工程地质学课程要点

工程地质学课程要点

《工程地质学》

课程要点

第一章绪论

一、工程地质学

1、工程地质学的定义

工程地质学是调查、研究、解决与各种工程活动有关的地质问题的科学，属于地质学的分支学科。

2、工程地质学的关键词

（1）工程地质条件；

（2）工程地质问题；

（3）建筑场地与地基的地质环境和稳定；

（1）工程地质条件

凡是与工程建筑有关的地质要素的综合表现统称为工程地质条件。

1）地形地貌条件；

2）地层岩性；

3）地质构造；

4）水文地质条件；

5）物理地质现象；

6）天然建筑材料；

案例1、加拿大特朗斯康谷仓案例2、三峡坝址断裂带

（2）工程地质问题

由于人类的工程活动引起环境地质条件的变化，从而形成不利于工程建设的、新的地质作用，统称为工程地质问题。

1）建筑物荷载引起地基岩石土体的沉陷变形和剪切滑动；

2）人工开挖造成边坡或地下洞室岩土体的变形和失稳破坏；

3）水库诱发地震、渗漏、岸坡坍塌和浸没；

4）砂土振动液化、潜蚀、流砂等；

（3）建筑场地与地基的地质环境和稳定

工程建设直接占用的土地和涉及建筑物稳定的周围一定范围内的地质环境称为建筑场地。

建筑物地面以下扩大的工程部分称为基础，承受建筑物荷载的地下岩土层称为地基。

任何建筑物都建造在地球表层的岩石和土层之上，所以建筑场地和地基是工程建设的根本，其地质环境的优劣与岩土体稳定性的好坏直接影响工程建设的安危、经济和正常使用。

二、工程地质学的任务

1、工程地质的基本任务

（1）基本任务

研究人类工程活动与地质环境（工程地质条件）之间的相互作用，以便正确评价、合理利用、有效改造和完善保护地质环境。

（2）研究内容

人类工程活动与地质环境的相互作用。

工程地质条件的好坏与工程活动的地质环境状况。

案例6、城市——人类活动最集中的区域最大的水利工程——三峡工程

山区常见地质灾害——滑坡地质灾害——地震地质灾害——泥石流

2、工程地质分析

（1）工程地质问题的成因分析

1）区域地质稳定问题分析；

2）地基岩土体稳定问题分析；

3）地下洞室围岩稳定问题分析；

4）工程边坡稳定问题分析；

5）岩石土体的变形、程度、和时间效应分析。

（2）研究重点

工程地质问题产生的地质条件、形成机制、发展演化趋势。

（3）研究方法

地质分析、地质模拟分析、试验分析、力学分析、计算机模拟。

三、工程地质学的学科归属

1、地质学的研究内容与学科分类

地质学——研究地球及其演变的一门自然科学。

工程地质学——地质学的分支学科，属于工程科学和技术方法科学。

主要研究内容：

地球的组成、构造、发展历史和演化规律。

侧重点：岩石圈——地球最外层（地壳）。

2.地质学的特点及研究方法

（1）学科特点

1）时间的悠久与空间的广阔（46亿年—至今）；行星空间；

2）地质过程复杂；微观—宏观、常温常压—超高温高压、岩石矿物无机界——动植物有机界、海洋——陆地…..

3）源于实践、用于实践，理论实践结合紧密；

（2）研究方法

1）野外实地调查；2）室内实验与模拟试验；3）历史比较法（现实类比法）；

（3）地质学思维

(1)“将今论古”，今天是解开昨天之谜的钥匙；

(2)“渐变”思想；(Uniformitarianism)均变论；

(3)“灾变”思想；(Catastrophism)激变论；灾难-毁灭-再创造，周而复始；

四、课程特点与学习要求

1、主线清晰、内容庞杂；

地质作用是学习主线，工程地质条件是学习重点，地质思维是学习助手。

2、掌握方法、培养能力；

技能训练很重要，有实习、有作业，要勤思索、多实践。

思考与作业

1、何谓工程地质条件？包括哪些内容？

2、常见的工程地质问题有哪些？

3、基础与地基有何区别？地质环境的优劣指的是工程基础，还是地基？

4、简述地质学的特点和思维方法。

第二章岩石和土及其工程地质性质

2-1 地球的圈层构造与地质作用

2-2 主要造岩矿物

2-3 岩浆作用与岩浆岩

2-4 外动力地质作用与沉积岩

2-5 变质作用与变质岩

2-6 岩石的工程地质性质

2-1 地球的圈层构造与地质作用

一、地球的内部圈层构造

1. 地壳——固体状态，密度小；

-------- 莫霍面33Km

地幔——塑性固态，密度大；

-------- 古登堡面2900Km

地核——固液态？密度极大。

“两面三层”是地球的内部圈层构造的总体特征。

2. 岩石圈

地壳的结构

硅铝层（上）陆地地壳、不连续；

硅镁层（下）海洋地壳、连续；

二、地质作用

1.定义：地球的自然力使地球的物质组成、内部构造和地表形态发生保护的作用。

引起地质作用的自然力称为地质营力（地球内、外部能量来源不同）。

2.分类

1）外力作用——风化作用、剥蚀作用、搬运作用、沉积作用、固

结成岩作用；

2）内力作用——构造运动、岩浆活动、变质作用、地震；

三、地壳的物质组成

1.岩石、矿物、风化物——土

岩石是地壳最基本的物质；岩石又是矿物的集合体；岩石的风化产物——土；

2.矿物

在各种地质作用下形成的、具有相对固定化学成分和物理性质的均质物体，是组成岩石的基本单位。

自然矿物有3000多种，最常见的有五六十种，构成岩石的矿物只有二三十种，称为造岩矿物，却占地壳重量的99%。

2-2 主要造岩矿物

一、矿物的形态（外表特征）

1.晶体形态

化学元素按一定规则重复排列而成的固体，是鉴别矿物的重要依据。

矿物常见的晶体形态

2.集合体形态

自然状态下最常见，反映矿物的形成环境，如由石英、长石、云母等晶粒组成的集合体就是花岗岩，由纯净石英组成水晶晶簇。

正长石方解石紫水晶蓝铜矿

二、矿物的物理性质

由于矿物的化学成分不同、晶体构造不同，所反映出的物体性质，（颜色、光泽、透明度、硬度、解理与断口、密度、弹性、挠曲及延展性等），是肉眼鉴别矿物的重要特征。

1.颜色（自色、他色、假色）赤铁矿-红色；黄铁矿-金黄色（愚人金）；

2.条痕（矿物粉末的颜色）黄铁矿-金黄色，条痕为黑绿色；赤铁矿-红色，条痕为赤红色；

3.光泽（矿物表面对光线的反射）常见有金属光泽、半金属光泽、