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0. 绪 论 绪 论 0.1 人类活动与地质环境 人类生活在地球上,各种工程活动天天在地质环 境中进行,二者之间相互制约,始终是客观存在的。 地质环境对人类工程活动的制约: ①人类在从事工程活动中影响工程活动的安全: 如采煤过程中的瓦斯爆炸、涌水,隧道掘进过程中出 现塌顶、岩爆或涌水等; ②影响工程建筑物的稳定和正常使用:如瓦伊昂 事件,水库渗漏、滑坡、泥石流破坏公路与铁路; ③地质条件不具备而使工程造价提高:如沿海三 角洲地区城市修建高层建筑,往往由于软基需要深基 坑或桩基或筏式地基而增加造价,高烈度地区建造巨 型电站因考虑高烈度而使造价大幅度提高。 人类工程活动又会以各种方式影响地质环境,即人类 工程活动对地质环境的制约: 人类工程活动对地表的改造已达到不可忽视的程 度,到目前为止人类活动已涉及到地表80%的地区。 如在上游修建梯级电站,改变河流的地质作用,大规 模的砍伐森林造成荒漠化,道路修建中不合理削坡使 坡体稳定性降低,水库蓄水导致水库诱发地震等等。 工程活动与地质环境之间的相互制约: 如在岩土体稳定差的地区修建水库,造价高,另一方面 水库的修建使近坝、库岸的岸坡的稳定性降低,尤其 是水位骤然升降经常引起岸坡失稳,蓄水引起水库诱 发地震等等。 研究人类工程活动与地质环境之间 的相互制约并保证这种制约关系向 良性方向发展的科学称之为 工程地质学 工程地质学的学科性质和基本任务 工程地质学是研究人类工程活动与地质环境之间 的相互制约关系,以便科学评价、合理利用、有效改 造和妥善保护地质环境的科学;是地质学与工程学的 边缘学科,是地质学的一个分支。 工程地质学的特点是始终与工程实践紧密联系 0.2 工程地质学的研究对象 工程地质学的上述任务,必须要求对工程活动的 地质环境——或称工程地质条件,进行深入研究. 工程地质条件包括地层岩性、地质构造、地貌、水 文地质条件、岩土体的工程性质、物理地质现象和天 然建筑材料等方面。研究岩土体的工程性质及其在自 然或人类活动影响下的变化是工程岩土学的基本任务 研究工程活动与地质环境相互制约的主要形式— 即工程地质问题。分析这些问题产生的地质条件、力 学机制及其发展演化规律,以便正确评价和有效防治 其不良影响是工程地质学另一专门分支工程地质分析 的基本任务。 查明工程地质条件并研究查明工程地质条件的方 法和手段是工程地质勘查的基本任务 上述三个专门分支学科是工程地质学的理论基础。 本课程重点介绍工程地质分析的基本原理和方法。 0.3 工程地质分析的基本方法 ①定性研究:通过实验、详细的实地研究,对地质过 程的形成机制进行分析,得出定性评价。 ②定量评价:定性分析基础上,通过定量计算,进行 定性与定量评价相结合的地质过程机制分析—定量评价。 0.4 工程地质分析原理的内容及学习方法 主要的工程地质问题有:区域稳定性问题、岩体稳定 问题、与地下渗流相关的问题以及与侵蚀淤积有关的工程 地质问题等4个方面。 区域稳定问题:活断层、地震、水库诱发地震、砂土 液化和地面沉降。掌握这些问题的规律性,对于选场或对 地质环境的合理开发与妥善保护,具有重要意义; 岩(土)体稳定:斜坡稳定、洞室稳定、地基岩 土体稳定的成因,发展历史分析和力学机制分析,用 于具体场地稳定性评价具有重要意义,线上及面上岩、 土体稳定的大调查对保护地质环境有重要意义。 与地下渗流有关的工程地质问题包括岩溶渗漏分 析和渗透变形分析两部分,前者以保证水工建筑正常 工作为目的,后者主要讨论渗流作用下土体的稳定性。 与侵蚀淤积有关的工程地质问题,包括河流侵蚀 淤积和海湖边岸磨蚀堆积规律及人为工程活动对它们 的影响两章,前者对改造河流,后者对开发海洋都有 重要意义。