工程地质教案课件.ppt
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1、工程地质,主讲: 朱德良 高级工程师单位: 武夷学院建筑工程系,工程地质教学大纲,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。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。三、本课程内容主要为: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
2、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,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 整体破坏,地基土承载力低,产生强度破坏,地基不均匀沉降, 建筑倾斜,地质剖面图,均质软弱地基整体下沉,绪 论,1、工程地质学研究的主要内容?2、工程地质学研究的具体任务?3、工程地质勘察的目地是什么?4、工程地质
3、学研究的对象?5、工程地质学研究基本方法?6、地质分析法概念?7、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。8、基础-建筑物向地基传递荷载的下部结构就是基础。9、地基基础设计的先决条件: 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、岩溶、地震等),从而对场地件作出正确的评价。,10、 地基基础设计的两个基本条件: (1)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; (2)控制基础沉降使之不超过地基的变
4、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。11、工程地质条件概念12、土木工程主要工程地质问题?13、土木工程专业学生学习本课程的基本要求?,第一讲 地壳及其物质组成,1-1 地球的构造(圈层)形状:不规则的旋转椭球体半径:6378.14km 质量:59.7万亿吨体积:1.08万亿km3 陆海分布:29.2%,70.8% 外圈:大气圈、水圈、生物圈圈层: 内圈:地壳、地幔、地核 平均厚度:35km(陆:70-80; 洋7-8km)地壳 密度:(陆壳:2.7; 洋壳:2.9) 组成:(陆壳:硅铝层 洋壳:铁镁) 质量比:1.5%地球质量地幔 范围:35-2883km 低速带范围:
5、50-250km 质量比:66%地球质量 平均密度:3.324.64g/cm3,状态:液态,固态地核 范围:28836371km 质量比:32.5%地球质量 平均密度:上地幔3.8 下地幔:5.61-2 地质作用的基本概念一、外动力地质作用1、风化作用2、剥蚀作用3、搬运作用4、沉积作用5、固结成岩作用二、内动力地质作用1、地壳运动2、岩浆作用3、地震作用4、变质作用三、人为地质作用,1-3 造岩矿物一、矿物的基本概念二、矿物的形态特征三、矿物的物理性质1 、颜色(自色,它色) 2、 条痕3、 透明度 4 、光泽5 、硬度 6 、解理与断口四、常见矿物描述硫化物:黄铁矿(黑绿色条痕)氧化物:赤
6、铁矿(樱红色条痕)碳酸盐和硫酸盐 方解石 白云石 石膏硅酸盐 橄榄石 辉石 角闪石 斜长石 正长石 白云母 黑云母 绿泥石 蛇纹石 石英 石榴子石 滑石 高岭石 蒙脱石,1-4 岩石一、岩浆岩 1、 形成作用 2、 分类 按sio2含量:酸性岩、中性岩、基性岩、超基性岩按形成环境:深成岩、浅成岩,喷出岩按产状:岩基=岩株=岩盘=岩床=岩脉与岩墙 3 、岩浆岩的矿物成分4 、岩浆岩的结构和构造 按结晶程度:非晶质、隐晶质、全晶质结构 按颗粒大小:粗=中=细 按相对大小:等粒,不等粒,斑状构造:块状、气孔与杏仁、流纹,5 、常见岩浆岩 (1)花岗岩 (2)闪长岩 (3)辉长岩 (4)流纹岩 (5)
7、安山岩 (6)玄武岩 (7)辉绿岩二 、沉积岩1、 形成作用2 、分类: 碎屑岩(火山与沉积) 化学岩及生物化学岩3、 常见沉积岩 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) 2)、火山碎宵岩 3)、非蒸发岩 4)、蒸发岩,4、沉积岩的矿物成份 主要的碎屑矿物? 主要的化学矿物?5、沉积岩的结构(1)碎屑结构 (砾状 2mm 、砂状 20.05mm、 粉砂状 0.05mm0.005mm、 泥质结构 0.005mm)(2)结晶结构(3)生物结构6、沉积岩的构造(1)层
8、理构造(水平 斜层理 交错层理)(2)递变层理(3)波痕与泥裂 7、胶结类型:硅质 泥质 铁质 钙质,三、变质岩 1、 形成作用(动力来源:内部岩浆的高温=岩层的静压力)2、变质岩的矿物成份 特征性矿物 母岩矿物3、变质岩的结构(1)变晶结构(2)变余结构4、变质岩的构造(1)片理构造(2)片麻状构造(3)板状构造(4)斑点构造(5)块状构造(6)变余构造,5、变质作用类型1)接触变质作用2)区域变质作用3)混合岩化作用4)动力变质作用6、常见变质岩1)板岩2)千枚岩3)片岩4)片麻岩5)石英岩6)大理岩,第二讲 地质年代与地质构造,2-1 地质年代一、地质年代的基本概念地质年代是以地球地层划
9、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。1、相对年代与绝对年代2、相对年代的确定方法3、绝对年代的确定方法二、地质年代表:(宙代纪世)三、我国地史概况四、第四纪地质1、第四纪地质概述2、第四纪气候与冰川活动3、板块构造学说概念、六大板块地震成因?,五、第四纪沉积物1、残积物2、坡积物3、冲积物冲积物基本特性冲积物的工程地质特征4、湖泊沉积物5、海洋沉积物6、冰碛与冰水沉积物7、风积物六、土的形成作用成因: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。,2-2 地质构造一、构造运动与地质构造的基本概念构造运动概念水平运动概念二、岩层产状三要素三、地层接触
10、关系,四、褶皱构造1、褶皱的概念,2、褶皱要素(核部、翼部、轴面、轴、枢纽)3、 褶皱的基本形态(背斜,向斜) 4、褶皱的类型1)根据轴面产状划分2)根据横剖面形态3)根据枢纽产状4)根据褶皱的平面形态,五、断裂构造1 、断裂构造的基本概念2、节理(裂隙)构造 1)节理的定义 2)节理的类型 按形成:构造节理,非构造节理 按力的性质:张节理、剪节理3、断层构造 1)断层的概念 断层要素(断层面、断层线、断层盘、断距) 2)断层的类型按两盘相对移动:正断层、逆断层、平移断层 按断层组合类型:阶梯状断层、地堑一地垒、叠瓦构造 4、断层的野外识别 1)地质体不连续 2)断层面构造特征 3)地貌和水文
11、标志,5、断层研究的工程意义六、活断层活断层定义活断层对工程建筑物的影响一)活断层的特性1、活动方式2、规模及活动速率3、重复活动周期二)活断层的判别标志1、地质标志2、地貌标志3、地壳形变测量、地球物理和地球化学标志三)活断层评价四)地震振动破坏及对策,3-1 地下水一、地下水的基本概念一)岩石的空隙三大类空隙:孔隙、裂隙、溶隙水在空隙中存在的形式可分为五种:气态水、结合水、重力水、毛细水、固态水二)含水层与隔水层概念三)地下水化学成份1、主要气体成份:O2、 N2、 CO2、 H2S 2、主要离子成份:阳离子:阴离子:主导地位的7种离子: Na+, K+, Ca2+, Mg2+, Cl-,
12、 SO42-, HCO3-,第三讲 地下水及地表地质作用,3、胶体成份与有机质二、地下水的类型一)按埋藏条件划分1、上层滞水2、潜水,3、承压水,二)按含水层的孔隙性质划分1、孔隙水:概念、特征、工程危害2、裂隙水:概念、特征、工程危害3、岩溶水:概念、特征、工程危害三)地下水的补给与排泄1、地下水补给来源:2、地下水排泄方式:3、地下水的经流:四)地下水的运动形式:层流、紊流、混合流,三、 地下水对工程建设的影响1、地基沉降2、流砂与潜蚀3、地下水的浮托作用4、基坑突涌5、地下水对钢筋混凝土的腐蚀性1)结晶类腐蚀2)分解类腐蚀,3-2 地表地质作用,一、风化作用1、基本概念2、风化作用的类型
13、 物理风化(热力风化、冻融风华) 化学风化(水化:CaSO4+H2O=CaSO4.H2O氧化: FeS2+O2=FeSO4(硫酸亚铁)或Fe2O3(褐铁矿)水解:岩石+水+二氧化碳=碳酸化合物(碳酸化作用)溶解:(卤化物=硫酸盐=碳酸岩)+水= 生物风化(物理风化;化学风化)物理风化与化学风化作用之间的相互关系3、影响风化作用的因素气候因素、地形因素、地质因素,4、岩石风化的勘查与防治1)风化作用对工程建设的影响2)岩石风化的主要调查内容5、岩石风化的防治二、河流的侵蚀、搬运与沉积作用一)河流的侵蚀、搬运与沉积1、流水动力学特征紊流环流2、河流的侵蚀作用3、河流的搬运作用4、河流的沉积作用二)
14、河流地貌1、河漫滩,2、河流阶地阶地形态特征阶地的形成三)河流侵蚀、淤积作用的防治1、坍岸的成因2、凹岸坍塌和凸岸淤积3、河床崩岸位置4、防护措施1)直接加固岸坡2)护岸3)顺坝和丁坝4)防止淤积,三、岩溶作用一)基本概念和研究意义岩溶作用喀斯特地貌地质问题二)岩溶作用的基本条件1、岩石的可溶性2、岩石的透水性3、水的溶蚀力4、水的流动性三)岩溶地貌1、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)2、地下岩溶地貌(溶洞、地下河)3、岩溶地貌组合,四)岩溶区的主要工程地质问题1、地基稳定性和塌陷问题2、渗漏和突水问题四、斜坡与边坡地质作用一)基本概念二)斜坡运动分
15、类1、崩落2、倒塌3、滑动4、扩展运动5、流动6、复合移动三)滑坡的特征,四)影响滑坡的因素五)滑坡的发展阶段六)斜坡变形破坏的防治1、防治原则2、防治措施五、海岸带的地质作用一)海岸带水动力作用1、波浪作用2、潮汐作用3、海流作用二)海岸地貌1、海蚀地貌2、海积地貌,三)沿海岸建筑物的防护措施1、破浪堤2、丁坝3、防坡堤4、护岸墙5、抛石或砌石护岸,第四讲 地基土岩的工程分类,一、概述土的概念土的分类依据工程用土可划分为无粘性土和粘性土两大类无粘性土(粗粒土)是由凭肉眼可见的松散颗粒所堆成,颗粒通过接触点直接接触。粒间除重力、或者有时有些毛细压力外,其它的联结十分微弱,可以忽略不计。主要有碎
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