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1、工程地质及水文地质,一、什么是地质学？,0.1 地质学,什么是地质学？,地质学（Geology）：由瑞士人索修尔（Saussure H.B.de）于1779年提出的,意指“地球的科学”。以地球为研究对象 。,0.1 地质学,在太空中所见的地球,0.1 地质学,地质学一门关于地球的科学。 研究对象主要是固体地球的上层（地壳）,什么是地质学？,地壳（地球的表层）：是人类生产、生活 的重要场所！,0.1 地质学,0.1 地质学,0.1 地质学,什么是地质学？,地质学的主要研究对象 现阶段是以固体地球的上层(地壳)为主要研究对象：,地壳的物质组成(矿物岩石等)； 促使地壳运动变化的各种地质作用； 地壳
2、的发展历史(地史学、古生物学等)； 地质学在有关领域中的应用等。,0.1 地质学,工程地质及水文地质,0.1 地质学,地质学,地球科学,什么是工程地质学？,工程地质学： 研究人类在工程建设活动中产生的地质问题，特别是不良地质问题的应用学科。 它研究人类工程活动与地质环境相互关系，是地质学与工程紧密结合的学科。,0.2 工程地质学,什么是工程地质学？,1.人类工程活动与地质环境的关系 地球上人类居住、生活和工作及与之相关的一切建筑物（如大坝、公路、铁路、住宅、厂房、隧道、地铁、矿井等）均建造在地壳上，“空中楼阁”是不存在的。,0.2 工程地质学,修建堤坝、房屋等建筑时，地层作为地基； 修建堤坝、
3、路基等建筑时，岩土可作建筑材料； 修建隧洞、地下厂房、地铁及地下管道时，岩土层作为建筑周围的介质或护层，即工程环境。,0.2 工程地质学,1.人类工程活动与地质环境的关系,1.人类工程活动与地质环境的关系,1.人类工程活动与地质环境的关系,2.工程地质学任务,工程建设,地质环境,相互 影响制约,地 球,任务：研究工程建设与地质环境二者之间的相制约关系，促使矛盾转化和解决，既保证工程安全、经济、正常使用，又合理开发和利用地质环境。,2.工程地质学任务,勘察建筑地区的工程地质条件，为选点、规划、设计及施工提供工程地质资料，作为工程的依据； 根据工程地质条件论证、评价并选定最优的建筑地点或线路方案；
4、 预测在工程修建时及建成后的管理运行中，可能发生的工程地质问题，提出防治不良的工程地质问题的措施。,0.5 课程任务,2.工程地质学任务,（1）工程地质条件,0.3 工程地质条件,岩土类型及其工程地质性质,0.3 工程地质条件,岩土类型及其工程地质性质：包括岩土成因、岩性、产状、成岩作用的特点、变质程度、风化特征、软弱夹层和接触带以及物理力学性质等。,坚硬完整的岩石：强度高强度高，性质良好； 软弱岩石：软弱易变，性质不良，断层岩和构造破碎岩更软弱。 松软土：如黄土、膨胀土、淤泥等需要特别注意。,地质构造,指组成地壳的岩层在力的作用下变形的产物，包括褶皱、断层、节理等。,地质构造确定了一个地区的
5、构造格架、地貌特征和岩土分布。断层，尤其是活断层，工程人员最较为担心，确实给建筑带来过很大危害。在选择建筑物场地时必须注意断层的规模、产状及其活动情况。,0.3 工程地质条件,向斜,背斜,褶 皱,剪切节理,地形地貌,包括地表高低起伏状况、山坡陡缓程度等特征。,地形地貌条件对建筑场地的选择，特别是对线性建筑如道路、河流、渠道等的线路方案选择意义最为重大。 如能合理利用地形地貌条件，不但能大量节省挖填方量，节约大量投资，而且对建筑物群体的合理布局、结构型式、规模以及施工条件等也有直接影响。,0.3 工程地质条件,平 原 区,丘 陵 区,黄土高原,水文地质条件,水文地质条件：包括地下水的成因、埋藏、
6、分布、动态和化学成分等；,0.3 工程地质条件,地下水位较高一般对工程不利，地基土含水量大，承载力降低，道路易发生冻害，隧洞及基坑开挖需进行排水。 滑坡、地下建筑事故、水库渗漏、坝基渗透变形以及许多地质灾害的发生都与地下水的参与有关，甚至起到主导作用。,是指对建筑物有影响的自然地质作用与现象。主要包括滑坡、崩塌、岩溶、泥石流、风沙移动、河流冲刷与沉积等。,物理（自然）地质现象,0.3 工程地质条件,在这些物理地质现象面前，只考虑工程本身的坚固性是不行的，必须充分注意其周围有哪些地表地质现象存在，对工程的安全有何影响，如何防治。,荒 漠 化,北京的风沙（二零零零年四月）,冰 川,流动的冰川,冰川
7、侵蚀地形 - 冰斗,河流侵蚀,美国科罗拉多大峡谷,山区 V 形河谷 独龙河谷,长江虎跳峡,峡 谷,强烈下蚀的黄河上游龙羊峡,“V”型河谷,黄河壶口瀑布,黄 果 树 瀑 布,尼 亚 加 拉 瀑 布,维多利亚瀑布,河漫滩,河漫滩,河流的沉积物冲积物,心滩,洪积扇相接形成洪积裾,冲积扇,冲 积 物,黄土起伏墚,黄土滑坡,喀斯特洞穴特征,北京某洞穴中的石钟乳,桂林芦笛岩溶洞,湖南波月洞中的石柱、石塔、及地下瀑布等沉积物,峰林及喀斯特平原,喀斯特平原,路南石林,岩 溶 地 面 塌 陷,地震,唐山地震造成的毁灭性破坏,泥石流,泥石流的危害,崩塌及滑坡,天然建筑材料：是指供建筑用的土料和石料。,天然建筑材料
8、,0.3 工程地质条件,对工程的造价有较大的影响，其类型、质量、数量以及开采运输条件，往往成为选择场地，拟定工程结构类型的重要条件。 为了节省运输费用，应该遵循“就地取材”的原则，用料量大的工程尤其应该如此。,（1）工程地质条件,0.3 工程地质条件,工程地质问题,工程地质条件与工程建筑物之间的矛盾,不同结构类型的工程建筑物由于工作方式和对地质体的要求不同，工程地质问题是复杂多样的。,0.4 工程地质问题,0.4 工程地质问题,0.4 工程地质问题,地基滑动,0.4 工程地质问题,地基液化失效 因地基土发生液化所造 成的建筑物倾斜,液化：松砂地基在振动荷载作用下丧失强度变成流动状态的一种现象,
9、0.4 工程地质问题,0.4 工程地质问题,洞室围岩稳定性问题,0.4 工程地质问题,0.4 工程地质问题,山坡滑动,0.4 工程地质问题,山坡滑动,0.4 工程地质问题,山坡滑动,0.4 工程地质问题,0.4 工程地质问题,0.4 工程地质问题,0.4 工程地质问题,不良地质现象： 指对工程建设不利或有不良影响的动力地质作用。如滑坡、崩塌、泥石流等。,0.4 工程地质问题,可见，工程地质工作很重要，是设计之先驱，没有足够考虑工程地质条件而进行设计，这是盲目的设计，不仅会导致建筑费用增高、工程量增大、施工期限拖长，而且产生安全隐患，在个别的情况下，建筑物将发生变形或破坏，甚至废弃使用。,0.4
10、 工程地质问题,岩土工程的重要性：,岩土工程部分的费用在建设总投资的比例很高,约占2540； 岩土工程部分的工期在建设总工期中占1/3。,0.4 工程地质问题,课程的学习研究方法,地质分析法 力学分析法 工程类比法 实验法,0.6 课程的学习研究方法,课程的主要知识体系,知识体系,工程地质学基础知识,工程地质专论,基础知识,第一章：矿物与岩石,第二章：地质构造,第三章：自然地质作用,第四章：地下水概论,第五章：岩体的工程地质特性,第六章：坝基稳定性的工程地质分析,第七章：边坡稳定性的工程地质分析,第八章：地下洞室围岩稳定性分析,第九章：水库蓄水条件分析,工程地质专论,课程的主要内容,课程安排
11、本课程安排课堂讲授40学时。 实验课4学时：岩石和矿物的鉴别 地质图的阅读。 野外地质实习2天。,三、主要参考文献 1.左建主编.工程地质及水文地质学第二版.北京：中国水利水电出版社，2009 2.陈南祥主编.工程地质及水文地质第三版.北京：中国水利水电出版社，2007 3.胡厚田主编.土木工程地质.北京：高等教育出版社，2009 4.张人权主编.水文地质学基础(第六版).北京：地质出版社，2011 5.李智毅主编.工程地质学概论.武汉：中国地质大学出版社，1994 6.石振明主编.工程地质学（第二版）.北京：中国建筑工业出版社，2011,爱因斯坦说过：人的差异产生于业余时间，业余时间能成就一个人，也能毁灭一个人。 结交两个好朋友，一个是“运动场”，一个是“图书馆”。不断“充电”、“蓄电”、“放电”。,
