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工程地质分析

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工程地质分析

绪论

教学目的:本章主要讲述工程地质学的研究对象、任务与分科,介绍人类工程活动与地质环境的相互作用

和相互制约关系,工程地质分析的基本方法以及工程地质分析原理的学习内容及学习方法。

教学重点和难点:本章重点:(1)类工程活动与地质环境的相互作用的特点和形式;(2)工程地质条件

和工程地质问题基本概念;(3)工程地质分析的基本思想方法。本章难点:(1)“工程地质条件以及人类

工程活动与地质环境之间相互制约”特点和形式的认识与理解;(2)工程地质条件和工程地质问题的多样

性和复杂性及其相互关系。

主要教学内容及要求:

(1)掌握人类工程活动与地质环境的相互作用和相互制约关系,工程地质学的基本任务、研究对象及分科,

(2)了解学习本课程的目的。

(3)掌握工程地质条件及其内容、工程地质问题等基本概念。

(4)理解地质分析或自然历史分析方法和地质过程机制分析—定量评价方法。

第一篇区域稳定及岩体稳定分析的几个基本问题

第一章地壳岩体结构特征的工程地质分析

教学目的:本章主要讲述岩体结构研究的工程地质意义、岩体的结构特征及主要类型、岩体原生结构特征

的岩相分析、岩体结构构造改造的地质力学分析以及岩体结构面的特征描述与统计分析方法。

教学重点和难点:本章重点:(1)岩体结构面的主要类型及特征;(2)岩体结构面的特征描述与统计分

析方法;(3)岩体结构构造改造的地质力学分析。本章难点:(1)岩体原生结构特征的岩相分析理论与

方法;(2)如何应用岩相分析方法和地质力学分析方法对岩体结构特征进行评价预测。

主要教学内容及要求:

(1)掌握岩体、岩体结构、结构面、结构体的基本概念,建造和改造在岩体结构形成中的作用,研究岩体结构特征的意义;

(2)掌握结构面的主要类型及特征,了解岩体结构面的等级分类;

(3)掌握岩体的结构类型分类及构造与改造的消长关系对岩体结构分类的控制作用,理解岩体工程应用分类的实质,了解岩体工程应用分类的代表性方案;

(4)了解岩体原生结构特征的成因类型与岩体结构的岩相分析方法;

(5)了解岩体结构的构造改造特征及其地质力学分析方法;

(6)掌握结构面的统计测量与特征描述方法以及结构面基本指标的量化分析方法及统计分析方法。

第二章地壳岩体的天然应力状态

教学目的:本章主要讲述岩体天然地应力状态的形成及其类型、天然地应力分布的一般规律、我国地应力

场的空间分布特征、地壳表层岩体应力状态的复杂性以及区域地应力场与岩体地应力的研究方法。

教学重点和难点:本章重点:(1)天然地应力的基本类型及一般分布规律;(2)地壳表层高地应力地区

的地质地貌标志(3)我国地应力场空间分布的一般规律。本章难点:(1)地表岩体应力状态的复杂性;

(2)构造应力场的演变史及现今地应力场的基本特征。

主要教学内容及要求:

(1)掌握岩体应力的概念,了解岩体天然应力状态的研究意义;

(2)了解天然应力的形成原因,掌握天然地应力的基本类型与分布规律;

(3)掌握我国地应力场空间分布的一般规律;

(4)理解地壳表层地应力状态的复杂性,掌握区域性垂向剥蚀卸荷与河谷侵蚀侧向卸荷对地应力状态的影响以及地壳表层高地应力区的地质地貌标志;

(5)理解构造应力场的演变史及现今地应力场的基本特征,了解地应力的测定方法与区域地应力场的模拟研究方法。

第三章岩体的变形与破坏

教学目的:本章主要讲述岩体在加荷过程中的变形与破坏;岩体在卸荷过程中的变形与破坏; 岩体在动荷

载条件下的变形破坏;岩体变形破坏过程中的时间效应;孔隙水压力变化对岩体变形破坏的影响;岩体变

形破坏的地质力学模式。

教学重点和难点:本章重点:(1)岩体的应力-应变关系,岩体变形-破坏的基本过程和阶段划分;(2)岩体

材料破坏与岩体结构破坏的概念,岩体变形-破坏的机制与过程;(3)结构面在岩体变形破坏中的控制作用

及岩体结构力学效应;(4)岩体卸荷变形破坏的空间组合模式。本章难点:充分理解岩体结构破坏与岩体材

料破坏的本质不同,岩体结构破坏中结构面起着控制性作用。岩体结构变形-破坏评价方法必须与岩体结构

变形-破坏组合形式相适应。

主要教学内容及要求:

(1)掌握岩体变形破坏的基本概念,基本过程和阶段划分,岩体破坏的基本形式,岩体的长期强度概念,岩体变形破坏的研究意义。

(2)掌握岩体在加荷过程中的变形与破坏及相关概念。

(3)掌握岩体在卸荷过程中的变形与破坏及相关概念。

(4)了解岩体在动荷载条件下的变形破坏及相关概念。

(5)了解岩体变形破坏过程中的时间效应及相关概念

(6)掌握有效应力原理及其在岩体中的应用性,孔隙水压力变化对岩体变形破坏的影响,“膨胀强化”的概念。

(7)掌握岩体变形的四种基本单元和五种基本组合地质模式。

第二篇与区域稳定性有关的工程地质问题

第四章活断层的工程地质研究

教学目的:本章主要讲述活断层的类型与活动方式、活动断层的特征参数、活断层活动的时

空不均匀性、活断层区内规划设计建筑物的原则以及活断层的调查、监测与研究方法。

教学重点和难点:本章重点:(1)活动断层的类型与活动方式;(2)活断层的时空不均匀性;(3)活断层区

内规划设计建筑物的基本原则。本章难点:(1)我国各类活断层的空间分布特征;(2)确定活断层错动

速率的地质学方法。

主要教学内容及要求:

(1)掌握活断层的基本概念,了解活动断层的工程地质研究意义;

(2)掌握活断层的类型及活动方式,了解我国活动断层的分布情况;

(3)掌握表征活动断层规模大小的主要参数;

(4)掌握活动断层的错动速率和错动间隔的内涵,了解活动断层的错动速率分级和确定活断层错断速率的地质学方法;(5)掌握活断层活动的时空不均一性特征;

(6)掌握活断层区内规划设计建筑物的基本原则;

(7)了解活断层的调查、监测与研究方法。

第五章地震的工程地质研究

教学目的:本章主要讲述地震与地震波的基础知识、我国地震地质的基本特征、地震区划和地震危险性分

析、场地地震效应、地震小区划及地震区抗震设计原则。

教学重点和难点:本章重点:(1)场地地震效应与场地条件对震害和地震动的影响;(2)地基岩(土)体

的自振周期(卓越周期、特征周期)及其对建筑物的影响;(3)地震危险性分析。本章难点:(1)地基土

特征周期,又叫卓越周期。由于地基土对震源传来的地震波具有选择性放大的作用,由此使表层土中某些

波多而长,当这类波与建筑物的自振周期相近时,建筑物与地基土发生共振,建筑物振幅达到最大;(2)地

震区划和地震小区划分。

主要教学内容及要求:

(1)掌握地震的基本概念与一般分类,了解地震的工程地质研究意义;

(2)掌握地震及地震波的基础知识,特别是表征地震本身大小和震动强烈程度的震级与地震烈度要区别开来;

(3)了解我国地震地质的基本特征;

(4)理解地震区划及地震危险性分析的方法与内容;

(5)掌握场地地震效应的主要类型及特征、场地条件对震害与地震动的影响,了解地震小区划的目的及类型;

(6)掌握地震区抗震设计的基本原则。

第六章水库诱发地震活动的工程地质分析

教学目的:本章通过世界上几个典型实例,主要讲述水库诱发地震的共同特点,水库诱发地震的诱发机制,

产生水库诱发地震的地质条件以及水库诱发地震工程地质研究的基本原则。

教学重点和难点:本章重点:水库诱发地震产生的工程地质条件和水库诱发地震的诱发机制。本章难点:

水库诱发地震的诱发机制,充分理解“水库诱发地震不是水体荷载直接造成的”这句陈述的基本含义。没有

水库的其他作用因素的叠加,仅水体作用是难以造成地震的。

主要教学内容及要求:

(1)掌握水库诱发地震的基本概念,了解水库诱发地震的研究意义;

(2)了解水库诱发地震活动性变化的几种典型类型;

(3)掌握水库诱发地震的共同特点;

(4)理解水库诱发地震的诱发机制;

(5)掌握产生水库诱发地震的地质条件;

(6)了解水库诱发地震工程地质研究的基本原则。

第七章地震导致的区域性砂土液化

教学目的:本章主要讲述砂土液化的概念;地震时砂土液化机制;区域性砂土地震液化的形成条件;砂土

地震液化的判别及砂土地震液化的防护措施。

教学重点和难点:本章重点:(1)地震砂土液化的形成机制;(2)地震砂土液化可能性判别标准及防护措施,

特别要强调地震砂土液化可能性综合判别方法。本章难点:砂土震动液化与砂土渗流液化的区别;

主要教学内容及要求:

(1)掌握砂土液化的基本概念,了解砂土液化引起的破坏形式及研究意义;

(2)理解地震时砂土液化的形成机制;

(3)掌握砂土地震液化的形成条件;

(4)掌握砂土地震液化的主要判别方法;

(5)掌握砂土地震液化的防护措施;

第八章地面沉降与地裂缝的工程地质分析(自学)

教学目的:本章主要讲述地面沉降与地裂缝的基本类型及危害、我国区域性地面沉降与地裂缝的发育分布

状况、地下水开采引起的地面沉降、地面沉降与岩土性能及地下水位动态变化特征的关系、地面沉降与地

裂缝的成因机制及基本模式、地面沉降与地裂缝的防治原则和防治措施、地面沉降与地裂缝的地质调查及

监测预测等内容。

教学重点和难点:本章重点:(1)地面沉降与地裂缝的成因机制类型及基本模式;(2)地面沉降与地裂缝的防

治原则和措施。本章难点:(1)地下水开采引起的地面沉降的形成机制;(2)地面沉降与岩土性能及地

下水位动态变化特征的关系。

主要教学内容及要求:

(1)掌握地面沉降与地裂缝的概念和基本类型,了解地面沉降与地裂缝的危害及研究意义;

(2)了解我国区域性地面沉降与地裂缝的发育分布状况及区域性地面沉降的研究状况;

(3)理解地下水开采引起的地面沉降的形成机制,掌握地面沉降与岩土性能及水位变化动态特征的关系;

(4)掌握地面沉降与地裂缝的成因机制及基本模式;

(5)掌握地面沉降与地裂缝的防治原则与措施,了解地面沉降与地裂缝的地质调查和监测预测。

第三篇与岩体稳定性有关的工程地质问题

第九章斜坡岩体稳定性的工程地质问题

教学目的:本章主要讲述斜坡岩体应力分布特征;斜坡变形破坏的基本类型及一般特征;斜坡变形破坏机

制;斜坡变形破坏后运动学特征;斜坡变形破坏与内外应力的关系;斜坡稳定性评价与预测;防治斜坡变

形破坏的基本原则及主要措施。

教学重点和难点:本章重点:(1)斜坡岩体应力分布特征,斜坡形成后引起岩体内应力的重分布,致使主应

力大小和方向发生变化,坡脚应力集中,形成对斜坡稳定性不利的应力组合。注重坡顶拉应力、坡面附近

近似于单向应力分布、坡脚剪应力集中的应力分布特征;(2)斜坡变形破坏方式及形成机制,分变形和破坏

两方面讲述。斜坡变形的基本形式是卸荷和蠕变变形,而实际的斜坡变形往往是多种基本变形形式的组合。

斜坡的破坏常见基本形式是崩塌和滑坡。要求掌握滑坡识别标志——滑坡要素。(3)斜坡变形破坏的演变过

程,要求掌握斜坡变形破坏的六种地质力学模式及建模的思想方法。分析斜坡变形的组合方式。(4)斜坡稳

定性评价的演变历史分析方法,其核心是将斜坡的变形和破坏纳入地质历史长河,在地质历史发展演化背

景条件下研究斜坡变形破坏发生、发展、演化全过程,并预测其发展趋势。本章难点:(1)斜坡斜坡变形破

坏的基本类型。其力学作用方式和变形形式的演变和转化,微裂纹扩展和总体滑面形成贯通过程;(2) 过

程机制分析法。实质是利用斜坡变形、破坏的基本规律,通过追溯斜坡演变的全过程,对斜坡稳定性发展

总趋势和区域特征作出评价和预测。

主要教学内容及要求:

(1)掌握斜坡和人工边坡的基本概念,了解斜坡稳定性分析的研究意义及主要任务;

(2)掌握斜坡岩体应力分布的基本特征与影响斜坡岩体应力分布的主要因素;

(3)掌握斜坡变形破坏的基本类型及一般特征;

(4)掌握斜坡变形破坏的地质力学模式及其形成与演化特征;

(5)理解斜坡破坏后的运动特征及继续运动的“流体”化类型、机制和形成条件。

(6)理解内外营力作用与斜坡变形破坏的关系;

(7)掌握斜坡稳定性评价与预测的基本方法;

(8)了解防治斜坡变形破坏的基本原则及主要措施。

第十章地下洞室围岩稳定性的工程地质分析

教学目的:本章主要讲述地下开挖后,由于应力重分布、水分重分布等作用引起的围岩变形破坏所导致的

围岩稳定性问题,主要包括地下开挖后洞室围岩应力的重分布、围岩变形破坏的一般规律及累进性发展过

程、围岩变形破坏的类型及特征、围岩稳定性的分析评价以及地下洞室围岩的支护措施等内容。

教学重点和难点:本章重点:(1)围岩应力重分布的一般规律;(2)围岩的变形破坏类型与特征;(3)围

岩稳定性的定性分析,主要是地质分析与工程围岩分类。本章难点:(1)不同截面形态的洞室产生拉、压

应力集中的条件;(2)围岩变形破坏的累进性发展过程与特点;(3)地下洞室围岩分离结构体的图解分

析。

主要教学内容及要求:

(1)掌握地下洞室、围岩、应力重分布等与围岩稳定性相关的基本概念,了解地下洞室的一般分类及研究意义;(2)理解地下开挖后围岩应力重分布的一般特征,掌握典型截面形态下洞室周边的应力分布和集中规律;

(3)掌握围岩变形破坏的一般规律;各类围岩变形破坏的型式、特征及产生条件;围岩变形破坏的累进性发展进程、特点及决定因素;

(4)理解影响围岩稳定性的主要因素,掌握地下洞室围岩稳定性分析评价的定性与定量方法;

(5)了解地下洞室围岩稳定性的支护类型与措施。

第十一章地基岩体稳定性的工程地质分析

教学目的:本章主要讲述地基岩体,特别是坝基、坝肩岩体在荷载作用下的应力分布特征、变形破坏方式

以及与地基稳定性相关的工程地质问题,主要包括地基岩体内的应力分布特征、地基岩体的变形与破坏、

坝基(肩)岩体稳定性的工程地质评价方法和改善坝基稳定条件的措施等内容。

教学重点和难点:本章重点:(1)不同类型地基的变形、破坏类型、特征、成因及产生条件;(2)坝基(肩)

岩体稳定性的岩体结构条件分析。本章难点:(1)岩石坝基产生表面滑动、浅层滑动和深层滑动破坏的特

点和条件的异同比较;(2)岩体结构条件对坝基(肩)岩体稳定性的控制作用。

主要教学内容及要求:

(1)掌握地基岩体稳定性的基本概念,了解地基岩体稳定性的研究意义;

(2)理解地基岩体在竖向荷载与斜向荷载作用下的应力分布特征;

(3)掌握地基岩体的变形破坏类型、特征、成因及产生条件;

(4)掌握坝基(肩)岩体稳定性分析、评价的内容与方法,具体包括坝基(肩)岩体结构条件分析、坝基(肩)的变形稳定及抗滑稳定性分析;

(5)了解改善坝基稳定条件的方法与措施。

第十二章岩溶及岩溶渗漏的工程地质分析

教学目的:本章主要讲述以碳酸盐岩为主的可溶岩地区,因岩溶发育产生的岩溶渗漏等工程地质问题,包

括岩溶形成的物理化学原理、岩溶发育的基本条件、控制岩溶发育的典型水循环条件及其组合形式、岩溶

发育的阶段性特征及演化过程、岩溶渗漏的分析、岩溶渗漏的防渗处理以及岩溶区的地面塌陷灾害等内容。

本章有关岩溶形成理论和形成条件等内容与水文地质学相关内容多有重复,可视情况选择性讲述。而岩溶

塌陷、土洞对工程建设的影响等内容可适当增补。

教学重点和难点:本章重点:(1)岩溶发育的基本条件,特别是典型的水循环交替条件;(2)岩溶渗漏

分析,包括碳酸盐岩的渗透性及岩溶渗漏的水文地质条件。本章难点:(1)岩溶形成的物理化学过程和机

理;(2)岩溶的形成条件与岩溶渗漏分析的结合。应结合岩溶形成的条件的分析来评价岩溶渗漏的可能性,

进而分析防渗处理的技术可行性。

主要教学内容及要求:

(1)掌握岩溶、古岩溶、混合混蚀效应等基本概念,了解岩溶对工程建设的影响;

(2)理解碳酸盐岩溶蚀的物理化学过程和机理,掌握影响碳酸盐岩溶蚀反应的各因素,特别是岩性变化的对溶蚀作用的影响;

(3)掌握岩溶发育的基本条件及典型的水循环条件对岩溶发育的控制作用;

(4)了解岩溶发育的阶段性及演化过程;

(5)掌握岩溶渗漏的分析方法及渗漏产生的水文地质条件,了解碳酸盐岩的渗透特征;

(6)了解岩溶区坝址选择的一般原则与岩溶渗漏的防渗处理措施;

(7)掌握岩溶区地面塌陷灾害的产生条件及形成机制,了解岩溶地面塌陷的防治措施。

第十三章渗透变形的工程地质分析

教学目的:本章主要讲述在地下水渗透过程中,因渗透压力增大,从而导致土颗粒或土颗粒集团随地下水

带出,使土体的强度降低甚至破坏的工程地质问题。本章介绍了渗透变形的基本概念及研究意义,渗透变

形产生条件、判定方法和评价方法以及防治措施。

教学重点和难点:本章重点:(1)渗透变形产生的水动力条件,即当地下流动水流的渗透压力等于土颗粒的

水下重度时,将形成机械潜蚀,从而产生渗透变形;(2)渗透变形可能性的判定与评价方法,如不均匀系数

评价方法、临界水力梯度评价方法等。防治措施思想方法包括加大水流的渗透路径(降低水力梯度)和形

成反滤层以阻止潜蚀进一步发生等。本章难点:(1)渗透变形的产生条件理论;(2)反滤层结构及其功能。

主要教学内容及要求:

(1)掌握渗透变形、机械潜蚀与化学潜蚀、渗透压力、临界水力梯度与允许水力梯度等基本概念,了解渗透变形的研究意义;

(2)掌握渗透变形的产生水动力条件、结构组成与颗粒成分条件、渗流出口条件及形成机理;

(3)掌握渗透变形可能性的判定与评价方法;

(4)了解渗透变形的一般防治措施。

第十四章河流侵蚀、淤积规律的工程地质分析(自学)

教学目的:本章主要讲述河流的侵蚀作用、搬运作用和堆积作用以及在这些作用过程中形成的工程地质问

题,包括水流对河床的冲刷作用与河床的稳定性、河床侵蚀与淤积的基本规律、水库淤积及坝下游河床再

造、河流开发治理的原则等内容。

教学重点和难点:本章重点:(1)河床演变的基本规律,特别是河床的纵向、横向蚀淤演变规律;(2)

水库淤积造成的雍水淤积、异重流淤积、淤积末端上延等淤积现象及坝下游因强水流冲刷形成的河床再造。

本章难点:(1)河流的水动力学特征;(2)水流对河床的作用及水流作用下的河床稳定性问题。

主要教学内容及要求:

(1)掌握河流侵蚀、搬运及堆积的一般概念,了解河谷侵蚀、淤积的研究意义;

(2)了解河流水动力学的基本特征及其对河床的蚀、淤作用;

(3)掌握河床侵蚀、淤积的一般规律;了解河床节点对河床演变的控制作用及环境条件变化对河流演变的影响;(4)掌握水库淤积对水库运行的影响以及坝下游河床再造的主要影响因素

(5)了解河流开发治理的一般原则。

第十五章海(湖)边岸磨蚀与堆积的工程地质分析(自学)

教学目的:本章主要讲述由于波浪或岸流的作用,海岸或湖岸被不断地被磨蚀、冲击,同时,岸流又不断

地将冲蚀下来的物质带走,使海(湖)岸线产生进退,水下岸坡坡度和水深也发生变化的过程中产生的一

系列工程地质问题,包括波浪和岸流的作用规律和边岸在磨蚀与堆积中发生变化的基本规律,边岸再造及

滑体涌浪计算,海(湖)岸防护措施等内容。

教学重点和难点:本章重点:(1)海(湖)岸磨蚀与堆积的基本规律及岸坡的演变过程;(2)水库边岸再造及

滑体涌浪的预测。本章难点:(1)边岸再造,注重水下斜坡、水位变幅带岸坡和最高洪水位以上岸坡坡脚的

不同评价方法及新形成岸坡宽度的预测;(2)滑体涌浪高度计算及其危险性评价,也可介绍涌浪传播距离的

评价,评价的思想方法。

主要教学内容及要求:

(1)掌握海(湖)边岸磨蚀与堆积作用的基本概念,了解海(湖)边岸磨蚀与堆积规律的研究意义;

(2)了解波浪与岸流的一般动力特征及其对边岸的磨蚀、冲刷作用;

(3)掌握海(湖)岸磨蚀与堆积的基本规律及其对岸坡演变过程的影响;

(4)掌握边岸再造的基本模式、边岸再造的范围、滑体涌浪(包括涌浪高度和涌浪作用距离)及冲蚀岸坡波浪波高的预测;

(5)了解海(湖)岸及沿岸建筑物的防护原则与措施。

工程地质分析原理总复习

软弱结构面:延伸较远、两壁较平滑、充填有一定厚度软弱物质的结构面,如泥化、软化、破碎薄夹层等的面。天然应力状态:地壳岩体内的天然应力状态,是指未经人为扰动的,主要是在重力场和构造应力场的综合作用下,有时也在岩体的物理、化学变化及岩浆侵入等的作用下所形成的应力状态,常称为天然应力或初始应力。隆爆:表现为近地表出现细长的隆褶或类似低角度逆断层的断隆,一般高度较小,而延伸长度较大。蓆状裂隙:在出露于地表的侵入岩体中,由于区域性卸荷剥蚀,广泛见于一种近地表平行分布的区域性裂隙发育,通常上部较密,向下逐渐变稀疏,即蓆状裂隙。岩芯饼化现象:钻进过程中岩芯裂成饼状的现象是高地应力区所特有的岩体力学现象。岩饼的厚度与岩芯的直径有一定的关系,一般约为直径的1/4到1/5;所有岩饼的表面均为新鲜破裂面,而且边缘部分粗糙,多数内部隐约见有顺槽,或沿一个方向的擦痕和与之正交的拉裂坎。蠕变:固体材料在恒定荷载作用下,变形随时间缓慢增长的现象。松弛:粘弹性固体材料在恒定应变下,应力随时间衰减的现象。差异卸荷回弹:在卸荷回弹变形过程中,会因岩体中各组成单元力学性能的差别、应力历史的不同以及岩体结构上的原因,引起差异回弹而在岩体中形成一个被约束的残余应力体系。活断层:目前还在持续活动的断层,或在历史时期或近期地质时期活动过、极可能在不远的将来重新活动的断层。蠕滑(稳滑):断层持续不断缓慢蠕动的称为蠕滑或稳滑。粘滑:断层间断地、周期性突然错断的为粘滑。地震烈度:是地震时一定地点的地面振动强弱的尺度,是指该地点范围内的平均水平而言。地震

基本烈度:在今后一个时期内(一半取100年)在一定地点的一般场地条件下可能遭遇的最大烈度。地基土的卓越周期:表层沉积能对基岩传来的地震波起选择放大作用,某些周期的地震波在表土层中多次反射叠加而增强,这样就会使表层振动中这类周期的波多而长,这就是该表层土的卓越周期,也就是它的自振周期。震源:弹性波的地下发源地。震中:震源在地面上的投影。震源深度:震中到震源的距离。地震波:地震时震源释放的应变能以弹性波的形式向四面八方传播,这种弹性波就是地震波。它包括两种在介质内部传播的体波,即纵波和横波。砂土液化:饱和松砂的抗剪强度趋于零,由固体状态转化为液体状态的过程和现象。振动液化:饱和砂土在地震荷载作用下,产生超孔隙水压力。随着超孔隙水压力的不断增加,砂土的抗剪强度降为零,完全不能承受外荷载而达到液化状态。涌沙:砂土液化后在薄弱部位开裂,阻力减小,上升水流流速大、水头损失小。因而在裂缝处出现喷水冒砂现象。流砂:饱和松砂中剪应力增大时,在不排水条件下的剪缩势使土内孔隙水压力大幅度提高,土强度骤然下降,导致砂土无限流动的现象。管涌:在渗流作用下,土中细颗粒随渗流水从自由面向内部逐渐流失形成管状通道的现象。岩石质量指标RQD:用直径75mm金刚石钻头在钻孔中连续采取同一层的岩芯,其长度大雨10cm的芯段之和与该岩层钻探总进尺的比值,以百分率表示。

工程地质条件

1、工程地质条件:与工程建设有关的地质因素的综合。 它包括:地形地貌条件、岩性条件、地质构造条件、水文地质条件、物理地质作用条件、天然建筑材料。 2、圈层构造:根据地球形状和物质组成所划分的圈层范围。 3、岩石圈:由上地幔固态物质和地壳组成的固体部分。 4、地质作用:由地球的内外能量作用引起,促使地壳物质组成形态不断变化的作用。 地质作用分类:内动力地质作用、外动力地质作用。(其中内动力作用又包括:构造运动、地震作用、岩浆作用、变质作用、重力作用。外动力包括:风化作用、剥蚀作用,搬运作用、沉积作用、固结成岩作用。) 5、地层及地层时代:P(13) 6、岩层接触关系:整合、不整合。不整合又包括:平行不整合、角度不整合。 7、矿物:由各种地质作用产生的,具有一定物理性质和化学成分的单质元素或化合物。 造岩矿物:构成岩石主要成分的矿物。 8、矿物物理性质:(1)形状:大部分是固态。(2)颜色:自色,他色,假色。(3)条 痕:矿物粉末颜色。(4)光泽:对光线的反射能力。造岩矿物一般呈非金属光泽。 (5)解理:矿物晶体或晶粒在外力打击下,能沿一定方向发生破裂并产生光滑平面的性质。(6)断口:矿物受外力打击出现的破裂面成各种凸凹不平的形状称为断口。 9、岩浆作用:地幔中岩溶状岩浆上升侵入地壳或喷出地表冷凝而形成新岩石的过程。 沉积作用:在地表环境条件下,碎屑物质经过搬运、沉积、压固、胶结等地质作用形成新岩石的过程。 变质作用:早先形成的岩石,在地壳一定深处基本保持固态条件下,受岩浆作用、构造运动等影响,在一定压力和温度作用下,发生矿物成分,结构和构造变化形成新岩石的过程。 10、岩石分类:岩浆岩、沉积岩、变质岩。 11、岩浆岩结构:(1)按结晶程度划分:全晶质结构,半晶质结构,非晶质结构。(2) 按晶粒大小划分:显晶质结构,隐晶质结构。(3)按晶粒相对大小划分:等粒结构,不等粒结构,斑状结构。 沉积岩结构:碎屑结构、泥质结构、化学结构。 变质岩结构:变晶结构、变余结构、碎裂结构。 12、构造运动:由于地球内部营力引起的地壳的变形与变位。 地质构造分类:水平构造、单斜构造、褶皱构造、断裂构造、隆起与凹陷。 13、岩层产状:岩层在地壳中的展布状态。 产状要素:走向、倾向、倾角。 走向:岩层面水平延伸方向,用走向线,方位角表示。走向线:岩层面与水平面交线。倾向:岩层面向下倾斜方向,用倾斜线在水平面的投影线方向角表示。倾角:岩层面与水平面夹角(锐角,唯一的)。 图示表示方法(略)。 14、褶皱分类:向斜、背斜。 褶皱野外识别方法:(1)以剥蚀后地面出露的岩性是否重复且对称出现,判断是否为褶皱。(2)据核部、翼部岩层的新老关系判断向背斜。(3)根据两翼岩层产状判断类型。 15、断裂分类:节理、断层。 断层分类:正断层、逆断层、平移断层。 16、断层野外识别方法:(1)沿岩层走向追索,若发现岩层突然中断,而和另一岩层接触,

第八章特殊土的工程地质评价

第八章特殊土的工程地质评价 学习目标:了解工程中常遇到的特殊土的形成、特性、分布范围及处理方法。 学习重点:湿陷性黄土,软土及粘土的成因、分类、工程性质及处理方法。 学习建议:抓住特殊土的主要工程地质特性,掌握特殊土地及的处理方法。 我国地大物博,地质条件复杂,各类土由于形成时的地理环境、气候条件、物质成分不同而具有显著不同的特殊工程性质。特殊土具有明显的区域性,如湿陷性黄土主要分布于西北、华北等干旱、半干旱地;红黏土主要分布于西南亚热带湿热气候地区;膨胀土主要分布于南方和中南地区;多年冻土及盐渍土主要分布于高纬度、高海拔地区。 8.1湿陷性黄土 湿陷性土一般是指非饱和的不稳定的土,在一定压力作用下,遇水后发生显著的沉陷。湿陷性土在地球上分布很广,主要有风积的砂和黄土、次生黄土状土、冲积土、残积土;还有可溶性盐胶结的松砂、分散性粘土以及盐渍土。其中,以湿陷性黄土的分布面积最广。 1.湿陷性黄土的形成 黄土是在风的搬运作用下沉积,没有经过次生扰动、无层理、含大孔隙的黄色粉质碳酸盐类沉积物。其它成因、黄色、具有层理和夹有砂、砾石层的土状沉积物称为黄土状土。黄土和黄土状土(以下统称黄土)在天然含水量时,一般具有较高的强度和较小的压缩性。但遇水后,在自重压力,或自重压力与附加压力共同作用下,有的会产生大量的沉陷变形,有的却并不发生湿陷。前者称为湿陷性黄土,后者称为非湿陷性黄土。湿陷性黄土又分为自重湿陷性黄土(在自重压力作用下产生湿陷性的)和非自重湿陷性黄土(自重压力与附加压力共同作用下产生湿陷性的)。影响黄土湿陷性的主要物理性质指标为天然孔隙比和天然含水量。在其它条件相同时,黄土的天然孔隙比越大,则湿陷性越强;黄土的湿陷性随其天然含水量的增加而减弱;当含水量相同时,黄土的湿陷量将随浸湿程度的增加而增大。在给定的天然孔隙比和含水量的情况下,在一定的压力范围内,湿陷量将随压力的增加而增大。黄土天然孔隙比一般在1.00左右,颗粒组成以粉粒为主(含量在60%以上),含大量的可溶盐,颜色为黄色或褐色,天然剖面形成垂直节理,一般具有肉眼可见的大孔隙。 2.湿陷变形的特征指标 衡量黄土湿陷性变形特征的指标主要有三个:湿陷系数、湿陷起始压力和湿陷起始含水量。 1)湿陷系数δs:湿陷系数是单位厚度土样在规定的压力作用下受水浸湿后所产生的湿陷量。δs可通过室内侧限浸水压缩试验确定。湿陷系数的大小反映了黄土对水的湿陷敏感程度。δs越大,表示土受水浸湿后的湿陷性越大。一般认为:δs≤0.03,为弱湿陷性;0.03<δs≤0.07,为中等湿陷性,δs>0.07,为强湿陷性。 2)湿陷起始压力psh :黄土在某一压力作用下浸水后开始出现湿陷时的压力叫湿陷起始压力。如果作用在湿陷性黄土地基上的压力小于这个起始压力,地基即使浸水,也不会发生湿陷。psh值常通过室内浸水压缩试验和现场浸水载荷试验确定。黄土规范规定,当按室内试验确定时,可在p~δs曲线上取δs=0.015所对应的压力作为湿陷起始压力;当按载荷试验确定时,应在p~δs(δs为浸水下沉量)曲线上取其转折点所

工程地质条件六个内容

工程地质条件六个内容:1.地形地貌2.地层岩性3.地质构造4.水文地质条件5.物理地质条件6.天然建筑材料 工程地质学在水利建设中的任务:1.选择工程地质条件最优良的建筑地址2.查明建筑地区的工程地质条件和可能发生的不良工程地质作用3.选定地址的工程地质条件,提出枢纽布置、建筑物结构类型、施工方法及运营作用中应注意的事项 什么是矿物和造岩矿物:矿物是在各种地质作用中所形成的具有相对固定化学成分和物理性质的均质物体,是组成岩石的基本单位;组成岩石主要成分的矿物称为造岩矿物。 矿物的物理性质包括:颜色、条痕、透明度、光泽、解理和断口、硬度、其他性质岩浆岩常见结构的名称:1.按岩石中矿物结晶程度划分:全晶质结构、半晶质结构、玻璃质结构2.按岩石中颗粒的绝对大小划分:显晶质结构、隐晶质结构3.按岩石中颗粒相对大小来分:等粒结构、不等粒结构、斑状结构及似斑状结构 岩浆岩常见构造名称:1.块状构造2.流纹构造3.气孔构造4.杏仁状构造 岩浆岩的简易分类:1.根据化学成分:超基性岩、基性岩、中性岩、酸性岩2.根据形成条件:喷出岩、浅成岩、深成岩 沉积岩的常见结构名称:1.碎屑结构2.泥质结构3.化学结构4.生物结构 沉积岩的胶结物种类及胶结类型:1.硅质2.铁质3.钙质4.泥质5.其他(石膏)基地胶结、孔隙胶结、接触胶结 沉积岩的构造名称:1.层理构造:水平层理、单斜层理、交错层理2.层面构造:波痕、泥裂3.结核4.生物成因构造 主要的沉积岩有:1.碎屑岩类:砾岩角砾岩、砂岩、粉砂岩2.黏土岩类:泥岩、页岩3.化学岩生物化学岩:石灰岩、白云岩、泥灰岩 变质岩的构造种类:1.片理构造:板状构造、千枚状构造、片状构造、片麻状构造 2.块状构造3.变余构造 主要的变质岩:片麻岩、片岩、千枚岩、板岩、石英岩、大理岩、混合岩 什么是岩石的风化作用及其影响因素,风化分带:分布在地表或地表附近的岩石,经受太阳辐射、大气、水溶液及生物等因素的侵袭,逐渐破碎。松散或矿物成分发生化学变化,甚至生成新的矿物的现象。1.气候、地形和地下水的影响2.岩石性质的影响3.断层、裂缝的影响残积土—全风化—强风化—中等风化—微风化—未风化

工程地质分析原理(参考模板)

《工程地质分析原理》复习资料 一、名词解释 【工程地质条件】指的是与工程建筑有关的地质条件的总和。包括地形地貌、岩石与土的类型及其工程地质性质、地质构造、水文地质条件、物理地质作用及天然建筑材料等方面。 【工程地质问题】工程建筑与工程地质条件(地质环境)相互作用、相互制约所引起的、对建筑本身的顺利施工和正常运行,对建筑的安全或对周围环境可能产生影响的地质问题,称为工程地质问题。 【工程地质任务】研究人类工程活动与地质环境之间的相互制约,以便合理开发和有效保护地质环境,防治可能发生的地质灾害。 【天然斜坡】在一定的地质环境中,在各种地质营力作用下形成和演化的自然历史过程的产物,未经人为扰动。 【人工边坡】人类为某种工程、经济目的而开挖的,往往是在自然斜坡的基础上形成的,具有规则的几何形态。 【粘滑】活断层出现的间断地、周期性的突然错动现象称为粘滑。 【地震效应】在地震作用影响所及的范围内,于地面出现的各种震害或破坏,称之为地震效应。 【地基效应】地基效应指的是地震使松软土体出现压密下沉、砂土液化、淤泥塑流变形等,从而导致地基失效,使上部建筑物破坏的效应。 【全迹长】裂隙的两个端点在测网上、下界测线位置以内,裂隙的可见迹长称为全迹长。 【半迹长】裂隙的一端延伸出测网的顶、底界外,而另一端在测网内出现,且与中线相交时,裂隙在中测线上的交点与裂隙在洞壁上的端点之间的距离称为裂隙的半迹长。 【截(断)半迹长】裂隙在中测线的交点至裂隙与测网顶、底界交点之间的距离定义为裂隙的截半迹长。【泥石流】泥石流又称山洪泥流,是发生在山区的一种含有大量泥砂、碎石块的暂时性急水流。 【拱坝】是指一种在平面上向上游弯曲,呈曲线形、能把一部分水平荷载传给两岸的挡水建筑,是一个空间壳体结构。 【重力坝】重力坝是由砼或浆砌石修筑的大体积挡水建筑物,其基本剖面是直角三角形,整体是由若干坝段组成。 【地震烈度】地震时一定地点的地面震动强度的尺度,是指该地点范围内的平均水平而言。 【潜蚀】当渗流力达到一定值时,土中的某些颗粒就会被渗透水流携带和搬运,这种地下水的侵蚀作用称为潜蚀。 【渗透变形】当渗透力达到一定值时,岩土中一些颗粒、甚至整体就发生移动,从而引起岩土体结构变松,强度变低的变形和破坏现象称为渗透变形。

工程地质读书报告

土木1003 李雪20101153 关于民用建筑的工程地质勘察报告 ————工程地质读书心得体会 一、民用建筑概述 民用建筑即非生产性建筑,指供人们居住和进行公共活动的建筑的总称。民用建筑按使用功能可分为居住建筑和公共建筑两大类。具体分类: 1、居住建筑 住宅建筑:住宅、公寓、别墅等 宿舍建筑:单身宿舍、学生宿舍、职工宿舍等 公共建筑 教育建筑:托儿所、幼儿园、小学、中学、高等院校、职业学校、特殊教育学校等 办公建筑:各级立法、司法、党委、政府办公楼,商务、企业、事业、团体、社区办公楼等 科研建筑:实验楼、科研楼、设计楼等 文化建筑:剧院、电影院、图书馆、博物馆、档案馆、文化馆、展览馆、音乐厅、礼堂等 商业建筑:百货公司、超级市场、菜市场、旅馆、饮食店、银行、邮局等体育建筑:体育场、体育馆、游泳馆、健身房等 医疗建筑:综合医院、专科医院、康复中心、急救中心、疗养院等 交通建筑:汽车客运站、港口客运站、铁路旅客站、空港航站楼、地铁站等司法建筑:法院、看守所、监狱等 纪念建筑:纪念碑、纪念馆、纪念塔、故居等 园林建筑:动物园、植物园、游乐场、旅游景点建筑、城市建筑小品等 综合建筑:多功能综合大楼、商住楼、商务中心等 2、民用建筑的主要组成部分 基础:建筑最下部的承重构件,承担建筑的全部荷载,并下传给地基。 墙体和柱:墙体是建筑物的承重和围护构件。在框架承重结构中,柱是主要的竖向承重构件。 屋顶:是建筑顶部的承重和围护构件,一般由屋面、保温(隔热)层和承重结构三部分组成。 楼地层:是楼房建筑中的水平承重构件,包括底层地面和中间的楼板层。 楼梯:楼房建筑的垂直交通设施,供人们平时上下和紧急疏散时使用。 门窗:门主要用做内外交通联系及分隔房间,窗的主要作用是采光和通风,门窗属于非承重构件。 次要组成部分: 附属的构件和配件:如阳台、雨篷、台阶、散水、通风道等。 二、工程地质条件 工程地质条件即工程活动的地质环境,可理解为工程建筑物所在地区地质环境各项因素的综合。 为确保土木工程活动的安全与稳定,地质环境需要满足以下三点基本要求:

《工程地质分析原理》学习指南

《工程地质分析原理》学习指南 《工程地质分析原理》是一门分析地质环境和人类工程活动相互作用的学科,同学们要实质性地学好本课程,不仅要了解地质体的属性,而且要对人类工程活动的特性有所了解,只有将“地质体”和“人类建筑活动”特点有效理解和掌握,才能学好这门交叉性学科。具体如下: (1)本课程是专业核心课,建议在此之前建议先修如下课程:《地质学基础》、《矿物岩石学》、《构造地质学》、《地貌及第四纪地质学》,《水文地质学》、《工程岩土学》、《土力学》、《岩石力学》。 (2)学习本课程的目的是熟悉各种主要工程地质问题,并掌握对它们进行分析评价的基本原理和方法。以便在今后工作中能根据具体地质条件和人类工程活动特点,判定主要工程地质问题进行合理的分析与评价并提供恰当的处理措施。实践经验证明,工程建筑物因地质原因产生问题主要是由于分析判断失误。所以,最重要的是学会具体问题具体分析,而不是记忆某些条文。 (3)本课程是一门工程实践性很强的课程,要真正融入贯通,必须通过地质工程实习,只能通过亲身实习才能对地质体和建筑物的相互作用深刻理解。 (4)本课程涉及的工程地质问题较广泛,包括边坡稳定性、隧洞稳定性、岩溶工程地质问题、地基稳定性、区域稳定性等多方面,其任何一个方面都是独立性很强的研究方向,且在以后的学习中还需不断深入,建议学生们在学习过程中,不求面面俱到,不求一蹴而就,而要着重注意学习方法和科学研究思维的培养; (5)本课程的很多内容和理论是基于我国西部复杂的工程地质问题归纳提炼而成,并随着大型建设工程的地质问题解决而逐步发展,尤其水电工程是西部显著的大型工程。因此,课程的很多内容是以水电工程为例,如地基岩体稳定性研究中,不是传统的土质地基竖向荷载,而是以斜向荷载作用下的岩质地基为例,再如水库诱发地震,蓄水条件下边坡稳定性等等。 (6)本课程自始至终贯穿着一个力与强度的观点,理解这一点对于学好本课程非常关键。如在边坡工程中强调的是地应力和岩体强度的矛盾,若地应力超过岩体强度,则边坡失稳,否则边坡稳定;再如在地下洞室中强调的是次生应

2016电大工程地质形成性考核册答案

工程地质形成性考核册 专业:土木工程 学号: 姓名: 河北广播电视大学开放教育学院 (请按照顺序打印,并左侧装订)

工程地质作业1 一、选择题(30分) 1.下列不属于工程地质条件的是(C ) A.岩石的工程特性 B.地质作用 C.基础形式 D.水文地质条件 2.概括的讲,工程地质所研究的两方面问题主要体现在(A ) A.区域稳定和地基稳定 B.区域稳定和基础稳定 C.基础稳定和结构稳定 D.地基稳定和基础稳定 3.相比较来讲,下列各学科与工程地质学联系不大的是(D ) A.土力学 B.岩石功臣 C.水力学 D.材料力学 4.下列关于工程地质学及其研究内容说法有误的一项是(C ) A.工程地质学是研究人类工程活动与地质环境相互作用的一门学科 B.如何按地质规律办事,有效地改造地质环境,是工程地质学长期面临的任务 C.工程地质就是专门研究岩石工程性质的学科 D.工程地质学是一门理论性与实践性都很强的学科 5.陆地的总面积大约占地球表面面积的(A ) A.29.2% B.40.1% C.71.8% D.59.9% 6.地球的内圈中厚度最小的圈层是(A ) A.地壳 B.地核 C.地幔 D.不能确定 7.下列各地质作用属于内力作用的是(B ) A.风华作用 B.变质作用 C.成岩作用 D.沉积作用 8.岩石按生成原因可以分为(B ) A.岩浆岩、石灰岩、变质岩 B.岩浆岩、沉积岩、变质岩 C.沉积岩、石灰岩、变质岩 D.岩浆岩、石灰岩、沉积岩 9.矿物质抵抗刻划、研磨的能力称为(A ) A.硬度 B.强度 C.刚度 D.韧性 10.由岩浆冷凝固结而成的岩石是(D) A.沉积岩 B.变质岩 C.石灰岩 D.岩浆岩 11.碎屑物质被凝胶结物胶接以后形成的结构称为(A ) A.碎屑结构 B.斑状结构 C.沉积结构 D.碎裂结构 12.压应力等于零时,岩石的抗剪断强度称为岩石的(C ) A.抗压强度 B.抗拉强度 C.抗切强度 D.抗剪强度 13.岩石在常压下吸入水的重量与干燥岩石重量之比,称为岩石的(A ) A.吸水率 B.吸水系数 C.饱水系数 D.饱水率 14.岩石在轴向压力作用下,除产生纵向压缩外,还会产生横向膨胀,这种横向应变与纵向 应变的比值称为(A ) A.泊松比 B.抗拉强度 C.变性模量 D.弹性应变 15.岩石的力学性质指岩石在各种静力、动力作用下所呈现的性质,主要包括(A) A.变形和强度 B.强度和重量 C.重度和变形D重度和刚度. 二、判断题(20分) 1.工程地质学是研究人类工程与地质环境相互作用的一门学科,是地质学的一个分支。 (√) 2.根据地质作用的动力来源,地质作用分为外力作用和内力作用。(√) 3.岩石的物理性质包括吸水性、渗水性、溶解性、软化性、抗冻性。(×)

工程地质期末复习简答题(归纳)

一 1.什么是工程地质条件? 要点:工程地质条件是指与工程建设有关的地质条件总和,它包括土和岩石的工程性质、地质构造、地貌、水文地质、地质作用、自然地质现象和天然建筑材料等几个方面。 2.简叙各褶曲要素。 要点:核:组成褶皱中心部位的岩层。翼:中心岩层动外的岩层。转折端:从翼向另一翼过 渡的弯曲部分。枢纽:组成褶皱岩层的同一层面最大弯曲点的连线。轴面:由各岩层枢纽所连成的面。 3.地质平面图、剖面图及柱状图各自反映了哪些内容? 答:一幅完整的地质图应包括平面图、剖面图和柱状图。平面图是反映一表地质条件的图。 是最基本的图件。地质剖面图是配合平面图,反映一些重要部位的地质条件,它对地层层序和地质构造现象的反映比平面图更清晰、更直观。柱状图是综合反映一个地区各地质年代的 地层特征、厚度和接触关系的图件。 4.何谓地震震级和地震烈度? 要点:地震震级是表示地震本身大小的尺度,是由地震所释放出来的能量大小所决定的。地震烈度是指某一地区地面和各种建筑物遭受地震影响的强烈程度。 5.保障围岩稳定性的两种途径是什么? 要点:保障围岩稳定性的途径有以下两种:一是保护围岩原有稳定性,使之不至于降低;二是提高岩体整体强度,使其稳定性有所提高。前者主要是采用合理的施工和支护衬砌方案, 后者主要是加固围。 论述题(10分) 分析褶皱区如何布置工程建筑。(工程地质评价) (1)褶皱核部岩层由于受水平挤压作用,产生许多裂隙,直接影响到岩体的完整性和强度, 在石灰岩地区还往往使岩溶较为发育。所以在核部布置各种建筑工程,如厂房、路桥、坝址、隧道等,必须注意岩层的坍落、漏水及涌水问题。 (2)在褶皱翼部布置建筑工程时,如果开挖边坡的走向近于平行岩层走向,且边坡倾向与岩 层倾向一致,边坡坡角大于岩层倾角,则容易造成顺层滑动现象 (3)对于隧道等深埋地下的工程,一般应布置在褶皱翼部。因为隧道通过均一岩层有利稳定, 而背斜顶部岩层受张力作用可能塌落,向斜核部则是储水较丰富的地段。 二 1.工程地质学及其研究内容? 研究工程活动与地质环境相互作用的学科称为工程地质学。工程地质学探讨工程地质勘察的 手段及方法,调查研究岩土体的工程地质性质、地质构造、地貌等工程地质条件及其发展变 化规律,分析研究与工程有关的工程地质问题,并提出相应的处理方法及防治措施。为工程的选址、规划、设计、施工提供可靠的依据。 2.野外鉴别矿物的步骤? (1)找到矿物的新鲜面,矿物的新鲜面能真实地反映矿物化学成分和物理特征; (2)观察鉴别矿物的形态和物理性质; (3)根据观察到的矿物的物理性质,结合常见造岩矿物特征,对矿物进行命名。

工程地质分析原理

绪论 1、工程地质学:研究地质环境和人类工程活动之间相互制约相互作用的关系,并保证这种关系向良性发展的学科。 2、工程地质条件:与工程活动有关的地质环境。 a、岩(土)体类型及工程地质性质; b、地质构造(区域稳定性); c、地形地貌; d、水文地质条件; e、物理地质现象(不变地质现象); f、天然建筑材料(土料、石料)。 3、工程地质问题:威胁和影响工程建筑物设计合理、安全可靠、正常运行。 a、区域稳定性问题; b、岩(土)体稳定问题; c、与渗流有关的问题; d、与河湖冲淤有关的问题。 4、工程地质分析的基本方法: a、自然历史分析法(定性分析); b、数学力学分析法: 地质条件—概化—>地质模型—边界条件—>数学力学模型——>数值模拟—验证—>定量评价(预测) c、模型模拟实验法:模型试验法(相同原理);模拟实验法(相似原理)。 d、工程地质类比法(比拟法):拟建区与地质条件相似的已建区进行比较,应用已建区的一些成果。 5、工程地质学的基本任务:研究人类工程活动与地质环境之间的相互制约,以便合理开发和有效保护地质环境,防治可能发生的地质灾害。 第一章.地壳岩体结构特征的工程地质分析 1、结构面:指岩体中具有一定方向、力学强度相对较低,两向延伸的地质界面。 2、结构体:结构面在空间的分布和组合可将岩体切割成不同形状并包围的岩石块体。 3、结构面的成因类型: 4、岩体结构分类: a、整体块状结构:整体结构(连续介质)、块状结构(不连续介质); b、层状结构:层状结构、薄层状结构(均为不连续介质); c、碎裂结构:镶嵌结构、层状碎裂结构、碎裂结构(均为不连续介质); d、散体结构(似连续介质)。 第二章.地壳岩体的天然应力状态 1、天然应力:存在于地壳中未受工程扰动的应力状态。

堤基地质结构分类及堤防工程地质评价方法

堤基地质结构分类及堤防工程地质评价方法 摘要:以我省堤防工程地质勘察为例,对堤基地质结构分类进行了探索。对堤防工程地质问题及评价方法进行了论述,并对堤防工程地质问题的定量评价进行了归纳和总结。 关键词:堤防堤基地质结构工程地质问题评价方法 堤防工程地质条件是堤防设计的基础。堤基地层的结构、组成及其承载性能、抗滑性能、渗透稳定性能等的评价是堤防工程设计的重要依据,也是堤防工程设计的重要组成部分。因此,全面准确地发现、分析工程地质问题并做出相应科学合理的评价,是堤防工程地质勘察的核心内容。我省位于黄河及长江的中上游地区,河道众多,堤防线长,如何针对我省河道及堤防地质条件的特点,对堤防工程地质问题进行有的放矢的研究评价,是地质工作者所面临的课题之一。 1地基地质结构是堤防工程地质评价的基础 任何工程建筑都离不开它所依托的地质体,堤防工程建筑也不例外。堤防工程设计的一个重要内容就是根据堤防工程地基地质结构因地制宜地选择堤防工程的基础型式及埋置深度。相应的,堤防地基地质结构类型不同,其水文、工程地质条件和存在的工程地质问题也有所不同。因此,只有查明堤基地质结构类型,才能从本质上把握堤基岩土性状、组合特点、水文地质条件等各要素的地位和作用,并依据工程性状,合理划分地基地质结构类型,对所暴露出的工程地质问题进行分析评价,从而提出合理的治理措施和方案。 我省大部分范围属黄河流域,少部分范围属长江流域,还有部分区域为内陆河。河网纵横,河道变化较大,堤基地质结构较为复杂。但总的特点不外乎为山区堤基地层以基岩为主,而河流冲洪积盆地、冲洪积平原及平原地区则以第四系松散层为主。根据堤基地层结构特点及工程性能、岩性组合、层位埋深等综合分析,我省堤防地基大体可分为3大类,8个亚类,各类结构特征、主要分布位置见表1。 2堤防工程地质问题及评价方法 堤防工程地质勘察的目的在于从研究工程地质问题的表征出发,分析其原因、性质、形成和发展过程,找出堤防工程地质问题的控制因素和影响因素,预测其未来的发展趋势,并对所存在的工程地质问题进行总结、分段、归类,为堤防设计提供地质依据。因此,堤防工程地质勘察所要解决的主要问题是堤防工程地质问题的分析评价及分段归类问题。而堤防工程地质问题主要包括堤基稳定问题、堤防环境工程地质问题及堤身稳定问题。 2.1堤基稳定问题及评价方法 2.1.1堤基承载力性能及沉陷变形问题 如表1所示,Ⅰ1及Ⅲ类堤基地层或以粘性土为主,或各类松散层呈互层状且极不均质,此类堤基地层天然含水量高,孔隙比大,天然强度较低,且具弱透水性,软~流塑状,固结排水时间长,且具高压缩性及触变、流变性,在上部载荷作用下,可引起大堤不均匀沉降,导致大堤下沉、堤身裂缝。因此,应进行适量的现场静力触探和标准贯入试验,结合室内土工试验,查明地基土的形成年代、成因类型、分布范围、厚度以及上覆下卧层的物理力学性质,并考虑堤防特点,最终做出正确评价。 我省各河流堤基地层除Ⅰ1及Ⅲ类为土堤基地层外,大部分河流堤基地层以砂砾卵石层及基岩类为主,此类堤基地层的一个主要特征就是其承载性能较好,堤基承载力一般大于300kPa,具有较好的地基承载力,能满足防洪堤基础强度要求。堤基地层不存在沉陷变形问题。 另外,对Ⅰ2及Ⅲ类堤基中,还可能存在有厚度较大的粉细砂堤基层,而堤基层均位于堤防工程之下,为饱水地基。故此类饱和砂土层还有可能发生震动液化而引起堤基失稳,造成大堤下沉、滑动。对此类地基,应进行液化判别。室内土工试验以颗粒分析为主,现场则以标准贯入试验为主,同时,还需查明此类土的成因类型及时代、地下水位埋深、工程区地震烈度,必要时还需进行土的波速试验。对此,《堤防工程设计规范》附录A及《水利水电工程地质勘察规范》附录N已有较为详细的介绍,在此不再赘述。 只有查明了饱和砂土的液化可能性,才能对此类堤基提出相应的堤基处理措施。如我省黑

工程地质勘察的目的

工程地质勘察的目的:在于以各种勘察手段和方法,调查研究和分析评价建筑场地和地基的工程地质条件,为设计和施工提供所需的工程地质资料 。 地基勘察和评价的任务:认识场地的地质条件,分析它与建筑物之间的相互影响。地质条件包括(岩土的类型及其工程性质、地质构造、地形地貌、水文地质条件、不良地质现象和可资利用的天然建筑材料等。 ) 、决定勘察任务的因素 勘察任务工作内容、工作量、工作方法应按下列四个因素确定: 1、建筑场地的复杂程度。(场地、地基等级) 2、建筑规模及建筑物等级(安全等级)。 3、对建筑场地地质条件的研究程度及当地建筑经验。 4、地基基础设计、施工的特殊要求场址选择、初步设计和施工图三阶段 岩土工程勘察等级:甲级,乙级,丙级 地基勘察方法 一、测绘与调查二、勘探(一)坑探(二)钻探(三)触探触探可分为静力触探和动力触探(标准贯入 试验和轻便触探两种动力触探方法)四)旁压试验(五)地球物理勘探 常用的物探方法主要有:电阻率法、电位法、地震、声波、电视测井等 报告书应包括如下内容: 1)任务要求及勘察工作概况; (2)场地位置、地形地貌、地质构造、不良地质现象及地震设计烈度;(3)场地的地层分布、岩石和土的均匀性、物理力学性质、地基承载力和其它设计计算指标; (4)地下水的埋藏条件和腐蚀性以及土层的冻结深度; (5)对建筑场地及地基进行综合的工程地质评价,对场地的稳定性和适宜性作出结论,指出存在的问题和提出有关地基基础方案的建议

所附的图表有下列几种:勘探点平面布置图;工程地质剖面图;地质柱状图或综合地质柱状图;土工试验成果表;其它测试成果表(如静载荷试验、标准贯入试验、静力触探试验、旁压试验等) 高考是我们人生中重要的阶段,我们要学会给高三的自己加油打气

探讨煤炭资源勘查阶段工程地质评价方法

探讨煤炭资源勘查阶段工程地质评价方法 社会能源需求在快速增涨,提高煤炭资源开发利用广度和深度变成社会发展迫切要求,怎样更加科学更有效率地进行煤炭资源开采,成为全社会的问题。本文将通过对当前煤炭资源勘查阶段工程地质评价方法的具体了解分析,结合作者自身实际工作(山东煤炭地质局第四勘探队)的经验感悟,探讨煤炭资源勘查阶段工程地质因素的评价方法现状及发展方向。 标签:煤炭资源煤炭资源勘察阶段工程地质评价现状工程地质评价发展 0 引言 煤炭资源是我国的主体能源,煤炭资源的开发利用对国民经济发展意义深远。煤炭资源开采过程伴随大量的工程地质问题,如果处理解决不当,对煤炭开采工程带来人员经济损失,影响煤炭正常经济效益。煤炭地质勘查是煤炭工业健康发展的基础,提供煤炭资源保障的同时,为煤炭的开发、利用、安全及环境保护提供重要参考信息。煤炭资源勘查阶段开展工程地质评价是十分必要且具重要意义的。 1 煤炭资源勘查阶段评价方法现状 1.1 勘查评价方法手段与设备有较大发展 过去很长一段时间的地质填图,就是将所获得的地质资料基本记录在纸质媒体上,地质勘查人员工作强度大,工作效率低,费时费力费钱。 而如今,地质填图在传统的“老三件(锤子、罗盘、放大镜)”之上增添了“新三大宝”(GPS、计算机、数码相机),实现了地质勘查信息采集数字化、多源信息数据可视化、图件绘制自动化,有效丰富了地质信息,活化了图面表达方式,实现了煤炭资源地质勘查填图过程和填图质量的飞跃。 1.2 煤炭资源地质综合勘查能力的提升 根据我国煤炭资源地形地质的实际情况和特点,我国地质工作者在科学合理的地质勘查技术手段运用,充分采集各种地质信息数据的基础之上,全面综合研究煤层赋存规律及其开采条件。我国煤炭资源综合勘查能力得到了很大的提升。建立起了中国特色的煤炭资源地质综合勘查体系。 1.3 一体化资源综合地质勘查的有效规范 国务院及煤炭资源开发有关部委共同制定了一系列的法律法规,要求并鼓励煤炭资源开采企业先采气,后采煤,走采气采煤一体化、地面与井下抽气采煤相结合的道路。现有的地面垂直井、多分支水平井抽采技术日益成熟,有效保障了

工程地质

《工程地质》习题集 张怀静主编 北京建筑工程学院 2011年9月

前言 “工程地质”是土木工程、交通工程专业的一门重要专业基础课,在土木工程勘察、设计与施工中占有相当重要的地位。该课程内容多而杂、课时相对较少,学生很难抓住课程重点。我校的“工程地质”课程实施考教分离,为了使学生更好地掌握“工程地质”课程内容,提高学生的考试成绩,编者根据多年教学经验、结合不断积累的学生考试中常见问题,编写了本习题集。 本习题集是根据《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)、土木工程专业指导委员会对该课程的要求和重新修订的“工程地质”教学大纲等进行编写的。本习题集为我院土木工程、交通工程专业 “工程地质”课程的辅助教材。 建议学生在学完“工程地质”每个章节的内容后,首先了解该章节的考核要求,然后做相应习题。 在编写本习题集中,因时间紧张,可能存在疏漏之处,欢迎师生批评指正。

目录 第一部分《工程地质》课程考核要求 (1) 第二部分《工程地质》习题 第一章 绪论 (6) 第二章 矿物与岩石 (6) 第三章 岩层与地质构造 (9) 第四章 地下水 (12) 第五章 地表水的地质作用及风化作用 (13) 第六章 不良地质现象及防治措施 (15) 第七章 常见岩土工程地质问题 (11) 第八章 工程地质勘察 (18)

《工程地质》课程考核要求 第一章绪论 第一节工程地质学与地质学的关系 1、了解工程地质学与地质学的关系。 第二节工程地质学 1、了解工程活动与地质环境的关系。 2、了解工程地质学的主要任务。 第二章矿物与岩石 第一节地球的特征及构造 1、了解地球的圈层构造、莫霍面和古登堡面的定义。 2、熟悉岩石圈的概念。 第二节地质作用 1、了解地质作用的定义和类型。 第三节造岩矿物 1、熟悉矿物的物理性质定义。 2、掌握常见矿物的鉴别方法。 第四节岩浆岩 1、熟悉岩浆岩的成因、矿物成分、产状、结构和构造特征。 2、掌握常见岩浆岩的鉴别方法。 第五节沉积岩 1、熟悉沉积岩的形成、结构、构造特征。 2、掌握常见沉积岩的鉴别方法。 第六节变质岩 1、熟悉变质岩的矿物成分、结构和构造特征。 2、掌握变质作用的类型及因素。 3、掌握常见变质岩的鉴别方法。 第七节岩石的工程地质性质 1、了解岩石的物理性质指标的定义。 2、熟悉岩石的水理性质指标的定义。 3、掌握岩石水理性质指标的应用。 4、了解岩石的力学性质指标的定义及强度指标的大小关系。 5、了解影响岩石工程地质性质的因素。 第三章岩层与地质构造 第一节地质年代

某超高层建筑场地工程地质条件评价

某超高层建筑场地工程地质条件评价 万丈高楼平地起,地基的稳定性和适宜性直接关乎上部建筑的安全。本文分析了某超高层建筑场区的地形、地貌、地层结构、岩土类型及其工程特征,选取了合适的地基持力层,对基坑边坡和建筑场地稳定性作出评价。 标签:工程地质条件;地基稳定性;基础 一、工程概况 渔安·安井温泉旅游城“未来方舟”B1、3、4组团贵阳世界贸易中心项目,北接“未来方舟B5组团”,南接“未来方舟B2组团”,西侧为南明河及水东路,东侧为环城高速公路,整个场地北、西、南侧被南明河环绕。本文所述B栋(以下称“拟建项目”)为超高层建筑,位于B3、B4组团范围内。B栋为办公塔楼,占地平面呈近45米×48米的矩形布置,建筑层数为-3+45层,结构总高度为199.6m;塔楼周围均为商业裙楼,建筑层数为-3+1层。设计±0.00标高为1037.10m,地下室底板标高为1024.60m,台地标高为1023.60m。塔楼最大荷载为57000KN,裙楼最大荷载为13000KN。结构形式为框架-核心筒结构型式、周边商业建筑为框架结构,拟采用基础形式为筏式基础、柱下独立基础、桩基础。 二、工程地质条件 (一)地形、地貌 拟建项目位于南明河右岸一级阶地半岛,所处地貌单元为低中山河谷斜坡地貌。该范围原始地形标高为1045.6~1070.3m,高差约24.7m,场地经平场开挖后现状标高为1024.1~1026.3m。 (二)地质构造 根据区域地质资料,拟建场地位于贵阳市云岩区渔安安井片区,在区域上位于南北向贵阳向斜东翼与东西走向乌当蔡家寨背斜西倾伏端南翼之间,出露地层为志留系高寨田群一段中厚至厚层状深灰色、灰色泥灰岩。自新构造运动以来,场区及临近地段无活动断裂记录,地质构造较简单,区域稳定性较好。 建项目场地内发育1条断层,该断层发育在拟建B栋项目场地中部,断层面倾向西北,倾角较陡,约为70°。断层上下盘岩性均为高寨田群泥灰岩,断层面已在初期土石方开挖过程中揭露。该断层带发育宽度较小,约为2.0~3.0m,影响范围较小,对拟建物基础无影响,对基坑边坡无太大影响。该断层不具活动性。断层北侧优势产状为135°∠42°,断层南侧优势产状为320°∠30°。岩层层面为岩屑夹泥质充填,张开度1~3mm,节理面结合差,多呈闭合发育,局部呈开启状。

工程地质数值法实验报告

利用有限元分析方法 对岗子山隧道入口斜坡的稳定性进行评价 一、有限元法概述 有限元法视工程岩土为连续力学介质,通过离散化,建立近似函数把有界区域内的无线问题化为有限问题,并通过求解联立方程,对工程问题进行应力与变形分析。 二、有限元法基本原理 实验运用线弹性有限元法对隧洞开挖前、开挖后以及支护后,二维断面上岩土体应力应变进行分析。 1、研究区域的离散化 离散化就是将所研究问题的区域划分成有限个大小不等的单元体,并在单元体的指定点设置节点,把相邻单元体在节点处连接起来组成单元集合体,以代替所研究问题的区域,并以各离散单元节点处的位移作为未知量。边坡开挖区域二维断面岩土体离散化如图一所示。 2、选择位移模式

用节点位移表示单元内任意一点的位移关系式,其矩阵形式为: ﹛?﹜=[N] ﹛U﹜e 注:﹛?﹜为单元体内任一点的位移列阵,[N]为形函数矩阵,其元素是位置坐标的函数,﹛U﹜为单元体节点的位移列阵,。 3、单元分析 位移模式选定后进入单元力学特性分析:将位移模式带入几何方程,可导出用节点位移表示的单元应变计算公式: ﹛ε﹜=[B] ﹛U﹜e注:[B]为应变矩阵。 利用物理方程,由以上应变表达式导出节点位移表示的单元应力计算公式: ﹛σ﹜=[G] ﹛U﹜e注:[G]为应力矩阵。 利用虚功原理建立作用于单元上节点力和节点位移之间的关系,即单元刚度方程: ﹛F﹜=[K] ﹛U﹜e注:[K]为单元刚度矩阵。 4、计算等效节点荷载 研究区域离散化以后,即假定力是通过节点从一个单元传递到另一个单元的。但作为实际的连续体区域,力是从单元的公共边界上进行传递的。因而作用在单元边界上的表面力以及作用在单元上的体积力、集中力等都需要等效地移置到节点上,用等效的节点荷载来代替作用在单元上的力,力的移置须遵循力等效或虚功等效原则。 5、建立平衡方程 要求所有相邻单元在公共节点处的位移相等,于是得总体刚度矩阵、荷载列阵和节点位移列阵表示的整个结构平衡方程: N[K][U]=﹛R﹜ 6、引入边界条件、修正总体平衡方程 考虑所研究区域的位移边界条件(或约束条件),对总体平衡方程进行修正,消除[K]的奇异性(从力学意义上是消除结构刚体运动),由平衡方程求出未知节点位移。 7、解方程

工程地质分析

绪论 教学目的:本章主要讲述工程地质学的研究对象、任务与分科,介绍人类工程活动与地质环境的相互作用 和相互制约关系,工程地质分析的基本方法以及工程地质分析原理的学习内容及学习方法。 教学重点和难点:本章重点:(1)类工程活动与地质环境的相互作用的特点和形式;(2)工程地质条件 和工程地质问题基本概念;(3)工程地质分析的基本思想方法。本章难点:(1)“工程地质条件以及人类 工程活动与地质环境之间相互制约”特点和形式的认识与理解;(2)工程地质条件和工程地质问题的多样 性和复杂性及其相互关系。 主要教学内容及要求: (1)掌握人类工程活动与地质环境的相互作用和相互制约关系,工程地质学的基本任务、研究对象及分科, (2)了解学习本课程的目的。 (3)掌握工程地质条件及其内容、工程地质问题等基本概念。 (4)理解地质分析或自然历史分析方法和地质过程机制分析—定量评价方法。 第一篇区域稳定及岩体稳定分析的几个基本问题 第一章地壳岩体结构特征的工程地质分析 教学目的:本章主要讲述岩体结构研究的工程地质意义、岩体的结构特征及主要类型、岩体原生结构特征 的岩相分析、岩体结构构造改造的地质力学分析以及岩体结构面的特征描述与统计分析方法。 教学重点和难点:本章重点:(1)岩体结构面的主要类型及特征;(2)岩体结构面的特征描述与统计分 析方法;(3)岩体结构构造改造的地质力学分析。本章难点:(1)岩体原生结构特征的岩相分析理论与 方法;(2)如何应用岩相分析方法和地质力学分析方法对岩体结构特征进行评价预测。 主要教学内容及要求: (1)掌握岩体、岩体结构、结构面、结构体的基本概念,建造和改造在岩体结构形成中的作用,研究岩体结构特征的意义; (2)掌握结构面的主要类型及特征,了解岩体结构面的等级分类; (3)掌握岩体的结构类型分类及构造与改造的消长关系对岩体结构分类的控制作用,理解岩体工程应用分类的实质,了解岩体工程应用分类的代表性方案; (4)了解岩体原生结构特征的成因类型与岩体结构的岩相分析方法; (5)了解岩体结构的构造改造特征及其地质力学分析方法; (6)掌握结构面的统计测量与特征描述方法以及结构面基本指标的量化分析方法及统计分析方法。 第二章地壳岩体的天然应力状态 教学目的:本章主要讲述岩体天然地应力状态的形成及其类型、天然地应力分布的一般规律、我国地应力 场的空间分布特征、地壳表层岩体应力状态的复杂性以及区域地应力场与岩体地应力的研究方法。 教学重点和难点:本章重点:(1)天然地应力的基本类型及一般分布规律;(2)地壳表层高地应力地区 的地质地貌标志(3)我国地应力场空间分布的一般规律。本章难点:(1)地表岩体应力状态的复杂性; (2)构造应力场的演变史及现今地应力场的基本特征。 主要教学内容及要求: (1)掌握岩体应力的概念,了解岩体天然应力状态的研究意义; (2)了解天然应力的形成原因,掌握天然地应力的基本类型与分布规律; (3)掌握我国地应力场空间分布的一般规律; (4)理解地壳表层地应力状态的复杂性,掌握区域性垂向剥蚀卸荷与河谷侵蚀侧向卸荷对地应力状态的影响以及地壳表层高地应力区的地质地貌标志; (5)理解构造应力场的演变史及现今地应力场的基本特征,了解地应力的测定方法与区域地应力场的模拟研究方法。 第三章岩体的变形与破坏

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