内 容 简 介

本书是高等院校地质类非水文地质与工程地质专业用的教材。

全书分三篇，共十六章；并有附篇。第一篇为岩土工程地质性质研究；第二篇为工程动力地质作用研

究；第三篇为工程地质勘察；附篇为岩土工程地质室内实验指导书。书中简明、系统地概括了工程地质学

最基本的原理和方法，并引用了最近发布施行的有关规范和规程，实用性较强。

本书除可作为地质类非水文地质与工程地质专业本科生教科书外，还可作为水文地质与工程地质专

业专科函授生和有关培训班的教材。

本书由王士天教授主审。经地质矿产部工程地质课程教学指导委员会于1993年7月委托部分课程

指导委员会委员和有关专家审定，同意作为高等学校教材出版。

目录

绪论

一、工程地质学的研究对象和任务

二、工程地质学的研究内容、分科及其与其他学科的关系

三、工程地质学的发展历史

四、本书内容与学习方法

第一篇 岩土工程地质性质研究

第一章 土的物质组成与结构、构造

第一节 土的粒度成分

一、粒径和粒组划分

二、粒度成分的测定和表示方法

三、土按粒度成分的分类

第二节 土的矿物成分

一、土中矿物成分的类型

二、矿物成分与粒度成分的关系

三、粘土矿物的类型及其基本工程地质特征

第三节 土中的水和气体

一、土中水的基本类型与特征

二、土中的气体

第四节 土的结构和构造

一、土的结构

二、土的构造

第二章 土的物理性质

第一节 土的基本物理性质

一、土粒密度

二、土的密度

三、土的含水性

四、土的孔隙性

五、土的基本物理性质指标间的关系

第二节 细粒土的稠度和可塑性

一、细粒土的稠度

二、细粒土的可塑性

三、液性指数

四、塑性图及其对细粒土的分类

第三节 细粒土的胀缩性和崩解性

一、细粒土的胀缩性

二、细粒土的崩解性

第四节 土的透水性和毛细性

一、土的透水性

二、土的毛细性

第三章 土的力学性质

第一节 土的压缩性

一、土压缩变形的特点与机理

二、压缩试验与压缩定律

三、土的变形模量（E0）

四、土的前期固结压力

第二节 土的抗剪性

一、土的直剪试验与库仑定律

二、三轴剪切试验

三、土的抗剪强度指标的确定

第三节 土的击实性

第四章 各类土的工程地质特征

第一节 一般土的工程地质特征

一、砾类土

二、砂类土

三、细粒土

第二节 几种特殊土的工程地质特征

一、淤泥类土

二、黄土

三、膨胀土

四、红粘土

第五章 岩石的工程地质性质

第一节 岩石与土工程地质性质的差别

第二节 岩石的物理性质

一、岩石的密度

二、岩石的空隙性

三、岩石的吸水性

四、岩石的软化性

五、岩石的抗冻性

六、岩石的透水性

七、岩石的热学性

第三节 岩石的力学性质

一、单向受压条件下的岩石变形

二、单向受力条件下的岩石强度

三、三向应力条件下的岩石变形与强度

四、岩石的蠕变特性

第六章 岩体的工程地质性质及岩体工程分类

第一节 岩体的结构特征

一、结构面的类型

二、结构面特征及其对岩体力学性质的影响

三、软弱夹层

四、结构体特征

五、岩体的结构类型划分

第二节 岩体的力学性质

一、岩体的变形性质

二、岩体的强度性质

第三节 岩体的工程分类

一、ROD分类

二、节理岩体的CSIR分类

三、巴顿岩体质量（Q）分类

四、岩体质量指标（RMQ）分类

第四节 风化岩体的工程地质特征

第二篇 工程动力地质作用研究

第七章 活断层和地震工程地质研究

第一节 概述

第二节 活断层

一、活断层的概念及研究意义

二、活断层的基本特征

三、活断层参数的定量研究

四、活断层的鉴别

五、活断层区的建筑原则

第三节 地震

一、地震地质及地震波基础

二、地震的震级和烈度

三、我国地震的分布及地震地质的基本特征

四、地震效应

五、场地工程地质条件对震害的影响

六、地震区抗震设计原则和建筑物防震、抗震措施

第四节 诱发地震

第八章 斜坡变形破坏工程地质研究

第一节 概述

第二节 斜坡中的应力分布特征

一、斜坡中应力状态的变化

二、影响斜坡应力分布的因素

第三节 斜坡变形破坏的类型

一、斜坡变形

二、斜坡破坏

第四节 崩塌

一、崩塌的形成条件

二、崩塌的运动学特征

第五节 滑坡

一、滑坡的形态要素

二、滑坡的识别

三、滑坡活动的阶段性

四、滑坡分类

第六节 影响斜坡稳定性的因素

一、岩土类型和性质

二、岩体结构及地质构造

三、地形地貌条件

四、水的作用

五、地震

第七节 斜坡稳定性评价方法

一、自然历史分析法

二、力学计算法

三、图解法

四、工程地质类比法

第八节 滑坡的预测预报

一、滑坡预测

二、滑坡预报

第九节 斜坡变形破坏的防治

一、支挡工程

二、排水

三、减荷反压

四、其他措施

第九章 岩溶工程地质研究

第一节 概述

第二节 碳酸盐岩的溶蚀机理

一、碳酸盐岩的溶蚀过程

二、混合溶蚀效应

三、其他离子的作用

第三节 影响岩溶发育的因素

一、碳酸盐岩岩性的影响

二、气候的影响

三、地形地貌的影响

四、地质构造的影响

五、新构造运动的影响

第四节 岩溶区水库渗漏问题

一、渗漏的型式

二、影响水库渗漏的因素

三、岩溶渗漏的防治

第五节 岩溶地基稳定问题

一、岩溶地基变形破坏的主要形式

二、地表塌陷的成因及分布特征

三、岩溶地基稳定性评价

四、岩溶地基的处理措施

第十章 渗透变形工程地质研究

第一节 概述

第二节 渗透变形的类型与特点

一、潜蚀

二、流土

第三节 渗透变形产生的条件

一、渗流的动水压力及临界水力梯度

二、土的抗渗强度—一结构特性

第四节 渗透变形的预测

一、判定渗透变形的可能性及类型

二、确定坝基各点的实际水力梯度

三、确定临界水力梯度和允许水力梯度

第五节 渗透变形的防治

一、建筑物基坑及地下巷道施工时流沙的防治措施

二、汲水并防止管涌的措施

三、土石坝防治渗透变形的措施

第十一章 泥石流工程地质研究

第一节 概述

第二节 泥石流的形成条件

一、地形条件

二、地质条件

三、气象水文条件

第三节 泥石流特征

一、泥石流的密度

二、泥石流的结构

三、泥石流的流态

四、泥石流的直进性

五、泥石流的脉动性

第四节 泥石流分类

一、按泥石流流域形态分类

二、按泥石流物质组成分类

三、按泥石流流体性质分类

第五节 泥石流的防治措施

第十二章 河流侵蚀和淤积的工程地质研究

第一节 概述

第二节 河流的动力学特征

一、河流的紊流特征

二、横向环流

第三节 岩土的临界流速及河床的稳定性

一、临界流速

二、河床的稳定性

第四节 山区和平原河流侵淤作用的某些特征

一、山区河流的侵淤特征

二、平原河流的侵淤特征

第五节 与河流侵淤作用有关的工程地质问题

一、与河流淤积有关的工程地质问题

二、与河流侵蚀有关的工程地质问题

第六节 河流的开发与整治

一、河流的全面开发治理

二、河流的局部整治

第三篇 工程地质勘察

第十三章 工程地质勘察方法

第一节 工程地质勘察的一般要求

第二节 工程地质测绘

一、概述

二、工程地质测绘研究内容

三、工程地质测绘范围、比例尺和精度

四、工程地质测绘方法要点

第三节 工程地质勘探

一、概述

二、工程地质物探

三、工程地质钻探

四、工程地质坑探

五、勘探布置的一般原则

第四节 工程地质野外试验

一、载荷试验

二、钻孔旁压试验

三、触探试验

四、十字板剪力试验

五、岩体原位直剪试验

六、钻孔压水试验

第五节 工程地质长期观测

第六节 勘察资料内业整理

一、工程地质图

二、工程地质报告书

第十四章 工业与民用建筑工程地质勘察

第一节 概述

一、地基、基础的概念

二、工业与民用建筑的主要工程地质问题

第二节 地基中应力分布

一、自重应力

二、基底压力

三、地基中的附加应力

第三节 地基变形及沉降预测

一、地基最终沉降量的计算

二、地基沉降与时间关系

第四节 地基强度及承载力确定

一、地基承载力的含义

二、地基承载力的确定方法

第五节 桩基工程地质论证

一、单桩承载力的确定

二、群桩承载力

第六节 地基处理措施

一、机械压实法

二、换土垫层法

三、堆载预压法

四、砂桩挤密法

五、高压旋喷法及化学加固法

第七节 工业与民用建筑工程地质勘察要点

一、选址（可行性研究）阶段的工程地质勘察

二、初勘阶段的工程地质勘察

三、详勘阶段的工程地质勘察

四、施工阶段的工程地质勘察

第十五章 地下建筑工程地质勘察

第一节 概述

第二节 地下建筑围岩应力分布

一、岩体中的天然应力

二、围岩内的重分布应力

第三节 地下建筑围岩的变形与破坏

一、坚硬块状岩体

二、层状岩体

三、碎裂岩体

四、松软岩体

第四节 地下建筑围岩压力

一、基本概念

二、松动围岩压力的确定方法

第五节 有压隧洞的围岩抗力及上覆岩层的最小厚度问题

一、围岩抗力系数的确定

二、上覆岩层最小厚度的确定

第六节 地下采空区围岩变形破坏形成的地面塌陷

第七节 地下建筑围岩稳定性因素分析及位址选择的工程地质论证

一、围岩稳定性因素分析

二、位址选择的工程地质论证

第八节 地下建筑围岩分类

第九节 地下建筑施工方法与支衬结构设计的工程地质论证

一、常规施工方法与支衬结构

二、新奥法施工方法及支衬结构设计简介

第十节 地下建筑工程地质勘察要点

一、可行性研究阶段工程地质勘察

二、初步设计阶段工程地质勘察

三、技术施工设计阶段工程地质勘察

第十六章 水利水电工程地质勘察

第一节 概述

第二节 水坝工程地质

一、各类水坝的特点及其对工程地质条件的要求

二、坝区渗漏及对坝基稳定性的影响

三、坝基（肩）抗滑稳定性问题

四、坝址选择工程地质论证

第三节 水库工程地质

一、水库基本特征及主要工程地质问题

二、水库渗漏问题

三、库岸稳定性问题

四、水库浸没问题

五、水库淤积问题

第四节 水利水电工程地质勘察要点

一、规划阶段工程地质勘察

二、可行性研究阶段工程地质勘察

三、初步设计阶段工程地质勘察

四、技术施工设计阶段工程地质勘察

附篇 岩土工程地质室内实验指导书

实验一 测定砂类土的粒度成分（筛分法）

实验二 测定细粒土的粒度成分（密度计法）

实验三 测定土的颗粒密度（比重瓶法）

实验四 测定土的密度（环刀法、绣封法）

实验五 测定土的含水率（烘干法）

实验六 侧定细粒土的液限（锥式液限仪法、碟式液限仪法）

实验七 测定细粒土的塑限（搓条法）

实验八 测定土的压缩性指标

实验九 测定土的抗剪强度指标（直接剪切试验法）

实验十 测定岩石的静力变形参数（电阻应变仪法）

实验十一 测定岩石的单轴抗压强度

实验十二 测定岩石的抗拉强度（劈裂法）

实验十三 测定岩石的剪切强度指标（变角板法）

主要参考文献

第一篇 岩土工程地质性质研究

第一章 土的物质组成与结构、构造

土是地壳表面最主要的组成物质，是岩石圈表层在漫长的地质年代里，经受各种复杂的地

质作用所形成的松软物质。分布在我国大部分地区的土形成于新第三纪或第四纪时期，其成因

类型、物质组成和结构、构造不同，因而具有不同的工程地质性质。

土是由固体颗粒以及颗粒间孔隙中的水和气体组成的，是一个多相、分散、多孔的系统。一

般可把土看作为三相体系，包括固体相、液体相和气体相。固体相又称土粒，由大小不等、形状

不同、成分不一的矿物颗粒或岩屑所组成，构成为土的主体。液体相即是孔隙中的水溶液，它部

分或全部地充填于粒间孔隙内。气体相指的是土中的空气及其他气体，它占据着未被水充填的

那部分孔隙。三者相互联系，经过复杂的物理化学作用，共同制约着土的工程地质性质。

一般情况下土具有成层的特征。同一层内土的物质组成和结构、构造基本一致，工程地质

性质亦大体相同，这就是我们常称的“土层”。随着工程地质工作的深入，为了更明确地论证工

程地质问题和评价建筑条件，有些学者提出了“土体”的概念。强调土体不是由单一而均匀的土

组成的，而是由性质各异、厚薄不等的若干土层，以特定的上、下次序组合在一起。因而土体不

是简单的土层组合，而是与工程建筑的安全、经济和正常使用有关的土层组合体。一旦土层的

厚度、性质和层次发生变化，土体的建筑性能也随之改变。由此可见，相对于土层来说，土体是

一个宏观的概念；它一般是多层土层的组合体，但也可以是单一土层的均质土体。在前一种情

况下，土体的性质不等于某一土层的性质，也不等于各种土层性质的简单叠加，而是相互作用

和影响的有机整体。“土体”概念的提出，对论证建筑物的工程地质问题和确切的工程地质评价

是至关重要的。

第一节 土的粒度成分

一、粒径和粒组划分

土颗粒的大小以其直径来表示，称为“粒径”，其单位一般采用毫米。由于自然界中的土粒

并非理想的球体，通常为椭球状和针片状、棱角状等不规则形状，因此粒径只是一个相对的、近

似的概念，应理解为土粒的等效直径。

自然界中土颗粒直径大小相差十分悬殊，大者可达数千毫米以上，小者可小于万分之一毫

米。随着粒径的变化，土粒的成分和性质也逐渐发生变化。如粗大的漂石和卵石，一般都是由

原生矿物组成的岩石碎块，强度高、压缩性低、透水性强；而细小的粘粒，则几乎都由风化次生

矿物组成，具可塑性，强度低、压缩性高、透水性弱。但是，当土粒的粒径在某一大小范围内变化

时，土的成分和性质差别不大，可以认为具有大致相同的成分和相似的性质。为了便于研究土

中各粒径土粒的相对含量及其与土的工程地质性质关系，将自然界中土粒直径变化范围划分

成几个区段，每个区段中包括的土粒成分相近，性质相似。这样划分的粒径在一定区段内，成分

及性质相似的土粒组别，即称为“粒组”或“粒级”。

具体制定粒组划分方案时，在考虑到土粒性质和成分随粒径大小变化的前提下，还应与目

前粒度分析试验的技术水平相适应。同时要考虑到使用的方便性。

二、粒度成分的测定和表示方法

土的粒度成分是指土中各个粒组的相对百分含量，通常用各粒组占土粒总质量的百分数

表示。它是通过土的颗粒分析试验测定的。通过颗粒分析可以进行土的粒度成分分类，并可大

致地判别土的工程地质性质等。目前，颗粒分析的方法可分为筛分析方法和静水沉降方法两大

类。筛分析方法适用于砂粒以上较粗的颗粒，静水沉降方法适用于粉粒以下较细的颗粒。筛分

析方法是将风干、分散的代表性土样通过一套孔径不同的标准筛，称出留在各筛子上的颗粒质

量，即可求得各个粒组的相对百分含量。我国目前采用的标准筛的最小孔径有的用0.1mm，有

的用0.075mm。静水沉降方法主要有密度计法和移液管法，其次还有双洗法和虹吸比重瓶法。

这些方法都是先将土样浸泡在纯水中制成悬液，然后根据不同粒径在静水中沉降速度不同的

原理，测定各粒组的百分含量。关于颗粒分析试验的具体细节将在附篇中介绍，这里不再叙述。

为了使颗粒分析结果便于利用和容易看出规律性，需要对颗粒分析的资料加以整理，并用

较好的方法表示出来。目前，通常采用表格法和图解法来表示颗粒分析成果。

表格法是利用列表的方法来表示颗粒分析的成果（见表1－2）。该方法可以很清楚地用数

量说明各粒组的相对含量，用于粒度成分分类十分方便，但对于大量土样之间的对比有困难。