水文地质与工程地质勘察成果整理PPT42

水文地质质与工程程地质勘勘察第第二部分分工程地质质勘察曾斌斌中国地质质大学（（武汉））环境学学院第七讲勘察成果果整理提纲一、岩土土参数的的分析与与选取二、岩土土工程分分析评价价三、反分分析四、岩土土工程勘勘察报告告一、岩岩土参数数的分析析与选取取（一）岩岩土参数数的可靠靠性和适适用性岩土参数数可分为为两类：：一类是是评价指标标，用以评评价岩土土的性状状，作为为划分地地层鉴定定类别的的主要依依据；另另一类是是计算指标标，用以设设计岩土土工程，，预测岩岩土体在在荷载和和自然因因素作用用下的力力学行为为和变化化趋势，，并指导导施工和和监测。。岩土参数数的可靠靠性和适适用性在在很大程程度上取取决于岩岩土体受受到扰动的程程度和试试验标准准。它涉及及到两个个问题：：①取样样器和取取样方法法问题；；②试验验方法和和取值标标准问题题。（二）岩岩土参数数的统计计分析由于岩土土体的非非均质性性和各向向异性以以及参数数测定方方法、条条件与工工程原型型之间的的差异等等种种原原因，岩岩土参数数是随机机变量，，变异性性较大。。岩土参数数统计分分析前，，一定要要正确划分分工程地地质单元元体。常用的特特征值可可分两大大类：（（1）反映数数据分布布的集中中情况或或中心趋趋势的，，它们被被作为某某批数据据的典型代表表；（2）反映数数据分布布的离散程度度的。按《规范》规定，表表征岩土土工程性性质的主主要参数数的特征征值，前前一类为为算术平平均值fm，后一类类为标准准差σf和变异系系数δ。按变异系系数的大大小可划划分变异异性的不不同等级级(变异类型型)，它有助助于岩土土工程师师定量地地判别和和评价岩岩土参数数的变异异特性，，以便提提出不同同的设计计参数值值。剔除粗差差有不同同的标准准，常用用的有正正负3倍标准差差法、Chauvenet法和Grubbs法等。一、岩岩土参数数的分析析与选取取按岩土单单元进行行，岩土土单元中中的薄夹夹层不应应混入统统计,统计内容容包括：岩土的天天然密度度、天然然含水量量粉土粘性性土的液液限塑限限和塑性性指数、、粘性土土的液性性指数砂土的相相对密实实度岩石的吸吸水率岩土的各各种力学学特征指指标特殊性岩岩土的各各种特征征指标各种原位位测试指指标勘察报告告应按岩岩土单元元提供各各项统计计指标的的最小值值最大值值平均值值标准差差变异系系数和数数据的数数量指标标数量少于于6个时可不不统计勘察报告告可提供指指标的范范围值一、岩岩土参数数的分析析与选取取（三）岩岩土参数数的标准准值和设设计值岩土参数数的标准值是岩土工工程设计计时所采采用的基基本代表表值，在在统计学学的基础础上根据据参数平平均值和和置信区区间的单单侧置信信界限值值。承载能力力极限状状态计算算需要的的岩土参参数标准准值如下下。正常常使用极极限状态态计算需需要的岩岩土参数数宜采用用平均值值。评价价岩土性性状需要要的岩土土参数应应采用平平均值。。当用以分分项系数数描述的的设计表表达式计计算时，，岩土参参数的设设计值fd可按下式式计算：：式中：γ——岩土参数数的分项项系数，，按有关关设计规规范的规规定取值值。一、岩岩土参数数的分析析与选取取（一）分分析评价价的内容容和要求求岩土工程程分析评价价的内容主主要包括括：(1)场地的稳定性和适宜性。(2)为岩土工工程设计计提供场场地地层结构构和地下水空空间分布布的参数、、岩土体工工程性质质和状态态的设计参参数。(3)预测拟建建工程施施工和运运营过程程中可能能出现的的岩土工程程问题，并提出出相应的的防治对对策和措措施以及及合理的的施工方方法。(4)提出地基基与基础础、边坡坡工程、、地下洞洞室等岩岩土工程程方案设计计的建议议。(5)预测拟建工程程对现有有工程的的影响、、工程建建设产生生的环境境变化，，以及环环境变化化对工程程的影响响。二、岩土土工程分分析评价价为了做好好分析评评价工作作规定的的各项内内容，要要求做到到以下各各点：(1)必须与工程密密切结合合，充分了了解工程程结构的的类型、、特点和和荷载组组合情况况，分析析强度和和变形的的风险和和储备。。(2)掌握场地地的地质背景景，考虑岩岩土材料料的非均匀性性、各向向异性和随时间间的变化化，评估估岩土参参数的不不确定性性，确定定其最佳佳估值。。(3)参考类似似工程的的经验，以作为为拟建工工程的借借鉴。(4)理论依据据不足、、实践经经验不多多的岩土土工程，，可通过过现场模模型试验验和足尺尺试验进进行分析析评价。。对于重重大工程程和复杂杂的岩土土工程问问题，应应在施工工过程中中进行监监测，并并根据监监测资料料适当调调整原先先制订的的设计和和施工方方案。二、岩土土工程分分析评价价（二）分分析评价价的方法法在定性分析评价价的基础础上，进进行定量分析评价价；需作定量量分析评评价的内内容是：：(1)岩土体的的变形性状及其其极限值值。(2)岩土体的的强度、稳稳定性及其极限限值，包包括地基基和基础础、边坡坡和地下下洞室的的稳定性性。(3)岩土压力力及岩土土体应力的分布与与传递。。(4)其他各种种临界状态态的判定问问题。二、岩土土工程分分析评价价1、定量分分析的方方法解析法、、图解法法、数值值法。（1）解析法法：以经经典的刚刚体极限限平衡理理论为基基础。解析法分分为定值值法和概概率分析析法。。A、定值法法：也称稳稳定性系系数法。。计算参参数取定定值，认认为稳定定性系数数是各种种参数的的函数，，因而稳稳定性系系数也是是定值。。用安全全系数来来保证计计算的安安全度，，作为安安全储备备。其表达式式为：Ｋ＝Ｒ/Ｓ≥［ＫＫ］式中：R、S、K、［Ｋ］］——分别为抗抗力、作作用力、、稳定性性系数和和安全系系数。二、岩土土工程分分析评价价B、概率分分析法：由于参参数随机机不确定定性，稳稳定性系系数也非非定值。。因而采采用概率率分析法法进行稳稳定性评评价更为为合理，，即按破破坏概率率量度设设计的可可靠性，，将安全全储备建建立在概概率分析析的基础础上。表达式为为：ＰＰf＝Ｐ（（Ｋ＜1）≤［［Ｐf］式式中：Pf、［Ｐf］——分别为破破坏概率率和目标标破坏概概率。稳定概率率R：ＲＲ＝＝１１－Ｐf（2）图解解法：——（3）数值值法：——二、岩土土工程分分析评价价2、岩土工工程计算算的极限限状态按《规范》规定，岩岩土工程程计算应应按极限限状态进进行。所所谓“极限状态态”指的是：：整个工工程或工工程的一一部分，，超过某某一特定定状态就就不能满满足设计计规定的的功能要要求。这这一特定定状态即即称为该该功能的的极限状状态。按工程使使用功能能，可将将极限状状态分为为承载能力力极限状状态和正常使用用极限状状态二类。（1）承载能能力极限限状态（（破坏极极限状态态）分为两种种情况：：A、岩土体体失稳破破坏地基的整整体性滑滑动、边边坡失稳稳、挡土土结构倾倾覆、隧隧洞冒顶顶或塌帮帮、渗透透破坏等等。二、岩土土工程分分析评价价B、岩土土体的过过量变形形或位移移。由于土体体的湿陷陷、震陷陷、融陷陷或其他他大变形形，岩土土过量的的水平位位移，地地下水压压力造成成的工程程结构性性破坏等等。（2）正常使使用极限限状态（（功能极极限状态态）对应于工工程达到到正常使使用或耐耐久性能能的某种种规定限限值。属于正常常使用极极限状态态的情况况有：影影响正常常使用的的外观变变形、局局部破坏坏、振动动以及其其他的特特定状态态。例如，由由于岩土土变形而而使工程程发生超超限的倾倾斜、沉沉降、表表面裂隙隙或装修修损坏；；由于岩岩土刚度度不足而而影响工工程正常常使用的的振动；；因地下下水渗漏漏而影响响工程(地下室)的正常使使用等。。二、岩土土工程分分析评价价岩土工程程的分析析评价，，应根据据岩土工工程勘察察等级区区别进行行。对三级岩土工程程勘察，，应根据据邻近工工程经验验进行分分析评价价，必要要时可结结合少量量的勘探探、测试试资料进进行。对二级岩土工程程勘察，，应在详详细勘探探、测试试工作基基础上，，结合邻邻近工程程经验进进行分析析评价。。对一级岩土工程程勘察，，除按二二级要求求进行外外，尚宜宜对其中中的复杂杂问题进进行专门门研究，，并结合合监测工工作对评评价结论论进行核核查。二、岩土土工程分分析评价价边坡、滑滑坡工程程岩土体抗抗剪强度度参数、、地基承承载力边坡、滑滑坡不同同工况下下稳定性性系数和和安全系系数边坡、滑滑坡区危危害程度度分析防治工程程建议二、岩土土工程分分析评价价2001版规范增增加内容容岩土利用用、整治治、改造造等方案案的分析析和论证证；工程施工工期间和和运营期期间可能能发生的的岩土工工程问题题的预测测及监控控、预防防措施的的建议。。二、岩土土工程分分析评价价（一）反反分析的的含义通过工程程实体试验或施施工监测测岩土体实实际表现现性状所所取得的的数据，，反求某某些岩土土工程技技术参数数，并以以此为依依据验证证设计计计算、查查验工程程效果以以及分析析事故的的技术原原因。反分析应应以岩土土工程实实体或足足尺试验验为分析析对象。。反分析是是一种分析研究究性的工工作。一个完完整的反反分析过过程，除除需完整整准确的的原型观观测资料料外，还还必须具具备详细细的勘察察资料和和选择合合理的计计算模型型。反分析可可分为非非破坏性性(无损的)反分析和和破坏性性(已损的)反分析两两种情况况。三、反分分析（二）反反分析的的步骤和和注意事事项(1)反分析之之前，应应进行详详细的场场地勘察察工作，，了解岩岩土和地地下水条条件，以以及它们们在施工工过程中中发生的的变化。。(2)了解工程程实体或或足尺结结构物在在施工和和运营过过程中实际外加加荷载的大小、、加荷方方式和作作用时间间。(3)通过测试试和分析析，确定定岩土体体的初始状态态变量，如岩土土体的初初始应力力状态、、应力历历史等。。(4)合理确定定岩土体体的本构关系系或反应模模型以及及相应的的计算方方法。(5)恰当假定定分析过过程中的的排水条件件和边界界条件。三、反分分析(6)恰当确定定反分析析中所需需的岩土体辅辅助参数数，如土的的重量、、隙比、、含水率率等。(7)原型观测的项目、、手段、、方法和和要求，，应有针针对性。。(8)在进行量量纲分析析、理论论分析、、统计分分析时，，应注意意反分析析工程与与设计工工程之间间在尺寸寸上的差差异。三、反分分析（一）基基本内容容(1)委托单位位、场地地位置、、工作简简况，勘勘察的目目的、要要求和任任务，以以往的勘勘察工作作及已有有资料情情况。(2)勘察方法法及勘察察工作量量布置及及依据。。(3)场地工程程地质条条件分析析。(4)岩土参数数的分析析与选用用，提出出其标准准值。(5)对存在的的工程地地质问题题、场地地稳定性性和适宜宜性作出出评价。。(6)提出地基基基础方方案、不不良地质质现象整整治方案案、岩土土利用、、整治和和改造方方案的建建议，并并进行技技术经济济论证。。(7)工程施工工和运营营期间可可能发生生的岩土土工程问问题的预预测及监监控、预预防措施施及下一一步勘察察工作的的建议等等。四、岩土土工程勘勘察报告告(二)结构形式式工程地质质报告书书既是工工程地质质勘察资资料的综综合、总总结，具具有一定定科学价价值，也也是工程程设计的的地质依依据。应应明确回回答工程程设计所所提出的的问题，，并应便便于工程程设计部部门的应应用。报告由文字、插插图表组成。。报告书正正文应简简明扼要要，但足足以说明明工作地地区工程程地质条条件的特特点，并并对工程程场地作作出明确确的工程程地质评评价（定性、定定量）。四、岩土土工程勘勘察报告告（1）绪论说明自然然地理、、气象水水文，工工程概况况，勘察察工作，，要解决决的问题题，采用用方法及及取得的的成果。。并应附附实际材材料图及及其他图图表。（2）通论阐明工程程地质条条件、区区域地质质环境，，通论在规规划、初初勘阶段段中占有有重要地地位，随随阶段的的深入比比重减少少。（3）专论报告书的的中心，，重点内内容着重重于工程程地质问问题的分分析评价价。对工工程方案案提出建建设性论论证意见见，对地地基改良良提出合合理措施施。深度和内内容与勘勘察阶段段有关。。（4）结论在论证基基础上，，对各种种具体问问题作出出简要、、明确的的回答。。指出存存在问题题及进一一步工作作建议。。四、岩土土工程勘勘察报告告（三）报报告应附附的图表表1、附图图表类型型勘察报告告附图表表主要包包括：(1)场地工程程地质平平面图(附勘察工工程布置置)。(2)工程地质质柱状图、剖面图或立体图图。(3)室内试验验和原位位测试成成果图表表。(4)岩土利用用、整治治、改造造方案的的有关图图表。(5)岩土工程程计算简简图及计计算成果果图表。。四、岩土土工程勘勘察报告告2、工程地地质图的的编制工程地质质图按内内容和用用途分类类如下：：（1）按内容分分类A、工程地地质条件件图（（综合合图）。。基本工程程地质图图。综合合反映工工作区的的工程地地质条件件，以及及对条件件的总体体评价，，但不作作分区。。B、工程地地质分析析图（分分析图））针对某一一重要的的专门工工程地质质问题，，分析有有关因素素的变化化规律的的图件。。如：建筑筑物持力力层顶板板埋深或或高程等等值线图图、地下下水等水水位线图图、岩土土渗透性性（K值）等值值线图，，岩土c、值、压压缩系数数a、变形摸摸量E等值线图图等。四、岩土土工程勘勘察报告告C、工程地地质分区区图按照工程程地质条条件中各各要素的的主次顺顺序相似似程度分分区，并并可作几几级划分分，图面面上只有有分区界界限和区区的代号号，各区区的工程程地质特特征在所所附的说说明表中中说明，，并作出出评价。。常与工程程地质图图（条件件图）相相互配合合使用。。使用于中中、小比比例尺，，大范围围。D、综合分分区图图中既表表示工程程地质条条件的有有关资料料，又有有分区并并对各区区的建筑筑适宜性性作出评评价。是是生产部部门中常常用的形形式。适于条件件简单或或中等复复杂程度度的地区区。适于大比比例尺、、小范围围。四、岩土土工程勘勘察报告告（2）按用途途分类A、通用工工程地质质图以表示工工程地质质条件为为主要内内容，并并提出一一般性工工程地质质评价。。通用图图可为各各种工程程建设服服务，应应用范围围广而精精度低，，小比例例尺，大大范围，，用于区区域规划划。B、专用工工程地质质图为某一类类工程建建筑服务务，具有有专门性性，根据据需要重重点突出出，避免免因反映映因素过过多而使使图面复复杂化。。中大比例例尺，所所反映的的数据精精度较高高，专用用性加强强，应以以中、大大比例尺尺为主。。四、岩土土工程勘勘察报告告国际工程程地质协协会（IAEG）工程地地质编图图委员会会建议：：按4级划分工工程地质质制图单单元A、工程地地质类型型工程地质质类型是是最小一一级单元元体，在在大比例例尺工程程地质图图上才有有条件划划分。B、岩石类类型是基本单单元，用用于大、、中比例例尺工程程地质图图。C、岩石综综合体是中单元元，用于于中、小小比例尺尺工程地地质图。。D、岩组最大单元元，用于于小比例例尺工程程地质图图。四、岩土土工程勘勘察报告告（3）岩土的的工程地地质制图图单元划划分问题题中国工程程地质图图的岩土土类型单单元划分分标准以地质成成因—地质特征征—工程地质质性质作作为岩土土单元划划分原则则。A、岩体：：按建造造（成因因、地质质特征））及工程程地质特特征建造：岩岩浆岩、、碎屑岩岩、碳酸酸盐岩、、变质岩岩、松散散土。工程地质质特征：：按强度度及结构构岩岩石石强度+岩体结构构+岩组或岩岩石名称称如：坚坚硬块状状侵入岩岩组；坚坚硬厚层层状碳酸酸盐岩；；较坚硬硬中厚层层状泥灰灰岩-砂岩组；；软弱弱薄层状状泥岩组组B、土体：：按粒度度成分、、特殊工工程地质质性质粒度成分分——巨粒土、、粗粒土土、细粒粒土。特殊工程程地质性性质——特殊土（（软粘土土、膨胀胀土、黄黄土、盐盐渍土等等）如：软软弱均一一粘性土土岩组；；较软弱弱层状粘粘性土-砂土岩组组四、岩土土工程勘勘察报告告（4）工程程地质分分区问题题按工程地地质条件件个要素素的相似似性，对对研究区区进行逐逐级划分分区段，，以反映映条件的的差别，，便于应应用。A、分区目的的同一区段段内工程程建筑和和使用条条件以及及勘察条条件上具具有相似似性，不不同区段段其工程程地质条条件和评评价不同同。B、分区标标志指分区所所依据的的准则——工程地质质条件、、工程地地质评价价。四、岩土土工程勘勘察报告告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定量少多二级地区色调地貌、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五级二级地段按比例符号自然地质作用、工程地质作用与现象，天然建筑材料以工程地地质条件件为分区区标志：：以工程地地质评价价作为分分区标志志：具有发展展前景，，按工程程需求出出现新的的分区标标志，通通过定性性或定量量评价标标准，结结合工程程设计的的需要进进行分区区。分区目的的在于表表示对工程建建筑有利利或不利利因素及及其程度度，专门性性分区标标志的选选择应结结合主要要工程地地质问题题的分析析，不同同勘察阶阶段，分分区标志志及侧重重点有所所不同。。四、岩土土工程勘勘察报告告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、潜在不稳定、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）四、岩土土工程勘勘察报告告（5）工程地地质图的的编绘①内容容表达工程地质质条件图图或综合合分区图图的中心心问题是是工程地地质条件件的表示示形式。。A、地形、、地貌地形——用等高线线及形态态符号表表示。地貌——大中型单单元圈出出边界，，小单元元可用符符号。小比例尺尺映映基基本成因因类型：：构造、、剥蚀、、侵蚀、、堆积；；中比例尺尺反反映映成因类类型：山山脊、斜斜坡、河河谷、阶阶地、夷夷平面面、岩溶溶；大比例尺尺反反映映微地貌貌单元：：沼泽、、洼地、、古河道道等。四、岩土土工程勘勘察报告告B、岩土类类型岩类——界限；时代——代号、颜颜色；成因——代号；岩性——线条、花花纹、岩岩性代号号；软弱弱夹层——按比例尺尺或超超比例尺尺表示；；物理力学学指标——表、图、、特殊符