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1、参考书籍参考书籍n1 1、 土木工程地质土木工程地质 胡厚田等，高等胡厚田等，高等教育出版社教育出版社20112011年年n2 2、 普通地质学普通地质学, ,南京大学夏邦栋主南京大学夏邦栋主编编, ,北京北京: :地质出版社地质出版社,1995,1995年年 n3 3、 工程地质学工程地质学 刘忠玉等，中国刘忠玉等，中国电力出版社，电力出版社，20072007绪论绪论一、基本概念一、基本概念一、基本概念一、基本概念 1 1 1 1、地质学、地质学、地质学、地质学（geologygeology）：研究的主体对象也是固体研究的主体对象也是固体地球，当前主要是研究地球，当前主要是研究固体地球的表层
2、固体地球的表层地地壳或岩石圈壳或岩石圈。也就是。也就是( (地壳和地幔的上部地壳和地幔的上部) )的的物物质组成、内部构造、表面特征、地球演化历史质组成、内部构造、表面特征、地球演化历史等的科学。等的科学。 n世界上最深的钻井（世界上最深的钻井（12.5km12.5km）位于俄罗斯西北部的科拉半岛。位于俄罗斯西北部的科拉半岛。n n2 2、工程地质学、工程地质学 地质学的一个分支，是研究与工程规划、设计、施工和运营有关的工程地质问题的科学。 3 3、工程地质条件、工程地质条件 与工程建筑有关的地质条件的总和。 (1）地层岩性 (2）地形地貌条件 (3）地质构造 (4）水文地质条件 (5）不良地
3、质现象（滑坡、崩塌、岩溶、泥石流等） (6）天然场地建筑材料n(1(1）地层岩性）地层岩性 敦（煌）格（尔木）公路横跨盐湖一段长约32千米，系用盐铺造，称“万丈盐桥”。青藏铁路也约有青藏铁路也约有32千米长的路基筑在盐湖上，为世界铁路建筑史上所千米长的路基筑在盐湖上，为世界铁路建筑史上所罕见。罕见。n (2)(2)地形地貌：地形地貌：n 2006年，7月1日，世界上海拔最高、线路最长的高原铁路青藏铁路正式全线通车，穿越可可西里、三江源、羌塘草原，进入盖着冰雪、开着雪莲花的雪域高原深处，到达圣地拉萨。地形地貌：地形地貌：地形地貌地形地貌当岩层水平、直立，或单斜层面及节理面背向路基时，对边坡稳定有
4、利，如若有软弱岩层时，应抹面护壁以防止风化。岩层层面及节理面倾向路基(图de)，且结构面的倾角大于10度，其走向又与路基平行或交角较小时，易形成边坡的坍塌。如若有软弱岩层时，则更易形成边坡的滑动F极易产生滑塌(3)地质构造：地质构造：n水是最活跃的动力因素，又是最易受人为活动影响的因素。水本身还是一种重要资源，是十分重要的环境因素，经常处于主导地位；或成为最重要的激发因家。 青藏铁路关角隧道，隧道里的超强涌水，全管段日涌水量最大可达32万立方米，平均每天抽排水15万立方米左右，相当于每天要抽排出一座小型水库的蓄水量。 (4(4）水文地质条件）水文地质条件 n(5）不良地质现象菲律宾南部康波斯特
5、拉谷省潘图坎市菲律宾南部康波斯特拉谷省潘图坎市2012年年1月月5日凌晨发生日凌晨发生的山体滑坡事故已造成至少的山体滑坡事故已造成至少25人死亡，另有约人死亡，另有约150人失踪。人失踪。发生地点位于潘图坎市一座偏僻乡村。发生地点位于潘图坎市一座偏僻乡村。4 4、工程地质问题、工程地质问题 1）地基稳定性问题 上海锦江饭店（沉降过大） 比萨斜塔、大雁塔（不均匀沉降） 2）边坡稳定性问题 3）洞室稳定性问题 4）渗漏问题 5）区域稳定性问题二、工程地质学的任务二、工程地质学的任务1、研究、评价工程地质条件.2、预测有关工程地质问题发生的可能性、发生的规模和发展趋势，提出控制和克服其不良影响的有效
6、措施。（比如滑坡、泥石流、崩塌、岩溶）3、根据对地质条件的评价和可能出现的地质作用（现象）的预测资料，进行综合分析对比，结合建筑工程的要求选定最佳建筑场地。4、提供工程规划、设计与施工所需的地质资料。n三、课程内容三、课程内容n1、岩土及其工程性质n2、水的地质作用n3、各种地质构造n4、风化作用及特殊土n5、常见的不良地质现象四、学习本课程的意义四、学习本课程的意义n1 1、选线、选址方面、选线、选址方面n2 2、对规划、设计、施工方案、施工质量、对规划、设计、施工方案、施工质量的影响的影响n3 3、养护和营运方面的影响、养护和营运方面的影响五、学习要求五、学习要求1、能阅读一般地质资料2、
7、野外辨认常见矿物、岩石，了解主要工程地质性质3、辨认基本的地质构造及简单的不良地质现象4、一般了解工程地质资料的取得方法，工作内容及勘测、试验手段。第第1 1章章 矿物和岩石矿物和岩石n1 1 地球概况地球概况n2 2 矿物矿物n3 3 岩浆岩岩浆岩n4 4 沉积岩沉积岩n5 5 变质岩变质岩n6 6 常见岩石的工程性质评述常见岩石的工程性质评述1 1 地球概况地球概况高精度的微波测距，激光测距，特别是人造卫星高精度的微波测距，激光测距，特别是人造卫星上天，再加上电子计算机的运用和国际间的合作，上天，再加上电子计算机的运用和国际间的合作，使人们可以精确地测量地球的大小和形状了。使人们可以精确地
8、测量地球的大小和形状了。北极地区约高出北极地区约高出18.918.9米，南极米，南极地区低下去地区低下去24-3024-30米。所以有人米。所以有人说，地球像一个倒放着的大鸭说，地球像一个倒放着的大鸭梨。其实地球确切地说，是个梨。其实地球确切地说，是个三轴椭球体三轴椭球体三轴椭球体三轴椭球体. . . .一、地球的形态、大小一、地球的形态、大小n赤道半径赤道半径 6378.137 km6378.137 kmn两极半径两极半径 6356.752 km6356.752 kmn平均半径平均半径 6371.012 km6371.012 kmn扁率扁率 1/298.2571/298.257n赤道周长赤道
9、周长 40075.7km40075.7kmn子午线周长子午线周长 40008.08 km40008.08 kmn表面积表面积 5.1015.101108km2108km2n体积体积 1083210832108km3108km3国际大地测量与地球物理联合会国际大地测量与地球物理联合会1980年公布的年公布的地球形状和大小的主要数据如下：地球形状和大小的主要数据如下：二、地球的外部圈层二、地球的外部圈层n（大气圈大气圈、水圈、生物圈）水圈、生物圈）n大气圈的分层大气圈的分层n（1 1）对流层）对流层 n高度在高度在12 km12 km以下。空气进行以下。空气进行垂直对流运动，同时也有水垂直对流运动
10、，同时也有水平运动。风、云、雨、雪等平运动。风、云、雨、雪等主要天气现象都发生在这一主要天气现象都发生在这一层里。大气污染也主要发生层里。大气污染也主要发生在这一层，尤其是近地在这一层，尤其是近地1 12 2 kmkm内。内。n（2 2）平流层）平流层 n505055 km55 km，温度随高度而上，温度随高度而上升，在升，在121235 km35 km高处温度基高处温度基本不变。空气多作平流运动，本不变。空气多作平流运动，空气清洁干燥。含空气清洁干燥。含O3O3，大部，大部分存在于分存在于121235 km35 km之间。之间。n（3）中层 高度至85 km。n（4）热层 高度至800 km
11、。n（5）外层 高度在800 km以上。焚 风（foehn) 其英文名称直接借用其德文源词，最早是指气流越过阿尔卑斯山后在德国、奥地利和瑞士山谷的一种热而干燥的风。 三、地球的内部圈层地球的内部圈层（一）确定圈层结构的原理（一）确定圈层结构的原理（二）地球内部圈层及划分特征GFEDCBA四、地壳四、地壳n1、Continental Crust：n组成：以硅铝质为特点，分两大类岩石：地壳上部相对未变形的沉积岩和火山岩；已经变形变质的沉积岩、火成岩和变质岩带。n上部厚的沉积层n下部为硅铝层（granitic layer); n底部为硅镁层（basaltic layer).2、Oceanic Cru
12、stn极薄，由上到下由三部分组成：nA：薄的沉积层：薄的沉积层，未固结；nB：镁铁质火成岩（：镁铁质火成岩（玄武岩、辉长岩为主）nC：已变质的玄武岩：已变质的玄武岩n洋壳缺失硅铝层洋壳缺失硅铝层n洋壳年龄远远低于陆壳，多晚于中生代。硅硅镁镁层层大陆地壳与大洋地壳对比表大陆地壳与大洋地壳对比表 大陆地壳大陆地壳 大洋地壳大洋地壳 比例比例 面积的面积的40% 40% 占地壳占地壳 体积的体积的79% 79% 质量的质量的63%63% 面积的面积的60% 60% 占地壳占地壳 体积的体积的21% 21% 质量的质量的37%37% 平均厚度平均厚度 33km 33km 6km 6km 平均密度平均密
13、度 2.7g/cm2.7g/cm3 3 3.0g/cm3.0g/cm3 3 成分成分 沉沉积积岩岩、岩岩浆浆岩岩、变变质质岩岩均均有有；SiOSiO2 2含含量量60%60%；低低价价铁铁和和镁镁的的氧氧化化物物百百分分含含量量低低，分分别别为为3.83.8与与3.13.1，但但铁铁的的总含量高。总含量高。 几几乎乎全全部部由由火火山山岩岩组组成成；SiOSiO2 250%50%；低低价价铁铁和和镁镁的的氧氧化化物物百百分分含含量量高高，分别为分别为6.26.2与与6.86.8，但铁的总含量低。，但铁的总含量低。 岩石时代岩石时代 各各地地质质历历史史时时期期形形成成的的岩岩石石均均有有，最最
14、老岩石年龄可达老岩石年龄可达3800Ma3800Ma。 岩岩石石大大部部分分生生成成于于最最近近50Ma50Ma中中，最最老老岩石不超过岩石不超过200Ma200Ma。 重力异常重力异常 以负异常为主。以负异常为主。 以正异常为主。以正异常为主。 结构结构 上上部部为为花花岗岗质质层层（硅硅铝铝层层），下下部部为为玄玄武武质质层层（硅硅镁镁层层），最最表表层层有有不不连连续分布的松散沉积物。续分布的松散沉积物。 底底部部为为玄玄武武质质层层（硅硅镁镁层层），上上部部为为松松散散沉沉积积物物层层，两两层层之之间间为为玄玄武武岩岩夹夹已固结的沉积岩透镜体。已固结的沉积岩透镜体。 不同地理单元地壳厚
15、度的差异不同地理单元地壳厚度的差异 大陆、大洋结构差异导致大陆、大洋结构差异导致MohorMohor面起伏不平面起伏不平2 矿物n一、矿物一、矿物的定义的定义n地质作用下形成的自然元素及其化合物地质作用下形成的自然元素及其化合物, ,其内部质点排列有序的其内部质点排列有序的均匀固体均匀固体, ,称矿物称矿物1 1）矿矿物是各种地物是各种地质质作用形成的作用形成的天然化合物或天然化合物或单质单质，比如火山作用。比如火山作用。2 2）矿矿物具有一定的化学成分。但天然物具有一定的化学成分。但天然矿矿物成分并物成分并不是完全不是完全纯纯的，常含有少量的，常含有少量杂质杂质。3 3）矿矿物物还还具有具有
16、一定的晶体一定的晶体结结构构，它，它们们的原子呈的原子呈规规律的排列。律的排列。4 4）矿矿物具有物具有较为较为稳稳定的物理性定的物理性质质。5 5）矿矿物是物是组组成成矿矿石和岩石的基本石和岩石的基本单单位。位。只有具备以下条件的物质才能称为矿物：只有具备以下条件的物质才能称为矿物：二、矿物的物理性质二、矿物的物理性质n1 1、矿物的形态、矿物的形态n分为矿物单体的分为矿物单体的形态和矿物集合形态和矿物集合体的形态。体的形态。 矿物单体的形态矿物单体的形态矿物的形态所有的矿物晶体，共可划分出47种单体形态。 所有的矿物晶体，共可划分出47种单体形态。 红柱石白榴石黄玉Al2SiO4F，OH2， 常见的矿物单体形态有常见的矿物单体形态有： 片状，鳞片状如云母、绿泥石； 板状如斜长石、板状石膏； 柱状如长柱状的角闪石、短柱状的辉石； 立方体状如岩盐、方铅矿、黄铁矿； 菱面体状如方解石、白云石； 菱形十二面体石榴子石。常见的矿物集合体形态有：常见的矿物集合体形态有： 粒状、块状、土状、鲕(豆)状、纤维状 钟乳状、晶簇状、放射状等矿物集合体的形态矿物集合体的形态n（1 1）矿物的颜色（）矿物
