工程地质学

第一篇：工程地质学

工程地质学工程地质学是地质科学的一个分支，是研究与工程规划、设计、施工和运用有关的地质问题的科学。工程地质学的任务

（1）查明各类工程建筑场区的地质条件

（2）对场区及其有关的各种地质问题进行综合评价

（3）分析、预估在工程建筑作用下，地质条件可能出现的变化和作用

（4）为建筑物选择适宜的建筑场址

（5）对不良地质条件提出防治和改造措施

（6）为保证工程合理设计、顺利施工、正常使用提供可靠的技术参数

（7）制定保护地质环境的措施工程地质条件是各种对工程建筑有影响的地质要素的总称，包括地形地貌条件、岩土类型及工程地质性质、地质构造、水文地质条件、物理地质现象、天然建筑材料6个要素。工程地质问题是指工程建筑与地质环境的相互作用、相互矛盾而引起的，对建筑本身的顺利施工和正常运行或对周围环境可能产生影响的地质问题。5 有效粒径大体上等于与该土透水性相同的均粒土的颗粒直径。6 土中矿物成分类型

（1）原生矿物：是岩石经过物理风化破碎但成分没有发生变化的矿物碎屑

（2）次生矿物：是原生矿物经过化学风化作用，使其进一步分解，形成一些颗

粒更细小的新矿物，又分为可溶性次生矿物（水溶盐）和不可溶性次生矿物（次生二氧化硅、倍半氧化物、粘土矿物）

（3）有机质：是土中动植物残骸在微生物作用下分解形成的产物粘土矿物：是由原生硅酸盐类经水解作用形成的次生硅酸盐矿物，具有层状或链状晶体结构，外形多呈片状，且含有不同数量的水。

（1）蒙脱石：由顶底硅氧四面体和中间的铝氧八面体构成，晶胞间连结力极弱，有较强的活动性，具有巨大的表面能，亲水性特别强烈。

（2）高岭石：由一个硅氧四面体和一个铝氧八面体构成，晶胞间连接较牢固，构成不易活动的结晶格架，表面能和亲水性较弱。

（3）伊利石：结构与蒙脱石相似，性能介于蒙脱石和高岭石之间。8 土中水的类型

（一）矿物成分水

（1）结构水：是以H+和OH-的形式存在于矿物结晶格架的固定位置上

（2）结晶水：是以水分子形式和一定数量存在于矿物结晶格架固定位置

上

（3）沸石水：是以水分子形式不定量的存在于矿物相邻晶胞之间。

（二）空隙中的水

（1）结合水：由静电引力吸附形成，强结合水和弱结合水

（2）毛细水：是由于毛细作用保持在土的毛细空隙中的地下水

（3）重力水：不受颗粒吸附和毛细力作用控制，在重力作用下能自由运

动的地下水

（4）固态水

（5）气态水土粒间的连接关系：结合水连接、毛细水连接、胶结连接和冰连接 10 稠度：细粒土因含水率变化而表现出来的各种不同的物理状态可塑性：细粒土的含水率在液限和塑限之间时，在外力作用下可以揉塑成任意形状而不破坏土粒间的连接，并且在外力接触后仍保持已有的形状土的透水性影响因素：粒度成分、矿物成分、土的密度、水溶液成分及浓度、土中的气体、土的构造。土的前期固结压力：是指土层在过去历史上曾经受过的最大固结压力淤泥类土：指在静水或水流缓慢的环境中沉积，有微生物参与作用的条件下形成的，含较多有机质，疏松软弱的细粒土。

（1）高孔隙比，高含水率

（2）透水性极弱

（3）高压缩性

（4）抗剪强度低黄土：结构为非均质的骨架式架空结构具有明显的湿陷性

（1）密度小，孔隙率大

（2）含水较少

（3）塑性较弱

（4）透水性较强

（5）抗水性弱

（6）压缩性中等，抗剪强度高岩石变形阶段

（1）裂隙闭合阶段

（2）可恢复弹性变形阶段

（3）部分弹性变形至微裂隙扩展阶段

（4）非稳定裂隙扩展至岩石结构破坏阶段

（5）破坏后阶段岩体结构包括结构面和结构体两个要素，结构面是指发育于岩体中，具有一定方向和延伸性，有一定厚度的各种地质界面。结构体是指由结构面切割而成的岩石块体。结构面的类型：

原生结构面：沉积结构面：是沉积岩在沉积和成岩过程中形成的结构面，包括层理面、软弱夹层、沉积间断面和不整合面。特点是与沉积岩的成层性有关，一般延伸性强，常贯穿整个岩体，产状随岩层变化而变化

岩浆结构面：是岩浆侵入及冷凝过程中形成的结构面，通常延伸较远且较稳定

变质结构面：分为残留结构面和重结晶结构面

构造结构面：是在构造运动中形成的破裂面

次生结构面：岩体形成后，在外营力作用下产生的，包括卸荷裂隙、风化裂隙、次生泥化夹层等软弱夹层：是指岩体中那些性质软弱，有一定厚度的软弱结构面或软弱带，与周围岩体相比，软弱夹层具有高压缩性和低强度特征，其中最常见的，且危害较大的是泥化夹层。

20泥化夹层特性：

（1）由原岩的超固结胶结式结构，变成了泥质散装结构或泥质定向结构

（2）粘粒含量较原岩增多并达到一定含量

（3）含水量接近或超过塑限，密度比原岩小

（4）常具有一定的膨胀性

（5）力学强度比原岩大为降低，压缩性较大

（6）由于结构松散，因此抗冲刷能力低岩体的结构类型划分：整体状结构，块状结构，层状结构，碎裂状结构，散体状结构。风化岩体的工程地质性质：岩体在各种风化营力，如太阳能，大气，水及动植物有机体等的作用下，发生物理化学变化的过程，成为岩体风化作用

（1）岩体的完整性进一步遭到破坏

（2）岩体的矿物成分和化学成分发生变化

（3）岩体的工程地质性质发生变化：抗水性降低而亲水性增高，透水性增强，强度降低，压缩性增大。地下水按埋藏分类

（1）包气带水：处于地表面以下潜水位以上的包气带岩土层中，受气候控制，季节性明显，变化大

（2）潜水：埋藏在地表以下第一层较稳定的隔水层以上具有自由水面的重力

水，季节性变化明显，水质易污染

（3）承压水:地表以下充满两个稳定隔水层之间的重力水，动态较稳定地下水按含水层性质分类：裂隙水（风化裂隙水，成岩裂隙水，构造裂隙水），岩溶水，孔隙水地下水对建筑物的影响：

（1）地下水位下降引起软土地基沉降

（2）动水压力产生流沙和管涌

（3）地下水的托付作用

（4）对基坑的影响

（5）地下水对钢筋混凝土的腐蚀

（6）地下水渗流对地下工程施工的影响：

流沙：是指在动水压力作用下，表层土局部范围内的土体或颗粒群产生的悬浮、移动现象

管涌：当基坑底面以下或周围的土层为疏松的沙土层时，地基土在具有一定渗流速度的水流作用下，其细小颗粒被冲走，土中的空隙逐渐增大，慢慢形成一种能够穿越地基的细管状渗流通路，从而掏空地基，使其变形失稳。活断层活动的基本方式是黏滑和蠕滑，黏滑错动是间断性突然发生的，蠕滑断层是持续不断的缓慢滑动，逐步释放能量活断层区的建筑原则：建筑物场址选择一般应尽可能避开活动断层，高坝和核电站这类重要的永久性建筑物，更不能跨越在活断层上，铁路桥梁运河等线性工程必须跨越活断层时，也应尽量避开主断层。建筑物应放在断层下盘。在活断层区的建筑物应采取与之相适应的建筑形式和结构措施。震级：是衡量地震本身大小的尺度，由地震所释放出来的能量大小来衡量。烈度：是衡量地震所引起的地面震动强烈程度的尺度。地震效应：

（1）振动破坏效应：是由地震力直接引起的建筑物破坏，一般包括建筑物的水

平滑动或晃动及共振。

（2）场地破坏效应：

破坏效应：地震导致岩土体直接出现断层和地裂缝，从而引起跨破裂带及其附近的建筑物的变形或破坏

地基效应：地震导致地基岩土体的振动压密、下沉、液化及塑流，由此造成建筑物的破坏

斜坡效应：地震导致斜坡岩土体失稳，产生各种斜坡变形和破坏引起斜坡地段所设置的建筑物位移和破坏场地工程地质对震害的影响

（1）岩土类型和性质：软土最严重，松软土厚度越厚越严重，多层土层严重

（2）断裂：发震断裂，与发震断裂有联系的断裂，与发震断裂无关的断裂

（3）地形地貌：孤立地形震害严重

（4）地下水：地下水埋藏浅震害严重

建筑场地的选择

（1）避开活动性断裂带和大断裂破碎带

（2）尽可能避开强烈振动效应和场地效应的地段作为场地和地基

（3）避开孤立突出的地形位置作建筑场地

（4）尽可能避开地下水埋深过浅的地段作为建筑场地

（5）岩溶地区避开地下不深处有大溶洞的地段

斜坡中的应力状况变化

（1）坡体中主应力方向发生明显偏转：坡面附近的最大主应力与坡面近于平

行，最小主应力近于正交

（2）坡体中产生应力集中：坡脚附近形成明显的应力集中带

（3）坡面的岩土体由于侧向压力近于零，实际上变为两向受力状态

（4）坡面或坡顶的某些部位形成张力带

影响斜坡应力分布的主要因素

（1）原始应力的影响：水平剩余应力的大小对坡体应力状态的影响尤为显著

（2）坡形的影响：斜坡高度，坡度，坡底厚度，平面形态

（3）岩土体结构特征：表现在由于岩性的不均一和不连续性造成应力局部集

中，岩体结构不同，集中情况不一样

斜坡变形

（1）松动：在斜坡形成的初始阶段，在斜坡表部出现一系列与坡面近于平行的陡倾角张开裂隙，是斜坡岩土体向临空方向张开的过程和现象

（2）蠕滑：是指斜坡岩土体主要在自重应力长期作用下发生的一种向临空方向的缓慢而持续变形（受最大剪应力面控制的蠕滑、受软弱结构面控制的蠕滑、受软弱基座控制的蠕滑）

斜坡破坏

（1）崩塌：陡峭斜坡上的块状岩土体高速倾倒、翻滚、坠落于坡脚的现象

（2）滑坡：是指斜坡岩土体主要在重力和地下水作用下，沿着一定软弱结构面

或软弱带，以水平位移为主的整体向下滑动的作用和现象

影响斜坡稳定性的因素：

（1）岩土类型及性质的影响：根本因素，由粗粒组成的斜坡，其稳定性主要取

决于粒度成分和紧密程度；由细粒土组成的斜坡，其稳定性主要取决于粘粒含量和稠度状态；由沉积岩组成的斜坡的稳定性受层理面控制，尤其是软弱层面对斜坡稳定性影响更为显著；由侵入岩组成的斜坡稳定性一般较好；喷出岩的原生节理和构造裂隙十分丰富，对斜坡稳定不利。

（2）地质结构的影响：结构面的影响（结构面的强度、结构面的展布范围、结

构面的密集程度），结构面组合及结构面与斜坡临空面的关系

（3）水的影响：地表水冲刷磨蚀回事斜坡变高变陡，不利于斜坡稳定；地下水的浸泡会使土体软弱面发生崩解软化，影响稳定性，地下水流动时也对岩土体发生潜蚀作用

（4）地震作用及人类活动的影响

36斜坡变形破坏的防治

预防措施：

（1）要正确选择建筑场地，合理的制定人工边坡的布置开挖方案

（2）查清可能导致斜坡稳定性下降的因素

治理措施：排水工程（地表排水、地下排水），支挡工程（挡墙、抗滑桩、锚固、支撑），减荷反压，其他（护坡、改善岩土性质、防御绕避）

岩溶地貌发育的基本条件：

（1）岩石必须是可溶的（2）岩石能够透水

（3）水必须要有溶蚀能力（4）水必须是流动的38 影响岩溶发育的因素

（1）碳酸盐岩岩性对岩溶发育的影响：碳酸盐岩成分对岩溶发育的影响（白云

石含量增大，比溶蚀度减小；酸不溶物质含量增大，比溶蚀度减小；含有硫化物、硫酸盐时，比溶蚀度增大；含有有机质、沥青等，可溶蚀性降低）、岩石结构对岩溶发育的影响

（2）气候对岩溶发育的影响：降水量大、温度高的地区岩溶发育

（3）地形地貌对岩溶发育的影响：岩溶水补给区和排泄区高差越大，岩溶越发

育、河谷切割越深岩溶水排泄条件越好，岩溶越发育、地表平缓，岩溶发育。

（4）地质构造对岩溶发育的影响：断裂构造的影响，褶皱构造的影响（核部较

翼部发育）

（5）新构造运动的影响:地壳稳定时岩溶规模较大，地壳上升时，不显著，地

壳下降时，停止发育

地基：承受建筑物全部荷载的那部分岩土体叫地基

基础：建筑物在地面以下的部分

粒径：土颗粒的大小用其直径表示

粒组：土颗粒按大小相近、性质相似合成的组

粒度成分：土中各个粒组的相对比

土的基本物理性质：

土粒密度：固体颗粒的质量与其体积之比

天然密度：天然状态下单位体积土的质量

干密度：土的空隙中完全没有水时的密度

饱和密度：土的孔隙完全被水充满时的密度

含水率：土中所含水分的质量与固体颗粒质量之比

饱和度：土中水的体积与孔隙体积之比

孔隙率：土中孔隙总体积与土的总体积之比

孔隙比：土中孔隙总体积与土中固体总体积之比

膨胀性：细粒土由于含水率增加而发生体积增大的性能（主要原因：由于土颗粒表面结合水膜的增厚）

崩解性：细粒土由于浸水而发生崩散解离的性能（是由于土体浸水后，水进入孔隙或裂隙的情况不平衡，因而引起粒间结合水膜增厚的速度不同，以致粒间斥力超过引力的情况也不平衡，产生应力集中）

毛细性：是指水通过土的毛细孔隙在弯液面的作用下向各个方向运动的性能 45 渗透固结：饱水土在一定荷载作用下的渗透压密过程

压缩模量：是指土在有侧限的条件受压时，在受压力方向上的应力与相应应变的比值

变形模量：是指土在无侧限压缩条件下，压应力与相应的压缩应变的比值侧膨胀系数：是指土在无侧限条件下受压时，侧向膨胀应变与竖向压缩应变的比值

膨胀土：

（1）较大的天然密度和干密度，含水率和孔隙比较小

（2）液限和塑限指数都较大

（3）一般为超压密的细粒土，遇水强度降低

第二篇：工程地质学

《工程地质学》复习重点

试卷结构：

名词解释问答题论述题计算题

考试内容与要求：

一、工程地质学基本概念及方法

考试内容

1.理解工程地质学的内涵及任务；

2.掌握工程地质学所涉及的基本概念，例如工程地质条件、工程地质问题等；

3.掌握工程地质学研究方法，针对各类工程地质问题的研究思路及基本方法；

二、活断层工程地质研究

考试内容

1.理解活断层的定义及其内涵；

2.掌握活断层的基本特征； 3.掌握活断层的鉴别方法；

4.掌握活断层区建筑原则及防治对策；

三、地震工程地质研究

考试内容

1.理解地震的基本知识，掌握地震的相关概念；

2.掌握地震地质基本特征；

3.掌握地震效应类型及相关概念； 4.掌握振动破坏效应的评价方法；

5.掌握砂土振动液化的机理、影响因素、评价方法及防护措施；

四、斜坡变形破坏工程地质研究

考试内容

1.掌握斜坡的变形破坏的基本形式； 2.掌握崩塌形成条件及基本特征； 3.掌握滑坡分类依据及常用分类方案； 4.掌握影响斜坡稳定性的因素；

5.掌握滑坡防治的基本原则与方法，重点掌握具体防治措施

6.超前预报

六、渗透变形工程地质研究

考试内容

1、渗透变形概念及形式、2、产生渗透变形的基本条件、渗透变形预测、防治

措施

3、掌握渗透变形的防治原则及防治措施。

七、岩溶工程地质研究

考试内容

1.理解溶蚀机理，包括溶蚀过程、混合溶蚀效应、其它离子的作用等；

2.掌握岩溶发育的基本条件及影响因素； 3.掌握岩溶渗漏的类型、影响因素 4.掌握岩溶渗漏的防治措施；

5.理解岩溶地基变形破坏的主要形式； 6.掌握岩溶地基的处理措施。

八、泥石流工程地质研究

考试内容

1.理解泥石流的基本概念，2.掌握泥石流的形成条件； 3.掌握泥石流的基本特征；

4.掌握泥石流的常用分类依据及方案； 5.掌握泥石流的防治原则及措施。

九、水库诱发地震工程地质研究

考试要求

1.掌握诱发地震的类型

2.掌握水库诱发地震的基本特征；

3.掌握水库诱发地震的诱发机制（水岩作用、水诱发机制、不同构造背景条件下的诱发机制）；

十、地面沉降工程地质研究

考试内容

1.掌握地面沉降的基本概念；

2.掌握地面沉降的诱发因素及地质环境； 3.掌握地面沉降机理（主要是降水引起的地面沉降）；

4.掌握地面沉降控制和治理的原则和措施。

第三篇：《工程地质学》复习题

一、单项选择题（将正确答案的序号填入括号，每题2分，共计30分）1．工程地质条件不包括()。

A．岩土的工程特性 B．地质构造 C．基础形式 D．水文地质条件

2．矿物抵抗刻划、研磨的能力称为矿物的()。A.硬度 B．解理 C．断口 D．韧性

3．岩石的工程地质性质包括()。

A．物理性质、水理性质、力学性质 B．吸水性质、透水性质、软化性质 C．抗剪强度、抗拉强度、抗压强度 D．岩石重度、岩石空隙性、溶解性 4．地质年代按时间段落的级别依次划分为()。A．宙、代、世、纪、期 B．宙、代、纪、世、期 C．宙、期、代、纪、世 D．期、宙、代、纪、世 5．水平岩层的岩层分界线与地形等高线()。A．平行

B．弯曲方向相反

C．弯曲方向一致，但岩层界线的弯曲度大于地形等高线的弯曲度 D．弯蓝方向一致，但岩层界线的弯曲度小于地形等高线的弯曲度 6．下列有关岩层倾向的叙述正确的是()。A．岩层的倾向有两个数值，且两数值相差180。B．岩层倾向与岩层走向无关

C．岩层的倾向可由走向线的方位角表示 D．岩层的倾向只有一个数值

7．下列关于风化作用的叙述，叙述正确的是()。A．风化作用属于内力地质作用 B．风化作用会导致岩石成分的变化 C．风化作用随距地表深度的加大而减弱 D．温差风化属于化学风化作用 8．形成坡积土的地质作用是()。

A．风化作用 B．雨、雪水的地质作用 C．洪流的地质作用 D．河流的地质作用 9．地下水按赋存条件的分类，不包括()。A.孔隙水 B．潜水 C．裂隙水 D．岩溶水

10.下列关于地震波的叙述，不正确的是()。

A.纵波是由震源向外传播的压缩波 B．横波是由震源向外传播的剪切波 C．纵波和横波均为体波 D．横波的传播速度大于纵波 11.边坡应力重分布所形成的结构面属于()。A．原生结构面 B．构造结构面 C．次生结构面 D．节理面

12．判别活断层最有力的证据是()A．地面疏松土层出现大面积有规律分布的地裂缝 B．地层的重复、缺失 C．断层三角面 D．呈带状分布的泉

13.下列关于冻土的叙述，不正确的是()。

A．冻土包括多年冻土和季节性冻土 B．冻土不具有流变性 C．冻土为四相体 D．冻土具有融陷性

14.详细勘察阶段，工程地质测绘的比例尺应选用()。A． 1：200～1：1000 B． 1：500～1：2000 C． 1：2000～l：10000 D． 1: 5000～1：50000 15.平板载荷试验可用于测定地基土的()。A．抗剪切强度 B．重度 C．承载力 D．压缩模量

二、判断题（正确者在题后括号内填“√”，错误者填“×”，每题2分，共计20分）

1．根据地质作用的动力来源，地质作用分为外力作用和内力作用两类。()2．岩浆岩的结构可分为变余结构、变晶结构和碎裂结构。()3．岩石的结构、构造对岩石的工程性质没有显著影响。()4．岩层发生断裂后，两侧岩块无明显位移的构造称为节理。()5．地质图例中从新地层到老地层，严格要求自上而下或自左到右顺序排列。()6．坡积土的矿物成分主要取决于下卧基岩的矿物成分。()7．承压水内部有压力而潜水内部无压力。()8．流动的水体是岩溶发育的必要条件之一。()9．所用黄土都具有湿陷性。()10.勘察一般分为选址勘察、初步勘察、详细勘察、施工勘察四个阶段。()

三、简答题【每题8分，共计40分）

1．岩石坚硬程度分类的依据是什么？岩石坚硬程度类型有哪些？ 2．什么是冲积土？河流地质作用的表现形式有哪些？ 3．在建筑物设计方面如何防止地表变形？

4．什么是岩溶和土洞？岩溶和土洞的形成条件是什么？岩溶地基的处理方法有哪些？ 5．工程地质勘察的任务是什么？

四、论述题（10分）

叙述地震效应及其所包含各要素。

第四篇：专门工程地质学

工程地质勘察的任务：1.查明建筑地区的工程地质条件。指出有利与不利条件2.分析研究与建筑有关的工程地质问题，作出定性和定量评价，为建筑物的设计和施工提供可靠的地质依据3.选出工程地质条件优越的建筑场地4.配合建筑物的设计与施工，提供关于建筑物类型、结构规模和施工方法的建议，建筑物的类型与规模应当适应场地的工程地质条件，这样才能安全经济5.为拟定改善和防制不良地质条件的措施提供地质依据6.预测工程兴建后对地质环境造成的影响，制定保护地质环境的措施

工程地质条件:与工程建筑有关的地址要素的综合工程地质问题：工程建筑与地质环境相互作用、相互矛盾而引起的，对建筑本身的顺利施工和正常运行或对周围环境可能产生影响的地质问题 工程地质测绘的研究内容：对岩土、地质结构、地貌、水文地质条件、物理地质现象、工程地质现象的研究 工程地质测绘对地貌的研究包括哪些方面：判明岩性、地质构造、新构造运动的性质和规模，表层沉积物的成因和结构，了解各种外动地地质作用的发育历史、河流发育史等

影响比例尺选取因素：1.主要取决于设计要求，在工程设计的初期阶段属于规划选点性质，测绘范围较大，详细程度要求不高，比例尺较小。随着设计阶段提高，研究的详细程度也提高，比例尺逐渐提高2.比例尺选择取决于建筑物类型、规模和工程地质条件复杂程度，规模越大，工程地质条件越复杂，比例尺越大

物探使用条件：电测深法：1.地形平坦，起伏不大，地面坡度不超过30°2.地表面的岩层较为均

一、稳定，厚度变化不大，电阻率适中3.工作区内地层层数不多，且其中应有电性标准层存在4.被勘察的地质体在水平方向延展较大，一般应超过该地质体埋藏深度的十倍以上。电剖面法适用条件：1.地形较平缓，起伏坡度不超过15°，不能有深沟切割2.应沿着地质结构变化最大方向布置电测剖面，而且要求褶皱构造的形状明显，断裂带或电性相差较大的岩石接触面倾角较大3.探测松散盖层以下基岩地质情况时，覆盖层厚度不宜过大。地质勘探的适用条件：1.地形变化较小2.地质界面平坦、断层破碎带少，界面上岩石较均一，无明显高速层屏蔽3.界面上下或两侧地质体有较明显的波速差异 工程地质钻探的特点：1.勘探工程的布置不仅要考虑自然地质条件，还需结合工程类型及特点2.钻探深度一般不大，常采用简易钻探法和轻便钻机3.钻孔多具综合目的4.在钻进方法、钻孔结构、钻进过程编录方面有特殊要求

工程地质钻探的特殊要求：1.对岩心采取率要求较高2.为保证准确测定地下水位和水文地质实验工作的正常进行，须按水层位置和试验工作的要求确定孔身结构和钻进方法3.钻孔水文地质观测4.经常采、取岩土样

岩心采取率：岩心的总长度与本回次进尺的百分比

岩石质量指标：在取出的岩心中，只计算长度大于10cm的柱状岩心长度，与本回次进尺的百分比

岩心获得率：比较完整的岩心长度与进尺的百分比

测允许承载力方法：在一般粘性土和无粘性土地基中，常用载荷试验或钻孔弯压试验，在软土地基中，常用结合勘探坑孔进行标准贯入试验和勘探两用的静力触探试验

工程地质长期观测：是在长期观测站上观测工程地质条件的某些要素，了解其变化的过程和发展趋势，用以预测评价他们对工程建筑和地质环境的影响。

总体观测孔布置原则：视观测目的的不同而异，一般是将多个压力计分别埋于不同地点的不同深处，以形成观测剖面和观测网，观测孔隙水压力的大小，空间分别及其影响因素

工程地质图按内容分类：1.分析图：图中只反映工程地质条件的某一要素或岩土的某一指标变化规律等2.综合图：把制图区的工程地质条件综合反映在图上，并对全区提出工程地质条件总评价，但并不进行分区3.分区图：按工程地质条件相似度，把制图范围内划分为若干个区，并可作几级划分4.综合分区图：图上既综合表现工程地质条件的有关资料，又有分区，并对各区的建筑适宜性作出评价

按用途分：通用工程地质图：为各类建筑服务，而不是只为某一种建筑服务。专用工程地质图：为某一类建筑服务的，具有专门性质

地基：基础向下一定深度，基础对其影响比较大的部分

基础：建筑物的下部结构，一般埋于地面以下

持力层：地基中直接与基础底面基础的土层，其下各土层均为下卧层

工业及民用建筑的主要工程地质问题：1.地基稳定问题（地基的强度、地基的变形）2.建筑物的配置问题3.地基的施工条件问题4.地下水的侵蚀问题 地下建筑的主要工程地质问题：1.位址和方向选择的工程地质论证2.围岩压力的工程地质评价3.支护结构设计的工程地质论证4.施工方法和施工条件的工程地质论证

围岩压力种类：1.弹性围压—岩爆2.松动围压3.塑性围压和膨胀围压4.流动围压5.偏压

坝基渗透变形的形式：管涌：是单个土颗粒在渗透作用下独立移动的现象；流土：是一定体积的土颗粒在渗流作用下同时发生移动的现象

坝基渗透变形的预测步骤：1.判定渗透变形的形式2.确定坝基各点的实际水力梯度3.确定临界水力梯度4.确定允许水力梯度5.划分出可能发生渗透变形的范围

水库渗漏：分为暂时性渗漏和永久性渗漏。暂时性渗漏是水库蓄水过程中用来饱和库盆包气带岩土体空隙所需的水量，特点是水量不渗漏的库外，过一段时间就停止。永久渗漏是库水通过某渗漏通道向库外的渗漏。永久渗漏的途径：1.通过分水岭向邻谷渗漏2.通过河湾向河谷下游渗漏3.通过库盆底部向远处低洼排泄区渗漏 水库渗漏条件分析：1.地形地貌条件：当相邻沟谷切割甚深，低于库水位，且与水库间分水岭比较单薄时，由于渗透途径短，水力梯度大，有利于库水渗漏。当分水岭很宽，邻谷高于库水位时，不会产生库水向邻谷渗漏。有时分水岭较宽，但由于水库回水范围内河流支流发育，将某段分水岭切割的比较单薄，也可能形成渗漏地段2.岩性及地质结构条件：碳酸盐的岩溶洞穴和暗河与库外相通，能形成集中径流带或管道流带，是最严重的渗漏通道。砂卵石层往往是冲积形成的，当其厚度大且透水性强烈时，能形成强渗漏通道。地质结构上：纵向河谷向斜构造一般不会发生水库渗漏。纵谷背斜构造有可能向邻谷渗漏。当岩层倾角较大时，向斜背斜谷渗漏可能性均会减少，纵谷断层切断渗漏通道时，对防渗有利。横向河谷透水层的一端在库区内出露时，库水会向下游或远处排泄区渗漏3.水文地质条件：a.地下水分水岭高于水库正常高水位，不渗漏b.分水岭低于正常高水位，有可能发生渗漏c.蓄水前，库区河谷水流即向邻谷流去，无地下水分水岭，蓄水后渗漏严重d.蓄水前，邻谷水流向库区河流流去，无地下水分水岭，但邻谷水位低于水库正常高水位，蓄水后，仍有可能发生渗漏。若邻谷水位高于水库正常高水位，则不会渗漏 综合分区图（工程地质图）表示内容：

1.地形地貌：图上应划分地形形态的等级和地貌单元2.岩土类型单元、性质、厚度变化。首先要分出基岩和松散土，按前述单元划分，勾出其分界线3.地质结构主要是基岩产状、褶皱及断裂4.物理地质现象：图上应表示出物理地质现象的类型、形态、发育强度的等级及其活动性

坝基、坝肩抗滑稳定性区别：坝肩与坝基滑移边界条件一样，但坝肩岩体稳定条件有其特殊性：1.河谷岸坡是一天然的陡立临空面，岸坡岩体的软弱结构面即使倾角较陡也可构成滑移控制面2.岩坡岩体的卸荷裂隙和风化夹层、滑移面类型较多3.坝肩岩体滑移往往具有三维特征且一般为深部滑移

水库工程地质问题：1.水库渗漏问题2.库岸稳定问题3.库周浸没问题4.水库淤积问题5.诱发地震

第五篇：工程地质学论文

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我国不良地质及 其

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科 目：工程地质学概论 学 院：环境科学与工程学院姓 名： 学 号 班 级： 指导老师：

问题

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简述我国不良地质及其工程地质问题

『摘要』随着社会的进步与经济科技的快速发展，我国的地质环境越来越备受人们的关注，在经济建设快速发展的同时我国的地质灾害也越来越频繁，不良地质给人们的生活环境及工程建设带来越来越多的灾害，本文在此浅谈一些我国不良地质及其工程地质问题。『关键词』地质 不良地质 工程地质

我国的特殊地质及不良地质地区的地质现象是多种多样的，山区(地)常见的有崩塌、滑坡、泥石流，其他还有岩溶、风砂等。

一、崩塌的概念；

崩塌是指陡峻斜坡的巨大岩块，在重力作用下突然而猛烈地向下倾倒、翻滚、崩落的现象。崩塌经常发生在山区河流、河谷的陡峻山坡上，有时也发生在高陡的边坡上。它来势迅猛，对道路交通可造成直接危害。在设计中应避免使用不合理的高陡边坡，避免大挖大切。在施工中应清除坡面危石或采取坡面加固、调整水流等措施。

二、滑坡的概念；

滑坡的概念；滑坡是指斜坡岩土体在重力作用下，一定的软弱面或华东带整体下滑的现象。西南地区（云、贵、川、藏）是我国滑坡分布的主要地区，其他地区的山区、丘陵区、包括黄土高原，亦有不同类型的滑坡分布。1滑坡的发育过程；（1）、蠕动变形阶段；历时长，是滑坡预测和预防的重要阶段。（2）、滑动破坏阶段；速度大、来势猛、破坏力大。（3）、渐趋稳定阶段。

2、影响滑坡的因素（1），边坡形态；坡高，坡角。（2）、岩土性质；强度，含水量，完整性。（3）；构造面的产状。（4），水；静水，动水（5）、振动荷载；地震。

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三、泥石流的概念；

由暴雨或冰雪迅速融化形成的一种突然爆发性的含大量泥沙、石块的急骤水流，并且携带堆积在缓坡或山谷中的大量堆积物成为泥石洪流冲向山前地带的现象，称泥石流泥。石流是主要发生在地质不良、地形陡峻的山区或山前区，与水文气象、人类活动有关，是突然爆发性的，由泥砂石块组成的特殊洪流。泥石流的防治可考虑水土保持、跨越、排导和滞流拦截等措施。其形成原因主要有；（1）.沟槽纵坡较大、便于积水、集物的陡坡的地形地貌。（2）.流域内有丰富的松散固体物。

（3）.流域中上游有大量的降雨，急剧消融的冰雪或水库的溃决短时间内有大量的水源供给。

四、岩溶的概念；

岩溶是岩溶作用和岩溶现象的统称。岩溶作用是指地表水和地下水的长期化学溶蚀和机械侵蚀作用，形成特殊地貌形态和水文地质现象。对于岩溶地区修路应注意了解岩溶发育程度、形态和分布规律，充分利用某些可以利用的岩溶形态，避让或防治岩溶病害对路基稳定造成的影响。

五、风砂地区的道路应注意对路基的防护和防止砂埋，植物固砂是防治砂害的根本措施。

我国的不良地质给我国的经济建设及国民发展带来了较大的经济损失和发展制约，是现阶段工程地质学研究，解决的主要课题之一。

我国工程地质环境形成的制约因素是多样性的。为了研究人类工程活动与地质环境的互馈机理,首先必须认识地质环境的基本特征,而现今地质环境又是在漫长的地质年代中在内、外动力地质作用联合作用下逐渐发展演化而成的,要认识其基本特征和预测其在人类工程活动作用下的发展趋势,就有必要追溯其发展演化过程,把握其发展演化的总趋势。内动力地质作用由于地球内部能而产生,主要在地下深部圈层进行,但也波及地表。它使岩石圈变形、变位、变质,以至物

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质重熔而产生岩浆侵入和火山喷发。因此,内动力地质作用包括构造运动、岩浆作用和变质作用,而以构造运动为主体,岩浆作用和变质作用伴随构造运动而产生。与内动力地质作用相伴生的外动力地质作用,则起源于以太阳幅射能为主的地球外部能,表现为岩石圈表层与地球外包圈层——大气圈、水圈、生物圈的相互作用。分析和识别中国地质环境特征,必须从中国大地构造环境特征和自然地理环境特征入手,进而分析由上述两主控因素决定的水文地质条件。

由地下水与岩土体相互作用引起的地质完害日益受到人们的关注。通常．地下水与岩土体相互作用有三种．即物理作用(包括润滑作用、软化和泥化作用、结合水的强化作用)、化学作用(包括离子交换、溶解作用、书化作用、水棹作用、溶蚀作用、氧化还原作用)及力学作用(包括静水压力和动水压力作用)。地下水与岩土体相互作用的结果影响着岩土体的变彤性和强度，而岩土体中应力的变化(自拣力和人差工程力)导致地下水的补路、径流和排泄条件的改变，最终诱发地质定害的发生。⑴地下水对岩土体产生的物理作用：①润滑作用(1ubrication)：处于岩土体中的地下水，在岩土体的不连续面边界(如未固结的沉积物及土壤的颗粒表面或坚硬岩石中的裂隙面、节理面和断层面等结构面)上产生润滑作用，使不连续面上的摩阻力减小和作用在不连续面上的剪应力效应增强，结果沿不连续面诱发岩土体的剪切运动。这个过程在斜坡受降水入渗使得地下水位水升到滑动面以上时尤其显著。地下水对岩土体产生的润滑作用反映在力学上，就是使岩士体的摩擦角减小。②软化和泥化作用(Sottening or weakening)：地下水对岩土体的软化和泥化作用主要表现在对土体和岩体结构面中充填物的物理性状的改变上，土体和岩体结构面中充填物随含水量的变化，发生由固态向塑态直至液态的弱化效应。一般在断层带易发生泥化现象，软化和泥化作用使岩土体的力学性能降低，内聚力和摩擦角值减小。③结合水的强化作用：对于包气带土体来说，由于土体处于非饱和状态，其中的地下处于负压状态，此时的土壤中的地下水不是重力水，而是结合水，按照有效应力原理，非饱和土体中的有效应力大于土体的总应力，地下水的作用是强化了，土体的力学性能，即增加了土体的强度。当土体中无水时(沙漠区表面沙)，包气带的沙土孔隙全被空气充填，空气的压力为正，此时沙土的有效应力小于其总应力，因而是一盘散沙，当加入适量水后沙土的强度迅速提高。当包气带土体中出现重力水时，水的作用就变成了(润滑土粒和软化土体)弱化土体的作用，这就是在工程中我们为什么要寻找土的最佳含水量的原因。⑵地下水对岩土体产生的化学作用：主要是通过地下水与岩土体之间的离子交换、溶解作用(黄土湿陷及岩溶)、水化作用(膨胀岩的膨胀)、水解作用、溶蚀作用、氧化还原的作用、沉淀作用以及起渗透作用等。①离子交换(base exchange Or ion exchange)：地下水与岩土体之间的离子交换是由物理力和化学力吸附到土体颗粒上的离子和分子与地下水的一种交

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换过程。能够进行离子交换的物质是粘土矿物，如高岭土、蒙脱土、伊利石、绿泥石、蛭石、沸石、氧化铁以及有机物等，主要是因为这些矿物中大的比表面上存在着胶体物质。地下水与岩土体之间的离子交换经常是：富含钙或镁离子的地下淡水在流经富含钠离子的土体时，使得地下水中的ca或Mg置换了土体的Na，一方面由水中Na的富集使天然地下水软化，另一方面新形成的富含ca和Mg离子的粘土增加了孔隙度及渗透性能。地下水与岩土体之间的离子交换使得岩土体的结构改变，从而影响岩土体的力学性质。②溶解作用(dissolution)和溶蚀作用(attack by acids)：溶解和溶蚀作用在地下水水化学的演化中起着重要作用，地下水中的各种离子大多是由溶解和溶蚀作用产生的。天然的大气降水在经过渗入土壤带、包气带或渗滤带时，溶解了大量的气体，弥补了地下水的弱酸性，增加了地下水的侵蚀性。这些具有侵蚀性的地下水对可溶性岩石产生溶蚀作用，溶蚀作用的结果使岩体产生溶蚀裂隙、溶蚀空隙及溶洞等，增大了岩体的空隙率及渗透性。③水化作用(hydraition)：水化作用是水渗透到岩土体的矿物结晶格架中或水分子附着到可溶性岩石的离子上，使岩石的结构发生微观、细观及宏观的改变，减小岩土体的内聚力。自然中的岩石风化作用就是由地下水与岩土体之间的水化作用引起的，还有膨胀土与水作用发生水化作用，使其发生大的体应变。④水解作用(hydrolysis)：水解作用是地下水与岩土体(实质上是岩土物质中的离子)之问发生的一种反应，一方面改变着地下水的pH值，另一方面也使岩土体物质发生改变，从而影响岩土体的力学性质。⑤氧化还原作用(oxidation-reduction)：氧化还原是一种电子从一个原子转移到另一个原子的化学反应，既改变着岩土体中的矿物组成，又改变着地下水的化学组分及侵蚀性，从而影响岩土体的力学

大规模的道路建设中经常会遇到各种不良地质构造和不良地质现象，它们给建筑工程的稳定和正常使用造成危害。有时道路工程必须通过地质构造不利的部位和不良地质现象多发的地段，因此对道路工程的损害时有发生。

道路通过岩石地区，岩层与岩石路堑边坡的产状关系控制着边坡的稳定性。一般情况下当岩层倾向与边坡坡向一致，岩层倾角大于或等于边坡坡角时，边坡一般是稳定的。若坡角大于岩层倾角，则岩层因失去支撑而有滑动趋势；如此时岩层层间结合较弱或有软弱夹层，则易发生滑动。当岩层倾向与边坡坡向相反时，如岩层完整、层间结合好，边坡是稳定的；但如果岩层内倾向坡外的节理发育，层间结合差，则容易发生倾倒破坏。水平与直立岩层边坡一般是稳定的。

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不良地质构造对道路边坡造成破坏的处理措施应是以防为主，及时治理。从两方面考虑制定治理措施。一是降低可能变形下滑岩体的下滑力；二是加强可能滑动面上的抗滑力。可采取地面排水、岩体内排水、削坡减重与反压、修支挡构筑物、锚固、灌浆、修护面等措施。还应考虑地震、断层等不良地质构造对道路工程的影响。

在工程地质中对软土、湿陷性黄土、膨胀土、冻土工程处理的一般方法 ①由淤泥和淤泥质土、水下沉积的饱和软黏土为主组成的软土在我国南方有广泛分布，这些土都具有较高的天然含水量、大的孔隙比、透水性差、压缩性高、强度低等特点。软土路基的主要破坏特征是路基的沉降过大引起路基开裂损坏。在较大的荷载作用下，地基易发生整体剪切、局部剪切或刺入破坏，造成路面沉陷和路基失稳。容易因孔隙水压力过大(来不及消散)，剪切变形过大，造成路基边坡失稳。常用的处理方法有换填法、挤密法、排水固结法等。选择处理方法除满足安全可靠的要求外，应综合考虑工程造价、施工技术和工期等问题。②湿陷性黄土土质较均匀，结构疏松，孔隙发育，在未受水浸湿时，一般强度较高，压缩性较小，当在一定压力下，受水浸湿土结构会迅速破坏，产生较大附加下沉，强度迅速降低。由于大量节理和裂隙的存在，黄土的抗剪强度表现出明显的各向异性。主要病害有路基路面发生变形、凹陷、开裂，道路边坡发生崩塌、剥落，道路内部曰被水冲蚀成土洞和暗河。为保证路基的稳定，在湿陷性黄土地区施工时应注意采取特殊的加固措施，减轻和消除其湿陷性。可采取灰土垫层法、强夯法、灰土挤密桩等成本低、施工简便、效果好的方法进行处理，并采取措施做好路基的防冲、截排、防渗。加筋土挡土墙是黄土地区得到迅速推广的有效的防护措施。

③膨胀土主要由具有吸水膨胀性和失水收缩性黏土矿物组成的，该土具有较大的塑性指数。在坚硬状态下该土的工程性质较好。但其显著的胀缩特性可使路基发生变形、位移、开裂、隆起等严重的破坏。

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膨胀土路基主要应解决的问题是减轻和消除路基胀缩性对路基的危害，可采取的措施包括用石灰桩、水泥桩等其他无机结合料对膨胀土路基进行加固和改良，也可用开挖换填、堆载预压对路基进行加固。同时应采取措施做好路基的防水和保湿。如设置排水沟，采用不透水的面层结构，在路基中设不透水层，在路基裸露的边坡等部位植草、植树，可调节路基内干湿循环，减少坡面径流，并增强坡面的防冲刷、防变形、防溜塌能力。

④冻土分为季节性冻土和多年性冻土两大类。冻土在冻结状态强度较高、压缩性较低，融化后承载力急剧下降，压缩性提高，地基容易产生融沉。而冻土中产生的冻胀对地基不利。一般土颗粒愈细，含水量愈大，土的冻胀和融沉性愈大，反之愈小。在城市道路中，土基冻胀量与冻土层厚度成比例。土质与压实不均匀也容易发生不均匀沉降。对于季节性冻土，为了防止路面因路基冻胀发生大变形而破坏，在工程设计中应注意以下几点处理原则和方法来防止路基冻害: ●应尽量减少和防止地面或地下水源的水分在冻结前或冻结过程中渗入路基上部。可抬高路基，使其满足最小填土高度。

●选用不发生冻胀的路面结构层材料，了解不同路面材料、土基及路面下的冰冻深度与温度之间的关系，使土基冻层厚度不超过一定限度。限制土基的冻胀量不超过允许值。

●对于不满足冻胀要求的结构，可采用调整结构层的厚度或采用隔温性能好的材料的措施来满足防冻胀要求。多孔矿渣是较好的隔温材料。

●为防止不均匀冻胀，防冻层厚度（包括路面）应不小于规范要求 工程地质问题举例；

21世纪中国大型工程建设的七项工程,分别提出每项工程设计中的主要工程地质问题,供研究参考。5−/−/跨流域调水工程设计中的主要工程地质问题调水工程设计涉及很多内容,有渠首拦河坝、引水渠道、输水隧洞、渡槽、倒虹吸管道、闸门、跌水和泻槽等一系列结构物设计。其中引水渠道设计是跨流域调水工程最主要的方面。渠道是线型的水工建筑物,长数千公里,会遇到各种地形、各种地层岩性、各种构造断裂和各种自然地质现象。在设计工作中都必须一一考虑。而渠道线路方案的选择为跨流域调水工程设计中的主要工程地质问题。

渠道选线的工程地质问题,有以下几个方面:6∃7在平缓的地形条件下,渠

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道选线方案对比,是根据渠道的岩6土7体稳定性和渗漏性选择较优的方案。657在越岭的山地条件下,要进行渠道进洞穿岭和渠道切坡绕岭两大方案的工程地质对比。应根据长期的渠道稳定性,受自然因素影响较小,在通水运营期间,又比较容易维护等条件为准则,选择较优的方案。6.7在跨越河谷的条件下,要进行地下暗渠与地上渡槽两方案的对比。着重对暗渠岩6土7体稳定性与渡槽架构地基稳定性进行对比。并考虑河流两岸的稳定性及河流水文变化所带来的影响,对工程地质条件进行综合分析,选择比较稳妥的跨越河谷渠道方案。5−/−5大型水电工程设计中的主要工程地质问题大型水电工程设计中需要解决的工程地质问题很多:有坝基和绕坝渗漏问题;船闸高陡边坡稳定问题;坝基、坝肩抗滑稳定和渗透稳定问题;引水隧伺围岩稳定问题;电站厂房地基或地下厂房围岩稳定问题等等。就其主要的工程地质问题来讲,可概括为两个方面:6∃7大坝稳定性的工程地质问题一般超过/48>的称为高坝。高坝最主要的特点是承受强大的静水压力和动水压力,对大坝两岸的山体稳定性及大坝地基的设计岩体强度问题都要求非常严格,必须进行专门的工程地质研究,给予充分的论证和评价。重力坝、支墩坝、拱坝等混凝土坝均属于刚性结构物,并与基岩结合成一体来抵抗库水强大的水平推力,来维持大坝的稳定,因此,必须对坝基和坝肩抗滑稳定性作出切实可靠的评价。在工程地质研究工作中,应着重解决好两个根本性的问题:一是在充分认识坝基和坝肩岩体结构的基础上,再根据坝体结构的作用力方式,预测坝基和坝肩滑动破坏的地质模型;二是根据地质模型,着重研究滑动破坏面的抗剪强度指标问题。657建坝后的地质环境问题每一座大型水电工程建成之后,都为工农业的发展带来巨大的经济效益。但也必须看到,要获得大的经济效益,还要付出很大的环境代价。如可能出现水库塌岸,岸坡滑动和崩塌;水库诱发地震;库周浸没,造成农田沼泽化和次生盐渍化及矿坑涌水间题。对这些问题,在建坝前都应进行预测研究,提出地质环境评价,以及预防或减轻危害性的措施。5−/−.深部采矿工程中的主要工程地质问题大型矿山的矿产资源开拓,采矿设计首先考虑的问题是露天开采与地下开采两种方案的对比,这涉及到矿区的自然条件,矿床的埋藏条件,矿石的品位,矿山的工程地质条件及其开采技术等问题。就工程地质研究工作来讲,是着重研究开采方案确定之后的工程地质问题。深部采矿工程中的主要工程地质问题,可概括为.个方面:6/7露天矿的高边坡稳定性问题

近年来一些单位提交的勘测设计报告中的地质章节不是地质师写的，报告的编制人中没有地质专业负责人，或地质报告没有院级地质负责人审查把关，报告和图纸中的错误较多。这种情况给总院增加了审查难度，同时也有损勘测设计单位的质量和水平形象，还会延误工程报批的时机。当然也有上级单位工程审查把关不严，助长了这种技术责任心不强的现象。工程地质勘察缺乏监管工程地质勘察缺乏监管，旧管理显然已经不在适合新的市场。规程规范、部分技术管理方面和前期工作投入不够的问题已经摆在眼前。出台新的规范迫在眉急。

参考文献：

1.岩土工程勘察规范》GB50021-2001（2009版）2.专鹿科研组．］９９１．建立严密的研究应用体系・促进岩体工程科学技术的进展．术电站设计，3.张成恭．李智毅等编．１８８８．专门工程地质学．北京：地质出版社．

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4.岩体初始地应力场研究的新进展．岩石力学新进展．沈阳：东北工学院出版社．

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