公路工程地質(zhì)（第3版）

序1(Ⅰ)

序2(Ⅲ)

第3版前言(Ⅴ)

緒論(1)

第一章巖石的成因類型和工程地質(zhì)特征(6)

第一節(jié)概述(6)

第二節(jié)主要造巖礦物(6)

第三節(jié)巖石(9)

第四節(jié)巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)(28)

習(xí)題與思考題(34)

第二章地質(zhì)構(gòu)造與公路工程(35)

第一節(jié)地殼運動的概念(35)

第二節(jié)地質(zhì)年代(37)

第三節(jié)地質(zhì)構(gòu)造(40)

第四節(jié)活斷層(52)

第五節(jié)地質(zhì)圖(56)

第六節(jié)地質(zhì)構(gòu)造對公路工程的影響(62)

習(xí)題與思考題(64)

第三章外力地質(zhì)作用對工程的影響(66)

第一節(jié)風(fēng)化作用(66)

第二節(jié)地表流水的地質(zhì)作用(76)

第三節(jié)地下水的地質(zhì)作用(83)

習(xí)題與思考題(99)

第四章地貌與公路工程(100)

第一節(jié)地貌概述(100)

第二節(jié)山嶺地貌(103)

第三節(jié)平原地貌(108)

第四節(jié)河谷地貌(109)

習(xí)題與思考題(113)

第五章巖體結(jié)構(gòu)和巖體的穩(wěn)定性分析(114)

第一節(jié)巖體和巖體結(jié)構(gòu)(114)

第二節(jié)巖體穩(wěn)定性分析(119)

習(xí)題與思考題(127)

第六章公路工程地質(zhì)勘察與設(shè)計(129)

第一節(jié)公路工程地質(zhì)勘察階段與內(nèi)容(129)

第二節(jié)公路工程地質(zhì)問題與勘察(132)

第三節(jié)公路工程地質(zhì)勘察報告編制(134)

第四節(jié)山區(qū)路基工程地質(zhì)勘察設(shè)計(136)

習(xí)題與思考題(157)

第七章橋梁工程地質(zhì)勘察與設(shè)計(158)

第一節(jié)橋梁工程地質(zhì)問題(158)

第二節(jié)橋梁工程地質(zhì)勘察的主要任務(wù)(159)

第三節(jié)橋梁工程地質(zhì)勘察要點(159)

第四節(jié)橋梁工程地質(zhì)勘察與設(shè)計(160)

習(xí)題與思考題(177)

第八章隧道工程地質(zhì)勘察與設(shè)計(178)

第一節(jié)隧道工程地質(zhì)問題(178)

第二節(jié)隧道工程地質(zhì)勘察要點(183)

第三節(jié)隧道工程地質(zhì)勘察與設(shè)計(184)

習(xí)題與思考題(191)

第九章環(huán)境工程地質(zhì)研究(192)

第一節(jié)滑坡治理技術(shù)(192)

第二節(jié)崩塌、巖堆與隧道塌方治理技術(shù)(212)

第三節(jié)泥石流勘察與治理技術(shù)(229)

第四節(jié)巖溶工程地質(zhì)問題及防治措施(242)

第五節(jié)地震震害與防震原則(248)

習(xí)題與思考題(258)

第十章特殊地質(zhì)問題勘察與處治技術(shù)(259)

第一節(jié)膨脹土工程地質(zhì)勘察與處治技術(shù)(259)

第二節(jié)黃土工程地質(zhì)勘察與處治技術(shù)(285)

第三節(jié)多年凍土工程地質(zhì)勘察與處治技術(shù)(301)

第四節(jié)軟土工程地質(zhì)勘察與處治技術(shù)(322)

第五節(jié)紅黏土與高液限土處治技術(shù)(364)

第六節(jié)蕪湖長江大橋雙壁鋼圍堰大直徑鉆孔灌注樁施工技術(shù)(366)

習(xí)題與思考題(372)

附錄公路工程地質(zhì)實驗內(nèi)容與要求(373)

主要參考文獻(xiàn)(381

本書是國家教育部高等學(xué)校示范院校建設(shè)項目主要成果之一，是深入貫徹、執(zhí)行《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》(JTG/T F50—2011)、《公路隧道設(shè)計規(guī)范》(JTG D70/2—2014)、《公路工程抗震規(guī)范》(JTG B02—2013)、《公路軟土地基路堤設(shè)計與施工技術(shù)細(xì)則》(JTG/T D31-02—2013)等新標(biāo)準(zhǔn)、新規(guī)范的第一本教材。本書介紹了工程地質(zhì)的任務(wù)及其在公路工程中的應(yīng)用；巖石的成因類型和工程地質(zhì)特征；地質(zhì)構(gòu)造與工程建筑；外力地質(zhì)作用對工程的影響；地貌與公路工程；巖體結(jié)構(gòu)和巖體的穩(wěn)定性分析；環(huán)境工程地質(zhì)研究；公路工程地質(zhì)問題勘察、施工等。本書重點突出了山區(qū)高速公路建設(shè)所涉及的深路塹、高邊坡、橋基、隧道、特殊土等方面的環(huán)境工程地質(zhì)問題的勘察設(shè)計與治理技術(shù)，并結(jié)合實例進(jìn)行了研究，能使學(xué)生從大量的工程實例中提高分析問題和解決問題的能力。

本書是國家教育部高等學(xué)校土木工程學(xué)科規(guī)劃教材，內(nèi)容豐富，實用性強(qiáng)，將教學(xué)與科研、生產(chǎn)緊密結(jié)合，另有工程地質(zhì)勘察技能訓(xùn)練指導(dǎo)和公路工程地質(zhì)多媒體教學(xué)信息系統(tǒng)配合教學(xué)，反映了最新的科研成果。本書可作為高等院校(含高職院校)土木工程學(xué)科公路與橋梁工程、公路與城市道路、市政工程、工程監(jiān)理、隧道工程、實驗檢測等專業(yè)教材，亦可供工程建設(shè)勘察、設(shè)計、監(jiān)理、施工、實驗、檢測技術(shù)人員和土建類師生及科研人員參考。

本書是貫徹、執(zhí)行《公路路基設(shè)計規(guī)范》（JTG D30-2004）、《公路隧道設(shè)計規(guī)范》（JTG D70-2004）等新標(biāo)準(zhǔn)、新規(guī)范的第一本教材，是作者在系統(tǒng)歸納總結(jié)30多年來的科研與教學(xué)成果，在多位國內(nèi)著名專家指導(dǎo)意見的基礎(chǔ)上，編撰而成的一部獨具特色的公路工程地質(zhì)教材。全書由緒論及10章內(nèi)容組成，介紹了工程地質(zhì)的任務(wù)及其在公路工程中的作用；巖石的成因類型和工程地質(zhì)特征；地質(zhì)構(gòu)造與工程建筑；外力地質(zhì)作用對工程的影響；地貌與公路工程；巖體結(jié)構(gòu)和巖體的穩(wěn)定性分析；環(huán)境工程地質(zhì)研究；公路工程地質(zhì)勘察與設(shè)計；橋梁工程地質(zhì)勘察與設(shè)計；隧道工程地質(zhì)勘察與設(shè)計；特殊地質(zhì)問題勘察、施工等。重點突出了山區(qū)高速公路建設(shè)所涉及的深路塹、高邊坡、橋基、隧道、特殊土等方面的環(huán)境工程地質(zhì)問題的勘察設(shè)計與治理技術(shù)，并結(jié)合實例進(jìn)行了研究，能使學(xué)生從大量的工程實例中提高分析問題和解決問題的能力。

前言

序 常印佛

序 張慶龍

緒論

第一章 巖石的成因類型和工程地質(zhì)特征

第二章 地質(zhì)構(gòu)造與工程建筑

第三章 外力地質(zhì)作用對工程的影響

第四章 地貌與公路工程

第五章 巖體結(jié)構(gòu)和巖體的穩(wěn)定性分析

第六章 公路工程地質(zhì)勘察與設(shè)計

第七章 橋梁工程地質(zhì)勘察與設(shè)計

第八章 隧道工程地質(zhì)勘察與設(shè)計

第九章 環(huán)境工程地質(zhì)研究

第十章 特殊地質(zhì)問題勘察與處治技術(shù)

主要參考文獻(xiàn) 2100433B

本書第2版自2008年問世至今已經(jīng)走過6個年頭，承蒙很多高校材料力學(xué)教學(xué)第一線的老師和同學(xué)以及業(yè)余讀者的關(guān)愛和支持，已經(jīng)連續(xù)印刷了10次。 2012年獲得清華大學(xué)優(yōu)秀教材特等獎；同年，相應(yīng)的教學(xué)成果獲得北京市高等學(xué)校優(yōu)秀教學(xué)成果一等獎。2012年本書第3版被列入 “十二五”普通高等教育本科國家級規(guī)劃教材；2013年被批準(zhǔn)為清華大學(xué)“985”三期名優(yōu)教材建設(shè)項目立項。

最近的6年里，著者秉承不斷提高課程重量、著力培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力的教育與教學(xué)理念，先后在清華大學(xué)、南京航空航天大學(xué)、北京工業(yè)大學(xué)以及北京郵電大學(xué)從事“材料力學(xué)”研究型教學(xué)的研究與實踐，堅持全過程講授這門課程，授課對象每年約200名。在同事和同學(xué)們的支持與幫助下，對于教育和教學(xué)改革又有了一些新的體會和收獲。材料力學(xué)（第3版）將著重反映6年來我們在研究型教學(xué)方面所取得的成果。主要有: 怎樣在基于普遍提高教學(xué)質(zhì)量的基礎(chǔ)上，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力；怎樣提高課程的吸引力，增強(qiáng)課程教學(xué)的學(xué)術(shù)性；怎樣挖掘基本教學(xué)內(nèi)容的深度；怎樣對傳統(tǒng)內(nèi)容中的某些概念、理論和方法加以改革和更新，突出挑戰(zhàn)性。基于此，本書第3版修訂的主要內(nèi)容有以下幾方面。

第一，調(diào)整了部分章節(jié)，將材料的力學(xué)性能從“第2章 軸向載荷作用下桿件的材料力學(xué)問題”中獨立出來，形成“第3章 常溫靜載下材料的力學(xué)性能”； 重寫了“剪力圖與彎矩圖”作為第6章；將原來的第6章分為3章: “第7章 平面彎曲正應(yīng)力分析與強(qiáng)度設(shè)計”和“第8章 彎曲剪應(yīng)力分析與彎曲中心的概念”以及“第9章 斜彎曲、彎曲與拉伸或壓縮同時作用時的應(yīng)力計算與強(qiáng)度設(shè)計”；將原來的第8章分為: “ 應(yīng)力狀態(tài)與應(yīng)變狀態(tài)分析”和“一般應(yīng)力狀態(tài)下的強(qiáng)度設(shè)計準(zhǔn)則及其工程應(yīng)用”，分別列為第11章和12章；將原來的12章也分為兩章: “動載荷與動應(yīng)力概述”和“疲勞強(qiáng)度與構(gòu)件壽命估算概述”，分別列為第16章和第17章。

第二，增加了部分教學(xué)內(nèi)容，主要有: 部分非金屬材料的力學(xué)性能；梁的位移疊加法中的逐段剛化法；應(yīng)變分析；細(xì)長壓桿實驗結(jié)果；線性累積損傷與疲勞壽命估算等。

第三，將力系簡化的方法引入橫截面的內(nèi)力分析，改革傳統(tǒng)剪力圖與彎矩圖的畫法。

第四，正確處理變形與位移概念的聯(lián)系與區(qū)別，將確定梁的轉(zhuǎn)角和撓度的章節(jié)名改為“梁的位移分析與剛度設(shè)計”。

第五，在部分章節(jié)引入“反問題”: 相對于正問題，反問題的解答不是唯一的，通過對于反問題的思考，一方面可以加深對于正問題的理解；另一方面可以激勵創(chuàng)新思維。

第六，在部分章節(jié)設(shè)計了“開放式思維案例”作為學(xué)生課外學(xué)習(xí)和研究的資源。最近幾年的教學(xué)實踐表明，這對于刺激思維鼓勵創(chuàng)新是一種有效的措施。材料力學(xué)（第3版）第七，增加了若干工程案例以及災(zāi)難性工程事故的力學(xué)解析。

第八，增加和改變了部分例題和習(xí)題。

隨著課程研究型教學(xué)在更多高校開展、深入和發(fā)展，材料力學(xué)的課程教學(xué)以及教材建設(shè)還會遇到一些新問題，我們將一如既往地堅持“在教學(xué)中研究，在研究中教學(xué)”，以不斷提高人才培養(yǎng)質(zhì)量為己任，在教學(xué)實踐的基礎(chǔ)上，不斷提高材料力學(xué)教材的質(zhì)量。

這一版的初稿于2012年下半年—2013年上半年在國內(nèi)完成；2013年7—8月在加拿大多倫多定稿。定稿期間，得到旅加的趙淵先生和范心明女士的大力支持和協(xié)助，在本書出版之際，著者謹(jǐn)表誠摯謝意。

誠摯地感謝廣大讀者對本書的關(guān)愛，希望大家對本書的缺點和不足提出寶貴意見。

范欽珊2014.1.11