第一讲 工程地质学概论

针对不同类型的工程，尤其是有专门要求的工程，在一般 工程地质研究的基础上开展专门性的研究。 分支学科：水利水电工程地质、道路工程地质、矿山工程 地质。。。。
五、工程地质方向的研究方法



自然历史分析法 数学力学分析法 模型模拟试验法 工程地质类比法
自然历史分析法

研究地质体、地质现象、自然地质历史形成。地质基础工 作，基本的研究方法。
工程地质学
第一讲 工程地质学概述



一、工程地质学的研究任务 二、工程地质条件 三、工程地质问题与地质灾害 四、工程地质学的研究内容 五、工程地质学的研究方法 六、工程地质学的发展历史
一、工程地质学的研究任务

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）
地质灾害

Байду номын сангаас

地质灾害是指在自然或者人为因素的作用下形 成的，对人类生命财产、环境造成破坏和损失 的地质作用（现象）。 由自然界中各种动力引起地壳（岩石圈）的物 质组成、内部结构、构造和地表形态等发生不 断变化和发展的作用称为动力地质作用 （Geological process），简称地质作用。
六、工程地质学的发展历史

人类开始建筑就设法利用优良地质条件。
在20世纪30年代前苏联大规模建设，促使工程地质的萌 生。 1932年在莫斯科地质勘察学院开始培养工程地质专 业人才，奠定工程地质学的理论基础。 同期，欧美日的工程地质工作更多地由土力学、岩石力学 承担。 1968年第23届国际地质大会上成立了国际工程地质学会。 1975年土力学、岩石力学、工程地质学建立了定期联络 讨论的制度。 1998年国际工程地质学会更名为国际工程地质与环境学 会。



2003年国务院颁发的 《地质灾害防治条例》 规定,常见的地质灾害主要指危害人民生命和 财产安全的崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、 地裂缝、地面沉降等六种 。
1990年-2004年地质灾害造成人员死亡数
1700 1600 1500 1400 1230 1300 1200 1100 1000 1029 900 800 700 600 470 432 500 400 382 300 278 300 200 1990 1992 1994 1996
按致灾地质作用的性质划分，常见地质灾害共有12类、48种 地壳活动灾害：地震、火山喷发、断层错动等

斜坡岩土体运动灾害：崩塌、滑坡、泥石流等 地面变形灾害：地面塌陷、地面沉降地面开裂等 矿山与地下工程灾害：媒层自燃、洞井塌方、冒顶、偏帮、鼓底、岩爆、 高温、突水、瓦斯爆炸等 城市地质灾害：建筑地基与基坑变形、垃圾堆积等 水库（河、湖）灾害：塌岸、淤积、渗漏、浸没、溃决等 海岸带灾害：海平面升降、海水入浸、海岸浸蚀、海岸淤积、风暴潮等 海洋地质灾害：水下滑坡、潮流沙坝、浅层气害等 特殊岩土灾害：黄土湿陷膨胀土胀缩、冻土冻融、沙土液化、淤泥触变等 土地退化灾害：水地流失、土地沙漠化、盐碱化、潜育化、沼泽化等 水土污染与地球化学异常灾害：地下水质污染，农田土地污染、地方病等 水源枯竭灾害：河水漏失、泉水干枯、地下含水层疏干等
1573
1160 1080 864
962 868 788 850 682
1998
2000
2002
2004
2006
四、工程地质学的研究内容
岩土工程性质的研究


研究与工程建筑物有关的岩土体的工程地质性质 及其变化规律，即分布规律、成因类型、力学性 质、测试技术等 分支学科：工程岩土学、岩体力学、土力学
三、工程地质问题与地质灾害

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。
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： 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、 坝体抗滑稳定性……

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。
工程地质学的研究任务
阐明建筑地区的工程地质条件；
论证建筑物所存在的工程地质问题；
选择地质条件优良的建筑场址；
研究工程建筑物兴建后对地质环境的影响；
提出有关建筑物类型、规模、结构和施工方法 的合理建议；
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。


就成因而论，主要由自然变异导致的地质灾害称自然 地质灾害；主要由人为作用诱发的地质灾害则称人为 地质灾害。 就速度而言，可分突发性地质灾害与缓变性地质灾害 两大类。前者如崩塌、滑坡、泥石流等，即习惯上的 狭义地质灾害；后者如水土流失、土地沙漠化等，又 称环境地质灾害。 就发生区地理或地貌特征而言，可分山地地质灾害， 如崩塌、滑坡、泥石流等，平原地质灾害，如地面沉 降、地面塌陷、地裂缝，等等。
1963年10月9日夜间 意大利Vajont水库左 岸发生大型滑坡。
该水库库容10亿m3，坝高267m， 是当时世界上最高的双曲拱坝。 水库蓄水过程中，左岸2.6亿m3 的石灰岩山体以20m/s以上的速 度滑入水库。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。

1989年成立全国地质灾害研究会。
二、工程地质条件

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 • 内动力地质作用 •地形地貌 火山、地震、活断层…… •水文地质条件 • 外动力地质作用 •工程动力地质作用 滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷…… •天然建筑材料 • 工程活动诱发的地质作用
诱发地震、地面沉降、地面塌陷……
数学力学分析法

针对某一具体问题。地质分析— >地质模型—> 数学模型（论证经验公 式等）— >代入有关参数进行比较。 例如：刚体极限平衡法、弹塑性理论方法、数论统计方法、数值分析方 法
(c l W cos tg ) F W sin
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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

石岗大坝全长700m, 台湾1999.9.21地震中 被断层切错
环境工程地质研究

研究人类工程活动和地质环 境之间的联结模式，科学预 测人类活动对地质环境的影 响 分支学科：环境工程地质学

各类专门性工程的工程地质研究
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、工程地质学基础、工 程地质学分析原理
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 、专门工程地质学
工 程 地 质 条 件

工程地质条件在长期自然地质历史发展演化过程 中形成。
自然地质历史发展演化的区域性规律和自然地理 环境的分带性规律控制着工程地质条件及其空间 分布与组合规律性，促使工程地质条件形成、发 展演化的是内外动力地质作用。


它们相互依存而又相互制约，控制工程地质条件 的形成和演化。
阐明建筑地区的工程地质条件； 论证建筑物所存在的工程地质问题； 选择地质条件优良的建筑场址； 研究工程建筑物兴建后对地质环境的影响；
提出有关建筑物类型、规模、结构和施工方法 的合理建议；
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。
以工程地质条件研究为基础
以工程地质问题分析为核心 以工程地质评价为目的 以工程地质勘察为手段




1952年我国成立地矿部，设立水文地质工程地质局。同 时，水利、铁道、运输等部门相继设立工程地质处或勘测 队。 1952年成立北京地院、长春地院并设立水文地质工程地 质专业。



1956年地矿部、中科院设立水文地质工程地质研究所。
1979年在苏州召开全国工程地质大会，成立中国工程地 质专业委员会。至今已召开多届国际国内工程地质大会。
模型与模拟实验法

模型实验：如渗流、斜坡、地基渗透变形、地下洞室稳 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）、结构面网络模拟（结构的统计特征、 montecoler 方法）等

工程地质类比法

基础是相似性（地质条件与工作方式） 如：专家判断、经验参数使用