工程地质全套ppt课件完整版教程
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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。
地质工程课件42页PPT文档
понедельн
一、暂时流水地质作用
暂时流水
坡面片流 洪流
雨水及 雪融水
作用型式
坡面片流→ 洗刷、搬运作用 洪 流→ 冲刷、搬运作用
坡面水дельн
坡积层矿物成分与基岩
无关，覆盖于其他岩石
之上，残积与之相反
短距离 坡积层
搬运松
散堆积
✓稳定性决定因素 ：下卧基岩
понедельн
2. 岩溶的发育规律
1）与可溶性岩层的成分有关： 2）与水的径流条件和水质有关： 3）与地质构造和构造运动有关：
понедельн
4）其分布具有垂直分带（成层）特征： Ⅰ垂直循环带（包气带）Ⅱ 季节循环带（过渡带） Ⅲ 水平循环带（饱水带）Ⅳ 深循环带。
понедельн
6.3.4岩溶地区的主要工程地质问题
понедельн
•岩溶与土洞的处理
✓1．挖填：褥垫法 ✓2．跨盖：用长梁式基础或桁架式基
础或刚性大平板；
✓3．灌注：灌水泥浆、水泥粘土混合
材料、砂或砂砾等；
понедельн
•岩溶与土洞的处理
✓4 ．排导： ✓5．特殊基础形式：
понедельн
6.4.2 滑坡
一、滑坡及滑坡过程 是斜坡的土体或岩体在重力作用下失去原有的稳定 状态，沿着斜坡内某些滑动面（滑动带）作整体向 下滑动的现象。
✓✓向坡可粒积坡能度层的脚坡无成的工逐积 关分破程渐层 ，：坏问变矿 覆分情题细物 盖选况：，成 于微稳无分其弱定层与他，性理基岩坡问或岩石上题 ✓✓局、工产不部程状均防层之：匀治理上厚沉措，度降施残不问：积大题薄与，的之不可相均挖反匀除，，
在厚形的式斜先坡加的固低或洼采部用分特较殊厚的基础
坡积层
工程地质(课件)第三章地质构造全篇
19/63
内力和外力地质作用的关系：
内力地质作用决定地表的基本形态和内部 构造——地表形态的塑造者
外力地质作用破坏和重塑地表形态——地表 形态的雕刻者 地壳上升时，遭受剥蚀。 地壳下降时，接受沉积。
20/63
第二节 地质年代
• 绝对年龄：通过放射性元素蜕变周期测定。适用
于岩浆岩、变质岩地区。钾-氩、铀-铅和碳-14。
走向(strike)：岩层面和 任一假想水平面交线的延 伸方向。
倾向(dip)：岩层的倾斜 方向。与走向线垂直。只 有一个。
倾角(dip angle)：岩层层 面与水平面的最大锐角。
35/63
产状三要素(elements of attitude)
表示方法 ： 岩层产状一般用方位角表
示，通常格式是： 走向南西200°，倾角南东
15/63
我国干湿地区划分图 16/63
潮湿气候区：河流、湖泊、地下水发育，风化 彻底。如东南沿海。
干旱气候区：暴雨，风力强，咸水湖。 如西北高原。
冰冻气候区：气温低，蒸发量小，生物稀少， 冰川盘踞。如两极和高山地区。
17/63
中国地势分布示意图
18/63
大陆以剥蚀为主，海洋以沉积为主。 山区以剥蚀为主，平原以沉积为主。
地震作用(earthquake)
地内机械能突 然释放，以弹性 波的形式传播到 地表引起猛烈冲 击。
汶川地震
7/63
岩浆作用（magmatism）
岩浆形成、运动、 演化、冷凝。
8/63
变质作用(metamorphism)
在高温、高压并有化学物质参与下，岩石发 生成分、结构构造的变化，生成新的岩石。
25/63
2. 岩浆岩与围岩接触关系
内力和外力地质作用的关系：
内力地质作用决定地表的基本形态和内部 构造——地表形态的塑造者
外力地质作用破坏和重塑地表形态——地表 形态的雕刻者 地壳上升时，遭受剥蚀。 地壳下降时，接受沉积。
20/63
第二节 地质年代
• 绝对年龄：通过放射性元素蜕变周期测定。适用
于岩浆岩、变质岩地区。钾-氩、铀-铅和碳-14。
走向(strike)：岩层面和 任一假想水平面交线的延 伸方向。
倾向(dip)：岩层的倾斜 方向。与走向线垂直。只 有一个。
倾角(dip angle)：岩层层 面与水平面的最大锐角。
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产状三要素(elements of attitude)
表示方法 ： 岩层产状一般用方位角表
示，通常格式是： 走向南西200°，倾角南东
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我国干湿地区划分图 16/63
潮湿气候区：河流、湖泊、地下水发育，风化 彻底。如东南沿海。
干旱气候区：暴雨，风力强，咸水湖。 如西北高原。
冰冻气候区：气温低，蒸发量小，生物稀少， 冰川盘踞。如两极和高山地区。
17/63
中国地势分布示意图
18/63
大陆以剥蚀为主，海洋以沉积为主。 山区以剥蚀为主，平原以沉积为主。
地震作用(earthquake)
地内机械能突 然释放，以弹性 波的形式传播到 地表引起猛烈冲 击。
汶川地震
7/63
岩浆作用（magmatism）
岩浆形成、运动、 演化、冷凝。
8/63
变质作用(metamorphism)
在高温、高压并有化学物质参与下，岩石发 生成分、结构构造的变化，生成新的岩石。
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2. 岩浆岩与围岩接触关系
2024年度《工程地质学》ppt课件
《工程地质学》ppt课 件
2024/3/23
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
2024/3/23
2
01
工程地质学概述
2024/3/23
3
工程地质学定义与发展
2024/3/23
土洞是发育在可溶岩的上覆土层中， 具有空洞的穴状空间。土洞的形成是 地表水和地下水在土体中潜蚀和冲刷 的结果。
软土
软土是指滨海、湖沼、谷地、河滩沉 积的天然含水量高、孔隙比大、压缩 性高、抗剪强度低的细粒土。具有天 然含水量高、天然孔隙比大、压缩性 高、抗剪强度低、固结系数小、固结 时间长、灵敏度高、扰动性大、透水 性差、土层层状分布复杂、各层之间 物理力学性质相差较大等特点。
15
地下水类型及特征
潜水
埋藏在地表以下第一个 稳定隔水层以上的重力 水，具有自由水面，无
压水。
2024/3/23
承压水
埋藏并充满两个稳定隔 水层之间的重力水，具 有承压性质，有压水。
裂隙水
赋存于基岩裂隙中的地 下水，其运动复杂，水 量变化大，与大气降水
关系密切。
16
岩溶水
赋存于可溶性岩石的溶 蚀裂隙和溶洞中的地下 水，水量丰富，运动复
地球物理勘探技术
利用物探方法，如重力、磁法、电法、地震等，间接推断地下岩 土层的性质、结构和构造。
25
工程地质原位测试技术
载荷试验
在岩土层上施加荷载，观测其变形和破坏过程，确定岩土层的承载 力和变形模量等参数。
旁压试验
利用旁压仪对岩土层施加侧向压力，观测其变形和破坏情况，了解 岩土层的侧向承载力和变形特性。
2024/3/23
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
2024/3/23
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01
工程地质学概述
2024/3/23
3
工程地质学定义与发展
2024/3/23
土洞是发育在可溶岩的上覆土层中， 具有空洞的穴状空间。土洞的形成是 地表水和地下水在土体中潜蚀和冲刷 的结果。
软土
软土是指滨海、湖沼、谷地、河滩沉 积的天然含水量高、孔隙比大、压缩 性高、抗剪强度低的细粒土。具有天 然含水量高、天然孔隙比大、压缩性 高、抗剪强度低、固结系数小、固结 时间长、灵敏度高、扰动性大、透水 性差、土层层状分布复杂、各层之间 物理力学性质相差较大等特点。
15
地下水类型及特征
潜水
埋藏在地表以下第一个 稳定隔水层以上的重力 水，具有自由水面，无
压水。
2024/3/23
承压水
埋藏并充满两个稳定隔 水层之间的重力水，具 有承压性质，有压水。
裂隙水
赋存于基岩裂隙中的地 下水，其运动复杂，水 量变化大，与大气降水
关系密切。
16
岩溶水
赋存于可溶性岩石的溶 蚀裂隙和溶洞中的地下 水，水量丰富，运动复
地球物理勘探技术
利用物探方法，如重力、磁法、电法、地震等，间接推断地下岩 土层的性质、结构和构造。
25
工程地质原位测试技术
载荷试验
在岩土层上施加荷载，观测其变形和破坏过程，确定岩土层的承载 力和变形模量等参数。
旁压试验
利用旁压仪对岩土层施加侧向压力，观测其变形和破坏情况，了解 岩土层的侧向承载力和变形特性。
《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。
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
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
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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。
大学课程《工程地质与土力学》教学PPT课件：项目二 地质构造
• 岩层产状要素需用地质罗盘测量
• 1．测走向 • 将罗盘的长边与岩层面贴触，并使罗盘放水平（水准气泡居中），此时罗盘
长边（或边）与岩层的交线即为走向线，磁针（无论南针或北针）所指的度 数即为所求的走向。 • 2．测倾向 • 把罗盘的极指向岩层层面的倾斜方向，同时使罗盘的短边（或与东西方向平 行的边）与层面贴触，罗盘放水平，气泡居中，此时北针所指的度数即为所 求的倾向。 • 3．测倾角 • 将罗盘侧立，以其长边（即边）紧贴层面，并与走向线垂直，然后转动罗盘 背面的旋钮，使下刻度盘的活动水准气泡居中，倾角指针所指的度数即为倾 角大小。 • 4．岩层产状要素的表示方法 • 在野外记录或报告中，图2.4中岩层的走向、倾向、倾角可写成40°、、、 ∠38°。在地质图上，岩层的产状用符号“⊥35°”表示，长线表示走向， 短线表示倾向，数字表示倾角。长短线必须按实际方位画在图上。
造运动、岩浆活动、变质作用和地震等。
• 构造运动在内力地质作用中常起主导作用，它可分为水平运动和垂直运动。
褶皱构造与断裂构造形成示意图 (a)岩层的原始状态； (b)岩层弯曲产生褶皱构造；
展成断裂构造
(c)褶皱进一步发
任务二 地质年代
• 绝对地质年代主要是根据保存在岩层中的放射性元素蜕变的速度特征产物来 确定。
任务三 岩层产状
• 岩层产状三要素 • 1．走向：岩层面与水平面的交线称为走向线。 • 2．倾向 • 岩层面上与走向线垂直并沿倾斜面向下所引的直线称为倾斜线，
倾斜线在水平面上投影。
• 3．倾角 • 倾角是岩层面与水平面所夹的最大锐角（或二面角）。
岩层产状要素图 AOB走向线；OD倾向线； OD'倾斜线 在水平面上的投 影，箭头方向为倾向； 倾 角向表示岩层的倾斜方向。
(2024年)《工程地质学》全册配套完整教学课件pptx
9
岩石和土体物理力学性质
密度与重度
表示岩石和土体的质量分布特 征，影响工程荷载计算。
2024/3/26
孔隙率与孔隙比
反映岩石和土体的密实程度， 影响工程稳定性和渗透性。
含水量与饱和度
表示岩石和土体中水的含量及 状态，影响工程强度和稳定性 。
压缩性与抗剪强度
反映岩石和土体在受力作用下 的变形和破坏特性，是工程设
工程地质学定义
研究工程建设与地质环境相互作用关 系的科学。
研究对象
研究工程建设中遇到的各种地质问题 ，如地基稳定性、边坡稳定性、地下 洞室稳定性等。
4
工程地质学发展历史及现状
发展历史
工程地质学起源于19世纪末，随着 工程建设规模的扩大和地质环境问题 的日益突出，逐渐发展成为一门独立 的学科。
现状
目前，工程地质学已经成为土木工程 、水利工程、交通工程等工程建设领 域的重要基础学科，为保障工程建设 的安全和经济性发挥着重要作用。
工程地质勘探
包括工程地球物理勘探、钻探和坑探工程等内容
2024/3/26
实验室或现场试验
获得工程地质设计和施工参数，定量评价工程地质条件和工程地质问 题的手段
长期观测
用专门的观测仪器对建筑区不良的地质因素进行长时期的重复测量的 工作
25
工程地质评价原则和方法探讨
区域稳定性评价
场地内岩土体的稳定性，区域环境稳 定性，区域地壳稳定性
生物措施
对于规模较大、危害严重的不良地质现象，可以采取 搬迁避让的措施来保障人民生命财产安全。
避让措施
通过植树造林、种草等生物措施来保持水土，改善生 态环境，减少水土流失和滑坡、泥石流等灾害的发生 。
2024/3/26
岩石和土体物理力学性质
密度与重度
表示岩石和土体的质量分布特 征，影响工程荷载计算。
2024/3/26
孔隙率与孔隙比
反映岩石和土体的密实程度， 影响工程稳定性和渗透性。
含水量与饱和度
表示岩石和土体中水的含量及 状态，影响工程强度和稳定性 。
压缩性与抗剪强度
反映岩石和土体在受力作用下 的变形和破坏特性，是工程设
工程地质学定义
研究工程建设与地质环境相互作用关 系的科学。
研究对象
研究工程建设中遇到的各种地质问题 ，如地基稳定性、边坡稳定性、地下 洞室稳定性等。
4
工程地质学发展历史及现状
发展历史
工程地质学起源于19世纪末，随着 工程建设规模的扩大和地质环境问题 的日益突出，逐渐发展成为一门独立 的学科。
现状
目前，工程地质学已经成为土木工程 、水利工程、交通工程等工程建设领 域的重要基础学科，为保障工程建设 的安全和经济性发挥着重要作用。
工程地质勘探
包括工程地球物理勘探、钻探和坑探工程等内容
2024/3/26
实验室或现场试验
获得工程地质设计和施工参数，定量评价工程地质条件和工程地质问 题的手段
长期观测
用专门的观测仪器对建筑区不良的地质因素进行长时期的重复测量的 工作
25
工程地质评价原则和方法探讨
区域稳定性评价
场地内岩土体的稳定性，区域环境稳 定性，区域地壳稳定性
生物措施
对于规模较大、危害严重的不良地质现象，可以采取 搬迁避让的措施来保障人民生命财产安全。
避让措施
通过植树造林、种草等生物措施来保持水土，改善生 态环境，减少水土流失和滑坡、泥石流等灾害的发生 。
2024/3/26
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。
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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。
工程地质学课件PPT
2、力学强度降低，压缩性变大。
12
风化壳垂直剖面
岩石风化后的产物在地 表形成的个不连续的岩土层 称为风化壳(crust of weathering).
土壤 残积层
半风化 岩石
基岩
13
岩石风化程度划分：
岩土工程勘察规范（GB 50021—2001） 和《 建筑地基基础设计规范》（GB 50007—2002）的 划分方案：全、强、中、微、未风化带.
时间增长强度能部分恢复的性能。
51
52
膨胀土(expansive soil)：
是种富含亲水性黏土矿 物,且随含水量的增减体积 发生显著胀缩变形的硬塑性 黏土.
分布：
全国。云南、广西、贵州、 湖北最具代表性。一般位于 山前丘陵地区或河谷高阶地 上。
图 3-27 因外墙基土收缩、基础 向外扭转,墙体呈水平裂缝
洪积层外围的细碎屑沉积地段， 在沉积过程中受到周期性的干燥， 粘土颗粒凝聚并析出可溶岩时， 则洪积层结构较牢固承载力比较 高。上述两地段之间过度地带， 由于经常有地下水溢出，土质弱， 承载力低，作为建筑物地基时应 慎重对待。
山前洪积扇剖面图
4
26
河流侵蚀作用方式：以机械磨蚀为主, 化学蚀为辅.
河流侵蚀作用方向： 下蚀
4
第节 风化作用及残积土
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
5
物理风化 (physical weathering)
• 温差风化
球状风化图解
6
摄于三峡工程工区
46
12
风化壳垂直剖面
岩石风化后的产物在地 表形成的个不连续的岩土层 称为风化壳(crust of weathering).
土壤 残积层
半风化 岩石
基岩
13
岩石风化程度划分：
岩土工程勘察规范（GB 50021—2001） 和《 建筑地基基础设计规范》（GB 50007—2002）的 划分方案：全、强、中、微、未风化带.
时间增长强度能部分恢复的性能。
51
52
膨胀土(expansive soil)：
是种富含亲水性黏土矿 物,且随含水量的增减体积 发生显著胀缩变形的硬塑性 黏土.
分布：
全国。云南、广西、贵州、 湖北最具代表性。一般位于 山前丘陵地区或河谷高阶地 上。
图 3-27 因外墙基土收缩、基础 向外扭转,墙体呈水平裂缝
洪积层外围的细碎屑沉积地段， 在沉积过程中受到周期性的干燥， 粘土颗粒凝聚并析出可溶岩时， 则洪积层结构较牢固承载力比较 高。上述两地段之间过度地带， 由于经常有地下水溢出，土质弱， 承载力低，作为建筑物地基时应 慎重对待。
山前洪积扇剖面图
4
26
河流侵蚀作用方式：以机械磨蚀为主, 化学蚀为辅.
河流侵蚀作用方向： 下蚀
4
第节 风化作用及残积土
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
5
物理风化 (physical weathering)
• 温差风化
球状风化图解
6
摄于三峡工程工区
46
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透明度：光线透过矿物的程度，有 透明、半透明、不透明
透明
2020/5/15
半透明
不透明
5）硬度(hardness)
硬度：矿物新鲜面抵抗外力刻划的能力，分为摩氏十 级。在野外用指甲(2～2.5)、小刀（5～5.5)、瓷器碎 片(6—6.5)、石英（7）等进行粗略测定。
硬度 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 标准矿物 滑石 石膏 方解石 萤石 磷灰石 正长石 石英 黄玉 刚玉 金刚石
杏仁状构造
2020/5/15
6）常见的岩浆岩类型
2020/5/15
2020/5/15
酸性岩浆岩
花岗岩
矿物成分 石英、长石 结构 全晶质结构 构造 块状构造
中性岩浆岩
闪长岩
矿物成分 长石、云母 结构 全晶质结构 构造 块状构造
2020/5/15
2020/5/15
基性岩浆岩
玄武岩
矿物成分 橄榄石、辉石 结构 斑状结构 构造 流纹状构造
任务一 矿物和岩石
任务描述
一、矿物 二、岩石
2020/5/15
一、矿物
1
矿物的概念
2
矿物的物理性质
3
常见的造岩矿物
2020/5/15
1、矿物的概念
❖ 矿物：是指在各种地质作用中所形成的天然单 质元素或化合物。已发现的矿物有3000多种， 造岩矿物仅30余种，如石英、长石等。
成因分类
描述
原生矿物 岩浆冷凝结晶形成的矿物
2020/5/15
3）条痕(streak)
条痕：矿物粉末的颜色
赤铁矿
辰砂, 赤色硫化水银 黄铁矿
2020/5/15
4）光泽(luster)
光泽：矿物表面反射光线的强弱强度， 金属光泽和非金属光泽（丝绢、油脂、 蜡状、土状光泽）
金属光泽
丝绢光泽
油脂光泽
土状光泽
2020/5/15
5）透明度(transparency)
2020/5/15
6）解理与断口
解理与断口：矿物受外力打击后，破裂面呈现的性质
解理或断口
特征
一组
示例
云母
解理
断口
二组 三组 贝壳状 土状 锯齿状 参差状
长石 方解石 石英 高岭土 自然铜 磷灰石
2020/5/15
3、常见的造岩矿物
2020/5/15
3、常见造岩矿物
方解石晶簇
钟乳石
透石膏晶簇
层解石晶簇
原生矿物受到各种外力作用( 次生矿物 如风化作用、沉积作用)后形
成的矿物
变质矿物 是变质作用形成的矿物
举例 橄榄石、云母、长 石、石英等
粘土矿物、方解石
红柱石、石榴子石
2、矿物的物理性质
2020/5/15
1）形状
单体形状
柱
片状
板
状
状
2020/5/15
纤维状
1）形状
集合体形状
粒状
放射状
晶
簇
2020/5/15
波痕
泥裂
2020/5/15
雨痕
生物印模
结核
2020/5/15
Diorite 闪长岩（全晶质）
Diabase Porphyry 辉斑岩（半晶质）
Obsidian 黑耀 岩（非晶质）
2020/5/15
4）岩浆岩的结构
按晶粒大小分：显晶质和隐晶质
显晶质 2020/5/15
隐晶质 31
5）岩浆岩的构造
块状构造、流纹状构造、 气孔和杏仁状构造
块状构造
流纹状构造
气孔状构造
❖ 七大造岩矿物：石英、正（斜）长石、白 云母（浅色）；橄榄石、辉石、角闪石、 黑云母（暗色）
❖SiO2 的含量： SiO2是最重要的氧化物，酸 性岩（ >65%）；中性岩（ 55~65 % ） ；基性岩（ 45~55 % ）；超基性岩（< 45 % ）
2020/5/15
4）岩浆岩的结构
按矿物结晶程度分：全晶质 半晶质 非晶质
2020/5/15
石笋
3、常见造岩矿物
伊利石（粘土矿物）
玛瑙
高岭石（粘土矿物）
孔雀石
红柱石
2020/5/15
3、常见造岩矿物
绿柱石
2020/5/15
3、常见造岩矿物
2020/5/15
2020/5/15
二、岩石
1
岩石概述
2
岩浆岩
3
沉积岩
4
变质岩
5 三大岩类的相互转化
1、岩石概述
岩石是天然产出的具稳定外型的矿物或玻璃集合体 岩石按成因分成三大类：岩浆岩、沉积岩和变质岩 岩石是构成地壳和上地幔的物质基础，也是人类工 程建筑物的地基和原材料
深成岩：岩基，岩株
侵入浅 岩成岩：岩盘岩（床盆，），
岩墙，岩脉
岩盘
2020/5/15
岩脉
岩床 捕虏体 岩 基
岩脉 岩株
2）岩浆岩的产状
岩墙
岩脉
岩基
2020/5/15
2）岩浆岩的产状
熔岩被（熔岩流）
喷出 中 裂岩 心 隙式 式喷 喷岩 发 发流 ： ：
熔岩锥（火山锥）
2020/5/15
3）岩浆岩的矿物成分
2020/5/15
2）沉积岩的物质成分
碎屑 矿物
泥质 矿物
化学结 晶矿物
生物和 有机质
2020/5/15
3）沉积岩的结构
碎屑 结构
泥质 结构
结晶 结构
生物 结构
2020/5/15
4）沉积岩的构造
2020/5/15
层理构造
水平层理、斜层理、交错层理
2020/5/15
层面构造
波痕、泥裂、生物印模
2020/5/15
2、岩浆岩(magmatic rock)
岩浆岩 ：岩浆侵入地壳或喷出地表 冷却后形成的岩石，又叫火成岩。
2020/5/15
1）岩浆岩的成因
侵入活动：岩浆上升 未达地表即已冷凝 （侵入岩） 喷出活动：岩浆沿构 造裂隙上升，由火山 通道喷出地表 （喷出岩）
2020/5/15
2）岩浆岩的产状
2）颜色（colour）
自色：矿物自身所固有的颜色
橄榄石
孔雀石
黄铁矿
2020/5/15
2）颜色（colour）
他色：矿物中混入了少量杂质所引起的
2020/5/15
The Many Colors of Fluorite
（萤石的各种颜色）
2）颜色（colour）
假色：矿物内部的裂隙或表面的氧化膜 对光的折射、散射造成的
超基性性岩浆岩
橄榄岩
Байду номын сангаас
矿物成分 橄榄石、辉石
结构 全晶质结构 构造 块状构造
3、沉积岩(sedimentary rock)
2020/5/15
1）沉积岩的形成过程
2020/5/15
2）沉积岩的物质成分
1、碎屑矿物：原生矿物，物理风化后的产物，如 石英、长石、白云母等，抗风化强、较稳定。 2、粘土矿物：化学风化的产物，如高岭石、蒙脱 石、水云母等，颗粒较细，在海洋或湖泊中沉积。 3、化学沉积矿物：是从真溶液或胶体溶液中沉淀 出来的或是由生物化学沉积作用形成的矿物，如方 解石、白云石、岩盐、铁和锰的氧化物或氢氧化物 等。 4、有机物质及生物残骸：由生物残骸经有机化学 变化而成，如贝壳、珊瑚礁、泥炭、石油等。
透明
2020/5/15
半透明
不透明
5）硬度(hardness)
硬度：矿物新鲜面抵抗外力刻划的能力，分为摩氏十 级。在野外用指甲(2～2.5)、小刀（5～5.5)、瓷器碎 片(6—6.5)、石英（7）等进行粗略测定。
硬度 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 标准矿物 滑石 石膏 方解石 萤石 磷灰石 正长石 石英 黄玉 刚玉 金刚石
杏仁状构造
2020/5/15
6）常见的岩浆岩类型
2020/5/15
2020/5/15
酸性岩浆岩
花岗岩
矿物成分 石英、长石 结构 全晶质结构 构造 块状构造
中性岩浆岩
闪长岩
矿物成分 长石、云母 结构 全晶质结构 构造 块状构造
2020/5/15
2020/5/15
基性岩浆岩
玄武岩
矿物成分 橄榄石、辉石 结构 斑状结构 构造 流纹状构造
任务一 矿物和岩石
任务描述
一、矿物 二、岩石
2020/5/15
一、矿物
1
矿物的概念
2
矿物的物理性质
3
常见的造岩矿物
2020/5/15
1、矿物的概念
❖ 矿物：是指在各种地质作用中所形成的天然单 质元素或化合物。已发现的矿物有3000多种， 造岩矿物仅30余种，如石英、长石等。
成因分类
描述
原生矿物 岩浆冷凝结晶形成的矿物
2020/5/15
3）条痕(streak)
条痕：矿物粉末的颜色
赤铁矿
辰砂, 赤色硫化水银 黄铁矿
2020/5/15
4）光泽(luster)
光泽：矿物表面反射光线的强弱强度， 金属光泽和非金属光泽（丝绢、油脂、 蜡状、土状光泽）
金属光泽
丝绢光泽
油脂光泽
土状光泽
2020/5/15
5）透明度(transparency)
2020/5/15
6）解理与断口
解理与断口：矿物受外力打击后，破裂面呈现的性质
解理或断口
特征
一组
示例
云母
解理
断口
二组 三组 贝壳状 土状 锯齿状 参差状
长石 方解石 石英 高岭土 自然铜 磷灰石
2020/5/15
3、常见的造岩矿物
2020/5/15
3、常见造岩矿物
方解石晶簇
钟乳石
透石膏晶簇
层解石晶簇
原生矿物受到各种外力作用( 次生矿物 如风化作用、沉积作用)后形
成的矿物
变质矿物 是变质作用形成的矿物
举例 橄榄石、云母、长 石、石英等
粘土矿物、方解石
红柱石、石榴子石
2、矿物的物理性质
2020/5/15
1）形状
单体形状
柱
片状
板
状
状
2020/5/15
纤维状
1）形状
集合体形状
粒状
放射状
晶
簇
2020/5/15
波痕
泥裂
2020/5/15
雨痕
生物印模
结核
2020/5/15
Diorite 闪长岩（全晶质）
Diabase Porphyry 辉斑岩（半晶质）
Obsidian 黑耀 岩（非晶质）
2020/5/15
4）岩浆岩的结构
按晶粒大小分：显晶质和隐晶质
显晶质 2020/5/15
隐晶质 31
5）岩浆岩的构造
块状构造、流纹状构造、 气孔和杏仁状构造
块状构造
流纹状构造
气孔状构造
❖ 七大造岩矿物：石英、正（斜）长石、白 云母（浅色）；橄榄石、辉石、角闪石、 黑云母（暗色）
❖SiO2 的含量： SiO2是最重要的氧化物，酸 性岩（ >65%）；中性岩（ 55~65 % ） ；基性岩（ 45~55 % ）；超基性岩（< 45 % ）
2020/5/15
4）岩浆岩的结构
按矿物结晶程度分：全晶质 半晶质 非晶质
2020/5/15
石笋
3、常见造岩矿物
伊利石（粘土矿物）
玛瑙
高岭石（粘土矿物）
孔雀石
红柱石
2020/5/15
3、常见造岩矿物
绿柱石
2020/5/15
3、常见造岩矿物
2020/5/15
2020/5/15
二、岩石
1
岩石概述
2
岩浆岩
3
沉积岩
4
变质岩
5 三大岩类的相互转化
1、岩石概述
岩石是天然产出的具稳定外型的矿物或玻璃集合体 岩石按成因分成三大类：岩浆岩、沉积岩和变质岩 岩石是构成地壳和上地幔的物质基础，也是人类工 程建筑物的地基和原材料
深成岩：岩基，岩株
侵入浅 岩成岩：岩盘岩（床盆，），
岩墙，岩脉
岩盘
2020/5/15
岩脉
岩床 捕虏体 岩 基
岩脉 岩株
2）岩浆岩的产状
岩墙
岩脉
岩基
2020/5/15
2）岩浆岩的产状
熔岩被（熔岩流）
喷出 中 裂岩 心 隙式 式喷 喷岩 发 发流 ： ：
熔岩锥（火山锥）
2020/5/15
3）岩浆岩的矿物成分
2020/5/15
2）沉积岩的物质成分
碎屑 矿物
泥质 矿物
化学结 晶矿物
生物和 有机质
2020/5/15
3）沉积岩的结构
碎屑 结构
泥质 结构
结晶 结构
生物 结构
2020/5/15
4）沉积岩的构造
2020/5/15
层理构造
水平层理、斜层理、交错层理
2020/5/15
层面构造
波痕、泥裂、生物印模
2020/5/15
2、岩浆岩(magmatic rock)
岩浆岩 ：岩浆侵入地壳或喷出地表 冷却后形成的岩石，又叫火成岩。
2020/5/15
1）岩浆岩的成因
侵入活动：岩浆上升 未达地表即已冷凝 （侵入岩） 喷出活动：岩浆沿构 造裂隙上升，由火山 通道喷出地表 （喷出岩）
2020/5/15
2）岩浆岩的产状
2）颜色（colour）
自色：矿物自身所固有的颜色
橄榄石
孔雀石
黄铁矿
2020/5/15
2）颜色（colour）
他色：矿物中混入了少量杂质所引起的
2020/5/15
The Many Colors of Fluorite
（萤石的各种颜色）
2）颜色（colour）
假色：矿物内部的裂隙或表面的氧化膜 对光的折射、散射造成的
超基性性岩浆岩
橄榄岩
Байду номын сангаас
矿物成分 橄榄石、辉石
结构 全晶质结构 构造 块状构造
3、沉积岩(sedimentary rock)
2020/5/15
1）沉积岩的形成过程
2020/5/15
2）沉积岩的物质成分
1、碎屑矿物：原生矿物，物理风化后的产物，如 石英、长石、白云母等，抗风化强、较稳定。 2、粘土矿物：化学风化的产物，如高岭石、蒙脱 石、水云母等，颗粒较细，在海洋或湖泊中沉积。 3、化学沉积矿物：是从真溶液或胶体溶液中沉淀 出来的或是由生物化学沉积作用形成的矿物，如方 解石、白云石、岩盐、铁和锰的氧化物或氢氧化物 等。 4、有机物质及生物残骸：由生物残骸经有机化学 变化而成，如贝壳、珊瑚礁、泥炭、石油等。