工程地质学课件
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中国地质大学工程地质学基础精品PPT课件
早在十八世纪，人们从地震活 动与断层活动的关系渐渐意识 到断层的活动性特征，经过几 个世纪的研究，对活断层的特 征有了比较深入的认识。
• 活断层受控于板块构造
• 全球构造（板块构造）理论的基本点是， 全球划分为六个刚性的岩石圈板块。板块 在软流层之上漂移，不断地运动。
• 板块边界的作用力是中国 大陆新生代和现今构造变 形的主要动力源。
研究夷平面、阶地、水系、断崖、土层等，通过测量错 动量及相对年龄，可以计算出平均错动速率。
等级
错动速率 (㎜/a) 活动性
AA >10 极强
A
B
C
D
1－10 0.1－1 0.01－0.1 <0.01
强
弱
微
非活动
2、错动周期
断层两次错动之间的时间间隔定义为活断层错动周期R。 断层运动是地质体能量积累释放的结果，显然能量积累 要经历一个时期，积累的过程断层处于平静期（休眠期）， 释放的过程为活动期。断层表现为活动——平衡——再活动 的周期恢复。断层应变速率、锁固段深度等不同，表现了不 同的错动周期。对于粘滑型断层，一次错动对应的是一次地 震活动。
（3）沿该断裂发生过 蠕动或微震活动
活断层工程地质研究意义
• 活断层的活动可视为一类地质病害，可以 对建筑物产生破坏作用而致害。从这个意 义上讲，活断层的工程地质研究就是要研 究活断层与工程建筑的关系，评价其对建 筑物的破坏作用。
• 活断层错动变形对建筑物的直接破坏;活断 层对区域地质环境的影响，如地震、区域 地壳稳定、水库地震等。
二、活断层的活动方式
（1）粘滑型活断层 间歇性突然滑动，常伴有地震活动，也称为地震断层。 发生在强度较高的岩石中，断层带锁固能力强，危害大。 发震断裂特征：深断裂，裂谷，板块接触带。
• 活断层受控于板块构造
• 全球构造（板块构造）理论的基本点是， 全球划分为六个刚性的岩石圈板块。板块 在软流层之上漂移，不断地运动。
• 板块边界的作用力是中国 大陆新生代和现今构造变 形的主要动力源。
研究夷平面、阶地、水系、断崖、土层等，通过测量错 动量及相对年龄，可以计算出平均错动速率。
等级
错动速率 (㎜/a) 活动性
AA >10 极强
A
B
C
D
1－10 0.1－1 0.01－0.1 <0.01
强
弱
微
非活动
2、错动周期
断层两次错动之间的时间间隔定义为活断层错动周期R。 断层运动是地质体能量积累释放的结果，显然能量积累 要经历一个时期，积累的过程断层处于平静期（休眠期）， 释放的过程为活动期。断层表现为活动——平衡——再活动 的周期恢复。断层应变速率、锁固段深度等不同，表现了不 同的错动周期。对于粘滑型断层，一次错动对应的是一次地 震活动。
（3）沿该断裂发生过 蠕动或微震活动
活断层工程地质研究意义
• 活断层的活动可视为一类地质病害，可以 对建筑物产生破坏作用而致害。从这个意 义上讲，活断层的工程地质研究就是要研 究活断层与工程建筑的关系，评价其对建 筑物的破坏作用。
• 活断层错动变形对建筑物的直接破坏;活断 层对区域地质环境的影响，如地震、区域 地壳稳定、水库地震等。
二、活断层的活动方式
（1）粘滑型活断层 间歇性突然滑动，常伴有地震活动，也称为地震断层。 发生在强度较高的岩石中，断层带锁固能力强，危害大。 发震断裂特征：深断裂，裂谷，板块接触带。
工程地质学图解法边坡稳定性分析课件
工程地质学图解法边坡稳定性分析
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吴氏网的结构
吴氏网的结构：基圆、径向大圆弧、纬向小圆
弧、东西、南北经纬线，间距2°，误差±0.5°。
（1）基圆：赤平大圆，代表水平面，0°-360°
方位角刻度。
（2）两条直径：EW，SN。
（3）经向大圆弧：由一系列走向SN的，向东或西
倾斜，倾角不同（0°-90°），间隔2°的投影大
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工程地质学图解法边坡稳定性分析
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工程地质学图解法边坡稳定性分析
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工程地质学图解法边坡稳定性分析
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工程地质学图解法边坡稳定性分析
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注意
• 赤平投影图应用在坚硬～较坚硬层状结 构岩体边坡；
• 软质、碎裂状、散粒状结构的岩质边坡 ，除有区域性断裂存在外，均不必采用 此法。
工程地质学图解法边坡稳定性分析
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基本原理
投影要素
赤平投影的工具为圆球体（投影球、投射球），包括如下
要素：
1.赤道平面：（赤平面、赤道投影面）
2.基圆：（赤平大圆） 标有南北、东西直径线。
3.极射点：按球上两极发射点不同，分上半球投影和下球 投影。通常运用上极射点（P）进行投影，称为下半球投影； 也可运用下极射点（F）进行投影，称为上半球投影。
反之，赤平面上任意一个点，都 代表一条一定产状的直线：
点（H）所在的方位代表直线的倾 伏向；点（H）与基圆的距离（HD）代 表直线的倾伏角。
工程质学图解法边坡稳定性分析
8
工程地质学图解法边坡稳定性分析
9
四、投影网
为了准确、迅速地作图或量度方向，可采用投影网进行 实际操作。
目前广泛使用的有：1.吴尔福网（等角距网），简称吴 氏网；2.施密特网（等面积网），简称施氏网。它们各有 特点，但用法基本相同。
工程地质学课件--第五章---泥石流
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上午8时和9时34分，兰州军区工兵团成 功爆破堰塞湖的一个缺口，使水位下降 48厘米，为抢险救灾工作创造了有利条 件。
16
§2 形成条件
泥石流的形成，必须同时具备三个基本 条件
地形条件 地质条件 气象水文条件
17
一、地形条件
泥石流总是发生在陡峻的山岳地区，一 般是顺着纵坡降较大的狭窄沟谷活动
5公里长、500米宽区域被夷为平地 截至当日16时统计，泥石流灾害已造成127人
死亡，76人受伤，近2000人失踪，紧急转移安 置4.5万人，倒塌房屋120余户300余间。
13
灾情统计
舟曲县“8-7”特大暴洪灾害受灾4496户、 20227人；水毁农田1417亩，水毁房屋 307户、5508间，其中农村民房235户， 城镇职工及居民住房72户；进水房屋 4189户、20945间，其中农村民房1503 户，城镇民房2686户；机关单位办公楼 水毁21栋，损坏车辆18辆。
在云南、四川的山区，受孟加拉湿热气团影响较强烈， 在西南季风控制下，夏秋多暴雨，降水历时短，强度 大。
如云南东川地区一次暴雨6h降水量180mm，最大降雨 强度达55mm/h，形成了历史上罕见的暴雨型泥石流。
在东部地区则受太平洋暖湿气团影响，夏秋多台风和 热带风暴。1981年8号强台风侵袭东北，使辽宁老帽 山地区下了特大暴雨，6h降水量395mm，其中最大降 雨强度为116.5mm／h，爆发了一场巨大的泥石流。
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典型泥石流流域示意图
返回
2．泥石流流通区（中游）
泥石流流通区是泥石流搬运通过的地段， 多为狭窄而深切的峡谷或冲沟，谷壁陡 峻,纵坡降较大，多陡坎和跌水。
泥石流物质进入本区后具极强的冲刷能 力，将沟床和沟壁上的土石冲刷下来携 走
上午8时和9时34分，兰州军区工兵团成 功爆破堰塞湖的一个缺口，使水位下降 48厘米，为抢险救灾工作创造了有利条 件。
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§2 形成条件
泥石流的形成，必须同时具备三个基本 条件
地形条件 地质条件 气象水文条件
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一、地形条件
泥石流总是发生在陡峻的山岳地区，一 般是顺着纵坡降较大的狭窄沟谷活动
5公里长、500米宽区域被夷为平地 截至当日16时统计，泥石流灾害已造成127人
死亡，76人受伤，近2000人失踪，紧急转移安 置4.5万人，倒塌房屋120余户300余间。
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灾情统计
舟曲县“8-7”特大暴洪灾害受灾4496户、 20227人；水毁农田1417亩，水毁房屋 307户、5508间，其中农村民房235户， 城镇职工及居民住房72户；进水房屋 4189户、20945间，其中农村民房1503 户，城镇民房2686户；机关单位办公楼 水毁21栋，损坏车辆18辆。
在云南、四川的山区，受孟加拉湿热气团影响较强烈， 在西南季风控制下，夏秋多暴雨，降水历时短，强度 大。
如云南东川地区一次暴雨6h降水量180mm，最大降雨 强度达55mm/h，形成了历史上罕见的暴雨型泥石流。
在东部地区则受太平洋暖湿气团影响，夏秋多台风和 热带风暴。1981年8号强台风侵袭东北，使辽宁老帽 山地区下了特大暴雨，6h降水量395mm，其中最大降 雨强度为116.5mm／h，爆发了一场巨大的泥石流。
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典型泥石流流域示意图
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2．泥石流流通区（中游）
泥石流流通区是泥石流搬运通过的地段， 多为狭窄而深切的峡谷或冲沟，谷壁陡 峻,纵坡降较大，多陡坎和跌水。
泥石流物质进入本区后具极强的冲刷能 力，将沟床和沟壁上的土石冲刷下来携 走
工程地质学课件 01工程地质条件成因演化论
第一章 工程地质条件成因演化论
冲积平原：
地质结构及岩性：距地表一定深度内广泛分布的是由各 种砾、砂、粘性土互层组成的松软土体，强度低，易于变形。 地质结构简单，主要形成各类土层的组合关系。地表开阔、 平坦，往往有各种型式河流阶地或埋藏古河床。
地下水：多为埋藏浅的孔隙潜水或层间水，粗砂、砾石 层中客（贮存）水，且水质良好可作为良好的供水水源，过 量抽取会产生地面沉降。
工程地质问题 天然建筑材料
崩塌、滑坡、泥石流广泛 发育，且规模往往很大。
石料、粗骨料丰富 细骨料、土料贫乏
除阶地斜坡有小型滑坡发育外， 其它外生地质灾害不发育； 如有埋藏型碳酸盐岩，可伴有地 面塌陷； 若有隐伏活动断裂，则伴有地震。
土料及细骨料丰富 粗骨料贫乏、缺乏石料
第一章 工程地质条件成因演化论
第一章 工程地质条件成因演化论
2）内动力地质作用控制着外动力地质作用的性质和强度
年轻褶皱山系的强烈的隆起， 以强烈剥蚀作用为主， 隆起愈强，剥蚀愈强。 如有地表水系，河流必然深切侵蚀。
裂谷或断陷盆地地带， 以堆积作用为主， 下陷愈深，堆积作用愈强，所形成的堆积体愈厚。
第一章 工程地质条件成因演化论
外动力 地质作用
风化作用 剥蚀作用 搬运作用 沉积作用 固结成岩作用
第一章 工程地质条件成因演化论
年轻隆起的高原边缘或近代褶皱山系， 河流强烈下切→高山峡谷
山间断陷，
河流或湖泊的沉积作用→山间盆地
近期只有轻微隆起的古老褶皱山系或稳定地台， 河流的剥蚀、夷平和沉积作用→准平原及冲击平原
河口地带，
下陷和迅速沉积→河口三角洲
③膨胀土 主要分布于中南各省，如湖北、四川、云贵、 广西、陕南、安徽等处。基性火山岩、中酸性火山岩、泥岩、 粘土岩及页岩的风华产物，残积、坡积成因，多形成湿润的暖 温带及亚热带。
工程地质学-8PPT课件
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4、工程地质勘察的方法
工程地质勘察方法
测绘 勘探
试验 监测
物探 坑探 钻探 室内试验 室外试验
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二、工程地质勘察阶段的划分
➢可行性研究勘察阶段 ➢ 初步勘察阶段 ➢ 详细勘察阶段
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1、可行性研究勘察阶段
建筑物应避开： 主要任务：选定建筑场 不良地质现象 址(或线路方案)。通过 不良地基 勘察对其稳定性和适宜 不利抗震的 性作出评价，经过技术
第八章 工程地质勘察
第一节 工程地质概述及测绘 第二节 工程地质勘探及勘察报告的编写
重点：掌握工程地质测绘的主要内容、方法，
工程地质物探及工程地质勘察报告的主要内容。
难点：掌握工程地质物探方法及勘察报告的
内容。
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第一节 工程地质概述及测绘
一、工程地质勘察的概念、目的、任务及方法
1、工程地质勘察概念及原则 工程地质勘察：运用工程地质理论和各种勘察测 试技术手段和方法，获取建筑场地及其有关地区工程 地质的原始资料，并进行论证的过程。 基本原则：结合具体建筑物类型、要求、特点、 自然环境等，分阶段进行，按照阶段要求，准确反映 工程地质条件，提出工程地质评价。
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谢 谢！
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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（3）坑探 是用人工或机械掘进的方式来探明地表浅部的 工程地质条件，包括：探坑、探槽、斜井、浅井、 竖井、平洞等。 坑探工程的编录主要是绘制展示图。
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（4）钻探 利用钻探机械和工具 在岩土层中钻孔的勘探 方法。可直接探明地层 岩性、地质构造、地下 水埋深、含水层类型和 厚度、滑坡位置及岩溶 情况，还可取岩心，在 钻孔中试验。
工程地质学第1章 岩石及其工程地质性质PPT
• 〔5〕岩石的抗冻性
• 岩石空隙中有水存在时，水一结冰，体积 膨胀，就产生巨大的膨胀力，使岩石的构 造和联结受到破坏，假设岩石经反复循环 冻融，那么会导致其强度降低。岩石抵抗 冻融破坏的性能称为岩石的抗冻性。
• 一些常见岩石的物理性质的主要指标，见 表1.3。
• 〔1〕岩石的变形特性
应力-应变曲线
• 1.2 岩石的类型及其特征
• 〔1〕岩浆岩的矿物成分 • 〔2〕岩浆岩的构造与构造 • ①岩浆岩的构造 • 按结晶程度，岩浆岩的构造可分为： • a.全晶质构造〔crystalline〕 • b.非晶质构造〔glassy〕 • c.半晶质构造〔subcrystalline〕
• 按矿物颗粒大小，岩浆岩的构造可分为： • a．等粒构造〔equigranular〕
• 〔1〕变质岩的矿物成分 • 〔2〕变质岩的构造与构造 • ①变质岩的构造 • a.变晶构造〔crystalloblastic〕 • b.变余构造〔palimpsest〕 • ②变质岩的构造 • a.板状构造〔platy〕 • b.千枚状构造〔phyllitic〕 • c.片状构造〔schistose〕 • d.片麻状构造〔gneissic〕
• 可将岩石变形过程划分为4个阶段： • ①微裂隙压密阶段（图中的Oa段）
• ab段〕
• bc段〕
• c点以后〕
• 〔2〕岩石的强度
• 岩石抵抗外力破坏的能力，称为岩石的强 度〔strength〕。岩石的强度单位用Pa表示。 岩石的强度和应变形式有很大关系。岩石 受力作用破坏，有压碎、拉断和剪断等形 式，所以其强度可分为抗压强度、抗拉强 度和抗剪强度等。
• ①珍珠光泽 • ②丝绢光泽
• ③油脂光泽 • ④蜡状光泽 • ⑤土状光泽 • 〔4〕矿物的解理与断口 • 矿物受力后沿一定方向规那么裂开的性质称
• 岩石空隙中有水存在时，水一结冰，体积 膨胀，就产生巨大的膨胀力，使岩石的构 造和联结受到破坏，假设岩石经反复循环 冻融，那么会导致其强度降低。岩石抵抗 冻融破坏的性能称为岩石的抗冻性。
• 一些常见岩石的物理性质的主要指标，见 表1.3。
• 〔1〕岩石的变形特性
应力-应变曲线
• 1.2 岩石的类型及其特征
• 〔1〕岩浆岩的矿物成分 • 〔2〕岩浆岩的构造与构造 • ①岩浆岩的构造 • 按结晶程度，岩浆岩的构造可分为： • a.全晶质构造〔crystalline〕 • b.非晶质构造〔glassy〕 • c.半晶质构造〔subcrystalline〕
• 按矿物颗粒大小，岩浆岩的构造可分为： • a．等粒构造〔equigranular〕
• 〔1〕变质岩的矿物成分 • 〔2〕变质岩的构造与构造 • ①变质岩的构造 • a.变晶构造〔crystalloblastic〕 • b.变余构造〔palimpsest〕 • ②变质岩的构造 • a.板状构造〔platy〕 • b.千枚状构造〔phyllitic〕 • c.片状构造〔schistose〕 • d.片麻状构造〔gneissic〕
• 可将岩石变形过程划分为4个阶段： • ①微裂隙压密阶段（图中的Oa段）
• ab段〕
• bc段〕
• c点以后〕
• 〔2〕岩石的强度
• 岩石抵抗外力破坏的能力，称为岩石的强 度〔strength〕。岩石的强度单位用Pa表示。 岩石的强度和应变形式有很大关系。岩石 受力作用破坏，有压碎、拉断和剪断等形 式，所以其强度可分为抗压强度、抗拉强 度和抗剪强度等。
• ①珍珠光泽 • ②丝绢光泽
• ③油脂光泽 • ④蜡状光泽 • ⑤土状光泽 • 〔4〕矿物的解理与断口 • 矿物受力后沿一定方向规那么裂开的性质称
工程地质学ppt(3)
第九章 工程地质勘察
• 了解勘探等各种勘察等级和阶段划分，
熟悉方法
• 能够对场地的稳定性和适宜性做出评价
一、工程地质勘察的目的、任务及阶段划分
工程地质勘察是运用工程地质理论和各种勘察测试技术手段和方法，为解决 工程建设中地质问题而进行的调查研究工作。
目的
充分利用有利的自然和地质条件 避开或改造不利的地质因素 保证建筑物的安全和正常使用
三、勘探和取样 为了查明地下岩土的性质、分布及地下水等条件，勘察工作 中常需进行勘探并取样进行试验工作。勘探包括地球物理勘探、 钻探和坑探。勘察工作中具体勘探手段的选择应符合勘察目的、 要求及岩土层的特点，力求以合理的工作量达到应有的技术效 果。 地球物理勘探是一种间接勘探方法，它是利用特定仪器探测 具有不同物理性质(如导电性、弹性、放射性和密度等)的地质 体，通过这些物性特征，再结合地质资料，便可以了解地下深 处地质体的状况。在岩土工程勘察中，利用物探可以探查工程 地质条件，测定岩土体的物理和动力特性指标。这种方法轻便、 快速、比较经济，在测绘中用物探配合解决覆盖层厚度、基岩 风化层厚度及基岩起伏变化等，效果特别显著。 物探可为钻探和坑探布置提供有效指导，减少钻探和坑探工 作的盲目性。但物探对物理特性相近似的地质体，其灵敏度较 差，常难以作出单一结论，所以物探应以测绘为指导，并用钻 探和坑探加以验证。
岩土工程勘察等级划分的主要目的，是为了 勘察工作量的布置。 工程规模较大或较重要、场地地质条件以及 岩土体分布和性状较复杂者，所投入的勘察工作量 就应较大。反之则应较小。 岩土工程勘察的等级，是由 1) 工程重要性等级 2) 场地复杂程度 3) 地基的复杂程度 三项因素决定的。 首先应分别对三项因素进行分级，在此基础上 进行综合分析，以确定岩土工程勘察的等级划分。
• 了解勘探等各种勘察等级和阶段划分，
熟悉方法
• 能够对场地的稳定性和适宜性做出评价
一、工程地质勘察的目的、任务及阶段划分
工程地质勘察是运用工程地质理论和各种勘察测试技术手段和方法，为解决 工程建设中地质问题而进行的调查研究工作。
目的
充分利用有利的自然和地质条件 避开或改造不利的地质因素 保证建筑物的安全和正常使用
三、勘探和取样 为了查明地下岩土的性质、分布及地下水等条件，勘察工作 中常需进行勘探并取样进行试验工作。勘探包括地球物理勘探、 钻探和坑探。勘察工作中具体勘探手段的选择应符合勘察目的、 要求及岩土层的特点，力求以合理的工作量达到应有的技术效 果。 地球物理勘探是一种间接勘探方法，它是利用特定仪器探测 具有不同物理性质(如导电性、弹性、放射性和密度等)的地质 体，通过这些物性特征，再结合地质资料，便可以了解地下深 处地质体的状况。在岩土工程勘察中，利用物探可以探查工程 地质条件，测定岩土体的物理和动力特性指标。这种方法轻便、 快速、比较经济，在测绘中用物探配合解决覆盖层厚度、基岩 风化层厚度及基岩起伏变化等，效果特别显著。 物探可为钻探和坑探布置提供有效指导，减少钻探和坑探工 作的盲目性。但物探对物理特性相近似的地质体，其灵敏度较 差，常难以作出单一结论，所以物探应以测绘为指导，并用钻 探和坑探加以验证。
岩土工程勘察等级划分的主要目的，是为了 勘察工作量的布置。 工程规模较大或较重要、场地地质条件以及 岩土体分布和性状较复杂者，所投入的勘察工作量 就应较大。反之则应较小。 岩土工程勘察的等级，是由 1) 工程重要性等级 2) 场地复杂程度 3) 地基的复杂程度 三项因素决定的。 首先应分别对三项因素进行分级，在此基础上 进行综合分析，以确定岩土工程勘察的等级划分。
工程地质课件(地质学及土木工程专业)
地球物理勘探
通过研究和观测各种地球物理场 的变化来探测地层岩性、地质构 造等地质条件的方法。
工程地质评价原则和方法
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工程地质评价原则 坚持综合性、主导性、动态性和实用性原则，对 工程建筑地区做出全面、客观、准确的评价。
工程地质评价方法 采用定性和定量相结合的方法，对工程地质条件 进行综合评价。包括专家评分法、模糊数学法、 灰色系统法等。
02
收集区域地质、地形地貌、水文地质、地震等资料，分
析区域稳定性。
遥感技术在工程地质测绘与调查中的应用
03
利用遥感图像解译地质构造、地貌形态、地层岩性、不
良地质现象等。
工程地质勘探与取样技术
工程地质钻探
利用钻探机械向地下钻孔，以采 取岩芯或进行原位测试，获取地 下深处地质信息。
工程地质坑探
用人工或机械方法进行挖掘坑、 槽、井、洞，以便直接观察岩土 层的天然状态以及各地层的地质 结构，并能取出接近实际的原状 结构土样。
05
不良地质现象及防治
滑坡、崩塌、泥石流等灾害现象
滑坡
滑坡是指斜坡上的土体或岩体，受河流冲刷、地下水活动、地震及人工切坡等因素影响，在 重力作用下，沿着一定的软弱面或软弱带，整体地或分散地顺坡向下滑动的自然现象。
崩塌
崩塌是较陡斜坡上的岩土体在重力作用下突然脱离母体崩落、滚动、堆积在坡脚（或沟谷） 的地质现象。
工程地质分区 根据工程地质条件的差异性和相似性，将工程建 筑地区划分为不同的工程地质区，以便针对不同 区域采取不同的工程措施。
THANKS
感谢观看
与地震活动相关的构造，如地震 断裂、地震鼓包等。
地貌形态与分类
地貌形态
地球表面各种形态的总称，包括山地、 丘陵、平原、盆地、高原等。
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15/65
承压含水层局部
特征：不具自由水面，
并承受一定的水头压力。分 布区和补给区不一致。动态 变化较稳定。不易受地面污 染。
H1－初见水位 H－承压水头 H2－承压水位 h－承压水位埋深
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承压水等水位线图
(a)
图 6—11 （a）等水压线图；（b）水文地质剖面
(b)
1-地形等高线；2-承压含水层顶板等高线；3-等水压线 ；4承压水位线；5-承压水流向；6-自流区； 7-井；8-含水层；9-隔水层；10-干井；11-非自流井；12-自流井
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潜水与地表水的关系
( a )
( b ) 图 6-6 潜水与地表水之间的关系
( c )
潜水补给河流
河流补给潜水
单侧补给
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承压水 ( pressure water )
充满于两个隔水层之间的含水层中承受水压力 的重力水。
图 6-7 自流盆地剖面图
A－补给区 B－承压区 C－排泄区
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2/65
水在岩土中的存在形式：
结合水： 强结合水
弱结合水
非结合水：液态水
固态水
毛细水 重力水
气态水
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岩土的水理性质:
1. 含水性
容水度:岩土孔隙完全被水充满时的含水量。 持水度:岩土在重力作用下释水时仍能保持的含水 量。这部分滞留在岩土中的水为结合水和 毛细水。
2. 给水性
岩土在重力作用下能自由排出的含水量。 给水度=容水度－持水度
据 H W H 0
得
H
w H0
若不满足上述厚度， 需降水，使基坑中心 承压水位降深满足：
（H 0 S） W H
则：S H 0 H W
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渗透变形 (seepage deformation)
管涌：单个土颗粒发生独立移动的现象。 多发生在不均匀的砂砾土中。 流土：一定体积的土粒同时发生移动的现象。 多发生在均质砂土层和粉土层中。
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室内变水头渗透试验
dQ a dh
dQ qdt kIAdt k h Adt l
h adh k Adt l h2 dh kA t 0dt h1 h al
h1 k A ln t h2 al
图 6—20 变水头渗透试验
k
h al ln 1 At h2
2
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地下水向井的稳定流动
井的类型： 按其揭露含水层的类型分：
潜水井、承压井
按进水条件分：
完整井、非完整井
图 6—24
井的类型示意图
a—潜水完整井；b、c、d—潜水非完整井；e—承压水完整井；f、 g— 承压水非完整井
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潜水完整井
dy Q＝KAJ＝2πKxy dx
分离变量并积分， x从rw至R，y从hw至H， 得：
A－过水断面 K－渗透系数m/d或cm/s，
表征岩土透水性能大小的指标。
还与水的粘滞性有关。 V－渗透流速m/d或cm/s Darcy定律适合于层流（砂土）。
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紊流（砾石土）运动规律：V＝KJ1/2 (非线性) 黏性土运动规律：V＝K（J-Jo） 式中Jo为起始水力
坡降
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渗透系数的确定：
沟后水库沙砾石面板坝失事实录 建于1989年 71米高 265米长 1993年8月7日垮坝 死亡300余人
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Teton 坝（美国）
损失：
直接8000万美元，起诉 5500起，2.5亿美元，死 14人，受灾2.5万人，60 万亩土地，32公里铁路
原因：
渗透破坏－水力劈裂
概况：
土坝，高90m，长1000m， 建于1972-75年，1976年6 月失事
1. 据土的粒度分析资料计算. 2. 室内测定
1) 常水头试验（适用于砂土）
2) 变水头试验 （适用于黏性土）
3. 现场测定
1) 渗水试验 2) 抽水试验
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室内常水头渗透试验
由达西公式：
H Q qt kIAt k At l
得土样的渗透系数为：
k Ql HAt
图 6—19 常水头渗透试验
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Teton 坝（美国）
1976年6月5日上 午10:30左右， 下游坝面有水渗 出并带出泥土。
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Teton 坝（美国）
11：00左右 洞口不断扩大 并向坝顶靠近， 泥水流量增加
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Teton 坝（美国）
11:30洞口继续向上扩 大，泥水冲蚀了坝基， 主洞的上方又出现一 渗水洞。流出的泥水 开始冲击坝趾处的设 施。
图 6—25 地下水向承压水井的流动
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基坑涌水量计算:
把基坑假想为圆形大井,其引用半径:
F
r 0
F－基坑面积
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第五节 地下水与工程建设
1. 地面沉降 2. 地面塌陷 3. 流砂
4. 管涌
5. 浮托作用
6. 基坑突涌
7. 对混凝土的侵蚀性
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基坑突涌
隔水层的安全厚度：
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现场抽水试验dy Q 2xyFra bibliotek dxQ
R
r
H dx 2k ydy h x
R R Q ln 0.732 Q lg r r k (H 2 h 2 ) (H 2 h 2 )
图 6—21
潜水完整井抽水试验示意图
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地下水涌水量的计算
地下水向完整渗沟的流动：
武警官兵分几队，一组负责 装沙，一组负责沙包传递
武警官兵有的抛填沙包 筑堤，有的跳进黄浦江 排险堵漏。
武警官兵火速奔赴现场抢险救灾
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给沙堤内侧安置大型钢制桩
24小时筑起长160m，高 2m，伸入黄浦江约10m 的弧形临时堤坝，控制 了险情
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渗透破坏: 青海沟后水库的溃 口—
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隐患与险情
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武汉丹水池堤防抢险
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上海轨道交通4号线事故
2003年7月1日凌晨4 点，正在施工中的上 海市地铁四号线区间 隧道浦西联络通道发 现渗水，随后出现大 量流沙涌入，引起地 面大幅沉降；上午九 点左右，地面建筑八 层楼房发生倾斜，其 裙房部分倒塌。由于 报警及时，所有人员 均已提前撤出，因而 无人员伤亡，受其影 响的周围楼房里的市 民们也已全部撤出。
H h0 H h0 )( ) Q＝2KAJ＝2KL ( 2 R
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地下水向不完整渗沟的流动：
1) 含水层厚度有限 dy 单侧流量: q kx dx 分离变量并积分， x从c至c+R，y从0至H， 得：q kH
ln Rc c
2)含水层厚度无限 计算同上,但
水。
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第三节 地下水的类型
图 6-2 地下水的类型
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地下水埋藏类型
图 6-1 地下水埋藏示意图 1－承压水位; 2－潜水位; 3－隔水层; 4－含水层;
A-承压水井;B-自流水井;C-潜水井
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上层滞水(
perch ground water )
包气带中聚集在局部隔水层之上的重力水。
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渗流分类
均匀流：渗流速度沿流程不变。 非均匀流：渗流速度沿流程变化。 层流：水质点有秩序地呈相互平行而互不干扰的运动。
紊流：水质点相互干扰而呈无秩序的运动。
稳定流：渗流要素不随时间变化的运动。 非稳定流：渗流要素随时间变化的运动。
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地下水 运动的基本规律
Darcy定律：Q＝KAJ 或V＝KJ (线性) 式中 Q－渗流量m3/d或cm3/s；
特征：接近地表，接受大气降水补给，以蒸发形式或
向隔水底板边缘排泄。动态变化很不稳定。
工程意义：常始料不及涌入基坑。
供水意义不大。 在寒冷地区易引起道路冻胀和翻浆。
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潜水(
phreatic water
)
埋藏在地面以下第一个 稳定隔水层之上具自由水 面的重力水。
特征:与大气相通，具自 由水面，补给区与分布区 一致，动态受气候影响较 大。潜水面形状受地形影 响。
采用传统方式拆除 破坏楼房7月2日
潜水员身穿 70kg 潜水 服，潜入地下进行封堵， 确保大厦地基不渗水 49/65
受地面沉降影响，董 家渡外马路段长约30米的 7月3日新险情 防汛墙，发生沉陷、倾斜、 开裂。此时，正值上海汛 期开始，上千名武警官兵 奉命紧急出动，用沙袋和 身躯，在浦江边筑起“U” 字型围堤，将长江抗洪的 经典场景再现！
3. 透水性
岩土可透过水的性能，用渗透系数表示。
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含水层(aquifer)：
给出并透过相当水量的岩土层。
隔水层(interlayer)：
不透水但可含水的岩土层。
滞水层：弱透水的岩土层。
含水层的形成条件：岩土层有较大空隙；为隔水层所限；
有补给来源。
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第二节 地下水的水质
气体成分 O2 H2S CO2 离子成分 ClSO4 HCO3Na+ K+ Ca+2 Mg+2 化学性质 pH值
第六章 地下水
主要内容
第一节 地下水的概念
第二节 地下水的水质 第三节 地下水的类型 第四节 地下水的运动
第五节 地下水与工程建设
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第一节 地下水的概念
赋存在地表以下岩土空隙中的水。
岩土的空隙:
1. 松散沉积物中的孔隙
2. 坚硬岩石中的裂隙
连通性好 分布不均匀 连通性差