公路工程地质完整版教学课件全书电子讲义(最新)

1、 公路工程地质 第一章 岩石及其工程性质第二章 地质构造 第三章 水文地质作用第四章 地貌与第四纪松散堆积物退 出第五章 土的工程性质公路工程地质 第七章 岩体边坡稳定分析第八章 地下洞室围岩稳定分析及处理措施 第九章 常见的不良地质现象第十章 特殊土第十一章 公路工程地质勘察 第六章 土的工程分类与野外鉴别绪 论 返回目录 一、 地质学与工程地质学之间的关系地质学是研究地球的科学。目前人类的工程活动和各种建筑物都在地球表层，因此，地质学研究的对象主要是地壳。随着科学技术水平的发展，对地球内部的研究越来越多；随着人类进入太空，地质学研究的领域会逐渐扩大到其他天体，甚至整个宇宙。 绪 论 返回目

2、录 二、 工程地质学研究的任务及内容（一） 研究任务 （二） 研究内容。 绪 论 返回目录 三、 工程地质学发展简介 人类社会的工程活动有着悠久的历史，如中国的长城、四川的都江堰、埃及金字塔等都是人类早期的工程活动。绪 论 返回目录 四、 公路工程地质课程的要求 公路工程地质课是一门技术基础课程，通过对本课程的学习，使学生掌握公路工程地质的基本理论和工程地质勘察的内容，分析和处理公路工程中出现的工程地质问题，为其他专业课和今后从事实际工作打下基础。 绪 论 返回目录 第一节 概述 第一章 岩石及其工程性质一、 地球概述 地球是宇宙中的一个运动着的椭球状体，是太阳系的一颗行星，地球一边绕太阳公转

3、，一边绕轴自传。 月球是地球唯一的卫星，俗称月亮。它是离地球最近的天体，平均距离地球3844 km，直径3 476 km。迄今为止，月球是人类足迹到达过的唯一星球，它对地球的影响是很大的，如地球表面的海水涨落很有规律，一般每天两次，即白天一次，晚上一次。把白天海水的涨落称潮，晚上海水的涨落称汐。这一潮一汐，间隔的时间总是不变的，需要24 h 50 min。一天是24 h，所以潮汐的作息时间，每天要推迟50 min。 潮汐是怎样形成的呢？潮 。地球的外部被气体包围，称为大气圈。 返回目录 第一节 概述 第一章 岩石及其工程性质二、 漂移的大陆（一） 魏格纳的大陆漂移 学说 （三） 板块构造学说

4、返回目录 第一节 概述 第一章 岩石及其工程性质三、 地球的圈层构造（一） 外部圈层 （二） 内部圈层 返回目录 第一节 概述 第一章 岩石及其工程性质四、 地质作用 地壳是地球外部的坚硬外壳，自形成以来其表面形态、结构和物质成分在不断变化和发展。这种由自然动力促使地壳的物质组成、结构和地表形态变化和发展的作用，称地质作用。引起地质作用的能量，有的来自地球内部，有的来自地球以外，据此可以把地质作用分为内动力地质作用和外动力地质作用。 返回目录 第二节 矿物 第一章 岩石及其工程性质 地壳是由岩石组成的。岩石是千差万别、多种多样的，有的岩石由比较单一的化合物组成，如石灰岩由方解石（碳酸钙）组成；

5、有的岩石由多种化合物组成，如花岗岩主要由石英（成分为二氧化硅）、长石（钾、钠、钙等的铝硅酸盐）、云母、角闪石（钙、镁、铁等的铝硅酸盐）等组成。 返回目录 第二节 矿物 第一章 岩石及其工程性质 一、 矿物的概念关于矿物的命名和分类，古籍中皆有记载。山海经载岩矿名称73种；以金、石、玉、垩四类为众，暗示矿物的原始分类；文石、白垩、碧玉、慈石等名称沿用至今；描述了某些金属矿物的共生现象及矿物的物理性质；其中以“石涅”（有人考证为石油或煤、石墨）引人注目。管子地数中写道：“山，上有赭者，其下有铁；上有铅者，其下有银；上有丹者，其下有黄金；上有慈石者，其下有银金；此山之见荣者也。”已经进行岩矿分布规律

6、的探讨。 返回目录 第二节 矿物 第一章 岩石及其工程性质 二、 矿物的一般知识矿物是构成岩石的基本单元，目前自然界已被发现的矿物约3 300多种（种及亚种），其中常见的30余种，即组成常见岩石的“造岩矿物”。它们占地壳重量约99。其余矿物虽然种类很多，但数量很少，总共只占地壳重量1左右。造岩矿物主要以硅酸盐为主。 返回目录 第二节 矿物 第一章 岩石及其工程性质三、 自然界的矿物分类自然界的矿物按其成因可分为三大类型：1原生矿物原生矿物也称内生矿物，在成岩或成矿的时期内，由岩浆熔融体中经冷凝结晶过程中形成的矿物。例如，花岗岩中的长石、石英、角闪石等，辉长岩中的辉石，橄榄岩中的橄榄石等，都是常

7、见的原生矿物；在后期热液成矿过程中的形成的黄铁矿、方铅矿等，也是原生矿物。2次生矿物次生矿物也称外生矿物，是原生矿物遭受化学风化而形成的新矿物，如正长石经水解后形成的高岭石，高岭石再经水解后形成铝土矿。3变质矿物变质矿物是指在变质作用过程中形成的矿物，如硅灰石、石榴子石、蛇纹石、滑石等。 返回目录 第二节 矿物 第一章 岩石及其工程性质 四、 矿物的物理性质 矿物的物理性质主要决定于它的内部构造和化学成分。学习矿物的物理性质主要是为了鉴定矿物。矿物的鉴定有两种主要方法，一种方法是用肉眼观察并借助简单的工具和试剂，这是野外观察常用的方法；另一种是把岩石切片，在偏光显微镜下进行专业鉴定。前一种方法

8、鉴定简单，对常见矿物分类和野外命名很有帮助，但对部分矿物鉴定准确性差，必须借助偏光显微镜进行准确鉴定，本书只要求进行简单的鉴定。 （一） 矿物的形状 （二） 矿物的光学性质 1颜色 3光泽 4透明度 （三） 矿物的力学性质 1硬度 2解理与断口 （四） 其他性质 返回目录 第二节 矿物 第一章 岩石及其工程性质 图1-1 常见晶体形态的矿物 返回目录 第二节 矿物 第一章 岩石及其工程性质 图1-2 方解石的三组解理 返回目录 第二节 矿物 第一章 岩石及其工程性质五、 常见的造岩矿物 目前已知的矿物近3 300种。矿物学中目前是以化学成分和结晶结构为依据的“晶体化学分类”，即先以化学成分为基

9、础划分出大类和类；再按结晶结构的形式，把同类中具有相同结晶结构的矿物归为一个族；最后按具有一定结晶结构和一定化学成分的独立单位划分种。 返回目录 第三节 岩石 第一章 岩石及其工程性质一、 岩浆岩（一） 岩浆岩的成因 1岩基和岩株 2岩盘、岩床、岩脉等 3喷出岩的产状与火山喷发方式和喷出物的性质的关系 （二） 岩浆岩的主要特征 1岩浆岩的化学成分和矿物成分 2岩浆岩的结构 3岩浆岩的构造 （三） 常见的岩浆岩类型 返回目录 第三节 岩石 第一章 岩石及其工程性质图1-3 岩浆岩体的产状 返回目录 第三节 岩石 第一章 岩石及其工程性质二、 沉积岩 （一） 沉积岩概述 （二） 沉积岩的物质组成

10、沉积岩是一种次生岩石，其物质成分除了岩浆岩等原来的岩石、矿物的碎屑外，还有一些外生条件下形成的矿物，如粘土和一些胶体矿物、易容盐类、来自生物遗体的硬体（骨骼、甲壳等）和有机质等。这些都是沉积岩所特有的。 返回目录 第三节 岩石 第一章 岩石及其工程性质（三） 沉积岩的结构、构造二、 沉积岩（四） 常见沉积岩类型 由于沉积岩的形成过程比较复杂，目前对沉积岩的分类方法尚不统一。但是通常主要是依据岩石的成因、结构、构造等方面的特征进行分类的，见表1 返回目录 第四节 岩石的工程地质性质与工程分级 第一章 岩石及其工程性质一、 岩石的物理性质 岩石的物理性质是由岩石结构中矿物颗粒的排列形式及颗粒间孔隙

11、的连通情况所反映出来的特征。孔隙中有水或气，或者二者皆有，岩石的物理性质决定于岩石的固相、液相和气相三者的比例关系。 返回目录 第四节 岩石的工程地质性质与工程分级 第一章 岩石及其工程性质二、 岩石的水理性质 岩石的水理性质是指岩石和水相互作用时所表现的性质，包括吸水性、软化性和抗冻性等。 返回目录 第四节 岩石的工程地质性质与工程分级 第一章 岩石及其工程性质三、 岩石的力学性质 岩石的力学性质指岩石在各种静力、动力作用下所表现的性质，主要包括变形和强度。岩石在外力作用下首先是变形，当外力继续增加，达到或超过某一极限时，便开始破坏。变形与破坏是岩石受力后发生变化的两个阶段。 返回目录 第四

12、节 岩石的工程地质性质与工程分级 第一章 岩石及其工程性质四、 岩石的工程分级1岩石按强度分类 2国内隧道围岩分级 返回目录 第一节 地质年代 第二章 地质构造 一、 地质年代的确定 二、 地层单位与地质年代表 返回目录 第一节 地质年代 第二章 地质构造 一、 地质年代的确定 二、 地层单位与地质年代表 返回目录 第一节 地质年代 第二章 地质构造 一、 地质年代的确定 二、 地层单位与地质年代表 返回目录 第二节 地质构造 第二章 地质构造 一、 岩层产状 图2-4 岩层产状要素 返回目录 第二章 地质构造 二、 水平构造、倾斜构造与直立构造 图2-5 水平岩层与地形 第二节 地质构造 返

13、回目录 第二章 地质构造 二、 水平构造、倾斜构造与直立构造 第二节 地质构造 图2-6 不同成因的倾斜岩层（据地质矿产基础长春地质学院编） 返回目录 第二章 地质构造 三、 褶皱构造 第二节 地质构造 图2-7 褶曲要素 返回目录 第二章 地质构造 三、 褶皱构造 第二节 地质构造 图2-8 背斜与向斜 返回目录 第二章 地质构造 三、 褶皱构造 第二节 地质构造 图2-9 褶曲按轴面产状分类示意图 返回目录 第二章 地质构造 三、 褶皱构造 第二节 地质构造 图2-10 褶曲按枢纽产状分类示意图 返回目录 第二章 地质构造 三、 褶皱构造 第二节 地质构造 图2-11 褶曲按平面上的形态分

14、类示意图 返回目录 第二章 地质构造 三、 褶皱构造 第二节 地质构造 图2-12 褶皱在剖面上的形态 返回目录 第二章 地质构造 三、 褶皱构造 第二节 地质构造 图2-13 褶皱构造立体图 返回目录 第二章 地质构造 四、 断裂构造 第二节 地质构造 图2-14 节理几何形态分类 返回目录 第二章 地质构造 四、 断裂构造 第二节 地质构造 图2-15 断层要素图 返回目录 第二章 地质构造 四、 断裂构造 第二节 地质构造 图2-16 断层类型示意图 返回目录 第二章 地质构造 四、 断裂构造 第二节 地质构造 图2-17 阶梯状断层、地垒和地堑 返回目录 第二章 地质构造 四、 断裂构

15、造 第二节 地质构造 图2-18 叠瓦状构造 返回目录 第二章 地质构造 四、 断裂构造 第二节 地质构造 图2-19 断层现象 返回目录 第二章 地质构造 四、 断裂构造 第二节 地质构造 图2-20 断层三角面形成示意图 返回目录 第三节 地质构造与公路工程的关系 第二章 地质构造 一、 地质构造与路基工程的关系图2-21 地质构造与路基工程之间的关系 返回目录 第三节 地质构造与公路工程的关系 第二章 地质构造 一、 地质构造与路基工程的关系图2-22 路堑边坡不稳定情况示意图 返回目录 第三节 地质构造与公路工程的关系 第二章 地质构造 二、 地质构造与桥基工程的关系 图2-23 桥基

16、不稳定图示 返回目录 第三节 地质构造与公路工程的关系 第二章 地质构造 二、 地质构造与桥基工程的关系 图2 24 断层对桥基影响示意图 返回目录 第三节 地质构造与公路工程的关系 第二章 地质构造 三、 地质构造与隧道工程的关系 图2-25 岩层产状与隧道工程关系 返回目录 第三节 地质构造与公路工程的关系 第二章 地质构造 三、 地质构造与隧道工程的关系 图2-26 褶曲与隧道工程 返回目录 第三节 地质构造与公路工程的关系 第二章 地质构造 三、 地质构造与隧道工程的关系 图2-27 断层与隧道工程图 返回目录 第三节 地质构造与公路工程的关系 第二章 地质构造 三、 地质构造与隧道工

17、程的关系 图2-28 隧道内涌水情况 返回目录 第三节 地质构造与公路工程的关系 三、 地质构造与隧道工程的关系 第二章 地质构造 图2-29 断层引起的围岩压力变化 返回目录 第四节 地震 第二章 地质构造 一、 地震概述 地震是指某处地壳的快速振动的现象，它是一种地球内部应力突然释放的表现形式，其发生受一定的地质构造控制，往往集中在活动构造带处。引起地壳快速振动的作用称为地震作用。 返回目录 第四节 地震 第二章 地质构造 二、 地震的类型 （一） 构造地震 （二） 火山地震 （三） 陷落地震 （四） 人工地震 返回目录 第四节 地震 第二章 地质构造 三、 震源与地震波 图2-30 常用

18、地震术语示意图 返回目录 第四节 地震 第二章 地质构造 三、 震源与地震波 图2 -31 面波 返回目录 第四节 地震 第二章 地质构造 四、 地震震级和地震烈度 （一） 地震震级 （二） 地震烈度 返回目录 第四节 地震 第二章 地质构造 五、 地震分布 （一） 全球的地震分布情况 （二） 我国的地震分布情况 返回目录 第五节 阅读地质图 第二章 地质构造 一、 地质图的基本知识 地质图的种类很多。主要用来表示地层、岩性和地质构造条件的地质图，称为普通地质图，简称为地质图。还有许多用来表示某一项地质条件，或者服务于某项国民经济的专门性地质图，如地貌及第四纪地质图、工程地质图、水文地质图等。

19、一幅完整的地质图不仅包括平面图、剖面图、柱状图，还有图名、图例、比例尺和责任栏。 返回目录 第五节 阅读地质图 第二章 地质构造 二、 地质条件在地质图上的表现 地质图上反映的地质条件，一般包括地层、岩性、接触关系、各种地质构造等。这些条件通过采用不同的线条、符号和方法，在地质图上表现出来。 图2-32 水平构造在地质图上的表现 返回目录 第五节 阅读地质图 第二章 地质构造 二、 地质条件在地质图上的表现 图2 -33 倾斜构造在地质图上的表现 返回目录 第五节 阅读地质图 第二章 地质构造 二、 地质条件在地质图上的表现 图2-34 褶曲在地质图上的表现 返回目录 第五节 阅读地质图 第二

20、章 地质构造 二、 地质条件在地质图上的表现 图2-35 断层平行岩层走向造成岩层重复（左）和缺失（右） 返回目录 第五节 阅读地质图 第二章 地质构造 二、 地质条件在地质图上的表现图2-36 断层垂直岩层走向造成岩层的中断和前后错动 返回目录 第五节 阅读地质图 第二章 地质构造 二、 地质条件在地质图上的表现 图2 -37 断层造成褶曲核部地层宽窄变化 返回目录 第五节 阅读地质图 第二章 地质构造 三、 阅读地质图（1） 先看图名和比例尺 通过图名了解图幅所在位置，比例尺的大小反映了图的精度。如比例尺为110 000，表示图上1 cm，实际距离为100 m。（2） 阅读图例 通过图例，

21、了解图中出露的地层、岩性、地质构造等地质情况，要特别注意地层之间是否存在地层缺失的现象。（3） 正式读图时先分析图内地形，通过地形等高线与河流水系的分布特点，了解图内山川形势和地形高低、起伏情况。（4） 对照图例，阅读图中地质内容，分析地质特征。一般顺序是：先分析地层、岩性情况及接触关系，然后分析褶皱，最后分析断层。 返回目录 第一节 地表流水地质作用 第三章 水文地质作用 地表流水指沿陆地表面流动的水体。根据水流流动的特点，地面流水可分为坡流、洪流和河流三种类型。降落在斜坡上的雨水或冰雪融水，呈片状或网状沿坡面漫流，这样的地表水流称为坡流，又称片流；沿沟谷作快速流动的暂时性地表水流称为洪流，

22、俗称山洪；片流和洪流仅出现在雨后或冰雪融化后短暂的一段时间内，因此它们都是暂时性水流。河流是沿着槽形洼地经常性或周期性流动的地表水流。 返回目录 第一节 地表流水地质作用 第三章 水文地质作用一、 坡流的地质作用及坡积物 坡流沿斜坡自高处向低处缓慢流动，不断地使坡面上的细小岩石碎屑和粘土物质向下移动，最后，在坡脚或山坡低凹处沉积下来形成坡积层。 返回目录 第一节 地表流水地质作用 第三章 水文地质作用图3-1 坡面侵蚀与坡积层图示 返回目录 第一节 地表流水地质作用 第三章 水文地质作用二、 洪流的地质作用及洪积物 图3-2 洪积扇示意图 返回目录 第一节 地表流水地质作用 第三章 水文地质作

23、用三、 河流的地质作用及冲积物 河流是沿河谷流动的季节性或常年流动的水流，河流所流经的槽状地形称为河谷，河谷由谷底、谷坡、坡缘及坡麓等要素构成，图3-3 河谷要素示意图 返回目录 第一节 地表流水地质作用 第三章 水文地质作用三、 河流的地质作用及冲积物图3-4 螺旋状横向环流形成示意图 返回目录 第一节 地表流水地质作用 第三章 水文地质作用三、 河流的地质作用及冲积物图3-5 河流横向环流 返回目录 第一节 地表流水地质作用 第三章 水文地质作用三、 河流的地质作用及冲积物图3-6 河曲的发展 返回目录 第一节 地表流水地质作用 第三章 水文地质作用三、 河流的地质作用及冲积物图3-7 河

24、流阶地 返回目录 第一节 地表流水地质作用 第三章 水文地质作用三、 河流的地质作用及冲积物 图3-8 河流阶地类型 返回目录 第一节 地表流水地质作用 第三章 水文地质作用图3-9 构造谷 返回目录 第二节 地下水地质作用 第三章 水文地质作用一、 概述 地下水分布极其广泛，它与人类生活和工程活动密切相关。例如，地下水常为农业灌溉、城市供水、工矿企业用水提供良好的水源。但地下水也往往给工程建设带来一定困难和危害，它与岩土体相互作用，会使土体和岩体的强度和稳定性降低，产生各种不良的自然地质现象和工程地质现象，如滑坡、岩溶、潜蚀、地基沉陷、道路冻胀和翻浆等。铁路路基沉陷常和地下水活动有着直接联系

25、；公路工程中地下水位较高时，常会因土的毛细作用而改变路基的干湿类型，引起各种路基病害；基坑及地下洞室开挖过程中的涌水现象；地基工程中，深基坑的开挖基坑降水问题，并因基坑降水引起地下水渗流问题造成基坑边坡移动和基坑周围地面沉陷；土壤盐渍化问题；超量开采地下水引起的地面沉降问题等，给工程的建筑和正常使用造成危害。为了有效地防止和消除地下水的危害、合理开发利用地下水，必须了解和掌握地下水的形成、埋藏条件、分布和运动规律、地下水对工程建设的危害和防治措施等水文地质基础知识和基本技能。 返回目录 第二节 地下水地质作用 第三章 水文地质作用二、 地下水的物理性质和化学成分 （一） 地下水的物理性质和化学

26、性质（二） 地下水的化学成分 返回目录 第二节 地下水地质作用 第三章 水文地质作用三、 地下水的类型及其特征 返回目录 第二节 地下水地质作用 第三章 水文地质作用三、 地下水的类型及其特征 返回目录 第二节 地下水地质作用 第三章 水文地质作用三、 地下水的类型及其特征 返回目录 第二节 地下水地质作用 第三章 水文地质作用三、 地下水的类型及其特征 返回目录 第二节 地下水地质作用 第三章 水文地质作用三、 地下水的类型及其特征 返回目录 第二节 地下水地质作用 第三章 水文地质作用三、 地下水的类型及其特征 返回目录 第二节 地下水地质作用 第三章 水文地质作用四、 泉（一） 泉的概念

27、及研究意义 泉是地下水出露于地表的天然露头，是地下水的一种重要排泄方式，同时也是反映岩层富水性和地下水的分布、类型、补给、径流、排泄条件的一个重要标志。 地下水分布很广泛，但泉并不是处处可见，只有在地形、地质和水文地质条件适宜的情况下，也即是只有当含水层或含水通道被侵蚀出露于地表时，地下水才会涌出地表形成泉。因此，山区和丘陵区的沟谷中和坡脚下，常可以见到泉，平原地区很少有泉出露。 返回目录 第二节 地下水地质作用 第三章 水文地质作用四、 泉 （二） 泉的类型及特征 图3-16 泉的类型 返回目录 第三节 水文地质对公路工程的影响 第三章 水文地质作用一、 地表水、地下水综合作用引起的公路水毁

28、（一） 公路水毁原因分析（二） 桥梁水毁 返回目录 第三节 水文地质对公路工程的影响 第三章 水文地质作用二、 地下水对公路工程的影响地下水对公路工程的危害，主要表现为以下几个方面：（一） 地下水对建筑材料的侵蚀作用（二） 地下水对地基稳定性的影响 返回目录 第一节 地貌概述 第四章 地貌与第四纪松散堆积物 地貌是指在内、外动力地质作用的长期进行下，在地壳表面形成各种不同成因、不同类型、不同规模的起伏形态。地形是指地球表面起伏形态的外部特征。所以，地貌不同于地形。地貌学是专门研究地壳表面各种起伏形态、发展和空间分布规律的科学。地貌条件与公路工程建设有着密切的关系，公路是建在地壳表面的线形建筑物

29、，它常常穿越不同的地貌单元，在公路勘测设计、桥隧位置选择等方面，经常会遇到各种不同的地貌问题。因此，地貌条件便成为评价公路工程地质条件的重要内容之一。为了处理好工程建设与地貌条件之间的关系，提高公路的勘测设计质量，就必须学习和掌握一定的地貌知识。 返回目录 第一节 地貌概述 第四章 地貌与第四纪松散堆积物 一、 地貌的形成与发展（一） 地貌形成过程 地球内部时刻都在发生着剧烈的变化，影响着地球表面的地貌不停地发生变化，地球表面的各种外动力地质作用也在影响着地球表面的形态。所以说在内、外力地质作用共同作用下，形成了各种形形色色复杂的地貌。 返回目录 第一节 地貌概述 第四章 地貌与第四纪松散堆积

30、物 一、 地貌的形成与发展 （二） 影响地貌形成发展的因素 影响地貌形成和发展变化的因素的物质基础是岩石性质和地质构造。 返回目录 第一节 地貌概述 第四章 地貌与第四纪松散堆积物 二、 地貌的分级与分类（一） 地貌的分级不同等级的地貌，其成因不同，形成的主导因素也不同。地貌等级一般划分为巨型地貌、大型地貌、中型地貌和小型地貌四个等级。 返回目录 第一节 地貌概述 第四章 地貌与第四纪松散堆积物 二、 地貌的分级与分类（二） 地貌的分类 对地貌类型的划分，一般采取成因与形态相结合的原则，在工程地质研究中更注重形态特征 。 返回目录 第二节 山地地貌 第四章 地貌与第四纪松散堆积物图4- 1 山

31、顶的各种形态 一、 山地地貌的形态要素 返回目录 第二节 山地地貌 第四章 地貌与第四纪松散堆积物图4- 2 方山和桌状山 一、 山地地貌的形态要素 返回目录 第二节 山地地貌 第四章 地貌与第四纪松散堆积物图4-3 单面山山岭 二、 山地地貌的类型 返回目录 第二节 山地地貌 第四章 地貌与第四纪松散堆积物图4-4 顺地形和逆地形 二、 山地地貌的类型 返回目录 第二节 山地地貌 第四章 地貌与第四纪松散堆积物图4- 5 断块山 二、 山地地貌的类型 返回目录 第二节 山地地貌 第四章 地貌与第四纪松散堆积物图4- 6 褶皱断块山形象图二、 山地地貌的类型 返回目录 第二节 山地地貌 第四章

32、 地貌与第四纪松散堆积物三、 垭口与山坡 图4-7 断层破碎带型垭口 返回目录 第二节 山地地貌 第四章 地貌与第四纪松散堆积物三、 垭口与山坡 图4-8-背斜张裂带型垭口 返回目录 第二节 山地地貌 第四章 地貌与第四纪松散堆积物三、 垭口与山坡 图4-9-单斜软弱层型垭口 返回目录 第二节 山地地貌 第四章 地貌与第四纪松散堆积物三、 垭口与山坡 图4-10-几种直线型山坡示意图 返回目录 第二节 山地地貌 第四章 地貌与第四纪松散堆积物三、 垭口与山坡 图4-11-各种形态的山坡 返回目录 第三节 平原地貌 第四章 地貌与第四纪松散堆积物一、 构造平原 图4-12 构造平原成因示意图 返

33、回目录 第三节 平原地貌 第四章 地貌与第四纪松散堆积物二、 剥蚀平原 图4-13 剥蚀平原的形成图示 返回目录 第三节 平原地貌 第四章 地貌与第四纪松散堆积物 三、 剥蚀 堆积平原图4-14 剥蚀 堆积平原的形成 返回目录 第三节 平原地貌 第四章 地貌与第四纪松散堆积物四、 堆积平原 是在地壳缓慢而稳定下降的条件下经各种外动力地质作用的堆积填平所形成，其特点是地形开阔平缓，起伏不大，往往分布有厚度很大的松散堆积物。按外力堆积作用的动力性质不同，堆积平原可分为河流冲积平原、山前洪积冲积平原、湖积平原、风积平原和冰渍平原等，其中较为常见的是前面三种。（一） 河流冲积平原 （二） 山前洪积冲积

34、平原（三） 湖积平原 返回目录 第四节 第四纪松散堆积物 第四章 地貌与第四纪松散堆积物一、 第四纪概述 第四纪是地球发展历史最近的一个时期，包括更新世和全新世。地球发展历史有45亿年以上，而第四纪却非常短暂，至今约200万年。但在第四纪时期内，地球上进行着各种地质作用，显著的气候波动、人类的发展、哺乳动物的兴盛等，不仅与人类的过去，而且与人类的现在和将来都有着直接的关系。任何一种外动力地质作用，在塑造地貌形态的同时，也在形成第四纪沉积物。因此，在研究地貌的同时必须研究JP2有关的第四纪沉积物。第四纪松散沉积物也是地下水的主要赋存场所，人类的工程活动对第四纪自然地理条件的变化有着重要影响。因此

35、，研究第四纪沉积物的类型和特征，对人类合理地开发地质环境，使工程活动和地质环境协调发展，都是极其重要的。 返回目录 第四节 第四纪松散堆积物 第四章 地貌与第四纪松散堆积物二、 第四纪地层特征及其成因类型 （一） 第四纪陆相沉积物的一般特征 （二） 第四纪海相沉积物的一般特征图4-15 大陆架示意图 返回目录 第四节 第四纪松散堆积物 第四章 地貌与第四纪松散堆积物三、 中国第四纪地层主要特征 （一） 岩相沉积类型的复杂性 （二） 沉积物分布的分带性（三） 人类发展的阶段性 返回目录 第一节 土的形成与结构 第五章 土的工程性质一、 土的形成 土是地球表层岩石经过风化、剥蚀、搬运、沉积，形成的

36、固体矿物颗粒、水和气体的集合体。不同的风化作用，形成不同性质的土。由物理风化作用生成的土为粗颗粒土，如碎石、卵石、砾石、砂土等，呈松散状态，总称无粘性土。由化学风化作用形成的土的颗粒变得很细，具有粘结力，如粘土、粉质粘土，总称为粘性土。 返回目录 第一节 土的形成与结构 第五章 土的工程性质二、 土的结构 土的结构是指土颗粒的大小、形状、表面特征、相互排列及联结关系的综合特征。一般有三种基本类型：单粒结构、蜂窝结构和絮状结构。 返回目录 第一节 土的形成与结构 第五章 土的工程性质二、 土的结构图5-1 土的单粒结构 返回目录 第一节 土的形成与结构 第五章 土的工程性质二、 土的结构图5-2

37、 土的蜂窝结构 返回目录 第一节 土的形成与结构 第五章 土的工程性质二、 土的结构图5-3 粘性土的絮状结构 返回目录 第一节 土的形成与结构 第五章 土的工程性质二、 土的结构 图5-4 层状结构 返回目录 第一节 土的形成与结构 第五章 土的工程性质二、 土的结构图5-5 分散结构 返回目录 第一节 土的形成与结构 第五章 土的工程性质二、 土的结构图5-6 裂隙结构 返回目录 第二节 土的三相组成 第五章 土的工程性质 土由固体土粒、液体水和气体三相组成。土中的固体矿物构成土的骨架，骨架之间贯穿着大量孔隙，孔隙中充填着液体水和气体。 随着环境的变化，土的三相比例也发生相应的变化，土体三

38、相比例不同，土的状态和工程性质也随之各异。 返回目录 第二节 土的三相组成 第五章 土的工程性质一、 土的固体颗粒 图5-7 土粒沉降示意图 返回目录 第五章 土的工程性质一、 土的固体颗粒 图5- 8 土颗粒成分累计曲线 第二节 土的三相组成 返回目录第五章 土的工程性质一、 土的固体颗粒 图5-9 三角坐标表示粒度成分 第二节 土的三相组成 返回目录 第五章 土的工程性质二、 土中的水图5-10 双电层示意图 第二节 土的三相组成 返回目录 第三节 土的物理性质 第五章 土的工程性质图5-11 土的三相图 返回目录 第三节 土的物理性质 第五章 土的工程性质一、 土的实测指标 二、 导出指

39、标 四、 土的物理性质指标间的相互关系三、 其他指标 返回目录 第三节 土的物理性质 第五章 土的工程性质图5 - 12 土的三相图 返回目录 第四节 土的水理性质 第五章 土的工程性质 粘性土的颗粒很细，颗粒粒径d0002 mm，土颗粒的表面积大，与水相互作用的能力较强。粘性土随含水量不断增加，土的状态变化依次为：固态半固态塑态液态，相应的地基土的承载力也逐渐降低，因此粘性土的主要状态特征是其软硬程度，即稠度。 返回目录 第五节 土的力学性质 第五章 土的工程性质一、 土的压实原理 粘性土进行压实时，土的含水量是影响填土压实性的主要因素之一。在低含水量时，水被土颗粒吸附在土粒表面，土颗粒因无

40、毛细管作用而互相联结很弱，土粒在受到夯击等冲击作用下容易分散而难于获得较高的密实度。在高含水量时，土中多余的水分在夯击时很难快速排出而在土孔隙中形成水团，削弱了土颗粒间的联结，使土粒润滑而变得易于移动，夯击或碾压时容易出现类似弹性变形的“橡皮土”现象，失去夯击效果。 返回目录 第五节 土的力学性质 第五章 土的工程性质二、 标准干密度的确定方法 根据公路土工试验规程（JTG E402007）规定，对细粒土、含砾土等的标准干密度（最大干密度）采用标准击实试验确定，同时亦可得出相应的最佳含水量，见实训项目四。 返回目录 第五节 土的力学性质 第五章 土的工程性质二、 标准干密度的确定方法 图5 -

41、 14 击实曲线 返回目录 第五节 土的力学性质 第五章 土的工程性质三、 路基压实的评定指标 实践中常用压实度来表示土基压实的好坏，所谓压实度是指路基土压实后的干密度与该土的标准干密度之比，并用百分数表示。 返回目录第一节 土的工程分类 第六章 土的工程分类与野外鉴别 对于土的工程分类法，世界各国、各地区、各部门，根据自己的传统和经验，都有自己的分类标准。但总体原则是：粗粒土按粒度成分及级配特征；细粒土按塑性指数和液限，即塑性图法；有机土和特殊土则分别单独各列为一类。对定出的土名给以明确含义的文字符号，既一目了然，又便于查找，还可为计算机检索土质试验资料提供条件。 返回目录第一节 土的工程分

42、类 第六章 土的工程分类与野外鉴别一、 公路桥涵地基与基础设计规范（JTG D632007）中土的分类 在这个分类中，把土作为建筑物场地和建筑物地基进行分类。首先按颗粒级配或塑性指数划分为碎石土、砂土、粉土、粘性土、特殊土和人工填土。 返回目录第一节 土的工程分类 第六章 土的工程分类与野外鉴别二、 公路土工试验规程（JTG E402007）中土的分类 该分类适用于公路工程用土的鉴别、定名和描述，以便对土的性能作出定性的评价。 返回目录第一节 土的工程分类 图6 - 1土分类总体系 第六章 土的工程分类与野外鉴别二、 公路土工试验规程（JTG E402007）中土的分类 返回目录第一节 土的工

43、程分类 图6 - 2 巨粒土分类体系 第六章 土的工程分类与野外鉴别二、 公路土工试验规程（JTG E402007）中土的分类 返回目录第一节 土的工程分类 图6 - 3 砾类土分类体系 第六章 土的工程分类与野外鉴别二、 公路土工试验规程（JTG E402007）中土的分类 返回目录第一节 土的工程分类 图6 - 4 砂类土分类体系 第六章 土的工程分类与野外鉴别二、 公路土工试验规程（JTG E402007）中土的分类 返回目录第一节 土的工程分类 图6 - 5 细粒土分类体系 第六章 土的工程分类与野外鉴别二、 公路土工试验规程（JTG E402007）中土的分类 返回目录第一节 土的工

44、程分类 第六章 土的工程分类与野外鉴别二、 公路土工试验规程（JTG E402007）中土的分类图6 - 6 塑性图 返回目录 第六章 土的工程分类与野外鉴别二、 公路土工试验规程（JTG E402007）中土的分类 图6 - 7 特殊土塑性图 第一节 土的工程分类 返回目录第二节 土的野外鉴别 第六章 土的工程分类与野外鉴别一、 土的野外现场记录及简易鉴别试验方法（一） 土的现场记录 （二） 土的简易鉴别方法 （三） 土的描述内容 返回目录第二节 土的野外鉴别 第六章 土的工程分类与野外鉴别二、 野外对土的基本描述和鉴别（一） 对土的基本描述 （二） 土的野外鉴别 返回目录第七章 岩体边坡稳

45、定分析 第一节 工程地质环境 环境是指人类赖以生存的周围一定范围内的客观实体，它不仅包括地球的大气圈、水圈、生物圈和岩石圈，还应包括一定范围的宇宙空间。地质环境是指人类活动所涉及的地球岩石圈的一切物质和作用的总和。包括各种岩、土体及所含矿产资源、地质地貌景观和由内、外动力作用形成的各种地质作用及所造成的地质灾害。地质环境可分为原生地质环境和次生地质环境。原生地质环境也称第一地质环境，是由各种自然地质作用所形成的自然环境；次生地质环境也称第二地质环境，主要是人类工程、经济活动所引起的原生地质环境的变化或变异。 返回目录第七章 岩体边坡稳定分析 第一节 工程地质环境一、 土体与岩体（一） 土体 （

46、二） 软弱岩体 （三） 岩体 返回目录第七章 岩体边坡稳定分析 第一节 工程地质环境二、 地质体的赋存环境 地质体的赋存环境是地质环境的组成要素，它包括地应力场、地下水、地温场、区域构造、地理地貌和人文因素等多方面条件的组合。（一） 应力场 （二） 区域构造 （三） 地下水 （四） 地温场 返回目录第七章 岩体边坡稳定分析 第一节 工程地质环境三、 工程地质环境评价 工程地质环境质量是指地质环境对人类工程经济活动所表现出素质的优劣程度，它应是工程地质环境的综合特性。因此，工程地质环境评价的实质是工程地质环境质量评价。 （一） 区域稳定性评价（二） 工程地质环境适宜性评价 （三） 工程地质环境的

47、敏感性评价 返回目录第七章 岩体边坡稳定分析 第一节 工程地质环境四、 人类工程活动对工程地质环境的影响 当代主要工程活动对地质环境的影响概括起来有以下几种：1工程荷载 2爆破及工程振动 3岩土开挖卸荷 4岩土回填和废弃物堆积 5流体、流域调节 返回目录第七章 岩体边坡稳定分析第二节 岩体边坡 岩体在工程作用下的变形和破坏，不在于岩石的强度如何，而在于岩体内在因素的影响。往往岩石结构和构造上的弱点并不突出，没有达到岩石的极限强度，整个岩体就破坏了，这说明岩体的完整性、坚固性和稳定性都比岩石差得多。在岩体的变形和破坏中，起主导作用的是岩体结构。岩体结构指岩体中结构面和结构体两个要素的组合特征。岩

48、体中各种地质界面包括物质分界面、断裂面、软弱夹层和溶蚀面，规模大者如断层带，小者如节理统称为结构面。结构体是由不同产状的结构面组合起来，将岩体切割成各种形状的单元块体。结构面和结构体的特性决定岩体的不均一和不连续性。因此岩体可看为受结构面切割的结构体的组合。大部分岩体因风化作用、环境应力的改变及工程施工，发生整体的积累变形和破坏。所以岩体的强度和稳定主要取决于：结构面的性质及其空间组合；结构体的性质及其立体形式。 返回目录第七章 岩体边坡稳定分析第二节 岩体边坡 一、 岩体结构（一） 结构面（二） 结构体的类型及特征（三） 岩体质量评定 返回目录第七章 岩体边坡稳定分析第二节 岩体边坡 图7-

49、1 岩体结构面强度 返回目录第七章 岩体边坡稳定分析第二节 岩体边坡 二、 岩体边坡稳定性分析 （一） 岩质边坡破坏类型及影响因素 图7-2 岩体Z值范围及质量等级 返回目录第七章 岩体边坡稳定分析第二节 岩体边坡 二、 岩体边坡稳定性分析 （二） 岩体稳定性分析方法1对比分析工程地质类比法 2岩体稳定的结构分析赤平极射投影图法 返回目录第七章 岩体边坡稳定分析第二节 岩体边坡 （三） 边坡稳定性定量分析极限平衡法图7-3 无张裂隙简单平面型破坏 返回目录第七章 岩体边坡稳定分析第二节 岩体边坡 （三） 边坡稳定性定量分析极限平衡法图7-4 有张裂隙简单平面型破坏 返回目录 第一节 概述 第八

50、章 地下洞室围岩稳定分析及处理措施 随着时代的发展，越来越多的建筑物向地下空间拓展。地下修建的建筑物越来越多。在工程上称之为地下洞室的建筑物，泛指修建于地下岩土体内，具有一定断面形状和尺寸，并有较大延伸长度的各种形式和用途的建筑。地下洞室是岩土工程中重要的组成部分，目前已广泛应用于交通、采矿、水利水电、国防等部门，公路工程建设中的地下建筑物主要是隧道、竖井等。 返回目录 第一节 概述 图1-1 投资学 第八章 地下洞室围岩稳定分析及处理措施 一、 新奥法 二、 隧道围岩分级 三、 围岩及围岩压力 返回目录 第一节 概述 第八章 地下洞室围岩稳定分析及处理措施 图8-1 天然拱 返回目录 第二节

51、 洞室围岩的变形与破坏 第八章 地下洞室围岩稳定分析及处理措施 洞室开挖后，地下形成了自由空间，原来处于挤压状态的围岩，由于解除束缚而向洞室空间松胀变形，这种变形大小超过了围岩所能承受的能力，便发生破坏，从母岩中分离、脱落，导致坍塌、滑动和岩爆等。 返回目录 第二节 洞室围岩的变形与破坏 第八章 地下洞室围岩稳定分析及处理措施 一、 围岩的变形 图8-2 围岩变形与时间的关系 返回目录 第二节 洞室围岩的变形与破坏 第八章 地下洞室围岩稳定分析及处理措施 一、 围岩的变形 图8-3 围岩变形与深度的关系 返回目录 第二节 洞室围岩的变形与破坏 第八章 地下洞室围岩稳定分析及处理措施 二、 常见

52、围岩破坏类型 洞室开挖后，围岩破坏就其表现形式分为洞顶坍塌、边墙滑落和洞底隆胀。其一，围岩应力重新分布导致洞顶和两边中部成为最先破坏的起点；其二，结构面的不同组合，形成局部切割块体不稳定而滑移；其三，地下洞室开挖后由于风化作用、围岩遇水软化或围岩本身强度较低，引起地下洞室围岩破坏或围岩膨胀。 （一） 洞顶坍塌 （二） 岩爆 （三） 围岩破坏导致的地面沉降 返回目录 第三节 地下洞室围岩稳定性的分析方法及处理措施 第八章 地下洞室围岩稳定分析及处理措施 一、 影响围岩稳定的因素 地下洞室围岩的稳定与岩性、岩体结构及构造等地质因素有关，与开挖方式、支护形式、时间、施工方法等也有关。影响围岩压力的因

53、素很多，一类是工程地质因素，主要是岩石的力学性质、岩体的结构面、原始应力状态等；另一类是工程结构因素，包括施工方法、支护设置时间、支护本身的刚度、坑道形状和尺寸、埋置深度等。 返回目录 第三节 地下洞室围岩稳定性的分析方法及处理措施 第八章 地下洞室围岩稳定分析及处理措施 （一） 地质因素1岩性 2岩体结构 4构造应力的影响 5地下水的影响一、 影响围岩稳定的因素 返回目录 第三节 地下洞室围岩稳定性的分析方法及处理措施 第八章 地下洞室围岩稳定分析及处理措施 （二） 施工方法和措施的影响（1） 时间因素 （2） 坑道的尺寸和形状因素 （3） 坑道埋深因素 （4） 支护因素 （5） 爆破因素

54、（6） 超挖回填因素 一、 影响围岩稳定的因素 返回目录 第三节 地下洞室围岩稳定性的分析方法及处理措施 第八章 地下洞室围岩稳定分析及处理措施 二、 保障围岩稳定的处理措施 保障围岩稳定性，常采用光面爆破、掘进机开挖等先进的施工方法以及对围岩采取灌浆、锚固、负支撑和衬砌等加固措施。一般的途径有二：第一，保护地下洞室围岩原有的强度和承载能力，如及时封闭围岩以防风化，及时衬砌阻止围岩产生变形和松动；第二，赋予围岩一定的强度使其稳定性有所提高，如给围岩注浆、封闭裂隙、加固危岩等。前者主要是采用合理的施工和支护衬砌方案，后者主要是加固围岩。 返回目录 第三节 地下洞室围岩稳定性的分析方法及处理措施

55、第八章 地下洞室围岩稳定分析及处理措施 二、 保障围岩稳定的处理措施（一） 合理施工，尽量减少围岩的扰动 围岩稳定程度不同，应选择不同的施工方案。尽可能全断面开挖，多次开挖会损坏岩体，若地下洞室断面较大，一次开挖成型困难时，可采用分部开挖逐步扩大的施工方法，并根据围岩的特征，采用不同的开挖顺序以保护围岩的稳定性。 保障围岩稳定性，常采用光面爆破、掘进机开挖等先进的施工方法以及对围岩采取灌浆、锚固、负支撑和衬砌等加固措施。一般的途径有二：第一，保护地下洞室围岩原有的强度和承载能力，如及时封闭围岩以防风化，及时衬砌阻止围岩产生变形和松动；第二，赋予围岩一定的强度使其稳定性有所提高，如给围岩注浆、封

56、闭裂隙、加固危岩等。前者主要是采用合理的施工和支护衬砌方案，后者主要是加固围岩。 返回目录 第三节 地下洞室围岩稳定性的分析方法及处理措施 第八章 地下洞室围岩稳定分析及处理措施 二、 保障围岩稳定的处理措施 （二） 支撑、衬砌与锚喷加固支撑是临时性加固洞壁的措施，衬砌是永久性加固洞壁的措施。此外还有喷射混凝土、锚喷支护等。1支撑 2衬砌 3锚喷加固 4灌浆加固 返回目录 第九章 常见的不良地质现象 由于地质作用和工程活动的影响，使地质环境发生改变并产生不良地质现象，如崩塌、滑坡、泥石流、岩溶等。在公路建设中，经常会遇到各种各样的不良地质地段，给工程的设计和施工带来困难，或者给建筑物的稳定和正

57、常使用造成危害。本章我们了解一些常见的不良地质现象。 返回目录 第一节 崩塌与岩堆 第九章 常见的不良地质现象一、 崩塌（一） 概述 崩塌是指陡峻斜坡上的岩土体在重力作用下，脱离母岩，突然而猛烈的向下倾倒、翻滚、崩落的现象。规模巨大的崩塌称为山崩。如四川省北川2007年7月底发生150万立方米山体崩塌，造成山谷中白水河淤塞，三个自然村1 700多名村民外出困难。陡崖上个别较大岩块的崩落称为落石。斜坡上岩体在强烈物理风化作用下，较细小的碎块、岩屑沿坡面坠落或滚动的现象称为剥落。 返回目录 第一节 崩塌与岩堆 第九章 常见的不良地质现象一、 崩塌 图9-1 软硬岩层互层坡体的局部崩塌 返回目录 第

58、一节 崩塌与岩堆 第九章 常见的不良地质现象一、 崩塌 图9-2 节理与崩塌 返回目录 第一节 崩塌与岩堆 第九章 常见的不良地质现象二、 岩堆（一） 概述 岩堆是指由碎落、崩塌和落石在山坡的低凹处或坡脚形成的疏松堆积体。 在地质构造作用强烈、气候比较干旱、风化严重的山区和高山峡谷地区易形成岩堆，特别是在岩性软弱易风化的岩层分布地区，如页岩、千枚岩、片岩等，以及在破碎的花岗岩、石灰岩等组成的山坡和坡脚地带易产生岩堆。 岩堆有时互相连接，成片分布，长达几公里至几十公里。岩堆的平面形状是多种多样的，这主要决定于局部地形条件。岩堆床纵剖面形态一般呈3种典型形状，如图9CD*23所示。峡谷地区发育的岩

59、堆，上部为陡壁，下部为急流，其本身又处于极限平衡状态，具有一定的活动性，常给公路选线和路基设计造成很大困难，其影响程度，取决于岩堆的工程地质特征。 返回目录 第一节 崩塌与岩堆 第九章 常见的不良地质现象二、 岩堆（一） 概述 图9-3 岩堆床纵剖面组成 返回目录 第一节 崩塌与岩堆 第九章 常见的不良地质现象二、 岩堆（二） 工程地质特征1表面坡度 2结构、构造 3岩堆的基底位置 返回目录 第一节 崩塌与岩堆 第九章 常见的不良地质现象二、 岩堆（三） 岩堆按稳定程度分类岩堆按稳定程度可分为以下3种：1正在发展的岩堆 2趋于稳定的岩堆 3稳定的岩堆 返回目录 第一节 崩塌与岩堆 第九章 常见

60、的不良地质现象二、 岩堆（四） 岩堆的防治1防治原则 2防治措施 图9-4 路堤在岩堆下部通过 返回目录 第二节 滑坡 第九章 常见的不良地质现象一、 概述 滑坡是指斜坡上岩体或土体在重力作用下沿一定的滑动面（或滑动带）整体地向下滑动的现象，俗称“走山”、“垮山”、“地滑”等。 返回目录 第二节 滑坡 二、 滑坡形态要素第九章 常见的不良地质现象图9-5 滑坡形态要素 返回目录 第二节 滑坡 第九章 常见的不良地质现象三、 滑坡发生的条件1斜坡外形 2岩性条件 3地质构造 4水 5地震 6人为因素 返回目录 第二节 滑坡 第九章 常见的不良地质现象四、 滑坡的分类 图9-6 按物质组成分类图