工程地质分析原理重点


绪论
教学目的: 教学目的:本章主要讲述工程地质学的研究对象、任务与分科,介绍人类工程活动与地质环 境的相互作用和相互制约关系,工程地质分析的基本方法以及工程地质分析原理的学习内容 及学习方法。 教学重点和难点: (1)类工程活动与地质环境的相互作用的特点和形式; (2)工 教学重点和难点:本章重点: 程地质条件和工程地质问题基本概念; (3) 工程地质分析的基本思想方法。 本章难点: “工 (1) 程地质条件以及人类工程活动与地质环境之间相互制约”特点和形式的认识与理解; (2)工 程地质条件和工程地质问题的多样性和复杂性及其相互关系。 主要教学内容及要求: 主要教学内容及要求: (1)掌握人类工程活动与地质环境的相互作用和相互制约关系,工程地质学的基本任务、研 究对象及分科。 (2)了解学习本课程的目的。 (3)掌握工程地质条件及其内容、工程地质问题等基本概念。 (4)理解地质分析或自然历史分析方法和地质过程机制分析—定量评价方法。 第一篇区域稳定及岩体稳定分析的几个基本问题 第一章地壳岩体结构特征的工程地质分析 教学目的 教学目的:本章主要讲述岩体结构研究的工程地质意义、岩体的结构特征及主要类型、岩体 原生结构特征的岩相分析、岩体结构构造改造的地质力学分析以及岩体结构面的特征描述与 统计分析方法。 教学重点和难点: (1)岩体结构面的主要类型及特征; (2)岩体结构面的特征描 教学重点和难点:本章重点: 述与统计分析方法; (3)岩体结构构造改造的地质力学分析。本章难点: (1)岩体原生结构 特征的岩相分析理论与方法; (2)如何应用岩相分析方法和地质力学分析方法对岩体结构特 征进行评价预测。 主要教学内容及要求: (1)掌握岩体、岩体结构、结构面、结构体的基本概念,建造和改造在岩体结构形成中的作 用,研究岩体结构特征的意义;

(2)掌握结构面的主要类型及特征,了解岩体结构面的等级分类; (3)掌握岩体的结构类型分类及构造与改造的消长关系对岩体结构分类的控制作用,理解岩 体工程应用分类的实质,了解岩体工程应用分类的代表性方案; (4)了解岩体原生结构特征的成因类型与岩体结构的岩相分析方法; (5)了解岩体结构的构造改造特征及其地质力学分析方法; (6)掌握结构面的统计测量与特征描述方法以及结构面基本指标的量化分析方法及统计分析 方法。 第二章地壳岩体的天然应力状态 教学目的: 本章主要讲述岩体天然地应力状态的形成及其类型、 天然地应力分布的一般规律、 教学目的: 我国地应力场的空间分布特征、地壳表层岩体应力状态的复杂性以及区域地应力场与岩体地 应力的研究方法。 教学重点和难点: (1)天然地应力的基本类型及一般分布规律; (2)地壳表层高地应力地区 教学重点和难点: 的地质地貌标志(3)我国地应力场空间分布的一般规律。本章难点: (1)地表岩体应力状态 的复杂性; (2)构造应力场的演变史及现今地应力场的基本特征。 主要教学内容及要求: 主要教学内容及要求: (1)掌握岩体应力的概念,了解岩体天然应力状态的研究意义; (2)了解天然应力的形成原因,掌握天然地应力的基本类型与分布规律; (3)掌握我国地应力场空间分布的一般规律; (4)理解地壳表层地应力状态的复杂性,掌握区域性垂向剥蚀卸荷与河谷侵蚀侧向卸荷对地 应力状态的影响以及地壳表层高地应力区的地质地貌标志; (5)理解构造应力场的演变史及现今地应力场的基本特征,了解地应力的测定方法与区域地 应力场的模拟研究方法。 第三章岩体的变形与破坏 教学目的: 教学目的:本章主要讲述岩体在加荷过程中的变形与破坏;岩体在卸荷过程中的变形与破坏; 岩体在动荷载条件下的变形破坏;岩体变形破坏过程中的时间效应;孔隙水压力变化对岩体 变形破坏的影响;岩体变形破坏的地质力学模式。

教学重点和难点:本章重点: (1)岩体的应力-应变关系,岩体变形-破坏的基本过程和阶段划 分;(2)岩体材料破坏与岩体结构破坏的概念,岩体变形-破坏的机制与过程;(3)结构面在岩体 变形破坏中的控制作用及岩体结构力学效应;(4)岩体卸荷变形破坏的空间组合模式。本章难 点:充分理解岩体结构破坏与岩体材料破坏的本质不同,岩体结构破坏中结构面起着控制性 作用。岩体结构变形-破坏评价方法必须与岩体结构变形-破坏组合形式相适应。 主要教学内容及要求: 主要教学内容及要求: (1)掌握岩体变形破坏的基本概念,基本过程和阶段划分,岩体破坏的基本形式,岩体的长 期强度概念,岩体变形破坏的研究意义。 (2)掌握岩体在加荷过程中的变形与破坏及相关概念。 (3)掌握岩体在卸荷过程中的变形与破坏及相关概念。 (4)了解岩体在动荷载条件下的变形破坏及相关概念。 (5)了解岩体变形破坏过程中的时间效应及相关概念 (6)掌握有效应力原理及其在岩体中的应用性,孔隙水压力变化对岩体变形破坏的影响, “膨 胀强化”的概念。 (7)掌握岩体变形的四种基本单元和五种基本组合地质模式。 第二篇与区域稳定性有关的工程地质问题 第四章活断层的工程地质研究 教学目的: 教学目的:本章主要讲述活断层的类型与活动方式、活动断层的特征参数、活断层活动的时 空不均匀性、活断层区内规划设计建筑物的原则以及活断层的调查、监测与研究方法。 教学重点和难点:本章重点:(1)活动断层的类型与活动方式;(2)活断层的时空不均匀性; (3) 活断层区内规划设计建筑物的基本原则。 本章难点: 我国各类活断层的空间分布特征; (1) (2) 确定活断层错动速率的地质学方法。 主要教学内容及要求: 主要教学内容及要求: (1)掌握活断层的基本概念,了解活动断层的工程地质研究意义; (2)掌握活断层的类型及活动方式,了解我国活动断层的分布情况; (3)掌握表征活动断层规模大小的主要参数;

(4)掌握活动断层的错动速率和错动间隔的内涵,了解活动断层的错动速率分级和确定活断 层错断速率的地质学方法; (5)掌握活断层活动的时空不均一性特征; (6)掌握活断层区内规划设计建筑物的基本原则; (7)了解活断层的调查、监测与研究方法。 第五章地震的工程地质研究 教学目的: 教学目的:本章主要讲述地震与地震波的基础知识、我国地震地质的基本特征、地震区划和 地震危险性分析、场地地震效应、地震小区划及地震区抗震设计原则。 教学重点和难点: (1)场地地震效应与场地条件对震害和地震动的影响;(2)地基 教学重点和难点:本章重点: 岩(土)体的自振周期(卓越周期、特征周期)及其对建筑物的影响;(3)地震危险性分析。 本章难点: (1)地基土特征周期,又叫卓越周期。由于地基土对震源传来的地震波具有选择 本章难点: 性放大的作用,由此使表层土中某些波多而长,当这类波与建筑物的自振周期相近时,建筑 物与地基土发生共振,建筑物振幅达到最大;(2)地震区划和地震小区划分。 主要教学内容及要求: 主要教学内容及要求: (1)掌握地震的基本概念与一般分类,了解地震的工程地质研究意义; (2)掌握地震及地震波的基础知识,特别是表征地震本身大小和震动强烈程度的震级与地震 烈度要区别开来; (3)了解我国地震地质的基本特征; (4)理解地震区划及地震危险性分析的方法与内容; (5)掌握场地地震效应的主要类型及特征、场地条件对震害与地震动的影响,了解地震小区 划的目的及类型; (6)掌握地震区抗震设计的基本原则。 第六章水库诱发地震活动的工程地质分析 教学目的: 教学目的:本章通过世界上几个典型实例,主要讲述水库诱发地震的共同特点,水库诱发地 震的诱发机制,产生水库诱发地震的地质条件以及水库诱发地震工程地质研究的基本原则。 教学重点和难点: 本章重点: 水库诱发地震产生的工程地质条件和水库诱发地震的诱发机制。

本章难点: 本章难点:水库诱发地震的诱发机制,充分理解“水库诱发地震不是水体荷载直接造成的” 这句陈述的基本含义。没有水库的其他作用因素的叠加,仅水体作用是难以造成地震的。 主要教学内容及要求: 主要教学内容及要求: (1)掌握水库诱发地震的基本概念,了解水库诱发地震的研究意义; (2)了解水库诱发地震活动性变化的几种典型类型; (3)掌握水库诱发地震的共同特点; (4)理解水库诱发地震的诱发机制; (5)掌握产生水库诱发地震的地质条件; (6)了解水库诱发地震工程地质研究的基本原则。 第七章地震导致的区域性砂土液化 教学目的: 教学目的:本章主要讲述砂土液化的概念;地震时砂土液化机制;区域性砂土地震液化的形 成条件;砂土地震液化的判别及砂土地震液化的防护措施。 教学重点和难点: 教学重点和难点:本章重点:(1)地震砂土液化的形成机制;(2)地震砂土液化可能性判别标准 及防护措施,特别要强调地震砂土液化可能性综合判别方法。本章难点:砂土震动液化与砂 土渗流液化的区别; 主要教学内容及要求: 主要教学内容及要求: (1)掌握砂土液化的基本概念,了解砂土液化引起的破坏形式及研究意义; (2)理解地震时砂土液化的形成机制; (3)掌握砂土地震液化的形成条件; (4)掌握砂土地震液化的主要判别方法; (5)掌握砂土地震液化的防护措施; 第八章地面沉降与地裂缝的工程地质分析(自学) 第八章地面沉降与地裂缝的工程地质分析(自学) 教学目的: 教学目的:本章主要讲述地面沉降与地裂缝的基本类型及危害、我国区域性地面沉降与地裂 缝的发育分布状况、地下水开采引起的地面沉降、地面沉降与岩土性能及地下水位动态变化 特征的关系、地面沉降与地裂缝的成因机制及基本模式、地面沉降与地裂缝的防治原则和防 治措施、地面沉降与地裂缝的地质调查及监测预测等内容。

教学重点和难点: 教学重点和难点: (1)地面沉降与地裂缝的成因机制类型及基本模式;(2)地面沉降与地裂缝的 防治原则和措施。 本章难点: (1)地下水开采引起的地面沉降的形成机制; (2)地面沉降与岩土性能及地下水 本章难点: 位动态变化特征的关系。 主要教学内容及要求: 主要教学内容及要求: 及要求 (1)掌握地面沉降与地裂缝的概念和基本类型,了解地面沉降与地裂缝的危害及研究意义; (2)了解我国区域性地面沉降与地裂缝的发育分布状况及区域性地面沉降的研究状况; (3)理解地下水开采引起的地面沉降的形成机制,掌握地面沉降与岩土性能及水位变化动态 特征的关系; (4)掌握地面沉降与地裂缝的成因机制及基本模式; (5)掌握地面沉降与地裂缝的防治原则与措施,了解地面沉降与地裂缝的地质调查和监测预 测。 第三篇与岩体稳定性有关的工程地质问题 第九章斜坡岩体稳定性的工程地质问题 教学目的: 教学目的:本章主要讲述斜坡岩体应力分布特征;斜坡变形破坏的基本类型及一般特征;斜 坡变形破坏机制;斜坡变形破坏后运动学特征;斜坡变形破坏与内外应力的关系;斜坡稳定 性评价与预测;防治斜坡变形破坏的基本原则及主要措施。 教学重点和难点: 教学重点和难点: (1)斜坡岩体应力分布特征,斜坡形成后引起岩体内应力的重分布,致使主 应力大小和方向发生变化,坡脚应力集中,形成对斜坡稳定性不利的应力组合。注重坡顶拉 应力、坡面附近近似于单向应力分布、坡脚剪应力集中的应力分布特征;(2)斜坡变形破坏方 式及形成机制,分变形和破坏两方面讲述。斜坡变形的基本形式是卸荷和蠕变变形,而实际 的斜坡变形往往是多种基本变形形式的组合。斜坡的破坏常见基本形式是崩塌和滑坡。要求 掌握滑坡识别标志——滑坡要素。(3)斜坡变形破坏的演变过程,要求掌握斜坡变形破坏的六 种地质力学模式及建模的思想方法。分析斜坡变形的组合方式。(4)斜坡稳定性评价的演变历 史分析方法,其核心是将斜坡的变形和破坏纳入地质历史长河,在地质历史发展演化背景条 件下研究斜坡变形破坏发生、发展、演化全过程,并预测其发展趋势。

本章难点: 本章难点:(1)斜坡斜坡变形破坏的基本类型。其力学作用方式和变形形式的演变和转化,微 裂纹扩展和总体滑面形成贯通过程;(2) 过程机制分析法。实质是利用斜坡变形、破坏的基本 规律,通过追溯斜坡演变的全过程,对斜坡稳定性发展总趋势和区域特征作出评价和预测。 主要教学内容及要求: 主要教学内容及要求: (1)掌握斜坡和人工边坡的基本概念,了解斜坡稳定性分析的研究意义及主要任务; (2)掌握斜坡岩体应力分布的基本特征与影响斜坡岩体应力分布的主要因素; (3)掌握斜坡变形破坏的基本类型及一般特征; (4)掌握斜坡变形破坏的地质力学模式及其形成与演化特征; (5)理解斜坡破坏后的运动特征及继续运动的“流体”化类型、机制和形成条件。 (6)理解内外营力作用与斜坡变形破坏的关系; (7)掌握斜坡稳定性评价与预测的基本方法; (8)了解防治斜坡变形破坏的基本原则及主要措施。 第十章地下洞室围岩稳定性的工程地质分析 教学目的: 教学目的:本章主要讲述地下开挖后,由于应力重分布、水分重分布等作用引起的围岩变形 破坏所导致的围岩稳定性问题,主要包括地下开挖后洞室围岩应力的重分布、围岩变形破坏 的一般规律及累进性发展过程、围岩变形破坏的类型及特征、围岩稳定性的分析评价以及地 下洞室围岩的支护措施等内容。 教学重点和难点: (2)围岩的变形破坏类型与特征; (3)围 教学重点和难点: (1)围岩应力重分布的一般规律; 岩稳定性的定性分析,主要是地质分析与工程围岩分类。本章难点: (1)不同截面形态的洞 室产生拉、压应力集中的条件; (2)围岩变形破坏的累进性发展过程与特点; (3)地下洞室 围岩分离结构体的图解分析。 主要教学内容及要求: 主要教学内容及要求: (1)掌握地下洞室、围岩、应力重分布等与围岩稳定性相关的基本概念,了解地下洞室的一 般分类及研究意义; (2)理解地下开挖后围岩应力重分布的一般特征,掌握典型截面形态下洞室周边的应力分布 和集中规律;

(3)掌握围岩变形破坏的一般规律;各类围岩变形破坏的型式、特征及产生条件;围岩变形 破坏的累进性发展进程、特点及决定因素; (4) 理解影响围岩稳定性的主要因素, 掌握地下洞室围岩稳定性分析评价的定性与定量方法; (5)了解地下洞室围岩稳定性的支护类型与措施。 第十一章地基岩体稳定性的工程地质分析 教学目的: 教学目的:本章主要讲述地基岩体,特别是坝基、坝肩岩体在荷载作用下的应力分布特征、 变形破坏方式以及与地基稳定性相关的工程地质问题,主要包括地基岩体内的应力分布特征、 地基岩体的变形与破坏、坝基(肩)岩体稳定性的工程地质评价方法和改善坝基稳定条件的 措施等内容。 教学重点和难点: 破坏类型、 特征、 成因及产生条件; 坝基 (2) (肩) 教学重点和难点: (1)不同类型地基的变形、 岩体稳定性的岩体结构条件分析。本章难点: (1)岩石坝基产生表面滑动、浅层滑动和深层 滑动破坏的特点和条件的异同比较; (2)岩体结构条件对坝基(肩)岩体稳定性的控制作用。 主要教学内容及要求: 主要教学内容及要求: (1)掌握地基岩体稳定性的基本概念,了解地基岩体稳定性的研究意义; (2)理解地基岩体在竖向荷载与斜向荷载作用下的应力分布特征; (3)掌握地基岩体的变形破坏类型、特征、成因及产生条件; (4)掌握坝基(肩)岩体稳定性分析、评价的内容与方法,具体包括坝基(肩)岩体结构条 件分析、坝基(肩)的变形稳定及抗滑稳定性分析; (5)了解改善坝基稳定条件的方法与措施。 第十二章岩溶及岩溶渗漏的工程地质分析 教学目的: 教学目的:本章主要讲述以碳酸盐岩为主的可溶岩地区,因岩溶发育产生的岩溶渗漏等工程 地质问题,包括岩溶形成的物理化学原理、岩溶发育的基本条件、控制岩溶发育的典型水循 环条件及其组合形式、岩溶发育的阶段性特征及演化过程、岩溶渗漏的分析、岩溶渗漏的防 渗处理以及岩溶区的地面塌陷灾害等内容。本章有关岩溶形成理论和形成条件等内容与水文 地质学相关内容多有重复,可视情况选择性讲述。而岩溶塌陷、土洞对工程建设的影响等内 容可适当增补。

教学重点和难点: (1)岩溶发育的基本条件,特别是典型的水循环交替条件; (2)岩溶渗漏 教学重点和难点: 分析,包括碳酸盐岩的渗透性及岩溶渗漏的水文地质条件。本章难点: (1)岩溶形成的物理 化学过程和机理; (2)岩溶的形成条件与岩溶渗漏分析的结合。应结合岩溶形成的条件的分 析来评价岩溶渗漏的可能性,进而分析防渗处理的技术可行性。 主要教学内容及要求: 主要教学内容及要求: (1)掌握岩溶、古岩溶、混合混蚀效应等基本概念,了解岩溶对工程建设的影响; (2)理解碳酸盐岩溶蚀的物理化学过程和机理,掌握影响碳酸盐岩溶蚀反应的各因素,特别 是岩性变化的对溶蚀作用的影响; (3)掌握岩溶发育的基本条件及典型的水循环条件对岩溶发育的控制作用; (4)了解岩溶发育的阶段性及演化过程; (5)掌握岩溶渗漏的分析方法及渗漏产生的水文地质条件,了解碳酸盐岩的渗透特征; (6)了解岩溶区坝址选择的一般原则与岩溶渗漏的防渗处理措施; (7)掌握岩溶区地面塌陷灾害的产生条件及形成机制,了解岩溶地面塌陷的防治措施。 第十三章渗透变形的工程地质分析 教学目的: 教学目的:本章主要讲述在地下水渗透过程中,因渗透压力增大,从而导致土颗粒或土颗粒 集团随地下水带出,使土体的强度降低甚至破坏的工程地质问题。本章介绍了渗透变形的基 本概念及研究意义,渗透变形产生条件、判定方法和评价方法以及防治措施。 教学重点和难点: 教学重点和难点: (1)渗透变形产生的水动力条件,即当地下流动水流的渗透压力等于土颗粒 的水下重度时, 将形成机械潜蚀, 从而产生渗透变形; (2)渗透变形可能性的判定与评价方法, 如不均匀系数评价方法、临界水力梯度评价方法等。防治措施思想方法包括加大水流的渗透 路径(降低水力梯度)和形成反滤层以阻止潜蚀进一步发生等。本章难点:(1)渗透变形的产 生条件理论;(2)反滤层结构及其功能。 主要教学内容及要求: 主要教学内容及要求: (1)掌握渗透变形、机械潜蚀与化学潜蚀、渗透压力、临界水力梯度与允许水力梯度等基本 概念,了解渗透变形的研究意义; (2) 掌握渗透变形的产生水动力条件、 结构组成与颗粒成分条件、 渗流出口条件及形成机理;

(3)掌握渗透变形可能性的判定与评价方法; (4)了解渗透变形的一般防治措施。 第十四章河流侵蚀、淤积规律的工程地质分析(自学) 第十四章河流侵蚀、淤积规律的工程地质分析(自学) 教学目的: 教学目的:本章主要讲述河流的侵蚀作用、搬运作用和堆积作用以及在这些作用过程中形成 的工程地质问题, 包括水流对河床的冲刷作用与河床的稳定性、 河床侵蚀与淤积的基本规律、 水库淤积及坝下游河床再造、河流开发治理的原则等内容。 教学重点和难点: (1)河床演变的基本规律,特别是河床的纵向、横向蚀淤演变规律; (2) 教学重点和难点: 水库淤积造成的雍水淤积、异重流淤积、淤积末端上延等淤积现象及坝下游因强水流冲刷形 成的河床再造。本章难点: (1)河流的水动力学特征; (2)水流对河床的作用及水流作用下 的河床稳定性问题。 主要教学内容及要求: 主要教学内容及要求: (1)掌握河流侵蚀、搬运及堆积的一般概念,了解河谷侵蚀、淤积的研究意义; (2)了解河流水动力学的基本特征及其对河床的蚀、淤作用; (3)掌握河床侵蚀、淤积的一般规律;了解河床节点对河床演变的控制作用及环境条件变化 对河流演变的影响; (4)掌握水库淤积对水库运行的影响以及坝下游河床再造的主要影响因素 (5)了解河流开发治理的一般原则。 第十五章海( 第十五章海(湖)边岸磨蚀与堆积的工程地质分析(自学) 边岸磨蚀与堆积的工程地质分析(自学) 教学目的: 教学目的:本章主要讲述由于波浪或岸流的作用,海岸或湖岸被不断地被磨蚀、冲击,同时, 岸流又不断地将冲蚀下来的物质带走,使海(湖)岸线产生进退,水下岸坡坡度和水深也发 生变化的过程中产生的一系列工程地质问题,包括波浪和岸流的作用规律和边岸在磨蚀与堆 积中发生变化的基本规律,边岸再造及滑体涌浪计算,海(湖)岸防护措施等内容。 教学重点和难点: 教学重点和难点: (1)海(湖)岸磨蚀与堆积的基本规律及岸坡的演变过程;(2)水库边岸再造 及滑体涌浪的预测。 本章难点: 本章难点:(1)边岸再造,注重水下斜坡、水位变幅带岸坡和最高洪水位以上岸坡坡脚的不同 评价方法及新形成岸坡宽度的预测;(2)滑体涌浪高度计算及其危险性评价,也可介绍涌浪传

播距离的评价,评价的思想方法。 主要教学内容及要求: 主要教学内容及要求: (1)掌握海(湖)边岸磨蚀与堆积作用的基本概念,了解海(湖)边岸磨蚀与堆积规律的研 究意义; (2)了解波浪与岸流的一般动力特征及其对边岸的磨蚀、冲刷作用; (3)掌握海(湖)岸磨蚀与堆积的基本规律及其对岸坡演变过程的影响; (4) 掌握边岸再造的基本模式、 边岸再造的范围、 滑体涌浪 (包括涌浪高度和涌浪作用距离) 及冲蚀岸坡波浪波高的预测; (5)了解海(湖)岸及沿岸建筑物的防护原则与措施。


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