第一讲 工程地质学概述PPT课件
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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。
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
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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
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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；
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(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。
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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
《工程地质概论》课件
06
案例分析
某大型桥梁工程地质勘察案例
总结词
全面、细致
详细描述
该案例介绍了某大型桥梁工程的地质勘察过程，强调了全面细致的勘察对于工程安全的重要性。通过实地勘察、 钻探、物探等多种手段，查明了桥址区的工程地质条件，为桥梁设计提供了可靠的地质资料。
某山区高速公路地质灾害防治案例
总结词
预防为主、防治结合
详细描述
岩土工程包括地基设计、边坡支护、地下工程、采矿工程等，需要综合考虑地质条件、工程要求和环 境因素，采用适当的工程措施和技术手段，确保工程安全、经济和环保。
地质灾害防治
总结词
地质灾害防治是工程地质应用的重要领域之一，旨在预防和减轻地质灾害对人 类生命财产的威胁。
详细描述
地质灾害防治包括滑坡、泥石流、地震、地面塌陷等灾害的监测、预警和治理 ，需要运用地质学、地球物理学、气象学等多学科知识，采取科学合理的防治 措施，提高地质灾害防治的针对性和有效性。
地质学应用
03
资源开发、工程设计、灾害防治等领域。
岩石的物理性质
密度
岩石的质量与其体积的比值，反映岩石的致 密程度。
硬度
孔隙率
岩石中孔隙体积与总体积的比值，影响岩石 的透水性和强度。
岩石抵抗外力刻划、压入、研磨的能力。
02
01
热导率
反映岩石导热性能的物理量。
03 04
地质构造与地壳运动
地质构造
由地壳运动引起的地壳 变形和变位，包括断层 、褶皱等。
地壳运动
地球表层岩层和土层的 运动，分为板块运动和 区域构造运动。
地震
地壳快速释放能量的过 程，可引起地表振动、 断裂和岩浆活动等。
火山
地下岩浆通过地壳裂缝 喷出地表的现象，可形 成火山岩和火山地形。
工程地质课件(地质学及土木工程专业)
地球物理勘探
通过研究和观测各种地球物理场 的变化来探测地层岩性、地质构 造等地质条件的方法。
工程地质评价原则和方法
1 2 3
工程地质评价原则 坚持综合性、主导性、动态性和实用性原则，对 工程建筑地区做出全面、客观、准确的评价。
工程地质评价方法 采用定性和定量相结合的方法，对工程地质条件 进行综合评价。包括专家评分法、模糊数学法、 灰色系统法等。
02
收集区域地质、地形地貌、水文地质、地震等资料，分
析区域稳定性。
遥感技术在工程地质测绘与调查中的应用
03
利用遥感图像解译地质构造、地貌形态、地层岩性、不
良地质现象等。
工程地质勘探与取样技术
工程地质钻探
利用钻探机械向地下钻孔，以采 取岩芯或进行原位测试，获取地 下深处地质信息。
工程地质坑探
用人工或机械方法进行挖掘坑、 槽、井、洞，以便直接观察岩土 层的天然状态以及各地层的地质 结构，并能取出接近实际的原状 结构土样。
05
不良地质现象及防治
滑坡、崩塌、泥石流等灾害现象
滑坡
滑坡是指斜坡上的土体或岩体，受河流冲刷、地下水活动、地震及人工切坡等因素影响，在 重力作用下，沿着一定的软弱面或软弱带，整体地或分散地顺坡向下滑动的自然现象。
崩塌
崩塌是较陡斜坡上的岩土体在重力作用下突然脱离母体崩落、滚动、堆积在坡脚（或沟谷） 的地质现象。
工程地质分区 根据工程地质条件的差异性和相似性，将工程建 筑地区划分为不同的工程地质区，以便针对不同 区域采取不同的工程措施。
THANKS
感谢观看
与地震活动相关的构造，如地震 断裂、地震鼓包等。
地貌形态与分类
地貌形态
地球表面各种形态的总称，包括山地、 丘陵、平原、盆地、高原等。
03941_《工程地质学》ppt课件
11
地质构造类型及特征
褶皱构造
岩层在地质作用下形成的波状弯 曲，包括背斜和向斜两种基本形
态。
2024/1/24
断裂构造
岩石受力发生破裂，两侧岩块沿破 裂面发生明显位移的构造，包括断 层和节理。
岩浆岩构造
由岩浆冷凝形成的岩石，常具有特 殊的结构和构造，如喷出岩的气孔 和杏仁构造。
12
地质构造对工程稳定性的影响
水文地质物探
利用地球物理勘探方法，探测 地下水的分布、埋藏条件等。
18
05
不良地质现象及防治措 施
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19
滑坡、崩塌、泥石流等灾害现象
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滑坡
滑坡是指斜坡上的土体或岩体，受河流冲刷、地下水活动、地震及人工切坡等因素影响， 在重力作用下，沿着一定的软弱面或软弱带，整体地或分散地顺坡向下滑动的自然现象。
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21
不良地质现象的防治措施
滑坡防治措施
消除或减轻水的危害，改变滑坡体外形，设置抗滑建筑物。
崩塌防治措施
遮挡斜坡上部的崩塌物，修建支挡墙或支挡桩等。
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泥石流防治措施
生物措施，林业措施是防治水土流失的根本措施之一；工程措施，主要是修建拦挡坝，用以控制泥石流
的固体物质和暴雨、洪水径流，削弱泥石流的流量、下泄量和能量，以减少泥石流对下游建筑工程的冲
《工程地质学》ppt课 件
2024/1/24
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
2024/1/24
2
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。
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
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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。
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工程地质概论
2019/12/21
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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。
《工程地质学》PPT课件
工民建－－地基稳定 道路－－－边坡、路基稳定 水利工程－坝区：稳定（坝基、坝肩）
库区：塌岸、渗漏、浸没、淤积
8
第一章：绪论
• 工程地质研究的基本任务： A．区域稳定性研究与评价，是指由内力地质作用引起的断裂活动，
地震对工程建设地区稳定性的影响； B．地基稳定性研究与评价，是指地基的牢固、坚实性； C．环境影响评价，是指人类工程活动对环境造成的影响。
– 分支学科：工程岩土学
• 工程动力地质作用的研究
– 研究工程动力地质作用的形成机制、规模、空间分布 及发展趋势，对由此引起的工程地质问题进行评价、 防治和改造
– 分支学科：工程动力地质学
17
研究内容（续1）
• 工程地质勘察理论和技术方法的研究 – 研究勘察方法的选择、工作的布置原则、工作量的分配、勘察质量和精 度的检测，勘察技术、方法理论的改进 – 分支学科：工程地质勘察 、岩土工程勘察、专门工程地质学
段
80年代以来出现了许多新技术，可以对不良地质体进行
改造，推动着工程地质发展进入第三阶段。工程地质发
展第三阶段是以地质改造为主要课题的工程地质灾害及
地质灾害防治、施工地质超前预报为特征的地质工程研
究阶段，明确提出了地质控制施工法。
23
工程地质的发展趋势
❖复杂地基上高坝和高层建筑的地基稳定研究 ❖高边坡岩土体稳定分析 ❖巨型地下洞室围岩稳定分析 ❖海洋工程地质问题的研究 ❖工程建设与环境保护、资源开发利用相结合 ❖区域构造稳定性研究 ❖研究地质物理环境（高地应力、高地热、地下水等）对岩土体力学性质 及岩土工程施工的影响，岩土体工程地质分类综合指标。 ❖不均匀、各向异性裂隙岩体中地下水渗流研究 ❖深厚覆盖层上建坝、松软含水地层上地基、边坡、地下洞室的稳定研究 ❖喀斯特发育规律、喀斯特渗流及防渗处理的研究；喀斯特地区地下洞室 的涌水、涌泥（砂）、高外水压力问题的研究 ❖综合勘测手段、遥感技术、工程物探和钻探新技术，原位测试技术的应 用研究，以提高勘察的精度、速度和定量化程度 ❖开展地质力学模型试验
库区：塌岸、渗漏、浸没、淤积
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第一章：绪论
• 工程地质研究的基本任务： A．区域稳定性研究与评价，是指由内力地质作用引起的断裂活动，
地震对工程建设地区稳定性的影响； B．地基稳定性研究与评价，是指地基的牢固、坚实性； C．环境影响评价，是指人类工程活动对环境造成的影响。
– 分支学科：工程岩土学
• 工程动力地质作用的研究
– 研究工程动力地质作用的形成机制、规模、空间分布 及发展趋势，对由此引起的工程地质问题进行评价、 防治和改造
– 分支学科：工程动力地质学
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研究内容（续1）
• 工程地质勘察理论和技术方法的研究 – 研究勘察方法的选择、工作的布置原则、工作量的分配、勘察质量和精 度的检测，勘察技术、方法理论的改进 – 分支学科：工程地质勘察 、岩土工程勘察、专门工程地质学
段
80年代以来出现了许多新技术，可以对不良地质体进行
改造，推动着工程地质发展进入第三阶段。工程地质发
展第三阶段是以地质改造为主要课题的工程地质灾害及
地质灾害防治、施工地质超前预报为特征的地质工程研
究阶段，明确提出了地质控制施工法。
23
工程地质的发展趋势
❖复杂地基上高坝和高层建筑的地基稳定研究 ❖高边坡岩土体稳定分析 ❖巨型地下洞室围岩稳定分析 ❖海洋工程地质问题的研究 ❖工程建设与环境保护、资源开发利用相结合 ❖区域构造稳定性研究 ❖研究地质物理环境（高地应力、高地热、地下水等）对岩土体力学性质 及岩土工程施工的影响，岩土体工程地质分类综合指标。 ❖不均匀、各向异性裂隙岩体中地下水渗流研究 ❖深厚覆盖层上建坝、松软含水地层上地基、边坡、地下洞室的稳定研究 ❖喀斯特发育规律、喀斯特渗流及防渗处理的研究；喀斯特地区地下洞室 的涌水、涌泥（砂）、高外水压力问题的研究 ❖综合勘测手段、遥感技术、工程物探和钻探新技术，原位测试技术的应 用研究，以提高勘察的精度、速度和定量化程度 ❖开展地质力学模型试验
工程地质ppt课件
工程动力地质学实质上是结合工程建筑的特点来研究自 然地质作用和工程地质作用，并由此产生的工程地质问题。
从上述工程地质学的研究内容来看，工程地质学是属于 应用地质科学的范畴，与许多学科有密切的联系，其中与岩 石力学、土力学和水文地质学的关系特别密切。工程地质学 的基础理论课有动力地质学、矿物学、岩石学、构造地质学、 地史及古生物学、地貌学及第四纪地质学等，并与应用地球 物理、遥感测量学、基础工程学等工程技术学科有密切联系。 因此，可认为工程地质学是一门介于地质学与土木建筑、水 利工程学之间的一门边缘科学。
返回
工程地质问题的定义
人类工程活动和自然地质作用会改变地质环 境，影响工程地质条件的变化。当工程地质 条件不能满足工程建筑上稳定、安全的要求 时，亦即工程地质条件与工程建筑之间存在 矛盾时，就称为存在工程地质问题。
工程地质问题与工程建筑的类型和规模有着 密切的关系。各类工程建筑，由于其结构类 型和工作方式不同，存在着各种各样的工程 地质问题。
传统的自然历史分析法（地质学方法）、室内和现场试 验、原位测试方法和经验判断法。
研
有限元法、边界元法及离散元法等数值方法
究 概率论和数理统计、模糊数学、灰色系统理论、分形几 方 何等
法 系统科学的思维方法，包括系统论、控制论和信息论及 其派生的新理论
地理信息系统（GIS）、遥感信息系统（RS）、计算机 网络系统
工程地质条件因地而异，千变万化
平原地区与山区的工程地质条件就差异很大。
在平原地区，一般土层较厚，且简单和均匀。 建筑物一般均匀沉降，当建筑物发生较大的沉 降量时，只要建筑物荷重不超过地基土层的承 载能力，地基仍是稳定的，不会导致建筑物的 灾难性破坏。但若建筑物的荷重大大超出土层 的承载能力，则地基将会破坏，土体从基础下 挤出，建筑物的安全就受到威胁。
从上述工程地质学的研究内容来看，工程地质学是属于 应用地质科学的范畴，与许多学科有密切的联系，其中与岩 石力学、土力学和水文地质学的关系特别密切。工程地质学 的基础理论课有动力地质学、矿物学、岩石学、构造地质学、 地史及古生物学、地貌学及第四纪地质学等，并与应用地球 物理、遥感测量学、基础工程学等工程技术学科有密切联系。 因此，可认为工程地质学是一门介于地质学与土木建筑、水 利工程学之间的一门边缘科学。
返回
工程地质问题的定义
人类工程活动和自然地质作用会改变地质环 境，影响工程地质条件的变化。当工程地质 条件不能满足工程建筑上稳定、安全的要求 时，亦即工程地质条件与工程建筑之间存在 矛盾时，就称为存在工程地质问题。
工程地质问题与工程建筑的类型和规模有着 密切的关系。各类工程建筑，由于其结构类 型和工作方式不同，存在着各种各样的工程 地质问题。
传统的自然历史分析法（地质学方法）、室内和现场试 验、原位测试方法和经验判断法。
研
有限元法、边界元法及离散元法等数值方法
究 概率论和数理统计、模糊数学、灰色系统理论、分形几 方 何等
法 系统科学的思维方法，包括系统论、控制论和信息论及 其派生的新理论
地理信息系统（GIS）、遥感信息系统（RS）、计算机 网络系统
工程地质条件因地而异，千变万化
平原地区与山区的工程地质条件就差异很大。
在平原地区，一般土层较厚，且简单和均匀。 建筑物一般均匀沉降，当建筑物发生较大的沉 降量时，只要建筑物荷重不超过地基土层的承 载能力，地基仍是稳定的，不会导致建筑物的 灾难性破坏。但若建筑物的荷重大大超出土层 的承载能力，则地基将会破坏，土体从基础下 挤出，建筑物的安全就受到威胁。
工程地质与地基基础 01工程地质概论 62页PPT文档
较坚硬岩
坚硬岩
常见硬质岩石有：花岗岩、石灰岩、石英岩、闪长岩、玄武 岩、石英砂岩、硅质砾岩、花岗片麻岩等
常见软质岩石有：页岩、泥岩、片岩等
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2.《岩土工程勘察规范》(GB50021－2019) 根据岩体的完整性指数划分岩石的完整程度:
0.15 0.35
极破碎
破碎
岩体压缩波速度与岩块压缩波 速度之比的平方
1
90～100
好
2
75～90
较好
3
50～75
较差
4
25～50
差
5
<25
极差
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§1.3 风化作用(weathering)
在地表条件下，自然界的岩石受大气、水 、生物等因素影响，在原地发生机械崩解或 化学分解，形成松散堆积物的过程。
风化类型：
物理风化
化学风化
生物风化
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物理风化的结果：破坏岩体的完整性。 化学风化的结果：改变岩石的成分，形 成次生矿物。 岩体的工程性质发生如下几方面变化： 1、亲水性变大，透水性增强。表现出膨 胀、崩解、泥化等性质。
(exogenic geological process)
2
内力地质作用：由地球内部的能 （旋转能、重力能、辐射热能）引起。
内力地质 作用
地壳运动 岩浆作用 变质作用 地震作用
3
地壳运动
岩
浆
作
用
变质作用 地 震 作 用
4
外力地质作用：由太阳辐射能引起，产 生大气环流，形成水的循环，动植物生 长，在运动的过程中改造地表.
0.55
0.75
完整性指数
较破碎
较完整
完整
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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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第一讲 工程地质学的研究任务与内容
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）
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1963年10月夜间在意大利北部山区的 Vajont水库左岸发生大型滑坡，洪水 摧毁了下游数公里以内的5个村庄， 2600多人在梦中死亡，被公认为是世 界上最严重的滑坡灾害。
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1988年5月武昌陆家街塌陷
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1988年5月武昌陆家街塌陷
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1977年9月汉阳中南轧钢厂塌陷
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我国已在 1 6个省、市的近 50个城市发生了地 面沉降，沉降面积 48655km2。
• 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。
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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
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Hale Waihona Puke 中国地质大学工程学院 贾洪彪
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• 2007年11月20日，宜万铁 路高阳寨隧道发生岩崩， 35人遇难
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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。
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1985年 3000万立方米 堵江 埋没新滩镇
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滑坡前
滑坡后
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岩溶塌陷
• 武汉市发生的岩溶塌陷历史记录： 1977年，汉阳中南轧钢常堆料场塌陷； 1988年，武昌陆家街塌陷和阮家巷塌陷； 1999年，毛坦村小学塌陷； 2000年2月，武昌司法学校塌陷； 2000年4月，青菱乡烽火村塌陷,4小时内发生大 小陷坑19处，2栋楼房塌进陷坑，16栋楼房开裂、 破损 。
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2003年7月18日，湖北省秭归县千将坪滑坡，造成24人失踪，近 千人居住的村庄被毁
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• 盐池河岩崩：1980年6月3日5点35分，湖北远安盐池河磷矿 发生岩崩，摧毁整个盐池河矿务局，死亡284人。
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滑坡——新滩滑坡
• 1985年6月12日3点52分，由于后部岩崩加载，导 致新滩滑坡复活。所幸的是由于预报准确，新滩 镇全镇1371人全部安全转移。
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高等工程地质学
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• 第一讲 工程地质学的研究任务与内容 • 第二讲 工程地质条件与动力地质作用 • 第三讲 与区域稳定性有关的工程地质问题 • 第四讲 与山地有关的工程地质问题 • 第五讲 与人类工程活动有关的工程地质问题 • 第六讲 工程地质评价与研究方法
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• 岩土工程：地基承载力、沉降、基坑边坡问题、地 下洞室稳定性问题……
• 矿山开采：边坡稳定性、基坑突水、矿坑稳定…… • 水利水电工程：渗透变形、水库渗漏 、斜坡稳定性、
地面沉降使桥墩错位
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因地面沉降报废的海河老桥和重建的新桥
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• 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。
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研究任务
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• 工程地质条件：与工程建筑物有关的地质条件的 综合。
• 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
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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。
对于场地工程地质条件不同，建筑物内容不同，所出 现的工程地质问题也各不相同：
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Vajont水库滑坡
• 1963年10月夜间发生在意大利北部山区的Vajont 水库，被公认为是世界上最严重的滑坡灾害。
• 该水库库容10亿m3，坝高267m，是当时世界上 最高的双曲拱坝。
• 水库蓄水造成水库岸坡地下水位的相应抬高，地 质环境发生了急剧变化，2.6亿m3的石灰岩山体 以20m/s以上的速度滑入水库。
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地质环境：地壳表层和一定深度的地质条件的综合。指自 然环境的一个重要组成部分，与人类生存和发展有紧密联 系的岩石圈的一部分，这部分积极地与水、气和生物圈相 互作用着。上限为岩石圈表面，下限为人类技术——经济 活动引起的物理场、化学场因素变迁消失的深度。
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2000年4月，青菱乡烽火村塌陷
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2000年4月，青菱乡烽火村塌陷
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2000年4月，青菱乡烽火村塌陷
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