工程地质学基础 教案(崔亮)

《工程地质学基础》

学习辅导

中国地质大学（武汉）合肥函授站

2011年5月14日

绪论

一、学习要点

（一）内容：

工程地质学及其任务，工程地质在土木工程中的作用，工程活动与地质环境，本课程的研究方法、任务和学习要求

（二）基本要求：

1.了解工程地质学概念

2.掌握地质工程条件和地质工程问题的定义

3.了解工程地质在土木工程中的作用

4.掌握工程地质学的研究方法和任务

（三）重点：工程地质学的概念，工程地质学的研究方法和任务

二、复习题

（一）名词解释

1. 工程地质学

2. 工程地质条件

3. 工程地质问题

（二）问答题

1. 工程地质学常用的研究方法有哪些？

2. 工程地质学的任务是什么？

三、参考答案

（一）名词解释

1.工程地质学：地质学的一个分支学科，是一门研究与工程建设相关的地质环境问题，是工程科学和地质学相交叉的一门边缘学科。

2.工程地质条件是指与工程建设有关的地质条件的总和，它包括土和岩石的工程性质，地质构造、地貌、水文地质、地质作用、自然地质现象和天然建筑材料等几个方面。

3.工程地质问题：是指研究地区的工程地质条件由于不能满足某种工程建筑的要求，在建筑物的稳定、经济或正常使用方面常常发生的问题。

（二）问答题

1.答：地质分析法、力学分析法、工程类比法、实验法。

2. 答：①阐明建筑地区的工程地质条件，并指出对建筑物有利和不利的因素；

②论证建筑物所存在的工程地质问题，并进行定性和定量评价，做出确切结论；

③选择地质条件优良的建筑场地，并根据场地工程地质条件对建筑物配置提出建议；

④研究工程建筑物建成后对地质环境的影响，预测其发展演化趋势，提出利用和保护地质环境的对策和措施；⑤根据所选定地点的工程地质条件和存在的问题，提出有关建筑物类型、规模、结构和施工方法的合理建议，以及保证建筑物正常施工和使用所应注意的地质要求；⑥为拟定改善和防治不良地质作用的措施方案提供地质依据。

第一篇工程地质学基本理论

第1章工程地质条件成因演化论

一、学习要点

（一）内容：

1. 概述

2. 工程地质条件形成的控制因素

3．中国工程地质条件分布区分带的规律性

4. 中国工程地质条件的组合类型

5. 工程地质条件成因演化论

（二）基本要求：

1. 了解工程地质条件形成的控制因素

2. 了解中国工程地质条件分布区分带的规律性

3. 了解工程地质条件成因演化论

第2章区域稳定性理论

一、学习要点

（一）内容：

1.概述

2.区域稳定性基本理论

3.区域稳定性研究基本内容

4.中国区域构造挽近期活动性概述

5.区域稳定性分区与评价

（三）基本要求：

1.了解区域稳定性基本理论

2.了解区域稳定性研究基本内容

3.了解中国区域构造挽近期活动性概述

（三）难点：对区域稳定性理论的深入掌握

第三章岩体结构控制论

一、学习要点

（一）主要内容：

岩体的结构特征，岩体的主要力学特性，岩体的天然应力状态，工程岩体的分类（二）基本要求：

1.了解岩体的结构特征

2.了解岩体的主要力学特性

3.了解岩体的天然应力状态

4.了解工程岩体的分类

（三）难点：岩体的天然应力状态，岩石的分类及其特征

二、复习题

(一)问答

1.原生结构面的类型有哪些？

2.叙述岩体中的天然应力分布规律。

3.什么是RQD？

第二篇工程地质问题研究

第4章活断层与地震

一、学习要点

（一）内容：

1.概述

2.活断层

3.地震

4.水库诱发地震

（二）基本要求：

1.了解有关地震的有关基本概念

2.掌握场地及地基的评价方法

3.了解建筑物的防震原则

（三）重点：地震的有关基本概念、场地及地基的评价方法、

（四）难点：建筑物的震害和防震原则

二、复习题

（一）名词解释

1.地震

2.地震震级

3.地震烈度

（二）填空题

1.天然地震可以分为、、和。

2. 地震波可以分为和。

（三）问答题

1.基本烈度和设防烈度的区别。

2.简述场地工程地质条件对震害有什么影响？

3. 活断层的鉴别方法，请列举几条，并加以简述。

三、参考答案

（一）名词解释

1.地震是一种地质现象，是地壳构造运动的一种表现。地下深处的岩层，由于某种原因突然破裂、塌陷以及火山爆发等而产生振动，并以弹性波的形式传递到地表，这种现象称为地震。

2.它是表示地震本身大小的尺度，是由地震所释放出来的能量大小所决定的。

3.衡量地震所引起的地面震动强烈程度的尺度；它不仅取决于地震能量，同时也受震源深度，震中距，地震波传播介质的性质等因素的制约。

（二）填空题

1. 构造地震、火山地震、陷落地震、激发地震。

2. 体波、面波。

（三）问答题

1.答：基本烈度是指一个地区在今后一定时期在一般场地条件下可能遭遇的最大地震烈度。设防烈度是指国家审定的一个地区抗震设计实际采用的地震烈度，一般情况下，可采用基本烈度。

2.答：对震害有重大影响的工程地质条件为岩土类型和性质、断裂、地形地貌及地下水。

(1)岩土类型和性质

岩土类型和性质对宏观烈度的影响最为显著在相同的地震力作用下，基岩上震害最轻，其次为硬土，而软土是最重的。地层结构对震害也有较大影响

(2)地质构造

发震断裂是引起地基和建筑物结构振动破坏的地震波的来源

(3)地形地貌

效应趋势是：突出孤立的地形使地震动加强，震害加剧；而低洼沟谷则使地震活动减弱，震害减轻。

3. 详细答案请见课本 P57

第5章斜坡工程

一、学习要点

（一）内容：

1.概述

2.斜坡中的应力分布特征

3.斜坡浅表生改造现象

4.斜坡变形破坏的基本类型

5.斜坡稳定性影响因素

6.斜坡稳定性评价

7.斜坡地质灾害防治

（二）基本要求：

1.掌握斜坡中的应力分布特征

2.了解斜坡浅表生改造现象

3.掌握斜坡变形破坏的基本类型

4.了解斜坡稳定性影响因素

（三）难点：

1.斜坡稳定性评价的原则和方法

二、复习题

（一）名词解释

1.滑坡

2.崩塌

（二）问答题

1.论述斜坡中应力分布特征

2.滑坡的形态要素有哪些？

三、参考答案

（一）名词解释

1.斜坡岩土体沿着贯通的剪切破坏面（带），产生水平运动为主的现象。

2.斜坡上的岩体在自重应力作用下向下滚落的现象。

（二）问答题

1.详细答案请见 P 84

2.详细答案请见P96

第6章地下工程

一、学习要点

（一）主要内容：

地下开挖引起的围岩应力重新分布，地下工程位置选择的工程地质评价，地下建筑围岩稳定性的评价，维护地下建筑围岩稳定性的措施

（二）基本要求：

1.了解地下开挖引起的围岩应力重新分布

2.了解地下工程位置选择的工程地质评价方法

（三）难点：

地下开挖引起的围岩应力重新分布，地下建筑围岩稳定性的评价

二、复习题

（一）问答

1.什么是重分布应力状态？

2. 画出围岩中径向应力和环向应力的关系图，并简述不同洞形、洞壁上的应力特点。

三、参考答案

（一）问答

1.见课本P125

2.见课本P126-127

第7章岩溶

一、学习要点

（一）内容：

1.概述

2.岩溶发育机理

3.岩溶地基稳定性评价

4.岩溶渗透问题评价

5.岩溶地面塌陷

（二）基本要求：

1.了解岩溶发育机理

2.了解岩溶地基稳定性评价

3.了解岩溶渗透问题评价

（三）难点：

1.对岩溶发育机理的深入了解

2.对岩溶地基稳定性评价方法的掌握

二、复习题

1.岩溶发育的必要条件是什么？

2.什么是岩溶作用？

三、参考答案

1.详细答案请见P141

2. 详细答案请见P140

第 8章泥石流

一、学习要点

（一）内容：泥石流的形成条件及基本特征，泥石流的分类，泥石流的地貌作用过程（二）基本要求：

1. 掌握泥石流的形成条件

2. 了解泥石流的基本特征

3. 了解泥泥石流的分类

（三）难点：

1.对泥石流形成条件的掌握

2.泥石流的防治

二、复习题

1. 简述泥石流的基本特征。

2.泥石流的形成条件有哪些？

三、参考答案

1.详细答案请见P175

2. 详细答案请见P172

第 9章地面沉降

一、学习要点

（一）内容：地面沉降的诱发因素及其地质环境，地面沉降的机制分析（二）基本要求：

1.了解地面沉降的诱发因素及其地质环境

2. 了解地面沉降的机制分析

（三）难点：

1.对地面沉降的机制分析的不同方法

二、复习题

1.地面沉降的诱发因素有哪些？

2.地面沉降的预测方法？

三、参考答案

1.详细答案请见P191

2. 详细答案请见P201

第10章渗透变形

一、学习要点

（一）内容：

1.渗透变形的条件和机理

2.渗透变形的类型和判别

3.临界水力坡度

4.渗透变形的防治

（二）基本要求：

1.掌握渗透变形的条件

2. 掌握渗透变形的机理

3.了解渗透变形的类型和判别

3.了解临界水力坡度的概念

（三）难点：

1.对渗透变形的条件的掌握

2. 对渗透变形的机理的深刻理解

二、复习题

1.什么是渗透力？

2.什么是渗透变形？

3.渗透变形的必要条件有哪些？

三、参考答案

1.详细答案请见P209

2. 详细答案请见P209

3. 详细答案请见P210-P211

第三篇工程地质技术与方法

第11章工程地质模拟与评价

一、学习要点

（一）内容：工程地质的评价，工程地质的数值模拟和物理模拟

（二）基本要求：

1.了解工程地质的评价的方法

（三）难点：

1.对工程地质有关问题的数值模拟和物理模拟

第12章工程地质勘察

一、学习要点

（一）内容：

工程地质勘察的目的、任务和基本方法，工业与民用建筑的主要工程地质问题，公路工程的主要工程地质问题，工程地质调查和测绘，工程地质勘探，工程地质试验及现场观测，工程地质勘察资料的室内整理，工程地质勘察报告实例

（二）基本要求：

1.掌握工程地质勘察的主要任务

2.了解工业与民用建筑的主要工程地质问题

3.了解公路工程的主要工程地质问题

4.了解工程地质测绘的内容

5.了解工程勘探的方法

6.了解工程地质试验及现场观测的方法

7.了解工程地质勘察资料的室内整理的内容

（三）重点：工程地质勘察的主要任务，工程地质试验及现场观测的方法

（四）难点：工程地质试验及现场观测的方法

二、复习题

（一）问答题

1. 工程地质勘察的主要任务。

2. 工程地质勘察不同阶段的主要任务分别是什么？

3.简述工程地质测绘的内容。

三、参考答案

（一）问答题

1.答：①调查工程建设区域的地形地貌②查明工程建设区域的地层条件③调查工程建设区域的地质构造④查明工程建设区域的水文及水文地质条件⑤确定工程建设区域有无不良地质现象⑥测定地基土的物理力学性质指标

2.见课本P241

3.见课本P242

第13章工程地质测试与试验

一、学习要点

（一）内容：

1.地应力的测试

2.岩土体的物理力学性质测试

3.地下水测试

（二）基本要求：

1.掌握水压致裂法的基本原理

2.了解静力触探方法的有关内容

（三）难点：

对岩土测试的各种方法原理的理解。

二、复习题

1.画出水压致裂法中孔压力随时间变化曲线，并简述基本原理。

三、参考答案

1.见课本P260

第14章工程地质监测与预测一、学习要点

（一）内容：

1.工程地质监测技术

2.工程地质监测系统设计

3. 工程地质预测

（二）基本要求：

1.了解工程地质监测技术

2.了解工程地质监测系统设计

3. 了解工程地质预测

第 15章工程地质信息技术一、学习要点

（一）内容：

1.地理信息技术的基本内容

2.工程地质GIS

3. 遥感技术

（二）基本要求：

1.了解地理信息技术的基本内容

2.了解工程地质GIS的概念

3. 了解有关遥感技术的基本内容

2、岩体结构：

3、卓越周期：

4、滑坡：

5、混合溶蚀效应：

6、地面沉降：

二、填空（26×1ˊ）

1、工程地质学研究方法、、

、。

2、岩体结构面按成因类型分为、、、

和五大类。

3、地震按其发生的原因分为、、

三类。

4、斜坡稳定性影响因素，主要包括、、

、。

5、脆性围岩的变形破坏形式有、、

、。

6、泥石流的形成条件、、

。

7、根据工程地质的研究目的，工程地质监测主要分为、

、。

三、问答

1、活断层的鉴别方法，请列举几条，并加以简述。（8ˊ）

2、简述斜坡变形破坏基本类型。（8ˊ）

3、简述不同洞形、洞壁上的应力特点。（8ˊ）

4、论述详细勘察的目的（13ˊ）

5、结合自己的实践过程论述自己遇到的工程地质问题。（13ˊ）

2、地震烈度：

3、重分布应力状态：

4、泥石流：

5、渗透变形：

6、岩溶地面塌陷：

二、填空题（26×1ˊ）

1、区域地壳稳定性分析的三个代表性理论、

、。

2、影响斜坡应力分布的因素、、

。

3、塑性围岩的变形破坏形式有、、

。

4、斜坡的破坏类型主要包括、这两种常见形式。

5、在工程地质中，水的作用主要表现在、

、、

、。

6、工程地质勘察分为、、

三个阶段。

7、渗透变形的必要条件、、

。

三、问答

1、画出水压致裂法中孔压力随时间变化曲线，并简述基本原理。（8ˊ）

2、简述泥石流形成的条件。（8ˊ）

3、论述地面沉降的诱发因素。（8ˊ）

4、论述详细勘察的目的。（13ˊ）

5、滑坡的形态要素有哪些？（13ˊ）

参考答案

模拟试题一

一、名词解释

1、工程地质问题是指工程地质条件与建筑物之间所存在的矛盾。

2、岩体结构：就是岩体是由结构面和结构体共同组成的结构形态，不同类型的基本单元在岩体内组合、排列的形式成为岩体结构。

3、卓越周期：由于表层岩土体对不同周期的地震波有选择放大作用，某种岩土体总是选择某种周期的波放大得尤为明显而突出，使地震记录图上的这种波记录得多而好。这种周期即该岩土体的特征周期，也叫做卓越周期。

4、滑坡：斜坡岩土体沿着贯通的剪切破坏面（带），产生以水平运动为主的现象，称为滑坡。

5、混合溶蚀效应：不同成分或不同温度的水混合后、其溶蚀性有所增强，这种增强的溶蚀效应叫做混合溶蚀效应。

6、地面沉降：是指地壳表面在内力的地质作用、外力地质作用与人类活动的作用下，造成地壳表面某一局部范围内或大面积的、区域性的沉降活动，其垂直位移一般大于水平位移。

二、填空

1、工程地质学研究方法：自然历史分析法、数学力学分析法、模型模拟试验法和工程地质类比法。

2、岩体结构按成因类型分：沉积结构面、火成结构面、变质结构面、构造结构面、表生结构面。

3、地震分为：构造地震、火山地震、陷落地震。

4、斜坡稳定性影响因素主要有：岩土类型、岩土体结构、地质构造、水文地质条件。

5、脆性围岩的变形破坏形式：张裂坍落、劈裂、剪切滑动或剪切破坏、岩爆。

6、泥石流形成条件：地形条件、地质条件、气象水文条件。

7、工程地质监测分为：位移监测、应力监测、水的监测。

三、问答

1、详细答案见课本P57

2、详细答案见课本P89

3、详细答案见课本P127

4、详细答案见课本P241

5、根据自己的实践经验回答，言之成理，即可得分。

模拟试题二

一、名词解释

1、工程地质问题：是指工程地质条件与建筑物之间所存在的矛盾。

2、地震烈度：是衡量地震所引起的地面震动强烈程度的尺度。它不仅取决于地震能量，同时也受震源深度、震中距、地震传播介质的性质等因素的影响。

3、重分布应力状态：我们把地下开挖以后，由于围岩质点应力、应变调整而引起天然应力大小、方向和性质改变的作用，称为应力重分布作用。经应力重分布作用后形成的新的应力状态，称为重分布应力状态。

4、泥石流：是发生在山区的一种含有大量泥沙、石块的暂时性湍急水流。

5、渗透变形：当渗透力达到一定值时，岩土中的颗粒发生移动，甚至一定体积的岩土体发生悬浮或移动，这种作用和现象叫做渗透变形。

6、岩溶地面塌陷：是指覆盖在溶蚀洞穴发育的可溶性岩层之上的松散土石体在外动力因素作用下向洞穴运移而导致的地面变形破坏，其表现形式以塌陷为主、并多呈圆锥形塌陷坑。

二、填空

1、区域地壳稳定性分析的三个代表性理论：“安全岛”理论、构造控制理论和区域稳定工程地质理论。

2、影响斜坡应力分布的因素：岩体初始应力的影响、坡形的影响、斜坡岩土体性质和结构特征的影响。

3、塑性围岩的变形破坏形式有：挤出、膨胀、涌流和坍塌。

4、斜坡的破坏类型主要包括：崩塌、滑坡。

5、在工程地质中，水的作用主要表现在：软化作用、冲刷作用、静水压力作用、动水压力作用、浮托力作用。

6、工程地质勘察阶段：可行性研究勘察、初步勘察、详细勘察。

7、渗透变形的必要条件：存在可能被渗流带走的松软土石、具备强烈的水动力条件、存在渗流出逸的临空条件。

三、问答

1、详细答案见课本P260

2、详细答案见课本P172

3、详细答案见课本P191

4、详细答案见课本P241

5、详细答案见课本P96