工程地质学-教学大纲

《工程地质学》课程教学大纲

【英文译名】：Engineering Geology

【适用专业】：地质工程

【学分数】：2.5

【总学时】：40

【实践学时】：8

一、本课程教学目的和课程性质

本课程是为地质工程专业本科开设的一门专业基础课，必修课。课程系统地讲授岩土工程地质性质及工程动力地质作用。系统概括了工程地质学最基本的原理和方法。在教学过程中适量安排一定时间的参观及试验。通过本课程教学，培养学生掌握工程地质学最基本的原理与方法，了解国内外工程地质学领域的研究动态，能从系统的、动态的角度认识人类工程活动与地质环境的相互关系，为今后研究与解决工程地质、水文地质、地震地质、环境地质等方面有关的工程问题奠定坚实的基础。

二、本课程的基本要求

通过本课程的学习，使学生掌握岩土的工程地质性质、工程动力地质作用等工程地质学最基本的原理和方法，并能初步应用工程地质学的基本原理分析工程地质问题，能运用力学原理进行工程地质问题的定量评价等。为学习后继课程以及从事工程地质工作和科学研究打下一定的基础。在教学过程中，应注意培养学生对工程地质问题分析中的地质思维逻辑，辩证唯物主义的科学思维方法和实事求是、严谨认真的工作作风。

三、本课程与其他课程的关系

本课程学习前必须学习《动力地质学》、《矿物学》、《岩石学》、《构造地质学》、《水文地质学》、《地层学》、《地貌及第四纪地质学》、《工程力学》等课程。

四、课程内容

绪论

一、工程地质学的研究对象与任务

二、工程地质学的研究内容、分科及其与其它学科的关系

三、工程地质学的发展历史

四、本课程的内容与学习方法

重点了解工程地质学的研究对象和任务，工程地质学的研究内容；了解工程地质学分科及其与其它学科的关系，工程地质学的发展历史。

重点：工程地质学、工程地质条件及工程地质问题的概念；工程地质学的意义

第一章土的物质组成与结构、构造

第一节土的粒度成分

粒径、粒组概念；粒组划分；粒度成分测定与表示；土按粒度成分分类；

第二节土的矿物成分

土中矿物成分类型；矿物成分与粒度成分的关系；粘土矿物的类型及其工程地质特征

第一节土中的水与气体

土中水的基本类型与特征；土中的气体

第四节土的构造与构造

土的结构的概念；土粒间的连结关系；土的结构类型；土的构造的概念；土的构造

本章要求掌握有关的基本概念，并了解有关土的粒度成分；土的矿物成分；土中的水和气体；及土的结构、构造。

重点：粒度、粒组及土的组成及其与性质之间的关系。

第二章土的物理性质

第一节土的基本物理性质

土的三相组成；土粒密度；土的密度；土的含水性；土的孔隙性；土的基本物理性质间的关系

第二节细粒土的稠度与可塑性

细粒土的稠度状态；界限含水率；塑限与液限；细粒土的可塑性；塑性指数；液性指数；塑性图

第三节细粒土的胀缩性与崩解性

细粒土的胀缩性；收缩性、膨胀性的概念；表征胀缩性的指标；细粒土崩解性及其表征

第四节土的透水性与毛细性

土的透水性概念；渗透系数；影响土透水性的因素；土的毛细水及其表征；影响土毛细性的因素

本章要求掌握有关土的物理性质的基本概念及其测定方法；重点了解土的基本物理性质、细粒土的稠度和可塑性、胀缩性和崩解性及土的透水性和毛细性以及这些性质对土工程地质性质的影响。

重点：土的含水性、固体颗粒的组成及其孔隙性的有关的性质；各基本物性之间的换算。

实验：颗粒分析、含水量、密度及比重、塑限及液限、渗透及击实实验等土的基本物理性质实验共四次。

第三章土的力学性质

第一节土的压缩性

土的力学性质的概念；土压缩性概念；土压缩变形的特点与机理；压缩试验与压缩定律；压缩曲线；土的变形模量；土的侧膨胀系数与侧压力系数；土的前期固结压力

第二节土的抗剪性

抗剪强度的概念；直剪试验与库仑定律；直剪试验的优缺点；三轴剪切试验及其优缺点；土的抗剪强度指标的确定

第三节土的击实性

击实性含义；击实试验；击实曲线；交不出最优含水率；最大干密度

本章要求掌握有关的概念有：土的压缩性、土的变形模量、土的抗剪性及土的击实性。重点了解土的压缩变形特点及机理；压缩定律、土的变形模量；土的抗剪性试验和抗剪强度；土的击实性。

重点：土的力学性质及其影响因素。

第四章各类土的工程地质特征

第一节一般土的工程地质特征

砾类土的工程地质特征；砂类土的工程地质特征；细粒土的工程地质特征

第二节几种特殊土的工程地质特征

淤泥类土的含义；淤泥类土的成因与分布；淤泥类土的成分及结构特征；淤泥类土工程地质性质的基本特点；黄土的概念；黄土的分布；黄土的成分与结构特征；黄土的一般工程地质性质；黄土湿陷性的含义；黄土湿陷性的评价；膨胀土的含义；膨胀土的分布；膨胀土的成分结构特征；膨胀土的一般工程地质特征；膨胀土胀缩性评价；膨胀土地基变形计算与分级；红粘土含义；红粘土分布；红粘土成分结构特征；红粘土工程地质性质的基本特点

本章要求掌握淤泥类土、黄土、膨胀土及红粘土的概念。重点了解一般土的工程地质特征和几种特殊土的工程地质特征和评价。

重点：土的工程地质特征的影响因素及其工程意义

第五章岩石的工程地质性质

第一节岩石与土工程地质性质的差别

岩石与土间的相互转化；岩石与土工程地质性质的差别

第二节岩石的物理性质

岩石的密度（颗粒密度及块体密度）；岩石的空隙性；空隙率及空隙比；岩石的吸水性及其表征参数；岩石的软化性及软化系数；岩石的抗冻性及抗冻系数、质量损失率；影响抗冻性的因素；岩石的透水性与渗透系数；岩石的热学性质

第三节岩石的力学性质

岩石力学性质概念；单向受压条件下的岩石变形；应力应变曲线；变形过程的6个阶段；应力应变曲线类型；岩石的变形参数（变形模量及泊松比）；循环荷载条件下的岩石变形特征；单向受力条件下的岩石强度；岩石的抗压强度、抗拉强度及抗剪强度；三向条件下的岩石变形与强度；三轴实验；岩石的蠕变特征本章要求掌握的概念有：岩石的密度、岩石的空隙性、岩石的吸水性、岩石的软化性、岩石的抗冻性和岩石的透水性。重点了解岩石与土工程地质性质差别；岩石的物理性质；岩石的力学性质。

重点：岩石的工程地质性质对工程的意义

第六章岩体的工程地质性质及岩体的工程分类

第一节岩体的结构特征

结构面、结构体、岩体结构及岩体的概念；结构面的类型；结构面特征及其对岩体力学性质的影响；软弱夹层的概念及其特征；结构体特征；岩体的结构类型划分（4大类、8大亚类）

第二节岩体的力学性质

岩体的变形性质；结构面的变形特征；岩体变形参数的测定及变形曲线类型；节理化岩体变形模量的估算；岩体的强度性质；结构面的剪切强度；岩体的剪切强度；节理化岩体强度的估算

第三节岩体的工程分类

分类原则与依据；RQD分类；节理岩体的RMR分类；巴顿岩体质量（Q）分类；岩体质量指标（RMQ）分类

第四节风化岩体的工程地质特征

岩体风化过程；风化带的划分及特征

本章要求了解岩体的结构特征：岩体的力学性质；岩体的工程分类及风化岩体的工程地质特征。

重点：分类的目的及意义