石家庄铁道学院2006-2007学年第2学期
2005级本科班期末考试试卷(B)答案要点
一．名词解释（每题2分，共20分）
1. 变质作用 在地壳演化过程中，其所处的地质环境也在不断地改变着。为了适应新的地质环境和物理化学条件，岩石的结构、构造和矿物成分也将产生一系列的改变，这种由地球内力作用引起岩石产生结构、构造以及矿物成分改变的地质作用称为变质作用，在变质作用下形成的岩石称为变质岩。
2. 冲刷作用 地表流水逐渐向低洼沟槽中汇集，水量逐渐增大，携带的泥砂石块也渐多，侵蚀能力加强，使沟槽向更深处下切，同时使沟槽不断变宽，这个过程称为冲刷作用。冲刷作用使地面进一步遭到破坏，形成很多冲沟。
3. 裂隙水 在裂隙含水层中储存和运动的地下水称裂隙水。这种水的含水层主要由裂隙岩石构成。
4. 流土 在渗流作用下一定体积的土体同时发生移动的现象，称流土或流沙。流土一般发生在均质砂土层或粉土中，它可使土体完全丧失强度,这种现象一般在工程场地中发生。
5. 风化作用 风化作用是在温度、水、气体及生物等综合因素影响下，改变岩石状态、性质的物理化学过程。根据不同的自然因素对岩石进行不同的作用，可以把风化作用分为物理风化作用、化学风化作用和生物风化作用三类。
6. 崩塌 较陡斜坡上的岩土体在重力作用下突然脱离母体崩落、滚动、堆积在坡脚（或沟谷）的地质现象。产生在土体中者称土崩，产生在岩体中者称岩崩。规模巨大、涉及到山体者称山崩。
7. 泥石流 是山区沟谷中，由暴雨、冰雪融水等水源激发的、含有大量泥沙石块的特殊洪流。其特征往往突然暴发，浑浊的流体沿着陡峻的山沟在很短时间内将大量泥沙石块冲出沟外，在宽阔的堆积区漫流堆积，常常给人类生命财产造成很大危害。
8. 岩溶 岩溶作用是指地表水和地下水对地表及地下可溶性岩石(碳酸盐岩类、石膏及卤素岩类等)所进行的以化学溶解作用为主，机械侵蚀作用为辅的溶蚀作用、侵蚀-溶蚀作用以及与之相伴生的堆积作用的总称。在岩溶作用下所产生的地形和沉积物，称岩溶地貌和岩溶堆积物。在岩溶作用地区所产生的特殊地质、地貌和水文特征，概称为岩溶现象。因此，岩溶即岩溶作用及其所产生的一切岩溶现象的总称。
9. 黄土陷穴 黄土地区地下常有各种洞穴，有黄土自重湿陷和地下水潜蚀作用造成的天然洞穴，也有人工洞穴。这些洞穴容易使上覆土层陷落，故称为黄土陷穴。黄土陷穴能对黄土地区工程建筑造成严重影响。
10. 冻土 冻土又称含冰土，系温度低于零摄氏度并含有冰的特殊土称冻土。根据冻土的冻结时间可分为两大类：季节冻土和多年冻土。
二. 填空题（每空0.5分，共12分）
1．肉眼鉴定矿物主要涉及矿物的形态和物理性质，其中物理性质主要包括(颜色)、(光泽)、 (透明度)、 (解理) 、(断口) 、(硬度)等特征。
2． 岩浆岩的结构类型按照结晶程度可以分为（全晶质）、（半晶质）、（玻璃质）三类，按照
矿物的绝对大小可以分为（显晶质）、（隐晶质）两类， 按照矿物的相对大小可以分为（等粒）、（不等粒）两类。
3．河流阶地一般分为（侵蚀）、（基座）、（堆积）三种类型。 4．按照埋藏条件地下水分（上层滞水）、（潜水）、（承压水）三种类型。 5. 按照水头性质泉分（上升泉）、（下降泉）两种类型。
6. 地质灾害按地质作用分为（内生地质灾害）、（外生地质灾害）、（ 人类活动诱发的地质灾害）三种类型。
三．读图题（共12分）
1．下图所示地质构造类型是什么？简述理由。（4分）
向斜构造，岩层向下弯曲（或核部岩层新，翼部岩层老）
2．下图所示接触关系是什么？简述理由：（4分）
（角度）不整合，不同时代的岩层呈角度接触。
3．单从岩层产状对边坡影响的角度看，下面两种情况中， （ ）图中边坡不稳定，简述理由。（4分）
2图中边坡不稳定，岩层倾向坡内，且岩层倾角小于坡角，岩层易沿层面滑动。
四、简答题（共29分）
1. 简述沉积岩的形成过程
沉积岩的形成，大体上可以分为沉积物的形成，沉积物的搬运与沉积以及沉积物转化成沉积岩三个过程。
组成沉积岩的物质来源，主要是先期岩石的风化产物，其次是生物堆积。生物堆积是指生物活动中产生的和由生物遗体中分解出来的有机物质的堆积。先期岩石的风化产物，按其性质可以分为碎屑物质和非碎屑物质两类。 碎屑物质 碎屑物质是先期岩石机械破碎的产物。如玄武岩、花岗岩等岩石碎屑和石英、长石、白云母等矿物碎屑。非碎屑物质 非碎屑物质包括真溶液和胶凝体两部分。 先期岩石的风化产物，除一小部分残留在原地，形成富含A1和Fe的残积物外，绝大部分的风化产物在空气、水、冰和重力等动力作用下，被搬运到另外的地方，重新沉积形成新的沉积物。在搬运过程中，碎屑物质相互磨蚀使棱角逐渐消失，形成浑圆状的颗粒，这种颗粒的浑圆化程度称为磨圆度。由磨圆度可以了解沉积物的形成条件。流体携带的碎屑颗粒、在流速降低时，由于碎屑物的形体大小，比重差异，流体携带的颗粒就会有次序地沉积下来，使沉积物共有一定的均一性，称为颗粒的分选性。
风化形成的碎屑物质在各种动力的搬运下，被搬运到地表低凹的地方——主要是湖盆和海盆地沉积下来。沉积后的碎屑物处在一个新的、改变了的物理化学环境中，再经过一系列的变化，最后固结成坚硬的沉积岩。这个变化改造过程称为成岩作用。沉积物在固结成岩过程中的变化是很复杂的，主要有：压固脱水作用、胶结作用、重结晶作用、形成新矿物作用等几种成岩作用。 2. 什么是岩层产状要素？简述岩层产状三要素及其含义。（5分）
倾斜岩层在空间的位置与分布，可以用走向、倾向、倾角三个数据定量地表示。走向、倾向、倾角称为岩层产状要素。
(1) 走向 岩层面与水平面的交线叫走向线，走向线两端延伸的方向就是岩层的走斗向。它表示岩层在空间的水平延伸方向。岩层走向可以由走向线的任意一端的方向来表示，两者相差180°。
(2) 倾向 垂直走向线，沿岩层面向下倾斜的直线叫倾斜线，又称真倾斜，它在水平方向上的投影线所指的方向为倾向，又称真倾向。沿着岩层面但不垂直走向线向下倾斜的直线为视倾向线，其在水平面上的投影线所指的方向称为视倾向。 (3) 倾角 真倾斜线与它在水平面上投影线的夹角叫倾角，又称真倾角。视倾斜线与其投影线的夹角为视倾角。视倾角小于真倾角。 3. 简述剪节理的特征。（5分）
剪节理是由剪应力产生的破裂面，具有以下主要特征：① 剪节理的产状比较稳定，沿走向和倾向延伸较远。② 剪节理面较平直光滑，有时具有因剪切滑动而留下的痕迹，当剪节理未被矿物质充填时是闭合的，如被充填，脉宽较为均匀，脉壁较为平豆。③ 发育于砾岩和砂岩等岩石中的剪节理，一般穿切砾石和胶结物。④ 典型的剪节理常常组成共轭X型节理系。X节理发育良好时，则将岩石切成菱形或棋盘格式。如果一组节理发育而另—组不太发育，则成一组平行延伸的节理。不论是X型节理或一组平行节理，节理往往成等距排列。⑤ 主要剪裂面由羽状细微裂面组成。羽状微裂面与主剪裂面交角一般为5°一15°，相当于内摩擦角(φ)的一半。结尾常常呈菱形节环状。 4. 从河流地质作用角度考虑，对于桥渡工程，应注意哪些问题。（5分）
对于桥渡，首先应当选择河流顺直地段过河，以避免在河曲处过河遭受侧蚀而危及一侧桥台安全，应尽量使桥梁中线与河流垂直，以免桥梁长度增大。其次墩台基础位置应当选择在强度足够、安全稳定的岩层上，对于那些岩性软弱的土层、地质构造不良地带不宜设置墩台。墩台位置确定之后，还必须准确地决定墩台基础的埋置深度厂埋置深度太浅会由于河流冲刷河底使基础暴据甚至破坏，埋置过深将大大增加工程费用和工期。
5. 简述岩石与岩体概念的区别。（6分）
岩体是地壳的一部分。从工程地质学的角度看，岩体是指与工程活动有关的那部分地壳。因此，岩体的范围大小取决于工程的形状、位置、类型与规模。地壳是由岩石组成的，岩体是地壳的一部分，因此岩体也是岩石组成的。
岩体和岩石是两个不同的概念。可以把岩石理解为一种材料，就象我们常用的钢材，木材、玻璃等材料一样，不过岩石是天然生成的材料，不是人工制造的材料。岩石的工程性质主要取决于它的矿物成分、结构与构造，因此，其特征完全可以通过手标本进行描述和试验，基本上把岩石看作是连续的、均质的、多为各向同性的。
岩体是由各种岩石块体组合而成的“岩石结构物”；它的主要特点是不连
续性，非均质性和各向异性。它的工程性质不仅取决于组成它的岩石，更重要的是取决于它的不连续性。因此，其特征不能只用一块手标本进行描述和试验，而需要进行大量现场观测和多方面的室内外试验才能确定。例如，一般花岗岩岩块的单轴抗压强度可达200MPa，而花岗岩体的单轴抗压强度则大大降低，当不连续面相当发育时，可降至10Mpa。 6. 简述影响岩体稳定性的因素。（4分）
可以把影响岩体稳定性的因素归纳为四个方面，岩体所在位置周围地质环境的稳定性，岩体本身的特征和岩体中地下水的作用，岩体中初始应力状态及所受的工程荷载，工程施工及运营管理的水平等。
(1)岩体所在位置周围地质环境的稳定性对该环境内的岩体稳定性有宏观控制作用。地质环境的稳定性包括区域稳定性、山体稳定性和地面稳定性。 (2)岩体本身的特征和岩体中地下水的作用是决定岩体是否稳定的内在因素，是岩体稳定性评价最重要的根据。
(3)岩体中初始应力状态及所受工程荷载是决定工程岩体是否稳定的主要外部因素，是进行岩体稳定性评价的重要边界条件。
(4)岩体稳定性还与工程施工及运营管理水平有密切关系。缺乏足够根据而随意地改变设计、不合理的施工顺序和施工方法、支护工作不及时，缺乏科学的管理等都可能导致岩体失稳. 7. 简述滑坡的防治措施。（6分）
防治滑坡的工程措施，大致可分为排水、力学平衡及改变滑动面(带)土石性质三类。选择防治措施，必须针对滑坡的成因，性质及其发展变化的具体情况而定。
① 排水
地表排水 如设置截水沟以截排来自滑坡体外的坡面迳流，排水系统汇集旁引坡面迳流于滑坡体外排出。在滑坡体上设置树枝状天沟。
地下排水 目前常用的排除地下水的工程是各种形式的渗沟，其次有盲洞，近几年来不少地方已在推广使用平孔排除地下水的方法。平孔排水施工方便，工期短、节省材料和劳力，是一种经济有效的措施。
② 力学平衡法
如在滑坡体下部修筑抗滑片石垛、抗滑挡土墙、抗滑桩等支挡建筑物，以增加滑坡下部的抗滑力。在滑坡体的上部刷方减重以减小其滑动力等。
③ 改善滑动面(带)的土石性质
如焙烧、电渗排水、压浆及化学加固等以直接稳定滑坡。 此外，还可针对某些影响滑坡滑动的因素进行整治，如为了防止流水对滑坡前缘的冲刷，可设置护坡、护堤、石笼及拦水坝等防护和导流工程。
五、综述题（共20分）
综合评述常见岩石的工程性质。（20分）
岩石按其成因不同可分为岩浆岩、沉积岩和变质岩三大类。三大类岩石各有其产状、矿物成分、结构及构造特征。因此各有不同的工程性质。岩石各项工程性质指标的优劣与岩石的成因、产状、结构、构造、矿物成分、节理发育程度及风化程度有极密切的关系，岩石这七项地质特性就成为评述其工程性质的基础。 1.常见岩浆岩的工程性质评述
侵入岩是岩浆在地下缓慢冷凝结晶生成的，矿物结晶良好，颗粒之间连接牢固，
多呈块状构造。因此，侵入岩孔隙度低、抗水性强、力学强度及弹性模量高，具有较好的工程性质。从矿物上看多石英、长石、角闪石及辉石的含量越多，岩石强度越高，云母含量增加使岩石强度降低。从结构上看，晶粒均匀细小的岩石强度高，粗粒结构及斑状结构岩石强度相对较低。
喷出岩是岩浆喷出地表后迅速冷凝生成的，由于地表条件复杂，使喷出岩具有很不相同的地质特征。具有隐晶质结构、致密块状构造的工程性质良好，其强度甚至稍大于花岗岩。但当这类岩石具有明显的流纹、气孔构造或含有原生节理时，工程性质变差，孔隙度增加，抗水性降低，力学强度及弹性模量减小。
在具体评述岩浆岩的工程性质时，还必须充分考虑它的节理发育程度及风化程度，风化极严重的花岗闪长岩只能看作是碎石土。 2.常见沉积岩的工程性质评述
碎屑岩是碎屑颗粒被胶结物胶结在一起而形成的岩石。它的工程性质主要取决于胶结物成分、胶结方式。从胶结物成分看；按硅质、钙质、铁质，石膏质、泥质的顺序，强度依次降低。胶结方式基本有三种，碎屑颗粒互不接触，散布于胶结物中，属于基底式胶结，它胶结紧密，强度较高，受胶结物成分控制；颗粒之间接触，胶结物充满于颗粒间孔隙，属于孔隙式胶结，这是最常见的胶结方式，它的工程性质与碎屑颗粒成分、形状及胶络物成分有 关，变化很大；颗粒之间接触，胶结物只在颗粒接触处才有，其余颗粒间孔隙未被胶结物充满，属于接触式胶结，这种方式胶结程度最差，孔隙度大多透水性强，强度低。
粘土岩是工程性质最差的岩石之一, 粘土岩有较多节理、裂隙时，一旦遇水浸泡，工程性质迅速恶化，常产生膨胀、软化或崩解。在常见的三类粘土矿物中，富含蒙脱石的粘土岩工程性质最差，含高岭石的相对较好，而含伊利石的介于中间。此外，若粘土岩节理、裂隙很少时，它是很好的隔水层，这在某些情况下对工程建筑有利。
化学岩中最常见的是石灰岩和白云岩类岩石，这类岩石一般情况下工程性质良好。它们具有足够高的强度和弹性模量，有一定的韧性，不象多数岩浆岩那样硬脆，是较好的建筑材料和道碴材料。但是要特别注意在漫长的地质历史中，它们是否已被溶蚀，形成了对工程建筑不利的溶蚀裂隙和空洞。此外，化学岩中的石膏岩或碳酸盐类岩石中的石膏夹层、石膏成分，工程性质都是很差的。它们强度较低，吸水膨胀，可溶性较大，溶于水后生成有害的硫酸，必须给予足够重视。
生物化学岩中常见的煤层及常与之共生的煤系地层，工程性质较差，要注意地下工程中常常遇到的瓦斯问题和煤层突出问题。
所有沉积岩都有个共同的显著特征——层状构造，特别是中薄层沉积岩及层理发育的沉积岩。层状及层理对沉积岩工程性质的影响主要表现为各向异性。因此，沉积岩的产状及其与工程建筑物位置的相互关系对建筑物的稳定性影响很大。 3.常见变质岩的工程性质评述
具有片理构造的变质岩:该类岩石常见的片岩、千枚岩及板岩的片理构造发育，工程性质具有各向异性。千枚岩、滑石片岩、绿泥石片岩、石墨片岩等类岩石强度低，抗水性很差，特别是沿这些岩石的片理或节理面、抗剪、抗拉强度很低，遇水容易滑动，沿片理、节理容易剥落。片麻岩片理构造不如上述各种岩石发育，当石英、正长石含量较多时，工程性质比上述岩石良好。但是，由于片麻岩多为年代久远的岩石，要注意其受构造运动影响而破碎和风化的程度。
具块状构造变质岩:该类岩石常见的是石英岩和大理岩，除大理岩微溶于水外，它们都是结晶连接、矿物成分稳定或比较稳定的单矿物岩石。强度高，抗风化能力强，有良好的工程性质。