工程地质分析原理

Principles of Engineering Geological Analisis 工程地质分析原理 本课程为高等院校地质工程专业（工程 地质方向）四年制本科的一门主干专业 课。主要讲授研究分析人类工程 经 济活动与地质环境之间的相互作用（制 约）及因而产生的工程地质问题。 人类活动与地质环境 人类生活在地球上，各种工程活动天天在地质环 境中进行，二者之间 相互制约 ，始终是客观存在的。 v 地质环境对人类工程活动的制约： 人类在从事工程活动中影响工程活动的安全： 如采煤过程中的瓦斯爆炸、涌水，隧道掘进过程中出 现塌顶、岩爆或涌水等； 影响工程建筑物的稳定和正常使用：如瓦伊昂 事件，水库渗漏 、 滑坡、泥石流破坏公路与铁路； 地质条件不具备而使工程造价提高：如沿海三角洲地区城市修 建高层建筑，往往由于软基需要深基坑或桩基或筏式地基 而增加 造价，高烈度地区建造巨型电站因考虑高烈度而使造价大幅度提 高。 v 人类工程活动又会以各种方式影响地质环境，即人类工程活动对 地质环境的制约： 人类工程活动对地表的改造已达到不可忽视的程度，到目前 为止人类活动已涉及到地表 80的地区。如在上游修建梯级电站 ，改变河流的地质作用， 大规模的砍伐森林造成荒漠化，道路修 建中不合理削坡使坡体稳定性降低，水库蓄水导致水库诱发地震 等等。 工程地质学的研究对象 工程地质学的上述任务，必须要求对 工程活动的地质环境 或称 工程地质条件 ，进行深入研究 . 工程地质条件包括 地层岩性、地质构造、地貌、水文地质条 件、岩土体的工程性质、物理地质现象和天然建筑材料等方面。 研究岩土体的工程性质及其在自然或人类活动影响下的变化是 工 程岩土学 的基本任务 研究工程活动与地质环境相互制约的主要形式 即工程地质 问题。分析这些问题产生的地质条件 、 力学机制及其发展演化规 律，以便正确评价和有效防治其不良影响是工程地质学另一专门 分支 工程地质分析 的基本任务。 查明工程地质条件并研究查明工程地质条件的方法和手段是 工程地质勘查 的基本任务 上述三个专门分支学科是工程地质学的理论基础。 本课程重点介绍 工程地质分析 的基本原理和方法。 The Task of Engineering Geological Analisis 主要任务 分析各类工程地质问题产生的地质条件，力学 机制及其发展演化规律，探讨各类工程地质问 题的分析评价方法和防治措施。本课程是学生 在学习高等数学、物理、化学、工程力学、计 算机基础和语言、普通地质学、地貌第四纪地 质、工程岩土学及岩土力学等课程基础开设的 。通过本课程的教学，应使学生熟悉各种主要 地质问题，并掌握对它们进行分析评价的理论 和方法。 Research Content 工程地质分析原理的研究内容 第一篇 区域稳定问题 第一章 活断层工程地质研究 活断层活动特性，活断层监别标志，活断层研究方法，活断层区建 筑原则。 第二章 地震工程地质研究 地震地质及地震波基础知识，地震活动的若干规律，地震效应，地 震小区划，诱发地震，地震区抗震设计原则。 第二篇 场地的渗透稳定问题 第三章 场地的渗透变形工程地质研究 渗流的动水压力，渗透变形的类型及特征，影响渗透变形的因素， 渗透变形的预测，渗透变形的防治。 第四章 砂土振动液化工程地质研究 砂土振动液化机理，砂土振动液化形成条件，砂土振动液化的预测 ，砂土振动液化的防护措施。 第三篇 地基稳定问题 第五章 土基稳定性工程地质研究 土基应力分布特征，土基变形破坏类型与特征，土基 稳定性分析，土基处理。 第六章 岩基稳定性工程地质研究 岩基应力分布特征，岩基变形破坏类型与特征，坝基 岩体稳定性分析，拱坝肩座稳定性分析，岩基处理。 第四篇 斜坡稳定问题 第七章 斜坡变形破坏工程地质研究 斜坡应力分布特征，斜坡变形破坏的类型与特征，天 然营力因素对斜坡变形破坏的影响，斜坡稳定性分析 ，斜坡保护。 第八章 泥石流工程地质研究 泥石流的基本特征，泥石流的形成条件，泥石 流的预测预报，泥石流的防治。 第五篇 洞室的稳定问题 第九章 地下洞室工程地质研究 洞室围岩应力重分布，洞室围岩的承载性能， 洞室围岩的外水压力，保护洞室稳定的措施。 第十章 岩溶工程地质研究 碳酸盐的溶蚀机理，影响岩溶发育的因素，岩 溶地区主要工程地质问题，保证岩溶洞穴稳定 的措施。 Research Methods 研究方法 1、定性评价方法 以自然历史分析法确定不同工程地质性质的形成原因 、演变趋势和发展预测（条件分析） 2、 定量评价：定性分析基础上，通过定量计算，进行定 性与定量评价相结合的地质过程机制分析 定量评价 。 数学分析 力学分析 概率分析 Development of Engineering Geological Analisis 工程地质分析原理的发展历史 20世纪 20年代形成较完整的学科（ 土 质学 苏联） 西方国家于 20世纪 20年代形成 土质学 ，并于 50年代形成 岩石力学 此后一段时间重点为岩土性质研究与岩 土力学研究相结合解决工程中的岩土利 用、整治及改造问题 Development of Engineering Geological Analisis 工程地质分析原理的发展历史（国内） 50年代以前重点研究松软土、粒度成分 与工程性质的关系 50-60年代重点研究土的矿物成分、化学 成分与工程性质的关系（土质改良原理 ） 60年代以后重点研究土的结构、构造（ 土体、岩体工程性质研究） 课程内容与学时分配表 课程内容与学时分配表 The Role and importance of Engineering Rock and Soil 工程地质分析原理的用途及重要性 本课程为地质工程专业的主干专业基础课，是 在地质学基础，物理化学和胶体化学等课程的 基础上进行教学的，为学习土力学、岩体力学 、工程地质学原理、专门工程地质学等后继课 程打下基础。 工程地质分析原理研究岩土体的工程地质性质 及变化规律解决基础稳定、边坡稳定、洞室稳 定、山体稳定和区域稳定问题的基础 延安虎头峁滑坡（ Landslide) 虎头峁滑坡 变形特征 坡体后缘塌陷 坡体后缘滑塌 地表拉张裂缝 西安地裂缝（冶院图书馆） 西安地裂缝（ 15街坊住宅楼） 道路受损道路受损 桥梁受损桥梁受损 桥梁错开桥梁错开 桥面开裂桥面开裂 山西清徐县地裂缝 山西清徐县地裂缝 The Fundament Demand of Engineering Rock and Soil 工程地质分析原理课程的基本要求 对能力培养的要求 通过对本课程的学习，应使学生能够独立分析 各类工程的工程地质条件和工程地质问题，掌 握各类工程地质问题的评价和预测方法，并能 对各类工程地质问题提出处理或防治建议方案 。同时，通过学习，应使学生会查阅资料，扩 大知识面和提高学生综合能力，使学生具有初 步的科研和生产能力。 The key points of Engineering Geological Analisis 工程地质分析原理课程的重点和难点 人类工程 经济活动与地质环境的相互 作用（制约）是一个综合性问题。各类 工程和各种工程地质问题具有不同的表 现方式。本课程根据问题，结合工程主 要讲授区域稳定，场地渗透稳定，地基 稳定，斜滑稳定和洞室稳定五大方面的 问题 。 一、绪论 了解地质环境与人类工程 经济活动的相互作用及其各种主要 表现形式； 理解工程地质条件、工程动力地质作用和工程地质问题及三者 的关系； 理解研究和解决各类工程地质问题的途径和方法。 二、区域稳定问题 掌握活断层的鉴别方法； 深入理解活断层，地震的产生条件、形成机制，活动特性及相 互关系； 掌握研究和评价这类不良地质作用的技能和方法； 了解活断层及地震区规划设计建筑物的原则。 三、与渗流有关的稳定问题 理解潜蚀、流砂作用及地表塌陷，振动作用及大面积砂土液化 问题的形成机制，影响控制因素及研究评价方法； 掌握渗透变形产生条件和可能性的预测方法、砂土液化的产生 条件和可能预测； 了解防治这类不良地质作用危害的措施。 四、斜坡稳定性分析 了解斜坡应力分布及变形破坏的一般特征； 深入理解有关崩塌、滑坡、泥石流作用的产生条件，发育的模 式和机制，影响控制因素以及发展演化的过程和规律等； 熟练掌握研究和评价这类不良地质作用及斜坡稳定性的技能和 方法。包括现象识别，模式、机制分析、发展演化过程追溯，发 展现状及未来趋势判别，以及定量评价和时空预测等 了解防治这类不良地质作用的原则及主要措施。 五、地基稳定问题 了解地基应力分布特征及一般规律； 理解地基各种变形破坏类型、特点、产生条件； 掌握地基稳定性的研究评价方法； 了解防治地基变形破坏的措施。 六、洞室稳定问题 了解洞室围岩的应力分析特征及围岩变形破坏类型； 理解洞室围岩各种变形破坏类型的产生条件及影响控制因素； 掌握洞室围岩稳定性的评价方法； 了解溶岩的溶蚀机理； 理解岩溶的发育规律、影响控制因素及研究评价方法。 掌握岩溶区水库渗漏，地基稳定和天然洞室围岩的分析和评价方法。 了解防治洞室围岩变形破坏的措施。 课程教材及主要参考书 使用教材： 工程地质学基础 ，唐辉明编，化学工 业出版社， 2008年 参考书 工程地质原理 ，胡广韬 赵法锁等主编，长安大学 1998年 1、 工程地质分析原理 ，张倬元等编，地质出版社 1993年 2、 工程地质学基础 ，李智毅等编，中国地质大学 出版社 1990年 3、 工程地质学基础 ，罗国煜等编，南京大学出版 社 1990年 4、 工程地地质学 ，陈兆溱编 水利水电出版社 1989年 主讲教师李新生简介