工程地质 学习心得[精选五篇]

第一篇：工程地质 学习心得

《工程地质》学习心得体会

我是***专业的专任教师，2014年下半年网络培训我选择的课程是西南交通大学地球科学与环境工程学院地质工程系白志勇教授主讲的《工程地质》，经过25个学时的培训，我已经获得了教育部全国高校教师网络培训中心所颁发的合格证书（编号：ZX00000）。

作为一名***专业的教师，我一直认为，采矿和地质有着千丝万缕不可分割的联系。地质是分析岩层矿层赋存情况，而采矿是最终的目的，是通过井巷工程进入工作面而最后将有价值的矿体给开采出来。地质是采矿的眼睛，地质是前瞻性的预测预报和分析，采矿则是依据地质数据和资料进行井巷工程布局，然后准备好健全的生产系统，采出矿体。所以，作为采矿人，必须对地质学相关内容有熟练的掌握，在授课过程中向学生灌输地质思想，让学生在以后的实际工作中能解决采矿方面的地质问题。

矿山是基础，地质要先行。地质就是采矿的眼睛，矿体的圈定，煤层的分布情况都要地质测量的先搞好，在矿井开拓过程中，地质开始发挥主要作用，指导采掘工作向着正确的方向。最终达到开采矿山的目的，把矿体或是煤体开采出来。在生产期间，地质相关工作的还要随时做好，为井下不断出现的新地质情况给予采矿指导。

该课程是教育部“质量工程”项目——“高等学校教师网络培训系统”项目推出的数字化在线培训课程之一，该课程以自主学习、专家指导、经验分享、互动交流、全程服务为特色，培训对象为各高等学校承担工程地质课程教学任务或与其相近课程教学任务的在职教师。

该课程必修内容为主讲教师及团队的授课视频。视频内容主要介绍了本门课程的定位、课时安排、教学理念、难重点教学设计、主要的教学方法、示范教学、考核与评价、教学前沿等。目的在于通过主讲教师课程教学经验分享，解答学员在教学实践中的问题与困惑，有针对性地提高学员本门课程的教学能力。其中难重点教学设计部分重点分析了工程地质课程教学的重点在于引导学生掌握基本理论、基本方法和基本技能，重在培养观察问题、分析问题和解决问题的能力，并强调在课程讲授的过程中，应该始终注意贯彻这两个基本原则。

该课程选修内容为通识性教学视频，主要包括教学方法、教育技术、学术讲座等内容。旨在通过对教学具有普遍指导意义和帮助的内容，满足学员提高教学水平的需求。

通过这次学习，我知道了自己以后在教学中要注意的问题，我知道了同行是如何进行教学的，明白了一个教师应该具备什么怎样的素质和修养，要呈现一堂精彩的课应该怎样去准备。脑子里面的关于如何教学变得清晰而不是原来的模糊。对于地质学相关的教育有了更清晰的认识。作为一个高等学校的教师在教学中更应该是一个引导者、促进者，要在教学中培养学生的自主发展意识，积极的参与到教学过程中来。也明白了如何和学生建立良好的师生关系。

在课堂教学中，要多鼓励学生提问与思考，要欣赏学生的表达与论述，要为学生表达自己的认识与思想提供机会与条件。我希望学生能够成为一名真正的学习者，而不是一名老实的只会用耳朵学习的机器。为此，我时刻提醒自己，不要在课堂上形成教师的知识与话语的霸权，要倾听学生的表达，要尊重学生的见解，要谦逊地表达自己的认识与看法。要让学生在课堂学习过程中找回自信与尊严，这才是真正培育学生教育智慧和形成个人教育知识的前提。

第二篇：工程地质学习心得

工程地质论文

经过近一个学期的学习，我对工程地质初步的认识与了解，掌握了关于工程地质中的基本知识，老师在课堂上已经向我们介绍了很多有关地质的知识，但这些知识是平面的、抽象的我们还需要理论结合实践，亲自去观察这些现象，更好点的认识地质现象，加深对其了解通过实践，知识才变得具体了.我觉得，在这学期我们所学的课程中，工程地质这门课程应该是最接近实际的。工程地质就在在我们周围，我们触手可得的石头、水都在地质的范围之内，工程地质是天天都在我们身边的——不论何时，不论何地，我们总是与她亲密接触的！只要我们能认真观察，吧我们所看到的与书上的联系起来，我们总会有一些发现的，这也会让我们有一种成就感，一种收获感，一种满足感！这学期的工程地质课程我感觉收获还是挺大的。至少让我知道了什么是工程地质学，工程地质学的一些主要任务，基本要求；工程地质的主要任务等。了解到地壳及其物质组成，矿物，岩石的基本概念，成分地质年代的发展。还有褶皱，节理和断层是最基本的地质构造；和褶皱，节理断层的一些基本概念，要素等。地下水的基本概念，类型，补给，径流与排泄。风化作用，河流的侵蚀、搬运与沉积作用，岩溶作用，斜坡与边坡地质作用等。地质灾害有滑坡，崩塌，泥石流等。岩土的地质分级比较多，而且各自的参照也不同。总之，学了工程地质这门课程，我还是有很大的收获的！

工程地质学是研究与工程建设有关的地址问题的科学，把地址科学的基础知识应用到工程实践中，通过勘察手段获得各种地质数据，为各类工程建筑的规划、设计、施工提供科学依据，从而在安全、质量及功能方面保证工程建筑在安全可靠、保证质量的人类社会的进步与发展，实际上又是一部人与自然相互协调和相互影响的壮丽史诗。以前我们把人与自然的关系当成是与天斗与地斗的斗争关系，实践证明，人与大自然斗争的结果，虽然取得了一些局部性的小胜利，而大自然反过来对人类的惩罚却是灾难性的。人类的每一次产业革命，无不与工程建设有直接关系，与地质环境有直接或间接关系。建国以来，我国的基本建设此起彼伏，新一轮的建设高潮正在兴起。尽管工程地质学科正在经历着前所未有的挑战，工程地质工作也存在着这样那样的问题和难题，然而这更是机遇。抓住机遇迎接挑战，顺应自然，保护环境，防止灾害，造福人类。它是一门研究与工程建设有关的地质问题，为工程建设服务的地质学科。工程地质学研究内容是多方面的，主要包括岩土的工程地质性质、动力地质作用、工程稳定性、岩土工程设计理论或方法、区域工程地质、环境工程地质、工程地质勘查理论和技术等。地球是人类赖以生存和活动的场所，地球的表层称为地壳。我们的矿产资源、工程建设的所在地、建设材料的主要来源地都是地壳。所以研究工程地质学首先要对地壳有一个系统成熟的了解，也要对我们的地球内外结构、理化性质有较深的了解。本书简单的介绍了地球概况和详细介绍地壳的有关知识，给我们一个整体的认识和基础知识巩固。本书也系统地介绍了工程地质有关知识，重点在土体的工程地质特征、岩体的工程特性、地下水等，还介绍了常见地质灾害，对我们有实践指导意义的是最后两章，工程地质环境和岩土工程勘察。工程地质学研究内容是多方面的，主要包括岩土的工程地质性质、动力地质作用、工程稳定性、岩土工程设计理论或方法、区域工程地质、环境工程地质、工程地质勘查理论和技术等。工程地质考虑的三个因素为：安全、经济、正常使用。安全主要是指工程地质条件方面，工程地质条件是指与工程建设与有关的地质因素的综合。这厮二因素包括沿途的工程地质特征、地质构造、地貌、水文地质、不良地质现象和天然建设材料等方面，它是一个综合概念。它直接影响到工程的安全、经济和正常使用。安全的主要地质问题是地基承载力和变形问题。

我们生活离不开工程建设，而工程地质学是工程建设的专门研究学科，所以工程地质学与我们生活息息相关。从工程地质的角度上讲，工程包括三种类型。第一类是将工程岩土作为地基利用的工程，如各种工业与民用建筑工程等，保证该类工程的施工和使用过程中的安全所要解决的主要工程地质问题是地基承载力和变形问题；第二类是将边坡岩土作为利用对象的工程，如露天采矿工程、港口工程、坝体工程等，保证该类工程的施工使用过程中的安全所需要解决的主要工程地质问题是边坡岩土的重力稳定性问题；第三类是将地下洞是作为利用对象的工程，如人防工程、交通隧道工程等，保证该类工程的施工和使用过程中的安全所要解决的主要工程地质问题则是整个洞室环境的稳定性问题。所以，工程地质问题是复杂多样的，在工程建设过程中一定要根据工程地质条件和具体工程的建设要求两个方面紧密的联系起来，有针对性的开展工程地质工作，切不可在未查清建设场区的工程地质条件或对工程地质问题分析、评价不充分的情况下进行工程建设活动，以免造成不良影响或严重后果。

这门课程我们的周围相息，主要是土体、岩体的工程特性，地下水在水文地质学又有详细介绍，地质灾害等等，总体上虽内容广泛但内容丰富，但个别内容比较难懂。但它对我们知识的联接，形成知识结构很有帮助，还让我们了解工程建设的基础知识，学好它很重要。还有老师讲解得很好，让我们学到很多知识，对我们生活的工程问题也有很多涉及，提高了学习兴趣，用增加了它的实用性。学习是一个长期的过程，学习的方法也有很多，主要有理解记忆法，快速诵读法，提纲挈领法，求同存异法，图表背诵法等。兴趣是最好的方法,培养兴趣很重要。你自己是你过去的累积形成的，你的成功是你的过去点滴累积的，所以平时要注意积累，要养成正确的思维模式。要重视积累，才能学好这门课程。认真安排时间，学前预习，充分利用课堂时间，学习要有合理的规律，找一个安静、舒适的地方学习，不能情绪波动的时候学习，树立正确的考试观是很重要的。

工程地质学与我们本专业的联系也很紧密，学好它对以后就业也很有帮助。同时，工程地质学提高了我们的见识，丰富了知识。但它对我们知识的联接，形成知识结构很有帮助，还让我们了解工程建设的基础知识，学好它很重要。还有老师你讲解得很好，让我们学到很多知识，对我们生活的工程问题也有很多涉及，提高了学习兴趣，用增加了它的实用性。工程地质学与我们本专业的联系也很紧密，是我们工程管理专业的一个重要延伸吧，学好它对以后就业也很有帮助。同时，工程地质学提高了我们的见识，丰富了知识，是一门很重要的学科。这就是我学习工程地质学的心得体会。最后，我想对工程地质课提出自己的一点建议。我觉得，工程地质课应该增加实践内容，通过实践可以增强学生对本专业的感性认识，以补充课堂教学的不足，可以使学生更加直观的了解地质请况，理解工程地质学科在建筑建设过程中的具体应用。

第三篇：水利工程地质学习心得

水利工程地质学习总结心得

姓名: 张 虎 承 班级: 二

班

学号：20132941

心得：

学习《水利工程地质》这门课已经快两个月了，刚开始认为这门课没有意义，一上课就玩手机、睡觉，但是，通过这一两个月的学习使我认识到工程地质学在工程建设中具有重要的意义，凡是重视工程地质工作，事先了解和掌握了环境地质条件的规律性，则修建的工程会是成功的，反之，忽视工程地质工作，则必然出现这样那样的问题，甚至导致整个工程发生灾难性的毁坏。例如，近代震惊世界的两起最大的水利工程法国马儿帕塞坝和意大利的瓦伊昂水库事故，都是因地质问题造成的。因此，学好《水利工程地质》这门课对于以后的水利工程建设具有不可取代的作用。《水利工程地质》是一门实践性很强的课，学好这门课程不仅需要上课认真听讲，熟记各个知识点，而且需要多观察、多思考，将学习与实践相结合，做到学有所思，思有所得，学以致用，只有这样，才能在工作中将课堂上学到的知识熟练地运用。当今社会需要的是知识复合型人才，我相信，通过学习《水里工程地质》结合我们所学的其他专业课，我们的专业知识将更加丰富，专业技能将更加娴熟。在今后的工作中，才会更大的发挥我们的专业优势，以及更好的服务于我国的水利水电事业，让祖国的水更清、天更蓝。

学习总结：

一、工程地质学及其研究目的和主要内容

工程地质学——调查、研究、解决与各种工程活动有关的地质问题的科学。它是以地学学科的理论为基础，应用数学、力学的知识和工程学科的技术与方法来解决工程规划、设计、施工和运行有关的地质问题。是地质学的一个分支。课程中研究、讨论的各种工程地质问题都是围绕工程地质条件来进行。自然地质环境与建设工程的矛盾性。工程地质学的目的：

查明各类工程建筑区的地质条件；分析、预测在工程建筑物作用下，地质条件可能出现的变化；对建筑区各种地质问题进行综合评价，提出解决不良地质问题的方法、措施，保证建筑物的选址正确、设计合理、施工顺利、经济节约及工程完工后运行安全。不同的地区，（工程）地质条件不同，工程类型各不相同，在设计阶段工程地质条件的各方面并不是等同的，而且要有主有次，其中岩土的工程地质性质、地质构造器主导作用。但在一些情况下，地形地貌或水文地质条件也可能是主要因素。水利工程地质——研究水利水电工程建设中的各种工程地质问题。所谓的工程地质问题，包括了工程地质条件和工程地质作用2个方面：

（1）工程地质条件 地形地貌、地层、岩性、地质构造、水文地质条件、物理地质现象及天然建筑材料共六个方面。工程地质条件对工程建筑有制约影响因素，反之工程建筑又改变了建筑区的地质条件，二者是相互制约的。建筑物完工之后，地质条件的改变对建筑物产生的影响必须要考虑、研究、进行预测。（2）工程地质作用——地质条件的变化

建筑物建成之后，地质条件发生了改变，对建筑物存在许多不安全因素，如水库诱发地震、不均匀沉降对楼房的危害等。无论是工程地质条件还是工程地质作用研究解决的问题都是建筑物的安全稳定和经济效益。

（1）工程岩土学（2）工程动力地质学（3）工程地质勘察（4）区域工程地质学（5）环境工程地质学与工程地质学关系密切的主要学科矿物学、岩石学、构造地质学、地貌学、水文地质学——地学学科的分支。

二、工程地质学的任务和在工程建设中的意义

工程地质学的应用是非常广泛的，公路、铁路、桥梁建设、工民建都要应用到工程地质学。

工程地质学的基本任务是：（1）评价工程建设区的工程地质条件；（2）预测、分析在工程建设及完工之后可能发生的环境变化；（3）选择最佳场地和克服不良现象采取的工程措施，包括环境的保护等；（4）提供工程规划、设计、施工所需的工程地质资料。工程地质学在水利水电建设中的主要任务:（1）选择最优良的建筑地址；

（2）查明建筑区的工程地质条件和可能发生的物理地质作用；（3）根据工程地质条件提出建筑物的结构类型、施工方法既注意事项等；

（4）提出防治、改善不良地质现象的方案措施。

三、我国水利水电工程地质的成就与发展

人类修建水利工程可以追索到公元前。我国著名的都江堰水利工程在公元前250年就开始修建，著名的京杭大运河是公元前485年修建。这些工程都需要一定的地质知识。到20世纪20年代工程地质学才形成为一门独立的学科。长江三峡水利枢纽工程是当今世界最大的水利枢纽工程。它位于长江西陵峡中段，坝址在湖北省宜昌市三斗坪，设计正常蓄水位l75米，总库容393亿立方米。建成后，它不仅为我国带来巨大的经济效益，还将为世界水利水电技术和有关科技的发展作出有益的贡献。在我国，工程地质学科是在建国之后得到飞速发展，在各项工程中也取得了显著的成就。第一章

地球是一个旋转的椭球体，平均半径6371km。在地球表面向下30---40km和2900 km有两个分界面，称之为莫霍面和古登堡面，两个界面把地球内部分为地壳、地幔和地核三部分。

地核——古登堡面以下至地心部分。厚度约3470km，主要由铁镍物质等组成。

地幔——介于古登堡面和莫霍面之间的部分，依据地震波传播的速度，又分为上、下地幔。组成物质上地幔为多含Fe、Mg的硅酸盐矿物组成，下地幔为FeO、MgO的含量更高。地壳——地球的表层的固体部分，厚度变化很大。海洋地壳厚度较薄，平均厚度5~6km，陆地地壳平均厚度约33km。最厚的地壳是在我国的喜马拉雅山其厚度70~80km。地

球

地球是一个特殊的物理化学系统，它有别于太阳系的其他行星，不但有生物圈和生命的长期作用，有液态水圈和氮-----氧形成的大气圈，还有岩石圈的板块运动。从而决定了地球系统特有的物质运动与元素行为特征。组成地壳的化学元素有100多种，各元素含量极其不均匀，其中最主要的有10种，占地壳总质量的99.96%。美国化学家克拉克应用陨石类比法的分析统计，它们是

氧>硅>铝>铁>钙>钠>钾>镁>钛>氢。

地壳中的化学元素是随环境的变化而不断地变化。元素在一定的地质条件下组成矿物，矿物的集合体就是岩石。组成岩石的主要矿物叫做造岩矿物。按成因岩石分为岩浆岩、沉积岩、变质岩。从分布上地球表面沉积岩和变质岩约占75%，岩浆岩占25%，从质量上沉积岩占地壳质量的5%，变质岩占6%，岩浆岩占89%。不同的成因是岩石形成的条件不同，岩石的矿物成分、结构和构造各不相同，就是岩石的特征各不相同，表现的力学性质、工程地质条件、水文地质性质也各不相同。

第一节

造 岩 矿 物

矿物是各种地质作用的天然产物，具有一定的物理性质和化学成分。矿物可以是单质元素或者是化合物。矿物的物理形态有固态、液态和气态。如金、石油、天然气。人们发现的矿物已有3000多种，常见的主要矿物有100多种，重要的造岩矿物仅30多种。我们把组成岩石的主要矿物称之为造岩矿物。常见的造岩矿物如 长石、石英、角闪石、橄榄石、方解石、白云石、辉石、石膏、绿泥石、石榴子石等。如花岗岩其组成的主要矿物为石英、长石、云母等。

一、矿物的形态

（一）矿物的单体形态

1、结晶质和非结晶质矿物

造岩矿物绝大部分是结晶质------组成矿物元素质点在矿物内部按一 定的规律重复排列，形成稳定的结晶格子构造。我们把具有一定的结晶格子构造的物质叫做结晶质。结晶常形成固定的几何形态，称之为晶体。非结晶体就是元素在矿物内部质点排列没有一的规律性。

2、矿物的结晶习性

简单的说，矿物晶体在三度空间的发育程不同，形成单向、二向、三向延长。

（二）矿物集合体的形态

矿物集合体——同种矿物多个单体聚集在一起整体，其集合体的形态取决于单体的形态和它们的集合方式。矿物集合体的形态有粒状、片状、板状、纤维状、针状、柱状、晶簇状等。

二、矿物的物理性质

每一种矿物都有自己的物理性质。任何地质工作都要和各种岩石接触，要对岩石进行研究，首先，必须研究矿物，矿物的物理性质是鉴定矿物的主要依据。矿物的物理性质包括：颜色、条痕、透明度、光泽、解理和断口、硬度等。

第二节

岩 浆 岩

一、岩浆岩的成因与产状

成因：岩浆岩又称火成岩，其形成是由于地壳深部和地幔中高温、高压的岩浆侵入地壳之内或喷出地表经冷却凝固所形成的岩石。

产状：指岩浆岩体的大小、空间形态与周围岩石的关系。高温高压状态下的岩浆是熔融体。其成分以硅酸盐为主，含有大量的挥发性物质，且具有一定的黏度，在地壳运动过程中，沿着地壳的软弱带或深大断裂向压力小的地方移动，侵入到地壳之内或喷出地表，岩浆经过冷却凝固，形成各种不同的岩浆岩。整个过程称为岩浆作用，岩浆岩又分为侵入岩和喷出岩。常见的花岗岩、玄武岩是侵入岩和喷出岩。

（一）侵入岩的产状

侵入岩依据位置分为深层岩和浅层岩。常见的产状有：岩基、岩株、岩墙和岩脉、岩盘、岩床。

岩基：大规模的深层侵入形成的岩浆岩，分布面积大于100平方公里。

岩株：分布面积小于100平方公里的深层岩浆岩。

岩墙和岩脉：岩浆侵入形成板状的岩体。宽度几厘米至几十米，长度几米到几十公里。直立的或近似直立叫岩墙，倾斜或不规则的叫岩脉。岩盘：底部较平，中心厚度较大，顶部隆起的层间侵入体。

岩床：沿原有的岩层层面侵入。

（二）喷出岩的产状

如我们见到的流纹岩、玄武岩、安山岩都是喷出岩。喷出岩的产状有熔岩流、溶岩被、火山锥等。

二、岩浆岩的矿物成分

岩浆岩的矿物成分较复杂，组成地壳的化学元素在岩浆岩中都能见到，但主要是以氧化物的形式出现。如SiO2 AI2 O3 Fe2O3 FeO MgO

CaO

Na2O K2O

等。但其中SiO2的含量最多，岩浆岩实质也是硅酸盐岩石。依据SiO2含量的多少岩浆岩划分为：超基性岩、基性岩、中性岩、酸性岩。

超基性岩

SiO2含量

<45% 基性岩

SiO2含量

45~52% 中性岩

SiO2含量

52~65% 酸性岩

SiO2含量

>65% 岩浆岩的矿物成分既可反映岩石的化学成分和生成条件，也是岩浆岩命名的主要依据之一。矿物成分也反映岩石的工程地质性质。鉴别岩石必须鉴定矿物成分。组成岩浆岩的矿物有30多种，长石、石英、白云母、黑云母、辉石、角闪石、橄榄石等是主要的矿物。

三、岩浆岩的结构

1、岩浆岩的结构是指岩浆岩中矿物的结晶程度、颗粒的大小、形状，以及它们的组合关系。这也是区分和鉴定岩浆岩的重要标志之一。岩浆岩的结构分类如下：

（1）按岩石中矿物结晶程度划分

全晶质结构——岩石全部由结晶质矿物组成，多见于深层岩，如花岗岩。

（2）半晶质结构——由结晶矿物和非结晶的玻璃所组成，多见于喷出岩，如流纹岩。

（3）玻璃质结构——全部由玻璃质所组成，矿物来不及结晶，多见于喷出岩。

2、按岩石中矿物颗粒的绝对大小划分

（1）显晶质结构——岩石中的矿物颗粒，平肉眼或借助放大镜能分辨出矿物颗粒。岩浆岩的结构

粗颗粒结构

颗粒直径

>5mm

中颗粒结构

颗粒直径

5~1mm 细颗粒结构

颗粒直径

1~0.1mm

（2）隐晶质结构——岩石中的矿物颗粒非常细小，要用显微镜才能分辨晶粒特征的结构。

3、按岩石中矿物颗粒的相对大小划分

（1）等粒结构——岩石中主要矿物的颗粒粗细大致相等。（2）不等粒结构——岩石中主要矿物的颗粒粗细大小相等。（3）斑状结构——指岩石由两组直径相差甚大的矿物颗粒组成，大的叫斑晶，小的叫基质，基质分为隐晶质和玻璃质。大晶粒散布在小晶粒中。还有视斑状结构。岩浆岩的结构

四、岩浆岩的构造

岩浆岩的构造，是指岩浆岩中的矿物在空间的排列、配置和充填方式所形成的特征。

1、块状构造----矿物分布比较均匀，无定向排列，是岩浆岩中最常见的一种构造。

2、流纹构造----由不同颜色的矿物、玻璃质和拉长的气孔等，沿熔岩流动方向作平行排列所形成的一种流动构造。

3、气孔构造----在岩石中形成众多大小不

一、互不联通的孔洞。

4、杏仁构造----熔岩中的气孔被次生矿物充填，形似杏仁。

五、岩浆岩的分类及简易鉴定方法

六、主要岩浆岩的特征

岩浆岩的特征就是岩浆岩的矿物成分、结构和构造特征。辉长岩（基性深成岩）闪长岩（中性深成岩）花岗岩（酸性深成岩）

第三节

沉 积 岩

沉积岩是地球表面出露最多的岩石，地球表面75%被沉积岩覆盖，但其质量所占比例很小。沉积岩最显著的特征就是成层状。

一、沉积岩的形成

沉积岩的形成是漫长又复杂的地质作用过程，一般分为四个阶段。风化阶段

搬运阶段

沉积阶段

胶结成岩阶段

1、风化阶段-----也称为原岩破坏阶段，地表或接近地表以形成的岩石，在长期的温度变化、水、氧、生物因素的作用，在原地发生机械崩解或化学分解，变成松散的碎屑物质、新的矿物或溶解物质。

2、搬运阶段----部分碎屑物质被水流、风、冰川、生物等搬运到其他地方。一部分留于原地。

3、沉积阶段----被搬运的碎屑物质在适当的地点沉积下来，包括了机械沉积、化学沉积、生物化学沉积等方式。

4、胶结成岩阶段----经过压实（上覆沉积物的重力压固，空隙减少，谁被挤出）、胶结（胶结变硬）、重新结晶作用，形成的岩石叫做沉积岩。

二、沉积岩的矿物组成

沉积岩常见的矿物仅有20多种，可分为

1、碎屑矿物----也称原生矿物，原岩中一些抗风化能力较强的矿物残存下来，如长石、石英等矿物。

2、粘土矿物----原岩风化破碎后生成的次生矿物，如高岭石、蒙脱石、水云母等。

3、化学沉积矿物----生物化学沉积作用形成的矿物，如方解石、白云母、石膏、岩盐。

4、有机质及生物残骸----生物残骸或经过有机化学变化形成的矿物，如贝壳、泥炭、石油。

3、化学沉积矿物----生物化学沉积作用形成的矿物，如方解石、白云母、石膏、岩盐。

4、有机质及生物残骸----生物残骸或经过有机化学变化形成的矿物，如贝壳、泥炭、石油。

三、沉积物的结构

沉积物的结构主要有以下四种

1、碎屑结构----碎屑物质被胶结粘结起来形成的一种结构。（1）、按碎屑粒径碎屑结构

分为 砾状结构----碎屑粒径>2mm

砂质结构 包括

粗砂结构

碎屑粒径为

2.0-----0.5mm

中砂结构

碎屑粒径为

0.5-----0.25mm 细砂结构

碎屑粒径为

0.25-----0.05mm

粉砂质结构

碎屑粒径为0.05------0.005mm（2）按碎屑颗粒的磨圆程度

分为尖棱角状、次棱角状、次圆状和圆状

(3)胶结物及胶结类型

常见的胶结物有

硅质---------胶结物为SiO。颜色浅，岩型坚固，强度高，抗水性及抗风化性强。

铁质---------胶结物为铁的氧化物和氢氧化物。常呈红色或棕色，岩石强度次于硅质胶结。

钙质---------胶结物为Ca Mg 的碳酸盐，呈白灰色、青灰色。岩石较坚固，强度较大，具有脆性、可溶性，遇盐酸起泡。

泥质---------胶结物成分为粘土。多呈黄褐色，性质较松易破碎，遇水易软松散。

石膏质--------胶结物成分为CaSO

。硬度小，胶结不紧密。

胶结类型 基底胶结------胶结物含量较多，碎屑物孤立地分布于胶结物中，彼此互不接触。

孔隙胶结------碎屑物颗粒紧密接触，胶结物充填与粒间孔隙中。接触胶结------胶结物含量极少，碎屑颗粒互相接触，胶结物近存在于颗粒的接触处。

2、泥质结构------粘土结构

50%以上的粒径小于0.005mm的粘土颗粒组成，质地均一。这种结构是粘土岩的主要特征。

3、晶粒结构

岩石中的颗粒在溶液中结晶或呈胶体形态凝结沉淀而成的。由鲕状、结核状、致密块状等。

4、生物结构

4、由30%以上的生物残骸碎片组成的岩石结构，如生物碎屑结构、贝壳结构等。

四、沉积岩的构造

沉积岩的构造是沉积岩的各个组成部分的空间分布和排列方式。

（一）层理构造

层理构造是沉积岩垂向的“成层”现象，是区别其他类岩石的显著标志。

1、水平层理

2、单斜层理

3、交错层理

（二）层面构造

岩层层面上由于水流、风、生物活动等作用留下的痕迹，如波痕、泥裂、雨痕等。

（三）结核

沉积岩与围岩成分有明显的区别是矿物质团块.（四）生物成因构造 沉积岩中具有生物残骸或生物活动的迹象。典型沉积岩、砂岩、典型沉积岩、页岩 第四节

变 质 岩

地壳中原有的岩石，由于受地壳运动和岩浆活动等内动力影响造成物理、化学环境的改变，在其高温、高压及其它化学因素的作用下，原来岩石的矿物成分、结构、构造发生一系列变化，形成新的岩石叫做变质岩，这种改变岩石作用叫做变质作用。虽然岩浆岩和变质岩都是内力地质作用的产物，但两者的相成机制和特征有很大的不同。他们之间的主要区别是：前者主要是从流体相（岩浆）结晶转变成固相（岩石）的降温过程；后者主要经历了温度和压力的变化，是从一种固相转变为另一种固相的结晶过程。

一、变质作用的因素及类型

变质作用的因素有：高温度、高压力及化学活动性流体。

变质作用的类型：接触变质作用、区域变质作用、混合岩化作用、动力变质作用

1、接触变质作用

发生在侵入岩与围岩之间的接触带上，由温度和挥发性物质所引起的变质作用，高温使得岩石发生矿物的重结晶、脱水、脱碳以及物质的重新组合，形成新的矿物与变晶结构。岩浆分异出来的挥发性物质会使岩石化学成分发生显著的变化，产生新矿物。

2、区域变质作用

大的范围内由于温度、压力及化学活动性流体等因素引起的变质作用。

3、混合岩化作用 原有的变质岩体与岩浆流体互相混合交代而形成新岩石的作用。

4、动力变质作用

在地壳构造运动时产生的定向压力使岩石发生的变质作用。其特点是与断层带相伴生，原岩被挤压破碎、变形并有重新结晶现象，形成特有的糜棱岩、角砾岩及蛇纹石、绿泥石等变质矿物。

二、变质岩的矿物成分

变质岩的矿物成分有两部分 一部分是原岩中的抗风化、变质能力较强的矿物，如长石、石英、云母、角闪石、方解石等。另一部分是变质作用后产生的变质矿物。如红柱石、绿泥石、滑石、石榴子石、蛇纹石等。

三、变质岩的结构

1、变余结构---在变质作用过程中，由于重结晶、变质结晶作用不完全，原岩的结构特征被部分保留下来，称为变余结构。

2、变晶结构-----岩石在固体状态下发生重结晶或变质结晶所形成的结果-------变晶结构。是变质岩最常见的结构。

3、碎裂结构----岩石受定向压力后发生破裂，形成的碎块或粉末后又被胶结在一起的结构。

四、变质岩的构造

岩石经变质作用后形成一些新的构造特征。

1、板状构造-----岩石具有平行、较密集而平坦的破裂面，沿破裂面岩石容易分裂成板状体。

2、千枚状构造-----岩石呈薄板状，基本是重新结晶并呈定向排列，但结晶程度较低。

3、片状构造-----在定向挤压力的长期作用下，岩石中的矿物成分都呈平行定向排列，岩石中个组分全部重新结晶。

4、片麻状构造------以粒状变晶矿物为主，其间夹以鳞片状、柱状变晶矿物。结晶程度较高，在片麻岩中常见的构造。

5、块状构造-----岩石中的矿物均匀分布，结构均一，无定向排列。关于三大类岩石，形成的地质条件、地质环境是完全不同的，但岩石形成之后三大类岩石是可以互相转变的，岩浆岩、沉积岩、变质岩随地质条件地质环境的变化都可以转变为沉积岩、变质岩，也可以转变为岩浆岩。人们研究地质的作用过程是通过地质作用遗留下来的地质遗迹，通常称之为将今论古，也可以预测未来，讲古论今。

五、变质岩的分类及主要变质岩的特征

一、岩石的主要物理力学性质指标

（一）岩石的主要物理性质指标

1密度和重度 2相对密度 3空隙率 4吸水率和饱和吸水率

第五节 岩石的物理力学性质指标及风化岩石

（二）岩石的主要力学性质指标 1单轴抗压强度 2岩石的变形参数3抗剪强度

二、岩石的风化作用

岩石的风化作用------分布在地表或地表附近的岩石，经受太阳辐射、大气、水溶液及生物等侵袭，逐渐破碎、松散或矿物成分发生化学变化，甚至生成新的矿物的现象。

（一）风化作用的类型

岩石的风化作用主要的是物理风化和化学风化，其他还有生物风化。物理风化----温度的变化、水的冻融等使岩石破碎。

化学风化------是指在氧、水溶液等风化因素影响下，岩石中的矿物成分发生化学变化，改变或破坏岩石的性状并形成此生矿物的过程。其形式有（1）氧化作用（2）溶解作用（3）水化作用（4）水解作用（5）软化、泥化作用

（二）影响岩石的风化的因素

岩石风化是一个十分复杂的过程，影响因素众多。主要有：1气候、地形和地下水的影响2岩石的性质3断层、裂隙的影响 第二章

地质构造及区域构造稳定性 概

述

地球已经有46亿年的历史，46亿年是地球复杂的演变、变化的历史.地球每时每刻都在变化，我们看到的是地壳表面的变化，这种变化是长期的缓慢的，有些甚至不为人们所察觉。在山脉的隆起、地壳的升降、火山的喷发、地震、海啸的突然来临、长期的风化作用、河流的侵蚀作用，都会引起地球内部的结构变化和地壳表面的变化，这些引起地壳的物质组成、地壳结构和地表形态不断发生变化的作用，通称地质作用，地质作用分为内动力地质作用和外动力地质作用两种类型。内动力地质作用---------地球内部放射元素的蜕变、地球自转、重力均衡所引起的地壳运动、岩浆活动、火山喷发、变质作用等，其能量来源于地球内部。外动力地质作用----------太阳的辐射、流水的作用所引起的岩石的风化、剥蚀、搬运、沉积及成岩作用等。

地球表面的形态是内外地质作用共同作用的结果，内动力地质作用起主导作用，外动力地质作用起装饰、美化的作用。

地壳运动又叫做地质构造，是内动力地质作用引起的地壳变形、变位，其结果是地壳的物质组成、地壳的结构发生变化，造成地壳的隆起或下降；岩层受挤压力发生弯曲、错断或张开，形成褶皱、断层、裂隙，其过程常常伴随地震、火山喷发及变质作用的发生。残留在岩层中变形、变位的现象称为地质构造形迹或构造形迹。人们将今论古，就是根据地壳运动后遗留下来的地质形迹推断不同的历史时期发生的地质过程。

地壳运动有水平运动和垂直运动两种基本形式。

垂直运动也叫做升降运动，指地壳的运动方向垂直于地球表面，主要的表现就是大面积的地壳上升或下降。也称造陆运动。

水平运动是指地壳岩层平行地球表面的运动，表现为地壳岩层的水平位移。称造山运动。

地壳上升形成山岳、高原，下降形成湖海、盆地。在漫长的地质历史中地壳的上升、下降可以交替进行，造成海陆变迁。沧海桑田是祖先对地壳变化的形象描述。

大陆漂移的证据有：应用计算机技术对大西洋两岸进行拼合地质构造带对比

古生物与冰川、气候证据 古地磁极移轨迹拟合大陆的外形 地壳的水平运动往往形成巨大的褶皱山脉，又称为造山运动。垂直运动常常表现为大规模的隆起或凹陷，造成地势高低起伏和海陆变迁。又称为造陆运动。

区域构造稳定性是区域地壳稳定性的简称。是指现代地壳活动性对工程安全的影响程度。现代地壳活动是指地表形变、活断层、地震、火山喷发等。这些都会造成建筑工程的破坏，同时还会引发一些地质灾害。大的建筑工程必须考虑区域稳定性。第一节

地 史 概 要

一、地质年代的划分

地史就是地质历史，是地壳发展演变的历史，人们根据地质构造遗留的遗迹推断地壳的历史和变化过程。地球形成至今有46亿年，在这漫长的地质历史中，地壳发生了多次强烈的构造运动，每一次构造运动都改变了地球表面的自然地理环境，不同的地质时期形成了不同的岩层、产生了不同的地质构造、留下了不同的构造遗迹，不同的历史时期造就了不同的生物。地质学家根据这些特征讲地质历史划分为若干级别不等的时间段落。

地质历史按时间的长短依次为

宙、代、纪、世、期，每个赋予不同的名称，如新生代、中生代等，每个代又有二至三个纪，纪又划分为二至三个世，世又划分为期，其中代、纪、世的划分方法、表示的符号国际上是统一的。

地球上生物的演化遵循由简单到复杂，由低级到高级的不可逆过程，同时生物界能十分灵敏地反映地球表层自然环境、地理环境及其演变特征，这又与行星地球个圈层自身的运动机制以及相互间的联系制约密切有关。因此，生物演化史能够详尽而有效地反映地球历史的客观自然阶段。

地质年代表就是根据地壳运动和生物演化的巨型阶段，将46亿年地球演化史划分为两个最高级别的地质年代单位：隐生宙和显生宙。在显生宙中，根据生物界的总体面貌划分出3个二级地质单位：古生代（含早古生代、晚古生代）、中生代、新生代。最常用的三级地质年代单位是

纪，纪的下一级地质年代单位是

世，世又分为 期。在每个纪中生物界面貌各有特色，如泥盆纪的生物登陆，侏罗纪的恐龙、第四纪的人类演化等。见地质年代表

表中有地质时代的名称、相对年代、绝对年代、主要构造运动、我国地史的简要特征。

如：隐生宙分为：太古代和元古代，大的构造运动有五台运动、吕梁运动、晋宁运动。

显生宙分为：古生代、中生代和新生代，大的地质构造有加里东运动、海西、印支、燕山和喜马拉雅运动。不同的地质时代我国地质历史的简要特征：

如中生代：构造运动频繁、火山活动强烈，有大规模的岩浆侵入和火山喷发。生物进化明显，爬行类恐龙繁盛。

新生代：我国大陆基本形成，大部分地区为陆相沉积。地表形成现代地貌、具有多次冰川活动，人类开始出现。

二、地层年代及其确定方法

地层是一定地质时期形成的岩石的总称，岩石有层状的，也有非层状。地层具有时间的概念，岩层没有时间的概念。一个地层单位可以包含几种岩性不同的岩层。

地质历史的划分依据是对地层的观察、研究，岩石的特征说明了该岩层形成时的自然地理环境，岩层中的构造痕迹记录着地壳运动的情况，岩石中的化石说明生物的进化、气候、环境等自然条件。

地层单位对应地质时代，地质时代用

宙

代

纪

世

期 来表示，对应的地层单位是 宇

界

系

统

阶

来表示。

确定地层的时代是地质工作一项重要的工作，有以下几种工作方法：

1、地层层位法-------在沉积岩层中，未经剧烈构造变动，上部的地层较新，下部的较老。

2、古生物化石法-------生物进化过程是由简单到复杂，由低级到高级的过程，这个过程是不可逆的，自然环境的改变会使一些生物消亡，并形成化石。地质学家确定了地质时代的标准化石，根据化石的对比确定地层时代。

3、岩性对比法-----通过以知地质时代的地层岩性，对比未知地质时代的岩性。

4、岩性接触关系法 岩性的接触关系有以下几种

（1）整合接触----上、下两种岩性产状一致，互相平行，连续沉积形成的，其间不缺失某个时代的岩层。强调的是时间上的连续性。反映的是没有大的构造运动，故地理环境变化不大。

（2）平行不整合接触上、下两套岩性彼此近似平行，但中间缺失某时代的岩层。说明的是缺失岩层的时代过剧烈的构造运动，然后是地壳下降，接受沉积，形成上部的岩层。

沉积接触和侵入接触。前者是先有岩浆岩，后有沉积岩。后者是指先有沉积岩或变质岩，岩浆侵入后形成岩浆岩。（3）角度不整合接触

上、下两套岩性呈角度接触，但中间缺失某时代的岩层。说明的是缺失岩层的地质时代地壳处于上升阶段。

该阶段没有接受沉积。不整合指的是具有时间的间断、时间的不连续。第二节

褶

皱

构

造

地质构造有两种基本类型，褶皱

和

断层。

褶皱构造-----是指水平岩层在构造运动中受力后产生的一系列弯曲，单个的弯曲叫做褶曲。褶皱是最常见的地质构造痕迹，存在于层状岩层中。

一、岩层的产状

岩层的产状是指岩层在空间位置的展布状态。是分析研究各种地质构造形态的最基本依据。岩层的产状可分为水平的、倾斜的和直立的三种类型。岩层的产状用岩层层面的走向、倾向和倾角来表示，称为岩层产状三要素。

1、走向

岩层层面与任一水平面的交线称为走向，交线称为走向线。用方位角来表示，两个方向相处180度。表示岩层的延伸方向。

2、倾向就是岩层的倾斜方向，是倾斜线水平投影所指的方向。倾向与走向相差90度。但只有一个方向。

3、倾角：岩层层面与水平面所夹的最大锐角。

二、褶皱的基本类型和褶曲要素

褶皱的规模大小不一，大的延伸几百 km，小的只有几 cm。其基本类型是向斜褶曲和背斜褶曲。

1、背斜

岩层向上弯曲，两侧岩层相背倾斜，核心部分岩层时代较老，两侧岩层时代依次变新，积岩性呈对称分布。

2、向斜

岩层向下弯曲，两侧岩层相向倾斜，核心部分岩层时代较新，两侧较老，岩性呈对称分布。褶曲要素

核部------褶曲的中心部位。

翼部------核部两侧的岩层。

轴面------平分两翼的假想面，可以是平面也可以是曲面。轴---轴面与水平面的交线，也叫轴线。表示的是褶曲的延伸方向。3 褶皱分类

3.1按轴面和两翼岩层产状分类：直立褶皱，倾斜褶皱，倒转褶皱，平卧褶皱，翻卷褶皱

3.2按枢纽的产状分类：水平，倾伏褶皱

3.2按岩层弯曲形态分类：圆弧，尖棱，箱形，扇形褶皱，绕曲，穹隆和盆地构造 3.3按褶皱的组合分类：复向斜，背向斜

三、褶皱的形态分类及示意图 第三节

构

造

解

理

节理和裂隙是相同的概念，二者通常不加区别。

裂隙------是指岩石受力之后产生破裂，但没有发生明显的位移。按成因裂隙有

原生裂隙------在成岩过程中形成的裂隙。

构造裂隙-------地壳运动所形成的裂隙，是伴生断层的产物。次生裂隙-------风化裂隙，风化、人工爆破震动产生的岩石裂隙。原生、风化裂隙一般规模较小，工程地质水文地质意义不大，本教科书或其教材对原生、风化裂隙讨论的并不多，主要研究构造裂隙。

一、剪切裂隙（节理）

剪切节理是岩石受剪应力所形成的岩石破裂。剪切节理具有的主要特征

(1)节理面平直光滑，产状稳定延伸较长；

（2）呈闭合状，解理的宽度很小；

（3）成组成对出现，很多节理平行分布，排列间距大致相等；

（4）呈羽状排列；

（5）沿剪切节理面抗剪强度很低，容易形成滑动破坏面。

二、张节理

张节理是由拉应力所形成的破裂面。

张节理具有的主要特征（1）节理面起伏不平，弯曲粗糙，产状不稳定，延伸较短；（2）多为张开的裂隙。三 解理与褶皱的关系 3.1平面X形共轭剪切解理 3.2剖面X形共轭剪切解理 3.3横张解理和纵张解理 3.4顺层解理和层间解理

第四节

断

层

构

造

岩层受力之后发生破裂，沿破裂面具有明显的相对位移的构造称为断层。他是地质构造的基本类型之一。断层与节理称为断裂。断层的规模大小不一，大的可达数千km，小的可以托于手掌之上。位移宽度具有很大差别，几m、几十m、几百m都可见到。是各种工程必须考虑的地质问题。

一、断层的几何要素

断层的几何要素包括了断层的基本组成部分。包括了：断层面、断层线、断层带、断盘等。

（1）断层面-------岩层发生错动位移的破裂面称为断层面。可以是平面也可以是曲面。断层面有倾向、倾角和走向。

（2）断层线-------断层面和地面的交线。表示的是断层的延伸方向。（3）断层带-------是断层面的中间部分，常称破碎带，充填物为断层角砾、断层泥等。

（4）断盘----------断层面两侧相对位移的岩体。断层面上（下）部的称为上（下）盘。断层直立没有上、下盘。

（5）断距----------两盘错开的相对位移，有水平位移和垂直位移。

二、断层的基本类型和特征

（一）按断层的形态分类

1、正断层-----上盘相对下降，下盘相对上升的断层。多个正断层可组成地堑、地垒、阶梯式断层。

2、逆断层--------上盘相对上升，下盘相对下降的断层。逆断层分为冲断层、逆掩断层等。

3、平移断层------两盘相对发生水平位移。

（二）按断层力学成因性质分类

地壳运动形成的地应力有压应力、张应力、扭应力。压性断层、张性断层、扭性断层、压扭性断层、张扭性断层。第五节

地

质

图

地质图是反映地质条件和各种地质现象的图件，是根据地质勘测资料编制而成。各种地质条件、地质现象用规定的符号展示在图件上。

一、地质图的类型与规格

地质图的种类很多，根据不同的工程的要求，选择不同的地质图。

1、普通地质图表示地层岩性、地质构造的基本图件。

2、地貌及第四纪地质图

根据地貌形态、成因类型和第四系沉积物的成因类型、岩性、生成时代综合编制的图件。

3、水文地质图 表示水文地质条件的图件，包括地下水的类型、流向、埋藏深度、水力坡度、地下水的开发利用图等。

4、工程地质图

表示工程地质条件的图件，表示岩性、地质构造、岩石的力学特征 等。潜水等水位线图地质剖面图

四、地质图的阅读分析

（一）阅读地质图的方法；）

读图名、比例尺；2）

阅读图例；3）

分析地形地貌；4）

阅读地层岩性；

5）

阅读地质构造----断层、褶皱、区域地质构造的基本特征； 6）

各种地质条件的综合分析，了解地质发展的简史和规律； 7）

结合工程建设的具体要求，综合评价各种地质条件及注意的问题。

第六节

活断层的工程地质研究

一、活断层的定义

关于断层的概念我们已经介绍了，是地壳受到地应力后产生破裂并发生位移。但有些断层形成之后位移并没有停止，一直在移动，如美国的圣安德烈斯断层。据今1.5亿年以来，圣安德烈斯断层在整体上一直保持左行剪切的趋势。断层两盘相对滑移了560km，具有每年5cm的平均滑移速率。我们把在近期有过移动、正在移动甚至不久的将来可能移动的断层都称之为活断层。活断层可以使岩层错动位移甚至发生地震，对建筑工程的危害是很大的，有些也是无法抗拒的，有些危害甚至是灾难性的。因此，查明断层、活断层对工程建设是非常重要的，尤其是一些大型的建设工程。

二、活断层的分类

（一）按两盘相对的错动方向分类

平移断层、正断层、逆断层

（二）按活断层性质分类

蠕变形活断层、突发型活断层

三、活断层的特征

（一）活断层的继承性

绝大多数活断层都是沿着已有的老断层发生新的错动位移。

（二）活断层的长度和断距

活断层的长度相差的较悬殊。长度可有几km到几百km，断距一般小于10m.(三)活断层的错动速率

突发的活断层的错动速率较快，老的活断层的错动速率较慢。第七节 地震危险性的工程地质研究

一、地震的基本知识

地震-------由于地球的内应力所引起的地壳的震动、颤抖、抖动。地质构造运动、火山活动都会引起地震。人类的工程技术活动也会引起地震。这里讨论的是天然地震。

一、地震波

二、地震震级和地震烈度

全世界每年发生的地震约5万次，多数是不为人们所察觉，有些造成巨大的破坏，这是地震在发生的过程中释放的能量大小的区别。因此人们将地震分为不同的级别。用震级M来表示 地震烈度----是任一地区的地面和建筑物受一次地震影响的强弱程度。地震烈度不仅与震级有关，还与震源深度、距震中距离等因素有关。一次地震只有一个震级，但有多个地震烈度。

第四篇：工程地质数值法学习心得

工程地质数值法

班级： 姓名： 学号： 指导老师：

某路基工程施工过程数值模拟

本文首先对FLAC3D软件进行了介绍，简明阐述了其特点、应用范围及不足，然后结合具体路堤工程，采用FLAC3D软件对施工过程进行了模拟，生成了初始竖向和水平应力云图、第一次填筑及填筑结束时的沉降云图及水平位移云图;最后生成了路基中心点和坡脚节点的沉降曲线。

关键词：FLAC3D:数值模拟；应力云图；沉降云图；位移云图

1、FLAC3D的功能与特性

自R.W.Clough 1965年首次将有限元引入土石坝的稳定性分析以来，数值模拟技术在岩土工程领域获得了巨大的进步，并成功解决了许多重大工程问题。特别是个人电脑的出现及其计算性能的不断提高，使得分析人员在室内进行岩土工程数值模拟成为可能，也使得数值模拟技术逐渐成为岩土工程研究和设计的主流方法之一。数值模拟技术的优势在于有效延伸和扩展了分析人员的认知范围，为分析人员洞悉岩体、土体内部的破坏机理提供了强有力的可视化手段。FLAC系列软件的出现，为岩土工程研究工作者提供了一款功能强大的数值模拟工具。

1.1 FLAC3D主要特点

FLAC(Fast Lagrangian Analysis of Continua)是由Itasca公司研发推出的连续介质力学分析，是该公司旗下最知名的软件系统之一，FLAC目前已在全球七十多个国家得到广泛应用，在国际土木工程（尤其是岩土工程）学术界和工业界享有盛誉。

FLAC3D界面简洁明了，特点鲜明。其使用特征主要表现为：命令驱动模式、专一性、开放性。作为有限差分软件，相对于其他有限元软件，在算法上，FLAC3D有以下几个优点：采用“混合离散法”来模拟材料的塑性破坏和塑性流动，比有限元中通常采用的“离散集成法”更准确、合理；即使模拟静态系统，也采用动态运动方程进行求解，这使得FLAC3D模拟物理上的不稳定过程不存在数值上的障碍；采用显示差分法求解微分方程。采用FLAC3D进行数值模拟时，必须指定有限差分网格、本构关系和材料特性、边界和初始条件，这是FLAC3D求解的一般流程。

1.2 FLAC3D的应用范围

FLAC3D的应用范围已拓展到土木建筑、交通、水利、地质、核废料处理、石油及环境工程等领域，成为这些专业领域进行分析和设计不可或缺的工具。其研究范围主要集中在以下几个方面：

●岩体、土体的渐进破坏和崩塌现象的研究；

●岩体中断层结构的影响和加固系统（如喷锚支护、喷射混凝土等）的模拟研究；

●岩体、土体材料固结过程的模拟研究；

●岩体、土体材料流变现象的研究；

●高放射性废料的地下存储效果的研究分析；

●岩体、土体材料的变形局部化剪切带的演化模拟研究；

●岩体、土体的动力稳定性分析、土与结构的相互作用分析以及液化现象的研究等。

1.3 FLAC3D的不足

毋庸置疑，FLAC3D是十分优秀的岩土工程数值模拟软件，其实用性和专业性得到了广泛证实。但FLAC3D也存在着诸多不足，主要集中在以下几个方面：

●求解时间受网格尺寸影响很大； ●某些模式下的计算求解时间很长： ●前处理功能较弱。

●FLAC3D对于复杂三维模型的建立仍然十分困难。

2、某路基工程施工过程模拟

2.1工程概况

该路基工程地基计算深度为50m，分为两层，上部为回填土，厚度10m，下部为粘土，厚度40m:路基计算宽度为200m，填筑高度为5m，坡度为1：1.5。各土层物理、力学参数见表1。

2.2模型建立

由于几何模型具有对称性，可以采用1/2模型进行分析。首先建立坐标系，坐标系的原点O设置在地基表面与模型对称轴的交点，水平向右为X方向，竖直向上为Z方向，垂直于分析平面的方向为Y方向。网格的建立按照分区域建模的思路进行，如图2所示。由于路基坡脚的位置存在一个关键点，所以将模型划分成5个矩形区域，对每个区域按照控制点利用brick单元建立网格，并进行分组后赋值。考虑到网格尺寸的一致性，Y方向只设置一个单元，该方向单元尺寸为5m。

网格建立以后，首先设置边界条件。对底部边界节点的X、Y、Z三个方向的速度进行约束，相当于固定支座，对X两侧的边界进行水平速度约束。由于Y方向只设置一个单元长度，所以对模型中所有节点的Y方向速度均进行约束，相当于进行平面应变分析。

2.3初始应力计算

在路基施工前，需要将路基部分网格赋值为空模型，而将地基部分的网格赋值为Mohr模型。由于实例中存在null模型，不能采用solve elastic的求解方法获得初始应力，所以采用分阶段的弹塑性求解方法。先将Mohr模型的凝聚力c值和抗拉强度δt赋值为无穷大进行求解，保证在重力作用下单元不至于发生屈服，然后再将Mohr模型参数赋值为真实值，再进行求解。

图3和图4为初始应力计算结束时得到的竖向应力和水平应力云图，可以发现最大竖向应力值为85.3kPa，最大水平应力值为42.0kPa，静止侧压力系数约为0.5，与理论计算值基本一致。

2.4施工过程模拟

在进行路基施工模拟前要将初始应力计算过程中产生的节点位移和速度进行清零处理。因本工程路基高度为5m，高度方向共划分了5个单元，为了模拟路基填筑的施工过程，采用分级加载的方法激活路基单元，每次激活1m高度的单元，相当于每次填土高度为1m，分5次填筑完成，每次填土进行一次求解。

图5和圈6分别为第一次填筑结束时的沉降云图和水平位移云图，图7和图8分别为填筑结束时的沉降云图和水平位移云图，可以发现最大沉降发生在地基表面的左侧边界处，而最大水平位移发生在坡脚以下的深部地基中。

图9给出了计算过程中不平衡力的收敛过程，在初始应力计算过程中有很大的数值逐渐收敛，在后续路基填筑过程中，每一次填筑引起的不平衡力在计算过程中逐渐收敛。路基填筑计算过程中监测了路基中心点和路基坡脚处节点的沉降和水平位移。图10为监测结果，可以看出在迭代过程中节点位移随迭代步数的变化。

2.5绘制沉降曲线

在工程应用中常常需要得到某些关键点的沉降曲线，本工程中主要关心的是路基中心节点和坡脚节点的变形结果。利用FLAC3D中自带的print命令配合log文件可以得到这两个节点的变形量。用记事本打开相应的log文件，拷出沉降数据，就可在Excel中生成沉降曲线，如图11所示。

3、结论 本文结合具体路堤工程，采用FLAC3D软件对施工过程进行了模拟，生成了初始竖向和水平应力云图，得出最大竖向应力值为85.3kPa，最大水平应力值为42.0kPa，静止侧压力系数约为0.5，与理论计算值基本一致；第一次填筑及填筑结束时的沉降云图及水平位移云图，可以发现最大沉降发生在地基表面的左侧边界处，而最大水平位移发生在坡脚以下的深部地基中；最后生成了路基中心点和坡脚节点的沉降曲线。

参考文献

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第五篇：工程地质

第三章

工程地质

3.1总体地质概述

茂名市电白区高效节水灌溉工程建设地点为茂名市电白区马踏镇、岭门镇、观珠镇、林头镇和小良镇等镇，分别位于茂名市电白区的马踏镇新村水库边沿、岭门镇龙头岭水库附近、观珠镇九仔山水库附近、林头镇卖鸡子水库附近、小良镇菠萝山水库附近。故本工程地质情况直接引用5个水库地质报告。

3.1.1马踏镇松塘片区地质情况

（一）地形地貌及地质、地震概况

库区位于丘陵地带。区域地层岩性为加里东期混合花岗岩，上覆坡残积层较发育，第四系全新统冲洪积层沿低洼地段稍发育。勘察场区未发现不良地质现象。

根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），本场区地震动峰值加速度为0.10g，地震基本烈度为7度区，小型水利工程可按该烈度进行设防。

（二）岩土层工程地质特征

经钻探揭露，坝址岩土层自上而下共分3层，分述如下：

1、坝体土层

第四系人工填土层（Q4ml）——

①填筑土：红褐、褐灰、灰黄色等，稍湿，松散、呈可塑状，韧性度中等，均匀性稍差。组份以粉质粘土为主，含少量砂粒及角砾，局部由砂质粘性土混少量强风化岩块组成。该层在坝体地段均有分布，层顶为坝体表面，揭露层厚4.80~8.80m，层顶标高均为0.00m。

作标准贯入试验（后称“标贯”）4次，校正击数N=6.3~7.7击，平均6.8击。取原状土样12组，主要物理力学指标平均值如下：含水量W0=18.6%、天然密度ρ0=1.81 g/cm3、孔隙比e0=0.760、液性指数IL=0.06、粘聚力C=20 kPa、内摩擦角φ=20.5°。层承载力特征值的经验值fak=100kPa。

2、坝基岩土层

第四系全新统冲积层（Q4al）——

②粉质粘土：褐灰、青灰色，湿，可塑，韧性度良好。以粉、粘粒为主，含少量砂粒及角砾。该层各孔均见及，层厚3.70~5.70m，层顶埋深4.80~8.80m，层顶标高-4.80~-8.80m。

作标贯3次，校正击数N=5.0~5.6击，平均5.3击。取原状土样1组，主要物理力学指标值如下：含水量W0=18.8%、天然密度ρ0=1.84 g/cm3、孔隙比e0=0.730、液性指数IL=0.14、粘聚力C=22 kPa、内摩擦角φ=16.0°。层承载力特征值的经验值fak=100kPa。

第四系残积层（Qel）——

③砂质粘性土：灰黄、褐灰、青灰色等，湿，可塑，韧性度中等。以粉、粘粒为主，含少量砂粒及角砾。该层各孔均见及，尚未揭穿，揭露层厚4.00~6.70m，层顶埋深8.50~14.30m，层顶标高-8.50~-14.30m。作标贯3次，校正击数N=6.5~8.9击，平均7.4击。取原状土样2组，主要物理力学指标平均值如下：含水量W0=19.0%、天然密度ρ0=1.74 g/cm3、孔隙比e0=0.837、液性指数IL=0.20、粘聚力C=20 kPa、内摩擦角φ=18.3°。层承载力特征值的经验值fak=140kPa。3.1.2岭门镇新丰片区地质情况

一、地形地貌及地质、地震概况

库区位于台地及残丘地带。区域地层岩性为加里东期混合花岗岩，上覆坡残积层较发育，第四系全新统冲洪积层沿低洼地段稍发育。勘察场区未发现不良地质现象。根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），本场区地震动峰值加速度为0.10g，地震基本烈度为7度区，小型水利工程可按该烈度进行设防。

（一）岩土层工程地质特征

经钻探揭露，坝址岩土层自上而下共分4层，分述如下 第四系人工填土层（Q4ml）——

①填筑土：灰黄、红褐色等，稍湿~湿，松散、呈可塑状，韧性度良好，均匀性稍差。组份为砂质粉质粘土，局部含较多强风化岩块。该层在坝体地段均有分布，层顶为坝体表面，揭露层厚7.30~9.00m，层顶标高均为0.00m。

作标准贯入试验（后称“标贯”）5次，校正击数N=2.7~4.9击，平均3.9击。取原状土样1组，主要物理力学指标值如下：含水量W0=28.2%、天然密度ρ0=1.78 g/cm3、孔隙比e0=0.945、液性指数IL=0.38、粘聚力C=20 kPa、内摩擦角φ=13.5°。层承载力特征值的经验值fak=90kPa。

第四系全新统冲积层（Q4al）——

②粉质粘土：灰褐、灰黄色等，湿，可塑为主，局部软塑，韧性度良好。以粉、粘粒为主，含少量砂粒。该层于ZK1、ZK2孔均见及，层厚0.70~3.20m，层顶埋深8.60~9.00m，层顶标高-8.60~-9.00m。

作标贯2次，校正击数N=3.3~13.4击，平均8.3击。取原状土样2组，主要物理力学指标平均值如下：含水量W0=33.7%、天然密度ρ30=1.83 g/cm、孔隙比

e0=0.984、液性指数IL=0.57、粘聚力C=19 kPa、内摩擦角φ=14.4°。层承载力特征值的经验值fak=110kPa。

加里东期混合花岗岩（Mr3）——

③强风化混合花岗岩：褐灰、灰黄色，岩芯呈半岩半土状为主，局部上部呈坚硬土状，岩块大部份用手可折断。原岩粗粒花岗结构清晰。该层于ZK1、ZK2孔揭露，部份孔尚未揭穿，揭露层厚2.10~8.20m，层顶埋深9.30~12.20m，层顶标高-9.30~-12.20m。

作标贯1次，校正击数N=44.1击。层承载力特征值的经验值fak=500kPa。

④中风化混合花岗岩：浅灰、黄白色，岩芯呈块状或短柱状，表面粗糙，岩块击打难破碎，岩体节理裂隙发育，且多被泥质物充填，胶结一般。粗粒花岗结构，块状构造。矿物以长石、石英为主，少量云母。该层于ZK1、ZK3孔揭露，尚未揭穿，揭露层厚3.40~6.20m，层顶埋深7.30~11.40m，层顶标高-7.30~-11.40m。

层承载力特征值的经验值fak=1500kPa。

3.1.3林头尖阁山片区地质情况

（一）地形地貌及地质、地震概况

库区位于丘陵地带。区域地层岩性为加里东期混合花岗岩，上覆坡残积层较发育，第四系全新统冲洪积层沿低洼地段稍发育。勘察场区未发现不良地质现象。根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），本场区地震动峰值加速度为0.10g，地震基本烈度为7度区，小型水利工程可按该烈度进行设防。

（二）岩土层工程地质特征

经钻探揭露，坝址岩土层自上而下共分3层，分述如下：

1、坝体土层

第四系人工填土层（Q4ml）——

①填筑土：黄褐、暗黄色等，稍湿~湿，松散、呈可塑状，韧性度中等，均匀性较差。组份为砂质粘性土，以细粒土为主，含砂粒及角砾。该层在坝体地段均有分布，层顶为坝体表面，层厚2.50~4.30m，层顶标高均为0.00m。

作标准贯入试验（后称“标贯”）3次，校正击数N=3.8~5.8击，平均4.7击。取原状土样1组，主要物理力学指标平均值如下：含水量W0=23.8%、天然密度ρ0=1.81g/cm3、孔隙比e0=0.869、液性指数IL=0.42、粘聚力C=18.3 kPa、内摩擦角φ=14.8°。层承载力特征值的经验值fak=90kPa。

2、坝基岩土层

第四系全新统冲积层（Q4al）

②粉质粘土：灰黄、灰白间紫红色等，湿，可塑，韧性度良好。以粉、粘粒为主，含少量砂粒及角砾。该层各孔均见及，层厚2.70~3.10m，层顶埋深2.50~4.30 m，层顶标高-4.30~-2.50m。

作标贯3次，校正击数N=4.5~5.3击，平均4.8击。取原状土样2组，主要物理力学指标平均值如下：含水量W0=37.9%、天然密度ρ0=1.80 g/cm3、孔隙比e0=1.037、液性指数IL=0.62、粘聚力C=17.5kPa、内摩擦角φ=12.8°。层承载力特征值的经验值fak=110kPa。

第四系残积层（Qel）

③砂质粘性土：褐红、黄褐色等，湿，可塑~硬塑，以可塑为主，局部硬塑，韧性度中等。以粉、粘粒为主，含砂粒及角砾，砂粒及角砾分布欠均匀，局部含量较多，呈小团状产出。该层各孔均有揭露，尚未揭穿，揭露层厚7.40~7.50m，层顶埋深5.60~7.00m，层顶标高-7.00~-5.60m。

作标贯5次，校正击数N=7.5~10.6击，平均8.9击。取原状土样2组，主要物理力学指标平均值如下：含水量W0=20.4%、天然密度ρ0=1.92 g/cm3、孔隙比e0=0.669、液性指数IL=0.33、粘聚力C=18.9 kPa、内摩擦角φ=19.7°。层承载力特征值的经验值fak=150kPa。

3.1.4 观珠镇新华片区地质情况

（一）地形地貌及地质、地震概况

库区位于丘陵地带。区域地层岩性为加里东期混合花岗岩，上覆坡残积层较发育，第四系全新统冲洪积层沿低洼地段稍发育。勘察场区未发现不良地质现象。

根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），本场区地震动峰值加速度为0.10g，地震基本烈度为7度区，小型水利工程可按该烈度进行设防。

（二）岩土层工程地质特征

经钻探揭露，坝址岩土层自上而下共分4层，分述如下：

1、坝体土层

第四系人工填土层（Q4ml）——

①填筑土：褐红色为主等杂色，稍湿~饱和，松散、呈可塑状，韧性度一般，均匀性较差。组份为粉质粘土，含较多砂粒及角砾，局部过渡为粘土质砾砂。该层在坝体地段均有分布，层顶为坝体表面，层厚4.80~6.20m，层顶标高均为0.00m。

作标准贯入试验（后称“标贯”）2次，校正击数N=3.9~8.5击，平均6.3击。取原状土样1组，主要物理力学指标值如下：含水量W0=29.1%、天然密度ρ0=1.65 g/cm3、孔隙比e0=1.097、液性指数IL=0.47、粘聚力C=22 kPa、内摩擦角φ=22.6°。层承载力特征值的经验值fak=100kPa。

2、坝基岩土层

第四系全新统冲洪积层（Q4al+pl）

②粉质粘土：褐灰、深灰、浅灰色等杂色，湿，可塑，韧性度一般。以粉、粘粒为主，局部夹薄层砂土。该层各孔均见及，层厚1.20~3.90m，层顶埋深4.80~6.20 m，层顶标高-4.80~-6.20m。

作标准贯入试验（后称“标贯”）2次，校正击数N=4.5~8.0击，平均6.3击。取原状土样2组，主要物理力学指标平均值如下：含水量W0=39.1%、天然密度ρ0=1.78 g/cm3、孔隙比e0=1.112、液性指数IL=0.76、粘聚力C=18 kPa、内摩擦角φ=15.5°。层承载力特征值的经验值fak=120kPa。

第四系残积层（Q4el）

③砂质粘性土：褐红、灰黄色等，湿，可塑~硬塑，韧性度一般。以粉、粘粒为主，含少量砂粒及角砾，砂粒及角砾分布欠均匀，局部含量较多，呈小包状产出。该层各孔均有揭露，部分孔尚未揭穿，揭露层厚2.00~5.00m，层顶埋深7.40~9.00 m，层顶标高-7.40~-9.00m。

作标准贯入试验（后称“标贯”）3次，校正击数N=8.5~17.0击，平均12.0击。取原状土样2组，主要物理力学指标平均值如下：含水量W0=16.6%、天然密度ρ0=1.91 g/cm3、孔隙比e0=0.636、液性指数IL=0.10、粘聚力C=21 kPa、内摩擦角φ=21.0°。层承载力特征值的经验值fak=150kPa。

加里东期混合花岗岩（Mr3）——

④强风化混合花岗岩:浅灰、褐灰、灰黄色等杂色，风化强烈。岩芯呈半岩半土状为主，少数碎块状。原岩粗粒花岗结构清晰，块状构造。该层于ZK2、ZK3两孔有揭露，且尚未揭穿。揭露层厚5.00~6.50m，层顶埋深9.40~10.60 m，层顶标高-9.40~-10.60m。

作标贯试验3次均为反弹。层承载力特征值的经验值fak=500kPa。

3.1.5 小良镇小良村片区地质情况

（一）地形地貌及地质、地震概况

库区位于丘陵地带。区域地层岩性为加里东期混合花岗岩，上覆坡残积层较发育，第四系全新统冲洪积层沿低洼地段稍发育。勘察场区未发现不良地质现象。

根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），本场区地震动峰值加速度为0.10g，地震基本烈度为7度区，小型水利工程可按该烈度进行设防。

（二）岩土层工程地质特征

经钻探揭露，坝址岩土层自上而下共分3层，分述如下：

1、坝体土层

第四系人工填土层（Q4ml）——

①填筑土：以褐黄、暗灰黄色为主等杂色，稍湿~湿，松散、呈可塑状，韧性度中等，均匀性较差。组份由砂质粘性土混少量粉质粘土组成，以细粒土为主，含较多砂粒及少量角砾。该层在坝体地段均有分布，层顶为坝体表面，层厚2.30~5.90m，层顶标高均为0.00m。

作标准贯入试验（后称“标贯”）2次，校正击数N=6.7~7.7击，平均7.2击。取原状土样3组，主要物理力学指标平均值如下：含水量W0=23.5%、天然密度ρ0=1.70g/cm3、孔隙比e0=0.954、液性指数IL=0.26、粘聚力C=16.1 kPa、内摩擦角φ=18.1°。层承载力特征值的经验值fak=110kPa。

2、坝基岩土层

第四系全新统冲积层（Q4al）

②粉质粘土：灰白、灰黄、暗黄色等，湿，可塑，韧性度良好。以粉、粘粒为主，含少量砂粒及角砾。该层各孔均见及，层厚2.30~5.20m，层顶埋深2.30~5.90 m，层顶标高-5.90~-2.30m。

作标贯4次，校正击数N=4.8~6.2击，平均5.4击。取原状土样1组，主要物理力学指标平均值如下：含水量W0=31.6%、天然密度ρ30=1.79g/cm、孔隙比

e0=0.934、液性指数IL=0.43、粘聚力C=23.0kPa、内摩擦角φ=16.0°。层承载力特征值的经验值fak=120kPa。

第四系残积层（Qel）

③砂质粘性土：黄红、棕红色等杂色，湿，可塑~硬塑，以可塑为主，局部硬塑，韧性度中等。以粉、粘粒为主，含砂粒及角砾，砂粒及角砾分布欠均匀，局部含量较多，呈小团状产出。该层各孔均有揭露，尚未揭穿，揭露层厚6.30~7.70m，层顶埋深7.50~8.20m，层顶标高-8.20~-7.50m。

作标贯6次，校正击数N=7.5~11.8击，平均9.0击。取原状土样2组，主要物理力学指标平均值如下：含水量W0=28.5%、天然密度ρ0=1.83 g/cm3、孔隙比e0=0.877、液性指数IL=0.40、粘聚力C=22.9 kPa、内摩擦角φ=22.3°。层承载力特征值的经验值fak=160kPa。