1.3 工程地质学的研究对象和工程地质条件

▶ 1.3.1 工程地质学的研究对象

工程地质学的研究对象是工程地质条件与人类的工程建筑活动之间的矛盾。

工程建筑与地质环境二者相互作用、相互制约。一项工程建筑在兴建之前必须研究能否适应它所处的地质环境，分析在它兴建之后会如何作用于地质环境，会引起哪些变化，预测这些变化对建筑物的稳定性造成的危害，对此作出评价，并研究采取怎样的措施才能消除这种危害；还要预测这些变化对建筑周围环境造成的危害，也要作出评价，并制订保护环境的对策。这一整套研究的核心就是工程建筑与地质环境二者之间的相互制约、相互作用的关系，也就是工程地质学的研究对象。

▶ 1.3.2 工程地质条件

工程地质条件是与人类活动有关的各种地质要素的综合，包括地形地貌条件、岩土类型及其工程地质性质、地质结构与构造、水文地质条件、不良地质作用以及天然建筑材料等六大方面，是一个综合概念。

工程地质条件是长期地质历史发展演化的结果，它反映了地质发展变化过程，即内外动力地质作用的性质和强度。工程地质条件的形成受大地构造、地形地势、水文、气候等自然因素的控制。各地的自然因素不同，地质发展过程不同，其工程地质条件也就不同；同一地区的工程地质条件各要素之间则是相互联系、相互制约的，这是因为它们受着同一地质发展历史的控制，形成一定的组合模式。认识工程地质条件必须从基础地质入手，了解地区的地质发展历史，各要素的特征及其组合的规律性，这对于解决实际问题是大有帮助的。

1）地形地貌

地形是指地表高低起伏状况、山坡陡缓程度、沟谷宽窄等形态特征；地貌则说明地形形成的原因、过程和时代。地形地貌条件对建筑场地的选择有着重要意义，特别是对线性建筑如铁路公路、运河渠道等的路线方案选择意义更为重大。

2）岩土类型及性质

在工程中针对岩土的研究，除了要了解其成因类型、形成时代、埋藏深度、厚度变化、延伸范围、风化特征及产状要素外，还要进行岩土的物理性质试验，定量地确定有关指标，因为工程设计的合理性在很大程度上取决于岩土参数的准确性。岩土性质的优劣对建筑物的安全经济具有重要意义，大型建筑物一般要建在性质优良的岩土上，软弱不良的岩土体上工程事故不断，地质灾害多发，常需避开。

3）地质结构与构造

这包括地质构造、土体结构与岩体结构。地质构造确定了一个地区的构造格架、地貌特征和岩土分布。断层，尤其是活断层，会给建筑带来很大的危害，在选择建筑物场地时必须注意断层的规模、产状及其活动情况。土体结构主要是指土层的组合关系，亦即由层面所分隔的各层土的类型、厚度及其空间变化。特别要注意地基中强度低的软弱土层，它对地基承载力和建筑物的沉降起着决定性的作用。岩体结构是指结构面形态及其组合关系，尤其是层面、泥化夹层、不整合面、断层带、层间错动、节理面等结构面的性质、产状、规模和组合关系。岩体结构面的空间分布，对建筑物的安全稳定有重要影响。形成时代新、规模大的活动性断裂，对地震等灾害具有控制作用。

4）水文地质条件

这包括地下水的成因、埋藏、分布、动态变化和化学成分等。地下水是降低岩土体稳定性的主要因素。地下水位较高一般对工程不利，地基土含水量大，黏性土处于塑态甚至流态，地基承载力降低，道路易发生冻害，水库常造成浸没，隧洞及基坑开挖需进行排水。滑坡、地下建筑事故、水库渗漏、坝基渗透变形以及许多地质灾害的发生都与地下水的参与有关，甚至起到主导作用。工程建设中经常要考虑水文地质条件，如在计算地基沉降量时要考虑地下水位的变化，在分析基础抗浮设计、基坑涌水、流砂等工程地质问题时，地下水位的变化是首先要考虑的因素。在溶岩地区，地下水的溶蚀造成地基中的洞穴，给基础设计带来困难。地下水的水质对混凝土材料还可能产生一定的腐蚀，所以需要作水质分析。

5）不良地质作用

这是指对工程建设有不良影响的自然地质作用。地壳表层经常受到内动力地质作用和外动力地质作用的影响，会对建筑物的安全造成很大威胁，所造成的破坏往往是大规模的，甚至是区域性的，主要包括岩溶、滑坡、崩塌、泥石流、地面沉降、地震等灾害，以及工程活动引起的对建筑物构成威胁和危害的不良地质现象。它影响建筑物的整体布局、设计和施工方法。

6）天然建筑材料

天然建筑材料是指供建筑用的土料和石料。为了节省运输费用，应该遵循“就地取材”的原则，用料量大的工程尤其应该如此。天然建筑材料的有无，对工程的造价有较大的影响，其类型、质量、数量以及开采运输条件，往往成为选择场地、拟订工程结构类型的重要条件。而不同地质条件的建筑材料适合不同的工程需要，所以必须搞清天然建筑材料的地质成因、物理性质和力学性能。