第一章 工程地质

第一节 岩体的特征

考点 1：岩体和岩石

岩体

岩石受节理、断层、层面及片理面等结构面切割而具有一定结构的、受地下水影响的多裂隙

综合体。经受了构造变动、风化作用、卸荷作用等各种内力和外力地质作用的破坏及改造。

工程岩体有地基岩体、边坡岩体和地下工程围岩三类。

岩石 岩石是矿物的集合体

考点 2：岩石矿物的物理性质

物理性质是鉴别矿物的主要依据

颜色 鉴定矿物的成分和结构（矿物的颜色分为自色、他色和假色，自色可以作为鉴别矿

物的特征，而他色和假色则不能）

光泽 鉴定风化程度

硬度 鉴定矿物类别

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

矿物 滑石 石膏 方解石 萤石 磷灰石 长石 石英

黄玉 刚

玉

金刚石

钢刀

指甲 2-2.5；小刀 5-5.5；玻璃 5.5-6

第一章 工程地质

第一节 岩体的特征

考点 1：岩体和岩石

岩体

岩石受节理、断层、层面及片理面等结构面切割而具有一定结构的、受地下水影响的多裂隙

综合体。经受了构造变动、风化作用、卸荷作用等各种内力和外力地质作用的破坏及改造。

工程岩体有地基岩体、边坡岩体和地下工程围岩三类。

岩石 岩石是矿物的集合体

考点 2：岩石矿物的物理性质

物理性质是鉴别矿物的主要依据

颜色 鉴定矿物的成分和结构（矿物的颜色分为自色、他色和假色，自色可以作为鉴别矿

物的特征，而他色和假色则不能）

光泽 鉴定风化程度

硬度 鉴定矿物类别

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

矿物 滑石 石膏 方解石 萤石 磷灰石 长石 石英

黄玉 刚

玉

金刚石

钢刀

指甲 2-2.5；小刀 5-5.5；玻璃 5.5-6

考点 3：岩石的成因、类型及特征

岩石类型（按成因分） 特 征

岩浆岩(火成

岩)

喷出岩 比侵入岩强度低、透水性强、抗风能力差

侵入

岩

深成岩 是理想的建筑基础。

浅成岩 工程性质差。

沉积岩(水成

岩)

结构组成 碎屑结构、泥质结构、晶粒结构、生物结构

分类

碎屑岩 如砾岩、砂岩、粉砂岩

黏土岩 如页岩、泥岩

化学岩及生物化学岩 如石灰岩、泥灰岩、白云岩

变质岩

形 原岩浆岩、沉积岩经地壳或岩浆活动形成的新岩石

结构 变余结构、变晶结构、碎裂结构

构造 ①板状构造；②千枚状构造；③片状构造；④片麻状构造；⑤块状构

变质岩构造

板状构造 平行、较密集而平坦的破裂面分裂岩石成板桩体

千枚状构造 呈薄板桩

片状构造 含大量平行定向排列的片状矿物

片麻状构造 粒状变晶矿物间夹鳞片状、柱桩变晶矿物并呈大致平行的

断续带状分布

块状构造 矿物均匀分布、结构单一、无定向排列

考点 3：岩石的成因、类型及特征

岩石类型（按成因分） 特 征

岩浆岩(火成

岩)

喷出岩 比侵入岩强度低、透水性强、抗风能力差

侵入

岩

深成岩 是理想的建筑基础。

浅成岩 工程性质差。

沉积岩(水成

岩)

结构组成 碎屑结构、泥质结构、晶粒结构、生物结构

分类

碎屑岩 如砾岩、砂岩、粉砂岩

黏土岩 如页岩、泥岩

化学岩及生物化学岩 如石灰岩、泥灰岩、白云岩

变质岩

形 原岩浆岩、沉积岩经地壳或岩浆活动形成的新岩石

结构 变余结构、变晶结构、碎裂结构

构造 ①板状构造；②千枚状构造；③片状构造；④片麻状构造；⑤块状构

变质岩构造

板状构造 平行、较密集而平坦的破裂面分裂岩石成板桩体

千枚状构造 呈薄板桩

片状构造 含大量平行定向排列的片状矿物

片麻状构造 粒状变晶矿物间夹鳞片状、柱桩变晶矿物并呈大致平行的

断续带状分布

块状构造 矿物均匀分布、结构单一、无定向排列

岩

类 岩浆岩 沉积岩 变质岩

主

要

矿

物

成

分

全部为从岩浆岩中析出的原

生矿物，成分复杂，但较稳

定。浅色的矿物有石英、长

石、白云母等；深色的矿物

有黑云母、角闪石、辉石、

橄榄石等

次生矿物占主要地位，

成分单一，一般多不固

定。常见的有石英、长

石、白云母、方解石、

白云石、高岭石等

除具有变质前原来岩石的矿物，

如石英、长石、云母、角闪石、

辉石、方解石、白云石、高岭石

等外，尚有经变质作用产生的矿

物，如石榴子石、滑石、绿泥石、

蛇纹石等

结

构

以结晶粒状、斑状结构为特

征

以碎屑、泥质及生物碎

屑结构为特征 以变晶结构等为特征

构

造

具块状、流纹状、气孔状、

杏仁状构造 具层理构造 多具片理构造

岩

类 岩浆岩 沉积岩 变质岩

主

要

矿

物

成

分

全部为从岩浆岩中析出的原

生矿物，成分复杂，但较稳

定。浅色的矿物有石英、长

石、白云母等；深色的矿物

有黑云母、角闪石、辉石、

橄榄石等

次生矿物占主要地位，

成分单一，一般多不固

定。常见的有石英、长

石、白云母、方解石、

白云石、高岭石等

除具有变质前原来岩石的矿物，

如石英、长石、云母、角闪石、

辉石、方解石、白云石、高岭石

等外，尚有经变质作用产生的矿

物，如石榴子石、滑石、绿泥石、

蛇纹石等

结

构

以结晶粒状、斑状结构为特

征

以碎屑、泥质及生物碎

屑结构为特征 以变晶结构等为特征

构

造

具块状、流纹状、气孔状、

杏仁状构造 具层理构造 多具片理构造

考点 4：土的结构、构造与分类

土的

结构

单粒结构(散粒结构)

碎石（卵石）、砾石类土和砂土

对工程性质影响：在于其松密程度

集合体结构(团聚结构或絮凝结构) 黏性土特有

对工程性质影响：含水量影响比较大

土的

构造 整个土体构成上的不均匀性包括

层理、夹层、透镜体、结核、组成颗粒大小悬殊

及裂隙特征与发育程度等。

土的

分类

根据颗粒级配和塑性

指数分类

碎石土 粒径>2mm 的颗粒含量>全重 50%的土

砂土 粒径>0.075mm 的颗粒含量>全重 50%的土

黏性土 塑性指数>10 的土

粉土 粒径>0.075mm 的颗粒不超过全重 50%，且塑

性指数≤10

考点 5：地质构造与选址

褶皱

褶曲

分类：背斜、向斜

要素：核部、翼、轴面、轴及枢纽

褶皱 未丧失连续性，由 2 个以上的褶曲构成

考点 4：土的结构、构造与分类

土的

结构

单粒结构(散粒结构)

碎石（卵石）、砾石类土和砂土

对工程性质影响：在于其松密程度

集合体结构(团聚结构或絮凝结构) 黏性土特有

对工程性质影响：含水量影响比较大

土的

构造 整个土体构成上的不均匀性包括

层理、夹层、透镜体、结核、组成颗粒大小悬殊

及裂隙特征与发育程度等。

土的

分类

根据颗粒级配和塑性

指数分类

碎石土 粒径>2mm 的颗粒含量>全重 50%的土

砂土 粒径>0.075mm 的颗粒含量>全重 50%的土

黏性土 塑性指数>10 的土

粉土 粒径>0.075mm 的颗粒不超过全重 50%，且塑

性指数≤10

考点 5：地质构造与选址

褶皱

褶曲

分类：背斜、向斜

要素：核部、翼、轴面、轴及枢纽

褶皱 未丧失连续性，由 2 个以上的褶曲构成

①深路堑和高边坡

②隧道工程

断裂构造

（丧失连续

性）

裂隙 分类

构造

裂隙

张性裂隙 背斜、向斜的轴部

扭性裂隙 褶曲的翼部和断层附近

非构造裂隙 原生裂隙、风化裂隙（具有普遍意义，发育

①深路堑和高边坡

②隧道工程

断裂构造

（丧失连续

性）

裂隙 分类

构造

裂隙

张性裂隙 背斜、向斜的轴部

扭性裂隙 褶曲的翼部和断层附近

非构造裂隙 原生裂隙、风化裂隙（具有普遍意义，发育

在岩体靠近地面的部分）、卸荷裂隙

分级 不发育、较发育、发育、很发育

断层

断层要素 断层面、破碎带、断层线、断盘、断距

类型 平推断层 正断层 逆断层

发育程

度等级

基本特征

对基础

工程

对工程建筑

物裂隙 规则性 间距 裂隙 填充物 被切割

成

不发育 1～2 组 规则 >1m 密闭 巨块状 无影响

对岩体稳定

性

影响不大

较发育 2～3 组 较规则 >0.4m 多为密

闭 少有 大块状

影响

不大 相当影响

发育 >3 组 不规则 <0.4m

大部分

为张开

裂隙

部分 小块状 很大影响

很发育 >3 组 杂乱 <0.2m 张开裂 一般均 碎石状 严重影响

在岩体靠近地面的部分）、卸荷裂隙

分级 不发育、较发育、发育、很发育

断层

断层要素 断层面、破碎带、断层线、断盘、断距

类型 平推断层 正断层 逆断层

发育程

度等级

基本特征

对基础

工程

对工程建筑

物裂隙 规则性 间距 裂隙 填充物 被切割

成

不发育 1～2 组 规则 >1m 密闭 巨块状 无影响

对岩体稳定

性

影响不大

较发育 2～3 组 较规则 >0.4m 多为密

闭 少有 大块状

影响

不大 相当影响

发育 >3 组 不规则 <0.4m

大部分

为张开

裂隙

部分 小块状 很大影响

很发育 >3 组 杂乱 <0.2m 张开裂 一般均 碎石状 严重影响

隙为主 有

裂隙 分类 构造裂隙 张性裂隙 背斜、向斜的轴部

断层

断层要素

断层面、破碎带

断层线

断盘

断距

类型 正断层、逆断层 、平推断层

考点 6：岩体结构特征

整体块状

结构

这类岩体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

体及地下工程围岩。

层状结构 一般沿层面方向的抗剪强度明显比垂直层面方向的更低。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。

碎裂结构

散体结构

隙为主 有

裂隙 分类 构造裂隙 张性裂隙 背斜、向斜的轴部

断层

断层要素

断层面、破碎带

断层线

断盘

断距

类型 正断层、逆断层 、平推断层

考点 6：岩体结构特征

整体块状

结构

这类岩体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

体及地下工程围岩。

层状结构 一般沿层面方向的抗剪强度明显比垂直层面方向的更低。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。

碎裂结构

散体结构

考点 7：岩体力学特征

岩体的力学特

征

变形特征

设计人员所关心的主要是岩体的变形特性。

岩体变形参数由变形模量或弹性模量反映。

岩体 弹塑性变形＞岩石 弹塑性变形

流变特征

蠕变-应力一定，变形增加

松弛-变形一定，应力减小

强度特征 岩体的强度≠岩块岩石的强度

岩体的强度≠结构面的强度

而是二者共同影响表现出来

的强度。

考点 8：岩石的物理力学性质

物理性质

重量 比重和重度

孔隙性

孔隙度 孔的总体积与岩石总体积之比

影响因素 岩石的结构和构造

吸水性 吸收率 吸水的重量与干燥岩石重量之

比

考点 7：岩体力学特征

岩体的力学特

征

变形特征

设计人员所关心的主要是岩体的变形特性。

岩体变形参数由变形模量或弹性模量反映。

岩体 弹塑性变形＞岩石 弹塑性变形

流变特征

蠕变-应力一定，变形增加

松弛-变形一定，应力减小

强度特征 岩体的强度≠岩块岩石的强度

岩体的强度≠结构面的强度

而是二者共同影响表现出来

的强度。

考点 8：岩石的物理力学性质

物理性质

重量 比重和重度

孔隙性

孔隙度 孔的总体积与岩石总体积之比

影响因素 岩石的结构和构造

吸水性 吸收率 吸水的重量与干燥岩石重量之

比

软化性 软化系数 饱和状态下强度降低

抗冻性

力学性质

①岩石的变形

弹性模量 弹性模量越大，变形越小

泊松比 泊桑比越大，受力后横向变形

越大

②岩石的强度 抗压强度＞抗剪强度＞抗拉强度

抗压强度和抗剪强度是评价岩石稳定性的指标

考点 9：土的物理力学性质

物理性质

土的饱和度 Sr>80%是饱水状态

孔隙比 孔隙比<0.6 低压缩性土，>1.0 高压缩性土

黏性土

稠度界限 缩限，塑限，液限

塑性指数 塑性指数越大，土的可塑性越强

液性指数 液性指数越大，土质越软

软化性 软化系数 饱和状态下强度降低

抗冻性

力学性质

①岩石的变形

弹性模量 弹性模量越大，变形越小

泊松比 泊桑比越大，受力后横向变形

越大

②岩石的强度 抗压强度＞抗剪强度＞抗拉强度

抗压强度和抗剪强度是评价岩石稳定性的指标

考点 9：土的物理力学性质

物理性质

土的饱和度 Sr>80%是饱水状态

孔隙比 孔隙比<0.6 低压缩性土，>1.0 高压缩性土

黏性土

稠度界限 缩限，塑限，液限

塑性指数 塑性指数越大，土的可塑性越强

液性指数 液性指数越大，土质越软

考点 10：特殊土的工程性质

湿陷性黄土

工程勘察与评价的核心问题：

是否湿陷，湿陷强弱程度，湿陷类型、等级；年代越久，湿陷性

减低甚至消失。

填

土

素填土 天然地基：堆填>10 年黏性土、>5 年粉土，>2 年砂土

工程性质：密实性，不均匀性。关键：防止不均匀沉降

杂填土

以生活垃圾和腐蚀性及易变性工业废料，不宜作地基；

以建筑垃圾或一般工业废料，处理后可作为地基。

注意：不均匀性，工程性质随时间变化，含腐殖质及水化物

冲填土 含水量大透水差，比自然沉积饱和土强度低、压缩性高。

软土 高含水量、高孔隙性、低渗透性、高压缩性、低抗剪强度、较显著的触变性和蠕

变性。

红黏土 强度高，压缩性低，无湿陷性，饱和水下仍坚硬

膨胀土 明显的吸水膨胀，失水收缩，且往复可逆

考点 10：特殊土的工程性质

湿陷性黄土

工程勘察与评价的核心问题：

是否湿陷，湿陷强弱程度，湿陷类型、等级；年代越久，湿陷性

减低甚至消失。

填

土

素填土 天然地基：堆填>10 年黏性土、>5 年粉土，>2 年砂土

工程性质：密实性，不均匀性。关键：防止不均匀沉降

杂填土

以生活垃圾和腐蚀性及易变性工业废料，不宜作地基；

以建筑垃圾或一般工业废料，处理后可作为地基。

注意：不均匀性，工程性质随时间变化，含腐殖质及水化物

冲填土 含水量大透水差，比自然沉积饱和土强度低、压缩性高。

软土 高含水量、高孔隙性、低渗透性、高压缩性、低抗剪强度、较显著的触变性和蠕

变性。

红黏土 强度高，压缩性低，无湿陷性，饱和水下仍坚硬

膨胀土 明显的吸水膨胀，失水收缩，且往复可逆

考点 11：结构面的工程性质

物理力学性质 对岩体影响较大的结构面物理力学性质主要是结构面的产状、

延续性和抗剪强度

规模

结构面的规模分为Ⅰ～V 级。Ⅱ、Ⅲ级结构面是对工程岩体力

学和对岩体破坏方式有控制意义的边界条件，它们的组合往往

构成可能滑移岩体的边界面，直接威胁工程安全稳定性。

考点 12：地震有关的概念

震源

震 中 震源在地面上的垂直投影

等震线 受震破坏程度相同点的外包线

震波

纵波 质点振动与震波传播方向一致，周期短，振幅小，传播快

横波 质点振动与震波传播方向垂直，周期长，振幅大，传播慢

面波 传播速度最慢

地震

烈度

基本烈度 一个地区的最大地震烈度 不可调整

建筑场地

烈度

考虑建筑场地条件小区域地震烈度，场地内地质条件、地貌

地形条件、水位地质条件等。一般提高或降低半度至一度 可调整

设计烈度 考虑建筑物的重要性、永久性、抗震性、经济性调整。一般

可采用国家批准的基本烈度。 可调整

震级与烈度的关

系

一次地震只有一个震级，多个不同的地震烈度区

地震烈度：与震级有关，震源深度，距震中距离以及介质条件有关。

考点 11：结构面的工程性质

物理力学性质 对岩体影响较大的结构面物理力学性质主要是结构面的产状、

延续性和抗剪强度

规模

结构面的规模分为Ⅰ～V 级。Ⅱ、Ⅲ级结构面是对工程岩体力

学和对岩体破坏方式有控制意义的边界条件，它们的组合往往

构成可能滑移岩体的边界面，直接威胁工程安全稳定性。

考点 12：地震有关的概念

震源

震 中 震源在地面上的垂直投影

等震线 受震破坏程度相同点的外包线

震波

纵波 质点振动与震波传播方向一致，周期短，振幅小，传播快

横波 质点振动与震波传播方向垂直，周期长，振幅大，传播慢

面波 传播速度最慢

地震

烈度

基本烈度 一个地区的最大地震烈度 不可调整

建筑场地

烈度

考虑建筑场地条件小区域地震烈度，场地内地质条件、地貌

地形条件、水位地质条件等。一般提高或降低半度至一度 可调整

设计烈度 考虑建筑物的重要性、永久性、抗震性、经济性调整。一般

可采用国家批准的基本烈度。 可调整

震级与烈度的关

系

一次地震只有一个震级，多个不同的地震烈度区

地震烈度：与震级有关，震源深度，距震中距离以及介质条件有关。

考点 13：建筑抗震及抗震等级

抗震设

防类别

依据地震破坏后造成人员伤亡、经济

损失、社会影响程度等

甲类（特殊设防类）、乙类（重点设防类）、

丙类（标准设防类）、丁类（适度设防类）

抗震设

防规定

标准设防类，应按本地区抗震设防烈度确定其抗震措施和地震作用，达到在遭遇

高于当地抗震设防烈度的预估罕遇地震影响时不致倒塌或发生危及生命安全的

严重破坏的抗震设防目标。

重点设防类，应按高于本地区抗震设防烈度一度的要求加强其抗震措施（9 度的

应采用比 9 度更高的措施）。地基基础的抗震措施，应符合有关规定。同时，应

按本地区抗震设防烈度确定其地震作用。

特殊设防类，应按高于本地区抗震设防烈度一度的要求加强其抗震措施（9 度的

应采用比 9 度更高的措施）。应按批准的地震安全性评价的结果且高于本地区抗

震设防烈度的要求确定其地震作用。

适度设防类，允许比本地区抗震设防烈度的要求适当降低其抗震措施，但抗震设

防烈度为 6 度时不应降低。一般情况下，仍应按本地区抗震设防烈度确定其地

震作用。

抗震等

级

很严重（一级）、严重（二级）、较严重（三级）、一般（四级）

钢筋混凝土房屋应根据设防类别、设防烈度、结构类型和房屋高度采用不同的抗震

等级；甲、乙、丁类建筑，则应在各自设防烈度调整后再确定抗震等级。丙类混凝

土结构房屋抗震等级：

考点 13：建筑抗震及抗震等级

抗震设

防类别

依据地震破坏后造成人员伤亡、经济

损失、社会影响程度等

甲类（特殊设防类）、乙类（重点设防类）、

丙类（标准设防类）、丁类（适度设防类）

抗震设

防规定

标准设防类，应按本地区抗震设防烈度确定其抗震措施和地震作用，达到在遭遇

高于当地抗震设防烈度的预估罕遇地震影响时不致倒塌或发生危及生命安全的

严重破坏的抗震设防目标。

重点设防类，应按高于本地区抗震设防烈度一度的要求加强其抗震措施（9 度的

应采用比 9 度更高的措施）。地基基础的抗震措施，应符合有关规定。同时，应

按本地区抗震设防烈度确定其地震作用。

特殊设防类，应按高于本地区抗震设防烈度一度的要求加强其抗震措施（9 度的

应采用比 9 度更高的措施）。应按批准的地震安全性评价的结果且高于本地区抗

震设防烈度的要求确定其地震作用。

适度设防类，允许比本地区抗震设防烈度的要求适当降低其抗震措施，但抗震设

防烈度为 6 度时不应降低。一般情况下，仍应按本地区抗震设防烈度确定其地

震作用。

抗震等

级

很严重（一级）、严重（二级）、较严重（三级）、一般（四级）

钢筋混凝土房屋应根据设防类别、设防烈度、结构类型和房屋高度采用不同的抗震

等级；甲、乙、丁类建筑，则应在各自设防烈度调整后再确定抗震等级。丙类混凝

土结构房屋抗震等级：

抗震设

防类别

依据地震破坏后造成人员伤亡、经济

损失、社会影响程度等

甲类（特殊设防类）、乙类（重点设防类）、

丙类（标准设防类）、丁类（适度设防类）

丙类砼

结构房

屋抗震

等级

结构类型 设防烈度

6 度 7 度 8 度 9 度

框架

高度/m ≤24 25-60 ≤24 25-60 ≤24 25-60 ≤24

框架 四 三 三 二 二 一 一

跨度≥18m 三 二 一 一

第 2 讲 工程地质（二）

第二节 地下水的类型与特征

考点 1：地下水分类与特征

按

埋

藏

分

包气带水 受大气降水影响

上层滞水

补给区分布区一

致

无压水

土壤水

潜水（重力

水） 受气候，地质，地形影响 常为无压水

承压水（重

力水）

不受气候影响 补给区分布区不一致

承压水（限制

在两个隔水

层之间）

形成条件：向斜构造盆地、单斜自流斜地

向斜构造盆地、单斜自流斜地,取决于地形和地质构造。当

地形和构造一致时为正地形（下部含水层压力高）。