工程地质学,作为地质学与工程及技术科学两大领域的交汇点,是一门融合了两者精髓的边缘学科。它专注于探究人类工程活动与地质环境之间的相互作用,旨在为工程建设提供坚实的科学支撑,是一门实践性极强的应用科学。本课程不仅是水利水电工程、港口航道与海岸工程、农业水利工程、水文与水资源工程以及智慧水利等专业学生的必修专业基础课程,同时也向土木工程、测绘科学、矿业工程、石油工程及交通工程等相关领域的学者与工程师敞开大门,可以作为其专业基础学习的重要组成部分。
《水利工程地质》课程的主体内容为七个章节,其中前四章聚焦于工程地质条件的阐述,全面覆盖地质学的基础知识体系;而后三章则转向工程地质问题的深入探讨。通过系统学习,学生应能够针对边坡、坝基及地下洞室等工程的地质条件进行综合评估,并提出切实有效的工程地质问题解决方案。
本课程致力于传授工程地质学的经典理论与知识,塑造学生专业的地质思维模式,提升其分析并解决地质问题的能力,为制定科学合理的工程设计与施工方案,以及深入开展工程科学研究奠定坚实的地质知识基础。理论与实践紧密结合是本课程的一大特色。除了课堂讲授外,实验室实验、野外实地考察与教学也是不可或缺的教学环节,共同构成了完整的学习体验。
此外,为了丰富课程内容并拓宽学生视野,我们将特别介绍国际领先的工程地质数值模拟软件——FLAC/DEC/PFC系列,及其在计算典型工程地质问题中的应用方法。敬请各位同学持续关注,以期获得更加全面深入的学习体验!
第1章 绪章及矿物与岩石
0.1 绪论
1.1 矿物
1.2 岩浆岩
1.3 沉积岩(上)
1.4 沉积岩(下)
1.5 变质岩
第2章 地质构造
2.1 地质年代
2.2 地层产状
2.3 褶皱构造
2.4 断裂构造
2.5 地质图的阅读
第3章 水流的地质作用
3.1 河流的地质作用
3.2 地下水
3.3 岩溶作用
3.4 水库与坝区渗漏分析
第4章 岩体的工程地质研究
4.1 岩体的结构特征
4.2 岩体的力学特征
4.3 地应力的工程地质研究
4.4 岩体的质量分类
第5章 坝基岩体稳定工程地质分析
5.1 坝基岩体的压缩变形与承载力
5.2 坝基(肩)岩体的抗滑稳定分析
5.3 坝基岩体抗滑稳定计算分析
5.4 坝基处理
第6章 边坡岩体稳定的工程地质分析
6.1 概述
6.2 边坡岩体中的应力分布特征
6.3 边坡变形与破坏的类型
6.4 影响边坡稳定的因素
6.5 岩质边坡稳定性评价方法(上)
6.6 岩质边坡稳定性评价方法(下)
6.7 边坡变形破坏的防治措施
第7章 水工地下洞室的围岩稳定问题
7.1 概述
7.2 地下洞室位置选择的工程地质评价
7.3 地下洞室围岩稳定的工程地质条件分析
7.4 山岩压力与围岩抗力
7.5 提高围岩稳定性的措施
第8章 工程地质数值模拟软件FLAC3D
8.1 FLAC3D中网格的建立(1)
8.2 FLAC3D中网格的建立(2)
8.3 FLAC3D中网格的建立(3)
8.4 FLAC3D中FISH入门(1)
8.5 FLAC3D中的FISH入门(2)
8.6 FLAC3D中初始地应力的模拟
8.7 FLAC3D中渗流的计算
第9章 工程地质数值模拟软件PFC2D/3D
9.1 PFC数值方法简介
9.2 PFC5.0基本操作
9.3 PFC5.0中的接触模型
9.4 BPM模型材料的建模
9.5 光滑节理模型
9.6 PFC-FLAC耦合计算
高等数学、理论力学、材料力学。
为积极响应国家低碳环保政策, 2021年秋季学期开始,中国大学MOOC平台将取消纸质版的认证证书,仅提供电子版的认证证书服务,证书申请方式和流程不变。
电子版认证证书支持查询验证,可通过扫描证书上的二维码进行有效性查询,或者访问 https://www.icourse163.org/verify,通过证书编号进行查询。学生可在“个人中心-证书-查看证书”页面自行下载、打印电子版认证证书。
完成课程教学内容学习和考核,成绩达到课程考核标准的学生(每门课程的考核标准不同,详见课程内的评分标准),具备申请认证证书资格,可在证书申请开放期间(以申请页面显示的时间为准),完成在线付费申请。
认证证书申请注意事项:
1. 根据国家相关法律法规要求,认证证书申请时要求进行实名认证,请保证所提交的实名认证信息真实完整有效。
2. 完成实名认证并支付后,系统将自动生成并发送电子版认证证书。电子版认证证书生成后不支持退费。
王涛, Sarhosis Vasilis, Shyam Sundar Khadka.主编. Basic Engineering Geology/工程地质基础[M].北京:中国建筑工业出版社,2022.
陆兆溱. 工程地质学-第2版[M]. 中国水利水电出版社.2001.
崔冠英,朱济祥. 水利工程地质(第4版)[M]. 中国水利水电出版社, 2014.
王涛,崔臻,徐景茂,朱永生. 3DEC块体离散元计算方法及工程应用[M].北京:中国建筑工业出版社. .2024.
王涛,韩煊,苏凯,朱永生. FLAC3D数值模拟方法及工程应用-深入剖析FLAC3D5.0 (第二版)[M].北京:中国建筑工业出版社. 2019.
王涛,韩彦辉,朱永生,张丰收. PFC2D/3D颗粒离散元计算方法及应用[M].北京:中国建筑工业出版社. 2020.
Marshak, S. (2013). Essentials of geology (Fourth Edition). W. W. Norton & Company, Inc.
Carlson, Diane H., Plummer, Charles C., & Carlson, L. (2011). Physical geology : earth revealed. McGraw-Hill.