03385-中国地质大学工程地质学基础课件

中国地质大学工程地质学基础课件12024/1/28目录工程地质学概述岩石与土体工程性质地质构造与区域稳定性水文地质条件与地下水斜坡稳定性评价与滑坡防治岩溶发育规律及其对工程影响特殊土及其工程问题处理22024/1/2801工程地质学概述Chapter32024/1/28研究工程建设与地质环境相互作用及其产生工程地质问题的科学。工程地质学定义从传统的水工环地质向环境地质、城市地质、灾害地质等领域拓展。工程地质学发展工程地质学定义与发展42024/1/28包括区域稳定性评价、岩土体工程性质研究、工程地质问题预测与防治等。包括地质调查、勘探、试验、观测和数值模拟等。工程地质学研究内容与方法研究方法研究内容52024/1/28通过工程地质学研究，可以预测和防治工程建设中的地质灾害，保障工程安全。保障工程安全提高工程效益保护生态环境优化工程设计，降低工程成本，提高工程效益。在工程建设中，注重生态环境保护，实现工程建设与生态环境的协调发展。030201工程地质学在工程建设中意义62024/1/2802岩石与土体工程性质Chapter72024/1/28包括颜色、密度、孔隙度、吸水率、软化系数等。岩石的物理性质包括抗压强度、抗拉强度、抗剪强度、弹性模量、泊松比等。岩石的力学性质包括耐水性、软化性、崩解性、透水性、膨胀性等。岩石的水理性质岩石物理力学性质82024/1/28123包括颗粒组成、含水量、密度、孔隙比、饱和度等。土的物理性质包括压缩性、抗剪强度、固结特性、渗透性等。土的力学性质包括吸水膨胀性、失水收缩性、透水性等。土的水理性质土体物理力学性质92024/1/28岩石工程分类01根据岩石的成因、结构、构造和工程特性等因素，将岩石划分为不同的工程类别，如坚硬岩类、较坚硬岩类、较软岩类、软岩类等。土体工程分类02根据土的物理力学性质、成因类型、颗粒组成和工程特性等因素，将土划分为不同的工程类别，如碎石土、砂土、粉土、黏性土等。岩石与土体工程评价03针对不同的工程需求和地质环境，对岩石和土体进行工程适宜性评价，为工程建设提供科学依据。评价内容包括岩石和土体的稳定性、承载力、变形特性、渗透性等方面。岩石与土体工程分类及评价102024/1/2803地质构造与区域稳定性Chapter112024/1/28褶皱构造岩层在地质作用下形成的波状弯曲，包括背斜和向斜两种基本形态。断裂构造岩石在应力作用下发生破裂，并沿破裂面有明显相对位移的构造，如正断层、逆断层、平移断层等。节理构造岩石中发育的裂隙，无明显位移，按成因可分为原生节理和次生节理。地质构造类型及特征122024/1/2803工程地质测绘与调查法通过地面调查和测绘，了解区域地质条件，评价稳定性。01地质历史分析法通过研究区域地质历史演化过程，分析区域稳定性。02地球物理勘探法利用地球物理方法探测地下岩性、构造等，评价区域稳定性。区域稳定性评价方法132024/1/28活动断裂对工程影响活动断裂可导致地面破裂、位移、地震等，对工程设施造成直接破坏。地震活动对工程影响地震波传播导致地面振动，可使建筑物、桥梁等工程设施损坏或倒塌。工程抗震设防措施针对地震活动对工程的影响，需采取抗震设防措施，如提高建筑物结构强度、采用隔震技术等。活动断裂与地震活动对工程影响030201142024/1/2804水文地质条件与地下水Chapter152024/1/2801020304地形地貌决定地下水的分布、流向和排泄条件。地形地貌地质构造影响地下水的赋存、运移和富集。地质构造岩石的透水性、储水性等物理性质决定地下水的赋存状态。岩性特征降水量、蒸发量、地表水等因素影响地下水的补给和排泄。气象水文水文地质条件分析162024/1/28地下水类型及特征潜水埋藏在地表以下，第一个稳定隔水层之上的重力水，具有自由水面，接受大气降水和地表水的补给，水位、水量受季节影响变化较大。裂隙水赋存于岩石裂隙中的地下水，其分布和运动受裂隙发育程度控制，水量变化大。承压水充满于两个隔水层之间的含水层中的重力水，具有承压性质，水量丰富且稳定，不易受污染。岩溶水赋存于可溶性岩石的溶蚀裂隙和溶洞中的地下水，水量丰富且运动复杂。172024/1/28渗透作用地下水通过岩土孔隙、裂隙向工程内部渗透，对工程造成危害。浮托作用地下水对地下工程产生浮托力，可能导致工程上浮或失稳。地下水对工程影响及防治措施182024/1/28软化作用地下水使岩土体软化，降低其强度和稳定性。腐蚀作用地下水对工程材料产生腐蚀作用，缩短工程使用寿命。地下水对工程影响及防治措施192024/1/28地下水对工程影响及防治措施工程选址避开不利水文地质条件区域，选择地质条件良好、地下水位稳定的场地进行工程建设。防水措施采取防水混凝土、防水卷材等防水措施，防止地下水渗入工程内部。202024/1/28设置排水沟、集水井等排水设施，将工程范围内的地下水排出。排水措施对岩土体进行注浆加固处理，提高其强度和稳定性，防止地下水对工程造成危害。注浆加固地下水对工程影响及防治措施212024/1/2805斜坡稳定性评价与滑坡防治Chapter222024/1/28斜坡稳定性评价方法基于概率论和数理统计原理，考虑影响斜坡稳定性的各种不确定性因素，对斜坡稳定性进行定量评价。可靠度分析法通过计算斜坡体在极限状态下的平衡条件，判断其稳定性。该方法适用于均质斜坡和简单地质条件下的斜坡稳定性评价。极限平衡法将斜坡体离散为有限个单元，通过计算每个单元的应力、应变和位移等，分析斜坡的稳定性。该方法适用于复杂地质条件下的斜坡稳定性评价。有限元法232024/1/28包括地质条件（如地层岩性、地质构造等）、地形地貌条件（如斜坡形态、坡度等）、水文地质条件（如地下水、降雨等）和人类工程活动（如开挖、加载等）。滑坡的形成是一个复杂的地质过程，涉及岩土体的变形、破坏和运移等。常见的滑坡机理包括蠕滑-拉裂型、滑移-压致拉裂型和塑流-拉裂型等。形成条件机理分析滑坡形成条件及机理分析242024/1/28防治措施包括预防措施（如合理规划、避免在滑坡易发区进行工程建设等）、应急措施（如及时疏散受威胁人员、设置临时警戒线等）和治理措施（如削坡减载、支挡加固等）。治理方案设计根据滑坡的具体情况和防治目标，设计相应的治理方案。常见的治理方案包括抗滑桩、锚索（杆）框架梁、挡土墙、排水工程等。在设计过程中，需要综合考虑地质条件、施工条件、经济成本等因素。滑坡防治措施与治理方案设计252024/1/2806岩溶发育规律及其对工程影响Chapter262024/1/28气候的干湿程度、降水量、温度等因素通过影响水的循环和溶蚀能力，间接影响岩溶发育。水的溶蚀能力受温度、压力、CO2含量等因素影响，对岩溶发育起主导作用。可溶性岩石是岩溶发育的物质基础，其成分、结构和构造影响岩溶发育的程度和速度。断裂、褶皱等地质构造为岩溶发育提供了空间和通道，控制了岩溶发育的方向和规模。水的溶蚀能力可溶岩层的存在地质构造气候条件岩溶发育条件及影响因素272024/1/28垂直分带性随深度增加，岩溶发育程度减弱，表现为地表强烈发育，地下逐渐减弱。水平分带性受地质构造和地层岩性控制，不同区域岩溶发育程度差异明显。发育阶段性岩溶发育具有阶段性，不同阶段发育特征不同，受地质历史和环境变化影响。岩溶发育规律总结282024/1/28地基稳定性问题岩溶地区的溶洞、溶沟等导致地基承载力降低，易引发不均匀沉降。要点一要点二渗漏问题岩溶通道的存在使得地下水易于渗漏，对水利工程和地下工程造成威胁。岩溶对工程影响及治理措施292024/1/28突水突泥问题：在隧道等地下工程施工中，可能遇到高压岩溶水或泥石的突然涌出。岩溶对工程影响及治理措施302024/1/28VS采用注浆、灌浆、桩基等方法加固地基，提高承载力。防渗处理采用防渗帷幕、灌浆等措施阻止地下水的渗漏。地基处理岩溶对工程影响及治理措施312024/1/28排水降压通过设置排水孔、排水廊道等措施降低地下水位和压力。施工安全措施加强超前地质预报，采取必要的施工安全措施防范突水突泥等风险。岩溶对工程影响及治理措施322024/1/2807特殊土及其工程问题处理Chapter332024/1/2801020304软土定义与分类阐述软土的基本概念、形成条件及分类方法。力学性质探讨软土的压缩性、抗剪强度、固结特性等力学行为。物理性质分析软土的颜色、密度、含水量、孔隙比等物理指标。工程问题处理介绍针对软土地基的加固方法，如换填法、预压法、强夯法等，并分析各种方法的适用条件和优缺点。软土特性及其工程问题处理342024/1/28膨胀土特性及其工程问题处理膨胀土定义与分类解释膨胀土的定义、成因及分类标准。膨胀性指标阐述膨胀土的膨胀率、收缩率、自由膨胀率等关键指标及其测定方法。工程性质分析膨胀土的力学性质、水理性质以及与其他土体的相互作用。工程问题处理探讨膨胀土地区工程建设的防治措施，如换填非膨胀土、设置隔离层、采取保湿措施等，并分析各种措施的适用性和实施效果。352024/1/28工程问题