(廣石化)工程地質(zhì)學(xué)課程總結(jié)

201*-201*年第二學(xué)期《工程地質(zhì)學(xué)》科目考查卷

專業(yè)：土木工程班級：土木09-1任課教授：陳修文姓名：楊新波學(xué)號：09044040136成績：

工程地質(zhì)學(xué)課程總結(jié)

[摘要]工程地質(zhì)學(xué)是將地質(zhì)學(xué)的原理運(yùn)用于解決于工程建設(shè)有關(guān)的地質(zhì)問題的一門學(xué)科，是土木

工程專業(yè)一門必不可少的專業(yè)基礎(chǔ)課,為適應(yīng)大土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)轉(zhuǎn)變的需要，應(yīng)對工程地質(zhì)學(xué)的內(nèi)涵，外延及其與土木工程的關(guān)系等內(nèi)容有一個(gè)直觀、清晰的認(rèn)識并做出學(xué)習(xí)規(guī)劃為以后走上工作崗位奠定良好基礎(chǔ)。工程地質(zhì)工作是各類土木工程設(shè)計(jì)和施工的基礎(chǔ)，是巖土工程的重要組成部分。

[關(guān)鍵詞]工程地質(zhì)土木工程工程影響地質(zhì)問題

一、工程地質(zhì)的定義

工程地質(zhì)學(xué)是將地質(zhì)學(xué)的原理運(yùn)用于解決于工程建設(shè)有關(guān)的地質(zhì)問題的一門學(xué)科。工程地質(zhì)學(xué)通過工程地質(zhì)勘察，研究建筑場地的巖土類型及性質(zhì)、地址結(jié)構(gòu)于構(gòu)造、地形地貌、水文地質(zhì)、不良地質(zhì)現(xiàn)象和天然建筑材料等工程地質(zhì)條件，預(yù)測和論證工程地質(zhì)問題發(fā)生的可能性并采取必要的防治措施，以確保建筑物安全、穩(wěn)定和正常使用。

工程地質(zhì)學(xué)的研究內(nèi)容是多方面的，主要包括地球與地貌、巖石與巖體、巖體的地質(zhì)構(gòu)造、第四紀(jì)堆積物與土的工程性狀、地表水與地下水性質(zhì)、不良地質(zhì)現(xiàn)象及防治對策和巖土地質(zhì)勘察等內(nèi)容。工程地質(zhì)研究方向有：確定巖土組分、組織結(jié)構(gòu)、物理、化學(xué)與力學(xué)性質(zhì)及其對建筑工程穩(wěn)定性的影響，進(jìn)行巖土工程地質(zhì)分析，提出改良巖土的建筑性能的方法；研究由于人類工程活動的影響而破壞的自然環(huán)境的平衡，以及自然發(fā)生的崩塌、滑坡、泥石流及地震等物理地質(zhì)作用對工程建筑的危害及其預(yù)測、評價(jià)和防治措施；研究解決各類工程建筑中的地基穩(wěn)定性，如邊坡、路基、壩基、橋墩、硐室，以及黃土的濕陷、巖石的裂隙的破壞等，制定一套科學(xué)的勘察程序、方法和手段，直接為各類工程的設(shè)計(jì)、施工提供地質(zhì)依據(jù)；研究建筑場區(qū)地下水運(yùn)動規(guī)律及其對工程建筑的影響，制定必要的利用和防護(hù)方案；研究區(qū)域工程地質(zhì)條件的特征，預(yù)報(bào)人類工程活動對其影響而產(chǎn)生的變化，作出區(qū)域穩(wěn)定性評價(jià)。

二.土木工程的概念

土木工程（CivilEngineering）是建造各類工程設(shè)施的科學(xué)技術(shù)的統(tǒng)稱。它既指工程建設(shè)的對象，即建造在地上、地下、水中的各種工程設(shè)施；也指所應(yīng)用的材料、設(shè)備和所進(jìn)行的勘測、設(shè)計(jì)、施工、保養(yǎng)、維修等專業(yè)技術(shù)。它是一種工程分科，是用石材，磚，沙漿，水泥等建筑材料修建房屋，鐵路，道路橋梁等工程的生產(chǎn)活動和工程技術(shù)其范圍非常廣泛包括房屋建筑工程，公路與城市道路工程，鐵路工程，橋梁工程，隧道工程，機(jī)場工程，地下工程等。建造工程設(shè)施的物

質(zhì)基礎(chǔ)是土地、建筑材料、建筑設(shè)備和施工機(jī)具。借助于這些物質(zhì)條件，經(jīng)濟(jì)而便捷地建成既能滿足人們使用要求和審美要求，又能安全承受各種荷載的工程設(shè)施。

在對土木工程其含義介紹的過程中我們不難發(fā)現(xiàn)，作為建設(shè)必備的首要條件之地基。即所謂的地質(zhì)環(huán)境，它和各種建筑物之間存在一定的相互關(guān)聯(lián)和制約關(guān)系。環(huán)境對建筑物的制約影響其安全和正常使用，建筑物又改變了環(huán)境的初始平衡，使其發(fā)生各種變化甚至惡化，工程地質(zhì)條件是與工程建筑有關(guān)的地質(zhì)因素，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)構(gòu)造，水文地質(zhì)條件等。工程地質(zhì)問題指工程地質(zhì)條件不能完全滿足進(jìn)行建筑的要求以至在建筑的穩(wěn)定，經(jīng)營或正常使用方面發(fā)生的問題或存在的缺陷，在地質(zhì)環(huán)境與建設(shè)的矛盾關(guān)系中，工程地質(zhì)條件的不利因素對工程建筑的規(guī)范和類型起著控制作用，所以我們不得不承認(rèn)工程地質(zhì)在土木建設(shè)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

三、課程各部分內(nèi)容總結(jié)

1.地球與地貌

該部分重點(diǎn)介紹地球在宇宙中的位置、地球的圈層構(gòu)造、地質(zhì)作用、地質(zhì)年代以及各種地貌形態(tài)的特點(diǎn)，如剝蝕地貌、山麓地貌、河流地貌、湖積與海岸地貌、冰川地貌、風(fēng)成地貌等內(nèi)容。2.礦石與巖石

地殼是由巖石和巖體組成的。該部分內(nèi)容包括巖石的形成、礦物的形態(tài)和特性、三大類巖石（巖漿巖、沉積巖、變質(zhì)巖）各自的特點(diǎn)、風(fēng)化巖與殘積土、三大類巖石的鑒定、巖石的物理力學(xué)性質(zhì)及巖石的工程性狀等方面的內(nèi)容。巖石風(fēng)化后，其成分、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造都發(fā)生了不同程度的變化，從而改變了巖石的工程特性。對于風(fēng)化巖邊坡中暴雨季節(jié)容易發(fā)生滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害，要進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性驗(yàn)算。在大壩工程或核電工程中，其地基一般要挖除風(fēng)化巖再作基礎(chǔ)。在高層建筑樁基工程中，樁基持力層一般要求選擇到中風(fēng)化巖。各類巖石的工程地質(zhì)必須注意其巖石的風(fēng)化分帶情況、構(gòu)造裂隙發(fā)育程度、地下水情況和軟弱結(jié)構(gòu)面情況。3.地質(zhì)構(gòu)造

由內(nèi)動力地質(zhì)作用引起的地殼物質(zhì)成分、內(nèi)部構(gòu)造、外部形態(tài)發(fā)生的現(xiàn)象，稱為地質(zhì)構(gòu)造。這種由內(nèi)動力地質(zhì)作用促使地殼結(jié)構(gòu)的改變和地殼內(nèi)部物質(zhì)變位的運(yùn)動稱為地殼運(yùn)動。該部分內(nèi)容包括地殼構(gòu)造運(yùn)動的類型、巖層產(chǎn)狀、水平巖層與傾斜巖層在地形地質(zhì)上的表現(xiàn)、褶皺構(gòu)造、節(jié)理構(gòu)造與玫瑰花圖、斷層、識讀地質(zhì)圖等方面的內(nèi)容。其中褶皺構(gòu)造對工程建筑影響比較大，節(jié)理也地面和地下工程的關(guān)系很密切。地質(zhì)圖表是設(shè)計(jì)人員做工程基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，按內(nèi)容可分為普通地質(zhì)圖、構(gòu)造地質(zhì)圖、第四紀(jì)地質(zhì)圖、基巖地質(zhì)圖、水文地質(zhì)圖、工程地質(zhì)圖等。4.巖體與圍巖

圍巖是指在地質(zhì)歷史中形成的，有一種或多種巖石和結(jié)構(gòu)面網(wǎng)絡(luò)組成的，具有一定的結(jié)構(gòu)并賦存于一定的地質(zhì)環(huán)境（地應(yīng)力、地下水、地溫）中的地質(zhì)體。巖體結(jié)構(gòu)包括結(jié)構(gòu)面和結(jié)構(gòu)體兩個(gè)要素。巖體的穩(wěn)定性分析與評價(jià)是工程建設(shè)中十分重要的問題。該部分內(nèi)容介紹了巖體的工程分類、結(jié)構(gòu)體與結(jié)構(gòu)面、軟弱夾層對工程的影響、巖體結(jié)構(gòu)的類型、巖體力學(xué)特性以及巖體中的天然應(yīng)力及測

量，另外，對邊坡穩(wěn)定性評價(jià)與邊坡加固設(shè)計(jì)、地下室圍巖穩(wěn)定性評價(jià)和巖石地基工程穩(wěn)定性評價(jià)進(jìn)行了分析。巖體的水力學(xué)性質(zhì)是巖體力學(xué)性質(zhì)的一個(gè)重要方面，它是指巖體與水共同作用所表現(xiàn)出來的力學(xué)性質(zhì)，水在巖體中的作用包括兩個(gè)方面：一方面是水對巖石的物理化學(xué)作用；寧一方面是水與巖體互相耦合作用下的力學(xué)效應(yīng)，包括空隙水壓力與滲流動水壓力等的力學(xué)作用效應(yīng)。在空隙水壓力的作用下首先是減少了巖體內(nèi)的有效應(yīng)力，從而降低了巖體的剪切強(qiáng)度。另外，巖體滲流與壓力之間的互相作用強(qiáng)烈，對工程穩(wěn)定性也具有重要的影響。邊坡穩(wěn)定性評價(jià)與邊坡加固設(shè)計(jì)則對在山區(qū)修建各類土木工程，如房屋建筑、大壩、水電站、隧洞、渠道、鐵路、公路等有重大意義。此外，巖體地基工程穩(wěn)定性評價(jià)對大型水壩和山區(qū)建筑有重要意義。5.第四紀(jì)堆積物也土的工程性狀

土的形成與外動力地質(zhì)作用密切相關(guān)。不同類型的土，工程性質(zhì)相差很大，在工程建設(shè)中也應(yīng)該采取不同的處理方法，尤其是一些特殊圖，在進(jìn)行工程建設(shè)是會產(chǎn)生特殊的工程地質(zhì)問題嗎，需進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚�，因此很有必要對土的工程性狀進(jìn)入深入地了解。該部分內(nèi)容包括土的工程分類、第四紀(jì)土的地質(zhì)成因及特征、土的物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)與構(gòu)造、三相比例指標(biāo)、無粘性土的性質(zhì)、粘性土的物理特征、土的力學(xué)性質(zhì)以及特殊土的工程評價(jià)等內(nèi)容。6.地下水

埋藏和運(yùn)移在地表以下土層及巖石空隙中的水稱為地下水。水與土石相互作用，會使土體和巖體的強(qiáng)度和穩(wěn)定性降低，產(chǎn)生各種不良的自然地質(zhì)現(xiàn)象和工程地質(zhì)現(xiàn)象，如滑坡、巖溶、潛蝕、地基沉陷、道路凍脹和翻漿等，給工程的建筑和正常使用造成危害。這部分內(nèi)容包括地下水的分類、達(dá)西定律和滲流，抽水、壓水試驗(yàn)及水文地質(zhì)參數(shù)的測試，地下水的物理化學(xué)性質(zhì)以及地下水對工程的不良影響等方面的內(nèi)容。地下水對土木工程建設(shè)的不良影響主要有：地下水滲透水流作用引起的流沙、管涌、潛蝕；地下水對位于水位下的巖石、土層和建筑物基礎(chǔ)產(chǎn)生的浮托作用；人工降低地下水產(chǎn)生的地基沉降以及點(diǎn)水滲流引起的水庫及壩體滲流等問題。7.不良地質(zhì)作用及防災(zāi)減災(zāi)

不良地質(zhì)作用是指地球內(nèi)力或外力產(chǎn)生的對工程可能造成危害的地質(zhì)作用，其引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害危及人身、財(cái)產(chǎn)、工程或環(huán)境的安全。研究不良地質(zhì)作用和地質(zhì)災(zāi)害的形成條件和發(fā)展規(guī)律，以便采取相應(yīng)的防治措施，防震減災(zāi)，對保障工程建筑和人民生命財(cái)產(chǎn)的安全具有重要意義。這部分內(nèi)容介紹了常見的地質(zhì)災(zāi)害的特點(diǎn)及防治方法，如地震與海嘯、地裂縫、地面沉降、危巖體與崩塌、巖溶與塌陷、滑坡、泥石流、采空區(qū)、臺風(fēng)及暴雨帶來的地質(zhì)災(zāi)害等，另外，介紹了地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評估的內(nèi)容與要求以及工程選址額地質(zhì)問題評價(jià)。

四、工程地質(zhì)在土木工程中的作用

（1）對一些基本概念的認(rèn)識

建筑場地指工程建設(shè)所直接占有并直接使用的有限面積的土地，大體上相當(dāng)于廠區(qū)，居民點(diǎn)和自然村的區(qū)域范圍的建筑物所在地。從工程勘察角度分析，場地的概念不僅代表著所劃定的土地范圍，還應(yīng)涉及建筑物所處的工程地質(zhì)環(huán)境與巖土體的穩(wěn)定問題。

建筑物地基任何建筑物都建造在土層或巖石上。由于承受由基礎(chǔ)傳來的建筑物荷載而是土層或巖層一定范圍內(nèi)原有應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生改變的土層或巖層稱為地基。地基在靜動荷載作用下要發(fā)生變形，變形過大會影響建筑物的安全，致使建筑物不能正常使用。因此，地基與工程建筑物的關(guān)系更為直接，更為具體。地基分類地基類別定義天然地基軟弱地基人工地基人工加固處理的地基未經(jīng)加工處理地基土層主要有淤泥,沙土直接支撐基礎(chǔ)的地基,雜填土或其他高壓縮性土層所構(gòu)成一般不太穩(wěn)定土層壓縮模量小荷載作用下產(chǎn)生的變形大特點(diǎn)較穩(wěn)定說明：要確保建筑物地基穩(wěn)定和滿足建筑物的使用要求,地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)必須滿足兩個(gè)基本條件：A.作用于地基的荷載不超過地基的承載能力。B.保證建筑物不因地基形變而損壞或影響其正常使用。（2）工程地質(zhì)在土木工程中的作用任何工程建筑物都是營造在一定的場地與地基上的，所有工程建設(shè)方式，規(guī)模和類型都受建筑場地的工程地質(zhì)條件所制約。地基的好壞不僅直接影響建筑物的經(jīng)濟(jì)與安危，而且一旦出現(xiàn)事故，處理比較難。因此，在設(shè)計(jì)每一個(gè)建筑物之前，必須進(jìn)行場地與地基的巖土工程勘察，充分了解建筑場地與地基的工程地質(zhì)條件，論證和評價(jià)場地，地基的穩(wěn)定性和適宜性，不良地質(zhì)現(xiàn)象，軟弱地基處理與加固等巖土工程的技術(shù)決策和實(shí)施方案。實(shí)踐證明，巖土工程勘察工作做的好，設(shè)計(jì)、施工就順利，工程建筑的安全運(yùn)營就有保證。相反，忽視建筑場地與地基勘察工作，都會給工程帶來不同程度的影響，輕則修改方案，增加投資，延誤誤工期；重則釀成災(zāi)害。例如某市房地產(chǎn)開發(fā)公司商住樓，于1993年12月竣工交付使用，在交付使用半年后，出現(xiàn)了較大的基礎(chǔ)不均勻沉降現(xiàn)象，最大沉降量達(dá)成200mm，致使從基礎(chǔ)到屋面產(chǎn)生多處裂縫，造成重大質(zhì)量事故。所以，任何類型的工程和工程建設(shè)的任何階段，都必須把建筑地區(qū)工程地質(zhì)條件調(diào)查研究并對其進(jìn)行深入細(xì)致的論證和闡明，作為工程地質(zhì)工作的首要任務(wù)，這是工程地質(zhì)工作的基礎(chǔ)。據(jù)此才可能較有成效地完成以下有關(guān)工程地質(zhì)工作的一些實(shí)際任務(wù)。1.從工程地質(zhì)觀點(diǎn)出發(fā)選擇地質(zhì)條件較好的建筑場地和適宜的建筑形式。2.在已選定的建筑場地及其周圍，根據(jù)建筑類型，規(guī)模和特點(diǎn)，從分析工程地質(zhì)條件入手，預(yù)測并論證有關(guān)工程地質(zhì)問題發(fā)生的可能性。3.提供工程規(guī)劃，設(shè)計(jì)，施工所需要的工程地質(zhì)資料。以上可以總結(jié)出：任何學(xué)課都不會孤立的發(fā)展起來，是與其他學(xué)科發(fā)生一定聯(lián)系而獨(dú)立存在著，這種聯(lián)系所涉及的范圍與一門學(xué)科的研究對象和內(nèi)容有關(guān)。工程地質(zhì)研究的目的在于保障工程建筑的安全和正常運(yùn)用。

總結(jié):《工程地質(zhì)》是土木工程專業(yè)的一門技術(shù)基礎(chǔ)課，它結(jié)合我國自然地質(zhì)條件和公路，橋梁與隧道，房屋建筑工程的特點(diǎn)，為學(xué)習(xí)專業(yè)和開展有關(guān)問題的科學(xué)研究，提供必備的工程地質(zhì)學(xué)的基本知識；同時(shí)，通過一些基本技能的訓(xùn)練，懂的搜集，分析和運(yùn)用有關(guān)的地質(zhì)資料，并正確運(yùn)用這些進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工。為以后走向社會，服務(wù)社會，在自己的工作崗位中作出優(yōu)異的成績打下良好的基礎(chǔ)。

【參考文獻(xiàn)】

[1].張忠苗，《工程地質(zhì)學(xué)》，中國建筑出版社[2].葉志明，《土木工程概論》，高等教育出版社5

擴(kuò)展閱讀：工程地質(zhì)學(xué)總結(jié)

第一部分水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)

第一章地下水概論

1.1自然界中的水

1.1.1、地下水：這一名詞有廣義與狹義之分。廣義的地下水是指賦存和運(yùn)動于地表以下巖土空隙中的水；包氣帶及飽水帶中所有含于巖石空隙中的水均屬之。狹義的地下水僅指賦存于飽水帶巖土空隙中的水。

自然界的水分布于大氣圈、水圈和巖石圈之中，分別稱為：大氣水、地表水和地下水。

1.1.2、空隙性：通常將巖石空隙的大小、多少、形狀、聯(lián)通程度，以及分朽狀況等性質(zhì)統(tǒng)稱為巖石的空隙性。巖石的空隙是地下水貯存和運(yùn)動的先決條件。空隙的多少、大小、均勻程度和聯(lián)通狀況，決定著地下水的埋藏、分布和運(yùn)動。1.1.3、孔隙:松散巖石是由大小不等的顆粒組成的。顆�；蝾w粒集合體之間的空隙，稱為孔隙。

將巖石空隙作為地下水儲存場所和運(yùn)動通道研究時(shí)，可分為三類，即：松散巖石中的孔隙，堅(jiān)硬巖石中的裂隙和可溶巖石中的溶穴。1.1.4、水在巖石中的存在形式（1）組成巖石礦物的礦物結(jié)合水；（2）存在于巖石空隙中的水：結(jié)合水、重力水、毛細(xì)水、固態(tài)水和氣態(tài)水。

1.1.5、結(jié)合水：由于靜電引力作用而吸附在巖石顆粒上的水。強(qiáng)結(jié)合水又稱吸著水，是最靠近顆粒表面的結(jié)合水；弱結(jié)合水又稱薄膜水。

1.1.6、巖石的水理性質(zhì)：與水分的貯存和運(yùn)移有關(guān)的巖土性質(zhì)稱巖石的水理性質(zhì)。包括容水性、持水性、結(jié)水性和透水性。容水性：巖石能容納一定水量的性能為容水性。

持水性：巖石在重力作用下仍能保持一定水量的性能為持水性。

給水性：飽水巖石在重力作用下，能自由排出一定水量的性能稱給水性。透水性：巖石可透過水的性能稱透水性。

滲透系數(shù)：衡量透水性的定量指標(biāo)稱滲透系數(shù)。巖石透水性的好壞，首先決定于巖石空隙的大小，同時(shí)與空隙的形狀、多少、連通程度有關(guān)。松散沉積物，孔隙率變化較小。給水度的大小在很大程度上可以反映透水性的好壞。1.1.7、含水層：能透過并給出重力水的巖層稱為含水層；構(gòu)成含水層的條件：（1）有儲水空間。（2）存在儲存地下水的地質(zhì)構(gòu)造條件。（3）有充足的補(bǔ)給水源和補(bǔ)給條件。三者缺一不可。1.1.8、隔水層：不能給出并透過水的巖層。隔水層是相對于含水層而言的，自然界中沒有絕對不透水的巖層。1.2地下水的類型

1.2.1、地下水的埋藏條件：是指含水巖層在地質(zhì)剖面中所處的部位及受隔水層（弱透水層）限制的情況。據(jù)此可將地下水分為包氣帶水、潛水及承壓水。

包氣帶：地表以下一定深度，巖石中的空隙被重力水所充滿，形成地下水面。地下水面以上稱為包氣帶；地下水面以下稱為飽水帶

包氣帶水：在包氣帶中，空隙壁面吸附有結(jié)合水，細(xì)小空隙中含有毛細(xì)水，未被液態(tài)水占據(jù)的空隙中包含空氣及氣態(tài)水，空隙中的水超過吸附力和毛細(xì)力所能支持的量時(shí)，空隙中的水便以過路重力水的形式向下運(yùn)動。上述以各種形式存在于包氣帶中的水統(tǒng)稱為包氣帶水。

潛水：飽水帶中第一個(gè)具有自由表面的含水層中的水稱作潛水。潛水沒有隔水頂板，或只有局部的隔水頂板。潛水的表面為自由水面，稱作潛水面；潛水位：潛水面上任一點(diǎn)距基準(zhǔn)面的絕對標(biāo)高，也稱為潛水位標(biāo)高。從潛水面到隔水底板的距離為潛水含水層的厚度。潛水面到地面的距離為潛水埋藏深度。潛水含水層厚度與潛水面潛藏深度隨潛水面的升降而發(fā)生相應(yīng)的變化。潛水的特征：（1）潛水面以上一般無穩(wěn)定的隔水頂板，具自由表面，為無壓水。（2）潛水在重力作用下，由潛水位較高處向潛水位較低處流動，流動速度取決于含水層的滲透性能和水力坡度。（3）潛水通過包氣帶與地表連通，潛水的分布和補(bǔ)給區(qū)是一致的。（4）潛水的水位、流量和化學(xué)成分隨地區(qū)和時(shí)間的不同而變化。

承壓水：充滿于兩個(gè)隔水層（弱透水層）之間的含水層中的水，叫作承壓水。承壓含水層上部的隔水層（弱透水層）稱作隔水頂板，下部的隔水層（弱透水層）稱作隔水底板。隔水頂?shù)装逯�間的距離為承壓含水層厚度。承壓性是承壓水的一個(gè)重要特征。潛水一般多貯存在第四系松散沉積物中，也可形成于裂隙性或可溶性基巖中�；�本特點(diǎn)是與大氣圈和地表水聯(lián)系密切，積極參與水循環(huán)。含水層中心部分埋沒于隔水層之下，是承壓區(qū)；兩端出露于地表，為非承壓區(qū)。鉆孔中靜止水位到含水層頂面之間的距離稱為承壓高度，這就是作用于隔水頂板的以水柱高度表示的附加壓強(qiáng)。井中靜止水位的高程就是承壓水在該點(diǎn)的測壓水位。測壓","p":{"h":13.5,"w":672.111,"x":166.89,"y":1160.347,"z":183},"ps":null,"s":{"letter-spacing":"-0.058"},"t":"word","r":[20]},{"c":"水位高于地表的范圍是承壓水的自溢區(qū)，在這里井孔能夠自噴出水。承壓水在很大程度上和潛水一樣，主要來源于現(xiàn)代大氣降水與地表水的入滲。

（1）當(dāng)鉆孔揭露承壓含水層時(shí)，在靜水壓力作用下，初見水位與穩(wěn)定水文不一致。（2）一般情況下，承壓水的分布區(qū)與補(bǔ)給區(qū)不一致。承壓水補(bǔ)給區(qū)往往位于地勢較高的含水層出露處。（3）承壓水的出水量、水質(zhì)、水溫受當(dāng)?shù)貧夂蛴绊戄^小，隨季節(jié)變化不明顯。（4）承壓水受地表污染小。

承壓水頭：地下水在靜水壓力作用下，上升至含水層頂板以上的高度。

無壓層間水：水不能充滿于兩個(gè)隔水層時(shí)，水無靜水壓力，對上部隔水層無上托力。

指出：（","p":{"h":13.5,"w":13.5,"x":119.196,"y":1053.973,"z":27},"ps":null,"t":"word","r":[0]},{"c":"1）上層滯水、潛水、承壓水分布位置；（2）承壓水的三個(gè)分區(qū)。

1.2.2、上層滯水：上層滯水是存在于包氣帶中，局部隔水層之上的重力水。補(bǔ)給條件：完全受大氣降水和地表水體直接入滲補(bǔ)給。特點(diǎn)：一般水量較小；受季節(jié)控制性顯著；接近地表易受污染。

1.2.3、按含水介質(zhì)（空隙）類型，可將地下水區(qū)分為孔隙水、裂隙水及巖溶水。1.3地下水的循環(huán)

1.3.1、地下水的循環(huán)：是指地下水的補(bǔ)給、徑流和排泄的全過程。過程：含水層從大氣降水、地表水和其他水源獲得補(bǔ)給在含水層中經(jīng)過一段距離的徑流排出地表重新變成地表水和大氣降水。

補(bǔ)給：含水層從外界獲得水量的過程稱作補(bǔ)給。含水層的補(bǔ)給來源有：大氣降水、地表水、凝結(jié)水、其它含水層的水和人工補(bǔ)給水。

徑流：地下水由補(bǔ)給區(qū)流向排泄區(qū)的全過程，稱為徑流。地下水的徑流是補(bǔ)給和排泄的中間過程，三者是統(tǒng)一的、不可分割的循環(huán)過程。地下水徑流的研究主要包括：（1）徑流方向（2）徑流強(qiáng)度：平均滲透速度V=KΔH/L（3）徑流量排泄：含水層失去水量的過程稱為排泄。在排泄過程中，含水層的水質(zhì)、水量及水位都會產(chǎn)生相應(yīng)變化。地下水的排泄方式：（1）泉水排泄；（2）向地表水排泄；（3）蒸發(fā)排泄；（4）相鄰含水層的排泄。1.3.2、補(bǔ)給量、排泄量、徑流量關(guān)系：

山區(qū)：補(bǔ)給量=徑流量=排泄量

平原淺層地下水：補(bǔ)給量=排泄量，徑流量"

降落漏斗：從潛水含水層中抽水時(shí)，水井周圍的潛水位逐漸下降，形成一個(gè)以井孔為軸心的漏斗狀潛水面，即所謂降落漏斗。當(dāng)出水量和井中動水位穩(wěn)定一段時(shí)間后，這個(gè)漏斗也趨于穩(wěn)定。降落漏斗邊緣到井軸的距離稱影響半徑。

2.5、地下水動態(tài)

地下水動態(tài)：在有關(guān)因素影響下，地下水的水位、水量、水化學(xué)成分、水溫等隨時(shí)間的變化狀況稱作地下水動態(tài)。影響地下水動態(tài)的因素：（1）自然因素：氣候、水文、地質(zhì)因素、土壤生物因素；（2）人為因素地下水動態(tài)的類型：（一）蒸發(fā)型：干旱、半干旱平原及山間盆地；（二）徑流型：山區(qū)及山前地帶；（三）蒸發(fā)、徑流型：氣候濕潤的平原地區(qū)。

第三章不同介質(zhì)中的地下水

3.1孔隙水

孔隙水：是儲存于第四系松散沉積物及第三系少數(shù)膠結(jié)不良的沉積物的孔隙中的重力水。沉積物形成時(shí)期的沉積環(huán)境對于沉積物的特征影響很大，使其空間幾何形態(tài)、物質(zhì)成分、粒度以及分選程度等均具有不同的特點(diǎn)。因此，不同成因的沉積物，控制著儲存于其中的孔隙水的水文地質(zhì)條件。

一、洪積物的特征及其中的地下水

洪流挾帶的物質(zhì)大部分是從山坡上沖刷下來的殘積、坡積物，碎屑成分大小混雜，磨圓度和分選性較差。二、沖積物中的地下水

沖積物是經(jīng)常性水流形成的沉積物。河流的上、中、下游沉積特征不同。三、湖積物中的地下水

四、濱海三角洲沉積物中的地下水3.2、裂隙水

裂隙水：埋藏于基巖裂隙中的地下水統(tǒng)稱為裂隙水。它的埋藏分布和裂隙的發(fā)育特征相適應(yīng)。受地質(zhì)構(gòu)造、巖性、地貌等條件的控制一、面狀裂隙水（風(fēng)化裂隙水）二、層狀裂隙水

三、褶皺蓄水構(gòu)造中的地下水3.3、巖溶水

3.3.1、巖溶的概念：巖溶是指地下水和地表水對可溶性巖石的化學(xué)作用和物理作用及其形成的水文現(xiàn)象和地貌現(xiàn)象。巖溶地貌又稱喀斯特（Karst）地貌�？λ固卦�是亞得里亞海北端東海岸石灰?guī)r高原的地名，那里發(fā)育著各種奇特的石灰?guī)r地形。十九世紀(jì)末，南斯拉夫?qū)W者J．司威治Cvijic研究了喀斯特高原的各種石灰?guī)r地形，并把這種地貌叫喀斯特。以后，喀斯特一詞便成為世界各國通用的專門術(shù)語。

3.3.2、碳酸鹽的溶蝕機(jī)理

+-（1）與水接觸的石灰?guī)r在水作用下溶解：CaCO3＝Ca2＋CO3

（2）原溶解于水中的CO2與H2O的反應(yīng)

+-CO2＋H2O＝H2CO3＝H+HCO3+-CO2＋H2O＋CaCO3＝Ca2＋2（HCO3）

+

（3）水中CO2不斷溶解補(bǔ)充H的消耗，促進(jìn)CaCO3溶解

（4）CO2減少，必然吸收外界CO2達(dá)到重新平衡，又構(gòu)成一個(gè)反應(yīng)鏈。巖溶過程是不可逆的。3.3.3、巖溶作用的結(jié)果：

（1）形成地下和地表的各種奇特的地貌景觀，如石芽、溶溝、溶洞、落水洞、漏斗、峰林、暗河、地下湖；

（2）形成特殊的水文地質(zhì)現(xiàn)象，沖溝很少，地表水系不發(fā)育，巖體透水性增大，巖溶水空間分布極不均勻，動態(tài)變化大，山區(qū)地下水埋深較大，地下水分水嶺與地表分水嶺不一致。3.3.4、影響巖溶發(fā)育的因素

巖溶形成的條件：（1）具有可溶性巖石；（2）具有溶蝕能力的水；（3）具有良好的水循環(huán)交替條件。

巖溶水的分布：儲存于可溶性巖層中的溶穴或溶隙中的水。它可以是上層滯水、也可以是潛水、承壓水。巖溶水的分布是不均勻的。3.3.5、泉

1、按補(bǔ)給源分類：上升泉承壓水補(bǔ)給；下降泉潛水或上層滯水補(bǔ)給。2、按泉出露的原因分類：

（1）侵蝕泉河流、溝谷切割含水層

（2）接觸泉——①由含水層和其下水面的隔水層接觸處流出接觸下降泉；②地下水沿侵入體或巖脈與圍巖接觸處裂縫流出接觸上升泉

（3）溢出泉巖石透水性變?nèi)趸驗(yàn)樽杷�結(jié)構(gòu)阻擋，地下水受阻而涌出地表

（4）斷層泉承壓水、斷層帶導(dǎo)水3.3.6、地下水的賦存條件

巖石中存在空隙是地下水貯存的必要條件。巖石的空隙包括孔隙、裂隙和溶隙。巖石中空隙的大小、數(shù)量和連通程度決定了巖石的透水性。

第二部分工程地質(zhì)學(xué)

0.1工程地質(zhì)學(xué)：是地質(zhì)學(xué)的一門分支學(xué)科，是工程科學(xué)與地質(zhì)科學(xué)相互滲透、交叉形成的邊緣學(xué)科，從事人類工程活動與地質(zhì)環(huán)境相互作用關(guān)系的研究，是服務(wù)于工程建設(shè)的應(yīng)用科學(xué)。

0.2工程地質(zhì)條件：與工程建設(shè)有關(guān)的地質(zhì)因素的綜合，或是工程建筑物所在地質(zhì)環(huán)境的各項(xiàng)因素。包括巖土類型及其工程性質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造、地形地貌、水文地質(zhì)條件、工程動力地質(zhì)條件、天然建筑材料等。0.3、工程地質(zhì)問題：工程地質(zhì)條件與工程建筑物之間存在的矛盾或問題。

如：工業(yè)與民用建筑物的主要工程地質(zhì)問題是地基承載力和地基變形問題；地下洞室的主要工程地質(zhì)問題是圍巖穩(wěn)定性問題；人工邊坡的主要工程地質(zhì)問題是邊坡穩(wěn)定性問題；巖溶區(qū)水庫的主要工程地質(zhì)問題是水庫滲漏問題。

第一章巖體結(jié)構(gòu)

1.1巖石：巖石是礦物按照一定的排列方式組合形成的集合體。

巖體：巖體是指在地質(zhì)歷史過程中形成的，由結(jié)構(gòu)面及其所圍限的巖石塊體（結(jié)構(gòu)體）組成的，具有一定的結(jié)構(gòu)并賦存于一定的天然應(yīng)力狀態(tài)和地下水等地質(zhì)環(huán)境中的地質(zhì)體。

結(jié)構(gòu)面：結(jié)構(gòu)面（DiscontinuityorStructuralPlane）是指巖體中的一切地質(zhì)界面，如層面、斷裂、風(fēng)化卸荷裂隙、不整合接觸面等。

（1）結(jié)構(gòu)面的類\u578b

結(jié)構(gòu)面是在巖體形成、演化過程中產(chǎn)生和發(fā)展而來的，在巖體建造和改造過程中，巖體內(nèi)不斷形成結(jié)構(gòu)面。

結(jié)構(gòu)面的特性與其成因和形成過程密切相關(guān)，不同成因的結(jié)構(gòu)面往往在產(chǎn)狀、分布及特性上有所不同，因此在巖體變形破壞過程中所起的作用也不相同。只有在結(jié)構(gòu)面成因及其分布規(guī)律研究的基礎(chǔ)上，才能認(rèn)識和掌握結(jié)構(gòu)面特性的相關(guān)規(guī)律。在研究巖體結(jié)構(gòu)面特性時(shí)，必須以地質(zhì)成因研究為基礎(chǔ)。結(jié)構(gòu)面按地質(zhì)成因可以分為原生結(jié)構(gòu)面、構(gòu)造結(jié)構(gòu)面和次生結(jié)構(gòu)面。

（2）結(jié)構(gòu)面調(diào)查指標(biāo)：

1.2、結(jié)構(gòu)體

結(jié)構(gòu)體：被結(jié)構(gòu)面切割形成的巖石塊體，稱為結(jié)構(gòu)體。它可用其規(guī)模、形態(tài)及其結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀進(jìn)行描述。

1.3、巖體結(jié)構(gòu)（RockMassStructure）:指巖體中結(jié)構(gòu)面與結(jié)構(gòu)體的排列組合特征，因此巖體結(jié)構(gòu)應(yīng)包括兩個(gè)要素（或結(jié)構(gòu)單元），即結(jié)構(gòu)面和結(jié)構(gòu)體。巖體結(jié)構(gòu)類型的劃分，是對結(jié)構(gòu)面、結(jié)構(gòu)體自然特性及其組合狀況研究的基礎(chǔ)上進(jìn)一步的概括，其目的是解決巖體穩(wěn)定性評價(jià)。巖體結(jié)構(gòu)類型研究的基礎(chǔ)就是將巖體視為一種未擾動的力學(xué)介質(zhì)，考慮的主要力學(xué)作用是構(gòu)造作用。（1)、巖體的主要力學(xué)特性

彈性：材料在外力作用下產(chǎn)生變形，撤去外力后立即恢復(fù)到它原有的尺寸和形狀的性質(zhì)。彈性變形：外力撤去后能夠恢復(fù)的變形稱為彈性變形。

塑性：材料受力后變形不能在瞬間完成，且應(yīng)變的速率隨應(yīng)力的大小而改變的性質(zhì)。（2）、巖石變形參數(shù)

變形模量E：巖石在單軸受壓受壓時(shí)，軸向應(yīng)力與軸向應(yīng)變之比。泊松比μ：巖石在單向受壓時(shí)，橫向應(yīng)變與軸向應(yīng)變之比。（3）、巖體的變形特征及指標(biāo)：

巖體的變形包括結(jié)構(gòu)面和結(jié)構(gòu)體的變形兩部分。（4）、巖體的流變特性

流變：固體介質(zhì)在荷載不變的條件下，應(yīng)力和變形隨時(shí)間變化的性質(zhì)。

蠕變：當(dāng)溫度、濕度等環(huán)境條件不變時(shí)，在恒定應(yīng)力作用下，變形或應(yīng)變隨時(shí)間而逐漸增長的現(xiàn)象。","p":{"h":13.5,"w":553.324,"x":115.056,"y":1091.953,"z":73},"ps":null,"t":"word","r":[18]},{"c":"

松弛：當(dāng)濕度、溫度等環(huán)境條件不變時(shí)，應(yīng)變保持恒定時(shí)，固體介質(zhì)所承受的應(yīng)力隨時(shí)間的增長而逐漸減小的現(xiàn)象。

長期強(qiáng)度：巖體所受的長期應(yīng)力超過某一臨界應(yīng)力值時(shí)，巖體才經(jīng)蠕變發(fā)展至破壞，這一臨界應(yīng)力值稱為巖體的長期強(qiáng)度。

第二章斜坡變形破壞的工程地質(zhì)研究

2.1、斜坡

斜坡(slope)：統(tǒng)指地表一切具有側(cè)向臨空面的地質(zhì)體，包括天然斜坡和人工邊坡。

(簡稱斜坡）：是指自然地質(zhì)作用形成未經(jīng)人工改造的斜坡。人工邊坡(簡稱邊坡）：是指經(jīng)人工開挖或改造形成的斜坡。

研究目的：研究邊坡變形破壞的機(jī)理(包括應(yīng)力分布及變形破壞特征)與穩(wěn)定性，為邊坡預(yù)測預(yù)報(bào)及整治提供巖體力學(xué)依據(jù)。其中穩(wěn)定性計(jì)算是巖體邊坡穩(wěn)定性分析的核心。

（1）斜坡變形：在貫通性破壞面形成之前，斜坡巖體的變形與局部破裂，稱為斜坡變形。

變形體：斜坡中已有明顯變形破裂跡象的巖體，或已查明處于進(jìn)展性變形的巖體，稱為變形體。（2）、斜坡變形破壞類型①拉裂

概念：在斜坡巖土體內(nèi)拉應(yīng)力集中的部位或張力帶內(nèi)，形成的張裂隙變形型式。特點(diǎn)：上寬下窄，由坡面向坡內(nèi)逐漸減少。成因：可能由卸荷回彈形成。

危害：巖土體完整性受到破壞，為風(fēng)化營力深入坡體內(nèi)部以及地表水、雨水入滲提供通道。卸荷裂隙：斜坡側(cè)應(yīng)力削弱后，由于卸荷回彈或水平地應(yīng)力釋放而形成的張裂面。②蠕滑

概念：斜坡巖土體局部滑移面向臨空方向的緩慢剪切變形。

特點(diǎn)：均質(zhì)體邊坡一般受最大剪應(yīng)力面控制；存在軟弱結(jié)構(gòu)面時(shí)，受傾坡外軟弱面控制；斜坡基座存在較厚軟弱結(jié)構(gòu)面時(shí)→塑性擠出；不易發(fā)現(xiàn)

危害：坡體內(nèi)部剪切面（蠕滑面）貫通，且與坡頂拉裂縫也貫通時(shí)，演變成滑坡。③彎折傾倒

概念：由陡傾板片巖組成的斜坡，當(dāng)走向與坡面平行時(shí)，在重力作用下所發(fā)生的向臨空方向同步彎曲的現(xiàn)象。

特點(diǎn)：彎折角約20－50°，彎折傾倒程度向深處逐漸較��；巖層折斷但層序不亂；巖層層間產(chǎn)生相對位移，巖層面形成反坡陡坎危害：巖體破碎，并最終形成滑坡、崩塌。（3）、斜坡破壞類型①崩塌

概念：斜坡巖體被陡傾的拉裂面切割，突然脫離母體而快速位移，翻滾、跳躍、墜落，堆于崖下。特點(diǎn)：（1）位移的垂直分量遠(yuǎn)大于水平分量，而且位移塊體與母體完全脫離開。（2）崩塌塊體沿斜坡運(yùn)動的主要方式是跳躍和滾動，還有墜落、滑動等方式。（3）大型崩塌運(yùn)動過程中，塊體附近空氣承受臨時(shí)性壓縮產(chǎn)生“氣墊效應(yīng)”。危害：直接造成人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失；崩塌堆積體演化成碎屑流、泥石流；崩塌堆積體形成滑坡。②滑坡

概念：斜坡巖土體沿貫通的剪切滑動面發(fā)生滑移的現(xiàn)象。

特點(diǎn)：通常是深層的破壞；水平位移大于豎直位移；存在明顯的滑移面；滑動速度往往比較慢，具有整體性滑動的趨勢，滑動過程中會解體。

危害：直接造成人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失；滑坡堆積體產(chǎn)生“復(fù)活”；滑坡堆積體形成泥石流。

滑坡的發(fā)展過程：滑坡的發(fā)生、發(fā)展演化過程，是一個(gè)累進(jìn)性變形破壞過程，具有多次周期性活動的特點(diǎn)。根據(jù)每一期次滑坡活動的運(yùn)動學(xué)特征，可以分為四個(gè)階段：I蠕滑階段

斜坡坡肩附近及坡體某些部位出現(xiàn)拉張裂縫；坡體內(nèi)局部剪切破壞面出現(xiàn)，并有逐漸貫通的趨勢II滑動階段

滑動面已貫通，前緣出現(xiàn)剪出口；滑坡體前后及兩側(cè)出現(xiàn)裂縫，并有局部坍塌；滑坡的位移速率不斷增大III劇滑階段

滑移速率急劇增大，后緣裂縫急速張開和下錯(cuò)，后壁不斷坍塌；兩側(cè)及淺層表部坍塌；滑帶巖土體結(jié)構(gòu)進(jìn)一步破壞，含水量增大；滑坡體以很大的速率向前滑移，滑速大時(shí)可產(chǎn)生氣浪IV穩(wěn)定階段

滑體內(nèi)水排出，滑移速率逐漸降低停止滑動。并非所有的滑坡都具有上述四個(gè)階段�。�4）影響斜坡穩(wěn)定性的因素

影響斜坡穩(wěn)定性的因素主要包括：地形地貌、巖土體類型和性質(zhì)、巖體結(jié)構(gòu)和地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)條件、風(fēng)化、降雨、地震和人類工程活動等

各種因素均從三個(gè)方面影響斜坡的穩(wěn)定性：①、影響斜坡巖土體的強(qiáng)度②、影響著斜坡的形狀③、影響斜坡內(nèi)應(yīng)力狀態(tài)

均表現(xiàn)為增大下滑力，降低抗滑力，促使斜坡向不穩(wěn)定方向轉(zhuǎn)化。（5）斜坡變形破壞的防治

斜坡變形破壞的防治向貫徹“以防為主，及時(shí)治理”的原則。

以防為主：指的是對不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)類型的斜坡預(yù)先采取措施，以防止變形；工程布置應(yīng)盡量繞避嚴(yán)重不穩(wěn)定斜坡地段，或采取相應(yīng)的設(shè)計(jì)方案。

及時(shí)治理：指的是對已發(fā)生變形的斜坡應(yīng)及時(shí)采取治理措施，使之不再繼續(xù)向破壞的方向發(fā)展，以保證工程順利施工和安全使用。斜坡變形破壞防治所需資料：工程地質(zhì)條件、巖體（坡體）結(jié)構(gòu)、影響邊坡穩(wěn)定性的因素、變形破壞的邊界條件及所處演化階段、穩(wěn)定性狀況。

1、刷（削）方減載及壓腳：刷方減載及壓腳，是邊坡治理的常見方法，對于潛在變形面（滑動面）為上陡下緩的推移式滑動邊坡，在坡頂?shù)臏p荷和在下部阻滑段的壓腳具有及其明顯的支護(hù)效果。這種方法也是在邊坡的應(yīng)急治理中常常采用的方法。","p":{"h":13.5,"w":675,"x":54,"y":1062.253,"z":180},"ps":null,"t":"word","r":[2]},{"c":"

2、排水：地下水是影響坡體穩(wěn)定的重要因素。根據(jù)地形地貌特征，采取地表截排水結(jié)合坡體內(nèi)部排水的措施，減少坡面入滲、排出邊坡內(nèi)地下水是簡便易行、經(jīng)濟(jì)有效的輔助性防治工程措施之一。3、支擋工程

（1）擋（土）墻：當(dāng)坡體厚度和推力不大時(shí)，可考慮采用重力式擋土墻工程。當(dāng)坡體推力較大時(shí)，按抗滑擋墻設(shè)計(jì)。當(dāng)坡體較長時(shí)，亦可考慮采用分級擋墻。

（2）抗滑樁：抗滑樁宜布置于滑坡體厚度較薄、滑面傾角較小且嵌巖段地基強(qiáng)度較高地段。在穩(wěn)定性驗(yàn)算時(shí)須防止滑體從樁頂滑出或從樁底產(chǎn)生新的深層滑動的可能�？够瑯兑艘詥闻挪贾脼橹�，當(dāng)滑坡推力較大時(shí)，可對滑坡進(jìn)行分段阻滑。若彎矩過大，應(yīng)采用預(yù)應(yīng)

35m，對于滑帶埋深大于25m的滑坡，應(yīng)充分論證抗滑樁阻滑的可行性。4、錨固工程

錨固工程一方面能夠承受或分擔(dān)邊坡巖土體難以承受的下滑推力，另一方面它能夠通過注漿使巖土體形成一個(gè)整體，約束其整體變形，提高邊坡巖土體的力學(xué)性能。

（1）預(yù)應(yīng)力錨索：適用于潛在滑移面陡、埋深較大，邊坡推力大、坡體內(nèi)部巖體強(qiáng)度較高的邊坡，常與抗滑樁組合使用形成樁錨體系。（2）預(yù)應(yīng)力錨桿：適用于潛在滑移面陡、邊坡推力較小、坡體內(nèi)部巖體強(qiáng)度較高的邊坡。

（3）非預(yù)應(yīng)力錨桿：適用于潛在巖體破碎、局部存在潛在不穩(wěn)定塊體的邊坡，通過改善巖土體強(qiáng)度達(dá)到防止邊坡變形的目的。（4）注漿錨管：適用于厚度較大的碎裂結(jié)構(gòu)巖質(zhì)邊坡，通過錨管注入一定壓力的漿液，將碎裂巖塊結(jié)合成一個(gè)整體，改善巖土體及結(jié)構(gòu)面的物理力學(xué)性質(zhì)，提高其力學(xué)性能。注漿方式較多，可以采用中空錨桿、鉆孔灌漿、錨管注漿等形式。

（5）錨筋樁：錨筋樁是通過把二根以上的錨桿焊接在一起，構(gòu)成具有較強(qiáng)抗拔能力和具有一定抗剪和抗彎能力的結(jié)構(gòu)。在節(jié)理巖體邊坡、鑲嵌碎裂巖體邊坡的治理中經(jīng)常采用，是一種安全快速的加固手段。

（6）土釘：適用于硬塑或堅(jiān)硬的粘性土、膠結(jié)或弱膠結(jié)的粉土、砂土、礫石、軟巖和風(fēng)化巖層等挖方邊坡的臨時(shí)支護(hù)和永久支護(hù)。土釘支護(hù)宜用于高度不大于18m的邊坡防護(hù)，當(dāng)土釘支護(hù)與預(yù)應(yīng)力錨桿聯(lián)合使用時(shí)，邊坡高度可增加。邊坡較高時(shí)宜設(shè)多級土釘支護(hù)。多級邊坡的上下級之間應(yīng)設(shè)置平臺，平臺寬度不宜小于2.0m，每級坡高不宜大于10m。5、坡面防護(hù)

坡面防護(hù)工程是防治坡體表層崩落、淺表層破壞的有效措施。防護(hù)工程應(yīng)在穩(wěn)定的邊坡上設(shè)置坡面防護(hù)可以分為以下四種型式：植物防護(hù)、骨架植物防護(hù)、圬工防護(hù)、封面錘面防護(hù)。6、其他措施：主要是被動地繞避阻擋等避免災(zāi)害。

第三章泥石流工程地質(zhì)研究

3.1、泥石流

(1)泥石流:泥石流是發(fā)生在山區(qū)的一種含有大量泥砂和石塊的暫時(shí)性急水流。具有強(qiáng)大的破壞力，往往在短暫的時(shí)間內(nèi)造成工程設(shè)施、農(nóng)田和生命財(cái)產(chǎn)的嚴(yán)重?fù)p失，是威脅山區(qū)居民生存和工農(nóng)業(yè)建設(shè)的一種地質(zhì)災(zāi)害。

(2)泥石流與一般的山洪活動的根本區(qū)別在于：它是一種含有大量固體物質(zhì)的流體，固體物質(zhì)有時(shí)超過水體量，往往是在一個(gè)地段突然爆發(fā)，能量巨大，來勢兇猛，歷時(shí)短暫，復(fù)發(fā)頻繁。

崩塌、滑坡運(yùn)動過程中水量很少，如果崩塌或滑坡體遭遇強(qiáng)暴雨，在地形條件有利的條件下可形成泥石流。3.2、泥石流的形成必須具備以下三個(gè)條件：（1）地形條件：有利于貯集、運(yùn)動和停淤的地形地貌條件；（2）地質(zhì)條件：有豐富的松散土石碎屑固體物質(zhì)來源；（3）氣象水文條件：短時(shí)間內(nèi)可提供充足的水源和適當(dāng)?shù)募ぐl(fā)因素。3.3、典型泥石流分為形成區(qū)、流通區(qū)、堆積區(qū)等三個(gè)區(qū)，溝谷也相應(yīng)具備三種不同形態(tài)。

上游形成區(qū)：多三面環(huán)山、一面出口的漏斗狀或樹枝狀，地勢比較開闊，周圍山高坡陡，植被生長不良，有利于水和碎屑固體物質(zhì)聚集；

中游流通區(qū)：地形多為狹窄陡深的狹谷，溝床縱坡降大，使泥石流能夠迅猛直瀉；

下游堆積區(qū)：地形為開闊平坦的山前平原或較寬闊的河谷，使碎屑固體物質(zhì)有堆積場地。3.4、泥石流的防治措施

一、泥石流形成區(qū):是防治的重點(diǎn)。

方法：一般采用植樹造林或護(hù)坡植草，修建坡面排水系統(tǒng)，防止水土流失。目的：減少或消除泥石流固體物質(zhì)的補(bǔ)給來源。二、泥石流流通區(qū)

方法：修筑攔擋工程，常采用攔擋壩、石墻、格欄壩等。目的：減緩泥石流流速，阻止泥石流危害下游。三、泥石流堆積區(qū):

方法：排導(dǎo)工程，修建溢洪道和導(dǎo)流堤。

目的：保護(hù)附近居民點(diǎn)、工礦企業(yè)、農(nóng)田、交通線路。

第四章地震工程地質(zhì)研究

4.1、地震的基礎(chǔ)知識

地震：地震是指巖石圈在內(nèi)力作用下突然發(fā)生破裂，地球內(nèi)能以地震波的形式強(qiáng)烈釋放出來，從而引起一定范圍地面震動的現(xiàn)象。震源：地下巖層發(fā)生斷裂錯(cuò)位引起地震的點(diǎn)。震中：震源在地面上的投影。震源深度：震源到震中的距離。

震中距:地面上任何一點(diǎn)到震中的距離。

震源深度：淺源地震：0～70km；中源地震：70～300km；深源地震：300～700km

大多數(shù)地震為中源和深源地震，破壞性地震一般為淺源地震；汶川地震10km，唐山地震8km要測量地震的參數(shù)（包括震級、烈度），必須借助于地震波的測量來進(jìn)行。地震波：地震產(chǎn)生的震動是以彈性波的形式傳播的，這種彈性波稱為地震波。

體波：在地殼內(nèi)部介質(zhì)中傳播的波地震波面波：體波經(jīng)過折射、反射沿地面附近傳播的波，是體波到達(dá)地面后激發(fā)的波

縱波（P波）:疏密波，介質(zhì)體積變化而產(chǎn)生靠介質(zhì)的收縮與擴(kuò)張傳遞，是壓縮（","p":{"h":15.839,"w":456.932,"x":278.715,"y":1039.903,"z":264},"ps":null,"s":{"letter-spacing":"-0.086"},"t":"word","r":[19,34]},{"c":"Primarywave）體波Vp=1.67Vs

橫波（S波）:扭動波，介質(zhì)性狀變化的結(jié)果，是剪切波（Secondarywave）地震波勒夫波:蛇形運(yùn)動，左右擺動面波瑞利波:滾動，橢圓運(yùn)動

一般情況下，橫波和面波到來時(shí)震動最為強(qiáng)烈，建筑物的破壞通常由橫波和面波造成

。

震級：表示地震本身能量大小的尺度，以地震過程中釋放出來的能量總和來衡量，釋放的能量越大震級越高。一次地震釋放的能量是一定的，在任何地方測定震級是一定的。M=logA

A：距震中100km的標(biāo)準(zhǔn)地震儀所記錄的以微米表示的最大振幅Ms：面波震級

6

一級地震的能量2×10J，每增大一級能量增加30倍；8級地震會釋放4201*00000000000000（4.2乘以10的十八次方）焦耳的能量，相當(dāng)于十億噸TNT炸藥爆炸的能量。相當(dāng)于同時(shí)爆炸了47600顆長崎原子彈。

里氏震級：是由美國的查爾斯弗蘭西斯里克特（CharlesFrancisRichter）和本諾古登堡（BenoGutenberg）在1935年提出的一種震級標(biāo)度，以發(fā)生地震時(shí)產(chǎn)生的水平位移作為判斷標(biāo)準(zhǔn)。也就是說，在三種地震波（縱波，橫波，面波）中，對地表破壞性最大的面波作為主要判斷依據(jù)。在里氏震級的定義中，對一個(gè)100公里外發(fā)生的地震，如果伍德-安德森地震儀記錄到地震波的最大振幅為1厘米，則震級為4。

微震小于2級有感地震2～4級震級破壞性地震5～6級強(qiáng)烈地震7級以上

地震烈度：是指地面及各類建筑物遭受地震破壞程度。地震烈度的高低與震級的大小、震源深度、震中距、地震波的傳播介質(zhì)以及場地地質(zhì)構(gòu)造條件等有關(guān)。一次地震，距震中遠(yuǎn)的地方，烈度低；距震中近處烈度高。相同震級的地震，因震源深淺不同，地震烈度也不同，震源淺者對地表的破壞就大。

一次地震只有一個(gè)震級，而烈度則隨震中距增大而減小。等震線：地震區(qū)地震烈度相同的點(diǎn)的連線。4.2、地震產(chǎn)生的原因4.2.1、地震成因假說

①彈性回跳說：1911年理德提出地球內(nèi)部不斷積累的應(yīng)變能超過巖石強(qiáng)度時(shí)產(chǎn)生斷層，斷層形成后，巖石彈性回跳，恢復(fù)原來狀態(tài)，于是把積累的能量突然釋放出來，引起地震。

②巖漿沖擊說：1955年日本的松澤武雄提出地下巖石導(dǎo)熱不均，部分熔化體積膨脹，擠壓圍巖，導(dǎo)致圍巖破裂產(chǎn)生地震。

③相變說：美國布里奇曼提出地下物質(zhì)在一定臨界溫度和壓力下，從一種結(jié)晶狀態(tài)轉(zhuǎn)化為另一種結(jié)晶狀態(tài)，體積突然變化而發(fā)生地震。4.2.2、活斷層：目前還在持續(xù)活動或在歷史時(shí)期或近期地質(zhì)時(shí)期活動過、極可能在不遠(yuǎn)的將來重新活動的斷層。后者稱為潛在活斷層�；顢鄬佑胁煌�的活動特性，持續(xù)不斷緩慢蠕動的稱為蠕滑或穩(wěn)滑；間斷的、周期性突然錯(cuò)斷的稱為粘滑，粘滑常伴有地震，是活斷層的主要活動方式。汶川地震是蠕滑和粘滑伴生。

我國主要地震帶有：①郯城廬江帶，即從安徽廬江經(jīng)山東郯城至東北一帶；②燕山渤海帶；③汾渭帶；④喜馬拉雅山帶；⑤東南沿海帶；⑥河北平原帶；⑦祁連山帶；⑧昆侖山帶；⑨南北帶；⑩臺灣帶；天山帶。4.3、地震的類型

1、構(gòu)造地震：由于地下深處巖層錯(cuò)動、破裂所造成的地震稱為構(gòu)造地震。這類地震發(fā)生的次數(shù)最多，破壞力也最大，約占全世界地震的90%以上。地震的發(fā)生與距今約250萬年以來有過活動、現(xiàn)今具繼承性和反復(fù)活動的、將來還可能活動的地質(zhì)構(gòu)造密切相關(guān)。2、火山地震：由于火山作用，如巖漿活動、氣體爆炸等引起的地震稱為火山地震。只有在火山活動區(qū)才可能發(fā)生火山地震，這類地震只占全世界地震的7%左右。

3、塌陷地震：由于地下巖洞或礦井頂部塌陷而引起的地震稱為塌陷地震。這類地震的規(guī)模比較小，次數(shù)也很少，即使有，也往往發(fā)生在溶洞密布的石灰?guī)r地區(qū)或大規(guī)模地下開采的礦區(qū)。

4、誘發(fā)地震：由于水庫蓄水、油田注水等活動而引發(fā)的地震稱為誘發(fā)地震。這類地震僅僅在某些特定的水庫庫區(qū)或油田地區(qū)發(fā)生。5、人工地震：地下核爆炸、炸藥爆破等人為引起的地面振動稱為人工地震。人工地震是由人為活動引起的地震。如工業(yè)爆破、地下核爆炸造成的振動。4．4、誘發(fā)地震

（一）水庫誘發(fā)地震

水庫蓄水而引起水庫區(qū)及周緣的地震活動。我國最大的水庫地震是1962年3月19日新豐江6.2級地震。水庫蓄水為什么會發(fā)生地震呢？

水庫中水的重量會增加庫區(qū)地殼的所受的載荷，同時(shí)，庫水向深處巖層滲透產(chǎn)生附加力作用，破壞了原地殼中應(yīng)力平衡。如果地下存有斷裂，則水的滲漏會減少斷面上的摩擦力，使斷裂易于產(chǎn)生滑動。因此，水庫蓄水產(chǎn)生地震，主要在于庫區(qū)或周緣有無活動斷裂，而水庫蓄水只是一種觸發(fā)地震發(fā)生的外界因子。（二）抽注流體（液、氣）誘發(fā)地震

深井注液誘發(fā)地震、石油（天然氣）開采誘發(fā)地震、采礦排水誘發(fā)地震（三）礦山誘發(fā)地震

頂板冒落型礦震:當(dāng)?shù)V山地下采場頂板的重力或應(yīng)力大于支撐力時(shí)，便會引起頂板整體或局部冒落

頂板開裂型礦震:頂板與圍巖“粘結(jié)”牢固，頂板在重力或應(yīng)力作用下積累的能量不能冒落釋放，只有通過開裂變形來釋放積蓄的能","p":{"h":13.5,"w":554.633,"x":284.115,"y":957.853,"z":411},"ps":null,"s":{"letter-spacing":"0.028"},"t":"word","r":[0]},{"c":"量

礦柱沖擊型礦震:頂板不能以冒落和開裂形式釋放能量，而采場附近又有處于頂、底板間的煤柱時(shí)，煤柱就會成為能量快速轉(zhuǎn)移和積累的場所，進(jìn)而引起煤柱斷裂

溶洞、礦洞塌陷型礦震:大量抽排地下水使礦區(qū)水位下降，流速加快，淺部溶洞內(nèi)的水壓力減弱構(gòu)造型礦震:采掘、卸載和抽排地下水，誘發(fā)斷裂構(gòu)造瞬間“復(fù)活”4.5、地震災(zāi)害

4.5.1、地震成災(zāi)要素

（1）建筑物、地面的地震破壞因素：

①地震力超過建筑物的承受能力時(shí)，建筑物就被破壞；

②地震時(shí)發(fā)生斷層錯(cuò)動、開裂、地陷、地基不均勻變形及砂土液化等地基失效引起建筑物傾倒；③地震引起的海嘯、山崩、泥石流、滑坡、洪水、大火造成建筑物遭到破壞。（2）人員傷亡因素4.5.2、地震效應(yīng)在地震影響范圍內(nèi)，地殼表層出現(xiàn)的各種震害及破壞現(xiàn)象稱為地震效應(yīng)地震效應(yīng)大致可分為場地破壞效應(yīng)和強(qiáng)烈震動效應(yīng)兩個(gè)方面，

（一）場地破壞效應(yīng)

按形成條件和建筑物的破壞形式與規(guī)模，可將場地破壞效應(yīng)分為地面破裂效應(yīng)、斜坡破壞效應(yīng)和地基基底效應(yīng)三種基本類型。

（1）地面破裂效應(yīng)：地震導(dǎo)致地表巖土體直接出現(xiàn)斷裂或地裂，跨越斷裂或斷裂附近的建筑物及道路、各種管線會因此而發(fā)生嚴(yán)重破壞。地震裂縫主要表現(xiàn)在地面錯(cuò)動及其他形式的不連續(xù)變形，導(dǎo)致建筑場地地基失穩(wěn)，而使上部結(jié)構(gòu)物被牽動產(chǎn)生無法抵制的錯(cuò)斷或開裂。

（2）斜坡破壞效應(yīng)：地震導(dǎo)致斜坡巖土體失去穩(wěn)定，觸發(fā)各種斜坡變形或破壞，引起斜坡地段的建筑物破壞，稱為斜坡破壞效應(yīng)。因地震而引發(fā)的崩塌、滑坡、溜滑等均屬斜坡破壞效應(yīng)。斜坡破壞效應(yīng)不但對斜坡上的建筑物造成破壞，有時(shí)還會破壞斜坡下方的道路及其他建筑物，造成人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失

（3）地基變形破壞效應(yīng)：地基變形破壞效應(yīng)主要表現(xiàn)為地震使地基產(chǎn)生變形破壞，尤其是砂土液化導(dǎo)致地基承載力下降以至喪失，由此造成建筑物的破壞。

①地基強(qiáng)烈沉降與不均勻沉降

②地基水平滑移，主要發(fā)生于斜坡地基

③飽和砂土地基液化，它是地基失效的常見形式（二）強(qiáng)烈地振動破壞效應(yīng)

地振動破壞效應(yīng)是反映地震波（地震力和地震周期）直接對建筑物破壞的現(xiàn)象，包括建筑物的水平滑動、晃動及共振等造成的的破壞，這是地震效應(yīng)中的主要震害，約95％的人員傷亡和建筑物破壞是由強(qiáng)烈地振動直接造成的。4.6、地震區(qū)抗震設(shè)計(jì)原則一、選擇場地和地基

（1）盡可能避開產(chǎn)生強(qiáng)烈地基失效及其他加重震害地面效應(yīng)的場地或地基。主要包括：活斷層帶，地震液化的砂層或強(qiáng)烈沉降的淤泥層，厚填土層，產(chǎn)生不均勻沉降的地基和產(chǎn)生崩塌、滑坡等斜坡效應(yīng)的地區(qū)，如陡山坡、斜坡及河坎旁。（2）避免結(jié)構(gòu)域地基土石之間產(chǎn)生共振。

自振周期長的建筑物盡可能不建在深厚松軟沉積土中；自振周期短的建筑物則不建于卓越周期短的地基上。

卓越周期：地震波在地表土層傳播時(shí)，由于不同性質(zhì)界面反射的結(jié)果，某個(gè)周期的地震波強(qiáng)度被增強(qiáng)，也即土層對這些地震波起到放大作用，這種波的周期稱為該土層的卓越周期。

如果建筑物的自振周期和地基土的卓越周期相同會產(chǎn)生什么效果？

（3）巖溶地區(qū)地下不深處有大溶洞，地震時(shí)可能產(chǎn)生塌陷的地區(qū)不易作為場地。（4）避免加重震害的孤立突出地形作為建筑場地。

對抗震有利的條件是：①地形開闊平坦；②基巖地區(qū)巖性均一堅(jiān)硬，或上有較薄的覆蓋層；③若為較厚的覆蓋層則應(yīng)較密實(shí)；④地下水埋藏較深；⑤崩塌、滑坡泥石流不發(fā)育。二、選擇適宜的持力層和基礎(chǔ)方案

有地下室的深基礎(chǔ)有利；樁基應(yīng)為支撐樁不能用摩擦樁，且樁基不能改變地基土類別；高層建筑物應(yīng)采用達(dá)到較好持力層的管柱基礎(chǔ)為宜；易產(chǎn)生不均勻沉降的地基上采用鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)或筏式基礎(chǔ)。三、建筑物合理布置和結(jié)構(gòu)選型1、工業(yè)民用建筑物

（1）選擇有利抗震的平面和立面

（2）減輕重量、降低重心，加強(qiáng)整體性使各部分、各構(gòu)件之間有足夠的剛度和強(qiáng)度。

磚石承重墻抗震性能較差，但應(yīng)用最廣泛。斜裂縫或交叉裂縫多追蹤砌縫產(chǎn)生，應(yīng)屬于受反復(fù)水平剪切變形產(chǎn)生的次生拉應(yīng)力所造成的破壞，灰縫強(qiáng)度越低震害越嚴(yán)重。2、水工建筑物

選擇抗震性能好的壩型。土石壩中堆石壩（紫坪鋪水庫）的抗震性能最好�；炷�土壩中以重力壩及拱壩抗震性能最好。

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