工程地质课件 绪论

工程地质及水文地质一、什么是地质学？§0.1地质学什么是地质学？地质学（Geology）：由瑞士人索修尔（SaussureH.B.de）于1779年提出的,意指“地球的科学”。以地球为研究对象。§0.1地质学在太空中所见的地球§0.1地质学地质学——一门关于地球的科学。研究对象——主要是固体地球的上层（地壳）什么是地质学？地壳（地球的表层）：是人类生产、生活的重要场所！§0.1地质学§0.1地质学§0.1地质学什么是地质学？地质学的主要研究对象现阶段是以固体地球的上层(地壳)为主要研究对象：地壳的物质组成(矿物岩石等)；促使地壳运动变化的各种地质作用；地壳的发展历史(地史学、古生物学等)；地质学在有关领域中的应用等。§0.1地质学工程地质及水文地质§0.1地质学地质学地球科学分支学科分支学科什么是工程地质学？工程地质学：研究人类在工程建设活动中产生的地质问题，特别是不良地质问题的应用学科。它研究人类工程活动与地质环境相互关系，是地质学与工程紧密结合的学科。§0.2工程地质学什么是工程地质学？1.人类工程活动与地质环境的关系地球上人类居住、生活和工作及与之相关的一切建筑物（如大坝、公路、铁路、住宅、厂房、隧道、地铁、矿井等）均建造在地壳上，“空中楼阁”是不存在的。§0.2工程地质学•修建堤坝、房屋等建筑时，地层作为地基；•修建堤坝、路基等建筑时，岩土可作建筑材料；•修建隧洞、地下厂房、地铁及地下管道时，岩土层作为建筑周围的介质或护层，即工程环境。§0.2工程地质学1.人类工程活动与地质环境的关系1.人类工程活动与地质环境的关系1.人类工程活动与地质环境的关系2.工程地质学任务工程建设地质环境相互影响制约地球任务：研究工程建设与地质环境二者之间的相制约关系，促使矛盾转化和解决，既保证工程安全、经济、正常使用，又合理开发和利用地质环境。2.工程地质学任务勘察建筑地区的工程地质条件，为选点、规划、设计及施工提供工程地质资料，作为工程的依据；根据工程地质条件论证、评价并选定最优的建筑地点或线路方案；预测在工程修建时及建成后的管理运行中，可能发生的工程地质问题，提出防治不良的工程地质问题的措施。§0.5课程任务2.工程地质学任务（1）工程地质条件§0.3工程地质条件①岩土类型及其工程地质性质§0.3工程地质条件岩土类型及其工程地质性质：包括岩土成因、岩性、产状、成岩作用的特点、变质程度、风化特征、软弱夹层和接触带以及物理力学性质等。•坚硬完整的岩石：强度高强度高，性质良好；•软弱岩石：软弱易变，性质不良，断层岩和构造破碎岩更软弱。•松软土：如黄土、膨胀土、淤泥等需要特别注意。②地质构造指组成地壳的岩层在力的作用下变形的产物，包括褶皱、断层、节理等。地质构造确定了一个地区的构造格架、地貌特征和岩土分布。断层，尤其是活断层，工程人员最较为担心，确实给建筑带来过很大危害。在选择建筑物场地时必须注意断层的规模、产状及其活动情况。§0.3工程地质条件向斜背斜褶皱剪切节理③地形地貌包括地表高低起伏状况、山坡陡缓程度等特征。•地形地貌条件对建筑场地的选择，特别是对线性建筑如道路、河流、渠道等的线路方案选择意义最为重大。•如能合理利用地形地貌条件，不但能大量节省挖填方量，节约大量投资，而且对建筑物群体的合理布局、结构型式、规模以及施工条件等也有直接影响。§0.3工程地质条件平原区丘陵区黄土高原④水文地质条件水文地质条件：包括地下水的成因、埋藏、分布、动态和化学成分等；§0.3工程地质条件•地下水位较高一般对工程不利，地基土含水量大，承载力降低，道路易发生冻害，隧洞及基坑开挖需进行排水。•滑坡、地下建筑事故、水库渗漏、坝基渗透变形以及许多地质灾害的发生都与地下水的参与有关，甚至起到主导作用。•是指对建筑物有影响的自然地质作用与现象。主要包括滑坡、崩塌、岩溶、泥石流、风沙移动、河流冲刷与沉积等。⑤物理（自然）地质现象§0.3工程地质条件•在这些物理地质现象面前，只考虑工程本身的坚固性是不行的，必须充分注意其周围有哪些地表地质现象存在，对工程的安全有何影响，如何防治。荒漠化北京的风沙（二零零零年四月）冰川流动的冰川冰川侵蚀地形---冰斗河流侵蚀美国科罗拉多大峡谷山区V形河谷独龙河谷长江虎跳峡峡谷强烈下蚀的黄河上游—龙羊峡“V”型河谷黄河壶口瀑布黄果树瀑布尼亚加拉瀑布维多利亚瀑布河漫滩河漫滩河流的沉积物－冲积物心滩洪积扇相接形成洪积裾冲积扇冲积物黄土起伏墚黄土滑坡喀斯特洞穴特征北京某洞穴中的石钟乳桂林芦笛岩溶洞湖南波月洞中的石柱、石塔、及地下瀑布等沉积物峰林及喀斯特平原喀斯特平原路南石林岩溶地面塌陷地震唐山地震造成的毁灭性破坏泥石流泥石流的危害崩塌及滑坡天然建筑材料：是指供建筑用的土料和石料。⑥天然建筑材料§0.3工程地质条件•对工程的造价有较大的影响，其类型、质量、数量以及开采运输条件，往往成为选择场地，拟定工程结构类型的重要条件。•为了节省运输费用，应该遵循“就地取材”的原则，用料量大的工程尤其应该如此。（1）工程地质条件§0.3工程地质条件工程地质问题工程地质条件与工程建筑物之间的矛盾不同结构类型的工程建筑物由于工作方式和对地质体的要求不同，工程地质问题是复杂多样的。§0.4工程地质问题§0.4工程地质问题§0.4工程地质问题地基滑动§0.4工程地质问题地基液化失效因地基土发生液化所造成的建筑物倾斜液化：松砂地基在振动荷载作用下丧失强度变成流动状态的一种现象§0.4工程地质问题§0.4工程地质问题洞室围岩稳定性问题§0.4工程地质问题§0.4工程地质问题山坡滑动§0.4工程地质问题山坡滑动§0.4工程地质问题山坡滑动§0.4工程地质问题§0.4工程地质问题§0.4工程地质问题§0.4工程地质问题不良地质现象：指对工程建设不利或有不良影响的动力地质作用。如滑坡、崩塌、泥石流等。§0.4工程地质问题可见，工程地质工作很重要，是设计之先驱，没有足够考虑工程地质条件而进行设计，这是盲目的设计，不仅会导致建筑费用增高、工程量增大、施工期限拖长，而且产生安全隐患，在个别的情况下，建筑物将发生变形或破坏，甚至废弃使用。§0.4工程地质问题岩土工程的重要性：岩土工程部分的费用在建设总投资的比例很高,约占25％～40％；岩土工程部分的工期在建设总工期中占1/3。§0.4工程地质问题课程的学习研究方法地质分析法力学分析法工程类比法实验法§0.6课程的学习研究方法课程的主要知识体系知识体系工程地质学基础知识工程地质专论基础知识第一章：矿物与岩石第二章：地质构造第三章：自然地质作用第四章：地下水概论第五章：岩体的工程地质特性第六章：坝基稳定性的工程地质分析第七章：边坡稳定性的工程地质分析第八章：地下洞室围岩稳定性分析第九章：水库蓄水条件分析工程地质专论课程的主要内容课程安排本课程安排课堂讲授40学时。实验课4学时：岩石和矿物的鉴别地质图的阅读。野外地质实习2天。三、主要参考文献1.左建主编.工程地质及水文地质学第二版.北京：中国水利水电出版社，20092.陈南祥主编.工程地质及水文地质第三版.北京：中国水利水电出版社，20073.胡厚田主编.土木工程地质.北京：高等教育出版社，20094.张人权主编.水文地质学基础(第六版).北京：地质出版社，20115.李智毅主编.《工程地质学概论》.武汉：中国地质大学出版社，19946.石振明主编.《工程地质学》（第二版）.北京：中国建筑工业出版社，2011爱因斯坦说过：人的差异产生于业余时间，业余时间能成就一个人，也能毁灭一个人。结交两个好朋友，一个是“运动场”，一个是“图书馆”。不断“充电”、“蓄电”、“放电”。