工程地质工作方法课件.ppt

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1、工程地质工作方法提纲工程地质勘察方法 工程地质分析方法 第一篇 工程地质勘察方法工程地质学是研究与土木工程设计、施工和正常使用等有关的地质问题的科学，是地质学的一部分或一个分支。人类工程活动仅限于地壳表面部分，目前世界上最深的钻孔也只有12.262 km（“中国大陆科学钻探工程”5000米深钻位于江苏东海县毛北镇；位于世界上规模最大的超高压变质带大别苏鲁造山带上。于2001/08/04开工，耗资 1.5亿人民币，2005/04/19竣工，终孔5118.2 m）研 究 对 象浅表层地质环境 工程建筑物 两者关系、适应性、矛盾转化、解决。保证建筑物的安全、经济和正常使用勘察、分析评价阐明条件、解决

2、问题满足建筑物的设计、施工、使用工程地质学的研究任务基本任务：查明工程地质条件；中心任务：工程地质问题的分析、评价工程地质条件：与工程建筑物有关的地质条件的综合。v 岩土类型及其工程性质v 地质构造v 地形地貌v 水文地质v 工程动力地质作用v 天然建筑材料 由于不同地区的地质环境不同，工程地质条件不同，对工程建筑物有影响的地质因素的主次关系不同。工程地质问题：工程建筑物与工程地质条件之间所存在的矛盾或问题。v 场地工程地质条件不同、建筑物内容不同，所出现的工程地质问题也各不相同。v 房屋工程：地基承载力、沉降、基坑边坡问题v 矿山开采：边坡稳定性、矿坑突水、矿坑稳定性v 水利水电工程：渗透变

3、形、水库渗漏、斜坡稳定性、坝体抗滑稳定性一、工程地质勘察等级勘察等级确 定 勘 察 等 级 的 因 素工程安全等级 场地等级 地基等级一 级一 级 任 意 任 意二 级一 级 任 意任 意 一 级二 级二 级二 级 二级或三级三 级 二 级三 级一 级 任 意任 意一 级二 级 二 级三 级二 级 三 级 三 级 三 级二 级三 级 三 级 二级或三级 二、工程地质勘察阶段 二、工程地质勘察阶段1 1、可行性研究勘察（选址勘察）、可行性研究勘察（选址勘察）搜集、分析已有资料，进行现场踏勘，工程地质测绘，少量勘探工作，搜集、分析已有资料，进行现场踏勘，工程地质测绘，少量勘探工作，对场址稳定性和适

4、宜性作出岩土工程评价，进行技术经济论证和方案比较。对场址稳定性和适宜性作出岩土工程评价，进行技术经济论证和方案比较。2 2、初步勘察、初步勘察 建筑地段稳定性的岩土工程评价，为确定建筑物总平面布置、主要建 建筑地段稳定性的岩土工程评价，为确定建筑物总平面布置、主要建筑物地基基础方案、对不良地质现象的防治工程方案 筑物地基基础方案、对不良地质现象的防治工程方案 进行论证。进行论证。3 3、详细勘察、详细勘察 对地基基础设计、地基处理与加固、不良地质现象的防治工程进行岩 对地基基础设计、地基处理与加固、不良地质现象的防治工程进行岩土工程计算与评价，满足施工图设计的要求。土工程计算与评价，满足施工图

5、设计的要求。施工勘察不作为一个固定阶段，视工程的实际需要而定，对条件复杂或有特殊施工要求的重大工程地基，需进行施工勘察。施工勘察包括：施工阶段的勘察和施工后一些必要 的勘察工作，检验地基加固效果。三、工程地质勘察方法工程地质勘察方法或技术手段，主要以下几种：（1）工程地质测绘（2）勘探与取样（3）原位测试与室内实验（4）现场检验与监测四、工程地质测绘工程地质测绘是运用地质、工程地质理论，对与工程建设有关的各种地质现象进行观察和描 述，初步查明拟建场地或各建筑地段的工程地质条件。将工程地质条件诸要素采用不同的颜 色、符号，按照精度要求标绘在一定比例尺的地形图上，并结合勘探、测试和其他勘察工作的资

6、料，编制成工程地质图。（一）、工程地质测绘范围的确定区域测绘按图幅范围进行，专门工程地质测绘按有关工程地质问题的研究需要圈定范围。工程地质测绘范围的确定原则：1、拟建建筑物的类型、规模、设计阶段。2、区域地质条件的复杂程度和研究程度。2、根据国际惯例和我国各勘察部门的经验，工程地质测绘比例尺一般规定为：(1)可行性研究勘察阶段15000015000,属小、中比例尺测绘；(2)初步勘察阶段11000012000,属中、大比例尺测绘；(3)详细勘察阶段120001200或更大，属大比例尺测绘。（二）测绘比例尺的选择1、比例尺选定原则：（1）应和使用部门的要求提供图件的比例尺一致或相当。（2）与勘测

7、设计阶段有关。（3）在同一设计阶段内，比例尺的选择取决于工程地质条件的复杂程度、建筑物类型、规模及重要性。在满足工程建设要求的前提下，尽量节省测绘工作量。（三）、工程地质测绘的精度要求“精度”指野外地质现象能够在图上表示出来的详细程度和准确度。1、详细程度指对地质现象反映的详细程度，比例尺愈大，反映的地质现象的尺寸界限愈小。一般规定，按同比例尺的原则，图上投影宽度2mm的地层或地质单元体，均应按比例尺反映出来。投影宽度2mm的重要地质单元，应使用超比例符号表示。如软弱层、标志层、断层、泉等。观测点的要求，与测绘比例尺相同的地形底图上每1cm 方格内，平均有一个观测点。复杂地段多布，简单地段少布

8、，计算总点数/Km。2、准确度指图上各种界限的准确程度，即与实际位置的允许误差。界限误差0.5mm比例尺 1:10万 1:5万 1:1万 1:1000误差 50m 25m 5m 0.5m一般对地质界限要求严格，大比例尺测绘采用仪器定点。（四）、工程地质测绘方法 工程地质测绘方法：像片成图法 和 实地测绘法。像片成图法：是利用地面摄影或航空（卫星）摄影的像，在室内根据判释标志，结合所掌握的区域地质资料，把判明的地层岩性、地质构造、地貌、水系和不良地质现象等，调绘在单张像片上，并在像片上选择需要调查的若干地点和路线，然后据此做实地调查、进行核对修正和补充。将调查得到的资料，转在等高线图上而成工程地

9、质图。实地测绘法 有二种：1、穿越法：它是沿着一些选择的路线，穿越测绘场地，将 沿线所 测绘或调查到的地层、构造、地质现象、水文地质、地质和地貌 界线等填绘在 地形图上。路线形式可为直线形或折线形。观测路线应选择在露头及覆盖层较薄的地方。观测路线方向应大致与岩层走向、构造线方向及地貌单元相垂直，这样可以用较少的工作量而获得较多工程地质资料;2.追索法：它是沿地层走向或某一地质构造线或某些不良地质现象界线进行布点追索，主要目的是查明局部的工程地质问题。追索法常是在布点法或路线法基础上进行，它是一种辅助方法。（五）工程地质测绘的调查内容1、地层岩性 2、地质结构3、地形地貌4、水文地质条件5、不良

10、地质现象6、已有建筑物的调查7、天然建筑材料的调查五、工程地质勘探的手段 工程地质勘探常用的手段有钻探工程、坑探工程及地球物理勘探三类。（一）、钻探1、钻孔设计为充分论证钻探工作的布置并逐孔编制钻孔设计书内容。（1）钻孔目的及地形地质概况。目的层 工程地质目的及意图。（2）钻孔类型、深度及钻孔结构设计。例：有冰水沉积物的坝址河谷区钻孔设计。（3）岩土工程要求。包括岩心采取率、取样、试验、观测、止水及编录等各方面的要求。编录的项目及应取得的成果资料有：钻孔柱状剖面图、岩心素描(或照相)、钻进观测、试验记录图及水文地质日志等。（4）说明钻探结束后对钻孔的处理意见。深度 地质年代 岩性 钻进方式 孔

11、径 套管 工程地质 要求0-3m Q4al 粘土 回转 250 取原状土样3-7 Q3al-pl 砂土 冲击 250 219 动探、扰动样7-15 Q3al-pl含砾粘土 回转 190 168 原状样、静探15-40 Q2fgl含漂砾卵砾石冲击 130 127动探、抽水试验40-50 Mz-J强风化花岗岩回转（钢砂）110 压水试验50-70 Mz-J弱风化花岗岩金刚石 91 取岩样2、钻孔观测与编录钻孔观测与编录的内容包括：1、岩心观察、描述和编录 对岩心的描述包括地层岩性名称、分层深度、岩土性质等方面。2、钻孔水文地质观测3、钻进动态观察和记录3、钻探资料整理 钻探工作结束后，应进行钻孔资

12、料整理。主要成果资料有：(1)钻孔柱状图(2)钻孔操作及水文地质日志图。(3)岩心素描图及其说明。（二）坑探工程 工程地质勘探中常用的坑探工程有：探槽、试坑、浅井、竖井(斜井)、平硐和石门(平巷)。其中前三种为轻型坑探工程，后三种为重型坑探工程。坑探工程的观察、描述(1)地层岩性的划分。(2)岩石的风化特征及其随深度的变化，作风化壳分带。(3)岩层产状要素及其变化，各种构造形态。(4)水文地质情况。如地下水渗出点位置、涌水点及涌水量大小等。六、原位测试试验 1、岩土力学性质的野外测定（1）土体力学性质试验 载荷试验、旁压试验、静、动触探试验、十字板剪切试验（2）岩体力学性质试验 岩体变形静力法

13、试验、声波测试（动力法）试验、岩体抗剪试验、点荷载强度试验、回弹锤测试、便携式弱面剪试验 2、岩体应力测定 测定岩体天然应力状态下及工程开挖过程中应力的变化。如：应力解除法、应力恢复法、水压致裂法等3、水文地质试验 钻孔压水试验（裂隙岩体）、抽水试验（中、强富水性含水层）、注水试验（干、松散透水层）、岩溶裂隙连通试验等4、改善土、石性能的试验 为地基改良和加固处理提供依据。如：灌浆试验、桩基试验等载荷试验静力触探十字板剪切试验第二篇、工程地质分析方法v 自然历史分析法v 数学力学分析法v 模型模拟试验法v 工程地质类比法定性分析与定量分析方法相结合：v 自然历史分析法 地质学分析 研究地质体、

14、地质现象、自然地质历史形成演化。地质基础工作。基本的研究方法。例如：斜体变形破坏研究。v 数学力学分析法 定量分析计算、评价 针对某一具体问题。地质分析为基础 地质模型 数学模型（理论经验公式等）代入有关参数进行计算。例如：刚体极限平衡法、弹塑性理论方法、数论统计方法、数值分析方法。还如，灰色理论、逻辑信息、摸糊数学、分形、神经网络等。v 模型与模拟实验法 仿实体演绎 模型实验：如渗流、斜坡、地基渗透变形、洞室稳定等方面都可以进行。模拟实验：如光弹实验、电网络模拟（欧姆定律渗流达西定律）、结构的网络模拟等。v 工程地质类比法 经验借鉴、对比 基础是相似性（地质条件与建筑工作方法）如：专家判断、

15、经验参数使用。上述方法各有特点，相互补充，综合应用。可能滑动岩体几何边界条件的分析受力条件分析确定计算参数计算稳定性系数确定安全系数，进行稳定性评价边坡稳定性分析刚体极限平衡法边坡稳定性分析刚体极限平衡法边坡稳定性分析刚体极限平衡法参考书目1、李智毅等，工程地质学概论，中国地质大学出版社，20102、张倬元，王士天，王兰生，黄润秋等.工程地质分析原理（M）.第三版.地质出版社，20093、李智毅，唐辉明.岩土工程勘察，中国地质大学出版社，20134、陈希哲,叶箐.土力学地基基础(第5版).清华大学出版社，2014 5、刘佑荣，唐辉明.岩体力学.化学工业出版社，2008 谢谢各位！9、要学生做的

16、事，教职员躬亲共做；要学生学的知识，教职员躬亲共学；要学生守的规则，教职员躬亲共守。2023/6/3 2023/6/3 Saturday,June 3,202310、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。2023/6/3 2023/6/3 2023/6/3 6/3/2023 3:11:13 AM11、一个好的教师，是一个懂得心理学和教育学的人。2023/6/3 2023/6/3 2023/6/3 Jun-2303-Jun-2312、要记住，你不仅是教课的教师，也是学生的教育者，生活的导师和道德的引路人。2023/6/3 2023/6/3 2023/6/3 Saturday,June 3,202

17、313、He who seize the right moment,is the right man.谁把握机遇，谁就心想事成。2023/6/3 2023/6/3 2023/6/3 2023/6/3 6/3/202314、谁要是自己还没有发展培养和教育好，他就不能发展培养和教育别人。03 六月 20232023/6/3 2023/6/3 2023/6/315、一年之计，莫如树谷；十年之计，莫如树木；终身之计，莫如树人。六月 232023/6/3 2023/6/3 2023/6/3 6/3/202316、提出一个问题往往比解决一个更重要。因为解决问题也许仅是一个数学上或实验上的技能而已，而提出新的问题，却需要有创造性的想像力，而且标志着科学的真正进步。2023/6/3 2023/6/3 03 June 202317、儿童是中心，教育的措施便围绕他们而组织起来。2023/6/3 2023/6/3 2023/6/3 2023/6/3 谢谢观赏 You made my day!我们，还在路上