11地質(zhì)學(xué)與工程地質(zhì)學(xué)

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1、緒論1.1地質(zhì)學(xué)與工程地質(zhì)學(xué)地質(zhì)學(xué)是一門研究地球的科學(xué)。它研究的對象主要是固體地球的上層，主要有以下幾方面內(nèi)容：研究組成地球的物質(zhì)闡明地殼及地球的構(gòu)造特征，即研究巖石或巖石組合的空間分布研究地球的歷史以及棲居在各地質(zhì)時(shí)期的生物及其演變研究方法有同位素地質(zhì)學(xué)、數(shù)學(xué)地質(zhì)學(xué)及遙感地質(zhì)學(xué)等研究應(yīng)用地質(zhì)學(xué)以解決資源探尋、環(huán)境地質(zhì)分析和工程防災(zāi)問題從應(yīng)用方面來說，地質(zhì)學(xué)對人類擔(dān)負(fù)著重大使命，主要有兩個(gè)方面：一是以地質(zhì)學(xué)理論和方法指導(dǎo)人們尋找各種資源；二是運(yùn)用地質(zhì)學(xué)理論和方法研究地質(zhì)環(huán)境，查明地質(zhì)災(zāi)害的規(guī)律和防治對策，以保證工程建設(shè)安全、經(jīng)濟(jì)正常運(yùn)行。這就是工程地質(zhì)學(xué)研究的

2、主要內(nèi)容。工程地質(zhì)學(xué)是地質(zhì)學(xué)的重要分支學(xué)科，是把地質(zhì)學(xué)原理應(yīng)用于工程實(shí)際的一門學(xué)問，減災(zāi)防災(zāi)是工程地質(zhì)學(xué)的主要任務(wù)。1.2工程地質(zhì)學(xué)的主要任務(wù)和研究方法工程地質(zhì)學(xué)在經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國防建設(shè)中應(yīng)用非常廣泛。工程地質(zhì)研究的基本任務(wù)，可以歸結(jié)為以下三個(gè)方面：區(qū)域穩(wěn)定性研究與評價(jià)，是指由內(nèi)力地質(zhì)作用引起的斷裂活動(dòng)、地震對工程建設(shè)地區(qū)穩(wěn)定性的影響；地基穩(wěn)定性研究與評價(jià)，是指地基的牢固、堅(jiān)實(shí)性；環(huán)境影響評價(jià)，是指人類工程活動(dòng)對環(huán)境造成的影響。工程地質(zhì)學(xué)的具體任務(wù)是：評價(jià)工程地質(zhì)條件；論證和預(yù)測有關(guān)工程地質(zhì)問題發(fā)生的可能性、發(fā)生的規(guī)模和發(fā)展趨勢；提出及建議改善、防治或利用有關(guān)工程

3、地質(zhì)條件的措施；研究巖體、土體分類和分區(qū)及區(qū)域性特點(diǎn)；研究人類工程活動(dòng)與地質(zhì)環(huán)境之間相互作用與影響運(yùn)用工程地質(zhì)學(xué)在工程規(guī)劃、設(shè)計(jì)以及在解決各類工程建筑物的具體問題時(shí)必須開展詳細(xì)的工程地質(zhì)勘察工作。工程地質(zhì)勘察的目的是為了取得有關(guān)建筑場地工程地質(zhì)條件的基本資料和進(jìn)行工程地質(zhì)論證。工程地質(zhì)學(xué)研究的對象是復(fù)雜的地質(zhì)體，所以其研究方法應(yīng)是地質(zhì)分析法與力學(xué)分析法、工程類比法與實(shí)驗(yàn)法等密切結(jié)合，即通常所說的定性分析和定量分析相結(jié)合的綜合研究方法。1.3工程地質(zhì)學(xué)分類工程地質(zhì)學(xué)包括工程巖石學(xué)、工程地質(zhì)分析、工程地質(zhì)勘察三個(gè)基本部分，它們已形成分支學(xué)科。由于工程地質(zhì)條件具有明

4、顯的區(qū)域性分布規(guī)律，因而工程地質(zhì)問題也有區(qū)域性分布的特點(diǎn)，研究這些規(guī)律和特點(diǎn)的分支學(xué)科為區(qū)域工程地質(zhì)學(xué)。隨著生產(chǎn)的發(fā)展和研究的深入，一些新的分支學(xué)科正在形成，如：環(huán)境工程地質(zhì)、海洋工程地質(zhì)等。為各類工程（道路、鐵路、礦山、水利水電、工業(yè)與民用建筑等）服務(wù)的工程地質(zhì)，因均有自己的特點(diǎn)，所以均可單獨(dú)劃分成類，如公路工程地質(zhì)、鐵路工程地質(zhì)、水利水電工程地質(zhì)、礦山工程地質(zhì)等。1.4工程地質(zhì)條件與工程地質(zhì)問題人類的工程活動(dòng)都是在一定的地質(zhì)環(huán)境中進(jìn)行的，兩者之間有密切的關(guān)系，并且是相互影響，相互制約的。工程活動(dòng)的地質(zhì)環(huán)境，亦稱為工程地質(zhì)條件，一般認(rèn)為它應(yīng)包括：土和巖石的工

5、程性質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造、地形地貌、水文地質(zhì)、地質(zhì)作用、自然地質(zhì)現(xiàn)象和天然建筑材料等。地質(zhì)環(huán)境對工程活動(dòng)的制約是多方面的。它可以影響工程建筑的工程造價(jià)與施工安全，也可以影響工程建筑的穩(wěn)定和正常使用。工程活動(dòng)也會(huì)以各種方式影響地質(zhì)環(huán)境，這種影響稱為工程地質(zhì)問題，即已有的工程地質(zhì)條件在工程建筑運(yùn)行期間會(huì)產(chǎn)生一些新的變化和發(fā)展，構(gòu)成影響工程建筑安全的地質(zhì)問題。研究人類工程活動(dòng)與地質(zhì)環(huán)境之間的相互制約關(guān)系，以便做到既能使工程建筑安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定，又能合理開發(fā)和保護(hù)地質(zhì)環(huán)境，這是工程地質(zhì)學(xué)的基本任務(wù)。而在大規(guī)模地改造自然環(huán)境的工程中，如何按地質(zhì)規(guī)律辦事，有效地改造地質(zhì)環(huán)境，則是

6、工程地質(zhì)學(xué)要面臨的主要任務(wù)。作業(yè)：1、工程地質(zhì)學(xué)的具體任務(wù)是什么？2、什么是工程地質(zhì)條件與工程地質(zhì)問題？第一章地殼與巖石地殼是地球的表層，是地質(zhì)學(xué)、工程地質(zhì)學(xué)的主要研究對象。地殼和地球內(nèi)部的化學(xué)元素，除極少數(shù)呈單質(zhì)存在外，絕大多數(shù)是以化合物的形態(tài)存在。這些具有一定化學(xué)成分和物理性質(zhì)的自然元素和化合物，稱為礦物。而由一種或多種礦物以一定的規(guī)律組成的自然集合體，稱為巖石。巖石是各種地質(zhì)作用的產(chǎn)物，是構(gòu)成地殼的物質(zhì)基礎(chǔ)。組成地殼的巖石，按其成因可分為三類：即巖漿巖、沉積巖和變質(zhì)巖。第一節(jié)地殼與地質(zhì)作用地球是繞太陽轉(zhuǎn)動(dòng)的一顆行星，它是一個(gè)旋轉(zhuǎn)橢球體。通過大地測量與衛(wèi)星

7、測量，地球的赤道半徑6378.160KM，兩極半徑為6356.755KM；地球的扁平率為1/298.25。陸地面積占29.2%，海洋占70.8%。地球不是一個(gè)均質(zhì)球體，具有圈層構(gòu)造，以地表為界，地球可以分為內(nèi)圈和外圈。外圈：大氣圈(atmosphere)、水圈(lithosphere)和生物圈(biosphere)；內(nèi)圈：根據(jù)物質(zhì)成分、狀態(tài)和性質(zhì)的不同可分為很多層，一般分地殼(lithosphere)、地幔(mantle)和地核(core)（圖1-1）。地核（地球的核心部分）：鐵-鎳合金組成，平均密度超過10g/cm3。是地球內(nèi)部古登堡面以下至地心的部分，厚度

8、為3500KM。分為外核和內(nèi)核。地幔：