工程地質(zhì)學-教學大綱

1、工程地質(zhì)學課程教學大綱【英文譯名】：EngineeringGeology【適用專業(yè)】：地質(zhì)工程【學分數(shù)】：2.5【總學時】：40【實踐學時】：8一、本課程教學目的和課程性質(zhì)本課程是為地質(zhì)工程專業(yè)本科開設的一門專業(yè)基礎課，必修課。課程系統(tǒng)地講授巖土工程地質(zhì)性質(zhì)及工程動力地質(zhì)作用。系統(tǒng)概括了工程地質(zhì)學最基本的原理和方法。在教學過程中適量安排一定時間的參觀及試驗。通過本課程教學，培養(yǎng)學生掌握工程地質(zhì)學最基本的原理與方法，了解國內(nèi)外工程地質(zhì)學領域的研究動態(tài)，能從系統(tǒng)的、動態(tài)的角度認識人類工程活動與地質(zhì)環(huán)境的相互關系，為今后研究與解決工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、地震地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)等方面有關的工程問題奠定堅實的基

2、礎。二、本課程的基本要求通過本課程的學習，使學生掌握巖土的工程地質(zhì)性質(zhì)、工程動力地質(zhì)作用等工程地質(zhì)學最基本的原理和方法，并能初步應用工程地質(zhì)學的基本原理分析工程地質(zhì)問題，能運用力學原理進行工程地質(zhì)問題的定量評價等。為學習后繼課程以及從事工程地質(zhì)工作和科學研究打下一定的基礎。在教學過程中，應注意培養(yǎng)學生對工程地質(zhì)問題分析中的地質(zhì)思維邏輯，辯證唯物主義的科學思維方法和實事求是、嚴謹認真的工作作風。三、本課程與其他課程的關系本課程學習前必須學習動力地質(zhì)學、礦物學、巖石學、構造地質(zhì)學、水文地質(zhì)學、地層學、地貌及第四紀地質(zhì)學、工程力學等課程。四、課程內(nèi)容緒論一、工程地質(zhì)學的研究對象與任務二、工程地質(zhì)學的

3、研究內(nèi)容、分科及其與其它學科的關系三、工程地質(zhì)學的發(fā)展歷史四、本課程的內(nèi)容與學習方法重點了解工程地質(zhì)學的研究對象和任務，工程地質(zhì)學的研究內(nèi)容；了解工程地質(zhì)學分科及其與其它學科的關系，工程地質(zhì)學的發(fā)展歷史。重點：工程地質(zhì)學、工程地質(zhì)條件及工程地質(zhì)問題的概念；工程地質(zhì)學的意義第一章土的物質(zhì)組成與結構、構造第一節(jié)土的粒度成分粒徑、粒組概念；粒組劃分；粒度成分測定與表示；土按粒度成分分類；第二節(jié)土的礦物成分土中礦物成分類型；礦物成分與粒度成分的關系；粘土礦物的類型及其工程地質(zhì)特征第一節(jié)土中的水與氣體土中水的基本類型與特征；土中的氣體第四節(jié)土的構造與構造土的結構的概念；土粒間的連結關系；土的結構類型；土

4、的構造的概念；土的構造本章要求掌握有關的基本概念，并了解有關土的粒度成分；土的礦物成分；土中的水和氣體；及土的結構、構造。重點：粒度、粒組及土的組成及其與性質(zhì)之間的關系。第二章土的物理性質(zhì)第一節(jié)土的基本物理性質(zhì)土的三相組成；土粒密度；土的密度；土的含水性；土的孔隙性；土的基本物理性質(zhì)間的關系第二節(jié)細粒土的稠度與可塑性細粒土的稠度狀態(tài)；界限含水率；塑限與液限；細粒土的可塑性；塑性指數(shù)；液性指數(shù);塑性圖第三節(jié)細粒土的脹縮性與崩解性細粒土的脹縮性；收縮性、膨脹性的概念；表征脹縮性的指標；細粒土崩解性及其表征第四節(jié)土的透水性與毛細性土的透水性概念；滲透系數(shù)；影響土透水性的因素；土的毛細水及其表征；影響

5、土毛細性的因素本章要求掌握有關土的物理性質(zhì)的基本概念及其測定方法；重點了解土的基本物理性質(zhì)、細粒土的稠度和可塑性、脹縮性和崩解性及土的透水性和毛細性以及這些性質(zhì)對土工程地質(zhì)性質(zhì)的影響。重點：土的含水性、固體顆粒的組成及其孔隙性的有關的性質(zhì)；各基本物性之間的換算。實驗：顆粒分析、含水量、密度及比重、塑限及液限、滲透及擊實實驗等土的基本物理性質(zhì)實驗共四次。第三章土的力學性質(zhì)第一節(jié)土的壓縮性土的力學性質(zhì)的概念；土壓縮性概念；土壓縮變形的特點與機理；壓縮試驗與壓縮定律；壓縮曲線；土的變形模量；土的側膨脹系數(shù)與側壓力系數(shù)；土的前期固結壓力第二節(jié)土的抗剪性抗剪強度的概念；直剪試驗與庫侖定律；直剪試驗的優(yōu)缺

6、點；三軸剪切試驗及其優(yōu)缺點；土的抗剪強度指標的確定第三節(jié)土的擊實性擊實性含義；擊實試驗；擊實曲線；交不出最優(yōu)含水率；最大干密度本章要求掌握有關的概念有：土的壓縮性、土的變形模量、土的抗剪性及土的擊實性。重點了解土的壓縮變形特點及機理；壓縮定律、土的變形模量；土的抗剪性試驗和抗剪強度；土的擊實性。重點：土的力學性質(zhì)及其影響因素。第四章各類土的工程地質(zhì)特征第一節(jié)一般土的工程地質(zhì)特征礫類土的工程地質(zhì)特征；砂類土的工程地質(zhì)特征；細粒土的工程地質(zhì)特征第二節(jié)幾種特殊土的工程地質(zhì)特征淤泥類土的含義；淤泥類土的成因與分布；淤泥類土的成分及結構特征；淤泥類土工程地質(zhì)性質(zhì)的基本特點；黃土的概念；黃土的分布；黃土的

7、成分與結構特征；黃土的一般工程地質(zhì)性質(zhì)；黃土濕陷性的含義；黃土濕陷性的評價；膨脹土的含義；膨脹土的分布；膨脹土的成分結構特征；膨脹土的一般工程地質(zhì)特征；膨脹土脹縮性評價；膨脹土地基變形計算與分級；紅粘土含義；紅粘土分布；紅粘土成分結構特征；紅粘土工程地質(zhì)性質(zhì)的基本特點本章要求掌握淤泥類土、黃土、膨脹土及紅粘土的概念。重點了解一般土的工程地質(zhì)特征和幾種特殊土的工程地質(zhì)特征和評價。重點：土的工程地質(zhì)特征的影響因素及其工程意義第五章巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)第一節(jié)巖石與土工程地質(zhì)性質(zhì)的差別巖石與土間的相互轉(zhuǎn)化；巖石與土工程地質(zhì)性質(zhì)的差別第二節(jié)巖石的物理性質(zhì)巖石的密度（顆粒密度及塊體密度）；巖石的空隙性；空隙

8、率及空隙比；巖石的吸水性及其表征參數(shù)；巖石的軟化性及軟化系數(shù)；巖石的抗凍性及抗凍系數(shù)、質(zhì)量損失率；影響抗凍性的因素；巖石的透水性與滲透系數(shù)；巖石的熱學性質(zhì)第三節(jié)巖石的力學性質(zhì)巖石力學性質(zhì)概念；單向受壓條件下的巖石變形；應力應變曲線；變形過程的6個階段；應力應變曲線類型；巖石的變形參數(shù)（變形模量及泊松比）；循環(huán)荷載條件下的巖石變形特征；單向受力條件下的巖石強度；巖石的抗壓強度、抗拉強度及抗剪強度；三向條件下的巖石變形與強度；三軸實驗；巖石的蠕變特征本章要求掌握的概念有：巖石的密度、巖石的空隙性、巖石的吸水性、巖石的軟化性、巖石的抗凍性和巖石的透水性。重點了解巖石與土工程地質(zhì)性質(zhì)差別；巖石的物理性

9、質(zhì)；巖石的力學性質(zhì)。重點：巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)對工程的意義第六章巖體的工程地質(zhì)性質(zhì)及巖體的工程分類第一節(jié)巖體的結構特征結構面、結構體、巖體結構及巖體的概念；結構面的類型；結構面特征及其對巖體力學性質(zhì)的影響；軟弱夾層的概念及其特征；結構體特征；巖體的結構類型劃分（4大類、8大亞類）第二節(jié)巖體的力學性質(zhì)巖體的變形性質(zhì)；結構面的變形特征；巖體變形參數(shù)的測定及變形曲線類型；節(jié)理化巖體變形模量的估算；巖體的強度性質(zhì)；結構面的剪切強度；巖體的剪切強度；節(jié)理化巖體強度的估算第三節(jié)巖體的工程分類分類原則與依據(jù)；RQ防類；節(jié)理巖體的RM的類；巴頓巖體質(zhì)量（Q分類；巖體質(zhì)量指標（RMQ分類第四節(jié)風化巖體的工程地質(zhì)特

10、征巖體風化過程；風化帶的劃分及特征本章要求了解巖體的結構特征：巖體的力學性質(zhì)；巖體的工程分類及風化巖體的工程地質(zhì)特征。重點：分類的目的及意義第七章活斷層和地震工程地質(zhì)研究第一節(jié)概述第二節(jié)活斷層活斷層的含義及研究意義；活斷層的基本特征；活斷層參數(shù)的定量研究；活斷層的鑒別；活斷層區(qū)的建筑原則第三節(jié)地震本章要求掌握地震的含義；地震分類；地震地質(zhì)及地震波基礎；地震的震級與烈度；地震效應；場地工程地質(zhì)條件對震害的影響；地震區(qū)抗震設計原則與建筑物防震抗震措施；了解我國地震分布及地震地質(zhì)的基本特征；第四節(jié)誘發(fā)地震誘發(fā)地震的概念；誘發(fā)地震與天然地震的區(qū)別本章要求掌握的概念有：活斷層、地震、地震效應和誘發(fā)地震；

11、了解活斷層的基本特征、鑒別和活斷層參數(shù)的定量研究；地震的震級和烈度、我國地震的分布及地震地質(zhì)的基本特征、場地工程地質(zhì)條件對震害的影響和地震區(qū)抗震設計原則和建筑物防震、抗震措施。重點：斷層及地震的評價方法及其工程意義第八章斜坡變形破壞工程地質(zhì)研究*第一節(jié)概述斜坡的概念；斜坡的組成要素；斜坡變形破壞的機理與過程第二節(jié)斜坡中的應力分布特征斜坡中應力狀態(tài)的變化；影響斜坡應力分布的因素（初始應力、坡形及巖土體結構與性質(zhì)）第三節(jié)斜坡變形破壞的類型斜坡變形的形式（拉裂、蠕滑與彎折傾倒）；斜坡破壞斜坡形式（崩塌及滑坡）第四節(jié)崩塌崩塌的形成條件（巖性、構造、地形、風化作用及觸發(fā)因素）；崩塌的運動學特征（速度、動

12、能及運動方程）第五節(jié)滑坡滑坡的形態(tài)要素（滑體、滑床、滑面、滑坡周界、滑坡壁、滑坡臺階、滑舌及滑坡裂隙等）；滑坡的識別（遙感信息、地面地質(zhì)測繪及勘察試驗）；滑坡標志；滑坡滑動的階段性（蠕滑階段、滑動階段、劇滑階段、穩(wěn)定階段）；滑坡分類（按滑面與巖層層面關系分類：無層滑坡、順層滑坡及切層滑坡；按滑動始滑部位分類：推動式、牽引式、混合式及平移式；按巖土類形分為土質(zhì)滑坡與巖質(zhì)滑坡）第六節(jié)影響斜坡穩(wěn)定性的因素巖土類型與性質(zhì)；巖土結構與地質(zhì)構造；地形地貌條件；水的作用；地震第七節(jié)斜坡穩(wěn)定評價方法自然歷史分析法；力學計算法；圖解法；工程地質(zhì)類比法第八節(jié)滑坡的預測預報滑坡預測、預報的概念；滑坡預測的類型；滑坡

13、預測的方法（因子疊加法及綜合指標法）；滑坡預報的類型；滑坡預報的方法（宏觀征兆預報及觀測資料預報）第九節(jié)斜坡變形破壞的防治斜坡變形破壞的防治的原則；支擋工程；排水；減荷反壓；其它措施本章要求掌握的概念有：斜坡、崩塌、滑坡；了解斜坡中應力分布特征、崩塌形成條件和運動學特征；滑坡的預測預報；掌握斜坡變形破壞的類型；滑坡的形態(tài)要素；滑坡的識別；滑坡分類；影響斜坡穩(wěn)定性的因素；斜坡穩(wěn)定性的評價方法及斜坡變形破壞的防治。重點：斜坡變形的評價方法、研究現(xiàn)狀及其意義第九章巖溶工程地質(zhì)研究第一節(jié)概述巖溶作用、巖溶概念；巖溶作用的結果；巖溶與工程建設的關系第二節(jié)碳酸鹽巖的溶蝕機理碳酸鹽巖的溶蝕過程；混合溶蝕效應

14、；離子作用第三節(jié)影響巖溶發(fā)育的因素巖溶發(fā)育的基本條件；碳酸鹽巖巖性的影響；氣候的影響；地形地貌的影響；地質(zhì)構造的影響；新構造運動的影響第四節(jié)巖溶區(qū)水庫滲漏問題滲漏的形式；影響水庫滲漏的因素；巖溶滲漏的防治第五節(jié)巖溶地基穩(wěn)定問題巖溶地基變形破壞的主要形式；地表塌陷的成因與分布特征；巖溶地基穩(wěn)定性評價；巖溶地基的處理措施本章要求掌握的概念有；巖溶、比溶蝕度、比溶解度；了解碳酸鹽巖的溶蝕機理；影響巖溶發(fā)育的因素；巖溶區(qū)水庫滲漏問題及巖溶地基穩(wěn)定問題；重點：巖溶工程地質(zhì)的評價方法及其工程意義第十章滲透變形工程地質(zhì)研究第一節(jié)概述滲透壓力、滲透變形的概念；滲透變形的危害第二節(jié)滲透變形的類型與特點潛蝕的概念

15、；潛蝕的種類；管涌的概念；流土概念；潛蝕與流土的轉(zhuǎn)化第三節(jié)滲透變形產(chǎn)生的條件滲流的動水壓力及臨界水力梯度；土的抗?jié)B強度第四節(jié)滲透變形的預測滲透變形預測的步驟；滲透變形可能性及類型的判定；壩基實際水力梯度的確定；臨界水力梯度與允許水力梯度的確定第五節(jié)滲透變形的防治建筑物基坑及地下巷道施工時流砂的防治措施；汲水井防治管涌的措施；土石壩防治滲透變形的措施本章要求掌握的概念有：滲透壓、滲透破壞、潛蝕、流土；了解滲透變形的類型與特點；滲透變形產(chǎn)生的條件；滲透變形的預測及滲透變形的防治。重點：滲透變形的評價方法及其工程意義第十一章泥石流工程地質(zhì)研究第一節(jié)概述泥石流概念；泥石流活動特點；泥石流的危害第二節(jié)泥

16、石流形成條件地形條件；地質(zhì)條件；氣象水文條件第三節(jié)泥石流特征泥石流的密度；泥石流的結構；泥石流的流態(tài)；泥石流的直進性；泥石流的脈動性第四節(jié)泥石流分類按泥石流流域形態(tài)分類（標準型泥石流、河谷型泥石流、山坡型泥石流）；按泥石流物質(zhì)組成分類（水石流型泥石流、泥石流型泥石流、泥水流型泥石流）；按泥石流流體性質(zhì)分類（粘性泥石流及稀性泥石流）第五節(jié)泥石流的防治措施泥石流的防治原則；泥石流的防治措施本章要求掌握的概念有：泥石流；了解泥石流的形成條件；泥石流的特征；泥石流的分類及泥石流的防治措施重點：泥石流的評價方法、研究現(xiàn)狀及其意義第十二章河流侵蝕和淤積的工程地質(zhì)研究第一節(jié)概述影響河流侵蝕與淤積的因素；表征

17、水流特征的要素；表征河床特征的要素；水流與河床的矛盾關系；流侵蝕與淤積的危害第二節(jié)河流的動力學特征河流的紊流特征；橫向環(huán)流特征；第三節(jié)巖土的臨界流速及河床的穩(wěn)定性臨界流速；河床的穩(wěn)定性指標第四節(jié)山區(qū)與平原河流侵淤作用的特征山區(qū)河流的侵淤特征；平原河流的侵淤特征第五節(jié)與河流侵淤作用有關的工程地質(zhì)問題與河流侵蝕有關的工程地質(zhì)問題；與河流淤積有關的工程地質(zhì)問題-水庫淤積第六節(jié)河流的開發(fā)與整治河流的全面開發(fā)治理；河流的局部整治本章要求了解河流的動力學特征；山區(qū)和平原河流侵蝕作用的某些特征；重點：巖土的臨界流速及河床的穩(wěn)定性；與河流侵淤作用有關的工程地質(zhì)問題及河流的開發(fā)與整治。重點：河流侵蝕和淤積的工程

18、意義另：本課程的教學在完成基本的教學內(nèi)容后，組織學生進行實地考察，并組織1-2次課堂討論，主要以具體的實例進行，并要求學生寫一篇讀書報告。五、教學方法建議建議采用多媒體教學，以課堂教學、實驗課教學和現(xiàn)場參觀教學相結合。六、考核方式本課程采用結構評分：理論考試（閉卷筆試）70%,實驗20%,平時成績（作業(yè)考勤等）10%。七、其它說明每章均有習題或作業(yè)。土的力學性質(zhì)實驗在土力學課程進行；巖石的力學性質(zhì)實驗在巖石力學課程進行。八、選用教材及主要參考書1、教材工程地質(zhì)學概論，李智毅、楊裕云，中國地質(zhì)大學出版社，19942、參考書工程地質(zhì)學，胡廣韜等，地質(zhì)出版社，1984工程地質(zhì)分析原理，張倬元等，地質(zhì)

19、出版社，1981工程地質(zhì)學基礎，李智毅等，中國地質(zhì)大學出版社，1990九、學時分配課程內(nèi)容講課實驗上機大作業(yè)小計緒論2A章土的物質(zhì)組成與結構、構造2第F土的物理性質(zhì)28第三章土的力學性質(zhì)2第四章各類土的工程地質(zhì)特征2第五章巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)2工程分類巖體的工程地質(zhì)性質(zhì)及巖體的2第七章活斷層和地震工程地質(zhì)研究4第八章斜坡變形破壞工程地質(zhì)研究一6第九章巖溶工程地質(zhì)研究2第f章滲透變形工程地質(zhì)研究2第一章泥石流工程地質(zhì)研究2研究河流侵蝕和淤積的工程地質(zhì)2合計328工程地質(zhì)學課程實驗教學計劃一、本課程實驗教學的目的和要求本課程是地質(zhì)工程專業(yè)的一門主要專業(yè)課，土工實驗是工程地質(zhì)學課程的重要實踐環(huán)節(jié)。實驗

20、的目的是要求學生按士工試驗規(guī)范獨立完成土體的各項物理性質(zhì)的測試，并能進行實驗數(shù)據(jù)處理和分析，最終達到對巖土體工程性質(zhì)做出綜合評價，同時也為今后的學習和工作打下堅實的基礎。本實驗課程的基本要求:1、實驗按新的土工試驗方法標準(GB/T50123-1999)2、獨立制備供實驗測試的各種土樣3、熟練掌握儀器原理、特點及使用方法4、認真完成各項測試并能進行實驗數(shù)據(jù)處理5、通過土的各種物理性質(zhì)參數(shù)的測試對土的工程性質(zhì)做出評價本課程實驗內(nèi)容體系和實驗類型實驗內(nèi)容體系1教學內(nèi)容顆粒分析實驗驗證必做2教學內(nèi)容土的含水率測定驗證必做3教學內(nèi)容土的密度、比重測定驗證必做4教學內(nèi)容土的塑限、液限測定驗證必做5教學內(nèi)容土的擊實實驗驗證選做6教學內(nèi)容土的物理性質(zhì)評價綜合選做實驗項目內(nèi)容安排實驗項目內(nèi)容安排1實驗項目顆粒分析實驗時數(shù)本課程實驗為驗證性實驗。學生實驗前預習實驗指導書。指導教師介紹實驗的目的、要求、基本原理、儀器設備的操作方法和步驟，并作針對性指實驗目的、內(nèi)容及要求測定干土各粒組占該土總質(zhì)量的百分數(shù)，以便了解土粒的組成情況。供砂類士的分類、判斷土的工程性質(zhì)及建材選料之用。要求掌握顆粒分析試驗的原理、儀器設備、