地质勘探工程测量

2022-07-09

第一篇:地质勘探工程测量

工程地质勘探

工程地质勘察

百科名片

工程地质勘察是为查明影响工程建筑物的地质因素而进行的地质调查研究工作。所需勘察的地质因素包括地质结构或地质构造:地貌、水文地质条件、土和岩石的物理力学性质,自然(物理)地质现象和天然建筑材料等。这些通常称为工程地质条件。查明工程地质条件后,需根据设计建筑物的结构和运行特点,预测工程建筑物与地质环境相互作用(即工程地质作用)的方式、特点和规模,并作出正确的评价,为确定保证建筑物稳定与正常使用的防护措施提供依据。

简介

勘察内容

勘察工作量

勘察阶段

工程地质勘察方法或手段 工程地质测绘

工程地质勘探

实验室试验及现场原位测试

长期观测

展开 编辑本段简介

工程地质勘察 engineering geological investigation研究、评价建设场地的工程地质条件所进行的地质测绘、勘探、室内实验、原位测试等工作的统称。为工程建设的规划、设计、施工提供必要的依据及参数。工程地质条件通常是指建设场地的地形、地貌、地质构造、地层岩性、不良地质现象以及水文地质条件等。工程地质勘察是为查明影响工程建筑物的地质因素而进行的地质调查研究工作。所需勘察的地质因素包括地质结构或地质构造:地貌、水文地质条件、土和岩石的物理力学性质,自然(物理)地质现象和天然建筑材料等。这些通常称为工程地质条件。查明工程地质条件后,需根据设计建筑物的结构和运行特点,预测工程建筑物与地质环境相互作用(即工程地质作用)的方式、特点和规模,并作出正确的评价,为确定保证建筑物稳定与正常使用的防护措施提供依据。

编辑本段勘察内容

主要有以下五项:①搜集研究区域地质、地形地貌、遥感照片、水文、气象、水文地质、地震等已有资料,以及工程经验和已有的勘察报告等;②工程地质调查与测绘;③工程地质勘探见工程地质测绘和勘探;④岩土测试和观测见土工试验和现场原型观测、岩体力学试验和测试;⑤资料整理和编写工程地质勘察报告。工程地质勘察通常按工程设计阶段分步进行。不同类别的工程,有不同的阶段划分。对于工程地质条件简单和有一定工程资料的中小型工程,勘察阶段也可适当合并。

编辑本段勘察工作量

主要根据工程类别与规模、勘察阶段、场地工程地质的复杂程度和研究状况、工程经验、建筑物等级及其结构特点、地基基础设计与施工的特殊要求等六个方面而定。

编辑本段勘察阶段

按工程建设的阶段,工程地质勘察一般分为规划选点至选址的工程地质勘察、初步设计工程地质勘察和施工图设计工程地质勘察。

编辑本段工程地质勘察方法或手段

工程地质勘察方法或手段,包括工程地质测绘、工程地质勘探、实验室或现场试验、长期观测(或监测)等。

工程地质测绘

在一定范围内调查研究与工程建设活动有关的各种工程地质条件,测制成一定比例尺的工程地质图,分析可能产生的工程地质作用及其对设计建筑物的影响,并为勘探、试验、观测等工作的布置提供依据。它是工程地质勘察的一项基础性工作。测绘范围和比例尺的选择,既取决于建筑区地质条件的复杂程度和已有研究程度,也取决于建筑物的类型、规模和设计阶段。规划选点阶段,区域性工程地质测绘用小比例尺(1:10万,1:5万);设计阶段,水库区测绘大多用中比例尺(1:2.5万,1:1万),坝址、厂址则用大比例尺(1:5000,1:2000,1:1000,1:500)。工程地质测绘所需调研的内容有地层岩性、地质构造、地貌及第四纪地质、水文地质条件、天然建筑材料、自然(物理)地质现象及工程地质现象。对所有地质条件的研究,都必须以论证或预测工程活动与地质条件的相互作用或相互制约为目的,紧密结合该项工程活动的特点。当露头不好或这些条件在深部分布不明时,需配合以试坑、探槽、钻孔、平洞、竖井等勘探工作进行必要的揭露。工程地质测绘通常是以一定比例尺的地形图为底图,以仪器测量方法来测制。采用卫星像片、航空像片和陆地摄影像片,通过室内判读调绘成草图,到现场有目的地复查,与进一步的照片判读反复验证,可以测制出更精确的工程地质图。并可提高测绘的精度和效率,减少地面调查的工作量。

工程地质勘探

包括工程地球物理勘探、钻探和坑探工程等内容。①工程地球物理勘探。简称工程物探,其目的是利用专门仪器,测定各类岩、土体或地质体的密度、导电性、弹性、磁性、放射性等物理性质的差别,通过分析解释判断地面下的工程地质条件。它是在测绘工作的基础上探测地下工程地质条件的一种间接勘探方法。按工作条件分为地面物探和井下物探(测井);按被探测的物理性质可分为电法、地震、声波、重力、磁法、放射性等方法。工程地质勘察中最常用的地面物探为电法中的视电阻率法,地震勘探中的浅层折射法,声波勘探等;测井则多采用综合测井。物探的优点在于能经济而迅速地探测较大范围,且通过不同方向的多个剖面获得的资料是三维的。以这些资料为基础,在控制点和异常点上布置勘探、试验工作,既可减少盲目性,又可提高精度。测井则可增补钻探工作所得资料并提高其质量。开展多种方法综合物探,根据综合成果进行对比分析,可以显著提高地质解释的质量,扩大物探解决问题的范围,缩短工程地质勘探周期并降低其成本。由于物探需要间接解释,所以只有地质体之间的物理状态(如破碎程度、含水率、喀斯特化程度)或某种物理性质有显著差异,才能取得良好效果。②钻探和坑探。采用钻探机械钻进或矿山掘进法,直接揭露建筑物布置范围和影响深度内的工程地质条件,为工程设计提供准确的工程地质剖面的勘察方法。其任务是:查明建筑物影响范围内的地质构造,了解岩层的完整性或破坏情况,为建筑物探寻良好的持力层(承受建筑物附加荷载的主要部分的岩土层)和查明对建筑物稳定性有不利影响的岩体结构或结构面(如软弱夹层、断层与裂隙);揭露地下水并观测其动态;采取试验用的岩土试样;为现场测试或长期观测提供钻孔或坑道。钻探比坑探工效高,受地面水、地下水及探测深度的影响较小,故广为采用。但不易取得软弱夹层岩心和河床卵砾石层样品,钻孔也不能用来进行大型现场试验。因此,有时需采用大孔径钻探技术,或在钻孔中运用钻孔摄影,孔内电视或采用综合物探测井以弥补其不足。但在关键部位还需采用便于直接观察和测试目的层的平洞、斜井、竖井等坑探工程。钻探和坑探的工作成本高,故应在工程地质测绘和物探工作的基础上,根据不同工程地质勘探阶段需要查明的问题,合理设计洞、坑、孔的数量、位置、深度、方向和结构,以尽可能少的工作量取得尽可能多的地质资料,并保证必要的精度。

实验室试验及现场原位测试

获得工程地质设计和施工参数,定量评价工程地质条件和工程地质问题的手段,是工程地质勘察的组成部分。室内试验包括:岩、土体样品的物理性质、水理性质和力学性质参数的测定。现场原位测试包括:触探试验、承压板载荷试验、原位直剪试验以及地应力量测等

(见岩土试验、工程地质力学模拟)。设计建筑物规模较小,或大型建筑物的早期设计阶段,且易于取得岩、土体试样的情况下,往往采用实验室试验。但室内试验试样小,缺乏代表性,且难以保持天然结构。所以,为重要建筑物的初步设计至施工图设计提供上述各种参数,必须在现场对有代表性的天然结构的大型试样或对含水层进行测试。要获取液态软粘土、疏松含水细砂、强裂隙化岩体之类的、不能得到原状结构试样的岩土体的物理力学参数,必须进行现场原位测试。

长期观测

用专门的观测仪器对建筑区工程地质条件各要素或对工程建筑活动有重要影响的自然(物理)地质作用和某些重要的工程地质作用随时间的发展变化,进行长时期的重复测量的工作。观测的主要内容有:岩、土体位移范围、速度、方向;岩、土体内地下水位变化;岩体内破坏面上的压力;爆破引起的质点速度;峰值质点加速度;人工加固系统的载荷变化等。此项工作主要是在论证建筑物的施工设计的详细勘察阶段进行,工程地质作用的观测则往往在施工和建筑物使用期间进行。长期观测取得的资料经整理分析,可直接用于工程地质评价,检验工程地质预测的准确性,对不良地质作用及时采取防治措施,确保工程安全。

第二篇:常见的地质勘探技术(遥感地质调查、地质填图、坑探工程、钻探工程、

? 8.1.1 遥感地质调查

? 遥感地质调查是综合利用遥感技术进行地质调查和资源勘探的方法。

? 遥感地质调查的理论建立在物理学的电磁辐射与地质体相互作用的机理基础之上,而其技术方法则建立在“多”技术基础上

? 遥感地质调查具有以下特点。

1.大面积的同步观测,视域宽广

3.定时、定位观测,提高观测的时效性

2.信息丰富,技术先进

4.投入相对小,综合效益高

8.1.2 地质填图

? 地质填图又称地质测量,是勘探中的基础工作,也是最基本的技术手段。它是应用地质学的理论和方法,有目的地在含煤地区进行全面的地表地质研究,即对天然露头(没有被浮土掩盖的岩层、煤层、断层等)和人工露头(用人工揭露出来的岩层、煤层、断层等)进行测量和描述,并把获得的所有地质信息按一定的比例及统一的技术要求填绘在地形图上,编制成地形地质图、地质剖面图、地层综合柱状图等图件,作为今后地质工作的重要依据。 ? 地质填图在煤田地质勘查的各个阶段中都要进行,但各阶段的要求、研究程度及地质条件不同,相应地质填图的比例尺也有差异。

? 遥感技术已应用于煤田地质填图。

8.1.3 坑探工程

? 坑探工程简称坑探,是为了揭露岩层、煤层及地质构造等地质现象,或为了采集煤样在地表或地下挖掘不同类型的坑道所进行的工程。

1.探槽

? 在表土较薄(一般小于3m),岩层倾角较陡或较平缓。地形切割比较强烈,表土稳定坚实且含水不多的地段,垂直岩层走向或构造线方向挖掘的一条槽沟,称为探槽。

? 利用探槽可以直接测量和描述所揭露的地质现象,可以绘制剖面图及其他图件。 ? 探槽是坑探工程中使用最普遍的技术手段,它常配合地质填图使用。

?其规格一般为:底宽0.6~0.8m,两帮坡度75°~80°。

2.探井

? 当表土厚度大于3m、小于20m时,不适合挖掘探槽,就采用从地面垂直挖掘探井的方法,来揭露一般地层倾角比较平缓地区的岩层、煤层及其他地质现象。

? 探井工程比探槽难度大,应尽量少布置,一般沿岩层走向布置,配合探槽和地质填图使用。

3.探巷(硐)

? 为了揭露煤系,了解煤层厚度和结构,确定煤层风氧化带的深度,并在风氧化带下采集煤样,直接从地面挖掘的井硐,称为探巷(硐)。

? 探巷根据需要可垂直或平行煤层走向掘进,可为立井、斜井、平巷或石门。

当用探掘工程达不到上述目的时,需采用钻探工程。钻探工程是通过钻探机械向地下钻进直径小而深度大的圆孔,并从孔内取得岩、煤芯地质资料,获得全钻孔岩性柱状, 从而揭露掩盖地区和深部的整个煤系地层,取得地层、岩性、矿产、构造及水文地质等多方面资料。钻探是详查和精查勘探工作中主要采用的技术手段。根据地质目的的不同,钻孔分为探煤孔、构造孔、水文孔、水源孔、取样孔、井筒检查孔、验证孔等。

8.1.4 钻探工程

? 使用专门的机械传动钻杆和钻头,从地面向地下钻直径小而深的圆孔的方法,称为钻孔。

? 一般在煤田勘探中采用的钻机有300m、500m、650m及1000m等规格。

? 钻探过程中一边钻进,一边选择层位提取岩心,对岩心进行测量和描述,获得地质信息,然后绘制原始钻孔柱状图。

? 钻孔到达目标深度并提取岩心后,按规定必须对钻孔进行地球物理测井。最后对钻孔进行封闭,以免给以后煤矿生产带来突水等隐患。

8.1.5 巷探工程

? 运用矿井中的巷道来探测地质现象,称之为巷探。

? 它是矿井地质工作中常用的勘探技术手段。通常一般无钻探条件,或钻探达不到预期效果,而且生产又需要时,采用巷探。

? 巷探工程有专门布置的巷道,如下图所示,专门延长运输巷和布置几个短探巷,其目的就是为了探测F16断层的位置,以便顺断煤交线布置切眼;也有采用一巷多用的方法,如下图所示,每隔一定距离布置阶段石门,这些石门的挖掘既提前获得了所需的地质资料,又是以后生产上必需的巷道。

? 巷探工程最大的优点是可以直接观测地质现象、量取地质数据、采集样品,而且可以“一巷多用”。施工专门的探巷,一般都采取小断面简易支护的方式,以减少费用。

8.1.6 地球物理勘探

? 地球物理勘探简称物探,是利用具有不同物理性质(如密度、磁性、电性、弹性波传播速度、放射性等)的岩层和矿床所产生的地球物理场异常,来寻找煤矿床、圈定含煤地层、推断地质构造及解决其他地质问题的一种技术手段

8.1.6.1 煤炭地质勘查地球物理勘探技术

1.重力勘探

? 重力勘探是以地壳中岩石与煤层之间的密度差异为基础,通过观测与分析重力场的变化规律查明地质构造和寻找煤炭资源的一种地球物理勘探方法。

? 重力勘探的使用条件:首先,被探测的岩体与周围岩体之间应有明显的密度差异,最好差值在0.2~0.3g/cm3以上,含煤地层与上覆地层、基底岩层或结晶基底之间应有这样的密度差异;其次,要求密度分界面的倾角大于50o,埋藏深度小于3000m,上覆松散沉积物比较均匀,而且地形平坦等。

? 重力勘探的主要成果是重力异常等值线平面图。重力勘探主要用于识别盆地、圈定盆地边界、进行构造分区和研究基岩起伏变化;也可用于确定煤田的边界、含煤沉积的厚度和基底起伏情况等。

2.磁法勘探

? 磁法勘探是以地壳中岩石与煤层之间的磁性差异为基础,通过观测和分析地磁场的变化特征,查明研究对象地质特征和性质的一种地球物理方法。

? 磁法勘探要求含煤地层与其上覆及下伏地层有明显的磁性差异,同一地层的磁性相对稳定,岩层倾角越大越好。通常含煤地层与其上覆、下伏岩层在磁性上差别不大,因此在煤炭地质勘查中,磁法主要用来区分含煤地层和基底古老变质岩系,了解结晶基底的起伏情况,或用来圈定侵入含煤地层中的火成岩和高磁性的火成岩盖层,也可用于确定煤层燃烧带。

3.电法勘探

? 电法勘探是根据岩石或矿石电学性质(如导电性、介电性和极化性、导磁性等)的差异来找矿和研究地质构造的一组地球物理勘探方法。

? 按照电磁场的时间特征,可把电法勘探分为直流电法勘探、交流电法勘探和瞬变或脉冲电法勘探3类。

? 直流电法勘探是通过研究与地质体有关的直流电场分布特征来达到勘探的目的。

? 直流电法勘探利用的场源有人工场源和天然场源2种。人工场源的直流电法勘探,包括电阻率剖面法、电阻率测深法、充电法、直流激发极化法等;天然场源的直流电法勘探,有自然电场法等。直流电法是勘探测量的物理参数有视电阻率或视极化率。

4.地震勘探

? 地震勘探是利用地震学的方法研究人工激发的弹性波在不同地层中的传播规律,如波的速度、波的衰减和波的形状,以及在界面的反射、折射等,来研究地下地质体的岩性、埋深、构造形态等的一种地球物理勘探方法。

? 地震勘探中的人工震源有2种,一种是炸药震源,一种是非炸药震源(如机械震源、气爆震源、电能震源等)。在陆地表面进行地震勘探时,主要使用炸药震源和机械震源。

? 从二维地震勘探逐步发展起来的三维地震勘探技术,是地球物理勘探中最重要的方法,也是当前煤炭等地下矿产资源的主要勘探技术之一。

? 二维地震勘探方法是在地面上布置一条条的测线,沿各条测线进行地震勘探施工,采集地下地层反射回地面的地震波信息,然后经过电子计算机处理得出一张张地震剖面图,在二维空间(长度和深度方向)上显示地下的地质构造情况

5.地球物理测井

? 地球物理测井简称测井,是钻孔中使用的地球物理勘探方法的通称。

? 根据所利用的岩石物理性质不同,可分为电测井、放射性测井、磁测井、声波测井、热测井和重力测井等;根据地质和地球物理条件,合理地选用综合测井方法,可以详细研究地质剖面、探测有用矿产。

? 在煤田地质勘探中,1:200比例尺的测井曲线作岩层定性和深度解释,1:50比例尺的测井曲线作定厚和煤层结构解释,从而达到查明岩性、厚度、深度、煤层、煤质及含水层深度和厚度等。若钻探打丢、打薄煤层时,地球物理测井资料就更为重要。

? 煤矿测井主要方法及其应用范围见表。

-------------煤田地质勘探阶段(普查(找煤、普查)、详查、勘探(精查))的划分;

8.2.1 煤炭地质勘查阶段

? 煤炭地质勘查阶段又称煤炭地质勘查程序。煤炭地质勘查工作的整个过程就是对煤田从大范围的概略了解到小面积的详细研究的过程。

? 煤炭地质勘查的程序划分为预查、普查、详查、勘探4个阶段。各勘查阶段必须完成其相应的勘查任务,必须对各种地质因素的了解、研究、掌握达到一定程度,必须提交相应的地质报告。勘探地质报告是矿井建设可行性评价和矿井初步设计的依据。勘探阶段先期开采地段资源/储量比例。

? 程序:首先对整个煤田进行比例尺为1:5万的普查勘探;普查后将煤田划分为若干矿区;然后对各矿区进行1:1万的矿区详查;再将矿区划分为若干井田;对各井田进行1:5000的精查。

主要任务

应在煤田预测或区域地质调查的基础上进行,其任务是寻找煤炭资源。预查的结果,要对所发现的煤炭资源是否有进一步地质工作价值做出评价。预查发现有进一步工作价值的煤炭资源时,一般应继续进行普查;预查未发现有进一步工作价值的煤炭资源,或未发现煤炭资源,都要对工作地区的地质条件进行总结

在预查的基础上,或已知有煤炭资源赋存的地区进行。普查的任务是对工作区煤炭资源的经济意义和开发建设的可能性做出评价,为煤矿建设远景规划提供依据

为矿区总体发展规划提供地质依据。凡需要划分井田和编制矿区总体发展规划的地区,应进行详查

为矿井建设可行性研究和初步设计提供提供地质资料。勘探一般以井田为单位进行。勘探

的重点地段是矿井的先期开采地段(或第一水平)和初期采区。勘探成果要满足确定井筒、水平运输巷、总回风巷的位置,划分初期采区,确定开采工艺的需要;保证井田境界和矿井设计能力不因地质情况而发生重大变化;保证不致因煤质资料影响煤的洗选加工和既定的工业用途

第三篇:工程地质勘探的方法

作者:不详项目管理2006-2-17

主要有坑、槽探、钻探、地球物理勘探等方法。

坑、槽探

就是用人工或机械方式进行挖掘坑、槽、井、洞。以便直接观察岩土层的天然状态以及各地层的地质结构,并能取出接近实际的原状结构土样。

钻探

是指用钻机在地层中钻孔,以鉴别和划分地表下地层,并可以沿孔深取样的一种勘探方法。钻探是工程地质勘察中应用最为广泛的一种勘探手段,它可以获得深层的地质资料。地球物理勘探

简称物探,它是通过研究和观测各种地球物理场的变化来探测地层岩性、地质构造等地质条件的。常用的地球物探方法有直流电勘探、交流电勘探、重力勘探、磁法勘探、地震勘探、声波勘探、放射性勘探。

工程地质勘探的方法主要有坑、槽探、钻探、地球物理勘探等方法。

坑、槽探

就是用人工或机械方式进行挖掘坑、槽、井、洞。以便直接观察岩土层的天然状态以及各地层的地质结构,并能取出接近实际的原状结构土样。

钻探

是指用钻机在地层中钻孔,以鉴别和划分地表下地层,并可以沿孔深取样的一种勘探方法。钻探是工程地质勘察中应用最为广泛的一种勘探手段,它可以获得深层的地质资料。

地球物理勘探

简称物探,它是通过研究和观测各种地球物理场的变化来探测地层岩性、地质构造等地质条件的。常用的地球物探方法有直流电勘探、交流电勘探、重力勘探、磁法勘探、地震勘探、声波勘探、放射性勘探。

在各种工程地质勘察方法中,工程地质测绘是最根本最主要的方法。这一方法的本质是应用地质理论知识对地面的地质体和地质现象进行观察和描述,以了解地质变化规律。

工程地质测绘的主要内容包括:(1)查明测绘地区内的地层、岩性、成因类型、岩相变化及其相互接触关系,各自的分布范围。(2)查明地质结构。如土体的成层组合关系,岩体结构特征;大区地质构造,构造线方向,褶皱断裂形态、产状和分布;构造形迹和构造体系;活动断层的性质、规模、分布及其活动性;裂隙系统、密度、连续性,裂隙面的粗糙程度,充填蚀变情况;各种结构面的产状、特征。(3)地貌研究。划分地貌形态等级和地貌单元;分析各种地貌的形态

特征、物质结构和形成过程,及其与地层,构造的关系。(4)调查和观测地下水的露头,了解地下水位,含水层和隔水层,地下水类型,涌水量等。(5)各种物理地质现象的分布、规模、发育程度、形态和结构特征、活动性、危害性,并分析其形成条件。(6)对测绘区内已有建筑物变形破坏情况进行调查研究。(7)调查天然建筑材料,圈定料场的分布与范围,初步评价其质量和数量。

第二、工程地质勘探

工程地质勘探包括物探、钻探和坑探等方法。

物探方法是一种间接方法,根据被测定的地质介质的导电率、磁性和弹性波传播速度、密度等物理性质,以及岩层的含水量、裂隙性、破碎程度等物理状态,用特定的仪器设备取得的数值,从而划分岩层、判定地质结构、地下水埋藏深度、岩溶分布情况,特别是测定岩石(体)的力学指标。

钻探和坑探是直接了解地下情况的可靠手段。它是为了判定地下地质结构和岩性,补充和验证地面测绘资料而进行的调查工作。在编制钻探计划时,要注意钻孔的布局与选定,并在钻孔中进行必要的测试工作,做到一孔多用,以较少的工作量,解决更多的工程地质问题。

第三、工程地质野外试验

工程地质野外试验是为计算法和定量评价求得土石的物理、水理和力学性质指标,地下水埋藏和运动情况、水的侵蚀性,工程动力地质作用的发展速度、规模,以及处理措施的效果等取得具体数据资料。

工程地质勘察中常用的野外试验有三大类:水文地质试验、岩土力学试验及地基强度试验、地基处理试验。

第四、长期观测

长期观测的主要任务是检验测绘、勘探对工程地质条件评价的正确性;查明动力地质作用及其影响因素随时间的变化规律,准确预测工程地质问题,为防止不良地质作用所采取的措施提供可靠的工程地质依据,检查为治理不良地质作用而采取的措施的效果。

长期观测的内容主要有:与工程有关的地下水动态观测、物理地质现象的长期观测、建筑物建成后与周围地质环境相互作用及动态变化的长期观测。

第五、勘察资料的内业整理

勘察资料的室内整理工作包括:土石物理力学指标的整理和数理统计;工程地质图与其他图件的编绘,及工程地质报告书的编写。这一工作是将各项勘察方法所获得的资料进行系统整理、分析和总结,并据此提出工程地质评价和结论。

第四篇:工程地质以及水文地质

GC

工程地质学:是将地质学的原理运用于解决工程地基稳定性问题的一门学科。水文地质学是研究地下水的科学,地下水是指赋存于地面以下岩石孔隙中的水。

基础是指底部与基础接触的承重构件,作用是把建筑上部的荷载传给地基。地基是指建筑下面支撑基础的土体或岩体。

地基承载力是指地基所能承受由建筑物基础传递来的荷载的能力。直接与基础接触的土层叫持力层,持力层下部的土层叫下卧层。

工程地质条件是指工程建筑物所在地区地质环境各项因素的综合,这些因素包括:地层岩性,地质构造,水文地质条件,地表地质作用,地形地貌。主要的工程地质问题包括:地基稳定性问题,斜坡稳定性问题,洞室围岩稳定性问题,区域稳定性问题。

自然界的三大岩类:火成岩,沉积岩,变质岩

岩石物理特征:比重,重度,孔隙性,吸水性,软化性,抗冻性;力学性质:岩石的变形特征,岩石的强度特征。

确定地质年代方法:地层层序律,生物层序率,切割率,岩性对比法; 相对年代:地质事件发生的先后顺序。绝对年代:地质事件发生至今的年龄(同位素年龄)。相对年代的确定:

1、地层层序律;

2、生物层序律;

3、切割律:岩层(岩石)被侵入岩侵入穿插,则侵入者年代新,被侵入者年代旧。绝对年代的确定:同位素年龄的测定.冰期:第四纪气候冷暖变化频繁,气候寒冷时期冰雪覆盖面积扩大,冰川作用强烈发生。间冰期:气候温暖时期,冰川面积缩小。

第四纪沉积物:残积物,坡积物,洪积物,沉积物

褶皱的工程地质评价:1.褶皱的核部是岩层强烈变形的部位,岩石破裂.裂隙发育.直接影响到岩石强度和岩体的完整性。2.褶皱的翼部不同于核部,以倾斜岩为主。

岩石破裂后,沿破裂面无明显位移者称为节理。张节理是由张应力作用下形成的,剪节理是剪应力作用而形成的。节理的工程地质评价:1.岩体中的裂隙,在工程上除有利于开挖外,对岩体的强度和稳定性均有不利影响。2.裂隙的存在,破坏了岩体的整体性,加速岩体的风化速度,增强岩体的透水性、软化性,因而使岩体的强度和稳定性降低。3.当裂隙主要发育方向与走向平行,倾向与边坡坡向一致时,不论岩体产状如何,边坡都将失稳滑移。4.还会影响爆破作业的效果。5.裂隙有可能成为影响工程设计与施工的重要因素,就应当对裂隙进行详细的调查研究,详细论证裂隙对岩体工程建筑条件的影响,采取相应的措施,以保证建筑物的稳定和正常使用。

断层:沿破裂面有明显位移(规模大)外力地质作用剥蚀沉积物覆盖——标志(断层存在的标志)(1)地质体不连续(2)断层面(带)的构造特征:镜面、擦痕与阶步牵引构造、牵

引褶皱;断层岩:指断层带中因断层动力作用被破碎、研磨(3)地貌和水文等标志。

断层的工程地质评价:1.大多数情况下,断层面两侧一定宽度范围内的岩石破碎,对场地的稳定性影响极大。2.在新构造运动强烈的地区,有的断层可能有活动性,甚至有产生地震的可能性,将对其附近工程带来极大的事故隐患。3.断层与地下水常紧密相连,给地下工程造成事故隐患。4.断层是软弱结构面。5.造成建筑物的不均匀沉降。6.对采矿工程会造成极大困难。

震级是衡量地震绝对强度的级别,释放的能量E越大,震级M就越高,两者关系为logE=4.8+1.5M。烈度是指地面及建筑物受地震的破坏程度。

风化作用的类型:

1、物理风化

2、化学风化

3、生物风化。岩石风化程度的划分:全风化带、强风化带、弱风化带、微风化带、新鲜岩石。影响风化作用的因素:气候因素、地形因素、地质因素

阶地是沿河流、湖泊和海滨伸展,超出河、湖、海面以上的阶梯状地貌。由侵蚀剥蚀、堆积过程和地壳构造运动合力塑造而成。河流阶地:1 侵蚀阶地,2坡积阶地,3基座阶地

岩溶作用的基本条件:岩石的可溶性、岩石的透水性、水的流动性、水的溶蚀性

岩溶地貌:地表岩溶地貌、漏斗、竖井、落水洞、溶蚀洼地、干谷和盲谷

根据岩溶发育的特点,岩溶地区可能遇到以下几类地基:1.石芽地基 2.溶洞地基 3.土洞地基。处理方法:石芽:这类地基具有不均匀性,处理的原则主要是两大类:其一是处理软弱部分,即压缩性较高的地基,对之施行加固,使之能与坚硬部分相适应;其二是处理坚硬部分,换之以压缩性土,使之与软弱部分地基变形相协调。溶洞:规模小,可采用清除或堵塞;规模大,则不宜作为建筑物的地基。土洞:这类地基具有不均匀性,处理的原则主要是两大类:其一是处理软弱部分,即压缩性较高的地基,对之施行加固,使之能与坚硬部分相适应;其二是处理坚硬部分,换之以压缩性土,使之与软弱部分地基变形相协调。

滑坡滑动分为蠕滑、滑动、剧滑三个阶段

滑坡的治理原则:1)防止或减轻诱发滑坡的外部环境条件,如截排水沟、卸荷减载坡面防护。2)改善边坡内部力学特征和物质结构,如土质改良,土质改良有2种途径:1是加进某种材料以改变斜坡岩土体成分;2是采用某种技术改变土的结构状态。3)设置抗滑工程直接阻止滑坡的发展,如抗滑桩、抗滑挡墙等

弧形滑移面的斜坡稳定性计算:K=(cL+tanΦ∑N)/∑T

斜坡稳定性评价:包括定性评价和定量评价 定性评价:1)根据滑坡的地貌形态来判断 2)根据工程地质类比判断 3)根据滑动前的各种迹象判断 定量评价:1)常规土坡稳定计算方法 2)极限平衡分析方法3)数值计算(有限元法、神经网络法等)

影响岩体工程性质的主要因素:1.岩石强度和质量 2.岩体的完整性 3.水的影响

[BQ]=BQ-100(K1-K2-K3)

特殊土指具有一定分布区域或工程意义上具有特殊成分、状态和结构特征的土。主要有: 黄土、红粘土、软土、膨胀土、冻土、盐碛土.红黏土性质物理力学性质:1)天然含水量、孔隙比、界限含水量都很高,但有较高力学强度和较低的压缩性2)各种指标变化幅度大

工程勘察阶段:选址勘察阶段,初步勘察阶段(收集资料、初步勘察、确定地震),详细勘察阶段

工程地质测绘分为:综合性测绘和专门性测绘工程地质图的比例尺分三种:小比例尺1:5000~1:50000可行性研究时;中比例尺1:2000~1:5000初步勘察时;大比例尺1:200 ~1:1000详细勘察等。绘图精度:误差不超过3mm,其他地段不超过5mm。两种测绘方法:像片成图法和实地测绘法

勘探分为:物探,钻探,坑探

控制含水系统发育和地质结构有关

控制地下水流动系统发育和水的势场有关

化石保存在沉积岩中

断层破碎带的水文地质意义:储水空间,导水

孔隙的大小和孔隙度大小无关

地下水是可再生的,但不是取之不尽用之不竭,不能破坏其平台

SW

赋存于地壳岩石层空隙中各种形式的水统称为地下水,主要赋存于孔隙、裂隙、溶隙中。空隙中水的形式有:气态水、结合水、重力水、毛细水、固态水。岩石的水理性质有容水性,持谁性,给水性,透水性。

含水层是指能透过又能给出重力水的岩层,隔水层是指不能给出并透过水的岩层。地下水按埋藏条件分为:上层滞水(包气带水)、潜水、承压水。上层滞水:包气带中局部隔水层之上的重力水。特点:分布不广,埋藏较深;由大气降水补给,通过蒸发或向隔水底板边缘排泄;易受污染 ,稳定性差,对建筑物的施工和人民健康有影响。潜水:埋藏在地面以下第一个稳定隔水层之上具有自由水面的重力水。特点:

1、潜水面以上无稳定的隔水层存在,大气降水与地表水可直接渗入补给,即补给区与分布区一致。

2、潜水深度和含水层的厚度受气候、地形、地质条件影响,变化较大,受地表污染较重。

3、具有自由水面,渗流速度取决于含水层的渗透性能和潜水面的水力坡度。

4、垂直排泄(蒸发)和水平排泄(向邻近较低河流排泄)。

5、潜水对建筑物的稳定性和施工均有影响。承压水:充满与两个稳定的隔水层的重力水。特点:1.具有连续的隔水层覆盖,大气降水(地表水)不能直接补给,只有在含水层直接出露时,才能接受地表水补给,帮承压水具明显的补给区、承压区和排泄区。2.承压水无自由水面,并承受一定的静压力。3.承压水具有水头压力,不仅向低洼处排泄,还可以由低处向高处流,形成上升泉、自流泉等。4.受顶部隔水层控制,受大气、水文、气候、人类活动的影响较小,故水量变化 不大(具恒定性),动态稳定和水质优良。

地下水的补给:含水层自外界获得含水量的过程。补给来源大气降水补给:最主要来源,补给数量与降水性质、植物覆盖、地形、地质构造、包气带厚度及岩石透水性有关。暴雨、连

绵细雨不同。地下水的排泄:含水层失去水量的过程。排泄方式:蒸发:土壤蒸发、植物蒸发;泉水:山区与平原,上升泉与下降泉。向地表水排泄、含水层之间的排泄、人工排泄。

地下水的物理性质主要有温度、颜色、透明度、气味,味道,比重、导电性以及放射性

地下水中的化学成分:气体成分有:

离子成分有:

地下水中所含各种离子、分子及化合物的总量称为地下水的总矿化度,也称为地下水的总溶解固体,以g/L表示。

地下水化学成分的形成包括:溶滤作用、浓缩作用、脱碳酸作用、脱硫酸作用、阳离子交替吸附作用、混合作用、人类活动在地下水化学成分形成中的作用。

当水井贯穿整个含水层,并在含水层的全部厚度上都进水时称为完整井;如果水井的进水部分只有井底和含水层的部分厚度是称为非完整井。

影响半径的原始定义是井轴到降落漏斗边缘断面间的距离。假想含水层中存在一个以抽水井井轴为中心的理想圆柱体,抽水时沿其周界水头保持不变,抽水井抽水效果与实际抽水结果一致,这个圆柱体的半径便是“引用影响半径”

地下水的工程地质评价:

1、地下水位的变化,如地下水位上升,引起浅基础地基承载力降低,地基沉降,在有地震砂土液化的地区会引起液化的加剧,同时易引起建筑物震陷加剧。对岩土体产生变形、滑移、崩塌失稳等不良地质作用 2.地下水位下降,此时往往会引起地表塌陷,地面沉降等。对建筑物本身而言,当地下水位在基础底面以下压缩层内下降时,岩土的自重压力增加,可能引起地基基础的附加沉降。如果土质不均匀或地下水位突然下降,出可能使建筑产生变形破坏。 通常地下水位的变化往往是由于施工中的抽水和排水引起,局部的抽水和排水,会产生基础底面下地下水位突然下降,产生建筑物发生变形。3.地下水的侵蚀性的影响主要体现在水对混凝土,可溶性石材,管道以及金属材料的侵蚀危害。它包括结晶类腐蚀、分解类腐蚀、结晶分解复合类腐蚀。4.由地下水引起的流砂这种不良地质作用的影响主要表现为在工程施工中能造成大量的土体流动,致使地表塌陷或建筑物的在破坏,会给施工带来极大的困难,或直接影响建筑工程及附近建筑物的稳定。5.潜蚀,这种不良地质作用通常分为机械潜蚀和化学潜蚀。机械潜蚀是指地下水的动力压力作用,而化学潜蚀是指地下水溶解土中的易溶盐分,这两种作用在土中同时发生,并会引起土粒间的结合力和土的结构破坏和水带走土粒,形成洞穴的不良影响,其后果是使地基土的强度受到破坏,土下形成空洞,致使地表塌陷,破坏建筑场地的稳定。6.。基坑突涌,涌水会冲毁基坑,破坏地基,给工程带来损失。7.地下水的浮托作用。当建筑物基础底面位于地下水位以下时,地下水对基础底面产生静水压力,即产生浮托力。

达西定律:Q=KA(H1-H2)/L=KAI,v=Q/A=KI,Q=KWh/L W是过水断面,v是渗流速度,Q是渗透流量(m3/d),H1H2是上下游过水断面的龙头,L是上下游过水断面的水平距离,A是过

水断面的面积,K是渗透系数,I是水力坡度

达西定律只适用于雷诺数Re≤10的地下水层流运动。

水文循环是由蒸发、水汽运输、降水、径流组成

第五篇:小型水库除险加固工程地质勘探工作布置原则

王春华

(水利部河北水利水电勘测设计研究院,天津300250)

摘要:近年我省加大了小型水库除险加固工程工作力度,今后相当一段时间小型水库除险加固仍将是水利工作重点。根据工作实践,总结分析小型水库病害勘探工作布置原则。

关键词:小水库;除险加固;勘探

1、小型病险库概况

我省小型水库共有992座,大部分是20世纪五六十年代兴建的。由于历史条件的限制,财力、物力不足,技术力量薄弱,工程建设程序不规范,边勘察、边设计、边施工的三边工程多,有的工程甚至没做工程地质勘察工作,就仓促上马。大部分工程由当地农民施工,工程质量参差不齐。普遍存在先天不足,后期管理又没有跟上,工程经过几十年的运行,年久失修,致使半数以上病害问题较为突出,对其除险加固已成为当务之急。

2、主要病险类型

(1)防洪保坝标准偏低:设计保坝标准偏低,达不到规范要求,表现为溢洪道泄量不足,坝顶高程或安全超高不满足规范要求。

(2)坝体稳定问题:坝坡淘刷、坝体断面不足,达不到坝体抗滑稳定安全系数要求。坝体裂缝及筑坝材料在坝体形成渗漏带、渗漏层等软弱部位,高水位运行时下游坝坡出现高点渗流溢出,坝体渗流不稳定。

(3)坝基渗漏稳定问题:坝基砂卵石、基岩破碎带等强透水层没进行处理或处理不彻底,导致蓄水后坝基渗漏严重,。

(4)溢洪道问题:边坡不稳,泄洪时易塌方阻水。过流断面软弱基础没衬砌,不能抵御水流冲刷。泄流断面不满足保坝要求。

3、勘探工作布置原则

(1)收集资料:应加强收集原有勘察、设计、施工及运行监测资料,充分了解设计意图,弄清建筑物的工程特性。根据具体情况,以客观务实科学的态度对水库病险情况进行初步综合分析判断。

(2)简化勘探:病险库勘探工作,应以查明病险部位、成因和产生原因等工程问题实质,评价其危害程度为原则。不应也没有必要对水库进行全面的工程地质与水文地质条件进行评价。一般小型水库除险加固工程勘察经费仅数万元,必须简化勘探工作。

(3)勘探工作布置点位:①防洪标准偏低,如采用开挖加宽溢洪道方案,须对溢洪道的工程地质条件进行勘探评价。采取大坝加高方案,坝基受力条件发生改变,须对坝基的工程地质条件重新进行勘探评价。对坝基强渗漏层进行工程地质及水文地质勘探评价。

②坝体虽不是地质体,但可以借用地质师的工作手段和工作方法判断坝体存在的坝体裂缝、塌陷、渗漏带、渗漏层等病险情况,分析原因。

4、勘探方法

(1)小型水库多为土石坝,建筑物规模不大,应高度重视工程地质测绘,很多水库通过工程地质测绘能发现病害分布、类型等。

(2)广泛调查、综合分析、初步判断水库存在的病害,使勘探

工作有的放矢,有针对性地在可疑点布置物探、坑探、井探。经验表明坑探、井探不但能节省勘察费,而且对于小水库探查一般工程问题是行之有效的。

(3)重要、复杂部位布置少量钻孔,并充分利用钻孔进行原位测试、取样进行室内试验,验证并修正前期对水库病害部位及产生原因的分析认识。

5、结语

小型水库除险加固工程地质勘探工作,可利用的工作量有限,地质师在布置勘探工作前应对收集到的资料做精细分析,针对性布置勘探工作,对取得的勘探数据进行精细的研判,以较少的勘探工作量判断水库病害分布情况、危害程度及其产生原因,为除险加固设计提供工程地质与水文地质评价资料及建议,是水库除险加固的基础工作,也是地质师极具创造力工作水平体现。

[收稿日期]2009-4-15

[作者简介]王春华(1952-),男,(汉族)河北省玉田人,高级工程师,主要从事工程地质与水文地质工作,(TeI)02226154911。

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