工程地质学
工程地质学
(2)人类工程活动又会以各种方式影响地质环境： 由于人类工程活动规模愈来愈大，对地壳表层岩体的改造作用已达 到不可忽视的程度，对地质环境的影响早已超出局部场地的范围而波及到广 大区域。到目前为止人类活动已涉及到地球表面80％的地区。 例如，大量抽汲地下水或其它地下流体，降低了土体中的空隙液压，引 起了大范围的地面沉降，使得沉降区内已有建筑物的正常工作条件受到严重 影响。又如修建高坝大水库，大区域的水文动态和水文地质条件因之而改变， 往往引起区域性的坍岸或浸没。有时库尾淤泥还会引起支流泄水不畅，造成 更大区域的地下水回水，如在黄土地区还会进一步引起大区域的湿陷。在某 些地区还会产生水库诱发地震，导致较大区域内的建筑物受到危害。
矿山工程常遇到的是露天矿边帮及地下巷道的稳定 及涌水、采矿引起地面塌陷问题；
在特种土地区如红土、黄土、淤泥、膨胀土等同样 会遇到特殊的工程地质问题。
水利水电工程的工程地质问题更为复杂多样，除与 其他工程相类似的区域地壳稳定、坝基、边坡和地 下洞室岩土体的稳定问题外，还有库坝区渗漏、水 库库岸稳定、水库淤积、滨库地区浸没、水库诱发 地震等问题； 由于大量抽取地下水、石油及天然气而造成大范围 地面沉降，放射性能源的应用而存在核废料的储存， 采矿而产生的废矿渣的处理等则属于环境工程地质 问题。
工程地质条件的定义
在工程地质学中，对人类工程活动的地质环境常用工 程地质条件来描述。 工程地质条件是一个综合性概念，可理解为与 工程 建筑有关的地质条件的总称。 一般认为，它包括工程建设地区的：岩土工程地质 性质；地形地貌；地质构造；水文地质条件；物理地质 现象; 地质物理环境（地应力及地热等）；天然建筑材 料等七个方面的因素。
地质环境的定义
地质环境广泛的含义可理解为人类生存与活动进程 中地壳表层的地形、地貌、岩土、水、地层构造、矿产 资源、地壳稳定性等自然因素的总称。地质环境对工程 建设场地的选择和建筑物结构类型及施工方法的确定， 起着决定性的影响。 地质环境不良，一方面可能因需要采取地基处理措 施而提高工程的造价；一方面可能会影响工程建筑的稳 定、安全和正常使用。 世界上大坝破坏和失事的事例中，至少有一半是由 地质条件不良而引起的。
工程地质学
绪论1.1地质学与工程地质学地质学是一门研究地球的科学。
它研究的对象主要是固体地球的上层，主要有以下几方面内容：○1研究组成地球的物质○2阐明地壳及地球的构造特征，即研究岩石或岩石组合的空间分布○3研究地球的历史以及栖居在各地质时期的生物及其演变○4研究方法有同位素地质学、数学地质学及遥感地质学等○5研究应用地质学以解决资源探寻、环境地质分析和工程防灾问题从应用方面来说，地质学对人类担负着重大使命，主要有两个方面：一是以地质学理论和方法指导人们寻找各种资源；二是运用地质学理论和方法研究地质环境，查明地质灾害的规律和防治对策，以保证工程建设安全、经济正常运行。
这就是工程地质学研究的主要内容。
工程地质学是地质学的重要分支学科，是把地质学原理应用于工程实际的一门学问，减灾防灾是工程地质学的主要任务。
1.2 工程地质学的主要任务和研究方法工程地质学在经济建设和国防建设中应用非常广泛。
工程地质研究的基本任务，可以归结为以下三个方面：○1区域稳定性研究与评价，是指由内力地质作用引起的断裂活动、地震对工程建设地区稳定性的影响；○2地基稳定性研究与评价，是指地基的牢固、坚实性；○3环境影响评价，是指人类工程活动对环境造成的影响。
工程地质学的具体任务是：○1评价工程地质条件；○2论证和预测有关工程地质问题发生的可能性、发生的规模和发展趋势；○3提出及建议改善、防治或利用有关工程地质条件的措施；○4研究岩体、土体分类和分区及区域性特点；○5研究人类工程活动与地质环境之间相互作用与影响运用工程地质学在工程规划、设计以及在解决各类工程建筑物的具体问题时必须开展详细的工程地质勘察工作。
工程地质勘察的目的是为了取得有关建筑场地工程地质条件的基本资料和进行工程地质论证。
工程地质学研究的对象是复杂的地质体，所以其研究方法应是地质分析法与力学分析法、工程类比法与实验法等密切结合，即通常所说的定性分析和定量分析相结合的综合研究方法。
工程地质学知识点
工程地质学知识点1.地质调查和勘探：工程地质学的基础是对地质条件进行准确和详细的调查和勘探。
地质调查包括地貌调查、地层调查、构造调查等，用于确定地质结构、岩性和地层等地质情况。
2.地质工程地质勘察：地质工程地质勘察是为了解地下地质情况、获得工程设计和施工所需的地质资料而进行的工作。
包括地质资料的收集、分析、解释和报告等。
3.岩土力学：岩土力学是研究岩土材料变形和破坏的力学性质和变形规律，对于工程地质学至关重要。
岩土力学的主要内容包括岩土材料的物理力学性质、应力应变关系、强度和破坏准则等。
4.岩土工程：岩土工程是研究土地和岩石的工程性质、问题和处理方法，它是工程地质学的一个重要分支学科。
主要研究岩土工程材料的性质、施工技术、工程设计和施工控制等。
5.地下水和水文地质：地下水是地质工程中一个重要的因素，对工程建设和稳定性有重要影响。
水文地质研究地下水运动、分布、水位、水质等地下水问题，为工程建设提供地下水环境的合理利用和保护措施。
6.坡体工程：坡体是指地表坡地上层土层的局部或整体塌陷或滑动变形。
坡体工程是为了防治坡体滑坡和塌陷而进行的一系列工程措施，包括防护、加固、治理等。
7.地震工程：地震工程是研究地震对工程建设和结构物的影响，并提出相应的抗震设计和防护措施的学科。
地震工程需要进行地震活动的预测、震源机制研究、地震动力学分析等。
8.岩土动力学：岩土动力学是研究由于地震、爆炸、地下水流等自然或人工因素引起的岩土体的动力响应和破坏机制的学科。
岩土动力学主要包括岩土动力特性、地震响应分析、地震波在岩土体中的传播和衰减等。
9.岩土工程设计：岩土工程设计是基于地质调查和勘察的工程地质资料，制定合理的岩土工程方案和设计参数的过程。
设计过程中要考虑地质条件、岩土性质、荷载特征、施工工艺等因素。
10.工程地质灾害：工程地质灾害包括地质灾害对工程建设或已建工程产生的破坏、危害和影响等。
主要包括地质滑坡、地面沉降、地裂缝、地震等。
工程地质学
工程地质学：工程地质学是地质学的分支学科。
它是一门研究与工程建设有关的地质问题、为工程建设服务的地质科学，属应用地质学范畴。
工程地质条件（Engineering geological condition）：指与工程建设有关的地质因素的综合。
它是自然地质历史发展演化过程中形成的，是客观存在。
地质因素包括岩土类型及其工程性质、地质结构、地貌、水文地质、工程动力地质作用和天然建筑材料等方面，它是一个综合概念。
工程地质问题（Engineering geological problem）：指工程地质条件与建筑物之间所存在的矛盾或问题。
工程地质环境：是人类生活与活动的客观物理环境，是一个综合的概念，多成分的系统。
工程地质环境是人类从事活动的地质环境。
包括工程建设的的适宜性和敏感性两方面。
同时表现为工程建设地质环境系统的协调稳定性。
工程地质学的主要任务：基本任务：查明工程地质条件；中心任务：工程地质问题的分析、评价1、我国地质环境的基本特征？中国大陆自西向东的地势可分为四大阶梯下降。
第一级阶梯是青藏高原；第二级阶梯是青藏高原的北缘与东缘到大兴安岭、太行山、巫山、雪峰山之间；第三级阶梯是更东的低山丘陵和大平原；第四级阶梯从鸭缘江口至广西壮族自治区的北仑河口，是一条婉蜒曲折的海岸带。
这四个阶梯具有不同的地质环境特征，它们对工程活动的制约也各有不同的持点。
第一阶梯，主要有两种地貌单元制约着人类的工程活动，即青藏高原的高原环境和其周边地区的深切峡谷地貌。
第二阶梯由多个大型盆地和高原组成。
由于自北而南，白西而东气候带由寒变暖，由干变湿，外动力地质作用的营力、水文地质条件和自然地质作用都随之而改变，所以这一广阔地带又可分为多个各具特点的地质环境。
第三阶梯和第四阶梯，由于东北、华北、华南现代构造活动性及地表沉积层厚又各有不同，故可将之划分为华南，华北，东北三个不同的地质环境区。
2、内动力地质作用是指由地球内能的积累与释放所产生的一系列动力作用，如构造运动、地震、岩浆活动和变质作用等，其中构造运动是一种最为普遍的内动力地质作用，对工程活动的影响最大。
工程地质学
一、名词解释工程地质学：工程地质学是将地质学的原理运用于解决工程地基稳定性问题的一门学问。
工程地质学通过工程地质调查、勘察和研究建筑场地的地形地貌、地层岩性、地质构造、岩土体工程特性、水文地质和地表地质作用现象等工程地质条件，预测和论证有关工程地质问题发生的可能性并采取必要防治措施，以确保建筑物的安全、稳定和正常运行。
工程地质条件：工程地质条件是一个综合性概念，可理解为与工程建筑有关的地质条件的总称。
一般认为，它包括工程建设地区的：地形地貌；岩土工程地质性质；地质构造；水文地质条件；物理地质现象（不良地质现象或作用-崩滑流）; 天然建筑材料等六个方面的因素。
工程地质问题：人类工程活动和自然地质作用会改变地质环境，影响工程地质条件的变化。
当工程地质条件不能满足工程建筑上稳定、安全的要求时，亦即工程地质条件与工程建筑之间存在矛盾时，称为存在工程地质问题。
地基：一切建筑物都是支撑在地层上，直接支撑建筑物重量的底层部门称为地基地基承载力：指地基所能承受由建筑物基础传来的何在的能力。
岩石：是只在一定条件下，有一种或几种矿物自然组合而成的矿物集合体。
矿物：存在于地壳中的具有一定化学成分和物理性质的自然元素和化合物。
地质构造：是地壳运动的产物，由于地壳中存在很大的应力，组成地壳上部岩层，在地应力的长期作用下会发生变形，形成构造变动的形迹，如岩层褶曲和断层等。
（组成地壳的岩层所具有的一定特征或形态的组构称地质构造。
）岩层产状：以其在空间的延伸方位及其倾斜程度来确定的。
除水平岩层成水平状态产出外，任何面状构造或地质体界面的产状均以其走向、倾向和倾角的数据表示，称为岩层产状三要素。
褶皱构造：是组成地壳的岩层，受构造应力的强烈作用，使岩层形成一系列波状弯曲而未丧失其连续性的构造。
它是岩层产生的塑形变形，是地壳表层广泛发育的基本构造之一。
褶皱构造的基本类型主要有两种：背斜和向斜。
断裂构造：构成地壳的岩体，受力作用发生变形，当变形达到一定程度后，使岩体的连续性和完整性遭到破坏，产生各种大小不一的断裂，称为断裂构造。
工程地质知识点
1、名词：工程地质学：是研究与工程建设有关的地质问题的一门学科。
地质环境：为人类生存与活动进程中地壳表层的地形、地貌、岩土、水、地层构造、矿产资源、地壳稳定性等自然因素的总称。
工程地质条件：是与工程建筑有关的地质条件的总称。
工程地质问题：是指工程地质条件不能满足工程建筑上稳定和安全的要求时，工程建筑物与工程地质条件之间所存在的矛盾。
2、工程地质条件的六大要素是：地层岩性、地质结构与构造、水文地质条件、地表地质作用、地形地貌、天然建筑材料。
3、就土木工程而言，主要的工程地质问题包括：地基稳定性问题、斜坡稳定性问题、洞室稳定性问题和区域稳定性问题。
4、工程地质学的主要任务是：（1）评价工程地质条件，阐明地上和地下建筑工程兴建和运行的有利和不利因素，选定建筑场地和适宜的建筑形式，保证规划、设计、施工、使用、维修顺利进行。
（2）从地质条件与工程建筑相互作用的角度出发，论证和预测发生工程地质问题的可能性、发生的规模和发展趋势。
（3）提出及建议改善、防治或利用有关工程地质条件的措施，加固岩土体和防治地下水的方案。
（4）研究岩体、土体分类和分区及区域性特点。
（5）研究人类工程活动与地质环境之间的相互作用与影响。
一、地球概况1、概念：地壳运动：主要是由于地球内力作用所引起的地壳的机械运动。
2、地壳六大板块：亚欧板块、美洲板块、非洲板块、太平洋板块、印度洋板块、南极洲板块。
3、地壳运动的特征：方向性、普遍性和长期性、运动速度不均一性。
二、矿物与岩石1、概念：矿物:是自然界中的化学元素在一定的物理化学条件下生成的天然物质，具有一定的化学成分和物理性质。
造岩矿物: 组成岩石的主要矿物。
矿物硬度:矿物抵抗外力刻划、压入、研磨的能力。
岩石:是天然生成的，具有一定的结构和构造的矿物集合体。
岩浆岩：由岩浆冷凝、固结所成的岩石，又称火成岩。
沉积岩:是在地表和地表下不太深的地方，由松散堆积物在常温常压的条件下，经过压固、脱水和重结晶作用而形成的岩石。
工程地质学复习资料
1、工程地质条件:各种对工程建筑有影响的地质因素的总称,也称为工程地质环境。
主要内容包括:地形地貌、地层岩性、地质构造、水文地质条件、自然地质现象、天然建筑材料。
2、工程地质问题:研究与人类工程建设活动有关的地址问题的学科,是地质学的一个分支。
工程地质学可分为:工程地质分析、工程岩土学、工程地质勘察三个分支。
3、工程地质的主要研究方法包括地质学方法、实验和测试方法、计算方法和模拟方法。
4、工程地质问题:与人类活动有关的地质问题。
5、地质学:以地球为研究对象的一门自然科学,当前,地质学主要是研究固体地球表层——岩石圈,研究其物质组成,形成,分布,及演化规律;研究地球内部结构,地表形态及其他发展演化的规律性。
第一章地质作用6、内动力地质作用:地球的旋转能、重力能和地球内部的热能、化学能等引起的整个地壳物质成分、内部构造、地质形态发生变化的地质作用。
它包括地壳运动、地震作用、岩浆作用和变质作用。
7、地壳运动主要是指由于地球内部动力引起的地壳的机械运动。
地壳运动按其运动方向分为水平运动和垂直运动。
水平运动:平行于地表,即沿地球切线方向的运动。
垂直运动:垂直地表,即沿地球半径方向的上升和下降运动。
会产生海退和海浸现象。
8、地震作用:地球内部机械能的突然释放,以弹性波的形式传播到地表引起的猛烈冲击。
地震按其发生原因可分为构造地震(90%)、火山地震(7%)、陷落地震(3%)和人工触发地震。
9、岩浆作用:岩浆从形成、运动、演化直到冷凝成岩的过程。
岩浆作用的方式有两种:喷出作用(火山作用)、浸入作用。
喷出作用:岩浆喷出地表形成火山、熔岩、台地以及其他有关地质现象的作用,岩浆冷凝后形成火山岩。
浸入作用:岩浆未上升到地表,而在地下冷却凝固,在这个过程中发生一系类的地质作用,形成浸入岩。
10、变质作用:地下深处固态岩石在高温高压和化学活动性流体作用下,引起岩石的结构、构造或化学成分发生变化,形成新岩石的一种地质作用。
2024年度《工程地质学》ppt课件
2024/3/23
1
目录
• 工程地质学概述 • 岩石与土的物理性质 • 地质构造与工程稳定性 • 水文地质条件与工程问题 • 不良地质现象及防治措施 • 工程地质勘察方法与技术
2024/3/23
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01
工程地质学概述
2024/3/23
3
工程地质学定义与发展
2024/3/23
土洞是发育在可溶岩的上覆土层中， 具有空洞的穴状空间。土洞的形成是 地表水和地下水在土体中潜蚀和冲刷 的结果。
软土
软土是指滨海、湖沼、谷地、河滩沉 积的天然含水量高、孔隙比大、压缩 性高、抗剪强度低的细粒土。具有天 然含水量高、天然孔隙比大、压缩性 高、抗剪强度低、固结系数小、固结 时间长、灵敏度高、扰动性大、透水 性差、土层层状分布复杂、各层之间 物理力学性质相差较大等特点。
15
地下水类型及特征
潜水
埋藏在地表以下第一个 稳定隔水层以上的重力 水，具有自由水面，无
压水。
2024/3/23
承压水
埋藏并充满两个稳定隔 水层之间的重力水，具 有承压性质，有压水。
裂隙水
赋存于基岩裂隙中的地 下水，其运动复杂，水 量变化大，与大气降水
关系密切。
16
岩溶水
赋存于可溶性岩石的溶 蚀裂隙和溶洞中的地下 水，水量丰富，运动复
地球物理勘探技术
利用物探方法，如重力、磁法、电法、地震等，间接推断地下岩 土层的性质、结构和构造。
25
工程地质原位测试技术
载荷试验
在岩土层上施加荷载，观测其变形和破坏过程，确定岩土层的承载 力和变形模量等参数。
旁压试验
利用旁压仪对岩土层施加侧向压力，观测其变形和破坏情况，了解 岩土层的侧向承载力和变形特性。
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中国地质大学研究生院
硕士研究生入学考试《工程地质学》考试大纲
试卷结构：
名词解释、填空题、选择题、判断题约占30~40%
问答题（包括论述题）约占60~70%
考试内容与要求：
一、工程地质学基本概念及方法
考试内容
工程地质学的主要研究内容、研究方法及实际意义，它与其它学科间的相互关系，工程地质学发展历史、现状和研究前沿。
考试要求
1. 理解工程地质学的内涵及任务；
2. 掌握工程地质学所涉及的基本概念，例如工程地质条件、工程地质问题等；
3. 掌握工程地质学研究方法，针对各类工程地质问题的研究思路及基本方法；
4. 了解工程地质学与其它学科间的相互关系及其发展前沿。
二、活断层工程地质研究
考试内容
活断层的基本概念、基本特征、活断层鉴别及研究方法、活断层区建筑原则。
考试要求
1. 理解活断层的定义及其内涵；
2. 掌握活断层的基本特征；
3. 掌握活断层的鉴别方法；
4. 掌握活断层区建筑原则及防治对策；
5. 了解活断层工程地质评价理论及方法。
三、地震工程地质研究
考试内容
地震的基本知识、地震基本特征、地震效应、场地条件对震害的影响、地震小区划、建筑抗震原则及措施
考试要求
1. 理解地震的基本知识，掌握地震的相关概念；
2. 掌握地震地质基本特征；
3. 掌握地震效应类型及相关概念；
4. 掌握振动破坏效应的评价方法；
5. 掌握砂土振动液化的机理、影响因素、评价方法及防护措施；
6. 掌握场地条件对震害的影响；
7. 掌握地震小区划的原理及方法；
8. 掌握地震区建筑抗震原则及措施；
9. 了解我国地震分布的规律；
10. 了解地震的成因理论与机制。
四、岩石风化工程地质研究
考试内容
岩石风化基本概念、影响岩石风化因素、风化壳及分带标志和方法、岩石风化防护措施考试要求
1. 掌握岩石风化的基本概念；
2. 掌握影响岩石风化因素；
3. 掌握风化壳垂直分带标志及方法；
4. 掌握岩石风化防护措施。
五、斜坡变形破坏工程地质研究
考试内容
基本概念、斜坡应力分布特征、斜坡变形破坏形式及机理、崩塌形成条件及基本特征、滑坡形态要素及分类、稳定性影响因素及评价方法、斜坡变形破坏预测预报原理及防治措施考试要求
1. 理解斜坡的重应力分布特征，掌握影响斜坡应力分布的因素；
2. 理解斜坡的变形破坏的实质，掌握斜坡的变形破坏的基本形式；
3. 掌握崩塌形成条件及基本特征；
4. 掌握崩塌变形破坏的评价方法；
5. 掌握滑坡的形态要素及识别滑坡的方法；
6. 掌握滑坡分类依据及常用分类方案；
7. 掌握影响斜坡稳定性的因素；
8. 掌握斜坡稳定性评价的基本方法，重点掌握刚体极限平衡法评价的思路及原理；
9. 掌握滑坡防治的基本原则与方法，重点掌握具体防治措施的特点及防治针对性；
10. 了解滑坡空间预测、时间预报的基本原理及研究思路。
六、渗透变形工程地质研究
考试内容
渗透变形概念及形式、产生渗透变形的基本条件、渗透变形预测、防治措施
考试要求
1. 理解渗透变形的基本概念，掌握影响渗透变形的基本形式；
2. 掌握产生渗透变形的基本条件及其影响规律；
3. 掌握渗透变形预测思路及评价方法；
4. 掌握渗透变形的防治原则及防治措施。
七、岩溶工程地质研究
考试内容
溶蚀机理、岩溶发育的影响因素、岩溶渗漏工程地质问题分析、岩溶塌陷工程地质问题
分析、岩溶渗漏及塌陷处理措施
考试要求
1. 理解溶蚀机理，包括溶蚀过程、混合溶蚀效应、其它离子的作用等；
2. 掌握岩溶发育的基本条件及影响因素；
3. 掌握岩溶渗漏的类型、影响因素及工程地质研究的主要内容；
4. 掌握岩溶区选择库坝位址的原则；
5. 掌握岩溶渗漏的防治措施；
6. 理解岩溶地基变形破坏的主要形式；
7. 掌握岩溶塌陷的特征及其形成机理（潜蚀论、吸蚀论）；
8. 掌握岩溶地基稳定性评价方法（覆盖型岩溶区、裸露型岩溶区）；
9. 掌握岩溶地基的处理措施。
八、泥石流工程地质研究
考试内容
基本概念、形成条件、我国泥石流分布与活动特点、分类、基本特征、预测预报、防治措施
考试要求
1. 理解泥石流的基本概念，了解我国泥石流分布与活动特点；
2. 掌握泥石流的形成条件；
3. 掌握泥石流的基本特征；
4. 掌握泥石流的常用分类依据及方案；
5. 了解泥石流空间预测、时间预报的研究内容及思路；
6. 掌握泥石流的防治原则及措施。
九、水库诱发地震工程地质研究
考试内容
诱发地震的类型、水诱发机制、水库诱发地震发生的地质背景条件、水库诱发地震的基本特征、诱发地震的工程地质研究及预测
考试要求
1. 掌握诱发地震的类型（以诱发成因分类）；
2. 掌握水库诱发地震的基本特征；
3. 掌握水库诱发地震发生的地质背景条件；
4. 掌握水库诱发地震的诱发机制（水岩作用、水诱发机制、不同构造背景条件下的诱发机制）；
5. 了解诱发地震的工程地质研究及预测方法。
十、地面沉降工程地质研究
考试内容
基本概念、地面沉降机理、地面沉降的地质背景条件、沉降预测、防治及控制措施考试要求
1. 掌握地面沉降的基本概念；
2. 了解我国地面沉降的基本特征；
3. 掌握地面沉降的诱发因素及地质环境；
4. 掌握地面沉降机理（主要是降水引起的地面沉降）；
5. 了解地面沉降预测的内容、基本方法及预测成果；
6. 掌握地面沉降控制和治理的原则和措施。