1、工 程 地 质 学邓邓 华华厦门大学嘉庚学院土木工程系1课程概况课程概况v必修课，2学分，34课时v成绩管理：平时成绩30%： （1）出勤、课堂表现 （2）作业（工程实例大作业） 期末考试（闭卷）：70%。v课程核心：工程地基问题与对策。2工程实例1三峡工程p 选址问题选址问题p 诱发地震问题诱发地震问题p 库岸稳定性问题库岸稳定性问题v受环境条件的影响，三峡库区滑坡具有数量多、密度高、规模大、危害严重等显著特点。据有关部门调查统计，三峡库区滑坡共1150处，主要分布在万州巫山地段。320032003年年7 7月月1313日日 三峡库区沙镇溪发生千将坪滑坡，致使三峡库区沙镇溪发生千将坪滑坡，致
2、使2424人失踪。人失踪。4v2014年9月2日，三峡库区秭归滑坡，属于岩质滑坡，v滑坡面积大约3万平方米，总体积约80万立方米的滑坡体坠落，v滑坡体下部原为38国道，国道一侧就是大岭水电站，水电站的主体建筑是一栋5层楼的宿舍楼和三百平方米的厂房，v滑坡发生的时候近200米长的国道彻底摧毁，宿舍楼和厂房瞬间被泥土掩埋，完全没了踪影，事故造成大岭水电站被瞬间吞噬，38国道也是长约两百米被彻底的损毁。5工程实例2意大利瓦依昂水库p19631963年年1010月月9 9日所发生的意大日所发生的意大利瓦依昂水库左岸大滑坡。利瓦依昂水库左岸大滑坡。p瓦依昂双曲拱坝，坝高瓦依昂双曲拱坝，坝高261.6m2
3、61.6m。当水库水升至。当水库水升至225.4m225.4m时，时，左岸山体突然下滑，体积达左岸山体突然下滑，体积达3.03.0 10108 8mm3 3，滑速达，滑速达28m28ms s，水，水库中有库中有5 5 10107 7mm3 3的水体被挤出，激的水体被挤出，激起起250m250m高的巨大涌浪，高高的巨大涌浪，高150m150m的洪波溢过坝顶冲向下游，的洪波溢过坝顶冲向下游，约有约有30003000人丧生。人丧生。 p该水库开始蓄水时，就发现左该水库开始蓄水时，就发现左岸山体蠕滑变形，但未引起水工岸山体蠕滑变形，但未引起水工人员的注意，随着库水位抬高，人员的注意，随着库水位抬高，滑
4、动面上空隙水压力加大，从而滑动面上空隙水压力加大，从而导致整个山体下滑。导致整个山体下滑。 6工程实例3 加拿大特朗斯康谷仓地基整体剪切破坏地基整体剪切破坏p 谷仓建成后初次贮存谷物后，发现谷仓明显下沉，结果谷仓西侧突然陷入土中7.3m，东侧上抬1.5m，仓身倾斜近27o。p 后查明事前不了解基础下埋藏有厚达16m的软粘土层。谷仓基础底面单位面积压力超过300kPa，而地基中的软粘土层极限承载力才约250kPa，因此造成地基产生整整体剪切破坏体剪切破坏并引发谷仓严重倾斜。 p 该谷仓由于整体刚度极大，因此虽倾斜极为严重，但谷仓本身却完好无损。7这两个筒仓是农场用来这两个筒仓是农场用来储存饲料的
5、，建于加拿大储存饲料的，建于加拿大红河谷的粘土层上。红河谷的粘土层上。 由于两筒之间的距离过由于两筒之间的距离过近，在地基中产生的应力近，在地基中产生的应力发生叠加，使得两筒之间发生叠加，使得两筒之间地基土层的应力水平较高，地基土层的应力水平较高，从而导致内侧沉降大于外从而导致内侧沉降大于外侧沉降，仓筒向内倾斜侧沉降，仓筒向内倾斜地基工程失败案例地基工程失败案例 4 48工程实例5比萨斜塔地基不均匀沉降地基不均匀沉降p 11731173年动工修建，当塔修建年动工修建，当塔修建至至24m24m高时发生倾斜，一百年后高时发生倾斜，一百年后续建该塔至塔顶，建成后塔高续建该塔至塔顶，建成后塔高54.5
6、m54.5m。塔北侧沉降一米多，南。塔北侧沉降一米多，南侧沉三米，塔顶偏离中心线约侧沉三米，塔顶偏离中心线约5.54m5.54m（倾斜约（倾斜约5.85.8o o）。 9工程实例工程实例66杭州在建地铁塌方杭州在建地铁塌方v 杭州地铁工程规划总长为278公里，估算总投资1000亿元，施工方为中国中铁股份有限公司。 10工程实例工程实例77上海楼倒倒上海楼倒倒 2009年6月27日6时左右，上海闵行区莲花南路罗阳路口一幢13层在建商品楼发生倒塌事故，造成1名工人死亡，由于此楼尚未竣工交付使用，所以未造成居民伤亡事故。11工程实例8杏林湾商务中心12一、 课程学习目的阐明建筑地区的工程地质条件工程
7、地质条件； 论证建筑物所存在的工程地质问题工程地质问题； 选择地质条件优良选择地质条件优良的建筑场址； 研究工程建筑物兴建后对地质环境的影响对地质环境的影响； 提出有关建筑物类型、规模、结构和施工方法的合理建议合理建议；为拟定改善和防治不良地质作用的措施方案提供地质依据提供地质依据。132022-5-21141 1、工程地质条件、工程地质条件工程地质条件工程地质条件 ：与工程建筑物有关的地质条件的综合n岩土类型及其工程性质岩土类型及其工程性质n地质构造地质构造n地形地貌地形地貌n水文地质水文地质n工程动力地质作用工程动力地质作用 内动力地质作用:火山、地震、活断层 外动力地质作用:滑坡、崩塌、
8、泥石流、岩溶塌陷、渗透变形 工程活动诱发的地质作用:采空塌陷、抽水引起的地面沉降15持力层持力层 直接与基础底面直接与基础底面接触的土层接触的土层 地基范围内持力地基范围内持力层以下的土层层以下的土层 地基承载力低于地基承载力低于持力层的下卧层持力层的下卧层 受建筑物影响，在土层中产生附加应力和变形所不能忽略的那受建筑物影响，在土层中产生附加应力和变形所不能忽略的那部分土层称为地基。部分土层称为地基。下卧层下卧层软弱下卧层软弱下卧层16未经人工处理就可直接利用未经人工处理就可直接利用天然土层的的地基天然土层的的地基 。 经过人工加工处理才能作为经过人工加工处理才能作为地基的。地基的。人工地基人
9、工地基天然地基天然地基地基的分类地基的分类17基础的作用基础的作用基础的埋深基础的埋深基础的类型基础的类型上承和下传的作用上承和下传的作用 浅基础，浅基础，d d5m5m 深基础，深基础，d d5m5m 把埋入土层一定深度的建筑物向地基传递把埋入土层一定深度的建筑物向地基传递荷载的下部承重结构，称为基础。荷载的下部承重结构，称为基础。设计室外地坪设计室外地坪至基础底面至基础底面之间的距离之间的距离18二、课程发展沿革二、课程发展沿革工程地质学产生于地质学的工程地质学产生于地质学的发展和人类工程活动经验的积累中。发展和人类工程活动经验的积累中。I.17世纪以前，许多国家成功地建成了至今仍享有盛名
10、的伟大建筑物，但人们在建筑实践中对地质环境的考虑，完全依赖于建筑者个人工程地质学的感性认识。II.17世纪以后至1929年，奥地利的太沙基出版了世界上第一部工程地质学III.20世纪50年代以来，工程地质学逐渐吸收了土力学、岩石力学和计算数学中的某些理论和方法，完善和发展了本身的内容和体系。 在中国，工程地质学的发展基本上始自50年代。19三、工程活动与地质环境的关系三、工程活动与地质环境的关系 1、不良工程地质影响建筑物稳定与正常使用 2、不良工程地质影响施工安全 3、不良的地质条件影响工程造价20四、研究内容四、研究内容（1）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
11、其变化规律，即分布规律、成因类型、力学性质、测试技术等 分支学科：工程岩土学（2）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 分支学科：工程动力地质学21研究内容（续1）（3 3）工程地质勘察理论和技术方法的研究）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、工作量的分配、勘察质量和精度的检测，勘察技术、方法理论的改进。 分支学科：工程地质勘察 、岩土工程勘察（4 4）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,进行工程地质区划 分支学科：区域工程地质学22研究内容（
12、续2） （5 5）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23五、研究方法五、研究方法 (1)(1)自然历史分析法自然历史分析法 定性研究定性研究 运用地质学、工程地质学的理论查明各种自然地质条件和地质现象，研究它们之间的相互关系，分析、评价其发展历史、演化趋势（工程地质学最基本的研究方法）如：斜坡稳定性、坝基稳定性 (2) (2)数学力学分析法数学力学分析法 定量研究定量研究 在自然历史分析法的基础上，根据所确定的边界条件和计算参数，运用数学、力学的理论公式进行计算，对工程地质问题进行定量评价 工
13、程地质条件 地质模型（物理模型）数学力学模型 定量评价24研究方法（续）研究方法（续）(3)(3)模型模拟试验法模型模拟试验法 对于条件复杂、求解困难的问题，按一定比例建立模型，依靠可比拟性推算工程地质作用或问题产生的机制、发生发展演化的全过程，作出正确的评价 (4)(4)工程地质类比法工程地质类比法 将已有建筑物的工程地质问题评价的结果和经验运用到工程地质条件与之相似的同类建筑物中 四种方法各有特点，互为补充，综合运用。 其中，自然历史分析法是解决问题的基础。25本节小结v工程地质学的目的工程地质学的目的v研究对象和内容研究对象和内容v研究方法研究方法 once a theory appears on the question sheet of a college examination，it turns into something to be feared and believed，and many of the engineers who were benefited by a college education applied the theories without even suspecting the narrow limits of their validity. 262022-5-2127
