【大學(xué)】工程地質(zhì)學(xué)原理

工程地質(zhì)學(xué)原理

西安建筑科技大學(xué)土木工程學(xué)院編輯ppt緒論

一、巖土工程與地質(zhì)環(huán)境之間的關(guān)系

二、工程地質(zhì)學(xué)的任務(wù)

三、水文地質(zhì)學(xué)

四、巖土工程及其特點(diǎn)

五、本課程講述的主要內(nèi)容

地質(zhì)學(xué)是研究地球的科學(xué)，是研究地球的形成、結(jié)構(gòu)和發(fā)展規(guī)律并利用這些規(guī)律為人類社會(huì)服務(wù)的科學(xué)。地質(zhì)學(xué)的重點(diǎn)研究對(duì)象是地殼。工程地質(zhì)學(xué)是研究與土木工程設(shè)計(jì)、施工和正常使用等有關(guān)的地質(zhì)學(xué)問題的科學(xué)，是地質(zhì)學(xué)的一部分或一個(gè)分支。

本章主要內(nèi)容包括

編輯ppt一、巖土工程與地質(zhì)環(huán)境之間的關(guān)系

截止目前，人類社會(huì)的一切建筑工程活動(dòng)都是在地殼上一定的地質(zhì)環(huán)境中進(jìn)行的，這樣一來(lái)，建筑工程與地質(zhì)環(huán)境之間也就產(chǎn)生了某種必然的聯(lián)系并相互制約。這種制約首先表現(xiàn)為地質(zhì)環(huán)境可以影響建筑工程的穩(wěn)定性和正常使用，危及人類工程活動(dòng)的安全，使建筑工程造價(jià)大大提高等。其制約程度則視地質(zhì)環(huán)境的具體特點(diǎn)和建筑工程活動(dòng)的方式、規(guī)模而不同。例如位于活動(dòng)斷層帶和地裂縫上的建筑工程會(huì)因地裂縫的擴(kuò)展或斷層的活動(dòng)而遭受破壞；因建筑結(jié)構(gòu)類型、結(jié)構(gòu)方案、地基處理方案和地質(zhì)環(huán)境不匹配而造成的建筑物破壞或毀壞；位于不穩(wěn)定土坡體上或土坡體附近的公路、鐵道及建筑物因土坡體的失穩(wěn)而遭受破壞等等。具體工程實(shí)例舉例如下：位于地裂縫上的西安建筑科技大學(xué)舊圖書館和鐵一局幼兒園教學(xué)樓以及西安化工六院某家屬樓等的破壞；陜西澄合礦務(wù)局王村礦招待所門廳的破壞（結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理），長(zhǎng)江某壩體的破壞（設(shè)計(jì)的鋼筋混凝土壩體內(nèi)沒有鋼筋—造成結(jié)構(gòu)方案不合理）；編輯ppt陜西韓城礦務(wù)局桑樹坪煤礦某斜井的報(bào)廢（水文地質(zhì)條件的影響）；1911年帕米爾高原巴爾坦格河谷的一次巨大山崩，崩落巖土體體積達(dá)36～48億立方米，堵塞河流形成長(zhǎng)75公里，深262m的大湖；1983年3月7日發(fā)生在我國(guó)甘肅省東鄉(xiāng)自治縣灑勒山的大滑坡，滑動(dòng)土石體近6000萬(wàn)立方米，滑坡寬近1200m，滑動(dòng)距離約1600余米，在約3分鐘的時(shí)間內(nèi)沖毀村莊4個(gè)、死亡247人；1981年11月29日隴海鐵路寶天段葡萄園附近的滑坡，滑動(dòng)土石體600萬(wàn)立方米，200多米的鐵路被掩埋、渭河被阻斷，造成鐵路多日停運(yùn)，給國(guó)家造成極大的經(jīng)濟(jì)損失；1964年6月16日發(fā)生在日本新瀉的地震，震級(jí)7.5級(jí)，約2890余幢房屋因地基液化失效而破壞（地基處理方案不合理）；1976年7月28日3時(shí)42分，發(fā)生于我國(guó)唐山的大地震，震級(jí)7.8級(jí)，倒塌房屋656138間，死亡242769人，由于動(dòng)荷載作用下的地基液化造成的房屋倒塌不在少數(shù)，其中原唐山礦冶學(xué)院的圖書樓因地基土液化下陷了一層半（地基處理方案不合理）。

編輯ppt另一方面，建筑工程活動(dòng)反過來(lái)又會(huì)以各種方式影響地質(zhì)環(huán)境，并因此而引發(fā)工程事故。例如高壩水庫(kù)的興建引起的誘發(fā)地震，因大型水庫(kù)的修建引起的庫(kù)區(qū)上游水文地質(zhì)條件的改變（大區(qū)域內(nèi)的地下回水）而引發(fā)的區(qū)域性坍岸，人類開采活動(dòng)造成的地面沉陷及陷落地震，人類對(duì)水資源無(wú)節(jié)制的開采引起的地面下沉，嚴(yán)重的環(huán)境污染及厄爾尼諾現(xiàn)象，人工改變土坡形狀造成的泥石流及土坡失穩(wěn)。具體工程實(shí)例舉例如下：1963年10月9日意大利Vaiont（瓦昂特）高拱坎(265.5m)水庫(kù)上游水文地質(zhì)條件的改變（大區(qū)域內(nèi)的地下回水），引起庫(kù)岸巨型滑坡，約2.38億立方米的土石體以95km/h的速度從大壩上游峽谷區(qū)的左岸滑入水庫(kù)，激起巨大波浪，巨浪高出水庫(kù)蓄水位260余米，超越壩頂100余米，過壩水流沖毀了位于其下游的5個(gè)村鎮(zhèn)，致使3000余人喪生；

因水庫(kù)的修建誘發(fā)地震在世界范圍內(nèi)多次發(fā)生，震級(jí)大于6級(jí)的就有四起：1962年3月19日發(fā)生于我國(guó)廣東省新豐江庫(kù)區(qū)的地震（庫(kù)區(qū)主要巖石為花崗巖），震級(jí)6.1級(jí)；1963年9月23日發(fā)生于贊比亞和津巴布韋交界處的卡里巴水庫(kù)庫(kù)區(qū)的地震（庫(kù)區(qū)主要巖石為片麻巖），震級(jí)6.1級(jí)；1966年2月5日發(fā)生于希臘克里馬斯塔庫(kù)區(qū)的地震（庫(kù)區(qū)主要巖石為石灰?guī)r），震級(jí)6.3級(jí)；1967年12月10日發(fā)生于印度柯依納庫(kù)區(qū)的地震，震級(jí)6.5級(jí)；

編輯ppt我國(guó)四川自貢在1954年和1965年兩次發(fā)生陷落地震；我國(guó)山西大范圍煤礦開采給公路的安全營(yíng)運(yùn)和新線路的建設(shè)均造成極大的問題；墨西哥的墨西哥城（1910～1981年的70年間最大下沉量達(dá)890cm）、我國(guó)的上海（1921～1965年的41年間市區(qū)平均下沉量300cm）、西安、大同等城市均因地下水的大量開采而造成了地面的大面積下沉，日本全國(guó)地面沉降區(qū)域達(dá)8450km2，80年代以來(lái)還在繼續(xù)擴(kuò)大；根據(jù)世界環(huán)境衛(wèi)生組織報(bào)告，目前已知的天然和人工合成的化學(xué)物質(zhì)有400萬(wàn)種以上，其中有商業(yè)價(jià)值的6萬(wàn)余種化學(xué)物質(zhì)在生產(chǎn)、運(yùn)輸、使用、廢棄等過程中進(jìn)入大氣、水、土壤，最后進(jìn)入食物鏈；在美國(guó)，城市每天平均排放的廢棄物達(dá)640萬(wàn)噸，足足可以覆蓋1.6km2的土地達(dá)3m厚；1981年，我國(guó)排放的廢棄物達(dá)4.3億噸，給人們的生活環(huán)境造成了極大的污染，遭受酸雨影響的農(nóng)田面積達(dá)960萬(wàn)畝；1988年黃浦江全年黑臭期達(dá)到歷史的最高紀(jì)錄229天；我國(guó)臺(tái)灣基隆河畔某地因修筑高速公路，在河岸旁的山腰處進(jìn)行開挖，切斷了層狀巖體，導(dǎo)致該地于1974年9月發(fā)生滑坡，破壞了周圍的村莊、道路，阻斷了河流。上述種種都將使工程建筑活動(dòng)變得復(fù)雜而多變，因而在工程建設(shè)項(xiàng)目的規(guī)劃、設(shè)計(jì)和施工中都必須考慮與之有關(guān)的一切工程地質(zhì)問題。編輯ppt二、工程地質(zhì)學(xué)的任務(wù)

工程地質(zhì)學(xué)的主要任務(wù)是評(píng)價(jià)建筑工程場(chǎng)地的工程地質(zhì)條件；預(yù)測(cè)工程建設(shè)項(xiàng)目的修筑對(duì)地質(zhì)環(huán)境的影響以及地質(zhì)環(huán)境對(duì)即將修建的工程項(xiàng)目的影響；提出防止不良地質(zhì)現(xiàn)象的措施，為工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)提供所需的工程地質(zhì)參數(shù)。

編輯ppt三、水文地質(zhì)學(xué)

水文地質(zhì)學(xué)又稱地下水水文學(xué)，是研究與巖石圈、水圈、大氣圈、生物圈以及人類活動(dòng)相關(guān)聯(lián)的地下水的形成、分布、運(yùn)動(dòng)規(guī)律及其物理化學(xué)性質(zhì)的學(xué)科，是工程地質(zhì)學(xué)的重要組成部分。

編輯ppt四、巖土工程及其特點(diǎn)

人們以地殼的巖土體為對(duì)象而進(jìn)行的一切利用、整治和改造活動(dòng)等都稱為巖土工程。如建筑工程、水利工程、道路與交通工程、采礦工程、場(chǎng)道工程、軍事與人防工程、能源工程等都屬于巖土工程的范疇。工程地質(zhì)學(xué)、水文地質(zhì)學(xué)、地質(zhì)力學(xué)、土力學(xué)、巖體力學(xué)等構(gòu)成了巖土工程的理論基礎(chǔ)。綜上所述，巖土工程主要具有涉及范圍廣、綜合性強(qiáng)、實(shí)踐性強(qiáng)等特點(diǎn)。

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