工程地质学 第一章 绪论
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工程地质学孔宪立-石振明-第一章ppt课件
软流圈：上地幔的上部100～350km存在一个由柔性物 质组成的圈层称为（地震波的低速带）。此软流圈之上的 固态岩石圈层称为岩石圈。
下地幔：地下1000km至古登堡面之间，成分仍为含铁 镁质的超基性岩，但铁质的含量增加。
导言
地核是古登堡面以下地心 的一个球体。半径3470km。其 成分以铁镍物质为主。根据其 状态可分为外核、过渡层及内 核。
宜万铁路的每公
第二节 工程建设与地质环里倍境造，价主之是要间青原的藏因铁之关路一系的就2
是复杂的地质条件造 工程建设不能脱离地质环境，必定成在的某。20种12程年度10上月受4日到地 质环境的制约，因此，人类的工程活动云和南工为省程了昭建征通筑服市物鄂彝必西良须地县具
通场幅备地工制沉4发一质程约号降2现地定环建体0线质的。0渗境设现3突环地地年水对的在发境质面7，是险月环数9从境情1时以某影幢日安的一些响，许建凌全适定地工大其、宜筑晨作质程区量经性遭用条建4间时流济。影件筑到和许隧砂响不物破正，道涌工具的坏常程备稳建浦入。使建而定区万7桥“也发塌以成教初垮设西隧4用董设提和的铁%梁桥不生方上堰学查塌中联道三，家活高正喀路2隧夸山量，塞楼1的的络，58个共动了常斯的3博张体达并湖全名教渡座方上通引有的工使特桥物。滑阻；部学学1码，万面海道起隧安程用地隧馆坡断油被楼生头被立影道全的轨施地貌比”。小房埋内被称方一响1造，高一滑河小，。埋道工面5为米工段9价宜达点坡形学据在交现大座程， 防建汛设墙的。出现局部倾斜、裂痕现象。
第一章 绪 论
导言
地质学是研究地球的科学，研究地球的成因、 结构和发展规律并利用这些规律为人类社会服务的 科学。
导言
地震波在地球内部 传播时，有两个波速变 化最明显的界面，即莫 霍面和古登堡面。
下地幔：地下1000km至古登堡面之间，成分仍为含铁 镁质的超基性岩，但铁质的含量增加。
导言
地核是古登堡面以下地心 的一个球体。半径3470km。其 成分以铁镍物质为主。根据其 状态可分为外核、过渡层及内 核。
宜万铁路的每公
第二节 工程建设与地质环里倍境造，价主之是要间青原的藏因铁之关路一系的就2
是复杂的地质条件造 工程建设不能脱离地质环境，必定成在的某。20种12程年度10上月受4日到地 质环境的制约，因此，人类的工程活动云和南工为省程了昭建征通筑服市物鄂彝必西良须地县具
通场幅备地工制沉4发一质程约号降2现地定环建体0线质的。0渗境设现3突环地地年水对的在发境质面7，是险月环数9从境情1时以某影幢日安的一些响，许建凌全适定地工大其、宜筑晨作质程区量经性遭用条建4间时流济。影件筑到和许隧砂响不物破正，道涌工具的坏常程备稳建浦入。使建而定区万7桥“也发塌以成教初垮设西隧4用董设提和的铁%梁桥不生方上堰学查塌中联道三，家活高正喀路2隧夸山量，塞楼1的的络，58个共动了常斯的3博张体达并湖全名教渡座方上通引有的工使特桥物。滑阻；部学学1码，万面海道起隧安程用地隧馆坡断油被楼生头被立影道全的轨施地貌比”。小房埋内被称方一响1造，高一滑河小，。埋道工面5为米工段9价宜达点坡形学据在交现大座程， 防建汛设墙的。出现局部倾斜、裂痕现象。
第一章 绪 论
导言
地质学是研究地球的科学，研究地球的成因、 结构和发展规律并利用这些规律为人类社会服务的 科学。
导言
地震波在地球内部 传播时，有两个波速变 化最明显的界面，即莫 霍面和古登堡面。
大学工程地质学绪论
（一）工程地质工作的任务
查明各类工程建筑场区的地质条件。 对场区及其有关的各种地质问题进行综合评
价 分析、预测在工程建筑作用下地质条件可能
出现的变化和作用。 为建筑选择适宜的建筑场地。 对不良地质条件提出防治和改造措施。 为保证工程合理设计，顺理施工及正常使用
提供可靠的科学依据。
（二）应用领域
城市规划与工业民用建筑 水利水电建设方面 铁路建设方面 采矿 国防建设
二、几个概念
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。
地形地貌 地层岩性 地质构造 水文地质条件 物理地质现象
2. 工程地质问题
工程建筑与地质环境相互作用、相互矛盾而引 起的，对建筑物本身顺理施工和正常运行或对 周围环境可能产生影响的地质问题。 工民建－－地基稳定 道路－－－边坡、路基稳定 水利工程－坝区：稳定（坝基、坝肩）
物的安全稳定有直接影响，在进行建筑前，必须查明场区的地质条件。
2.对场区及其有关的各种地质问题进行综合评价。例如，修建水库要对库
岸、坝基稳定问题、库区和坝基渗漏等问题作出评价。
3.分析、预料在工程建筑作用下，地质条件可能出现的变化和作用。例
如，在土基上修建建筑物后，可能产生最大沉降量是多少，能否出现不均匀 沉降等。
➢海港工程常遇到的是码头地基、岸坡的稳定、 海浪侵蚀及回淤问题；
➢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；
➢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；
工程地质条件（续1）
由于不同地区的地质环境不同，工程地质 条件不同，对工程建筑物有影响的地质因 素的主次关系不同：
2019《工程地质》复习要点
重点1、复习指导下册子重点2、《工程地质》复习要点第一章绪论一、工程地质学及其研究内容1、研究工程活动与地质环境相互作用的学科称为工程地质学。
工程地质学探讨工程地质勘察的手段及方法，调查研究岩土体的工程地质性质、地质构造、地貌等工程地质条件及其发展变化规律，分析研究与工程有关的工程地质问题，并提出相应的处理方法及防治措施，为工程的选址、规划、设计、施工提供可靠的依据。
2、工程地质条件：工程地质条件是指与工程建设有关的地质条件总和，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。
第二章岩石及其工程地质性质一、地质作用1、根据地质作用的动力来源，地质作用可分为内力地质作用和外力地质作用两大类。
2、内力地质作用包括：地壳运动、地震作用、岩浆作用和变质作用。
3、外力作用的主要类型有：风化作用、剥蚀作用、搬运作用、沉积作用和成岩作用。
二、造岩矿物1、按成因岩石分为岩浆岩、沉积岩和变质岩三大类。
2、矿物是天然形成的元素单质和化合物。
3、硬度：是矿物抵抗刻划、研磨的能力。
4、解理：是矿物受外力打击后，严格按一定方向裂开成光滑平面的性质。
要点（1）找到矿物的新鲜面，矿物的新鲜面能真实地反映矿物化学成分和物理特征；（2）观察鉴别矿物的形态和物理性质；（3）根据观察到的矿物的物理性质，结合常见造岩矿物特征，对矿物进行命名。
三、岩石：岩石是由一种或多种矿物组成的集合体。
1、岩石吸水率：岩石在常压条件下吸入水的重量与干燥岩石重量之比。
2、岩石软化性：岩石在水的作用下强度降低的一种性质。
衡量软化性的指标是软化系数。
它表示岩石在饱水状态下的极限抗压强度与岩石在干燥状态下极限抗压强度的比值。
3、岩石的抗冻性：岩石抵抗冰冻作用的能力。
用强度损失率和重量损失率表示抗冻性能。
4、岩石按坚硬程度分为坚硬岩、较硬岩、较软岩、软岩、极软岩五类。
5、岩石抗剪断强度是在剪切面上有一定垂直压应力作用，被剪断时的最大剪应力。
工程地质学_第1章 土的物质组成与结构、构造
成因演化论是地质学的基本理论 工程地质学在研究人类活动与地质环境的相互作用时，十 分重视地质体的成因演化，它是解决许多重大工程地质问 题的钥匙
典型范例： 黄土、红土、膨胀土、冻土、软土、盐渍土因成因不同而 工程地质性质迥异 斜坡变形破坏是斜坡与所处的环境条件相互作用、长期演 变而造成的。
120
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10
累积曲线分析与应用
(1)判断各粒组的分布情况 曲线陡,粒度变化范围窄,颗粒均匀,级配不好 曲线缓,粒度变化范围宽,颗粒不均匀,级配良好 (2)求任一累积百分含量Xd对应的粒径dX 有效粒径 d10、中间粒径 d30、平均粒径 d50、界限 粒径 d60
0.002
0.05 中国矿业大学CHINA UNIVERSITY OF MINING AND TECHNOLOGY d60
d30
0.005
土的粒度成分
粒组（mm） 10-5 5-2 2-1 1-0.5 0.5-0.25 0.25-0.10 0.10-0.05 0.05-0.01 0.01-0.005 0.005-0.002 <0.002 土样 1 3.1 60. 14.4 405 26.0 9.0 粒度成分(以质量%计) 土样 2 25.0 20.0 12.3 8.0 8.2 4.9 4.6 8.1 4.2 5.2 1.5 土样 3 8.0 14.4 37.6 11.1 18.9 10.0
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
第一章 地质学绪论精品名师资料
12
3.地质学形成时期（公元1750～公元1840年）
在英国工业革命、法国大革命和启蒙思想的推动和影响 下，科学考察和探险旅行在欧洲兴起。 水成论和火成论的争论——18世纪末变得尖锐起来。 德国的维尔纳是水成论的代表：
他提出花岗岩和玄武岩都是沉积而成，对岩层作了系统的划分。
灾变论和均变论的争论——19世纪上半叶激烈。 居维叶是灾变论的主要代表：
11
2.地质学奠基时期（公元1450～公元1750年）
以文艺复兴为转机，人们对地球历史开始有了 科学的解释。
意大利的达· 芬奇、丹麦的斯泰诺、英国的伍德沃德、 胡克等等，都对化石的成因作了论证。
胡克还提出用化石来记述地球历史； 斯泰诺提出地层层序律； 在岩石学、矿物学方面，李时珍在《本草纲目》 中记载了200多种矿物、岩石和化石； 德国的阿格里科拉对矿物、矿脉生成过程和水 在成矿过程中的作用的研究，开创了矿物学、 矿床学的先河 等等 。
6
地质学的分支分科(4)
古地理学 研究地球历史上的海陆分布及自然地理特征与发展过 程的学科。 地质年代学 研究地质历史时期的顺序及其延续年代。 水文地质学 研究地下水的形成、分布和运动的规律，以合理开发。 工程地质学 以调查研究和解决各类工程建设中的地质问题为任务， 包括评价地基的地质条件，预测工程建设对地质环境 的影响，选择最佳场所、路线，为工程设计提供可靠 的地质依据。 环境地质学 是研究地质环境质量和人类活动与地质环境的相互关 系的学科。
• 认为地壳的变化和生物的发展，不是自然界逐渐演化而成 的，而是由于发生多次超越现在人类认识范围和经验的短 暂而猛烈的激变事件造成的。例如《圣经》上所说的大洪 水，使一切生物遭到毁灭，上帝又来重新“创造”世界。
10
3.地质学形成时期（公元1750～公元1840年）
在英国工业革命、法国大革命和启蒙思想的推动和影响 下，科学考察和探险旅行在欧洲兴起。 水成论和火成论的争论——18世纪末变得尖锐起来。 德国的维尔纳是水成论的代表：
他提出花岗岩和玄武岩都是沉积而成，对岩层作了系统的划分。
灾变论和均变论的争论——19世纪上半叶激烈。 居维叶是灾变论的主要代表：
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2.地质学奠基时期（公元1450～公元1750年）
以文艺复兴为转机，人们对地球历史开始有了 科学的解释。
意大利的达· 芬奇、丹麦的斯泰诺、英国的伍德沃德、 胡克等等，都对化石的成因作了论证。
胡克还提出用化石来记述地球历史； 斯泰诺提出地层层序律； 在岩石学、矿物学方面，李时珍在《本草纲目》 中记载了200多种矿物、岩石和化石； 德国的阿格里科拉对矿物、矿脉生成过程和水 在成矿过程中的作用的研究，开创了矿物学、 矿床学的先河 等等 。
6
地质学的分支分科(4)
古地理学 研究地球历史上的海陆分布及自然地理特征与发展过 程的学科。 地质年代学 研究地质历史时期的顺序及其延续年代。 水文地质学 研究地下水的形成、分布和运动的规律，以合理开发。 工程地质学 以调查研究和解决各类工程建设中的地质问题为任务， 包括评价地基的地质条件，预测工程建设对地质环境 的影响，选择最佳场所、路线，为工程设计提供可靠 的地质依据。 环境地质学 是研究地质环境质量和人类活动与地质环境的相互关 系的学科。
• 认为地壳的变化和生物的发展，不是自然界逐渐演化而成 的，而是由于发生多次超越现在人类认识范围和经验的短 暂而猛烈的激变事件造成的。例如《圣经》上所说的大洪 水，使一切生物遭到毁灭，上帝又来重新“创造”世界。
10
《工程地质学》孔宪立-石振明-第一章
软流圈：上地幔的上部100～350km存在一的 固态岩石圈层称为岩石圈。
下地幔：地下1000km至古登堡面之间，成分仍为含铁 镁质的超基性岩，但铁质的含量增加。
导言
地核是古登堡面以下地心 的一个球体。半径3470km。其 成分以铁镍物质为主。根据其 状态可分为外核、过渡层及内 核。
案例2:意大利瓦伊昂水库左岸大滑坡
实验性蓄水时岸坡发生大规模裂缝。
1960年的蓄水试验中已经发生 过两次崩岸，箭头所指处即为 崩岸滑坡点。
案例2:意大利瓦伊昂水库左岸大滑坡 滑坡体全貌
案例2:意大利瓦伊昂水库左岸大滑坡
左坝肩碎裂灰岩、碎屑岩体
右坝肩厚层-块状坚硬灰岩岩体
洪水冲袭前后对比
案例3 比萨斜塔的修建
第三节 工程条件与工程地质问题
例如一个地方的地形地貌条件是由该地的大地构造演 化历史构成骨架，又由近代外力地质作用雕塑而成。岩石 风化、成壤作用、冻土的形成等都是在这些自然因素控制 下进行的。
由于各种要素组合的不同，不同地点的工程地质条件 随之不同，表现在工程地质条件各要素性质的差异，主次 关系配合的不同。工程地质条件所包括的各方面因素是相 互联系、相互制约的，这是因为它们共同受地质发展历史 的控制，可以组合成不同的模式。
(2)岩土体的开挖 目的：建基、道路修建、洞室利用、 建材取用等。
第二节 工程建设与地质环境之间的关系
岩土体开挖对地质环境的影响表现在以下几个方面，即
·岩（土）应力状态的卸载和调整
·岩（土）开挖振动和爆破损伤
·岩（土）临空面位置、形态发生改变 ·引发地下水的排泄、地表水的聚集 ·开挖后岩（土）弃渣的堆积和处理
巴陕 高速 公路 八庙 隧道 岩爆
第二节 工程建设与地质环境之间的关系
下地幔：地下1000km至古登堡面之间，成分仍为含铁 镁质的超基性岩，但铁质的含量增加。
导言
地核是古登堡面以下地心 的一个球体。半径3470km。其 成分以铁镍物质为主。根据其 状态可分为外核、过渡层及内 核。
案例2:意大利瓦伊昂水库左岸大滑坡
实验性蓄水时岸坡发生大规模裂缝。
1960年的蓄水试验中已经发生 过两次崩岸，箭头所指处即为 崩岸滑坡点。
案例2:意大利瓦伊昂水库左岸大滑坡 滑坡体全貌
案例2:意大利瓦伊昂水库左岸大滑坡
左坝肩碎裂灰岩、碎屑岩体
右坝肩厚层-块状坚硬灰岩岩体
洪水冲袭前后对比
案例3 比萨斜塔的修建
第三节 工程条件与工程地质问题
例如一个地方的地形地貌条件是由该地的大地构造演 化历史构成骨架，又由近代外力地质作用雕塑而成。岩石 风化、成壤作用、冻土的形成等都是在这些自然因素控制 下进行的。
由于各种要素组合的不同，不同地点的工程地质条件 随之不同，表现在工程地质条件各要素性质的差异，主次 关系配合的不同。工程地质条件所包括的各方面因素是相 互联系、相互制约的，这是因为它们共同受地质发展历史 的控制，可以组合成不同的模式。
(2)岩土体的开挖 目的：建基、道路修建、洞室利用、 建材取用等。
第二节 工程建设与地质环境之间的关系
岩土体开挖对地质环境的影响表现在以下几个方面，即
·岩（土）应力状态的卸载和调整
·岩（土）开挖振动和爆破损伤
·岩（土）临空面位置、形态发生改变 ·引发地下水的排泄、地表水的聚集 ·开挖后岩（土）弃渣的堆积和处理
巴陕 高速 公路 八庙 隧道 岩爆
第二节 工程建设与地质环境之间的关系
(精品)公路工程地质第一讲绪论及岩石
在东、中部地区，由于大量抽取地下水和大规模开采矿产资源 (包括油气资源)，导致地下水资源平衡条件破坏和岩土构造应力状 态发生变化，诱发并加剧了地面沉降，地面塌陷，地裂缝，土地盐 渍、沼泽化、崩、滑、流、矿山灾害等地质灾害的发育和危害。
在西部地区，由于超量开发土地、草原、森林和水资源，加速了 水土流失、土地沙化等灾害的发展，崩塌、滑坡、泥石流等灾害也 随之增多。
2. 什么是工程地质问题？ (Engineering geology problems)
指工程地质条件与建筑物之间的矛盾或者问题。
例如： （1）道路工程中路基、桥基、隧道的稳定与变形问题； （2）工民建——如地基的稳定与变形问题； （3）土石坝体——坝基渗漏变形和抗滑稳定问题。
软弱路基问题
地基土承载力低， 产生强度破坏
肉眼可见的辉长岩的半 便携放大镜下观看的粗
个颗粒
粒玄武岩颗粒
浅色流纹岩，属于酸性 岩，含超过65％的硅酸 盐和超过10％的石英
深色玄武岩，属 于基性岩，含 45~55％的硅酸盐
安山岩，属于 中性岩，含5565％的硅酸盐
第三节 沉积岩
沉积岩 ——成因
岩石、矿物在内外力作用下破碎成碎屑物质后， 经水流、风吹和冰川等的搬运，堆积在大陆低洼地
第二节 岩浆岩
岩浆岩 ——成因
高温熔融的岩浆在向地表上升过程中， 由于热量散失逐渐经过分异等作用冷凝而形 成岩浆岩。
岩浆岩形成的方式有两种：一种是岩浆的 侵入形成侵入岩，另一种是火山的喷出形成 喷出岩。
岩浆岩 ——矿物成分
（1）浅色矿物
如石英、正长石、斜长石、白云母等。
（2）深色矿物
如黑云母、角闪石、辉石、橄榄石等。
（二）矿物的物理性质
形状 光泽
在西部地区，由于超量开发土地、草原、森林和水资源，加速了 水土流失、土地沙化等灾害的发展，崩塌、滑坡、泥石流等灾害也 随之增多。
2. 什么是工程地质问题？ (Engineering geology problems)
指工程地质条件与建筑物之间的矛盾或者问题。
例如： （1）道路工程中路基、桥基、隧道的稳定与变形问题； （2）工民建——如地基的稳定与变形问题； （3）土石坝体——坝基渗漏变形和抗滑稳定问题。
软弱路基问题
地基土承载力低， 产生强度破坏
肉眼可见的辉长岩的半 便携放大镜下观看的粗
个颗粒
粒玄武岩颗粒
浅色流纹岩，属于酸性 岩，含超过65％的硅酸 盐和超过10％的石英
深色玄武岩，属 于基性岩，含 45~55％的硅酸盐
安山岩，属于 中性岩，含5565％的硅酸盐
第三节 沉积岩
沉积岩 ——成因
岩石、矿物在内外力作用下破碎成碎屑物质后， 经水流、风吹和冰川等的搬运，堆积在大陆低洼地
第二节 岩浆岩
岩浆岩 ——成因
高温熔融的岩浆在向地表上升过程中， 由于热量散失逐渐经过分异等作用冷凝而形 成岩浆岩。
岩浆岩形成的方式有两种：一种是岩浆的 侵入形成侵入岩，另一种是火山的喷出形成 喷出岩。
岩浆岩 ——矿物成分
（1）浅色矿物
如石英、正长石、斜长石、白云母等。
（2）深色矿物
如黑云母、角闪石、辉石、橄榄石等。
（二）矿物的物理性质
形状 光泽
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工程地质
叶洪东 河北工程大学土木工程学院
1
教材及参考书
1.《工程地质学》
孔宪立 石振明 主编 中国建筑工业出版社
2.《工程地质学概论》
李智毅 杨裕云 主编 中国地质大学出版社
3.《工程地质基础》
许兆义 王连俊 杨成永 中国铁道出版社 编
2
主要参考资料
1.《工程地质手册》(第四版) 《工程地质手册》编写委员会 中国建筑工业出版社 2.《岩土工程手册》 《岩土工程手册》编写委员会 中国建筑工业出版社 3.《水文地质工程地质》(双月刊) 4.《工程地质学报》(季刊) 5.《岩土工程学报》(双月刊)
24
综上所述，可以发现工程活动与地质环境是相互作用， 相互制约的。这就需要我们在实际工程中根据具体的工程类 型和地质环境特征，事先预测到两者之间相互作用的程度和 相互制约的基本形式，然后进行工程地质问题的分析、评
价，直至问题的解决。达到合理开发、利用和保护地质环
境，保证工程的安全、经济和正常运行。怎样解决这两者之 间的相互关系正是工程地质学所面临的问题。 研究人类工程活动与地质环境之间的相互制约，并保证 这种制约关系向良性方向发展的科学称之为工程地质学
26
四、工程地质在土木工程建设中的作用
建筑场地工程地质条件的优劣直接影响到工
程的设计方案类型、施工工期的长短和工程投资
的大小。
重视工程地质工作就能使设计、施工顺利进
行，忽视工程地质工作，则会给工程带来不同程 度的影响。 可见工程地质对土木工程建设具有重要作用。
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五、工程地质学的发展概况
工程地质学是一门实践性很强的应用科学,是在人类工程 活动实践中逐渐形成的。
石油采深已超过3000m。
工程规模增大，意味着将来面临的工程地质问题更复杂， 对工程地质工作必将提出更高的要求。
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六、学习目的、方法
1. 学习目的 (1)了解和掌握工程地质学的基本概念,基本原理和 基本工作方法，对工程地质学科有一个系统的基本 的认识。 (2)能用所学理论和方法，判断、分析、解决简单 的实际工程地质问题。 2.学习方法 在理解的基础上掌握基本概念、方法、原理，而 不是死记某些条文。要具体问题具体分析，不能死 搬硬套，主要应掌握解决工程地质问题的思路和方 法,以便在以后的实际工作中用以解决所遇到的问 题。 32
公元前250年四川灌县修建的都江堰;
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公元前221年修建文明世界的万里长城; 古代的庙宇、宫殿、宝塔、寺院及桥梁、地下古墓等.
上述工地基或围岩的处理,以及天然建筑材料的合理 选用 , 至今仍为世人惊叹 . 但 , 这些方面的经验没有得到很 好的总结和升华,更未上升到理论,形成一门科学.
人类在远古时代，就懂得利用优良的地质条件兴建各类 建筑工程,但是,早期人类工程活动规模小且形式比较简单，涉 及地质问题不突出，有关工程地质方面的工作大多是由地质学 家或地理学家来完成的。
工程地质学在国际上成为地质学的一门独立分支学科， 则是20世纪30年代左右,仅有80多年的历史． 工 程 地质学 的 理论稚形 形成 应该 以 1925 年 K.Tezhigi 发表的 《建筑土力学》为标志； •1929年美国科学家发表第一部《工程地质学》（engineering geology）。
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③地质条件复杂的地区修建建筑 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基础而增加造价。 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。
实际工程中究竟表现为哪种形式，主要取决于地质环 境的特点和工程类型及规模。
2、 人类活动对地质环境的影响
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。
10
块状运动
松动解脱
弯曲折断
塑性变形
几种围岩破坏失稳形式
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B、地质条件不具备而使工程造价提高
场地选择不当（选择了地质条件较复杂的场地），往往 需要进行加固处理： ①隧道（硐室）位臵选择： 如：当隧道轴线与褶皱轴向平行 时，不同位臵稳定性不同。 3
2
1
岩层层面
褶皱部位选线 ②坝基坐落在断层破碎带上（需要进行坝基处理）
工程地质学的定义：
教科书对工程地质学的几种定义： ——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；是地质学的一个分支。它是工程科学与 地质科学相互渗透、交叉而形成的一门边缘科学，是服 务于工程建设的应用科学． ——是研究与工程有关的地质问题的科学； ——是研究人类工程活动与地质环境相互作用的科学；
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到上世纪 30 年代初，原苏联开展大规模的国民经济建 设,促使了工程地质学的萌生．著名工程地质学家萨瓦连斯 基、卡明斯基、波波夫等在工程岩土学、工程地质学等方 面做了大量的理论与实际奠基工作，从而使工程地质学在 三十年代从前苏联开始形成了一门独立的学科。 1932 年原苏联莫斯科地质学院成立第一个“工程地质研究 室” 此时，欧美和日本等国家，在进行水利工程和土木工 程建筑中，也都开展了工程地质工作和理论研究。 我国是个文明古国,从古至今在许多巨大复杂工程建设 中积累了大量工程地质方面丰富的知识和经验. 如:公元前485年修建的全长1700公里的京杭大运河;
水库蓄水诱发地震
较大区域建筑受到破坏
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贵州洪家渡
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滑坡堰塞湖—易贡湖
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漫湾滑坡1989年1月8日
坡高103m 地质：流纹岩中有强风化的密集节理，还包括一个小型不连续 面。 20 事故：电站厂房比计划推迟一年，修复时安装了大量预应力锚索。
露 天 矿
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库岸坍塌
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3.工程活动与地质环境之间的相互制约 例如：在岩土体稳定性差的地区修建水库 一方面，因岩土体稳定性差使工程造价升高； 另一方面,水库的修建使近坝、库岸岸坡的稳定性降 低，尤其是水位骤然升降经常引起岸坡失稳，蓄水引起 水库诱发地震等等。
在我国,工程地质学的发展主要是在建国初期,随着国 民经济恢复和国家基本建设的需要 ,50 年代将苏联的有关 工程地质的教科书、技术规范、标准等全面引进 , 才逐步 成为一门独立的科学，至今已形成一门有中国特色的工程 地质学科。
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由于工程地质是一门应用地质科学，它的发展与工程建 设密切相关。 随着我国改革开放的不断深入，经济建设迅猛发展，各 类工程的规模日益增大，对工程地质的研究要求越来越高， 大大促进了工程地质水平的提高。如： 大坝高度已超过300m； 边坡高度已接近1000m； 隧道埋深已达2-2.5km； 矿山开采深度已超过1200m；
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例如： ①在上游修建梯级电站，改变河流的地质作用； ②道路修建中不合理削坡使坡体稳定性降低； ③房屋建筑 ④采矿工程 地基沉降变形；斜坡上的建筑 地面沉降、塌陷；露天矿边坡失稳 区域性地面沉降、开裂 影响地面 滑坡；
⑤过量抽汲地下水 建筑；
⑥高坝水库
区域水文地质条件发生改变
坍塌或浸没；
区域性的
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本课程内容
• • • • • • • • 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 绪论 矿物与岩石 地质构造及其对工程的影响； 土的工程性质与分类 地下水及其对工程的影响 不良地质现象及其工程地质问题 工程地质原位测试 工程地质勘察
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第一章 绪论
• • • • • • 一、工程地质学的研究对象和任务 二、人类工程活动与地质环境的关系 三、工程地质学的研究内容与分支学科 四、工程地质在土木工程建设中的作用 五、工程地质学的发展概况 六、本课程的学习目的、方法
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三、工程地质学的研究内容、与分支学科
工程地质学，按其研究内容，可分为五个组成部分： ①工程岩土学—研究岩土的工程性质（物理、力学性质）； ②工程地质勘察—研究查明场地工程地质条件的方法和手段； ③工程地质分析—研究工程地质条件与工程活动相互作用、 制约的表现形式—工程地质问题，研究它们产生的地质环境、 力学机制、发展与演化趋势； 上述三个专门分支学科是工程地质学的理论基础。 ④区域工程地质—研究各种工程地质条件在空间区域的分布 规律和特征； ⑤环境工程地质—研究工程地质环境及其问题的学科；
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二、人类工程活动与地质环境的关系
1、 地质环境对工程活动的制约： A、 地质环境影响工程的安全稳定或正常使用 例如：① 在活断层和强烈地震区修建工程建筑
如果场地选择不当或建筑类型、结构不合理，断层活动 或强烈地震会使建筑物倾斜、开裂、倒塌，轻者影响正常使 用，重者使工程彻底报废，甚至造成人员伤亡。 汶川地震----北川县迁址
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第一章 绪 论
一、工程地质学的研究对象和任务
人类工程活动：工民建、采矿、水利水电、道路桥梁、港口、
码头等工程。
地质环境（工程地质条件）：地形地貌、地层岩性、地质构 造 、 不 良 地 质 条 件 （ 滑 坡 、 崩 塌 、 泥 石 流 、 岩溶、砂土液化等）、地震效应、水文地质条件、岩土体的工 程性质和天然建筑材料等方面。 工程地质问题—工程活动与地质环境相互制约的表现形式或 与工程有关的地质问题。 如：区域稳定，岩土体稳定 , 地下洞室稳定 , 坝基渗漏问题， 河流的侵蚀淤积问题，地震液化问题，地面沉降问题等。 6
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② 在岩溶地区（石灰岩区）修建水利工程 如果未查明岩溶发育及分布规律，并采取适当工程措施， 岩溶洞穴会造成水库漏水，甚至无法蓄水 ③ 地表开挖工程（如露天矿） 地表开挖，边坡应力重分布，忽视地质作用或稳定性判 断错误，会导致大规模的崩塌、滑坡。 ④ 地下开挖工程（如地下洞室） 开挖造成围岩变形，应力重分布，地质环境影响围岩稳 定、支护类型、施工方法和施工安全。
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从以上定义的实质中均不难看出，工程地质学强调的工 程和地质的关系，研究的是人类工程活动与自然地质环境的 相互作用。 工程地质学的研究对象： 是与工程活动有关的地质环境(工 程地质条件)或与工程有关的岩土体. 工程地质学的研究任务:人类的工程活动与地质环境之间处于 相互联系、又相互制约的矛盾之中．研究地质环境与人类工 程活动之间的关系，促使两者之间的矛盾转化和解决，就成 了工程地质学的基本任务．
叶洪东 河北工程大学土木工程学院
1
教材及参考书
1.《工程地质学》
孔宪立 石振明 主编 中国建筑工业出版社
2.《工程地质学概论》
李智毅 杨裕云 主编 中国地质大学出版社
3.《工程地质基础》
许兆义 王连俊 杨成永 中国铁道出版社 编
2
主要参考资料
1.《工程地质手册》(第四版) 《工程地质手册》编写委员会 中国建筑工业出版社 2.《岩土工程手册》 《岩土工程手册》编写委员会 中国建筑工业出版社 3.《水文地质工程地质》(双月刊) 4.《工程地质学报》(季刊) 5.《岩土工程学报》(双月刊)
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综上所述，可以发现工程活动与地质环境是相互作用， 相互制约的。这就需要我们在实际工程中根据具体的工程类 型和地质环境特征，事先预测到两者之间相互作用的程度和 相互制约的基本形式，然后进行工程地质问题的分析、评
价，直至问题的解决。达到合理开发、利用和保护地质环
境，保证工程的安全、经济和正常运行。怎样解决这两者之 间的相互关系正是工程地质学所面临的问题。 研究人类工程活动与地质环境之间的相互制约，并保证 这种制约关系向良性方向发展的科学称之为工程地质学
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四、工程地质在土木工程建设中的作用
建筑场地工程地质条件的优劣直接影响到工
程的设计方案类型、施工工期的长短和工程投资
的大小。
重视工程地质工作就能使设计、施工顺利进
行，忽视工程地质工作，则会给工程带来不同程 度的影响。 可见工程地质对土木工程建设具有重要作用。
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五、工程地质学的发展概况
工程地质学是一门实践性很强的应用科学,是在人类工程 活动实践中逐渐形成的。
石油采深已超过3000m。
工程规模增大，意味着将来面临的工程地质问题更复杂， 对工程地质工作必将提出更高的要求。
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六、学习目的、方法
1. 学习目的 (1)了解和掌握工程地质学的基本概念,基本原理和 基本工作方法，对工程地质学科有一个系统的基本 的认识。 (2)能用所学理论和方法，判断、分析、解决简单 的实际工程地质问题。 2.学习方法 在理解的基础上掌握基本概念、方法、原理，而 不是死记某些条文。要具体问题具体分析，不能死 搬硬套，主要应掌握解决工程地质问题的思路和方 法,以便在以后的实际工作中用以解决所遇到的问 题。 32
公元前250年四川灌县修建的都江堰;
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公元前221年修建文明世界的万里长城; 古代的庙宇、宫殿、宝塔、寺院及桥梁、地下古墓等.
上述工地基或围岩的处理,以及天然建筑材料的合理 选用 , 至今仍为世人惊叹 . 但 , 这些方面的经验没有得到很 好的总结和升华,更未上升到理论,形成一门科学.
人类在远古时代，就懂得利用优良的地质条件兴建各类 建筑工程,但是,早期人类工程活动规模小且形式比较简单，涉 及地质问题不突出，有关工程地质方面的工作大多是由地质学 家或地理学家来完成的。
工程地质学在国际上成为地质学的一门独立分支学科， 则是20世纪30年代左右,仅有80多年的历史． 工 程 地质学 的 理论稚形 形成 应该 以 1925 年 K.Tezhigi 发表的 《建筑土力学》为标志； •1929年美国科学家发表第一部《工程地质学》（engineering geology）。
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13
③地质条件复杂的地区修建建筑 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基础而增加造价。 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。
实际工程中究竟表现为哪种形式，主要取决于地质环 境的特点和工程类型及规模。
2、 人类活动对地质环境的影响
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。
10
块状运动
松动解脱
弯曲折断
塑性变形
几种围岩破坏失稳形式
11
B、地质条件不具备而使工程造价提高
场地选择不当（选择了地质条件较复杂的场地），往往 需要进行加固处理： ①隧道（硐室）位臵选择： 如：当隧道轴线与褶皱轴向平行 时，不同位臵稳定性不同。 3
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岩层层面
褶皱部位选线 ②坝基坐落在断层破碎带上（需要进行坝基处理）
工程地质学的定义：
教科书对工程地质学的几种定义： ——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；是地质学的一个分支。它是工程科学与 地质科学相互渗透、交叉而形成的一门边缘科学，是服 务于工程建设的应用科学． ——是研究与工程有关的地质问题的科学； ——是研究人类工程活动与地质环境相互作用的科学；
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到上世纪 30 年代初，原苏联开展大规模的国民经济建 设,促使了工程地质学的萌生．著名工程地质学家萨瓦连斯 基、卡明斯基、波波夫等在工程岩土学、工程地质学等方 面做了大量的理论与实际奠基工作，从而使工程地质学在 三十年代从前苏联开始形成了一门独立的学科。 1932 年原苏联莫斯科地质学院成立第一个“工程地质研究 室” 此时，欧美和日本等国家，在进行水利工程和土木工 程建筑中，也都开展了工程地质工作和理论研究。 我国是个文明古国,从古至今在许多巨大复杂工程建设 中积累了大量工程地质方面丰富的知识和经验. 如:公元前485年修建的全长1700公里的京杭大运河;
水库蓄水诱发地震
较大区域建筑受到破坏
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贵州洪家渡
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滑坡堰塞湖—易贡湖
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漫湾滑坡1989年1月8日
坡高103m 地质：流纹岩中有强风化的密集节理，还包括一个小型不连续 面。 20 事故：电站厂房比计划推迟一年，修复时安装了大量预应力锚索。
露 天 矿
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库岸坍塌
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3.工程活动与地质环境之间的相互制约 例如：在岩土体稳定性差的地区修建水库 一方面，因岩土体稳定性差使工程造价升高； 另一方面,水库的修建使近坝、库岸岸坡的稳定性降 低，尤其是水位骤然升降经常引起岸坡失稳，蓄水引起 水库诱发地震等等。
在我国,工程地质学的发展主要是在建国初期,随着国 民经济恢复和国家基本建设的需要 ,50 年代将苏联的有关 工程地质的教科书、技术规范、标准等全面引进 , 才逐步 成为一门独立的科学，至今已形成一门有中国特色的工程 地质学科。
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由于工程地质是一门应用地质科学，它的发展与工程建 设密切相关。 随着我国改革开放的不断深入，经济建设迅猛发展，各 类工程的规模日益增大，对工程地质的研究要求越来越高， 大大促进了工程地质水平的提高。如： 大坝高度已超过300m； 边坡高度已接近1000m； 隧道埋深已达2-2.5km； 矿山开采深度已超过1200m；
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例如： ①在上游修建梯级电站，改变河流的地质作用； ②道路修建中不合理削坡使坡体稳定性降低； ③房屋建筑 ④采矿工程 地基沉降变形；斜坡上的建筑 地面沉降、塌陷；露天矿边坡失稳 区域性地面沉降、开裂 影响地面 滑坡；
⑤过量抽汲地下水 建筑；
⑥高坝水库
区域水文地质条件发生改变
坍塌或浸没；
区域性的
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本课程内容
• • • • • • • • 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 绪论 矿物与岩石 地质构造及其对工程的影响； 土的工程性质与分类 地下水及其对工程的影响 不良地质现象及其工程地质问题 工程地质原位测试 工程地质勘察
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第一章 绪论
• • • • • • 一、工程地质学的研究对象和任务 二、人类工程活动与地质环境的关系 三、工程地质学的研究内容与分支学科 四、工程地质在土木工程建设中的作用 五、工程地质学的发展概况 六、本课程的学习目的、方法
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三、工程地质学的研究内容、与分支学科
工程地质学，按其研究内容，可分为五个组成部分： ①工程岩土学—研究岩土的工程性质（物理、力学性质）； ②工程地质勘察—研究查明场地工程地质条件的方法和手段； ③工程地质分析—研究工程地质条件与工程活动相互作用、 制约的表现形式—工程地质问题，研究它们产生的地质环境、 力学机制、发展与演化趋势； 上述三个专门分支学科是工程地质学的理论基础。 ④区域工程地质—研究各种工程地质条件在空间区域的分布 规律和特征； ⑤环境工程地质—研究工程地质环境及其问题的学科；
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二、人类工程活动与地质环境的关系
1、 地质环境对工程活动的制约： A、 地质环境影响工程的安全稳定或正常使用 例如：① 在活断层和强烈地震区修建工程建筑
如果场地选择不当或建筑类型、结构不合理，断层活动 或强烈地震会使建筑物倾斜、开裂、倒塌，轻者影响正常使 用，重者使工程彻底报废，甚至造成人员伤亡。 汶川地震----北川县迁址
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第一章 绪 论
一、工程地质学的研究对象和任务
人类工程活动：工民建、采矿、水利水电、道路桥梁、港口、
码头等工程。
地质环境（工程地质条件）：地形地貌、地层岩性、地质构 造 、 不 良 地 质 条 件 （ 滑 坡 、 崩 塌 、 泥 石 流 、 岩溶、砂土液化等）、地震效应、水文地质条件、岩土体的工 程性质和天然建筑材料等方面。 工程地质问题—工程活动与地质环境相互制约的表现形式或 与工程有关的地质问题。 如：区域稳定，岩土体稳定 , 地下洞室稳定 , 坝基渗漏问题， 河流的侵蚀淤积问题，地震液化问题，地面沉降问题等。 6
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② 在岩溶地区（石灰岩区）修建水利工程 如果未查明岩溶发育及分布规律，并采取适当工程措施， 岩溶洞穴会造成水库漏水，甚至无法蓄水 ③ 地表开挖工程（如露天矿） 地表开挖，边坡应力重分布，忽视地质作用或稳定性判 断错误，会导致大规模的崩塌、滑坡。 ④ 地下开挖工程（如地下洞室） 开挖造成围岩变形，应力重分布，地质环境影响围岩稳 定、支护类型、施工方法和施工安全。
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从以上定义的实质中均不难看出，工程地质学强调的工 程和地质的关系，研究的是人类工程活动与自然地质环境的 相互作用。 工程地质学的研究对象： 是与工程活动有关的地质环境(工 程地质条件)或与工程有关的岩土体. 工程地质学的研究任务:人类的工程活动与地质环境之间处于 相互联系、又相互制约的矛盾之中．研究地质环境与人类工 程活动之间的关系，促使两者之间的矛盾转化和解决，就成 了工程地质学的基本任务．