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1、1工程地质工程地质EngineeringEngineering GeologyGeology绪论绪论1 1工程工程地质地质：（1 1）地质学地质学、岩土工程岩土工程分支分支之一之一，系边缘学科系边缘学科；（2 2）是土力学、基础工程的基础）是土力学、基础工程的基础; ;_技术基础课程技术基础课程（3 3）土木工程设计、施工的）土木工程设计、施工的依据依据，是土木工程师的是土木工程师的“眼睛眼睛”; ;实例：建筑物基础实例：建筑物基础工程工程土木工程土木工程地质地质研究研究地壳地壳（土木工程建土木工程建（构构）筑物的场筑物的场所所）的科学的科学，包括包括：地壳构造地壳构造地壳物质组成地壳物质组成
2、地地壳发展变化壳发展变化地壳矿物形成分布规律地壳矿物形成分布规律2 2研究对象研究对象工程活动工程活动与与地质环境地质环境相互作用相互作用工程活动工程活动：建（构）筑物、路桥、水库等：建（构）筑物、路桥、水库等地质环境地质环境：亦称工程地质条件亦称工程地质条件，包括包括：岩土工岩土工程性质、地质构造、地貌、水文地质、地质作用等程性质、地质构造、地貌、水文地质、地质作用等2相互关系：相互关系：egeg： 沉降、地震等沉降、地震等工程活动工程活动地质环境地质环境egeg：滑坡、倾覆、泥石流等：滑坡、倾覆、泥石流等建筑工程问题：沉降、开裂、倾斜等建筑工程问题：沉降、开裂、倾斜等例如：例如： 1 1、
3、比萨斜塔、比萨斜塔（1 1） 倾斜严重倾斜严重： 塔向南倾斜塔向南倾斜， 南北两端沉降差南北两端沉降差 1.80m1.80m，塔顶离中心线达塔顶离中心线达 5.27m5.27m，倾斜倾斜 5.55.5，成为危险建筑成为危险建筑。该塔自该塔自 11731173 年年 9 9 月月 8 8 日动工日动工， 至至 11781178 年在建至年在建至第第4 4 层中部，高度约层中部，高度约 29m29m 时，因塔明显倾斜而停工。时，因塔明显倾斜而停工。9 94 4年后，于年后，于 12721272 年复工，经年复工，经 6 6 年时间，建完第年时间，建完第 7 7 层，层，高高 48m48m，再次停工
4、中断，再次停工中断 8282 年。于年。于 13601360 年再复工，年再复工，至至13701370 年竣工，全塔共年竣工，全塔共 8 8 层，高度为层，高度为 55m55m。（2 2）自由落体定律的诞生地自由落体定律的诞生地：15901590 年伽利略在该塔年伽利略在该塔3做落体实验，创建了物理学著名的自由落体定律。做落体实验，创建了物理学著名的自由落体定律。2 2、苏州虎丘塔、苏州虎丘塔路桥问题：路桥问题：路堑边坡稳定；路堑边坡稳定；路桥基础稳定；路桥基础稳定；隧道围岩稳定等隧道围岩稳定等3 3研究（学习）的研究（学习）的目的与意义目的与意义使土木工程安全、经济、稳定使土木工程安全、经济
5、、稳定合理开发合理开发、保护地质环境并对其进行有效改造保护地质环境并对其进行有效改造具体地：具体地：地质调查地质调查、理论研究理论研究：评价工程地具体工程地评价工程地具体工程地质条件（好、差）质条件（好、差）解决工程地质问题（与工程建筑有关的）解决工程地质问题（与工程建筑有关的）预测、论证工程区内各种预测、论证工程区内各种地质现象（灾害地质现象（灾害） ：发生、发展，提出改善、防治措施。发生、发展，提出改善、防治措施。egeg：2008.5.122008.5.12 汶川特大地震汶川特大地震2010.8.72010.8.7 舟曲特大泥石流等舟曲特大泥石流等为工程规划为工程规划、设计设计、施工施工
6、、使用提供地质依据使用提供地质依据4 4主要内容主要内容地质作用地质作用：内外力地质作用内外力地质作用、风化风化（带带）划分划分、4剥蚀、搬运、沉积成岩等剥蚀、搬运、沉积成岩等岩石岩石地质构造地质构造地貌地貌地震地震地下水地下水岩体结构及共稳定性分析岩体结构及共稳定性分析工程地质勘察：安排实习工程地质勘察：安排实习录像、光盘录像、光盘、野野外、讲课外、讲课不良工程地质现象（滑坡、泥石流、岩溶等不良工程地质现象（滑坡、泥石流、岩溶等）5 5学习学习要求与方法要求与方法重点掌据重点掌据基本概念、原理和方法基本概念、原理和方法学会学会搜集搜集、分析分析、运用有关地质资料运用有关地质资料，能对一能对一
7、般工程地质问题作初步评价般工程地质问题作初步评价理解、掌握要点、重点理解、掌握要点、重点，跟上进度要求。，跟上进度要求。适当做笔记适当做笔记，51.地质作用地质作用（Geological Function）促使地壳的促使地壳的物质物质组成组成构造构造地貌地貌等等发生变化发生变化的的自然作用自然作用称为称为地质作用地质作用。组成组成：组成地壳的化学元素组成地壳的化学元素（与地壳的平均重量与地壳的平均重量百分比百分比） ： （）（）O49.13Fe4.20K2.35Si26.00Ca3.25Mg2.35Al7.45Na2.40H1.00以上合计以上合计 98.13,其余元素占其余元素占 1.87
8、（近百种元素近百种元素）它们它们在一定地质条件下结合形成在一定地质条件下结合形成。矿物矿物（具有一定化学成分、物理性质的单质（具有一定化学成分、物理性质的单质、化化合物）合物）eg：石墨、石盐、黄铁矿等：石墨、石盐、黄铁矿等岩石岩石由一种或多种矿物组成的集合体由一种或多种矿物组成的集合体（其中其中含有无用矿物或成分含有无用矿物或成分砂石砂石）eg： 花岗岩花岗岩， 由石英由石英、长石、云母等组成长石、云母等组成地壳中元素在空间上分布极不均匀地壳中元素在空间上分布极不均匀，且元素不断且元素不断迁移、分散、集中，形成各种有用矿物迁移、分散、集中，形成各种有用矿物富集成富集成各种矿藏各种矿藏（充填充
9、填、汽化热液矿床汽化热液矿床）eg：Cu、Pb、Zn、Ag、Au 矿等矿等构造构造：如层面（平、斜、弯等：如层面（平、斜、弯等） 、褶皱（、褶皱（Folds） 、断裂（断裂（Fractures，包括裂隙、断层）等，包括裂隙、断层）等6地貌地貌：海陆变迁海陆变迁、火山爆发火山爆发、山脉山脉、盆地形成和盆地形成和变化等变化等根据能源不同，地质作用可分为根据能源不同，地质作用可分为外力地质作用外力地质作用（简称外力作用）和（简称外力作用）和内力地质作用内力地质作用（简称内力作用（简称内力作用）一、一、外力地质作用外力地质作用：地球外的能源产生。主要来自：地球外的能源产生。主要来自：太阳能（热、引力太
10、阳能（热、引力） ；引力能、生物能；引力能、生物能作用方式作用方式 ：风化、剥蚀、搬运作用、沉积、成岩：风化、剥蚀、搬运作用、沉积、成岩作用结果：削高填低，使地面趋于平坦作用结果：削高填低，使地面趋于平坦风化作用风化作用： 地壳岩石在太阳地壳岩石在太阳、 空气空气、 水等作用下水等作用下，经风吹日晒经风吹日晒，发生崩裂发生崩裂、分解等物理化学变化的作用分解等物理化学变化的作用eg：土的形成：岩石：土的形成：岩石土，土，花岗岩花岗岩残积土残积土 如越秀公园地铁站如越秀公园地铁站特点特点：普遍普遍地表到处可见地表到处可见表层作用明显表层作用明显 ，随深度逐渐减弱，随深度逐渐减弱结果与危害结果与危害
11、：使坚硬致密岩石松散破坏，改变矿物组分使坚硬致密岩石松散破坏，改变矿物组分、化学成分化学成分，降低岩石强度和稳定性降低岩石强度和稳定性，造成滑坡造成滑坡、泥石泥石流等；流等；形成残积土。形成残积土。1物理风化物理风化：岩石风化中只发生机械破坏，化学：岩石风化中只发生机械破坏，化学成分不变成分不变主要因素：主要因素：7岩石岩石释重释重静压、释放静压、释放岩爆岩爆裂缝，形裂缝，形成水、气通道成水、气通道温度温度温差变化（沙漠地区可达温差变化（沙漠地区可达 6080）岩石胀缩岩石胀缩裂隙、破坏、冲击裂隙、破坏、冲击裂隙水冻结、融化裂隙水冻结、融化：使岩石裂隙胀大、破坏：使岩石裂隙胀大、破坏可溶盐溶液
12、产生可溶盐溶液产生结晶、潮解结晶、潮解2.化学风化化学风化：岩石在水岩石在水、氧氧、二氧化碳等影响下发生化学变化二氧化碳等影响下发生化学变化的过程。尤其在暖、湿地区明显的过程。尤其在暖、湿地区明显作用结果作用结果：使岩石成分改变，强度降低：使岩石成分改变，强度降低例如例如：氧化氧化、水溶液的溶解水溶液的溶解、水化水化、水解水解、碳酸碳酸化等作用化等作用FeS2Fe2O3.nH2O溶解溶解喀斯特喀斯特（Karst）岩溶地貌岩溶地貌，如从化如从化、花都花都、清远、肇庆等地（清远、肇庆等地（丹霞地貌丹霞地貌如韶关如韶关-河流冲积）河流冲积）3.生物风化生物风化：在生物影响下发生的破坏。多在岩石：在生
13、物影响下发生的破坏。多在岩石表层、土中表层、土中机械破坏机械破坏-植物根系楔裂岩石植物根系楔裂岩石崩解；鼠、蚁崩解；鼠、蚁等洞、穴等洞、穴岩石、土变碎、细岩石、土变碎、细化学破坏化学破坏-生物代谢、遗体分解生物代谢、遗体分解风化岩层的分布规律：风化岩层的分布规律：分带性分带性形成残积和残积层形成残积和残积层： 岩石经风化岩石经风化， 改变矿物成分改变矿物成分、结构结构、构造构造，形成与质岩不同的风化产物形成与质岩不同的风化产物（一部分流一部分流8失，一部分残留质地失，一部分残留质地） 。这种风化层即为。这种风化层即为残积层残积层。花岗岩残积土：花岗岩残积土：风化风化 岩石岩石成分、结构改变成分
14、、结构改变风化产物风化产物层层残积层残积层残积层的特点残积层的特点：残积层有较多孔、裂隙，易受冲刷，强度残积层有较多孔、裂隙，易受冲刷，强度、稳稳定性差。定性差。作建筑地基时要考虑：作建筑地基时要考虑：a.承载力承载力b.可能产生不均匀沉降（因孔隙、成分、厚可能产生不均匀沉降（因孔隙、成分、厚度不均匀）度不均匀）作路坡时要考虑：作路坡时要考虑：a.坍塌（结构松散）坍塌（结构松散）b.冲刷冲刷剥蚀作用剥蚀作用：将风化产物从岩石上剥离下来，并：将风化产物从岩石上剥离下来，并对未风化岩石进行破坏对未风化岩石进行破坏， 不断改变岩石面貌的作用不断改变岩石面貌的作用。由风、流水、海浪、冰川等引起由风、流
15、水、海浪、冰川等引起在地形起伏、潮湿、雨大地区，主要是在地形起伏、潮湿、雨大地区，主要是流水流水冲冲刷、侵蚀使岩石破坏；刷、侵蚀使岩石破坏；如如河流河流：动能挟带砂、砾石破坏河床岩石，并把：动能挟带砂、砾石破坏河床岩石，并把破坏下来的物质带走。按力作用方向分为：破坏下来的物质带走。按力作用方向分为：a.下蚀作用下蚀作用冲刷底层岩石，使河床降低冲刷底层岩石，使河床降低（上游为主上游为主)9-丹霞地貌丹霞地貌b.侧蚀作用侧蚀作用弯曲河道，凹岸被水流侵蚀弯曲河道，凹岸被水流侵蚀后退，凸岸沉积。后退，凸岸沉积。(下游为主下游为主)在干旱沙漠地区，主要是在干旱沙漠地区，主要是风风对岩石的破坏：对岩石的破坏：a.吹扬：带走松散、风化产物吹扬：带走松散、风化产物b.磨蚀：风、沙粒磨蚀岩石（风蚀地貌）磨蚀：风、沙粒磨蚀岩石（风蚀地貌）剥蚀、风化作用的关系剥蚀、风化作用的关系:1、区别：前者在各种地质营力的运动中引起。、区别：前者在各种地质营力的运动中引起。2、联系联系：风化为剥
