中国地质大学工程地质学基础精品PPT课件
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2024版工程地质学基础ppt课件
2024/1/25
21
不良地质现象防治方法
2024/1/25
滑坡、崩塌防治
01
消除或减轻水的危害，改变滑坡体外形，设置抗滑建筑物等。
泥石流防治
02
生物措施（植树造林、封山育林），工程措施（修建拦挡坝、
排导槽等）。
岩溶、土洞防治
03
对岩溶洞穴进行回填或跨越处理，对土洞可采用注浆、旋喷等
方法进行加固处理。
是地质构造的重要类型之一。
2024/1/25
断裂构造
岩石受应力作用而发生变形，当应 力超过一定强度时，岩石便发生破 裂，甚至沿破裂面发生相对位移， 形成断裂构造。
节理构造
岩石中的裂隙，其两侧岩石没有明 显的位移，称为节理或裂隙。
12
地貌类型及特征
01
02
03
山地地貌
海拔较高，起伏较大，坡 度较陡，切割破碎，多呈 脉状分布。
工程地质学基础ppt课件
2024/1/25
1
2024/1/25
• 工程地质学概述 • 岩石与土体性质 • 地质构造与地貌 • 水文地质条件 • 不良地质现象及防治 • 工程地质勘察与评价
2
01
工程地质学概述
2024/1/25
3
工程地质学定义与发展
2024/1/25
工程地质学定义
研究工程建设与地质环境相互作用 关系的科学。
7
岩石类型及特征
岩浆岩
由岩浆冷却凝固形成，包括深成岩、 浅成岩和喷出岩。具有结晶结构，常 见矿物有石英、长石、云母等。
沉积岩
变质岩
由已形成的岩石在高温、高压环境下 发生变质作用形成。具有片理构造， 常见岩石有大理岩、石英岩、片麻岩 等。
(完整ppt)工程地质学--第一章 绪论
工程建筑物
地质环境
安全
经济
工程建设 地质环境
工程地质学
2020/2/5
中国地质大学工程学院 贾洪彪
56
工程地质学概论:第一章 绪论
一、工程地质学的研究对象和任务
•定义 工程地质学是一门研究与工程建设有关的地质问题， 为工程建设服务的地质学科，它是地质学的分支学 科，属于应用地质学的范畴。 工程地质学是研究与工程活动有关的地质环境及其 评价、预测和保护的科学。《岩土工程基本术语标准》（GB/T50279-98） •研究对象 研究地质环境与工程建筑物之间的关系，二者矛盾 的转化和解决方法。
工程地质学概论:第一章 绪论
2020/2/5
中国地质大学工程学院 贾洪彪
15
工程地质学概论:第一章 绪论
2020/2/5
中国地质大学工程学院 贾洪彪
16
工程地质学概论:第一章 绪论
2020/2/5
中国地质大学工程学院 贾洪彪
18
工程地质学概论:第一章 绪论
交 通 工 程
水 利 工 程
城 建 工 程
2020/2/5
中国地质大学工程学院 贾洪彪
29
工程地质学概论:第一章 绪论
2020/2/5
中国地质大学工程学院 贾洪彪
30
工程地质学概论:第一章 绪论
1985年 3000万立方米 堵江 埋没新滩镇
2020/2/5
中国地质大学工程学院 贾洪彪
31
工程地质学概论:第一章 绪论
滑坡前
滑坡后
2020/2/5
• 最大涌浪 高度250m，越过坝顶高度达150m，库 水迅猛泻向下游。该水库也因滑坡填入而报废。
2020/2/5
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。
地质学基础PPT课件全文
2024/8/31
8
第89页/共45页
第一节 地球概况
二、地球的物理性质
（一）地球的密度和重力
布格校正
2024/8/31
地壳均衡说
9
第第190页页/共/共4455页页
第一节 地球概况
二、地球的物理性质 （二）地磁
2024/8/31
10
第110页/共45页
第一节 地球概况
二、地球的物理性质 （二）地磁
2024/8/31
26
第267页/共45页
第二节 地球的结构
二、地球的内部圈层 （一）地壳
2.地壳的厚度和结构
陆壳：约占地壳面积的 1/3多一点，陆壳具有 明显的双层 结构，即存 在上、下地壳。
洋壳：位于海洋之下， 约占地壳面积2/3少一 点，其上为 约4km厚的 海水，洋壳缺失上地壳
2024/8/31
第一节 地球概况 一、地球的形状和大小
大地水准体” （Geoid）
2024/8/31
1
第12页/共45页
第一节 地球概况 一、地球的形状和大小
2024/8/31
2
第23页/共45页
第一节 地球概况
一、地球的形状和大小
地球赤道半经（α）：6378137m 地球极半经（с）：6356752m
2024/8/31
用以计算岩石的年龄的公式为：
t＝ln(1＋D/N）/λ
λ为衰变常数；D为子体同位素含量；N为母体同位素含量。 目前用放射性同位素方法测得地球上最古老岩石的年龄为40－ 43亿年； 对来自外星球的陨石及月岩的测定，获得的最大年龄为45－ 47亿年。 据此，确定地球的年龄为至少有45亿年。
2024/8/31
2024年度《工程地质学》ppt课件
《工程地质学》ppt课 件
2024/3/23
1
目录
• 工程地质学概述 • 岩石与土的物理性质 • 地质构造与工程稳定性 • 水文地质条件与工程问题 • 不良地质现象及防治措施 • 工程地质勘察方法与技术
2024/3/23
2
01
工程地质学概述
2024/3/23
3
工程地质学定义与发展
2024/3/23
土洞是发育在可溶岩的上覆土层中， 具有空洞的穴状空间。土洞的形成是 地表水和地下水在土体中潜蚀和冲刷 的结果。
软土
软土是指滨海、湖沼、谷地、河滩沉 积的天然含水量高、孔隙比大、压缩 性高、抗剪强度低的细粒土。具有天 然含水量高、天然孔隙比大、压缩性 高、抗剪强度低、固结系数小、固结 时间长、灵敏度高、扰动性大、透水 性差、土层层状分布复杂、各层之间 物理力学性质相差较大等特点。
15
地下水类型及特征
潜水
埋藏在地表以下第一个 稳定隔水层以上的重力 水，具有自由水面，无
压水。
2024/3/23
承压水
埋藏并充满两个稳定隔 水层之间的重力水，具 有承压性质，有压水。
裂隙水
赋存于基岩裂隙中的地 下水，其运动复杂，水 量变化大，与大气降水
关系密切。
16
岩溶水
赋存于可溶性岩石的溶 蚀裂隙和溶洞中的地下 水，水量丰富，运动复
地球物理勘探技术
利用物探方法，如重力、磁法、电法、地震等，间接推断地下岩 土层的性质、结构和构造。
25
工程地质原位测试技术
载荷试验
在岩土层上施加荷载，观测其变形和破坏过程，确定岩土层的承载 力和变形模量等参数。
旁压试验
利用旁压仪对岩土层施加侧向压力，观测其变形和破坏情况，了解 岩土层的侧向承载力和变形特性。
2024/3/23
1
目录
• 工程地质学概述 • 岩石与土的物理性质 • 地质构造与工程稳定性 • 水文地质条件与工程问题 • 不良地质现象及防治措施 • 工程地质勘察方法与技术
2024/3/23
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01
工程地质学概述
2024/3/23
3
工程地质学定义与发展
2024/3/23
土洞是发育在可溶岩的上覆土层中， 具有空洞的穴状空间。土洞的形成是 地表水和地下水在土体中潜蚀和冲刷 的结果。
软土
软土是指滨海、湖沼、谷地、河滩沉 积的天然含水量高、孔隙比大、压缩 性高、抗剪强度低的细粒土。具有天 然含水量高、天然孔隙比大、压缩性 高、抗剪强度低、固结系数小、固结 时间长、灵敏度高、扰动性大、透水 性差、土层层状分布复杂、各层之间 物理力学性质相差较大等特点。
15
地下水类型及特征
潜水
埋藏在地表以下第一个 稳定隔水层以上的重力 水，具有自由水面，无
压水。
2024/3/23
承压水
埋藏并充满两个稳定隔 水层之间的重力水，具 有承压性质，有压水。
裂隙水
赋存于基岩裂隙中的地 下水，其运动复杂，水 量变化大，与大气降水
关系密切。
16
岩溶水
赋存于可溶性岩石的溶 蚀裂隙和溶洞中的地下 水，水量丰富，运动复
地球物理勘探技术
利用物探方法，如重力、磁法、电法、地震等，间接推断地下岩 土层的性质、结构和构造。
25
工程地质原位测试技术
载荷试验
在岩土层上施加荷载，观测其变形和破坏过程，确定岩土层的承载 力和变形模量等参数。
旁压试验
利用旁压仪对岩土层施加侧向压力，观测其变形和破坏情况，了解 岩土层的侧向承载力和变形特性。
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
得
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
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
得
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
工程地质学 ppt课件
指岩层倾角为0°的岩层。绝对水平的岩层很少见， 习惯上将倾角小于5°的岩层都称为水平岩层，又称水 平构造。
岩层沉积之初顶面总是保持水平的，所以水平岩层一 般出现在构造运动轻微的地区或大范围内均匀抬升、下 降的地区，一般分布在平原、高原或盆地中部。
水平岩层中新岩层总是位于老岩层之上，当岩层受切 割时，老岩层出露在河谷低洼区，新岩层出露于高岗上 。岩层顶面在上，底面在下。在同一高程的不同地点， 出露的是同一岩层 。
图中1，2，3，4表示从老到新的地层
ppt课件
30
B
地层相对年代的确定（地层层序倒转时）
A—原始褶皱时的地层p；pt课B件—遭受剥蚀后的地层。
31
二、古生物法（生物演化律）
生物演化是由简单到复杂，由低级到高级，生物 种属由少到多，而且这种演化和发展是不可逆的。
可依据岩石中的化石种属来确定岩石的新老关系 。化石结构越简单，地层时代越老，化石结构越 复杂，地层时代越新。如寒武纪的三叶虫、奥陶 纪的珠角石、志留纪的笔石、泥盆纪的石燕、二 迭纪的大羽羊齿、侏罗纪的恐龙等。
段：段为组的组成部分，由同一岩性特征构成。组 不一定都划分出段。 层：指段中具有显著特征，可区别于相邻岩层的单 层或复层。
ppt课件
52
第四节 褶皱构造
1、基本概念 2、褶曲要素 3、褶曲的分类 4、褶皱岩层的分布与判别 5、褶皱构造的类型
ppt课件
53
1、基本概念 褶皱构造：在构造运动作用下岩层在未丧失连续
ppt课件
50
ppt课件
51
我国在区域地质调查中常采用多重地层划分原则 ，即除上述地层单位外，主要使用岩石地层单位。 岩石地层单位是以岩石学特征及其相对应的地层位 置为基础的地层单位。 群：包括两个以上的组。群以重大沉积间断或不整 合界面划分。
岩层沉积之初顶面总是保持水平的，所以水平岩层一 般出现在构造运动轻微的地区或大范围内均匀抬升、下 降的地区，一般分布在平原、高原或盆地中部。
水平岩层中新岩层总是位于老岩层之上，当岩层受切 割时，老岩层出露在河谷低洼区，新岩层出露于高岗上 。岩层顶面在上，底面在下。在同一高程的不同地点， 出露的是同一岩层 。
图中1，2，3，4表示从老到新的地层
ppt课件
30
B
地层相对年代的确定（地层层序倒转时）
A—原始褶皱时的地层p；pt课B件—遭受剥蚀后的地层。
31
二、古生物法（生物演化律）
生物演化是由简单到复杂，由低级到高级，生物 种属由少到多，而且这种演化和发展是不可逆的。
可依据岩石中的化石种属来确定岩石的新老关系 。化石结构越简单，地层时代越老，化石结构越 复杂，地层时代越新。如寒武纪的三叶虫、奥陶 纪的珠角石、志留纪的笔石、泥盆纪的石燕、二 迭纪的大羽羊齿、侏罗纪的恐龙等。
段：段为组的组成部分，由同一岩性特征构成。组 不一定都划分出段。 层：指段中具有显著特征，可区别于相邻岩层的单 层或复层。
ppt课件
52
第四节 褶皱构造
1、基本概念 2、褶曲要素 3、褶曲的分类 4、褶皱岩层的分布与判别 5、褶皱构造的类型
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53
1、基本概念 褶皱构造：在构造运动作用下岩层在未丧失连续
ppt课件
50
ppt课件
51
我国在区域地质调查中常采用多重地层划分原则 ，即除上述地层单位外，主要使用岩石地层单位。 岩石地层单位是以岩石学特征及其相对应的地层位 置为基础的地层单位。 群：包括两个以上的组。群以重大沉积间断或不整 合界面划分。
1第1章工程地质基本知识.ppt
出来的气体，它们都会阻塞渗流通道，从而使渗透系数 大大减小。因此，为了保证测定渗透系数的试验精度， 要求试样必须充分饱和。
e、水的动力粘滞系数 土的渗透系数与水的重度和动力粘滞系数有关，而这两个 数值又取决于水的温度。水的重度随温度的变化不大，可 忽略不计。但动力粘滞系数却会随水温发生明显的变化。 故密度相同的同一种土，在不同温度下将具有不同的渗透 系数。 层流运动：地下水在土中孔隙或微小裂缝中以不大的速度 连续渗透。
物理性质、化学成份和形态． (一) 造岩矿物 组成岩石的矿物称为造岩矿物。 矿物按生成条件可分为原生矿物和次生矿物两大类。 区分矿物可以矿物的形状、颜色、光泽、硬度、解理、比重等
特征为依据。 （二）岩石
岩石的主要特征包括矿物成分、结构和构造三方面。 岩石的结构—岩石中矿物颗粒的结晶程度、大小和形状、及 其彼此之间的组合方式。 岩石的构造--岩石中矿物的排列方式及填充方式。
地质年代有绝对和相对之分，相对地质年代在地史的分析 中广为应用。它是根据古生物的演化和岩层形成的顺序，将 地壳历史划分成一些自然阶段。分为五大代（太古代、元古 代、古生代、中生代和新生代），每代又分为若干纪，每纪 又细分为若干世及期。在每一个地质年代中，都划分有相应 的地层。地质年代和地层单位、顺序和名称的对应关系如下 表。
1.5 地下水
1.5.3 土的渗透性
2、动水力GD（KN/m3） 动水力：水流动时，水对单位体积土的骨架作用的力。是水 流对土体施加的体积力。与水流受到土骨架的阻力大小相等 而方向相反。 GD= γw×i 静水力：静水作用在水下物体上的力。
GD的推导P34
1.5 地下水
1.5.3 土的渗透性
3、流土和管涌：
1.3 第四纪沉积层
洪积物的颗粒虽
e、水的动力粘滞系数 土的渗透系数与水的重度和动力粘滞系数有关，而这两个 数值又取决于水的温度。水的重度随温度的变化不大，可 忽略不计。但动力粘滞系数却会随水温发生明显的变化。 故密度相同的同一种土，在不同温度下将具有不同的渗透 系数。 层流运动：地下水在土中孔隙或微小裂缝中以不大的速度 连续渗透。
物理性质、化学成份和形态． (一) 造岩矿物 组成岩石的矿物称为造岩矿物。 矿物按生成条件可分为原生矿物和次生矿物两大类。 区分矿物可以矿物的形状、颜色、光泽、硬度、解理、比重等
特征为依据。 （二）岩石
岩石的主要特征包括矿物成分、结构和构造三方面。 岩石的结构—岩石中矿物颗粒的结晶程度、大小和形状、及 其彼此之间的组合方式。 岩石的构造--岩石中矿物的排列方式及填充方式。
地质年代有绝对和相对之分，相对地质年代在地史的分析 中广为应用。它是根据古生物的演化和岩层形成的顺序，将 地壳历史划分成一些自然阶段。分为五大代（太古代、元古 代、古生代、中生代和新生代），每代又分为若干纪，每纪 又细分为若干世及期。在每一个地质年代中，都划分有相应 的地层。地质年代和地层单位、顺序和名称的对应关系如下 表。
1.5 地下水
1.5.3 土的渗透性
2、动水力GD（KN/m3） 动水力：水流动时，水对单位体积土的骨架作用的力。是水 流对土体施加的体积力。与水流受到土骨架的阻力大小相等 而方向相反。 GD= γw×i 静水力：静水作用在水下物体上的力。
GD的推导P34
1.5 地下水
1.5.3 土的渗透性
3、流土和管涌：
1.3 第四纪沉积层
洪积物的颗粒虽
工程地质学基础》ppt课件讲义
D．区域稳定性问题：地震、震陷和液化以及活断层对工 程稳定性的影响，自1976年唐山地震后越来越引起岩土工程界 的注意；对于大型水电工程、地下工程以及建筑群密布的城市 地区，区域稳定性问题应该是需要首先论证的问题。
1.3 工程地质在岩土工程中的应用
1.3.1 基本概念 （1）建筑物：其含义广泛，可分为房屋建筑和构筑物两大类， 住宅和公用建筑称为建筑物，而为专门生产工艺使用的建筑物，如 发电站、水塔、车间、桥梁、烟囱等称为构筑物。 （2）建筑场地：指工程建设所直接占有并直接使用的有限面积 的土地，大体相当于厂区、居民点和自然村的区域范围的建筑物所 在地；从工程勘察角度分析，场地的概念不仅代表着所划定的土地 范围，还应涉及建筑物所处的工程地质环境与岩土体的稳定问题。 （3）建筑物地基：指在土和岩层中修建建筑物，承受建筑物全 部重量的那部分土和岩层；建筑物的基础是其下部的组成部分，又 称做下部结构；基础承受整个建筑物的重量并将它们传递给地基； 地基又分成持力层与下卧层两部分，直接与基础接触的土层叫持力 层，持力层下部的土层叫下卧层。 （4）天然地基：指未经加固处理、直接支承基础的地基。 （5）软弱地基：指主要由淤泥、淤泥质土、松散的砂土、冲填 土、杂填土或其他高压缩性土层所构成的地基。
1.1 地质学与工程地质学
1.1.1 地质学
地质学是一门关于地球的科学，它研究的对象主要是固体地球 的上层，主要有以下方面内容：
（1）研究组成地球的物质：矿物学、岩石学、地球化学等分支 学科；
（2）阐明地壳及地球的构造特征：即研究岩石或岩石组合的空 间分布，如构造地质学、区域地质学、地球物理学等分支学科；
（6）人工地基：若地基土层较软弱，建筑物的荷重又较大，地 基承载力和变形都不能满足设计要求时，需对地基进行人工加固处 理，这种地基称为人工地基。
1.3 工程地质在岩土工程中的应用
1.3.1 基本概念 （1）建筑物：其含义广泛，可分为房屋建筑和构筑物两大类， 住宅和公用建筑称为建筑物，而为专门生产工艺使用的建筑物，如 发电站、水塔、车间、桥梁、烟囱等称为构筑物。 （2）建筑场地：指工程建设所直接占有并直接使用的有限面积 的土地，大体相当于厂区、居民点和自然村的区域范围的建筑物所 在地；从工程勘察角度分析，场地的概念不仅代表着所划定的土地 范围，还应涉及建筑物所处的工程地质环境与岩土体的稳定问题。 （3）建筑物地基：指在土和岩层中修建建筑物，承受建筑物全 部重量的那部分土和岩层；建筑物的基础是其下部的组成部分，又 称做下部结构；基础承受整个建筑物的重量并将它们传递给地基； 地基又分成持力层与下卧层两部分，直接与基础接触的土层叫持力 层，持力层下部的土层叫下卧层。 （4）天然地基：指未经加固处理、直接支承基础的地基。 （5）软弱地基：指主要由淤泥、淤泥质土、松散的砂土、冲填 土、杂填土或其他高压缩性土层所构成的地基。
1.1 地质学与工程地质学
1.1.1 地质学
地质学是一门关于地球的科学，它研究的对象主要是固体地球 的上层，主要有以下方面内容：
（1）研究组成地球的物质：矿物学、岩石学、地球化学等分支 学科；
（2）阐明地壳及地球的构造特征：即研究岩石或岩石组合的空 间分布，如构造地质学、区域地质学、地球物理学等分支学科；
（6）人工地基：若地基土层较软弱，建筑物的荷重又较大，地 基承载力和变形都不能满足设计要求时，需对地基进行人工加固处 理，这种地基称为人工地基。
地质学基础知识PPT
普通角闪石
角闪石呈细长柱状，深绿 至黑色，玻璃光泽，完全 解理，硬度5.0～6.0,角闪 石主要分布在岩浆岩和变 质岩中的片麻岩和片岩中。 在岩石中呈针状或纤维状。 伴生矿物为正长石、斜长 石和辉石，角闪石易风化， 风化产物为粘土矿物。
辉石
呈短柱状、致密块状，棕至暗 黑色，条痕灰色，中等解理， 硬度5.5。辉长岩和玄武岩中， 在岩石中多呈晶粒状。伴生矿 物为角闪石、斜长石、辉石等， 较角闪石难风化，风化物为粘 土矿物，富含Fe。
方解石
方解石为次生矿物，呈菱形，半透 明，乳白色，含杂质时呈灰色、黄 色、红色等，完全解理，玻璃光泽。 与稀盐酸反应生成CO2气泡。无色透 明者称冰洲石。方解石分布很广， 是大理岩、石灰岩的主要矿物，常 为砂岩、砾岩的胶结物，也可在基 性喷出岩气孔中出现。方解石的风 化主要是受含CO2的水的溶解作用， 形成重碳酸盐随水流失，石灰岩地 区的溶洞就是这样形成的。
1 原生矿物和次生矿物
原生矿物 由地壳深处熔融状态的岩浆冷凝固结而形成的矿物， 如石英、长石、云母、辉石、角闪石等
次生矿物 原生矿物经物理、化学风化作用，组成和性质发生 化学变化，形成的新矿物称次生矿物。如高岭石等。
2 结晶矿物和非结晶矿物
固体矿物按其内部构造不同，分为结晶质和非结晶质两种。
结晶矿物 指各种原子在三维空间有序地重复排列的矿物
正长石
晶体短柱状，肉红色、 浅黄色、浅黄红色等， 玻璃光泽，完全解理， 硬 度 6 .0 。 正 长 石 在 岩 石中呈晶粒，长方形的 小板状，板面具有玻璃 光泽。伴生矿物为石英、 云母等。正长石易风化， 风化后形成粘土矿物高 岭石等，可为土壤提供 大量K养分。正长石类 矿物一般含氧化钾16.9 ％。
第一章 地质学基础
工程地质基础知识PPT课件
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。
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
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工程地质概论
s W Ws s W a V
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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%
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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。
地质学基础知识ppt课件
白云母较难风化， 风化产物为细小的 鳞片状，强烈风化 后能形成高岭石等 粘土矿物。
普通角闪石 Ca（Mg，Fe）3Si4O12
角闪石呈细长柱状，深绿 至黑色，玻璃光泽，完全 解理，硬度5.0～6.0,角闪 石主要分布在岩浆岩和变 质岩中的片麻岩和片岩中。 在岩石中呈针状或纤维状。 伴生矿物为正长石、斜长 石和辉石，角闪石易风化，
蛭石 Mg0-5(OH)4{Mg3[AlSi3O10](OH)2}
晶体属单斜晶系层状结构 硅酸盐矿物。因加热时能 迅速膨胀，弯曲呈水蛭状 而得名。集合体呈片状、 土状或粉末状。一般呈褐 色、褐黄色或暗绿色，带 油脂的玻璃光泽。底面解 理完全，解理片具挠性。 摩氏硬度1.5-2.8，比重 2.1-2.7。
高岭石 Al4[Si4O10]·(OH)2
高岭石，粘土矿物，晶 体属三斜晶系的层状结 构硅酸盐矿物。白或浅 灰、浅绿、浅黄、浅红 等颜色，条痕白色，土 状光泽。吸水性强，和 水具有可塑性。高岭石 是组成高岭土的主要矿 物，常见于岩浆岩和变 质岩的风化壳中。
滑石 Mg3[Si4O10](OH)2
滑石，属三斜晶系的层状结构硅酸盐矿物。 白色或各种浅色，条痕常为白色，脂肪光泽 （块状）或珍珠光泽（片状集合体），半透 明。摩氏硬度1，比重2.6-2.8。低硬度，有 滑感，绝热及绝缘性强。
2．非结晶矿物(又称无定形矿物) 指原子作无序 或短程有序排列，无法用X射线或电子衍射检测其 晶体结构的矿物或其他固态物质,如蛋白石等。
二、矿物的物理性质
（一）颜色 颜色是鉴定矿物的重要特征之一。根据矿物呈色
的原因，分为自色、他色和假色三种。
（二）条痕 条痕就是矿物粉末的颜色，将矿物在未上釉的瓷
板上进行刻划，其留下的粉末痕迹就是条痕。
普通角闪石 Ca（Mg，Fe）3Si4O12
角闪石呈细长柱状，深绿 至黑色，玻璃光泽，完全 解理，硬度5.0～6.0,角闪 石主要分布在岩浆岩和变 质岩中的片麻岩和片岩中。 在岩石中呈针状或纤维状。 伴生矿物为正长石、斜长 石和辉石，角闪石易风化，
蛭石 Mg0-5(OH)4{Mg3[AlSi3O10](OH)2}
晶体属单斜晶系层状结构 硅酸盐矿物。因加热时能 迅速膨胀，弯曲呈水蛭状 而得名。集合体呈片状、 土状或粉末状。一般呈褐 色、褐黄色或暗绿色，带 油脂的玻璃光泽。底面解 理完全，解理片具挠性。 摩氏硬度1.5-2.8，比重 2.1-2.7。
高岭石 Al4[Si4O10]·(OH)2
高岭石，粘土矿物，晶 体属三斜晶系的层状结 构硅酸盐矿物。白或浅 灰、浅绿、浅黄、浅红 等颜色，条痕白色，土 状光泽。吸水性强，和 水具有可塑性。高岭石 是组成高岭土的主要矿 物，常见于岩浆岩和变 质岩的风化壳中。
滑石 Mg3[Si4O10](OH)2
滑石，属三斜晶系的层状结构硅酸盐矿物。 白色或各种浅色，条痕常为白色，脂肪光泽 （块状）或珍珠光泽（片状集合体），半透 明。摩氏硬度1，比重2.6-2.8。低硬度，有 滑感，绝热及绝缘性强。
2．非结晶矿物(又称无定形矿物) 指原子作无序 或短程有序排列，无法用X射线或电子衍射检测其 晶体结构的矿物或其他固态物质,如蛋白石等。
二、矿物的物理性质
（一）颜色 颜色是鉴定矿物的重要特征之一。根据矿物呈色
的原因，分为自色、他色和假色三种。
（二）条痕 条痕就是矿物粉末的颜色，将矿物在未上釉的瓷
板上进行刻划，其留下的粉末痕迹就是条痕。
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早在十八世纪，人们从地震活 动与断层活动的关系渐渐意识 到断层的活动性特征，经过几 个世纪的研究，对活断层的特 征有了比较深入的认识。
• 活断层受控于板块构造
• 全球构造（板块构造）理论的基本点是， 全球划分为六个刚性的岩石圈板块。板块 在软流层之上漂移，不断地运动。
• 板块边界的作用力是中国 大陆新生代和现今构造变 形的主要动力源。
研究夷平面、阶地、水系、断崖、土层等，通过测量错 动量及相对年龄，可以计算出平均错动速率。
等级
错动速率 (㎜/a) 活动性
AA >10 极强
A
B
C
D
1－10 0.1－1 0.01－0.1 <0.01
强
弱
微
非活动
2、错动周期
断层两次错动之间的时间间隔定义为活断层错动周期R。 断层运动是地质体能量积累释放的结果，显然能量积累 要经历一个时期，积累的过程断层处于平静期（休眠期）， 释放的过程为活动期。断层表现为活动——平衡——再活动 的周期恢复。断层应变速率、锁固段深度等不同，表现了不 同的错动周期。对于粘滑型断层，一次错动对应的是一次地 震活动。
（3）沿该断裂发生过 蠕动或微震活动
活断层工程地质研究意义
• 活断层的活动可视为一类地质病害，可以 对建筑物产生破坏作用而致害。从这个意 义上讲，活断层的工程地质研究就是要研 究活断层与工程建筑的关系，评价其对建 筑物的破坏作用。
• 活断层错动变形对建筑物的直接破坏;活断 层对区域地质环境的影响，如地震、区域 地壳稳定、水库地震等。
二、活断层的活动方式
（1）粘滑型活断层 间歇性突然滑动，常伴有地震活动，也称为地震断层。 发生在强度较高的岩石中，断层带锁固能力强，危害大。 发震断裂特征：深断裂，裂谷，板块接触带。
（2）蠕滑型活断层
沿断层面两侧岩层连续缓慢地滑动 发生在强度较低的软岩中，断层带锁固能力弱 一般无震发生，有时可伴有小震。
错动速率是指断层年错动位移量，一般是用若干年总的错动 量计算得到，因而也称平均错动速率。分为水平和垂直分量。断层 错动速率从三个方面获得：
（1）精密地形变测量
是研究现今活动断裂的有效方法。我国许多著名活断层均设 有精密水准、三角测量、激光测距等量测工作。
有了量测数据，便可以计算错动速率。
（2）根据第四纪地层、地质的年代及错动量来获得
三、断层活动段的长度和断距
活动断层的产状要素、长度等均是重要的几何要素，这 些可以通过勘探等手段得到确定。而活动断裂重新活动往往 并非全断裂都活动，而是部分段的活动，需要确定活动段长 度及两旁相应的错断距离。
在关于活断层的建筑设计及有关稳定性的分析论证时， 需要了解断层活动段长度L和断距D。
对于历史活断层长度和断距，可以从被错动的形迹得到 ，而对于潜在活断层，要根据有关方面进行预测。
振动液化（ Liquefaction ）
海啸（ unami）
• 对活断层进行研究，充分掌握 其活动特征，合理评价其对工 程的影响，有时可以安全有效 地降低工程设计标准，节省投 资。
如黄河小浪底工程坝址区半径
Q2
30公里内有8条大断裂
其中王良断裂在坝下游6.5公里
断层发生在Q1－Q2期间
断层泥热释光法测年龄：
来自板块边界的作用力是中国大陆新生代和现今构造变形的主要动力源
青藏高原 印度洋板块
• 关于活断层的定义，目前为止没有完全统 一。主要关于过去活断层历史时间的上限 界定问题看法不一，不同部门、不同国家 都存在差别。
• 《岩土工程勘察规范》
全新活动断裂：全新世（10000）年内有过活动或近期 正在活动，在将来（100年）可能继续活动的断裂。
第二章 活断层工程地质研究
提要
• 概述 • 活断层基本特征 • 活断层鉴别标志 • 活断层调查研究方法 • 活断层区建筑原则
第一节 概述
• 活断层一般是指现今正在活动的断层，或 近期曾活动过、不久将来可能重新活动的 断层。后者也称为潜在活断层。
• 断层是地壳构造运动的重要形 迹。有的断层形成于较晚时期 ，在形成以后受到晚期构造背 景条件控制，仍保持着活动的 特征。
15.4-18.3万年，37.4-53.2万年 Q2的中后期，Q3以来再未活动 过
Q1
T
抗震设计，水平加速度
节约至少2亿元
第二节 活断层的基本特征
主要内容包括：活断层的类型与活动 方式、继承性与反复性、长度与断距、错 动速率与周期。
一、活断层的类型
按照位移方向与水平面的关系： （1）正断型活断层 断陷盆地边缘产生差异升降活 动。下降盘分支断层多见，形成 地堑式的正断层组合。 （2）逆断型活断层 多分布于板块碰撞挤压带。上 盘变形带大，出现多分支断层。 （3）走滑型活断层 常分布于大陆内部的地块之间 的接触部位，水平错动量大，断 层带宽度不大，很少分支断裂。
发震断裂：近期（500年）发生过5级以上地震，或在未 来100年内预测可能发生5级以上地震的断裂。
• 《水利水电工程地质勘察规范》
活断层：最后一次错动距今10-15万年（晚更新世）的 断层。
美国原子能委员会（ USNRC）的定义是 ：
（1）在3.5万年内有 过一次或多次活动的 断层
（2）与其他活动断层 有联系的断层
活断层地震活动是否在地表显现形迹，与地表覆 盖层厚度、震源深度及震级有关，一般覆盖层厚度大 于30-50m、震源深度大于10-30km、地震震级小于6 级条件下，很少出现地表断裂现象。
四、错动速率和活动周期
活断层活动速率及相应周期是表明活断层的活动强度的重要指 标，是地震强度的重要资料。
1、错动速率
• 变形呈弥散型 (千公里以 上)，集中在不同次级块体 的边界上，具相对低的运 动速率(小于10mm/a)。
• 次级块体内部变形微弱或 整体运动
• 边界带常常是地质、地球 化学和地球物理的结构面 ，绝大多数大陆地震发生 在活动带上。
在研究某一个 地域的大陆构 造变形时需要 从活动论的观 点，从全球构 造框架或区域 构造框架出发
一般认为，活断层地表产生的断裂长度与震源体处断裂 长度相一致。通常是根据活断层可能产生最大地震震级M， 利用统计经验方式及查表确定L和D。
如下关系图也可以作为确定L、D时使用
有的情况下，可以采用数值分析模拟方法确定断 层长度及断距。
断层长度1 ~ 数百公里不等，一般小于5.5级地震 很少产生地表错动。
• 活断层受控于板块构造
• 全球构造（板块构造）理论的基本点是， 全球划分为六个刚性的岩石圈板块。板块 在软流层之上漂移，不断地运动。
• 板块边界的作用力是中国 大陆新生代和现今构造变 形的主要动力源。
研究夷平面、阶地、水系、断崖、土层等，通过测量错 动量及相对年龄，可以计算出平均错动速率。
等级
错动速率 (㎜/a) 活动性
AA >10 极强
A
B
C
D
1－10 0.1－1 0.01－0.1 <0.01
强
弱
微
非活动
2、错动周期
断层两次错动之间的时间间隔定义为活断层错动周期R。 断层运动是地质体能量积累释放的结果，显然能量积累 要经历一个时期，积累的过程断层处于平静期（休眠期）， 释放的过程为活动期。断层表现为活动——平衡——再活动 的周期恢复。断层应变速率、锁固段深度等不同，表现了不 同的错动周期。对于粘滑型断层，一次错动对应的是一次地 震活动。
（3）沿该断裂发生过 蠕动或微震活动
活断层工程地质研究意义
• 活断层的活动可视为一类地质病害，可以 对建筑物产生破坏作用而致害。从这个意 义上讲，活断层的工程地质研究就是要研 究活断层与工程建筑的关系，评价其对建 筑物的破坏作用。
• 活断层错动变形对建筑物的直接破坏;活断 层对区域地质环境的影响，如地震、区域 地壳稳定、水库地震等。
二、活断层的活动方式
（1）粘滑型活断层 间歇性突然滑动，常伴有地震活动，也称为地震断层。 发生在强度较高的岩石中，断层带锁固能力强，危害大。 发震断裂特征：深断裂，裂谷，板块接触带。
（2）蠕滑型活断层
沿断层面两侧岩层连续缓慢地滑动 发生在强度较低的软岩中，断层带锁固能力弱 一般无震发生，有时可伴有小震。
错动速率是指断层年错动位移量，一般是用若干年总的错动 量计算得到，因而也称平均错动速率。分为水平和垂直分量。断层 错动速率从三个方面获得：
（1）精密地形变测量
是研究现今活动断裂的有效方法。我国许多著名活断层均设 有精密水准、三角测量、激光测距等量测工作。
有了量测数据，便可以计算错动速率。
（2）根据第四纪地层、地质的年代及错动量来获得
三、断层活动段的长度和断距
活动断层的产状要素、长度等均是重要的几何要素，这 些可以通过勘探等手段得到确定。而活动断裂重新活动往往 并非全断裂都活动，而是部分段的活动，需要确定活动段长 度及两旁相应的错断距离。
在关于活断层的建筑设计及有关稳定性的分析论证时， 需要了解断层活动段长度L和断距D。
对于历史活断层长度和断距，可以从被错动的形迹得到 ，而对于潜在活断层，要根据有关方面进行预测。
振动液化（ Liquefaction ）
海啸（ unami）
• 对活断层进行研究，充分掌握 其活动特征，合理评价其对工 程的影响，有时可以安全有效 地降低工程设计标准，节省投 资。
如黄河小浪底工程坝址区半径
Q2
30公里内有8条大断裂
其中王良断裂在坝下游6.5公里
断层发生在Q1－Q2期间
断层泥热释光法测年龄：
来自板块边界的作用力是中国大陆新生代和现今构造变形的主要动力源
青藏高原 印度洋板块
• 关于活断层的定义，目前为止没有完全统 一。主要关于过去活断层历史时间的上限 界定问题看法不一，不同部门、不同国家 都存在差别。
• 《岩土工程勘察规范》
全新活动断裂：全新世（10000）年内有过活动或近期 正在活动，在将来（100年）可能继续活动的断裂。
第二章 活断层工程地质研究
提要
• 概述 • 活断层基本特征 • 活断层鉴别标志 • 活断层调查研究方法 • 活断层区建筑原则
第一节 概述
• 活断层一般是指现今正在活动的断层，或 近期曾活动过、不久将来可能重新活动的 断层。后者也称为潜在活断层。
• 断层是地壳构造运动的重要形 迹。有的断层形成于较晚时期 ，在形成以后受到晚期构造背 景条件控制，仍保持着活动的 特征。
15.4-18.3万年，37.4-53.2万年 Q2的中后期，Q3以来再未活动 过
Q1
T
抗震设计，水平加速度
节约至少2亿元
第二节 活断层的基本特征
主要内容包括：活断层的类型与活动 方式、继承性与反复性、长度与断距、错 动速率与周期。
一、活断层的类型
按照位移方向与水平面的关系： （1）正断型活断层 断陷盆地边缘产生差异升降活 动。下降盘分支断层多见，形成 地堑式的正断层组合。 （2）逆断型活断层 多分布于板块碰撞挤压带。上 盘变形带大，出现多分支断层。 （3）走滑型活断层 常分布于大陆内部的地块之间 的接触部位，水平错动量大，断 层带宽度不大，很少分支断裂。
发震断裂：近期（500年）发生过5级以上地震，或在未 来100年内预测可能发生5级以上地震的断裂。
• 《水利水电工程地质勘察规范》
活断层：最后一次错动距今10-15万年（晚更新世）的 断层。
美国原子能委员会（ USNRC）的定义是 ：
（1）在3.5万年内有 过一次或多次活动的 断层
（2）与其他活动断层 有联系的断层
活断层地震活动是否在地表显现形迹，与地表覆 盖层厚度、震源深度及震级有关，一般覆盖层厚度大 于30-50m、震源深度大于10-30km、地震震级小于6 级条件下，很少出现地表断裂现象。
四、错动速率和活动周期
活断层活动速率及相应周期是表明活断层的活动强度的重要指 标，是地震强度的重要资料。
1、错动速率
• 变形呈弥散型 (千公里以 上)，集中在不同次级块体 的边界上，具相对低的运 动速率(小于10mm/a)。
• 次级块体内部变形微弱或 整体运动
• 边界带常常是地质、地球 化学和地球物理的结构面 ，绝大多数大陆地震发生 在活动带上。
在研究某一个 地域的大陆构 造变形时需要 从活动论的观 点，从全球构 造框架或区域 构造框架出发
一般认为，活断层地表产生的断裂长度与震源体处断裂 长度相一致。通常是根据活断层可能产生最大地震震级M， 利用统计经验方式及查表确定L和D。
如下关系图也可以作为确定L、D时使用
有的情况下，可以采用数值分析模拟方法确定断 层长度及断距。
断层长度1 ~ 数百公里不等，一般小于5.5级地震 很少产生地表错动。