工程地質(zhì)與水文地質(zhì)課件

1、工程地質(zhì)與水文地質(zhì)1工程地質(zhì)與水文地質(zhì)期末輔導(dǎo)工程地質(zhì)與水文地質(zhì)2“工程地質(zhì)與水文地質(zhì)”課程內(nèi)容體系“工程地質(zhì)與水文地質(zhì)”課程內(nèi)容體系 地球的基本知識 巖石及其工程地質(zhì)性質(zhì) 地質(zhì)構(gòu)造 自然地質(zhì)作用 地下水概論 地下水運動的基本規(guī)律 地下水資源評價、分析及其開發(fā)管理 壩的工程地質(zhì)研究 邊坡的工程地質(zhì)研究 渠道的工程地質(zhì)研究 地下工程圍巖穩(wěn)定的工程地質(zhì)條件 水庫的工程地質(zhì)研究 工程地質(zhì)及水文地質(zhì)勘察 1、地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)部分 2、水文地質(zhì)部分 3、 工程地質(zhì)部分 “工程地質(zhì)與水文地質(zhì)工程地質(zhì)與水文地質(zhì)”課程內(nèi)容體系課程內(nèi)容體系工程地質(zhì)與水文地質(zhì)3一、地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)部分的重點內(nèi)容：第第2章章 巖石及其工程地質(zhì)

2、性質(zhì)巖石及其工程地質(zhì)性質(zhì) 第第2-5節(jié)（巖漿巖、節(jié)（巖漿巖、沉積巖、變質(zhì)巖、第沉積巖、變質(zhì)巖、第5節(jié)）節(jié)） 第第3章章 地質(zhì)構(gòu)造地質(zhì)構(gòu)造 第第4節(jié)節(jié) （水平構(gòu)造、傾斜構(gòu)造、褶（水平構(gòu)造、傾斜構(gòu)造、褶皺構(gòu)造和斷裂構(gòu)造）、第皺構(gòu)造和斷裂構(gòu)造）、第5節(jié)（要求：活斷層的概節(jié)（要求：活斷層的概念念 ）第第4章章 自然地質(zhì)作用自然地質(zhì)作用 第第1-3節(jié)節(jié) 二、水文地質(zhì)部分的重點內(nèi)容為：第第5章章 地下水概論地下水概論 第第3節(jié)節(jié)第第6章章 地下水運動的基本規(guī)律地下水運動的基本規(guī)律 第第1節(jié)節(jié) ，本章第，本章第1節(jié)節(jié)很重要，有的計算題即為本節(jié)的公式。很重要，有的計算題即為本節(jié)的公式。第第13章章 水庫的工程

3、地質(zhì)研究水庫的工程地質(zhì)研究 第第1節(jié)（水庫滲漏）節(jié)（水庫滲漏）對于其余的章節(jié)，要求掌握一些基本概念、基本原理。 工程地質(zhì)與水文地質(zhì)4三、工程地質(zhì)部分的重點內(nèi)容為：最重要的為：第最重要的為：第9章章 壩的工程地質(zhì)研究（每壩的工程地質(zhì)研究（每節(jié)都重要）節(jié)都重要）第第10章章 邊坡的工程地質(zhì)研究邊坡的工程地質(zhì)研究 第第1-3節(jié)節(jié) 第第12章章 地下工程圍巖穩(wěn)定的工程地質(zhì)條件地下工程圍巖穩(wěn)定的工程地質(zhì)條件 第第1、2節(jié)節(jié)工程地質(zhì)與水文地質(zhì)5 考試形式：閉卷 考試題型：名詞解釋、問答題、識圖題、計算題 復(fù)習(xí)按上述范圍進(jìn)行，應(yīng)該在全面復(fù)習(xí)全面復(fù)習(xí)的基礎(chǔ)上，抓重點抓重點，要求弄清基本概念，掌握基本原理，熟悉

4、基本的、重要的計算公式，并能運用公式計算 注意蘭色字體，一般為重要的。另外注意區(qū)分掌握掌握和了解了解，掌握掌握是重要的工程地質(zhì)與水文地質(zhì)6地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)部分工程地質(zhì)與水文地質(zhì)7第二章 巖石及其工程地質(zhì)性質(zhì)重點章重點章 此章內(nèi)容非常重要，因為巖石是建造各種工程結(jié)構(gòu)物（包括水工結(jié)構(gòu)）的地基，是天然的建筑材料。其中第第2-5節(jié)最為重要。節(jié)最為重要。 巖石是組成地殼的物質(zhì)之一，它們構(gòu)成了地球的巖石圈。 掌握礦物、巖石概念，并熟悉三大類巖石的分類: 工程地質(zhì)與水文地質(zhì)8第二章 巖石及其工程地質(zhì)性質(zhì)重點章重點章一、根據(jù)巖漿巖中的SiO2含量，把巖漿巖分為四類： 1酸性巖類：SiO2含量65% 2中性巖類：Si

5、O2含量為52%65% 3基性巖類：SiO2含量為4552% 4超基性巖類：SiO2含量45% 再按巖石的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造和產(chǎn)狀將每一類分為：深成巖、淺成巖和噴出巖。工程地質(zhì)與水文地質(zhì)9第二章 巖石及其工程地質(zhì)性質(zhì)重點章重點章二、沉積巖按結(jié)構(gòu)和物質(zhì)成分分為三大類： 1碎屑巖類 2粘土巖類 3化學(xué)巖及生物化學(xué)巖類三、變質(zhì)巖按變質(zhì)作用類型劃分 工程地質(zhì)與水文地質(zhì)10第二章 巖石及其工程地質(zhì)性質(zhì)重點章重點章四、熟悉常見的巖漿巖：花崗巖、玄武巖、流紋巖花崗巖、玄武巖、流紋巖、正長巖正長巖、閃長巖、安山巖、輝長巖等；閃長巖、安山巖、輝長巖等； 熟悉主要沉積巖：砂巖、頁巖、石灰?guī)r、白云巖、砂巖、頁巖、石灰?guī)r、白

6、云巖、泥灰?guī)r泥灰?guī)r； 了解主要變質(zhì)巖：片麻巖、片巖、石英巖、大理片麻巖、片巖、石英巖、大理巖巖 要求掌握上述各巖石的礦物組成、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造。要求掌握上述各巖石的礦物組成、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造。五、熟悉巖石的工程地質(zhì)及水文地質(zhì)評述（見書P36-38）工程地質(zhì)與水文地質(zhì)11第三章 地質(zhì)構(gòu)造重點： 第4節(jié) 、 第5節(jié) 第4節(jié)內(nèi)容很重要，后面的巖體結(jié)構(gòu)面、邊坡穩(wěn)定性、以及地基穩(wěn)定性等都與其直接相關(guān)。 第4節(jié) 水平構(gòu)造、傾斜構(gòu)造、褶皺構(gòu)造和斷裂構(gòu)造一、要求掌握巖層的產(chǎn)狀及巖層產(chǎn)狀要素：巖層的走向、傾向和傾角的概念及表示二、要求掌握褶曲的幾何要素、褶曲的分類工程地質(zhì)與水文地質(zhì)12第三章 地質(zhì)構(gòu)造三、要求掌握節(jié)理和斷層

7、的定義、分類。 按斷層兩盤相對滑動方向，把斷層分為三種基本類型： 正斷層、逆斷層、平移斷層 逆斷層中，傾角為30左右或更小者稱為逆掩斷層。第5節(jié) 活動斷層工程地質(zhì)研究. 要求：掌握活斷層的概念、活斷層調(diào)查研究方法判別標(biāo)志 工程地質(zhì)與水文地質(zhì)13第四章 自然地質(zhì)作用重點章 其中其中 第第1-3節(jié)節(jié) 較重要較重要 自然地質(zhì)作用的對象巖土，即建筑基礎(chǔ)或建筑材料 作用結(jié)果破壞巖土結(jié)構(gòu)、降低強(qiáng)度，影響建筑物工程地質(zhì)與水文地質(zhì)14第四章 自然地質(zhì)作用重點章 第第1節(jié)節(jié) 風(fēng)化作用風(fēng)化作用 一、風(fēng)化作用 要求掌握風(fēng)化作用、殘積物、風(fēng)化殼的概念，掌握風(fēng)化作用的類型及風(fēng)化作用的影響因素（氣候、地形、巖石性質(zhì)） 二

8、、風(fēng)化作用對巖石工程性質(zhì)的影響和巖石風(fēng)化帶的劃分 了解按風(fēng)化程度把巖石風(fēng)化殼劃分為四個帶：全風(fēng)化帶、強(qiáng)風(fēng)化帶、弱風(fēng)化帶、微風(fēng)化帶 工程地質(zhì)與水文地質(zhì)15第四章 自然地質(zhì)作用重點章 第第2節(jié)節(jié) 河流地質(zhì)作用河流地質(zhì)作用 地表流水的類型有片流、溝谷流、河流，掌握河流的地質(zhì)作用：一、河流的河流的侵蝕作用方式（沖蝕作用、磨蝕作用、溶蝕作用），河流侵蝕作用的方向（下切侵蝕、向旁侵蝕）； 二、河流的搬運作用方式（推運、躍運、懸運、溶運）； 三、河流的沉積作用原因及沖積物概念； 四、河流階地的概念、河流階地的成因類型。 工程地質(zhì)與水文地質(zhì)16第四章 自然地質(zhì)作用重點章第第3節(jié)節(jié) 巖溶巖溶 一、要求掌握巖溶的

9、概念和巖溶發(fā)育的基本條件。 巖溶發(fā)育的基本條件：巖石的可溶性、透巖石的可溶性、透水性水性，水的溶蝕性、流動性；水的溶蝕性、流動性； 二、了解主要的巖溶地貌類型：溶溝和石芽、落水洞、豎井、溶蝕漏斗和溶蝕洼地、巖溶盆地、峰叢、峰林和孤峰、天生橋、溶洞、石鐘乳、石筍和石柱 工程地質(zhì)與水文地質(zhì)17第四章 自然地質(zhì)作用重點章 第4節(jié) 泥石流 掌握泥石流的概念和泥石流的形成條件；了解泥石流的分類；了解泥石流的防治； 第5節(jié) 地震 了解地震、震源和震中、震級和烈度、地震的四種成因類型、地震效應(yīng)工程地質(zhì)與水文地質(zhì)18 另外，掌握 “第1章 地球的基本知識”中的概念： 地質(zhì)作用地質(zhì)作用、巖石圈、地殼中主要化學(xué)元

10、素的克拉克值 工程地質(zhì)與水文地質(zhì)19水文地質(zhì)部分工程地質(zhì)與水文地質(zhì)20第二部分：水文地質(zhì)部分的重點內(nèi)容為： 第第5章章 地下水概論地下水概論 第第3節(jié)節(jié) 第第6章章 地下水運動的基本規(guī)律地下水運動的基本規(guī)律 第第1節(jié)節(jié) ，本，本章第章第1節(jié)很重要，有的計算題即出自本節(jié)。節(jié)很重要，有的計算題即出自本節(jié)。 工程地質(zhì)與水文地質(zhì)21第第5章章 地下水概論地下水概論 重點重點：第第3節(jié)節(jié) 地下水的類型及特征地下水的類型及特征；其余各節(jié)中，要求掌握基本概念。第第3節(jié)節(jié) 地下水的類型及特征地下水的類型及特征 一、一、按地下水的埋藏條件可把它分為包氣帶水、潛水及承壓水。按含水層空隙性質(zhì)，把地下水分為孔隙水、裂

11、隙水和巖溶水。（見書表5-3）。 工程地質(zhì)與水文地質(zhì)22第第5章章 地下水概論地下水概論 二、掌握潛水、潛水面、潛水埋藏深度、潛水厚度、承壓水、自流水、隔水頂板和隔水底板、承壓含水層的厚度的定義； 三、掌握潛水的特征、承壓水的特征、潛水等水位線圖及其作用、等水壓線圖及其作用。 注意：潛水位和潛水面是一致的；而承壓水位與承壓水面不一致。 工程地質(zhì)與水文地質(zhì)23第第5章章 地下水概論地下水概論 第5章 其余各節(jié)中，要求掌握基本概念： 一、掌握：一、掌握：結(jié)合水、重力水、含水層、隔水層、礦化度、硬度、泉 （井泉取用的地下水，都屬重力水，是地下水中的主要存在方式） 二、了解巖石中的空隙類型及巖石空隙的

12、發(fā)育程度表示（見書上）。 三、了解地下水中的7種主要離子成分：即Cl-、SO42-、HCO3-、Na+、K+、Ca2+及Mg2+； 四、了解泉的類型及特征 工程地質(zhì)與水文地質(zhì)24第六章 地下水運動的基本規(guī)律重點章 重點：第1節(jié) 重力水運動的基本規(guī)律， 本節(jié)很重要，有的計算題出自本節(jié)。它不僅涉及水文地質(zhì)的計算，還涉及到工程地質(zhì)中的計算，如壩基滲漏、水庫滲漏計算等。 一、掌握達(dá)西定律及適用范圍 達(dá)西定律：Q=KFH/L=KFI，達(dá)西定律的另一種表達(dá)式為：v=KI (1) 要求掌握達(dá)西定律兩種表達(dá)式中各項的物理意義 工程地質(zhì)與水文地質(zhì)25第六章 地下水運動的基本規(guī)律重點章 二、地下水向均質(zhì)含水層的穩(wěn)

13、定運動 （一）、潛水含水層中的二維流 1滿足裘布依假設(shè)條件下的緩變流，當(dāng)隔水底板水平時，以它為基準(zhǔn)面，上游鉆孔為坐標(biāo)起點，按裘布依微分方程，有著名的裘布依公式： （2） q通過任一斷面的單寬流量， L滲透路徑， h1、h2分別為潛水含水層在斷面1、2處的厚度。 注意：如果分別給出了潛水含水層在斷面1、2處的水位標(biāo)高值H1、H2，以及潛水含水層隔水底板的標(biāo)高（或高程）z，則h1= H1-z，h2 =H2-z LhhKq22221工程地質(zhì)與水文地質(zhì)26 通過寬度為B的任一過水?dāng)嗝嫔系牧髁繛椋篞=Bq （2） 潛水水位線是實際存在的地下水面線，又稱為浸潤曲線。 LhhKB22221第六章 地下水運動

14、的基本規(guī)律重點章工程地質(zhì)與水文地質(zhì)27第六章 地下水運動的基本規(guī)律重點章2當(dāng)隔水底板傾斜時，可用卡明斯基近似公式求解： （3） 該式為隔水底板傾斜時的卡明斯基近似方程 式中 H水頭（水位） h含水層厚度 L滲透路徑 LHHhhKq21212工程地質(zhì)與水文地質(zhì)28第六章 地下水運動的基本規(guī)律重點章（二）承壓水的非均勻流 卡明斯基近似方程可以推廣應(yīng)用于承壓含水層厚度變化的承壓水非均勻流的計算。其計算式為 （4） LHHMMKq21212工程地質(zhì)與水文地質(zhì)29第六章 地下水運動的基本規(guī)律重點章三、地下水向完整井的穩(wěn)定運動（一）潛水完整井出水量的計算 掌握著名的裘布依穩(wěn)定井流潛水完整井出水量計算公式：

15、 （5） 0202lg364. 1rRhHKQ工程地質(zhì)與水文地質(zhì)30第六章 地下水運動的基本規(guī)律重點章 又因h0 = H s0，則 ，則（3）變成： （5） 其中： Q水井出水量，m3/h或m3/d； K含水層滲透系數(shù)，m/h或m/d； H含水層厚度或供水的定水頭高度，m； s0抽水井降深，m； h0井中水柱高度，m； R井的供水半徑，m； r0井的半徑，m； 00202)2(ssHhH000lg)2(364. 1rRssHKQ工程地質(zhì)與水文地質(zhì)31第六章 地下水運動的基本規(guī)律重點章還要求掌握建立潛水穩(wěn)定井流模型的假定條件： 假定水井位于一個四周均勻等深水體圓島中心，即圓形定水頭供水連界的含水

16、層。并假定該圓島為正圓； 含水層均質(zhì)、等厚，各向同性，水位與不透水層底板呈水平狀。 水井的半徑為r0，供水邊界距水井中心的距離即供水半徑為R。 當(dāng)水井按某一定流量Q抽水時，供水連界的水位保持不變，可保證無限供給定流量。 井流服從達(dá)西線性滲透定律，并按軸對稱井壁進(jìn)水且無阻擋力地匯入井內(nèi)。 如果有一個或兩個觀測孔資源時，根據(jù)相應(yīng)的積分上下限可得一個觀測井和兩個觀測井的流量公式（見書P101、103） 工程地質(zhì)與水文地質(zhì)32第六章 地下水運動的基本規(guī)律重點章（二）承壓完整井出水量的計算 對承壓完整井，裘布依建立了與潛水完整井相類似的穩(wěn)定井流模型，其計算公式為： 或 （6） 其中：M承壓含水層的厚度，

17、m;其余符號同前。 利用穩(wěn)定流的抽水試驗資料，把裘布依公式加以適當(dāng)?shù)淖儞Q，可求得含水層的滲透系數(shù)K, （見書P103） 一定記住以上（1）、(2)、（2）、（3）、（4）、（5）、（5）（6）幾個公式。 00lg73. 2rRhHKMQ00lg73. 2rRsKMQ 工程地質(zhì)與水文地質(zhì)33第七章 地下水資源評價(內(nèi)容少)一、掌握地下水資源的概念，了解地下水資源評價具體內(nèi)容。二、了解地下水資源的分類（國外：靜儲量、調(diào)節(jié)儲量、動儲量、開采儲量；國內(nèi)：補(bǔ)給量、儲存量、允許開采量）工程地質(zhì)與水文地質(zhì)34第八章 地下水資源分及其開發(fā)管理(內(nèi)容少)一、了解地下水資源的特征和我國地下水開發(fā)利用中的問題二、了

18、解地下水資源管理模型及模型的建立（數(shù)學(xué)表述式）三、了解地下水管理模型的決策變量與約束條件 工程地質(zhì)與水文地質(zhì)35工程地質(zhì)部分工程地質(zhì)與水文地質(zhì)36第三部分：工程地質(zhì)部分的重點內(nèi)容為： 最重要的：第最重要的：第9章章 壩的工程地質(zhì)研究（每壩的工程地質(zhì)研究（每節(jié)都重要）節(jié)都重要） 第第10章章 邊坡的工程地質(zhì)研究邊坡的工程地質(zhì)研究 第第1-3節(jié)節(jié) 第第12章章 地下工程圍巖穩(wěn)定的工程地質(zhì)條件地下工程圍巖穩(wěn)定的工程地質(zhì)條件 第第1、2節(jié)節(jié) 第第13章章 水庫的工程地質(zhì)研究水庫的工程地質(zhì)研究 第第1節(jié)節(jié)工程地質(zhì)與水文地質(zhì)37 第九章 壩的工程地質(zhì)研究 非常重要的一章，每節(jié)都很重要。 工程地質(zhì)與水文地質(zhì)

19、38第九章 壩的工程地質(zhì)研究第一節(jié)第一節(jié) 水工建筑物工程地質(zhì)條件水工建筑物工程地質(zhì)條件掌握工程地質(zhì)條件的概念及其包括6方面詳細(xì)內(nèi)容（很重要）。包括：地形地貌、地質(zhì)結(jié)構(gòu)、土石類型及其性質(zhì)、水文地質(zhì)、自然(物理)地質(zhì)現(xiàn)象、天然建筑材料 工程地質(zhì)與水文地質(zhì)39第九章 壩的工程地質(zhì)研究第第2節(jié)節(jié) 壩基的滲漏壩基的滲漏一、掌握壩基滲漏的種類，并能分析裂隙巖層區(qū)的滲漏條件（見書P145-146）： “1巖層中結(jié)構(gòu)面及其透水性對壩基滲漏的影響2河谷地貌與地質(zhì)結(jié)構(gòu)條件對壩基滲漏的影響”二、掌握單層透水壩基滲漏量計算： 單層透水壩基由單一透水巖層組成，在其厚度等于或小于壩底寬度且壩身不透水的情況下，可用卡明斯基

20、公式計算： qK T TbH2工程地質(zhì)與水文地質(zhì)40第九章 壩的工程地質(zhì)研究第第3節(jié)節(jié) 壩基滲透變形分析壩基滲透變形分析了解壩基滲透變形的形式（管涌、流土），以及壩基滲透變形的原因，并能進(jìn)行簡單的壩基滲透變形計算 第第5節(jié)節(jié) 壩基壩基(肩肩)巖體抗滑穩(wěn)定分析巖體抗滑穩(wěn)定分析了解壩基巖體滑動破壞的類型進(jìn)行壩基巖體滑動的邊界條件分析；工程地質(zhì)與水文地質(zhì)41第九章 壩的工程地質(zhì)研究第第6節(jié)節(jié) 壩基的沉降壩基的沉降一、熟悉壩基的沉降變形有兩種方式，并能按公式做一般的壩基沉降計算。二、壩基的變形量可用下式計算，即 SHE 各項含義見書。第第7節(jié)節(jié) 壩址選擇原則與依據(jù) 了解壩址選擇原則與依據(jù) 工程地質(zhì)與水

21、文地質(zhì)42第十章 邊坡的工程地質(zhì)研究重點章其中第1-3節(jié)較重要第一節(jié) 邊坡變形的特征一、了解邊坡巖土體應(yīng)力分布特征二、掌握邊坡變形和邊坡破壞的類型（松弛張裂、崩塌、滑坡）工程地質(zhì)與水文地質(zhì)43第十章 邊坡的工程地質(zhì)研究重點章第二節(jié) 影響邊坡穩(wěn)定性的因素熟悉影響邊坡穩(wěn)定性的因素：地形地貌、巖土類型和性質(zhì)、巖體結(jié)構(gòu)與地質(zhì)構(gòu)造、水的作用、其他因素 第三節(jié) 邊坡穩(wěn)定性的評價方法邊坡穩(wěn)定性的評價方法，在力學(xué)分析法中，要求掌握簡單單一滑動面邊坡穩(wěn)定性計算，了解傳遞系數(shù)法和剩余推力法。工程地質(zhì)與水文地質(zhì)44第十章 邊坡的工程地質(zhì)研究重點章第4節(jié) 不穩(wěn)定邊坡的防治措施 了解不穩(wěn)定邊坡的防治措施（防滲透與排水、清除危巖和削坡減重和反壓、支擋工程、錨固措施等）工程地質(zhì)