文档介绍：第章绪论
工程地质学的研究对象
工程地质学是研究与工程建设有关的地质问题的科学,它的应用性很强,各种建筑的
规划、设计、施工和运行都需要做工程地质研究,才能使工程建筑与地质环境互相协调,既
要保证工程建筑安全可靠、经济合理、运行正常,又要保证地质环境不会因工程的兴建而
恶化,造成对工程建筑本身以及周围环境的危害。
工程建筑与地质环境二者相互作用、相互制约。一项工程建筑在兴建之前必须研究
能否适应它所处的地质环境,又要分析在它兴建之后会如何作用于地质环境,会引起哪些
变化,预测它们对建筑物自身的稳定性造成危害,对此做出评价,并研究采取怎样的措施
才能消除这种危害;还要预测它们对建筑周围环境造成的危害,也要做出评价,并制定保
护环境的对策。这一整套研究的核心就是工程建筑与地质环境二者之间的相互制约,相
互作用,也就是工程地质学的研究对象。
工程建筑对地质环境的作用
工程建筑的类型很多,有城乡工业民用建筑、铁路、公路建筑、水运建筑、水利水电建
筑、矿山建筑、海港工程和近海石油开采工程,以及国防工程等。每一类型建筑又是由一
系列建筑物群体组成的,诸如高楼大厦、工业厂房、道路、桥梁、隧道、地铁、运河、海港、堤
坝、电站、矿井、巷道、油库、飞机场等等,不胜枚举。这些建筑物有的位于地面,有的埋于
地下,总之都脱离不开地壳,因而无不与地质环境息息相关。它们的型式不同,规模各异,
对地质环境的适应性,以及对地质环境的作用也不一样。随着科学技术的发展,工程建筑
物也向着高、深、大、精变化,与地质环境的相互作用也愈来愈强烈,愈复杂。
工程建筑对地质环境的作用,是通过应力变化和地下水动力特征的变化表现出来
的。建筑物自身重量对地基岩土体施加的荷载,坝体所受库水的水平推力,开挖边坡和基
坑形成的卸荷效应、地下洞室开挖对围岩应力的影响,都会引起岩土体内的应力状况发生
变化,造成变形甚至破坏,一定量值的变形是允许的,过量的变形以至破坏就要使建筑物
失稳。建筑物的施工和建成经常引起地下水的变化给工程和环境带来危害,诸如岩土的
软化泥化、地基砂土液化、道路冻害、水库浸没、坝基渗透变形、隧道涌水、矿区地面
塌陷等。
显然,工程建筑物对地质环境作用的性质和强度,决定于建筑物的类型、规模和结构,
同时也决定于场地的工程地质条件,而且在某种程度上工程地质条件起着决定性的
作用。
工程地质条件的优劣
工程地质条件可定义为:与工程建筑有关的地质要素之综合,包括地形地貌条件、岩
土类型及其工程地质性质、地质结构与地应力、水文地质条件、物理(自然)地质现象、以及
天然建筑材料等六个要素。由此可见,工程地质条件是一个综合概念,在我们提到工程地
质条件一词时,实际上是指上述六个要素的总体,而不是指任何单一要素,单独一两个要
素不能称之为工程地质条件。
工程地质条件是自然地质历史的产物(详见第章),一地的工程地质条件反映了该
地的地质发展过程及后生变化,即内外动力地质作用的性质和强度。工程地质条件的形
成受大地构造、地形地势、气候、水文、植被等自然因素的控制。各地的自然因素不同、地
质发展过程不同,其工程地质条件也就不同,即六个地质要素的组合情况不同,要素的性
质、主次关系有所差异。一地的工程地质条件各要素之间则是相互联系、相互制约的,这
是因为它们受着同一地质发展历史的控制,形成一定的组合模式。例如平原区必然是碎
屑物质的堆积场所,土层较厚,基岩出露较少,地质结构比较简单,物理地质现象也不很发
育,地下水以孔隙水为主,天然建筑材料土料丰富石料缺乏。还可有许多其他模式。不同
的模式对建筑的适宜性相差甚远,存在的工程地质问题也不一致。
由上述可知,认识工程地质条件必须从基础地质入手,了解地区的地质发展历史,各
要素的特征及其组合的规律性,这对于解决实际问题是大有助益的。
工程地质条件的优劣在于其各个要素是否对工程有利。首先是岩土类型及其性质的
好坏。坚硬完整的岩石如花岗岩、厚层石英砂岩、花岗片麻岩等,强度高,性质良好;页岩、
粘土岩、碳质岩及泥质胶结的砂砾岩,以及遇水膨胀、易溶解的岩类,软弱易变,性质不良,
断层岩和构造破碎岩更软弱,这类岩石都是不利于地基稳定的,成为岩体研究中的重点。
松软土中的特殊土如黄土、膨胀土、淤泥等也是不利因素,需要特别注意。岩土性质的优
劣对建筑物的安全经济具有重要意义,大型建筑物一般要建在性质优良的岩土上,软弱不
良的岩土体工程事故不断、地质灾害多发,常需避开。地形地貌条件对建筑场地的选择,
特别是对线性建筑如铁路公路,运河渠道等的线路方案选择意义最为重大。如能合理利
用地形地貌条件,不但能大量节省挖填方量,节约大量投资,而