工程地质与公路工程

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1、工程地质与公路工程地质学是一门关于地球的学科，它研究的对象主要是固体地球的上层。而工程地质学，则是将地质学的原理运用于解决工程地基稳定性的一门学问。它通过工程地质调查、勘察和研究建筑场地的地形地貌、地层岩性、地质构造、岩土体工程特性、水文地质和地表地质作用现象等工程地质条件，预测和论证有关工程地质问题发生的可能性并采取必要防治措施，以确保建筑物的安全、稳定和正常运行。在公路工程建设中，工程地质学发挥着巨大的作用。一、起源工程地质学随着地质学的发展和人类工程活动经验的积累而出现。17世纪以前，许多国家成功地建成了一些享有盛名的伟大建筑物，但是人们在

2、建筑实践中对地质环境的考虑完全依赖于建筑者个人的感性认识，而没有经过一个系统、严密的研究过程。17世纪以后，工业革命开始，建设活动大大增加，有关于地质环境对建筑物影响的文献资料逐渐出现并积累。第一次世界大战以后，全世界开始进入了大规模建设时期，工程地质学也随之蓬勃发展。1929年，奥地利的太沙基出版了世界上第一部《工程地质学》；1937年，苏联的萨瓦连斯基的《工程地质学》一书问世。自上个世纪50年代以来，工程地质学逐渐吸收土力学、岩石力学与计算数学中的某些理论和方法，使自身的内容和体系逐渐发展和完善。在中国，工程地质学的发展基本上始自50年代。建

3、国之后，引进了苏联工程地质学的理论和方法，在前辈们付出的无数辛勤的汗水的浇灌下，工程地质学这一学科终于逐渐在我国开花结果，渐渐成为国际工程地质界的重要成员之一。二、主要内容及工程简单应用1.岩石与矿物岩石按其形成方式有岩浆岩、沉积岩和变质岩等三大类，分别是岩浆作用、外力地质作用和变质作用的产物。岩浆岩是由岩浆沿地壳软弱破裂地带上升，经火山爆发形成火山岩，或在地底冷凝形成侵入岩。岩浆岩占地壳岩石体积的64.7%。沉积岩的形成有两种途径：一是在地表条件下，由风化作用或火山作用的产物经搬运、沉积、固结成岩形成，二是在地表常温常压条件下由水溶液沉淀而形成

4、。沉积岩占地壳岩石总体积的7.9%，在地表分布极为广泛。变质岩由之前生成的岩浆岩、沉积岩和变质岩经高温高压及化学活动性很强的气体作用和液体作用后，在固体状态下发生矿物成分或结构构造的改变而形成。变质岩占地壳岩石总体积的27.4%。岩石的主要工程地质性质包括物理性质和力学性质。物理性质主要有比重、重度、孔隙性、吸水性、软化性、抗冻性。主要的力学性质有变形特性和强度特性，常见强度指标有抗压强度、抗剪强度和抗拉强度。而影响岩石物理力学性质的因素有矿物成分、岩石的结构构造以及构造裂隙和风化作用。在工程建设中，岩石是一种很重要的建筑材料。而我们在进行公路工

5、程建设时，要根据实际需要结合各种岩石的物理、力学性质来选择合适的材料。2.地质构造及工程应用地质构造是构造运动的产物，构造运动使岩层发生变形和变位，形成各种地质构造。常见的地质构造有褶皱、断层和节理。岩层受力而发生的弯曲变形称为褶皱。褶皱的主要要素有：核部，为褶皱中心部位的地层；翼部，为核部两侧的地层；枢纽，是同一褶皱层面最大弯曲点的连线；轴面，各相邻褶皱面上枢纽连成的面。褶皱有两种基本形态，背斜和向斜。背斜是两翼岩层以核部为中心向两侧倾斜，形态上是岩层向上弯曲；背斜是两翼岩层向核部倾斜，形态上是岩层向下弯曲。褶皱的核部是岩层强烈变形的部位，岩石

6、破碎，裂隙发育，在褶皱核部进行工程建设时，应考虑岩层的坍塌及漏水、涌水问题。向斜构造富含地下水，而背斜构造裂隙发育，不易储水，容易造成供水困难。在道路桥梁建设时，褶皱地带往往起伏不定，而且在褶皱翼部容易发生顺层滑动，给施工及维护带来不便，应注意地基的稳固和支挡设施的建设。岩石受力后发生形变，当作用力超过岩石强度时，岩石的连续完整性遭到破坏而发生破裂，形成断裂构造。断裂构造包括节理和断层。岩石破裂后，沿破裂面无明显位移者为节理。岩石中节理的发育是不均匀的，主要取决于构造变形的强度、岩石形成时代、力学性质、岩层厚度及所处的构造部位。岩层受力发生破裂，

7、破裂面两侧岩块发生明显位移的断裂构造称为断层。断层的主要要素包括断层面、断层线和断层盘。断层面指相邻两岩块断开或沿其滑动的破裂面。断层面与地面的交线称为断层线。断层盘是指断层面两侧相对移动的岩块。断裂破碎带常因构造破坏、岩脉穿插、风化强烈、裂隙而夹泥而呈碎裂状，或局部因风化和强烈破碎成散体状，如有地下水的活动则极易产生塌方。在几组断裂的交汇处，岩体破损情况会更严重。因此，地下洞室工程不宜布置在断裂破碎带或断裂交汇处。同样，隧道工程也不宜沿断裂走向布置而以垂直走向穿过、缩短穿越断裂破碎带的距离为好。除以上三种以外，地震也是一种地质作用。地震破坏性较

8、强，往往在短时间内释放出巨大的能量。通常建筑物都要采取一些防震措施，尤其是在地震作用多发带。3.地下水与工程地下水存在于岩石的空隙之中。