中國(guó)地質(zhì)大學(xué)工程地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)課件12024/1/28目錄工程地質(zhì)學(xué)概述巖石與土體工程性質(zhì)地質(zhì)構(gòu)造與區(qū)域穩(wěn)定性水文地質(zhì)條件與地下水斜坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)與滑坡防治巖溶發(fā)育規(guī)律及其對(duì)工程影響特殊土及其工程問(wèn)題處理22024/1/2801工程地質(zhì)學(xué)概述Chapter32024/1/28研究工程建設(shè)與地質(zhì)環(huán)境相互作用及其產(chǎn)生工程地質(zhì)問(wèn)題的科學(xué)。工程地質(zhì)學(xué)定義從傳統(tǒng)的水工環(huán)地質(zhì)向環(huán)境地質(zhì)、城市地質(zhì)、災(zāi)害地質(zhì)等領(lǐng)域拓展。工程地質(zhì)學(xué)發(fā)展工程地質(zhì)學(xué)定義與發(fā)展42024/1/28包括區(qū)域穩(wěn)定性評(píng)價(jià)、巖土體工程性質(zhì)研究、工程地質(zhì)問(wèn)題預(yù)測(cè)與防治等。包括地質(zhì)調(diào)查、勘探、試驗(yàn)、觀測(cè)和數(shù)值模擬等。工程地質(zhì)學(xué)研究?jī)?nèi)容與方法研究方法研究?jī)?nèi)容52024/1/28通過(guò)工程地質(zhì)學(xué)研究，可以預(yù)測(cè)和防治工程建設(shè)中的地質(zhì)災(zāi)害，保障工程安全。保障工程安全提高工程效益保護(hù)生態(tài)環(huán)境優(yōu)化工程設(shè)計(jì)，降低工程成本，提高工程效益。在工程建設(shè)中，注重生態(tài)環(huán)境保護(hù)，實(shí)現(xiàn)工程建設(shè)與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。030201工程地質(zhì)學(xué)在工程建設(shè)中意義62024/1/2802巖石與土體工程性質(zhì)Chapter72024/1/28包括顏色、密度、孔隙度、吸水率、軟化系數(shù)等。巖石的物理性質(zhì)包括抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度、彈性模量、泊松比等。巖石的力學(xué)性質(zhì)包括耐水性、軟化性、崩解性、透水性、膨脹性等。巖石的水理性質(zhì)巖石物理力學(xué)性質(zhì)82024/1/28123包括顆粒組成、含水量、密度、孔隙比、飽和度等。土的物理性質(zhì)包括壓縮性、抗剪強(qiáng)度、固結(jié)特性、滲透性等。土的力學(xué)性質(zhì)包括吸水膨脹性、失水收縮性、透水性等。土的水理性質(zhì)土體物理力學(xué)性質(zhì)92024/1/28巖石工程分類01根據(jù)巖石的成因、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造和工程特性等因素，將巖石劃分為不同的工程類別，如堅(jiān)硬巖類、較堅(jiān)硬巖類、較軟巖類、軟巖類等。土體工程分類02根據(jù)土的物理力學(xué)性質(zhì)、成因類型、顆粒組成和工程特性等因素，將土劃分為不同的工程類別，如碎石土、砂土、粉土、黏性土等。巖石與土體工程評(píng)價(jià)03針對(duì)不同的工程需求和地質(zhì)環(huán)境，對(duì)巖石和土體進(jìn)行工程適宜性評(píng)價(jià)，為工程建設(shè)提供科學(xué)依據(jù)。評(píng)價(jià)內(nèi)容包括巖石和土體的穩(wěn)定性、承載力、變形特性、滲透性等方面。巖石與土體工程分類及評(píng)價(jià)102024/1/2803地質(zhì)構(gòu)造與區(qū)域穩(wěn)定性Chapter112024/1/28褶皺構(gòu)造巖層在地質(zhì)作用下形成的波狀彎曲，包括背斜和向斜兩種基本形態(tài)。斷裂構(gòu)造巖石在應(yīng)力作用下發(fā)生破裂，并沿破裂面有明顯相對(duì)位移的構(gòu)造，如正斷層、逆斷層、平移斷層等。節(jié)理構(gòu)造巖石中發(fā)育的裂隙，無(wú)明顯位移，按成因可分為原生節(jié)理和次生節(jié)理。地質(zhì)構(gòu)造類型及特征122024/1/2803工程地質(zhì)測(cè)繪與調(diào)查法通過(guò)地面調(diào)查和測(cè)繪，了解區(qū)域地質(zhì)條件，評(píng)價(jià)穩(wěn)定性。01地質(zhì)歷史分析法通過(guò)研究區(qū)域地質(zhì)歷史演化過(guò)程，分析區(qū)域穩(wěn)定性。02地球物理勘探法利用地球物理方法探測(cè)地下巖性、構(gòu)造等，評(píng)價(jià)區(qū)域穩(wěn)定性。區(qū)域穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法132024/1/28活動(dòng)斷裂對(duì)工程影響活動(dòng)斷裂可導(dǎo)致地面破裂、位移、地震等，對(duì)工程設(shè)施造成直接破壞。地震活動(dòng)對(duì)工程影響地震波傳播導(dǎo)致地面振動(dòng)，可使建筑物、橋梁等工程設(shè)施損壞或倒塌。工程抗震設(shè)防措施針對(duì)地震活動(dòng)對(duì)工程的影響，需采取抗震設(shè)防措施，如提高建筑物結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、采用隔震技術(shù)等。活動(dòng)斷裂與地震活動(dòng)對(duì)工程影響030201142024/1/2804水文地質(zhì)條件與地下水Chapter152024/1/2801020304地形地貌決定地下水的分布、流向和排泄條件。地形地貌地質(zhì)構(gòu)造影響地下水的賦存、運(yùn)移和富集。地質(zhì)構(gòu)造巖石的透水性、儲(chǔ)水性等物理性質(zhì)決定地下水的賦存狀態(tài)。巖性特征降水量、蒸發(fā)量、地表水等因素影響地下水的補(bǔ)給和排泄。氣象水文水文地質(zhì)條件分析162024/1/28地下水類型及特征潛水埋藏在地表以下，第一個(gè)穩(wěn)定隔水層之上的重力水，具有自由水面，接受大氣降水和地表水的補(bǔ)給，水位、水量受季節(jié)影響變化較大。裂隙水賦存于巖石裂隙中的地下水，其分布和運(yùn)動(dòng)受裂隙發(fā)育程度控制，水量變化大。承壓水充滿于兩個(gè)隔水層之間的含水層中的重力水，具有承壓性質(zhì)，水量豐富且穩(wěn)定，不易受污染。巖溶水賦存于可溶性巖石的溶蝕裂隙和溶洞中的地下水，水量豐富且運(yùn)動(dòng)復(fù)雜。172024/1/28滲透作用地下水通過(guò)巖土孔隙、裂隙向工程內(nèi)部滲透，對(duì)工程造成危害。浮托作用地下水對(duì)地下工程產(chǎn)生浮托力，可能導(dǎo)致工程上浮或失穩(wěn)。地下水對(duì)工程影響及防治措施182024/1/28軟化作用地下水使巖土體軟化，降低其強(qiáng)度和穩(wěn)定性。腐蝕作用地下水對(duì)工程材料產(chǎn)生腐蝕作用，縮短工程使用壽命。地下水對(duì)工程影響及防治措施192024/1/28地下水對(duì)工程影響及防治措施工程選址避開(kāi)不利水文地質(zhì)條件區(qū)域，選擇地質(zhì)條件良好、地下水位穩(wěn)定的場(chǎng)地進(jìn)行工程建設(shè)。防水措施采取防水混凝土、防水卷材等防水措施，防止地下水滲入工程內(nèi)部。202024/1/28設(shè)置排水溝、集水井等排水設(shè)施，將工程范圍內(nèi)的地下水排出。排水措施對(duì)巖土體進(jìn)行注漿加固處理，提高其強(qiáng)度和穩(wěn)定性，防止地下水對(duì)工程造成危害。注漿加固地下水對(duì)工程影響及防治措施212024/1/2805斜坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)與滑坡防治Chapter222024/1/28斜坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法基于概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)原理，考慮影響斜坡穩(wěn)定性的各種不確定性因素，對(duì)斜坡穩(wěn)定性進(jìn)行定量評(píng)價(jià)?？煽慷确治龇ㄍㄟ^(guò)計(jì)算斜坡體在極限狀態(tài)下的平衡條件，判斷其穩(wěn)定性。該方法適用于均質(zhì)斜坡和簡(jiǎn)單地質(zhì)條件下的斜坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)。極限平衡法將斜坡體離散為有限個(gè)單元，通過(guò)計(jì)算每個(gè)單元的應(yīng)力、應(yīng)變和位移等，分析斜坡的穩(wěn)定性。該方法適用于復(fù)雜地質(zhì)條件下的斜坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)。有限元法232024/1/28包括地質(zhì)條件（如地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造等）、地形地貌條件（如斜坡形態(tài)、坡度等）、水文地質(zhì)條件（如地下水、降雨等）和人類工程活動(dòng)（如開(kāi)挖、加載等）?；碌男纬墒且粋€(gè)復(fù)雜的地質(zhì)過(guò)程，涉及巖土體的變形、破壞和運(yùn)移等。常見(jiàn)的滑坡機(jī)理包括蠕滑-拉裂型、滑移-壓致拉裂型和塑流-拉裂型等。形成條件機(jī)理分析滑坡形成條件及機(jī)理分析242024/1/28防治措施包括預(yù)防措施（如合理規(guī)劃、避免在滑坡易發(fā)區(qū)進(jìn)行工程建設(shè)等）、應(yīng)急措施（如及時(shí)疏散受威脅人員、設(shè)置臨時(shí)警戒線等）和治理措施（如削坡減載、支擋加固等）。治理方案設(shè)計(jì)根據(jù)滑坡的具體情況和防治目標(biāo)，設(shè)計(jì)相應(yīng)的治理方案。常見(jiàn)的治理方案包括抗滑樁、錨索（桿）框架梁、擋土墻、排水工程等。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要綜合考慮地質(zhì)條件、施工條件、經(jīng)濟(jì)成本等因素?；路乐未胧┡c治理方案設(shè)計(jì)252024/1/2806巖溶發(fā)育規(guī)律及其對(duì)工程影響Chapter262024/1/28氣候的干濕程度、降水量、溫度等因素通過(guò)影響水的循環(huán)和溶蝕能力，間接影響巖溶發(fā)育。水的溶蝕能力受溫度、壓力、CO2含量等因素影響，對(duì)巖溶發(fā)育起主導(dǎo)作用?？扇苄詭r石是巖溶發(fā)育的物質(zhì)基礎(chǔ)，其成分、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造影響巖溶發(fā)育的程度和速度。斷裂、褶皺等地質(zhì)構(gòu)造為巖溶發(fā)育提供了空間和通道，控制了巖溶發(fā)育的方向和規(guī)模。水的溶蝕能力可溶巖層的存在地質(zhì)構(gòu)造氣候條件巖溶發(fā)育條件及影響因素272024/1/28垂直分帶性隨深度增加，巖溶發(fā)育程度減弱，表現(xiàn)為地表強(qiáng)烈發(fā)育，地下逐漸減弱。水平分帶性受地質(zhì)構(gòu)造和地層巖性控制，不同區(qū)域巖溶發(fā)育程度差異明顯。發(fā)育階段性巖溶發(fā)育具有階段性，不同階段發(fā)育特征不同，受地質(zhì)歷史和環(huán)境變化影響。巖溶發(fā)育規(guī)律總結(jié)282024/1/28地基穩(wěn)定性問(wèn)題巖溶地區(qū)的溶洞、溶溝等導(dǎo)致地基承載力降低，易引發(fā)不均勻沉降。要點(diǎn)一要點(diǎn)二滲漏問(wèn)題巖溶通道的存在使得地下水易于滲漏，對(duì)水利工程和地下工程造成威脅。巖溶對(duì)工程影響及治理措施292024/1/28突水突泥問(wèn)題：在隧道等地下工程施工中，可能遇到高壓巖溶水或泥石的突然涌出。巖溶對(duì)工程影響及治理措施302024/1/28VS采用注漿、灌漿、樁基等方法加固地基，提高承載力。防滲處理采用防滲帷幕、灌漿等措施阻止地下水的滲漏。地基處理巖溶對(duì)工程影響及治理措施312024/1/28排水降壓通過(guò)設(shè)置排水孔、排水廊道等措施降低地下水位和壓力。施工安全措施加強(qiáng)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)，采取必要的施工安全措施防范突水突泥等風(fēng)險(xiǎn)。巖溶對(duì)工程影響及治理措施322024/1/2807特殊土及其工程問(wèn)題處理Chapter332024/1/2801020304軟土定義與分類闡述軟土的基本概念、形成條件及分類方法。力學(xué)性質(zhì)探討軟土的壓縮性、抗剪強(qiáng)度、固結(jié)特性等力學(xué)行為。物理性質(zhì)分析軟土的顏色、密度、含水量、孔隙比等物理指標(biāo)。工程問(wèn)題處理介紹針對(duì)軟土地基的加固方法，如換填法、預(yù)壓法、強(qiáng)夯法等，并分析各種方法的適用條件和優(yōu)缺點(diǎn)。軟土特性及其工程問(wèn)題處理342024/1/28膨脹土特性及其工程問(wèn)題處理膨脹土定義與分類解釋膨脹土的定義、成因及分類標(biāo)準(zhǔn)。膨脹性指標(biāo)闡述膨脹土的膨脹率、收縮率、自由膨脹率等關(guān)鍵指標(biāo)及其測(cè)定方法。工程性質(zhì)分析膨脹土的力學(xué)性質(zhì)、水理性質(zhì)以及與其他土體的相互作用。工程問(wèn)題處理探討膨脹土地區(qū)工程建設(shè)的防治措施，如換填非膨脹土、設(shè)置隔離層、采取保濕措施等，并分析各種措施的適用性和實(shí)施效果。352024/1/28工程問(wèn)題