工程地質(zhì)學-緒論

1、工 程 地 質(zhì) 學(Engineering Geology)主講教師：陳 波Tel(678670)Email: 為什么學習工程地質(zhì)學？什么是工程地質(zhì)學？與地質(zhì)學有什么區(qū)別？學什么？如何學？ 任務(wù)、內(nèi)容、方法、對象、工程地質(zhì)條件、工程地質(zhì)問題緒 論萬丈高樓平地起緒 論緒 論1 緒言緒 論上海 蓮花河畔景苑 2009.6.27緒 論緒 論地質(zhì)學與工程地質(zhì)學的區(qū)別與聯(lián)系緒 論工程地質(zhì)學狹義: 是地質(zhì)學的一個重要分支，是把地質(zhì)學原理應用于解決與工程建設(shè)有關(guān)的地質(zhì)問題的一門學科。廣義: 研究地質(zhì)環(huán)境及其保護和利用的科學地質(zhì)學是一門研究地球的科學 研究組成地球的物質(zhì)； 礦物學、巖

2、石學、地球化學等 闡明地殼及地球的構(gòu)造特征；構(gòu)造地質(zhì)學、區(qū)域地質(zhì)學、地球物理學等 地史； 研究應用地質(zhì)學以解決資源探尋、環(huán)境地質(zhì)分析和工程防災問題。 工程地質(zhì)學 是工程地質(zhì)與土木建筑工程學結(jié)合發(fā)展起來的一門學科 以土力學、巖石力學、工程地質(zhì)學和地基基礎(chǔ)工程學為理論基礎(chǔ)，以解決和處理在工程建設(shè)中出現(xiàn)的所有與巖土體有關(guān)的工程技術(shù)問題的一門地質(zhì)和工程緊密結(jié)合的新專業(yè)學科。 狹義: 是地質(zhì)學的一個重要分支，是把地質(zhì)學原理應用于解決與工程建設(shè)有關(guān)的地質(zhì)問題的一門學科。廣義: 研究地質(zhì)環(huán)境及其保護和利用的科學巖土工程關(guān)系:工程地質(zhì)是巖土工程的基礎(chǔ)，巖土工程是工程地質(zhì)的延伸緒 論工程地質(zhì)學的研究對象 工程地

3、質(zhì)學的研究對象是工程地質(zhì)條件與人類的工程建筑活動的矛盾，即是工程建筑與地質(zhì)環(huán)境之間的相互制約、相互作用。緒 論 地質(zhì)環(huán)境 制約 工程建設(shè) 例： 地震帶限制城市布置 滑坡迫使工程改線 軟土地基需處理工程建設(shè) 破壞 地質(zhì)環(huán)境 例： 抽取地下水引起地面沉降、地面塌陷 開挖路塹引起山體滑坡 橋梁的修建使局部河段發(fā)生沖淤變形地質(zhì)環(huán)境與工程建設(shè)的關(guān)系地質(zhì)環(huán)境：在內(nèi)外營力作用下形成的與工程有關(guān)的自然地質(zhì)條件。緒 論緒 論工程地質(zhì)學的主要任務(wù)與研究方法 研究人類工程活動與地質(zhì)環(huán)境之間的相互制約，合理開發(fā)和妥善保護地質(zhì)環(huán)境，使工程活動和地質(zhì)環(huán)境協(xié)調(diào)相處是工程地質(zhì)學的最基本、最根本的任務(wù). 三大基本任務(wù)和四個具體

4、任務(wù)基本任務(wù)：查明工程地質(zhì)條件；中心任務(wù)：工程地質(zhì)問題的分析、評價緒 論三大基本任務(wù)區(qū)域穩(wěn)定性研究與評價，指由內(nèi)力地質(zhì)作用引起的斷裂活動、地震對工程建設(shè)地區(qū)穩(wěn)定性的影響；地基穩(wěn)定性研究與評價，指地基的牢固、堅實性、安全性；環(huán)境影響評價，指人類工程活動對環(huán)境造成的影響。緒 論四個具體任務(wù)(1) 評價工程地質(zhì)條件，闡明對建筑工程興建和運行有利和 不利因素，選定建筑場地和適宜的建筑型式，保證規(guī)劃、設(shè)計、施工、使用、維修順利進行；(2) 從地質(zhì)條件與工程建筑相互作用的角度出發(fā)，論證和預測有關(guān)工程地質(zhì)問題發(fā)生的可能性、發(fā)生的規(guī)模和發(fā)展趨勢；提出改善、防治或利用有關(guān)工程地質(zhì)條件的措施、加固巖土體和防治地下

5、水的方案；(3) 為擬定的改善和防治地質(zhì)作用的措施方案提供地質(zhì)依據(jù)；提供工程規(guī)劃、設(shè)計和施工所需要的定性和定量的工程地質(zhì)評價。(4) 研究巖體、土體分類和分區(qū)及區(qū)域性特點；研究人類工程活動與地質(zhì)環(huán)境之間的相互作用與影響。緒 論工程地質(zhì)條件 工程地質(zhì)條件即為工程活動的地質(zhì)環(huán)境，可理解為工程建筑物所在地區(qū)地質(zhì)環(huán)境各項因素的綜合。包括： 巖土的類型及其工程性質(zhì)(地層巖性) 地質(zhì)結(jié)構(gòu)和地質(zhì)構(gòu)造 水文地質(zhì)條件 地表地質(zhì)作用 地形地貌 天然建筑材料工程地質(zhì)條件和工程地質(zhì)問題緒 論 已有的工程地質(zhì)條件在工程建筑和運行期間會產(chǎn)生一些新的變化和發(fā)展，構(gòu)成威脅影響工程建筑安全的地質(zhì)問題稱為工程地質(zhì)問題。土木工程主

6、要的工程地質(zhì)問題包括以下四類： 地基穩(wěn)定性問題 邊坡穩(wěn)定性問題 洞室圍巖穩(wěn)定性問題 區(qū)域穩(wěn)定性問題工程地質(zhì)問題緒 論事故描述： 1913年9月裝谷物，10月17日裝了31822谷物時，1小時豎向沉降達30.5cm24小時傾斜2653西端下沉7.32m 東端上抬1.52m上部鋼混筒倉完好無損概況：長59.4m，寬23.5m，高31.0m，共65個圓筒倉。 鋼混筏板基礎(chǔ)，厚61cm，埋深3.66m。 1911年動工，1913年完工，自重20000T。緒 論地基穩(wěn)定性問題地基穩(wěn)定性問題處理： 事后在下面做了七十多個支撐于基巖上的混凝土墩，使用388個50T千斤頂以及支撐系統(tǒng)，把倉體逐漸糾正過來，其位

7、置比原來降低了米。 原因： 地基土事先未進行調(diào)查，據(jù)鄰近結(jié)構(gòu)物基槽開挖取土試驗結(jié)果，計算地基承載力應用到此谷倉。1952年經(jīng)勘察試驗與計算，地基實際承載力小于破壞時的基底壓力。因此，谷倉地基因超載發(fā)生強度破壞而滑動。2653失事后1913.10.181952.10.5 試驗孔填土褐色粉質(zhì)粘土灰色粉質(zhì)粘土-0.61-12.34-13.72-4.271952.10.3 試驗孔緒 論邊坡穩(wěn)定性問題緒 論邊坡穩(wěn)定性問題緒 論緒 論邊坡穩(wěn)定性問題 重慶晨報4月5日報道事發(fā)4-4晚彭水縣城郊路段，山體崩塌造成30多米缺口，彭水武隆間過往車輛需改道一月,成為本世紀以來重慶市最為嚴重的公路塌方事件。 緒 論洞

8、室圍巖穩(wěn)定性問題緒 論新華書店重百輕軌臨江門車站洞室圍巖穩(wěn)定性問題緒 論區(qū)域穩(wěn)定性問題河北唐山地震緒 論區(qū)域穩(wěn)定性問題緒 論四種主要研究方法工程地質(zhì)學的研究對象是復雜的地質(zhì)體 地質(zhì)分析法：以地質(zhì)學和自然歷史的觀點分析研究工程地質(zhì)條件的形成和發(fā)展； 力學分析法：在研究工程地質(zhì)問題形成機理的基礎(chǔ)上，采用力學手段建立模型進行計算和預測； 工程類比法：根據(jù)條件類似地區(qū)已有資料對研究區(qū)的問題進行分析； 實驗法：通過室內(nèi)或到野外現(xiàn)場試驗，取得所需要的巖土的物理力學參數(shù)。緒 論 地質(zhì)環(huán)境 制約 工程建設(shè) 例： 地震帶限制城市布置 滑坡迫使工程改線 軟土地基需處理工程建設(shè) 破壞 地質(zhì)環(huán)境 例： 抽取地下水引起

9、地面沉降、地面塌陷 開挖路塹引起山體滑坡 橋梁的修建使局部河段發(fā)生沖淤變形地質(zhì)環(huán)境與工程建設(shè)的關(guān)系地質(zhì)環(huán)境：在內(nèi)外營力作用下形成的與工程有關(guān)的自然地質(zhì)條件。緒 論 湖北省巴東縣在長江南岸，屬于三峽工程水庫的淹沒區(qū)， 已規(guī)劃并且在新城址建設(shè)，部分建筑已拔地而起。后經(jīng)詳細勘查研究發(fā)現(xiàn)，新城址有兩個古滑坡，在滑坡體上已建設(shè)3萬平方米建筑物。教訓1：巴東新城址緒 論 中央電視臺曾于1995年兩次在“新聞聯(lián)播”發(fā)布湖北巴東縣城大面積滑坡的消息。消息使省市領(lǐng)導震驚,連國務(wù)院總理李鵬也坐不住了,并打電話詢問實情。 1995年6月10日清晨5時45分,巴東縣城居民絕大部分尚在睡夢之中,二道橋溝發(fā)生滑坡,淹埋1

10、1人,死亡5人,坍塌新建的平湖路60米,其直接經(jīng)濟損失約1000萬元。 1995年10月29日,又是清晨5時左右,黃土坡青竹標小區(qū)發(fā)生嚴重滑坡:209國道200米公路坍塌向江面推移近40米,2000多株柑桔樹倒在田間,數(shù)十幢民房倒塌,滑體推入長江80米,形成嚴重礙航的約3萬立方米的“江心洲”。據(jù)測算,此次滑坡造成直接經(jīng)濟損失2000萬元。緒 論湖北省巴東縣滑坡 曾經(jīng)無數(shù)次受到中央領(lǐng)導贊譽的巴東新縣城,改了地址 據(jù)調(diào)查了解,已初具規(guī)模的巴東新縣城迄今已累計投資1.8億元。按崔政權(quán)保守的測算,黃土坡上已建的十幾萬平方米建筑物,要確保其穩(wěn)固,投入整治的經(jīng)費還得6000萬元。 緒 論 巴東新址1982

11、年確定為黃土坡一帶，后擴遷到白土坡。黃土坡體上部為黃土，中下部含泥巖、泥灰?guī)r巨塊石。 1991年黃土坡新城已具雛形，因出現(xiàn)斜坡失穩(wěn)現(xiàn)象，破壞新建樓房，1992年提出新城再次西延到西襄坡(云沱廟坪一帶)。 其教訓是：選址前的工程地質(zhì)環(huán)境調(diào)查深度不夠，不詳細，這也是以前重設(shè)計輕勘察的惡果造成的。緒 論教訓2武隆滑坡2001年“5.1”重慶武隆滑坡滑坡使一幢9層樓房被摧毀掩埋,造成79人死亡、7人受傷的重大災害。緒 論新滑坡古滑坡緒 論天災還是人禍 巖性為三疊系上統(tǒng)須家河組砂巖，夾泥巖互層 巖體為層狀碎裂巖體 二次切坡后，后緣邊坡傾角達7080 其教訓是：對工程地質(zhì)環(huán)境認識不夠，存在僥幸心理，明知規(guī)

12、劃上禁建區(qū)也在建。緒 論汶川地震中的滑坡緒 論 教訓是：對工程地質(zhì)環(huán)境認識也是不夠，重視不夠，也存在僥幸心理(以為不會發(fā)生)，明知那些是個活斷層分布區(qū)呀，為什么我們不能在建房子和使用全過程中在防震上多下點功夫呢？這也是防災減災意識的問題。教訓3: B區(qū)博士后公寓環(huán)境擋墻滑塌 教訓是：在建房子的施工過程中對工程地質(zhì)環(huán)境認識不夠，施工也是誘發(fā)地質(zhì)災害的常見因素，不合理開挖，不合理爆破等，不合理抽水誘發(fā)地質(zhì)災害， 緒 論建筑交通河道跨啦？沒跨？緒 論公路與橋隧過去：公路大多是四級以下和鄉(xiāng)村簡易路，路面則多是沙石，晴天一路灰，雨天一路泥，有人形象地稱之為“光輝（灰）路”和“水泥路”。 緒 論新華書店重百輕軌臨江門車站緒 論隱蔽性復雜性不確定、多變性 可以認識，可以改造從工程的角度看巖土地質(zhì)環(huán)境的特點：難以把握要求工程技術(shù)人員必須具備一定的地質(zhì)知識緒 論人居環(huán)境(地下)和諧 變形 強度 穩(wěn)定 承受荷載 工程活動緒 論 承載能力的要求：地基巖土要有足夠的承載能力，以保證在上部建筑物荷載作用下不產(chǎn)生失穩(wěn)而破壞； 抗變形能力的要求：在外荷載作用下，產(chǎn)生的地基沉降值應該滿足建筑物安全與正常使用的要求； 穩(wěn)定性的要求：建設(shè)場地周邊地質(zhì)環(huán)境在工程活動擾動不引發(fā)次生的地質(zhì)災害。滿足以下三點基本要求：緒 論緒 論本課程的