工程地质学绪论
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工程地质学1z(绪论)
工程地质学基础
第一讲
李广杰
绪 论
一、含义 工程地质学是地质科学的一个分 支，是研究与工程规划、设计、施 工和运用有关地质问题的科学。
二、工程地质学的研究内容
岩土体工程地质性质及形成变化规律。 岩土体在外力作用下的变形破坏规律。 各种地质作用的形成变化规律。 工程地质勘察理论和技术方法。 工程条件空间分布规律。
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）、渗漏（坝基、绕坝） 库区：塌岸、渗漏、浸没、淤积
Байду номын сангаас
三、工程地质学的研究方法
地质分析法 试验法 计算法
四、几个名词
工程地质条件可以理解为各种对工程建筑有影响的地质要 素的总称，包括地形地貌条件、地层岩性、地质构造、水 文地质条件、物理地质现象五个要素。 工程地质问题是指工程建筑与地质环境相互作用、相互矛 盾而引起的，对建筑本身的顺利施工和正常运行或对周围 环境可能产生影响的地质问题。
第一讲
李广杰
绪 论
一、含义 工程地质学是地质科学的一个分 支，是研究与工程规划、设计、施 工和运用有关地质问题的科学。
二、工程地质学的研究内容
岩土体工程地质性质及形成变化规律。 岩土体在外力作用下的变形破坏规律。 各种地质作用的形成变化规律。 工程地质勘察理论和技术方法。 工程条件空间分布规律。
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）、渗漏（坝基、绕坝） 库区：塌岸、渗漏、浸没、淤积
Байду номын сангаас
三、工程地质学的研究方法
地质分析法 试验法 计算法
四、几个名词
工程地质条件可以理解为各种对工程建筑有影响的地质要 素的总称，包括地形地貌条件、地层岩性、地质构造、水 文地质条件、物理地质现象五个要素。 工程地质问题是指工程建筑与地质环境相互作用、相互矛 盾而引起的，对建筑本身的顺利施工和正常运行或对周围 环境可能产生影响的地质问题。
工程地质1绪论
一幢建筑面积为４０６１平方米的９层楼总房长被6摧97毁.3掩公埋里，；造农成渠７42９81人条死，
亡、４人受伤。
总长2488公里；沿渠兴建小型
素涪司。 陵 法经１ 分 机调１ 行 关查名 枳 处认责城理定任支。，人行这分职起别工地被传质给 志灾予 禄害党、事纪武故、隆的政县发纪建一 共 各 隧 渡生处委、有 种 洞 槽，分调二21兴 建有，研151类1利 筑地包员个个水库 物质工陈，，库1容原头朝总2总442因李友长80长3座88，强等5座113，2万也、３.，.75塘立有工人公公其堰方人商被里里中3米为银移，，4凿6，因行交架还座通，
Note: 2 photos here
Alaskan Pipeline
Engineering geologists contribute to the design of structures such as the Alaskan pipeline near Fairbanks and many other edifices. The pipeline was built in the 1970s to transport crude oil from the Alaskan North Slope to the port of Valdez in southern Alaska. Ground conditions near the surface (permafrost and other processes) and those at depth (substrate conditions, potential seismic activity, position of faults etc.) must be clearly understood and taken into consideration to guarantee the integrity of engineered structures. The photograph shows the raised pipeline (to prevent warm oil from melting the permafrost) and the staggered shape of the pipeline (to allow elasticity during earthquake shocks).
《工程地质》绪论
• 我国幅员辽阔，有不同活动程度和发展趋 势的大地构造单元，有不同性质的自然地 理区域。 • 北方：黄土； • 南方：红土、膨胀性和裂隙发育的粘土。 • 岩溶。
• • • •
工程地质学主要解决两个方面的问题： 一是区域稳定问题； 二是地基稳定问题。 具体概括起来主要解决以下问题:
1. The investigation of foundations for all types of major structures, such as dams, bridges, power plants, airports, large buildings, and towers; 2. The evaluation of geologic conditions along tunnel, pipeline, canal, railway, and highway routes; 3. The exploration and development of sources of rock, soil and sediment for use as construction material; 4. The investigation and development of surface and groundwater resources; groundwater basin management; protection and remediation of groundwater resources;
• • • •
地基包括持力层和下卧层。 持力层—是指直接与基础接触的土层。 下卧层—是指持力层下部的土层。 天然地基—是指未经加固处理、直接支撑 基础的地基。 • 软地基—是指地基主要由淤泥、淤泥质土、 松散的砂土、充填土、杂填土或其他高压 缩性土层所构成。 • 人工地基—当地基土层较软，建筑物的荷 重又较大时，需要对地基进行人工加固处 理，这种地基称为人工地基。
工程地质学绪论
工程地质学绪论引言工程地质学是一门研究地质环境对工程建设影响的学科。
它的研究领域包括了地质勘察、地质灾害评估、地质条件评价等方面。
工程地质学的发展与工程建设的需求密切相关，其重要性日益凸显。
本文将介绍工程地质学的基本概念、发展历程以及其在工程建设中的应用。
一、工程地质学的定义工程地质学是研究地球工程环境对工程建设的影响及解决工程建设中涉及的地质问题的科学。
它结合了地质学、工程学、地质力学等学科的知识，通过对地质环境的调查和分析，为工程建设提供科学依据。
二、工程地质学的发展历程1. 古代工程地质学古代工程地质学的发展可以追溯到人类最早开始进行工程建设的时期。
在古代，人们通过经验来确定建造工程所需的地质环境，例如选择建造城市的地点、修建灌溉渠道等。
虽然古代工程地质学没有现代工程地质学那么系统和科学，但它奠定了工程地质学的基础。
2. 现代工程地质学现代工程地质学的发展可以追溯到19世纪末20世纪初。
随着工程规模的扩大和复杂程度的提高，对地质环境的要求也越来越高。
现代工程地质学通过系统的地质勘察和地质分析，为工程建设提供了科学可靠的地质数据，并提出了一系列解决地质问题的方法和措施。
三、工程地质学在工程建设中的应用工程地质学在工程建设中有着广泛的应用。
以下是一些常见的应用领域：1. 地质灾害评估地质灾害对工程建设和周边环境都会产生重要影响。
工程地质学可以通过对地质环境的调查和分析，评估地质灾害的潜在危险性，并提出相应的防治措施，以确保工程的安全进行。
2. 岩土工程设计岩土工程设计是工程地质学的重要应用领域之一。
通过对地质环境的研究，工程地质学可以评估地基的承载能力和变形特性，为岩土工程的设计提供依据。
同时，工程地质学还可以为基坑开挖、土方平衡等工程提供指导。
3. 勘察设计工程地质学在勘察设计阶段起着重要作用。
通过对地质环境的调查和分析，工程地质学可以为工程建设提供详细的地质资料，并根据地质条件提出相应的设计建议。
1-工程地质学绪论
EXIT
工程地质条件指的是与工程建设有关的地质因素的综合， 或是工程建筑物所在地质环境的各项因素。这些因素包括: 岩土类型及其工程性质、地质构造、地貌、水文地质、工 程* 动力地质作用和天然建筑材料等方面。
*是一个综合概念，其中的某一项因素不能概括为工程地质 条件，而只是工程地质条件的某一因素。
*直接影响到工程建筑物的安全、经济和正常使用。
人类工程活动与地质环境 相互关系
思考题1
1.地质环境对工程活动的制约作用 2.人类的各种工程活动，又会反馈作用于地质环 境 3.人类的工程活动与地质环境之之间，处于相互 联系、又相互制约的矛盾之中
1. 地球上现有的工程建筑物都建造于地壳表层一定的地质环境中 2. 地质环境包括地壳表层以及深部的地质条件，它们以一定的作
EXIT
工程地质问题指的是工程地质条件与工程建筑物之间所存在 的矛盾或问题。
工程地质条件是自然界客观存在的，能否适应工程建设的需要， 则一定要联系到工程建筑物的类型、结构和规模。
工程地质条件往往有一定的缺陷，对建筑物产生某种影响， 甚至造成灾难性的后果。
因此，一定要将工程地质条件和建筑物这矛盾着的两个方面联 系起来进行分析。不同类型结构和规模的工程建筑物，由于工 作方式和对地质体的负荷不同，对地质环境的要求是不同的。 所以，工程地质问题是复杂多样的。
工程岩土学 物理地质现象 工程地质勘察 区域工程地质学 环境工程地质学
1、土体工程地质研究： （1） 成因和分布规律； （2） 土物质组成、结构特征； （3） 土体分类； （4） 土的物理力学性质的形成、变化规律、测试技术 方法； （5） 土质改良、土体加固。
2、岩体工程地质研究 （1） 岩石类型、岩石物理力学性质； （2） 岩体结构类型，结构面的成因、规模、充填情况、 延续性和级序，特别是软弱结构面； （3） 岩体力学性质及质量评价； （4） 岩体分类。
工程地质学-绪论
工程地质条件 指工程活动的地质环境，它包括岩土类型及性质、地质结构与构造、地形地貌、水文地质、不良地质作用、天然建筑材料等，是一个综合概念。
工程地质条件
岩土类型及性质 地质结构与构造 地形地貌 水文地质条件 不良地质作用（动力地质作用） 天然建筑材料
工程地质问题 指工程地质条件与工程建筑物之间所存在的矛盾或问题。
加拿大特朗斯康谷仓 ——地基整体剪切破坏
比萨斜塔 ——地基不均匀沉降 1173年动工修建，当塔修建至24m高时发生倾斜，一百年后续建该塔至塔顶，建成后塔高54.5m。目前塔北侧沉降一米多，南侧沉降近三米，塔顶偏离中心线约5.54m（倾斜约5.8o）。
圣母教堂 因不均匀下沉使其发生严重倾斜，并成为危房
2001年1月13日，萨尔瓦多发生了7.6级的强震，震中位于Santa Miguel西南60英里。因此在Santa Tecla 造成 山体滑坡，最终导致700多人遇难
Santa Tecla 滑坡
工程跨越活断层时采取应对措施
美国一石油管道工程因在活断层位置安装管道滑移设施，地震造成断层错动而管道安然无恙。
迪拜塔，又称迪拜大厦，位于阿拉伯联合酋长国的迪拜，于2004年9月21日动工，总建筑师是芝加哥SOM公司的亚德里安·史密斯。迪拜塔在2008年9月1日高度达到了688米，160层，成为历史上世界最高的结构建筑。
杭州湾跨海ห้องสมุดไป่ตู้桥
桥墩基础+地基 ？？？
三峡大坝 河谷 基础选址
隧 道 开挖 围岩
数学力学分析法 — 定量分析计算、评价
模型与模拟实验法 — 仿实体演绎
模型实验：如渗流、斜坡、地基渗透变形、洞室稳定等方面都可以进行。 模拟实验：如光弹实验、电网络模拟（欧姆定律—渗流达西定律）、结构的网络模拟等。
工程地质学知识点(word文档物超所值)
第一章绪论1、概念（1）、工程地质学研究人类工程活动与地质环境之间相互制约的关系，以便科学评估，合理利用，有效改进和妥善保护地质环境的科学。
（2）、工程地质条件指工程建筑物所在地区与工程建筑有关的地质环境各项因素的综合。
（3）、工程地质问题工程建筑条件与工程建筑物之间存在的矛盾或问题。
（4）、岩土工程土木工程中涉及岩石、土、地下、水中的部分称岩土工程。
2、简述人类活动与地质环境的关系（1）地质环境对人类活动的制约①影响工程活动的安全②影响工程建筑的稳定性和正常使用（2）人类活动对地质环境的制约（工程活动破坏地质环境）（3）工程活动与地质环境之间的相互制约人类开采矿产会对地质环境造成破坏，形成各类地质灾害。
地质环境影响人类工程活动，比如工程建设必须作地下水保护论证、渗漏评价、地质灾害危险性评估、压覆矿产调查等等3、工程地质条件主要包括哪些？①岩土类型及性质（地层岩性与性质）②地质构造（断层、褶皱、节理等）③地形地貌（平原、丘陵、山区等）④水文地质（地下水成因、埋藏、动态、成分等）⑤不良地质现象（滑坡、岩溶、泥石流等）⑥天然建筑材料（砂砾、石块等）4.工程地质问题主要包括哪些？①区域稳定性问题②地基稳定性问题③斜坡稳定性问题④围岩稳定性问题5. 工程地质学的研究内容和任务是什么？（1）区域稳定性研究与评价—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（2）地基稳定性研究与评价—指地基的牢固，坚实性（3）环境影响评价—指人类活动对环境造成的影响总的来说就是研究工程建设与地质环境的相互制约关系，促使矛盾转化和解决，既保证工程安全，经济，正常使用，又合理开发和利用地质条件6.说明工程地质在土木工程建设中的作用。
建筑场地工程地质条件的优劣直接影响到工程的设计方案类型，施工工期的长短和工程投资的大小，影响基础建设7.何谓不良地质条件？为什么不良地质条件会导致建筑工程事故？对工程建设不利或有不良影响的动力地质现象，如崩塌，滑坡，泥石流等；它们既影响场地稳定性，也对地基基础、边坡工程、地下洞室等具体工程的安全、经济和正常使用不利。
工程地质第一章绪论.
因水库的修建诱发地震在世界范围内多次发生，震级大于6级的就有四 起：1962年3月19日发生于我国广东省新丰江库区的地震（库区主要岩石为 花岗岩），震级6.1级；1963年9月23日发生于赞比亚和津巴布韦交界处的卡 里巴水库库区的地震（库区主要岩石为片麻岩），震级6.1级；1966年2月5 日发生于希腊克里马斯塔库区的地震（库区主要岩石为石灰岩），震级6.3 级；1967年12月10日发生于印度柯依纳库区的地震，震级6.5级；
三峡库区滑坡问题－蓄水
2001年，重庆市云阳县就发生了两次大型滑坡，重庆市武隆 边坡失稳造成79人死亡。国务院已经决定拨款40亿元，用于 三峡库区地质灾害治理。仅重庆就有150多个治理工程。
我国山西大范围煤矿开采给公路的安全营运和新线路的建设均造成极大的问题；
墨西哥的墨西哥城（1910～1981年的70年间最大下沉量达890cm）、我国的上海（ 1921～1965年的41年间市区平均下沉量300cm）、西安、大同等城市均因地下水的大量 开采而造成了地面的大面积下沉，日本全国地面沉降区域达8450km2，80年代以来还在 继续扩大；
在美国城市每天平均排放的废弃物达640万吨，足足可以覆盖1.6km2的土地达3m厚；
台湾基隆河畔某地因修筑高速公路，在河岸旁的山腰处进行开挖，切断了层状岩体 ，导致该地于1974年9月发生滑坡，破坏了周围的村庄、道路，阻断了河流。
上述种种都将使工程建筑活动变得复杂而多变，因而在工程 建设项目的规划、设计和施工中都必须考虑与之有关的一切工程 地质问题。
本章结束
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退出
工程实例
1983年3月7日发生在我国甘肃省东乡自治县洒勒山的大滑坡， 滑动土石体近6000万立方米，滑坡宽近1200m，滑动距离约1600余 米，在约3分钟的时间内冲毁村庄4个、死亡247人；
三峡库区滑坡问题－蓄水
2001年，重庆市云阳县就发生了两次大型滑坡，重庆市武隆 边坡失稳造成79人死亡。国务院已经决定拨款40亿元，用于 三峡库区地质灾害治理。仅重庆就有150多个治理工程。
我国山西大范围煤矿开采给公路的安全营运和新线路的建设均造成极大的问题；
墨西哥的墨西哥城（1910～1981年的70年间最大下沉量达890cm）、我国的上海（ 1921～1965年的41年间市区平均下沉量300cm）、西安、大同等城市均因地下水的大量 开采而造成了地面的大面积下沉，日本全国地面沉降区域达8450km2，80年代以来还在 继续扩大；
在美国城市每天平均排放的废弃物达640万吨，足足可以覆盖1.6km2的土地达3m厚；
台湾基隆河畔某地因修筑高速公路，在河岸旁的山腰处进行开挖，切断了层状岩体 ，导致该地于1974年9月发生滑坡，破坏了周围的村庄、道路，阻断了河流。
上述种种都将使工程建筑活动变得复杂而多变，因而在工程 建设项目的规划、设计和施工中都必须考虑与之有关的一切工程 地质问题。
本章结束
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工程实例
1983年3月7日发生在我国甘肃省东乡自治县洒勒山的大滑坡， 滑动土石体近6000万立方米，滑坡宽近1200m，滑动距离约1600余 米，在约3分钟的时间内冲毁村庄4个、死亡247人；
工程地质学绪论.
处理； ③滑坡迫使工程改线
工程建设 破坏 地质环境 例：抽取地下水引起地面沉降、地面塌陷
工程地质学任务:
研究工程建设与地质环境二者之间的 相互制约关系，促使矛盾转化和解决。 既保证工程安全、经济、正常使用， 又合理开发和利用地质环境。
工程地质工作是通过工程勘察来实现的
提预拟 选论查 出测定 择证明 建影措 场问条 议响施 地题件
• 学习工程地质学基本知识 • 掌握分析和运用地质资料的方法 • 解决实际工程问题
若有不当之处，请指正，谢谢！
22
❖工民建
场地稳定性、地基 承载力及变形问题
❖高层建筑
深基坑开挖、降 水、对环境影响 问题
❖地下工程
洞室围岩 稳定、承 压水的危 害问题
❖道路工程
山区滑坡、 崩塌、泥石流 问题
❖水利工程 渗透问题、 水平抗滑问题
不良地质作用：
指对工程建设 不利或有不良影 响的动力地质作 用。如滑坡、崩 塌、泥石流等。
就工程而言
房屋建筑工程 道路工程 隧道和地下工程 库坝工程
• 就地质环境而言
• 黄土 • 软土 • 粉细砂 • 岩石
7
工程地质学的理论体系
以工程地质条件的研究为基础，以 工程地质问题的分析为核心，以工 程地质评价为目的，以工程地质勘 察为手段。
8
工程建筑包括：
工民建、道桥、水利、港口、铁路等。
各类工程问题：
工程地质学的工作方法： •现场调查 •试验测定 •分析计算 •方案论证 •监测控制 •反演分析 •修改定案
三、学习要求与方法
课程内容： • 基础地质知识 • 岩土的工程地质性质 • 各种类型工程的地质问题 • 工程地质勘察方法 1. 工程地质环境评价
工程建设 破坏 地质环境 例：抽取地下水引起地面沉降、地面塌陷
工程地质学任务:
研究工程建设与地质环境二者之间的 相互制约关系，促使矛盾转化和解决。 既保证工程安全、经济、正常使用， 又合理开发和利用地质环境。
工程地质工作是通过工程勘察来实现的
提预拟 选论查 出测定 择证明 建影措 场问条 议响施 地题件
• 学习工程地质学基本知识 • 掌握分析和运用地质资料的方法 • 解决实际工程问题
若有不当之处，请指正，谢谢！
22
❖工民建
场地稳定性、地基 承载力及变形问题
❖高层建筑
深基坑开挖、降 水、对环境影响 问题
❖地下工程
洞室围岩 稳定、承 压水的危 害问题
❖道路工程
山区滑坡、 崩塌、泥石流 问题
❖水利工程 渗透问题、 水平抗滑问题
不良地质作用：
指对工程建设 不利或有不良影 响的动力地质作 用。如滑坡、崩 塌、泥石流等。
就工程而言
房屋建筑工程 道路工程 隧道和地下工程 库坝工程
• 就地质环境而言
• 黄土 • 软土 • 粉细砂 • 岩石
7
工程地质学的理论体系
以工程地质条件的研究为基础，以 工程地质问题的分析为核心，以工 程地质评价为目的，以工程地质勘 察为手段。
8
工程建筑包括：
工民建、道桥、水利、港口、铁路等。
各类工程问题：
工程地质学的工作方法： •现场调查 •试验测定 •分析计算 •方案论证 •监测控制 •反演分析 •修改定案
三、学习要求与方法
课程内容： • 基础地质知识 • 岩土的工程地质性质 • 各种类型工程的地质问题 • 工程地质勘察方法 1. 工程地质环境评价
工程地质第一章绪论资料
第一章 绪论
工程地质学是研究人类工程建设活动 与自然地质环境相互作用和相互影响的一 门地质科学，它以地学学科的理论为基础， 应用数学、力学的知识与成就和工程学科 的技术与方法来解决与工程规划、设计、 施工和运营有关的地质问题。
（一）构造
（二）土
黄土
膨 胀 土
红粘土
（三）水
（1）建筑物基础的不均匀沉降问题，将导致建筑 物倾斜或开裂；
（2）粘土层在基岩面上的稳定问题；
（3）基岩滑坡问题。
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。
• 矿山工程常遇到的是露天矿边帮及地下巷道的稳 定及涌水、采矿引起地面塌陷问题；
• 水利水电工程的工程地质问题更为复杂多样，除 与其他工程相类似的区域地壳稳定、坝基、边坡 和地下洞室岩土体的稳定问题外，还有库坝区渗 漏、水库库岸稳定、水库淤积、滨库地区浸没、 水库诱发地震等问题；
• 在特种土地区如红土、黄土、淤泥、膨胀土等同 样会遇到特殊的工程地质问题。
• 水利水电工程坝址、坝型及其它水工建筑物的选 择；铁路、桥梁、隧道的选线和施工；软土地基 上修建高层建筑地基基础方案的确定等，无一不 与工程建设地区的地质环境有着密切的关系。
• 如：在坚硬岩基上，常可采用重力坝或重力拱坝 方案；在河流两岸岩性坚硬均一，弹性模量高， 常可采用拱坝方案；在坚硬岩基上如当地建筑土 石料来源丰富，亦可采用土石坝方案。在软岩或 松软土基上，常可采用柔性的土石坝。在淤泥质 软基上修建高层建筑，常可采用桩基或人工加固 地基，或者采用对不均匀沉降适应性较大的箱式 基础及在建筑结构上采用工程加固措施等。
工程地质学-绪论-研究对象和研究任务
按行业 功能 分为
矿业工程 化工冶炼工程 城镇设施工程
国防基地工程
灾害防治及环境保护工程
三峡大坝
坪田隧道
水电站地下厂房
关岭滑坡护坡
人类工程活动的环境影响
—— 指由于人类工程活动产生对地质环境的扰动， 引起地质环境各要素及总体环境效因的变化（如岩 土）物质组成、结构、特性、赋存状态、边界条件 和运动特征等要素）
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
由于不同地区的地质环境不同，工程地质条件 不同，对工程建筑物有影响的地质因素的主次关系 不同。
工程地质问题：工程建筑物与工ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ地质条 件之间所存在的矛盾或问题。
造价 ? 以一定作用影响工程活动的安全
2003年7月1日9时左右， 上海中山南路 847号上海市 音像制品批发交易市场 5层 楼房发生倾斜，主楼裙房倒 塌。据悉，这是正在施工中 的地铁 4号线（浦东南路至 南浦大桥）区间隧道浦西联 络通道发生大量流沙涌入， 引起地面大幅沉降所致。
·影响工程建筑物的稳定和正常使用
人类工程活动和地质环境的相互作用 —— 指一方面人类工程 活动要受地质环境的制约，另一方面地质环境又会受到人类工程活 动的影响，因此，是相互作用，也称双向作用。
动态的，逐次扰动和协调
相互作用方式 可以收敛到相对的和谐 也可能发散、出现失稳势，造成灾害
地质环境对人类工程活动的制约
? 影响工程建筑物的稳定和正常使用 ? 由于某些地质条件不具备而提高了工程的
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。
工程地质学 00绪论
绪论
2.工程地质条件是自然地质历史的产物
一个地方的工程地质条件反映了该地区的 地质发展过程及后生变化，即内、外动力地 质作用的性质和强度。
认识工程地质条件必须从基础地质入手， 了解地区的地质发展历史，各要素的特征及 其组合的规律性。
绪论
3. 工程地质条件要素组成及作用 （1）岩土类型及其工程性质 （2）地形地貌条件 （3）地质结构和地应力 （4）水文地质条件 （5）物理地质作用 （6）天然建筑材料
人类工程活动对地表的改造已达到不 可忽视的程度，到目前为止人类活动 已涉及到地表80％的地区。如在上游 修建梯级电站，改变河流的地质作用； 大规模的砍伐森林造成荒漠化；道路 修建中不合理削坡使坡体稳定性降低； 水库蓄水导致水库诱发地震等等。
绪论
工程活动与地质环境之间的相互制 约：
如在岩土体稳定差的地区修建水 库，造价高，另一方面水库的修建 使近坝、库岸的岸坡的稳定性降低， 尤其水位骤然升降经常引起岸坡失 稳，蓄水引起水库诱发震等等。
绪论
武汉三眼桥十八层大楼倾斜 1995年12月，武汉市三眼桥的一栋十八层住宅楼由于发生倾斜，建设部命令定
向爆破炸毁。总投资三千万元，最大倾斜量达到4.8m。
绪论
三峡工程全称为长江三峡水利枢纽工 程。三峡工程正常蓄水至175m时，三 峡大坝前会形成一个世界上最大的水 库淹没区――三峡库区。
三峡水库将淹没陆地面积632km2， 淹没城市2座、县城11座、集镇116 个，涉及到湖北省夷陵区、秭归县、 兴山县、巴东县和重庆市主城区及 所辖的巫山县、巫溪县、奉节县、 云阳县、万州区、石柱县、忠县、 开县、丰都区、涪陵区、武隆县、 长寿县、渝北区、巴南区、江津市 等。其中秭归、兴山、巴东、巫山、 奉节等9座县城和55个集镇全部淹 没或基本淹没。
工程地质绪论
2. 3. 4. 5.
剥蚀作用 搬运作用 沉积作用 ---从介质中分离出来。 成岩作用 ----随着沉积物的埋深而升温、
加压，发生化学反应。
喀斯特作用（溶蚀作用）
在包气带，地下水 在可溶性岩石的裂 缝中向下渗流，使 裂缝不断加深加宽， 形成石芽，石芽不 断升高。在岩石成 分较纯、岩层巨厚、 岩层倾角平缓的可 溶性岩石地区，石 芽可高达几十米， 远望宛如树林，称 为石林。
《公路工程地质》
张佳
橄榄石
黄铁矿+方解石
黄铁矿FeS2
黄铁矿+水晶
背斜
向斜
3.地下湖
北京石花洞次生化学沉积物景观
汶川滑坡
泥石流
冻土路基变形
图名
比例尺
图例
工程地质课程的主要内容
1 地球的基本知识 2 矿物、岩石 3 地质构造、地质作用 4地貌及第四纪地质 5 地下水 6 工程地质问题 7 工程勘察 8地质图分析
（2）工程地质学的研究对象是工程地质条
件和工程活动的地质环境。它的主要任务是
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 工程地质在学科体系中的位置 专业基础课程
3 .工程地质学研究的具体内容 (1)阐明建筑地区的工程地质条件，并指出对建筑物有利和 不利的因地质学的基本概念
(1)工程地质学作为地质学(研究地球的科学)的一个
分支，是研究与工程规划、设计、施工和运用有关的 地质问题的学科；是地质学与工程学的边缘学科，是 一门应用地质学。 它广泛应用于各类工程，如公路工程、铁路工程、 水电工程、工民建工程、矿山工程、港口工程等。 工程地质学的特点是始终与工程实践紧密联系。
工程地质学-第一章 绪论-2-研究内容和研究方法
分支学科：工程动力地质学 ❖ 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， 勘察技术、方法理论的改进。规范、手册为指南。
分支学科：工程地质勘察 、岩土工程勘察。
❖ 区域工程地质研究
为工程规划设计提供地质依据，进行工程地质 区划
分支学科：区域工程地质学
❖ 环境工程地质研究
地质及工程地质专业，随后又相继在各有关高校设立了工 程地质专业。水文地质及工程地质的科学研究机构也在各 个部门相应建立，并不断得到发展。 南华大学于1995年成立岩土工程专业，2000年正式更名为 土木工程（道路与桥梁工程）专业。
工程地质学科的形成与不断完善
近年来，工程地质学得到很大的发展，突出表现在工程地 质学科系统的逐渐形成。 环境工程地质问题的研究，在国际上得到普遍的重视和快速发 展，它的研究目的是保护环境，指导环境的合理开发，重点是 研究人类工程建设对自然地质环境的影响及其变化的预测，论 证环境保护、治理和评价开发方案的可行性，是工程地质学发 展的新方向。 海洋工程地质学，也是近年来随着石油及海底矿产开采以及港 口工程建设而发展起来的。 建筑材料工程地质、地下工程和地震工程地质等新的分支学科， 也得到了迅速的发展。 水利水电工程地质、铁路工程地质和矿山工程地质等传统学科， 更趋于完善和成熟。 在工程地质应用理论方面，如岩土体工程地质特性、工程地质 学、动力工程地质学、建筑材料等，研究水平有很大的提高。
参考书目
《工程地质学基础》，唐辉明主编，化学工业出版社， 2008年1月.
《工程地质学概论》，李智毅主编，中国地质大学出版社， 1994年10月.
《工程地质学》，孔宪立、石振明主编，中国建筑工业出 版社，2003年1月.
研究勘察方法的选择、工作的布置原则、工作量的分配， 勘察技术、方法理论的改进。规范、手册为指南。
分支学科：工程地质勘察 、岩土工程勘察。
❖ 区域工程地质研究
为工程规划设计提供地质依据，进行工程地质 区划
分支学科：区域工程地质学
❖ 环境工程地质研究
地质及工程地质专业，随后又相继在各有关高校设立了工 程地质专业。水文地质及工程地质的科学研究机构也在各 个部门相应建立，并不断得到发展。 南华大学于1995年成立岩土工程专业，2000年正式更名为 土木工程（道路与桥梁工程）专业。
工程地质学科的形成与不断完善
近年来，工程地质学得到很大的发展，突出表现在工程地 质学科系统的逐渐形成。 环境工程地质问题的研究，在国际上得到普遍的重视和快速发 展，它的研究目的是保护环境，指导环境的合理开发，重点是 研究人类工程建设对自然地质环境的影响及其变化的预测，论 证环境保护、治理和评价开发方案的可行性，是工程地质学发 展的新方向。 海洋工程地质学，也是近年来随着石油及海底矿产开采以及港 口工程建设而发展起来的。 建筑材料工程地质、地下工程和地震工程地质等新的分支学科， 也得到了迅速的发展。 水利水电工程地质、铁路工程地质和矿山工程地质等传统学科， 更趋于完善和成熟。 在工程地质应用理论方面，如岩土体工程地质特性、工程地质 学、动力工程地质学、建筑材料等，研究水平有很大的提高。
参考书目
《工程地质学基础》，唐辉明主编，化学工业出版社， 2008年1月.
《工程地质学概论》，李智毅主编，中国地质大学出版社， 1994年10月.
《工程地质学》，孔宪立、石振明主编，中国建筑工业出 版社，2003年1月.
工程地质学-绪论
问题的根源在于地质勘查、设计与施工相互脱节。
绪论
绪论
地面沉降使桥墩错位
绪论
采空区带来的地质灾害
绪论
工程地质学的任务
研究人类工程活动与地质环境之间的相互制约关系，即是 为工程建筑经济、安全，又能合理开发与保护地质环境， 这是工程地质学的基本任务。 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
绪论
工程地质学研究的主要内容（归纳四点）
➢ 岩土体的分布规律及其工程地质性质的研究 研究岩、土体空间分布特征及其工程地质性质，以及他们
在土木工程建设过程所发生的工程性质变化趋势。 ➢ 不良地质现象及其防治的研究
分析预测建筑区和场地的不良地质现象和问题，以及他们 的发展机制及发展规模，评价他们对工程建筑物和环境的危 害，研究防治不良地质现象的有效措施。 ➢ 工程地质勘查技术的研究
工程地质学-绪论
绪论
绪论
绪论
绪论
绪论
➢ 地质环境对人类工程的制约
1、影响建筑物的稳定和使用； 2、影响建筑物工程活动的安全； 3、由于某些地质条件不具备而提高了工程造价；
➢ 人类活动对地质环境的影响
绪论
重大建筑工程出现灾害性事故的原因
1、工程地质勘查深度不够。 2、设计、施工人员对工程地质勘查资料的认识不足。
查清不同类型的建筑地区和场地的工程地质条件，分析预 测不良地质作用，评价工程地质问题，为设计、施工和运营 提供可靠地质资料。 ➢ 区域工程地质研究
研究区域性工程地质条件的特征和规律，进行工程地质分 区，编制工程地质区划图。
绪论
工程地质学的研究方法
➢ 自然历史分析法（定性分析） ➢ 数学力学分析法（定性定量分析） ➢ 模型模拟实验法 ➢ 工程地质类比法
绪论
绪论
地面沉降使桥墩错位
绪论
采空区带来的地质灾害
绪论
工程地质学的任务
研究人类工程活动与地质环境之间的相互制约关系，即是 为工程建筑经济、安全，又能合理开发与保护地质环境， 这是工程地质学的基本任务。 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
绪论
工程地质学研究的主要内容（归纳四点）
➢ 岩土体的分布规律及其工程地质性质的研究 研究岩、土体空间分布特征及其工程地质性质，以及他们
在土木工程建设过程所发生的工程性质变化趋势。 ➢ 不良地质现象及其防治的研究
分析预测建筑区和场地的不良地质现象和问题，以及他们 的发展机制及发展规模，评价他们对工程建筑物和环境的危 害，研究防治不良地质现象的有效措施。 ➢ 工程地质勘查技术的研究
工程地质学-绪论
绪论
绪论
绪论
绪论
绪论
➢ 地质环境对人类工程的制约
1、影响建筑物的稳定和使用； 2、影响建筑物工程活动的安全； 3、由于某些地质条件不具备而提高了工程造价；
➢ 人类活动对地质环境的影响
绪论
重大建筑工程出现灾害性事故的原因
1、工程地质勘查深度不够。 2、设计、施工人员对工程地质勘查资料的认识不足。
查清不同类型的建筑地区和场地的工程地质条件，分析预 测不良地质作用，评价工程地质问题，为设计、施工和运营 提供可靠地质资料。 ➢ 区域工程地质研究
研究区域性工程地质条件的特征和规律，进行工程地质分 区，编制工程地质区划图。
绪论
工程地质学的研究方法
➢ 自然历史分析法（定性分析） ➢ 数学力学分析法（定性定量分析） ➢ 模型模拟实验法 ➢ 工程地质类比法
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二、工程地质问题：工程地质条件与工程建筑物 之间所存在的矛盾或问题 工程地质条件客观存在，能否适应工程建设 需要，要联系工程建筑物类型、结构、规模。 工民建筑：地基承载力和变形问题 地下洞室：围岩稳定性问题 公路路基：路基承载力和沉降 坝基： 主要渗漏和渗漏稳定性
1.5 地质学与工程地质学的发展
在1964年阿拉斯加地震中，海岸抬升和下沉达数米，许 多地方由于海岸的下沉，肥沃的低地被水淹没
解释：哥尔达板块的海洋地壳一 定有许多活动断层来释放其弹性 应变。哥尔达板块的地壳岩石形 变带随着海岸线延伸到门多西诺 角附近某地区，在那里被西北走 向的圣安德烈斯断层的走滑断层 切断。在这一地区3个构造特征 十分不同的单元相遇，它们是圣 安德烈斯断层、海底的门多西诺 角断层以及卡斯凯迪亚褶皱—逆 冲断带。在这个“三连点”周围 的应力调整对于3个系统中的大 地震的发生一定有影响。
巴东岩石崩塌现场已清理出二十九 具遇难者遗体
"五代同堂"的河南 嵩山世界地质公园
2001年3月首批确定, 连续而完整地出露着 太古代、元古代、古 生代、中生代、新生 代五个地质历史时期 的地层，地层层序清 楚，构造形迹典型， 被地学界称为"五代 同堂"，是一部地球 演化历史的教科书。
清晰地保存着发生在 距今25亿年、18.5亿 年、5.7亿年的3次前 寒武纪全球性地壳运 动形成的沉积间断和 地层角度不整合界面 遗迹，被地质学家称 为"嵩阳运动"、"中 岳运动"和"少林运动 "，成为研究地球发 展早起阶段地壳演化 过程的经典地区之一。
划分为隧道工程和洞室工程
全长36公里 ，08.5.1通车
杭州湾跨海大桥
青岛胶州湾海底隧道
全长7800km，跨海域段约 3.95km,总投资32.98亿元
厦门翔安海底 隧道，工程全 长8.695公里， 总投资31.97 亿元，09年 底建成通车
上海地铁和广州地铁建设拉开了中国地铁建筑的序幕
郑州在进行……
l 近代：18世纪中—20世纪初 发展并涌现出一批地质学家，建立了地质年代表，确立 了地质学的基本原理和方法。 **英国 莱伊尔（Charles Leyll）1795-1875,巨著《地质学原 理》，“古今一致性”，“将今论古”观点。 **英国 史密斯（Willian Smith）1769—1832,开拓运河过程 获得大量化石,制订出世界第一张系统地层年代表. l 现代:20世纪初—现代 建立了以大陆漂移—海底扩张--板块构造学说为标志的系 统的地质学理论,观点,方法,地质应用科学得到很大发展. **德国 魏格纳 A.F Wegener 1880—1930,探险家和地球物理 学家,1பைடு நூலகம்15年《大陆和海洋的形成》，系统介绍了大陆漂移 学说，引发了70年代的地学革命。
1992年门多西诺角俯冲板片的逆掩使海岸抬升 1.2米 地形抬升造成一些潮汐植物死亡；此照 片摄于地震6周之后的德弗尔斯
中国：工程地质的50年
l l l 50年代 60年代（62年—78年） 78年—现在 葛洲坝水电站勘察不足仓卒动工 后来发现：坝基白垩纪 红土层中夹有多层软岩和泥 化夹层，缓倾下游，严重威 胁大坝的抗滑稳定性。
地质力学创始人李四光 成绩:古生物学、冰川学研究。 对第四纪冰川遗迹的研究推翻了过去 的“中国无第四纪冰川”的断言。
在地质学理论的研究上，最重要的工作是创建了 地质力学。他运用力学的观点研究地壳运动与矿产分 布规律，把各种构造看作是地应力作用的结果。对于 中国东部地区的地质特点，认为新华夏构造体系的3个 沉降带具有广阔的找油前景，从而否定了“中国贫油” 的观点。
人类活动环境与地质环境之间的关系：
1. 表现为地质环境对工程环境的制约作用 研究建筑场地的工程地质环境，尤其是对建 筑物有严重制约作用的地质作用和现象。
2. 人类的各种工程活动，又反馈作用于地质环境，使 自然地质条件发生变化，影响建筑物的稳定性和正常 使用。甚至威胁人类生活。
人类的工程活动与地质环境相互联系，相互制约。 研究其关系，促使二者矛盾的转化和解决，形成 了工程地质学的基本任务。
1.3
工程地质条件和工程地质问题
一、工程地质条件:与工程建设有关的地质因素的综合,或 者说是工程建筑物所在地质环境的各项因素.综合概念
包括:1、岩土类型及工程性质 2、地质构造 3、地貌 4、水文地质 5、工程动力地质作用 6、天然建筑材料等方面
地质因素----具体分析，明确主次，指出对工程有利和不 利的一面。
云台山世界地质公园
认识欣赏我们生活的环境,保护环境.
形成于距今约14亿年～3亿年间 的中元古界蓟县系云梦山组—上 石炭统太原组地层，出露系统而 完整；有太古界—早元古界基底， 还有典型的构造遗迹，诸如基底 太古界片麻杂岩构造，早元古界 表壳岩的底僻穹窿构造，盖层的 超覆构造，韧性剪切带构造，韧 -脆性变形构造，脆性断裂构造， 单面山构造，以及盖层中的垮塌 构造，滑坡构造等。尤其是新构 造运动遗迹，遍布园区各处，十 分典型。 始于2300万年前的喜马拉雅运动 使得云台山区进一步抬升，形成 现今的地貌景观。
张家界世界地质公园
•占地总面积3600 平方公里 •主要地质遗迹类型:砂岩峰 林地貌、岩溶洞穴。 •地质状况:出露泥盆纪（距 今3.5亿～4亿年）厚层石英 砂岩,由于岩层产状平缓,垂 直节理发育,受后期地壳运 动抬升，重力崩塌及雨水 冲刷等内外地质动力作用 的影响，形成了奇特的砂 岩峰林地貌景观.发育在三 叠纪石灰岩中的溶洞景观。
2011 年1－3 月，地质灾 害93 起，其中滑坡26 起、 崩塌30 起、泥石流2 起、 地面塌陷32 起、地裂缝 2 起、地 面沉降1 起。直接经济 损失4.54 亿元，
人类的活动环境与地质环 境相互依存，相互制约保 护自然环境 ,了解地质知 识
2009.7.11重庆潭獐峡突发山 洪14名驴友遇难
典型的顺层滑坡破坏特征，变 形模式为滑移-拉裂。基岩为厚 层砂岩夹薄层粉砂质泥岩或泥 质粉砂岩 重庆万梁高速公路 贵州省纳雍县岩脚寨基岩顺层滑坡 事故发生的直接原因是隧道洞口 长晋高速公路岩质顺层滑坡 潭邵高速公路顺层滑坡 边坡岩体在长期表生地质作用下，
受施工爆破动力作用，致使边坡 岩石沿原生节理面与母岩分离， 在其自身重力作用下失稳向坡外 滑出，岩体瞬间向下崩塌解体， 造成事故发生。
按照现有规划，今年我国将建成地铁480公里，2020年总 里程将达6100公里。2010至2015年地铁建设投资规划额将 达11568亿元，将是今年的5.93倍。 是什么激发了城市的地铁建设热情？ 年GDP总量要在一千亿，三百万人口、财政收入一百 亿的前提下才能申请。
岩土工程、结构工程、市政工程 结构工程
1.2 工程地质学的基本任务和研究方法 一、基本任务 1、区域稳定性研究与评价：由内力地质作用引起的断裂活 动、地震对工程稳定性的影响 2、地基稳定性研究与评价:地基的牢固、坚实性 3、环境研究和评价：人类工程活动对环境造成的影响 具体
1、评价工程地质条件，阐明对建筑物的有利与不利，选取建筑场地， 合适建筑型式； 2、从地质条件与建筑相互作用出发，论证发生地质灾害的可能性、规 模和趋势； 3、防治、改善工程地质条件，加固土岩体、地下水的方案； 4、研究岩体（土）分类 5、研究人类工程活动与地质环境之间的相互作用与影响。
工程地质学
郑州大学土木工程学院 闫富有
绪论
1.1地质学与工程地质学
研究对象:地球,主要是地球的上层—地壳（平均33KM） •物质组成—矿物学,岩石学,地球化学 •地壳及地球的构造特征:空间分布 --构造地质学,区域地质学等 •地球历史,生物演变—古生物学,地史学等 •指导探测矿产资源—矿床学、煤田地质学、石油地质学 等 地质学：是研究地球(地壳)的物资成分、内部构造、表 面特征及地球演变历史的一门科学。 手段和方法：地表表面现象分析、自然地质现象分析推测， 地壳钻探探测，其他物理化学手段分析。
土力学
基础工程
岩土工程 地下工程
工程地质
地下建筑结构
岩石力学
地下工程施工
隧道工程 地基处理与基坑工程
岩土工程 geotechnical engineering
Geotechnical engineering is the evaluation of response of soils and rocks to changes brought about by a wide range of conditions including， loading by foundations，forming cuttings and embankments，tunnelling，retaining walls and slope stabilisation。
地上、地下和水中的各类工程统称土木工程。 土木工程中涉及岩石、土、地下水的部分称岩土工程。
城市地下空间与地下工程
以城市地下空间为主体，研究地下空间开发利用过程中 的各种环境岩土工程问题，地下空间资源的合理利用策 略，以及各类地下结构的设计、计算方法和地下工程的 施工技术（如浅埋暗挖、盾构法、冻结法、降水排水法、 沉管法、ＴＢＭ法等）及其优化措施等等。
1.6 土木工程的基本要求
地基与基础的概念 地基的承载力 基础的沉降满足要求 整体稳定性要求
学习方法：产生学习兴趣，理解基本概念，辨认矿 物和岩石,读懂分析地质勘察报告.。
主要内容 1、地壳的物质组成 2、地质年代 3、地质构造：岩层产状，褶皱，节理、断层等 4、地下水 5、地表地质作用 6、岩土工程地质分级与分类 7、工程地质勘探
上海大宁商业中心 （邻近地铁隧道侧上方）
从力学角度地下工程与结构工程的不同
• 工程受力特点不同 地面工程先有结构后有荷载；地下工程先有荷载后有结构。 • 工程材料的不确定性 地面工程：多为人工材料，如钢筋混凝土，砖等；地下工程 是围岩。 • 工程荷载的不确定性 地面工程荷载及其变异值较小；围岩即使承载优势荷载，与 支护结构相互作用，难以估计。 • 破坏模式的不确定性 地下结构破坏模式难以确定，与多种因素有关。 • 地下工程信息的不完备性