工程地質(zhì)學(xué)第一章緒論

工程地質(zhì)

葉洪東河北工程大學(xué)(dàxué)土木工程學(xué)院1共三十三頁(yè)教材(jiàocái)及參考書

1.《工程地質(zhì)學(xué)》孔憲立石振明主編中國(guó)(zhōnɡɡuó)建筑工業(yè)出版社

2.《工程地質(zhì)學(xué)概論》

李智毅楊裕云

主編中國(guó)地質(zhì)大學(xué)出版社3.《工程地質(zhì)基礎(chǔ)》許兆義王連俊楊成永編中國(guó)鐵道出版社2共三十三頁(yè)主要(zhǔyào)參考資料1.《工程地質(zhì)手冊(cè)(shǒucè)》(第四版)《工程地質(zhì)手冊(cè)》編寫委員會(huì)中國(guó)建筑工業(yè)出版社2.《巖土工程手冊(cè)》《巖土工程手冊(cè)》編寫委員會(huì)中國(guó)建筑工業(yè)出版社3.《水文地質(zhì)工程地質(zhì)》(雙月刊)4.《工程地質(zhì)學(xué)報(bào)》(季刊)5.《巖土工程學(xué)報(bào)》(雙月刊)3共三十三頁(yè)本課程內(nèi)容第一章緒論第二章

礦物與巖石第三章地質(zhì)構(gòu)造及其對(duì)工程(gōngchéng)的影響；

第四章

土的工程性質(zhì)與分類

第五章

地下水及其對(duì)工程的影響第六章不良地質(zhì)現(xiàn)象及其工程地質(zhì)問題

第七章工程地質(zhì)原位測(cè)試第八章工程地質(zhì)勘察

4共三十三頁(yè)第一章緒論(xùlùn)一、工程地質(zhì)學(xué)的研究對(duì)象和任務(wù)二、人類工程活動(dòng)與地質(zhì)環(huán)境的關(guān)系三、工程地質(zhì)學(xué)的研究?jī)?nèi)容與分支學(xué)科四、工程地質(zhì)在土木工程建設(shè)中的作用五、工程地質(zhì)學(xué)的發(fā)展概況

六、本課程的學(xué)習(xí)(xuéxí)目的、方法5共三十三頁(yè)一、工程地質(zhì)學(xué)的研究對(duì)象(duìxiàng)和任務(wù)人類工程活動(dòng)：工民建、采礦、水利水電、道路橋梁、港口、碼頭等工程。地質(zhì)環(huán)境（工程地質(zhì)條件）：地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、不良地質(zhì)條件（滑坡、崩塌、泥石流、巖溶、砂土液化等）、地震效應(yīng)、水文地質(zhì)條件、巖土體的工程性質(zhì)和天然建筑材料等方面。工程地質(zhì)問題—工程活動(dòng)與地質(zhì)環(huán)境相互制約的表現(xiàn)形式或與工程有關(guān)的地質(zhì)問題。如：區(qū)域穩(wěn)定，巖土體穩(wěn)定,地下洞室穩(wěn)定,壩基滲漏問題，河流的侵蝕淤積問題，地震液化問題，地面沉降問題等。第一章緒論6共三十三頁(yè)工程地質(zhì)學(xué)的定義：教科書對(duì)工程地質(zhì)學(xué)的幾種定義：——是研究人類工程活動(dòng)與地質(zhì)環(huán)境之間的相互制約關(guān)系，以便科學(xué)評(píng)價(jià)、合理(hélǐ)利用、有效改造和妥善保護(hù)地質(zhì)環(huán)境的科學(xué)；是地質(zhì)學(xué)的一個(gè)分支。它是工程科學(xué)與地質(zhì)科學(xué)相互滲透、交叉而形成的一門邊緣科學(xué)，是服務(wù)于工程建設(shè)的應(yīng)用科學(xué)．——是研究與工程有關(guān)的地質(zhì)問題的科學(xué)；——是研究人類工程活動(dòng)與地質(zhì)環(huán)境相互作用的科學(xué)；7共三十三頁(yè)從以上定義的實(shí)質(zhì)中均不難看出，工程地質(zhì)學(xué)強(qiáng)調(diào)的工程和地質(zhì)的關(guān)系，研究的是人類工程活動(dòng)與自然地質(zhì)環(huán)境的相互作用。

工程地質(zhì)學(xué)的研究對(duì)象：是與工程活動(dòng)有關(guān)的地質(zhì)環(huán)境(工程地質(zhì)條件(tiáojiàn))或與工程有關(guān)的巖土體.工程地質(zhì)學(xué)的研究任務(wù):人類的工程活動(dòng)與地質(zhì)環(huán)境之間處于相互聯(lián)系、又相互制約的矛盾之中．研究地質(zhì)環(huán)境與人類工程活動(dòng)之間的關(guān)系，促使兩者之間的矛盾轉(zhuǎn)化和解決，就成了工程地質(zhì)學(xué)的基本任務(wù)．8共三十三頁(yè)

二、人類工程活動(dòng)與地質(zhì)環(huán)境的關(guān)系1、

地質(zhì)環(huán)境對(duì)工程活動(dòng)的制約：A、地質(zhì)環(huán)境影響工程的安全穩(wěn)定或正常使用例如：①在活斷層和強(qiáng)烈地震區(qū)修建工程建筑

如果場(chǎng)地選擇(xuǎnzé)不當(dāng)或建筑類型、結(jié)構(gòu)不合理，斷層活動(dòng)或強(qiáng)烈地震會(huì)使建筑物傾斜、開裂、倒塌，輕者影響正常使用，重者使工程徹底報(bào)廢，甚至造成人員傷亡。汶川地震----北川縣遷址9共三十三頁(yè)②在巖溶地區(qū)（石灰?guī)r區(qū)）修建水利工程

如果未查明巖溶發(fā)育及分布規(guī)律(guīlǜ)，并采取適當(dāng)工程措施，巖溶洞穴會(huì)造成水庫(kù)漏水，甚至無法蓄水③地表開挖工程（如露天礦）

地表開挖，邊坡應(yīng)力重分布，忽視地質(zhì)作用或穩(wěn)定性判斷錯(cuò)誤，會(huì)導(dǎo)致大規(guī)模的崩塌、滑坡。④地下開挖工程（如地下洞室）

開挖造成圍巖變形，應(yīng)力重分布，地質(zhì)環(huán)境影響圍巖穩(wěn)定、支護(hù)類型、施工方法和施工安全。10共三十三頁(yè)塊狀運(yùn)動(dòng)(yùndòng)彎曲(wānqū)折斷松動(dòng)解脫塑性變形幾種圍巖破壞失穩(wěn)形式11共三十三頁(yè)①隧道(suìdào)（硐室）位置選擇：

如：當(dāng)隧道軸線與褶皺軸向平行時(shí)，不同位置穩(wěn)定性不同。②壩基坐落在斷層(duàncéng)破碎帶上（需要進(jìn)行壩基處理）B、地質(zhì)條件不具備而使工程造價(jià)提高場(chǎng)地選擇不當(dāng)（選擇了地質(zhì)條件較復(fù)雜的場(chǎng)地），往往需要進(jìn)行加固處理：褶皺部位選線123巖層層面12共三十三頁(yè)13共三十三頁(yè)③地質(zhì)條件復(fù)雜的地區(qū)修建建筑如：沿海、三角洲地區(qū)城市修建高層建筑，往往由于軟基需要深基坑或樁基或筏式基礎(chǔ)而增加造價(jià)。高烈度地區(qū)建造巨型(jùxínɡ)電站因考慮高烈度而使造價(jià)大幅度提高。

實(shí)際工程中究竟表現(xiàn)為哪種形式，主要取決于地質(zhì)環(huán)境的特點(diǎn)和工程類型及規(guī)模。2、人類活動(dòng)對(duì)地質(zhì)環(huán)境的影響人類工程活動(dòng)對(duì)地表的改造已達(dá)到不可忽視的程度，到目前為止人類活動(dòng)已涉及到地表80％的地區(qū)。14共三十三頁(yè)③房屋建筑

地基沉降變形；斜坡(xiépō)上的建筑滑坡；④采礦工程

地面沉降、塌陷；露天礦邊坡失穩(wěn)⑤過量抽汲地下水

區(qū)域性地面沉降、開裂影響地面建筑；⑥高壩水庫(kù)

區(qū)域水文地質(zhì)條件發(fā)生改變區(qū)域性的坍塌或浸沒；水庫(kù)蓄水誘發(fā)地震較大區(qū)域建筑受到破壞

例如：①在上游修建(xiūjiàn)梯級(jí)電站，改變河流的地質(zhì)作用；②道路修建中不合理削坡使坡體穩(wěn)定性降低；15共三十三頁(yè)16共三十三頁(yè)貴州洪家渡17共三十三頁(yè)18共三十三頁(yè)滑坡(huápō)堰塞湖—易貢湖19共三十三頁(yè)漫灣滑坡1989年1月8日坡高103m地質(zhì)：流紋巖中有強(qiáng)風(fēng)化的密集節(jié)理，還包括一個(gè)小型不連續(xù)(liánxù)面。事故：電站廠房比計(jì)劃推遲一年，修復(fù)時(shí)安裝了大量預(yù)應(yīng)力錨索。20共三十三頁(yè)露天礦21共三十三頁(yè)22共三十三頁(yè)庫(kù)岸坍塌(tāntā)23共三十三頁(yè)3.工程活動(dòng)與地質(zhì)環(huán)境之間的相互制約

例如：在巖土體穩(wěn)定性差的地區(qū)修建水庫(kù)一方面，因巖土體穩(wěn)定性差使工程造價(jià)升高；另一方面,水庫(kù)的修建使近壩、庫(kù)岸岸坡的穩(wěn)定性降低(jiàngdī)，尤其是水位驟然升降經(jīng)常引起岸坡失穩(wěn)，蓄水引起水庫(kù)誘發(fā)地震等等。24共三十三頁(yè)

綜上所述，可以發(fā)現(xiàn)工程活動(dòng)與地質(zhì)環(huán)境是相互作用，相互制約的。這就需要我們?cè)趯?shí)際工程中根據(jù)(gēnjù)具體的工程類型和地質(zhì)環(huán)境特征，事先預(yù)測(cè)到兩者之間相互作用的程度和相互制約的基本形式，然后進(jìn)行工程地質(zhì)問題的分析、評(píng)價(jià)，直至問題的解決。達(dá)到合理開發(fā)、利用和保護(hù)地質(zhì)環(huán)境，保證工程的安全、經(jīng)濟(jì)和正常運(yùn)行。怎樣解決這兩者之間的相互關(guān)系正是工程地質(zhì)學(xué)所面臨的問題。

研究人類工程活動(dòng)與地質(zhì)環(huán)境之間的相互制約，并保證這種制約關(guān)系向良性方向發(fā)展的科學(xué)稱之為工程地質(zhì)學(xué)25共三十三頁(yè)三、工程地質(zhì)學(xué)的研究?jī)?nèi)容、與分支學(xué)科工程地質(zhì)學(xué)，按其研究?jī)?nèi)容，可分為五個(gè)組成部分：①工程巖土學(xué)—研究巖土的工程性質(zhì)（物理、力學(xué)性質(zhì)）；②工程地質(zhì)勘察—研究查明場(chǎng)地工程地質(zhì)條件的方法和手段；③工程地質(zhì)分析—研究工程地質(zhì)條件與工程活動(dòng)相互作用、制約的表現(xiàn)形式—工程地質(zhì)問題，研究它們產(chǎn)生的地質(zhì)環(huán)境、力學(xué)機(jī)制、發(fā)展與演化趨勢(shì)；上述(shàngshù)三個(gè)專門分支學(xué)科是工程地質(zhì)學(xué)的理論基礎(chǔ)。④區(qū)域工程地質(zhì)—研究各種工程地質(zhì)條件在空間區(qū)域的分布規(guī)律和特征；⑤環(huán)境工程地質(zhì)—研究工程地質(zhì)環(huán)境及其問題的學(xué)科；26共三十三頁(yè)四、工程地質(zhì)在土木工程建設(shè)(jiànshè)中的作用

建筑場(chǎng)地工程地質(zhì)條件的優(yōu)劣直接影響到工程的設(shè)計(jì)方案類型、施工工期的長(zhǎng)短和工程投資的大小。

重視工程地質(zhì)工作就能使設(shè)計(jì)、施工順利進(jìn)行，忽視工程地質(zhì)工作，則會(huì)給工程帶來不同程度(chéngdù)的影響。

可見工程地質(zhì)對(duì)土木工程建設(shè)具有重要作用。

27共三十三頁(yè)五、工程地質(zhì)學(xué)的發(fā)展概況

工程地質(zhì)學(xué)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的應(yīng)用科學(xué),是在人類工程活動(dòng)實(shí)踐中逐漸形成的。人類在遠(yuǎn)古時(shí)代，就懂得利用優(yōu)良的地質(zhì)條件興建各類建筑工程,但是,早期人類工程活動(dòng)規(guī)模小且形式比較簡(jiǎn)單，涉及地質(zhì)問題不突出，有關(guān)工程地質(zhì)方面的工作大多是由地質(zhì)學(xué)家或地理學(xué)家來完成的。工程地質(zhì)學(xué)在國(guó)際上成為(chéngwéi)地質(zhì)學(xué)的一門獨(dú)立分支學(xué)科，則是20世紀(jì)30年代左右,僅有80多年的歷史．工程地質(zhì)學(xué)的理論稚形形成應(yīng)該以1925年K.Tezhigi發(fā)表的《建筑土力學(xué)》為標(biāo)志；1929年美國(guó)科學(xué)家發(fā)表第一部《工程地質(zhì)學(xué)》（engineeringgeology）。28共三十三頁(yè)

到上世紀(jì)30年代初，原蘇聯(lián)開展大規(guī)模的國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè),促使了工程地質(zhì)學(xué)的萌生．著名工程地質(zhì)學(xué)家薩瓦連斯基、卡明斯基、波波夫等在工程巖土學(xué)、工程地質(zhì)學(xué)等方面做了大量的理論與實(shí)際奠基工作，從而使工程地質(zhì)學(xué)在三十年代從前蘇聯(lián)開始形成了一門獨(dú)立的學(xué)科。

1932年原蘇聯(lián)莫斯科地質(zhì)學(xué)院成立第一個(gè)“工程地質(zhì)研究室”此時(shí)，歐美和日本等國(guó)家，在進(jìn)行水利工程和土木工程建筑中，也都開展了工程地質(zhì)工作和理論研究。

我國(guó)是個(gè)文明古國(guó),從古至今在許多巨大復(fù)雜工程建設(shè)中積累了大量工程地質(zhì)方面豐富(fēngfù)的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn).如:公元前485年修建的全長(zhǎng)1700公里的京杭大運(yùn)河;公元前250年四川灌縣修建的都江堰;29共三十三頁(yè)公元前221年修建文明世界(shìjiè)的萬里長(zhǎng)城;古代的廟宇、宮殿、寶塔、寺院及橋梁、地下古墓等.上述工程不僅結(jié)構(gòu)復(fù)雜,外觀壯麗雄偉,而且對(duì)其建筑場(chǎng)地的選擇,地基或圍巖的處理,以及天然建筑材料的合理選用,至今仍為世人驚嘆.但,這些方面的經(jīng)驗(yàn)沒有得到很好的總結(jié)和升華,更未上升到理論,形成一門科學(xué).

在我國(guó),工程地質(zhì)學(xué)的發(fā)展主要是在建國(guó)初期,隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)恢復(fù)和國(guó)家基本建設(shè)的需要,50年代將蘇聯(lián)的有關(guān)工程地質(zhì)的教科書、技術(shù)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)等全面引進(jìn),才逐步成為一門獨(dú)立的科學(xué)，至今已形成一門有中國(guó)特色的工程地質(zhì)學(xué)科。30共三十三頁(yè)由于工程地質(zhì)是一門應(yīng)用地質(zhì)科學(xué)，它的發(fā)展與工程建設(shè)密切相關(guān)。隨著我國(guó)改革開放的不斷深入，經(jīng)濟(jì)建設(shè)迅猛發(fā)展，各類工程的規(guī)模日益(rìyì)增大，對(duì)工程地質(zhì)的研究要求越來越高，大大促進(jìn)了工程地質(zhì)水平的提高。如：大壩高度已超過300m；邊坡高度已接近1000m；隧道埋深已達(dá)2-2.5km；礦山開采深度已超過1200m；石油采深已超過3000m。

工程規(guī)模增大，意味著將來面臨的工程地質(zhì)問題更復(fù)雜，對(duì)工程地質(zhì)工作必將提出更高的要求。31共三十三頁(yè)六、學(xué)習(xí)目的、方法1.

學(xué)習(xí)目的(1)了解和掌握工程地質(zhì)學(xué)的基本概念,基本原理和基本工作方法，對(duì)工程地質(zhì)學(xué)科有一個(gè)系統(tǒng)的基本的認(rèn)識(shí)。(2)能用所學(xué)理論和方法，判斷、分析、解決簡(jiǎn)單的實(shí)際工程地質(zhì)問題。2.學(xué)習(xí)方法

在理解的基礎(chǔ)上掌握基本概念、方法、原理，而不是死記某些(mǒuxiē)條文。要具體問題具體分析，不能死搬硬套，主要應(yīng)掌握解決工程地質(zhì)問題的思路和方法,以便在