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1、资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。第1篇公路工程地质基本知识1概述本章要点公路工程活动与工程地质条件关系;地球的物理性质;内、外动力地质作用类型及其相互关系;地貌学习目标经过学习本章内容,了解公路工程地质问题的基本概念与相关知识。公路是陆地交通运输的干线之一,道路的结构由三类建筑物所组成:第一类为路基工程,它是路线的主体建筑物(包括路堤和路堑等);第二类为桥隧工程(如桥梁、隧道、涵洞等),它们是为了使路线跨越河流、深谷、不良地质现象和水文地质地段,穿越高山峻岭或使路线从河、湖、海底下经过;第三类是防护建筑物(如护坡、挡土墙、明洞等)。在不
2、同的路线中,各类建筑物的比例也不同,主要取决于路线所经过地区工程地质条件的复杂程度。作为既是线型建筑物,又是表层建筑物的公路、桥梁和隧道,往往要穿越许多地质条件复杂的地区和不同的地貌单元,使公路的结构复杂化。在山区路线中,塌方、滑坡、泥石流等不良地质现象对资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。它们构成威胁,而地形条件又是制约路线的纵坡和曲率半径的重要因素。为此,公路工程地质在研究对象和方法上都有自己的特色。1.1地球的概述地球是太阳系九大行星中较小的一颗行星。太阳在银河系里只是1.6X1011颗恒星之一;银河系也仅仅是总星系的一个成员;而总星
3、系还只是宇宙的一部分。现代天文观测手段能测知的可见宇宙边缘已达120亿光年。(1999年欧洲八国建成超哈勃太空望远镜后,可观测到140亿光年远的星系)。可见,地球在无穷大的宇宙中是颗极其渺小的星体,真可谓”沧海之一粟”!但因其是一个具有生命的星球,在宇宙和太阳系中占有特殊的重要地位。地球—这颗人类赖以生存的星球,它的形状、大小及其运转和物理一化学特性等方面的基本原理和基本数值,是地质学理论发展的基础,也是人类工程活动和工程计算中不可忽视的重要依据。为此,我们对有关地球的基本知识应该有个概略的认一识。1.1.1地球的外部形态地球为一梨状三轴旋转椭球体,北极略凸起,南极
4、略凹平,赤道为椭圆形。赤道的椭率远小于子午圈,因此赤道可近似看作圆,地球可看作旋转椭球体。新近资料记载的地球形状和大小的有关数据如下:资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。赤道半径(a)6378.1724km赤道周长40075.696km两极半径(b)6356.7986km子午线周长40008.6km平均半径6371.229km表面积5.1007*108km2扁率((a-b)/a)1:298341体积1．0832*1012km21.1.2地球的物理性质:地球的物理性质是研究地质学的最基础的知识。对地球壳层的发展、演变有着极为重要的影响,有时甚
5、至是决定性的,现就其主要物理性质,如:地球的质量、密度、内部压力、地球表面的重力、地热、地球的磁性等分述如下。1、地球的重力:地球表面的重力是指地心引力与离心力的合力。地表上任一物质,除了与地球之间产生引力外,还由于地球绕轴自转而产生离心力。地心引力遵循万有引力定律,其引力大小与地心间距离的平方成反比,因此地心引力在赤道最小而在两极最大;而地表离心力的大小与地球自转线速度的平方成正比,因此在赤道最大,而在两极近乎为零;地表离心力的最大值只有赤道上地心引力的1/289。由于地心引力比其离心力大得多,故地球表面重力值的正常分布规律是:由赤道(9.78g/cm3)向两极(
6、9.83g/cm3)方向逐渐加大(平均9.8g/cm3)。根据实测重力值两极地区比赤道地区约大52％。也就是说,在两极为1000g重的物体·在赤道上只有994.8g。实际上,资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。利用这一原理可探查和了解地下的地质构造和矿藏分布。假使把地球自转的线速度加快17倍,则赤道的离心力便会增大到289倍．与地心引力相等此时地表的物体就会产生”失重”现象。2、地球的质量、密度和内部压力1798年英国科学家卡文迪什(S.H.Caveildish,1731-^18)曾用扭秤实验测试铅球间的微弱引力,测定了引力常数,并经过对牛
7、顿万有引力定律的验证第一次求出了地球的质量和平均密度。根据万有引力定律,地球上任何物体受到的地球引力与地球和某物体两质量的乘积成正比;而与两者中心直线距离的平方成反比。计算公式为:F=fmEm/R2＝ｍｇ(即地球对物体的万有引力等于地心引力)２７得地球质量mE＝５.９７６＊１０(ｇ)式中:mE一地球质量;m—地球表面某一物体质量;F=9.80X10-3N万有引力常数f=6·67*1011N·m2／kg2R＝6371km＝6.37＊106m(地球平均半径)因地球是巨大的非均质球体,故只能求出它的平均密度为5.517g/cm3;岩石的平均密度为2.7-2.9g/cm
