工程地质学-第一章-绪论-2-研究内容和研究方法课件.ppt

1、第一章第一章绪绪 论论v岩土工程性质的研究岩土工程性质的研究 研究与工程建筑物有关的岩土体的工程地质性质及其研究与工程建筑物有关的岩土体的工程地质性质及其变化规律，即分布规律、成因类型、力学性质等变化规律，即分布规律、成因类型、力学性质等 分支学科：工程岩土学分支学科：工程岩土学v工程动力地质作用的研究工程动力地质作用的研究 研究工程动力地质作用的形成机制、规模、空间分布研究工程动力地质作用的形成机制、规模、空间分布及发展趋势，对由此引起的工程地质问题进行评价、防治及发展趋势，对由此引起的工程地质问题进行评价、防治和改造和改造 分支学科：工程动力地质学分支学科：工程动力地质学v工程地质勘察理论

2、和技术方法的研究工程地质勘察理论和技术方法的研究 研究勘察方法的选择、工作的布置原则、工作量的分研究勘察方法的选择、工作的布置原则、工作量的分配，勘察技术、方法理论的改进。规范、手册为指南。配，勘察技术、方法理论的改进。规范、手册为指南。分支学科：工程地质勘察分支学科：工程地质勘察 、岩土工程勘察。、岩土工程勘察。n区域工程地质研究区域工程地质研究 为工程规划设计提供地质依据，进行工程地为工程规划设计提供地质依据，进行工程地质区划质区划 分支学科：区域工程地质学分支学科：区域工程地质学n环境工程地质研究环境工程地质研究 研究人类工程活动和地质环境之间的联结模研究人类工程活动和地质环境之间的联结

3、模式，科学预测人类活动对地质环境的影响式，科学预测人类活动对地质环境的影响 分支学科：环境工程地质学分支学科：环境工程地质学四、研四、研 究究 方方 法法v自然历史分析法自然历史分析法v数学力学分析法数学力学分析法v模型模拟试验法模型模拟试验法v工程地质类比法工程地质类比法v自然历史分析法自然历史分析法 地质学分析地质学分析 研究地质体、地质现象、自然地质历史形成演化。地质研究地质体、地质现象、自然地质历史形成演化。地质基础工作。基本的研究方法。基础工作。基本的研究方法。例如：斜体变形破坏研究例如：斜体变形破坏研究。n 数学力学分析法数学力学分析法 定量分析计算、评价定量分析计算、评价 针对某

4、一具体问题。地质分析为基础针对某一具体问题。地质分析为基础 地质模型地质模型 数学模数学模型（理论经验公式等）型（理论经验公式等）代入有关参数进行计算。代入有关参数进行计算。例如：刚体极限平衡法、弹塑性理论方法、数论统计方法、例如：刚体极限平衡法、弹塑性理论方法、数论统计方法、数值分析方法。还如，灰色理论、逻辑信息、摸糊数学、分形、数值分析方法。还如，灰色理论、逻辑信息、摸糊数学、分形、神经网络等。神经网络等。v模型与模拟实验法模型与模拟实验法 仿实体演绎仿实体演绎 模型实验：如渗流、斜坡、地基渗透变形、洞室稳定等模型实验：如渗流、斜坡、地基渗透变形、洞室稳定等方面都可以进行。方面都可以进行。

5、模拟实验：如光弹实验、电网络模拟（欧姆定律模拟实验：如光弹实验、电网络模拟（欧姆定律渗渗流达西定律）、结构的网络模拟等。流达西定律）、结构的网络模拟等。n工程地质类比法工程地质类比法 经验借鉴、对比经验借鉴、对比 基础是相似性（地质条件与建筑工作方法）基础是相似性（地质条件与建筑工作方法）如：专家判断、经验参数使用。如：专家判断、经验参数使用。上述方法各有特点，相互补充，综合应用。上述方法各有特点，相互补充，综合应用。五、五、其相关的分支学科其相关的分支学科v地质学分支地质学分支 矿物学、岩石学、构造地质学、矿物学、岩石学、构造地质学、地史学、第四系地质与地貌地质学、水文地质学、地史学、第四系

6、地质与地貌地质学、水文地质学、动力地质学等。动力地质学等。v专业基础学科专业基础学科 土质学、土力学、岩体力学。土质学、土力学、岩体力学。v其它基础学科其它基础学科 数学、物理学、工程力学、弹数学、物理学、工程力学、弹塑性力学、材料力学、工程建筑学、环境科学等。塑性力学、材料力学、工程建筑学、环境科学等。六、六、历史、现状历史、现状 诞生：1932年在莫斯科地质勘察学院开始培养工程地质专业人才，奠定工程地质学的理论基础。此时，在欧美此项工作也在开展，但它附属于土木建筑工程，有关岩土工程地质研究在“岩土工程”学科完成。工程地质学的发展概况n早期萌芽早期萌芽人类早期的工程活动早在150001500

7、0年以前年以前的石器时代，人类已开始在地下开矿。20002000年前年前，埃及人埃及人已能应用砖砌沉井穿过砂层。埃及的金字塔金字塔、中国的长城中国的长城、南北运河南北运河、新疆坎儿井坎儿井等都是著名的人类早期的工程活动。美国于18311833年开始修建第一条铁路第一条铁路，法国于18571870年打通穿越阿尔卑斯山的萨尼峰的11km11km长隧道长隧道。近代工程地质学的发展n19121912年瑞士地质学家A Heim提出了地压理论地压理论，n19331933年在瑞士工作的法国人M Lugeon写了大坝与地质大坝与地质一书，并最早提出测定岩层渗透性的钻孔压水试验；n19391939年R F Le

8、gget写出地质学与工程地质学与工程一书；n奥地利人J Stini和L Muller最早认识到岩体结构面的影响，并于19511951年创办地质与土木工程地质与土木工程杂志杂志。n在奥地利Saltzberg每年10月举办大型欧洲工程地质学术工程地质学术会议会议；n法国人J A Talbore于19571957年写出岩石力学岩石力学专著，阐述了地质学与工程的关系；nC Jaeger于19721972年写出岩石力学与工程岩石力学与工程专著；n19831983年R F Legget又出巨著土木工程的地质学手册土木工程的地质学手册。我国工程地质学的发展 n陶振宇陶振宇于19761976年写出水工建设中的

9、岩石力学问题，n同年谷德振谷德振出版岩体工程地质力学基础一书。n陈宗基陈宗基对岩土流变学进行了深入研究，并创办武汉岩土力武汉岩土力学研究所学研究所；n石根华石根华写的Theory of Block（块体理论块体理论）推动了岩体稳定的力学分析。n于19521952年年首先在北京地质学院北京地质学院和长春地质学院长春地质学院开设了水文水文地质及工程地质专业地质及工程地质专业，随后又相继在各有关高校设立了工程地质专业。水文地质及工程地质的科学研究机构也在各个部门相应建立，并不断得到发展。n南华大学南华大学于19951995年年成立岩土工程岩土工程专业，20002000年年正式更名为土木工程（道路与桥

10、梁工程）专业土木工程（道路与桥梁工程）专业。工程地质学科的形成与不断完善近年来，工程地质学得到很大的发展，突出表现在工程地工程地质学科系统的逐渐形成质学科系统的逐渐形成。n环境工程地质环境工程地质问题的研究，在国际上得到普遍的重视和快速发展，它的研究目的是保护环境，指导环境的合理开发，重点是研究人类工程建设对自然地质环境的影响及其变化的预测，论证环境保护、治理和评价开发方案的可行性，是工程地质学发工程地质学发展的新方向展的新方向。n海洋工程地质学海洋工程地质学，也是近年来随着石油及海底矿产开采以及港口工程建设而发展起来的。n建筑材料工程地质建筑材料工程地质、地下工程地下工程和地震工程地震工程地

11、质等新的分支学科，也得到了迅速的发展。n水利水电工程地质水利水电工程地质、铁路工程地质铁路工程地质和矿山工程地质矿山工程地质等传统学科，更趋于完善和成熟。n在工程地质应用理论应用理论方面，如岩土体工程地质特性岩土体工程地质特性、工程地质工程地质学学、动力工程地质学动力工程地质学、建筑材料建筑材料等，研究水平有很大的提高。工程地质学面临的新课题 人类工程活动的范围和规模工程活动的范围和规模在不断地日益扩大，对工程地质学提出了许多难度很大的新课题：n如大型高坝地基大型高坝地基和高边坡高边坡的岩体稳定岩体稳定问题，n高地应力场地区大跨度地下洞室跨度地下洞室和深矿井深矿井的围岩稳定问题，n高层建筑高层

12、建筑的软岩（土）地基处理地基处理和抗震抗震问题，n以及核电站核电站、核防护所核防护所、高放废物地质处置库高放废物地质处置库、地下油库地下油库、国防工程国防工程等特殊设施特殊设施的地质问题。工程地质学的发展方向这些工程地质学面临的新问题都促使工程地质学要不断地吸收有关学科的新理论和新方法，要与工程力学、岩土力学等相关学科密切结合。n工程地质必须由“定性分析定性分析”向“定量计算定量计算”研究方向发展，把地质定性分析和数学力学定量计算有机地结合起来。n要加强工程地质学基础理论基础理论和边缘课题边缘课题的研究，广泛应用先进的勘探技术和新的试验设备，采取有效措施提高勘察质量提高勘察质量。n同时要加强多

13、学科、多专业、多手段加强多学科、多专业、多手段的综合研究综合研究。机构：1952年我国成立地矿部，设立水文地质工程地质局。同时，水利、铁道、运输等部门相继设立工程地质处或勘测队。同年成立北京地院、长春地院并设立水文地质工程地质专业。1956年地矿部、中科院设立水文地质工程地质研究所。1968年在第23届国际地质大会上成立国际工程地质分会，之后改为工程地质协会（IAEG)，下设许多专业委员会。1979年在苏州召开全国工程地质大会，成立中国工程地质专业委员会。至今已召开多届国际国内工程地质大会。每年均会召开全国工程地质年会。参考书目n工程地质学基础，唐辉明主编，化学工业出版社，2008年1月.n工程地质学概论，李智毅主编，中国地质大学出版社，1994年10月.n工程地质学，孔宪立、石振明主编，中国建筑工业出版社，2003年1月.