工程地質(zhì)與水文地質(zhì)ppt課件

1、工程地質(zhì)與水文地質(zhì)期末輔導(dǎo)主講老師：王數(shù)“工程地質(zhì)與水文地質(zhì)”課程內(nèi)容體系“工程地質(zhì)與水文地質(zhì)”課程內(nèi)容體系 地球的基本知識 巖石及其工程地質(zhì)性質(zhì) 地質(zhì)構(gòu)造 自然地質(zhì)作用 地下水概論 地下水運動的基本規(guī)律 地下水資源評價、分析及其開發(fā)管理 壩的工程地質(zhì)研究 邊坡的工程地質(zhì)研究 渠道的工程地質(zhì)研究 地下工程圍巖穩(wěn)定的工程地質(zhì)條件 水庫的工程地質(zhì)研究 工程地質(zhì)及水文地質(zhì)勘察 1、地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)部分 2、水文地質(zhì)部分 3、 工程地質(zhì)部分 “工程地質(zhì)與水文地質(zhì)工程地質(zhì)與水文地質(zhì)課程內(nèi)容體系課程內(nèi)容體系一、地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)部分的重點內(nèi)容：第2章 巖石及其工程地質(zhì)性質(zhì) 第2-5節(jié)巖漿巖、沉積巖、變質(zhì)巖、第5節(jié)） 第

2、3章 地質(zhì)構(gòu)造 第4節(jié) （水平構(gòu)造、傾斜構(gòu)造、褶皺構(gòu)造和斷裂構(gòu)造）、第5節(jié)要求：活斷層的概念 ）第4章 自然地質(zhì)作用 第1-3節(jié) 二、水文地質(zhì)部分的重點內(nèi)容為：第5章 地下水概論 第3節(jié)第6章 地下水運動的基本規(guī)律 第1節(jié) ，本章第1節(jié)很重要，有的計算題即為本節(jié)的公式。第13章 水庫的工程地質(zhì)研究 第1節(jié)水庫滲漏）對于其余的章節(jié)，要求掌握一些基本概念、基本原理。 三、工程地質(zhì)部分的重點內(nèi)容為：最重要的為：第9章 壩的工程地質(zhì)研究每節(jié)都重要）第10章 邊坡的工程地質(zhì)研究 第1-3節(jié) 第12章 地下工程圍巖穩(wěn)定的工程地質(zhì)條件 第1、2節(jié) 考試形式：閉卷 考試題型：名詞解釋、問答題、識圖題、計算題

3、復(fù)習按上述范圍進行，應(yīng)該在全面復(fù)習的基礎(chǔ)上，抓重點，要求弄清基本概念，掌握基本原理，熟悉基本的、重要的計算公式，并能運用公式計算 注意蘭色字體，一般為重要的。另外注意區(qū)分掌握和了解，掌握是重要的地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)部分第二章 巖石及其工程地質(zhì)性質(zhì)重點章 此章內(nèi)容非常重要，因為巖石是建造各種工程結(jié)構(gòu)物包括水工結(jié)構(gòu)的地基，是天然的建筑材料。其中第2-5節(jié)最為重要。 巖石是組成地殼的物質(zhì)之一，它們構(gòu)成了地球的巖石圈。 掌握礦物、巖石概念，并熟悉三大類巖石的分類: 第二章 巖石及其工程地質(zhì)性質(zhì)重點章一、根據(jù)巖漿巖中的SiO2含量，把巖漿巖分為四類： 1酸性巖類：SiO2含量65%2中性巖類：SiO2含量為52%

4、65%3基性巖類：SiO2含量為4552%4超基性巖類：SiO2含量45%再按巖石的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造和產(chǎn)狀將每一類分為：深成巖、淺成巖和噴出巖。第二章 巖石及其工程地質(zhì)性質(zhì)重點章二、沉積巖按結(jié)構(gòu)和物質(zhì)成分分為三大類：1碎屑巖類2粘土巖類3化學(xué)巖及生物化學(xué)巖類三、變質(zhì)巖按變質(zhì)作用類型劃分 第二章 巖石及其工程地質(zhì)性質(zhì)重點章四、熟悉常見的巖漿巖：花崗巖、玄武巖、流紋巖、正長巖、閃長巖、安山巖、輝長巖等；熟悉主要沉積巖：砂巖、頁巖、石灰?guī)r、白云巖、泥灰?guī)r；了解主要變質(zhì)巖：片麻巖、片巖、石英巖、大理巖要求掌握上述各巖石的礦物組成、構(gòu)造、構(gòu)造。五、熟悉巖石的工程地質(zhì)及水文地質(zhì)評述見書P36-38）第三章 地質(zhì)

5、構(gòu)造重點： 第4節(jié) 、 第5節(jié) 第4節(jié)內(nèi)容很重要，后面的巖體結(jié)構(gòu)面、邊坡穩(wěn)定性、以及地基穩(wěn)定性等都與其直接相關(guān)。第4節(jié) 水平構(gòu)造、傾斜構(gòu)造、褶皺構(gòu)造和斷裂構(gòu)造一、要求掌握巖層的產(chǎn)狀及巖層產(chǎn)狀要素：巖層的走向、傾向和傾角的概念及表示二、要求掌握褶曲的幾何要素、褶曲的分類第三章 地質(zhì)構(gòu)造三、要求掌握節(jié)理和斷層的定義、分類。按斷層兩盤相對滑動方向，把斷層分為三種基本類型：正斷層、逆斷層、平移斷層逆斷層中，傾角為30左右或更小者稱為逆掩斷層。第5節(jié) 活動斷層工程地質(zhì)研究.要求：掌握活斷層的概念、活斷層調(diào)查研究方法判別標志 第四章 自然地質(zhì)作用重點章 其中其中 第第1-3節(jié)節(jié) 較重要較重要 自然地質(zhì)作用

6、的對象自然地質(zhì)作用的對象巖土，即建筑基礎(chǔ)巖土，即建筑基礎(chǔ)或建筑材料或建筑材料 作用結(jié)果作用結(jié)果破壞巖土結(jié)構(gòu)、降低強度，破壞巖土結(jié)構(gòu)、降低強度，影響建筑物影響建筑物第四章 自然地質(zhì)作用重點章 第第1節(jié)節(jié) 風化作用風化作用 一、風化作用一、風化作用 要求掌握風化作用、殘積物、風化殼的概念，掌要求掌握風化作用、殘積物、風化殼的概念，掌握風化作用的類型及風化作用的影響因素氣候、握風化作用的類型及風化作用的影響因素氣候、地形、巖石性質(zhì)）地形、巖石性質(zhì)） 二、風化作用對巖石工程性質(zhì)的影響和巖石風化二、風化作用對巖石工程性質(zhì)的影響和巖石風化帶的劃分帶的劃分 了解按風化程度把巖石風化殼劃分為四個帶：全了解按風

7、化程度把巖石風化殼劃分為四個帶：全風化帶、強風化帶、弱風化帶、微風化帶風化帶、強風化帶、弱風化帶、微風化帶 第四章 自然地質(zhì)作用重點章 第第2節(jié)節(jié) 河流地質(zhì)作用河流地質(zhì)作用 地表流水的類型有片流、溝谷流、河流，掌握地表流水的類型有片流、溝谷流、河流，掌握河流的地質(zhì)作用：一、河流的河流的侵蝕作用方河流的地質(zhì)作用：一、河流的河流的侵蝕作用方式?jīng)_蝕作用、磨蝕作用、溶蝕作用），河流侵式?jīng)_蝕作用、磨蝕作用、溶蝕作用），河流侵蝕作用的方向下切侵蝕、向旁侵蝕）；蝕作用的方向下切侵蝕、向旁侵蝕）； 二、河流的搬運作用方式推運、躍運、懸運、二、河流的搬運作用方式推運、躍運、懸運、溶運）；溶運）； 三、河流的沉積

8、作用原因及沖積物概念；三、河流的沉積作用原因及沖積物概念； 四、河流階地的概念、河流階地的成因類型。四、河流階地的概念、河流階地的成因類型。 第四章 自然地質(zhì)作用重點章第第3節(jié)節(jié) 巖溶巖溶一、要求掌握巖溶的概念和巖溶發(fā)育的基本一、要求掌握巖溶的概念和巖溶發(fā)育的基本條件。條件。巖溶發(fā)育的基本條件：巖石的可溶性、透水巖溶發(fā)育的基本條件：巖石的可溶性、透水性，水的溶蝕性、流動性；性，水的溶蝕性、流動性；二、了解主要的巖溶地貌類型：溶溝和石芽、二、了解主要的巖溶地貌類型：溶溝和石芽、落水洞、豎井、溶蝕漏斗和溶蝕洼地、巖落水洞、豎井、溶蝕漏斗和溶蝕洼地、巖溶盆地、峰叢、峰林和孤峰、天生橋、溶溶盆地、峰叢

9、、峰林和孤峰、天生橋、溶洞、石鐘乳、石筍和石柱洞、石鐘乳、石筍和石柱 第四章 自然地質(zhì)作用重點章 第4節(jié) 泥石流 掌握泥石流的概念和泥石流的形成條件；了解泥石流的分類；了解泥石流的防治； 第5節(jié) 地震 了解地震、震源和震中、震級和烈度、地震的四種成因類型、地震效應(yīng) 另外，掌握 “第1章 地球的基本知識中的概念： 地質(zhì)作用、巖石圈、地殼中主要化學(xué)元素的克拉克值 水文地質(zhì)部分第二部分：水文地質(zhì)部分的重點內(nèi)容為：第5章 地下水概論 第3節(jié)第6章 地下水運動的基本規(guī)律 第1節(jié) ，本章第1節(jié)很重要，有的計算題即出自本節(jié)。 第第5章章 地下水概論地下水概論 重點：第重點：第3節(jié)節(jié) 地下水的類型及特征；其余

10、各地下水的類型及特征；其余各節(jié)中，要求掌握基本概念。節(jié)中，要求掌握基本概念。 第第3節(jié)節(jié) 地下水的類型及特征地下水的類型及特征 一、按地下水的埋藏條件可把它分為包氣一、按地下水的埋藏條件可把它分為包氣帶水、潛水及承壓水。按含水層空隙性質(zhì)，帶水、潛水及承壓水。按含水層空隙性質(zhì)，把地下水分為孔隙水、裂隙水和巖溶水。把地下水分為孔隙水、裂隙水和巖溶水。（見書表（見書表5-3）。）。 第第5章章 地下水概論地下水概論 二、掌握潛水、潛水面、潛水埋藏深度、潛水厚度、承壓水、自流水、隔水頂板和隔水底板、承壓含水層的厚度的定義； 三、掌握潛水的特征、承壓水的特征、潛水等水位線圖及其作用、等水壓線圖及其作用。

11、 留意：潛水位和潛水面是一致的；而承壓水位與承壓水面不一致。 第第5章章 地下水概論地下水概論 第5章 其余各節(jié)中，要求掌握基本概念： 一、掌握：結(jié)合水、重力水、含水層、隔水層、礦化度、硬度、泉 （井泉取用的地下水，都屬重力水，是地下水中的主要存在方式） 二、了解巖石中的空隙類型及巖石空隙的發(fā)育程度表示見書上）。 三、了解地下水中的7種主要離子成分：即Cl-、SO42-、HCO3-、Na+、K+、Ca2+及Mg2+； 四、了解泉的類型及特征 第六章 地下水運動的基本規(guī)律重點章 重點：第1節(jié) 重力水運動的基本規(guī)律， 本節(jié)很重要，有的計算題出自本節(jié)。它不僅涉及水文地質(zhì)的計算，還涉及到工程地質(zhì)中的計

12、算，如壩基滲漏、水庫滲漏計算等。 一、掌握達西定律及適用范圍 達西定律：Q=KFH/L=KFI，達西定律的另一種表達式為：v=KI (1) 要求掌握達西定律兩種表達式中各項的物理意義 第六章 地下水運動的基本規(guī)律重點章 二、地下水向均質(zhì)含水層的穩(wěn)定運動 （一）、潛水含水層中的二維流 1滿足裘布依假設(shè)條件下的緩變流，當隔水底板水平時，以它為基準面，上游鉆孔為坐標起點，按裘布依微分方程，有著名的裘布依公式： （2） q通過任一斷面的單寬流量， L滲透路徑， h1、h2分別為潛水含水層在斷面1、2處的厚度。 留意：如果分別給出了潛水含水層在斷面1、2處的水位標高值H1、H2，以及潛水含水層隔水底板的

13、標高或高程z，則h1= H1-z，h2 =H2-z LhhKq22221 通過寬度為B的任一過水斷面上的流量為：Q=Bq （2） 潛水水位線是實際存在的地下水面線，又稱為浸潤曲線。 LhhKB22221第六章 地下水運動的基本規(guī)律重點章第六章 地下水運動的基本規(guī)律重點章2當隔水底板傾斜時，可用卡明斯基近似公式求解： （3） 該式為隔水底板傾斜時的卡明斯基近似方程式中 H水頭水位） h含水層厚度 L滲透路徑 LHHhhKq21212第六章 地下水運動的基本規(guī)律重點章（二承壓水的非均勻流卡明斯基近似方程可以推廣應(yīng)用于承壓含水層厚度變化的承壓水非均勻流的計算。其計算式為 （4） LHHMMKq212

14、12第六章 地下水運動的基本規(guī)律重點章三、地下水向完整井的穩(wěn)定運動（一潛水完整井出水量的計算掌握著名的裘布依穩(wěn)定井流潛水完整井出水量計算公式： （5） 0202lg364. 1rRhHKQ第六章 地下水運動的基本規(guī)律重點章 又因h0 = H s0，那么 ，那么3變成： （5） 其中： Q水井出水量，m3/h或m3/d； K含水層滲透系數(shù)，m/h或m/d； H含水層厚度或供水的定水頭高度，m； s0抽水井降深，m； h0井中水柱高度，m； R井的供水半徑，m； r0井的半徑，m； 00202)2(ssHhH000lg)2(364. 1rRssHKQ第六章 地下水運動的基本規(guī)律重點章還要求掌握建立

15、潛水穩(wěn)定井流模型的假定條件：假定水井位于一個四周均勻等深水體圓島中心，即圓形定水頭供水連界的含水層。并假定該圓島為正圓；含水層均質(zhì)、等厚，各向同性，水位與不透水層底板呈水平狀。水井的半徑為r0，供水邊界距水井中心的距離即供水半徑為R。當水井按某一定流量Q抽水時，供水連界的水位保持不變，可保證無限供給定流量。井流服從達西線性滲透定律，并按軸對稱井壁進水且無阻擋力地匯入井內(nèi)。如果有一個或兩個觀測孔資源時，根據(jù)相應(yīng)的積分上下限可得一個觀測井和兩個觀測井的流量公式見書P101、103） 第六章 地下水運動的基本規(guī)律重點章（二承壓完整井出水量的計算對承壓完整井，裘布依建立了與潛水完整井相類似的穩(wěn)定井流模

16、型，其計算公式為： 或 （6） 其中：M承壓含水層的厚度，m;其余符號同前。利用穩(wěn)定流的抽水試驗資料，把裘布依公式加以適當?shù)淖儞Q，可求得含水層的滲透系數(shù)K, （見書P103） 一定記住以上1）、(2)、（2）、（3）、（4）、（5）、（5）（6幾個公式。 00lg73. 2rRhHKMQ00lg73. 2rRsKMQ 第七章 地下水資源評價(內(nèi)容少)一、掌握地下水資源的概念，了解地下水資源評價具體內(nèi)容。二、了解地下水資源的分類國外：靜儲量、調(diào)節(jié)儲量、動儲量、開采儲量；國內(nèi)：補給量、儲存量、允許開采量）第八章 地下水資源分及其開發(fā)管理(內(nèi)容少)一、了解地下水資源的特征和我國地下水開發(fā)利用中的問題

17、二、了解地下水資源管理模型及模型的建立數(shù)學(xué)表述式）三、了解地下水管理模型的決策變量與約束條件 工程地質(zhì)部分第三部分：工程地質(zhì)部分的重點內(nèi)容為： 最重要的：第最重要的：第9章章 壩的工程地質(zhì)研究每壩的工程地質(zhì)研究每節(jié)都重要）節(jié)都重要） 第第10章章 邊坡的工程地質(zhì)研究邊坡的工程地質(zhì)研究 第第1-3節(jié)節(jié) 第第12章章 地下工程圍巖穩(wěn)定的工程地質(zhì)條件地下工程圍巖穩(wěn)定的工程地質(zhì)條件 第第1、2節(jié)節(jié) 第第13章章 水庫的工程地質(zhì)研究水庫的工程地質(zhì)研究 第第1節(jié)節(jié) 第九章 壩的工程地質(zhì)研究 非常重要的一章，每節(jié)都很重要。 第九章 壩的工程地質(zhì)研究第一節(jié)第一節(jié) 水工建筑物工程地質(zhì)條件水工建筑物工程地質(zhì)條件掌

18、握工程地質(zhì)條件的概念及其包括掌握工程地質(zhì)條件的概念及其包括6方面詳細方面詳細內(nèi)容很重要）。內(nèi)容很重要）。包括：地形地貌、地質(zhì)結(jié)構(gòu)、土石類型及其包括：地形地貌、地質(zhì)結(jié)構(gòu)、土石類型及其性質(zhì)、性質(zhì)、水文地質(zhì)、自然水文地質(zhì)、自然(物理物理)地質(zhì)現(xiàn)象、天然建筑材地質(zhì)現(xiàn)象、天然建筑材料料 第九章 壩的工程地質(zhì)研究第第2節(jié)節(jié) 壩基的滲漏壩基的滲漏一、掌握壩基滲漏的種類，并能分析裂隙巖層區(qū)的一、掌握壩基滲漏的種類，并能分析裂隙巖層區(qū)的滲漏條件見書滲漏條件見書P145-146）：）： “1巖層中結(jié)巖層中結(jié)構(gòu)面及其透水性對壩基滲漏的影響構(gòu)面及其透水性對壩基滲漏的影響2河谷地河谷地貌與地質(zhì)結(jié)構(gòu)條件對壩基滲漏的影響貌

19、與地質(zhì)結(jié)構(gòu)條件對壩基滲漏的影響”二、掌握單層透水壩基滲漏量計算：二、掌握單層透水壩基滲漏量計算： 單層透水壩基由單一透水巖層組成，在其厚度單層透水壩基由單一透水巖層組成，在其厚度等于或小于壩底寬度且壩身不透水的情況下，等于或小于壩底寬度且壩身不透水的情況下，可用卡明斯基公式計算：可用卡明斯基公式計算： qK T TbH2第九章 壩的工程地質(zhì)研究第第3節(jié)節(jié) 壩基滲透變形分析壩基滲透變形分析了解壩基滲透變形的形式管涌、流土），了解壩基滲透變形的形式管涌、流土），以及壩基滲透變形的原因，并能進行簡以及壩基滲透變形的原因，并能進行簡單的壩基滲透變形計算單的壩基滲透變形計算 第第5節(jié)節(jié) 壩基壩基(肩肩)

20、巖體抗滑穩(wěn)定分析巖體抗滑穩(wěn)定分析了解壩基巖體滑動破壞的類型了解壩基巖體滑動破壞的類型進行壩基巖體滑動的邊界條件分析；進行壩基巖體滑動的邊界條件分析；第九章 壩的工程地質(zhì)研究第第6節(jié)節(jié) 壩基的沉降壩基的沉降一、熟悉壩基的沉降變形有兩種方式，并能一、熟悉壩基的沉降變形有兩種方式，并能按公式做一般的壩基沉降計算。按公式做一般的壩基沉降計算。二、壩基的變形量可用下式計算，即二、壩基的變形量可用下式計算，即 SHE 各項含義見書。各項含義見書。第第7節(jié)節(jié) 壩址選擇原則與依據(jù)壩址選擇原則與依據(jù)了解壩址選擇原則與依據(jù)了解壩址選擇原則與依據(jù) 第十章 邊坡的工程地質(zhì)研究重點章其中第1-3節(jié)較重要第一節(jié) 邊坡變形

21、的特征一、了解邊坡巖土體應(yīng)力分布特征二、掌握邊坡變形和邊坡破壞的類型松弛張裂、崩塌、滑坡）第十章 邊坡的工程地質(zhì)研究重點章第二節(jié) 影響邊坡穩(wěn)定性的因素熟悉影響邊坡穩(wěn)定性的因素：地形地貌、巖土類型和性質(zhì)、巖體結(jié)構(gòu)與地質(zhì)構(gòu)造、水的作用、其他因素 第三節(jié) 邊坡穩(wěn)定性的評價方法邊坡穩(wěn)定性的評價方法，在力學(xué)分析法中，要求掌握簡單單一滑動面邊坡穩(wěn)定性計算，了解傳遞系數(shù)法和剩余推力法。第十章 邊坡的工程地質(zhì)研究重點章第4節(jié) 不穩(wěn)定邊坡的防治措施了解不穩(wěn)定邊坡的防治措施防滲透與排水、清除危巖和削坡減重和反壓、支擋工程、錨固措施等）第12章 地下工程圍巖穩(wěn)定的工程地質(zhì)條件重點章 其中第其中第1、2節(jié)較重要節(jié)較重要 第第1節(jié)節(jié) 洞室圍巖應(yīng)力的重分布及變形特征洞室圍巖應(yīng)力的重分布及變形特征 一、掌握巖體的初始地應(yīng)力狀態(tài)一、掌握巖體的初始地應(yīng)力狀態(tài) 二、了解影響天然應(yīng)力分布的因素巖性、二、