工程地质学课程总结

工程地质学课程总结 

[摘 要]工程地质学是将地质学的原理运用于解决于工程建设有关的地质问题的一门学科，是土木工程专业一门必不可少的专业基础课,为适应大土木工程专业人才培养目标转变的需要，应对工程地质学的内涵，外延及其与土木工程的关系等内容有一个直观、清晰的认识并做出学习规划为以后走上工作岗位奠定良好基础。工程地质工作是各类土木工程设计和施工的基础，是岩土工程的重要组成部分。 

工程地质学是将地质学的原理运用于解决于工程建设有关的地质问题的一门学科。工程地质学通过工程地质勘察，研究建筑场地的岩土类型及性质、地址结构于构造、地形地貌、水文地质、不良地质现象和天然建筑材料等工程地质条件，预测和论证工程地质问题发生的可能性并采取必要的防治措施，以确保建筑物安全、稳定和正常使用。 

工程地质学的研究内容是多方面的，主要包括地球与地貌、岩石与岩体、岩体的地质构造、第四纪堆积物与土的工程性状、地表水与地下水性质、不良地质现象及防治对策和岩土地质勘察等内容。工程地质研究方向有：确定岩土组分、组织结构、物理、化学与力学性质及其对建筑工程稳定性的影响，进行岩土工程地质分析，提出改良岩土的建筑性能的方法；研究由于人类工程活动的影响而破坏的自然环境的平衡，以及自然发生的崩塌、滑坡、泥石流及地震等物理地质作用对工程建筑的危害及其预测、评价和防治措施；研究解决各类工程建筑中的地基稳定性，如边坡、路基、坝基、桥墩、硐室，以及黄土的湿陷、岩石的裂隙的破坏等，制定一套科学的勘察程序、方法和手段，直接为各类工程的设计、施工提供地质依据；研究建筑场区地下水运动规律及其对工程建筑的影响，制定必要的利用和防护方案；研究区域工程地质条件的特征，预报人类工程活动对其影响而产生的变化，作出区域稳定性评价。 

二.土木工程的概念 

土木工程（Civil Engineering）是建造各类工程设施的科学技术的统称。它既指工程建设的对象，即建造在地上、地下、水中的各种工程设施；也指所应用的材料、设备和所进行的勘测、设计、施工、保养、维修等专业技术。它是一种工程分科，是用石材，砖，沙浆，水泥等建筑材料修建房屋，铁路，道路桥梁等工程的生产活动和工程技术其范围非常广泛——包括房屋建筑工程，公路与城市道路工程，铁路工程，桥梁工程，隧道工程，机场工程，地下工程等。建造工程设施的物质基础是土地、建筑材料、建筑设备和施工机具。借助于这些物质条件，经济而便捷地建成既能满足人们使用要求和审美要求，又能安全承受各种荷载的工程设施。 

在对土木工程其含义介绍的过程中我们不难发现，作为建设必备的首要条件之——地基。即所谓的地质环境，它和各种建筑物之间存在一定的相互关联和制约关系。环境对建筑物的制约影响其安全和正常使用，建筑物又改变了环境的初始平衡，使其发生各种变化甚至恶化，工程地质条件是与工程建筑有关的地质因素，包括地形地貌条件，岩土类型及其工程地质性质，地质构造，水文地质条件等。工程地质问题指工程地质条件不能完全满足进行建筑的要求以至在建筑的稳定，经营或正常使用方面发生的问题或存在的缺陷，在地质环境与建设的矛盾关系中，工程地质条件的不利因素对工程建筑的规范和类型起着控制作用，所以我们不得不承认工程地质在土木建设中发挥着至关重要的作用。 

三、课程各部分内容总结 

1.地球与地貌 

该部分重点介绍地球在宇宙中的位置、地球的圈层构造、地质作用、地质年代以及各种地貌形态的特点，如剥蚀地貌、山麓地貌、河流地貌、湖积与海岸地貌、冰川地貌、风成地貌等内容。

2.矿石与岩石 

地壳是由岩石和岩体组成的。该部分内容包括岩石的形成、矿物的形态和特性、三大类岩石（岩浆岩、沉积岩、变质岩）各自的特点、风化岩与残积土、三大类岩石的鉴定、岩石的物理力学性质及岩石的工程性状等方面的内容。岩石风化后，其成分、结构和构造都发生了不同程度的变化，从而改变了岩石的工程特性。对于风化岩边坡中暴雨季节容易发生滑坡、泥石流等地质灾害，要进行边坡稳定性验算。在大坝工程或核电工程中，其地基一般要挖除风化岩再作基础。在高层建筑桩基工程中，桩基持力层一般要求 选择到中风化岩。各类岩石的工程地质必须注意其岩石的风化分带情况、构造裂隙发育程度、地下水情况和软弱结构面情况。

3.地质构造 

由内动力地质作用引起的地壳物质成分、内部构造、外部形态发生的现象，称为地质构造。这种由内动力地质作用促使地壳结构的改变和地壳内部物质变位的运动称为地壳运动。该部分内容包括地壳构造运动的类型、岩层产状、水平岩层与倾斜岩层在地形地质上的表现、褶皱构造、节理构造与玫瑰花图、断层、识读地质图等方面的内容。其中褶皱构造对工程建筑影响比较大，节理也地面和地下工程的关系很密切。地质图表是设计人员做工程基础设计的主要依据，按内容可分为普通地质图、构造地质图、第四纪地质图、基岩地质图、水文地质图、工程地质图等。

4.岩体与围岩 

围岩是指在地质历史中形成的，有一种或多种岩石和结构面网络组成的，具有一定的结构并赋存于一定的地质环境（地应力、地下水、地温）中的地质体。岩体结构包括结构面和结构体两个要素。岩体的稳定性分析与评价是工程建设中十分重要的问题。该部分内容介绍了岩体的工程分类、结构体与结构面、软弱夹层对工程的影响、岩体结构的类型、岩体力学特性以及岩体中的天然应力及测量，另外，对边坡稳定性评价与边坡加固设计、地下室围岩稳定性评价和岩石地基工程稳定性评价进行了分析。岩体的水力学性质是岩体力学性质的一个重要方面，它是指岩体与水共同作用所表现出来的力学性质，水在岩体中的作用包括两个方面：一方面是水对岩石的物理化学作用；宁一方面是水与岩体互相耦合作用下的力学效应，包括空隙水压力与渗流动水压力等的力学作用效应。在空隙水压力的作用下首先是减少了岩体内的有效应力，从而降低了岩体的剪切强度。另外，岩体渗流与压力之间的互相作用强烈，对工程稳定性也具有重要的影响。边坡稳定性评价与边坡加固设计则对在山区修建各类土木工程，如房屋建筑、大坝、水电站、隧洞、渠道、铁路、公路等有重大意义。此外，岩体地基工程稳定性评价对大型水坝和山区建筑有重要意义。

5.第四纪堆积物也土的工程性状 

土的形成与外动力地质作用密切相关。不同类型的土，工程性质相差很大，在工程建设中也应该采取不同的处理方法，尤其是一些特殊图，在进行工程建设是会产生特殊的工程地质问题吗，需进行适当的处理，因此很有必要对土的工程性状进入深入地了解。该部分内容包括土的工程分类、第四纪土的地质成因及特征、土的物质组成、结构与构造、三相比例指标、无粘性土的性质、粘性土的物理特征、土的力学性质以及特殊土的工程评价等内容。

6.地下水 

埋藏和运移在地表以下土层及岩石空隙中的水称为地下水。水与土石相互作用，会使土体和岩体的强度和稳定性降低，产生各种不良的自然地质现象和工程地质现象，如滑坡、岩溶、潜蚀、地基沉陷、道路冻胀和翻浆等，给工程的建筑和正常使用造成危害。这部分内容包括地下水的分类、达西定律和渗流，抽水、压水试验及水文地质参数的测试，地下水的物理化学性质以及地下水对工程的不良影响等方面的内容。地下水对土木工程建设的不良影响主要有：地下水渗透水流作用引起的流沙、管涌、潜蚀；地下水对位于水位下的岩石、土层和建筑物基础产生的浮托作用；人工降低地下水产生的地基沉降以及点水渗流引起的水库及坝体渗流等问题。 7.不良地质作用及防灾减灾 

不良地质作用是指地球内力或外力产生的对工程可能造成危害的地质作用，其引发的地质灾害危及人身、财产、工程或环境的安全。研究不良地质作用和地质灾害的形成条件和发展规律，以便采取相应的防治措施，防震减灾，对保障工程建筑和人民生命财产的安全具有重要意义。这部分内容介绍了常见的地质灾害的特点及防治方法，如地震与海啸、地裂缝、地面沉降、危岩体与崩塌、岩溶与塌陷、滑坡、泥石流、采空区、台风及暴雨带来的地质灾害等，另外，介绍了地质灾害危险性评估的内容与要求以及工程选址额地质问题评价。 

（1）对一些基本概念的认识 

建筑场地——指工程建设所直接占有并直接使用的有限面积的土地，大体上相当于厂区，居民点和自然村的区域范围的建筑物所在地。从工程勘察角度分析，场地的概念不仅代表着所划定的土地范围，还应涉及建筑物所处的工程地质环境与岩土体的稳定问题。  

建筑物地基——任何建筑物都建造在土层或岩石上。由于承受由基础传来的建筑物荷载而是土层或岩层一定范围内原有应力状态发生改变的土层或岩层称为地基。地基在静动荷载作用下要发生变形，变形过大会影响建筑物的安全，致使建筑物不能正常使用。因此，地基与工程建筑物的关系更为直接，更为具体。 地基分类 地基类别 天然地基 软弱地基 人工地基 

定义 

未经加工处理 直接支撑基础的地基 地基土层主要有淤泥,沙土 

,杂填土或其他高压缩性土层所构

成 人工加固处理的地基 

特点 一般不太稳定 

土层压缩模量小 

荷载作用下产生的变形大 

较稳定 

说明：要确保建筑物地基稳定和满足建筑物的使用要求,地基与基础设计必须满足两个基本条件：

A.作用于地基的荷载不超过地基的承载能力。                                              

B.保证建筑物不因地基形变而损坏或影响其正常使用。                                    

（2）工程地质在土木工程中的作用                                                        

任何工程建筑物都是营造在一定的场地与地基上的，所有工程建设方式，规模和类型都受建筑场地的工程地质条件所制约。地基的好坏不仅直接影响建筑物的经济与安危，而且一旦出现事故，处理比较难。因此，在设计每一个建筑物之前，必须进行场地与地基的岩土工程勘察，充分了解建筑场地与地基的工程地质条件，论证和评价场地，地基的稳定性和适宜性，不良地质现象，软弱地基处理与加固等岩土工程的技术决策和实施方案。实践证明，岩土工程勘察工作做的好，设计、施工就顺利，工程建筑的安全运营就有保证。相反，忽视建筑场地与地基勘察工作，都会给工程带来不同程度的影响，轻则修改方案，增加投资，延误误工期；重则酿成灾害。例如某市房地产开发公司商住楼，于1993年12月竣工交付使用，在交付使用半年后，出现了较大的基础不均匀沉降现象，最大沉降量达成200mm，致使从基础到屋面产生多处裂缝，造成重大质量事故。                     所以，任何类型的工程和工程建设的任何阶段，都必须把建筑地区工程地质条件调查研究并对其进行深入细致的论证和阐明，作为工程地质工作的首要任务，这是工程地质工作的基础。据此才可能较有成效地完成以下有关工程地质工作的一些实际任务。                                  

1.从工程地质观点出发选择地质条件较好的建筑场地和适宜的建筑形式。                      

2.在已选定的建筑场地及其周围，根据建筑类型，规模和特点，从分析工程地质条件入手，预测并论证有关工程地质问题发生的可能性。                                                    

3.提供工程规划，设计，施工所需要的工程地质资料。                                              

以上可以总结出：任何学课都不会孤立的发展起来，是与其他学科发生一定联系而独立存在着，这种联系所涉及的范围与一门学科的研究对象和内容有关。工程地质研究的目的在于保障工程建筑的安全和正常运用。            

总结:《工程地质》是土木工程专业的一门技术基础课，它结合我国自然地质条件和公路，桥梁与隧道，房屋建筑工程的特点，为学习专业和开展有关问题的科学研究，提供必备的工程地质学的基本知识；同时，通过一些基本技能的训练，懂的搜集，分析和运用有关的地质资料，并正确运用这些进行设计和施工。为以后走向社会，服务社会，在自己的工作岗位中作出优异的成绩打下良好的基础。                                                                          【参考文献】                                                              

[1].张忠苗，《工程地质学》，中国建筑出版社                                                

[2].叶志明，《土木工程概论》，高等教育出版社