2026年一建【矿业】周华老师
2026年一建【矿业】周华老师，03.03-第1篇-第1章-1.2-矿业工程地质和水文地质（一）
第1章 工程测量与地质
近三年平均分值
章节名称
1.1 矿业工程测量
平均分值
2
合计
1.2 矿业工程地质和水文地质
4 分
2
1.2 矿业工程地质和水文地质
章节内容
1.2.1 矿山地质条件分析与应用
1.2.2 围岩的工程分类
1.2.3 地质构造及其对矿山工程的影响
1.2.4 矿山工程水文地质条件分析与应用
1.2.1 矿山地质条件分析与应用
1.岩石分类及其主要特性
岩石按其形成原因可分为沉积岩、岩浆岩、变质岩三大类。石膏、煤炭、石墨、石油常生成于沉积岩形成过
程中，多种金属矿和有色金属矿是通过岩浆活动或变质后形成。
1）沉积岩
构造形成 主要有碎屑结构、泥质结构、晶粒结构、生物结构（含生物遗体组成）等结构类型。主要构
造是层理构造、层面构造，化学成因构造（结核、缝合线）和生物成因构造（化石）
分类 碎屑岩类：砾岩、角砾岩、砂岩、粉砂岩
黏土岩类：泥岩、页岩
化学岩及生物化学岩类：石灰岩、白云岩、硅质岩、泥灰岩
2）岩浆岩（火成岩）
喷出岩 喷出地表冷凝形成。呈原生孔隙和节理发育，产状不规则，厚度变化大，岩性很不均匀，比
侵入岩强度低，透水性强，如流纹岩、粗面岩、安山岩、玄武岩、火山碎屑岩
侵入岩 深成岩：如花岗岩、正长岩、闪长岩、辉长岩
浅成岩：如花岗斑岩、闪长玢岩、辉绿岩、脉岩
深成岩强度和抗风化能力最高→然后是浅成岩→火山喷出岩
3）变质岩
变质岩 岩浆岩、沉积岩甚至是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所形成的新的岩石，称为变质岩
常见构造 分为片理构造（又细分为片麻状、片状、千枚状和板状）和块状构造
代表岩石 千枚岩、片岩、片麻岩、板岩、大理岩、石英岩
2.岩石的工程地质性质
1）岩石的主要物理性质
重量 一般用相对密度和密度两个指标表示。岩石密度的大小，决定于岩石中矿物的相对密度、孔隙
性及其含水情况。相对密度大或孔隙性小，则密度就大。在相同条件下的同一种岩石，如密度
大，说明岩石结构致密，孔隙性小，因而岩石的强度和稳定性也比较高
孔隙性 常用孔隙率表示。孔隙率即岩石中孔隙总体积与包括孔隙在内的岩石总体积之比。未受风化和
构造作用的侵入岩和某些变质岩，孔隙率很小，而砾岩、砂岩等沉积岩具有较大的孔隙率。岩
石随着孔隙率增大，其透水性增大，强度降低
2）岩石的水理性质
吸水性 用吸水率表示。吸水率与岩石孔隙率的大小、孔隙张开程度有关。吸水率大，水对岩石颗粒
间结合物的侵湿、软化作用就强。岩石强度和稳定性受水作用的影响就显著
透水性 指岩石能被水透过的性能
软化性 指岩石浸水后强度降低的性能。用软化系数做为指标，是判定岩石耐风化、耐水浸能力的指
标之一。软化系数小于0.75的岩石，其抗水、抗风化和抗冻性较差
抗冻性 指岩石抵抗冻融破坏的性能。吸水率、饱和系数和软化系数可作为判定岩石抗冻性的间接指
标。吸水率小于0.5%、饱和系数0.6～0.8、软化系数大于0.75的岩石，为抗冻岩石
3）岩石的力学性质
强度特性 分为抗压强度、抗拉强度和抗剪强度。抗压强度是岩石最基本的力学指标。三项强度中，抗
压强度最高＞抗剪强度居中＞抗拉强度最小。抗压强度和抗剪强度是评价岩石稳定性的指标
和进行定量分析的依据
变形特性 弹性模量 弹性模量是轴向应力与应变之比；弹性模量越大，变形越小，抵抗变形的能力
越高
泊松比 泊松比是横向应变与纵向应变之比。泊松比越大，岩石受力后横向变形越大。
泊松比一般在0.2～0.4之间
岩石在断裂的瞬间，其所积蓄的能量会突然释放，造成岩石爆裂和冲击荷载，是地下岩爆等突发性灾害的
基本原因
3.土的物理力学性质及工程性质
1）土的分类
土具有碎散性、三相性（固相、液相和气相）及自然变异性。土的分类方法很多，按颗粒级配和塑性指数可
将土分为碎石土、砂土、粉土和黏性土。
矿业工程施工经常会遇到特殊土，所谓特殊土是指在特定的地理环境或人为条件下形成的特殊性质的土，其
分布有明显的区域性，并具有特殊的工程特性。特殊土包括软土、湿陷性黄土、红黏土、膨胀土、多年冻
土、混合土、人工填土、盐渍土等。
2）土的物理性质和水理性质
（1）土的物理性质
重量 常用土粒相对密度或土的密度来衡量
含水性 常用含水量与饱和度衡量，是一个重要的物理性指标
饱和度是土被水充满的孔隙体积与孔隙总体积之比，饱和度Sr越大，表明土孔隙中充水越多
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
孔隙性 常用孔隙比和孔隙率衡量。孔隙比是孔隙体积与土粒体积之比。常用孔隙比判断土的密实程度
和工程性质，孔隙比小于0.6的是密实的低压缩性土，孔隙比大于1.0的是疏松的高压缩土。
孔隙率是孔隙体积与土体体积（三相）之比
（2）土的水理性质
黏性土的稠度 黏性土的稠度即软硬程度。土从半固态过渡到固态的界限含水量为缩限；土由半固
态转到可塑状态的界限含水量称为塑限；由可塑状态到流动状态的界限含水量称为
液限。液性指数（IL
）在0～1之间，液性指数越大，则土中天然含水量越高，土
质越软
黏性土的抗水性 反映了黏性土抵抗因水而变形破坏的能力，主要包括土的膨胀性、收缩性和崩解性
土的渗透性和毛细性 土体的透水能力称为渗透性，通常用渗透系数衡量。水沿毛细管上升的性质称为土
的毛细性
3）土的力学性质
抗剪强度 土的破坏一般是由荷载在土体中产生的剪应力超过土体的抗剪强度产生的。土对剪切破坏的
极限抗力称为土的抗剪强度，它是评价地基承载力、边坡稳定性、计算土压力的重要指标
压塑性 衡量土压缩变形的指标有压缩系数、压缩指数、侧膨胀系数（泊松比）、压缩模量等。砂土
的压缩性取决于颗粒大小、形状及原始孔隙度和相对密度；黏性土的压缩性取决于矿物成
分、结构构造、孔隙度、稠度状态等
4）土的工程性质
碎石类土 碎石类土，颗粒粗大。具有孔隙大、透水性强、压缩性低、抗剪强度大的特点。碎石类土由
于透水性强，常使基坑涌水较大，井筒渗漏
砂类土 指砂土和粉土，一般颗粒较大。具有透水性强、压缩性低、压缩速度快、内摩擦角较大、抗
剪强度较高等特点。通常粗、中砂土的上述特性明显，可能产生涌水或渗漏。粉、细砂土的
工程性质较差，特别是饱水粉、细砂土受振动后易产生液化
黏性土 压缩速度小，压缩量大，抗剪强度主要取决于凝聚力，内摩擦角较小
特殊土 软土：含水量大、持水性高、孔隙比大、渗透性低、压缩性高、强度及长期强度低及较显著
的触变性和蠕变性等特点。软土地基的不均匀沉降，是造成建筑物开裂损坏或严重影响使用
等工程事故的主要原因
黄土：具有孔隙比大、天然含水量低、具有一定的结构强度、欠压密性和湿陷性等工程特
性。浸水后发生湿陷的黄土称为湿陷性黄土
膨胀土：具有强烈的吸水膨胀和失水收缩的特性，矿井采用冻结法施工通过膨胀土层时，须
采取特殊施工措施
红黏土：具有高塑性、天然含水量高、孔隙比大等特性，一般呈现较高的强度和较低的压缩
性，不具湿陷性
【2021 年】下列岩石中，属于变质岩的是（ ）。
A.砂岩
B.板岩
C.砾岩
D.灰岩
答案：B
解析：常见变质岩有千枚岩、片岩、片麻岩、板岩、大理岩、石英岩等。
【练习题】土对剪切破坏的极限抗力称为土的（ ）。
A.抗压强度
B.抗水型能
C.软硬程度
D.抗剪强度
答案：D
解析：土对剪切破坏的极限抗力称为土的抗剪强度，它是评价地基承载力、边坡稳定性、计算土压力的重要
指标。
【2016 年二建】通常，同一岩石的各种强度值之间的关系是（ ）。
A.抗压强度＞抗拉强度＞抗剪强度
B.抗剪强度＞抗压强度＞抗拉强度
C.抗压强度＞抗剪强度＞抗拉强度
D.抗拉强度＞抗剪强度＞抗压强度
答案：C
解析：岩石三项强度中，抗压强度最高＞抗剪强度居中＞抗拉强度最小。
1.2.2 围岩的工程分类
1.岩体与围岩基本概念
岩体是指地质时代相同或不同的岩石经成岩作用、构造运动以及风化与地下水等次生作用而产生与岩石中的
不连续面组合而成的整体。
由于采掘工作等使得岩体原有的应力平衡状态发生变化，造成开挖空间周围的应力重新分布，开挖空间周围
应力状态发生改变的那部分岩体，在工程上称为围岩。
2.岩体结构类型及工程地质特性
1）岩体结构特征
岩体结构包括结构面和结构体两个要素。岩体中各种具有一定方向、延展较大、厚度较小的二维地质界面称
为结构面，如层面、节理、裂隙、断层等。
岩体中不同产状的各种结构面将岩石切割成的单元块体为结构体。常见结构体有块状、柱状、板状、锥状、
菱面体等。
2）岩体结构的类型及其工程地质特性
岩体结构是指岩体中结构面与结构体在空间上的组合方式。岩体结构可分为整体块状结构、层状结构、碎裂
结构及散体结构。岩体的工程地质特性首先取决于岩体结构类型与特征，其次是组成岩体的岩石的性质（或
结构体本身的性质）。
（1）整体块状结构岩体：结构面稀疏、延续性差、结构体块度大且常为硬质岩石故整体强度高。其变形模
量、承载能力与抗滑能力均较高，抗风化能力也较强。具有良好的工程地质性质，是较理想的建筑地基、边
坡岩体及硐室围岩。
（2）层状结构岩体：总体变形模量和承载能力较强。但当结构面结合力不强，又有层间错动面或软弱夹层
存在，其强度和变形特性有各向异性特点，一般沿层面方向的抗剪强度明显低于垂直层面方向的抗剪强度。
作为边坡岩体时，当结构面倾向坡外时要比倾向坡内时的工程性质差得多。
（3）碎裂结构岩体：节理、裂隙发育，常有泥质充填物质，结合力不强。
（4）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，属于碎石土类。
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