土木工程地质学00绪论学习教案

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1、土木工程土木工程(tm gngchng)地质学地质学00绪论绪论第一页，共80页。二、课程的教学基本内容 绪 论 第一章 地质作用(zuyng) 第二章 矿物与岩石 第三章 土的成因类型及特殊土 第四章 地质构造 第五章 地貌 第六章 地下水 第七章 岩石和岩体的工程性质 第八章 不良地质作用(zuyng)和地质灾害 第九章 工程地质勘察方法 第十章 城市规划和建设工程地质 第十一章 公路和桥梁工程地质 第十二章 隧道和地下硐室工程地质第1页/共80页第二页，共80页。三、学时(xush)安排（建工方向） 内 容讲课实验 绪 论2 第一章 地质作用1 第二章 矿物与岩石22第三章 土的成因类型

2、及特殊土 4 第四章 地质构造1第六章 地下水4 第七章 岩石和岩体的工程性质4 第八章 不良地质作用和地质灾害4 第九章 工程地质勘察方法4 第十章 城市规划和建设工程地质4 合计302第2页/共80页第三页，共80页。三、学时(xush)安排（路桥方向）内 容讲课实验 绪 论2 第一章 地质作用1 第二章 矿物与岩石32第三章 土的成因类型及特殊土 4 第四章 地质构造4第五章 地貌2 第六章 地下水2 第七章 岩石和岩体的工程性质4 第八章 不良地质作用和地质灾害4 第九章 工程地质勘察方法2 第十一章 公路和桥梁工程地质2合计302第3页/共80页第四页，共80页。三、学时(xush)

3、安排（隧道方向）内 容讲课实验 绪 论2 第一章 地质作用1 第二章 矿物与岩石32第三章 土的成因类型及特殊土 4 第四章 地质构造4第六章 地下水4 第七章 岩石和岩体的工程性质2 第八章 不良地质作用和地质灾害4 第九章 工程地质勘察方法2 第十二章 隧道和地下硐室工程地质4 合计302第4页/共80页第五页，共80页。四、实践教学环节 实验课内容主要是观察岩石和矿物标本，以及观看电视教学录像火山、风化作用、河流地质作用、崩塌、滑坡(hup)、岩溶、地震、原位测试、工程地质勘察。 道桥专业的学生有一周野外地质实习。 建工专业的学生参观勘察工地。 有条件时参观中国地质大学博物馆。第5页/共

4、80页第六页，共80页。五、主要(zhyo)参考文献1 高金川编.岩土工程勘察与评价.武汉：中国地质大学出版社,20032 李智毅等编.岩土工程勘察.武汉：中国地质大学出版社,20003 张咸恭等编.专门工程地质学.北京：中国地质出版社,19884 匡有为编.高层建筑工程地质.武汉：中国地质大学出版社,19935 史如平主编.土木工程地质学.南昌：江西高校出版社,19946 刘世凯等编.公路工程地质与勘察.北京：人民交通出版社,1999 7 李治平编.工程地质学.北京：人民交通出版社,20028 窦明健主编.公路工程地质学.北京：人民交通出版社,2003第6页/共80页第七页，共80页。绪论绪

5、论(xln)一、工程地质学的研究内容(nirng)和任务三、工程(gngchng)地质学与岩土工程(gngchng)的关系四、学习方法和要求主要内容二、工程地质在土木工程建设中的作用第7页/共80页第八页，共80页。一、工程地质学的研究内容(nirng)和任务地质学（geology） ：研究(ynji)地球性质的科学工程地质(dzh)学（Engineering geology）： 研究人类在工程建设活动中产生的地质(dzh)问题，特别是不良地质(dzh)问题的应用学科。 它研究人类工程活动与地质环境相互关系，是地质学与工程紧密结合的学科。 第8页/共80页第九页，共80页。 地质环境地质环境

6、制约制约 工程工程(gngchng)(gngchng)建设建设 例：地震烈度限制城市发展例：地震烈度限制城市发展 滑坡迫使工程滑坡迫使工程(gngchng)(gngchng)改改线线 软土地基需处理软土地基需处理 工程建设工程建设 破坏破坏 地质环境地质环境 例：抽取地下水引起地面沉降、地面塌例：抽取地下水引起地面沉降、地面塌陷陷 开挖路堑引起山体开挖路堑引起山体(shn t)(shn t)滑坡滑坡 桥梁的修建使局部河段发生冲淤变桥梁的修建使局部河段发生冲淤变形形第9页/共80页第十页，共80页。第10页/共80页第十一页，共80页。长江(chn jin)新滩滑坡（1986年）第11页/共80

7、页第十二页，共80页。地面(dmin)塌陷第12页/共80页第十三页，共80页。河道(hdo)冲淤第13页/共80页第十四页，共80页。工程(gngchng)地质学任务: 研究(ynji)工程建设与地质环境两者之间的相互制约关系，促使矛盾转化和解决。 既保证工程安全、经济、正常使用，又合理开发和利用地质环境。第14页/共80页第十五页，共80页。深基坑开挖支护、施工(sh gng)降水、对环境影响问题v高层建筑(o cn jin zh)第15页/共80页第十六页，共80页。工程地质工作(gngzu)是通过工程勘察来实现的查明(ch mn)条件拟定(ndng)措施论证问题选择场地预测影响提出建议

8、第16页/共80页第十七页，共80页。工程地质条件(tiojin)(engineering geological conditions) 与工程有关的地质因素(yn s)的综合。包括： 岩土类型及性质地质结构与构造地形地貌水文地质不良地质作用(zuyng)天然建筑材料第17页/共80页第十八页，共80页。工程地质问题(wnt)(engineering geological problems) 工程地质条件(tiojin)与工程建筑物之间的矛盾。 不同结构类型的工程建筑物由于工作方式和对地质体的要求(yoqi)不同，工程地质问题是复杂多样的。第18页/共80页第十九页，共80页。土木工程(tm

9、gngchng)包括：工民建、道桥、水利(shul)、港口、铁路等。第19页/共80页第二十页，共80页。场地稳定性、地基承载力及变形(bin xng)问题v工民建第20页/共80页第二十一页，共80页。v道路(dol)工程山区滑坡、崩塌(bngt)、泥石流问题。平原区软基处理问题。第21页/共80页第二十二页，共80页。硐室围岩(wi yn)稳定、承压水的危害问题v地下工程第22页/共80页第二十三页，共80页。 渗透(shntu)问题、水平抗滑问题v水利工程(shulgngchng)第23页/共80页第二十四页，共80页。工程地质学的研究(ynji)内容：1、岩土工程性质的研究(ynji)

10、工程岩土学2、工程地质问题的分析工程地质分析原理3、勘察技术的研究(ynji)工程地质勘察第24页/共80页第二十五页，共80页。图 0-5 工程地质学主要分支学科(xuk)及其作用第25页/共80页第二十六页，共80页。二、工程地质在土木工程(tm gngchng)建设中的作用 建筑场地工程地质条件的优劣直接影响到工程的设计方案类型、施工(sh gng)工期的长短和工程投资的大小。 重视工程地质工作就能使设计、施工(sh gng)顺利进行，忽视工程地质工作，则会给工程带来不同程度的影响。 第26页/共80页第二十七页，共80页。工程(gngchng)实例：原因：补做勘察后发现原因：补做勘察后

11、发现板基断裂一侧地基中存板基断裂一侧地基中存在软弱淤泥层。经考古在软弱淤泥层。经考古查明曾有一条查明曾有一条(y tio)铁铁路从此通过，路基坚实，路从此通过，路基坚实，但路基两侧排水沟因常但路基两侧排水沟因常年积水，沟底形成淤泥。年积水，沟底形成淤泥。板基横跨路基与排水沟，板基横跨路基与排水沟，因土质软硬悬殊而断裂。因土质软硬悬殊而断裂。 南京东南大学6层教工住宅，施工前未做地质勘察，结果在建成钢筋混凝土筏板基础(jch)后，发生整块板基断裂。第27页/共80页第二十八页，共80页。原因：也是未经勘察，不了解下面有一条人防(rn fn)通道斜向贯穿。人防(rn fn)通道土体挖除形成临空，地

12、基局部超量沉降，墙体开裂不可避免。 清华大学第三(d sn)教室楼配电站是单层平房，因墙体裂缝严重，长期不敢使用。工程(gngchng)实例：第28页/共80页第二十九页，共80页。 清华大学供应科办公库房楼因钻孔深度太浅，未发现地基中部厚层高压缩性泥炭层，导致(dozh)墙体开裂，大裂缝达33条，成为危房。 工程(gngchng)实例：第29页/共80页第三十页，共80页。 云南民族学院10号教工住宅，地基中存在局部(jb)淤泥与泥炭土未被发现,导致墙体严重开裂,多次加固无效，最后被迫拆除。工程(gngchng)实例：第30页/共80页第三十一页，共80页。 宝(鸡)天(水)铁路，由于忽视了

13、前期的工程地质 工作，施工中即发生大量崩塌、滑坡、河岸冲刷(chngshu) 和泥石流等地质灾害问题，被称为铁路的“盲肠”， 国家历年都拨出大量资金进行维修、整治。 成(都)昆(明)铁路，地形、地质条件异常复杂， 曾被称为“世界地质博物馆”。由于高度重视工程 地质工作，顺利建成通车。工程(gngchng)实例：第31页/共80页第三十二页，共80页。三、工程(gngchng)地质与岩土工程(gngchng)的关系 岩土工程(Geotechnical engineering)是在工程地质学基础上与土木建筑工程学结合发展起来(q li)的一门新兴边缘学科，在国际上已有40多年的发展历史，在我国则只

14、有20年的历史。第32页/共80页第三十三页，共80页。 岩土地基(dj)工程 岩土边坡工程 岩土支护工程 岩土硐室工程 岩土环境工程岩土工程(gngchng)类型：第33页/共80页第三十四页，共80页。岩土工程(gngchng)的工作内容： 岩土工程勘察 岩土工程设计 岩土工程治理 岩土工程监测(jin c) 岩土工程监理第34页/共80页第三十五页，共80页。岩土工程工作(gngzu)方法： 调查勘察 试验测定 分析计算 方案论证 监测控制 反演分析 修改(xigi)定案第35页/共80页第三十六页，共80页。基础(jch)设计 建筑工程岩土工程工作的一般(ybn)程序地质模型（平、剖面

15、图）地基岩土体的地质特征(tzhng)、地层、岩性、地下水等条件岩土物理力学性质自重应力渗流应力地基岩土体的强度（承载力）地基岩土体变形量地基的稳定性评价与计算处理措施基底压力岩土体中的附加应力岩土体中的应力强度变形稳定性评价处理设计的荷载（P）、基础形式第36页/共80页第三十七页，共80页。第37页/共80页第三十八页，共80页。第38页/共80页第三十九页，共80页。事故：事故：建成后初次存放谷物时：建成后初次存放谷物时：1 1小时小时(xiosh)(xiosh)竖向沉降达竖向沉降达30.5cm30.5cm2424小时小时(xiosh)(xiosh)倾斜倾斜2727西端下沉西端下沉7.3

16、2m7.32m 东端上抬东端上抬1.52m1.52m上部钢混筒仓完好无损上部钢混筒仓完好无损概况：长59.4m，宽23.5m，高31.0m，共65个圆筒仓。 钢混筏板基础，厚61cm，埋深3.66m。 1911年动工，1913年完工(wn n)，自重20000t。加拿大特朗斯康谷仓( cn)第39页/共80页第四十页，共80页。1940年在软黏土地基(dj)上的某水泥仓库的倾覆第40页/共80页第四十一页，共80页。1995年日本阪神地震中的房屋(fngw)倾斜储油罐倾斜(qngxi)第41页/共80页第四十二页，共80页。阪神地震(dzhn)液化引起的河道破裂第42页/共80页第四十三页，共

17、80页。第43页/共80页第四十四页，共80页。湖北省巴东县滑坡(hup)第44页/共80页第四十五页，共80页。第45页/共80页第四十六页，共80页。第46页/共80页第四十七页，共80页。码头(m tou)挡土墙后侧的地面由于液化而下沉第47页/共80页第四十八页，共80页。广州京光广场基坑支护(zh h)结构的破坏工程基本情况：长300m,宽34m,深15m。 悬臂式护坡桩。事故情况：先发生0.51.0m水平位移,凌晨1时, 临时工棚倾入坑内,3人死亡(swng),17人受伤。第48页/共80页第四十九页，共80页。广东环市东路(dn l)土钉墙塌方天河北(h bi)土钉事故第49页/

18、共80页第五十页，共80页。比萨斜塔(b s xi t)目前：塔向南倾斜(qngxi)，南北两端沉降差达1.80m， 塔顶离中心线已达5.27m，倾斜(qngxi)5.51360：再复工，至1370年竣工，全塔共8层，高度为55m1272：复工，经6年，至7层，高48m，再停工1178：至4层中，高约29m，因倾斜(qngxi)停工1173：动工原因：地基持力层为粉砂，下面为粉土和黏土层，强度较低，变形(bin xng)较大。1590: 伽利略在此塔做落体实验 第50页/共80页第五十一页，共80页。1838-18391838-1839：挖环形基坑卸载：挖环形基坑卸载1933-19351933

19、-1935：基坑防水处理：基坑防水处理 基础环灌浆加固基础环灌浆加固19901990年年1 1月月: : 封闭封闭19921992年年7 7月：加固塔身，用压重月：加固塔身，用压重 法和取土法进行法和取土法进行(jnxng)(jnxng)地地 基处理基处理目目 前前: : 已向游人开放。已向游人开放。 处理(chl)措施比萨斜塔(b s xi t)第51页/共80页第五十二页，共80页。不均匀沉降造成的严重(ynzhng)倾斜 地基严重(ynzhng)下沉 - 上海工业展览馆第52页/共80页第五十三页，共80页。墨西哥某宫殿(gngdin)左部分建于1709年右部分建于1622年沉降达2.2

20、米存在明显的沉降差第53页/共80页第五十四页，共80页。由相邻(xin ln)建筑物引起的沉降破坏第54页/共80页第五十五页，共80页。kiss第55页/共80页第五十六页，共80页。关西(un x)机场（世界最大人工岛）1986年：开工1990年：人工岛完成1994年：机场(jchng)运营面积：4370m1250m填筑量：180106m3平均厚度：33m第56页/共80页第五十七页，共80页。设计时预测沉降：5.77.5 m完成(wn chng)时实际沉降：8.1 m，5cm/月(1990年)预测主固结完成(wn chng)：20年后比设计超填：3m问题：沉降问题：沉降(chnjing

21、)(chnjing)大且有不大且有不均匀沉降均匀沉降(chnjing)(chnjing)关西(un x)机场第57页/共80页第五十八页，共80页。1998年长江(chn jin)大堤第58页/共80页第五十九页，共80页。第59页/共80页第六十页，共80页。1998长江(chn jin)洪水第60页/共80页第六十一页，共80页。 隐患(ynhun)与险情第61页/共80页第六十二页，共80页。第62页/共80页第六十三页，共80页。治理(zhl)管涌第63页/共80页第六十四页，共80页。第64页/共80页第六十五页，共80页。九江大堤(d d)决口溃口原因(yunyn)：堤基管涌199

22、8年8月7日13:10发生管涌(un yn)险情，20分钟后，在堤外迎水面找到2处进水口又过20分钟，防水墙后的土堤突然塌陷出1个洞，5 m宽的堤顶随即全部塌陷，并很快形成一宽约62m的溃口。 第65页/共80页第六十六页，共80页。第66页/共80页第六十七页，共80页。 崩 岸第67页/共80页第六十八页，共80页。溃堤湖北，牌洲湾，1998年8月2日第68页/共80页第六十九页，共80页。 关于工程地质与岩土工程的关系，有四种见解：岩土工程是工程地质的分支。是岩土力学在工程上的应用。是基础工程和地下结构(jigu)工程。按岩土工程勘察规范定义。第69页/共80页第七十页，共80页。岩土工

23、程（Geotechnical engineering） 是以土力学、岩石力学、工程地质学和地基基础工程学为理论基础，以解决和处理在工程建设中出现(chxin)的所有与岩土体有关的工程技术问题的一门地质和工程紧密结合的新专业学科。 引自岩土工程勘察规范（GB 5002194） 第70页/共80页第七十一页，共80页。概括为三个层次的含义：岩土工程是以岩土力学、工程地质学、地基基础工程学为基础，并与工程密切结合的综合性学科 岩土工程以岩土的利用、整治或改造作为研究内容 岩土工程贯穿(gunchun)于各类土木工程的勘察、设计与施工的全过程，是土木工程的组成部分 第71页/共80页第七十二页，共80

24、页。 强调了工程地质、岩土力学、结构(jigu)工程之间的关系是既有区别又相互紧密结合的关系，而不是从属的关系 明确指出岩土工程的学科范畴是包括多种学科、技术和方法的土木建筑工程，它不从属于某单一学科第72页/共80页第七十三页，共80页。 工程地质是岩土工程分析的条件 岩土力学是定量评价的理论基础 地基基础工程设计与施工是土木工程专业(zhuny)的工 作内容第73页/共80页第七十四页，共80页。岩土工程 在理论和方法上，需要工程地质学、岩土力学、工程力学、工程结构、建筑施工等多学科(xuk)的相互渗透 在工程实践中，需要勘察、设计、施工、监测、监理、科研等各方面的密切配合第74页/共80

25、页第七十五页，共80页。第75页/共80页第七十六页，共80页。第76页/共80页第七十七页，共80页。四、学习方法(fngf)和要求 课程内容：基础地质(dzh)知识工程地质(dzh)勘察方法各种类型工程的地质(dzh)问题第77页/共80页第七十八页，共80页。课程(kchng)特点：内容广、概念多、实践性强学习要求： 学习工程地质学基本知识 掌握分析和运用地质资料的方法 解决实际工程问题第78页/共80页第七十九页，共80页。复习思考题1. 土木工程地质(dzh)学的研究内容和任务是什么？2. 说明人类工程活动和地质(dzh)环境之间的关系。3. 什么是工程地质(dzh)条件和工程地质(dzh)问题？ 4. 说明工程地质(dzh)在土木工程建设中的作用。5. 何谓不良地质(dzh)条件？为什么不良地质(dzh)条件会导致建筑 工程事故？ 6. 说明工程地质(dzh)和岩土工程的关系。第79页/共80页第八十页，共80页。