同济大学工程地质学.pdf

绪 论 概述 地球 是太阳系族中的一个成员，它围绕太阳和自身发生旋转运动。地球体的表层称为地 壳，它是人类赖以生活和活动的场所，在太阳的光热、大气、水、生物以及地球内部岩浆活 动的作用下，地壳成为各种地质作用进行的场所，人类目前所能开采的矿产资源都埋藏于地壳 上部的岩石圈内。一切工程建（构）筑物都建筑在地壳上，地壳也是建筑材料和矿产资源的主 要来源地。故地壳是地球科学研究的主要对象，它构成人类生存和工程建筑的环境和物质基础。 工程地质学 工程地质学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。 地质条件与人类工程活动之间矛盾 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………………… 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； 等等。 工程地质条件 在工程地质学中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。工程地质条件因地而异，千变万化。 平原地区与山区的工程地质条件就差异很大。例如，在平原地区，一般上层较厚，且简单 和均匀。如图O-1，建筑物的基础下为厚层平卧的粘性上层。对于工程地质的任务来说，须查 明土层的分布、厚度、均匀性和其物理力学性质以及地下水等的工程地质条件，并评估地基承 载能力和建筑物沉降量以及土体被挤出的可能性。这是地质条件最简单的场址勘察需求。对于 山区的建筑场址，地质条件就比较复杂。例如，（图0-2 ），在该场址的地质条件下，将会出 现如下三个问题： ① 建筑物基础的不均匀沉降问题， ② 粘土层在基岩面上的稳定问题， ③ 基岩滑坡问题。 从上两例中可见，平原地区与山区的地质条件不同，会产生各种的地质灾害，它将会危及 建筑物的安全的。 工程地质问题 工程地质条件与工程建设之间的矛盾问题。 主要任务：解决与转化矛盾。 阐明工程地质条件。指出对建筑物有利和不利的因素； 论证存在的工程地质问题。定性 与定量的对有关问题进行评价； 选择良好的建筑场地，并根据场地条件，对建筑物配置提出 建议； 研究兴建后的建筑物对地质环境的影响，预测发展趋势，提出保护的对策； 拟定改善 和防止不良地质作用的措施方案。 主要内容 岩石和地质构造、土的工程特征、地下水、工程地质勘察、工程地质原位测试、特殊土的 工程地质问题、不良地质现象的工程地质问题、建筑工程的工程地质问题以及工程地质勘察报 告书和图件等。 学习要求 对建筑工程专业的同学在学习本课程时的要求如下： 1、系统地掌握工程地质的基本理论和知识，能正确运用勘察数据和资料进行设计与施工。 2、能根据工程地质的勘察成果，能运用已学过的工程地质理论和知识，进行一般的工程 地质问题分析及对不良地质现象采取处理措施。 3、了解工程地质勘察的基本内容、方法和过程，各个工程地质数据的来源、作用以及应 用条件，对中小型工程能够进行一般的工程地质勘察。 4、把学到的工程地质学知识与专业知识和其他课程知识密切联系起来，去解决工程实际 中的工程地质问题。 工程地质学 ＝ 地质学 ＋ 工程学 研究： 相互关系 地质条件〈－－－－－－〉工程建筑物 相互影响 第一章、岩石和地质构造 引 言 地球 是宇宙间沿着近似圆形的轨道绕太阳公转的一个行星。根据现有资料知道：地球的赤道半 径（a ）为6378.4km，两极半径（b ）为6365.9km。地球的扁平率 地球的内部构造： 是由化学成分、密度、压力、温度等不同的圈层所组成，具有同心圆状的圈层构