第一章 工程地质
1、 常用一些矿物互相刻划来测定其相对硬度，一般分为10个标准等级，如表1.1.1矿物硬度表所列。
表1.1.1矿物硬度表
硬度 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
指甲约为2～2.5度，小刀约为5～5.5度，玻璃约为5.5～6度，钢刀约为6～7度。
2、 组成地壳的岩石按成因可分为岩浆岩（火成岩）、沉积岩（水成岩）和变质岩三大类 3、 岩浆岩分 喷出岩 如流纹岩、粗面岩、安山岩、玄武岩、火山碎屑岩
侵入岩 深成岩（形成深度＞5km） 花岗岩、正长岩、闪长岩、辉长岩
浅成岩（形成深度＜5km） 花岗斑岩、闪长玢岩、辉绿岩、脉岩
4、 沉积岩主要有碎屑结构（碎屑物质被胶结物粘结起来而形成的结构）、泥质结构（由小于0.005mm的
黏土颗粒组成的结构）、晶粒结构（由岩石颗粒在水溶液中结晶或呈胶体形态凝结沉淀而成的结构）、生物结构（有生物遗体组成的结构）。
5、 沉积岩常见的构造有层理构造、层面构造、结核、生物成因构造
6、 根据沉积岩的组成成分、结构、构造和形成条件，可分为碎屑岩（如砾岩、砂岩、粉砂岩)、黏土岩（如
泥岩、页岩)、化学岩及生物化学岩类（如石灰岩、白云岩、泥灰岩等)。 7、 变质岩的结构主要有变余结构、变晶结构、碎裂结构
8、 变质岩的构造主要有板状构造、千枚状构造、片状构造、片麻状构造、块状构造（矿物均匀分布、结
构均一、无定向排列，如大理岩、石英岩等）。 9、 表1.1.3结构面发育程度等级分类表 等级 不发育 较发育 发育 特征 1～2组规则节理，一般延伸长度<3m，多闭合、无充填 2～3组规则节理，延伸长度<10m，多闭合、无充填或有方解石等细脉，少量有岩粉或碎屑充填 —般规则节理多于3组，或有较多不规则裂隙，延伸长度不均匀，多数超过10m，风化者多张开、夹泥 规则节理多于3组，并有很多不规则裂隙，杂乱无章，裂隙多张开、夹泥，并有延伸较长的大裂隙 很发育
10、 地质构造：分 水平构造和单斜构造、褶皱构造、断裂构造 11、 岩体结构的类型可分为整体块状结构、层状结构、碎裂结构和散体结构 12、 软化系数小于0.75的岩石，是软化性较强的岩石，工程性质比较差。 13、 抗压强度降低率小于25%的岩石，认为是抗冻的；大于25%的岩石，认为是非抗冻的 14、 岩石的抗压强度最高，抗剪强度居中，抗拉强度最小。抗剪强度约为抗压强度的10%～40%，抗
拉强度仅是抗压强度的2%～16%。岩石越坚硬，其值相差越大，软弱岩石的差别较小。岩石的抗压强度和抗剪强度，是评价岩石（岩体）稳定性的指标，是对岩石（岩体）的稳定性进行定量分析的依据。 15、 按饱和度将土划分为如下三种含水状态：Sr<50%是稍湿状态；Sr=50%～80%是很湿状态；Sr>80%
是饱水状态。
16、
名称 软土 特殊土的工程性质
特征 具有高含水量、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等特性 湿陷性黄土 在自重湿陷性黄土地区修筑渠道，初次放水时就可能产生地面下沉，两岸出现与渠道平行的裂缝。管道漏水后由于自重湿陷可能导致管道折断。路基受水后由于自重湿陷而发生局部严重坍塌。地基土的自重湿陷往往使建筑物发生很大的裂缝或使砖墙倾斜，甚至使一些很轻的建筑物也受到破坏。而在非自重湿陷性黄土地区，这类现象极为少见 分析、判别黄土是否属于湿陷性的、其湿陷性强弱程度以及地基湿陷类型和湿陷等级，是黄土地区工程勘察与评价的核心问题 红黏土 天然含水量高，密度小，具有大孔性，高塑性，塑限一般为40%～60%，最高达90%，塑性指数一般为20～50，50；一般呈现较高的强度和较低的压缩性；不具有湿陷性。由于塑限很高，所以尽管天然含水量高，一般仍处于坚硬或硬可塑状态。甚至饱水的红黏土也是坚硬状态的。 膨胀土 含有大量的强亲水性黏土矿物成分，具有显著的吸水膨胀和失水收缩，且胀缩变形往复可逆的高塑性黏土 膨胀土结构致密细腻，一般呈坚硬至硬塑状态，但雨天浸水剧烈变软 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 在天然条件下，一般处于硬塑或坚硬状态，强度较高，压缩性较低，一般易被误认为工程性能较好的土 填土 素填土：（如堆填时间超过10年的黏性土、超过5年的粉土、超过2年的砂土，均具有一定的密实度和强度，可以作为一般建筑物的天然地基） 杂填土（以生活垃圾和腐蚀性及易变性工业废料为主要成分的杂填土，一般不宜作为建筑物地基；对主要以建筑垃圾或一般工业废料组成的杂填土，采用适当（简单、易行、收效好）的措施进行处理后可作为一般建筑物地基） 冲填土（其含水量大，透水性较弱，排水固结差，一般呈软塑或流塑状态，比同类自然沉积饱和土的强度低、压缩性高。）
17、 地下水是影响边坡稳定最重要、最活跃的外在因素。地下水的作用是很复杂的，主要表现在以下
几个方面：
(1)地下水会使岩石软化或溶蚀，导致上覆岩体塌陷，进而发生崩塌或滑坡。 (2)地下水产生静水压力或动水压力，促使岩体下滑或崩倒。 (3)地下水增加了岩体重量，可使下滑力增大。
(4)在寒冷地区，渗入裂隙中的水结冰，产生膨胀压力，促使岩体破坏倾倒。 (5)地下水产生浮托力，使岩体有效重量减轻，稳定性下降。 18、 锚固桩（或称抗滑桩）适用于浅层或中厚层的滑坡体，在滑坡体的中、下部开挖竖井或大口径钻
孔，然后浇灌钢筋混凝土而成。一般垂直于滑动方向布置一排或两排，桩径通常1～3m，深度一般要求滑动面以下桩长占全桩长的1/4～1/3。 19、 喷锚支护是在地下工程开挖后，及时地向围岩表面喷一薄层混凝土(一般厚度为5～20cm)，有时
再增加一些锚杆，从而部分地阻止围岩向洞内变形，以达到支护的目的。 20、 各类围岩的具体处理方法
类型 坚硬的整体围岩 特点 岩块强度高，整体性好，在地 下工程开挖后自身稳定性好，基本上不存在支护问题 处理方法 喷混凝土的作用主要是防止围岩表面风化，消除开挖后表面的凹凸不平及防止个别岩块掉落，其喷层厚度一般为3～5cm。当地下工程围岩中出现拉应力区时，应采用锚杆稳定围岩 喷混凝土支护即可，但对于边墙部分岩块可能沿某一结构面出现滑动时，应该用锚杆加固。 应以锚杆为主要的支护手段。 通过锚杆将各层联结在一起，提高岩层的抗弯刚度，有效阻止各层之间的层间错动 必须立即喷射混凝土，有时还要加锚杆和钢筋网才能稳定围岩。 块状围岩 层状围岩 的坍塌总是从个别石块━“危石”掉落开始，再逐渐发展扩大 不易打成拱形（或圆形），爆破后顶面经常成平板状，如不加支护，围岩常常先发生弯曲张开，然后逐渐坍塌 软弱围岩 围岩分类中的IV类和V类围岩，一般强度低、成岩不牢固的软岩，破碎及强烈风化的岩石。在地下工程开挖后一般都不能自稳
21、
P20-P21常见工程地质问题及处理方法
第二章 工程构造
22、 民用建筑的分类 1.按建筑物的层数和高度分
根据《民用建筑设计通则》GB50352，民用建筑按层数与高度分类如下：
(1)住宅建筑按层数分类：1～3为低层住宅，4～6层为多层住宅，7～9层为中高层 住宅，10层及以上为高层住宅。
(2)除住宅建筑之外的民用建筑高度不大于24m者为单层和多层建筑，大于24m者 为高层建筑（不包括建筑高度大于24m的单层公共建筑)。 (3)建筑高度大于100m的民用建筑为超高层建筑。 2.按建筑的耐久年限分
(1) 一级建筑：耐久年限为100年以上，适用于重要的建筑和高层建筑。 (2)二级建筑：耐久年限为50～100年，适用于一般性建筑。 (3)三级建筑：耐久年限为25～50年，适用于次要的建筑。 (4)四级建筑：耐久年限为15年以下，适用于临时性建筑。
3.按建筑物的承重结构材料分(1)木结构。(2)砖木结构 (3)砖混结构。(4)钢筋混凝土结构
(5)钢结构 (6)型钢混凝土组合结构 4.按施工方法分
(1)现浇、现砌式。房屋的主要承重构件均在现场砌筑和浇筑而成。
(2)部分现砌、部分装配式。房屋的墙体采用现场砌筑，而楼板、楼梯、屋面板均在加工厂制成预制构 件，这是一种既有现砌又有预制的施工方法。
(3)部分现浇、部分装配式。内墒采用现浇钢筋混凝土墙体，而外墙、楼板及屋面均采用预制构件。 (4)全装配式。房屋的主要承重构件，如墙体、楼板、楼梯、屋面板等均为预制构件，在施工现场吊装、 焊接、处理节点。 5.按承重体系分
(1)混合结构体系(2)框架结构体系(3)剪力墙体系(4)框架一剪力墙结构体系(5)筒体结构体系(6)桁架结构体系(7)网架结构体系(8)拱式结构体系(9)悬索结构体系(10)薄壁空间结构体系
23、 工业建筑按主要承重结构分：排架结构、刚架结构、空间结构 24、 民用建筑按照承重体系划分：
名称 混合结构体系 再分种类及其他 纵墙承重（是楼板支承于梁上，梁把荷载传递给纵墙） 横墙承重（楼板直接支承在横墙） 优缺点 纵墙承重优点是房屋的开间相对大些，使用灵活 横墙承重其优点是房屋的横向刚度大，整体性好，但平面使用灵活性差 主要优点是建筑平面布置灵活，可形成较大的建 筑空间，建筑立面处理也比较方便；主要缺点是侧向刚度较小，当层数较多时，会产生较大的侧移，易引起非结构性构件（如隔墙、装饰等）破坏，而影响使用。 适用于 住宅建筑最适合采用混合结构，一般在6层以下。混合结构不宜建造大空间的房屋 框架结构体系 在非地震区，框架结构一般不超过15层。 剪力墙体系 剪力墙一般为钢筋混凝土墙，厚度不小于140mm，剪力墙的 间距一般为3～8m 剪力墙结构的优点是侧向刚度大，水平荷载作用下侧移小；缺点是间距小，结构建筑平面布置不灵活， 具有框架结构平面布置灵活，有较大空间的优点，又具有侧向刚度较大的优点。一般情况下，整个建筑的全部剪力墙至少承受80%的水平荷载 适用于小开间的住宅和旅馆等。不适用于大空间的公共 建筑 一般宜用于10～20层的建 框架一剪力墙结构体系 筒体结构体系 桁架结构体系 网架结构体系 框架一核心筒结构、筒中筒和多筒结构等 筒体结构是抵抗水平荷载最有效的结构体系 桁架结构的优点是利用截面较小的杆件组成截面较大的构件。屋架的弦杆外形和腹杆布置对屋架内力变化规律起决定性作用 在高层建筑中，特别是超高层建筑。筒中筒结构适用于30～50层的房屋 屋架的高跨比一般为1/6～1/8较为合理 网架结构可分为平板网架和曲面网架。平板网架可分为交叉桁架体系和角锥体系两类 是高次超静定的空间结构。平板网架采用较多，适于工业化生产。 其优点是：空间受力体系，杆件主要承受轴向力，受力合理，节约材料，整体性能好，刚度大，抗震性能好。杆件类型较少，适于工业化生产。角锥体系受力更为合理，刚度更大， 拱是一种有推力的结构，其主要内力是轴向压力，因此可利用抗压性能良好的混凝土建造大跨度的拱式结构。拱式结构受力合理 由于拱式结构受力合理，在建筑和桥梁中被广泛应用，适用于体育馆、展览馆等建筑中。 式之一。目前，悬索屋盖结构的跨度已达160m，主要用于体育馆、展览馆中 拱式结构体系 悬索结构体系 悬索结构可分为单曲面与双曲面两类 悬索结构包括三部分：索网、边缘构件和下部支承结构 单曲拉索体系构造简单，屋面稳定性差；双曲 悬索结构是比较理想的大跨度结构形拉索体系由承重索和稳定索组成，支承结构可以有很多种，如框架、拱等。 索的拉力取决于跨中的垂度，垂度越小拉力越大。索的垂度一般为跨度的1/30 主要承受曲面内的轴向压力，弯矩很小。它的 薄壳常用于大跨度的屋盖结构，如展受力比较合理，材料强度能得到充分利用。薄壳结构多采用现浇钢筋混凝土，费模板、费工时。 览馆、俱乐部、飞机库等 筒壳的跨度在30m以内是有利的。当跨度再大时，宜采用双曲薄壳。 双曲壳：适用于大空间大跨度的建筑。可用在大型公共建筑中，如天文馆、薄壁空间结构体系 也称壳体结构，属于空间受力结构。 薄壁空间结构的曲面形式主要介绍筒壳和双曲壳这两种形式 双曲圆壳面主要承受压力，支座环承受拉力。 圆顶的直径已达二百多米。圆顶结构展览馆的屋盖 25、 从室外设计地面至基础底面的垂直距离称为基础的埋深。埋深大于等于5m或埋深大于等于基础
宽度4倍的基础称为深基础；埋深为0.5～5m或埋深小于基础宽度的4倍的基础称为浅基础。基础顶面应低于设计地面100mm以上，避免基础外露，遭受外界的破坏。
26、 地下室的所有墙体都必须设两道水平防潮层。一道设在地下室地坪附近，具体位置视地坪构造而
定；另一道设置在室外地面散水以上150～200mm的位置，以防地下潮气沿地下墙身或勒脚渗入室内。 27、 降水量大于900mm的地区应同时设置暗沟（明沟）和散水。暗沟（明沟）沟底应做纵坡，坡度
为0.5%～1%，坡向窨井。外墙与暗沟（明沟）之间应做散水，散水宽度一般为600～1000mm，坡度为3%～5%，降水量小于900mm的地区可只设置散水 28、 宿舍、办公楼等多层砌体民用房屋，且层数为3～4层时，应在底层和檐口标高处各设置一道圈
梁。当层数超过4层时，除应在底层和檐口标高处各设置一道圈梁外，至少应在所有纵、横墙上隔层设置。多层砌体工业房屋，应每层设置现浇混凝土圈梁。设置墙梁的多层砌体结构房屋，应在托梁、墙梁顶面和檐口标高处设置现浇钢筋混凝土圈梁。 29、 名称 现浇钢筋砼楼板 楼板类型 分类 板式楼板（根据周边支承情况及板平面长短边边长的比值分单向板、双特点 四边支承）仅短边受力，该方向布受力筋，另一方向为分布筋(受力筋在下分布筋在上)，厚度一般为跨度的1/40～1/35，且≥80mm。双向板（长短边比值＜3，四边支承）双向受力，双向配置受力钢筋。悬挑板只有主要受力筋的下方，板厚为挑长的1/35，且根部≥80mm。 优缺点 适用 房屋中跨度较小的房间（如厨房、厕所、贮藏室、走廊）及雨篷、遮阳等 整块板为一厚度相同的平板。单向板（长短边比值≥3， 向板、悬挑板） 一边支承，其主要受力钢筋在板的上方，分布钢筋放在 梁板式肋形楼板 主梁沿房屋的短跨方向布置，其经济跨度为5～8m，梁高为跨度的1/14～1/8，梁宽为梁高的1/3～1/2。次梁宽为梁高的1/3～1/2。板支承在次梁上，其短边跨度即为次梁的间距，一般为1.7～3m，板厚一般为板跨的1/40～1/35，常用厚度为60～80mm，板的搁置长度≥120mm，梁高≤500mm，搁置长度≥180mm；梁高＞500mm时，搁置长度≥240mm。通常，次梁搁置长度为240mm，主梁的搁置长度为370mm。 由主梁、次梁（肋）、板组成，具有传力线路明当房屋的开间、进深较大，楼面承受的弯矩较大时，常采用 梁的跨度，一般为4～6m，次梁高为跨度的1/6～1/12，确、受力合理的特点。 井字形肋楼板 井字形密肋楼板没有主梁，都是次梁（肋），且肋与肋间的距离较小，通常只有1.5～3m，肋高也只有180～250mm，肋宽120～200mm 天棚整齐美观，有利于提高房屋的净空高度等优点，常用于门厅、会 议厅等处。 无梁楼板的底面平整，增加了室内的净空高度，有利于采光和通风，但楼板厚度较大， 制作方便，造价低，但隔当房间的平面形状近似正方形，跨度在10m以内时，常采用这种楼板。 这种楼板比较适用于荷载较大、管线较多的商店和仓库等。 预制实心平板由于 无梁楼板（分无柱帽和有柱帽） 直接将板支承于柱，上柱网一般布置成方形或矩形，以方形柱网较为经济，跨度一般不超过6m，板厚通常不小于120mm 预制实心平板的跨度一般较小，不超过2.4m，如做成预预制装配式钢实心平板
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