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石振明《工程地质学》（第2版）配套题库【课后习题＋章节题库（含考研真题）＋模拟试题】试读：
第一部分 课后习题
第一章 绪 论
1什么是地壳？地壳的重要性是什么？
答：（1）地壳是指地球体的表层。地壳是地球科学研究的主要对象，它构成人类生存和工程建筑的环境和物质基础。（2）重要性
①地壳是人类赖以生活和活动的场所；②地壳是各种地质作用进行的场所；③人类目前所能开采的矿产资源都埋藏于地壳上部的岩石圈内；④一切工程建筑物都建筑在地壳上；⑤地壳是建筑材料和矿产资源的主要来源地。
2什么是工程地质条件？其研究内容是什么？
答：（1）工程地质条件是指对工程建筑的利用和改造有影响的地质因素，包括建筑场地及其邻近地区的地形地貌、地层岩性、地质构造、水文地质、自然地质作用与现象等。（2）研究内容
①基本研究
研究组成建筑物地基的地层、岩土性质。
②深入研究
研究建筑物场地的自然地质条件和不良地质现象的影响。
a．平原地区
第一，一般土层较厚，且简单和均匀；
第二，须查明土层的分布、厚度、均匀性和其物理力学性质以及地下水等的工程地质条件；
第三，评估地基承载能力和建筑物沉降量以及土体被挤出的可能性。
b．山区
第一，地质条件比较复杂；
第二，研究上述平原地区所必需的地质条件和评估地基的承载能力和变形；
第三，勘察建筑物场址四周的地质环境，研究分析有害地质现象，提出评价和治理的意见。
③建筑场址选择
a．必须事先勘察清楚工程地质条件，进行研究分析，选取地质条件较优的方案；
b．场址确定后，须按当地的地质条件和地质环境来设计，发现地质问题要进行整治处理。
第二章 岩石的成因类型及其工程地质特征
1矿物硬度的概念及其判定方法？
答：（1）硬度的概念
硬度是指矿物抵抗外力刻划、研磨的能力。由于矿物的化学成分或内部构造不同，不同的矿物常具有不同的硬度。硬度是矿物的一个重要鉴定特征。（2）判定方法
①用两种矿物对刻的方法来确定矿物的相对硬度。
②在野外工作中，常用指甲（2～2.5）、铁刀刃（3～5.5）、玻璃（5～5.5）、钢刀刃（6～6.5）鉴别矿物的硬度。
③在鉴别矿物的硬度时，要注意在矿物的新鲜晶面或解理面上进行。
2解理与断口的概念及其关系？
答：（1）解理
解理是指矿物受打击后，能沿一定方向裂开成光滑平面的性质。解理面是指裂开的光滑平面。根据解理的完全程度，可将解理分为：极完全解理极、完全解理、中等解理、不完全解理。解理是造岩矿物的另一个鉴定特征。矿物解理的发育程度，对岩石的力学强度产生影响。（2）断口
断口是指不具方向性的不规则破裂面。（3）二者的关系
矿物解理的完全程度和断口是互相消长的，解理完全时则不显断口。反之，解理不完全或无解理时，则断口显著。如不具解理的石英，则只呈现贝壳状的断口。
3如何从矿物的形态、矿物的物理性质特征去鉴定和掌握常见的主要造岩矿物？
答：（1）矿物形态、物理性质鉴别
①颜色
矿物的颜色，是矿物对可见光波的吸收作用产生的。按成色原因，可分为自色、他色、假色：
自色是矿物固有的颜色，颜色比较固定。他色是矿物混入了某些杂质所引起的，与矿物的本身性质无关。他色不固定，对鉴定矿物没有很大意义。
假色是由于矿物内部的裂隙或表面的氧化薄膜对光的折射、散射所引起的。
②条痕色
条痕色或条痕是指矿物在白色无釉的瓷板上划擦时留下的粉末的颜色。可消除假色，减弱他色，常用于矿物鉴定。
③光泽
光泽是指矿物表面呈现的光亮程度。按矿物表面的反射率强弱程度，分金属光泽、半金属光泽和非金属光泽。非金属光泽的矿物，由于表面的性质或矿物集合体的集合方式不同，又会反映出各种不同特征的光泽：
玻璃光泽，反光如镜，如长石、方解石解理面上呈现的光泽。
珍珠光泽，光线在解理面间发生多次折射和内反射，在解理面上所呈现的像珍珠一样的光泽，如云母等。
丝绢光泽，纤维状或细鳞片状矿物，由于光的反射互相干扰，形成丝绢般的光泽，如纤维石膏和绢云母等。
油脂光泽，矿物表面不平，致使光线散射，如石英断口上呈现的光泽。
蜡状光泽，像石蜡表面呈现的光泽，如蛇纹石、滑石等致密块体矿物表面的光泽。
土状光泽，矿物表面暗淡如土，如高岭石等松细粒块体矿物表面所呈现的光泽。
④硬度
硬度是指矿物抵抗外力刻划、研磨的能力。硬度是矿物的一个重要鉴定特征。由于矿物的化学成分或内部构造不同，不同的矿物常具有不同的硬度。大部分在2～6.5左右；大于6.5的只有石英、橄榄石、石榴子石等少数几种。常用指甲（2～2.5）、铁刀刃（3～5.5）、玻璃（5～5.5）、钢刀刃（6～6.5）鉴别矿物的硬度。在鉴别矿物的硬度时，要注意在矿物的新鲜晶面或解理面上进行。
⑤解理、断口
解理是指矿物受打击后，能沿一定方向裂开成光滑平面的性质。解理面是指裂开的光滑平面。根据解理的完全程度，可将解理分为以下几种：极完全解理极、完全解理、中等解理、不完全解理。
断口是指不具方向性的不规则破裂面。
矿物解理的完全程度和断口是互相消长的，解理完全时则不显断口。反之，解理不完全或无解理时，则断口显著。如不具解理的石英，则只呈现贝壳状的断口。
⑥其他鉴别特征
滑石的滑腻感；方解石遇盐酸起泡。（2）综合鉴定
①一般可以先从形态着手，然后再进行光学性质、力学性质及其他性质的鉴别。
②对矿物的物理性质进行测定时，应找矿物的新鲜面。
③鉴定矿物硬度时，可以先用小刀，如果矿物的硬度大于小刀，再用硬度大于小刀的标准硬度矿物来刻划被测定的矿物。
④一种矿物确具有它自己的特点，鉴别时应利用这个特点。
4酸性岩浆与基性岩浆的特点分别是什么？
答：岩浆是指地壳下部处于过热可塑状态的硅酸盐等，以及含有大量的水汽和各种其他的气体，在地壳变动时，上部岩层压力减低，立即转变为高温的熔融体。依SiO的含量，分为基性岩浆和酸性岩浆。2（1）酸性岩浆的特点
富含钾、钠和硅，而贫镁、铁、钙，黏度大，流动性较小。（2）基性岩浆的特点
富含钙、镁和铁，而贫钾和钠，黏度较小，流动性较大。
5岩浆岩、沉积岩和变质岩的结构和构造是如何描述的？
答：（1）岩浆岩
当岩浆的内部压力小于上部岩层压力时，迫使岩浆停留下，冷凝成岩浆岩。
①结构
岩浆岩的结构，是指组成岩石的矿物的结晶程度、晶粒的大小、形状及其相互结合的情况。根据组成岩石的矿物的结晶程度、晶粒的大小、形状及其相互结合的情况，分为：全晶质结构、半晶质结构和非晶质结构。
a．全晶质结构是指岩石全部由结晶的矿物颗粒组成。又可分为等粒结构和似斑状结构。
等粒结构是指同一种矿物的结晶颗粒大小近似者。等粒结构按结晶颗粒的绝对大小，可以分为粗粒结构（大于5mm）、中粒结构（2～5mm）细粒结构（0.2～2mm）、微粒结构（小于0.2mm）。
似斑状结构是指岩石中的同一种主要矿物，其结晶颗粒如大小悬殊。其中晶形比较完好的粗大颗粒称为斑晶，小的结晶颗粒称为石基。
b．半晶质结构是指岩石由结晶的矿物颗粒和部分未结晶的玻璃质组成。
c．非晶质结构是指岩石全部由熔岩冷凝的玻璃质组成。
②构造
岩浆岩的构造，是指矿物在岩石中的组合方式和空间分布情况。岩浆岩最常见的构造主要的有：块状构造、流纹状构造、气孔状构造、杏仁状构造。
a．块状构造
矿物在岩石中分布杂乱无章，不显层次，呈致密块状。花岗岩、花岗斑岩等一系列深成岩与浅成岩具此构造。
b．流纹状构造
由于熔岩流动，由一些不同颜色的条纹和拉长的气孔等定向排列所形成的流动状构造。仅出现于喷出岩中，如流纹岩所具的构造。
c．气孔状构造
岩浆凝固时，挥发性的气体未能及时逸出，以致在岩石中留下许多圆形、椭圆形或长管形的孔洞。气孔状构造常为玄武岩等喷出岩所具有。
d．杏仁状构造
岩石中的气孔，为后期矿物充填所形成的一种形似杏仁的构造。如某些玄武岩和安山岩的构造。气孔状构造和杏仁状构造，多分布于熔岩的表层。（2）沉积岩
沉积岩是在地表和地表下不太深的地方，由松散堆积物在温度不高和压力不大的条件下形成的。
①结构
按组成物质、颗粒大小及其形状等方面的特点，一般分为下面四类：
a．碎屑结构：由碎屑物质被胶结物胶结而成。按碎屑粒径的大小，可分为：砾状结构（粒径大于2mm）、砂质结构（粒径0.05～2mm）和粉砂质结构（0.005～0.05mm）。
b．泥质结构：几乎全部由小于0.005mm的黏土质点组成。是泥岩、页岩等黏土岩的主要结构。结晶结构：由溶液中沉淀或经重结晶所形成的结构。
c．结晶结构为化学岩的主要结构。生物结构：由生物遗体或碎片所组成，是生物化学岩所具有的结构。
②构造
沉积岩的构造是指其组成部分的空间分布及其相互间的排列关系。
层理构造是由于季节性气候的变化，沉积环境的改变，使先后沉积的物质在颗粒大小、形状、颜色和成分上发生相应变化，从而显示出来的成层现象，称为层理构造。常见的层理构造包括水平层理、斜层理、交错层理等。（3）变质岩
变质岩是由原来的岩石（岩浆岩、沉积岩和变质岩）在地壳中受到高温、高压及化学成分加入的影响，在固体状态下发生矿物成分及结构构造变化后形成的新的岩石。
①结构
变质岩的结构几乎全部是结晶结构。在描述变质岩的结构时，一般应加“变晶”二字。
②构造
主要的是片理构造和块状构造。其中片理构造是变质岩所特有的，是从构造上区别于其他岩石的一个显著标志。比较典型的片理构造有下面几种：
a．板状构造：片理厚，片理面平直，重结晶作用不明显，颗粒细密，光泽微弱，沿片理面裂开则呈厚度一致的板状，如板岩。
b．千枚状构造：片理薄，片理面较平直，颗粒细密，沿片理面有绢云母出现，容易裂开呈千枚状，呈丝绢光泽，如千枚岩。
c．片状构造：重结晶作用明显，片状、板状或柱状矿物沿片理面富集，平行排列，片理很薄，沿片理面很容易剥开呈不规则的薄片，光泽很强，如云母片岩等。
d．片麻状构造：颗粒粗大，片理很不规则，粒状矿物呈条带状分布，少量片状、柱状矿物相间断续平行排列，沿片理面不易裂开，如片麻岩。
e．变质岩除上述片理构造外，如果岩石主要由粒状矿物组成时，则成致密块状构造，如大理岩和石英岩等。
6如何从岩石的生成条件、组成矿物以及岩石的结构构造等特征去鉴别和掌握岩浆岩、沉积岩和变质岩？
答：（1）岩浆岩的鉴别方法
首先要注意岩石的颜色，其次是岩石的结构和构造，最后分析岩石的主要矿物成分。
①先看岩石整体颜色的深浅。
从酸性到基性，深色矿物的含量是逐渐增加的，因而岩石的颜色也随之由浅变深。因产出部位不同，还有深成岩、浅成岩和喷出岩之分。
②分析岩石的结构和构造。
岩石是全晶质粗粒、中粒或似斑状结构，说明很可能是深成岩。岩石是细粒、微粒或斑状结构，则可能是浅成岩或喷出岩。岩石是斑晶细小或为玻璃质结构，则为喷出岩。如果具有气孔、杏仁或流纹状构造，则为喷出岩无疑。
③分析岩石的主要矿物成分，确定岩石的名称。（2）沉积岩的鉴别方法
观察岩石的结构，先确定所属的大类，再作进一步分析，确定岩石的名称。
①碎屑岩
先观察碎屑粒径的大小；根据碎屑的粒径，先区分是砾岩、砂岩还是粉砂岩。根据胶结物的性质和碎屑物质的主要矿物成分，判断所属的亚类，并确定岩石的名称。
②黏土岩
常见的黏土岩，主要的有页岩和泥岩两种。页岩层理清晰，一般沿层理能分成薄片，风化后呈碎片状，可以与泥岩相区别。
③化学岩
常见的化学岩，主要的有石灰岩、白云岩和泥灰岩等。石灰岩遇盐酸强烈起泡，泥灰岩遇盐酸也起泡，泡沫混浊，干后往往留有泥点。白云岩遇盐酸不起泡，或者反应微弱，但当粉碎成粉末之后，则发生显著泡沸现象，并常伴有咝咝的响声。（3）变质岩的鉴别方法
根据构造，首先将变质岩区分为片理构造和块状构造的两类。进一步根据片理特征和主要矿物成分，分析所属的亚类，确定岩石的名称。
7岩层相对年代的确定方法有哪些？
答：地质年代是指地球发展的时间段落，岩层相对年代的确定方法有：（1）沉积岩相对地质年代的确定方法
①地层对比法
根据底层沉积上新下老的正常层位关系，确定岩层的相对地质年代。在构造变动复杂的地区，很难用此方法确定岩层的相对地质年代。
②地层接触关系法
沉积地层在形成过程中，产生沉积间断，在岩层的沉积顺序中，缺失沉积间断期的岩层，上下岩层之间形成不整合接触关系。不整合接触面以下的岩层先沉积，年代比较老；不整合接触面以上的岩层后沉积，年代比较新。
③岩性对比法
岩性对比法以岩石的组成、结构、构造等岩性方面的特点为对比的基础。一定区域内同一时期形成的岩层，其岩性特点基本上是一致的或近似的。
④古生物化石法
在地质年代的每一个阶段中，都发育有适应当时自然环境的特有生物群。含有相同化石的岩层，是在同一地质年代中形成的。（2）岩浆岩相对地质年代的确定方法
根据岩浆岩体与周围已知地质年代的沉积岩层的接触关系，来确定岩浆岩的相对地质年代。
①侵入接触
岩浆侵入体侵入于沉积岩层之中，说明岩浆侵入体的形成年代，晚于发生变质的沉积岩层的地质年代。
②沉积接触
在沉积岩的底部有由岩浆岩组成的砾岩或风化剥蚀的痕迹。这说明岩浆岩的形成年代，早于沉积岩的地质年代。
喷出岩可根据其中夹杂的沉积岩，或上覆下伏的沉积岩层的年代，确定其相对地质年代。
8地质年代是怎样划分的？地质年代表的内容是什么？
答：（1）地质年代是指地球发展的时间段落，地质年代划分依据是地壳运动和生物的演变。
根据几次大的地壳运动和生物界大的演变，把地壳发展的历史过程分为五个称为“代”的大阶段；每个代又分为若干“纪”；纪内因生物发展及地质情况不同，又进一步细分为若干“世”及“期”，以及一些更细的段落，这些统称为地质年代。（2）地质年代表（见表2-1）
表2-1 地质年代表
9土体是怎样形成的？它与土的区别是什么？
答：（1）土体的形成
工程地质学中的土体是指未经受成壤作用的松散物质受到各种地质作用，时代较老的土体经受压密固结作用，逐渐形成具有一定强度和稳定性的土体。未经受成壤作用的松散物质受到外力的剥蚀，侵蚀而再破碎、搬运、沉积等地质作用受上覆沉积物的自重压和地下水作用，经受压密固结作用，逐渐形成具有一定强度和稳定性的土体。（2）区别
土壤是第四纪松散物质沉积成土后，再在一个相当长的稳定环境中经受成壤作用所形成的土体；而土体是未经受成壤作用的松散物质受到各种地质作用，时代较老的土体经受压密固结作用，逐渐形成具有一定强度和稳定性的土体。
第三章 地质构造及其对工程的影响
1什么叫岩层的产状？它的表达方法是什么？
答：（1）岩层的产状
岩层产状是指岩层在空间的位置。包括岩层的走向、倾向和倾角。
①岩层的走向是指走向岩层层面与水平面交线的方位角。岩层的走向表示岩层在空间延伸的方向。
②岩层的倾向是指倾向垂直走向顺倾斜面向下引出一条直线，此直线在水平面的投影的方位角。岩层的倾向，表示岩层在空间的倾斜方向。
③岩层的倾角是指倾角岩层层面与水平面所夹的锐角。岩层的倾角表示岩层在空间倾斜角度的大小。（2）表达方法
①书写
走向为北西320°，倾向南西230°，倾角35°的岩层产状，一般写成：NW320°，SW230°，∠35°的形式，野外测量时，只记录倾向和倾角。上述岩层的产状，可记为SW230°∠35°。
②图示
在地质图上，岩层的产状用符号“”表示，长线表示岩层的走向，与长线垂直的短线表示岩层的倾向，数字表示岩层的倾角。
2褶曲的组成要素是什么？
答：褶曲是褶皱构造中的一个弯曲。是褶皱构造的组成单位。褶曲要素是指组成一个褶曲的核部、翼、轴面、轴及枢纽等。
①核部：褶曲的中心部分。核通常是指位于褶曲中央最内部的一个岩层。
②翼：位于核部两侧，向不同方向倾斜的部分。
③轴面：从褶曲顶平分两翼的面。是为了标定褶曲方位及产状而划定的一个假想面。可以是平面，也可以是曲面。轴面可以是直立的、倾斜的或平卧的。
④轴：轴面与水平面的交线。轴的方位，表示褶曲的方位。轴的长度，表示褶曲延伸的规模。
⑤枢纽：轴面与褶曲同一岩层层面的交线。褶曲的枢纽有水平的，有倾斜的，也有波状起伏的。枢纽可以反映褶曲在延伸方向产状的变化情况。
3背斜和向斜各有什么特点？
答：（1）背斜褶曲
背斜褶曲是岩层向上拱起的弯曲。其特点是背斜褶曲的岩层，以褶曲轴为中心向两翼倾斜。地面受到剥蚀，较老的岩层出现在褶曲的轴部，从轴部向两翼，依次出现的是较新的岩层。（2）向斜褶曲
向斜褶曲是岩层向下凹的弯曲。其特点是在向斜褶曲中，岩层的倾向与背斜相反，两翼的岩层都向褶曲的轴部倾斜。地面遭受剥蚀，在褶曲轴部出露的是较新的岩层，向两翼依次出露的是较老的岩层。
4褶曲有哪些分类？
答：褶曲是褶皱构造中的一个弯曲。是褶皱构造的组成单位。（1）轴面产状分类
按褶曲的轴面产状，可将褶曲分为以下几个形态类型：
①直立褶曲（对称褶曲）：轴面直立，两翼向不同方向倾斜，两翼岩层的倾角基本相同，在横剖面上两翼对称。
②倾斜褶曲（不对称褶曲）：轴面倾斜，两翼向不同方向倾斜，但两翼岩层的倾角不等，在横剖面上两翼不对称。
③倒转褶曲：轴面倾斜程度更大，两翼岩层大致向同一方向倾斜，一翼层位正常，另一翼老岩层覆盖于新岩层之上，层位发生倒转。
④平卧褶曲：轴面水平或近于水平，两翼岩层也近于水平，一翼层位正常，另一翼发生倒转。（2）枢纽产状分类
如按褶曲的枢纽产状，又可分为：
①水平褶曲：褶曲的枢纽水平展布，两翼岩层平行延伸。
②倾伏褶曲：褶曲的枢纽向一端倾伏，两翼岩层在转折端闭合。褶曲的转折端是指褶曲从一翼弯向另一翼的曲线部分。（3）延伸规模分类
长宽比大于10︰1，称为线形褶曲。长宽比介于10︰1～3︰1之间的背斜，称为短背斜；向斜称为短向斜。长宽比小于3︰1的圆形背斜称为穹隆；向斜称为构造盆地。
5裂隙的类型及特点是什么？
答：（1）裂隙的类型
裂隙又称为节理。是存在于岩体中的裂缝，是岩体受力断裂后两侧岩块没有显著位移的小型断裂构造。按成因可以归纳为构造裂隙和非构造裂隙两类。（2）特点
①构造裂隙：是岩体受地应力作用随岩体变形而产生的裂隙。按裂隙的力学性质，构造裂隙可分为下面两种：
a．张性裂隙
在褶曲构造中，张性裂隙主要发育在背斜和向斜的轴部。裂隙张开较宽，断裂面粗糙一般很少有擦痕，裂隙间距较大且分布不匀，沿走向和倾向都延伸不远。
b．扭（剪）性裂隙
一般多是平直闭合的裂隙，分布较密、走向稳定，延伸较深、较远，裂隙面光滑，常有擦痕。扭性裂隙常沿剪切面成群平行分布，形成扭裂带，将岩体切割成板状。有时两组裂隙在不同的方向同时出现，交叉成“X”形，将岩体切割成菱形块体。扭性裂隙常出现在褶曲的翼部和断层附近。
②非构造裂隙：是由成岩作用、外动力、重力等非构造因素形成的裂隙。
6裂隙的走向、倾向玫瑰图是如何绘制的？
答：（1）裂隙走向玫瑰图
①在一任意半径的半圆上，画上刻度网。
②把所测得的裂隙按走向以每5°或每l0°分组，统计每一组内的裂隙数并算出其平均走向。
③自圆心沿半径引射线，射线的方位代表每组裂隙平均走向的方位，射线的长度代表每组裂隙的条数。
④然后用折线把射线的端点连接起来，即得裂隙走向玫瑰图。（2）裂隙倾向玫瑰图
①先将测得的裂隙，按倾向以每5°或每10°分组，统计每一组内裂隙的条数，并算出其平均倾向。
②用绘制走向玫瑰图的方法，在注有方位的圆周上，根据平均倾向和裂隙的条数，定出各组相应的点子。
③用折线将这些点子连接起来，即得裂隙倾向玫瑰图。
7什么叫断层？其类型有哪些？
答：（1）断层
断层是指岩体受力作用断裂后，两侧岩块沿断裂面发生了显著位移的断裂构造。断层由以下几个部分组成：
①断层面和破碎带
断层面是指两侧岩块发生相对位移的断裂面。断层面可以是直立的，但大多数是倾斜的。断层破碎带是指规模大的断层，沿着一个错动带发生。宽度从数厘米到数十米不等。断层的规模越大，破碎带也就越宽，越复杂。断层面上常留有擦痕，在断层带中常形成糜棱岩，断层角砾和断层泥等。
②断层线
断层线是指断层面与地面的交线。断层线表示断层的延伸方向，形状决定于断层面的形状和地面的起伏情况。
③上盘和下盘
断盘是指断层面两侧发生相对位移的岩块。当断层面倾斜时，位于断层面上部的称为上盘；位于断层面下部的称为下盘。
④断距
断层两盘沿断层面相对移动开的距离。（2）类型
根据断层两盘相对位移的情况，可以分为下面三种。
①正断层
上盘沿断层面相对下降，下盘相对上升的断层。一般是由于岩体受到水平张应力及重力作用，使上盘沿断层面向下错动而成。一般规模不大，断层线比较平直，断层面倾角较陡，常大于45°。
②逆断层
上盘沿断层面相对上升，下盘相对下降的断层。一般是由于岩体受到水平方向强烈挤压力的作用，使上盘沿断面向上错动而成。断层线的方向常和岩层走向或褶皱轴的方向近于一致，和压应力作用的方向垂直。断层面从陡倾角至缓倾角都有，包括冲断层（大于45°）、逆掩断层（25°～45°）、辗掩断层（小于25°）。
③平推断层
由于岩体受水平扭应力作用，使两盘沿断层面发生相对水平位移的断层。平推断层的倾角很大，断层面近于直立，断层线比较平直。
8在野外断层识别中，有哪些标志性地貌特征？
答：断层的野外识别（1）地貌特征
断层的断距较大，上升盘的前缘可能形成陡峭的断层崖；断层破碎带岩石破碎，易于侵蚀下切，可能形成沟谷或峡谷地形。山脊错断、错开，河谷跌水瀑布，河谷方向发生突然转折等，很可能都是断裂错动在地貌上的反映。（2）地层特征
岩层发生重复或缺失，岩脉被错断，岩层沿走向突然发生中断，与不同性质的岩层突然接触等地层方面的特征。（3）断层的伴生构造现象
断层的伴生构造是断层在发生、发展过程中遗留下来的形迹。常见的有岩层牵引弯曲、断层角砾、糜棱岩、断层泥和断层擦痕等。
①牵引弯曲：岩层因断层两盘发生相对错动，因受牵引而形成的弯曲。多形成于页岩、片岩等柔性岩层和薄层岩层中。
②断层泥：断层发生相对位移时，其两侧岩石因受强烈的挤压力而沿断层面被研磨成的细泥。
③断层角砾：断层发生相对位移时，其两侧岩石因受强烈的挤压力而被研碎成的角砾，
一般是胶结的，其成分与断层两盘的岩性基本一致。
④断层擦痕是指断层两盘相互错动时，因强烈摩擦而在断层面上产生的一条条彼此平行密集的细刻槽。顺擦痕方向抚摸，感到光滑的方向即为对盘错动的方向。
9什么叫整合接触和不整合接触？不整合接触有哪些类型？
答：（1）整合接触
在地壳下降的凹陷区域产生沉积；当沉积区处于相对稳定阶段时，则沉积区连续不断地进行着堆积；堆积物的沉积次序是衔接的，产状是彼此平行的，在形成的年代上也是顺次连续的。（2）不整合接触
地壳发生上升运动，沉积区隆起，则沉积作用即为剥蚀作用所代替，发生沉积间断；其后地壳又发生下降运动，则在剥蚀的基础上又接受新的沉积；岩层在形成年代上是不连续的，中间缺失沉积间断期的岩层。
②不整合面
存在于接触面之间因沉积间断而产生的剥蚀面。在不整合面上，有时可以发现砾石层或底砾岩等下部岩层遭受外力剥蚀的痕迹。（3）不整合的类型
不整合有各种不同的类型，但基本的有平行不整合和角度不整合两种。
①平行不整合（假整合）：不整合面上下两套岩层之间的地质年代不连续，缺失沉积间断期的岩层；彼此间的产状基本上是一致的，看起来貌似整合接触。
②角度不整合（斜交不整合）：整合面上下两套岩层间的地质年代不连续；两者的产状不一致，下伏岩层与不整合面相交有一定的角度。
10岩石有哪些物理力学性质？影响其工程性质的因素有哪些？
答：（1）物理力学性质
①岩石的主要物理性质
a．重量：岩石的重量，是岩石最基本的物理性质之一。一般用比重和重度两个指标表示。
b．孔隙性：反映岩石中各种孔隙的发育程度，对岩石的强度和稳定性产生重要的影响。
岩石的孔隙性用孔隙度表示。
c．吸水性：反映岩石在一定条件下的吸水能力，一般用吸水率表示。岩石的吸水率，是指岩石在通常大气压下的吸水能力。
d．软化性：岩石的软化性是指岩石受水作用后，强度和稳定性发生变化的性质。岩石软化性的指标是软化系数。
e．抗冻性：岩石抵抗孔隙中的水因结冰而体积膨胀产生巨大的压力作用的能力。用抗压强度的降低率来表示。
②岩石的主要力学性质
a．岩石的变形
岩石受力作用后产生变形，在弹性变形范围内，岩石的变形性能一般用弹性模量和泊桑比两个指标表示。弹性模量是应力和应变之比，岩石的弹性模量越大，变形越小，说明岩石抵抗变形的能力越高。岩石的泊桑比是指横向应变与纵向应变的比，泊桑比越大，表示岩石受力作用后的横向变形越大。
b．岩石的强度
岩石的强度是指岩石抵抗外力破坏的能力。可分为抗压强度、抗拉强度和抗剪强度等，
抗压强度是指岩石在单向压力作用下抵抗压碎破坏的能力。抗剪强度是指岩石抵抗剪切破坏的能力。抗拉强度，在数值上等于岩石单向拉伸时，拉断破坏时的最大张应力。抗压强度是岩石力学性质中的一个重要指标。（2）影响因素
影响岩石工程性质的因素主要包括岩石的地质特征和岩石形成后所受的影响。
①岩石地质特征
a．矿物成分。岩石是由矿物组成的，岩石的矿物成分对岩石的物理力学性质产生直接的影响。矿物分布均匀，高强度矿物在岩石的结构中形成牢固的骨架时，能增高岩石强度。
b．结构。岩石的结构特征是影响岩石物理力学性质的一个重要因素。包括结晶联结和胶结联结。结晶联结是由岩浆或溶液中结晶或重结晶形成的，结合力强，孔隙度小，结构致密、容重大、吸水率变化范围小，具有较高的强度和稳定性。胶结联结是矿物碎屑由胶结物联结在一起的，胶结联结的形式，有基底胶结、孔隙胶结和接触胶结三种。
c．构造。构造对岩石物理力学性质的影响，主要是由矿物成分在岩石中分布的不均匀性和岩石结构的不连续性所决定的。
②外部因素
a．水。岩石被水饱和后会使岩石的强度降低。当岩石受到水的作用时，水就沿着岩石中可见和不可见的孔隙、裂隙浸入。水对岩石强度的影响，在一定程度内是可逆的，当岩石干燥后其强度仍然可以得到恢复。
b．风化。风化是在温度、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。风化作用的这种物理过程，能促使岩石的结构、构造和整体性遭到破坏，孔隙度增大，重度减小，吸水性和透水性显著增高，强度和稳定性将大为降低。
11如何分析和评价岩体结构的各种基本类型？
答：岩体是指某一地点一种或多种岩石中的各种结构面、结构体的总体。影响岩体稳定性的主要影响因素有：区域稳定性、岩体结构特征、岩体变形特性与承载能力、地质构造及岩体风化程度等。（1）岩体结构分析
①结构面
结构面类型存在于岩体中的各种地质界面，按地质成因，结构面可分为原生的、构造的、次生的三大类。
a．结构面类型
原生结构面是成岩时形成的，分为沉积的、火成的和变质的三种类型。沉积结构面如层面、层理、沉积间断面和沉积软弱夹层等。火成结构面是岩浆岩形成过程中形成的。变质结构面如片麻理、片理、板理都是变质作用过程中矿物定向排列形成的结构面。
构造结构面是在构造应力作用下，于岩体中形成的断裂面、错动面（带）、破碎带的统称。
次生结构面是在风化、卸荷、地下水等作用下形成的风化裂隙、破碎带、卸荷裂隙、泥化夹层、夹泥层等。泥化夹层是某些软弱夹层在地下水作用下形成的可塑黏土，因其摩阻力甚低，工程上要给以很大的注意。
b．结构面的特征
结构面的规模、形态、连通性、充填物的性质，以及其密集程度均对结构面的物理力学性质有很大影响。
结构面的规模：不同类型的结构面，其规模可很大，如延展数十千米，宽度达数十米的破碎带；规模可以较小，如延展数十厘米至数十米的节理，甚至是很微小的不连续裂隙，对工程的影响是不一样的，对具体工程要具体分析，有时小的结构面对岩体稳定也可起控制作用。
结构面的形态：各种结构面的平整度、光滑度是不同的，不同的形态对抗剪强度有很大影响，起伏粗糙的面有较高的强度。
结构面的密集程度：反映岩体完整的情况，通常以线密度（条/m）或结构面的间距表示。
结构面的连通性：是指在某一定空间范围内的岩体中，结构面在走向、倾向方向的连通程度。
结构面的张开度和充填情况：结构面的张开度是指结构面的两壁离开的距离，可分为4级：闭合的：张开度小于0.2mm者；微张的：张开度在0.2～1.0mm者；张开的：张开度在1.0～5.0mm者；宽张的：张开度大于5.0mm者。
②结构体的类型
岩体中结构体的形状和大小根据其外形特征可大致归纳为：柱状、块状、板状、楔形、菱形和锥形等六种基本形态。当岩体强烈变形破碎时，也可形成片状、碎块状、鳞片状等形式的结构体。结构体的大小，可采用体积裂隙数J来表示。定义是岩体单位体积通过的总v3裂隙数（裂隙数/m）。根据J值大小可将结构体的块度进行分类。v
③岩体结构特征
岩体结构是指岩体中结构面与结构体的组合方式。形成多种多样的岩体结构类型。岩体结构的基本类型可分为整体块状结构、层状结构、碎裂结构和散体结构，可以根据其要求选择适当风化程度的岩层，以减少开挖的工程量。（2）岩体的工程地质性质
①整体块状结构岩体的工程地质性质
结构面稀疏、延展性差、结构体块度大且常为硬质岩石，整体强度高、变形特征接近于各向同性的均质弹性体，变形模量、承载能力与抗滑能力均较高，抗风化能力一般也较强具有良好的工程地质性质，往往是较理想的各类工程建筑地基、边坡岩体及洞室围岩。
②层状结构岩体的工程地质性质
结构面以层面与不密集的节理为主，结构面多闭合～微张状、一般风化微弱、结合力一般不强，结构体块度较大且保持着母岩岩块性质，岩体总体变形模量和承载能力均较高，作为工程建筑地基时，其变形模量和承载能力一般均能满足要求。作为边坡岩体时，当结构面倾向坡外时要比倾向坡里时的工程地质性质差得多。
③碎裂结构岩体的工程地质性质
碎裂结构岩体中节理、裂隙发育、常有泥质充填物质，结合力不强，层状岩体常有平行层面的软弱结构面发育，结构体块度不大，岩体完整性破坏较大，镶嵌结构岩体因其结构体为硬质岩石，尚具较高的变形模量和承载能力，工程地质性能尚好；层状碎裂结构和碎裂结构岩体则变形模量、承载能力均不高，工程地质性质较差。
④散体结构岩体的工程地质性质
散体结构岩体节理、裂隙很发育，岩体十分破碎，岩石手捏即碎，可按碎石土类研究。
第四章 土的工程性质与分类
1什么叫做土的粒度成分？它是怎样影响土的工程性质的？
答：（1）土的粒度成分土，又称颗粒级配，是指土中不同粒组颗粒的相对含量，它以各粒组颗粒的重量占该土颗粒的总重量的百分数来表示。（2）影响土的工程性质的实质是：
①组成土的颗粒大小不同，土的比表面不同，则土粒与水（或气）作用的表面能大小不同。
②天然土中不同大小颗粒的组成矿物类型不同，直接影响土的工程特性。
2组成土的矿物有哪些类型？对土的工程性质有什么影响？
答：（1）根据组成土的固体颗粒的矿物成分的性质及其对土的工程性质影响不同，分为以下四大类别：原生矿物、不溶于水的次生矿物（以黏土矿物和硅、铝氧化物为主）、可溶盐类及易分解的矿物、有机质。（2）对土的工程性质的影响
①原生矿物
组成土的原生矿物主要有石英、长石、角闪石、云母等，物理化学性质一般比较稳定，对土的工程性质比其他几种矿物小得多。对工程性质的影响的相互差异主要在于颗粒形状、坚硬程度和抗风化稳定性。
②不溶于水的次生矿物
组成这类矿物主要有黏土矿物，次生SiO和倍半氧化物，这类矿2物具有很高的表面能、亲水性以及一系列特殊的性质。这类矿物只要存在一点点就往往引起工程性质的巨大改变，如产生大的塑性，强度刚度降低等。
③可溶盐类及易分解的矿物
可溶性盐对土的工程性质影响的实质，在于含盐土浸水后盐类被溶解后，使土的粒间连接削弱，甚至消失，并同时增大土的孔隙性，从而降低土体的强度和稳定性，增大压缩性。
④有机质
在自然界一般土中通常含有一定数量的有机质，当其在黏性土中的含量达到或超过5%时，就开始对土的工程性质有显著影响。在天然状态下这种黏性土的含水量会显著增大，呈现高压缩性和低强度等。
3土中结合水、毛细水和重力水的性质是什么？对土的工程性质有什么影响？
答：（1）结合水是指受分子引力、静电引力吸附于土粒表面的土中水。包括强结合水和弱结合水。
①强结合水
性质：没有溶解能力，不能传递静水压力，只有吸热变成蒸汽时才能移动，性质接近与固体。
影响：强结合水影响土的粘滞度、弹性和抗剪强度。
②弱结合水
性质：厚度比强结水大得多，且变化大，是整个结合水膜的主体；不能传递静水压力，没有溶解能力，冰点低于0℃；水膜较厚的弱结合水能向邻近的较薄的水膜缓慢转移。
影响：弱结合水影响土的可塑性。（2）非结合水是指土粒孔隙中超出土粒表面静电引力作用范围的一般液态水。包括毛细水和重力水
①毛细水
性质：毛细水是土的细小孔隙中，因与土粒的分子引力和水与空气界面的表面张力共同构成的毛细力作用而与土粒结合，存在于地下水面以上的一种过渡类型水。
影响：毛细水上升会使土层含水量增大，从而降低土的强度和增大土的压缩性。·
②重力水
性质：重力水是存在于角粗大的孔隙中，具有自由活动能力，在重力作用下流动的水。重力水流动时，产生动水压力，能冲刷带走土中细小土粒，还能溶滤土中的水溶盐。
影响：能使土的孔隙增大，增大压缩性，降低抗剪强度。
4什么叫做土的结构？不同土的结构有什么特征？
答：（1）土的结构是指土颗粒本身的特点和颗粒间相互关系的综合特征。（2）土的结构分为两大类型：单粒（散粒）结构和集合体（团聚）结构。
①单粒结构特征：
a．孔隙率小，孔隙大，透水性强，
b．土粒之间一般没有内聚力，但土粒相互依靠支承，内摩擦力大，并且受压力时土体积变化较小。
②集合体结构特征：
a．孔隙度大，而各单独的孔隙直径小。
b．水容度、含水量大，而且以结合水为主，排水困难，故压缩过程缓慢。
c．具有较大的易变性，不稳定性。
5土的基本物理性质指标的定义及其换算关系是什么？
答：（1）土的基本物理性质指标，又称土的三相比例指标，表示土的三相比例关系得指标，包括土的颗粒比重、重度、含水量、饱和度、孔隙比和孔隙率等。（2）换算关系公式如表4-1。
表4-1
6为什么说无黏性土的紧密状态和黏性土的塑性指数与液性指数是综合反映它们各自工程性质特征的指标？
答：无黏性土的紧密状态是判定其工程性质的重要指标，它综合反映了无黏性土颗粒的岩石和矿物组成、粒度组成（级配）、颗粒形状和排列等对其工程性质的影响。一般来说，无论在静荷载或动荷载作用下，密实状态的无黏性土与其疏松状态的表现都不一样。密实者具有较高的强度，结构稳定，压缩性小；而疏松者则强度较低，稳定性差，压缩性较大。因此在岩土工程勘察与评价时，首先要对无黏性土的紧密程度做出判断。
黏性土的塑性指数是指液限和塑限的差值，它表示土处在可塑状态的含水量变化范围。塑性指数的大小与土中结合水的发育程度和浓度等因素有关，在一定程度上综合反映了影响黏性土特征的各种重要因素。液性指数是指黏性土的天然含水量和塑限的差值与塑性指数之比，可以表征黏性土所处的软硬状态。
7土的压缩性和抗剪强度指标的含义及计算式？
答：（1）土的压缩性指标
土的压缩性指标为土的压缩系数、压缩指数和压缩模量
①压缩系数
压缩系数是指曲线上任一点的切线斜率n就表示了相应于压力P作用下土的压缩性，即称a为压缩系数。即：
②压缩指数
压缩指数是指土的e-p曲线改绘成半对数压缩曲线e-1ogp曲线时，它的后段接近直线的斜率C。即：c
③压缩模量
压缩模量E是指土在完全侧限条件下的竖向附加压应力与相应的s应变增量之比值。即：（2）土的抗剪强度指标
①无黏性土的抗剪强度
抗剪强度与正压应力之间是通过坐标原点与横坐标成φ的直线。即表示：
②黏性土的抗剪强度
黏性土的正压应力与抗剪强度之间基本上仍成直线关系，但不通过原点，其方程可写为：
8我国土的工程分类体系是什么？碎石土、砂土、粉土和黏性土等四大类土及其亚类的划分依据及其标准是什么？
答：（1）我国土的工程分类体系有《建筑地基基础设计规范》和《岩土工程勘察规范》。（2）碎石土、砂土、粉土和黏性土等四大类土及其亚类的划分
①依据是根据颗粒级配或塑性指数。
②标准是注重土的天然结构连结的性质和强度，始终与土的主要工程特性变形和强度特征紧密联系。
9为什么说无黏性土的紧密状态是判定其工程性质的重要指标？
答：无无黏性土的紧密状态是判定其工程性质的重要指标，是因为其综合地反映了无黏性土颗粒的岩石和矿物组成、粒度组成、颗粒形状和排列等对其工程性质的影响。
10土根据其成因可以分为哪几种类型？各有什么特征？
答：根据土的地质成因，土可分为：残积土、坡积土、洪积土、冲积土、湖积土、海积土、冰积及冰水沉积土和风积土。特征为：（1）残积土：颗粒不可能被磨圆或分选，一般呈棱角状，无层理构造。由于其中细小颗粒往往被冲刷带走，故孔隙度大。（2）坡积土
坡积土的颗粒组成有沿斜坡由上而下、由粗变细的分选现象。在垂直剖面上，下部与基岩接触处往往是碎石、角砾土，其中充填有黏性土或砂土。上部较细，多为黏性土。（3）洪积土
洪积土常具有不规划的交替层理构造，并具有夹层、尖灭或透镜体等构造。相邻山口处的洪积扇常常相互连接成洪积裙，并可发展为洪积平原。（4）冲积土
冲积土是指由河流的流水作用将碎屑物质搬运到河谷中坡降平缓的地段堆积而成的。发育于河谷内及山区外的冲积平原。
11软土、湿陷性黄土、红黏土、膨胀土和填土的特征和工程性质是什么？
答：（1）软土：软土的组成成分和状态特征是由其生成环境决定的。由于它形成于水流不通畅、饱和缺氧的静水盆地，这类土主要由黏粒和粉粒等细小颗粒组成。这些黏土矿物和有机质颗粒表面带有大量负电荷，与水分子作用非常强烈，因而在其颗粒外围形成很厚的结合水膜，且在沉积过程中由于粒间静电引力和分子引力作用，形成絮状和蜂窝状结构。
工程性质：变形大而不均匀；变形稳定历时长；抗剪强度低；较显著的触变性和蠕变性。（2）湿陷性黄土：黄土是第四纪干旱和半干旱气候条件下形成的一种特殊沉积物。
湿陷性黄土是指凡天然黄土在上覆土的自重压力作用下，或在上覆土的自重压力与附加压力共同作用下，受水浸湿后土的结构迅速破坏而发生显著附加下沉的黄土。湿陷性黄土特征是受水浸湿后土的结构迅速破坏而发生显著附加下沉，其组成成分、分布地带、沉积厚度、湿陷特征和物理力学性质因地而异，其湿陷性由西北向东南逐渐减弱，厚度变薄。（3）红黏土：红黏土一般呈褐红、棕红等颜色，液限大于50％。
特点是天然含水量和孔隙比很大，但其强度高、压缩性低，工程性能良好，它的物理力学性质间具有独特的变化规律。（4）膨胀土：①地形、地貌特征：膨胀土多分布于Ⅱ级以上的河谷阶地或山前丘陵地区，个别处于Ⅰ级阶地。在微地貌方面有如下共同特征：
a．呈垄岗式低丘，浅而宽的沟谷。地形坡度平缓，无明显的自然陡坎；
b．人工地貌，如沟渠、坟墓、土坑等很快被夷平，或出现剥落、“鸡爪冲沟”；在池塘、库岸、河溪边坡地段常有大量坍塌或小滑坡发生；
c．旱季地表出现地裂，长数米至数百米、宽数厘米至数十厘米，深数米。特点是多沿地形等高线延伸，雨季闭合。
②土质特征：
a．颜色：呈黄、黄褐、灰白、花斑（杂色）和棕红等色。
b．多为高分散的黏土颗粒组成，常有铁锰质及钙质结核等零星包含物，结构致密细腻。一般呈坚硬至硬塑状态，但雨天浸水剧烈变软。
c．近地表部位常有不规则的网状裂隙。裂隙面光滑，呈蜡状或油脂光泽，时有擦痕或水迹，并有灰白色黏土（主要为蒙脱石或伊里石矿物）充填，在地表部位常因失水而张开，雨季又会因浸水而重新闭合。（5）填土：对填土根据其组成物质和堆填方式形成的工程性质的差异，划分为素填土、杂填土和冲填土三类。
①素填土
素填土为由碎石、砂土、粉土或黏性土等一种或几种材料组成的填土，其中不含杂质或杂质很少。按其组成物质分为碎石素填土、砂性素填土、粉性素填土和黏性素填土。
利用素填土作为地基应注意下列工程地质问题
a．素填土的工程性质取决于它的密实度和均匀性。在堆填过程中，未经人工压实者，一般密实度较差，但堆积时间较长，由于土的自重压密作用，也能达到一定密实度。
b．素填土地基的不均匀性，反映在同一建筑场地内，填土的各指标（干重度、强度、压缩模量）一般均具有较大的分散性，因而防止建筑物不均匀沉降问题是利用填土地基的关键。
c．对于压实填土应保证压实质量，保证其密实度。
②杂填土
杂填土为含有大量杂物的填土。
a．按其组成物质成分和特征分为：
第一，建筑垃圾土：主要为碎砖、瓦砾、朽木等建筑垃圾夹土石组成，有机质含量较少；
第二，工业废料土：由工业废渣、废料，诸如矿渣、煤渣、电石渣等夹少量土石组成；
第三，生活垃圾土：由居民生活中抛弃的废物，诸如炉灰、菜皮、陶瓷片等杂物夹土类组成。一般含有机质和未分解的腐殖质较多，组成物质混杂、松散。
b．在利用杂填土作为地基时应注意下列工程地质问题
第一，不均匀性
杂填土的不均匀性表现在颗粒成分、密实度和平面分布及厚度的不均匀性。
第二，工程性质随堆填时间而变化
堆填时间愈久，则土愈密实，其有机质含量相对减少。一般认为，填龄达五年左右其性质才逐渐趋于稳定，承载力则随填龄增大而提高。
第三，由于杂填土形成时间短，结构松散，干或稍湿的杂填土一般具有浸水湿陷性。这是杂填土地区雨后地基下沉和局部积水引起房屋裂缝的主要原因。
第四，含腐殖质及水化物问题。
以生活垃圾为主的填土，其中腐殖质的含量常较高。随着有机质的腐化，地基的沉降将增大以工业残渣为主的填土，要注意其中可能含有水化物，因而遇水后容易发生膨胀和崩解，使填土的强度迅速降低，地基产生严重的不均匀变形。
③冲填土（又称吹填土）
冲填土系由水力冲填泥砂形成的沉积土，即在整理和疏浚江河航道时，有计划地用挖泥船，通过泥浆泵将泥砂夹大量水分，吹送至江河两岸而形成的一种填土。
工程特性：
冲填土的颗粒组成和分布规律与所冲填泥砂的来源及冲填时的水力条件有着密切的关系。
冲填土的含水量大，透水性较弱，排水固结差，一般呈软塑或流塑状态。
冲填土一般比同类自然沉积饱和土的强度低，压缩性高。冲填土的工程性质与其颗粒组成、均匀性、排水固结条件以及冲填形成的时间均有密切关系。
第五章 地下水
1什么是地下水？地下水的补给和储存条件有哪些？
答：（1）地下水
地下水是指存在于地壳表面以下岩土空隙中的水。
根据岩土中水的物理力学性质可将地下水分为：气态水、结合水、毛细水、重力水、固态水以及结晶水和结构水。
①毛细水：毛细水是指在岩土细小的孔隙和裂隙中，受毛细作用控制的水，它是岩土中三相界面上毛细力作用的结果。
②重力水（自由水）：重力水是指当岩石、土层的空隙完全被水饱和时，黏土颗粒之间除结合水以外的水。（2）补给和储存条件
①补给来源
大气降水中降落的水分，深入地下的一部分；地表水可以通过岸边或谷底渗入地下部分。
②储存条件
a．岩土的含水性：岩土含水的性质叫含水性。通常岩土能容纳和保持水分多少的表示方法有容水度和持水度。容水度指岩土空隙完全被水充满时的含水量。持水度指岩土颗粒的结合水达到最大数值时的含水量。
b．岩土的给水度：给水度指饱水岩土在重力作用下排出水的体积与岩土体积之比。给水度在数值上等于容水度减去持水度。
c．岩土的透水性：透水性指岩土允许重力水渗透的能力。通常用渗透系数表示。
2利用达西定律解释决定渗流的因素是如何影响渗流速度的？
答：1852～1855年，法国水力学家达西（H．DarCy）得到地下水线性渗透的基本定律。
地下水在多孔介质中的运动称为渗透或渗流。地下水的渗透符合达西定律。
渗流速度v：假设水流通过整个过水断面时所具有的虚拟流速。水力坡度为沿渗流途径的水头损失与相应渗透途径长度的比值。水力坡度可以理解为水流通过某一长度渗流途径时，为克服阻力，保持一定流速所消耗的以水头形式表现的能量。
3地下水按埋藏条件和含水层的空隙性质各分为哪几种？
答：地下水是指存在于地壳表面以下岩土空隙中的水。（1）按埋藏条件可分为三大类：即包气带水、潜水、承压水。
①包气带水
包气带水处于地表面以下潜水位以上的包气带岩土层中，包括土壤水、沼泽水、上层滞水以及基岩风化壳（黏土裂隙）中季节性存在的水。包气带水的主要特征是受气候控制，季节性明显，变化大，雨季水量多，旱季水量少，甚至干涸。包气带水对农业有很大意义，对工程建筑有一定影响。
②潜水
潜水指埋藏在地表以下第一层较稳定的隔水层以上具有自由水面的重力水。受气候条件影响，季节性变化明显，水质易受污染。潜水主要分布在地表各种岩、土里，多数存在于第四纪松散沉积层中。潜水面随时间而变化，其形状则随地形的不同而异。潜水面的形状也和含水层的透水性及隔水层底板形状有关。
③承压水
承压水指地表以下充满两个稳定隔水层之间的重力水，又称自流水。承压水具有一定压力，含水层透水性愈好，压力愈大，人工开凿后能自流到地表。承压水不受气候的影响，动态较稳定，不易受污染。承压水的形成与所在地区的地质构造及沉积条件有密切关系。适宜形成承压水的地质构造包括向斜构造盆地和单斜构造。（2）根据含水层的空隙性质地下水可分为三个亚类：即孔隙水、裂隙水、岩溶水。
①孔隙水
土壤水、沼泽水、不透水透镜体上的上层滞水。主要是季节性存在的地下水。坡积、洪积、冲积、湖积、冰碛和冰水沉积物中的水；当经常出露或接近地表时，成为沼泽水、沙漠和海滨砂丘水。松散沉积物构成的向斜和盆地—自流盆地中的水、松散沉积物构成的单斜和山前平原—自流斜地中的水。
②裂隙水
裂隙水指埋藏在基岩裂隙中的地下水。裂隙水按基岩裂隙成因分类有：风化裂隙水、成岩裂隙水、构造裂隙水。
③岩溶水
岩溶水指赋存和运移于可溶岩的溶隙溶洞（洞穴、管道、暗河）中的地下水。根据岩溶水的埋藏条件可分为：岩溶上层滞水、岩溶潜水及岩溶承压水。
4概述潜水和承压水的形成条件和特点。
答：（1）潜水
潜水指埋藏在地表以下第一层较稳定的隔水层以上具有自由水面的重力水。
①形成条件
潜水的补给来源主要有：大气降水、地表水、深层地下水及凝结水。潜水的排泄，可直接流入地表水体。
②特点
受气候条件影响，季节性变化明显，水质易受污染。潜水主要分布在地表各种岩、土里，多数存在于第四纪松散沉积层中。潜水面随时间而变化，其形状则随地形的不同而异。潜水面的形状也和含水层的透水性及隔水层底板形状有关。（2）承压水
承压水指地表以下充满两个稳定隔水层之间的重力水，又称自流水。
①形成条件
承压含水层直接出露在地面，属潜水，补给靠大气降水。补给区出露在表面水附近时，补给来源是地面水体；和潜水含水层有水力联系，补给源为潜水。承压水的径流主要决定于补给区和排泄区的高差与两者的距离及含水层的透水性。承压水的排泄方式是多种多样的。
②特点
承压水具有一定压力，含水层透水性愈好，压力愈大，人工开凿后能自流到地表。承压水不受气候的影响，动态较稳定，不易受污染。承压水的形成与所在地区的地质构造及沉积条件有密切关系。适宜形成承压水的地质构造包括向斜构造盆地和单斜构造。
5什么是流砂和机械潜蚀现象？它们是怎样产生的？
答：（1）流砂和机械潜蚀现象
①流砂
流砂是一种不良的工程地质现象，按其严重程度可分为三种：轻微流砂：有些细小的土颗粒会随着地下水渗漏一起穿过缝隙而流入基坑，增加坑底的泥泞程度。中等流砂：在基坑底部，出现一堆粉细砂缓缓冒起，粉细砂堆中形成许多小小的排水沟，冒出的水夹带着细小土粒在慢慢地流动。严重流砂：流砂的冒出速度会迅速增加，有时会像开水初沸时的翻泡，基坑底部成为流动状态。
②机械潜蚀
渗流水力坡度小于临界水力坡度，不会发生流砂现象。土中细小颗粒仍有可能穿过粗颗粒之间的孔隙被渗流携带而走。长时间作用以后，在土层中将形成管状空洞，使土体结构破坏，强度降低，压缩性增加。（2）产生条件
黏粒含量小于10％～15％，粉粒含量大于65％～75％；颗粒级配不均匀系数<5；土的孔隙比e>0.85；土的含水量大于30％；地层中粉细砂或粉土层厚度大于25cm。
6泉是怎么形成的？分为哪几种类型？各有什么样的特点？
答：泉是地下水天然露头。（1）形成
泉主要是地下水或含水层通道露出地表形成的。（2）类型及特点
泉的类型按补给源可分为三类：
①包气带泉
主要是上层滞水补给，水量小，季节变化大，动态不稳定。
②潜水泉
又称下降泉，主要靠潜水补给，动态较稳定，有季节性变化规律。按出露条件可分为侵蚀泉、接触泉、溢出泉等。侵蚀泉：当河谷、冲沟向下切割含水层，地下水涌出地表形成泉。
接触泉：因地形切割含水层隔水底板时，地下水被迫从两层接触处出露形成泉。溢出泉：当岩石透水性变弱或由于隔水底板隆起，使地下水流动受阻，地下水便溢出地面形成泉。
③自流水泉
又称上升泉，主要靠承压水补给，动态稳定，年变化不大。主要分布在自流盆地及自流斜地的排泄区和构造断裂带上。断层泉指当承压含水层被断层切割，而且断层是张开的，地下水便沿着断层上升，在地形低洼处便出露形成泉。
7地下水的物理性质有哪些方面？地下水的化学成分有哪几大类？
答：地下水是指存在于地壳表面以下岩土空隙中的水。（1）地下水的物理性质
地下水的物理性质有温度、颜色、透明度、气味、味道、导电性及放射性。地下水的温度受气候和地质条件控制。地下水的颜色决定于化学成分及悬浮物。地下水多半透明，根据透明度，地下水可分为透明的、微浑的、浑浊的、极浑浊的。地下水含有气体或有机质时，具有一定的气味。地下水味道主要取决于地下水的化学成分。当含有一些电解质时，水的导电性增强，当然也受温度的影响。（2）地下水的化学成分
①地下水中主要离子成分
阳离子：
阴离子：
地下水中分布最广、含量较多的离子：
②地下水中主要气体成分
地下水中的主要气体成分是O、N、CO及HS。2222
③地下水中的胶体成分与有机质
以碳、氢、氧为主的有机质，经常以胶体方式存在于地下水中。
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