特地工程地质考试资料

1、第一章第一节 工程地质学概况 工程地质学 （Engineering Geology）: 是一门研究与工程建设有关的地质问题，为工程建设服务的地质科学，它是 地质学的分支学科，属于应用地质学的范畴。一、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 决问题 满足建筑物的设计、施工、使用工程建筑对地质环境的作用工程建筑类型多 工业与民用建筑、铁路、公路、矿山建筑、水利建筑等每一类型建筑又有一系列建筑物群体 高楼大厦、工业厂房、矿井、巷道、地铁等有的在地上，地的在地下 地壳中 无不与地质环境息息相关。 高、大

2、、深、精 工程建筑对地质环境的作用 地应力和地下水。应力 建筑物自重加载、开 挖卸荷效应、地下洞室开挖对围岩应力的影响，引起岩土体应力状况发生变化，使岩土体产生变形至破坏。地 下水 岩土的软化和泥化、地基砂土液化、道路冻害、水库浸没、坝基渗透变形、隧道涌水、矿区地面塌陷二、研 究 任 务阐明建筑地区的工程地质条件，并指出对建筑物有利和不利的因素；论证建筑物所存在的工程地质问题， 进行定性和定量的评价，作出确切的结论；选择地质条件优良的建筑场址，并根据场址的地质条件合理配置 各个建筑物；研究工程建筑物兴建后对地质环境的影响，预测其发展趋势，并提出对地质环境合理利用和保 护的建议；提出有关建筑物类

3、型、规模、结构和施工方法的合理建议，以及保证建筑物正常使用所应注意的 地质要求；为拟定改善和防治不良地质作用的措施方案提供地质依据。工程地质是工程建设的基础工作。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（Engineering geological condition）：与工程建筑物有关的地质因素的综合。 岩土类型及其工程性质 ;地质结构 ; 地形地貌 ;水文地质 ;工程动力地质作用 ;天然建筑材料 工程地质问题（Engineering geological Problem）:工程建筑物与工程地质条件之间所存在的矛盾或问题。1）场地工程地质条件不同、建筑

4、物内容不同，所出现的工程地质问题也各不相同。2）房屋工程：地基承载力、沉降、基坑边坡问题3）地下洞室：围岩稳定性、突水、涌水4）矿山开采：边坡稳定性、基坑突水、矿坑稳定5） 水利水电工程：渗透变形、水库渗漏、斜坡稳定性、坝体抗滑稳定性 四、研 究 方 法1）自然历史分析法 地质学分析研究地质体、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。 定性方法例如：斜体变形破坏研究。2）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、数理统计方法、数值分析方法。还如，灰

5、色理论、逻辑信息、模糊 数学、分形、神经网络、层次分析等。3）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。4）工程地质类比法 经验借鉴、对比 基础是相似性（地质条件与建筑物工作方式） 如：专家判断、经验参数使用。第二节 专门工程地质学概况一、专门工程地质学的性质 专门工程地质学是工程地质学的一门分支学科。它着重于论述工程地质实践，研究如何有步骤、分阶段地综合 运用各种勘察手段，有效地查明建筑地区的工程地质条件，论证有关的工程地质问题，作出正确的工程地质评 价，为工程

6、的规划、设计、施工和正常使用提供地质依据。专门工程地质学是研究工程地质勘察的原理和技术 方法的学科，也可称之为工程地质勘察学。第一部分 工程地质勘察 第二章 工程地质勘察的基本技术要求 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

7、建筑材料等。这些通常称为工程地质条件 岩土工程勘察的内容主要有： 工程地质调查和测绘、勘探及采取土试样、原位测试、室内试验、现场检验和检测，最终根据以上几种或全部 手段，对场地工程地质条件进行定性或定量分析评价，编制满足不同阶段所需的成果报告文件。第一节 工程地质勘察的几个基本问题一、工程地质勘察的基本任务就是为工程建筑的规划、设计和施工提供地质资料，运用地质和力学知识回答工程上的地质问题，以便使建 筑物与地质环境相适应，从地质方面保证建筑物的稳定安全、经济合理、运行正常、使用方便。而且尽可能避 免因工程的兴建而恶化地质环境，引起地质灾害，达到合理利用和保护环境的目的。 工程地质勘察的任务具体

8、归纳为以下六个方面1、查明建筑地区的工程地质条件，指出有利和不利条件。阐明工程地质条件的特征及其形成过程和控制因素。2、分析研究与建筑有关的工程地质问题， 作出定性评价和定量评价， 为建筑物的设计和施工提供可靠的地质依 据。 3、选出工程地质条件优越的建筑场地。 4 、配合建筑物的设计与施工，提出关于建筑物类型、结构、规模 和施工方法的建议。 5、为拟定改善和防治不良地质条件的措施提供地质依据。6、预测工程兴建后对地质环境造成的影响，制定保护地质环境的措施。二、工程地质条件（一）一般理解 工程地质条件可以理解为与工程建筑有关的地质要素之综合，包括地形地貌条件、岩土类型及其工程地质 性质、地质结

9、构、水文地质条件、物理地质现象、以及天然建筑材料等六个要素。1）工程地质条件是一个综合概念，是指上述六个要素的总体，而不是指任何单一要素2） 构成工程地质条件的要素都属于地质范畴， 3） 工程地质条件是客观自然存在的，是自然地质历史塑造而成的，而不是人为造 成的。 4） 山区一基岩为主一断裂发育一基岩裂隙水为主一物理地质现象发育一石料丰富模式；5）平原区一冲积土层巨厚一砂土、 粘性土层频繁交互一物理地质现象不发育一孔隙水为主一土料丰富石料缺乏模式； 6）深切峡谷区一碳酸盐岩发育巨厚一地质结构中等复杂程度一岩溶水为主一岩溶强烈一石料丰富土料缺乏 模式二）工程地质条件各要素的分析1、岩土类型及其工

10、程地质性质 这是工程地质条件最基本的要素，任何建筑物都是脱离不开土体或岩体的。岩土的类型不同，其性质有很 大差别，工程意义大不一样。2、地形地貌条件 地形地貌条件对建筑场地的选择，特别是对线性建筑如铁路公路，运河渠道等的线路方案的选择等意义最 为重大。如能合理利用地形地貌条件，不但能够大量节约投资，而且对建筑群中各种建筑物的布局和建筑 物的型式、规模以及施工条件等也有直接影响。施工条件包括施工场地是否足够宽阔，施工运输道路是否 方便等。地形地貌条件还能反映出地区的地质结构和水文地质结构特征。3、地质结构 地质结构除了包含地质构造之外，它还包括岩土单元的组合关系及各类结构面的性质和空间分布。土体

11、和 岩体的地质结构有所不同。土体结构主要是指土层的组合关系，亦即由层面所分隔的各层土的类型、厚度 及其空间变化。岩体结构也主要指岩层的构造变化及其组合关系，同时还包括各种结构面的组合。4、水文地质条件对工程有影响的因素是：地下水的类型，地下水位及其变动幅度，含水层和隔水层的分布及组合关系，各 自的厚度，土层或岩层渗透性的强弱及其渗透系数，富水性，承压含水层的特征及水头。岩石裂隙水的特 性，水动力条件，分布的不均一性，含水层和隔水层的特点，裂隙水渗透压力。地下水的补给、径流和排 泄条件，地下水的水质及侵蚀性，等等。5、物理地质现象这是指对工程建设有影响的自然地质作用和现象。地壳表层经常处于内动力

12、地质作用和外动力地质作用的 强烈影响之下，对建筑物造成威胁与破坏，其规模常甚巨大，甚至是区域性的。地震、滑坡、泥石流、冲 沟、岩溶、崩塌、海岸冲刷泥石流、冲沟、岩溶、崩塌、海岸冲刷6、天然建筑材料许多建筑物的建筑材料是取之于土和岩石的，这称为天然建筑材料。例如土石坝、路堤、路基、挡墙、护 坡、码头等都需要大量天然建筑材料。又如用作混凝土骨料的砂土和砾石，用作为土石坝防渗设施的粘性 土，用作为反滤设施的粗细砂土和砾石等，数量也是很大的。各种用途的天然建筑材料都应符合一定的质 量要求，满足数量的需要。第二节工程地质勘察的基本技术要求一、岩土工程勘察分级1、工程建筑类型建筑物千变万化。按目的、用途和

13、使用要求等特点分类如下：（1）工业与民用建筑工程：主要是指工农业生产性建筑、非生产性建筑和构筑物，其特点是数量大，种类繁多，千姿百态；线路工程：主要指线性展布的工程。如铁路、公路的路基、路面、隧道、桥梁、各种管道以及输电线路工程等；（3）水利工程：主要指水利枢纽工程如大坝、溢洪道、输水隧道、引水工程、分洪工程等；（4）港口工程：主要包括码头、防波坝、船台、滑道、船坞工程等；此外，如海洋工程、核电站工程等。2、工程安全分级工程安全分级，是根据工程的规模和特征，以及由于岩土问题造成破坏或影响正常使用的后果的严重性进行划 分的。表1-1 工程安全等级安全等级工程类爭破坏后果-级重嬰匸程徂严重二级一程

14、严重次聲工程不严吏Mil建筑芟全等融確坏焉果建既夷蟄很严置重嬰的用崖鋭執20层以上泊畐&8筑；体塑复余的w展以t的高展O：殆对地鼬变摊有峥哦要求的專滋瓠草带祈载在以t的建就紡L_-“严重工业与朗飙用严璽3、场地等级 场地等级是根据场地地质条件的复杂程度划分的，可按下列规定分为三个等级：（1）一级场地。符合下列条件之一的为一级场地（复杂场地）：对建筑抗震危险的地段；不良地质作用强烈发育；地质环境已经或可能受到强烈破坏；地质地貌复杂；有影响工程的多层地下水、岩溶裂隙水或其他 水文地质条件复杂、需专门研究的场地。（2）二级场地。符合下列条件之一的为二级场地（中等复杂场地 ）： 对建筑抗震不利的地段；

15、 不良地质作用一般发育；地质环境已经或可能受到一般破坏；地形地貌较复杂；基础位于地下水位以下的场地。（3）三级场地。符合下列条件者为三级场地（简单场地 ）： 抗震设防烈度等于或小于 6 度或对建筑物抗震有利的地段；不良地质作用不发育；地质环境基本未受破坏；地形地貌简单；地下水对工程无影响。4、地基等级5、基等级划分是根据地基的复杂程度进行的。（1）一级地基。符合下列条件之一的为一级地基（复杂地基）：岩土种类多、很不均匀，性质变化大，需特殊处理；严重湿陷、膨胀、盐渍、污染的特殊性岩土，以及其他情况复杂、需做专门处理的岩土。（2）二级地基。符合下列条件之一的为二级地基 （中等复杂地基）：岩土种类多

16、，不均匀，性质变化较大；除一级地基所列 以外的特殊性岩土。 （3）三级地基。符合下列条件者为三级地基（简单地基）：岩土种类单一，均匀，性质变化不大；无特殊性岩土。场地等级、地基等级具体划分时，应从一级开始，向二级、三级推定，以最先满足为准。5、岩土工程勘察等级 岩土工程勘察等级划分是依据工程重要性、场地复杂程度和地基复杂程度综合确定的，一般划分为甲、乙、丙 三个级别： （1）甲级岩土工程勘察。 在工程重要性、 场地复杂程度和地基复杂程度等级中， 有一项或多项为一级。（2）乙级岩土工程勘察。除勘察等级为甲级和丙级以外的勘察项目。（3）丙级岩土工程勘察。工程重要性、场地复杂程度和地基复杂程度等级均

17、为三级。一般情况下， 勘察等级可在勘察工作展开前， 通过收集已有资料确定。但随着勘察工作的展开，对自然认识的深入，勘察等级也可能发生改变。对于岩质地基，场地地质条件复杂程 度是控制因素。建造在岩质地基上的工程，如果场地和地基条件比较简单，勘察工作难度是不大的，故即使是 一级工程，场地和地基为二级时，岩土工程勘察等级也可定为乙级。三、岩土工程勘察方法 为了查明场地的工程地质条件，分析其存在的工程地质问题，需要采取一系列的勘察方法和手段。建筑场地岩 土工程勘察方法一般包括： 1）工程地质测绘与调查 2）工程地质勘探和取样 3）工程地质试验 4）现场检验及观测 5） 勘察资料的室内整理。第三节 岩土

18、的工程分类土的定名 土的定名除按颗粒级配和塑性指数定名外，还应符合特殊成因和年代的土类应结合其成因和年代定名，如新近 堆积粉土、残坡积碎石土等。对于特殊土，应结合颗粒级配或塑性指数定名。如淤泥质黏土、盐渍砂质粉土等。 对于混合土，应冠以主要含有的土类定名。对同一土层中相间成韵律沉积，当薄层与厚层的厚度比大于1/3时，应定为互层”厚度比为1/10 1/3时、宜定为夹层”厚度比小于1/10的土层，且多次出现时，宜定为夹薄层”当厚度大于0.5m时，宜单独分层。第三章 工程地质测绘与调查第一节 工程地质测绘的意义和特点 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

19、，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料，编制成工程地质图。这一重要的勘察成果可对 场地或各建筑地段的稳定性和适宜性作出评价。工程地质测绘是岩土工程勘察的基础工作。综合性测根据研究内容的不同，工程地质测绘可分为 综合性测绘 和两专门性测绘 两种。 综合性工程地质测绘 是对场地或建筑地段工程地质条件诸要素的空间分布以及各要素之间的内在联系进行全 面综合的研究，为编制综合工程地质图提供资料。在测绘地区如果从未进行过相同的或更大比例尺的地质或水 文地质测绘，则必须进行综合性

20、工程地质测绘。专门性工程地质测绘 是对工程地质条件的某一要素进行专门研究，如第四纪地质、地貌、斜坡变形破坏等；研 究它们的分布、成因、发展演化规律等。所以专门性测绘是为编制专用工程地质图或工程地质分析图提供资料 的。无论何种工程地质测绘，都是为工程的设计、施工服务的，为场址选择与勘探方案布置提供依据。 程地质测绘具有如下特点(1) 工程地质测绘对地质现象的研究，应围绕建筑物的要求而进行，对建筑物安全、经济和正常使用有影响的不 良地质现象，应详细研究其分布、规模、形成机制、影响因素，定性和定量分析其对建筑物的影响(危害 )程度，并预测其发展演化趋势，提出防治对策和措施。而对那些与建筑物无关的地质

21、现象则可以粗略一些，甚至不予 注意。这是工程地质测绘与一般地质测绘的重要区别。 (2) 工程地质测绘要求的精度较高。对一些地质现象的观 察描述，除了定性阐明其成因和性质外，还要测定必要的定量指标。例如，岩土物理力学参数，节理裂隙的产 状隙宽和密度等。 所以应在测绘工作期间， 配合以一定的勘探、取样和试验工作，携带简易的勘探和测试器具。(3) 为了满足工程设汁和施工的要求，工程地质测绘经常采用大比例尺专门性测绘。各种地质现象的观测点需借 助于经纬仪、水准仪等精密仪器测定其位置和高程，并标测于地形图上，以保证必要的准确度。第二节 工程地质测绘的范围、比例尺和精度 一、工程地质测绘范围的确定 由以下

22、三方面确定测绘范围 拟建建筑物的类型和规模 设计阶段 工程地质条件的复杂程度和研究程度。二、工程地质测绘比例尺的选择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 1: 50000 I: 5000,属小、中比例尺测绘； 初步勘察阶段 1: 10 000 1 : 2000,属 中、大比例尺测绘； (3)详细勘察阶段 1： 20001： 200或更大，属大比例尺测绘。三、工程地质测绘的精度要求 工程地质测绘的精度包含两层意思,即对野外各种地质现象观察描述的详细程度,以及各种地质现象在工程地 质图上表示的详细程度和准确程度。 图幅的精确度,包括填图时所划

23、分单元的最小尺寸和实际单元界限在 图上标定的误差。观察、描述的详细程度,用单位面积上观测点的数目和观测线的长度来控制(表2-1 )。一般规定填图时所划分单元的最小尺寸为2mm,即大于2mm者均应标示在图上。按这个要求，所划分单元的实际厚度或宽度最小为2mm乘上图幅比例尺分母。例如 1： 1000图幅，划分单元实际最小厚度或宽度为2m，而1 :5000图幅为10m，前者单元小，单元内均一性较高，后者相反。对厚度或宽度小于2m(图上尺寸)的重要工程地质单元，如较弱夹层、断层破碎带、裂缝、标志层、洞穴、泉等等，可采用扩大比例尺或符号的方法在图上表 示出来。建筑地段的地质界限、地质点测绘精度在围上误差

24、不应超过3mm，其他地段不应超过 5mm。第三节 工程地质测绘的研究内容 工程地质测绘程序一般是:首先在室内查阅已有的研究资料，进行卫片、航片的解释，在初步掌握区域地质条 件和本次测绘需要重点研究问题的基础上，对区域工程地质条件作出初步评价进行现场踏勘，选定地质实测剖 面位置，测定地质剖面 再进行面积测绘 最后进行资料整理现场踏勘为了提高测绘工作效率，在实地测绘之前应进行现场踏勘和调查访问，其主要内容包括:(1)尽量寻找天然或人工地层露头 (如路堑、采坑、河岸、冲沟、阶地等 )，了解地层和构造情况，注意地下水的 渗出点； (2)选择实测剖面位置及线路；(3)注意观察不良地质现象的标志；(4)询

25、问了解当地打井、建筑、地下公用设施的情况； (5)了解当地生活、交通、气候、植被等情况。实地测绘一、 测绘调查的内容(一)地形地貌调查 对各种地貌景观绘制素描图，研究地形形态特征、规模、组成物质、分布规律、岩性和构造与地貌的关系，以 及各种工程地质现象与地貌的关系等。1、低山、丘陵地区的描述(1)形态：山顶形状 (尖峭的、圆坦的、平缓的、波状的、锯齿形等) ；(2)剥蚀构造特征； (3)标高； (4)岩性组成；(5)植被发育情况。2、河谷区描述(1) 阶地阶数； (2) 形态特点 (宽度、分布、形态、延伸方向、阶面坡度、表面起伏、侵蚀程度、阶坡陡缓、前缘 界限)；(3)标高； (4)岩性组成；

26、 (5)类型(侵蚀型、堆积型)；(6)植被发育程度等。3、冲沟描述(1)横断面形状(v、u、槽型)；(2)冲沟形态(宽度、深度、长度、纵向坡降、内壁坡度 );(3)冲沟大小(水蚀穴、 小型、中型、大型、特大型冲沟 )； (4)沟底堆积物岩性； (5)冲沟发育阶段 (水蚀、沟顶部下切、平衡和作用休 止阶段 )； (6)冲沟中植被及地下水出露情况。4、岩溶描述(1)形态类型 (溶沟、溶槽、溶洞、漏斗、落水洞、竖井)、位置、大小、分布规律、成因、与地表水和地下水的关系； (2)物质组成、地质构造、地下水补、径、排条件、水位动态及水力连通情况。5、调查各种微地形的组合特征。如河流阶地的接触关系，河谷阶

27、地的纵、横剖面变化，水平溶洞的分布规律 等。划分地貌单元。(二) 岩体工程地质调查1、沉积岩描述(1)岩性岩相变化恃征、 层理(水平层理、 斜层理、 波状层理、 交互层理)和层面构造 (波痕、 泥裂、 缝合线等)特征， 结核、化石、沉积韵律、岩层间接触关系及岩层产状等；(2)碎屑岩的成分、结构、胶结类型、胶结物的成分及胶结程度； (3)生物化学岩的成分、 结晶特点、 溶蚀现象及特殊构造 (鳞片、 竹叶状等 )； (4)软弱夹层 (页岩、 泥岩、 岩盐、石膏、泥炭、煤线等 )和泥化夹层的层位、厚度及空间分布等。2、岩浆岩描述(1)岩浆岩的矿物成分及其共生组合关系、岩石结构、构造、原生节理特征、岩

28、石风化程度；(2)侵入岩与围岩的接触关系、析离体和捕虏体及蚀变带的特征； (3)喷出岩的构造特征、产状要素、结构类型、喷出年代、期次等。3、变质岩描述(1) 变质岩的成分、变质程度、原岩的残留构造和变余结构特点；(2)板理、片理、片麻理发育特点及其与层理的关系； (3)软弱层与岩脉的分布特点；(4)岩石的风化程度。(三) 土体工程地质调查1、颜色 要从成因观点进行描述，分原生色和次生色，基色所夹的色斑、色带等。2、成分 成分包括粒度成分和矿物成分。前者描述土的各粒组粒径及其百分含量，以此对粗粒土进行定名。对砂级以上 的颗粒描述除了大小之外，尚需描述其矿物成分 (包括原生矿物、次生矿物 )，以及

29、胶结构的成分。3、结构土的颗粒大小、形状 (棱角、次棱角、浑圆、圆状 )、分选性 (分选好即级配不好， 70以上颗粒为同一粒级；中 等分选是指同一粒级占 5070；分选差即级配好，指同一粒级土粒不足 50)、以及排列紧密程度。胶结形 式(基底式、接触式、充填式、块状、斑块状等 )以及固结程度 (微固结、半固结、固结 )。5、结核描述颜色、成分 (铁质、钙质、锰质 )、形状 (豆状、球状、块状、条柱状、树枝状 )、大小、表面现象 (光滑、粗 糙)、内部结构 (层状、同心圆状、龟裂状、斑状、致密均匀状 )、分布特征 (单个的、成层的、密集的或分散的 )6、干湿程度湿度(干的Sr= 010%;稍湿S

30、r= 10%15%;很湿 Sr= 50%80%;饱和的Sr80%);(2) 稠度状态(坚硬IL 0;硬塑0V IL 0.25;可塑0.25 IL 0.75 ;软塑0.75 IL 1).还应观测：土的层位厚度、空间分布、裂隙、空洞、层理等发育程度，特别注意易液化的饱和粉细砂层、新近 沉积土、 人工填土以及特殊土的岩性、 层位、厚度及埋藏分布条件。 确定其时代及成因类型 （残积、坡积、 冲积、 洪积、冰债、湖积、风积等 ）。（四）土体的结构特征调查（1）均一结构类型：由一种土组成，其中夹层的单层厚度小于 1m,累积厚度小于总厚度的 10%; （2）双层结构类 型： 由同一成因类型两种不同岩性 （如

31、阶地二元结构 ），或由两种成因不同时代土层构成； （3）多层结构类型： 由 三种以上不同岩性或不同时代不同成因的土层组成。（五 ）地质构造调查 地质构造是评价区域稳定性的首要因素，查明现代构造活动和活动断裂尤为重要。评价岩体稳定性，不但要查 明岩体的构造特征，还要详细研究结构面的发育程度及其相互组合关系，因地质构造控制着各不同岩体空间位 置，以及均一性和完整性。在工程地质测绘中，应结合地区地质条件与工程的关系调查研究地质构造的性质、 类型、规模大小、 空间展布规律、 活动性及活动方式;研究构造结构面的组合形式与建筑物轴线或岸坡的关系， 不稳定岩体的边界条件，及其对建筑场地的渗漏、滑移和斜坡稳定

32、性的影响;地震烈度大于7 度、现代地震频繁地区，则应根据工程需要和任务要求，配合地震部门进行地震地质调查。（六）水文地质调查 调查研究水文地质条件 从岩性特征和地下水的分布、埋藏、类型、运动、水质、水量等入手，应与自然地 质现象及其对拟建工程的影响联系起来。查明地下水与地表水的活动规律，便于判别滑坡成因;究岩溶水循环 交替条件，以便判定岩溶的发育程度;研究水库库区水文地质条件，应为论证坝址与库区渗漏提供依据;研究 地下水埋藏，毛细管水上升高度和侵蚀性，可以判定其对基础砌置深度和基坑开挖的影响，为基坑排水方案提 供依据，并可预测地基冻张的可能性。（七）物理地质现象研究调查 工程地质测绘应查明物理

33、地质现象 （包括岩溶、滑坡、泥石流、崩塌、岸边冲刷、土洞、地震灾害等）的分布、形态、规模、类型、发育规律;根据地层岩性、地质构造、地貌、水文地质和水文气象等因素，分析物理地质 现象的成因、规律和发展趋势，以及对建筑物的各种影响等。（八）人类工程活动调查 在拟建工程分布区对已有建筑物、人工洞穴、地下采空、大挖大填、抽水排水等情况调查是测绘工作的重要内 容。不仅可以直接获得有价值的资料，减少勘探和试验工作量，而且可以利用类比法预测拟建工程的变形和破 坏的可能性，避开不利地段，选择良好地段。二、工程地质测绘和调查的方法实地测绘法（1）路线穿越法。 沿着一定的路线 （应尽量使路线与岩层走向、 构造线方

34、向及地貌单元相垂直， 并应尽量使路线的起点具有较明显的地形、地物标志，此外，应尽量使路线穿越露头较多、覆盖层较薄的地段），穿越测绘场地，把走过的路线正确地填绘在地形图上，并沿途详细观察和记录各种地质现象和标志，如地层界线、构造线、岩 层产状、地下水露头、各种不良地质作用，将它们绘制在地形图上。路线法一般适合于中、小比例尺测绘。（2）布点法。布点法是工程地质测绘的基本方法，也就是根据不同比例尺预先在地形图上布置一定数量的观测路 线和观测点。观测点一般布置在观测路线上，但观测点的布置必须有具体的目的，如为了研究地质构造线、不 良地质作用、地下水露头等。观测线的长度必须能满足具体观测目的的需要。布点

35、法适合于大、中比例尺的测 绘工作。（3）追索法。它是沿着地层走向、地质构造线的延伸方向或不良地质作用的边界线进行布点追索，其主要目的是 查明某一局部的岩土工程问题。迫索法是在路线穿越法和布点法的基础上进行的，它属于一种辅助测绘方法。 观测点的布置(1) 不同岩层接触处(尤其是不同时代岩层).岩层的不整合面;(2) 不同地貌.微地貌单元分界处；(3) 有代表性的岩石露头(人匸霹头或天然露头);(4) 地质构造线；(5) 物理地质现象的分布地段；(6) 水文地质现彖点；(7) 对工程地质有意义的地段口观测点的定位】一程地质观测点定位时听采用的方法.对成图质球彫响很大报据忝同比例尺的梢度 要求和地质

36、条件的复杂程度*町采用如下方法：(|)u测法 対照地形底性I#找怖冷:点.根据地形地物吋测或步测距离标测.-般 适用于小比例尺匸穆地质测绘，在可行性勘察阶段时采用一(2) f仪器法用简单的仪器(如罗盘.皮尺、气压汁等;)测定方位和高程*用徒 步或测绳测抽跖离，般适用严中等比例尺醐绘，任初勘阶段时采用cn仪器法-用经纬必水准仪等较荊密仪器测址观测点前位聲和為程 适用卜大比例尺工程地质测绘,常用于详勘阶段对勺:冇意文的观侧点.威为解决*一特殊岩土工程 问题时，也宜采用仪器测銃(4) GPS位仪宦位 冃前+幹勘测单位需遍配督；旳定位仪进行测绘填1轧GR 定位仪的优点是定点准蹴，決至小.并可以将参数输

37、人讣彈机址行绘图、大尢减轻了勞动 强度.握商了工柞进度第四章工程地质勘探与取样第一节岩土工程勘探的任务、特点和手段一、岩土工程勘探的任务(1)详细研究建筑场地或建筑地段的岩土体和地质构造。(2)研究水文地质条件。 (3)研究地貌和不良地质现象。(4) 取样及提供野外试验条件。(5)提供检验与监测的条件。(6)其他。二、岩土工程勘探的特点1、勘探范围与勘探深度 2、勘探精度要求3、取样要求4、勘探工程的布置力求达到综合研究的效果三、岩土工程勘探的手段岩土工程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。坑探是工程勘探的直接方法。钻探是工程勘探的半直接方法。物探是工程勘探的间接方法。第二

38、节钻探工程一、岩土工程钻探的特点在岩土工程勘察中，钻探是最常用的一类勘探手段。与坑探、物探相比较，钻探有其突岀的优点，它可以在各 种环境下进行，一般不受地形、地质条件的限制；能直接观察岩心和取样，勘探精度较高；能提供作原位测试 和监测工作，最大限度地发挥综合效益；勘探深度大，效率较高。因此，不同类型、结构和规模的建筑物，不 同的勘察阶段，不同环境和工程地质条件下，凡是布置勘探工作的地段，一般均需采用此类勘探手段。与一般的矿产资源钻探相比，岩土工程钻探有如下特点(1)钻探工程的布置，不仅要考虑自然地质条件，还需结合工程类型及其结构特点。如房屋建筑与构筑物一般应按建筑物的轮廓线布孔。 (2)除了深

39、埋隧道以及为了解专门地质问题而进行的钻探外，孔深一般十余米至数十米。所以经常采用小型、轻便的钻机。 (3) 钻孔多具综合目的，除了查明地质条件外，还要取样、作原位测试和监测 等；有些原位测试往往与钻进同步进行，所以不能盲目追求进尺。(4)在钻进方法、钻孔结构、钻进过程中的观测编录等方面，均有特殊的要求。如岩心采取率、分层止水、水文地质观测、采取原状土样和软弱夹层、断层 破碎带样品等要求。二、岩土工程钻探的特殊要求(1) 要求钻进深度和分层深度的量测误差范围应为土0.05m，非连续取心钻进的回次进尺应控制在1m以内，连续取心的回次进尺应控制在 2m 以内；某些特殊土类，需根据土体特性选用特殊的钻

40、进方法；在地下水位以上的 土层中钻进时应进行干钻，当必须使用冲洗液时应采取双层岩心管钻进。(2)岩心采取率要求较高。对岩层作岩心钻探时，一般岩石不应低于 80，破碎岩石不应低于 65。 (3)钻孔水文地质观测和水文地质试验是岩土工 程钻探的重要内容，借以了解岩土的含水性，发现含水层并确定其水位(水头)和涌水量大小，掌握各含水层之间的水力联系，测定岩土的渗透系数等。 (4)在钻进过程中，为了研究岩土的工程性质，经常需要采取岩土样。 坚硬岩石的取样可利用岩心，但其中的软弱夹层和断层破碎带取样时，必须采取特殊措施。为了取得质量可靠 的原状土样，需配备取土器，并应注意取样方法和操作工序，尽量使土样不受

41、或少受扰动。采取饱和软粘土和 砂类土的原状土样，还需使用特制的取土器。三、我国岩土工程钻探常用的钻探方法和设备(一) 钻探方法分类 我国岩土工程钻探常用的钻探方法根据钻进方式的不同分为五种 回转钻进 冲击钻进 锤击钻进 振动钻进 冲洗钻进1、回转钻进 通过钻杆将旋转矩传递至孔底钻头，同时施加一定的轴向力实现钻进。产生旋转力矩的动力源可以是机械的， 也可以是人工的。轴向压力则主要靠钻具自重或施加配重钻铤或运用机械加压系统进行施加。回转钻进根据钻 头的主要类型和功能又分为螺旋钻进、环形钻进(岩芯钻进 )和无岩芯钻进三类。( 1 )螺旋钻进 适用于细粒土，可干法钻进。钻头有麻花钻头、勺形钻头和提土器

42、三种。麻花钻头和勺形钻头钻进是在人力或 机械旋转力矩的作用下，将钻头螺纹旋入土层中，提钻时带出扰动土样，供岩性鉴定及分类之用。提土器的功 能与麻花钻头及勺形钻头类似，不同之处在于：加有中心空杆及底活塞，可通水通气，防止提钻时孔底产生真 空，造成缩孔、管涌等孔底扰动破坏。(2) 环形钻进 环形钻进又称岩芯钻进，其钻头采用合金钻头、钢粒钻头或金刚石钻头，适用于土层及岩层、对孔底作环形切 削研磨，用循环液清除输出岩粉，环形中心保留柱状岩芯，提出后可供鉴定岩性及试验之用。(3) 无岩芯钻进 钻头采用鱼尾钻头、三翼钻头或牙轮钻头，适用于土层及岩层，对整个孔底切削研磨，用循环液清除输出 岩粉，可不提钻连续

43、钻进，效率高，但只能根据岩粉及钻进感觉来判断地层变化。2、冲击钻进 利用钻具自重冲击破碎孔底，破碎后的岩粉、岩屑由循环液冲出地面，也可采用带活门的提筒提出地面。 冲击钻头有 “一”字形、 “十”字形等多种，可通过钻杆或钢丝绳操纵。冲击钻进主要用于坚硬土层及碎石土、 岩层的钻进， 冲击钻进只能根据岩粉、 岩屑和感觉判断地层的变化。 冲击钻进对孔壁、 孔底扰动都比较大， 故一般是配合回转钻进，在遇到回转困难的坚硬地层时应用。3、锤击钻进 钻头为带刃口的管状钻头，通过重锤将管状钻头击入孔底土层中，提钻后掏出土样进行岩性鉴定。该方法 目前广泛应用于一般黏性土、粉土及黄土状土的钻进，是一种效率高、质量好

44、的钻进方式。4、振动钻进 通过钻杆将振动器激发的高速振动传递至孔底管状钻头周围的土中，使土的抗剪阻力急剧降低，同时在一 定轴向压力下使钻头贯入土层中。适用于细粒土、砂土及碎石土。这种钻进方式钻进效率高，但对孔底扰 动较大，往往影响高质量土样的采取 。5、冲洗钻进 通过高压射水破坏孔底土层实现钻进。土层破碎后由水流冲出地面。这是一种简单、快速、成本低廉的钻 进方法，适用于砂层、粉土层和不太坚硬的黏性土层。但冲出地面的粉屑往往是各土层物质的混合，代表 性差，无法用于地层岩性的划分。(二) 钻探机具1、人力钻： 目前常用的人力钻具有小口径麻花钻 ( 或提土钻 )、小口径勺形钻以及洛阳铲等简易钻探工具

45、， 主要用于浅部土层的勘探以及地下文物、洞穴的勘探。2、轻便机动钻机： 其代表型号为 20 世纪 60 年代后期投入使用的 SH30，CH 50 钻机。其特点是用落 地式转盘驱动钻具回转，钻具升降方便，接卸钻杆次数少，特别适用于土层钻探。3、半液压和全液压钻机： 为了进一步提高钻探的机械化程度和效率，自 20 世纪 70 年代开始研制出的新型钻机，一类是机械传动，液压操纵的半液压钻机，如地矿系统的G系列钻机，建工系统的 JK 1钻机,机械系统的YYD 500钻机；另一类是液压传动、液压操纵的全液压钻机，如YZ 1(100)、ZK 50钻机。4、代用岩芯钻机： 代用岩芯钻机是地矿部门用于资源勘探

46、的钻机，如 XJ 100、DPP100等型号。主要 用于解决基岩深孔钻进问题，对土层勘探、取样、原位观试功能尚有欠缺。四、钻孔设计书的编制、钻孔观测编录及资料整理( 一 )钻孔设计书的编制钻孔设计书的内容要点包括：(1)钻孔附近的地形、地质概况及钻孔目的。钻孔的目的一定要充分说明，使施钻人员和观测、编录人员都 明确该孔的意义及钻进中应注意的问题。这对于保证钻进工作的质量，是至关重要的。(2)钻孔的类型、深度及孔身结构。根据已掌握的资料，绘制钻孔设计柱状剖面图，说明孔中将要遇到的地层岩性、地质构造 及水文地质情况等，据以确定钻进方法、钻孔类型、孔深、开孔和终孔直径以及换径深度、钻进速度及保 护孔

47、壁的方法等 (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。(二)钻孔观测与编录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。 作为文字记录的辅助资料是岩土芯样。岩土芯 样不仅对原始记录的检查核对是必要的，而且对施工开挖过程的资料核对，发生纠纷时的取证、仲裁，也有重 要的价值。因此应在一段时间内妥善保存。目前已有一些工程勘察单位用岩芯的彩色照片代替实物。全断面取 芯的土层钻孔还

48、可制作土芯纵断面的揭片，便于长期保存。通过对岩芯的各种统计，可获得岩芯采取率、岩芯 获得率和岩石质量指标(RQD)等定量指标。岩心采取率是指所 取岩心的总长度与本回次进尺的百分比。总长度包括比较完整的岩心和破碎的碎块、碎屑和 碎粉物质。 岩心获得率 是指比较完整的岩心长度与本回次进尺的百分比。它不计入不成形的破碎物质。岩石质量指标 (RQD) 是指在取出的岩心中，只选取长度大于 10cm 的柱状岩心长度与本回次进尺的百分比。其计算和 等级划分如图 3-4 所示。 岩石质量 指标是岩体分类和评价地下洞室围岩质量的重要指标。该指标只有在统一标 准的钻进操作条件下才具有可比性。 按照国际通用标准，

49、应采用直径 75mm(N 型)双层岩心管金刚石钻头的钻具。 上述三项指标可反映岩石的坚硬和完整程度，显然，同一回次进尺的岩心采取率最大，岩心获得率次之，而岩 石质量指标 (RQD) 值则最小。2、钻孔水文地质观测 钻进过程中应注意和记录冲洗液消耗量的变化，发现地下水后，应停钻测定其初见水位及稳定水位。如系多层 含水层，需分层测定水位时，应检查分层止水情况，并分层采取水样和测定水温。准确记录各含水层顶、底板 标高及其厚度。3、钻进动态观察和记录钻进动态能提供许多地质信息，所以钻孔观测、编录人员必须做好此项工作。在钻进过程中注意换层的深度、 回水颜色变化、钻具陷落、孔壁坍塌、卡钻、埋钻和涌沙现象等

50、，结合岩心以判断孔内情况。如果钻进不平稳， 孔壁坍塌及卡钻，岩心破碎且采取率又低，就表明岩层裂隙发育或处于构造破碎带中。岩心钻探时冲洗液消耗 量变化一般与岩体完整性有密切关系，当回水很少甚至不回水时，则说明岩体破碎或岩溶发育，也可能揭露了 富水性较强的含水层。为了对孔中情况有直观的印象，国内水利水电勘察单位使用的钻孔摄影和钻孔电视，可 以对孔内岩层裂隙发育程度及方向、风化程度、断层破碎带、岩溶洞穴和软弱泥化夹层等，获取较为清晰的照 片和图像，这无疑提高了钻探工作的质量和钻孔利用率。（三）钻探资料整理钻探工作结柬后，应进行钻孔资料整理。主要成果资料有：钻孔柱状图。钻孔柱状图是钻孔观测与编录的图形

51、化，它是钻探工作最主要的成果资料。该图是将每一钻孔 内岩土层情况按一定的比例尺编制成柱状图，并作简明的描述。在图上还应在相应的位置上标明岩心采取率、 冲洗液消耗量、地下水位、岩心风化分带、孔中特殊情况、代表性的岩土物理力学性质指标以及取样深度等。 如果孔内作过测井和试验的话，也应将其成果在相应的位置上标岀。所以，钻孔柱状图实际上是反映钻探工作 的综合成果。（2）钻孔操作及水文地质日志图。（3）岩心素描图及其说明。第三节坑探工程一、岩土工程勘探常用的坑探工程类型及其适用条件坑探工程也叫掘进工程、井巷工程特点：勘察人员能直接观察到地质结构，准确可靠，且便于素描；可不受限制地从中采取原状岩土样和用作

52、大 型原位测试。尤其对研究断裂破碎带、软弱泥化夹层和滑动面（带）等的空间分布特点及其工程性质等，更具有重要意义。坑探工程的缺点是：使用时往往受到自然地质条件的限制，耗费资金大而勘探周期长；尤其是重型坑探工程不可轻易采用。岩土工程勘探中常用的坑探工程有：探槽、试坑、浅井、竖井（斜井）、平硐和巷）（图3-5）。其中前三种为轻型坑探工程，后三种为重型坑探工程。不同坑探工程的特点和适用条件列于表3-2中。表各种坑探工程的特点和适用条件特点适岗条柞在胞憲深度小于3*5m的低茶影槽剥除地表規土，弭霍基岩*划d地层岩性、硏先折层徙辞帶；撵子农型坡积展的#度利物质、站悔从地SftT.也昭探摩小于3占血的瞬形或

53、方他小坑局部彌除復土卜；作型葡试验、谁水试验，地惊壮土禅浅畀从地表向下钳出的、探度51岳n的関形咸舟形井妣厦盖层及风化层的岩性及耳躺用戟荷试咯跡狀上井悅F珞状再栈井梢问1但斑度大于了舫蘇的厚度砒慎們血册鉄师夹圧分緘驱厲井）15叫有时需支护翩呼惜及第帘发白悄渝、潸坡体箱罚虑設动血郃；布置定地於较平缓、岩层又魁圾恆的地啟在地面疔出n的出平就道，深度楼1鬧僧需地地段站我明阿春她段的地M畀性：软剧先挝、宸辟大有时需支护帯、凤牝岩层等；件原位岩休力学试笑及趟应力輦梆，取样；布賈- 1矗地龙较陡的山坡描段石门不卅蕭地叼丽与竖井机遂的朮平射 .1M-界门垂血转尼龙问,平苍半行F圳河虧地嚴瓠悔.柞试殖零二、坑

54、探工程设计书的编制、坑探工程的观测与编录（一）坑探工程设计书的编制坑探工程设计书是在岩土工程勘探总体布置的基础上编制的。其主要内容包括：（1）坑探工程的目的、类型和编号。坑探工程附近的地形、地质概况。掘进深度及其论证。（4）施工条件：岩性及其硬度等级，掘进的难易程度，采用的掘进方法（铲、镐挖掘或爆破作业等）；地下水位，可能涌水状况，应采取的排水措施；是否需要 支护及支护材料、结构等。（5）岩土工程要求：包括掘进过程中应仔细观察、描述的地质现象和应注意的地质问题；对坑壁、顶、底板掘进方法的要求，是否许可采用爆破作业及作业方式；取样地点、数量、规格和要求等； 岩土试验的项目、组数、位置以及掘进时应

55、注意的问题；应提交的成果。（二）坑探工程的观察、描述坑探工程观察和描述，是反映坑探工程第一性地质资料的主要手段。所以在掘进过程中岩土工程师应认真、仔 细地做好此项上作。观察、描述的内容包括：（1）地层岩性的划分。第四系沉积物的成因、岩性、时代、厚度及空间变化和相互接触关系，基岩的颜色、成分、结构构造、地层层序以及各层间接触关系；应特别注意软弱夹 层的岩性、厚度及其泥化情况。（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；注意断层破碎带及节理、裂隙的研究；断裂的产状、形态、力学性质；破碎带的宽度、物 质成分及其性质；节理裂隙的组数、产状、穿切性、延展

56、性、隙宽、间距（频度），有必要时作节理裂隙的素描图和统计测量。（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。（三）坑探工程展视图展视图是坑探工程编录的主要内容，也是坑探工程所需提交的主要成果资料。所谓展视图，就是沿坑探工程的 壁、底面所编制的地质断面图，按一定的制图方法将三度空间的图形展开在平面图上。由于它所表示的坑探工 程成果一目了然，故在岩土工程勘探中被广泛应用。 不同类型坑探工程展视图的编制方法和展示内容有所不同， 其比例尺应视坑探工程的规模、形状及地质条件的复杂程度而定，一般采用1： 25 1: 100。第四节地球物理勘探一、地球物理勘探的基本原理和分类地球物理勘探简称物探，它是用专门的仪器来探测各种地质体物理场的分布情况，对其数据及绘制的曲线进行 分析解释，从而划分地层，判定地质构造、水文地质条件及各种不良地质现象的一种勘探方法。由于地质体具 有不同的物理性质（导电性、弹性、磁性、密度、放射性等）和不同的物理状态（含水率、空隙性、固结程度等）, 它们为利用物探方法研究各种不同的地质体和地质现象提供了物理前提。所探测的地质体各部分之间以及该地 质体与周围地质体之间的物理性质和物理状态差异愈大，就愈能获得比较满意的结果。应用于岩土工程勘察中 的物探，则称之为 “工程物探 ”。物探的优点是： 设备轻便、效率高；在地面、空中、水