工程地质学--第一章 绪论.ppt

1、中国地质大学（武汉）,工 程 地 质 学 Engneering Geology 中国地质大学（武汉）工程学院,2020/8/2,2,2007年11月20日，宜万铁路高阳寨隧道发生岩崩，35人遇难,2020/8/2,3,如是说,高阳寨隧道是炸出来的，“3年里一直在炸，每炸完一次只能前进2米，然后把碎石运到外面，进行加固。”到了11月20日，这段隧道只剩下最后一爆就可以完工了，“当时距离外面只差3米，打算小炸一下，只前进1米，主要是担心炸大了外面会有碎石。” 7:04，爆破完毕，工人开始向外搬运炸出的碎石。此时，李庆中、杨志龙和张世木等4人正在隧道口的外墙进行加固作业。爆破发生在山体内，没有人知道

2、里面发生的事情。 8:45，居住在隧道口不远的木龙垭村邓姓村民突然听到外面一声巨响，声音类似卡车在倾倒碎石，等她赶到外面，发现山上一整片岩石全部滚落下来，“我看到一辆大巴车正在急速的转头向回开，它的挡风玻璃上被砸出了裂痕，隧道下面就全是碎石了，尘土大得什么都看不到。” 而此时在洞里的张某并不知道外面发生的事情，他只发现原本黑漆漆的洞出现了亮光，他跑到那里一看才知道，高阳寨隧道提前贯通了：那2米厚的岩石（3000多方）已经全部崩塌到了下面的318国道上。,2020/8/2,4,2020/8/2,5,2020/8/2,6,2020/8/2,7,2020/8/2,8,2020/8/2,9,2020/

3、8/2,10,2020/8/2,11,1963年10月夜间在意大利北部山区的Vajont水库左岸发生大型滑坡，洪水摧毁了下游数公里以内的5个村庄，2600多人在梦中死亡，被公认为是世界上最严重的滑坡灾害。,2020/8/2,12,Vajont水库滑坡,1963年10月夜间发生在意大利北部山区的Vajont水库，被公认为是世界上最严重的滑坡灾害。 该水库库容10亿m3，坝高267m，是当时世界上最高的双曲拱坝。 水库蓄水造成水库岸坡地下水位的相应抬高，地质环境发生了急剧变化，2.6亿m3的石灰岩山体以20m/s以上的速度滑入水库。 最大涌浪 高度250m，越过坝顶高度达150m，库水迅猛泻向下游

4、。该水库也因滑坡填入而报废。,2020/8/2,13,2020/8/2,14,2020/8/2,15,2020/8/2,16,2020/8/2,18,2020/8/2,19,。 。 。,。 。 。,。 。 。,国 防 军 事,能 源 开 采,城 建 工 程,水 利 工 程,交 通 工 程,2020/8/2,20,满洲里,哈尔滨,乌鲁木齐,呼和浩特,二连浩特,北京,沈阳,长春,丹东,大连,青岛,连云港,济南,徐州,淮阴,上海,宁波,南昌,台北,长沙,衡阳,南宁,海口,香港,澳门,广州,韶关,同江,绥芬河,厦门,高雄,昆明,霍尔果斯,格尔木,拉萨,瑞丽,河口,友谊关,北海,湛江,桂林,西安,重庆,

5、银川,太原,石家庄,天津,烟台,西宁,兰州,成都,珲春,三亚,唐山,南京,合肥,武汉,郑州,杭州,福州,贵阳,珠海,深圳,2020/8/2,21,西电东送,青藏铁路,西气东输,南水北调,2020/8/2,22,中国东部丘陵，平原地面变形为主,中国北部大兴安岭北段山区和西部青藏高原岩土冻融为主,中国北部内陆高原、盆地沙漠化、盐渍化,中国中部高原，山地斜坡变形为主,2020/8/2,23,2020/8/2,24,崩塌,2004年12月3日3时40分，贵州省纳雍县鬃岭镇左家营村岩脚组后山发生危岩体崩塌，共有19户村民受灾，12栋房屋被毁，7栋房屋受损，死亡44人。,2020/8/2,25,危岩崩塌灾

6、害实景,崩塌堆积体分布,2020/8/2,26,危岩东侧顶部已开裂达20厘米,倾坡外结构面,2020/8/2,27,盐池河岩崩：1980年6月3日5点35分，湖北远安盐池河磷矿发生岩崩，摧毁整个盐池河矿务局，死亡284人。,2020/8/2,28,2020/8/2,29,1985年6月12日3点52分，由于后部岩崩加载，导致新滩滑坡复活。所幸的是由于预报准确，新滩镇全镇1371人全部安全转移。,滑坡新滩滑坡,2020/8/2,30,2020/8/2,31,1985年 3000万立方米堵江 埋没新滩镇,2020/8/2,32,滑坡前,滑坡后,2020/8/2,33,1999年8月巫山老县城登龙街

7、发生滑坡（50万m3）3600人失去家园）,滑坡巫山登龙街滑坡,2020/8/2,34,2020/8/2,35,2020/8/2,36,2020/8/2,37,武汉市发生的岩溶塌陷历史记录： 1977年，汉阳中南轧钢常堆料场塌陷； 1988年，武昌陆家街塌陷和阮家巷塌陷； 1999年，毛坦村小学塌陷； 2000年2月，武昌司法学校塌陷； 2000年4月，青菱乡烽火村塌陷,4小时内发生大小陷坑19处，2栋楼房塌进陷坑，16栋楼房开裂、破损 。,岩溶塌陷,2020/8/2,38,2000年4月，青菱乡烽火村塌陷,2020/8/2,39,2000年4月，青菱乡烽火村塌陷,2020/8/2,40,20

8、00年4月，青菱乡烽火村塌陷,2020/8/2,41,1988年5月武昌陆家街塌陷,2020/8/2,42,1988年5月武昌陆家街塌陷,2020/8/2,43,1977年9月汉阳中南轧钢厂塌陷,2020/8/2,44,2020/8/2,45,2000年4月9日20时05分在西藏自治区波密县易贡乡扎木弄沟发生山体崩滑，约3000万m3的崩滑体冲击起沟内松散堆积物，形成高速-超高速块石碎屑流。 在短短的23分钟时间里, 垂直运距近3000m，水平运距约8500m，倾泻于易贡湖出口处，形成了长达4.6km，前缘宽3km，高达60m的一道喇叭状的天然“大坝”，堆积方量约3亿m3 ，堵塞了易贡藏布河道

9、，形成15km2的湖区，使4 000多人被困，直接经济损失达1.4亿多元，严重危及318国道通麦大桥。,泥石流-易贡巨型滑坡引起的泥石流,2020/8/2,46,易贡乡位于波密县境内念青唐古拉山脉的深切峡谷之中，海拔2200m左右,气候湿润,原始森林茂盛,植被覆盖好。两侧高山海拔5000m以上，冰川发育。,2020/8/2,47,2020/8/2,48,“大坝”使易贡藏布断流，引起易贡湖水上涨，水位日平均涨幅0.95米，最高涨幅达2.37米。至6月10日19时50分，湖水面水位上涨达55.36m,拦蓄水量达30亿米3以上，湖区面积达70平方公里。,2020/8/2,49,2020/8/2,50

10、,2020/8/2,51,2020/8/2,52,2020/8/2,53,地面沉降,我国已在 1 6个省、市的近 50个城市发生了地面沉降，沉降面积 48655km2。,2020/8/2,54,地面沉降使桥墩错位,2020/8/2,55,因地面沉降报废的海河老桥和重建的新桥,2020/8/2,56,第一章 绪 论,地质环境：地壳表层和一定深度的地质条件的综合。指自然环境的一个重要组成部分，与人类生存和发展有紧密联系的岩石圈的一部分，这部分积极地与水、气和生物圈相互作用着。上限为岩石圈表面，下限为人类技术经济活动引起的物理场、化学场因素变迁消失的深度。,2020/8/2,57,一、工程地质学的研

11、究对象和任务,定义 工程地质学是一门研究与工程建设有关的地质问题，为工程建设服务的地质学科，它是地质学的分支学科，属于应用地质学的范畴。 工程地质学是研究与工程活动有关的地质环境及其评价、预测和保护的科学。岩土工程基本术语标准（GB/T50279-98） 研究对象 研究地质环境与工程建筑物之间的关系，二者矛盾的转化和解决方法。,2020/8/2,58,阐明建筑地区的工程地质条件； 论证建筑物所存在的工程地质问题； 选择地质条件优良的建筑场址； 研究工程建筑物兴建后对地质环境的影响； 提出有关建筑物类型、规模、结构和施工方法的合理建议； 为拟定改善和防治不良地质作用的措施方案提供地质依据。,研究

12、任务,2020/8/2,59,工程地质条件：与工程建筑物有关的地质条件的综合。 岩土类型及其工程性质 地质构造 地形地貌 水文地质 工程动力地质作用 天然建筑材料,2020/8/2,60,2020/8/2,61,由于不同地区的地质环境不同，工程地质条件不同，对工程建筑物有影响的地质因素的主次关系不同：,平原地区建筑物：地基稳定性问题 山区建筑物：斜坡稳定性问题,2020/8/2,62,工程动力地质作用 内动力地质作用 火山、地震、活断层 外动力地质作用 滑坡、崩塌、泥石流、岩溶塌陷、渗透变形 工程活动诱发的地质作用 诱发地震、地面沉降、地面塌陷,2020/8/2,63,工程地质问题：工程建筑物

13、与工程地质条件之间所存在的矛盾或问题。 对于场地工程地质条件不同，建筑物内容不同，所出现的工程地质问题也各不相同： 岩土工程：地基承载力、沉降、基坑边坡问题、地下洞室稳定性问题 矿山开采：边坡稳定性、基坑突水、矿坑稳定 水利水电工程：渗透变形、水库渗漏 、斜坡稳定性、坝体抗滑稳定性,2020/8/2,64,三峡工程, 库区 库岸稳定性问题 水库诱发地震问题 水库渗漏问题 水库浸没问题 水库淤积问题 移民问题, 坝址区,2020/8/2,65,2020/8/2,66,2020/8/2,67,2020/8/2,68,崩滑体2490处, 体积44.5亿立方米,泥石流47处,塌陷6个,地裂缝5条,崩滑

14、体4256处,体积42.4亿立方米,泥石流58处,塌陷73个,地裂缝42条,三峡库区地质灾害概况,20个县(市、区)境内，分布在库区外的地质灾害4429处.,2020/8/2,69,三峡库区20个县市分布示意图,三峡水库将淹没陆地面积632平方公里，涉及重庆市、湖北省的20个县（市）。移民113万人，主要采取就地后靠方式，少部分外迁。沿岸移民迁建县、市级城镇13座，乡镇级集镇116个，村庄1280个。,2020/8/2,70,二、工程地质学的研究内容及研究方法,研究内容 岩土工程性质的研究 研究与工程建筑物有关的岩土体的工程地质性质及其变化规律，即分布规律、成因类型、力学性质、测试技术等 分支

15、学科：工程岩土学、岩体力学、土力学 工程动力地质作用的研究 研究工程动力地质作用的形成机制、规模、空间分布及发展趋势，对由此引起的工程地质问题进行评价、防治和改造 分支学科：工程动力地质学、工程地质学基础、工程地质学分析原理,2020/8/2,71,工程地质勘察理论和技术方法的研究 研究勘察方法的选择、工作布置原则、工作量的分配、勘察质量和精度的检测，勘察技术、方法理论的改进 分支学科：工程地质勘察 、专门工程地质学 区域工程地质研究 为工程规划设计提供地质依据，进行工程地质区划 分支学科：区域工程地质学 环境工程地质研究 研究人类工程活动和地质环境之间的联结模式，科学预测人类活动对地质环境的

16、影响 分支学科：环境工程地质学,2020/8/2,72,研究方法,自然历史分析法 数学力学分析法 模型模拟试验法 工程地质类比法,2020/8/2,73,自然历史分析法 地质学分析 研究地质体、地质现象、自然地质历史形成。地质基础工作，基本的研究方法。 例如：斜体变形破坏研究。 数学力学分析法 总体分析比较、评价 针对某一具体问题。地质分析 地质模型 数学模型（论证经验公式等） 代入有关参数进行比较。 例如：刚体极限平衡法、弹塑性理论方法、数论统计方法、数值分析方法。还如，灰色理论、逻辑信息、神经网络等。,2020/8/2,74,模型与模拟实验法 模型实验：如渗流、斜坡、地基渗透变形、地下洞室

17、稳定等方面都可以进行。 模拟实验：如光弹实验、电网络模拟（欧姆定律渗流达西定律）、结构的网络模拟（结构的统计特征、montecoler 方法）等。 工程地质类比法 基础是相似性（地质条件与工作方式） 如：专家判断、经验参数使用。 上述方法各有特点，相互补充，综合应用。,2020/8/2,75,三、工程地质学的发展历史,人类开始建筑就设法利用优良地质条件。 在20世纪30年代前苏联大规模建设，促使工程地质的萌生。 1932年在莫斯科地质勘察学院开始培养工程地质专业人才，奠定工程地质学的理论基础。 同期，欧美日的工程地质工作更多地由土力学、岩石力学承担。 1968年第23届国际地质大会上成立了国际工程地质学会。 1975年土力学、岩石力学、工程地质学建立了定期联络讨论的制度。 1998年国际工程地质学会更名为国际工程地质与环境学会。,2020/8/2,76,1952年我国成立地矿部，设立水文地质工程地