工程地质学基础
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绪论蒲博文工程地质学:是地质学的分支学科,它研究与工程建设有关的地质问题、为工程建设服务,属于应用地质学的范畴。
工程地质学的主要任务:❶阐明建筑地区的工程地质条件,并指出对建筑物有利和不利的因素。
❷论证建筑物所存在的工程地质问题,进行定性和定量的评价,做出确切的结论。
❸选择地质条件优良的建筑场址,并根据场址的地质条件合理配置各个建筑物。
❹研究工程建筑物兴建后对地质环境的影响,预测其发展演化趋势,并提出对地质环境合理利用和保护的建议。
❺根据建筑场址的具体地质条件,提出有关建筑物类型、规模、结构和施工方法的合理建议以及保证建筑物正常使用所应注意的地质要求。
❻为拟定防治和改善不良和地质作用的措施方案提供地质依据。
工程地质学的基本研究方法: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。
工程地质条件:是指与工程建筑有关的地质因素的综合。
地质因素包括岩土类型及其工程性质、地质结构、地貌、水文地质、工程动力地质作用和天然建筑材料等方面,它是一个综合的概念。
工程地质问题:是指工程地质条件与建筑物之间所存在矛盾。
第四章活断层与地震活断层:一般是是指近期曾有过活动或正在活动或将来有可能重新活动的层。
活断层的基本特征:❶活断层的继承性与反复性。
❷活断层是深大断裂复活运动的产物。
❸活断层的活动方式。
(一种是以地震方式产生间歇性的突然滑动称之为地震断层或者粘滑性断层。
一种是沿断层面两侧岩层连续缓慢的滑动称之为蠕变断层或者蠕滑型断层)活断层的鉴别:❶地质、地貌和水文地质特征①地质特征:最新沉积物的地层错开,是鉴别活断层最可靠的依据。
②地貌特征:活断层往往是两种截然不同的地貌单元的分界线,并加强各地貌单元的差异性。
活断层往往构成同一地貌单元或地貌系统的分解和异常。
走滑型的活断层可使穿过它的河流、沟谷方向发生明显的变化。
在活动断裂带上,滑坡、崩塌和泥石流等工程动力地质现象常呈线性密集分布。
③水文地质方面:活动断裂带的透水性和导水性较强,因此当地型、地貌条件合适时,岩断裂带泉水常呈线性分布,且植被发育。
工程地质学知识点1.地质调查和勘探:工程地质学的基础是对地质条件进行准确和详细的调查和勘探。
地质调查包括地貌调查、地层调查、构造调查等,用于确定地质结构、岩性和地层等地质情况。
2.地质工程地质勘察:地质工程地质勘察是为了解地下地质情况、获得工程设计和施工所需的地质资料而进行的工作。
包括地质资料的收集、分析、解释和报告等。
3.岩土力学:岩土力学是研究岩土材料变形和破坏的力学性质和变形规律,对于工程地质学至关重要。
岩土力学的主要内容包括岩土材料的物理力学性质、应力应变关系、强度和破坏准则等。
4.岩土工程:岩土工程是研究土地和岩石的工程性质、问题和处理方法,它是工程地质学的一个重要分支学科。
主要研究岩土工程材料的性质、施工技术、工程设计和施工控制等。
5.地下水和水文地质:地下水是地质工程中一个重要的因素,对工程建设和稳定性有重要影响。
水文地质研究地下水运动、分布、水位、水质等地下水问题,为工程建设提供地下水环境的合理利用和保护措施。
6.坡体工程:坡体是指地表坡地上层土层的局部或整体塌陷或滑动变形。
坡体工程是为了防治坡体滑坡和塌陷而进行的一系列工程措施,包括防护、加固、治理等。
7.地震工程:地震工程是研究地震对工程建设和结构物的影响,并提出相应的抗震设计和防护措施的学科。
地震工程需要进行地震活动的预测、震源机制研究、地震动力学分析等。
8.岩土动力学:岩土动力学是研究由于地震、爆炸、地下水流等自然或人工因素引起的岩土体的动力响应和破坏机制的学科。
岩土动力学主要包括岩土动力特性、地震响应分析、地震波在岩土体中的传播和衰减等。
9.岩土工程设计:岩土工程设计是基于地质调查和勘察的工程地质资料,制定合理的岩土工程方案和设计参数的过程。
设计过程中要考虑地质条件、岩土性质、荷载特征、施工工艺等因素。
10.工程地质灾害:工程地质灾害包括地质灾害对工程建设或已建工程产生的破坏、危害和影响等。
主要包括地质滑坡、地面沉降、地裂缝、地震等。
工程地质学基础电子教案第一章:绪论1.1 课程介绍了解工程地质学的基础概念理解工程地质学在工程建设中的重要性1.2 地质学基本概念地球的组成与结构地壳与地幔的区别地质年代与地质层的形成1.3 地质作用与地质过程内力地质作用:地震、火山、岩浆活动等外力地质作用:风化、侵蚀、沉积、固结等第二章:地质构造2.1 岩石与岩体岩石的分类与特征岩体的结构与构造2.2 断层与褶皱断层的类型与特征褶皱的形成与分类2.3 地质图与地质剖面图地质图的阅读与解读地质剖面图的绘制与分析第三章:地下水3.1 地下水的概念与特征地下水的存在形式与运动规律地下水的主要来源与分布3.2 地下水的影响因素地质结构对地下水的影响气候与水文条件对地下水的影响3.3 地下水对工程的影响地下水位的变化与工程安全地下水对工程材料的影响第四章:地质勘察与测试方法4.1 地质勘察方法地面地质勘察:地形、地貌、地层等地下地质勘察:钻探、井探、洞探等4.2 地质测试方法岩石力学试验:抗压、抗拉、抗剪等土工试验:压缩试验、剪切试验等4.3 地质监测与预警监测地下水位、地壳运动等预警地震、滑坡等地质灾害第五章:工程地质问题分析与评价5.1 工程地质问题的类型与特点地质构造问题:断层、褶皱等地下水问题:地下水位变化、涌水量等岩土稳定性问题:边坡稳定、基础承载力等5.2 工程地质问题的分析方法地质分析法:地质勘探、地质剖面等数值分析法:数值模拟、稳定性分析等5.3 工程地质问题的评价与处理评价工程地质条件与风险提出相应的工程地质处理措施第六章:岩土工程特性与稳定性分析6.1 岩土体的工程特性岩体的结构面与强度特性土体的粒径分布与物理性质6.2 边坡稳定性分析边坡稳定影响因素边坡稳定分析方法与计算6.3 基础承载力分析基础类型与承载力影响因素基础承载力计算与评价第七章:工程地质风险与管理7.1 工程地质风险识别风险源识别与评估工程地质风险类型与影响7.2 工程地质风险评估定性评估与定量评估方法风险控制与减轻措施7.3 工程地质风险管理风险管理流程与制度工程地质风险监测与预警第八章:特殊地质条件下的工程问题8.1 岩溶地质条件下的工程问题岩溶的形成与特点岩溶地区工程问题及处理方法8.2 软土地区的工程问题软土的工程特性与问题软土地基处理技术8.3 岩爆与高地应力条件下的工程问题岩爆的形成与处理高地应力条件下的岩石力学问题第九章:工程地质在设计中的应用9.1 工程地质在岩土工程设计中的应用基础设计中的工程地质考虑边坡设计中的工程地质因素9.2 工程地质在结构工程设计中的应用结构设计中的地质条件分析地质灾害防治与结构设计的融合9.3 工程地质在环境工程设计中的应用环境工程地质问题分析环境保护与修复工程地质技术第十章:未来发展趋势与创新技术10.1 工程地质学发展趋势跨学科研究与综合应用工程地质信息技术的发展10.2 创新技术在工程地质中的应用遥感技术在工程地质中的应用地理信息系统(GIS)在工程地质中的应用10.3 未来工程地质学挑战与机遇应对气候变化与自然灾害可持续发展与绿色工程地质重点和难点解析重点环节:1. 地质学基本概念与地质作用2. 地质构造与地质图解读3. 地下水的特性与影响因素4. 地质勘察与测试方法5. 工程地质问题分析与评价难点环节:1. 岩土工程特性与稳定性分析2. 工程地质风险识别与评估3. 特殊地质条件下的工程问题处理4. 工程地质在设计中的应用5. 未来发展趋势与创新技术详细补充和说明:1. 地质学基本概念与地质作用:理解地球的组成、结构以及地质作用过程,包括内力地质作用和外力地质作用,这对于理解后续的地质构造、地下水等内容至关重要。
工程地质基础知识一、岩石风化等级未风化:岩质新鲜,无风化痕迹;微风化:结构基本未变,仅节理面有渲染或略有变色,有少量风化裂隙;弱(中)风化:结构部分破坏,沿节理有次生矿物,风化裂隙发育,岩体被切割成岩块(20~50cm),用镐难挖,岩芯钻可钻进,锤击声脆,且不易击碎;强风化:结构大部分破坏,矿物成份显著变化,风化裂隙很发育,岩体破碎(2-20cm),用手可折断,结构和构造层理不甚清晰,用镐可挖,干钻不易钻进;全风化:结构基本破坏,但尚可辨认,有残余结构强度,可用镐挖,干钻可钻进。
二、岩层层厚级别块状层(h>2m);厚层(h=2~0.5m);中厚层(h=0.5~0.1 m);薄层(h=0.1~0.01m);微层(页片理)(h=0.01~0.001m);显微层(h<0.01m)。
三、裂隙发育等级不发育:节理裂隙1~2组,规则,多为原生型或构造型,多数间距在1.0 m以上,多闭合且延伸不长;较发育:节理裂隙2~3组,呈X型,较规则,以构造型为主,多数间距大于0.4 m,多闭合,部分张开(宽度大于2mm),少有充填;发育:节理裂隙3组以上,不规则,呈X型或米字型,以构造型或风化型为主,多数间距小于0.4 m,大部分张开,部分为粘性土充填,少量剪切节理面上可见擦痕;很(极)发育:节理裂隙3组以上,杂乱,以构造型或风化型为主,多数间距小于0.2 m,多张开或被粘性土充填,剪切节理面上多见明显擦痕。
四、岩体结构类型五、岩体完整程度六、岩体按岩石质量指标(RQD)分类七、碎石土分类及描述碎石土分类碎石土密实度的野外鉴别方法碎石土描述:名称、颜色、干湿度、主要成分、磨圆度,一般粒径、最大粒径、坚固性、充填物的名称和性质及其含量的重量百分数、胶结性、密实度等。
粘性土描述:名称、颜色、干湿度、可塑性、主要成分、结构和构造特征、气味、包含物。
八、节理、裂隙、片理、层理及断裂的区别节理:岩石中的裂隙,其两侧岩石没有明显的位移。
深度,震中距,能量所决定。
是地震的基本参数之一。
通过场地内的工程地质条件与地质分析相结合进行对工程问题的分析及解答方法。
即 dp=dQ 时,土体颗粒处于悬浮状态,发生流土,此时的水的水力梯度叫做临界水力梯度。
而不久的将来可能会重新活动的断层。
在自重应力和其他外力作用下所产生的向坡下的快速运动;斜坡破坏的型式只要有崩塌和滑坡。
(综合) (斜坡变形进一步发展,破裂面不断扩大并互相贯通,使斜坡岩土体的一部份分离开来,发生较大位移,这就是斜坡的破坏。
)强这种混合溶蚀增强效应称混合溶蚀效应。
与工程建造有关的地质要素的综合,包括:地形地貌、岩土类型及其工程性质、地质结构、水文地质、物理地质现象和天然建造材料六个方面。
地基沉降、水库渗漏等。
斜坡岩土体在重力等因素作用下,依附滑动面(带)产生的向坡外以水平运动为主的运动或者现象。
饱水砂、粉砂土在振动力的作用下,抗剪强度丧失的现象。
岩土体对不同周期的地震波有选择放大作用,某种岩土体总是以某种周期的波选择放大得尤其明显而突出,这种周期即为该岩土体的卓越周期。
卓越周期的实质是波的共振。
指在今后一定时间(普通按100 年考虑) 和一定地区范围内普通场地条件下可能遇到的最大烈度。
它是由地震部门根据历史地震资料及地区地震地质条件等的综合分析给定的,对一个地区地震危(wei)险性作出的概略估计,作为工程抗震的普通依据。
是指目前正在活动着的断层,或者是近期曾经有过活动而不久的将来可能会重新活动的断层。
是指由于人类修筑水库工程,水库蓄水所引起的地震活动,称为水库诱发地震。
斜坡岩土体中被陡倾的张性破裂面分割的块体,蓦地脱离母体并以垂直运动为主,翻滚跳跃而下,这种现象或者运动称为崩塌。
亦称喀斯特。
karst下地质环境中存在着天然洞穴或者人工采掘活动所留下的矿洞,巷道或者采空区而引起的,若排汇表现形式是局部范围内地表岩土体的开裂、不均匀下沉和蓦地陷落。
和人类活动所形成的灾害性地质事件。
绪论蒲博文工程地质学:是地质学的分支学科,它研究与工程建设有关的地质问题、为工程建设服务,属于应用地质学的范畴。
工程地质学的主要任务:❶阐明建筑地区的工程地质条件,并指出对建筑物有利和不利的因素。
❷论证建筑物所存在的工程地质问题,进行定性和定量的评价,做出确切的结论。
❸选择地质条件优良的建筑场址,并根据场址的地质条件合理配置各个建筑物。
❹研究工程建筑物兴建后对地质环境的影响,预测其发展演化趋势,并提出对地质环境合理利用和保护的建议。
❺根据建筑场址的具体地质条件,提出有关建筑物类型、规模、结构和施工方法的合理建议以及保证建筑物正常使用所应注意的地质要求。
❻为拟定防治和改善不良和地质作用的措施方案提供地质依据。
工程地质学的基本研究方法: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。
工程地质条件:是指与工程建筑有关的地质因素的综合。
地质因素包括岩土类型及其工程性质、地质结构、地貌、水文地质、工程动力地质作用和天然建筑材料等方面,它是一个综合的概念。
工程地质问题:是指工程地质条件与建筑物之间所存在矛盾。
第四章活断层与地震活断层:一般是是指近期曾有过活动或正在活动或将来有可能重新活动的层。
活断层的基本特征:❶活断层的继承性与反复性。
❷活断层是深大断裂复活运动的产物。
❸活断层的活动方式。
(一种是以地震方式产生间歇性的突然滑动称之为地震断层或者粘滑性断层。
一种是沿断层面两侧岩层连续缓慢的滑动称之为蠕变断层或者蠕滑型断层)活断层的鉴别:❶地质、地貌和水文地质特征①地质特征:最新沉积物的地层错开,是鉴别活断层最可靠的依据。
②地貌特征:活断层往往是两种截然不同的地貌单元的分界线,并加强各地貌单元的差异性。
活断层往往构成同一地貌单元或地貌系统的分解和异常。
走滑型的活断层可使穿过它的河流、沟谷方向发生明显的变化。
在活动断裂带上,滑坡、崩塌和泥石流等工程动力地质现象常呈线性密集分布。
③水文地质方面:活动断裂带的透水性和导水性较强,因此当地型、地貌条件合适时,岩断裂带泉水常呈线性分布,且植被发育。
工程地质学基础电子教案第一章:绪论1.1 课程介绍1.2 工程地质学的重要性1.3 工程地质学的发展历程1.4 学习目标与内容安排第二章:地质基础概念2.1 地质学基本概念2.2 地层与岩性2.3 岩体的结构与构造2.4 地质构造第三章:水文地质学3.1 地下水的性质与流动3.2 地下水对工程的影响3.3 地下水的勘探与测量3.4 地下水控制与利用第四章:岩土工程特性4.1 岩土的物理性质4.2 岩土的力学性质4.3 岩土的工程特性4.4 岩土的分类与鉴别第五章:地质勘察方法5.1 地面地质勘察5.2 地下地质勘察5.3 地球物理勘探5.4 勘探数据的应用与分析第六章:土工试验与分析6.1 土工试验的意义与目的6.2 土工试验的方法与步骤6.3 土样品的采集与处理6.4 土体力学性质的试验与分析第七章:岩体的稳定性分析7.1 岩体稳定性的影响因素7.2 岩体稳定性分析的方法7.3 岩体稳定性评价与预测7.4 岩体稳定性控制技术与措施第八章:地质灾害及其防治8.1 地质灾害的类型与特点8.2 地质灾害的评价方法8.3 地质灾害的防治技术8.4 地质灾害的监测与预警第九章:地下工程地质问题9.1 地下工程概述9.2 地下工程地质问题分类9.3 地下工程地质问题的分析方法9.4 地下工程地质问题的防治策略第十章:工程地质软件与应用10.1 工程地质软件概述10.2 地质数据管理与分析软件10.3 地质建模与模拟软件10.4 工程地质软件在实际工程中的应用案例第十一章:地质环境与工程环境保护11.1 地质环境与工程关系11.2 工程环境保护的原则与目标11.3 工程环境保护的方法与技术11.4 工程环境保护的案例分析第十二章:地质风险评估与管理12.1 地质风险的概念与分类12.2 地质风险评估的方法与步骤12.3 地质风险管理策略12.4 地质风险应对措施第十三章:边坡工程地质问题13.1 边坡稳定的影响因素13.2 边坡稳定性分析方法13.3 边坡工程的设计与施工13.4 边坡工程的监测与维护第十四章:地下水控制与利用14.1 地下水控制的目标与方法14.2 地下水控制技术的应用14.3 地下水利用与水资源管理14.4 地下水控制与利用的案例分析第十五章:工程地质案例分析与实践15.1 工程地质案例分析的方法与步骤15.2 典型工程地质案例解析15.3 工程地质实践中的问题与解决策略15.4 工程地质学在现代工程中的应用前景重点和难点解析本“工程地质学基础电子教案”涵盖了工程地质学的基本概念、地质基础、水文地质学、岩土工程特性、地质勘察方法、土工试验与分析、岩体的稳定性分析、地质灾害及其防治、地下工程地质问题、工程地质软件应用以及地质环境与工程环境保护等多个方面。
10月9日绪论1.工程地质学定义:是地质学的分支学科,它研究与工程建设有关的地质问题、为工程建设服务,属于应用地质学范畴。
2.研究对象:研究地质环境与工程建筑物之间的关系,促使二者之间的矛盾转化和解决。
研究核心:工程建筑与地质环境二者之间的相互制约和相互作用。
3.研究任务:1)阐明建筑地区的工程地质条件,并指出对建筑物有利和不利的因素。
2)论证建筑物所存在的工程地质问题,进行定性和定量的评价,作出确切的结论。
3)选择地质条件优良的建筑场址,并根据场址地质条件合理配置各个建筑物。
4)研究工程建筑物兴建后对地质环境的影响,预测其发展演化趋势,并提出对地质环境合理利用和保护建议。
5)根据建筑物场址的具体地质条件,提出有关建筑物类型、规模、结构和施工方法的合理建议,以保证建筑物正常使用所应注意的地质要求。
6)为拟定防治和改善不良地质作用的措施方案提供地质依据。
4.工程地质条件:与工程建筑有关的地质因素的综合。
地质因素包括:岩土类型及其工程性质一一学科:土力学、岩体力学地质结构(地质结构、岩体结构、地应力)地貌(地表形态)水文地质(地下水的储存和运移)一一学科:水文地质学**工程动力地质作用(如:火山喷发、地震、滑坡分为外/内/人为)天然建材5.工程地质问题:工程地质条件与建筑物之间所存在的矛盾。
如:岩土工程一一地基承载力、地基沉降量、降水水位、边坡基坑问题矿山开采一一围岩稳定性、边坡斜坡问题、水文问题6.研究内容:1)岩土工程性质的研究2)工程动力地质作用的研究3)工程地质勘查理论和技术方法的研究4)区域工程地质的研究一一大范围5)环境工程地质的研究一一人类活动对环境地质的影响7.研究方法:自然历史分析法(地质学分析法)定性,从地质角度分析数学力学分析发(定量分析计算评价)定量研究方法模型模拟试验法(仿实体演绎)定量研究方法工程地质类比法(经验借鉴类比法)常用定性/半定量评价,较粗略8.相关学科:1)地质学分支学科一一动力地质学、矿物学、岩石学、构造地质学、地史学、第四纪地质学、地貌学、水文地质学2)高等数学、应用数学、工程力学、弹性力学、土力学、岩体力学3)物理学、普通化学、物理化学、胶体化学4)工程建筑学、环境学、生态学9.工程地质学的发展及我国工程地质学的成就2.工程地质条件成因演化论:工程地质条件在长期自然地质历史发展演化过程中形成,自然地质历史发展演化的区域性规律和自然地理环境的分带性规律控制着工程地质条件及其空间分布与组合规律性,促使工程地质条件形成、发展演化的是内、外动力地质作用,它们相互依存而又相互制约,控制工程地质条件的形成和演化。
教学大纲一、课程性质和目的本课程为高年级本科生开设的专业课的基础部分,是工程地质学科的骨干课程,同时也是土木工程、环境工程、水利水电工程等专业的重要必修课。
通过本课程的学习,为学生将来从事本专业的科学技术工作打下良好的基础。
目的:1.向学生传授内外动力及人类活动引起有关物理地质现象方面的基本知识,以及从工程地质角度研究这些动力地质现象(问题)的基本方法等。
2.通过本课程学习,具备解决某些重大工程地质实际问题的初步能力。
3.该课程应用性很强,要求学生尽可能紧密联系某些具体工程动力地质现象的实际进行学习,同时要求学生具备必修的专业基础知识,以便更好地掌握该门课程的内容。
二、课程的基本内容第一章绪论介绍工程地质学的主要研究内容、研究方法及实际意义,它与其它学科间的相互关系,工程地质学发展历史、现状和研究前沿。
如何学习该课程。
第二章活断层工程地质研究活断层的基本概念、基本特征、活断层鉴别及研究方法、活断层区建筑原则。
第三章地震工程地质研究地震的基本知识,地震效应,场地条件对震害的影响,地震小区划,建筑抗震原则及措施。
第四章砂土液化工程地质研究砂土液化机理及影响因素,砂土液化的判别方法,砂土液化的防护措施。
第五章岩石风化工程地质研究基本概念,影响岩石风化因素,风化壳及分带标志和方法,岩石风化防护措施。
本章教与学两方面没有难度,主要问题是实际工作中风化岩分带的标准很难把握,带有很大的不确定性,最好配合现场考察进行教学。
第六章斜坡变形破坏工程地质研究基本概念,斜坡应力分布特征,斜坡变形破坏形式及机理,崩塌形成条件及基本特征滑坡形态要素及分类、稳定性影响因素及评价,斜坡变形破坏预测预报及防治。
第七章渗透变形工程地质研究渗透变形概念及形式,产生渗透变形的基本条件,渗透变形预测,防治措施。
第八章岩溶工程地质研究溶蚀机理,岩溶发育的影响因素,岩溶渗漏、塌陷工程地质问题分析,渗漏及塌陷处理措施。
第九章水库诱发地震工程地质研究诱发地震的类型,水诱发机制,水库诱发地震发生的地质背景条件,水库诱发地震的基本特征,诱发地震的工程地质研究及预测。
第十章地面沉降地面沉降机理,地面沉降的地质背景条件,沉降预测,防治及控制措施。
三、课程的基本要求工程地质学基础是地质工程、土木工程、环境工程和水利水电工程等专业的必修专业课,它的理论性和实践性都比较强。
通过本课程的学习,学生熟练掌握内外动力及人类活动引起有关物理地质现象方面的基本知识,以及从工程地质角度去研究这些动力地质现象(问题)的基本方法,具备解决某些重大工程地质实际问题的初步能力,为今后从事生产实际工作或科学研究打好基础。
课程以讲授为主,并辅以必要的实践性教学内容,注重理论与实践相结合四、教学安排了加强实践环节的教学,拟安排6个学时的实例教学,选择滑坡、岩溶、诱发地震(或地震)各一个典型实例,以讨论加讲解的形式使学生了解实际工程问题的分析研究全过程。
安排2个学时观摩电视录象,了解有关动力地质现象的发生发展过程。
五、教材和主要参考资料教材:《工程地质学基础》李智毅等编,中国地质大学出版社,1990。
主要参考书:1.《工程地质分析原理》张倬元等编,地质出版社,1981;2.《工程地质学基础》罗国煜等编,南京大学出版社,1990;3.《工程地质手册》,中国建筑工业出版社,1992;4.《岩土工程手册》,中国建筑工业出版社,1995;5.《滑坡学》,晏同珍等著,中国地质大学出版社,2000;6.《工程塌陷与治理》,纪万斌,地震出版社,1998;7.《中国诱发地震》,国家地震局,地震出版社,1984;8.《砂土震动液化》,刘颖等,地震出版社,1984;9.《地震工程学》,胡聿贤,地震出版社,1988;10.《中国活动断裂》,地震学会,地震出版社,1982理论课1. 课程在本专业的定位和课程目标(1)课程在本专业的定位本课程是国家级重点学科“地质工程”和“土木工程(岩土)”专业本科生主干课程,同时也是环境工程、水利工程及应用地质学专业的重要选修课。
“工程地质”研究与工程建设有关的地质问题,它的应用性很强,各种建筑的规划、设计、施工和运行都离不开工程地质工作。
工程地质的出发点就是达到工程建筑与地质环境有机协调,既要保证工程建筑安全可靠、经济合理、运行正常,又要保证地质环境不会因工程的兴建而恶化,造成对工程建筑本身以及周围环境的危害。
目前随着改革开放的不断深入,工程建设也被推向了一个新的高潮,众多举世瞩目的巨型工程如长江三峡工程、小浪底水利枢纽、大亚湾核电站、京九铁路等等对地质条件要求高,技术难度大,这些工程均遇到遇到了严重的地质灾害和工程地质问题,对工程地质的学科发展提出了新的挑战,也对工程地质教育提出了新的要求,同时证明了本课程的重要性。
本课程是中国地质大学的品牌精品课程之一,在国内一直处于领先水平。
(2)课程目标中国地质大学(武汉)是一所以地球科学为特色的多学科综合性大学。
学生在前续课程学习的基础上均具有较扎实的地质基础。
满足改革开发以来飞速发展的工程建设需求,培养出新一代既具有扎实的工程地质理论基础和良好的实践能力,又具有创新工程地质思维能力的工程人才,是工程地质人才培养的基本定位。
通过本课程的学习,要求学生全面掌握自然动力及人类活动引起有关物理地质现象方面的基本知识,以及从工程地质角度去研究动力地质现象(问题)的基本方法,初步具备解决重大工程地质实际问题的能力,为今后从事生产实际工作和科学研究打好基础。
在工程地质课程教学中通过基本概念、基本理论、基本方法的教学,培养学生发现问题、分析问题和解决工程地质问题的能力。
2.知识模块顺序及对应的学时《工程地质学基础》的教学内容和课程体系设置,如下图所示:具体学时分配:(1)绪论-2学时(2)活断层工程地质研究-4学时(3)地震工程地质研究-6学时(4)岩石风化工程地质研究-4学时(5)斜坡变形破坏工程地质研究-14学时(6)渗透变形工程地质研究-5学时(7)岩溶工程地质研究-5学时(8)诱发地震工程地质研究-5学时(9)地面沉降工程地质研究-5学时3.课程的重点、难点及解决办法(1) 课程的重点课程的重点是有关工程地质问题的基本概念、基本理论、基本方法,以及解决工程地质问题的思路。
以解决工程地质问题为中心,以分析工程地质条件→预测评价工程地质问题→防治措施布置为教学主线。
在课程的教学过程中结合重点章节,如斜坡变形破坏工程地质研究等,进行重点讲解。
(2) 课程的难点a.工程地质是一门理论性与实践性均很强的学科,教材的内容往往偏重于系统理论,在教学过程中如何处理好理论与实践相结合的问题是授课中的难点之一。
b.目前工程技术迅猛发展,人类对地质环境的改造空前强烈,如何在教学中体现学科前沿,在有限的学时里既要将基本理论、方法介绍清楚,又要将新思维、新方法贯穿于教学内容,如何尽快帮助学生建立工程创新意识是难点之二。
c.课程中涉及许多复杂工程地质问题,涉及到地质学、水文地质学、工程力学、数理化等学科内容,如何在有限的学时内,解决好先行课程与工程地质学之间的衔接及应用关系是难点之三。
(3) 解决办法a. 精炼教学内容:课程中涉及许多复杂工程地质问题,是一门综合性很强的课程。
工程地质新理论、新技术、新方法、新问题层出不穷,但解决工程地质问题的基本原理、基本方法、基本思路都是相通的。
在授课过程中始终以有代表性的工程地质现象研究的学习带动其他工程地质问题的学习,做到点面结合,以工程地质条件和工程地质问题为两个基本点,工程地质现象的预测和防治为理论及方法的重点进行讲解,引导学生有目的、有重点、有范围地自学教材,在有限的时间内把注意力集中在重点和难点的思考和理解上,提高自学效率。
b. 加强实践性教学环节:一是针对所学章节内容,设置大型综合性实践练习,选择典型生产科研范例,通过编制大型的课堂、课后设计性作业,训练学生系统分析具体问题的能力。
二是结合岩石风化、边坡工程、塌陷、水库建设等工程地质现象,以学校已建立的“产学研”实习基地为依托,选择典型的地点,带学生到现场开展参观性学习,使学生加深感性认识,深入领会课堂教学的有关内容。
c.课堂教学方法改革:在课堂教学的过程中,教学方式灵活多样,采用系统讲解为主。
课堂讨论、自学相补充的方式进行,充分将多媒体教学手段与电化教学相结合,多种手段穿插进行授课。
精选范例,通过大量图片,工程实例分析,配合声像资料,进行实例“解剖”分析,既生动又省时,满足了该课实践性强,要求信息量大,但课时有限的特点。
对于重点难点,采用“CAI+黑板演绎+案例探究”的方式,通过理论联系实际,课堂互动的方式,激发学生的兴趣。
4.实践教学的设计思想与效果(1)实践教学的设计思想a. 本课程以培养面向生产的工程师为主要目标,结合课堂教学章节,选择典型生产科研范例,设置了大型综合性实践练习,通过编制大型的课堂、课后设计性作业,要求学生结合具体工程实例,力学机制分析与地质分析结合、定性分析与定量分析结合、理论分析与工程实践结合,进行相关工程地质问题的求解。
b. 结合典型工程地质现象,以学校已建立的“产学研”实习基地为依托,到现场开展参观性教学,使学生加深感性认识。
(2)实践教学的效果通过实践教学提高了学生的动手能力,加深了对课程中理论、概念的认识和掌握程度,强化了工程师的基本训练,培养了吃苦耐劳和理论联系实际的作风。
实践课课程设计的思想、效果以及课程目标1.指导思想本课程具有基础知识涉及学科多、综合性强,内容多、实践性强等特点,在短短50个学时内很难达到较深程度的掌握,实践教学是必不可少的环节。
2.课程目标要求学生结合具体工程实例,采用力学机制分析与地质分析结合、定性分析与定量分析结合、理论分析与工程实践结合,进行相关工程地质问题的分析。
教学实习:建立了三峡教学实习站,每年进行一个月的现场教学,熟练掌握本课程的知识点与基本技能,培养理论联系实际的能力,增强学生的感性认识,为后续课程的学习打基础。
3.效果通过实习使学生熟悉了解决工程地质问题的基本思路及相关环节,增强了工程意识,培养了吃苦耐劳及理论联系实际的作风,培养了学生发现问题、分析问题和解决工程地质问题的能力。
学生们在实习报告中纷纷表示,在现场学到不少实践知识,收获显著。
课程内容1.工程实例分析(1) 地震及砂土液化——2学时;(2) 岩石风化——1学时;(3) 斜坡变形破坏——2学时;(4) 渗透变形——1学时。
2.工程地质教学实习——第6学期暑假,4周。
课程组织形式与教师指导方法1.组织形式工程实例分析——以个人为单位,老师布置任务,提交工程实例分析报告;教学实习——每班分5~6个组,由教师带队前往产学研基地,前期进行现场教学,后期以小组为单位针对具体工程地质问题进行独立工作,最后每个人提交相关工程地质问题分析报告。