：矿物透光能力的大小。分为三级：透明、半透明、不透明。断口：完全不具有解理性的矿物，在锤击后沿任意方向发生不规则断裂，其断裂面称为断口。岩石：用通俗的话来讲，就是石头。它是在地壳中按一定规律，由一种或几种矿物共生组合在一起所形成的天然集合体。例如：石灰岩是由方解石组成的集合体；花岗岩是由石英、长石、云母等多种矿物组成的集合体；砾岩是由岩石碎屑所组成的集合体。岩浆：地壳下面存在着的处于高温高压下的，以硅酸盐为主的熔融状态的物质。岩浆作用：受地壳运动的影响，岩浆沿着地壳中薄弱、开裂的地带向地表方向运动的作用。侵入作用：岩浆上升未达地表，在地壳中逐渐冷凝的作用。喷出作用：岩浆上升，冲出地表而冷凝的作用。沉积物：原岩经过风化作用，形成的各种松散破碎物质。夹层：夹在厚层中间的薄层称为夹层。变质作用：指原岩基本上在固态下，主要由于温度、压力及化学活动性流体的作用，而使其成分、结构、构造等发生变化的地质作用。交代作用的特点：在固态条件下进行；交代前后岩石的总体积几乎不变；原矿物的溶解和新矿物的形成几乎同时进行。交代作用在变质作用过程中是比较普遍的。风化作用：地表及地面以下一定深度的岩石，在太阳能、水溶液、气体及生物等各种营力的作用下，逐渐产生裂隙、发生机械破碎和矿物成分的改变，丧失完整性的过程。从结构上看，抗风化能力：均匀、细粒结构＞粗粒结构；等粒结构＞斑状结构；隐晶质岩石最不易风化；基底式胶结＞孔隙式胶结；Si质胶结＞Ca质胶结＞泥质。从构造上看，抗风化能力：致密的块状岩石＞各向异性的层理、片理状岩石；厚层岩石＞薄层状岩石。层理：由于沉积环境的变化，先后沉积下来的岩石沿垂直方向在大小、形状、成分、颜色、结构等方面表现出来的成层现象。岩石的抗压强度：干燥岩石试样在单轴压缩下能够承受的最大压应力岩石的抗拉强度：岩石试样在单轴拉伸能够承受的最大拉应力。岩石的抗剪强度：岩石试样在一定法向压应力作用下能够承受的最大剪应力。岩石的变形模量：单轴压缩下任一时刻的轴向应力与应变之比岩石的弹性模量：极限破坏应力值一半所对应的点与原点连线的斜率即岩石的弹性模量。风化作用：地表及地面以下一定深度的岩石，在温变化、水溶液、气体及生物等自然因素作用下逐渐产生裂隙、发生机械破碎和矿物成分的改变，丧失完整性的过程。三、简答题1.工程地质学的主要任务是什么？勘察和评价工程建筑场地的地质环境和工程地质条件；分析和预测工程建设活动与自然地质环境的相互作用和相互影响；选择最佳的场地位置；提出克服不良地质作用的工程措施；为工程建设规划、设计、施工和运营提供可靠的地质依据。2.简述沉积岩的形成过程沉积岩形成的过程主要包括：母岩风化（沉积物形成）、搬运与沉积（沉积物搬运与沉积）、成岩作用（沉积岩形成）三个过程。3.防治岩石风化的措施有哪些？措施之一：向岩石孔隙、裂隙灌注各种浆液，提高岩石的整体性和强度，增强岩石抗风化的能力；措施之二：在岩石表面喷抹水泥砂浆、沥青或石灰水泥砂浆封闭岩面，防止空气、水分与岩石接触或渗如其中。4．岩石都是由矿物组成的吗？常见的建材——花岗石、石灰石、大理石是岩石还是矿物？不是，由于岩石类型不同，在很多岩石中，除了矿物之外，还有一些其他物质。比如矿物颗粒之间的胶结物；遗留在岩石中的植物和动物遗迹（也称化石）；还有由于岩石形成温度高，冷却快、来不及结晶而形成的火山玻璃，这些物质也都是构成岩石集合体的成分。花岗岩是一种由火山爆发的熔岩在受到相当的压力的熔融状态下隆起至地壳表层，岩浆不喷出地面，而在地底下慢慢冷却凝固后形成的构造岩，是一种深成酸性火成岩，属于岩浆岩。大理石又称云石，是重结晶的石灰岩，主要成分是CaCO3。石灰岩在高温高压下变软，并在所含矿物质发生变化时重新结晶形成大理石。主要成分是钙和白云石，颜色很多，通常有明显的花纹，矿物颗粒很多。石灰石是石灰岩的商品名称。石灰岩是由方解石组成的一种碳酸盐类沉积岩，俗称石灰石或青石。石灰岩按矿床类型可分为纯石灰岩和含白云质石灰岩。纯石灰岩的主要成分是碳酸钙，其化学分子式是（CaCO3）。第二章地质构造习题一、填空题1.构造运动按照其发生时间顺序可以分为：古构造运动、新构造运动、现代构造运动。按照运动方向可分为水平运动、垂直运动。其中前者又称为造山运动，后者又称为造陆运动。2.地质作用依据其能源和作用部位的不同，可分为内动力地质作用和外动力地质作用；其中前者主要包括构造运动、岩浆活动和变质作用，在地表主要形成山系、裂谷、隆起、凹陷、火山、地震等现象；后者主要有风化作用、风的地质作用、流水的地质作用、冰川的地质作用、冰水的地质作用、重力的地质作用等。3.地质图是把一个地区的各种地质现象如地层、地质构造等，按照一定比例缩小，用规定的符号、颜色和各种花纹、、线条表示在地形图上的一种图件。一副完整的地质图应包括地质平面图、地质剖面图、综合地层柱状图，并标明图名、比例、图例、和接图等。4.常见的地质图包括普通地质图、构造地质图、第四纪地质图、基岩地质图、水文地质图和工程地质图等六种。二、名词解释走向岩层面与水平面的交线，称走向线，走向线两端所指的方向称走向；倾向垂直于走向线沿层面向下所引的直线，称倾斜线。其在水平面上的投影线所指方向，称为倾向；倾角倾斜线与其在水平面上的投影线间的夹角。褶皱：是地壳中最基本的构造型式,是地壳中最引人注目的地质构造。褶皱是由岩石中原来近于平直的各种面(例如层理面)发生弯曲而显示的变形。节理：岩层受力断开后，裂面两侧岩层沿断裂面没有明显的相对位移的断裂构造。★在实际地形图上，倾伏背斜的地质界线表现为在倾伏端封闭弯曲；倾伏向斜的地质界线表现为在仰起端封闭弯曲。褶曲的野外观察要点1．通过横向、纵向的观察，找地层界线、断层线、化石等，观察岩层是否有对称的重复出现；2．比较核心部与外部岩层的新老关系（利用角度不整合等），以及比较两翼岩层的走向和倾斜；3．研究两翼相当层的平面形态。综合分析研究确定其形态。研究节理的实际意义节理构造是地壳上部岩石中发育最广的一种地质构造。节理研究在理论上和实践上都具有重要意义。1)节理常常为成矿热液的分散、渗透、迁移和储存提供了通道和空间。一些矿区矿床中的矿体的形状、产状和分布与该区节理的性质、产状和分布有密切关系。2)节理也是石油、天然气和地下水的运移通道和储集场所。3)大量发育的节理常常引起水库的渗漏和岩体的不稳定,为水库和大坝等工程带来隐患。4)节理的性质、产状和分布规律与褶皱、断层和区域构造有着密切的成因联系。所以,节理的研究也有助于分析和阐明地质构造的形成和发展。绝对地质年代是指地层形成到现在的实际年数，是用距今多少年以前来表示，目前，主要是根据岩石中所含放射性元素的蜕变来确定。相对地质年代是指地层形成的先后顺序和地层的相对新老关系，是由该岩石地层单位与相邻已知岩石地层单位的相对层位的关系来决定的。倾伏曲课后16题1．水平枢纽，轴面倾斜，P2之后形成的倾斜背斜；2．F1断层，逆断层＞45°，属冲断层，在背斜后形成，形成于P2之后，J之前。3．接触关系：整合：C～P1，P1～P2平行不整合：Ｃ～O2，O2～C角度不整合：P1～J，P2～J，P2～K，C～J，J～K三、简答题1.什么是岩层的产状要素？确定岩层在空间分布状态的要素称为岩层产状要素。一般用岩层面在空间的水平延伸方向、倾斜方向和倾斜程度进行描述，分别称为岩层的走向、倾向和倾角。2.试简述岩层产状与地面坡度关系的“V”字型法则。岩层产状岩层倾角与地面坡向关系岩层出露线与等高线关系水平岩层二者平行或重合倾斜岩层相反（不论倾角大小）二者同向弯曲，“V”尖向沟谷上游相同（岩层倾角＞地面坡角）相同（岩层倾角＜地面坡角）二者反向弯曲，“V”尖向沟谷下游二者同向弯曲，“V”尖向沟谷上游直立岩层岩层出露线为直线，不受地形影响3.简述地质构造对工程建筑物稳定性的影响（从地质构造控制地质结构和地质环境两个方面总结分析）。运动构造形成并控制着地质构造和地质环境，其中前者控制着区域地壳结构（或区域构造）和地质体结构即土体结构和岩体结构；后者则控制地壳稳定性（地震活动、地壳升降活动、断层活动及地壳活动引起的地壳表层活动）、地质灾害（崩塌、滑坡、泥石流、岩溶等）、地质体中的地应力、地下水和地温等因素。上述不同的因素从不同的角度影响着不同类型工程建筑物的稳定性，可从边坡工程、地基工程、地下工程等不同种类的情况具体分析。4.试简述岩层和地层两概念的差别？岩层一般泛指各种成层岩石，是由层状的沉积岩（固结的岩石或松散堆积物）、火山岩和它们的变质岩组成，不具有时代的概念。地史学中将各个地质历史时期形成的岩石称为该时代的地层，从时代上讲地层有老有新，具时间概念，是具有一定时代意义的岩层或岩层组合。5.简述地层划分和对比的方法及主要依据？主要有绝对年代法和相对年代法。前者主要有同位素地质年龄测定法和古地磁学法。后者又包括地层层序法、古生物法、地层接触关系法。地层层序法的依据是标准地层剖面和沉积岩的层面构造；古生物法的依据是标准化石；地层接触关系法依据岩浆岩、沉积岩及其相互关系接触类型判断。沉积岩之间主要有整合接触和不整合接触（平行不整合、角度不整合），