工程地质学重点

工程地质学（engineering geology）的基本概念：

是介于地学与工程学之间的一门边缘交叉学科。它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地使用自然地质条件和改造不良地质条件等地质问题。工程地质学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。

工程地质条件：

由于地质因素对工程建筑的利用和改造有影响，因而把这些地质因素综合称为工程地质条件，建筑场地及其邻近地区的地形地貌、地层岩性、地质构造、水文地质、自然地质作用与现象等都是工程地质条件所包含的因素。

工程地质条件与工程建设之间的矛盾问题：

地质条件与人类工程活动之间矛盾

1. 地质环境对工程活动的制约作用。

即地质条件以一定的作用方式影响工程建设。

如：地震、软土地基、岩溶洞穴、滑坡、崩塌……

2. 人类的工程活动又反作用于地质环境。

如：大量抽取地下水引起地面沉降、海水入侵；水库修建诱发地震；人工开挖引起边坡破坏；

工程地质学是地质学的一个分支学科，应用地质学的理论和方法，调查研究和解决工程建设有关的地质问题的科学。研究目的是查明建设地区或建筑场地的工程地质条件，预测和评价可能发生的工程地质问题及对建筑物或地质环境的影响，提出防治措施，以保证工程建设的正常进行。

工程地质问题解决的途径和方法：

工程地质工作的三大支柱：(1)构造地质与岩体结构(2)工程地质力学(3)地质技术

工程地质学的主要研究方法：(1)地质学方法(2)实验和测试方法(3)计算

方法(4)模拟方法

工程地质学的研究内容

1、岩土体的分布规律及其工程地质性质研究

2、不良地质作用(地质灾害)及其防治研究

3、工程地质勘察技术研究

4、区域工程地质研究

二、工程地质学的作用及其发展

第一阶段：第二次世界大战到60年代

第二阶段：到60年代末

第三阶段：80年代以来

1.大力开展地质工程研究

2.加强地质预报研究

3.加强地质体的改造

4.加强环境地质工作

第1章矿物和岩石

概述

地壳（Crust）

地球是一个实心的椭球体，两极稍扁平，赤道部分略向外突出，极半径（Polar radius）约为6365km，赤道半径（Eguatorial radius）约为6378km，平均半径（Average radius）约为6371km。

由于目前勘探手段的限制，我们只能通过地震波来研究地球内部的一些情况。根据地震波在地球内部各部位传播速度的变化，一般将地球内部分为三个基本圈层。

地壳是地球表面很薄的一层硬壳，它的厚度从5公里到40公里不等。一般认为平均厚度为33km，人类工程活动都是在地壳表层进行的，一般都不超过1km。地壳与其下部分的交界面称为莫霍面（Moho）。

地幔（Mantle）

地壳向下是地幔部分，其厚度约为2885km。其与以下部分也存在一个不连续面，叫古登堡面（Gutenberg Discontinuily）。

地核（Core ）

地幔以下的部分称之为地核。

图1-1 地球的内部圈层

§1.1 主要造岩矿物

矿物: 是天然生成的，具有一定物理性质和一定化学成分的物质。目前在自然界中已被发现的矿物多达3000余种。

主要造岩矿物:在岩石中经常见到并明显影响岩石性质，对鉴定和区别岩石种类起重要作用的矿物（约20种）。

一、矿物的形态及主要物理性质

（一）形态

通常，绝大多数矿物呈固态表现，只有个别矿物呈液态（如自然汞Hg）。

不同的矿物常具有不同的形态和特征；同一种矿物在不同的地质条件下，在其自身晶体结构制约的范围内，又常出现不同的结晶习性。

矿物的形态，包括矿物单体、集合体及连生体的形态，我们主要介绍单体和集合体形态。

1．单体形态

矿物单体的形态主要从矿物单体的结晶习性来认识。

在相同的生长条件下，一定成分的同种矿物，总是有着它自己特定的结晶形态。矿物晶体的这种性质，就叫做该矿物的结晶习性。

矿物晶体之所以具有结晶习性，主要是由它的结构和形成条件来决定的。由于矿物在形成过程中，所处的物理、化学条件变化幅度大，再加上相邻各晶体对空间的相互争夺，所以很难成为理想的结晶形态。

固体矿物又可分为结晶质矿物和非结晶质矿物两大类。

（1）结晶质矿物

矿物内部质点呈有规律的周期性排列，形成空间结晶格子构造。而矿物本身形成基本固定的规则形态。

（2）非晶质矿物

矿物内部质点的排列没有规律性，因而不具有规则的几何外形。

非晶质矿物又可分为：

①玻璃质矿物

由高温熔融状物质迅速冷却而成。如火山玻璃。

②胶体质矿物

由分散相和分散媒组成的不均匀分散系中胶体颗粒凝聚而成。如蛋白石。

（3）结晶质矿物的单晶形态

由于矿物在生长发育过程中，在生长速度、空间方向、生长条件的不同，其形态也不相同。

①片状、鳞片状，如云母、绿泥石等。白云母可用作绝缘材料；黑云母可用作高温防护眼镜的镜片。

2、工程地质问题：工程建筑物与工程地质条件之间所存在的矛盾或问题。

3、工程地质条件：与工程建筑物有关的地质条件的综合。包括岩土类型及其工程性质、地质构造、地形地貌、水文地质、工程动力地质作用、天然建筑材料。

4、工程地质学的任务：①阐明建筑地区的工程地质条件；②论证建筑物所存在的工程地质问题；

③选择地质条件优良的建筑场址；④研究工程建筑物兴建后对地质环境的影响；

⑤提出有关建筑物类型、规模、结构和施工方法的合理建议：⑥为拟定改善和防治不良地质作用的措施方案提供地质依据。

基本任务：查明工程地质条件；中心任务：工程地质问题的分析、评价

5、工程地质学的研究内容：岩土工程性质的研究，工程动力地质作用的研究，工程地质勘察理论和技术方法的研究，区域工程地质研究，环境工程地质研究。