工程地质3.ppt

工程地质学 主讲 于明旭班级 土木0901 02 教材及参考书 教材 工程地质学刘春源主编中国建材出版社2000参考书 专门工程地质学张咸恭主编地质出版社2001工程地质分析原理张倬元王士天王兰生编著地质出版社2005灾害地质学潘懋李铁锋编著北京大学出版社2002 绪论 一 什么是地球科学地球科学 EarthScience 以整体的地球作为研究对象 包括自地心至地球外层空间十分广阔的范围 是由固体地圈 solidearth 大气圈 atmosphere 水圈 hydrosphere 和生物圈 biosphere 组成的一个开放的复杂巨系统 称为地球系统 earthsystem 地球科学是一个庞大的超级学科体系群 大气科学 meteorology 研究大气圈的组成 结构和气候过程 海洋科学 oceanography 研究水圈海洋部分的物理 化学 生物现象的运动过程 地理科学 geography 研究地球表层的地理环境 地质科学 geology 研究地球 主要是岩石圈 的物质成分 内部结构 外部特征 各圈层间的相互作用和演变历史 生物学天文学 二 地质学地质学的研究重点是固体地球的表层 地壳或岩石圈的一门科学 研究地球的形成与演变 结构构造 物质组成 地质运动等 地质学研究对象的特殊性1 人类历史与地球历史长度有巨大差异 地质历史时间漫长人类历史约200万年 人类有文字记载仅几千年 地球为46亿年 人类历史为地球历史的1 2300 2 人类能触及的范围与地球庞大空间有相当的差距 地球规模宏大地球半径R 6371km 表面积S 5亿平方公里最深的矿井几千米 最深的钻孔仅1万多米 且数量很少陆地上有高山 沙漠 极地 有深达几千米的海洋 3 地质记录的不完整性 现在地球上存在的各种物质及现象 都是地球的历史演化中由各种地质作用创造的 这种自然产物统称为地质记录 是地质学研究的证据 许多地质事件并不是都形成了完整的记录 许多记录被后来的地质事件所破坏 甚至完全消失 地质学的任务1 寻找各种矿产资源 金属 非金属 能源 地下水 2 研究各种地质灾害的形成规律 滑坡 泥石流 火山 地震 地面沉降等 3 研究地质环境与人体健康的关系4 研究工程建设场地的稳定性5 为经济建设的各个领域服务 地质学的研究内容1 研究地球的物质组成 元素 矿物 岩石 建造 如地球化学 矿物学 岩石学 矿床学等 2 研究岩石或建造在地壳中的分布 如构造地质学 区域地质学 3 研究地球的历史 如古生物学 地史学 岩相古地理学 4 应用地质学研究 如水文地质学 工程地质学 环境地质学 遥感地质学 5 综合性研究 以上研究内容集中为三个主题 A 地球 主要是地壳 的现状 物质组成 静态地质学或现状地质学B 地球 主要是地壳 的演变规律 动力地质学 PhysicalGeology C 地球 主要是地壳 的演变历史 历史地质学 地质学的研究方法1 观察地质现象 获取地质资料野外调查是研究地质作用的前提和基础 野外地质调查分为专题性考察和综合性的区域地质调查 区域地质调查按比例尺大小分为 1 小比例尺区调 1 100万 1 50 2 中比例尺区调 1 20万 1 10 3 大比例尺区调 1 5万 2 运用实验 分析手段进行室内研究和综合分析先进的研究手段是推进地质学进步的重要因素 如 电子显微镜能放大80万倍实验室能制造1011pa以上的高压可以进行微区分析可以利用放射性同位素测定年龄 3 反演推理 进行理论研究 历史比较法 的奠基人是英国地质学家C Lyell 1797 1875 他在 地质学原理 1830 一书中 明确提出历史比较法的原则是 Thepresentisthekeyofthepast 即 将今论古 这是进行地质研究的传统方法 三 工程地质学及其任务1 工程地质学 Engineeringgeology 是处于地质学与工程之间的一门边缘学科 它是调查研究解决土木工程建筑与地质环境相互作用而产生的工程地质问题的学科 或者 工程地质学基础 南京大学 罗国煜等 工程地质学是地质学的一个分支 是调查 解决于兴建各类工程建筑有关的地质问题的学科 2 工程地质问题工程地质问题是指工程建筑与地质环境 可由工程地质条件具体表征 相互作用 互相矛盾而引起的 对建筑本身的顺利施工和正常运行或对周围环境可能产生影响的地质问题 例如 水库构成 库区工程地质问题 水库渗漏问题 水库 临岸地带浸没问题 水库淤积问题 以及水库诱发地震问题 水坝主要问题 坝基渗漏问题 绕坝渗漏问题 坝肩稳定性问题等 工民建的工程地质问题 区域稳定性问题 地基稳定性问题 3 工程地质条件 表征地质环境的要素 工程地质条件可以理解为与工程建筑有关的地质环境要素之综合 包括地形地貌条件 岩土类型及其工程地质性质 地质结构 水文地质条件 物理地质现象以及天然建筑材料等六要素 它是一个综合概念 单独一两个要素称之为工程地质条件的某某要素 4 工程地质学的任务是 南京大学 罗国煜 1 研究人类在上地壳的活动这一强大的地质因素 2 评价工程地质条件 论证地上 地下建筑工程兴建和营运的技术可行性和理论合理性 3 选定布置建筑工程的地点 基础结构形式和决定施工方法 保证合理设计 顺利施工 4 以定量形式提出地质条件与工程建筑相互作用的空间 时间 强度的预报 5 制定控制自然地质作用和工程地质作用地质灾害的方法和危险后果的措施 6 进行地区和岩 土体的专门分类和分区 为国民经济规划布局和地质环境的合理布置和保护提供科学依据 工程地质勘察任务 专门工程地质 张咸恭 1 查明建筑地区的工程地质条件 指出有利和不利条件 2 分析研究于建筑有关的工程地质问题 做出定性评价和定量评价 为建筑的设计与施工提供可靠的地质依据 3 选出工程地质条件优越的建筑场地 4 配合建筑物的设计与施工 提供关于建筑物类型 结构 规模和施工方法的建议 5 为拟定改善和防制不良地质条件的措施提供地质依据 6 预测工程兴建后对地质环境造成的影响 制定保护地质环境的措施 工程地质学与其它学科的关系 工程地质学 理论基础学科本学科分支学科 专门工程地质矿山工程地质工程动力地质学海洋工程地质学区域工程地质学工程大城市工程地质学 三 工程地质学学科发展史1 本学科起始于二十世纪20年代a 1773年 法国的C A库仑抗剪强度理论b 1869年 英国W J M朗肯典土压力理论c 1885年 法国J 布辛奈斯克弹性速度d 1922年 瑞典W 费轮纽斯土坡稳定分析法e 1925年 美国K 太沙基 土力学 1929年 美国K 太沙基 工程地质学 f 1932年 原苏联第一个工程地质教研室g 1