工程地質

本教材共分為7章，主要內容為工程地質和水文地質的基本知識、岩土的工程特性、不良地質現象、工程地質原位測試和勘察，以及各類地質問題對工程影響的分析、評價和對策。本書可供普通高等學校土木工程及港口、道路等專業教師、學生使用，還可供相關專業設計和科研人員學習與參考。

本書主要用作普通高等學校土木工程專業工程地質課程的教材，也可適用於港口與海岸及橋隧、道路等專業的教材。由於土木工程的工程地質涉及範圍很廣，建（構）築物的地基、選址選線、邊坡與邊岸、地下工程的圍岩介質與環境，以及各類工程的岩土工程等，皆與工程地質條件密切相關，加之中國國土遼闊、地質條件複雜、岩土的性質各異，工程地質這門工程技術基礎課顯得更為實用。與土木工程相關的工程地質勘察行業也被稱為岩土工程勘察，強調岩土與工程的密切關係。可見，工程地質在設計與施工中佔有相當重要的地位。本書主要介紹地質基礎理論與知識、岩土的工程性質、工程地質勘察、不良地質現象及其對各類工程的影響和整治等理論和技術，並著重考慮基礎工程、地下工程、建築工程、港口、道路交通與市政建設等建設工程需要，強調地質與工程的結合以及定性與定量的綜合分析。在注意學科本身的系統性時，還力求充分反映近年國內外工程地質理論和實踐的發展水平。

編者在本書中著重介紹了地質基礎、地質條件對工程的影響，以及處理對策的理論和知識，注意啟發學生獨立思考和動手的能力。本書由哈爾濱理工大學宋高嵩、楊正擔任主編，蓋曉連、王洪樞、李晶擔任副主編。編寫人員具體分工如下：第1章、第2章由宋高嵩編寫；第3章、第4章及實訓項目由楊正編寫；第5章由蓋曉連編寫；第6章由王洪樞編寫；第7章由李晶編寫；孫義強、周健、李長安等研究生負責插圖繪製工作。在編寫過程中，得到許多教師及相關從業者的關心與支持，他們提出了許多寶貴的意見和建議，在此表示衷心的謝意。限於編者水平，書中難免有欠妥和錯誤之處，懇請讀者批評、指正。

編者

2015年8月

第1章緒論

1.1地質學與工程地質學

1.2工程地質學的主要任務和研究方法

1．3工程地質條件和工程地質問題

1．3．1工程地質條件

1．3．2工程地質問題

本章小結

思考題

第2章礦物與岩石

2．1地殼與地質作用

2．1．1地殼

2．1．2地質作用

2．2主要造岩礦物

2．2．1礦物的形態

2．2．2礦物的物理性質

2．2．3常見的主要造岩礦物

2．3岩石

2．3．1岩漿岩

2．3．2沉積岩

2．3．3變質岩

2．3．4三大類岩石的相互轉化

2．3．5三大類岩石的肉眼鑒別

2．4岩石與岩體的工程地質性質

2．4．1岩石的主要物理力學性質

2．4．2岩體的工程地質性質

本章小結

思考題

第3章地質構造

3．1地質年代及第四紀地質特徵

3．1．1地質年代的確定

3．1．2地層單位與地質年代表

3．1．3第四紀地質特徵

3．2岩層產狀與地層接觸關係

3．2．1構造運動與地質構造

3．2．2岩層的產狀

3．2．3地層接觸關係

3．3褶皺構造

3．3．1褶曲要素

3．3．2褶曲的類型

3．3．3褶皺構造

3．3．4褶皺構造的野外識別

3．3．5褶皺構造的工程地質評價

3．4斷裂構造

3．4．1節理

3．4．2斷層

3．4．3活斷層

3．5地質圖的識讀

3．5．1地質圖的基本知識

3．5．2地質條件在地質圖上的表現

3．5．3閱讀地質圖

本章小結

思考題

第4章土的工程性質

4．1土的生成與特性

4．1．1土的生成

4．1．2土的結構與構造

4．1．3土的工程特性

4．1．4土的生成與工程特性的關係

4．2土的三相組成

4．2．1土的固體顆粒

4．2．2土中水

4．2．3土中氣體

4．3土的物理性質指標

4．3．1土的三項基本物理性質指標

4．3．2反映土的松密程度的指標

4．3．3反映土中含水程度的指標

4．3．4特殊條件下土的密度(重度)

4．4土的物理狀態指標

4．4．1無黏性土的密實度

4．4．2黏性土的物理狀態指標

4．5土的工程分類

4．5．1土的工程分類原則和體系

4．5．2土的工程分類

4．6土的成因類型特徵

4．6．1殘積土(Qel)

4．6．2坡積土(Qdl)

4．6．3洪積土(Qpl)

4．6．4沖積土(Qal)

4．6．5湖泊沉積物(Ql)

4．6．6海洋沉積物(Qm)

4．6．7冰積土和冰水沉積土(Qgl)

4．6．8風積土(Qeol)

4．7特殊土的主要工程性質

4．7．1軟土

4．7．2黃土

4．7．3膨脹土

4．7．4紅黏土

4．7．5填土

4．7．6凍土

本章小結

思考題

第5章地下水

5.1地下水概述

5.1.1岩石中的空隙

5.1.2岩石的水理性質

5.2地下水類型及其主要特徵

5.2.1包氣帶水

5.2.2潛水

5.2.3承壓水

5.2.4孔隙水、裂隙水及岩溶水

5.2.5泉

5.3地下水的性質

5.3.1地下水的物理性質

5.3.2地下水的化學成分

5.4地下水對建築工程的影響

5.4.1地基沉降

5.4.2流砂

5.4.3潛蝕

5.4.4地下水的浮托作用

5.4.5基坑突涌

5.5河流地質作用

5.5.1河谷要素和流水的動能

5.5.2河流的侵蝕、搬運與沉積作用

5.5.3河谷的類型與階地

5.5.4河流侵蝕、淤積作用的防治

本章小結

思考題

第6章不良地質作用

6.1風化作用

6.1.1風化作用類型

6.1.2影響岩石風化的因素

6.1.3岩石風化程度和風化帶

6.1.4岩石風化的勘察評價與防治

6.2滑坡和崩塌

6.2.1滑坡的定義和構造

6.2.2滑坡的分類

6.2.3滑坡發育的過程

6.2.4滑坡的力學分析及影響因素

6.2.5滑坡的治理

6.2.6崩塌

6.3泥石流

6.3.1泥石流的概念

6.3.2泥石流的形成條件

6.3.3泥石流的防治

6.3.4泥石流災害的預報方法

6.4岩溶與土洞

6.4.1岩溶

6.4.2土洞與潛蝕

6.4.3岩溶和土洞的防治

6.5地震及其效應

6.5.1地震的概念

6.5.2地震的成因及其分佈

6.5.3地震波及其傳播

6.5.4地震級和地震烈度

6.5.5地震對建築物的影響

本章小結

思考題

第7章工程地質勘察

7.1工程地質勘察概述

7.1.1工程地質勘察的目的和任務

7.1.2工程地質勘察的一般要求

7.2工程地質測繪

7.2.1工程地質測繪的主要內容

7.2.2工程地質測繪的範圍和比例尺

7.2.3工程地質測繪方法要點

7.3工程地質勘探

7.3.1工程地質勘探的任務

7.3.2地球物理勘探

7.3.3鑽孔勘探

7.3.4坑探

7.4現場原位測試

7.4.1靜力載荷試驗

7.4.2單樁垂直靜載荷

7.4.3靜力觸探試驗

7.4.4圓錐動力觸探

7.4.5標準貫入試驗

7.4.6十字板剪切試驗

7.4.7現場大型直剪試驗

7.4.8試驗指標的選取

7.5現場監測

7.5.1現場監測的目的和任務

7.5.2建築物的沉降觀測

7.5.3地下水的監測

7.6工程地質勘察報告的主要內容

7.6.1工程地質圖的編繪

7.6.2工程地質勘察報告的編寫

本章小結

思考題

實訓項目

實訓項目1主要造岩礦物的認識和鑒定

實訓項目2常見岩石的認識和鑒定

實訓項目3閱讀地質圖

實訓項目4環刀法測定土的密度

實訓項目5測定土的含水率(烘乾法)

實訓項目6土的分類

實訓項目7滑坡形成的原因及邊坡治理措施

實訓項目8特殊土地基

參考文獻