工程地質(zhì)學(xué)課件電子檔

1、 第一章 第一章 緒 論一、工程地質(zhì)學(xué) 、工程地質(zhì)學(xué)(Engineering Geology):是一門研究與工程建設(shè)有關(guān)的地質(zhì)問題，為工程建 是一門研究與工程建設(shè)有關(guān)的地質(zhì)問題，為工程建設(shè)服務(wù)的地質(zhì)科學(xué)，它是地質(zhì)學(xué)的分支學(xué)科，屬于應(yīng)用地質(zhì)學(xué)的范疇。 設(shè)服務(wù)的地質(zhì)科學(xué)，它是地質(zhì)學(xué)的分支學(xué)科，屬于應(yīng)用地質(zhì)學(xué)的范疇。二、研 二、研 究 任 務(wù)①闡明建筑地區(qū)的工程地質(zhì)條件，

2、并指出對建筑物有利和不利的因素； ①闡明建筑地區(qū)的工程地質(zhì)條件，并指出對建筑物有利和不利的因素；②論證建筑物所存在的工程地質(zhì)問題，進行定性和定量的評價，作出確切的結(jié)論； ②論證建筑物所存在的工程地質(zhì)問題，進行定性和定量的評價，作出確切的結(jié)論；③選擇地質(zhì)條件優(yōu)良的建筑場址，并根據(jù)場址的地質(zhì)條件合理配置各個建筑物； ③選擇地質(zhì)條件優(yōu)良的建筑場址，并根據(jù)場址的地質(zhì)條件合理配置各個建筑物；④研究工程建筑物興建后對地質(zhì)環(huán)境的影響，預(yù)測其發(fā)展趨勢，

3、并提出對地質(zhì)環(huán)境合理利 ④研究工程建筑物興建后對地質(zhì)環(huán)境的影響，預(yù)測其發(fā)展趨勢，并提出對地質(zhì)環(huán)境合理利用和保護的建議； 用和保護的建議；⑤提出有關(guān)建筑物類型、規(guī)模、結(jié)構(gòu)和施工方法的合理建議，以及保證建筑物正常使用所 ⑤提出有關(guān)建筑物類型、規(guī)模、結(jié)構(gòu)和施工方法的合理建議，以及保證建筑物正常使用所應(yīng)注意的地質(zhì)要求； 應(yīng)注意的地質(zhì)要求；⑥為擬定改善和防治不良地質(zhì)作用的措施方案提供地質(zhì)依據(jù)。 ⑥為擬定改善和防治不良地質(zhì)作用的措施方案提供地質(zhì)依據(jù)

4、。兩個重要概念 兩個重要概念①工程地質(zhì)條件（ ①工程地質(zhì)條件（Engineering geological condition）：與工程建筑物有關(guān)的地質(zhì)因素的綜 ）：與工程建筑物有關(guān)的地質(zhì)因素的綜合。工程地質(zhì)條件可以理解為與工程建筑有關(guān)的地質(zhì)要素之綜合，包括地形地貌條件、巖 合。工程地質(zhì)條件可以理解為與工程建筑有關(guān)的地質(zhì)要素之綜合，包括地形地貌條件、巖土類型及其工程地質(zhì)性質(zhì)、地質(zhì)結(jié)構(gòu)、水文地質(zhì)條件、物理地質(zhì)現(xiàn)象、以及天然建筑材料 土類型

5、及其工程地質(zhì)性質(zhì)、地質(zhì)結(jié)構(gòu)、水文地質(zhì)條件、物理地質(zhì)現(xiàn)象、以及天然建筑材料等六個要素。 等六個要素。工程地質(zhì)條件是在自然地質(zhì)歷史發(fā)展演化過程中形成的 工程地質(zhì)條件是在自然地質(zhì)歷史發(fā)展演化過程中形成的;工程地質(zhì)條件的優(yōu)劣取決于其各個要素是否對工程有利。 工程地質(zhì)條件的優(yōu)劣取決于其各個要素是否對工程有利。②工程地質(zhì)問題（ ②工程地質(zhì)問題（Engineering Engineering geological geological Probl

6、em Problem）：工程建筑物與工程地質(zhì)條件之間所 ）：工程建筑物與工程地質(zhì)條件之間所存在的矛盾或問題 存在的矛盾或問題三、在三峽庫區(qū)范圍內(nèi)存在著眾多工程地質(zhì)問題： 三、在三峽庫區(qū)范圍內(nèi)存在著眾多工程地質(zhì)問題：☆庫岸穩(wěn)定性問題 ☆庫岸穩(wěn)定性問題 ☆水庫誘發(fā)地震問題 ☆水庫誘發(fā)地震問題 ☆水庫滲漏問題 ☆水庫滲漏問題 ☆水庫浸沒問題 ☆水庫浸沒問題 ☆水庫淤積問 ☆水庫淤積問題四、研 四、研 究 方 法? 自然歷史分析法 自然歷史分析

7、法 — 地質(zhì)學(xué)分析 地質(zhì)學(xué)分析研究地質(zhì)體、地質(zhì)現(xiàn)象、自然地質(zhì)歷史形成演化。地質(zhì)基礎(chǔ)工作?；镜难芯糠?研究地質(zhì)體、地質(zhì)現(xiàn)象、自然地質(zhì)歷史形成演化。地質(zhì)基礎(chǔ)工作?；镜难芯糠椒ā?法?！ㄐ苑椒?。例如：斜體變形破壞研究。 定性方法。例如：斜體變形破壞研究。?數(shù)學(xué)力學(xué)分析法 數(shù)學(xué)力學(xué)分析法 — 定量分析計算、評價 定量分析計算、評價針對某一具體問題。地質(zhì)分析為基礎(chǔ) 針對某一具體問題。地質(zhì)分析為基礎(chǔ)— 地質(zhì)模型 地質(zhì)模型— 數(shù)學(xué)模型（理論經(jīng)

8、驗公式等） 數(shù)學(xué)模型（理論經(jīng)驗公式等）— 代入有關(guān)參數(shù)進行計算。 代入有關(guān)參數(shù)進行計算。 例如：剛體極限平衡法、彈塑性理論方法、數(shù)理統(tǒng)計方法、 例如：剛體極限平衡法、彈塑性理論方法、數(shù)理統(tǒng)計方法、數(shù)值分析方法。還如，灰色理論、邏輯信息、模糊數(shù)學(xué)、分形、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、層次分析等。 數(shù)值分析方法。還如，灰色理論、邏輯信息、模糊數(shù)學(xué)、分形、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、層次分析等。? 模型與模擬實驗法 模型與模擬實驗法 — 仿實體演繹 仿實體演繹模型實驗：如滲流、斜

9、坡、地基滲透變形、洞室穩(wěn)定等方面都可以進行。 模型實驗：如滲流、斜坡、地基滲透變形、洞室穩(wěn)定等方面都可以進行。模擬實驗：如光彈實驗、電網(wǎng)絡(luò)模擬（歐姆定律 模擬實驗：如光彈實驗、電網(wǎng)絡(luò)模擬（歐姆定律—滲流達(dá)西定律） 滲流達(dá)西定律） 、結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)模擬 、結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)模擬等。 等。? 工程地質(zhì)類比法 工程地質(zhì)類比法 — 經(jīng)驗借鑒、對比 經(jīng)驗借鑒、對比基礎(chǔ)是相似性（地質(zhì)條件與建筑物工作方式） 基礎(chǔ)是相似性（地質(zhì)條件與建筑物工作方式） 。 如：專家

10、判斷、經(jīng)驗參數(shù)使用。 如：專家判斷、經(jīng)驗參數(shù)使用。上述方法各有特點，相互補充，綜合應(yīng)用。 上述方法各有特點，相互補充，綜合應(yīng)用。2） 、斷層活動段的長度和斷距 、斷層活動段的長度和斷距斷層長度是指現(xiàn)活動段長度及兩旁相應(yīng)的錯斷距離。 斷層長度是指現(xiàn)活動段長度及兩旁相應(yīng)的錯斷距離。一般認(rèn)為，活斷層地表產(chǎn)生的斷裂長度與震源體處斷裂長度相一致。通常是根據(jù)活斷層 一般認(rèn)為，活斷層地表產(chǎn)生的斷裂長度與震源體處斷裂長度相一致。通常是根據(jù)活斷層可能產(chǎn)生

11、最大地震震級 可能產(chǎn)生最大地震震級 M，利用統(tǒng)計經(jīng)驗方式及查表確定 ，利用統(tǒng)計經(jīng)驗方式及查表確定 L 和 D。(活動段長度 活動段長度 L 和斷距 和斷距D)M=3.3+2.1lgL (——M-地震震級； 地震震級；——L-最長地面斷裂長度 最長地面斷裂長度)3） 、錯動速率和活動周期 、錯動速率和活動周期1、錯動速率 、錯動速率錯動速率是指斷層年錯動位移量，一般是用若干年總的錯動量計算得到，因而也稱平均 錯動速率是指斷層年錯

12、動位移量，一般是用若干年總的錯動量計算得到，因而也稱平均錯動速率。分為水平和垂直分量。斷層錯動速率從二個方面獲得： 錯動速率。分為水平和垂直分量。斷層錯動速率從二個方面獲得：（1）精密地形測量 ）精密地形測量是研究現(xiàn)今活動斷裂的有效方法。我國許多著名活斷層均設(shè)有精密水準(zhǔn)、三角測量、激 是研究現(xiàn)今活動斷裂的有效方法。我國許多著名活斷層均設(shè)有精密水準(zhǔn)、三角測量、激光測距等量測工作。 光測距等量測工作。 有了量測數(shù)據(jù)，便可以計算錯動速率。 有

13、了量測數(shù)據(jù)，便可以計算錯動速率。（2）根據(jù)第四紀(jì)地層、地質(zhì)的年代及錯動量來獲得 ）根據(jù)第四紀(jì)地層、地質(zhì)的年代及錯動量來獲得研究夷平面、階地、水系、斷崖、土層等，通過測量錯動量及相對年齡，可以計算出平 研究夷平面、階地、水系、斷崖、土層等，通過測量錯動量及相對年齡，可以計算出平均錯動速率。 均錯動速率。2、錯動周期 、錯動周期斷層兩次錯動之間的時間間隔定義為活斷層錯動周期 斷層兩次錯動之間的時間間隔定義為活斷層錯動周期 R?？砂匆韵路椒ù_

14、定錯動周期： 可按以下方法確定錯動周期：① 按地殼應(yīng)變速率（這是近似當(dāng)成斷層平均錯動速率） 按地殼應(yīng)變速率（這是近似當(dāng)成斷層平均錯動速率）S 及一次地震錯動量 及一次地震錯動量 d 計算 計算 R。R=d/s② 根據(jù) 根據(jù) 2 次地震條件、時間間隔確定 次地震條件、時間間隔確定③ 根據(jù)地震震級及錯動速率，由經(jīng)驗統(tǒng)計式計算 根據(jù)地震震級及錯動速率，由經(jīng)驗統(tǒng)計式計算④ 根據(jù)第四紀(jì)地層、地質(zhì)錯動證據(jù)，結(jié)合年齡測定確定周期。 根據(jù)第四紀(jì)地層、地

15、質(zhì)錯動證據(jù)，結(jié)合年齡測定確定周期。4） 、活斷層的年齡判斷 、活斷層的年齡判斷? 活斷層的年齡判據(jù)，以第四紀(jì)地質(zhì)學(xué)和地層學(xué)研究為基礎(chǔ)，確定活斷層的地質(zhì)年代或 活斷層的年齡判據(jù)，以第四紀(jì)地質(zhì)學(xué)和地層學(xué)研究為基礎(chǔ)，確定活斷層的地質(zhì)年代或年代范圍，取樣測定絕對年齡。 年代范圍，取樣測定絕對年齡。兩種方法： 兩種方法：間接法 間接法——錯斷地層年齡法 錯斷地層年齡法 直接法 直接法——斷層物質(zhì)絕對年齡法 斷層物質(zhì)絕對