工程地质条件和工程地质问题

2
地质作用
3
风化作用
4
地质循环
2020/9/28
1、地球概述
❖ 地球经历了45.5亿年的演化过程，从均匀混 合的物质状态逐渐分化成为非均质圈层构造 的椭球体。
❖ 地球的圈层构造分为外部圈层和内部圈层。
13 2020/9/28
1）外部圈层
2020/9/28
2）内部圈层
2020/9/28
2、地质作用
2020/9/28
（1）地质环境制约着人类工程活动
影响工程造价
➢一般现状：平原微丘区，高速公路平均每公里造价为3000万元左右；山 区高速公路平均每公里造价4000万元左右。
➢特殊路段：2005~2009年，重庆新建1200多公里高速路，平均每公里造 价近7000万元，其中渝湘高速白马至武隆段路造价每公里突破1亿元。
➢原因分析：复杂的地形地质带来的大规模桥隧工程是成本猛增的主要原 因。隧道平均每公里造价高达8000多万元，加上通风、照明、消防等造价 高达1亿多元。如渝湘高速路白马至武隆段23公里，仅隧道就21公里，加 上约1公里的桥梁，创造了桥隧比例高达96％的纪录，每公里造价超过1亿 元。其次，山区高速路显现的涌水、滑坡等不良地质较多，防护及处置工 程数量较大，以及建筑材料、征地拆迁费用等的相继上涨，也提高了成本。
1
性问题 均匀沉降，地基胀缩引起上部结构破坏等
人类工程活动尤其是道路工程需开挖和填筑人工边坡(路
2
斜坡稳定 堑、路堤、堤坝、基坑等)，斜坡稳定对防止发生地质灾害 性问题 及保证地基稳定十分重要
洞室围岩 地下洞室被包围于岩土体介质(围岩)中，在洞室开挖和建设
3
稳定性 过程中破坏了地下岩体原始平衡条件，便会出现一系列不稳 问题 定现象，常遇到围岩塌方、地下水涌水等
任务描述
一、工程地质概述 二、地质作用
2020/9/28
一、工程地质概述
1 工程地质的研究任务
2 工程地质条件和工程地质问题
3
课程教学内容
2020/9/28
1、工程地质 的研究任务
➢工程地质是调查、研究、解决与各类工 程建筑物的设计、施工和使用有关的地质 问题的一门学科。 ➢地壳表层是一切工程建筑的物质基础。 ➢研究对象：人类工程活动与地质环境之 间的相互关系。
2020/9/28
（1）地质环境制约着人类工程活动
影响施 工安全
2020/9/28
影响正 常使用
（1）地质环境制约着人类工程活动
影响建筑物 的稳定性
2020/9/28
（2）人类工程活动影响地质环境变化
堵塞
河道
滑坡体
2020/9/28
引发 滑坡
1、工程地质的工作任务
阶段公路Biblioteka 测 阶段公路设计 阶段2020/9/28
③变质作用
❖ 由于地壳运动、岩浆作用等引起物理和化学条件 发生变化，促使岩石固体状态下改变其成分、结 构和构造的作用，称为变质作用。形成变质岩。
2020/9/28
④地震
❖ 地震是地壳快速 震动的现象，是 地壳运动的—种 表现形式。地壳 运动和岩浆作用 均能引起地震。
2020/9/28
搬运 作用
2020/9/28
2）外力地质作用
风化 作用
在温度变化、气体、水及生物等因素的综合影 响下，地表岩石发生破碎、分解的作用
具体工作任务
评价工程岩土条件，选定适宜的 道路选线方案，保证设计、施工、 使用顺利进行
从地质条件与公路工程建筑相互 作用的角度出发，论证和预测有 关公路工程地质问题发生的可能 性、发生的规模和发展趋势
公路施工和 运营阶段
提出改善、防治或利用有关公路 工程地质条件的措施、加固岩土 体和防治地下水的方案；加强施 工和运营期间的岩土变形监测
2020/9/28
3、课程教学内容
学习 领域
学习情境 课程导入
学习情境一 公路勘测阶段
地质
工 程 地 学习情境二 质 公路设计阶段
地质
学习任务
任务
任务一 任务二 任务三 任务四 任务五 任务一
任务二
任务三
任务四
学习内容
参考学时
工程地质概述及地质作用
2
2
矿物与岩石 地质构造 水的地质作用
地貌 公路工程地质勘察
2、工程地质环境（条件）和问题
序号 地质环境
描述
1
地层岩土
包括成因、时代、岩性、产状、成岩作用特点、变质程 度、风化特征、软弱夹层和接触带以及物理力学性质等
2
地质构造 包括褶皱、断层、节理构造的分布和特征
3 水文地质条件 包括地下水成因、埋藏、分布、动态变化和化学成分等
4 不良地质作用 主要包括滑坡、崩塌、岩溶、泥石流、地震等
❖ 由自然界引起地壳的物质组成、结构、构造和 地表形态等发生不断变化和发展的各种作用称 为地质作用（Geological process）。 地质作用
内力地质作用 外力地质作用
2020/9/28
1）内力地质作用
❖ 由地球内部能源，如旋转能、重力能、放射性元素 衰变产生的热能以及化学能、结晶能等引起的。
岩石的工程性质
6（含实训2学时）
6（含实训2学时）
3
22
3
4
2
土的工程性质 识读工程地质图
14（含实训10学时）
2
20
公路工程地质勘测报告书
2
学习情境三 公路施工和运
营阶段地质
任务一 常见公路地质病害的防治 任务二 常见公路不良土质的处治
总课时数
10 16
6
60（含实训14学时）
二 、地质作用
1
地球概述
内力作用之间的关系
❖ 地壳运动形成断裂，引起地震，并为 岩浆活动创造通道。
❖ 地壳运动和岩浆活动引起变质作用。 ❖ 地壳运动在内力作用中起主导地位。
2020/9/28
2）外力地质作用
❖ 由地球外部 动力引起的， 能源主要来自 太阳的热能、 太阳和月球的 引力能等。
成岩 作用
风化 作用
剥蚀 作用
沉积 作用
内力地质 作用
地壳运动
岩浆作用
变质作用
地震作用
2020/9/28
①地壳运动
❖ 由内动力引起的地壳岩石发生变形、变位的 运动。分为水平运动和升降运动。
2020/9/28
②岩浆作用
❖ 指岩浆在地壳运动的影响下，向压力小的方向 移动，侵入地壳或喷出地面，冷却成为岩石的 全过程。岩浆作用形成岩浆岩，并使围岩发生 变质现象。
地形是指地表高低起伏状况、山坡陡缓程度与沟谷宽窄
5
地形地貌 及形态特征等，地貌则说明地形形成的原因、过程和时
代。这些因素都直接影响到建筑场地和线路的选择
6 天然建筑材料 建筑材料的分布、类型、品质、开采及运输条件等
2020/9/28
2、工程地质环境（条件）和问题
序号 地质问题
描述
地基稳定 地基在上覆建筑物和荷载作用下产生变形和破坏，如地基不