地质分析是工程地质勘察的核心

1、PAGE PAGE 12地质分析是工程地质勘察的核心以地质学学和岩土土力学理理论为基基础的近近代工程程地质的的发展和和电子计计算机及及各种现现代勘察察测试技技术的应应用，促促进了水水利水电电工程地地质勘察察和评论论工作的的面貌发发生了巨巨大的变变化。因因此，如如何改善善水利水水电工程程地质勘勘察工作作，已成成为工程程地质学学界和水水利水电电工程建建设部门门共同关关心的问问题。我国19999年年发布的的水利利水电工工程地质质勘察规规范是是总结我我国建国国以来水水利水电电工程地地质勘察察经验编编写的，是我们们进行水水利水电电工程地地质勘察察工作主主要依据据。如何何正确理理解、执执行规范范规定是是我

2、们在在实际工工作中值值得研究究的问题题。只有有创造性性的从实实际出发发，把工工程与地地质结合合起来，使用正正确的力力学研究究方法、数学研研究方法法进行细细致的分分析，最最终得出出工程地地质评价价才是最最可靠的的依据。一、国外外大坝工工程地质质勘察工工作的特特点（一）、勘探工工作量较较少勘探指数数勘探探工作总总进尺坝高坝顶长长统计国内内60多多个工程程勘探指指数的平平均值与与国外相相比：国 内内 国 外地质条件件简单 0.11 0.05中等复杂杂地质条条件 00.2 +0.11复杂地质质条件 0.44 0.2如大桥水水库，坝坝高933米，坝坝顶长3312米米则工程勘勘探总进进尺99331220.

3、44126629米米而实际工工程勘探探总进尺尺为1339211米1126229米也就是说说，我国国的勘探探工作量量平均比比国外高高出了一一倍左右右。（二）、重视勘勘察工作作的成本本效益分分析国外把地地质勘察察工作的的效益定定义为，设计对对有用地地质资料料占全部部勘察工工作资料料的百分分数，作作为评价价工程地地质勘察察工作的的（技术术和经济济）效益益的统一一标准。因此，勘察前前期以布布置适量量钻探工工作，原原则上不不布置原原位试验验，而在在施工期期结合工工程需要要进行必必要的勘勘探、试试验工作作，这是是值得借借鉴的。（三）、常规勘勘察方法法与现代代探测手手段的综综合使用用和国内推推广小口口径（5

4、6）钻探相相反，国国外总的的趋势是是加大孔孔径，以以进一步步提高岩岩芯获得得率和利利用探头头进行各各种孔内内测试工工作。也也就是一一孔多用用。工程地质质人员最最关心的的是如何何进一步步提高岩岩芯获得得率和取取样技术术，这是是评价工工程地质质条件的的主要依依据。关于孔深深，国外外多倾向向于浅孔孔为主，深、浅浅相结合合的原则则，最大大孔深为为坝高的的70，一般般孔深为为坝高的的133。压水试验验：总长长度为钻钻探总进进尺的110225%，岩土力力学试验验大力提提倡野外外大型试试验，其其尺寸应应达到节节理平均均间距的的6倍，实际上上一般采采用室内内和野外外结合的的大、中中、小结结合的原原则。（四）、

5、重视地地质力学学模型试试验研究究（五）、普遍采采用类比比法类比法是是建立在在多种地地质因素素的相关关关系和和经验的的基础上上的有效效的工程程地质评评价方法法。应用工程程地质类类比法和和经验判判断应掌掌握以下下几条原原则：1、岩石石的岩性性必须基基本相同同或类同同；2、岩体体的边界界条件应应相似；3、建筑筑物类型型应该一一致；4、利用用正建成成的、经经过考验验的水工工建筑物物的参数数的合理理性和安安全度；5、在工工程地质质类比法法和经验验判断中中，以概概率机理理进行风风险决算算和以模模糊数学学概念来来做模糊糊工程地地质评价价是必要要的。二、几点点启示1、在勘勘察布置置上采用用地质因因素重要要性分

6、析析法；2、在勘勘察方法法上采用用各种新新的勘察察技术，改善传传统的勘勘察方法法；3、在工工程地质质评价上上大量采采用类比比法，以以充分运运用正积积累起来来的经验验；4、地质质分析是是核心；工程地质质勘察的的岩土物物理力学学参数取取值的原原则、方方法和内内容岩土力学学参数是是工程设设计和岩岩土体稳稳定性评评价十分分重要的的科学依依据。但但是要取取得精确确的、可可靠的岩岩土力学学参数是是十分困困难的。现有多多种手册册中所列列举的岩岩土力学学参数均均没有说说明：试试验的部部位、取取样地点点、工程程类别、工程作作用力的的性质、试验原原理程序序等。在在没有说说明以上上问题的的情况下下，所得得到的岩岩土

7、力学学参数是是不能直直接引用用的。解解决岩土土力学参参数的问问题，必必须使工工程地质质和岩土土力学工工作紧密密结合，才能得得到较精精确和比比较可靠靠的岩土土力学参参数。谁谁能做到到两者紧紧密结合合，在解解决岩土土力学参参数问题题上谁就就能走在在前面。岩体力学学是近代代发展较较快的科科学分支支，了解解岩体力力学研究究对于正正确理解解、认识识、掌握握岩土力力学参数数的取值值原则、方法和和内容是是十分必必要的。岩体力学学是在岩岩体结构构控制论论的基础础上，对对岩体的的力学性性状及其其变形、位移及及破坏过过程和规规律的研研究。岩体所处处环境对对岩体力力学性状状的影响响：1、构造造环境：构造活活动性、地

8、震危危险性及及活动性性；2、地应应力环境境、岩体体表层岩岩体应力力分布：应力释释放带、应力集集中带、应力平平稳带，处于不不同应力力带可对对应不同同的工程程地质问问题，其其力学参参数亦有有很大差差距；河谷应力力场分布布对认识识岩体力力学参数数有明确确的启示示3、水文文地质条条件、水水的静水水压力、动水压压力、孔孔隙水压压力、有有效压力力及水岩岩作用问问题；4、地温温条件；5、荷载载条件、荷载性性质、加加力方式式、加荷荷速度；岩体总体体力学性性质与参参数组成岩体体的均一一性、总总体结构构的连续续性、岩岩体的孔孔隙程度度、结构构面的力力学性质质、几何何效应、力学效效应。岩体形变变破坏过过程的机机理研

9、究究。1、岩体体不同形形变阶段段的力学学性质、强度理理论及强强度指标标；2、块裂裂介质，形变主主要受结结构面的的控制；3、连续续介质，形变主主要受结结构面的的控制；4、破碎碎介质，具有强强烈的结结构效应应；岩体力学学实验研研究：地地质分析析是岩体体力学实实验研究究的基础础，如何何将地质质结构条条件概化化为地质质模型，又将地地质模型型转化为为力学模模型，而而使边界界条件、岩体变变形和破破坏机理理不失真真，这要要求对岩岩体结构构第一手手资料准准确、可可靠。因因此，岩岩体力学学参数有有充分的的代表性性，针对对性和对对岩体变变形机理理深刻的的认识以以及力学学模型是是否表征征的问题题的关键键和要害害。一

10、、原则则1、岩土土物理力力学性质质参数试验成果果可按岩岩土体质质量类别别、工程程地质单单元、区区段或层层位，分分别用算算术平均均值、最最小二乘乘法、图图解法、数值统统计法或或优定斜斜率法进进行整理理，并舍舍去不合合理的离离散值。应采用整整理后的的试验值值作为标标准值，再根据据水工建建筑物地地基或围围岩的工工程地质质条件进进行调整整，提出出地质建建议值，当采用用结构可可靠度分分项系数数及极限限状态设设计方法法时，岩岩土性能能的标准准值宜根根据岩土土试验性性能的概概率分布布的某一一分位值值来确定定。2、土的的物理力力学性质质参数地基渗漏漏系数采采用室内内试验或或抽水试试验的大大值平均均值作为为标准

11、值值；用于于水位降降落、排排水计算算宜用小小平均值值，供水水工程计计算可用用平均值值。粘性土地地基，ff/可采用用室内饱饱和固结结快剪990，c可取取2030，对于于砂性土土，f采采用855900，不不计c值值；土的的抗剪强强度宜采采用试验验峰值的的小平均均值作为为标准值值；软土土宜用流流变值。3、岩体体的物理理力学性性质参数数当试件呈呈脆性破破坏时，坝基抗抗剪强度度取值：拱坝应采采用峰值值强度的的平均值值作为标标准值；重力坝坝应采用用概率分分布的00.2分分位值作作为标准准值或采采用峰值值强度的的小值平平均值，或采用用优定斜斜率法的的下限作作为标准准值。抗抗剪强度度采用比比例极限限强度作作为

12、标准准值。当试件呈呈塑性破破坏时，以其屈屈服强度度作为标标准值，并考虑虑时间效效应，并并按流变变影响进进行折减减。总体变形形指标应应根据岩岩体实际际承受工工程作用用力方向向和大小小进行原原位试验验，并采采用压力力变形形曲线上上建筑物物最大荷荷载下相相应的变变形关系系选取标标准值。坝基岩体体承载力力宜根据据饱和单单轴抗压压强度进进行折减减确定标标准值，软岩可可通过三三轴压缩缩试验确确定其容容许承载载力。4、结构构面的抗抗剪强度度当结构面面试件的的凸起部部分被啃啃断或胶胶结充填填物被剪剪断时，采用峰峰值强度度的小平平均值作作为标准准值。当结构面面试件呈呈磨擦破破坏时，应采用用屈服强强度或流流变强度

13、度作为标标准值。5、软弱弱层、断断层的抗抗剪强度度，当试试件呈塑塑性破坏坏时，应应采用屈屈服强度度或流变变强度为为标准值值。当试件粘粘粉含量量300或有有泥化镜镜面或粘粘土矿物物的蒙脱脱石为主主时，应应采用流流变强度度作为标标准值。在固结剪剪切中，峰值与与流变折折减系数数为0.8，屈屈服值与与流变折折减系数数为0.93，其剪切切带屈服服值相当当于峰值值6070。6、斜坡坡稳定计计算参数数岩质边坡坡潜在的的滑动面面的抗剪剪强度可可取峰值值强度；古滑坡坡或多次次滑动面面的抗剪剪强度可可取残余余强度。7、岩土土工程中中岩土性性质指标标的选用用、一般般情况下下，岩土土性质指指标应提提供统计计数量、范围

14、值值、平均均值和娈娈异系数数；、评价价岩土岩岩状的指指标，应应选用平平均值；、正常常使用极极限状态态计算需需用的岩岩土性质质指标，如：压压缩系数数、压缩缩模量、渗透系系数，宜宜选平均均值。当当娈异系系数较大大时，可可根据经经验作适适当调整整。一般般情况下下，娈异异系数应应小于00.3；、承载载力极限限状态计计算需用用的岩土土参数，应选用用标准值值；、每个个场地主主要岩土土层参加加统计指指标数是是不应少少于6个个；、回归归修正系系数也可根根据工程程重要性性、参数数的娈异异性和统统计数据据的个数数，根据据经验选选用。二、方法法1、抗剪剪断强度度试验资资料整理理分析方方法、检查查原始试试验资料料，论

15、证证各试点点峰值抗抗剪强度度；、点绘绘原始资资料水平平位移剪应应力垂直位位移曲线线；、确定定抗剪强强度特征征值；对于脆性性破坏型型的砼基岩抗抗剪，采采用前端端剪胀点点作为砼砼基岩岩胶结面面不开裂裂的控制制点，确确定为近近似比例例极限。对于塑性性破坏型型的岩体体及软弱弱层抗剪剪，依据据变形曲曲线判断断，当剪剪应力增增加到约约为峰值值0.660.7倍范范围内，位移速速度增大大，曲线线明显转转折，确确定为屈屈服值强强度。、依据据大剪试试验剪面面地质素素描图，分析多多试点情情况，确确定剪切切类型，点绘关关系曲线线，分别别整理单单组及分分类的抗抗剪强度度指标。2、岩体体变形特特征试验验资料分分析整理理方

16、法、检查查原始资资料，判判断多级级压力下下变形是是否稳定定；、对最最后一级级压力下下变形值值进行修修正，确确定变形形稳定值值；、采用用某级荷荷载下回回弹线延延长近似似计算弹弹性模量量，解决决部分试试点由于于卸荷至至零点荷荷载扳脱脱离而造造成的弹弹性变形形不确切切的问题题；3、优定定斜率法法（一）、优定斜斜率法的的基本思思路尊重岩体体的结构构特征，不搞机机械式的的分解和和装配，对组成成岩体抗抗剪强度度参数的的两个随随机变量量f、cc，利用用其稳定定性的差差异和相相关性，按先易易后难的的原则，先优定定f，再再求其cc，建立立参数取取值较科科学程度度，习题题减少主主观随意意性。其内容和和步骤是是：、

17、岩体体力学测测试研究究，成果果整理分分析和参参数选取取均建立立在岩体体工程地地质分级级基础上上；、加强强现场试试验点和和剪切面面具体结结构条件件的调查查、统计计和分析析；、注意意岩体变变形、破破坏机理理的研究究，重视视测试成成果与试试点地质质条件对对应关系系的分析析；、通过过分析后后，先优优定各岩岩级摩擦擦系数；、在此此基础上上分别求求出多各各级相应应斜率的的凝聚力力值；（二）、斜率优优定的方方法、综合合分析法法：首先先分析岩岩石在三三维状态态下的强强度特征征，探索索内摩擦擦角的变变化规律律，再根根据各岩岩级试验验成果绘绘制关系系图，从从其点群群分布的的总趋势势和，并并注意岩岩级试点点应力应变

18、变关系所所显示的的特点，以及个个别离散散度试点点的代表表性,大大致确定定出点群群上、下下包线的的斜率，最后参参考工程程实践经经验，综综合分析析确定各各岩级的的斜率；公式计计算法（岩体破破坏经验验准则推推求法）大量资料料表明：库伦强强度准则则中的摩摩擦系数数应理解解为：在在最大正正应力下下的瞬时时摩擦系系数综合合值，因因此，根根据坝基基岩体可可能达到到的应力力水平，确定此此应力区区段骨的的全部瞬瞬时摩擦擦系数的的平均值值，以此此作为摩摩擦系数数的优定定值，并并按经验验破坏准准则导出出各岩级级的优定定内摩擦擦角。（四）、凝聚力力c的取取值原则则合理地选选取离散散度大的的c值，对于均均一性较较好的岩

19、岩体，可可在优定定斜率法法的下限限和平均均值之间间选取CC值；对对于坚硬硬岩体，由于裂裂隙发育育的随机机性和不不均匀性性，为了了避免因因某些薄薄弱单元元的破坏坏面危及及岩体的的整体安安全C值值宜选下下限值。4、统计计和概率率方法统计和概概率方法法是建立立在足够够有效的的数据采采集的基基础上，根据这这些数据据样本求求得统计计学特征征和经验验概率分分布，再再由统计计推断获获得参数数的理论论概率分分布函数数的一种种方法。三、岩土土力学参参数的内内容1、地下下洞室岩岩体物理理力学参参数内容容中小型水水利水电电工程地地质勘察察经验汇汇编提出出围岩主主要物理理力学参参数有：密度、凝聚聚力c、内摩擦擦角、变

20、形形模量EE0、泊桑桑比。已勘察设设计水利利水电工工程地下下洞室岩岩体力学学参数名称参数内容工程名称密度抗剪强度度f、c抗剪断强强度fc变形模量量E0弹性模量量E泊桑比坚固系数数单位抗力力系数抗拉强度度承载力（允许）结构面抗抗剪强度度fi、cci纵波速度度备注大桥水库库000000有压隧洞洞瓦屋山电电站000000有压天龙湖电电站0000000有压隧洞洞天龙湖电电站000剪切模量量00地下厂房房黄角坝电电站00无压武都水库库导流洞洞00000无压会东可河河电站0000000调压井漫水湾电电站000抗压强度度000广西那板板水电站站引水洞洞000000抗压强度度抗拉强度度平昌牛角角坑水库库000

21、00无压马边官帽帽舟电站站000000无压筠莲王家家沟水库库000000无压设计使用用指标00动弹模量量0000抗压强度度0从表中可可知:各各个地勘勘报告提提出一下下洞室岩岩体力学学参数内内容是不不一致的的,而不不同功能能的隧洞洞设计使使用指标标是不一一致的，大跨度度地下厂厂房、地地下洞室室合作的的指标也也有不同同。因此此，地下下洞室岩岩体力学学参数必必须根据据水工建建筑物结结构、功功能提出出满足设设计使用用的指标标。2、大坝坝地基岩岩体物理理力学参参数的内内容在阅读我我们的地地勘报告告中，大大坝地基基岩体物物理力学学参数的的内容也也存在一一定差异异，但总总的内容容是一致致的。其其主要指指标、岩岩体抗剪剪强度、地基承承载力、变形指指标、软软弱夹层层抗剪指指标，但但这些指指标有个个共同特特点，指指标基本本相同，没有根根据地质质环境分分析