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《地质学基础》讲义前言一、课程介绍1、课程性质地质学基础是为资源环境与城乡规划管理本科专业学生开设的一门专业基础课,属于必修课程。
本课程对引导学生学习地理科学、环境科学、城市与区域规划具有重大作用，能够使学生树立科学的地球观和世界观,初步掌握地质学的基础理论和基本技能；同时为其他城乡规划专业课程的学习奠定基础。
2、目的任务（1）目的：使学生对地质学有一个系统的认识和了解,逐步学习和掌握地质学的思维方法，为进一步学好其他专业课程打下基础。
(2）任务:学习和掌握地质学主要分支学科的基本内容、意义及相互关系，从地球的组成、演化与各种地质作用的性质、特点、过程和结果入手,掌握地质学的基本原理、主要概念和术语、重要理论及地质思维和分析的基本方法。
3、与其它课程的关系本课程是学生在低年级最先学习的一门专业基础课，主要为城乡规划综合实习提供基础理论知识，为后续的自然地理学、环境科学导论、经济地理学、土地资源学、区域分析与规划、环境影响评价等专业课程打下基础。
二、教学要求1、了解地质学的研究对象、研究特点及研究方法；现代地质学发展的特点;地球的圈层结构及不同圈层的特点；组成地壳的主要元素;地壳类型及其特点；软流圈和岩石圈的特点；地质作用的分类;鉴定矿物的主要依据及其基本特征;矿物的分类；火成岩的分类，代表性的岩石及其特点;沉积岩的形成过程；影响变质作用的因素；变质作用的类型及相应的变质岩；板块边界的类型；岩层的产状要素;褶曲的分类；断层的分类；描述地震特征的相关术语；火山和地震的空间分布规律；人类的演化阶段。
重要术语：重力异常；地磁异常；地热增温级;克拉克值；硅铝层;硅镁层；软流圈；岩石圈；地质作用;矿物；岩石；晶质体；非晶质体；类质同像；同质多像;解理；风化壳；变质作用；变质强度；接触变质晕；双变质带；贝尼奥夫带；构造运动；构造变动；地槽；地台;地盾；板块;褶曲；地形倒置;断层；地层层序律；化石；标准化石；地层;岩相;构造旋回;沉积旋回;矿石;矿床;品位.2、理解人类在认识地球形状的历程中获得的启示；酸性岩浆和基性岩浆的特征区别，岩浆性质与火山喷发类型之间的联系；鲍温反应系列对于认识矿物共生组合规律和掌握火成岩分类特征的意义；野外识别背斜与向斜；各种大地构造学说的主要观点；分析印支运动、燕山运动对中国古地理环境的影响；第四纪时期地理环境演化的主要特征;分析矿床的形成与岩石成因之间的关系。
地质学基础讲义第一章绪论第一节：地质学的研究对象和内容一、基本概念地质学的定义：地质学是研究地球的学科之一。
它是关于地球的物质组成、内部构造、外部特征、各圈层间的相互作用和演变历史的知识体系。
在现阶段，由于观察、研究条件的限制，主要以岩石圈为研究对象，也涉及水圈、气圈、生物圈和岩石圈下更深的部位，以及某些地外物质。
地质学的研究对象：为地球的固体外壳—岩石圈（Lithosphere),因此确切的说，地质学主要是研究岩石圈的一门学科。
二、地质学的研究内容与分科：1.研究地球物质组成及元素分布规律的学科：矿物学、岩石学、矿床学、地球化学等。
2.研究地壳运动及地表形态变化的学科：动力地质学、构造地质学、地貌学等。
3.研究地壳演变历史的学科：古生物学、地层学、地史学等4.其它：煤田地质学、工程地质学、灾害地质学、宇宙地质学等。
第二节：地质学的特点与研究方法由于地质学研究内容的特殊性，因而地质学具有以下特点：1.学科的实践性地质学科的大部分研究对象存在于野外，因此地质学是一门实践性很强的学科，只有深入到大自然中去，才能较好的理解和掌握地质学。
2.地质现象的复杂性由于地质现象种类繁多，每一种现象都具有独特的形成原因和过程，因此在研究地质现象时应树立正确的时空观。
例如当我们研究晶体的结构时常用微米、纳米作为尺度单位，而一次造山作用则用百万年作用时间单位等。
3.认识的局限性由于人类的技术手段及地质现象的复杂性，造成人类对地质现象的认识十分有限。
例如，目前世界上最深的钻孔大约为12公里，不到地球半径的2‰，因此我们无法直接观察地球内部的情况，另外，人类的寿命一般不超过100岁，而一次造山运动的形成过程则长达数百万年至上千万年，因此对单个人来说我们也无法观察到其形成的全过程。
大陆科学钻——江苏省东海市鉴于地质现象的特殊性有别于其它学科，其研究方法可分为以下几类：1.野外观察对野外地质现象进行详细、系统地观察是获取第一手资料的基本手段。
普通地质学舒良树讲义《普通地质学》是地质学的基础课程，本讲义主要介绍地质学的基本概念、方法和原理，以及地质学研究的内容和意义。
本讲义由舒良树编写，以下是大纲内容：第一章：地质学的定义与发展1.1 地质学的定义1.2 地质学的发展历程1.3 地质学的研究内容第二章：地球的结构与构造2.1 地球的内部结构2.2 地球的表层构造2.3 地球表层构造的地质作用第三章：岩石与矿物学基础3.1 岩石的分类与成因3.2 矿物学的基本概念与分类3.3 矿物学在地质学中的应用第四章：地质力与地震学4.1 地质力与地质运动4.2 地震的产生与地震机制4.3 地震学在地质学中的地位与应用第五章：地质时间与地层学5.1 地质时间的划分与测定方法5.2 地层学的基本概念与原理5.3 地层学在地质学中的应用第六章：地质资源与环境地质学6.1 地质资源的分类与评价6.2 环境地质学的基本概念与研究内容6.3 环境地质学在环境保护中的应用第七章：地质灾害与防治7.1 地质灾害的类型与成因7.2 地质灾害的评价与预测7.3 地质灾害的防治措施与管理第八章：工程地质学与勘探地质学8.1 工程地质学的基本概念与内容8.2 勘探地质学的基本概念与方法8.3 工程地质学与勘探地质学在工程建设中的应用第九章：沉积学与地貌学9.1 沉积学的基本概念与分类9.2 地貌学的基本概念与分类9.3 沉积学与地貌学在地质学中的应用第十章：构造地质学与大地构造学10.1 构造地质学的基本概念与分类10.2 大地构造学的基本概念与研究方法10.3 构造地质学与大地构造学在地质学中的应用本讲义主要涵盖了地质学的基本知识与基本原理，适合地质学专业本科生或者对地质学感兴趣的读者参考。
希望能给读者对地质学的学习提供一些帮助。
第一章地质学基础知识第一节地质作用（2）一、地球的一般特征（一）地球的形态（二）地球表面的形态特征（三）地球的圈层构造（4）（四）地质作用的概念二、内力地质作用（6）(一) 地壳运动（二）岩浆作用（三）变质作用（8）（四）地震作用三、外力地质作用（10）（一）风化作用1、风化作用的类型（10）2、岩石的风化程度（14）3、风化作用的影响因素（16）（二）地面流水的地质作用（17）1、暂时性流水的地质作用2、河流的地质作用（18）（三）湖泊和沼泽的地质作用（22）1、湖泊成因类型2、湖泊的地质作用3、沼泽的地质作用（24）（四）海洋的地质作用1、海水的剥蚀作用2、海水的搬运作用3、海洋的沉积作用（五）风的地质作用1、风的剥蚀作用2、风的搬运作用3、风的沉积作用（六）冰川的地质作用（25）1、冰川类型（大陆冰川、山岳冰川）2、冰川的地质作用（刨蚀、搬运、沉积作用）（七）负荷地质作用（崩落、蠕动、滑动、泥石流）第二节矿物和岩石（26）一、主要造岩矿物（一）矿物的特征1、矿物的形态2、矿物的物理性质（28）3、矿物的力学性质4、其他性质（二）常见矿物的鉴别（表1.2.3）（29）二、岩浆岩（32）（一）岩浆岩的产状1、侵入岩体产状2、喷出岩体产状（二）岩浆岩的物质成分（表1.2.4，1.2.5）（三）岩浆岩的结构和构造（34）1、岩浆岩的结构2、岩浆岩的构造（四）岩浆岩的分类及鉴定（36）1、岩浆岩的分类（表1.2.6）2、岩浆岩的鉴定（表1.2.6）（五）常见岩浆岩的特征（37）三、沉积岩（39）（一）沉积岩的形成及物质组成1、沉积岩的形成2、沉积岩的物质组成（二）沉积岩的结构和构造（40）1、沉积岩的结构2、沉积岩的构造（三）沉积岩的分类及鉴定（42）1、沉积岩的分类（表1.2.7）2、沉积岩的鉴定（四）常见沉积岩的特征（44）四、变质岩（一）变质岩的矿物成分（二）变质岩的结构和构造1、结构（变余或残余、变晶、碎裂结构）2、构造（三）变质岩的分类及鉴定（46）（四）常见变质岩的特征第三节地质构造（48）一、地壳运动（一）地壳升降运动（二）地壳水平运动（三）构造运动的速率和幅度（50）（四）地壳运动的空间分布二、板块构造学说（一）活动论和固定论的争论（二）活动论的再兴起——板块构造学说的提出（三）板块的边界类型（四）板块划分方案（52）（五）板块的驱动机制（六）威尔逊旋回三、地层年代的确定方法（一）岩层相对年龄的确定方法（表1.3.1）（二）岩层绝对年龄的确定方法（54）四、地层与地质年代（一）各级地层单位对比（表1.3.2）（二）地层与地质年代（表1.3.3）（三）地质年代的划分（表1.3.4）（56）（四）我国主要构造运动时期的划分（表1.3.5）（五）我国侵入岩的分期（表1.3.6）五、地层接触关系（60）1、沉积岩层间的接触关系（整合、假整合、不整合）2、岩浆岩与沉积岩层间的接触关系（侵入和沉积接触）六、倾斜构造（60）（一）水平岩层（二）倾斜岩层1、岩层的产状要素2、岩层产状要素的测定与表示方法（62）3、倾斜岩层地层界线的分布特征（三）直立岩层（64）七、褶皱构造（一）褶皱的基本形态（背斜、向斜）（二）褶皱的要素及形态分类（66）1、褶皱要素2、褶皱的形态分类（三）褶皱构造的识别八、断裂构造（68）（一）断裂构造的力学性质（二）节理（70）1、节理的分类2、节理的调查3、节理调查资料的整理（玫瑰图）（72）（三）断层（74）1、断层要素2、断层的基本类型及其特征（75）3、断层的野外识别标志（77）九、地质力学及其在工程地质方面的应用（79）（一）地质力学基础知识1、基本概念2、结构面的力学特征及其序次和等级（表1.3.9，表1.3.10等）（80）3、构造形迹的序次和等级（84）（二）构造体系1、构造体系的概念2、构造体系的类型3、构造体系的复合与联合（86）（三）地质力学在工程地质方面的应用（88）1、区域稳定性的评价2、岩体稳定性分析3、应用示例（89）十、中国区域地质构造（92）（一）地块形态1、地块形态特点2、大地构造名词对照3、稳定地块特点4、活动地带的特点（二）中国区域地质的主要特点1、中国地槽的特点2、中国地台的特点3、中国区域地质的其他特点十一、地质图（一）地质图的内容1、地质图的类型（94）2、地质图的规格（二）地质图的表示方法1、地层岩性2、地质构造3、岩层接触关系（三）地质剖面图和综合地层柱状图的编制1、地质剖面图（95）2、综合地层柱状图（97）（四）地质图的阅读和分析（98）1、阅读地质图的方法2、黑山寨地区地质图的阅读与分析第四节第四纪地质（100）一、第四纪地层（一）第四纪地层的划分标准（二）第四纪地层的特征1、陆相沉积物的成因类型及特征（101）2、海相沉积物的成因类型及特征（104）3、第四系地层对比二、新构造运动和活动断裂（106）（一）新构造运动1、新构造运动及现代构造的概念2、新构造运动的特点3、我国新构造运动的特点及发展历史4、我国新构造的基本类型及主要特征5、新构造运动的研究方法（107）（二）活动断裂（活断层）（109）1、活动断裂的概念2、活动断裂的一些标志3、内陆活动断裂的活动方式4、中国活断层的基本特征5、活断层的滑动速率分类及工程地质评价三、中国第四纪地层（一）中国第四纪地层的类型与分布（110）1、岩相——沉积类型的复杂性2、堆积作用的继承性3、冰川冰水堆积的旋回性（波动性）（111）4、人类发展的阶段性5、堆积物分布的分带性（二）早更新世地层（111）（三）中更新世地层（113）（四）晚更新世地层（五）全新世地层（115）第五节地貌一、地貌的成因及分类（一）地貌的概念及分级（二）内、外地质营力对地貌的影响（三）地貌的成因类型（116）二、山岳与平原地貌（119）（一）山岳地貌1、山岳的测高分类2、山岳的形态要素及其类型3、山岳的地质构造类型（二）平原地貌（121）1、平原的测高及构造特征分类2、平原按其地质构造和形成动力关系分类三、流水地貌（一）暂时性流水地貌（123）（二）河流地貌1、基本概念2、河谷地貌（124）3、冲积平原（127）四、海成地貌（一）海岸地貌1、一般概念2、海岸地貌的类型（二）海洋地貌五、常见特殊环境下的地貌（129）（一）黄土地貌（二）冰川地貌1、冰川的类型及特征2、冰川侵蚀地貌3、冰川、冰水堆积地貌（三）冻土地貌（131）第二章岩土工程勘察（133）第一节勘察工作的布置一、岩土工程勘察分级1、工程重要性等级2、场地等级3、地基等级4、岩土工程勘察等级划分二、岩土工程勘察阶段划分及勘察工作的布置1、房屋建筑和构筑物（134）2、地下洞室（138）3、岸边工程4、管道与架空线路工程（140）5、废弃物处理工程6、边坡工程（142）7、基坑工程8、桩基础9、既有建筑物的增载和保护（144）10、核电厂11、地基处理（146）12、不同勘察规范中勘察阶段的划分及与工程建设阶段的对应关系（148）第二节岩土的分类及其鉴别特征Ⅰ岩石的分类一、岩石按成因分类（一）岩浆岩（二）沉积岩（150）（三）变质岩二、岩石按坚硬程度分类1、按饱和单轴抗压强度分类2、按坚硬程度定性分类三、岩石按完整程度分类（152）1、岩体完整程度分定量分类2、岩体完整程度分定性分类四、岩体基本质量等级分类五、岩石按风化程度分类六、岩石按软化程度分类七、岩体按岩石的质量指标（RQD）分类（154）八、岩体按结构类型分类Ⅱ土的分类一、国家标准《土的分类标准》（GBJ 145-1990）（一）一般土1、巨粒土和含巨粒的土2、粗粒土3、细粒土（155）（二）特殊土（157）二、国家标准《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）（一）按地质成因分类（二）按沉积时代分类1、老沉积土2、新沉积土（三）按颗粒级配和塑性指数分类1、碎石土（158）2、砂土（159）3、粉土4、粘性土（四）按工程特性分类（五）按有机质含量分类三、行业标准《港口工程地质勘察规范》四、水利部行业标准《土工试验规程》（SL237-1999）（161）（一）一般程序（二）巨粒土和含巨粒土的分类和定名（三）粗粒土的分类和定名（四）细粒土分类和定名（五）特殊土分类（163）（六）行业标准《铁路桥涵地基和基础设计规范》1、土的颗粒分类2、碎石类土分类3、砂类土的分类（165）4、粉土、粘性土分类5、冻土的分类（165）六、行业标准《公路土工试验规程》（JTJ 051-1993）（一）巨粒土分类（169）1、巨粒土2、漂（卵）石（二）粗粒土分类（三）细粒土的分类（171）（四）特殊土分类Ⅲ土的野外鉴别（173）一、碎石土密实程度的野外鉴别二、砂土的野外鉴别三、粘性土、粉土的野外鉴别四、新近沉积土的野外鉴别五、细粒土的简易鉴别第三节工程地质测绘与调查（175）一、基本要求二、工作方法1、测绘前的准备工作2、测绘方法三、资料整理及成果（177）第四节勘探、取样及水、土腐蚀性评价一、工程地质钻探的基本方法及适用范围1、工程地质钻探的基本方法2、工程钻探方法的适用范围二、工程地质钻探的技术要求1、钻孔规格2、钻探与护壁（179）3、钻孔的记录和编录三、井探、槽探、洞探（180）1、适用条件2、基本要求四、土样的分级及取样技术要求1、土样的分级2、取样要求3、土样的现场检验、封装、储存、运输（181）五、取土器的规格、性能及适用范围1、取土器的规格2、取土器的性能3、取土器的适用范围（183）六、工程物探的基本原理及成果应用1、工程物探的基本原理2、工程物探的成果应用（185）七、水和土腐蚀性的评价（188）（一）取样和测试1、采取水试样和土试样时的要求2、水和土腐蚀性的测试项目和试验方法（二）腐蚀性评价（189）第五节岩土工程评价（191）一、岩土工程指标的统计与选用1、统计的内容2、统计的方法3、岩土指标的选用4、岩土参数标准值的计算5、岩土参数标准值计算公式的来源二、岩土工程分析评价（193）1、基本要求2、天然地基评价3、桩基工程和地基处理4、基坑工程5、强震区三、成果报告的基本要求（195）1、基本要求2、可行性研究阶段的文字报告3、初步勘查阶段的文字报告4、详细勘察阶段的文字报告（197）第三章室内实验（199）第一节室内岩石试验一、试件制备与量测二、岩石空隙性质试验（一）含水率试验（二）颗粒相对密度试验（三）块体密度实验（201）三、岩石水理性质试验（203）（一）吸水性试验（二）渗透试验（203）（三）膨胀性试验（205）1、自由膨胀率试验2、侧向约束膨胀性试验3、体积不变条件下膨胀压力试验（四）耐崩解性试验（五）冻融试验四、岩石声波测试（207）五、岩石强度和变形试验（209）（一）单轴抗压强度和压缩变形试验1、单轴抗压强度试验2、单轴压缩变形试验（二）三轴压缩强度试验（211）1、常规试验方法2、多级破坏状态的三轴试验（213）3、连续破坏状态的三轴试验（三）拉伸强度和变形试验（215）1、直接拉伸试验2、劈裂试验六、岩石结构面抗剪强度试验（217）（一）软弱结构面的剪切试验（二）硬结构面的剪切试验（219）（三）混凝土与岩石胶结面的剪切试验七、岩体软弱夹层剪切蠕变试验（一）试验目的与要求（二）试验原理（三）试验仪器（221）（四）试验要求（五）资料整理（223）1、长期强度指标的确定2、剪变模量的时间效应3、黏滞系数的确定八、岩石点荷载强度试验（225）（一）仪器结构（二）试验要点1、试件的形状和尺寸2、试件描述（226）3、试验程序4、计算（226）（三）成果应用（228）1、估算岩石的抗拉强度2、估算岩石的单轴抗压强度3、确定岩石的强度各向异性4、在岩石分类和风化带研究中的应用（230）5、其他方面的应用第二节室内土工试验（231）一、土的物理性质试验（一）试样的制备和饱和（231）1、目的和适用条件2、试样制备3、试样的饱和（二）含水率试验（233）（三）密度试验（234）（四）相对密度试验（236）（五）土的基本物理性质指标的换算及应用（六）颗粒分析试验（238）（七）界限含水率试验（245）（八）无粘性土休止角试验（248）（九）毛细管水上升高度试验（十）渗透试验（251）二、土的密实度试验（254）（一）相对密实度试验（二）击实试验（255）（三）承载比试验（259）三、土的变形试验（261）（一）土的变形及其指标（二）固结试验和压缩试验（261）（三）静止侧压力系数试验（273）（四）黄土湿陷性试验（275）（五）膨胀土的膨胀及收缩试验（六）盐渍土融陷性试验（278）（七）回弹模量试验（279）四、土的强度试验（一）直接剪切试验（279）（二）残余强度试验（282）（三）三轴压缩试验（283）（四）无侧限抗压强度试验（288）（五）微型十字板试验（290）五、土的流变试验（292）（一）土的流变试验（292）（二）流变试验方法要点（296）（三）影响土流变性质的因素（300）第四章原位试验（303）第一节载荷试验一、平板载荷试验1、适用条件2、基本原理3、主要技术标准要点(304）4、仪器设备（306）5、试验方法6、资料整理（307）7、成果应用（309）8、特殊土载荷试验（310）9、复合地基载荷试验（312）二、螺旋板载荷试验（314）（一）适用条件（二）仪器设备（三）试验方法（315）（四）资料整理（五）成果应用三、桩基载荷试验（317）（一）单桩竖向抗压载荷试验（317）（二）单桩竖向抗拔载荷试验（320）（三）自平衡试桩法（322）（四）单桩水平载荷试验（323）载荷试验公式一览表（326）第二节静力触探试验（328）一、静力触探设备（329）（一）加压装置（三种类型）（二）反力装置（三种形式）二、静力触探探头（一）探头的结构（二）温度对传感器的影响及补偿方法（331）（三）探头的标定三、我国常用的静力触探量测记录仪器（三种类型）（一）电阻应变测量仪（二）静探微机（三）自动记录仪四、静力触探现场试验要点（一）试验准备工作（二）现场试验工作（三）注意事项（333）（四）孔压消散试验五、静力触探资料整理（一）单孔资料整理（二）划分土层（335）（三）土层贯入阻力的计算（四）贯入阻力的换算六、静力触探成果应用（一）划分土类（二）确定地基土的承载力（337）（三）确定砂土的内摩擦角（339）（四）确定黏性土的状态（五）估算单桩承载力（340）（七）孔压静力触探成果的应用（342）第三节圆锥动力触探试验（344）一、试验设备及试验要求（345）（一）国内动力触探的分类及设备（二）中国动力触探的分类及设备（347）（三）特种类型动力触探（四）试验技术要求二、资料整理三、轻型动力触探（N10）（一）试验设备（二）试验要点（三）地基土承载力与变形模量的确定（四）砂土密实度的确定（349）四、重型动力触探（N63.5）（一）试验设备（二）试验要点（三）资料整理（350）（四）确定地基土的承载力和变形模量（352）（五）确定砂土的密实度和孔隙比（六）确定桩的持力层和承载力（354）五、超重型动力触探（N120）（一）实验设备及技术规格（二）适用范围（三）试验要点（四）N120和N63.5的关系（五）勘探工作量的布置和资料整理（356）（六）N120指标的应用（357）六、其他类型的动力触探（359）（一）试验原理和适用范围（二）试验方法（三）资料整理和应用七、动贯入阻力的计算和应用（361）（一）动贯入阻力的计算公式（二）动贯入阻力的应用第四节标准贯入试验（363）一、简述二、试验方法（一）试验步骤（二）钻孔及试验应注意的问题（363）三、资料整理（366）（一）指标统计取值方法（二）触探杆长度校正（三）上覆有效压力影响的校正（四）地下水影响的校正（368）四、成果应用（一）地基承载力的确定（二）土的抗剪强度指标的确定（371）（三）地基土变形模量、压缩模量的确定（373）（四）黏性土和粉土天然状态判定（五）砂土密实度的确定（375）（六）桩基承载力的确定（377）第五节十字板剪切试验一、基本原理二、试验仪器设备（三种类型）（一）开口钢环式十字板剪切仪（二）轻便式十字板剪切仪（379）（三）电测式十字板剪切仪三、现场试验技术要求（381）（一）开口钢环式十字板剪切试验（二）电测式十字板剪切试验四、适用条件（一）适用条件（二）影响因素五、资料整理和应用（383）（一）资料整理（二）资料应用第六节旁压试验（385）一、试验仪器（一）预钻式旁压仪（二）自钻式旁压仪二、操作要点（一）仪器检定和校准（二）成孔要求（387）（三）常规试验（四）回弹试验（五）固结试验（六）试验成果影响因素三、资料整理（一）试验读数校正（二）旁压曲线绘制（三）试验压力特征值（389）（四）强度参数（五）变形参数（391）四、工程应用（一）黏性土稠度状态和砂土密实度划分（二）地基承载力计算(393)（三）桩基础承载力计算（四）地基变形计算（394）第七节扁铲侧胀试验（396）一、试验原理二、试验设备三、试验要点四、资料整理五、成果应用（398）（一）土类划分（二）静止土压力系数K0的计算（三）应力历史的确定（四）不排水抗剪强度CU的计算（五）变形参数计算（400）（六）水平固结系数C H估算（七）液化判别（八）确定水平受荷桩p-y曲线第八节现场剪切试验（402）一、岩体现场直剪试验（一）试验原理和目的（二）仪器设备（三）试体制备（四）试体（包括试验地段）描述（404）（五）试验程序（405）（六）试验成果整理（409）（七）影响试验成果因素的说明（412）第九节波速测试一、单孔法（一）方法原理（二）仪器设备（三）现场测试技术要求（414）（四）数据处理二、跨孔法（一）方法原理（二）仪器设备（三）现场测试技术要求（416）（四）数据处理三、波速在工程中的应用（一）岩土弹性参数的计算（二）地基刚度和阻尼比计算（三）划分土的类型和建筑场地类别（四）计算建筑场地地基卓越周期（五）判别砂土地基液化（六）地震工程（七）检验地基加固处理的效果第十节岩体原位应力测试（418）一、岩体表面应力测量（419）（一）应力恢复法（二）应力解除法（421）二、钻孔孔径变形法（一）测试原理（二）应用范围（423）（三）主要仪器设备（四）测试要点（五）资料整理（425）三、钻孔孔壁应变法（426）（一）测试原理（二）应用范围（428）（三）主要仪器设备（四）测试要点（五）资料整理四、钻孔孔底应变法（一）测试原理（二）应用范围（三）主要仪器设备（430）（四）测试要点（五）资料整理（432）五、水压致裂法（一）测试原理（二）应用范围（三）主要仪器设备（四）测试要点（五）资料整理第五章水文地质（434）第一节地下水的类型及工程性质一、自然界的水（一）水在地球上的分布（二）自然界的水循环（三）地下水的来源（四）岩石中的空隙（五）岩石中水的存在形式（436）（六）岩石的水理性质（七）透水性（八）含水层与含水岩隙（438）二、地下水的物理性质和化学性质（一）地下水的物理性质（二）地下水的化学性质三、地下水的类型及特征（440）（一）潜水（441）（三）承压水（443）四、泉的类型与特征（446）（一）泉及其意义（二）泉的类型第二节地下水运动的基本规律（448）一、重力水运动的基本规律（一）达西定律及其适用范围（二）非线性渗透定律（450）（三）潜水含水层中的二维流（均质含水层）（四）承压水的非均匀流（452）（五）地下水向完整井的稳定运动（453）（六）地下水向非完整井的稳定运动（457）（七）干扰井出水量的计算（459）二、包气带中地下水的运动（460）三、结合水运动规律（462）四、二维渗流及网流（一）二维渗流方程（二）流网特征与绘制（三）流网的应用（464）五、渗流力与渗流稳定性分析（466）（一）渗流力（二）临界水头梯度（468）六、渗透破坏与控制（一）流砂或流土现象（二）管涌现象和替蚀作用（470）（三）渗透破坏（变形）的防治措施第三节注水试验一、试坑注水试验（一）单环注水法（二）双环注水法（472）（三）试坑注水试验注意事项二、钻孔注水试验（一）钻孔常水头注水试验（473）（二）饱和带钻孔降水头注水试验（475）（三）包气带内钻孔降水头注水试验（477）第四节抽水试验一、试验类型及适用条件二、一般要求（479）（一）对抽水试验孔的要求（二）对观测孔的要求（480）（三）水抽水试验降深的要求三、过滤器与常用设备（一）过滤器（480）（二）抽水设备（483）（三）测量水位用具（486）（四）测量流量用具（487）（五）测量气温、水温用具（489）四、现场工作（一）准备工作（二）抽水试验要点（三）现场资料初步整理（491）五、资料整理（493）（一）试验成果综合整理（二）影响半径R的计算公式（三）稳定流完整孔（井）渗透系数计算（495）（四）稳定流非完整孔（井）渗透系数计算（499）（五）非稳定流抽水试验渗透系数计算（504）（六）岩土渗透系数经验值第五节压水试验一、试验设备（506）（一）止水栓塞（二）供水设备（三）测试设备二、一般规定（一）试段隔离方法（二）试段长度（三）压力阶段及试验压力（508）三、现场工作要点（510）（一）钻孔（二）洗孔（三）试段隔离（四）水位观测（512）（五）设备安装（六）压力流量观测四、资料整理（一）P-Q曲线的绘制（二）P-Q曲线类型的确定（三）试段透水率计算（514）（四）渗透系数计算五、工程应用（一）试段透水率与单位吸水量的关系（二）试段透水率与灌浆量的关系（三）帷幕灌浆效果和帷幕运行情况检查（四）岩体渗透性分级及灌浆标准第二篇岩土工程设计的基本原则第一节岩土工程设计的基本技术要求和特点（517）一、基本技术要求1.设计时应考虑的因素2.注意场地条件，防治灾害3.合理选用岩土参数4.定性分析与定量分析相结合二、设计基础资料1.地形、水文、气象资料2.岩土工程勘察资料3.建筑结构资料4.其他资料三、岩土工程设计的特点（519）1.对自然条件的依赖性2.岩土性质的不确定性3.注重经验特别是地方经验4.原位测试、实体测试、原型观测的特殊地位第二节概念设计一、概念设计的必要性二、安全和功能要求三、设计条件的概化（521）四、注意事项第三节设计荷载与设计状态（523）一、结构荷载计算（一）荷载分类与荷载代表值1.永久荷载（恒载）2.可变荷载3.偶然荷载（二）荷载计算二、结构极限状态（524）（一）建筑结构极限状态1.结构功能要求2.结构可靠性3.结构极限状态（二）地基基础的极限状态（525）1.正常使用极限状态2.承载能力极限状态三、建筑结构极限状态设计方法及荷载组合（一）承载能力极限状态设计（二）正常使用极限状态设计四、公路桥梁工程设计的荷载组合（527）五、建筑地基基础设计方法及荷载规定六、建筑地基基础设计基本要求（一）设计等级（529）（二）不同类型上部结构、地质条件以及特殊性岩土对地基基础设计要求第四节设计安全度和可靠性一、基本概念二、容许应力法和极限状态法（531）1.承载能力极限状态2.正常使用极限状态三、作用和岩土特性参数1.永久作用2.可变作用3.偶然作用四、定值法和可靠度1.可靠度分析的基本概念2.岩土工程可靠度问题的特点（533）五、安全系数和分项系数第五节实体试验、检测和监测、动态设计一、实体试验1.建立经验公式或用经验系数修正理论公式2.在现场进行实体试验，作为岩土工程设计的依据二、检验和监测（535）1.检验方面2.检测方面三、动态设计四、反分析1.目的和意义2.分析步骤3.注意事项第三篇浅基础（537）第一章土的工程性质第一节概述第二节土的三相组成及土的结构一、土的固体颗粒（固相）（一）土的矿物成分（538）（二）土料粒组（540）（三）土的颗粒级配（四）颗粒分析试验（542）二、土中水和气（544）（一）土中水的存在形态（二）黏土颗粒与谁的相互作用（三）毛细水（546）（四）土的冻胀（548）（五）土中气三、土的结构和构造（550）第三节土的物理性质指标（552）一、指标的定义（一）三个基本试验指标（二）反映土单位体积质量（或重力）的指标（三）反映土的孔隙特征、含水程度的指标（554）二、指标的换算（555）第四节无黏性土的密实度（557）碎石土密实度野外鉴别方法表第五节黏性土的物理特性一、黏性土的界限含水量二、黏性土的塑形指数和液性指数（559）三、黏性土的灵敏度和触变性第六节土的动力特性（561）一、土的压实原理二、击实试验及其影响因素（一）击实试验和击实曲线（二）影响击实效果的因素（563）（三）压实特性在现场填土中的应用（565）三、土的振动液化（一）砂土液化造成灾害的宏观表现（二）砂土液化的机理（三）影响土液化的主要因素（567）（四）土体液化判别及防治措施简介四、土的动力特征参数简介（569）第二章土中应力计算（572）第一节土的自重应力一、均质土的自重应力二、成层土的自重应力第二章基底压力一、基底压力分布（574）二、基底压力的简化计算（一）中心荷载作用时（二）偏心荷载作用时三、基底附加压力（576）第三节地基附加应力（577）一、竖向集中力下的地基附加应力（一）单个竖向集中力作用（二）多个集中力及不规则分布荷载作用（579）二、分布荷载下地基附加应力（一）空间问题的附加应力计算（580）（二）平面问题的附加应力（586）三、非均质和各向异性地集中的附加应力（591）（一）双层地基（二）变形模量随深度增大的地基（三）各向异性地基第四节有效应力原理（593）一、毛细水上升时土中有效自重应力的计算二、土中水渗流时（一维渗流）有效应力计算（595）第三章土的变形性质及地基沉降计算（597）第一节土的压缩性一、基本概念二、压缩试验及压缩性指标（一）压缩试验（二）压缩性指标（599）（三）土的回弹曲线及弹性模量（600）三、土的载荷试验及变形模量（602）（一）载荷试验（二）变形模量（三）变形模量与压缩模量的关系（604）四、旁压试验与旁压模量第二节地基最终沉降量计算（606）一、分层总和法（一）计算原理（二）计算步骤（607）二、《建筑地基基础设计规范》方法（611）（一）计算原理（二）沉降计算经验系数和沉降计算（三）地基沉降计算深度Z n（612）三、弹性力学法（616）。
《地质学基础》讲义前言一、课程介绍1、课程性质地质学基础是为资源环境与城乡规划管理本科专业学生开设的一门专业基础课，属于必修课程。
本课程对引导学生学习地理科学、环境科学、城市与区域规划具有重大作用，能够使学生树立科学的地球观和世界观，初步掌握地质学的基础理论和基本技能；同时为其他城乡规划专业课程的学习奠定基础。
2、目的任务（1）目的：使学生对地质学有一个系统的认识和了解，逐步学习和掌握地质学的思维方法，为进一步学好其他专业课程打下基础。
（2）任务：学习和掌握地质学主要分支学科的基本内容、意义及相互关系，从地球的组成、演化与各种地质作用的性质、特点、过程和结果入手，掌握地质学的基本原理、主要概念和术语、重要理论及地质思维和分析的基本方法。
3、与其它课程的关系本课程是学生在低年级最先学习的一门专业基础课，主要为城乡规划综合实习提供基础理论知识，为后续的自然地理学、环境科学导论、经济地理学、土地资源学、区域分析与规划、环境影响评价等专业课程打下基础。
二、教学要求1、了解地质学的研究对象、研究特点及研究方法；现代地质学发展的特点；地球的圈层结构及不同圈层的特点；组成地壳的主要元素；地壳类型及其特点；软流圈和岩石圈的特点；地质作用的分类；鉴定矿物的主要依据及其基本特征；矿物的分类；火成岩的分类，代表性的岩石及其特点；沉积岩的形成过程；影响变质作用的因素；变质作用的类型及相应的变质岩；板块边界的类型；岩层的产状要素；褶曲的分类；断层的分类；描述地震特征的相关术语；火山和地震的空间分布规律；人类的演化阶段。
重要术语：重力异常；地磁异常；地热增温级；克拉克值；硅铝层；硅镁层；软流圈；岩石圈；地质作用；矿物；岩石；晶质体；非晶质体；类质同像；同质多像；解理；风化壳；变质作用；变质强度；接触变质晕；双变质带；贝尼奥夫带；构造运动；构造变动；地槽；地台；地盾；板块；褶曲；地形倒置；断层；地层层序律；化石；标准化石；地层；岩相；构造旋回；沉积旋回；矿石；矿床；品位。
地质学基础讲义第一章绪论第一节：地质学的研究对象和内容一、基本概念地质学的定义：地质学是研究地球的学科之一。
它是关于地球的物质组成、内部构造、外部特征、各圈层间的相互作用和演变历史的知识体系。
在现阶段，由于观察、研究条件的限制，主要以岩石圈为研究对象，也涉及水圈、气圈、生物圈和岩石圈下更深的部位，以及某些地外物质。
地质学的研究对象：为地球的固体外壳—岩石圈（Lithosphere),因此确切的说，地质学主要是研究岩石圈的一门学科。
二、地质学的研究内容与分科：1.研究地球物质组成及元素分布规律的学科：矿物学、岩石学、矿床学、地球化学等。
2.研究地壳运动及地表形态变化的学科：动力地质学、构造地质学、地貌学等。
3.研究地壳演变历史的学科：古生物学、地层学、地史学等4.其它：煤田地质学、工程地质学、灾害地质学、宇宙地质学等。
第二节：地质学的特点与研究方法由于地质学研究内容的特殊性，因而地质学具有以下特点：1.学科的实践性地质学科的大部分研究对象存在于野外，因此地质学是一门实践性很强的学科，只有深入到大自然中去，才能较好的理解和掌握地质学。
2.地质现象的复杂性由于地质现象种类繁多，每一种现象都具有独特的形成原因和过程，因此在研究地质现象时应树立正确的时空观。
例如当我们研究晶体的结构时常用微米、纳米作为尺度单位，而一次造山作用则用百万年作用时间单位等。
3.认识的局限性由于人类的技术手段及地质现象的复杂性，造成人类对地质现象的认识十分有限。
例如，目前世界上最深的钻孔大约为12公里，不到地球半径的2‰，因此我们无法直接观察地球内部的情况，另外，人类的寿命一般不超过100岁，而一次造山运动的形成过程则长达数百万年至上千万年，因此对单个人来说我们也无法观察到其形成的全过程。
大陆科学钻——江苏省东海市鉴于地质现象的特殊性有别于其它学科，其研究方法可分为以下几类：1.野外观察对野外地质现象进行详细、系统地观察是获取第一手资料的基本手段。
因工作目的的不同，野外观察的要求与精度也不同，并制定了相应的工作规范。
2.现实类比与历史分析法现实类比法——“将今论古”原则，即对现代正在进行的地质现象进行研究，找出它们的形成原因、过程及结果等的内在规律，然后利用这种规律对地质历史时期同类地质现象进行类比，得出其相应形成原因与过程。
“将今论古”原则是研究地质历史事件最常用的方法之一，其根本思想为：今天是研究过去的钥匙。
例如，通过对现今植物的研究我们发现，不同气候条件下的植物具有不同的特征，寒带植物以针叶林为主，温带以落叶林为主，而热带以阔叶林为主等。
根据此规律，当发现地层中含有针状植物叶化石时，可以判断地层形成于寒冷气候环境。
在应用“将今论古”原则时，我们不可盲目、不加分析地套用，而应用历史分析方法——辩证唯物主义思维方法。
这是因为今天地质作用与地质历史时期同类地质作用的形成原因与条件不可能完全相同，因而我们不可将今天的地质作用完全与地质历史时期的地质作用类化，而不加区别。
例如腕足动物现今多生活在水体较深的海洋环境，而地质历史时期则多生活在水较浅的海洋环境等。
3.综合分析法地质作用的原因是多种因素共同作用产生的。
在对一具体地质现象进行分析时，我们应充分考虑其各种因素的影响结果，分析它们的关系，这样我们才能得出正确的答案。
例如，当我们对地层的沉积环境进行分析时，应对地层中的生物标志、岩矿标志、物理标志等进行综合分析，来正确判断地层的沉积环境。
4.实验模拟为了验证地质结论的正确性，通常要进行模拟实验。
例如，一般的模拟（泥巴实验）、数字模拟、计算机模拟、高温高压试验等。
第三节：地质学的形成与发展地质学发展史是人类在生产和探索地球奥秘的过程中，逐步认识地球的组成和结构，地球及其生物界演变的规律，特别是地壳和岩石圈运动规律，并为人类合理开发、利用和保护矿产资源，保护环境的历史。
人们对地球的认识源远流长。
在曲折的历史发展过程中，原始朴素的地质知识逐渐形成了地质科学的知识体系。
根据地质知识发展的程度，并参照其社会文化背景,可将地质学发展史划分为5个时期。
1.地质知识积累和地质学萌芽时期(远古～1450)这一时期，人们对地球和地质现象的认识是直观的，解释是猜测的、思辨的，体现了朴素的唯物主义自然观为主要特征。
远古时代人类通过石器的采集和制作，逐步了解了岩石、矿物的某些性质。
在经受地震、火山、洪水的灾害并与之斗争的过程中，逐步认识了大自然中的地质现象和过程。
主要表现在：1）岩石和矿物知识的积累；2）对地质作用的认识；3）对地球的启蒙认识；4）中世纪的地质学等方面。
2.地质学奠基时期(1450～1750)其特征为：随着自然科学的诞生，地质知识趋向系统化。
对地质现象试作理性解释，并逐步建立了观察和推理方法。
主要表现在：1）地质哲学思想的初步发展（哥白尼的《天体运行论》）；2）对化石和地层的认识（丹麦的N.斯泰提出地层的①叠置律，②原始连续律，③原始水平律）；3）岩石学、矿物学和矿床学的发展（德国的G.阿格里科拉的矿物学和矿床学理论）。
3.地质学的形成时期(1750～1840)从18世纪下半叶到19世纪上半叶，工业革命促进了生产的发展和科学技术的进步。
其特点为：地学研究从对地球的思辨性研究转变为以野外观察分析为主，地壳成为直接观察研究的对象。
各种学说与理论的建立，使地质学科逐渐完善。
主要表现在：1）瑞士学者J.A.德吕克于1793年提出具有近代意义的geology(地质学)一词；2）地层系统与地层年代的建立；3）灾变与均变（将今论古原则）论的提出等。
4.地质学的发展时期(1840～1910)其特点为：随着生产的发展和科学技术的进步，推动了地质学各分支学科的全面发展，新的研究领域不断出现。
许多国家成立了地质学学术机构和调查机构。
大规模的区域调查所取得的丰富资料，使得全面的历史地质学及全球地质史的综合研究成为可能，也为全球构造理论的产生创造了条件。
主要表现在：1）地层学和古生物学；2）岩石学、矿物学和矿床学：3）动力地质学；4）地槽地台学说和全球地质构造的理论综合等。
5.二十世纪地质学的发展(1910～)其特点为：地质学的基础学科向纵深发展，并开拓许多新的研究领域。
社会和工业的发展形成新的分支学科。
地质学各分支学科间的相互渗透和新技术方法的应用导致了新的边缘学科出现。
主要表现在：1）地层学、古生物学、岩石学、矿物学和构造地质学等的进一步完善与深化；2）石油地质学、水文地质学和工程地质学等都形成独立的各分支学科；3）地球化学、古地磁学、海洋地质学、地质年代学等边缘学科的形成；4）大陆漂移、海底扩张、板块构造学说的建立与完善等。
总结了解和掌握地质学的定义、研究对象与研究方法，以及正确的理解和应用“将今论古”原则是学好地质学的前提。
另外了解地质学的发展历史，吸取前人的经验教训，是我们求得进一步发展，少走弯路的捷径。
思考题：1.什么是地质学，地质学的研究对象是什么？2.举例说明如何正确地应用“将今论古”原则。
第二章：地球第一节：地球概况地球是一颗迷人而复杂的星球，了解她的过去、现在与将来，合理的利用她赋予给我们的资源，为我们及子孙后代创造良好的生活环境是地质工作者应尽的职责与义务。
一、地球在宇宙中的位置茫茫宇宙有一个称之为银河的星系——银河系，在银河系中有大约1400亿颗恒星，其中有一颗称之为太阳的恒星围绕太阳有九大行星，并与太阳合称为太阳系，九大行星中有一颗兰色行星—地球，各行星按与太阳的远近依次为：九大行星基本在同一平面上围绕太阳作椭圆形运动，太阳在椭圆形的一个焦点上。
地球不仅绕太阳公转，而且还自转，自转周期约为23时56分4秒。
地球绕太阳公转一周为一个恒星年，由于地球的自转轴与黄道平面呈23°27’交角，因此地球的自转与公转形成了地球的昼夜与四季的变化。
另外地球有一个卫星——月亮二、地球的形状与大小地球形状；指大地水准面所圈闭的形状，近似于扁球体。
大小：见P9相关数值。
三、地球的表面形态现今地球表面形态的基本特征：按地貌特征可分为陆地和海洋两大地理单元。
海洋占70.8%，陆地占29.2%。
只有统一的大洋，没有统一的大陆。
陆地被海洋分割包围，最高峰8848.13M，最低点菲律宾海沟为-11515M。
（一）陆地地形按起伏高度和形态的不同可分为以下单元：1.山地：海拔500米以上，相对高差200米以上的地区称为山地，进一步划分为：1）低山，海拔500—1000米。
2）中山，海拔1000—3500米。
3）高山，海拔大于3500米。
呈线状延展山地，称其为山脉。
具有成因联系的若干平行或大致平行的山脉，称其为山系，例如阿尔卑斯—喜马拉雅山系。
2.丘陵：海拔500米以下，相对高差200米内的伏不平的地区。
3.平原：地势相对平坦、面积较大，相对高差仅几十米的地区。
4.高原：海拔600米以上，地势平坦广阔的地区。
5.盆地：四周高，中间低形似盆状的地区。
（二）海底地形海洋是由海（SEA）和洋（OCEAN）组成的。
海是围绕大陆边缘与洋有一定间隔的水体较浅的水域，分为陆缘海与陆间海。
洋为远离大陆、面积宽广、深度大的水域。
根据海底地形的基本特征，可把海底分为大陆边缘、洋中脊和大洋盆地三个单元。
1.大陆边缘——大陆与大洋连接的边缘地带，通常可分为以下次一级单元：1）大陆架——围绕大陆的浅水台地，平均坡度0度7分平均宽度约75公里，深约60米，下界深度约为130米。
2）大陆坡——大陆架外侧坡度明显变陡的地带，水深范围约为130——2000米，平均坡度约为4度17分。
宽度各地不，其上常发育海底峡谷和陆坡阶地。
第一节地球概况3）大陆基——大陆坡与大洋盆地之间的缓倾斜地带，坡度通常为5′——35 ′，多分布于水深2000-5000米的海底。
大陆基主要由大陆坡上发育的浊流物质及滑塌物质堆积而成。
4）海沟与岛弧岛弧——延伸远，呈带状分布的弧形列岛。
岛弧向洋凸出，内侧为大陆。
海沟——岛弧外侧常发育深度大于6000米的狭长形凹地。
宽约几-几十公里。
岛弧与海沟组成了弧—海沟体系，常发育于陆、洋交界地带。
2.大洋盆地——海底的主体，它是介于大陆边缘与洋中脊之间的较平坦地带，一般水深4000—6000米，由以下次一级单元构成：1）深海平原——靠近大陆边缘一侧、平均深度约为4877米，坡度极小（<1/1000)的平缓地带。
2）海山与无震海岭海山——洋盆中高度>1000米，呈孤立的锥状高地。
多为海底火山喷发形成。
无震海岭——多分布于洋中脊两侧，呈脊状隆起的高地，以无地震或少地震为其特征。
3.大洋中脊横穿大洋的全球性洋底山系称之为洋中脊。
它是洋壳生成的地带，其地震与火山活动十分强烈，在大洋中脊的中央部位存在一巨大裂谷称之为中央裂谷。
思考题:1.简述现今地球表面的基本特点。
