工程地质以及水文地质_工程地质及水文地质
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工程地质学：是将地质学的原理运用于解决工程地基稳定性问题的一门学科。水文地质学是研究地下水的科学，地下水是指赋存于地面以下岩石孔隙中的水。
基础是指底部与基础接触的承重构件，作用是把建筑上部的荷载传给地基。地基是指建筑下面支撑基础的土体或岩体。
地基承载力是指地基所能承受由建筑物基础传递来的荷载的能力。直接与基础接触的土层叫持力层，持力层下部的土层叫下卧层。
工程地质条件是指工程建筑物所在地区地质环境各项因素的综合，这些因素包括：地层岩性，地质构造，水文地质条件，地表地质作用，地形地貌。主要的工程地质问题包括：地基稳定性问题，斜坡稳定性问题，洞室围岩稳定性问题，区域稳定性问题。
自然界的三大岩类：火成岩，沉积岩，变质岩
岩石物理特征：比重，重度，孔隙性，吸水性，软化性，抗冻性;力学性质:岩石的变形特征，岩石的强度特征。
确定地质年代方法：地层层序律，生物层序率，切割率，岩性对比法;相对年代：地质事件发生的先后顺序。绝对年代：地质事件发生至今的年龄（同位素年龄）。相对年代的确定:
1、地层层序律；
2、生物层序律；
3、切割律:岩层（岩石）被侵入岩侵入穿插，则侵入者年代新，被侵入者年代旧。绝对年代的确定:同位素年龄的测定.冰期：第四纪气候冷暖变化频繁，气候寒冷时期冰雪覆盖面积扩大，冰川作用强烈发生。间冰期：气候温暖时期，冰川面积缩小。
第四纪沉积物：残积物，坡积物，洪积物，沉积物
褶皱的工程地质评价：1.褶皱的核部是岩层强烈变形的部位，岩石破裂.裂隙发育.直接影响到岩石强度和岩体的完整性。2.褶皱的翼部不同于核部，以倾斜岩为主。
岩石破裂后，沿破裂面无明显位移者称为节理。张节理是由张应力作用下形成的，剪节理是剪应力作用而形成的。节理的工程地质评价：1.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影响。2.裂隙的存在，破坏了岩体的整体性，加速岩体的风化速度，增强岩体的透水性、软化性，因而使岩体的强度和稳定性降低。3.当裂隙主要发育方向与走向平行，倾向与边坡坡向一致时，不论岩体产状如何，边坡都将失稳滑移。4.还会影响爆破作业的效果。5.裂隙有可能成为影响工程设计与施工的重要因素，就应当对裂隙进行详细的调查研究，详细论证裂隙对岩体工程建筑条件的影响，采取相应的措施，以保证建筑物的稳定和正常使用。
断层：沿破裂面有明显位移（规模大）外力地质作用剥蚀沉积物覆盖——标志（断层存在的标志）（1）地质体不连续（2）断层面（带）的构造特征：镜面、擦痕与阶步牵引构造、牵
引褶皱；断层岩:指断层带中因断层动力作用被破碎、研磨（3）地貌和水文等标志。
断层的工程地质评价：1.大多数情况下，断层面两侧一定宽度范围内的岩石破碎，对场地的稳定性影响极大。2.在新构造运动强烈的地区，有的断层可能有活动性，甚至有产生地震的可能性，将对其附近工程带来极大的事故隐患。3.断层与地下水常紧密相连，给地下工程造成事故隐患。4.断层是软弱结构面。5.造成建筑物的不均匀沉降。6.对采矿工程会造成极大困难。
震级是衡量地震绝对强度的级别，释放的能量E越大，震级M就越高，两者关系为logE=4.8+1.5M。烈度是指地面及建筑物受地震的破坏程度。
风化作用的类型：
1、物理风化
2、化学风化
3、生物风化。岩石风化程度的划分：全风化带、强风化带、弱风化带、微风化带、新鲜岩石。影响风化作用的因素：气候因素、地形因素、地质因素
阶地是沿河流、湖泊和海滨伸展，超出河、湖、海面以上的阶梯状地貌。由侵蚀剥蚀、堆积过程和地壳构造运动合力塑造而成。河流阶地：1 侵蚀阶地，2坡积阶地，3基座阶地
岩溶作用的基本条件：岩石的可溶性、岩石的透水性、水的流动性、水的溶蚀性
岩溶地貌：地表岩溶地貌、漏斗、竖井、落水洞、溶蚀洼地、干谷和盲谷
根据岩溶发育的特点，岩溶地区可能遇到以下几类地基：1.石芽地基 2.溶洞地基 3.土洞地基。处理方法：石芽：这类地基具有不均匀性，处理的原则主要是两大类：其一是处理软弱部分，即压缩性较高的地基，对之施行加固，使之能与坚硬部分相适应；其二是处理坚硬部分，换之以压缩性土，使之与软弱部分地基变形相协调。溶洞：规模小，可采用清除或堵塞；规模大，则不宜作为建筑物的地基。土洞：这类地基具有不均匀性，处理的原则主要是两大类：其一是处理软弱部分，即压缩性较高的地基，对之施行加固，使之能与坚硬部分相适应；其二是处理坚硬部分，换之以压缩性土，使之与软弱部分地基变形相协调。
滑坡滑动分为蠕滑、滑动、剧滑三个阶段
滑坡的治理原则：1）防止或减轻诱发滑坡的外部环境条件，如截排水沟、卸荷减载坡面防护。2）改善边坡内部力学特征和物质结构，如土质改良，土质改良有2种途径：1是加进某种材料以改变斜坡岩土体成分；2是采用某种技术改变土的结构状态。3）设置抗滑工程直接阻止滑坡的发展，如抗滑桩、抗滑挡墙等
弧形滑移面的斜坡稳定性计算：K=（cL+tanΦ∑N）/∑T
斜坡稳定性评价：包括定性评价和定量评价 定性评价：1）根据滑坡的地貌形态来判断 2）根据工程地质类比判断 3）根据滑动前的各种迹象判断 定量评价：1）常规土坡稳定计算方法 2）极限平衡分析方法3）数值计算（有限元法、神经网络法等）
影响岩体工程性质的主要因素：1.岩石强度和质量 2.岩体的完整性 3.水的影响
[BQ]=BQ-100(K1-K2-K3)
特殊土指具有一定分布区域或工程意义上具有特殊成分、状态和结构特征的土。主要有： 黄土、红粘土、软土、膨胀土、冻土、盐碛土.红黏土性质物理力学性质：1）天然含水量、孔隙比、界限含水量都很高，但有较高力学强度和较低的压缩性2）各种指标变化幅度大
工程勘察阶段：选址勘察阶段，初步勘察阶段（收集资料、初步勘察、确定地震），详细勘察阶段
工程地质测绘分为：综合性测绘和专门性测绘工程地质图的比例尺分三种：小比例尺1：5000～1：50000可行性研究时；中比例尺1：2000～1：5000初步勘察时；大比例尺1：200 ～1：1000详细勘察等。绘图精度：误差不超过3mm，其他地段不超过5mm。两种测绘方法：像片成图法和实地测绘法
勘探分为：物探，钻探，坑探
控制含水系统发育和地质结构有关
控制地下水流动系统发育和水的势场有关
化石保存在沉积岩中
断层破碎带的水文地质意义：储水空间，导水
孔隙的大小和孔隙度大小无关
地下水是可再生的，但不是取之不尽用之不竭，不能破坏其平台
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赋存于地壳岩石层空隙中各种形式的水统称为地下水，主要赋存于孔隙、裂隙、溶隙中。空隙中水的形式有：气态水、结合水、重力水、毛细水、固态水。岩石的水理性质有容水性，持谁性，给水性，透水性。
含水层是指能透过又能给出重力水的岩层，隔水层是指不能给出并透过水的岩层。地下水按埋藏条件分为：上层滞水（包气带水）、潜水、承压水。上层滞水：包气带中局部隔水层之上的重力水。特点：分布不广，埋藏较深;由大气降水补给，通过蒸发或向隔水底板边缘排泄;易受污染，稳定性差，对建筑物的施工和人民健康有影响。潜水：埋藏在地面以下第一个稳定隔水层之上具有自由水面的重力水。特点：
1、潜水面以上无稳定的隔水层存在，大气降水与地表水可直接渗入补给，即补给区与分布区一致。
2、潜水深度和含水层的厚度受气候、地形、地质条件影响，变化较大，受地表污染较重。
3、具有自由水面，渗流速度取决于含水层的渗透性能和潜水面的水力坡度。
4、垂直排泄(蒸发)和水平排泄(向邻近较低河流排泄)。
5、潜水对建筑物的稳定性和施工均有影响。承压水：充满与两个稳定的隔水层的重力水。特点：1.具有连续的隔水层覆盖，大气降水(地表水)不能直接补给，只有在含水层直接出露时，才能接受地表水补给，帮承压水具明显的补给区、承压区和排泄区。2.承压水无自由水面，并承受一定的静压力。3.承压水具有水头压力，不仅向低洼处排泄，还可以由低处向高处流，形成上升泉、自流泉等。4.受顶部隔水层控制，受大气、水文、气候、人类活动的影响较小，故水量变化 不大(具恒定性)，动态稳定和水质优良。
地下水的补给：含水层自外界获得含水量的过程。补给来源大气降水补给：最主要来源，补给数量与降水性质、植物覆盖、地形、地质构造、包气带厚度及岩石透水性有关。暴雨、连
绵细雨不同。地下水的排泄：含水层失去水量的过程。排泄方式：蒸发：土壤蒸发、植物蒸发；泉水：山区与平原，上升泉与下降泉。向地表水排泄、含水层之间的排泄、人工排泄。
地下水的物理性质主要有温度、颜色、透明度、气味，味道，比重、导电性以及放射性
地下水中的化学成分：气体成分有：
离子成分有：
地下水中所含各种离子、分子及化合物的总量称为地下水的总矿化度，也称为地下水的总溶解固体，以g/L表示。
地下水化学成分的形成包括：溶滤作用、浓缩作用、脱碳酸作用、脱硫酸作用、阳离子交替吸附作用、混合作用、人类活动在地下水化学成分形成中的作用。
当水井贯穿整个含水层，并在含水层的全部厚度上都进水时称为完整井；如果水井的进水部分只有井底和含水层的部分厚度是称为非完整井。
影响半径的原始定义是井轴到降落漏斗边缘断面间的距离。假想含水层中存在一个以抽水井井轴为中心的理想圆柱体，抽水时沿其周界水头保持不变，抽水井抽水效果与实际抽水结果一致，这个圆柱体的半径便是“引用影响半径”
地下水的工程地质评价：
1、地下水位的变化，如地下水位上升，引起浅基础地基承载力降低，地基沉降，在有地震砂土液化的地区会引起液化的加剧，同时易引起建筑物震陷加剧。对岩土体产生变形、滑移、崩塌失稳等不良地质作用 2.地下水位下降，此时往往会引起地表塌陷，地面沉降等。对建筑物本身而言，当地下水位在基础底面以下压缩层内下降时，岩土的自重压力增加，可能引起地基基础的附加沉降。如果土质不均匀或地下水位突然下降，出可能使建筑产生变形破坏。通常地下水位的变化往往是由于施工中的抽水和排水引起，局部的抽水和排水，会产生基础底面下地下水位突然下降，产生建筑物发生变形。3.地下水的侵蚀性的影响主要体现在水对混凝土，可溶性石材，管道以及金属材料的侵蚀危害。它包括结晶类腐蚀、分解类腐蚀、结晶分解复合类腐蚀。4.由地下水引起的流砂这种不良地质作用的影响主要表现为在工程施工中能造成大量的土体流动，致使地表塌陷或建筑物的在破坏，会给施工带来极大的困难，或直接影响建筑工程及附近建筑物的稳定。5.潜蚀，这种不良地质作用通常分为机械潜蚀和化学潜蚀。机械潜蚀是指地下水的动力压力作用，而化学潜蚀是指地下水溶解土中的易溶盐分，这两种作用在土中同时发生，并会引起土粒间的结合力和土的结构破坏和水带走土粒，形成洞穴的不良影响，其后果是使地基土的强度受到破坏，土下形成空洞，致使地表塌陷，破坏建筑场地的稳定。6.。基坑突涌，涌水会冲毁基坑，破坏地基，给工程带来损失。7.地下水的浮托作用。当建筑物基础底面位于地下水位以下时，地下水对基础底面产生静水压力，即产生浮托力。
达西定律：Q=KA(H1-H2)/L=KAI,v=Q/A=KI，Q=KWh/L W是过水断面，v是渗流速度，Q是渗透流量（m3/d），H1H2是上下游过水断面的龙头，L是上下游过水断面的水平距离，A是过
水断面的面积，K是渗透系数，I是水力坡度
达西定律只适用于雷诺数Re≤10的地下水层流运动。
水文循环是由蒸发、水汽运输、降水、径流组成
