工程地质教案.ppt
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- 工程地质 教案
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1、工 程 地 质工 程 地 质主讲主讲:朱德良朱德良 高级工程师高级工程师单位:单位:武夷学院建筑工程系武夷学院建筑工程系工程地质工程地质教学大纲教学大纲v一、本课程的性质与目的一、本课程的性质与目的本课程是为土木工程专业开设的一门专业基础课。通过本课程的学习,应具备工程地质学中的基本知识,并能运用这些知识,解决土木工程中常见的工程地质问题。v二、本课程基本要求二、本课程基本要求1、系统的掌握有关的工程地质基本理论和知识。2、能够运用工程地质勘察成果,根据所学的知识,对一般的工程地质问题进行分析和评价,提出合理的防治措施。3、了解工程地质勘察的基本内容,方法和过程。v三、本课程内容主要为:三、本
2、课程内容主要为:1、岩石的成因类型及其工程地质特征;2、地质构造及其对工程的影响;3、土的工程性质及分类;4、地下水类型、性质及其对工程建设的影响;5、风化作用、河流地质作用、泥石流、滑坡和崩塌、岩溶和土洞、地震效应等不良地质现象的工程地质问题;6、工程地质勘查的基本内容;地基基础在工程中的重要性地基基础在工程中的重要性隐蔽工程,处理困难,事故危害大;工程造价高,占20-25%;设计上应做方案比较。比萨斜塔、虎丘塔(地基不均匀沉降);加特朗斯康谷仓、巴桩基大厦(地基破坏);上海锦江饭店整体下沉、香港宝成大厦失稳。软弱地基软弱地基 整体破坏整体破坏地基土承载力低,地基土承载力低,产生强度破坏产生
3、强度破坏地基不均匀沉降,建筑倾斜基岩基岩不均匀不均匀 软土层软土层地质剖面地质剖面图图绪绪 论论v1、工程地质学研究的主要内容?v2、工程地质学研究的具体任务?v3、工程地质勘察的目地是什么?v4、工程地质学研究的对象?v5、工程地质学研究基本方法?v6、地质分析法概念?v7、地基支撑建筑物荷载、且受建筑物影响的那一部分地层称为地基。v8、基础-建筑物向地基传递荷载的下部结构就是基础。v9、地基基础设计的先决条件:v 在设计建筑物之前,必须进行建筑场地的地基勘察,充分了解、研究地基土(岩)层的成因及构造、它的物理力学性质、地下水情况以及是否存在(或可能发生)影响场地稳定性的不良地质现象(如滑坡
4、、岩溶、地震等),从而对场地件作出正确的评价。v10、地基基础设计的两个基本条件:地基基础设计的两个基本条件:v (1)要求作用于地基的荷载力不超过地基的承载能力,要求作用于地基的荷载力不超过地基的承载能力,保证地基在防止整体破坏方面有足够的安全储备;保证地基在防止整体破坏方面有足够的安全储备;v (2)控制基础沉降使之不超过地基的变形允许值,保控制基础沉降使之不超过地基的变形允许值,保证建筑物不因地基变形而损坏或者影响其正常使用。证建筑物不因地基变形而损坏或者影响其正常使用。v11、工程地质条件概念、工程地质条件概念v12、土木工程主要工程地质问题?、土木工程主要工程地质问题?v13、土木工
5、程专业学生学习本课程的基本要求?、土木工程专业学生学习本课程的基本要求?第一讲第一讲 地壳及其物质组成地壳及其物质组成v1-1 1-1 地球的构造(圈层)地球的构造(圈层)v形状:不规则的旋转椭球体v半径:6378.14km 质量:59.7万亿吨v体积:1.08万亿km3 陆海分布:29.2%,70.8%v 外圈:大气圈、水圈、生物圈v圈层:v 内圈:地壳、地幔、地核v 平均厚度:35km(陆:70-80;洋7-8km)v地壳 密度:(陆壳:2.7;洋壳:2.9)v 组成:(陆壳:硅铝层 洋壳:铁镁)v 质量比:1.5%地球质量v地幔 范围:35-2883km 低速带范围:50-250kmv
6、质量比:66%地球质量v 平均密度:3.324.64g/cm3v 状态:液态,固态v地核 范围:28836371kmv 质量比:32.5%地球质量v 平均密度:上地幔3.8 下地幔:5.6v1-2 1-2 地质作用的基本概念地质作用的基本概念v一、外动力地质作用v1、风化作用v2、剥蚀作用v3、搬运作用v4、沉积作用v5、固结成岩作用v二、内动力地质作用v1、地壳运动v2、岩浆作用v3、地震作用v4、变质作用v三、人为地质作用v1-3 造岩矿物造岩矿物v一、矿物的基本概念v二、矿物的形态特征v三、矿物的物理性质v1、颜色(自色,它色)2、条痕v3、透明度 4、光泽v5、硬度 6、解理与断口v四
7、、常见矿物描述v硫化物硫化物:黄铁矿(黑绿色条痕)v氧化物氧化物:赤铁矿(樱红色条痕)v碳酸盐和硫酸盐碳酸盐和硫酸盐 方解石 白云石 石膏v硅酸盐硅酸盐 橄榄石 辉石 角闪石 斜长石 正长石 白云母 黑云母v 绿泥石 蛇纹石 石英 石榴子石 滑石 高岭石 蒙脱石v1-4 岩石岩石v一、岩浆岩一、岩浆岩v 1、形成作用v 2、分类 v按sio2含量:酸性岩、中性岩、基性岩、超基性岩v按形成环境:深成岩、浅成岩,喷出岩v按产状:岩基=岩株=岩盘=岩床=岩脉与岩墙 v3、岩浆岩的矿物成分v4、岩浆岩的结构和构造v 按结晶程度:非晶质、隐晶质、全晶质v结构 按颗粒大小:粗=中=细v 按相对大小:等粒,
8、不等粒,斑状v构造:块状、气孔与杏仁、流纹v5、常见岩浆岩v (1)花岗岩 (2)闪长岩v (3)辉长岩 (4)流纹岩v (5)安山岩 (6)玄武岩v (7)辉绿岩v二二 、沉积岩、沉积岩v1、形成作用v2、分类:碎屑岩(火山与沉积)v 化学岩及生物化学岩v3、常见沉积岩v 1)、碎屑沉积岩:、砾岩和角砾岩、砂岩(粗砂岩0.52mm 中砂岩0.50.25 细纱岩(0.250.05):)、粉砂岩(0.050.005 mm)、粘土岩(页岩 泥岩)v 2)、火山碎宵岩v 3)、非蒸发岩 4)、蒸发岩v4、沉积岩的矿物成份、沉积岩的矿物成份v 主要的碎屑矿物?v 主要的化学矿物?v5、沉积岩的结构、沉
9、积岩的结构v(1)碎屑结构(砾状 2mm、砂状 20.05mm、粉砂状 0.05mm0.005mm、泥质结构 0.005mm)v(2)结晶结构v(3)生物结构v6、沉积岩的构造、沉积岩的构造v(1)层理构造(水平 斜层理 交错层理)v(2)递变层理v(3)波痕与泥裂 v7、胶结类型、胶结类型:硅质 泥质 铁质 钙质v三、变质岩三、变质岩 v1、形成作用(动力来源:内部岩浆的高温=岩层的静压力)v2、变质岩的矿物成份v 特征性矿物v 母岩矿物v3、变质岩的结构v(1)变晶结构v(2)变余结构v4、变质岩的构造v(1)片理构造v(2)片麻状构造v(3)板状构造v(4)斑点构造v(5)块状构造v(6
10、)变余构造v5、变质作用类型v1)接触变质作用v2)区域变质作用v3)混合岩化作用v4)动力变质作用v6、常见变质岩v1)板岩v2)千枚岩v3)片岩v4)片麻岩v5)石英岩v6)大理岩第二讲第二讲 地质年代与地质构造地质年代与地质构造v2-1 地质年代地质年代v一、地质年代的基本概念v地质年代地质年代是以地球地层划分和对比为依据并综合其同位素年龄建立起来的地质历史编年。v1、相对年代与绝对年代v2、相对年代的确定方法v3、绝对年代的确定方法v二、地质年代表:(宙代纪世)v三、我国地史概况v四、第四纪地质v1、第四纪地质概述v2、第四纪气候与冰川活动v3、板块构造学说v概念、六大板块v地震成因?
11、v五、第四纪沉积物五、第四纪沉积物v1、残积物v2、坡积物v3、冲积物v冲积物基本特性v冲积物的工程地质特征v4、湖泊沉积物v5、海洋沉积物v6、冰碛与冰水沉积物v7、风积物v六、土的形成作用六、土的形成作用v成因:风化作用;重力堆积;大陆流水;海水堆积;地下水堆积;冰川堆积;风力堆积。v2-2 地质构造地质构造v一、构造运动与地质构造的基本概念一、构造运动与地质构造的基本概念v构造运动概念v水平运动概念v二、岩层产状三要素二、岩层产状三要素v三、地层接触关系三、地层接触关系v四、褶皱构造四、褶皱构造v1、褶皱的概念v2、褶皱要素(核部、翼部、轴面、轴、枢纽)v3、褶皱的基本形态(背斜,向斜)
12、v4、褶皱的类型v1)根据轴面产状划分v2)根据横剖面形态v3)根据枢纽产状v4)根据褶皱的平面形态v五、断裂构造v1、断裂构造的基本概念v2、节理(裂隙)构造v 1)节理的定义v 2)节理的类型 按形成:构造节理,非构造节理v 按力的性质:张节理、剪节理v3、断层构造v 1)断层的概念v 断层要素(断层面、断层线、断层盘、断距)v 2)断层的类型按两盘相对移动v:正断层、逆断层、平移断层 v 按断层组合类型:阶梯状断层、地堑一地垒、叠瓦构造v 4、断层的野外识别v 1)地质体不连续v 2)断层面构造特征v 3)地貌和水文标志v5、断层研究的工程意义v六、活断层v活断层定义v活断层对工程建筑物
13、的影响v一)活断层的特性v1、活动方式v2、规模及活动速率v3、重复活动周期v二)活断层的判别标志v1、地质标志v2、地貌标志v3、地壳形变测量、地球物理和地球化学标志v三)活断层评价v四)地震振动破坏及对策v3-1 地下水地下水v一、地下水的基本概念一、地下水的基本概念v一)岩石的空隙一)岩石的空隙v三大类空隙:孔隙、裂隙、溶隙v水在空隙中存在的形式可分为五种:v气态水、结合水、重力水、毛细水、固态水v二)含水层与隔水层概念二)含水层与隔水层概念v三)地下水化学成份三)地下水化学成份v1、主要气体成份:O2、N2、CO2、H2S v2、主要离子成份:v阳离子:v阴离子:v主导地位的7种离子:
14、Na+,K+,Ca2+,Mg2+,Cl-,SO42-,HCO3-第三讲第三讲 地下水及地表地质作用地下水及地表地质作用v3、胶体成份与有机质v二、地下水的类型二、地下水的类型v一)按埋藏条件划分v1、上层滞水v2、潜水v3、承压水v二)按含水层的孔隙性质划分v1、孔隙水:概念、特征、工程危害v2、裂隙水:概念、特征、工程危害v3、岩溶水:概念、特征、工程危害v三)地下水的补给与排泄v1、地下水补给来源:v2、地下水排泄方式:v3、地下水的经流:v四)地下水的运动形式:层流、紊流、混合流v三、三、地下水对工程建设的影响地下水对工程建设的影响v1、地基沉降v2、流砂与潜蚀v3、地下水的浮托作用v4
15、、基坑突涌v5、地下水对钢筋混凝土的腐蚀性v1)结晶类腐蚀v2)分解类腐蚀3-2 地表地质作用地表地质作用v一、风化作用一、风化作用v1、基本概念v2、风化作用的类型v 物理风化物理风化(热力风化、冻融风华)v 化学风化化学风化(水化:CaSO4+H2O=CaSO4.H2Ov氧化:FeS2+O2=FeSO4(硫酸亚铁)或Fe2O3(褐铁矿)v水解:岩石+水+二氧化碳=碳酸化合物(碳酸化作用)v溶解:(卤化物=硫酸盐=碳酸岩)+水=v 生物风化生物风化(物理风化;化学风化)v物理风化与化学风化作用之间的相互关系v3、影响风化作用的因素气候因素、地形因素、地质因素v4、岩石风化的勘查与防治v1)风
16、化作用对工程建设的影响v2)岩石风化的主要调查内容v5、岩石风化的防治v二、河流的侵蚀、搬运与沉积作用二、河流的侵蚀、搬运与沉积作用v一)河流的侵蚀、搬运与沉积v1、流水动力学特征v紊流v环流v2、河流的侵蚀作用v3、河流的搬运作用v4、河流的沉积作用v二)河流地貌v1、河漫滩v2、河流阶地v阶地形态特征v阶地的形成v三)河流侵蚀、淤积作用的防治v1、坍岸的成因v2、凹岸坍塌和凸岸淤积v3、河床崩岸位置v4、防护措施v1)直接加固岸坡v2)护岸v3)顺坝和丁坝v4)防止淤积v三、岩溶作用三、岩溶作用v一)基本概念和研究意义v岩溶作用v喀斯特地貌v地质问题v二)岩溶作用的基本条件v1、岩石的可溶
17、性v2、岩石的透水性v3、水的溶蚀力v4、水的流动性v三)岩溶地貌v1、地表岩溶地貌(石芽、溶沟、漏斗、竖井、落水洞、溶蚀洼地、坡立谷、干谷、盲谷)v2、地下岩溶地貌(溶洞、地下河)v3、岩溶地貌组合v四)岩溶区的主要工程地质问题v1、地基稳定性和塌陷问题v2、渗漏和突水问题v四、斜坡与边坡地质作用四、斜坡与边坡地质作用v一)基本概念v二)斜坡运动分类v1、崩落v2、倒塌v3、滑动v4、扩展运动v5、流动v6、复合移动v三)滑坡的特征v四)影响滑坡的因素v五)滑坡的发展阶段v六)斜坡变形破坏的防治v1、防治原则v2、防治措施v五、海岸带的地质作用五、海岸带的地质作用v一)海岸带水动力作用v1、
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