緒論--工程地質(zhì)

1、工程地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ),主講：劉芳芳 課時：理論32+實踐8 TEL：13483126500 E-mail：59221297@qq.com,1．性質(zhì)　　“工程地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)”是交通土建類專業(yè)的一門必修課，是一門專業(yè)基礎(chǔ)課。　　由于課程本身的性質(zhì)，教學(xué)上大多為闡述性，敘述性講授，不同于有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)睦碚撏茖?dǎo)的數(shù)理化課程，許多問題僅是定性的講述。所以在學(xué)習(xí)方法上，學(xué)生應(yīng)自我調(diào)節(jié)，主動適應(yīng)課程特點(diǎn)，學(xué)好每一個知識點(diǎn)。,2．要求　　由于本課程內(nèi)容豐富

2、，涉及的知識面廣，并具有很強(qiáng)的實踐性，但學(xué)時有限，故只能重點(diǎn)介紹與我們今后工作緊密相關(guān)的某些部分，因此對學(xué)生作如下要求：,⑴上課認(rèn)真聽講，重難點(diǎn)著重理解、記憶； 　⑵課后及時消化當(dāng)天所學(xué)內(nèi)容； 　⑶在室內(nèi)實驗課上，學(xué)生應(yīng)結(jié)合理論，辨認(rèn)礦物和巖石標(biāo)本，識讀一般的地質(zhì)圖。,3．重點(diǎn) （1）掌握常見的巖石類型及其特征；?。?）典型的地質(zhì)構(gòu)造和簡單的不良地質(zhì)現(xiàn)象；?。?）了解幾種特殊土的基本性質(zhì)和學(xué)會閱讀一般的地質(zhì)圖； （4）了

3、解各類巖體的工程地質(zhì)問題； （5）了解工程地質(zhì)勘察的要點(diǎn)。,主要參考書：　《普通地質(zhì)學(xué)》　《地質(zhì)學(xué)原理》　　《構(gòu)造地質(zhì)學(xué)》　《水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)》　《簡明工程地質(zhì)手冊》　《工程地質(zhì)與水文地質(zhì)》,考核方法：　卷面考試成績（80%）　平時成績（20%，其中包括出勤情況、課堂紀(jì)律、作業(yè)及實驗成績等）,注意！　　實驗成績不合格或曠課達(dá)實上課時的1/3以上者，取消考試資格！,緒 論,,二、工程地質(zhì)學(xué)及其任務(wù)　1.工程地質(zhì)學(xué)及分支

4、　　工程地質(zhì)學(xué)是地質(zhì)學(xué)的一個分支，它是從事人類工程活動與地質(zhì)環(huán)境相互關(guān)系的研究，主要研究解決與土木工程設(shè)計、施工和正常使用等有關(guān)的地質(zhì)學(xué)問題（工程建筑物的勘測設(shè)計、施工和使用過程中有關(guān)地質(zhì)問題的科學(xué)）。,一、地質(zhì)學(xué)地質(zhì)學(xué)（Geology），是研究地球的一門自然科學(xué)，是地學(xué)的重要組成部分。主要研究地球的行成、成分、結(jié)構(gòu)和發(fā)展規(guī)律，并利用這些規(guī)律為人類社會服務(wù)的學(xué)科，其研究領(lǐng)域十分廣泛。,0.1 工程地質(zhì)學(xué)的學(xué)科性質(zhì),根據(jù)不同的研究內(nèi)容

5、、工程對象，工程地質(zhì)學(xué)可分為：,,工程巖土學(xué)工程地質(zhì)學(xué)原理工程地質(zhì)勘察環(huán)境工程地質(zhì)學(xué)區(qū)域工程地質(zhì)學(xué)等,（1）工程地質(zhì)條件　　工程地質(zhì)條件是一個綜合性概念，是與工程建筑有關(guān)的地質(zhì)因素的綜合。,巖土類型及其工程性質(zhì)地形地貌地質(zhì)構(gòu)造水文地質(zhì)條件物理地質(zhì)現(xiàn)象地質(zhì)物理環(huán)境（地應(yīng)力及地?zé)岬龋┨烊唤ㄖ牧系绕邆€方面的因素,地質(zhì)因素,,（2）工程地質(zhì)問題　　工程地質(zhì)問題指的是工程地質(zhì)條件與工程建設(shè)需求之間所存在的問題以及工程活動

6、對地質(zhì)環(huán)境的影響。,由于工程建筑的類型、結(jié)構(gòu)形式和規(guī)模不同，對地質(zhì)環(huán)境的要求不同，所以工程地質(zhì)問題是復(fù)雜多樣的。,例如：工民建的主要工程地質(zhì)問題是地基承載力和沉降問題；地下洞室的主要工程地質(zhì)問題是圍巖穩(wěn)定性；在水利水電工程中，土石壩最需注意的是壩基滲透變形和滲漏問題，混凝土重力壩是壩基抗滑穩(wěn)定問題，拱壩是壩肩抗滑穩(wěn)定問題。工程地質(zhì)問題的分析、評價，是工程地質(zhì)工程師的中心任務(wù)。,工程地質(zhì)學(xué)的研究內(nèi)容：（1）巖土工程地質(zhì)性質(zhì)研究。（2）

7、工程動力地質(zhì)作用研究。（地基的牢固、堅實性）（3）工程地質(zhì)勘察理論和技術(shù)方法研究。（4）區(qū)域工程地質(zhì)研究。（內(nèi)力地質(zhì)作用引起的斷裂活動，地震對工程建設(shè)地區(qū)穩(wěn)定性的影響）（5）環(huán)境工程地質(zhì)研究。（人類工程活動對環(huán)境造成的影響）,0.2 工程地質(zhì)學(xué)的研究內(nèi)容,1.評價工程地質(zhì)條件，選定合理的建筑場地及建筑形式，保證工程順利進(jìn)行2.論證和預(yù)測工程地質(zhì)問題發(fā)生的可能性3.改善工程地質(zhì)條件，加固土體、防治地下水4.研究巖土分類、巖土

8、的區(qū)域性特點(diǎn) 5.研究工程活動與地質(zhì)環(huán)境的相互作用及影響,工程地質(zhì)學(xué)的具體任務(wù)：,注：工程地質(zhì)勘察（為了了解建筑場地地質(zhì)條件） 地質(zhì)調(diào)查、勘察、 室內(nèi)外試驗。,工程地質(zhì)學(xué)的研究對象：地質(zhì)體,工程規(guī)劃設(shè)計、解決各類工程問題,0.3 工程地質(zhì)學(xué)的具體任務(wù),3.工程類比法與實驗法等密切結(jié)合 根據(jù)條件類似地區(qū)已有資料對研究區(qū)地質(zhì)問題進(jìn)行定量預(yù)測，并結(jié)合相關(guān)實驗（室內(nèi)、現(xiàn)場）方法。,1.地質(zhì)分析法（定性論證法，工程地質(zhì)學(xué)的

9、基本研究方法） 以地質(zhì)學(xué)和自然歷史的觀點(diǎn)分析研究建筑地區(qū)周圍其它自然因素和條件，了解在歷史過程中對建筑地區(qū)工程地質(zhì)條件的影響和制約程度，從而認(rèn)識建筑地區(qū)工程地質(zhì)條件的形成及其發(fā)展趨勢。,2.力學(xué)分析法（定量預(yù)測法） 建立模型進(jìn)行計算和預(yù)測（如地基穩(wěn)定分析、地表沉降計算）,,0.4 工程地質(zhì)學(xué)的研究方法,（1）巖石的巖性及其工程地質(zhì)性質(zhì)：不同的巖石，其成因及巖性特征不同，工程性質(zhì)差異很大。 （2）地質(zhì)構(gòu)造類型

10、及其對工程的影響：由于地殼運(yùn)動的影響，使巖層出現(xiàn)各種不同的構(gòu)造形態(tài)，這些夠走啊形態(tài)的性質(zhì)及其分布特征是控制巖體穩(wěn)定的重要因素，在設(shè)計和施工時必須考慮地質(zhì)構(gòu)造的影響。 （3）與工程活動有關(guān)的地質(zhì)作用：有些地質(zhì)作用能在很短的時間內(nèi)造成建筑物的劇烈破壞，有些地質(zhì)作用會緩慢地侵害建筑物并最終造成建筑物破壞。 （4）各類建筑工程的地質(zhì)問題：在不同的工程建筑中，地質(zhì)環(huán)境所起的作用不同，相應(yīng)的工程地質(zhì)問題也不一樣。,0.5 本書內(nèi)容

11、,工程地質(zhì)的應(yīng)用 Example 1-1 簡單地質(zhì)條件的地基 Example 1-2 斜坡上的建筑地基 Example 1-3 美國內(nèi)華達(dá)州 Las Vegas城地面沉降災(zāi)害 Example 1-4 中國2002年的地質(zhì)災(zāi)害,Example 1-1 簡單地質(zhì)條件的地基,1-建筑物2-粘土層,h-基坑深度s-建筑物沉降,思考的問題：建筑物是否安全？思考角度： （1）強(qiáng)度問題

12、 （2）變形問題,解決方法：對建筑場地進(jìn)行工程地質(zhì)勘察，即查明土層的分布、厚度、均勻性和其物理力學(xué)性質(zhì)以及地下水等的工程地質(zhì)條件，并評估地基承載能力和建筑物沉降量以及土體被擠出的可能性。,RETURN,1-砂頁巖 2-坡殘積粘土 3-建筑物 4-擋土墻,解決方法：對建筑場地進(jìn)行工程地質(zhì)勘察，對可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析，從而采取相應(yīng)的措施，如設(shè)置擋墻和加強(qiáng)排水等。,Example 1-2 斜坡上建筑的穩(wěn)定問題,思考的問題：

13、 （1）建筑物基礎(chǔ)的不均勻沉降問題； （2）粘土層在基巖面上的穩(wěn)定問題； （3）基巖的穩(wěn)定問題。,評語：人類工程活動顯著地影響環(huán)境，既可惡化環(huán)境，亦能改善環(huán)境--環(huán)境工程地質(zhì)學(xué)。,Example 1-3 美國內(nèi)華達(dá)州 Las Vegas城地面沉降災(zāi)害,美國內(nèi)華達(dá)州 Las Vegas城早在1905年開始抽取地下水供給，從1935年開始進(jìn)行了達(dá)60多年的地面沉降觀測研究，結(jié)果表明該城地面沉降影響范圍已達(dá)1030km2。抽取地下水量超

14、過地下水的補(bǔ)給量，導(dǎo)致地面逐年下沉，地面沉降及伴生的地裂縫和斷層活動一起構(gòu)成Las Vegas城市地區(qū)嚴(yán)重的環(huán)境工程地質(zhì)問題，且形成災(zāi)害，如各類地面建筑物損壞、井管折斷，部分排水管道和煤氣管道切斷。,Example 1-4 中國2002年的地質(zhì)災(zāi)害,4月3日公布的中國國土資源公報說，2002年全國發(fā)生各類突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害40246起，造成853人死亡，109人失蹤，直接經(jīng)濟(jì)損失51億元?！　∧壳?，我國已完成168個縣市調(diào)查，建立了相應(yīng)

15、的信息系統(tǒng)和群測群防網(wǎng)絡(luò)，它們成功預(yù)報地質(zhì)災(zāi)害703次，避免人員傷亡近兩萬人，避免直接經(jīng)濟(jì)損失2.36億元。 三峽庫區(qū)地質(zhì)災(zāi)害治理和監(jiān)測工程已全面實施。,33-22,33-23,33-24,33-25,[思考題]什么是工程地質(zhì)學(xué)，主要研究內(nèi)容是？2. 什么是工程地質(zhì)條件和工程地質(zhì)問題？它們具體包括哪些因素和內(nèi)容？,33-27,植物化石,33-28,菊石類化石,33-29,5億年前,33-30,4億年前,33-31,3億年