工程地质工作方法培训教学课件(共48张)

1、工程地质工作方法第1页，共49页。提纲工程地质勘察方法 工程地质分析方法 第2页，共49页。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。 第3页，共49页。 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 ） 第4页，共49页。研 究 对 象浅表层地质环境 工程建筑物 两者关系、适应性

2、、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、使用第5页，共49页。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、评价第6页，共49页。工程地质条件：与工程建筑物有关的地质条件的综合。岩土类型及其工程性质地质构造地形地貌水文地质工程动力地质作用天然建筑材料 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。第7页，共49页。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。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。房屋工程

3、：地基承载力、沉降、基坑边坡问题矿山开采：边坡稳定性、矿坑突水、矿坑稳定性水利水电工程：渗透变形、水库渗漏 、斜坡稳定性、坝体抗滑稳定性第8页，共49页。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 第9页，共49页。二、工程地质勘察阶段1、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，对场址稳定性和适宜性

4、作出岩土工程评价，进行技术经济论证和方案比较。2、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。3、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土工程计算与评价，满足施工图设计的要求。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。第10页，共49页。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）

5、原位测试与室内实验（4）现场检验与监测第11页，共49页。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料，编制成工程地质图。第12页，共49页。（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。第13页，共49页。2、

6、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。第14页，共49页。（三）、工程地质测绘的精度要求 “精度”指野外地质现象能

7、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，计算总点数/ Km。第15页，共49页。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

8、一般对地质界限要求严格，大比例尺测绘采用仪器定点。第16页，共49页。（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质图。 第17页，共49页。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、

9、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。 第18页，共49页。（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、不良地质现象6、已有建筑物的调查7、天然建筑材料的调查第19页，共49页。五、工程地质勘探的手段 工程地质勘

10、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。第20页，共49页。（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。第21页，共49页。深度地质年代岩性钻进方式孔径套管工程地质 要求0-3mQ4al 粘土

11、 回转 250 取原状土样3-7Q3al-pl 砂土 冲击 250 219 动探、扰动样7-15Q3al-pl含砾粘土 回转 190 168 原状样、静探15-40Q2fgl含漂砾卵砾石冲击130127动探、抽水试验40-50Mz-J强风化花岗岩回转（钢砂）110压水试验50-70Mz-J弱风化花岗岩金刚石91取岩样第22页，共49页。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第23页，共49页。3、钻探资料整理 钻探工作结束后，应进行钻孔资料整理。主要成果资料有：

12、(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。第24页，共49页。（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。 第25页，共49页。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。第26页，共49页。第27页，共49页。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

13、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、水压致裂法等第28页，共49页。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、桩基试验等第29页，共49页。载荷试验第30页，共49页。静力触探第31页，共49页。第32页，共49页。十字板剪切

14、试验第33页，共49页。六、 工程地质勘察报告 勘察报告是工程地质勘察的总结性文件，一般由文字报告和所附图表组成。 一、报告的基本内容 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。鉴于工程地质勘察的类型、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。第34页，共49页。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

15、、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； 第35页，共49页。(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，工程施工和使用期间应注意的问题，下一步岩土工程勘察工作的建议等。第36页，共49页。2、报告的内容结构 工程地质报

16、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。第37页，共49页。（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

17、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。第38页，共49页。二、报告应附的图表 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。 (5)岩土工程计算简图及计算成果图表。第39页，共49页。三、单项报告 除上述综合性岩土工程勘察报告外，也可根据任务要求提交单项报告，主要有： (1)岩土工程测试报告。 (2)岩土工程检验或监测报告。 (

18、3)岩土工程事故调查与分析报告。 (4)岩土利用、整治或改造方案报告。 (5)专门岩土工程问题的技术咨询报告。 最后需要指出的是，勘察报告的内容可根据岩土工程勘察等级酌情简化或 加强。例如，对三级岩土工程勘察可适当简化，以图表为主，辅以必要的文字说明；而对一级岩土工程勘察除编写综合性勘察报告外，尚可对专门性的岩土工程问题提交研究报告或监测报告。第40页，共49页。第二篇、工程地质分析方法自然历史分析法数学力学分析法模型模拟试验法工程地质类比法定性分析与定量分析方法相结合：第41页，共49页。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。

19、例如：斜体变形破坏研究。 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。 第42页，共49页。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。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、经验参数使用。 上述方法各有特点，相互补充

20、，综合应用。第43页，共49页。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第44页，共49页。边坡稳定性分析刚体极限平衡法第45页，共49页。边坡稳定性分析刚体极限平衡法第46页，共49页。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 第47页，共49页。谢谢各位！第48页，共49页。激励学生学习的名言格言220、每一个成功者都有一个开始。勇于开始，才能找到成功的路。221、世界会向那些有目标和远见的人让路（冯两努香港著名推销商）222、绊脚石乃是进身之阶。223、销售世界上第一号的产品不是汽车，而是自己。在你成功地把自己推销给别人之前，你必须百分之百的把自己推销给自己。224、即使爬到最高的山上，一次也只能脚踏实地地迈一步。225、积极思考造成积极人生，消极思考造成消极人生。226、人之所以有一张嘴，而有两只耳朵，原因是听的要比说的