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工程地质基本知识PPT课件

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1.1 概述
1.1.2、地质年代
土与岩石的性质与其生成的地质年代有关。一般说来, 生成年代越久,土与岩石的工程性质越好。
地质年代是指地壳发展历史与地壳运动、沉积环境及生 物演化相应的时代段落。地球形成至今大约有60亿年的历史, 在这漫长的地质年代里,地壳经历了一系列复杂的演变过程, 形成了各种类型的地质构造和地貌以及复杂多样的岩石和土。
土中封闭气体阻塞渗流通道,使土的渗透系数降低。封闭气体
含量愈多,土的渗透性愈小。
3 、渗透力与渗透变形
(1)渗透力和临界水力坡降
a.渗透力——渗透水流施加于单位土粒上的拖曳力
h1 1
h 2 h2
L
水流流经这段土体,受 到土颗粒的阻力,阻力 引起的水头损失为h
沿水流方向放置两个测压
管,测压管水面高差h
b.管涌——在渗流作用下,无粘性土中的细小颗粒通过较大颗粒 的孔隙,发生移动并被带出的现象
土体在渗透水流作用下,细小颗粒被带出,孔隙逐渐增大,形成 能穿越地基的细管状渗流通道,掏空地基或坝体,使其变形或失 稳。管涌既可以发生在土体内部,也可以发生在渗流出口处,发 展一般有个时间过程,是一种渐进性的破坏 .
1.2 第四纪沉积层
2.坡积层(Qdl)
雨雪水流的地质作用将高处 岩石风化产物缓慢地冲刷剥蚀、 顺着斜坡向下移动、沉积在较平 缓的山坡上而形成的沉积物。自 上而下呈现由粗而细的分选现象。 其矿物成分与下卧基岩没有直接 关系。由于坡积物形成于山坡, 常常发生沿下卧基岩倾斜面滑动; 还由于组成物质粗细颗粒混杂, 土质不均,厚度变化大。新近堆 积物,土质疏松,压缩性较大。
讨论:
达西定律
砂土的渗透速度与水 力梯度呈线性关系
vk i

2024版《工程地质》PPT课件

2024版《工程地质》PPT课件

0102工程地质是研究工程建设与地质环境相互作用及其影响规律的学科。

为工程建设提供地质依据,预测和防治工程地质问题,保障工程建设的顺利进行。

定义任务工程地质定义与任务研究区域地质构造、地壳稳定性及地震活动对工程的影响。

地质构造与地壳稳定性研究地下水的分布、运动规律及其对工程的影响。

水文地质条件研究岩土体的物理力学性质、分类及工程特性。

岩土体性质与分类研究滑坡、崩塌、泥石流等不良地质现象的成因、发育规律及防治措施。

不良地质现象工程地质研究内容为土木工程建设提供地质依据,确保工程建设的安全性和经济性。

与土木工程关系为水利工程建设提供水文地质资料,预测水库渗漏、溃坝等工程地质问题。

与水利工程关系为交通线路选线、桥隧位置选择等提供地质依据,保障交通工程建设的顺利进行。

与交通工程关系预测和评估工程建设对环境的影响,提出相应的防治措施。

与环境工程关系工程地质与相关领域关系01岩浆岩由岩浆冷凝形成,包括深成岩、浅成岩和喷出岩,具有结晶质结构和块状构造。

02沉积岩由风化产物、生物遗骸和火山物质等在地表或水下沉积形成,具有层理构造和化石。

03变质岩由已形成的岩石在高温高压下发生变质作用形成,具有片理构造和变质矿物。

残积土由岩石风化后残留在原地的碎屑物质组成,结构松散,力学性质较差。

坡积土由山坡上的碎屑物质在重力作用下堆积形成,具有分选性和层理构造。

洪积土由洪水携带的碎屑物质堆积形成,具有分选性和交错层理。

冲积土由河流携带的碎屑物质堆积形成,具有层理构造和较好的力学性质。

01020304表示岩石和土体的质量和体积之间的关系,影响工程建设的荷载计算。

密度与重度描述岩石和土体中孔隙的发育程度和连通性,影响工程建设的排水设计和地基稳定性。

孔隙性与渗透性表示岩石和土体在压力作用下体积减小的性质,影响工程建设的沉降计算和地基稳定性。

压缩性与变形性描述岩石和土体抵抗剪切和压缩破坏的能力,影响工程建设的边坡稳定性和地基承载力。

抗剪强度与抗压强度岩石与土体物理力学性质03岩层在地质作用下形成的波状弯曲现象,分为背斜和向斜两种基本形态。

工程地质培训课件(ppt 70页)

工程地质培训课件(ppt 70页)

6.2.1.4. 河流的沉积作用
• 河流的流速低于推移临界速度时,泥砂 便沉积下来;
• 沉积物质的数量取决于河流含砂量与搬 运能力的对比;
• 沉积作用主要受流速、流量和搬运物的 影响。
6.2.2 河流地貌
河流的侵蚀、搬运与沉积作用是改变地表地形 的重要地质作用。水文气象因素和构造运动因 素又影响和制约河流的侵蚀、沉积以及河床的 演变。
热力风化
● 冻融风化(冰劈作用):岩石孔隙或裂隙中 的水在结冰时,体积膨胀,使岩石裂隙加宽 加深,而冰融化时,水渗入扩大的裂隙进入 岩石深部,并再次结冰。这样冻结、融化频 繁交替,不断使裂隙加深扩大,进而使岩石 崩裂称岩屑。
2. 化学风化
岩石在水、水溶液和空气中的氧与CO2等的作用下 所发生的溶解、水化、水解、碳酸化和氧化等一系列 复杂的化学变化。化学风化的方式主要有:
① 岩石的裂隙度、空隙度、透水性、亲水性、胀缩
性和可塑性等都随风化程度加深而增大。 岩石的抗 压和抗剪强度等都随风化程度加深而降低。风化壳成 分的不均匀性、产状和厚度的不规则性都随风化程度 加深而增大。
② 岩石风化程度影响到建筑物地基承载力和边 坡的稳定性。 ③ 风化程度对工程设计和施工均有直接影响。 如矿山建设、厂址选择、水库坝基、路基、桥 基等,边坡的治理及开挖深度、地基设计深度 等均随风化程度而变化; ④工程建设前必须对岩石的风化程度、速度、深 度和分布状况进行调查研究。
• 正长石碳酸化成高岭土。
• ● 氧化作用—在水的参与下,通过空气和 水中的游离氧而实现。氧化作用有:1.矿物 中的某种元素与氧结合形成新矿物(黄铁矿 →褐铁矿);2.许多变价元素在缺氧条件下 形成的低价矿物,在地表氧化环境下转化为 高价化合物,原有矿物被解体。(如:磁铁 矿→褐铁矿)。地表岩石风化后多呈黄褐色 多因风化产物中含褐铁矿。

第一篇工程地质基础知识PPT课件

第一篇工程地质基础知识PPT课件
第14页/共54页
a点离填土面的深度z0常称为临界深度,在填土面无荷 载的条件下,可求得z0值,即:
a z0Ka 2c Ka 0

z0
2c Ka
第15页/共54页
如取单位墙长计算,则主动土压力为 :
Ea
1 2
(H
z0
)
HKa 2c
Ka
将式(4-9)代入上式后得
Ea
1
2
H 2Ka
2cH
第39页/共54页
第40页/共54页
4—6 土坡稳定分析 一、土坡稳定分析
土坡的滑动——般系指土坡在一定范围内整 体地沿某一滑动面向下和向外移动而丧失其稳 定性。土坡的失稳常常是在外界的不利因素影 响下触发和加剧的。
土坡的滑动原因: (1)土坡作用力发生变化:例如由于在坡顶堆
放材料或建造建筑物使坡顶受荷。或由于打桩 、车辆行驶、爆破、地震等引起的振动改变了 原来的平衡状态;
第31页/共54页
第32页/共54页
第33页/共54页
(二)悬臂式挡土墙 悬臂式挡土墙一般用钢筋混凝上建造,它由三
个悬臂板组成,即立臂,墙趾悬臂和墙踵悬臂,如 图4—20(b)所示。墙的稳定主要靠墙踵底板上的土 重,而墙体内的拉应力则由钢筋承担。 (三)扶壁式挡土墙
当墙后填土比较高时,为了增强悬臂式挡土墙 中立臂的抗弯性能,常沿墙的纵向每隔一定距离设 一道扶壁[图4—20(c)],故称为扶壁式挡土墙。
第11页/共54页
1、无粘性土的主动土压力 无粘性土的主动土压力强度与z成正比,沿墙高 的压力分布为三角形,如图所示,如取单位墙长计算 ,则主动土压力为:
Ea
1
2
H 2Ka
Ea 通过三角形的形心,即作用在离墙底H/3处

工程地质ppt课件

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第一章 工程地质
1
土的生成
由于温度变化、水的冻胀、波浪冲击、地震 等引起的物理力使岩体崩解、碎裂的过程

物理风化
搬运沉积
大小、 形状和 成分都 不相同 的松散 颗粒集 合体
岩石

化学风化
生物风化
量质
岩体与空气、水和各种水溶液相互作用使岩 石成分发生变化,形成粘粒和可溶盐的过程
由动物、植物和人类活动对岩体的破坏 称生物风化。
管涌既可以发生在土体内部,也可以发生在渗流出口处,发 展一般有个时间过程,是一种渐进性的破坏
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管涌现象的防治 (1)改变水力条件,降低水力梯度,如打板桩。(同流土)
(2)改变几何条件,在渗流逸出部位铺设反滤层是防止管涌 破坏的有效措施。
水位
回填中粗砂 砂垫层
加筋土工布
抛石棱体
设置反滤层,既可通畅水流,又起到保护土体、防止细粒流失而 产生渗透变形的作用。反滤层可由粒径不等的无粘性土组成,也 可由土工布代替,上图为某河堤基础加筋土工布反滤层
2
1.1 概述
地表的工程地质条件的优劣,直接影响建筑 物的地基与基础高计方案的类型,施工工期 的长短和工程投资的大小。
建筑场地的形成: (1)内力地质作用 (2)外力地质作用
3
地质年代: 太古代、元古代、古生代、中生代、新生代
(第四纪沉积层)
4
1.2 矿物与岩石
矿物的种类:原生、次生 矿物的主要物理性质:形态、颜色、光泽、
18
虑地下水历年最高水位。
11
1.5.4 地下水的运动 法国学者达西于1856年通过砂土 的渗透实验,发现地下水的运动 规律相互平行而不混流。
达西定律:在层流条件下,土中水渗流速度与能量(水头)损失之间的关系

工程地质概论ppt课件

工程地质概论ppt课件
岩石质量指标RQD分类 - 美国伊利诺斯大学提出并发展。 - 用直径75mm钻头和双层套管在岩石中钻进,连续取 芯,以此钻进所取岩芯中大于10cm的岩芯段长度之 和与该段进尺的比值作为RQD值,以百分数表示。
2019/12/21
9
工程地质概论
1.3 风化作用
风化作用
地壳表层的岩石在太阳辐射、大气、水和生 物等风化营力的作用下,发生物理和化学变 化,使岩石崩解破碎以致逐渐分解的作用, 称为风化作用(Weathering)。
第一篇 工程地质基础知识
1 工程地质概述
工程地质学
介于地质学与工程学之间的一门交叉学科, 研究土木工程中的地质问题,也就是研究在 工程建筑设计、施工和运营的实施过程中合 理地处理和正确的使用自然地质条件和改造 不良地质条件等地质问题,是为了解决地质 条件与人类工程活动之间矛盾的一门实用性 很强的学科。
○ 减弱地基强度,寒冷地区易引起道路的冻胀和 翻浆。
2019/12/21
28
工程地质概论
潜水(Phreatic Water)
○ 自地表向下第一个连续稳定隔水层之上的含水 层中,具有自由水面的重力水。
成。
○ 典型
花岗岩、玄武岩。
沉积岩(Sedimentary Rock)
○ 又称水成岩(Hiydrogenic Rock)岩石经风化、 剥蚀成碎屑,经流水、风或冰川搬运至低洼处 沉积,经压密或化学作用胶结成沉积岩。
○ 典型
石灰岩、砾岩、砂岩。
2019/12/21
6
工程地质概论
2019/12/21
2019/12/21
17
工程地质概论
海积土
○ 海洋分类
滨海带、浅海区、陆坡区和深海区。

工程地质基础知识PPT课件

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工程地质概论202010336电气照明是建筑电气技术的基本内容是保证建筑物发挥基本功能的必要条件合理的照明对提高工作效率保证安全生产和保护视力都具有重要的意义2以标准贯入试验锤击数n评价砂土的密实度工程地质概论202010337电气照明是建筑电气技术的基本内容是保证建筑物发挥基本功能的必要条件合理的照明对提高工作效率保证安全生产和保护视力都具有重要的意义3以野外鉴别的方法评价碎石的密实度工程地质概论202010338电气照明是建筑电气技术的基本内容是保证建筑物发挥基本功能的必要条件合理的照明对提高工作效率保证安全生产和保护视力都具有重要的意义第四节粘性土的物理特征一粘性土的界限含水量粘性土由于其含水量的不同而分别处于固态半固态可塑状态及流动状态粘性土由一种状态转到另一种状态的分界含水量叫做界限含水量
土的三相草图(见下图)。 一、土的物理性质指标的定义 (一)基本物理指标
2020/11/7
18
工程地质概论
s W Ws s W a V
2020/11/7
19
工程地质概论
1、土粒比重(土粒相对密度) d s
土粒质量与同体积的4℃时纯水的质量之比,称 为土粒比重(无量纲),即:
s
ds
ms Vs
1
w1
称为土的饱和度,以百分率计,即:
Sr
Vw Vv
100%
2020/11/7
27
工程地质概论
8、土的重度(四个) 在实际应用中,经常采用土的容重,即土
的重力密度,其数值上等于相应土密度与重 力加速度的乘积,分为四个:
天然容重γ: g
干容重γd: d dg
饱和容重γsat: sat sag t
有效容重γˊ:'s at w
自由水按其移动所受作用力的不同,可以分 为重力水和毛细水。

工程地质精品讲座PPT课件

工程地质精品讲座PPT课件

• (2)山洪急流的地质作用及洪积土
• 1)冲沟
• 冲沟是暂时性流水流动时冲刷地表所形成的沟槽。
• 冲沟形成的主要条件有:①较陡的斜坡;②斜坡由疏松的物 质构成(如黄土、粘土等);
③降水量多,尤其是多暴雨和骤然大量融雪水的地区容易形成 冲沟。此外,斜坡上无植被覆盖,人为的不合理的开发,以 及废水排泄不当等也能促进冲沟的发生和发展。在我国黄土 地区如甘肃、山西及陕西等地冲沟极为发育。
图1.3.2 海岸带结构示意图 1—海岸带;2—海岸;3—潮间带 4—水下岸坡;5—高潮位;6—低潮位
图 1.3.3 海洋按深度分带示意图
• 1.3.2 海洋的地质作用及海相沉积物 • (1)海洋的破坏作用 • (2)海洋的沉积作用
• 1)海岸带沉积物
图1.3.4 海滩、砂坝、海岸阶地 1—基岩;2,3—松散岩石;4—砂和卵石 a—海滩;b—海岸砂坝;c,d—海滨阶地;e—砂礁
• 下面介绍主要的第四纪沉积物的形成和工程地质特征。
• 3.1 风化作用及残积土
• 3.1.1 风化作用
• 地表或接近地表的岩石在大气、水和生物活动等因素影响 下,发生物理的和化学的变化,致使岩体崩解、剥落、破 碎,变成松散的碎屑性物质,这种作用称为风化作用 (weathering)。
• 岩石的风化可分为物理风化(physical weather-ing)、化学风化 (chemical weathering)和生物风化(biological weathering)作 用等3种类型:
5—砾石层;6—石灰岩层
图1.2.5 洪积土剖面图
• a.靠近山区地带(Ⅰ带)。 • b.离山区远的(前沿)地带(Ⅲ带)。 • c.中间过渡地带(Ⅱ带)。 • 1.2.2 河流的地质作用及冲积土 • (1)河流的侵蚀作用 • 侵蚀作用(erosion)是指河水冲刷河床,使岩石发生破坏
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•物探需要和地质结合 •地球物理人员需要学习了解工程地质
•综合物探
15
孙玉军 (地球物理博士 中科院研究生院)
2008-03-11
地应力
• 地应力是一个具有相对稳定性的非稳定应 力场,它是时间和空间的函数.
• 地应力在绝大部分地区是以水平应力为主 的三向不等压应力场.三个主应力的大小 和方向是随着空间和时间而变化的,因而 它是个非稳定的应力场.
RSST01C 超声波测井仪
ABI40 超声波成图成像
水压致裂测试系统
Fluke PM6306 RCL电阻率仪一台、YTD-200型电子式压力实验机一台、WEP-600型微 机控制屏显万能试验机一台、飞利普PW2404X射线荧光光谱仪一台
4
5
(1) 地形图测绘
Leica TCA 2003 全站仪
16
地应力
17
地应力测量
• 测量原始地应力就是确定存在于拟开挖岩 体及其周围区域的末受扰动的三维应力状 态.这种测量通常是通过一点一点的量测 来完成的.
18
地应力测量方法
• 根据测量手段:构造法、变形法、电磁法、 地震法、放射性法五类.
• 根据测量原理的不同分为:应力恢复法、 应力解除法、应变恢复法、应变解除法、 水压致裂法、声发射法、x射线法、重力法 共八类.
13
W3~4
W3~4 W2
W1
20° 70°
A线工程地质纵断面图
W2 W1
W1
W3~4 W2
150° 50°
W3~4 W2
W1
320° 70°
W3~4 W2
W1
A线工程地质剖面图
制 图 史永跃
中国科学院地质与地球物理研究所 比例尺 1:2000
复 核 尚彦军
大亚湾中微子实验隧道工程
日 期 2006-5
2T y2
• 平衡方程
x
x
xy
y
fx
0 , yx
x
y
y
fy
0
• 几何方程
x
u ,
x
y
v y
,
xy
v u x y
24
地倾斜结果
观测值
计算值
25
地应变结果
观测值
计算值
26
工程选址
• 工程目的(地面、地下-基坑、边坡、坝基-重要程度) • 工作阶段(预可研、可行性初步勘察、详细勘察、施工勘
• 依据基本原理:直接法和间接法。
19
地应力测量方法
σI = (σ1 + σ2) / 2 + (σ1 - σ2 ) cos 2θ1
(1)
σII = (σ1 + σ2) / 2 + (σ1 - σ2 ) cos 2 (θ1 + 45o)
= (σ1 + σ2) / 2 + (σ1 - σ2 ) sin 2θ1
工程地质学研究内容
• 土体工程地质
– 粘土矿物 – 特殊土
• 岩体工程地质
– 岩体结构控制论、优势结构面 – 软弱结构面 – 破碎岩体
• 工程动力地质作用与地质灾害 • 工程地质勘察理论与技术方法 • 区域工程地质(工程选址、规划) • 环境工程地质(生态保护、环境影响评估)
1
IHEP
2006年7月5日 中科院高能所
(7) 室内实验 (化学/矿物/物理/力学)
3
(8) 结果综合分析
3.勘察方法和仪器设备
项目 地形测绘
仪器和方法
徕卡 TCA 2003, 灵瑞 S80 GPS
地质填图
Venture GPS of Garmin,笔记本电脑, 数码相机,罗盘
地球物理勘 探 钻探
声波测井
钻孔电视
地应力测试
室内实验
McOHM-21 高密度电法,OYO, 地震折射 Mc-f170 s24,微重力仪 CG-3 钻机型号 XY-100,XY-150
(2)
σIII = (σ1 + σ2) / 2 + (σ1 - σ2 ) cos 2 (θ1+90o)
= (σ1 + σ2) / 2 - (σ1 - σ2 ) cos 2θ1
(3)
应力解除法
20
我做过的一些工作--山东泰安
• 地震台站中设置各种仪器,记录地应变和 地倾斜等,以此相应来获取地壳变形信息, 预测地震的发生。
27
工程地质研究核心 工程建筑与地质环境两者之
间相互制约、相互作用
• 工程地质条件(工程地质勘察) • 工程地质问题(分析、预测) • 工程地质评价(服务于工程设计、施工)
27.51”
30.34”
236m
39.78采用的方程
• 热传导方程
T t
2T x2
2T y2
• 平衡方程
x
x
xy
y
fx
0 , yx
x
y
y
fy
0
• 几何方程
x
u ,
x
y
v y
,
xy
v u x y
23
采用的方程
• 热传导方程
T t
2T x2
精度: 角度:±0.5’’,距离: 1mm±1ppm
(2) 地质填图
手持 GPS
(3) 地质勘探 物探 钻探
6
高密度电阻率法
地震折射法 微重力法
7
8
中远厅地球物理解释剖面
9
微重力勘探地质解释剖面
10
11
显示风化囊和断层的地球物理解释剖面
钻孔ZK1 深度: 213.1m
12
综合工程地质图
大亚湾中微子实验隧道工程地质勘察
尚彦军
中科院地质与地球物理所 (IGG)
2
1. 目的 通过可行性研究阶段工程地质勘察,为大亚湾中微 子实验隧道工程初步设计提供地质依据
2.勘察工作内容
(1) 地形测绘 (2) 踏勘
(3) 地质填图
(4) 地球物理勘探
(5) 钻探和编录
(6) 孔内测试
(地应力, 渗透性, 钻孔电视, 声波测井)
察) • 因素(自然、经济、环境、社会) • 区域工程地质-山体结构-岩体结构(多层次)
– 区域稳定性-山体稳定性-岩体稳定性
• 地质条件(新构造运动、岩性、地震) • 工程地质条件(多因素)
– 边坡工程:岩体结构控制 – 地下工程:地应力和岩性
• 原则:顺应原则(适应自然)、协调原则(改造、加固)
• 外界的干扰因素很多,需要排除干扰因素, 突然异常。
21
47.91” 261m
36
30.05” A
42
46.16” 250m 46.10” 251m
256m
C 27.56”
30.13” Hole
D
117
44.07” 243m 44.14” 242m
246m
07
27.54”
30.19” B
42.07” 238m 41.96” 235m
图 号 附图2(A线)
A线工程地质断面图
14
物探与工程地质
•地表地质调查、物探和钻探构成地下工程勘察工 作的主要内容和技术方法
•有利于掌握线上和面上的地质结构变化,节约钻 探工作量
•对深埋地下工程,物探的意义更为突出,因为高 山上钻探难度大,有时是唯一有效的手段
物探物探相信一半?
•假异常 •多解性
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