工程地质学绪论.
工程地质学 复习要点
工程地质学复习要点桂林韦昌吉2020/11/20第一章绪论工程地质学：是介于地学与工程学之间的一门边缘交叉学科，它研究士木工程中的地质问题，工程地质学为了解决地质条件与人类工程活动之间的矛盾的一门实用性很强的学科。
工程地质条件：在工程地质学中，由于地质因素对工程建筑的利用和改造有影响，因而把这些地质因素综合称为工程地质条件。
工程地质条件出现的三个问题：①建筑物基础的不均匀沉降问题；②黏土层在基岩面上的稳定问题；③砂负岩层的角度小于基岩面的倾角问题。
第二章岩石的成因类型及其工程地质特征地壳：地球的固体外壳叫地壳。
地幔：处于地壳和地核中间，也称中间层或过渡层，跟据化学成分不同而分为两层：地幔上层和地幔下层。
一、矿物矿物：指存在于地壳中的具有一定化学成分的物理性质的自然元素或化合物。
造岩矿物：构成岩石的矿物称为造岩矿物。
造岩矿物绝大部分是结晶质。
次生矿物：自然界中的矿物经受着各种地质作用而在不断发生变化，当外界条件变到一定程度后，矿物原初的成分、内部构造和性质就会发生变化，形成新的次生矿物。
矿物的物理性质：颜色（自色、他色、假色）、光泽（造岩矿物绝大部分属于非金属光泽）、硬度（矿物的硬度的确定，是根据两种矿物对刻时互相是否刻伤的情况而定）、解理和断口。
摩氏硬度计：硬度对比的标准，从软到硬依次由下列10种矿物组成，称为摩氏硬度计。
①滑石、②石膏、③方解石、④萤石、⑤磷灰石、⑥正长石、⑦石英、⑧黄玉、⑨刚玉、⑩金刚石。
二、岩浆岩岩浆岩：当岩浆的内部压力小于上部岩层压力时，迫使岩浆停留下，冷凝成岩浆岩。
依冷凝成岩浆岩的地质环境的不同，将岩浆岩分三类：深成岩、浅成岩、喷出岩。
岩浆岩的产状有：岩基、岩株、岩盘、岩床、岩脉。
岩浆岩的结构：指组成岩石的矿物的结晶程度、晶粒的大小、形状及其相互结合的情况。
岩浆岩的结构分为：全晶质结构（粗粒结构、中粒结构、细粒结构、微粒结构）、半晶质结构、非晶质结构。
岩浆岩的构造：是指矿物在岩石中的组合方式和空间分布情况。
工程地质1绪论
一幢建筑面积为４０６１平方米的９层楼总房长被6摧97毁.3掩公埋里，；造农成渠７42９81人条死，
亡、４人受伤。
总长2488公里；沿渠兴建小型
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Note: 2 photos here
Alaskan Pipeline
Engineering geologists contribute to the design of structures such as the Alaskan pipeline near Fairbanks and many other edifices. The pipeline was built in the 1970s to transport crude oil from the Alaskan North Slope to the port of Valdez in southern Alaska. Ground conditions near the surface (permafrost and other processes) and those at depth (substrate conditions, potential seismic activity, position of faults etc.) must be clearly understood and taken into consideration to guarantee the integrity of engineered structures. The photograph shows the raised pipeline (to prevent warm oil from melting the permafrost) and the staggered shape of the pipeline (to allow elasticity during earthquake shocks).
工程地质学课程要点
工程地质学课程要点《工程地质学》课程要点第一章绪论一、工程地质学1、工程地质学的定义工程地质学是调查、研究、解决与各种工程活动有关的地质问题的科学，属于地质学的分支学科。
2、工程地质学的关键词（1）工程地质条件；（2）工程地质问题；（3）建筑场地与地基的地质环境和稳定；（1）工程地质条件凡是与工程建筑有关的地质要素的综合表现统称为工程地质条件。
1）地形地貌条件；2）地层岩性；3）地质构造；4）水文地质条件；5）物理地质现象；6）天然建筑材料；案例1、加拿大特朗斯康谷仓案例2、三峡坝址断裂带（2）工程地质问题由于人类的工程活动引起环境地质条件的变化，从而形成不利于工程建设的、新的地质作用，统称为工程地质问题。
1）建筑物荷载引起地基岩石土体的沉陷变形和剪切滑动；2）人工开挖造成边坡或地下洞室岩土体的变形和失稳破坏；3）水库诱发地震、渗漏、岸坡坍塌和浸没；4）砂土振动液化、潜蚀、流砂等；（3）建筑场地与地基的地质环境和稳定工程建设直接占用的土地和涉及建筑物稳定的周围一定范围内的地质环境称为建筑场地。
建筑物地面以下扩大的工程部分称为基础，承受建筑物荷载的地下岩土层称为地基。
任何建筑物都建造在地球表层的岩石和土层之上，所以建筑场地和地基是工程建设的根本，其地质环境的优劣与岩土体稳定性的好坏直接影响工程建设的安危、经济和正常使用。
二、工程地质学的任务1、工程地质的基本任务（1）基本任务研究人类工程活动与地质环境（工程地质条件）之间的相互作用，以便正确评价、合理利用、有效改造和完善保护地质环境。
（2）研究内容人类工程活动与地质环境的相互作用。
工程地质条件的好坏与工程活动的地质环境状况。
案例6、城市——人类活动最集中的区域最大的水利工程——三峡工程山区常见地质灾害——滑坡地质灾害——地震地质灾害——泥石流2、工程地质分析（1）工程地质问题的成因分析1）区域地质稳定问题分析；2）地基岩土体稳定问题分析；3）地下洞室围岩稳定问题分析；4）工程边坡稳定问题分析；5）岩石土体的变形、程度、和时间效应分析。
《工程地质》绪论
• 我国幅员辽阔，有不同活动程度和发展趋 势的大地构造单元，有不同性质的自然地 理区域。 • 北方：黄土； • 南方：红土、膨胀性和裂隙发育的粘土。 • 岩溶。
• • • •
工程地质学主要解决两个方面的问题： 一是区域稳定问题； 二是地基稳定问题。 具体概括起来主要解决以下问题:
1. The investigation of foundations for all types of major structures, such as dams, bridges, power plants, airports, large buildings, and towers; 2. The evaluation of geologic conditions along tunnel, pipeline, canal, railway, and highway routes; 3. The exploration and development of sources of rock, soil and sediment for use as construction material; 4. The investigation and development of surface and groundwater resources; groundwater basin management; protection and remediation of groundwater resources;
• • • •
地基包括持力层和下卧层。 持力层—是指直接与基础接触的土层。 下卧层—是指持力层下部的土层。 天然地基—是指未经加固处理、直接支撑 基础的地基。 • 软地基—是指地基主要由淤泥、淤泥质土、 松散的砂土、充填土、杂填土或其他高压 缩性土层所构成。 • 人工地基—当地基土层较软，建筑物的荷 重又较大时，需要对地基进行人工加固处 理，这种地基称为人工地基。
工程地质学绪论
工程地质学绪论引言工程地质学是一门研究地质环境对工程建设影响的学科。
它的研究领域包括了地质勘察、地质灾害评估、地质条件评价等方面。
工程地质学的发展与工程建设的需求密切相关，其重要性日益凸显。
本文将介绍工程地质学的基本概念、发展历程以及其在工程建设中的应用。
一、工程地质学的定义工程地质学是研究地球工程环境对工程建设的影响及解决工程建设中涉及的地质问题的科学。
它结合了地质学、工程学、地质力学等学科的知识，通过对地质环境的调查和分析，为工程建设提供科学依据。
二、工程地质学的发展历程1. 古代工程地质学古代工程地质学的发展可以追溯到人类最早开始进行工程建设的时期。
在古代，人们通过经验来确定建造工程所需的地质环境，例如选择建造城市的地点、修建灌溉渠道等。
虽然古代工程地质学没有现代工程地质学那么系统和科学，但它奠定了工程地质学的基础。
2. 现代工程地质学现代工程地质学的发展可以追溯到19世纪末20世纪初。
随着工程规模的扩大和复杂程度的提高，对地质环境的要求也越来越高。
现代工程地质学通过系统的地质勘察和地质分析，为工程建设提供了科学可靠的地质数据，并提出了一系列解决地质问题的方法和措施。
三、工程地质学在工程建设中的应用工程地质学在工程建设中有着广泛的应用。
以下是一些常见的应用领域：1. 地质灾害评估地质灾害对工程建设和周边环境都会产生重要影响。
工程地质学可以通过对地质环境的调查和分析，评估地质灾害的潜在危险性，并提出相应的防治措施，以确保工程的安全进行。
2. 岩土工程设计岩土工程设计是工程地质学的重要应用领域之一。
通过对地质环境的研究，工程地质学可以评估地基的承载能力和变形特性，为岩土工程的设计提供依据。
同时，工程地质学还可以为基坑开挖、土方平衡等工程提供指导。
3. 勘察设计工程地质学在勘察设计阶段起着重要作用。
通过对地质环境的调查和分析，工程地质学可以为工程建设提供详细的地质资料，并根据地质条件提出相应的设计建议。
1-工程地质学绪论
EXIT
工程地质条件指的是与工程建设有关的地质因素的综合， 或是工程建筑物所在地质环境的各项因素。这些因素包括: 岩土类型及其工程性质、地质构造、地貌、水文地质、工 程* 动力地质作用和天然建筑材料等方面。
*是一个综合概念，其中的某一项因素不能概括为工程地质 条件，而只是工程地质条件的某一因素。
*直接影响到工程建筑物的安全、经济和正常使用。
人类工程活动与地质环境 相互关系
思考题1
1.地质环境对工程活动的制约作用 2.人类的各种工程活动，又会反馈作用于地质环 境 3.人类的工程活动与地质环境之之间，处于相互 联系、又相互制约的矛盾之中
1. 地球上现有的工程建筑物都建造于地壳表层一定的地质环境中 2. 地质环境包括地壳表层以及深部的地质条件，它们以一定的作
EXIT
工程地质问题指的是工程地质条件与工程建筑物之间所存在 的矛盾或问题。
工程地质条件是自然界客观存在的，能否适应工程建设的需要， 则一定要联系到工程建筑物的类型、结构和规模。
工程地质条件往往有一定的缺陷，对建筑物产生某种影响， 甚至造成灾难性的后果。
因此，一定要将工程地质条件和建筑物这矛盾着的两个方面联 系起来进行分析。不同类型结构和规模的工程建筑物，由于工 作方式和对地质体的负荷不同，对地质环境的要求是不同的。 所以，工程地质问题是复杂多样的。
工程岩土学 物理地质现象 工程地质勘察 区域工程地质学 环境工程地质学
1、土体工程地质研究： （1） 成因和分布规律； （2） 土物质组成、结构特征； （3） 土体分类； （4） 土的物理力学性质的形成、变化规律、测试技术 方法； （5） 土质改良、土体加固。
2、岩体工程地质研究 （1） 岩石类型、岩石物理力学性质； （2） 岩体结构类型，结构面的成因、规模、充填情况、 延续性和级序，特别是软弱结构面； （3） 岩体力学性质及质量评价； （4） 岩体分类。
工程地质学-绪论
工程地质条件 指工程活动的地质环境，它包括岩土类型及性质、地质结构与构造、地形地貌、水文地质、不良地质作用、天然建筑材料等，是一个综合概念。
工程地质条件
岩土类型及性质 地质结构与构造 地形地貌 水文地质条件 不良地质作用（动力地质作用） 天然建筑材料
工程地质问题 指工程地质条件与工程建筑物之间所存在的矛盾或问题。
加拿大特朗斯康谷仓 ——地基整体剪切破坏
比萨斜塔 ——地基不均匀沉降 1173年动工修建，当塔修建至24m高时发生倾斜，一百年后续建该塔至塔顶，建成后塔高54.5m。目前塔北侧沉降一米多，南侧沉降近三米，塔顶偏离中心线约5.54m（倾斜约5.8o）。
圣母教堂 因不均匀下沉使其发生严重倾斜，并成为危房
2001年1月13日，萨尔瓦多发生了7.6级的强震，震中位于Santa Miguel西南60英里。因此在Santa Tecla 造成 山体滑坡，最终导致700多人遇难
Santa Tecla 滑坡
工程跨越活断层时采取应对措施
美国一石油管道工程因在活断层位置安装管道滑移设施，地震造成断层错动而管道安然无恙。
迪拜塔，又称迪拜大厦，位于阿拉伯联合酋长国的迪拜，于2004年9月21日动工，总建筑师是芝加哥SOM公司的亚德里安·史密斯。迪拜塔在2008年9月1日高度达到了688米，160层，成为历史上世界最高的结构建筑。
杭州湾跨海ห้องสมุดไป่ตู้桥
桥墩基础+地基 ？？？
三峡大坝 河谷 基础选址
隧 道 开挖 围岩
数学力学分析法 — 定量分析计算、评价
模型与模拟实验法 — 仿实体演绎
模型实验：如渗流、斜坡、地基渗透变形、洞室稳定等方面都可以进行。 模拟实验：如光弹实验、电网络模拟（欧姆定律—渗流达西定律）、结构的网络模拟等。
工程地质学知识点
工程地质学知识点第一章绪论1.在工程地质学中由于地质因素对工程建筑的利用和改造有影响，因而把这些地质因素综合成为工程地质条件，以明确地质条件与工程有关。
第二章岩石的成因类型及其工程地质特征1.自然界有各种各样的岩石，按成因，可分为岩浆岩、沉积岩和变质岩三大类。
2.这些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或化合物，成为矿物。
其中构成岩石的矿物，称为造岩矿物。
3.矿物的物理性质是多种多样的，包括矿物的颜色、条痕、光泽、硬度、解理和断口。
4.组成岩浆岩的矿物，根据颜色，可分为浅色矿物和深色矿物两类。
5.岩浆岩的矿物成分，是岩浆化学成分的反应。
岩浆的化学成分相当复杂，但对岩石的矿物成分影响最大的是SiO2.。
根据SiO2的含量，岩浆岩可分为下面几类：酸性岩类（SiO2含量>65%），中性岩类（SiO2含量52%~65%），基性岩类（SiO2含量45%~52%），超基性岩类（SiO2<45%）。
6.根据岩浆岩的形成条件、产状、矿物成分和结构、构造等方面，将岩浆岩分为三大类：即深成岩、浅成岩、喷出岩。
7.地球发展的时间段落称为地质年代。
8.岩层的地质年代有两种，一种是绝对地质年代。
另一种是相对地质年代。
9.人们根据几次大的地壳运动和生物界大的演变，把地壳发展的历史过程分为五个称为“代”的大阶段，每个代又分为若干“纪”，纪内因生物发展及地质情况不同，又进一步细分为若干“世”及“期”。
10.地壳分裂为板块的活动以及宇宙间引力的活动，使地壳产生水平运动和垂直运动。
11.水平运动使地壳产生拉张、挤压，引起各种断裂和褶皱构造，使地表起伏，故又称造山运动。
垂直运动是长期交替的升降运动，引起大范围的隆起或凹陷，产生海陆变迁，亦称造陆运动。
第三章地质构造及其对工程的影响1.岩层在空间的位置，称为岩层产状。
倾斜岩层的产状，是用岩层层面的走向、倾向和倾角三个产状要素来表示的。
2.褶曲的基本形态是背斜和向斜。
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类型 建 筑 结构 物 规模
矛盾
相 工程地质问题1 不
同 工 程 地 质
工程地质问题2 同 的
工程地质问题3 问 题
条
件
Ⅱ.工程地质问题是复杂多样的，工程类型不同的其所存在的工程 地质问题也不相同。
工 程 类 型
工业与民用建筑 露天采矿场 地下洞室
主 要 工 程 地 质
水利水电建设 问题来自地基承载力和变形出有关建筑物类型、规模、结构和施工方法的合理建议； ➢ 为拟定改善和防治不良地质作用的措施提供地质依据。
3.工程地质学的研究对象
工程地质学的上述任务，必须要求对工程活动的地质环 境——或称工程地质条件，进行深入研究.
工程地质条件：指与工程建设有关的地质条件的总和包 括地层岩性、地质构造、地貌、水文地质条件、岩土体的 工程性质、物理地质现象和天然建筑材料等方面。应强调 的是，不能将上述诸点中的某一方面理解为工程地质条 件，而必须是它们的总和
地形地貌
水电站
引水渠
城市建设
地层岩性
水文地质条件
SE
hc hco
236m 125m
C
B hb
T2b
D2y热水含水层
大气降雨
ha 1000m A
P D3
物理地质现象
新疆喀什地区物理风化 云南小江蒋家沟泥石流
新疆下坂地水库区斜坡崩塌
研究岩土体的工程性质及其在自然或人类活动影响下的变 化是工程岩土学的基本任务
采坑边坡的稳定性 围岩稳定性 更为复杂多样
4.工程地质学的主要研究方法
包括地质学方法、实验和测试方法、计算方法和模拟方 法。 • 地质学方法即自然历史分析法，是运用地质学理论， 查明工程地质条件和地质现象的空间分布，分析研究其 产生过程和发展趋势，进行定性的判断。它是工程地质 研究的基本方法，也是其他研究方法的基础。 • 实验和测试方法：工程地质测绘，工程地质勘探，工 程地质试验（包括为测定岩、土体特性参数的实验、对 地应力的量级和方向的测试），工程地质监测（对地质 作用随时间延续而发展的监测）。
工程地质问题：由工程建设引起的或对工程建设存在不良 影响的地质问题。具体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。概括起来，工程地质问题包括两 个方面：一是区域(地区)稳定问题；二是地基稳定问题
注意两个问题
Ⅰ.工程地质条件的自然界客观存在性
为世界最大的水库垮坝惨剧
水库渗漏--水量损失 堤坝安全
滑坡 泥石流
破坏:村庄、农田， 交通设施 道路桥梁、 通信电力
危及：生命财产 安全
地质条件不具备而使工程造价提高：
深基坑
增
沿海三角洲地区 软基 高层建筑
桩基 筏式地基
加 造 价
高烈度地区
建造巨型电站 高设防烈度
大幅度提高
2.工程地质学的学科性质和基本任务
• 计算方法，包括应用统计数学方法对测试数据进行统计分析， 利用理论或经验公式对已测得的有关数据，进行计算，以定 量地评价工程地质问题。
• 模拟方法，可分为物理模拟(也称工程地质力学模拟)和数值 模拟，它们是在通过地质研究，深入认识地质原型，查明各 种边界条件，以及通过实验研究获得有关参数的基础上，结 合建筑物的实际作用，正确地抽象出工程地质模型，利用相 似材料或各种数学方法，再现和预测地质作用的发生和发展 过程。
工程地质学： 工程地质学是研究人类工程活动与地质环境之间的相 互制约关系，以便科学评价、合理利用、有效改造和 妥善保护地质环境的科学；是地质科学与工程科学相 互渗透、相互交叉的一门边缘学科，是地质学的一个 分支。 工程地质学的特点是始终与工程实践紧密联系。 其任务是研究和评价与人类工程活动有关的地质问题。
工程地质学
主讲： 刘保民
绪论
1.人类活动与地质环境
人类生活在地球上，各种工程活动天天在地质环境 中进行，二者之间相互制约，始终是客观存在的。 地质环境对人类工程活动的制约： ①人类在从事工程活动中影响工程活动的安全：如采 煤过程中的顶板稳定性、底板突水，隧道掘进过程中 出现塌顶、岩爆或涌水等； ②影响工程建筑物的稳定和正常使用：如区域稳定性问 题、水库渗漏、滑坡、泥石流破坏公路与铁路；
由于工程地质条件有明显的区域性分布规律，因而工程地 质问题也有区域性分布的特点研究这些规律和特点的分支学 科为区域工程地质学。
随着大规模工程建设的发展，其研究领域日益扩大。除了 岩土学和工程动力地质学、专门工程地质学和区域工程地质 学外，一些新的分支学科正在逐渐形成，如矿山工程地质学、 海洋工程地质学、城市工程地质学及环境工程地质学、地震 工程地质学。
研究工程活动与地质环境相互制约的主要形式—即工程地 质问题。分析这些问题产生的地质条件、力学机制及其发展 演化规律，以便正确评价和有效防治其不良影响是工程地质 学另一专门分支工程地质分析的基本任务。
查明工程地质条件并研究查明工程地质条件的方法和手段 是工程地质勘查的基本任务 上述三个专门分支学科是工程地质学的理论基础。
工程活动与地质环境之间的相互制约：
在岩土体稳定差的地区修建水库，造价高，另一方面水 库的修建使近坝、库岸的岸坡的稳定性降低，尤其是 水位骤然升降,尤其是水位骤降经常引起岸坡失稳，蓄 水引起水库诱发地震等等。
影响工程建筑物的稳定和正常使用：
如：溃坝事件：瓦伊昂； 1975驻马店地区数十座水库漫顶垮坝成
③地质条件不具备而使工程造价提高：如沿海三角洲 地区城市修建高层建筑，往往由于软基需要深基坑或桩 基或筏式地基而增加造价，高烈度地区建造巨型电站因 考虑高烈度而使造价大幅度提高。
人类工程活动对地质环境的制约：
人类工程活动对地表的改造已达到不可忽视的程度， 到目前为止人类活动已涉及到地表80％的地区。如在上 游修建电站，改变河流的地质作用，大规模的砍伐森林 造成荒漠化，道路修建中不合理削坡使坡体稳定性降低， 水库蓄水导致水库诱发地震等等。
主要任务：
➢ 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；
➢ 论证建筑物所存在的工程地质问题，进行定性和定量评价； ➢ 选择地质优良的场地，并根据场地工程质条件对建筑物配置
提出建议； ➢ 研究工程建筑物兴建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的对策的措施； ➢ 根据所选定地点的工程地质条件和存在的工程地质问题，提