前言

第1 章　绪论 1

1. 1　地质学与工程地质学 1

1. 2　工程地质学的研究内容与研究方法 2

1. 3　工程地质条件与工程地质问题 3

1. 3. 1　工程地质条件 3

1. 3. 2　工程地质问题 5

1. 4　工程地质与工程建设 5

1. 5　人类工程活动与地质环境的关系 7

本章小结 8

习题 9

参考文献 9

第2 章　地壳及其物质组成 10

2. 1　地壳及地质年代 10

2. 1. 1　地球的圈层结构 10

2. 1. 2　地质作用 11

2. 1. 3　地质年代 13

2. 1. 4　地貌 16

2. 2　矿物 18

2. 2. 1　矿物的概念 18

2. 2. 2　矿物的物理性质 18

2. 2. 3　主要造岩矿物及其主要特征 21

2. 3　岩石 21

2. 3. 1　岩浆岩 21

2. 3. 2　沉积岩 25

2. 3. 3　变质岩 31

2. 3. 4　三大岩类的肉眼鉴别 34

本章小结 36

习题 37

参考文献 37

第3 章　地质构造 38

3. 1　构造运动与地质构造 38

3. 2　岩层的产状及地层接触关系 39

3. 2. 1　岩层的产状 39

3. 2. 2　岩层露头线及其特征 40

3. 2. 3　地层接触关系 41

3. 3　褶皱 42

3. 3. 1　褶皱的概念 42

3. 3. 2　褶皱的基本类型 43

3. 3. 3　褶皱要素 43

3. 3. 4　褶皱的形态类型 44

3. 3. 5　褶皱的野外识别 46

3. 3. 6　褶皱的形成时代 46

3. 3. 7　褶皱的工程地质评价 47

3. 4　节理 49

3. 4. 1　节理的类型 49

3. 4. 2　节理的观测与统计 51

3. 4. 3　节理对工程的影响 53

3. 5　断层 53

3. 5. 1　断层要素 54

3. 5. 2　断层的类型 54

3. 5. 3　断层存在的标志 57

3. 5. 4　断层的形成时代 58

3. 5. 5　断层的工程地质评价 59

3. 6　活断层 60

3. 6. 1　活断层的概念 60

3. 6. 2　活断层的特征 60

3. 6. 3　活断层的识别 61

3. 6. 4　活断层评价 62

3. 6. 5　活断层区的建筑原则 64

3. 7　地质图 64

3. 7. 1　地质图的种类 64

3. 7. 2　地质图的比例尺 65

3. 7. 3　地质条件在地质图上的表示

方法 65

本章小结 66

习题 67

参考文献 68

第4 章　岩土体的工程地质特性 69

4. 1　概述 69

4. 2　土的物质组成与结构构造 70

4. 2. 1　土的固体颗粒 70

4. 2. 2　土中的水 73

4. 2. 3　土中的气体 73

4. 2. 4　土的结构和构造 74

4. 3　土的物理力学性质 75

4. 3. 1　土的实测物理性质指标 75

4. 3. 2　土的物理性质换算指标 76

4. 3. 3　土的物理性质指标换算 78

4. 3. 4　黏性土的水理性质 80

4. 3. 5　土的密实度 82

4. 3. 6　土的力学性质 84

4. 3. 7　土的透水性和毛细性 87

4. 4　土的工程地质分类 87

4. 4. 1　GB/ T 50145—2007 《土的工程

分类标准》 88

4. 4. 2　GB 50021—2001 《岩土工程勘察

规范》土的分类 89

4. 4. 3　土的野外鉴别分类 91

4. 5　特殊土的工程地质特征 92

4. 5. 1　黄土 92

4. 5. 2　软土 95

4. 5. 3　多年冻土 96

4. 5. 4　红黏土 98

4. 5. 5　膨胀土 99

4. 5. 6　盐渍土 99

4. 5. 7　填土 100

4. 5. 8　污染土 101

4. 6　岩石的物理力学性质 102

4. 6. 1　岩石的基本物理性质 102

4. 6. 2　岩石的水理性质 103

4. 6. 3　岩石的力学性质 104

4. 7　岩体的结构特征 105

4. 7. 1　结构面类型及其特征 106

4. 7. 2　结构体的类型及其特征 107

4. 7. 3　岩体结构类型划分 107

4. 8　岩体的力学性质 108

4. 9　工程岩体分类及分级 109

4. 9. 1　影响岩体工程地质性质的因素 109

4. 9. 2　GB/ T 50218—2014 《工程岩体分级标

准》分类 110

4. 9. 3　岩石质量指标(RQD) 分类 113

4. 9. 4　岩体地质力学分类(CSIR) 114

4. 9. 5　巴顿岩体质量分类(Q 分类) 116

4. 9. 6　岩体质量指标分类(RMQ 分类) 116

4. 9. 7　洞室围岩分类 116

本章小结 119

习题 119

参考文献 120

第5 章　地下水 121

5. 1　地下水的基本概念 121

5. 1. 1　岩土中的空隙 121

5. 1. 2　含水层与隔水层 122

5. 2　地下水类型及其特征 123

5. 2. 1　地下水按埋藏条件分类及其

特征 123

5. 2. 2　地下水按含水介质类型分类

及其特征 127

5. 3　地下水的性质 129

5. 3. 1　地下水的物理性质 129

5. 3. 2　地下水的化学性质 130

5. 4　地下水的补给、排泄与径流 131

5. 4. 1　地下水的补给 131

5. 4. 2　地下水的排泄 132

5. 4. 3　地下水的径流 134

5. 4. 4　地下水运动的基本规律 134

5. 5　地下水的不良地质现象 136

5. 5. 1　地下水对钢筋混凝土的腐蚀性问题

136

5. 5. 2　潜水位上升引起的工程地质问题

137

5. 5. 3　地下水位下降引起的工程地质问题

137

5. 5. 4　地下水的渗透破坏 138

5. 5. 5　地下水的浮托作用 139

5. 5. 6　承压水对基坑的作用 139

本章小结 139

习题 140

参考文献 141

第6 章　不良地质作用 142

目录

6. 1　滑坡与崩塌 143

6. 1. 1　滑坡 143

6. 1. 2　崩塌 149

6. 2　泥石流 150

6. 2. 1　泥石流的基本特征 150

6. 2. 2　泥石流的形成条件 151

6. 2. 3　泥石流的分类 152

6. 2. 4　泥石流的防治 153

6. 3　地面沉降与地裂缝 153

6. 3. 1　地面沉降 153

6. 3. 2　地裂缝 155

6. 4　地面塌陷 157

6. 4. 1　采空塌陷 157

6. 4. 2　岩溶塌陷 159

6. 5　地震 161

6. 5. 1　地震的基本概念 161

6. 5. 2　地震成因类型及地震波 162

6. 5. 3　地震的震级与烈度 164

6. 5. 4　建筑工程的震害及防震原则 165

本章小结 168

习题 169

参考文献 169

第7 章　不同工程类型常见工程地质

问题 170

7. 1　工业与民用建筑工程地质问题 170

7. 1. 1　区域稳定性问题 171

7. 1. 2　地基稳定性问题 171

7. 1. 3　深基坑稳定性问题 173

7. 1. 4　建筑物配置问题 175

7. 1. 5　地下水的腐蚀性问题 175

7. 1. 6　地基的施工条件问题 175

7. 2　地下洞室工程地质问题 176

7. 2. 1　围岩的变形与破坏 176

7. 2. 2　地下洞室总体位置的选择 178

7. 2. 3　地下洞室洞口位置选择 179

7. 2. 4　地下洞室轴线位置选择 179

7. 2. 5　地下洞室特殊工程地质问题 183

7. 3　道路桥梁工程地质问题 184

7. 3. 1　道路工程地质问题 184

7. 3. 2　桥梁工程地质问题 189

7. 4　边坡工程地质问题 191

7. 4. 1　边坡的变形破坏 191

7. 4. 2　边坡稳定性问题 195

7. 5　水利水电工程地质问题 196

7. 5. 1　水坝类型及其对工程地质条件的要求

197

7. 5. 2　库岸稳定问题 199

7. 5. 3　库区浸没问题 200

7. 5. 4　库区淤积问题 201

7. 5. 5　库坝区渗漏问题 201

本章小结 202

习题 203

参考文献 203

第8 章　岩土工程勘察 204

8. 1　岩土工程勘察等级及勘察阶段划分 205

8. 1. 1　岩土工程勘察等级 205

8. 1. 2　岩土工程勘察阶段的划分 207

8. 2　岩土工程勘察方法 209

8. 3　工程地质测绘与调查 211

8. 3. 1　工程地质测绘与调查的范围、比例尺

和精度 211

8. 3. 2　工程地质测绘的内容 212

8. 3. 3　工程地质测绘的方法 214

8. 4　工程地质勘探 215

8. 4. 1　工程地质勘探的任务 215

8. 4. 2　工程地质物探 215

8. 4. 3　工程地质钻探 217

8. 4. 4　工程地质坑探 218

8. 5　现场原位测试 218

8. 5. 1　静力载荷试验 219

8. 5. 2　静力触探试验 220

8. 5. 3　圆锥动力触探 225

8. 5. 4　标准贯入试验 227

8. 6　现场检验与监测 229

8. 7　岩土工程勘察纲要 231

8. 8　岩土工程勘察成果报告 232

8. 8. 1　工程地质图的编绘 232

8. 8. 2　岩土工程勘察报告的编写 235

本章小结 239

习题 240

参考文献 240

附录 241

实验1　主要造岩矿物的鉴别 241

实验2　常见岩石的鉴别 244

实验3　地质构造鉴别与地质图阅读 247 2100433B

全书共分四个部分：第 一部分为基础地质学，简要介绍了地壳及其组成、构造地质等地质基础知识；第二部分为工程岩土学，简要论述了土及岩石的物理性质、水理性质、力学性质，岩体结构特征，岩土体的分类及分级,地下水的性质，地下水的补给、排泄及径流，地下水的不良地质现象；第三部分为工程地质分析，介绍了常见工程地质问题的类型、形成条件、影响因素及防治措施，对不同工程类型常见工程地质问题进行了分析；第四部分为岩土工程勘察，简要介绍岩土工程勘察分级、勘察阶段划分、常用勘察方法及勘察成果报告等相关知识。本书可作为土木工程、交通工程、测绘工程、城市规划、资源勘查工程、地质工程、采矿工程等专业本科生“工程地质学”课程教材，也可作为岩土工程、地下工程、道路工程相关专业本科生、研究生自学参考教材，还可作为从事工程地质、岩土工程实际工作的工程技术人员的参考用书。

前言

第1 章　绪论 1

1. 1　地质学与工程地质学 1

1. 2　工程地质学的研究内容与研究方法 2

1. 3　工程地质条件与工程地质问题 3

1. 3. 1　工程地质条件 3

1. 3. 2　工程地质问题 5

1. 4　工程地质与工程建设 5

1. 5　人类工程活动与地质环境的关系 7

本章小结 8

习题 9

参考文献 9

第2 章　地壳及其物质组成 10

2. 1　地壳及地质年代 10

2. 1. 1　地球的圈层结构 10

2. 1. 2　地质作用 11

2. 1. 3　地质年代 13

2. 1. 4　地貌 16

2. 2　矿物 18

2. 2. 1　矿物的概念 18

2. 2. 2　矿物的物理性质 18

2. 2. 3　主要造岩矿物及其主要特征 21

2. 3　岩石 21

2. 3. 1　岩浆岩 21

2. 3. 2　沉积岩 25

2. 3. 3　变质岩 31

2. 3. 4　三大岩类的肉眼鉴别 34

本章小结 36

习题 37

参考文献 37

第3 章　地质构造 38

3. 1　构造运动与地质构造 38

3. 2　岩层的产状及地层接触关系 39

3. 2. 1　岩层的产状 39

3. 2. 2　岩层露头线及其特征 40

3. 2. 3　地层接触关系 41

3. 3　褶皱 42

3. 3. 1　褶皱的概念 42

3. 3. 2　褶皱的基本类型 43

3. 3. 3　褶皱要素 43

3. 3. 4　褶皱的形态类型 44

3. 3. 5　褶皱的野外识别 46

3. 3. 6　褶皱的形成时代 46

3. 3. 7　褶皱的工程地质评价 47

3. 4　节理 49

3. 4. 1　节理的类型 49

3. 4. 2　节理的观测与统计 51

3. 4. 3　节理对工程的影响 53

3. 5　断层 53

3. 5. 1　断层要素 54

3. 5. 2　断层的类型 54

3. 5. 3　断层存在的标志 57

3. 5. 4　断层的形成时代 58

3. 5. 5　断层的工程地质评价 59

3. 6　活断层 60

3. 6. 1　活断层的概念 60

3. 6. 2　活断层的特征 60

3. 6. 3　活断层的识别 61

3. 6. 4　活断层评价 62

3. 6. 5　活断层区的建筑原则 64

3. 7　地质图 64

3. 7. 1　地质图的种类 64

3. 7. 2　地质图的比例尺 65

3. 7. 3　地质条件在地质图上的表示

Ⅴ

方法 65

本章小结 66

习题 67

参考文献 68

第4 章　岩土体的工程地质特性 69

4. 1　概述 69

4. 2　土的物质组成与结构构造 70

4. 2. 1　土的固体颗粒 70

4. 2. 2　土中的水 73

4. 2. 3　土中的气体 73

4. 2. 4　土的结构和构造 74

4. 3　土的物理力学性质 75

4. 3. 1　土的实测物理性质指标 75

4. 3. 2　土的物理性质换算指标 76

4. 3. 3　土的物理性质指标换算 78

4. 3. 4　黏性土的水理性质 80

4. 3. 5　土的密实度 82

4. 3. 6　土的力学性质 84

4. 3. 7　土的透水性和毛细性 87

4. 4　土的工程地质分类 87

4. 4. 1　GB/ T 50145—2007 《土的工程

分类标准》 88

4. 4. 2　GB 50021—2001 《岩土工程勘察

规范》土的分类 89

4. 4. 3　土的野外鉴别分类 91

4. 5　特殊土的工程地质特征 92

4. 5. 1　黄土 92

4. 5. 2　软土 95

4. 5. 3　多年冻土 96

4. 5. 4　红黏土 98

4. 5. 5　膨胀土 99

4. 5. 6　盐渍土 99

4. 5. 7　填土 100

4. 5. 8　污染土 101

4. 6　岩石的物理力学性质 102

4. 6. 1　岩石的基本物理性质 102

4. 6. 2　岩石的水理性质 103

4. 6. 3　岩石的力学性质 104

4. 7　岩体的结构特征 105

4. 7. 1　结构面类型及其特征 106

4. 7. 2　结构体的类型及其特征 107

4. 7. 3　岩体结构类型划分 107

4. 8　岩体的力学性质 108

4. 9　工程岩体分类及分级 109

4. 9. 1　影响岩体工程地质性质的因素 109

4. 9. 2　GB/ T 50218—2014 《工程岩体分级标

准》分类 110

4. 9. 3　岩石质量指标(RQD) 分类 113

4. 9. 4　岩体地质力学分类(CSIR) 114

4. 9. 5　巴顿岩体质量分类(Q 分类) 116

4. 9. 6　岩体质量指标分类(RMQ 分类) 116

4. 9. 7　洞室围岩分类 116

本章小结 119

习题 119

参考文献 120

第5 章　地下水 121

5. 1　地下水的基本概念 121

5. 1. 1　岩土中的空隙 121

5. 1. 2　含水层与隔水层 122

5. 2　地下水类型及其特征 123

5. 2. 1　地下水按埋藏条件分类及其

特征 123

5. 2. 2　地下水按含水介质类型分类

及其特征 127

5. 3　地下水的性质 129

5. 3. 1　地下水的物理性质 129

5. 3. 2　地下水的化学性质 130

5. 4　地下水的补给、排泄与径流 131

5. 4. 1　地下水的补给 131

5. 4. 2　地下水的排泄 132

5. 4. 3　地下水的径流 134

5. 4. 4　地下水运动的基本规律 134

5. 5　地下水的不良地质现象 136

5. 5. 1　地下水对钢筋混凝土的腐蚀性问题

136

5. 5. 2　潜水位上升引起的工程地质问题

137

5. 5. 3　地下水位下降引起的工程地质问题

137

5. 5. 4　地下水的渗透破坏 138

5. 5. 5　地下水的浮托作用 139

5. 5. 6　承压水对基坑的作用 139

本章小结 139

习题 140

参考文献 141

第6 章　不良地质作用 142

目录

Ⅵ

6. 1　滑坡与崩塌 143

6. 1. 1　滑坡 143

6. 1. 2　崩塌 149

6. 2　泥石流 150

6. 2. 1　泥石流的基本特征 150

6. 2. 2　泥石流的形成条件 151

6. 2. 3　泥石流的分类 152

6. 2. 4　泥石流的防治 153

6. 3　地面沉降与地裂缝 153

6. 3. 1　地面沉降 153

6. 3. 2　地裂缝 155

6. 4　地面塌陷 157

6. 4. 1　采空塌陷 157

6. 4. 2　岩溶塌陷 159

6. 5　地震 161

6. 5. 1　地震的基本概念 161

6. 5. 2　地震成因类型及地震波 162

6. 5. 3　地震的震级与烈度 164

6. 5. 4　建筑工程的震害及防震原则 165

本章小结 168

习题 169

参考文献 169

第7 章　不同工程类型常见工程地质

问题 170

7. 1　工业与民用建筑工程地质问题 170

7. 1. 1　区域稳定性问题 171

7. 1. 2　地基稳定性问题 171

7. 1. 3　深基坑稳定性问题 173

7. 1. 4　建筑物配置问题 175

7. 1. 5　地下水的腐蚀性问题 175

7. 1. 6　地基的施工条件问题 175

7. 2　地下洞室工程地质问题 176

7. 2. 1　围岩的变形与破坏 176

7. 2. 2　地下洞室总体位置的选择 178

7. 2. 3　地下洞室洞口位置选择 179

7. 2. 4　地下洞室轴线位置选择 179

7. 2. 5　地下洞室特殊工程地质问题 183

7. 3　道路桥梁工程地质问题 184

7. 3. 1　道路工程地质问题 184

7. 3. 2　桥梁工程地质问题 189

7. 4　边坡工程地质问题 191

7. 4. 1　边坡的变形破坏 191

7. 4. 2　边坡稳定性问题 195

7. 5　水利水电工程地质问题 196

7. 5. 1　水坝类型及其对工程地质条件的要求

197

7. 5. 2　库岸稳定问题 199

7. 5. 3　库区浸没问题 200

7. 5. 4　库区淤积问题 201

7. 5. 5　库坝区渗漏问题 201

本章小结 202

习题 203

参考文献 203

第8 章　岩土工程勘察 204

8. 1　岩土工程勘察等级及勘察阶段划分 205

8. 1. 1　岩土工程勘察等级 205

8. 1. 2　岩土工程勘察阶段的划分 207

8. 2　岩土工程勘察方法 209

8. 3　工程地质测绘与调查 211

8. 3. 1　工程地质测绘与调查的范围、比例尺

和精度 211

8. 3. 2　工程地质测绘的内容 212

8. 3. 3　工程地质测绘的方法 214

8. 4　工程地质勘探 215

8. 4. 1　工程地质勘探的任务 215

8. 4. 2　工程地质物探 215

8. 4. 3　工程地质钻探 217

8. 4. 4　工程地质坑探 218

8. 5　现场原位测试 218

8. 5. 1　静力载荷试验 219

8. 5. 2　静力触探试验 220

8. 5. 3　圆锥动力触探 225

8. 5. 4　标准贯入试验 227

8. 6　现场检验与监测 229

8. 7　岩土工程勘察纲要 231

8. 8　岩土工程勘察成果报告 232

8. 8. 1　工程地质图的编绘 232

8. 8. 2　岩土工程勘察报告的编写 235

本章小结 239

习题 240

参考文献 240

附录 241

实验1　主要造岩矿物的鉴别 241

实验2　常见岩石的鉴别 244

实验3　地质构造鉴别与地质图阅读 2472100433B

工程地质学还要研究工程地质条件的区域分布特征和规律，预测其在自然条件下和工程建设活动中的变化，和可能发生的地质作用，评价其对工程建设的适宜性。由于各类工程建筑物的结构和作用，及其所在空间范围内的环境不同，因而可能发生和必须研究的地质作用和工程地质问题往往各有侧重。据此，工程地质学又常分为水利水电工程地质学、道路工程地质学、采矿工程地质学、海港和海洋工程地质学、城市工程地质学等。2100433B

第1章 绪论

1.1 工程地质问题的提出

1.2 工程地质学的定义

1.3 岩土工程师的职责

1.4 工程地质学的研究对象

1.5 工程地质条件

1.6 工程地质学的研究内容和任务

1.7 工程地质学的分析方法

1.8 工程地质学的发展

1.9 工程地质学的教学要求

1.10 本课程对学生的学习要求 思考题

第2章 地球与地貌 2.1 概述

2.2 地球在宇宙中的位置

2.3 地球的形状和性质

2.4 地球的层圈构造

2.5 地质作用

2.6 地质年代

2.7 地貌单元

2.8 剥蚀地貌

2.9 山麓斜坡堆积地貌

2.10 河流地貌

2.11 湖积与海岸地貌

2.12 冰川地貌 2.13 风成地貌 思考题

第3章 矿物与岩石 3.1 概述

3.2 岩石的形成 3.3 矿物

3.4 岩浆岩 3.5 沉积岩

3.6 变质岩 3.7 三大类岩石的相互转化

3.8 风化岩与残积土

3.9 三大类岩石的鉴定(实验课)

3.10 岩石的物理力学性质

3.11 岩石的工程性状 思考题

第4章 地质构造 4.1 概述

4.2 地壳构造运动的类型

4.3 水平岩层及其在地质图上的表现

4.4 倾斜岩层及其在地质图上的表现

4.5 褶皱构造 4.6 节理构造与玫瑰花图

4.7 断层 4.8 识读地质图 思考题

第5章 岩体与围岩 5.1 概述

5.2 岩体的工程分类

5.3 结构体与结构面

5.4 软弱夹层的工程影响

5.5 岩体结构的类型 5.6 岩体的力学特性

5.7 岩体中的天然应力及测量

5.8 边坡稳定性评价与边坡加固设计

5.9 地下洞室围岩稳定性评价

5.10 岩石地基工程稳定性评价 思考题蒋

6章 第四纪堆积物与土的工程性状

6.1 概述 6.2 土的工程分类

6.3 第四纪土的地质成因及特征 6.4 土的三相关系

6.5 土的三相比例指标

6.6 无黏性土的性质

6.7 黏性土的性质

6.8 土的力学性质

6.9 特殊土的工程地质特征 思考题

第7章 地下水 7.1 概述

7.2 地下水的分类

7.3 达西定律和渗流 7.4 抽水、压水试验及水文地质参数的测试

7.5 地下水的物理化学性质

7.6 地下水对土木工程的影响 思考题

第8章 不良地质作用及防灾减灾

8.1 概述 8.2 地震与海啸及抗震设计

8.3 活动性断裂与地裂缝及处理对策

8.4 地面沉降及处理对策 8.5 崩塌及防治对策

8.6 岩溶及处理对策 8.7 滑坡及防治对策

8.8 泥石流及防治对策 8.9 采空区及处理对策

8.10 台风及暴雨带来的地质灾害及处理对策

8.11 地质灾害危险性评估及场地选址的工程评价 思考题

第9章 岩土工程勘察方法技术 9.1 概述

9.2 岩土工程勘察基本要求 9.3 工程地质测绘

9.4 工程地质勘探与取样 9.5 室内土工试验分析

9.6 现场原位测试概述 9.7 静力载荷试验

9.8 静力触探 9.9 动力触探与标准贯入试验

9.10 十字板剪切试验 9.11 扁铲侧胀试验

9.12 旁压试验 9.13 地球物理勘探

9.14 波速测试及地脉动 9.15 现场直剪试验

9.16 岩体原位应力测试 9.17 现场监测

9.18 岩土工程勘察的数据整理与分析

9.19 岩土工程勘察报告编写 9.20 岩土工程勘察预决算 思考题

第10章 不同种类的岩土工程勘察 10.1 概述

10.2 不良地质问题的岩土工程勘察 10.3 特殊土的岩土工程勘察

10.4 房屋建筑与构筑物的岩土工程勘察

10.5 桩基础的岩土工程勘察

10.6 动力机器基础的岩土工程勘察

10.7 交通路基和桥涵岩土工程勘察

10.8 岸边工程岩土工程勘察

10.9 管道和架空线路岩土工程勘察

10.10 边坡工程岩土工程勘察

10.11 地下隧洞岩土工程勘察

10.12 废弃物处理工程岩土工程勘察

10.13 水利水电工程岩土工程勘察 思考题

参考文献公式索引 2100433B