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1、 本課程是土木工程專業(yè)必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)課。 1.掌握工程地質(zhì)與水文地質(zhì)的基本概念和理論； 2.了解工程建設(shè)中經(jīng)常遇到的工程地質(zhì)現(xiàn)象和問題及其對工程設(shè)計、施工和使用各階段的影響； 3.能正確處理各種工程地質(zhì)問題，并能合理利用自然地質(zhì)條件； 4.了解工程地質(zhì)資料的獲取方法，能夠根據(jù)具體的工程情況正確提出工程地質(zhì)勘察任務(wù)和要求； 5.合理利用勘查資料進(jìn)行工程設(shè)計及指導(dǎo)施工。 內(nèi)容廣、概念多、實踐性強(qiáng)。 認(rèn)真聽講，作好筆記，及時復(fù)習(xí)、總結(jié)，學(xué)習(xí)中要理解和掌握基本概念、基本原理。教材及主要參考文獻(xiàn)教材及主要參考文獻(xiàn) 1.石振明石振明, ,孔憲立主編孔憲立主編. . 工程地質(zhì)學(xué)工程地質(zhì)學(xué). . 北京北京
2、: : 中中國建筑工業(yè)出版社國建筑工業(yè)出版社, , 2011 2.張咸恭等編. 中國工程地質(zhì)學(xué). 北京：科學(xué)出版社，2000 3.李相然編. 工程地質(zhì)學(xué). 北京：中國電力出版社，2006 4.李治平編.工程地質(zhì)學(xué).北京：人民交通出版社, 2002 5.李智毅等編. 工程地質(zhì)學(xué)概論. 武漢：中國地質(zhì)大學(xué)出版社，1994 地質(zhì)學(xué)地質(zhì)學(xué)是研究地球的科學(xué)，研究地球的成因、地球的成因、結(jié)構(gòu)和發(fā)展規(guī)律結(jié)構(gòu)和發(fā)展規(guī)律并利用這些規(guī)律為人類社會服務(wù)的科學(xué)。 地震波在地球內(nèi)部傳播時，有兩個波速變化最明顯的界面，即莫即莫霍面和古登堡面?；裘婧凸诺潜っ?。 根據(jù)莫霍面和古登堡面，將地球內(nèi)部分為三個級圈層：地殼、地殼、地
3、幔、地核。地幔、地核。 地殼地殼是莫霍面以上的地球表層。厚度變化在570km之間。其中大陸地區(qū)平均厚度大陸地區(qū)平均厚度約約33km；大洋地區(qū)平均厚度約7km；總體平均厚度16km。 大陸地殼（上地殼）大陸地殼（上地殼）主要為富硅鋁的硅酸鹽礦物組成，稱為硅鋁層；硅鋁層； 大洋地殼（下地殼）大洋地殼（下地殼）主要為富硅鎂的硅酸鹽礦物組成，稱為硅鎂層，硅鎂層，因其比重較大，主要分布洋底地殼或大陸地殼的下部。 地幔地幔是莫霍面與古登堡面之間的一個巨厚圈層。其厚度約2800km。平根據(jù)次級界面可分為上地幔和下地幔。 上地幔：上地幔：從莫霍面至地下1000km，成分主要為含鐵鎂質(zhì)較多的超基性巖。 軟流圈：
4、軟流圈：上地幔的上部100350km存在一個由柔性物質(zhì)組成的圈層稱為（地震波的低速帶）。此軟流圈之上的固態(tài)巖石圈層稱為巖石圈。 下地幔：下地幔：地下1000km至古登堡面之間，成分仍為含鐵鎂質(zhì)的超基性巖，但鐵質(zhì)的含量增加。 地核地核是古登堡面以下地心的一個球體。半徑3470km。其成分以鐵鎳物質(zhì)鐵鎳物質(zhì)為主。根據(jù)其狀態(tài)可分為外核、過渡層及內(nèi)外核、過渡層及內(nèi)核。核。 外核：外核：物態(tài)為液態(tài)； 過渡層：過渡層：可能是液態(tài)向固態(tài)過渡的一個圈層； 內(nèi)核：內(nèi)核：物態(tài)為固態(tài)。 地殼地殼是人類賴以生活和活動的場所，一切工程建筑物都建筑在地殼上，是建筑材料和礦產(chǎn)資源的主要來源地，所以地殼是地殼是地質(zhì)學(xué)研究的主
5、要對象，地質(zhì)學(xué)研究的主要對象，它構(gòu)成了人類生存和工程建筑的環(huán)境及物質(zhì)基礎(chǔ)。環(huán)境及物質(zhì)基礎(chǔ)。 工程地質(zhì)學(xué)工程地質(zhì)學(xué)是介于地學(xué)與工程學(xué)之間的一門邊邊緣交叉學(xué)科，緣交叉學(xué)科，它研究土木工程中的地質(zhì)問題，也就是研究在工程建筑設(shè)計、施工和運營的實施過程中合理和正確地使用自然地質(zhì)條件和改造不良地質(zhì)條件等地質(zhì)問題。 工程地質(zhì)學(xué)的主要任務(wù)：工程地質(zhì)學(xué)的主要任務(wù)： 1. 闡明建筑地區(qū)的工程地質(zhì)條件，并指出對建筑物有利和不利的因素； 2. 論證與建筑有關(guān)的工程地質(zhì)問題，進(jìn)行定性評價和定量評價，作出確切的結(jié)論； 3. 選擇工程地質(zhì)條件優(yōu)良的建筑場址； 4. 根據(jù)建筑場址的具體地質(zhì)條件，提出有關(guān)建筑物類型、規(guī)模、結(jié)構(gòu)
6、和施工方法的合理建議，以及保證建筑物正常使用所應(yīng)注意的地質(zhì)要求； 5. 研究工程興建后對地質(zhì)環(huán)境的影響，預(yù)測期發(fā)展演化趨勢，并提出對地質(zhì)環(huán)境合理利用和保護(hù)的建議； 6. 為擬定改善和防治不良地質(zhì)作用的措施方案提供地質(zhì)依據(jù)。 工程建設(shè)按照工程建設(shè)按照行業(yè)功能分為行業(yè)功能分為 工程建設(shè)工程建設(shè)是指采取工程措施進(jìn)行能源、資源開發(fā)、工農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施和人民生活設(shè)施的建設(shè)等有關(guān)活動，包括規(guī)劃、設(shè)計、施工、開采和運行。 工程建設(shè)是在各種地質(zhì)環(huán)境中進(jìn)行的，人類工程活動與地質(zhì)環(huán)境間的相互關(guān)系表現(xiàn)在以下兩個方面： 1. 地質(zhì)環(huán)境對工程建設(shè)具有制約作用地質(zhì)環(huán)境對工程建設(shè)具有制約作用 地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)環(huán)境是指以巖石圈巖石圈
7、為主，與大氣圈、生物圈、水圈的相互作用中形成和演化形成和演化的，影響人類生活、生存和工程建設(shè)活動的巖土介質(zhì)，是一個開放的、演化的動態(tài)系統(tǒng)。巖土介質(zhì)，是一個開放的、演化的動態(tài)系統(tǒng)。 巖石圈巖石圈是指地球最外層平均厚度約100千米的帶有彈性的堅硬巖石。由地殼和上地幔頂部地殼和上地幔頂部（軟流圈以上部分軟流圈以上部分）組成。巖石圈可分為6大板塊：歐亞板塊、太平洋板塊、美洲板塊、歐亞板塊、太平洋板塊、美洲板塊、非洲板塊、印度洋板塊和南極洲板塊非洲板塊、印度洋板塊和南極洲板塊 。 工程建設(shè)不能脫離地質(zhì)環(huán)境，必定在某種程度上受到地質(zhì)環(huán)境的制約，因此，人類的工程活動和工程建筑物必須具備一定的地質(zhì)環(huán)境的適宜性
8、。 地質(zhì)環(huán)境是從安全、經(jīng)濟(jì)和正常使用安全、經(jīng)濟(jì)和正常使用三個方面影響工程建設(shè)的。地質(zhì)環(huán)境對地質(zhì)環(huán)境對工程建設(shè)的工程建設(shè)的制約體現(xiàn)在制約體現(xiàn)在w以一定作用影響工程建設(shè)活動的安全w某些地質(zhì)條件不具備而提高了工程的造價w影響工程建筑物的穩(wěn)定和正常使用 2003年7月1日凌晨4時許，建設(shè)中的上海軌道交通4號線突發(fā)險情，其區(qū)間隧道浦西聯(lián)絡(luò)通道施工現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)滲水，9時許大量流砂涌入隧道，引起地面大幅沉降。地面數(shù)幢建筑遭到破壞。董家渡碼頭一段防汛墻出現(xiàn)局部傾斜、裂痕現(xiàn)象。 宜萬鐵路的每公里造價是青藏鐵路的2倍，主要原因之一就是復(fù)雜的地質(zhì)條件造成的。 為了征服鄂西地區(qū)的喀斯特地貌，宜萬鐵路的橋隧比高達(dá)74%，共
9、有隧道159座，橋梁253座，被稱為“橋隧博物館”一點也不夸張。 2012年10月4日云南省昭通市彝良縣發(fā)生山體滑坡?；滤搅窟_(dá)1萬立方米以上，并阻斷小河形成堰塞湖；油房小學(xué)教學(xué)樓全部被埋，據(jù)初查18名學(xué)生被埋在垮塌的教學(xué)樓內(nèi)。 作為一名土木工程師必須要認(rèn)真研究建筑場址的地質(zhì)環(huán)境，尤其是對工程建筑物有嚴(yán)重制約的地質(zhì)作用和現(xiàn)象，必須進(jìn)行詳細(xì)、深入地研究。 生產(chǎn)實踐證明，工程地質(zhì)工作質(zhì)量的好壞，直接或間接地關(guān)系著工程建筑的安全可靠性，技術(shù)可能性及經(jīng)濟(jì)合理性。 在國內(nèi)外工程建設(shè)實踐中，重視工程地質(zhì)工作使工程建設(shè)獲得成功的經(jīng)驗成功的經(jīng)驗和忽視工程地質(zhì)工作引起工程建設(shè)失敗的失敗的教訓(xùn)教訓(xùn)不勝枚舉。案例
10、案例1: :成昆鐵路成昆鐵路( (全長全長1085km) ) 成昆鐵路由海拔500米米左右的川西平原，逆大渡河、牛日河而上，穿越海拔2280米米的沙木拉達(dá)隧道，沿孫水河、安寧河、雅礱江，下至海拔1000米米左右的金沙江河谷，再溯龍川江上行至海拔1900米米左右的滇中高原。 沿線地質(zhì)構(gòu)造極為復(fù)雜大斷裂縱橫分布，新構(gòu)造運動十分強(qiáng)烈，有約200 公里公里的地段位于八、九度八、九度地震烈度區(qū)，巖層十分破碎。沿線雨量充沛，山體不穩(wěn)。各種不良地質(zhì)現(xiàn)象充分發(fā)育，被譽為“地質(zhì)博物館地質(zhì)博物館”。中央和鐵道部對成昆線的工程地質(zhì)勘察十分重視，提出地質(zhì)選線地質(zhì)選線的原則 。根據(jù)Google Earth得到的大渡河大
11、峽谷皇木站附近三維圖大渡河大峽谷大渡河大峽谷 關(guān)村壩車站關(guān)村壩車站 用多層鋼網(wǎng)防護(hù)落石用多層鋼網(wǎng)防護(hù)落石 溫泉隧道出口山體鉚固工程溫泉隧道出口山體鉚固工程黑區(qū)溝隧道及其上部數(shù)百米的高邊坡防治工程黑區(qū)溝隧道及其上部數(shù)百米的高邊坡防治工程 泥石流導(dǎo)槽泥石流導(dǎo)槽 沙馬拉達(dá)隧道，修建時每日涌水就達(dá)1萬2千噸有“水簾洞”之稱 地下萬米排水隧洞 乃托展線，鐵路以不同的高度三次經(jīng)過白石巖車站乃托展線，鐵路以不同的高度三次經(jīng)過白石巖車站案例案例2: :意大利瓦伊昂水庫左岸大滑坡意大利瓦伊昂水庫左岸大滑坡 瓦依昂雙曲拱壩壩高262m，庫容1.69億立方米,是當(dāng)時世界最高的大壩之一。1956年開始修建，1960年
12、2月水庫蓄水。 壩基為斷裂十分發(fā)育的灰?guī)r。修建過程中，不理會工程地質(zhì)人員的多次建議。 1963年10月9日，左岸山體突然以高達(dá)2530m/s的速度下滑，近2億方土石迅速淤滿水庫，掀起高過壩頂100余米的涌浪，沖毀下游3km處的村鎮(zhèn)，造成3000人死亡，水庫變?yōu)槭瘞?。案例案?: :意大利瓦伊昂水庫左岸大滑坡意大利瓦伊昂水庫左岸大滑坡1960年的蓄水試驗中已經(jīng)發(fā)生年的蓄水試驗中已經(jīng)發(fā)生過兩次崩岸，箭頭所指處即為過兩次崩岸，箭頭所指處即為崩岸滑坡點。崩岸滑坡點。 實驗性蓄水時岸坡發(fā)生大規(guī)模裂縫。實驗性蓄水時岸坡發(fā)生大規(guī)模裂縫。 案例案例2: :意大利瓦伊昂水庫左岸大滑坡意大利瓦伊昂水庫左岸大滑坡滑
13、坡體全貌案例案例2: :意大利瓦伊昂水庫左岸大滑坡意大利瓦伊昂水庫左岸大滑坡左壩肩碎裂灰?guī)r、碎屑巖體左壩肩碎裂灰?guī)r、碎屑巖體 右壩肩厚層右壩肩厚層- -塊狀堅硬灰?guī)r巖體塊狀堅硬灰?guī)r巖體 洪水沖襲前后對比洪水沖襲前后對比 案例案例3 比薩斜塔的修建比薩斜塔的修建 目前：塔向南傾斜，南北兩端沉降差1.80m， 塔頂離中心線已達(dá)5.27m，傾斜5.51360：再復(fù)工，1370年竣工，全塔共8層， 高度為55m1272：復(fù)工，經(jīng)6年，至7層，高48m，再停工1178：至4層中，高約29m，因傾斜停工1173：開工原因：地基持力層為粉砂，下面為粉土原因：地基持力層為粉砂，下面為粉土和粘土層，模量較低，變
14、形較大。和粘土層，模量較低，變形較大。處理措施1838-1839：挖環(huán)形基坑卸載1933-1935：基坑防水處理，基 礎(chǔ)環(huán)灌漿加固1990年1月: 封閉1992年7月：加固塔身，用壓重 法和取土法進(jìn)行地 基處理目 前: 已向游人開放。 案例案例3 比薩斜塔的修建比薩斜塔的修建 2. 工程活動對地質(zhì)環(huán)境的影響工程活動對地質(zhì)環(huán)境的影響 工程活動也會以各種方式影響地質(zhì)環(huán)境，每類工程活動對地質(zhì)環(huán)境的作用方式強(qiáng)度是不同的，對地質(zhì)環(huán)境的影響也不盡相同，概括起來有: ( (1) )工程荷載工程荷載工程荷載工程荷載是指工程建筑物的自重及其運行時與其他自然和人為作用力的疊加所造成的在工程和地質(zhì)介質(zhì)邊界面的荷載。
15、類別：類別：靜載荷、動載荷、周期重復(fù)載荷作用結(jié)果：作用結(jié)果：在這一附加荷載作用下，地質(zhì)體中的應(yīng)力產(chǎn)生重新分布重新分布，使巖土介質(zhì)發(fā)生變形，當(dāng)變形發(fā)展到一定程度時巖土?xí)a(chǎn)生破壞。 ( (2) )巖土體的開挖巖土體的開挖 目的：建基、道路修建、洞室利用、 建材取用等。 巖土體開挖對地質(zhì)環(huán)境的影響表現(xiàn)在以下幾個方面，即 巖巖（土土）應(yīng)力狀態(tài)的卸載和調(diào)整應(yīng)力狀態(tài)的卸載和調(diào)整 巖巖（土土）開挖振動和爆破損傷開挖振動和爆破損傷 巖巖（土土）臨空面位置、形態(tài)發(fā)生改變臨空面位置、形態(tài)發(fā)生改變 引發(fā)地下水的排泄、地表水的聚集引發(fā)地下水的排泄、地表水的聚集 開挖后巖開挖后巖（土土）棄渣的堆積和處理棄渣的堆積和處理
16、巴陜巴陜高速高速公路公路八廟八廟隧道隧道巖爆巖爆 ( (3) )水流、水體的調(diào)節(jié)水流、水體的調(diào)節(jié) 相關(guān)工程：大壩、輸水隧洞、水井、鉆孔等。 結(jié)果：結(jié)果：導(dǎo)致地面沉降、水庫誘發(fā)地震、庫岸崩塌。導(dǎo)致地面沉降、水庫誘發(fā)地震、庫岸崩塌。 地下水的大量開采而造成了地面的大面積下沉，上海市地面沉降動態(tài)監(jiān)測資料表明，上海市區(qū)自1986年以來地面呈現(xiàn)不斷加速沉降的趨勢。其中，1986-1990年間市區(qū)地面平均下沉36.4mm，1991-1995年間市區(qū)地面平均下沉53.8mm，而在1996-2000年間，市區(qū)地面平均下沉量達(dá)到了98.8mm。我省的阜陽市、淮南市、宿州市、界首市等城市都出現(xiàn)地面沉降。根據(jù)統(tǒng)計1
17、998年阜陽市累計沉降量已達(dá)1.4m，沉降范圍大于410km2以上。阜陽市的泉河、潁河穿越沉降區(qū)的河堤壩，高度已降低，市中心的潁河節(jié)制閘整體下沉1m左右，嚴(yán)重影響了泄洪和防洪能力，城市輸排水管道時常斷裂，多座公路橋梁建筑物開裂。 二十世紀(jì)六十年代以來，我國新豐江水庫、贊比亞與津巴布韋界河上的卡里巴水庫、希臘的克里馬斯塔水庫和印度的柯依那水庫等都先后誘發(fā)了6級以上的地震，造成了較嚴(yán)重的破壞和人員傷亡。其中壩高105米的新豐江水庫6.1級地震和壩高103米的柯依那水庫6.4級地震都是在少震區(qū)誘發(fā)6級以上地震的例子。 1. 工程地質(zhì)條件工程地質(zhì)條件 工程地質(zhì)條件工程地質(zhì)條件是指客觀存在的地質(zhì)環(huán)境中與
18、工程建筑有關(guān)的地質(zhì)因素的綜合。地質(zhì)因素的綜合。它包括巖土類型及性質(zhì)、地質(zhì)結(jié)巖土類型及性質(zhì)、地質(zhì)結(jié)構(gòu)、地形地貌條件、水文地質(zhì)條件、物理地質(zhì)現(xiàn)象以及天構(gòu)、地形地貌條件、水文地質(zhì)條件、物理地質(zhì)現(xiàn)象以及天然建筑材料等六要素。然建筑材料等六要素。由此可見，工程地質(zhì)條件是一個綜綜合概念。合概念。 構(gòu)成工程地質(zhì)條件的要素都屬于地質(zhì)范疇，屬于地質(zhì)范疇，是地質(zhì)演地質(zhì)演化化過程及其后生變化而逐漸形成的，是內(nèi)、外動力地質(zhì)作內(nèi)、外動力地質(zhì)作用用的產(chǎn)物。 例如一個地方的地形地貌條件是由該地的大地構(gòu)造演化歷史構(gòu)成骨架，又由近代外力地質(zhì)作用雕塑而成。巖石風(fēng)化、成壤作用、凍土的形成等都是在這些自然因素控制下進(jìn)行的。 由于各種
19、要素組合的不同，不同地點的工程地質(zhì)條件隨之不同，表現(xiàn)在工程地質(zhì)條件各要素性質(zhì)的差異，主次關(guān)系配合的不同。工程地質(zhì)條件所包括的各方面因素是相相互聯(lián)系、相互制約互聯(lián)系、相互制約的，這是因為它們共同受地質(zhì)發(fā)展歷史地質(zhì)發(fā)展歷史的控制，可以組合成不同的模式。 （1）巖土體的類型及性質(zhì)巖土體的類型及性質(zhì) 巖土的類型及性質(zhì)是最基本的工程地質(zhì)因素，在工程中針對巖土的研究包括：巖土的成因類型、形成時代、埋成因類型、形成時代、埋藏深度、厚度變化、延伸范圍、風(fēng)化特征及產(chǎn)狀要素，藏深度、厚度變化、延伸范圍、風(fēng)化特征及產(chǎn)狀要素，進(jìn)行巖土的物理力學(xué)試驗，物理力學(xué)試驗，定量地確定有關(guān)指標(biāo)，為工程設(shè)計的合理性提供準(zhǔn)確的巖土參
20、數(shù)。 巖土性質(zhì)的優(yōu)劣對建筑物的安全、經(jīng)濟(jì)具有重要意義，巖土性質(zhì)的優(yōu)劣對建筑物的安全、經(jīng)濟(jì)具有重要意義，大型建筑物要建在性質(zhì)優(yōu)良的巖土體上。大型建筑物要建在性質(zhì)優(yōu)良的巖土體上。 （2）地質(zhì)結(jié)構(gòu)地質(zhì)結(jié)構(gòu) 地質(zhì)結(jié)構(gòu)包括地質(zhì)構(gòu)造、土體結(jié)構(gòu)及巖體結(jié)構(gòu)，地質(zhì)構(gòu)造、土體結(jié)構(gòu)及巖體結(jié)構(gòu)，是一項具有控制意義的要素。地質(zhì)構(gòu)造地質(zhì)構(gòu)造 褶皺、斷層、節(jié)理構(gòu)造褶皺、斷層、節(jié)理構(gòu)造分布和特征，它確定了一個地區(qū)的構(gòu)造格架、地貌特征和巖土分布。斷層，尤其是活斷層，工程人員最為擔(dān)心，確實給建筑帶來過很大危害。在選擇建筑物場地時必須注意斷層的規(guī)模、產(chǎn)狀及其活動情況。土體結(jié)構(gòu)土體結(jié)構(gòu) 土層的組合關(guān)系，土層的組合關(guān)系，即由層面所分隔
21、的各層土的類型、厚度及其空間變化。特別要注意地基中強(qiáng)度高、低，透水性大、小的土層上、下關(guān)系及其相對厚度。對地基承載力和建筑物的沉降起決定性的作用。對地基承載力和建筑物的沉降起決定性的作用。巖體結(jié)構(gòu)巖體結(jié)構(gòu) 巖層的構(gòu)造變化、組合關(guān)系以及各種結(jié)構(gòu)面的組巖層的構(gòu)造變化、組合關(guān)系以及各種結(jié)構(gòu)面的組合。合。尤其是層面、泥化夾層、不整合面、斷層帶、層間錯動、節(jié)理面等結(jié)構(gòu)面的性質(zhì)、產(chǎn)狀、規(guī)模和組合結(jié)構(gòu)面的性質(zhì)、產(chǎn)狀、規(guī)模和組合關(guān)系。關(guān)系。不同結(jié)構(gòu)類型的巖體力學(xué)性質(zhì)和變形破壞的力學(xué)機(jī)制是不同的。結(jié)構(gòu)面愈發(fā)育，特別是含有軟弱結(jié)構(gòu)面的巖體，其性質(zhì)愈差。 （3）地形地貌條件地形地貌條件 地形地形是指地表高低起伏狀況
22、、山坡陡緩程度與溝谷寬窄及形態(tài)特征等。 地貌地貌不僅包括地表形態(tài)的全部外部特征，還運用地質(zhì)學(xué)的理論，分析和研究地表形態(tài)的成因和發(fā)展。成因和發(fā)展。 地形地貌條件對建筑場地的選擇，特別是線性建筑，如公路、鐵路等線路方案的選擇意義重大。如能合理利用地形地貌條件，不但能大量節(jié)省挖填方量，節(jié)約大量投資，而且對建筑物群體的合理布局、結(jié)構(gòu)型式、規(guī)模及施工條件等也有直接影響。太平洋板塊、印度洋板塊及歐亞板塊聯(lián)合作用形成太平洋板塊、印度洋板塊及歐亞板塊聯(lián)合作用形成中國臺階狀地貌中國臺階狀地貌 （4）水文地質(zhì)條件水文地質(zhì)條件 水文地質(zhì)條件包括地下水的成因、埋藏、分布、動態(tài)變地下水的成因、埋藏、分布、動態(tài)變化和化學(xué)
23、成分等?；突瘜W(xué)成分等。 水文地質(zhì)條件是決定工程地質(zhì)條件優(yōu)劣的重要因素。地下水位較高，一般對工程不利，地基土含水量大，粘性土處于塑態(tài)甚至流態(tài)，容許承載力降低，道路易發(fā)生凍害、水庫常造成浸沒、隧洞及基坑開挖需進(jìn)行排水。地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生多與地下水的參與有關(guān)，甚至起主導(dǎo)作用。 （5）物理地質(zhì)現(xiàn)象物理地質(zhì)現(xiàn)象 物理地質(zhì)現(xiàn)象物理地質(zhì)現(xiàn)象是指影響或危及建筑物的自然地質(zhì)作用與現(xiàn)象。包括巖溶、崩塌、滑坡、泥石流、地面沉降、地裂縫、地震等，它影響建筑物的整體布局、設(shè)計和施工方法。 地質(zhì)作用地質(zhì)作用是指由于受到某種能量（外力、內(nèi)力）的作用，從而引起地殼物質(zhì)組成、地殼結(jié)構(gòu)和地表形態(tài)等不斷發(fā)生變化的作用。根據(jù)發(fā)生地質(zhì)作
24、用的能量來源不同，它可分為內(nèi)動力地質(zhì)作用和外動力地質(zhì)作用兩種類型。內(nèi)動力地質(zhì)作用和外動力地質(zhì)作用兩種類型。內(nèi)力地質(zhì)作用內(nèi)力地質(zhì)作用 構(gòu)造運動構(gòu)造運動 巖漿作用巖漿作用 變質(zhì)作用變質(zhì)作用 地震作用地震作用 構(gòu)造運動構(gòu)造運動是由地球內(nèi)動力引起的地殼巖石發(fā)生變形、變位（如彎曲、錯斷）的機(jī)械運動。按其運動方向分為水平運水平運動和升降運動動和升降運動兩種形式。 水平運動表現(xiàn)為巖石圈的擠壓或擴(kuò)張、剪切。因而引起強(qiáng)烈的褶皺、斷層，形成巨大的褶皺山系，巨大的地塹、溝谷等。 升降運動常表現(xiàn)地殼大規(guī)模的隆升和下降，并引起地勢高低的變化和海陸變遷，上升可成陸，下降可成海。 意大利那不勒斯灣海岸古羅馬時代的著名大理石
25、柱是升降運動的最好例子。柱子下部一段是在1533年火山噴發(fā)時被火山灰掩埋部分，柱面光滑；其上2.7米一段在地殼下降時淹沒在海水中，被海水和牡蜊侵蝕了許多小孔。18世紀(jì)中期，全柱升出海面。19世紀(jì)，地面又開始下沉，柱腳已被淹在海水里了。 巖漿作用是在地殼運動的影響下，地球內(nèi)部的巖漿向外部壓力減小的方向移動，上升侵入地殼或噴出地面，冷卻凝固成為巖石的全過程。巖漿作用形成巖漿巖，并使圍巖發(fā)生變質(zhì)現(xiàn)象，同時引起地形改變。 變質(zhì)作用是指在地殼中巖石基本處于固體狀態(tài)下，受到溫度、壓力和化學(xué)活動性流體作用，改變其成分、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造，形成新的巖石的地質(zhì)作用。 地震作用是指地內(nèi)機(jī)械能突然釋放，以彈性波的形式傳播的
26、地表引起地表猛烈沖擊。唐山唐山地震地震造成造成的毀的毀滅性滅性破壞破壞 各種內(nèi)力地質(zhì)作用是相互關(guān)連：各種內(nèi)力地質(zhì)作用是相互關(guān)連：構(gòu)造運動可以在地殼中形成斷裂，引發(fā)地震，并為巖漿活動創(chuàng)造通道；構(gòu)造運動和巖漿活動都可能引起變質(zhì)作用。 構(gòu)造運動在內(nèi)力地質(zhì)作用中起主導(dǎo)地位。構(gòu)造運動在內(nèi)力地質(zhì)作用中起主導(dǎo)地位。外力外力地質(zhì)地質(zhì)作用作用風(fēng)化剝蝕作用風(fēng)化剝蝕作用搬運作用搬運作用沉積作用沉積作用固結(jié)成巖作用固結(jié)成巖作用 內(nèi)動力和外動力地質(zhì)作用的關(guān)系內(nèi)動力和外動力地質(zhì)作用的關(guān)系 內(nèi)動力地質(zhì)作用內(nèi)動力地質(zhì)作用決定地表的基本形態(tài)和內(nèi)部構(gòu)造 地表形態(tài)的塑造者地表形態(tài)的塑造者 外動力地質(zhì)作用外動力地質(zhì)作用破壞和重塑地表
27、形態(tài) 地表形態(tài)的地表形態(tài)的雕刻者雕刻者 地殼上升時，遭受剝蝕。 地殼下降時，接受沉積。 （6）天然建筑材料天然建筑材料 天然建筑材料是指供建筑用的土料和石料。 土壩、路堤需用大量土料，海堤、石橋、堆石壩等需用大量石料，拌合混凝土需用砂、礫石作為骨料。為了節(jié)省運輸費用，應(yīng)該遵循“就地取材”的原則，用料大的工程尤其應(yīng)該如此。 所以，天然建筑材料的有無，對工程的造價有較大的影響，其類型、質(zhì)量、數(shù)量以及開采運輸條件，往往成為選擇場地，擬定工程結(jié)構(gòu)類型的重要條件。 2. 工程地質(zhì)問題工程地質(zhì)問題 工程地質(zhì)問題指已有的工程地質(zhì)條件在工程建筑和運行期間會產(chǎn)生一些新的變化和發(fā)展，構(gòu)成威脅影響工程建筑安全的地質(zhì)
28、問題 。 就土木工程而言，主要的工程地質(zhì)問題包括以下四類，即（1）地基穩(wěn)定性問題地基穩(wěn)定性問題（2）斜坡穩(wěn)定性問題斜坡穩(wěn)定性問題（3）洞室圍巖穩(wěn)定性問題洞室圍巖穩(wěn)定性問題（4）區(qū)域穩(wěn)定性問題區(qū)域穩(wěn)定性問題 （1）地基穩(wěn)定性問題地基穩(wěn)定性問題 這是工業(yè)與民用建筑工程常遇到的主要工程地質(zhì)問題，它包括強(qiáng)度強(qiáng)度和變形和變形兩個方面。此外巖溶、土洞等不良地質(zhì)作用和現(xiàn)象都會影響地基穩(wěn)定。鐵路、公路等工程建筑則會遇到路基穩(wěn)定性問題。 （2）斜坡穩(wěn)定性問題斜坡穩(wěn)定性問題 自然界的天然斜坡是經(jīng)受長期地表地質(zhì)作用達(dá)到相對協(xié)調(diào)平衡的產(chǎn)物，人類工程活動尤其是道路工程需開挖和填筑人工邊坡（路塹、路堤、堤壩、基坑等），斜
29、坡穩(wěn)定對防止地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生及保證地基穩(wěn)定十分重要。斜坡地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造特征是影響其穩(wěn)定性的物質(zhì)基礎(chǔ)，風(fēng)化作用、地應(yīng)力、地震、地表水和地下水等對斜坡軟弱結(jié)構(gòu)面作用往往破環(huán)斜坡穩(wěn)定，而地形地貌和氣候條件是影響其穩(wěn)定的重要因素。 （3）地下洞室穩(wěn)定性問題地下洞室穩(wěn)定性問題 地下洞室被包圍于巖土體介質(zhì)（圍巖）中，在洞室開挖和建設(shè)過程中破壞了地下巖體原始平衡條件，便會出現(xiàn)一系列不穩(wěn)定現(xiàn)象，常遇到圍巖塌方、地下水涌水等。 （4）區(qū)域地質(zhì)穩(wěn)定性問題區(qū)域地質(zhì)穩(wěn)定性問題 特定的地質(zhì)條件中產(chǎn)生的，影響到廣大區(qū)域的工程地質(zhì)問題，包括活斷層、地震、水庫誘發(fā)地震、地震砂土液化和地面沉降等。 掌握這些問題的規(guī)律性，對規(guī)劃
30、選場，地質(zhì)環(huán)境的合理開發(fā)與妥善保護(hù)，具有重要意義。工程巖土學(xué)工程巖土學(xué)是研究巖體和土體的工程地質(zhì)性質(zhì)及其形成和變化規(guī)律以及改善這些性質(zhì)的科學(xué)。 工程動力地質(zhì)學(xué)或稱為工程地質(zhì)問題分析工程動力地質(zhì)學(xué)或稱為工程地質(zhì)問題分析，主要研究各種工程地質(zhì)問題產(chǎn)生的地質(zhì)條件、力學(xué)機(jī)制和發(fā)展演化規(guī)律；結(jié)合工程規(guī)劃、設(shè)計、施工的要求進(jìn)行正確評價，并提出防治措施。 工程地質(zhì)勘察工程地質(zhì)勘察是運用地質(zhì)學(xué)、巖土力學(xué)、工程地質(zhì)學(xué)的理論，按照科學(xué)的勘察程序與方法，利用有效的測試儀器和技術(shù)，調(diào)查工程地質(zhì)條件，評價存在的工程地質(zhì)問題，為工程的規(guī)劃、設(shè)計、施工和運營提供地質(zhì)資料。 區(qū)域工程地質(zhì)學(xué)區(qū)域工程地質(zhì)學(xué)研究區(qū)域性工程地質(zhì)條件
31、形成的特點和規(guī)律，預(yù)報這些條件在人類活動影響下的變化，評價區(qū)域穩(wěn)定性，闡述工程地質(zhì)分區(qū)和編制區(qū)域工程地質(zhì)圖的原則，為國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)規(guī)劃及環(huán)境的開發(fā)、利用和保護(hù)提供依據(jù)。工工程程地地質(zhì)質(zhì)學(xué)學(xué)研研究究內(nèi)內(nèi)容容 傳統(tǒng)的研究方法：自然歷史分析法（地質(zhì)學(xué)方法）、室內(nèi)和現(xiàn)場試驗、原位測試方法和經(jīng)驗判斷法。 有限元法、邊界元法及離散元法等數(shù)值方法。 概率論和數(shù)理統(tǒng)計、模糊數(shù)學(xué)、灰色系統(tǒng)理論、分形幾何等。 系統(tǒng)科學(xué)的思維方法，包括系統(tǒng)論、控制論和信息論及其派生的新理論。 地理信息系統(tǒng)（GIS）、遙感信息系統(tǒng)（RS）、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。工工程程地地質(zhì)質(zhì)學(xué)學(xué)研研究究方方法法三三個個階階段段 第二次世界大戰(zhàn)后至20世紀(jì)
32、60年代，以工程地質(zhì)條件工程地質(zhì)條件研究和質(zhì)量評價研究和質(zhì)量評價為主要工作。一方面是作為工程建筑載體、工程建筑材料、工程建筑結(jié)構(gòu)的地質(zhì)體質(zhì)量評價，另一個方面是作為工程建筑環(huán)境的質(zhì)量評價。 大體上開始于20世紀(jì)60年代末至80年代初，以開展地質(zhì)體穩(wěn)定性分析為特征的工程地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測研究工程地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測研究階段。 20世紀(jì)80年代以來出現(xiàn)了許多新技術(shù)，可以對不良地質(zhì)體進(jìn)行改造，推動著工程地質(zhì)發(fā)展進(jìn)入第三階段。是以以地質(zhì)改造為主要課題地質(zhì)改造為主要課題的工程地質(zhì)災(zāi)害及地質(zhì)災(zāi)害防治、施工地質(zhì)超前預(yù)報為特征的地質(zhì)工程研究地質(zhì)工程研究階段，明確提出了地質(zhì)控制施工法。 復(fù)雜地基上高壩和高層建筑的地基穩(wěn)定研究
33、v 高邊坡巖土體穩(wěn)定分析 v 巨型地下洞室圍巖穩(wěn)定分析 v 海洋工程地質(zhì)問題的研究 v 工程建設(shè)與環(huán)境保護(hù)、資源開發(fā)利用相結(jié)合v 區(qū)域構(gòu)造穩(wěn)定性研究 v 研究地質(zhì)物理環(huán)境（高地應(yīng)力、高地?zé)?、地下水等）對巖土體力學(xué)性質(zhì) 及巖土工程施工的影響，巖土體工程地質(zhì)分類綜合指標(biāo)。v 不均勻、各向異性裂隙巖體中地下水滲流研究 v 深厚覆蓋層上建壩、松軟含水地層上地基、邊坡、地下洞室的穩(wěn)定研究 v 喀斯特發(fā)育規(guī)律、喀斯特滲流及防滲處理的研究；喀斯特地區(qū)地下洞室 的涌水、涌泥（砂）、高外水壓力問題的研究v 綜合勘測手段、遙感技術(shù)、工程物探和鉆探新技術(shù)，原位測試技術(shù)的應(yīng) 用研究，以提高勘察的精度、速度和定量化程度 v 開展地質(zhì)力學(xué)模型試驗 工程地質(zhì)的發(fā)展趨勢工程地質(zhì)的發(fā)展趨勢
《工程地質(zhì)學(xué)》孔憲立-石振明-第一章
