02404工程地质及土力学课件
2024版《工程地质》PPT课件
0102工程地质是研究工程建设与地质环境相互作用及其影响规律的学科。
为工程建设提供地质依据，预测和防治工程地质问题，保障工程建设的顺利进行。
定义任务工程地质定义与任务研究区域地质构造、地壳稳定性及地震活动对工程的影响。
地质构造与地壳稳定性研究地下水的分布、运动规律及其对工程的影响。
水文地质条件研究岩土体的物理力学性质、分类及工程特性。
岩土体性质与分类研究滑坡、崩塌、泥石流等不良地质现象的成因、发育规律及防治措施。
不良地质现象工程地质研究内容为土木工程建设提供地质依据，确保工程建设的安全性和经济性。
与土木工程关系为水利工程建设提供水文地质资料，预测水库渗漏、溃坝等工程地质问题。
与水利工程关系为交通线路选线、桥隧位置选择等提供地质依据，保障交通工程建设的顺利进行。
与交通工程关系预测和评估工程建设对环境的影响，提出相应的防治措施。
与环境工程关系工程地质与相关领域关系01岩浆岩由岩浆冷凝形成，包括深成岩、浅成岩和喷出岩，具有结晶质结构和块状构造。
02沉积岩由风化产物、生物遗骸和火山物质等在地表或水下沉积形成，具有层理构造和化石。
03变质岩由已形成的岩石在高温高压下发生变质作用形成，具有片理构造和变质矿物。
残积土由岩石风化后残留在原地的碎屑物质组成，结构松散，力学性质较差。
坡积土由山坡上的碎屑物质在重力作用下堆积形成，具有分选性和层理构造。
洪积土由洪水携带的碎屑物质堆积形成，具有分选性和交错层理。
冲积土由河流携带的碎屑物质堆积形成，具有层理构造和较好的力学性质。
01020304表示岩石和土体的质量和体积之间的关系，影响工程建设的荷载计算。
密度与重度描述岩石和土体中孔隙的发育程度和连通性，影响工程建设的排水设计和地基稳定性。
孔隙性与渗透性表示岩石和土体在压力作用下体积减小的性质，影响工程建设的沉降计算和地基稳定性。
压缩性与变形性描述岩石和土体抵抗剪切和压缩破坏的能力，影响工程建设的边坡稳定性和地基承载力。
抗剪强度与抗压强度岩石与土体物理力学性质03岩层在地质作用下形成的波状弯曲现象，分为背斜和向斜两种基本形态。
自考全国工程地质及土力学复习资料(自考02404)(终极完整
全国工程地质及土力学复习资料（终极完整版）第一章岩石和地质构造一、地球的构造分为外部和内部两部分。
外部包括大气圈、水圈和生物圈；内部则包括地壳、地幔和地核。
组成地壳的基本物质是岩石。
地幔与地壳的分界面为莫霍面，地幔占地球总质量的66％，根据地震波传播速度的特征，它可分为上地幔和下地幔两部分。
地核占地球总质量的32.5％，根据地震波传播速度的特征，可分为外部地核、过渡层和内部地核三层。
二、什么叫矿物质和岩石？说明几种主要的造岩矿物和岩石的种类？矿物：具有一定化学成分和物理性质的自然元素单质和化合物，主要造岩矿物：白云母、角闪石、石英、白云石等。
岩石：是地壳中由一种或多种矿物组成的物质。
岩石有岩浆石、沉积石、变质石等。
何谓岩石的结构和构造?岩石的结构：是指组成岩石的矿物结晶程度、晶粒大小、晶体形状及相互结合的方式。
构造指矿物在岩石中的排列和充填方式所反映出的外貌特征。
三、试结合矿物的标本，阐述矿物主要的物理性质特征如颜色、光泽、解理、断口、结晶形态和硬度等的基本概念。
颜色：矿物的颜色是矿物对白（日）光选择吸收的表现。
当矿物有选择地吸收其中某一或某些波长的光波时，则矿物就呈现剩余波长光波的混合色。
按其不同的成因可分为自色、他色和假色。
条痕色：指矿物粉末的颜色，他排除了矿物因反射所造成的色差，以去掉假色，减弱他色，保存自色，使常见矿物的颜色更为固定，对于鉴别矿物具有实用意义。
透明度：是指矿物透光能力的大小，即光③线透过矿物的程度。
矿物的透明度分为：透明、半透明、不透明三级。
光泽：矿物表面反光的的光亮程度称为光泽。
矿物的光泽按其反射强弱划分如下：①金属光泽；②非金属光泽。
硬度：矿物抵抗外力刻划研磨的能力称为硬度。
各种矿物由于化学成分和内部结构的不同，常具有不同的硬度，这是鉴别矿物的一个重要特征。
解理与断口：矿物受到外力的作用（如敲打），其内部质点间的连接力被破坏，沿一定的方向形成一系列光滑的破裂面的性质，称为解理。
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
2
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。
土力学与地基基础工程地质PPT课件
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D：光泽 矿物的光泽是指矿物表面反射光的能力，是用肉眼
鉴别矿物的重要依据之一。根据矿物表面反光强弱可将光 泽分为金属光泽、半金属光泽、金刚光泽、油脂光泽、珍 珠光泽、丝绢光泽、蜡状光泽以及土状光泽。
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（2）主要造岩矿物 矿物是地壳中的一种或多种元素在各种地质作用
(自然作用)下形成的自然产物，是具有一定化学成分、内 部构造和物理性质的自然元素或化合物。矿物是构成地壳 的最基本物质。
构成岩石的矿物，称为造岩矿物。目前发现的地壳 中的造岩矿物多达3000余种，以硅酸盐类矿物为最多， 约占矿物总量的90％，其中最常见的矿物约有50余种。 黄铁矿，赤铁矿，褐铁矿，磁铁矿等等。
F：解理 矿物在外力作用下总是沿一定的结晶方向裂成光滑
平面的性质即为解理，裂开的光滑平面成为解理。解理总 是沿着晶体构造中面向与而网之间连接力最弱的平面发生。 相互平行的一系列解理面称一组解理。 G：断口
矿物在外力打击下，不以一定结晶方向发生断裂形 成的断裂面即为断口。
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H：比重 比重指矿物的质量与4℃时同体积水的质量的比值。
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3）地质循环 各内力地质作用及外力地质作用现象进行归类可将
其划分为风化剥蚀、搬运沉积、变质作用以及构造运动4 种类型。这4种类型的地质作用在地壳上构成了一个巧妙 的循环过程，如图所示。
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风化剥蚀使暴露于地壳表面的岩石破碎剥落，破碎剥落 的岩石碎屑物质被一定的外力地质作用搬运后在一定的地 质环境中沉积下来，当这些沉积下来的岩石碎屑物质埋入 地下一定深处，就会在高温高压作用下变质成岩，变质成 岩的岩体在构造运动作用下一旦暴露于地壳表面又会重新 被风化剥蚀，进入下一个循环过程，我们称这种循环为地 质循环。
工程地质及土力学02404
附件2：工程地质及土力学（02404）考试内容第一章岩石和地质构造1.矿物的硬度——摩氏硬度。
2.岩石按成因的分类；沉积岩的结构、构造及常见沉积岩(如石灰岩和砂岩)的特征。
3.褶皱构造的特征；断层的基本类型；不整合构造的类型。
4.岩石的水理性质。
5.坡积土层、洪积土层及冲积土层的特点。
第二章建筑工程地质问题1.河流的地质作用。
2.滑坡的形成条件、影响因素及防治措施。
3.崩塌的形成条件。
4.泥石流的形成条件、影响因素及防治措施。
5.岩溶与土洞的治理方案。
6.地震波的传播和分类；地震震级和地震烈度的含义。
第三章土的渗透性与渗流1.达西渗透定律适用的范围；达西渗透定律中渗流量、渗透流速、渗透系数、水力梯度的概念及相关计算；影响土渗透性的主要因素。
2.渗透力与临界水力梯度的概念；流土和管涌发生的水力条件。
第四章土的压缩性与基础沉降1.室内侧限压缩试验的结果绘制e～p曲线及e～logp曲线的形态特点；压缩系数、压缩指数、压缩模量、先期固结压力的概念。
2.固结沉降分层总和法计算的主要步骤。
3.一维固结过程中的孔隙水压力和有效应力的变化。
第五章土的抗剪强度1.抗剪强度的概念；摩尔库伦抗剪强度理论及其极限平衡条件。
2.直接剪切仪测定土的抗剪强度的优、缺点；三轴剪切试验的原理和方法及试验结果的整理。
3.粘性土不固结不排水剪强度的特性。
第六章土压力、地基承载力和土坡稳定1.朗肯土压力理论和库伦土压力理论的基本假定；朗肯土压力理论基本原理和计算公式；朗肯土压力理论计算挡土墙的主动土压力。
2.地基承载力中临塑荷载的概念；太沙基极限承载力公式适用条件。
3.粘性土土坡的稳定安全系数的含义；渗流力对土坡稳定的影响。
PPT工程地质与岩土力学
7.土的压缩指标有（压缩系数）、（压缩指数）和（压缩模量）三种。 8. 岩石（体）的力学性质包括的岩石（破坏形式）、（强度）、（变形性质）及岩石的破坏准则。 9.土压力有（静止土压力）、（主动土压力）和（被动土压力）三种类型。 10.地震导致砂土液化的危害主要有（基础沉降和不均匀沉降）、（大面积喷水冒砂）、（地基承载力丧失）和岩土体失稳四个方面。
第十六章 水利工程中的地基处理
学习指导 一、重点掌握 1、排水固结处理方法； 2、截渗墙施工方法及高压固结灌浆的关键技术及灌浆工艺。
二、一般了解 水利水电工程中的地基处理方法，包括软弱地基的排水固结处理，水利工程中的截渗墙防渗处理及高压固结灌。
第十七章 工程地质信息获取与处理
学习指导 一、重点掌握 1、工程地质测绘、物探与勘探； 2、室内外试验的方法及坝基位移监测技术； 二、一般了解 工程地质信息的表述与存储；边坡变形监测技术及监测系统的建立。
10m
6m
a
b
c
3.49m
Pa
Pw
Pa
Pw
答案：土压力分水上和水下两部分计算。 a点：Pa＝0 b点： Pa＝ c点： Pa＝
水上部分： 水下部分： 总主动土压力：Pa＝108+171＝279kN/m。其作用点为水上、水下部分的合力作用点，距离底边3.49m处见图。 m。 水压力： 作用点距墙底4/3m，即1.333m处。
5.表示该点土体处于稳定状态的是（A）。 A. B. C.
土力学基础工程ppt课件(完整版)精选全文
b d 0[x ()2z2]2
z p [ n (am n r a cr tn m c a 1 ) t n ( n a m ( 1 n ) n 2 1 ) m 2 ] s p 0
2.4 土的压缩性
土的压缩性高低，常用压缩性指标定量 表示。压缩性指标，通常由工程地质勘 察取天然结构的原状土样，进行室内压 缩试验测定。
<0.005
0 4 0
小 于 某 粒 径 的 土 粒 质 量 /%
100
80
60
40
20
0 10
1
0 .1
0 .0 1
1 E -3
粒 径 /mm
1.1.2 土中水
（1）结合水
强结合水、弱结合水
（2）自由水
重力水、毛细水
（3）气态水
（4）固态水
双电层
• 结合水概念
强结合水、弱结合水
• 双电层概念
k l e 2
2.2.4 基底附加压力
p 0p ch p 0 h
2.3 地基附加应力
2.2.1 基本概念
1、定义
附加应力是由于外荷载作用，在地基中产生的应力增 量。
2、基本假定
地基土是各向同性的、均质的线性变形体，而且在深 度和水平方向上都是无限延伸的。
2.2.2 竖向集中力作用时的地基附加 应力布辛奈斯克解答
• 均布条形荷载下地基中附加应力的分布规律：
(1) 地基附加应力的扩散分布性； (2) 在离基底不同深度处各个水平面上，以基底中心点下轴
线处最大，随着距离中轴线愈远愈小； (3) 在荷载分布范围内之下沿垂线方向的任意点，随深度愈
向下附加应力愈小。
4、三角形分布条形荷载
dp pd
自考全国工程地质及土力学复习资料(自考02404)(终极完整版)
全国工程地质及土力学复习资料（终极完整版）第一章岩石和地质构造一、地球的构造分为外部和内部两部分。
外部包括大气圈、水圈和生物圈；内部则包括地壳、地幔和地核。
组成地壳的基本物质是岩石。
地幔与地壳的分界面为莫霍面，地幔占地球总质量的66％，根据地震波传播速度的特征，它可分为上地幔和下地幔两部分。
地核占地球总质量的32.5％，根据地震波传播速度的特征，可分为外部地核、过渡层和内部地核三层。
二、什么叫矿物质和岩石？说明几种主要的造岩矿物和岩石的种类？矿物：具有一定化学成分和物理性质的自然元素单质和化合物，主要造岩矿物：白云母、角闪石、石英、白云石等。
岩石：是地壳中由一种或多种矿物组成的物质。
岩石有岩浆石、沉积石、变质石等。
何谓岩石的结构和构造?岩石的结构：是指组成岩石的矿物结晶程度、晶粒大小、晶体形状及相互结合的方式。
构造指矿物在岩石中的排列和充填方式所反映出的外貌特征。
三、试结合矿物的标本，阐述矿物主要的物理性质特征如颜色、光泽、解理、断口、结晶形态和硬度等的基本概念。
颜色：矿物的颜色是矿物对白（日）光选择吸收的表现。
当矿物有选择地吸收其中某一或某些波长的光波时，则矿物就呈现剩余波长光波的混合色。
按其不同的成因可分为自色、他色和假色。
条痕色：指矿物粉末的颜色，他排除了矿物因反射所造成的色差，以去掉假色，减弱他色，保存自色，使常见矿物的颜色更为固定，对于鉴别矿物具有实用意义。
透明度：是指矿物透光能力的大小，即光③线透过矿物的程度。
矿物的透明度分为：透明、半透明、不透明三级。
光泽：矿物表面反光的的光亮程度称为光泽。
矿物的光泽按其反射强弱划分如下：①金属光泽；②非金属光泽。
硬度：矿物抵抗外力刻划研磨的能力称为硬度。
各种矿物由于化学成分和内部结构的不同，常具有不同的硬度，这是鉴别矿物的一个重要特征。
解理与断口：矿物受到外力的作用（如敲打），其内部质点间的连接力被破坏，沿一定的方向形成一系列光滑的破裂面的性质，称为解理。
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）
10.以下说法中正确的是 （ ） A.只有孔隙水压力才是土体产生变形的原因
B.总应力不变的前提下，孔隙水压力越小，土体越稳定
C.总应力和孔隙水压力可以相互转化
D.地震荷载作用下，会使松砂的孔隙水压力减小
二、 填空题。
（每题1分，共10题）
11.有一砂土层，测得其土粒的孔隙比为0.70，烘干后测得最小孔隙比为0.42，最大孔隙比为0.93，则该砂土层的相对密实度r D = 。
12.粘性土地基的总沉降量由瞬时沉降、固结沉降和 三部分组成。
13.地下水的流动状态分为层流和紊流，达西定律适用于 状态。
14.褶皱中央最内部的岩层，称为褶皱的 。
15.当土为超固结状态时，其先期固结压力c P 与目前上覆土层的自重应力0P 之间的大小关系为 。
16.实验室通常采用 测定土的含水量。
17.土的结构包括单粒结构、 、絮状结构三种。
18.莫氏面和古登堡不连续面将地球划分为地壳、 、地核。
19.计算地基沉降量时常用的方法是 。
20.在粒径级配曲线上，确定小于某粒径的土重占土样总重的50%时对应的 粒径称为 。
三、 判断题。
（每题1分，共10题）
21.地震波分为纵波和横波。
纵波可以通过固体和流体，速度较快；而横波只能通过固体，且速度较慢。
（ ） 22.沉积岩按其SiO2含量的大小可以划分为超基性、基性、中性、酸性、超酸性。
（ ） 23.根据岩层的产状可以将岩层分为水平岩层、倾斜岩层和直立岩层三种类型。
（ ） 24.第四纪沉积物是指第四纪时期因冰川作用所沉积的物质。
（ ） 25.基本指标通过实验测得，换算指标是由基本指标换算所得。
（ ） 26.条形基础指的是长边长度相对于短边长度是无限长的基础。
（ ） 27.基础底面尺寸越大，在相同深度处所引起的附加应力Z σ就越小。
（ ） 28.土的e-p 压缩曲线反映土的压缩特性，曲线越陡，表示土的压缩性越低。
（ ） 29.工程实践中常采用CZ Z σσ1.0=作为确定地基沉降计算深度的条件。
（ ） 30.土的抗剪强度公式c f +=ϕστtan 中c 指的是土的内摩擦角。
（ ）
四、名词解释。
（每题5分，共3题）
31.极限承载力
32.基础
33.土的饱和度
五、简答题（每题5分，共3题）
34.简述沉积岩形成的三个阶段。
35.简述砂土液化的原因。
36.分层总和法计算沉降量的步骤有哪些？
六、 计算题。
（37题7分，38题和39题各8分，40题7分，共40分） 37.某饱和黏性土的含水量36.0%w =，土粒相对密度 2.70s d =，求土的孔隙比e 和 干密度d
ρ ?
38.根据下图给出的资料，计算并绘制地基中的自重应力沿深度的分布曲线。
（水的重度310KN/m w γ=，浮重度'sat w
γγγ=-）
39.已知某工程矩形基础，长度为14.0m ，宽度为10.0m 。
计算深度同为10.0m ，长边 中心线上基础外6m 处A 点的竖向附加应力为矩形基础中心点O 的百分之几？ （应力系数c α按附表中数值取定）
40.某挡土墙高H=5m ，假定墙背垂直光滑，墙后填土面水平，填土的黏聚力c=11kPa ， 内摩擦角0
20=ϕ，重度3
/18m kN =γ，试求主动土压力的合力。
值附表：均布竖向荷载作用时矩形基础某角点下地基附加应力系数c。