工程地質(zhì)與土力學緒論課件

工程地質(zhì)與土力學緒論工程地質(zhì)與土力學緒論1.地質(zhì)學概念

地質(zhì)學（Geology），是研究地球的一門自然科學，是地學的重要組成部分。主要研究固體地球的組成、構(gòu)造、形成和演化規(guī)律等方面。一、工程地質(zhì)學的作用和任務2.工程地質(zhì)學概念工程地質(zhì)學是調(diào)查、研究、解決與人類活動及各類工程建筑有關的地質(zhì)問題的學科。1.地質(zhì)學概念一、工程地質(zhì)學的作用和任務2.工即地質(zhì)環(huán)境（工程地質(zhì)條件）是一個綜合性概念，是與工程建筑有關的地質(zhì)因素的綜合。地層巖性地形地貌地質(zhì)構(gòu)造﹡水文地質(zhì)條件巖土體工程地質(zhì)性質(zhì)﹡不良地質(zhì)條件人類工程活動地質(zhì)條件3.工程地質(zhì)學研究對象即地質(zhì)環(huán)境（工程地質(zhì)條件）是一個綜合性概念，是與工程建筑4.工程地質(zhì)問題所謂工程地質(zhì)問題，即與工程活動有關的地質(zhì)問題，包括以下兩個方面。一是自然環(huán)境地質(zhì)因素對工程活動的制約和影響而產(chǎn)生的問題。即不良工程地質(zhì)條件:；二是由工程活動而引起環(huán)境地質(zhì)條件的變化，從而形成不利于工程建設的、新的地質(zhì)作用，通常稱為工程地質(zhì)作用。工民建：路橋工程：地下工程：水利工程：4.工程地質(zhì)問題所謂工程地質(zhì)問題，即與工程活動有關

1．工程地質(zhì)測繪；如：地面測繪、航測、衛(wèi)測等，是基礎，是根本。

2．工程地質(zhì)勘探；包括物探、鉆探、山地工作等。

3．工程地質(zhì)室內(nèi)試驗和野外試驗；大型現(xiàn)場試驗、室內(nèi)土工試驗等。

4．工程地質(zhì)長期觀測；對房屋變形、地下水位、地面沉降等進行動態(tài)的長期觀測。

5．勘察資料的室內(nèi)整理及計算。5.工程地質(zhì)學技術方法與手段1．工程地質(zhì)測繪；如：地面測繪、航測、衛(wèi)測等，是基礎，是根46-646-6工程地質(zhì)與土力學緒論課件鉆孔巖芯鉆孔巖芯壓縮固結(jié)試驗壓縮固結(jié)試驗工程地質(zhì)與土力學緒論課件6.工程地質(zhì)學研究方法與手段定性分析和定量分析相結(jié)合的研究方法基本方法，地質(zhì)學分析法、類比法、經(jīng)驗法等，是定量分析評價的基礎試驗及建立模型、計算分析：地基穩(wěn)定性分析、地面沉降計算、地基液化判斷計算等6.工程地質(zhì)學研究方法與手段基本方法，地質(zhì)學分析法、類比法、

7.主要任務

⑴查明建筑場地的工程地質(zhì)條件；⑵解決和預測與建筑物有關的工程地質(zhì)問題；⑶提出改善和防治不良地質(zhì)條件的措施，為工程的設計、施工和正常運用提供可靠的地質(zhì)資料，以保證建筑物修建經(jīng)濟合理和安全可靠。7.主要任務⑴查明建筑場地的工程地質(zhì)條件；在工程設計之前，必須查明建筑工程地區(qū)的工程地質(zhì)條件和工程地質(zhì)問題。若對地質(zhì)條件研究不夠或處理不當，則會引起一系列的工程地質(zhì)問題。在工程設計之前，必須查明建筑工程地區(qū)的工程地質(zhì)條件和工程地質(zhì)二、土力學的課程性質(zhì)及作用

土力學是研究土的物理性質(zhì)、水理性質(zhì)和力學性質(zhì)，重點利用力學知識和土工試驗技術來研究土的強度、變形及規(guī)律性的一門學科。二、土力學的課程性質(zhì)及作用土力學是研究土的物理性質(zhì)、水理礫石料卵石砂粘土（人工破碎）工程與土力學中的土地球表面的整體巖石在大氣中經(jīng)受長期的風化作用而形成的、覆蓋在地表上碎散的、沒有膠結(jié)或膠結(jié)很弱的顆粒堆積物。什么是土？礫石料卵石砂碎散性三相體系自然變異性力學特性復雜

變形特性強度特性滲透特性土有哪些特點？碎散性三相體系自然變異性力學特性復雜變形特性土有哪些特點1、土具有廣泛的工程應用1）土木工程建筑材料2）建筑物基礎的地基3）建筑環(huán)境為什么要學習土力學？土建筑橋梁地鐵隧道邊坡道路大壩與土有關的工程：1、土具有廣泛的工程應用為什么要學習土力學？土建筑橋梁地鐵隧工程地質(zhì)與土力學緒論課件強度問題變形問題滲透問題土是巖石風化的產(chǎn)物，其性質(zhì)復雜多變，修筑工程建筑物時，都必須全面分析研究土的物理力學性質(zhì)和土的滲透、變形、強度特性，以保證建筑物的正常施工、運營。反之，對土的工程性質(zhì)認識的偏差可能會導致?lián)p失巨大的事故。2、存在大量與土有關的工程問題強度問題土是巖石風化的產(chǎn)物，其性質(zhì)復雜多變，修筑工程建筑物時迪拜大廈阿聯(lián)酋迪拜正興建一幢全球最高的“迪拜大廈”，樓高至少690米，預計于2008年底完工。迪拜大廈不僅是全球最高建筑物，也將是最高的人工塔。

三、工程案例—成功案例迪拜大廈阿聯(lián)酋迪拜正興建一幢全球最高的“迪拜大廈”，樓高至少馬爾帕塞壩三、工程案例—慘痛教訓馬爾帕塞壩三、工程案例—慘痛教訓加拿大特朗斯康谷倉事故：1913年9月開始裝谷物，

至10月17日共裝入3萬多Ｔ谷物，但此時發(fā)生破壞：

1小時豎向沉降達30.5cm24小時傾斜26°53ˊ西端下沉7.32m東端上抬1.52m上部鋼混筒倉完好無損概況：長59.4m，寬23.5m，高31.0m，共65個圓筒倉。鋼混筏板基礎，厚61cm，埋深3.66m。1913年完工，自重2萬T。加拿大特朗斯康谷倉事故：概況：長59.4m，寬23.5m，處理：事后在下面做了七十多個支撐于基巖上的混凝土墩，使用388個50t千斤頂以及支撐系統(tǒng)，才把倉體逐漸糾正過來，但其位置比原來降低了４米。加拿大特朗斯康谷倉原因：未進行地質(zhì)勘查，借用臨近結(jié)構(gòu)物基槽設計參數(shù)?；A下埋藏有厚達16m的高塑性淤泥質(zhì)粘土層。1952年經(jīng)勘察試驗與計算，地基實際承載力遠小于谷倉破壞時發(fā)生的基底壓力。因此谷倉地基因超載發(fā)生強度破壞而滑動。2653失事后1913.10.181952.10.5

試驗孔填土褐色粉質(zhì)粘土灰色粉質(zhì)粘土-0.61-12.34-13.72-4.271952.10.3試驗孔處理：事后在下面做了七十多個支撐于基巖上的混凝土墩，使用38香港寶城滑坡1972年7月某日清晨，香港寶城路附近，兩萬立方米殘積土從山坡上下滑，巨大滑動體正好沖過一幢高層住宅--寶城大廈，頃刻間寶城大廈被沖毀倒塌并砸毀相鄰一幢大樓一角約五層住宅。死亡６7人。原因：山坡上殘積土本身強度較低，加之雨水入滲使其強度進一步大大降低，使得土體滑動力超過土的強度，于是山坡土體發(fā)生滑動。香港寶城滑坡1972年7月某日清晨，香港寶城路附近，兩萬立PoShanRoadConduitRoadNotewellRoad香港寶城滑坡現(xiàn)場PoShanRoadConduitRoadNotewe阪神大地震中的地基液化液化：松砂地基在振動荷載作用下喪失強度變

成流動狀態(tài)的一種現(xiàn)象神戶碼頭：地震引起大面積砂土地基液化后產(chǎn)生很大的側(cè)向變形和沉降，大量的建筑物倒塌或遭到嚴重損傷阪神大地震中的地基液化液化：松砂地基在振動荷載作用下喪失強度1964年日本新瀉地震地基的大面積液化1964年日本新瀉地震地基的大面積液化可歸結(jié)為與巖土有關的強度問題加拿大特朗斯康谷倉地基失穩(wěn)香港寶城滑坡阪神等大地震中地基液化案例總結(jié)（一）可歸結(jié)為與巖土有關的加拿大特朗斯康谷倉地基失穩(wěn)案例總結(jié)（一意大利比薩斜塔1173年：動工1360年：再復工，至1370年竣工，

全塔共8層，高度為55m1272年：復工，經(jīng)6年，至7層，

高48m，再停工1178年：至4層中，高約29m，

因傾斜停工意大利比薩斜塔1173年：動工1360年：再復工目前：塔向南傾斜，南北兩端沉降差1.80m，塔頂離中心線已達5.27m，傾斜5.5°原因：地基持力層為粉砂，下面為厚度不均勻的粉土和粘土層，強度低，不均勻沉降變形大。比薩斜塔1590年:伽利略在此塔做

自由落體實驗目前：塔向南傾斜，南北兩端沉降差1.80m，塔頂離中心線已達1838-1839：挖環(huán)形基坑卸載1933-1935：基坑防水處理基礎環(huán)灌漿加固1990年1月:封閉1992年7月：加固塔身，用壓重法進行地基處理目前:已向游人開放。處理措施比薩斜塔1838-1839：挖環(huán)形基坑卸載處理措施比薩斜塔蘇州虎丘塔概況：位于虎丘公園山頂，建于宋太祖建隆二年(公元961年)。塔高47.5m，平面呈八角形。問題：塔身向東北方向嚴重傾斜，塔頂離中心線達2.31m，底層塔身發(fā)生不少裂縫，成為危險建筑物。原因：坐落于不均勻粉質(zhì)粘土層，產(chǎn)生不均勻沉降。處理：在四周建造地下連續(xù)墻并對塔周圍與塔基進行鉆孔注漿和打設樹根樁加固塔身。蘇州虎丘塔概況：位于虎丘公園山頂，建于宋太祖建隆二年(公元9

墨西哥城地基土的不均勻沉降更為明顯，地基土為厚層狀湖相淤泥質(zhì)粘土，具有極高的壓縮性。由于過度抽取地下水，使高壓縮性地基土變形，導致整個老城下沉數(shù)米，而且出現(xiàn)明顯的不均勻沉降，造成破壞。墨西哥城地基土的不均勻沉降更為明顯，地基土為厚層狀湖1986年：開工1990年：人工島完成1994年：機場運營面積：4370m×1250m填筑量：180×106m3平均厚度：33m世界最大的人工島日本關西機場1986年：開工世界最大的人工島日本關西機場問題：沉降大且不均勻設計沉降：5.7-7.5m完成時(1990年)實際沉降：8.1m，5cm/月預測主固結(jié)需：20年比設計多超填：3m關西機場問題：沉降大且不均勻設計沉降：5.7-7.5m可歸結(jié)為與巖土有關的變形問題意大利比薩斜塔蘇州虎丘塔日本關西機場案例總結(jié)（二）可歸結(jié)為與巖土有關的意大利比薩斜塔案例總結(jié)（二）土壩，高90m，長1000m，1975年建成次年6月失事Teton壩（美國）土壩，Teton壩（美國）上午10:3011：0011:3011:57上午10:3011：0011:3011:57Teton壩失事現(xiàn)場現(xiàn)狀損失直接8000萬美元，死14人，受災2.5萬人，60萬畝土地，32公里鐵路被沖原因

滲透破壞：沖蝕、水力劈裂、管涌Teton壩失事現(xiàn)場現(xiàn)狀損失九江大堤決口1998年8月7日13:10發(fā)生管涌險情，20分鐘后，在堤外迎水面找到2處進水口。又過20分鐘，防水墻后的土堤突然塌陷出1個洞，5m寬的堤頂隨即全部塌陷，并很快形成寬約62m的潰口。潰口原因：堤基管涌焦點詞匯：豆腐渣工程九江大堤決口1998年8月7日13:10發(fā)生管涌險情，20分溝后面板砂礫石壩位于青海省，高71米，長265米，建于1989年。1993年8月7日突然發(fā)生潰壩，瞬間沖毀1000多戶房舍，288人喪生，上千人受傷。潰壩原因：面板止水失效，下游壩體排水不暢，

造成壩坡失穩(wěn)溝后面板砂礫石壩位于青海省，高71米，長265米，建于198可歸結(jié)為與巖土有關的滲透問題美國Teton壩失事

98洪水長江堤防險情溝后面板砂礫石壩潰壩案例總結(jié)（三）可歸結(jié)為與巖土有關的美國Teton壩失事案例總結(jié)（三）工程地質(zhì)與土力學緒論工程地質(zhì)與土力學緒論1.地質(zhì)學概念

地質(zhì)學（Geology），是研究地球的一門自然科學，是地學的重要組成部分。主要研究固體地球的組成、構(gòu)造、形成和演化規(guī)律等方面。一、工程地質(zhì)學的作用和任務2.工程地質(zhì)學概念工程地質(zhì)學是調(diào)查、研究、解決與人類活動及各類工程建筑有關的地質(zhì)問題的學科。1.地質(zhì)學概念一、工程地質(zhì)學的作用和任務2.工即地質(zhì)環(huán)境（工程地質(zhì)條件）是一個綜合性概念，是與工程建筑有關的地質(zhì)因素的綜合。地層巖性地形地貌地質(zhì)構(gòu)造﹡水文地質(zhì)條件巖土體工程地質(zhì)性質(zhì)﹡不良地質(zhì)條件人類工程活動地質(zhì)條件3.工程地質(zhì)學研究對象即地質(zhì)環(huán)境（工程地質(zhì)條件）是一個綜合性概念，是與工程建筑4.工程地質(zhì)問題所謂工程地質(zhì)問題，即與工程活動有關的地質(zhì)問題，包括以下兩個方面。一是自然環(huán)境地質(zhì)因素對工程活動的制約和影響而產(chǎn)生的問題。即不良工程地質(zhì)條件:；二是由工程活動而引起環(huán)境地質(zhì)條件的變化，從而形成不利于工程建設的、新的地質(zhì)作用，通常稱為工程地質(zhì)作用。工民建：路橋工程：地下工程：水利工程：4.工程地質(zhì)問題所謂工程地質(zhì)問題，即與工程活動有關

1．工程地質(zhì)測繪；如：地面測繪、航測、衛(wèi)測等，是基礎，是根本。

2．工程地質(zhì)勘探；包括物探、鉆探、山地工作等。

3．工程地質(zhì)室內(nèi)試驗和野外試驗；大型現(xiàn)場試驗、室內(nèi)土工試驗等。

4．工程地質(zhì)長期觀測；對房屋變形、地下水位、地面沉降等進行動態(tài)的長期觀測。

5．勘察資料的室內(nèi)整理及計算。5.工程地質(zhì)學技術方法與手段1．工程地質(zhì)測繪；如：地面測繪、航測、衛(wèi)測等，是基礎，是根46-4846-6工程地質(zhì)與土力學緒論課件鉆孔巖芯鉆孔巖芯壓縮固結(jié)試驗壓縮固結(jié)試驗工程地質(zhì)與土力學緒論課件6.工程地質(zhì)學研究方法與手段定性分析和定量分析相結(jié)合的研究方法基本方法，地質(zhì)學分析法、類比法、經(jīng)驗法等，是定量分析評價的基礎試驗及建立模型、計算分析：地基穩(wěn)定性分析、地面沉降計算、地基液化判斷計算等6.工程地質(zhì)學研究方法與手段基本方法，地質(zhì)學分析法、類比法、

7.主要任務

⑴查明建筑場地的工程地質(zhì)條件；⑵解決和預測與建筑物有關的工程地質(zhì)問題；⑶提出改善和防治不良地質(zhì)條件的措施，為工程的設計、施工和正常運用提供可靠的地質(zhì)資料，以保證建筑物修建經(jīng)濟合理和安全可靠。7.主要任務⑴查明建筑場地的工程地質(zhì)條件；在工程設計之前，必須查明建筑工程地區(qū)的工程地質(zhì)條件和工程地質(zhì)問題。若對地質(zhì)條件研究不夠或處理不當，則會引起一系列的工程地質(zhì)問題。在工程設計之前，必須查明建筑工程地區(qū)的工程地質(zhì)條件和工程地質(zhì)二、土力學的課程性質(zhì)及作用

土力學是研究土的物理性質(zhì)、水理性質(zhì)和力學性質(zhì)，重點利用力學知識和土工試驗技術來研究土的強度、變形及規(guī)律性的一門學科。二、土力學的課程性質(zhì)及作用土力學是研究土的物理性質(zhì)、水理礫石料卵石砂粘土（人工破碎）工程與土力學中的土地球表面的整體巖石在大氣中經(jīng)受長期的風化作用而形成的、覆蓋在地表上碎散的、沒有膠結(jié)或膠結(jié)很弱的顆粒堆積物。什么是土？礫石料卵石砂碎散性三相體系自然變異性力學特性復雜

變形特性強度特性滲透特性土有哪些特點？碎散性三相體系自然變異性力學特性復雜變形特性土有哪些特點1、土具有廣泛的工程應用1）土木工程建筑材料2）建筑物基礎的地基3）建筑環(huán)境為什么要學習土力學？土建筑橋梁地鐵隧道邊坡道路大壩與土有關的工程：1、土具有廣泛的工程應用為什么要學習土力學？土建筑橋梁地鐵隧工程地質(zhì)與土力學緒論課件強度問題變形問題滲透問題土是巖石風化的產(chǎn)物，其性質(zhì)復雜多變，修筑工程建筑物時，都必須全面分析研究土的物理力學性質(zhì)和土的滲透、變形、強度特性，以保證建筑物的正常施工、運營。反之，對土的工程性質(zhì)認識的偏差可能會導致?lián)p失巨大的事故。2、存在大量與土有關的工程問題強度問題土是巖石風化的產(chǎn)物，其性質(zhì)復雜多變，修筑工程建筑物時迪拜大廈阿聯(lián)酋迪拜正興建一幢全球最高的“迪拜大廈”，樓高至少690米，預計于2008年底完工。迪拜大廈不僅是全球最高建筑物，也將是最高的人工塔。

三、工程案例—成功案例迪拜大廈阿聯(lián)酋迪拜正興建一幢全球最高的“迪拜大廈”，樓高至少馬爾帕塞壩三、工程案例—慘痛教訓馬爾帕塞壩三、工程案例—慘痛教訓加拿大特朗斯康谷倉事故：1913年9月開始裝谷物，

至10月17日共裝入3萬多Ｔ谷物，但此時發(fā)生破壞：

1小時豎向沉降達30.5cm24小時傾斜26°53ˊ西端下沉7.32m東端上抬1.52m上部鋼混筒倉完好無損概況：長59.4m，寬23.5m，高31.0m，共65個圓筒倉。鋼混筏板基礎，厚61cm，埋深3.66m。1913年完工，自重2萬T。加拿大特朗斯康谷倉事故：概況：長59.4m，寬23.5m，處理：事后在下面做了七十多個支撐于基巖上的混凝土墩，使用388個50t千斤頂以及支撐系統(tǒng)，才把倉體逐漸糾正過來，但其位置比原來降低了４米。加拿大特朗斯康谷倉原因：未進行地質(zhì)勘查，借用臨近結(jié)構(gòu)物基槽設計參數(shù)?；A下埋藏有厚達16m的高塑性淤泥質(zhì)粘土層。1952年經(jīng)勘察試驗與計算，地基實際承載力遠小于谷倉破壞時發(fā)生的基底壓力。因此谷倉地基因超載發(fā)生強度破壞而滑動。2653失事后1913.10.181952.10.5

試驗孔填土褐色粉質(zhì)粘土灰色粉質(zhì)粘土-0.61-12.34-13.72-4.271952.10.3試驗孔處理：事后在下面做了七十多個支撐于基巖上的混凝土墩，使用38香港寶城滑坡1972年7月某日清晨，香港寶城路附近，兩萬立方米殘積土從山坡上下滑，巨大滑動體正好沖過一幢高層住宅--寶城大廈，頃刻間寶城大廈被沖毀倒塌并砸毀相鄰一幢大樓一角約五層住宅。死亡６7人。原因：山坡上殘積土本身強度較低，加之雨水入滲使其強度進一步大大降低，使得土體滑動力超過土的強度，于是山坡土體發(fā)生滑動。香港寶城滑坡1972年7月某日清晨，香港寶城路附近，兩萬立PoShanRoadConduitRoadNotewellRoad香港寶城滑坡現(xiàn)場PoShanRoadConduitRoadNotewe阪神大地震中的地基液化液化：松砂地基在振動荷載作用下喪失強度變

成流動狀態(tài)的一種現(xiàn)象神戶碼頭：地震引起大面積砂土地基液化后產(chǎn)生很大的側(cè)向變形和沉降，大量的建筑物倒塌或遭到嚴重損傷阪神大地震中的地基液化液化：松砂地基在振動荷載作用下喪失強度1964年日本新瀉地震地基的大面積液化1964年日本新瀉地震地基的大面積液化可歸結(jié)為與巖土有關的強度問題加拿大特朗斯康谷倉地基失穩(wěn)香港寶城滑坡阪神等大地震中地基液化案例總結(jié)（一）可歸結(jié)為與巖土有關的加拿大特朗斯康谷倉地基失穩(wěn)案例總結(jié)（一意大利比薩斜塔1173年：動工1360年：再復工，至1370年竣工，

全塔共8層，高度為55m1272年：復工，經(jīng)6年，至7層，

高48m，再停工1178年：至4層中，高約29m，

因傾斜停工意大利比薩斜塔1173年：動工1360年：再復工目前：塔向南傾斜，南北兩端沉降差1.80m，塔頂離中心線已達5.27m，傾斜5.5°原因：地基持力層為粉砂，下面為厚度不均勻的粉土和粘土層，強度低，不均勻沉降變形大。比薩斜塔1590年:伽利略在此塔做

自由落體實驗目前：塔向南傾斜，南北兩端沉降差1.80m，塔頂離中心線已達1838-1839：挖環(huán)形基坑卸載1933-1935：基坑防水處理基礎環(huán)灌漿加固1990年1月:封閉1992年7月：加固塔身，用壓重法進行地基處理目前:已向游人開放。處理措施比薩斜塔1838-1839：挖環(huán)形基坑卸載處理措施比薩斜塔蘇州虎丘塔概況：位于虎丘公園山頂，建于宋太祖建隆二年(公元961年)。塔高47.5m，平面呈八角形。問題：塔身向東北方向嚴重傾斜，塔頂離中心線達2.31m，底層塔身發(fā)生不少裂縫，成為危險建筑物。原因：坐落于不均勻粉質(zhì)粘土層，產(chǎn)生不均勻沉降。處理：在四周建造地下連續(xù)墻并對塔周圍與塔基進行鉆孔注漿和打設樹根樁加固塔身。蘇州虎丘塔概況：位于虎丘公園山頂，建于宋太祖建隆二年(公元9

墨西哥城地基土的不均勻沉降更為明顯，地基土為厚層狀湖相淤泥質(zhì)粘土，具有極高的壓縮性。由于過度抽取地下水，使高壓縮性地基土變形，導致整個老城下沉數(shù)米，而且出現(xiàn)