工程地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)(完整版)word版本

1、程地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)（完整 版）緒論蒲博文工程地質(zhì)學(xué)：是地質(zhì)學(xué)的分支學(xué)科，它研究與工程建設(shè)有關(guān)的地質(zhì)問題、為工程建設(shè)服務(wù)，屬于應(yīng)用地質(zhì)學(xué)的范疇。工程地質(zhì)學(xué)的主要任務(wù)：?闡明建筑地區(qū)的工程地質(zhì)條件，并指出對建筑物有利和不利的因素。?論證建筑物所存在的工程地質(zhì)問題，進行定性和定量的評價，做出確切的結(jié)論。?選擇地質(zhì)條件優(yōu)良的建筑場址，并根據(jù)場址的地質(zhì)條件合理配置各個建筑物。?研究工程建筑物興建后對地質(zhì)環(huán)境的影響，預(yù)測其發(fā)展演化趨勢，并提出對地質(zhì)環(huán)境合理利用和保護的建議。?根據(jù)建筑場址的具體地質(zhì)條件，提出有關(guān)建筑物類型、規(guī)模、結(jié)構(gòu)和施工方法的合理建議以及保證建筑物正常使用所應(yīng)注意的地質(zhì)要求。?為擬定防治和改善

2、不良和地質(zhì)作用的措施方案提供地質(zhì)依據(jù)。工程地質(zhì)學(xué)的基本研究方法：自然歷史分析法、數(shù)學(xué)力學(xué)分析法、模型模擬試驗法、工程地質(zhì)類比法。工程地質(zhì)條件：是指與工程建筑有關(guān)的地質(zhì)因素的綜合。地質(zhì)因素包括 巖十類型及其工 程性質(zhì)、地質(zhì)結(jié)構(gòu)、地貌、水文地質(zhì)、工程動力地質(zhì)作用和天然建筑材料等方面、它是 一個綜合的概念。工程地質(zhì)問題：是指工程地質(zhì)條件與建筑物之間所存在矛盾。第四章活斷層與地震活斷層：一般是是指近期曾有過活動或正在活動或?qū)碛锌赡苤匦禄顒拥膶?。活斷層的基本特征?活斷層的繼承性與反復(fù)性。?活斷層是深大斷裂復(fù)活運動的產(chǎn)物。?活斷層的活動方式。（一種是以地震方式產(chǎn)生間歇性的突然滑動稱之為地震斷層或者 粘

3、滑性斷層。一種是沿斷層面兩側(cè)巖層連續(xù)緩慢的滑動稱之為蠕變斷層或者蠕滑型斷層）活斷層的鑒別：?地質(zhì)、地貌和水文地質(zhì)特征地質(zhì)特征：最新沉積物的地層錯開，是鑒別活斷層最可靠的依據(jù)。地貌特征：活斷層往往是兩種截然不同的地貌單元的分界線，并加強各地貌單元的差異性?；顢鄬油鶚?gòu)成同一地貌單元或地貌系統(tǒng)的分解和異常。走滑型的活斷層可使穿過它的河流、溝谷方向發(fā)生明顯的變化。在活動斷裂帶上，滑坡、崩塌和泥石流等工程動力地質(zhì)現(xiàn)象常呈線性密集分布。水文地質(zhì)方面：活動斷裂帶的透水性和導(dǎo)水性較強，因此當(dāng)?shù)匦?、地貌條件合適時，巖斷裂帶泉水常呈線性分布，且植被發(fā)育。而且活斷層沿線常有溫泉出露。?歷史地震和歷史地表錯斷資料。

4、?用儀器測定?地球化學(xué)和地球物理活斷層地區(qū)的建筑原則：1、 建筑場址一般應(yīng)避開活斷層斷裂帶2、 線路工程必須跨越活斷層時，盡量與其大角度相交，并盡量避開主斷層。3、 必須在活斷層地區(qū)興建的建筑物，盡可能的選擇穩(wěn)定地塊即安全島”，盡量在下盤。4、 在活斷層區(qū)興建工程，應(yīng)采用抗震結(jié)構(gòu)和建筑形式。地震：在地殼表層，因彈性傳播所引起的振動作用或現(xiàn)象。按構(gòu)造成因可分為構(gòu)造地 震、火山地震、陷落地震。震源機制： 地震發(fā)生的物理過程或者震源物理過程，稱為震源機制，它可通過多個地震 臺的地震記錄圖來確定。地震震級： 震級是衡量地震本身大小的尺度，有地震所釋放出來的能量大小來決定。地震烈度：一次地震于某地面震動

5、的強烈程度。地震效應(yīng)：在地震影響所及的范圍內(nèi)，于地面出現(xiàn)的各種震害或破壞。（包括振動破壞效應(yīng)、地面破壞效應(yīng)）卓越周期（T0 ）：當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時，由震源發(fā)出傳至地表巖土體中，迫使其振動。由于表層巖土體對不同周期的地震波有選擇放大作用，某種巖土體總是選擇某種周期的波放大的尤為明顯突出，使地震記錄圖上的這種波記錄得多而好，這種周期就叫T0。砂土液化機理： 在地震過程中，疏松的飽和砂土在地震中引起的剪應(yīng)力反復(fù)作用下，砂粒間的相互位置必然產(chǎn)生調(diào)整，從而使砂土趨于密實。砂土要變密實就勢必排水。在急劇變化的周期性地震力作用下，伴隨砂土的孔隙度減少而透水性變差。如果砂土透水性不良而排水不通暢的話，則前一周期的排

6、水尚未完成，下一周期的孔隙度再減小又產(chǎn)生不了，應(yīng)排除的水來不及排走，而水又是不可壓縮的，于是就產(chǎn)生了剩余孔隙水壓力或超孔隙水壓力。第五章 斜坡工程斜坡： 斜坡是地表廣泛分布的一種地貌形式，指地殼表部一切具有側(cè)向臨空面的地質(zhì)體。斜坡中應(yīng)力狀態(tài)的變化：斜坡面附近的主應(yīng)里跡線均發(fā)生明顯偏轉(zhuǎn)由于應(yīng)力分異的結(jié)果，在坡面附近產(chǎn)生應(yīng)力集中帶，尤其在坡腳形成一個明顯的應(yīng)力集中帶。坡面處的徑向應(yīng)力實際為零，所以坡面處于兩向應(yīng)力狀態(tài)，而向坡內(nèi)逐漸變成三向應(yīng) 力狀態(tài)。由于主應(yīng)力偏轉(zhuǎn)，坡體內(nèi)最大剪應(yīng)力跡線也發(fā)生變化，由原來的直線變?yōu)榘枷蚱旅娴?近似圓弧狀。斜坡變形破壞：斜坡受到侵蝕卸荷作用造成局部應(yīng)力集中超過了該部位

7、巖土體戒指的容 許強度，引起局部剪切錯動、拉裂并出現(xiàn)小位移，但還沒有造成斜坡整體性的破壞，這 就是斜坡變形。當(dāng)變形進一步發(fā)展，破壞面不斷擴大互相貫通，使巖土體的一部分發(fā)生 較大位移而分離，這就是斜坡破壞。斜坡變形劃分為：斜坡變形主要有 拉裂、蠕滑和彎曲傾倒等類型。斜坡破壞劃分為：崩堤、滑坡等類型。拉裂：斜坡巖體在局部拉應(yīng)力集中部位和張力帶內(nèi)，形成的張裂隙變形型式稱為拉裂。蠕滑：斜坡巖土體沿局部滑移面臨空方向的緩慢剪切變形稱為蠕滑。彎曲傾倒：由陡傾或直立板狀巖石組成的斜坡，當(dāng)巖層走向與坡面走向大致相同時，在 自身重力長期作用下所發(fā)生的臨空方向同步彎曲，甚至折裂的變形稱為彎曲傾倒。崩塌：斜坡被陡傾

8、的破裂面分割而成的巖石體，突然脫離母體并以垂直位移運動為主，以翻滾、跳躍、墜落方式而堆積于坡腳，這種現(xiàn)象和過程即稱崩塌。崩塌的特征是：一般發(fā)生在高陡斜坡的坡肩處；質(zhì)點位移矢量鉛直方向較水平方向要大 得多；崩塌發(fā)生時無依附面；多是突然發(fā)生的，運動較快?；拢盒逼聨r土體沿著貫通的剪切破壞面，產(chǎn)生以水平運動為主的現(xiàn)象，稱為滑坡?；碌奶卣魇牵和ǔＪ禽^深層的破壞，滑移面深入到坡體內(nèi)部以至坡腳以下；質(zhì)點位移 矢量水平方向大于鉛直方面；有依附面（即滑移面）存在；滑移速度較慢，多具有“整體 性”?；滦螒B(tài)要素：滑坡體、滑坡床、滑坡面、滑坡周界、滑坡壁、滑坡臺階、封閉洼地、 滑坡舌、滑坡裂隙、滑坡軸滑坡的識別

9、方法：利用遙感信息和航空影像資料、進行地面地質(zhì)測繪、采用勘探測試方法。斜坡地質(zhì)災(zāi)害的防治原則：總原則“以防為主，即使治理”1、 以查清工程地質(zhì)條件和了解影響斜坡穩(wěn)定性的因素為基礎(chǔ)。2、 整治前必須查清斜坡的規(guī)模和邊界條件。3、 按工程的重要性采取不同的防治措施。防治措施：1、 改變邊坡的幾何形態(tài)。2、 排水3、 設(shè)置支擋結(jié)構(gòu)物4、 斜坡內(nèi)部加固。5、第六章地下工程影響圍巖穩(wěn)定性的因素：地質(zhì)構(gòu)造、巖體的特性及結(jié)構(gòu)、地下水、原巖應(yīng)力。圍巖應(yīng)力重分布:我們把地下開挖以后，由于圍巖質(zhì)點應(yīng)力、應(yīng)變調(diào)整而引起的天然應(yīng)力大小、方向和性質(zhì)改變的作用，稱為應(yīng)力重分布作用。第七章巖溶巖溶作用：地下水和地表水對可溶

10、性巖石的破壞和改造作用。巖溶：巖溶作用及其產(chǎn)生的地貌現(xiàn)象和水文地質(zhì)現(xiàn)象的總稱。巖溶發(fā)育的基本條件：（索科洛夫） 具有可溶性巖石、巖石是透水的、水必須具有侵蝕性、水在巖石中應(yīng)處于不斷運動的狀態(tài)。具有可溶性巖石、具有溶蝕能力的水、具有良好水循環(huán)交替條件。巖溶滲漏的防治措施：灌漿、鋪蓋、堵洞、截滲、疏導(dǎo)第八章 泥石流泥石流： 發(fā)生在山區(qū)的一種含有大量泥沙、十塊的暫時性湍急水流。泥石流活動特點 ：在一個地段上往往突然爆發(fā)，能量巨大，來勢兇猛，歷時短暫，復(fù)發(fā)頻繁，破壞力強大。泥石流的形成條件：地形條件： （ 泥石流的形成區(qū)、泥石流的流通區(qū)、泥石流的堆積區(qū) ）地質(zhì)條件：決定了松散固體物質(zhì)的來源，為泥石流活

11、動提供動能。氣象水文條件：泥石流的形成必須要有強烈的暫時性的地表徑流。泥石流的基本特征：泥石流的密度：泥石流中含有大量的固體物質(zhì)，所以密度較大。泥石流的結(jié)構(gòu)：泥石流最主要的結(jié)構(gòu)是由石塊、砂粒、泥漿體組成的格架結(jié)構(gòu)。泥石流的流態(tài)：紊動流、擾動流、蠕動流。泥石流的直進性：泥石流的脈動性：泥石流的分類：按泥石流流域類型分類：標(biāo)準(zhǔn)型泥石流河谷型泥石流、山坡型泥石流。按泥石流的物質(zhì)組成分類：水石型泥石流、泥石型泥石流、泥水型泥石流。按泥石流性質(zhì)分類：粘性泥石流、稀性泥石流泥石流的治理措施：生物措施、工程措施、支擋工程、攔擋工程、排導(dǎo)工程、儲淤工程第九章 地面沉降 地面沉降：是指地殼表面在內(nèi)力地質(zhì)作用、外

12、力地質(zhì)作用與人類活動的作用下，造成地 面某一局部范圍內(nèi)或大面積、區(qū)域性的沉降活動，其垂直位移一般大于水平位移。地面沉降的測量方法：水準(zhǔn)測量、全球定位系統(tǒng)、延伸儀測量、合成孔徑干涉雷達(dá)測量 承壓水下降引起的地面沉降機制：承壓水在開采過程中，由于承壓水位的下降導(dǎo)致有效應(yīng)力增加，土顆粒壓密，發(fā)生 地面沉降。在孔隙承壓含水層中，抽取地下水所引起的承壓水位的下降，必然要使含水 層本身和其上、下相對隔水層中的孔隙水壓力隨之減小。根據(jù)有效應(yīng)力原理可知，土中 由覆蓋層荷載引起的總應(yīng)力是由孔隙水和土顆粒骨架共同承擔(dān)的。由水承擔(dān)的部分稱為 孔隙水壓力，它能直接引起土層壓密，故稱為中性壓力。土骨架承擔(dān)的部分則能直接造 成土層的壓密，故稱有效應(yīng)力，二者之和不變。在抽水過程中孔隙水壓力的減小必然導(dǎo) 致有效應(yīng)力的增加，結(jié)果就會引起土層成比例的固結(jié)。第十章滲透變形滲透變形：當(dāng)滲透力達(dá)到一定值時，巖土中的顆粒發(fā)生移動，甚至一定體積的巖土發(fā)生 懸浮或移動，這種作用和現(xiàn)象稱為滲透變形。滲透變形的機理上看：滲透壓力大于土的抗?jié)B強度時、是發(fā)生滲透變形的充分條件； 從實用上看：認(rèn)為滲透的實際水力坡度大于土的臨界水力坡度時是滲透變形的充分條 件。滲透變形的類型：（基本類型： 管涌、流土）1、管涌：