工程地质学教案

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1、福州大学土木工程学院2005级土木工程专业土木工程地质教案授课教师邓涛岩土工程研究所绪论一、主要研究内容工程地质学（engineering geology）的基本概念：是介于地学与工程学之间的一门边缘交叉学科。它研究土木工程中的地质问题，也就是研究在工程建筑设计、施工和运营的实施过程中合理地处理和正确地使用自然地质条件和改造不良地质条件等地质问题。工程地质学是为了解决地质条件与人类工程活动之间矛盾的一门实用性很强的学科。工程地质条件：由于地质因素对工程建筑的利用和改造有影响，因而把这些地质因素综合称为

2、工程地质条件，建筑场地及其邻近地区的地形地貌、地层岩性、地质构造、水文地质、自然地质作用与现象等都是工程地质条件所包含的因素。工程地质条件与工程建设之间的矛盾问题：地质条件与人类工程活动之间矛盾 1.地质环境对工程活动的制约作用。即地质条件以一定的作用方式影响工程建设。如：地震、软土地基、岩溶洞穴、滑坡、崩塌……2.人类的工程活动又反作用于地质环境。    如：大量抽取地下水引起地面沉降、海水入侵； 水库修建诱发地震；人工开挖引起边坡破坏；工程地质学是地质学的一个分支学科，应用地质学的理论和方法，调查

3、研究和解决工程建设有关的地质问题的科学。研究目的是查明建设地区或建筑场地的工程地质条件，预测和评价可能发生的工程地质问题及对建筑物或地质环境的影响，提出防治措施，以保证工程建设的正常进行。工程地质问题解决的途径和方法：工程地质工作的三大支柱：(1)构造地质与岩体结构(2)工程地质力学(3)地质技术　　工程地质学的主要研究方法：(1)地质学方法(2)实验和测试方法 (3)计算方法 (4)模拟方法工程地质学的研究内容1、岩土体的分布规律及其工程地质性质研究2、不良地质作用(地质灾害)及其防治研究3、工程地

4、质勘察技术研究4、区域工程地质研究二、工程地质学的作用及其发展第一阶段：第二次世界大战到60年代第二阶段：到60年代末第三阶段：80年代以来1.大力开展地质工程研究2.加强地质预报研究3.加强地质体的改造4.加强环境地质工作第1章矿物和岩石概述地壳（Crust）地球是一个实心的椭球体，两极稍扁平，赤道部分略向外突出，极半径（Polarradius）约为6365km，赤道半径（Eguatorialradius）约为6378km，平均半径（Averageradius）约为6371km。由于目前勘探手段的限

5、制，我们只能通过地震波来研究地球内部的一些情况。根据地震波在地球内部各部位传播速度的变化，一般将地球内部分为三个基本圈层。地壳是地球表面很薄的一层硬壳，它的厚度从5公里到40公里不等。一般认为平均厚度为33km，人类工程活动都是在地壳表层进行的，一般都不超过1km。地壳与其下部分的交界面称为莫霍面（Moho）。地幔（Mantle）地壳向下是地幔部分，其厚度约为2885km。其与以下部分也存在一个不连续面，叫古登堡面（GutenbergDiscontinuily）。地核（Core）地幔以下的部分称之为地

6、核。图1-1地球的内部圈层§1.1主要造岩矿物矿物:是天然生成的，具有一定物理性质和一定化学成分的物质。目前在自然界中已被发现的矿物多达3000余种。主要造岩矿物:在岩石中经常见到并明显影响岩石性质，对鉴定和区别岩石种类起重要作用的矿物（约20种）。一、矿物的形态及主要物理性质（一）形态通常，绝大多数矿物呈固态表现，只有个别矿物呈液态（如自然汞Hg）。不同的矿物常具有不同的形态和特征；同一种矿物在不同的地质条件下，在其自身晶体结构制约的范围内，又常出现不同的结晶习性。矿物的形态，包括矿物单体、集合体及

7、连生体的形态，我们主要介绍单体和集合体形态。1．单体形态矿物单体的形态主要从矿物单体的结晶习性来认识。在相同的生长条件下，一定成分的同种矿物，总是有着它自己特定的结晶形态。矿物晶体的这种性质，就叫做该矿物的结晶习性。矿物晶体之所以具有结晶习性，主要是由它的结构和形成条件来决定的。由于矿物在形成过程中，所处的物理、化学条件变化幅度大，再加上相邻各晶体对空间的相互争夺，所以很难成为理想的结晶形态。固体矿物又可分为结晶质矿物和非结晶质矿物两大类。（1）结晶质矿物矿物内部质点呈有规律的周期性排列，形成空间结晶

8、格子构造。而矿物本身形成基本固定的规则形态。（2）非晶质矿物矿物内部质点的排列没有规律性，因而不具有规则的几何外形。非晶质矿物又可分为：①玻璃质矿物由高温熔融状物质迅速冷却而成。如火山玻璃。①胶体质矿物由分散相和分散媒组成的不均匀分散系中胶体颗粒凝聚而成。如蛋白石。（2）结晶质矿物的单晶形态由于矿物在生长发育过程中，在生长速度、空间方向、生长条件的不同，其形态也不相同。①片状、鳞片状，如云母、绿泥石等。白云母可用作绝缘材料；黑云母可用作高温防护眼镜的镜片