工程地質與土力學

本書為全國高職高專水利水電建築工程、水利工程施工技術與水利工程等水利類專業規劃教材。全書共分12章，包括岩石及其工程地質性質、地質構造、自然地質作用、地下水、水工建築物主要工程地質問題、土的物理性質與工程分類、土的滲透性、土中應力及地基變形計算、土的抗剪強度與地基承載力、土壓力、淺基礎設計與地基處理簡介、水利水電工程地質勘察。每章正文之前有本章提要，每章正文之後有本章小結和習題。

本教材的編寫得到中央財政項目的支持,突出了當前職業教育關於課程改革的新理念,增強了應用性和實用性。本書參照我國現行的《水利水電工程地質勘察規範》（GB 50487—2008）和《建築地基基礎設計規範》（GB 50007—2011）及其他有關新規範、新規程和新標準編寫，內容精煉，實用性強。本書除用作高職高專水利水電建築工程、水利工程施工技術與水利工程專業的課程教材外，也可供從事水利行業工程勘察、設計和施工人員參考。 ^[1] 

0緒論1

01工程地質與土力學的作用和任務1

011工程地質學的作用和任務1

012土力學的作用和任務2

02本課程的基本內容和學習要求3

021本課程的基本內容4

022本課程的學習要求4

03工程地質與土力學的發展概況4

1岩石及其工程地質性質6

11地殼與地質作用6

111地殼6

112地質作用7

12礦物8

121礦物與造岩礦物8

122礦物的形態9

123礦物的物理性質10

124主要造岩礦物的鑑定特徵11

13岩石14

131岩漿岩14

132沉積岩18

133變質岩22

14岩石的工程地質性質指標24

141岩石的物理性質指標25

142岩石的主要力學性質指標26

143岩石的水理性質28

本章小結28

思考題29

2地質構造30

21地質年代30

211地層相對地質年代的確定30

212地層絕對年代的確定32

213地質年代表32

22岩層產狀與地層接觸關係33

221岩層產狀分類34

222岩層產狀要素34

223地層接觸關係36

23褶皺構造38

231褶皺要素38

232褶皺的基本類型及特徵39

233褶皺的形態分類39

234褶皺的野外識別40

235褶皺構造的工程地質評價40

24斷裂構造41

241節理（裂隙）41

242斷層43

243斷裂構造的工程地質評價47

25地震48

251地震的成因類型49

252地震的震級與烈度49

253我國地震的分佈及其特點50

254地震對水利工程的影響及防震措施51

本章小結51

思考題52

3自然地質作用53

31風化作用53

311風化作用的類型53

312岩石風化層的垂直分帶55

313岩石風化的防治56

32地面水流地質作用56

321坡流地質作用56

322洪流地質作用57

323河流地質作用58

33岩溶62

331岩溶發育的基本條件63

332岩溶發育及基本分佈規律64

333岩溶區的主要工程地質問題66

34與斜坡巖體穩定有關的地質作用66

341斜坡失穩破壞的類型67

342影響斜坡穩定的主要因素68

343斜坡變形破壞的防治69

本章小結72

思考題72

4地下水73

41地下水的基本概念73

411岩土空隙73

412含水層與隔水層75

42地下水的物理性質與化學成分75

421地下水的物理性質75

422地下水的化學成分76

43地下水的基本類型及主要特徵78

431地下水按埋藏條件分類78

432地下水按含水層的空隙性質分類81

本章小結81

思考題81

5水工建築物主要工程地質問題83

51壩的工程地質問題83

511壩基的穩定問題83

512壩區滲漏問題88

52水庫的工程地質問題88

521水庫滲漏問題88

522水庫浸沒問題89

523水庫塌岸問題89

524水庫淤積問題90

53引水建築物的工程地質問題90

531渠道的工程地質問題90

532隧洞的工程地質問題91

本章小結93

思考題94

6土的物理性質與工程分類95

61土的成因95

611土的形成95

612土的成因類型96

62土的三相組成與結構99

621土的礦物顆粒99

622土中水102

623土中氣體104

624土的結構及土的結構性104

63土的物理性質指標105

631實測指標106

632換算指標106

633土的物理性質指標間的換算108

64土的物理狀態指標 110

641無黏性土的密實狀態110

642黏性土的稠度111

65土的壓實性113

651土的擊實特徵113

652填土擊實質量控制115

66土的工程分類116

661水利部《土的工程分類標準》（GB/T 50145—2007）分類法116

662建設部（GB 50007—2011）分類法119

本章小結122

習題122

7土的滲透性124

71達西定律及其適用範圍124

711滲流的概念124

712達西定律124

713達西定律的適用範圍126

714滲透係數的測定方法126

72滲透力及滲透變形129

721滲透力129

722滲透變形的類型130

723滲透變形的臨界水力坡降133

724滲透變形的防治134

本章小結136

習題137

8土中應力及地基變形計算138

81土的自重應力138

811均質土中的自重應力138

812成層土或有地下水時的自重應力139

813地下水位升降時的土中自重應力140

82基底壓力141

821基底壓力的分佈規律141

822基底壓力的簡化計算142

823基底附加壓力143

83地基中的附加應力143

831豎向集中力作用下地基中的附加應力143

832矩形基礎地基中的附加應力144

833條形基礎地基中的附加應力148

84土的壓縮性152

841基本概念152

842側限壓縮試驗與壓縮性指標153

843土的受荷歷史對壓縮性的影響155

85地基最終沉降量計算156

851分層總和法計算地基最終沉降量156

852“規範法”計算地基最終沉降量159

853地基變形驗算163

86地基沉降與時間的關係164

861飽和土的單向滲透固結模型165

862飽和土體的單向滲透固結理論165

本章小結168

習題169

9土的抗剪強度與地基承載力172

91土的抗剪強度與極限平衡條件172

911土的抗剪強度的基本概念172

912土的抗剪強度規律——庫侖定律173

913土中一點的應力狀態174

914土的極限平衡條件175

92土的抗剪強度指標的測定方法178

921直接剪切試驗178

922三軸剪切試驗179

923無側限抗壓強度試驗181 ^[1] 

924十字板剪切試驗182

93地基承載力182

931地基的破壞型式與變形階段183

932地基的臨塑荷載與臨界荷載184

933地基的極限荷載185

934根據《建築地基基礎設計規範》確定地基承載力特

徵值190

本章小結192

習題193

10土壓力195

101擋土牆上的土壓力195

1011土壓力的類型195

1012靜止土壓力計算196

102朗肯土壓力理論197

1021基本原理197

1022主動土壓力198

1023被動土壓力201

103庫侖土壓力理論202

1031基本原理202

1032主動土壓力202

1033被動土壓力204

104擋土牆設計簡介205

1041擋土牆的類型205

1042重力式擋土牆設計206

本章小結208

習題209

11淺基礎設計與地基處理簡介210

111淺基礎設計簡介210

1111地基基礎設計的基本規定210

1112淺基礎的類型212

1113基礎埋置深度的選擇214

1114基礎底面尺寸的確定216

1115無筋擴展基礎設計220

1116牆下鋼筋混凝土條形基礎設計223

1117柱下鋼筋混凝土獨立基礎設計225

112地基處理簡介232

1121地基處理概述232

1122換填墊層法234

1123強夯法236

1124砂石樁法238

1125排水固結法239

1126深層攪拌樁法240

1127高壓噴射注漿法241

1128特殊土地基及其處理242

本章小結244

思考題與習題244

12水利水電工程地質勘察246

121工程地質勘察階段的劃分246

1211規劃階段工程地質勘察246

1212可行性研究階段工程地質勘察247

1213初步設計階段工程地質勘察248

1214技施設計階段工程地質勘察248

122工程地質測繪249

1221路線測繪法250

1222地質點測繪法250

1223野外實測地質剖面250

123工程地質勘探251

1231坑探251

1232鑽探252

1233物探252

124工程地質試驗及長期觀測253

1241工程地質試驗253

1242長期觀測工作253

125工程地質勘察報告253

1251規劃階段工程地質勘察報告254

1252可行性研究階段工程地質勘察報告254

1253初步設計階段工程地質勘察報告255

1254工程地質勘察報告主要附件255

1255水庫及壩址區工程地質圖的閲讀與分析256

本章小結259

思考題260

參考文獻261 ^[1]