《工程地质》教案2018-2019第二学期

工 程 地 质

班级：电大17春土木工程（建筑管理）（本科）

任课老师：朱朝辉

时间：2018年9月

第1章绪论

学习目标

了解：工程地质学的发展历程，“工程地质”课程的内容、特点和学习方法。

理解：工程地质问题。

掌握：工程地质的主要任务和研究内容。

学习重点：

1．工程地质条件和工程地质问题。

2．工程地质学的主要任务。

3．工程地质学的发展概况。

4．工程地质学研究的内容。

5．工程地质学在土木工程中的作用。

学习建议：

1．认真阅读教材，理解其中的基本概念、基本原理和基本方法，阅读《岩石工程勘探规范》（GB50021—2001）。

2．观看录像及课程案例，把学到的工程地质知识与专业知识密切联系起来。

1.1工程地质学的研究对象

1.1.1工程地质条件

1.1.2工程地质问题

1.2工程地质学的主要任务

1.3工程地质学的发展概况

1.3.1我国工程地质学的发展历程

1.3.2我国工程地质学的研究成果

1.4工程地质学的研究内容及学习要求

1.4.1工程地质学的研究内容

1.4.2工程地质学的学习内容要求

小结：

本章主要介绍了工程地质学的研究对象，即工程地质条件和工程地质问题；工程地质学的主要任务；我国工程地质学的发展历程及研究成果；工程地质学的研究内容及学习要求等。

思考题：

1. 工程地质学的研究内容和任务是什么？

2. 什么是工程地质条件和工程地质问题？

3. 说明工程地质在土木工程建设的作用。

第2章 岩石的成因类型及其工程地质特征

学习目标

了解：地球的内部构造、地质作用及矿物的形态。

理解：矿物的颜色、条痕、光泽、透明度等光学性质，解离、断口、硬度等力学性质，以及相对密度、磁性、发光性、弹性、延展性等物理性质。

掌握：主要造岩矿物的特征，三大岩类的成因、物资组成、结构构成及分类，岩石的物理性质，水理性质和力学性质等工程地质性质，地质年代的划分和确定方法。

学习重点

1. 矿物的物理性质。

2. 主要造岩矿物的特征。

3. 岩浆岩的成因、物质组成、结构构造及分类。

4. 沉积岩的成因、物质组成、结构构造及分类。

5. 变质岩的成因、物质组成、结构构造及分类。

6. 地质年代的划分和确定方法。

学习建议

1. 认真阅读教材，理解其中的基本概念、基本原理和基本方法。

2. 认真阅读教材后，对章节后的习题进行思考。

3. 结合岩石照片或视频更加深刻地认识岩浆岩、沉积岩、变质岩的特征。最终掌握知识。

2.1地球的总体特征

2.1.1地球的内构造

2.1.2地质作用

2.2矿物

2.2.1矿物的形态与物理性质

2.2.2矿物分类与常见造岩矿物

2.3岩石

2.3.1岩浆岩

2.3.2沉积岩

2.3.3变质岩

2.4岩石的工程地质性质

2.4.1岩石的物理性质

2.4.2岩石的水理性质

2.4.3岩石的力学性质

2.4.4影响岩石工程地质性质的因素

2.4.5三大类的肉眼鉴别

2.5岩石的地质年代

2.5.1地质年代的确定方法

2.5.2地质年代单位和地质单位

2.5.3地质年代表

小结

本章内容包括常见造岩矿物的形态和分类，矿物的光学性质、力学性质及其他物理性质，三大类岩石（岩浆岩、沉积岩、变质岩）成因、矿物成分、结构、构造、分类、各自的特点及肉眼的鉴别等。

思考题

1. 矿物的硬度概念及其判定方法是什么？

2. 岩浆岩、沉积岩和变质岩的结构和构造是如何描述的？

3. 如何从岩石的生成条件、组成造岩矿物的结构、构造等特征来鉴别岩浆岩、沉积岩和变质岩？

4. 岩层相对地质年代的确定方法有哪些？

5. 地质年代是怎样划分的？地质年代表的内容有哪些？

6. 岩石有哪些物理力学性质？影响工程地质的因素有哪些？

第3章 地质构造及其对工程的影响

学习目标

了解：地质构造的定义。

理解：褶皱、节理、断层、不整合的概念，地质构造的基本分类。

掌握：水平构造、单斜构造、褶皱构造、断裂构造的特点；岩体的工程地质性质；野外识别及其工程地质评价。

学习重点

1. 水平构造和单斜构造的岩层产状及其测定和表示方法。

2. 褶皱构造的定义，褶曲的基本类型，褶皱构造及其工程地质评价和野外观察。

3. 断层要素、基本类型、断层的组合形式、工程地质评价及野外识别。

4. 不整合的类型及工程地质评价。

5. 岩体的工程地质性质。

学习建议

1. 认真阅读教材，理解褶皱、节理、断层等地质构造的基本概念和基本分类。

2. 认真阅读教材后，对本章的习题进行思考。

3. 查阅相关参考书，并结合相关视频更加深刻地认识地质构造对工程的影响。

3.1水平构造和单斜构造

3.1.1岩层的产状

3.1.2岩层产状的测定

3.2褶皱构造

3.2.1褶皱和褶曲

3.2.2褶曲的要素和类型

3.2.3褶皱的野外识别和工程地质评价

3.3断裂构造

3.3.1节理

3.3.2断层

3.4地质体之间的切割律

3.4.1整合接触

3.4.2平行不整合接触

3.4.3角度不整合接触

3.4.4侵入接触

3.4.5沉积接触

3.5岩体的过程地质性质

3.5.1岩体结构面的性质

3.5.2岩体结构面及工程地质评价

3.5.3岩体结构类型和工程地质性质

小结

地质构造是构造变动在岩层和岩体中遗留下来的各种构造形迹，如褶曲和断层等。本章主要包括地质构造的形态，岩层产状、褶皱构造、节理构造与玫瑰图、断层构造类型及野外识别标志，地质体之间的切割律，岩体结构面的性质、岩体结构面及工程地质评价、岩体结构类型和工程地质性质等内容。

思考题

1. 岩层产状本科哪些要素？

2. 褶曲的组成要素是什么？褶曲有哪些分类？在野外如何识别褶皱?

3. 背斜和向斜各有什么特点？

4. 野外如何识别断层？

5. 节理的类型及特点是什么？

6. 节理的走向、倾向玫瑰图是如何绘制的？

7. 什么称为断层？其类型有哪些？

8. 什么称为整合接触和不整合接触？不整合接触有哪些类型？

9. 如何分析和评价岩体结构的各种基本类型？

第4章 土的性质和分类

学习目的

了解：土的工程分类，特殊土的工程地质特性。

理解：土的粒度成分、矿物成分，土的结构与构造，土的成因类型特征。

掌握：土的成因及其组成，土的物理特征；运用三相比例指标之间的关系研究土的工程力学性质。

学习重点

1. 土的粒度成分、土的矿物成分、土的结构与构造。

2. 土的三相比例指标、无黏性土的紧密状态、黏性土的物理特性、土的物理力学性质。

3. 土的工程分类原则和体系、以及我国土的工程分类。

4. 土的成因类型特征。

5. 软土、湿陷性黄土、红黏土、膨胀土及填土特殊土的主要工程性质。

学习建议

1. 认真阅读教材，在掌握土的成因及其组成的基础上，理解土的性质。此外，阅读《土力学》等与土相关的书籍及论文，对土的性质有全面的掌握。

2. 认真阅读教材后，对本章的习题进行思考。

4.1 土的组成

4.1.1土的颗粒成分

4.1.2土的矿物成分

4.1.3土中的水

4.1.4土在的气

4.2 土的结构与构造

4.2.1土的结构

4.2.2土的构造

4.3 土的物理性质

4.3.1土的三相比例指标

4.3.2无粘性土的密实度

4.3.3黏性土的稠度状态

4.4土的力学性质

4.4.1土的压缩性

4.4.2土的抗剪强度

4.5 土的工程分类

4.5.1土的分类原则

4.5.2我国土的划分标准

4.6 各类地质成因土的工程地质特征

4.6.1一般土体的工程地质特征

4.6.2特殊土的工程地质特征

小结

本章内容包括土的成因，土的物质组成、结构与构造、三相比例指标、无黏性土的性质、黏性土的物理特征、土的力学性质、土的工程分类以及一般土体和特殊土土的工程地质特征等。

思考题

1. 什么叫作土的粒度成分？

2. 组成土的矿物有哪些类型？对土的工程性质有什么影响？

3. 什么是土的构造？

4. 根据成因土可以分为哪几种类型？各有什么特征？

第5章 地下水

学习目标

了解：地下水与工程建设的关系。

理解：地下水的基本概念。

掌握：岩土体的水理性质，地下水按埋藏条件分类及特征，地下水按含水层的空隙性质分类及特征，地下水的物理性质，地下水的化学成分及性质。

学习重点

1. 地下水的基本概念。

2. 岩土体的水理性质。

3. 地下水按埋藏条件分类及特征。

4. 地下水按含水层的空隙性质分类及特征，

5. 地下水的物理性质。

6. 地下水的化学成分及性质。

7. 地下水对建筑工程的影响。

学习建议

1. 认真阅读教材，理解地下水的基本概念，掌握地下水的主要特征，并结合照片或视频深刻认识地下水对建筑工程的影响。

2. 认真阅读教材，并对本章后习题进行思考，最终掌握知识。

5.1地下水的工程意义与存在形式

5.1.1地下水的概念

5.1.2岩土的空隙

5.1.3地下水的存在形式

5.1.4岩土体的水理性质

5.2地下水的类型及其主要特征

5.2.1地下水按埋藏条件分类

5.2.2地下水按含水层的空隙性质分类

5.2.3泉

5.3地下水性质

5.3.1地下水的物理性质

5.3.2地下水的化学成分及性质

5.4地下水对建筑物工程的影响

5.4.1地下水对岩土体的软化作用

5.4.2地下水位下降引起建筑地基沉降

5.4.3岩土体中动水压力作用

5.4.4地下水的浮托作用

5.4.5承压水对基坑产生的基坑突涌现象

5.4.6地下水对钢筋混凝土的腐蚀作用

5.4.7地下水对岩体的膨胀与崩解

小结

地下水对建筑物的影响主要有：地下水对岩土体的软化作用、地下水位下降引起建筑物的沉降、地下水对建筑物产生的浮托作用、承压水对基坑产生的基坑突涌现象、地下水对钢筋混凝土的腐蚀作用以及地下水对岩土的膨胀与崩解。

思考题

1. 何为地下水？

2. 岩土体中有哪些形式的水？各有哪些特点？

3. 地下水按含水层空隙性质科分为哪几种类型？

4. 地基沉降的原因有哪些？

5. 地下水对钢筋混凝土的腐蚀分为哪几种类型？

第6章 不良地质现象的工程地质问题

学习目标

了解：不良地质现象对地基稳定性的影响；不良地质现象对地下工程选址的影响。

理解：风化作用的概念；地震震级、地震液化效应、基本烈度和设防烈度的概念。

掌握：岩石风化程度的划分；地表流水的地质作用；活断层的特性及判别标志；滑坡的发育阶段、影响因素和工程措施；泥石流的形成条件与防治；岩溶发育条件及垂直分带特征；地震成因、类型及特征、抗震设防目标。

学习重点

1. 岩石风化程度的划分。

2. 地表流水的地质作用。

3. 活断层的特性及判断标志。

4. 滑坡的发育阶段、影响因素和工程措施。

5. 泥石流的形成条件与治理。

6. 岩溶发育条件及垂直分带特征。

7. 地震震级、地震液化效应、基本烈度和设防烈度的概念、地震成因、类型及特征，抗震设防目标。

学习建议

1. 本章知识较多，除认真阅读教材外，还需要阅读《岩土地震工程学》等相关资料，理解与不良地质现象相关的基本概念。

2. 认真阅读教材后，对本章后的习题进行思考。

3. 结合视频更加深刻地认识不良地质现象引起的不良地质问题。

6.1风化作用

6.1.1风化作用的概念

6.1.2风化作用的类型

6.1.3岩石风化程度的划分

6.2地表流水的地质作用

6.2.1片流的地质作用及坡积土

6.2.2洪流的地质作用及洪积土

6.2.3河流的地质作用、冲积土及河流阶地

6.2.4河岸地区进行建筑应注意的工程地质问题

6.2.5河流侵蚀、淤积作用的治理

6.3活断层

6.3.1活断层的特征

6.3.2活断层的判别标志

6.3.3活断层的工程地质评价

6.4滑坡与崩塌

6.4.1滑坡的定义

6.4.2滑坡的组成与特征

6.4.3滑坡的形成条件及影响因素

6.4.4滑坡的分类

6.4.5滑坡的发育过程

6.4.6滑坡的稳定性评价

6.4.7滑坡的防治

6.4.8崩塌

6.5泥石流

6.5.1泥石流的概念

6.5.2泥石流的分类

6.5.3泥石流的形成条件

6.5.4泥石流的防治

6.6岩溶与土洞

6.6.1岩溶

6.6.2土洞与潜蚀

6.6.3岩溶与土洞的工程地质问题

6.6.4岩溶与土洞地基的防治

6.7地震及其效应

6.7.1地震的常用术语

6.7.2地震的分类

6.7.3地震效应

6.8地面沉降

6.8.1地面沉降的沉降类型

6.8.2地面沉降的形成原因

6.8.3地面参加的危害

6.8.4地面沉降的防治

小结

不良地质现象是对工程建设不利或不良影响的动力地质现象。

思考题

1. 何为不良工程地质现象？

2. 滑坡影响因素有哪些？

3. 简述泥石流的形成条件和分类？

4. 简述岩溶的形成条件及发育规律。

5. 地震按成因分为哪些？各地震的特征如何？

6. 简述基本烈度和设计烈度的含义。

第7章 工程地质原位测试

学习目标

了解：旁压试验、十字板剪切试验、现场大型直剪切试验等测试方法的技术要求、成果及应用。

理解：工程地质原位测试的基本原理。

掌握：平板载荷试验、静力触探试验、圆锥动力触探试验、标准贯入试验、波速试验的技术要求、成果及应用。

学习重点

1. 平板载荷试验的基本原理、技术要求、成果及应用。

2. 静力触探试验的基本原理、技术要求、成果及应用。

3. 圆锥动力触探试验的基本原理、技术要求、成果及应用。

4. 标准贯入试验的基本原理、技术要求、成果及应用。

5. 波速试验的基本原理、技术要求、成果及应用。

6. 旁压试验、十字板剪切试验、现场大型直剪试验等测试方法的基本原理、技术要求、成果及应用。

学习建议

1. 认真阅读教材，理解工程地质原位测试的基本原理。

2. 认真阅读教材后，对本章后的习题进行思考。

3. 以极大的热情去实践。理论联系实际，是是学好地质学的一个重要原则。例如，到勘探项目部去，熟悉原位测试的整个过程及数据处理方法。

7.1静力载荷试验

7.1.1静力载荷试验的基本原理和意义

7.1.2静力载荷试验的装置

7.1.3静力载荷试验的基本要求

7.1.4静力载荷试验资料的应用及其有关问题

7.2静力触探试验

7.2.1静力触探的主要技术要求

7.2.2静力触探的贯入机制

7.2.3静力触探试验的目的和适应条件

7.2.4静力触探试验成果的应用

7.3圆锥动力触探试验

7.3.1动力触探的类型和规格

7.3.2动力触探的技术要求

7.3.3动力触探试验的适用范围和目的

7.3.4动力触探试验成果的应用

7.4标准贯入试验

7.4.1标准贯入试验设备规格

7.4.2标准贯入试验的技术要求

7.4.3标准贯入试验的目的和范围

7.4.4标准贯入试验成果的应用

7.5十字板剪切试验

7.5.1十字剪切试验的基本技术要求

7.5.2十字板剪切试验的基本原理

7.5.3十字板剪切试验的适用范围和目的

7.5.4十字板剪切试验成果的应用

7.6旁压试验

7.6.1适用范围和目的

7.6.2旁压试验的基本技术要求

7.7波速测试

7.7.1试验方法

7.7.2试验成果分析

7.8现场大型直剪试验

7.8.1大剪仪法

7.8.2水平推挤法

小结

原位测试就是在土层原来所处的位置基本保持土体的天然结构、天然含水量以及天然应力状态下，测定土的工程力学性质指标。

思考题

1. 什么事原位测试？

2. 常用的原位测试方法有哪几种？

3. 静力载荷试验的资料应用主要体现在哪几个方面？

4. 什么是静力触探试验？

5. 圆锥动力试验的使用范围是什么？

6. 标准贯入试验的主要成果有哪些？

7. 十字板剪切试验的适用范围与目的是什么？

8. 旁压试验的适用范围是什么？

9. 波速测试的方法有哪些？如何应用？

第8章 工程地质勘察

学习目的

了解：勘察目的、工程地质勘察方法。

理解：各勘察阶段的基本要求及主要工作内容。

掌握：勘察数据的整理及分析方法，工程地质勘察报告的编制及主要内容。

学习重点

1. 勘察目的、工程地质勘察方法。

2. 各勘察阶段的基本要求及主要工作内容。

3. 勘察数据的整理及分析方法。

4. 工程地质勘察报告书的编制及主要内容。

学习建议

1. 认真阅读教材，理解工程地质勘察的基本要求及主要工作内容。

2. 认真阅读教材后，对本章后的习题进行思考。

3. 通过实践掌握勘察数据的整理及分析，独立编制一份完整的工程地质勘察报告书。

8.1建筑工程地质勘察的内容和方法

8.1.1工程地质勘察阶段

8.1.2工程地质勘察方法

8.2建筑工程地质勘察的报告书和图件

8.2.1勘察数据的整理与分析

8.2.2工程地质图的编制

8.2.3工程地质勘察报告书的编写

小结

工程地质勘察是指为研究、评价建设场地的工程地质条件所进行的地质测绘、勘察、室内实验、原位测试等工作的统称。

思考题

1. 工程地质勘察的主要任务是什么？

2. 工程地质勘察的内容及主要方法有哪些？

3. 工程地质勘察报告书包括哪几部分？