工程地质学-绪论

1、工 程 地 质 学(Engineering Geology)主讲教师：陈 波Tel(678670)Email: 为什么学习工程地质学？什么是工程地质学？与地质学有什么区别？学什么？如何学？ 任务、内容、方法、对象、工程地质条件、工程地质问题绪 论万丈高楼平地起绪 论绪 论1 绪言绪 论上海 莲花河畔景苑 2009.6.27绪 论绪 论地质学与工程地质学的区别与联系绪 论工程地质学狭义: 是地质学的一个重要分支，是把地质学原理应用于解决与工程建设有关的地质问题的一门学科。广义: 研究地质环境及其保护和利用的科学地质学是一门研究地球的科学 研究组成地球的物质； 矿物学、岩

2、石学、地球化学等 阐明地壳及地球的构造特征；构造地质学、区域地质学、地球物理学等 地史； 研究应用地质学以解决资源探寻、环境地质分析和工程防灾问题。 工程地质学 是工程地质与土木建筑工程学结合发展起来的一门学科 以土力学、岩石力学、工程地质学和地基基础工程学为理论基础，以解决和处理在工程建设中出现的所有与岩土体有关的工程技术问题的一门地质和工程紧密结合的新专业学科。 狭义: 是地质学的一个重要分支，是把地质学原理应用于解决与工程建设有关的地质问题的一门学科。广义: 研究地质环境及其保护和利用的科学岩土工程关系:工程地质是岩土工程的基础，岩土工程是工程地质的延伸绪 论工程地质学的研究对象 工程地

3、质学的研究对象是工程地质条件与人类的工程建筑活动的矛盾，即是工程建筑与地质环境之间的相互制约、相互作用。绪 论 地质环境 制约 工程建设 例： 地震带限制城市布置 滑坡迫使工程改线 软土地基需处理工程建设 破坏 地质环境 例： 抽取地下水引起地面沉降、地面塌陷 开挖路堑引起山体滑坡 桥梁的修建使局部河段发生冲淤变形地质环境与工程建设的关系地质环境：在内外营力作用下形成的与工程有关的自然地质条件。绪 论绪 论工程地质学的主要任务与研究方法 研究人类工程活动与地质环境之间的相互制约，合理开发和妥善保护地质环境，使工程活动和地质环境协调相处是工程地质学的最基本、最根本的任务. 三大基本任务和四个具体

4、任务基本任务：查明工程地质条件；中心任务：工程地质问题的分析、评价绪 论三大基本任务区域稳定性研究与评价，指由内力地质作用引起的断裂活动、地震对工程建设地区稳定性的影响；地基稳定性研究与评价，指地基的牢固、坚实性、安全性；环境影响评价，指人类工程活动对环境造成的影响。绪 论四个具体任务(1) 评价工程地质条件，阐明对建筑工程兴建和运行有利和 不利因素，选定建筑场地和适宜的建筑型式，保证规划、设计、施工、使用、维修顺利进行；(2) 从地质条件与工程建筑相互作用的角度出发，论证和预测有关工程地质问题发生的可能性、发生的规模和发展趋势；提出改善、防治或利用有关工程地质条件的措施、加固岩土体和防治地下

5、水的方案；(3) 为拟定的改善和防治地质作用的措施方案提供地质依据；提供工程规划、设计和施工所需要的定性和定量的工程地质评价。(4) 研究岩体、土体分类和分区及区域性特点；研究人类工程活动与地质环境之间的相互作用与影响。绪 论工程地质条件 工程地质条件即为工程活动的地质环境，可理解为工程建筑物所在地区地质环境各项因素的综合。包括： 岩土的类型及其工程性质(地层岩性) 地质结构和地质构造 水文地质条件 地表地质作用 地形地貌 天然建筑材料工程地质条件和工程地质问题绪 论 已有的工程地质条件在工程建筑和运行期间会产生一些新的变化和发展，构成威胁影响工程建筑安全的地质问题称为工程地质问题。土木工程主

6、要的工程地质问题包括以下四类： 地基稳定性问题 边坡稳定性问题 洞室围岩稳定性问题 区域稳定性问题工程地质问题绪 论事故描述： 1913年9月装谷物，10月17日装了31822谷物时，1小时竖向沉降达30.5cm24小时倾斜2653西端下沉7.32m 东端上抬1.52m上部钢混筒仓完好无损概况：长59.4m，宽23.5m，高31.0m，共65个圆筒仓。 钢混筏板基础，厚61cm，埋深3.66m。 1911年动工，1913年完工，自重20000T。绪 论地基稳定性问题地基稳定性问题处理： 事后在下面做了七十多个支撑于基岩上的混凝土墩，使用388个50T千斤顶以及支撑系统，把仓体逐渐纠正过来，其位

7、置比原来降低了米。 原因： 地基土事先未进行调查，据邻近结构物基槽开挖取土试验结果，计算地基承载力应用到此谷仓。1952年经勘察试验与计算，地基实际承载力小于破坏时的基底压力。因此，谷仓地基因超载发生强度破坏而滑动。2653失事后1913.10.181952.10.5 试验孔填土褐色粉质粘土灰色粉质粘土-0.61-12.34-13.72-4.271952.10.3 试验孔绪 论边坡稳定性问题绪 论边坡稳定性问题绪 论绪 论边坡稳定性问题 重庆晨报4月5日报道事发4-4晚彭水县城郊路段，山体崩塌造成30多米缺口，彭水武隆间过往车辆需改道一月,成为本世纪以来重庆市最为严重的公路塌方事件。 绪 论洞

8、室围岩稳定性问题绪 论新华书店重百轻轨临江门车站洞室围岩稳定性问题绪 论区域稳定性问题河北唐山地震绪 论区域稳定性问题绪 论四种主要研究方法工程地质学的研究对象是复杂的地质体 地质分析法：以地质学和自然历史的观点分析研究工程地质条件的形成和发展； 力学分析法：在研究工程地质问题形成机理的基础上，采用力学手段建立模型进行计算和预测； 工程类比法：根据条件类似地区已有资料对研究区的问题进行分析； 实验法：通过室内或到野外现场试验，取得所需要的岩土的物理力学参数。绪 论 地质环境 制约 工程建设 例： 地震带限制城市布置 滑坡迫使工程改线 软土地基需处理工程建设 破坏 地质环境 例： 抽取地下水引起

9、地面沉降、地面塌陷 开挖路堑引起山体滑坡 桥梁的修建使局部河段发生冲淤变形地质环境与工程建设的关系地质环境：在内外营力作用下形成的与工程有关的自然地质条件。绪 论 湖北省巴东县在长江南岸，属于三峡工程水库的淹没区， 已规划并且在新城址建设，部分建筑已拔地而起。后经详细勘查研究发现，新城址有两个古滑坡，在滑坡体上已建设3万平方米建筑物。教训1：巴东新城址绪 论 中央电视台曾于1995年两次在“新闻联播”发布湖北巴东县城大面积滑坡的消息。消息使省市领导震惊,连国务院总理李鹏也坐不住了,并打电话询问实情。 1995年6月10日清晨5时45分,巴东县城居民绝大部分尚在睡梦之中,二道桥沟发生滑坡,淹埋1

10、1人,死亡5人,坍塌新建的平湖路60米,其直接经济损失约1000万元。 1995年10月29日,又是清晨5时左右,黄土坡青竹标小区发生严重滑坡:209国道200米公路坍塌向江面推移近40米,2000多株柑桔树倒在田间,数十幢民房倒塌,滑体推入长江80米,形成严重碍航的约3万立方米的“江心洲”。据测算,此次滑坡造成直接经济损失2000万元。绪 论湖北省巴东县滑坡 曾经无数次受到中央领导赞誉的巴东新县城,改了地址 据调查了解,已初具规模的巴东新县城迄今已累计投资1.8亿元。按崔政权保守的测算,黄土坡上已建的十几万平方米建筑物,要确保其稳固,投入整治的经费还得6000万元。 绪 论 巴东新址1982

11、年确定为黄土坡一带，后扩迁到白土坡。黄土坡体上部为黄土，中下部含泥岩、泥灰岩巨块石。 1991年黄土坡新城已具雏形，因出现斜坡失稳现象，破坏新建楼房，1992年提出新城再次西延到西襄坡(云沱庙坪一带)。 其教训是：选址前的工程地质环境调查深度不够，不详细，这也是以前重设计轻勘察的恶果造成的。绪 论教训2武隆滑坡2001年“5.1”重庆武隆滑坡滑坡使一幢9层楼房被摧毁掩埋,造成79人死亡、7人受伤的重大灾害。绪 论新滑坡古滑坡绪 论天灾还是人祸 岩性为三叠系上统须家河组砂岩，夹泥岩互层 岩体为层状碎裂岩体 二次切坡后，后缘边坡倾角达7080 其教训是：对工程地质环境认识不够，存在侥幸心理，明知规

12、划上禁建区也在建。绪 论汶川地震中的滑坡绪 论 教训是：对工程地质环境认识也是不够，重视不够，也存在侥幸心理(以为不会发生)，明知那些是个活断层分布区呀，为什么我们不能在建房子和使用全过程中在防震上多下点功夫呢？这也是防灾减灾意识的问题。教训3: B区博士后公寓环境挡墙滑塌 教训是：在建房子的施工过程中对工程地质环境认识不够，施工也是诱发地质灾害的常见因素，不合理开挖，不合理爆破等，不合理抽水诱发地质灾害， 绪 论建筑交通河道跨啦？没跨？绪 论公路与桥隧过去：公路大多是四级以下和乡村简易路，路面则多是沙石，晴天一路灰，雨天一路泥，有人形象地称之为“光辉（灰）路”和“水泥路”。 绪 论新华书店重百轻轨临江门车站绪 论隐蔽性复杂性不确定、多变性 可以认识，可以改造从工程的角度看岩土地质环境的特点：难以把握要求工程技术人员必须具备一定的地质知识绪 论人居环境(地下)和谐 变形 强度 稳定 承受荷载 工程活动绪 论 承载能力的要求：地基岩土要有足够的承载能力，以保证在上部建筑物荷载作用下不产生失稳而破坏； 抗变形能力的要求：在外荷载作用下，产生的地基沉降值应该满足建筑物安全与正常使用的要求； 稳定性的要求：建设场地周边地质环境在工程活动扰动不引发次生的地质灾害。满足以下三点基本要求：绪 论绪 论本课程的