环境工程地质学二教学教材.ppt

环境工程地质学二二、地质环境的要素和类型划分1、要素 U.B.Osipov 1980 地质环境要素物质组成 岩石 地表水 地下水地质结构 地质构造和新构造 地层结构 地形和主要地貌形态动力作用 内动力地质作用 地球物理和地球化学作用 岩石和自然水淤域中的物理化学作用和生物化学作用2、类型 地质环境的成分、结构、形态、性质、状态及动力作用等要素的差异以及与大气圈、水圈、生物圈相互作用的不同，形成不同的地质环境。地质环境类型可按不同要素特征进行分类。，大地貌 山区 高、中、低、丘陵、山间盆地、山间谷地 平原 山前倾斜、河谷、河口三角洲岩土类型 花岗岩、火山岩、碳酸盐岩、碎屑岩、变质岩地质构造 褶皱山地、断块山地、向斜盆地、背斜槽谷地壳运动或活动性地下水赋存条件 地质环境的特征取决于具突出意义要素的特征，通常按该要素命名地质环境类型。三、地质环境的形成与演化岩石建造阶段 岩石组合、岩组结构、边界轮廓构造演化阶段 构造运动、岩浆活动、变质作用（动力）在漫长的地质历史过程中，原来岩石在地壳构造运动、岩浆活动、地壳构造运动、岩浆活动、变质作用变质作用影响下，结构上不断发生形变破裂和位移，改变边界轮廓，形成新的拼合；物质组成也发生新的变异和侵入新的岩脉和岩体，叠加于原来岩石建造之上，甚至完全改变原来岩石建造的面貌。表生演化阶段 岩石圈表层与大气、水、生物圈积极相互作用，进行着表生演化。岩石风化、矿物分解、元素随溶液的迁移、碎屑物质的搬运，又形成新的堆积层和沉淀层。松散堆积层表层的成壤作用。表生演化为地质环境晚近期以来的主要演化过程，岩石圈表层与大气、水、生物圈积极相互作用，在形成地质环境特征及生态特征和人类生存条件方面都有极重要的意义。四、工程环境的含义灵生代 灵生代演化阶段（人类活动的地质作用越来越强大，以致在强度上超过地质作用）生产和消费活动人类与自然环境之间以及人与人之间物质、能量和信息的交换过程。提取（农牧业、采掘业）、加工（机械、化学）、调配（运输、储存、管理）、消费、排放“智能圈”（工程技术圈）工程技术环境 工程环境“社会经济圈”社会经济环境 社会环境 工程环境人类在利用和改造自然环境中创造出来的一人工环境。2工程地质环境一、工程地质环境的含义 人类从事工程活动的地质环境 工程建筑设施地质环境这一整体或系统 工程环境与地质环境的叠加。1、工程地质环境要素要素 内容 描述介质 岩（水）胶结、结晶岩体、具裂隙水 土（水）松软土层、具孔隙水 岩土水 复合地质结构 不均一性 岩土层组合及岩石组合 不连续性 结构面及内界面组合状态 地下水 干湿状态 地应力 应力性质及水平 地热流 温度及热流特征性质 物理 物理特性 化学 化学特性 工程 工程技术有关特性边界 内边界 相对均一体界面 自由边界 地面 工程边界 地基面 2.工程地质环境类型划分按工程特性单因素划分 城市地质环境 矿山地质环境 水库地质环境 港口地质环境 交通枢纽或干线地质环境 再结合地质环境特征予以组合二、工程地质环境容量地质环境容量在人类生存和自然环境不致发生危害的前提下，一定的地质空间可能承受人类社会经济发展和工程活动的最大潜在能力。特定地质空间 可能提供给人类利用的地质资源量 对人类有危害的污染物质的容纳能力工程地质环境 地质环境对人类工程活动的适应性 和适应能力 地质环境与工程建筑设施的相容性地质环境为一动态平衡系统人类工程活动新能量作用改变平衡关系态势发生变化建立新的平衡关系地质环境对人类工程活动的反应趋势或反馈作用，实质上是地质环境在人类工程作用力影响下对平衡关系进行自我调整的现象。三、工程地质环境质量环境质量在一具体环境内，环境的总体或环境的某些要素对人类生存、生活和社会经济发展的适应程度。环境质量是环境素质优劣的定量描述。这种优劣程度是从环境对人类生存、生活及生产建设活动的适宜性及适应性程度来说的。在研究环境质量时必须遵循的规律或原则 一、最差限制律整体环境的质量，不能由环境诸要素的评均状态决定，而是受环境诸要素中那个与最优状态差距最大的要素所控制。环境质量 的好坏，取决于诸要素中处于最差状态的那一要素，不能用其他处于优良状态的环境要素去代替，去“平均弥补”二、等值性三、整体性大于各个体之和四、各要素出现有先后和互相联系与互相依赖工程地质环境质量地质环境在工程建设方面表现的素质适宜性（工程地质学研究的主要内容）主要看是否存在对工程建筑物兴建和运行不 利的地质因素或地质条件适应性（相容性）（环境工程地质学研究的主要内容）主要看是否可能因工程活动加剧甚至新产生不良的地质作用，使地质环境恶化，甚至造成地质灾害，反过来又影响人类生产、生活和工程建筑设施的安全稳定性 3、工程地质环境质量评价一、环境质量评价 以对人类生存、生活或生产建设活动等的适宜程度为标准进行的评价和预测。1、环境质量评价的目的 为环境工程决策、设计、控制环境质量，合理规划和管理环境提供依据。2、环境质量评价的基本问题 指标 质量描述 质量判断3、环境质量评价方法的分类时间 现状 回顾 预测地域 局部 区域 大区域 全球指标 单项 多项 整体性综合描述方法 定性 定量4、环境质量评价工作程序（1）根据研究对象特征和要求，确定环境质量评价工作内容。（2）调查研究环境现状和发展趋势，分析环境质量变化规律。（3）进行环境质量评价与区划。（4）编写环境质量评价报告四、环境工程地质学质量整体性综合评价编图法 在工程环境地质调查基础上，编制工程地质环境综合图件进行分区和评价 以基础地质图件为底图，叠加工程意图和工程地质环境问题分析图件。聚类分析 信息系统分析 模糊综合评判 概率分析工程地质环境质量综合评价指标（SGEG)SGEG=f（Sc，Sg，Sm）SGEG建设地区工程地质环境稳定性；Sc 区域地壳稳定性；Sg 建设地区地表稳定性：Sm 工程场址岩土体稳定性。地壳稳定性主要指由地球内因：现代地壳运动、地震活动、岩浆活动等决定的地壳及其表层的相对稳定程度，也包括人类工程活动及其它活动诱发的地震活动、断层活动及火山活动的研究预测。（建设地区、工程场址范围对于大型工程和城市建设来说，相对是较明确的。为研究区域地壳稳定性，可参照核电站规范取工程场址或城市为中心、半径300km的范围为研究区域。）地表稳定性指地壳表面在地球内、外动力地质作用和人类工程经济活动影响下的相对稳定程度，如各种原因产生的地面沉降、塌陷及地裂缝；各种斜坡、边坡的变形和破坏现象；也包括湿陷性土、膨胀性土、易液化土及盐渍土等性状变化引起的地表变形与破坏迹象等等。地表变形可能直接影响工程岩土体失稳。工程岩土体稳定性指工程建筑物影响范围内岩土体的稳定性。如地基、边坡及硐室围岩的稳定性。综合评价中关键问题是各要素指标及其判定标准的确定。地壳稳定性评价中，地震震级、烈度和活断层活动速率目前已有较统一的评价标准，地壳升降速率的分级也正逐渐一致。地应力值、地热流量等指标分级则尚在研究中，而微重力等许多地球物理要素，目前工程建设实际中还难以实际应用。地表稳定性评价经常是工程地质环境评价的中心内容，将在以后各有关章节中介绍。岩土体稳定性评价中有关岩土体性状要素指标则工程地质学中已有全面而深入研究，虽都是对工程建设适宜性而言的，但对适应性评价仍同样可以采用。工程地质环境质量综合评价，即分析现状，评定其对工程建设的适宜性和工程规划布局的合理性，论证地质资源开发的可能性和合理性，预测、判断地质环境在资源开发、工程建设影响下的变化和成灾的可能性，灾害控制、治理的可能性。因而，根据综合评价指标值的变化范围，可以进行工程地质环境区划，为合理利用和有效控制、治理地质环境提供依据工程地质环境质量评价的系统分析系统可协调度指标1、确定系统目标 安全 地基承载力适宜 无地质灾害侵袭 无不良地质环境影响建筑场地的合理利用 经济 地势平坦 供水方便 交通方便 地质环境处理简易2、构造系统 工程子系统 岩土地质子系统 自然环境子系统（大气系统、水系统、植被系统）3、系统趋势分析4、系统可协调性分析（工程地质环境质量的综合评价）系统可协调性系统内工程子系统、岩土地质子系统、自然环境子系统之间相互适应，并保持工程系统兴建合乎经济、运行安全和环境平衡的趋势。可协调度 0Ce1 Ce=PiViPii要素的权重系数Vi i要素的归一化指标 （2Qm2QI1QI2)(QI21)CO=(Qm2Qm1)式中：Qm2QI2 QI1 Qm1QI统计要素指标Qm2、Qm1QI的最大值和最小值i对应评价统计层次的曲线峰数场址高程 坡度 平坦度 工程作用强度 工程岩土体稳定性可能度 0.236 0.522 0.048 0.067 0.1005、系统的管理和实施 权重也可通过Delphy法、也可通过层次分析法（AHP法）确定此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢