勘察成果整理

1、第七章 助察成果整理勘察成果整理是在搜集已有资料后，在工程地质测绘、勘探、测试、检验与监测所得各项原始资料和数据的基础上进行的，其主要工作内容是：岩土参数的分析与选定、岩土工程分析评价、反分析和勘察报 告的编写。第一节岩土参数的分析与选取一、岩土参数的可靠性和适用性岩土参数的分析与选定是岩土工程分析评价和岩土工程设计的基础。评价是否符合客观实际，设计计算是否可靠，很大程度上取决于岩土参数选定的合理性。岩土参数可分为两类：一类是评价指标，用以评价岩土的性状，作为划分地层鉴定类别的主要依据；另一类是计算指标，用以设计岩土工程，预测岩土体在 荷载和自然因素作用下的力学行为和变化趋势，并指导施工和监测

2、。工程上对这两类岩土参数的基本要求是可靠性和适用性。可靠性是指参数能正确反映岩土体在规定条件下的性状，能比较有把握地估计参数真值所在的区间。适用性是指参数能满足岩土工程设计计算的假定条件和计算精度要求。岩土工程勘察报告应对主要参数的可靠性和适用性进行分析，并在分析的基础上选定参数。岩土参数的可靠性和适用性在很大程度上取决于岩土体受到扰动的程度和试验标准。它涉及到两个问题：取样器和取样方法问题；试验方法和取值标准问题。通过不同取样器和取样方法的对比试验可知，对不同的土体，凡是由于结构扰动强度降低得多的土， 数据的离散性也显著增大。对同一土层的同一指标，采用不同的试验方法和标准发现，所获数据差异很

3、 大。二、岩土参数的统计分析由于岩土体的非均质性和各向异性以及参数测定方法、条件与工程原型之间的差异等种种原因，岩土参数是随机变量，变异性较大。故在进行岩土工程设计时，应在划分工程地质单元的基础上作统计分析，了 解各项指标的概率系数，确定其标准值和设计值。岩土参数统计分析前，一定要正确划分工程地质单元体。不同工程地质单元的数据不能一起统计，否 则因不同单元体岩土的物理力学性质参数差异较大而导致统计的数据毫无价值。由于土的不均匀性，对同 一工程地质单元（土层）取的土样，用相同方法测定的数据通常是离散的，并以一定的规律分布，可以用频 率分布直方图和分布密度函数来表示。三、岩土参数的标准值和设计值岩

4、土参数的标准值是岩土工程设计时所采用的基本代表值，是岩土参数的可靠性估值。它是在统计学区间估计理论基础上得到的关于参数母体平均值置信区间的单侧置信界限值。母体平均值W可靠性估值 fk(即标准值)按下式求得：P ( K式中：R、S K、K分别为抗力、作用力、稳定性系数和安全系数。B.概率分析法由于岩土性质的差异性以及勘探、取样和测试的误差，导致许多参数并不是一个确定值，而是具有某 种分布的随机变量，所获取的稳定性系数亦相应为随机变量。因而采用概率分析法进行稳定性评价更为合 理，即按破坏概率量度设计的可靠性，将安全储备建立在概率分析的基础上。概率分析法的表达式为：P f = P (KV 1) W

5、P f 式中：Pf、Pf 、一一分别为破坏概率和目标破坏概率。而稳定的概率则为:R= 1 P f对确定稳定性系数 K的各种计算参数需要进行许多次随机抽样，才能获得K值的概率分布图(图1)。I值概率分布目前国内的岩土工程计算一般都采用定值法，对特殊工程需要时可辅以概率分析法进行综合评价。3、岩土工程计算的极限状态按规范规定，岩土工程计算应按极限状态进行。所谓“极限状态”指的是：整个工程或 工程的一部分，超过某一特定状态就不能满足设计规定的功能要求。这一特定状态即称为该功能的极 限状态。各种极限状态都有明确的标志或限值。按工程使用功能，可将极限状态分为承载能力极限状 态和正常使用极限状态二类。(1

6、)承载能力极限状态或称破坏极限状态。它又可分为两种情况：A、岩土体中形成破坏机制；地基的整体性滑动、边坡失稳、挡土结构倾覆、隧洞冒顶或塌帮、渗 透破坏等。B、岩土体的过量变形或位移导致工程的结构性破坏。由于土体的湿陷、震陷、融陷或其他大变形，造成工程的结构性破坏；由于岩土过量的水平位移，导致桩的倾斜、管道破裂、邻近工程的结构性破 坏；由于地下水的浮托力、静水压力或动水压力造成的工程结构性破坏等。(2)正常使用极限状态或称功能极限状态。这种极限状态对应于工程达到正常使用或耐久性能的某种规定限值。属于正 常使用极限状态的情况有：影响正常使用的外观变形、局部破坏、振动以及其他的特定状态。例如，由于岩

7、土变形而使工程 发生超限的倾斜、沉降、表面裂隙或装修损坏；由于岩土刚度不足而影响工程正常使用的振动；因地 下水渗漏而影响工程(地下室)的正常使用等。岩土工程的分析评价，应根据岩土工程勘察等级区别进 行。对三级岩土工程勘察，应根据邻近工程经验进行分析评价，必要时可结合少量的勘探、测试资料 进行。对二级岩土工程勘察，应在详细勘探、测试工作基础上，结合邻近工程经验进行分析评价。对 一级岩土工程勘察，除按二级要求进行外，尚宜对其中的复杂问题进行专门研究，并结合监测工作对评价结论进行核查。第三节反分析、反分析的含义通过工程实体试验或施工监测岩土体实际表现性状所取得的数据，反求某些岩土工程技术参数，并以

8、此为依据验证设计计算、查验工程效果以及分析事故的技术原因。例如，根据建筑物沉降观测结果，反求 地基土层的模量或确定沉降计算的经验系数，并由此验证地基沉降量计算的确切性。反分析是岩土工程勘察、设计的一个重要特点。由于岩土工程的影响因素复杂，设计计算所用的数学 模型或计算公式都需经过一定的概化和简化；尤其当地质条件较复杂时，岩土参数往往不易准确量测。所 以设计计算的结果就存在误差和不确定性。此外，测试条件与工程原型之间存在较大的差别（尺寸效应、应力状态），也影响岩土参数的可靠性和适用性。因此，单纯依靠理论计算又无现成经验的设计，可靠性较低；而以实体试验和原型监测为依据的 岩土工程设计则较为可靠、合

9、理。反分析应以岩土工程实体或足尺试验为分析对象。根据系统的原型观测，查验岩土体在工程施工和使 用期间的表现，检验与预期效果相符的程度。只要方法得当，反分析可以求得更加符合实际的岩土工程技 术参数。它与室内试验、原位测试一起，构成了求取岩土参数的第三种手段。也可以说，反分析是前两种 测试方法的补充，并借以验证其所求得的参数的实用性。、反分析的应用反分析可分为非破坏性（无损的）反分析和破坏性（已损的）反分析两种情况。表1非破坏性反分析的应用工程类型实测参数反演参数房屋建筑工程沉降量和基坑回弹量观测岩土变形参数动力机器基础稳态或非稳态动力反应，包括位移、速度、加速度岩土动刚度、动阻尼挡土结构水平及铅

10、直位移、倾斜、岩土压力、结构应力岩土抗剪强度公路路基及路面变形变形模量、承载比降水工程、生产井涌水量及水位降深渗透系数表2破坏性反分析的应用场地类型实测参数反演参数各类场地地基失稳滑移后的几何参数岩土强度滑坡滑坡体的几何参数，滑动前后观测数据滑动面岩土强度饱水粉细砂地震前后的密度、强度、水位、上覆压力、标高等液化临界值膨胀性土、湿陷性土土的含水率和变形，建筑物变形的动态观测数据膨胀压力、湿陷性指标为了提高反分析结果的可信度，不论何种类型的工程都应做到以下几点：(1)反分析之前，应进行详细的场地勘察工作，了解岩土和地下水条件，以及它们在施工过程中发生的变 化。(2) 了解工程实体或足尺结构物在施

11、工和运营过程中实际外加荷载的大小、加荷方式和作用时间。(3)通过测试和分析，确定岩土体的初始状态变量，如岩土体的初始应力状态、应力历史等。(4)合理确定岩土体的本构关系或反应模型以及相应的计算方法。(5)恰当假定分析过程中的排水条件和边界条件。(6)恰当确定反分析中所需的岩土体辅助参数，如土的重量、隙比、含水率等。需进行数据统计时，一般 只能在内插范围内选取参数，只有在确有把握的情况下，才采用外延方法。(7)原型观测的项目、手段、方法和要求，应有针对性。(8)在进行量纲分析、理论分析、统计分析时，应注意反分析工程与设计工程之间在尺寸上的差异。第四节岩土工程勘察报告勘察报告是岩土工程勘察的总结性

12、文件，一般由文字报告和所附图表组成。此项工作是在岩土 工程勘察过程中所形成的各种原始资料编录的基础上进行的。为了保证勘察报告的质量，原始资料必 须真实、系统、完整.因此，对岩土工程分析所依据的一切原始资料，均应及时整编和检查。 一、报告的基本内容岩土工程勘察报告的内容，应根据任务要求、勘察阶段、地质条件、工程特点等情况确定。鉴 于岩土工程勘察的类型、规模各不相同，目的要求、工程特点和自然地质条件等差别很大，因此只 能提出报告基本 内容。1、报告的内容(1)委托单位、场地位置、工作简况，勘察的目的、要求和任务，以往的勘察工作及已有资料情况。(2)勘察方法及勘察工作量布置，包括各项勘察工作的数量布

13、置及依据，工程地质测绘、勘探、取样、 室内试验、原位测试等方法的必要说明。(3)场地工程地质条件分析，包括地形地貌、地层岩性、地质构造、水文地质和不良地质现象等内容， 对场地稳定性和适宜性作出评价；(4)岩土参数的分析与选用，包括各项岩土性质指标的测试成果及其可靠性和适宜性，评价其变异性， 提出其标准值；(5)工程施工和运营期间可能发生的岩土工程问题的预测及监控、预防措施的建议。(6)根据地质和岩土条件、工程结构特点及场地环境情况，提出地基基础方案、不良地质现象整治方案、开挖和边坡加固方案等岩土利用、整治和改造方案的建议，并进行技术经济论证；(7)对建筑结构设计和监测工作的建议，工程施工和使用

14、期间应注意的问题，下一步岩土工程勘察工 作的建议等。2、报告的内容结构工程地质报告书既是工程地质勘察资料的综合、总结，具有一定科学价值，也是工程设计的地质依据。应明确回答工程设计所提出的问题，并应便于工程设计部门的应用。 报告书正文应简明扼要,但足以说明工作地区工程地质条件的特点，并对工程场地作出明确的工程地质评价(定性、定量)。报告由正文、附图、附件三部分组成。(1)绪论，说明勘察工作任务，要解决的问题，采用方法及取得的成果。并应附实际材料图及其他图 表。(2)通论，阐明工程地质条件、区域地质环境，论述重点在于阐明工程的可行性。通论在规划、初勘 阶段中占有重要地位，随勘察阶段的深入，通论比重

15、减少。(3)专论，是报告书的中心，重点内容着重于工程地质问题的分析评价。对工程方案提出建设性论证 意见，对地基改良提出合理措施。专论的深度和内容与勘察阶段有关。(4)结论，在论证基础上，对各种具体问题作出简要、明确的回答。二、报告应附的图表(一)报告应附图表类型勘察报告应附必要的图表，主要包括：(1)场地工程地质图(附勘察工程布置)。(2)工程地质柱状图、剖面图或立体投影图。(3)室内试验和原位测试成果图表。(4)岩土利用、整治、改造方案的有关图表。 岩土工程计算简图及计算成果图表。(二)工程地质图为了确切地反映某一地区的工程地质勘察成果，单用叙述的方式是不够的，必须有图件配合。为了将某一工程

16、地区内的工程地质条件和问题，确切而直观地反映出来，最好的方法是编制工程地质图。工程地质图是工程地质工作全部成果的综合表达，工程地质图的质量标志着编图者对工程地质问题的预测水平，工程地质图是工程地质学家(技术人员)提供给规划、设 计、施工和运行人员直接应用的主要资料，它对工程的布局、选址、设计及工程进展起到决定性的影 响。工程地质图一般包括平面图、剖面图、切面图、柱状图和立体图，并附有岩土物理力学性、水 理性等定量指标。工程地质图除为规划设计使用外，还可为下一阶段的工程地质勘察工作的布置指出 方向。1、工程地质图基本特点(1)工程地质图是针对工程目的而编制的地质图件，它不同于一般地质图，它应该提

17、供具有鲜明 工程特色的信息，并按照与比例尺相称的精度，反映对某一地区的工程地质评价。(2)综合测绘、勘探、试验、长期观测所获得的成果，反映区内综合的或某一方面的工程地质条件。(3)图的类型、比例尺、因工程对象和勘察阶段而不同。(4)依据一系列基础图件(地质图、地貌图、水文地质图等)，并结合各种勘探试验成果，综合分析“编制”而成。它不是基础图件的简单重叠，而是各种基础资料的重新组合。 常以套图(系列图) 的形式出现。2、工程地质图的发展(1) 1976年由IAEG召开的工程地质编图学术会议，会后出版了 “工程地 质图及编制指南”，并附有样图，对编图原则和方法提出综合性建议。(2)我国已编制了 1

18、:400万中国工程地质图(1990),省级1:100万工程地质图。如湖北省 1:100万 环境地质图系，含11幅图件，反映地貌、构造、岩性、山体稳定性、岩溶发育程度、河湖变迁、自 然灾害、水文地质、工程地质、旅游地质等内容。(3) 1990年8月6日10日在荷兰阿姆斯特丹举行的第六届国际工程地质大会，将工程地质图列为 第一项议题(收到论文 36篇)，归纳工程地质编图工作的最新进展。(4)环境地质图的编制(和工程地质相关图件)。3、工程地质图的最新进展(1)出现综合性多层次多因素的环境工程地质图；(2)灾害预测地质图的发展，如滑坡灾害分区图(按概率分区)；(3)计算机及GIS系统在工程地质编图中

19、的应用，也是目前编图工作的主流和热点。4、环境地质图(1)环境地质图包括图件内容A、基础资料图，示出岩土类型、基岩等值线、采矿区、竖井、平洞、钻孔位置、填土、滑坡及边坡角、工程特性及矿床、地下水资源等。B、演乡t图，矿产资源、地基条件、设置地下贮存建筑物的潜力。C、环境潜力图 (环境容量图)，矿产、地下水和农业有关的资源开发问题，指导开发并指出建筑物不 应覆盖的地段或不允许场地填土污染的地段，或其他限制(如不良地基、滑坡、塌陷敏感地段或洪涝 敏感地段)。(2)环境地质图的目标A、在详细程度上能满足地方规划的有用信息；B、在广度上能提供结构规划权系及其评价手段；C、能提供考虑发展的建议书文义；D

20、K能帮助专业工程师和地质学家对收集到的基本资料进行快速评价。5、工程地质图的类型根据多年来实际出现的类型，大致可按内容和用途分类如下：(1)按内容分类A工程地质条件图(基本工程地质图)综合反映工作区的工程地质条件，以及对条件的总体评价，但不作分区。它表示各类建筑物 区的基本工程地质条件及综合评价，有时也可针对某类建筑的特点，有选择地表示某些条件或因素， 以便使用图件重点突出，便于生产部门使用。又称综合图。B、工程地质分析图（分析图）针对某一重要的专门工程地质问题，分析有关因素的变化规律的图件。图中只反映某一种因素或某一种岩、土指标的变化规律，常以等值线图的形式出现。如建筑物持力层顶板埋深或高程

21、等值线图、地下水等水位线图、岩土渗透性（K值）等值线图,岩土 c、f值、压缩系数a、变形摸量E等值线图等。显然，编制这类图件需要大量数据，一般在详细 勘察阶段才有可能编制。常作为重要工程地质图件的辅助图件。C、工程地质分区图按照工程地质条件中各要素的主次顺序相似程度分区，并可作几级划分，图面上只有分区界限和区的代号，各区的工程地质特征在所附的说明表中说明，并作出评价。常与工程地质图（条件图）相互配合使用。使用于中、小比例尺，大范围。口综合分区图图中既表示工程地质条件的有关资料，又有分区并对各区的建筑适宜性作出评价。是生产部 门中常用的形式，这种图件适于条件简单或中等复杂程度的地区，对于条件复杂

22、地区，则图中内容过 多，重点不突出，适于大比例尺、小范围。（2）按用途分类A通用工程地质图以表示工程地质条件为主要内容，以岩土类型及其工程地质性质为主体，综合地质结构、水 文地质等因素，并提出一般性工程地质评价。通用图可为各种工程建设服务，应用范围广而精度低， 小比例尺，大范围，用于区域规划。（如中华人民共和国自然地图集 1:1000万，中国工程地质图1:400 万。）B、专用工程地质图为某一类工程建筑服务，具有专门性，在全面反映工程地质条件的基础上，根据具体建筑的需 要和存在的工程地质问题，加以筛选，使重点突出，避免因反映因素过多而使图面复杂化。这种图可有各种比例尺，但是小比例尺专用工程地质

23、图，其收集资料精度较低，实际上只能反 映基本条件，因而趋于通用图，用于规划阶段。中大比例尺，所反映的数据精度较高，专用性加强，因而专用工程地质图，应以中、大比例尺为主。6、编图中的工程地质单元体划分和分区问题工程地质单元体的划分和工程地质分区是工程地质编图中的两项重要问题，也是在争论中逐 步得到统一和发展的问题，涉及到工程地质学中的基本理论。(1)岩土的工程地质制图单元划分问题工程地质图的中心内容是反映以岩土类型为主体的各种工程地质单元体。不同比例尺的图件对岩土类型划分的详细程度不同。比例尺愈小，单元体概括性愈高，随比例尺加大，则要求逐渐突出岩土的微型特征作为单元体的划分依据。CEGM(Com

24、mittee of Engineering Geological Map )标准，国际工程地质协会(IAEG)工程地质编图委员会建议，按4级划分工程地质制图单元。A、工程地质类型(Engineering Geological Type -E.T)工程地质类型是最小一级单元体,在大比例尺工程地质图上才有条件划分。R岩石类型(LithologicalType-L.T )是基本单元，用于大、中比例尺工程地质图。C、岩石综合体(Lithological Complex-L.C )是中单元，用于中、小比例尺工程地质图。D、岩组(Lithological Suite-L.S )最大单元，用于小比例尺工程地

25、质图。各级单元体的划分标志如下表：单元级别名称地质成因地质历史工程地质特征均一程度D岩组(L.S)属于同一地质时期、大地构造及地理环境，有成因联系相似相近不均一、各向异性C岩石综合体(L.C)属于同一构造及地理环境相同相似，但不能给出综合体的指标，只能给出个别岩类指标岩石类型均一但可进一步分类B岩石类型(L.T)相同相同相似，可以给出单元体指标范围值，但不能给出平均值岩性均一，物质成分、结构、构造相似，但物理状态不同A工程地质类型(E.T)相同相同相同，可以给出岩土物理力学性质指标均一，物理状态一致的确切值中国工程地质图的岩土类型单元划分标准，以地质成因一地质特征一工程地质性质作为岩土单元划分

26、原则。A岩体：按建造（成因、地质特征）及工程地质特征建造：岩浆岩、碎屑岩、碳酸盐岩、变质岩、松散土。工程地质特征：按强度及结构岩石弓虽度+岩体25构+岩组或岩石名称如坚硬块状侵入岩组坚硬厚层状碳酸盐岩组较坚硬中厚层状泥灰岩-砂岩组软弱薄层状泥岩组B、土体：按粒度成分、特殊工程地质性质粒度成分一一巨粒土、粗粒土、细粒土。特殊工程地质性质一一特殊土（软粘土、膨胀土、黄土、盐渍土、冻土 ）如软弱均一粘性土岩组较软弱层状粘性土 -砂土岩组。显然，岩组的命名随士体分类命名的调整应加以修正，并应考虑结构及均一性特点。（2）工程地质分区问题按工程地质条件个要素的相似性，对研究区进行逐级划分区段，以反映条件的

27、差别，便于应 用。A分区目的同一区段内工程建筑和使用条件以及勘察条件上具有相似性，不同区段其工程地质条件和评 价不同。B、分区标志指分区所依据的准则一一工程地质条件、工程地质评价。C、以工程地质条件为分区标志级别名称表达方式分区标志评价方式工程地质特征共性一级区域颜色大地构造、地貌、地质结构的差异性定性V少V二级地区色调地貌、新构造运动的差异三级区线条岩土类型及工程性质、岩土均质性、岩土组合结构特征四级地段图例符号水文地质条件的差异性自然地质作用、工程地质作用与现象，天然建筑材料二级五级按比例符号地段定量多DK以工程地质评价作为分区标志具有发展前景，按工程需求出现新的分区标志，通过定性或定量评

28、 价标准，结合工程设计的需要进行分区。分区目的在于表示对工程建筑有利或不利因素及其程度，专门性分 区标志的选择应结合主要工程地质问题的分析，不同勘察阶段，分区标 志及侧重点有所不同。勘 察阶 段问题分 区 标 志城市规划、区域规划区域稳定稳定性（稳定、基本稳定、潜不稳定、不稳定）城市工民建选址地基对基础的适宜性适宜程度（适宜、较适宜、不适宜）环境地质研究斜坡稳定性斜坡敏感性指数、稳定性系数城市环保水土污染问题污染系数、污染因子含量指数国土利用规划环境地质灾害、自然资源损耗风险值（经济代价）7、工程地质图的编绘（1）内容表达工程地质条件图或综合分区图内容表达较复杂，其中心问题是工程地 质条件的表

29、示形式。A、地形、地貌地形一一用等高线及形态符号表示。地貌一一大中型单元圈出边界，小单元可用符号。小比例尺 反映基本成因类型、构造、剥蚀、侵蚀、堆积；中比例尺 反映形态成因类型、山脊、斜坡、河谷、阶地、夷平面、岩溶;大比例尺 反映微地貌单元、沼泽、洼地、古河道等。B、岩土类型岩类一一界限；时代一一色谱（颜色）；成因一一代号；岩性一一线条、花纹、岩性代号；软弱夹层按比例尺或超比例尺表示；物理力学指标一一附表、框图、特殊符号加数字、等值线。C、地质结构产状、构造线、褶皱轴线、断层线（带）一一符号（比例尺、超比例尺）；物理裂隙统计图等一一符号。口水文地质条件符号、分子式、等值线表示。E、动力地质现象：超比例尺符号（小比例尺图），圈出实际范围（中、大比例尺图）并由图例符号表 示类型、时代、活动程度。F、天然建筑材料：圈出范围，用符号、颜色表示。（2）编绘与整饰原则A编制工程