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文档简介
工程地质专业学科钻进了一个令人困惑的怪圈,理论工程地质与实践工程地质本来是密不可分的整体,却硬是被庸俗不堪的功利性过了头的躁动不安的时髦观念所左右,走向了两极分化的可怕歧途,使理论联系实际这一浅显的科学道理蜕变为类似于空洞的政治口号,显得十分的苍白无力!只吹闯过五关休言败走麦城的面子文化,技术学术交流的局限性与开放性之间的现实偏差,工程地质漫漫熊市行情何时反转,诸如此类的敏感话题,正是工程地质丰富的随想题材。工程地质大势研判和行情预测认为,目前尚处于窄幅震荡构筑底部阶段。因此,被高位套牢的地质师们当前割肉出逃实在大可不必!《工程地质随想》有随意遐想的成份,也有理想化的浪漫比喻,更有尖锐刻薄的批评言论,不必太当真!
《工程地质随想》在中国水利学会勘测专业委员会1999年度学术研讨会《论文集》中与读者首次见面,并在当年天津学术研讨会上作了大会发言,引起了许多读者和代表们的兴趣和关注,并与笔者热烈讨论。受此鼓舞,笔者于2000年推出了《工程地质随想(二)》,刊于中国水利学会当年的勘测专业学术研讨会《论文集》,并在威海研讨会上作大会发言。2001年南京研讨会和2002年南昌研讨会期间,有代表专门询问笔者的《工程地质随想》第三集何时能出来,令我十分感动。其实,笔者心里很清楚,《工程地质随想》并没有很高的学术价值,也没有故弄玄虚让人云山雾海整不明白的高深理论,更没有故意把一些简单的常识性问题换一种说法并冠之以什么学说什么理论去吓唬人,基本上还是讲了一些大实话,说了一些大家想说而不好说、没有直说、甚至不敢说的真话,因此才赢得了读者和同行们的认可与厚爱。当然,也有令我感到脸红的败笔:在《工程地质随想(二)》中曾经企图攀高抛出了一个“工程地质测不准原理”,也是盗用了量子力学的理论名词,自己的东西还是那些大实话,谈不上什么理论什么高度。笔者从事工程地质工作整整二十个年头,曾经研究过自己最为崇敬的工程地质界的一些前辈专家们的论著,大多也都是深入浅出,说理充分,丝毫不见虚漂的学风和唬人的文风痕迹。与前辈们一起多次参加过一些国内重大水利水电工程的技术研讨会、审查会和咨询会,深深地为他们对于重大工程问题的准确把握而折服。我们搞工程的技术人员,最需要的就是这种学术技术上的务实态度和求实精神。
《工程地质随想(三)》是笔者近两年来仍继续在思考的一些专业现实问题,或者是一些体会与感想,也是前两集《随想》的补充与深化,更多的还是关于现状的思考和关于专业发展的探索与预测,以及对于处在尴尬环境下的工程地质专业的深深忧虑。一个普普通通的地质师力所能及的最多也就不过如此而已了。
1
理论工程地质与实践工程地质的两极分化
中国工程地质的五十年,理论工程地质成果显著,在国际工程地质界的地位不断提升,王思敬院士出任国际工程地质学会理事长,就充分代表了中国理论工程地质在国际工程地质界第一方阵的地位。从国内理论工程地质的研究和教学科研队伍的发展也可以得到证实。近二十年来,工程地质学科的硕士、博士等高学位人员数量剧增,本科学历已经失去了进入科研单位和高校供职的可能性。理论工程地质的成果多以《工程地质学报》这一类“所谓的”理论性很强的学术刊物展示出来,或者以一些“被吹捧”出来的专著的形式来反映理论工程地质的研究成果(这里“所谓的”和“被吹捧”只是对学术界某些现象的一种恭维,可不敢泛指学术界的普遍学风和文风)。
实践支撑着理论。中国工程地质的五十年,实践工程地质具有很强的说服力。可以说,没有长江三峡和葛州坝、黄河小浪底和龙羊峡、雅砻江二滩、乌江东风和乌江渡、南盘江天生桥一级和二级、澜沧江漫湾和小湾、红水河鲁布革等等众多大型和巨型水利水电枢纽工程的成功兴建,以及各类十分复杂的工程地质条件下的工程勘察和特殊工程地质问题的成功处理的工程实例,中国的理论工程地质要走向世界是根本不可能的。
一阵莺歌燕舞之后,我们再来看一看理论工程地质与实践工程地质的实际现状。
毫无疑问,理论工程地质的发展是喜人的,特别是工程地质定量分析理论一直就是研究者们穷追不舍的热点。还有一个热点是引入其它学科的最新研究成果,如系统论、信息论、控制论、概率论、协同论等等,形成了一系列理论上的边缘课题。一些新技术和新方法作为理论工程地质研究的手段和工具,研究者们已经用得十分得心应手了。理论研究的确显示出了一派欣欣向荣的繁华景象。
理论工程地质展示出了工程地质学科的一道亮丽风景。然而,实践工程地质就有点惨不忍睹!工程地质勘察中的新技术新方法的应用很不尽如意!定向取芯、特殊岩样取芯等钻探技术,钻孔电视、CT和地质雷达等物探技术,航测、遥测技术等等,在理论上技术上应用上都已经是很成熟的技术,但是在常规性的甚至于一些特殊性的工程地质勘察中却并没有更多地被实际采用!工程地质勘察中被遗漏掉关键地质信息的现象仍然时有发生。实际工程中的工程地质分析仍然粗糙无力,结论含糊轻率,目标欠明确,该深的深入不下去,该省略的却做了许多无用功。实践工程地质中的人才队伍的经验性、权威性、进取心和责任心,都远远不如同行前辈,这是不争的事实。象笔者这样的忧患者,对实践工程地质的前景普遍并不太看好,至少在2010年之前不看好!
理论工程地质与实践工程地质出现如此巨大的反差,这是工程地质学科和工程地质专业不希望看到的。从社会学的角度来分析反差的成因,恐怕与学术界的浮躁氛围和工程界的跳动环境都脱不了干系。一些学术界的前辈对新秀们的学风持质疑态度,早已告诚人们工程实践是理论研究的基础和源泉;而工程界的前辈专家们也多对理论研究的成果持“不可不信,不可全信”的谨慎质疑态度。陈德基大师多次举出三峡船闸高边坡的理论计算与实际情况相差甚远的问题。还有的前辈专家毫不客气地警告一些所谓的理论研究纯属是对工程实践的误导。
其实,近二十年来真正对实践工程地质有指导意义的理论,才是可以发扬光大的学科精华。中科院孙广忠教授等学者上个世纪70年代提出的“岩体结构控制论”和“岩体力学性质理论”,可以说是指导近几十年来工程地质勘察、工程地质研究和工程地质缺陷处理的基础理论,这样的理论贡献,让工程技术人员能够接受,让研究人员一直有研究不完的课题。由于地质体实在太复杂,你在这个工程中研究出来的与工程实际完全相适应的成果,照搬照抄地用于另一个工程中去就有可能要出问题。
还有一些理论被自我吹虚了一阵也就再也无人问津了。形成这种局面,也许自吹的理论的确没有什么真东西,只不过现在的明白人都不会进行那种不顾面子式的学术批判罢了!另一种情况是“真理往往掌握在少数人手里”,新的理论没有被更多的人所理解和认识,因此就更谈不上被大家所接受。
不管怎么说,工程地质的理论研究是繁荣的,工程地质的工程实践正处于阶段性低谷状态,因此形成了理论与实践的两极分化,或者说理论与实践的严重脱节,基本上就属于不足为怪的正常现实。2
新生代学者专家与古生代专家学者之间的差异
如果将学者专家按地质时代进行戏说性分类,中国的人才队伍可以分为新生代人才和古生代人才。由于众所周知的原因,中间缺失了中生代人才。有些媒体把当代时髦青年划为新生代,这并不确切。而另一些媒体将时髦青年称之为新新人类,这还比较恰当。被本文称之为古生代的学者专家,是我们十分崇敬的前辈,有的已经作古,有的仍在为国家建设发挥着重要的把关作用。
新生代与古生代人才队伍呈不整合关系,并且属于角度不整合。古生代的专家学者们历经了中国工程地质五十余年的发展史,大多经受过强烈的“构造运动”和史无前例的战斗洗礼,火热的年代和时代的要求,培养出了他们严谨的学风和朴实的文风,决不敢稍有闪失或华而不实,否则将导致无休无止的批斗和人格侮辱。我们求学的年代还常有专业老师举出“隔河填图”被判罪的实例,以告诫学生对待工作应具备的责任心和严肃性。但是在新生代技术人员或研究学者中,仍然还是发现有钻孔、试验等基础资料做假,学术研究做假,这是一种十分可怕的迹象!
新生代的特点在于知识结构新,思想活跃,敢想敢干,不想干就走人,少有那种在一颗树上或在一个专业上吊死的保守思想,信奉实用哲学,追求个人价值,并不完全认同官本位和向钱看的理念但却将获得一官半职和丰厚的收入作为奋斗目标,少有专业的理想与浪漫,多有愤世嫉俗的言论。在一些出类拔萃的新生代人物的身上,你当然还可以见到那种在学风上轻漂浮虚的灰色影子。
古生代专家学者的优良传统和作风没有能够很好地得以在新生代中发扬光大,这一令人遗憾的倦念,常常让人推测中国的工程地质如果没有了他们,真不知道该是什么样。前辈专家学者的经验与智慧、学识与学风、精神与追求,责任与态度,精益求精,严谨求实,执着专一,等等,所有的美好词句都用上了,仍然还有挂一漏万的嫌疑。当然,古生代专家学者也并不是十全十美的!他们也有胆小怕事不敢坚持真理主持正义的时候,特别是某些新生代的那种虚漂浮躁的学风和见利忘义的为人,有的正是个别古生代学者专家睁只眼闭只眼带出来的。
有专家分析,中国科学技术发展滞后的原因在于科学技术发展的环境。无论是搞理论研究,还是从事工程实践,都需要一种好的传统,一种好的氛围,共同营造出合适的环境。然而,在学术界的某些浮躁风气影响下,一些人靠“包装”,靠“炒作”,不久就“著作等身”,这样的环境是“杀人”环境。浮躁的学风把本来悟性极高智商不低的学者送上了追名逐利的时代列车,官本位葬送了一些本来可以成为优秀地质师的业务精英,金钱更让严肃的技术工作变得粗糙马虎,领导者的无知则把工程地质这个举足轻重的专业逼入了极其尴尬的境地。
当然了,古生代的环境与新生代的环境差异很大,人类在物竞天择适者生存的进化过程中还在不断进化。我们硬要把古生代和新生代的专家学者们拉扯到一起进行比较,其实也有些勉强。不同的时代造就了不同的英雄,这才是现实的,客观的。
3
工程地质失败的教训比成功的经验更为宝贵
大凡进行总结,一般也都是跟着感觉走,多多挖掘成功的业绩题材,对于失败的教训大多采取回避或以建议的形式比较含蓄地表达出来,这是我们十分熟悉的特色文化和文字游戏。如此不敢大张其鼓地总结失败的教训,一味的大吹特吹闯过五关而少有败走麦城的反思,其结果对搞学术研究和工程建设来说,有百害而无一利。
我们无论是把工程地质作为一门学科来研究还是作为一门专业来对待,其实践性和经验性都是其它学科专业难以相比较的。经验丰富的前辈地质专家有很高的工程地位,他们的经验的宝贵之处,就在于包含了失败的教训。要是有专家说他在专业上一辈子都是正确的,这时你应该产生质疑,这样的专家自己是否真的搞过工程,就象某些四平八稳没有什么缺点错误的好同志,也许就真没干过象样的具有挑战性的工作,因为你干得越多找你的麻烦的人也越多,找出你的不足越多,你的问题也就越多。
失败教训是比成功经验更为宝贵的财富,只可惜我们许多人认识不到这一点。国外有一种专门启用失败者的理念,特别是对于管理企业而失败的企业家,会被其它企业重金聘用,原理就是充分利用失败者的失败教训去控制企业的风险。这种启用失败者的理念我们完全可以借鉴,但只限用于工程技术专家,而千万不能用于干部的任用。因为国情不一样,那些搞垮了一个单位或企业而又异地做官的干部,一般与腐败或自身素质有关,与国外失败的企业家完全不可相提并论。
其实,对于个人失败的教训并不存在具有普遍意义的借鉴价值,真正有借鉴价值的是具体工程建设中的失败教训。但是我们却很少进行公开的实事求是的失败教训的学习和借鉴,以前对失败的工程实例并不进行公开报导,近年来新闻媒体参与搅合,可以公开报导一些工程事故,但是也少有公开的专业技术分析,记者不懂专业只能是看热闹。能看懂门道的专家们不知是些什么原因一般保持缄默,反正难以见到专家们的专业性很强的失败原因分析。
笔者经历过的大型工程中,有的是越出问题越有名气,工程科研成果也越多。对这些出过问题的工程,没见过有人组织编写经验教训方面的书,如果这样的书被写出来,那才是真正有学术价值和工程意义的专著,一定可以成为畅销书。我们真的时刻都期盼着有实际意义的工程地质专业学科的畅销书早日问世!转贴于中国论文下载中心4
技术学术交流的局限性与开放性
IT业界有一句名言:决策者不明白,明白者不决策。社会上有句俗语:挣钱的不费力,费力的不挣钱。工程地质界则早有说法:搞理论研究的没有工程经验,有工程经验的缺理论高度,以至于一些搞工程的同志不愿意与理论派人士打交道,说我们的工程成果都被别人写了文章,这也许又是一个误区。类似的说法还有很多,不过有一个现象则是事实,例如我们的学术会议,各单位每年能出来参加学术活动的也多为有头有面的人物,给普通技术人员提供外出交流的机会十分有限,因为参加一次学术会议的差旅费会务费并不是每个单位都可以放开的。2001年我们在南京勘测专委会学术研讨会之前召开工程地质计算机应用技术协作网的委员会议,某设计院的正式委员是当然参会代表,但他的上司要出来走一圈,为节省开支,说好了由这位头目代表正式委员参加会议,但这个领导同志不知跑到什么地方转游潇洒去了,根本就没有在会议上露面。
出国进行工程考察那就更不用说了。由于对国外典型工程的了解深度有限,专业性的技术考察和技术交流受语言等环境条件的限制,收效十分有限。另外,搞具体工作的专业技术人员出国考察并非易事。某工程为了对特殊的自然地质环境作出工程建设的可行性评价,专门组团出国考察国外类似地质环境下的成功工程实例,回来后在专题技术讨论会上,大家才知道地质专业根本就没有人参加出国考察。
好在这些年随着互联网的飞快发展,我们真要想了解国外的技术发展,互联网帮了大忙。上个世纪九十年代初期,我们一直为计算机地质三维问题找不到答案,甚至权威专家们也对计算机图形学的基础理论是否能够解决的问题提出了质疑,也不知道国外工程地质计算机应用的水平如何,也很少可以见到考察专家对国外类似情况的介绍材料。但是这样的问题我们却在1996年北京第三十届国际地质大会的科学展览会上轻松地找到了满意的解答。可见,搞学术研究也好,学习工程技术也罢,与出国不出国好象并不成正比。我们真正关心的最先进最核心的技术,出国考察人员不一定都能带回来,能带回的有可能是“海归”派人士,他们中的部分精英在国外就是从事最新高科技应用的研究和开发的。
技术学术需要交流,思想更需要交流。思想与思想的碰撞,会产生一种思维共振和创造共鸣的效应。既然国际国内交流都存在一定的困难和局限性,我们为什么不选择最为开放的互联网呢。工程地质计算机应用网站geocom从1998年上半年正式接入Internet,立即被许多国内专业性网站链接。Geocom提供了一个完全开放的网上交流平台,只可惜我们的专业技术人员还没有充分意识到网络交流的便捷性、及时性、互助性和广泛性。可以告诉大家,在Internet上的工程地质、岩土工程和工程信息的网站已经相当丰富了,你没有机会出国,在国内参加学术会议的机会也十分有限,那就上网去吧!互联网上您所需要的一切都有,且绝大多数可以免费索取。
5
工程地质的价值观与人才观
笔者在前两集《工程地质随想》中已经反复阐述过,工程地质是一个十分复杂又非常特殊的学科和专业,需要坚实的基础、广博的学识、相关学科专业的知识、对工程建设的理解、对地质学科的感悟,更需要一种浪漫的情趣和执着的精神。人是需要有精神的,有了精神,业务、知识、能力都可以在实践中得到补充和提升。如果对工程地质专业的追求精神能够达到某种痴迷的程度,您一定可以成为最优秀的地质师。
科学技术是第一生产力。在生产力的诸要素中,人是最活跃的因素,是进行生产的主体,也是生产的根本动力。地质师人才队伍处于不稳定状态,优秀人才改行,“合则留,不合则去,此处不留人,自有留爷处”。这是当前被普遍接受的价值观和人才观。在人才竞争和个人价值取向日趋市场化的前提下,新型的人才标准与传统的人才标准之间的差异,传统的专业观与新型的就业观之间的不协调,都为有潜力成为优秀地质师的朋友们提供了全新的择业理论基础和心理支持。
能够从事工程地质专业学科的工作并不难,而要做好做精却不易。把从事这个学科专业当成谋生的手段和职业,这是我们普通地质师的选择。如果您要想成为优秀的学者和专家,建议您把她当成乐趣、兴趣、境界和事业去追求,这时您还要耐得寂寞,守得清贫,没有官瘾,不辞辛劳,爬山钻洞在所不辞,受人嘲笑一笑了之。记住物理学家李政道教授的忠告:“在科学的领域内,真理永远在少数人手里”。不迷信权威,不看人脸色,坚持真理,创新进取,您一定可以成为名副其实的专家学者。当然也许您这样的专家学者没有头衔,组织上和职称高评委还没有认可您,但这都没有任何关系。想想看,2002年诺贝尔化学奖发给了日本一个毫无名气的普通工程师,可见真正的科学一定是最公正的。
2002年底北京大学郑重宣布,不再招收半脱产在职博士生,在社会上引起了极大反响,肯定有人拥护也有人反对。也许是因为少数出卖文凭的高校或科研机构把本来圣洁的文凭沾污了,降低了货真价实的文凭的威力,引来了舆论的关注。2002年9月24日的《工人日报》登出了一篇挖苦当今世界最时髦文凭MBA的文章,称某些高校的MBA为“M秕A”。
我们一旦把学历看得过重,就会产生事实上的偏差。有类似于穿开档裤的小孩指出“皇帝没穿衣服”的明白人,撰文在报上抨击这种重学历论是管理者的无知。其实,我们都十分清楚的事实则足以明辩真伪。例如我们工程地质界的前辈知名专家,许多人可并没有什么硕士博士头衔,而今遍地都是硕士博士,却始终还没有出现真正可以与前辈相提并论的专家学者。即便是出现了那么几个耀眼的新星,也有评论家大声疾呼千万不要捧杀了这些“半壶水”。批评也好,挖苦也罢,是尖锐了一些,我们权当成良药苦口忠言逆耳吧!
笔者的观点十分鲜明,获取更高一级的学位没有错,但建议跨专业攻读,没有必要一根筋地从工程地质的学士、硕士直至博士一直攻下去。工程地质专业学科的发展,不应该以地质为主,而应该是地质与工程建设的紧密结合。在考虑攻读更高一级学位时,宜选择双学士或双硕士,也可以选择水工、结构、力学、计算机、施工、岩土工程等专业的硕士,之后再去追求与本科和硕士均不相同专业的博士。或者反过来,硕士或博士选工程地质,其它两个学位选非工程地质。单一专业的高学历从事本学科的理论研究尚可,作为较为全面的地质师则存在教育浪费或为博士而博士而不是为学科专业的需要而博士的嫌疑。从事工程地质工作最需要的是跨专业的复合型优秀人才。
记住一些经典:不是所有的地质师都能够成为优秀地质师,也不必将学位职称职务与优秀地质师相等同,因为文凭可以假,职称可以送,职务可以跑,而优秀地质师的真实水平和能力是假不来、送不到和跑无用的。
6
实践工程地质的大势研判与行情预测
近年来研究股票K线图,惊喜地发现这个K线图可以解释许多社会现实问题,甚至于您的人生历程也是一根股票曲线。工程地质发展的过去、现状和将来,完全可以用K线图作出充分解释和行情预测。实践工程地质从上个世纪九十年代初开始就步入了漫漫熊市行情,只有那些先知先觉的高手,才在熊市行情的初期得以出逃,改行之后或下海挣钱或从政当官或干其它自己喜欢且又时髦的行当,大多数尔等反映迟钝的散户绝对是被高位套牢。实践工程地质行情目前还在底部震荡,筑底坚实之后才可能有反转表现。在当前这个专业性的底部行情中,被高位套牢的地质师散户们再行割肉出逃改行另谋生路已经不是明智之举,积极的态度是以时间换空间,扎实地研究您感兴趣的专业技术学术问题,等待反转行情的到来。
近来惊闻高校工程地质专业的毕业生供不应求,颇感欣慰。但却仍然担忧质疑,因为在股市走熊的大环境下,个股飘红多为昙花一现。工程地质专业这些年来的熊市环境按最乐观估计还有5-7年,之后将有一个复苏的过程,再缓慢拉升,走出新一轮的牛市行情。当然,这之间不排除突发性政策性利好(或利空)因素而出现急速拉升态势。就象当前突入其来的SARS病毒,人们才真正认识到医务工作者也是真正的英雄战士,医药板块立即走出一波牛市行情。水利行业沉寂多年后突然遭遇98特大洪水,立即带来了防洪水利工程建设的急速拉升行情,使得那些没有前期工作基础的项目的地方头目们拿着巨款却花不出去,看着股市连续涨停而为自己的入市太晚捶胸顿足。因此,为什么说先知先觉高瞻远瞩者们是伟大的智者,就在于智者的前瞻性和预见性,更在于在行情底部敢于果断投入杀进股市的勇气。
实践工程地质目前是大底部,明智者不是出逃,而是投入。特别是那些初入这个行业的毕业生,一定能够赶上工程地质的下一波牛市行情。虽然按笔者的预测,牛市行情还需等待5~7年,但您完全可以在这个震荡的底部区间,充分理解这个专业的特色,潜下心来,打下坚实的理论和实践基础,博览众家之长,集聚您的经验和智慧,你就能在未来的牛市中获得丰厚的收益。
7
不必太当真
本文纯属一家之说,请读者持批判的眼光和态度对待之。为此,特从媒体评论上抄袭下来一段文字作为工程地质随想第三集的结尾:“屁股不大干净的领导作廉政报告,不必太当真!酒桌上的豪言壮语,不必太当真!热恋中的海誓山盟,不必太当真!烟鬼们的戒烟声明,不必太当真!名家们的研究报告,不必太当真!权威们的即兴发言,不必太当真!许多自欺欺人的话,不必太当真!总之,不必太当真!”
主要参考文献:
1
孙广忠,工程地质与地质工程,
孙广忠著,地震出版社,1993年6月第1版
2
黄鼎成等,《走向21世纪的中国地球科学》河南科技出版社,1995年10月
3
张明定等,《水文地质与工程地质的系统思维》西北工业大学出版社,1993年12月
4
韦港,水利水电工程地质实例剖析,《工程地质-面向21世纪》中国地质大学出版社,1997年11月转贴于中国论文下载中心中华人民共和国行业标准
城市规划工程地质勘察规范
CJJ57—94
主编单位:北京市勘察院
批准部门:中华人民共和国建设部
施行日期:1994年11月1日
关于发布行业标准《城市规划工程地质勘察规范》的通知
建标[1994]337号
根据原国家城市建设总局(81)城科字第15号文的要求,由北京市勘察院主编的《城市规划工程地质勘察规范》,业经审查,现批准为行业标准,编号CJJ57—94,自一九九四年十一月一日起施行。
本标准由建设部勘察与岩土工程标准技术归口单位建设部综合勘察研究院负责归口管理,具体解释等工作由主编单位负责,建设部标准定额研究所组织出版。
中华人民共和国建设部
一九九四年五月二十六日
1总则
1.0.1
为在城市规划工程地质勘察中贯彻执行国家的技术经济政策,做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量,制定本规范。
1.0.2
本规范适用于各类城市规划的工程地质勘察。
1.0.3
城市规划工程地质勘察必须结合任务要求,因地制宜,选择运用各种勘察手段,提供符合城市规划要求的勘察成果。在勘察工作中要积极采用有效的新技术(如遥感、电子计算机技术等)和地质学科新理论。
1.0.4
城市规划工程地质勘察,除应符合本规范外,尚应符合国家现行标准的有关规定。
2一般规定
2.0.1
城市规划工程地质勘察阶段应与规划阶段相适应。分为总体规划勘察阶段(简称总体规划勘察)和详细规划勘察阶段(简称详细规划勘察)。
2.0.2
城市规划工程地质勘察应以搜集整理、分析利用已有资料和工程地质测绘与调查为主,辅以必要的勘探、测试工作。
2.0.3
城市规划工程地质勘察的工作内容、工作方法和工作量,应按下列因素综合考虑确定:
勘察阶段及其任务要求;
规划区的地理、地质特征和工程地质条件的复杂程度;
规划区已有资料和工程地质环境特征的研究程度,以及当地的工程建设经验。
2.0.4
城市规划区内的各场地,应根据其场地条件和地基的复杂程度,按表2.0.4分类。
2.0.5
详细规划勘察阶段,近期建设区内的拟建工程的等级,应根据地基损坏造成工程破坏的后果(危及人的生命、造成经济损失和社会影响及修复可能性)的严重性,按表2.0.5划分。
3总体规划阶段的工程地质勘察
3.0.1
总体规划勘察应对规划区内各场地的稳定性和工程建设适宜性作出评价,并为确定城市的性质、发展规模、城市各项用地的合理选择、功能分区和各项建设的总体部署,以及编制各项专业总体规划提供工程地质依据,还应研究和预测规划实施过程及远景发展中,对地质环境影响的变化趋势和可能发生的环境地质问题提出相应的建议和防治对策。
3.0.2
总体规划勘察工作应符合下列要求:
搜集整理、分析研究已有资料、文献;调查了解当地的工程建设经验。
调查了解规划区内各场地的地形、地质(地层、构造)及地貌特征、地基岩土的空间分布规律及其物理力学性质、动力地质作用的成因类型、空间分布、发生和诱发条件等以及它们对场地稳定性的影响及其发展趋势,并应调查了解规划区内存在的特殊性岩土的典型性质。
调查了解规划区内各场地的地下水类型、埋藏、迳流及排泄条件、地下水位及其变化幅度、地下水污染情况,并采取有代表性的水试样进行水质分析;在缺乏地下水长期观测资料的规划区应建立地下水长期观测网,进行地下水位和水质的长期观测。
对于地震区的城市,应调查了解规划区的地震地质背景和地震基本烈度,对地震设防烈度等于或大于7度的规划区,尚应判定场地和地基的地震效应。
在规划实施过程及远景发展中,应调查研究并预测地质条件变化或人类活动引起的环境工程地质问题。
综合分析规划区内各场地工程地质(地形、岩土性质、地下水、动力地质作用及地质灾害等)的特性及其与工程建设的相互关系,按场地特性、稳定性、工程建设适宜性进行工程地质分区,并紧密结合任务要求,进行土地利用控制分析,编制城市总体规划勘察报告。
3.0.3
总体规划勘察前,必须取得下列文件和图件:
城市规划部门下达的勘察任务书,并应附有城市总体规划区(市区、新开发区及卫星城镇)的范围图以及城市类别、性质、发展规模和重点建设区等文件。
规划区现状地形图,其比例尺大、中城市宜为1∶10000~1∶25000;各类城市的市区、新开发区及卫星城镇宜为1∶5000~1∶10000,市域城镇体系规划图宜为1∶50000~1∶10000。
3.0.4
总体规划勘察搜集资料应符合下列要求:
规划区及其邻近地区的航天和航空遥感影像及其判释资料。
规划区的历史地理、江湖河海岸线变迁、城市的历史沿革和城址变迁,暗埋的河、湖、沟、坑的分布及其演变等资料。
规划区气候的基本性质、气温(平均气温、最高气温、最低气温、四季的分配、取暖和防暑降温期、无霜期、最大冻结深度)、降水(降水量、降水强度)、风(风向、风速、风口)、气压、湿度、日照(日照时数、日照角)和灾害性天气等气象要素资料。
规划区的水系分布、流域范围、江湖河海水位、流量、流速、水量和洪水淹没界线、洪涝灾害等水文资料,以及现有水利、防洪设施的资料。
区域地质、第四纪地质、地貌、水文地质和工程地质,以及地下水长期观测和建筑物沉降观测等资料。
地震地质资料,如活动构造体系和深部地质构造、近期地壳形变观测、历史地震和地震现今活动特点及其构造活动特征、地震危险区、地震基本烈度和宏观震害、地震液化和其它强震地面破坏效应、强震观测记录,以及地震反应分析等资料。
自然资源(水资源、矿产资源和燃料动力资源、天然建筑材料资源,以及旅游景观资源等)的分布、数量、开发利用价值等资料。
地下工程设施(地下铁道、人防工程等)和地下采空区分布情况的资料。
土地利用现状资料。
0当地工程建设经验资料。
3.0.5
总体规划勘察的工程地质测绘与调查应符合下列要求:
工程地质测绘与调查的范围应包括规划区,及对了解规划区的地层、地质构造、地貌特征和场地稳定性有重要意义的邻近地段。
实测地质界线、地貌界线的测绘精度在相应比例尺图上的误差不应超过3mm。
对工程建设有特殊意义的地质单元体(如崩塌、滑坡、错落、断裂带、软弱夹层、岸边冲刷带、洞穴、泉等)均应测绘,必要时,可用扩大比例尺表示。
工程地质测绘与调查所用地形图的图纸比例尺,宜比编制成果图图纸比例尺大一级。
观测点的密度取决于场地的工程地质条件的复杂程度、成图比例尺及工程建设的特点和规模,地点应具代表性,数量以能控制重要的地质、地貌界线,并能掌握规划区内各场地的工程地质环境现状特征的基本情况为原则。
观测点的间距,在图上的距离,宜控制在2~6cm;也可根据场地工程地质条件的复杂程度,并结合对工程建设的影响程度,适当加密或放宽。
在地质构造线、地层接触线、岩性分界线、标准层面和每个单元体均应有观测点。
观测点应充分利用天然和人工露头,当露头少,必要时,可根据具体情况布置一定数量的钻探、槽探工作,当条件适宜时,可配合进行物理勘探工作。
工程地质测绘与调查,一般包括下列内容:
(1)研究地形、地貌特征,划分地貌单元,分析各地貌单元的形成过程、相互关系及其与地层、构造及不良地质现象的联系;
(2)岩石和土的性质、成因类型、时代、厚度及分布范围,对基岩尚应查明风化程度及不同地层的接触关系;对土层应着重区分新近堆积土、特殊性土的类别、分布范围及其工程地质特征;
(3)岩层的产状及构造类型、软弱结构面的产状及其性质,如断层的位置、类型、产状、断距、破碎带的宽度及充填胶结情况,岩、土接触面及软弱夹层的特性等;第四纪构造活动的形迹、特点与地震活动的关系,以及与区域主要构造的排列序次和组合关系;
(4)地下水的类型,井、泉的位置、补给来源、排泄条件、含水层的岩性特性、埋藏深度、水位变化幅度和污染情况及其与地表水体的关系等,并调查研究由于地下水位的升降对崩解性岩土、膨胀性岩土、盐渍岩土等特殊性岩土对工程建设的影响,以及过量汲取地下水而导致岩土体的塌陷和地面沉降等问题;
(5)洪水淹没范围,河流水位与大气降水的聚积、迳流、排泄情况,以及内涝的分布范围;
(6)岩溶、土洞、滑坡、崩塌、错落、冲沟、泥石流;断裂、地震液化、地裂缝、岸边冲刷、岸边滑移;冻胀、融陷、热融滑塌等分布、形态、规模、发育情况及其对工程建设的影响程度;
(7)调查研究已有建筑物的变形情况和建筑经验,以及人类工程活动而引起的场地稳定性问题和不良地质现象的防治措施和经验。
3.0.6总体规划勘察的勘探工作应在充分搜集、分析利用已有资料和工程地质测绘与调查的基础上进行;勘探点、勘探线、网的布置应符合下列要求:
勘探线应垂直地貌单元边界线、地质构造及地层界线。
勘探点应按勘探线布置,在每个地貌单元和不同地貌单元交界的部位均应布置勘探点,同时,在微地貌和地层变化较大的地段应予加密。
在工程地质简单的Ⅲ类场地,勘探点可按方格网布置。
勘探线、点间距应符合表3.0.6的规定。
按表3.0.6布置勘探孔时,应充分利用已有勘探资料,当已有勘探点资料能满足表中规定的勘探线、点间距,并符合本节3.0.7条和3.0.8条要求时,可不布置勘探点。
大、中城市的市区、重点开发区,勘探线、点的间距可按表3.0.6中规定的最小值确定;大、中城市的郊区,勘探线、点间距可按表中规定的最大值确定。
3.0.7
总体规划勘察的勘探孔可分一般孔和控制孔两类,其深度应根据任务要求和岩土条件确定:
一般勘探孔深度,应为8~15m;
控制勘探孔深度,应为15~30m。
控制勘探孔应占勘探孔总数的1/5~1/3,且每个地貌单元均应有控制勘探孔,其数量不宜少于3个。
遇下列情况之一时,应适当增减勘探孔深度:
当场地地形起伏较大时,应根据整平地面高程调整孔深。
当遇基岩时,主要控制勘探孔应钻入基岩适当深度,其它勘探孔钻至基岩顶板。
当基础埋置深度下有超过3~5m厚的均匀分布的坚实土层(如碎石、老堆积土等),其下又无软弱下卧层时,主要的控制勘探孔钻至预定深度,其它勘探孔钻至该层适当深度。
当预定深度内有软弱地层存在,应适当加深或予以钻穿。
在软土地区,勘探孔深度宜钻进较坚硬地层不少于1.0m。
3.0.8
总体规划勘察的取试样和原位测试工作应符合下列要求:
取土试样和进行原位测试的勘探孔,应在平面上均匀分布,其数量不得少于勘探孔总数的1/2;竖向间距应根据地层特点和土的均匀程度确定,各土层均应采取土试样或取得原位测试数据。
岩土试验项目,按本规范附录A的要求确定。
在规划区内,应根据地下水埋藏特征,采取有代表性的水试样进行水质全分析,取水试样数量,不宜少于每5km²取1个。
3.0.9
总体规划勘察,对不良地质条件和将来由于地质条件的自然改变或人为活动引起环境工程地质问题的调查和预测的内容,应符合本规范附录B的要求。
3.0.10
总体规划勘察,场地稳定性类别应按本规范附录C划分。
3.0.11
总体规划勘察,场地工程建设适宜性类别应按本规范附录D划分。
4详细规划阶段的工程地质勘察
4.0.1
详细规划勘察应对规划区内各建筑地段的稳定性作出工程地质评价,为确定规划区内近期房屋建筑、市政工程、公用事业、园林绿化、环境卫生及其它公共设施的总平面布置,以及拟建的重大工程地基基础设计和不良地质现象的防治等提供工程地质依据、建议及其技术经济论证依据。
4.0.2
详细规划工作应符合下列要求:
搜集总体规划区内各项工程建设的勘察资料和勘察报告,以及已编制的城市工程地质图系。
初步查明地质(地层、构造)、地貌、地层结构特征、地基岩土层的性质、空间分布及其物理力学性质、土的最大冻结深度,以及不良地质现象的成因、类型、性质、分布范围、发生和诱发条件等对规划区内各建筑地段稳定性的影响程度及其发展趋势;并应初步查明规划区内存在的特殊性岩土的类型、分布范围及其工程地质特性。
初步查明地下水的类型、埋藏条件、地下水位变化幅度和规律,以及环境水的腐蚀性。
进一步分析研究规划区的环境工程地质问题,并对各建筑地段的稳定性作出工程地质评价。
在抗震设防烈度等于或大于7度的规划区,应判定场地和地基的地震效应。
在综合整理、分析研究各项勘察工作中所取得的资料的基础上,编制近期建设区详细规划勘察报告(包括勘察报告正文及工程地质图系)。
4.0.3
详细规划勘察前必须取得下列文件和图件:
规划部门下达的勘察任务书,并应附有近期建设区的规划范围图,包括已建和拟建的各项工程建设总平面布置及其工程特点的文件等。
规划区范围的现状地形图,其比例尺可为1∶1000~1∶2000,也可采用1∶500的比例尺。
4.0.4
详细规划勘察中,在地质条件较复杂或具有多种地貌单元组合的场地(或地段)应进行工程地质测绘与调查。并应符合下列要求:
工程地质测绘与调查的范围应包括下列地段:
(1)为追索对规划区的工程建设有影响的动力地质作用的成因类型、分布范围、发生和诱发条件、强烈程度等所必须扩展的地貌单元。
(2)对查明规划区的地貌单元、地层、地质构造等有重要意义的邻近地段及工程活动引起的不良地质现象的影响范围。
建筑地段地质、地貌界线的测绘精度,在相应比例尺图上的误差不应超过3mm,其它地段不应超过5mm。
工程地质测绘所用地形图的比例尺,宜大于编制成果图的图纸比例尺。
测绘点的选点应具代表性。观测点数量应能满足控制重要的地质、地貌界线,初步查明规划区工程地质条件以及对建筑地段稳定性作出工程地质评价的要求;观测点的间距在图上的距离宜控制在2~5cm,必要时也可适当加密或放宽。
在地质构造线、地层接触线、岩性分界线、标准层面和每个地质单元均应有观测点。
观测点应充分利用天然和人工露头,必要时,可布置一定数量的钻探、坑探。
工程地质测绘与调查的内容应根据任务要求和规划区工程地质环境特征确定。
4.0.5
详细规划勘察的勘探工作,应在充分搜集、分析已有资料和工程地质测绘与调查的基础上进行;勘探点、线、网的布置应符合下列要求:
勘探线应垂直地貌单元边界线、地质构造线及地层界线。
勘探点可按勘探线布置,但在每个地貌单元和不同地貌单元交界部位应布置勘探点,在微地貌和地层变化较大的地段应予加密。
工程地质条件简单的Ⅲ类场地,勘探线可按方格网布置。
拟建重大建筑物的场地,应按建筑物平面形状的纵、横两个方向布置勘探线。
勘探线、点间距应符合表4.0.5的规定。
按表4.0.5布置勘探点时应充分利用已有勘探资料,当已有勘探点资料能够满足表中规定的勘找线、点间距,并符合本节4.0.6条和4.0.7条要求时,可不布置勘探点。
城市中主要干道沿线地带和大型公共设施(如体育中心、文化中心、商业中心等)建设地区详细规划勘察的勘探线、点间距,应根据场地类别,按表4.0.5中规定的最小值确定;城市中主要干道沿线地带详细规划勘察的勘探线,在干道每侧不应少于2条。
在具体建设项目尚未全部落实的情况下,为编制详细规划而进行的勘察,其勘探线、点间距,应根据场地类别,按表4.0.5中规定的最大值确定。
4.0.6
详细规划勘察的勘探孔可分一般孔和控制孔两类,其深度应符合表4.0.6的规定。
控制性勘探孔,一般占勘探孔总数的1/5~1/3,且每个地貌单元或拟建的每幢重大建筑物均应有控制性勘探孔。
勘探孔深度的增减原则,可按本规范3.0.7条的规定执行。
4.0.7
详细规划勘察取试样和原位测试工作应符合下列要求:
取土试样和原位测试的勘探孔,应在平面上适当均匀分布。其数量宜占勘探孔总数的1/3~1/2。
取土试样和原位测试的竖向间距,应按地层特点和土的均匀程度确定,各土层均应采取试样或取得原位测试数据。
规划区内拟建重大建筑物的地段,取土试样和进行原位测试的勘探孔不得少于3个,且每幢重大建筑物的控制性勘探孔,均应取试样或进行原位测试。
岩土试验项目按本规范附录A的要求确定。
当地下水有可能浸湿基础,且具有不良环境条件时,应采取有代表性的水试样进行腐蚀性分析,取样地点不宜少于3处。
4.0.8
当详细规划区的建筑地段存在影响场地稳定性的不良地质条件和环境工程地质问题时,应按本规范3.0.9条及本章规定的要求进行工程地质测绘与调查、勘探及测试工作,查明建筑地段的稳定性。
5资料整理和报告编制的基本要求
5.0.1
勘察报告编制所依据的全部原始资料,包括搜集的资料和工程地质测绘与调查,以及勘探、测试资料,均应检查、整理、分析、鉴定,确认无误后才能利用。
5.0.2
勘察报告应永久存档或输入地质数据库,对当地城市建设、勘察和地质环境研究有重要意义的勘探点的点位和标高,应分别按统一的坐标系统、高程系统测定和记载。
5.0.3
岩石和土的物理力学性质指标,应按工程地质区(段)及层位分别统计,当同层土的指标差别很大时,应进一步划分土质单元进行统计。
总体规划和详细规划勘察均可提供平均值、标准差及变异系数。
5.0.4
勘察报告编制包括勘察报告正文和工程地质图系两个部分,报告正文宜按本规范附录E.1,工程地质图系宜按附录E.2选定,或予以适当增减。
附录A岩土试验项目
A.0.1
当在基岩地区进行详细规划勘察时,应根据岩石类别和任务要求选做一些岩石物理性质、强度及变形性质试验项目,如重度、吸水率、单轴抗压强度、直剪、变形等。
A.0.2
城市规划勘察的土试验项目应符合表A.0.2的要求。
附录B不良地质条件和环境工程
地质问题调查和预测的内容
附录C场地稳定性分类
附录D场地工程建设适宜性分类
附录E城市规划勘察报告编制提纲
E.1勘察报告正文编写提纲
E.1.1
前言。
E.1.1.1任务委托单位、承担单位。
E.1.1.2规划区的地理位置、范围和勘察面积。
E.1.1.3编制总体规划的城市类别,关于城市性质、发展规模和各项建设总体部署的规划设想;或编制近期建设区详细规划的类别、建设规模和工程建设特点,以及拟建重要工程建筑物位置的简要说明。
E.1.1.4勘察目的、任务和要求。
E.1.1.5以往的勘察工作和已有资料内容的简介,以及规划区工程地质环境特征研究程度的说明。
E.1.1.6勘察工作日期。
E.1.2
勘察方法和工作量布置:
E.1.2.1遥感影像和判释方法的说明。
E.1.2.2工程地质测绘与调查的说明。
E.1.2.3勘探、测试方法和资料整理方法的说明,以及勘探、取试样和测试成果质量的评估。
E.1.2.4各项勘察工作的数量、布置原则及其依据。
E.1.3
规划区的地理和地质环境特征概述:
E.1.3.1规划区的历史地理简况、城市沿革和城址变迁、江湖河海岸线变迁和暗埋的河、湖、沟、坑的分布及其演变的论述;
E.1.3.2地形形态特征,规划区内各地段的地形坡度、切割强度,地形条件与城市建设总体部署,或与工程建设的关系,如排水条件、填挖土石方量等的论述;
E.1.3.3水文(水系分布、流域范围和流域面积,主要河流的水位、流量和含砂量,洪涝灾害分布、最高洪水位、洪峰流量及洪水淹没范围等)和现有水利、防洪设施的概述;
E.1.3.4气候的形成和基本性质、气象要素(年平均、最高和最低气温分布、四季的分配、无霜期、取暖和防暑降温期,地温和最大冻结深度,年、月平均降水量分布、降水强度,最多风向、最大风速、风口位置、气压分布、相对湿度、日照时数和日照角、灾害性天气等)的概述,气象要素及城市小气候特征与城市建设关系的论述;
E.1.3.5区域地质简况,区域地层、时代、成因、产状、岩性、接触关系,地质构造体系或构造单元,规划区在区域地质中的位置,规划区及邻近地段的主要构造形态、新构造运动的形迹和特点,软弱结构面的产状及其性质,如断层的位置、类型、产状、断距、破碎带的宽度及充填胶结情况;岩土接触面及软弱夹层特性等的概述;
E.1.3.6第四纪地质、地貌(第四系覆盖层的成因类型、分布、厚度、岩性特征、地貌单元划分及各地貌单元的特征等)的概述;
E.1.3.7规划区内各场地(或各工程地质单元)的地层结构、成因年代、埋藏条件、空间分布规律、岩性和土性描述、横向和竖向的变化规律,以及岩、土层物理力学性质的论述;特殊性岩土的类型、分布、地层岩性及其工程地质特性的论述;
E.1.3.8地下水的类型,埋藏、补给、迳流和排泄条件,地下水位埋深及其动态变化,地下水的化学类型、矿化度和污染情况和环境水对建筑材料的腐蚀性,以及地下水与城市建设关系的论述;
E.1.3.9动力地质作用的成因类型、空间分布,形成与诱发条件、原生地质环境稳定性,以及与场地稳定性关系和对城市建设影响程度的论述;
E.1.3.10地下采空区与地下工程设施的分布和概况。
E.1.4
与当地城市建设和发展有关的水资源、矿产资源、燃料动力资源和天然建筑材料的分布、储量、开采条件和开采情况的说明,以及有关景观旅游资源开发的论述。
E.1.5
工程地质评价、建议及其技术经济论证:
E.1.5.1总体规划勘察报告应编写下列内容:
(1)规划区内各场地的稳定性(或危险性)分析与评价;
(2)规划区内各场地的工程建设适宜性评价;
(3)有关确定城市的性质、发展规模、城市各项用地的合理选择和各项工程建设总体部署,以及对协调各项设施建设的建议及其技术经济论证依据;
(4)有关地质灾害和洪涝灾害防治的建议及其技术经济论证依据;
(5)在规划实施过程中及远景发展中,由于地质条件的自然改变或人为活动可能引起的某些环境工程地质问题的论述、建议和对策及其技术经济论证依据。
E.1.5.2详细规划勘察报告应编写下列内容:
(1)规划区内各建筑地段的稳定性分析及评价;
(2)有关确定规划区内各项工程建设总平面布置方案的建议及其技术经济论证依据;
(3)有关规划区内拟建重大工程地基基础设计方案选择的建议及其技术经济论证依据;
(4)有关不良地质现象防治工程方案的建议及其技术经济论证依据。
E.1.6
工程地质图系编制的原则、内容及其它需要说明的问题。
E.1.7
结语和使用勘察报告应注意的问题,以及下一阶段勘察工作中尚需进行调查研究的主要工程地质问题。
E.2工程地质图系编制提纲
E.2.1
工程地质图系分为专题图、综合图、辅助图三类。专题图编制的主题内容及图件名称详见表E.2.1-1;综合图及辅助图编制的主题内容及图件名称详见表E.2.1-2。
附录F本规范用词说明
F.0.1
对条文执行严格程度不同的用词说明如下:
(1)表示很严格,非这样做不可的用词:
正面词采用“必须”;
反面词采用“严禁”。
(2)表示严格,在正常情况下均应这样做的用词:
正面词采用“应”;
反面词采用“不应”或“不得”。
(3)表示允许稍有选择,在条件许可时首先应这样做的用词:
正面词采用“宜”或“可”;
反面词采用“不宜”。
F.0.2
条文中必须按指定的标准、规范或其它有关规定执行的写法为“应按……执行”或“应符合……规定”。岩体工程地质力学岩体工程地质力学是在工程地质学的理论基础上以及大量的工程实践中发展而来的,它是工程地质学和岩体力学相互渗透、相互融合的结果,是地质研究和力学分析相结合的产物。
工程地质学几十年来在我国的工程建设中做出过重大的贡献,如治淮水利工程、武汉长江大桥、宝成铁路、西北地区公路等一系列工程建设在复杂的地质条件下都取得了很大成功。随着宏大的经济建设的发展,各类工程建设特别是高精尖工程,如海底隧道、大跨度地下厂房,长隧洞、深钻井、高边坡以及地质要求极其严格的核电站工程,核废料储存、地下油库、铺设海底电缆、海底管道等等,都向工程地质学提出了新的要求和挑战。
工程地质学以野外地质测绘为基础,注重工程地质条件的定性评价,而岩体力学是以材料力学为基础,强调严格的力学试验和数学计算。这两门学科单独地都不能完善地解决岩体稳定性评价问题,必须强化学科融合,发展一门边缘学科来解决这个问题。岩体工程地质力学正是在这样的历史背景中得以创建和发展起来的。
岩体工程地质力学是从工程地质学的观点出发,运用地质力学的理论和方法研究岩体特性的形成和演变规律,同时运用岩体力学的理论基础和方法研究岩体在受力条件下变形破坏的机制、物理状态和力学属性,最后结合工程要求,作出岩体稳定分析计算和评价。
岩体是地质体的一部分,它是由各种各样的岩石建造组合而成,后期又受不同时期及不同性质的构造运动及次生地质作用的影响。因此,岩体拥有复杂的原生结构和多期的构造遗迹。岩石建造是岩体的物质基础,它具有原生结构面和多样的层组组合。岩体层组结构特征不同,其工程地质特性也各不相同。岩体的构造形变主要为褶皱及断裂系统,这种构造系统在时、空变化过程中具有复杂的型式及不同的发育特征,它们对岩体工程地质特性有重要的影响。岩体的次生改变是指已有的物质组分及结构,产生蜕化变质面形成新的物质组分及结构,这种变化一般会导致岩体结构松弛和解体,使岩体工程地质特性弱化,危及岩体稳定。
岩体结构是岩体工程地质力学的基本概念。所谓岩体结构,即岩体中的结构面以及被这些结构面相互切割而成的结构体共同组合的型式,二者具有内在的联系,它们是地壳长期活动的结果,随地球运动而不断的变化和发展,同时在地应力和工程作用影响下也会变化和发展。因之,岩体结构的两大要素即是:结构面和结构体。岩体工程地质力学把岩体看做是由结构面与结构体组合而成的有结构的地质体。结构面是指岩体中存在的各类断层面、节理面、裂隙面、层面、不整合面、接触面等的地质界面。结构体是指由这些地质界面切割的形状不一、大小不等的各种各样的地质块体。
岩体工程地质力学的基本观点是:①岩体是经受过变形,遭受过破坏的地质体,要研究在受力条件改变时,现状的地质体再变形和再破坏的规律;②岩体为不连续结构体,岩体结构控制岩体变形和破坏规律,结构的控制作用远远大于岩体组成成分的控制作用;③岩体赋存环境条件可改变岩体结构力学效应规律;④在岩体结构控制下岩体具有多种力学介质和力学模型,力学机制复杂多样。
岩体工程地质力学包括以下研究内容:
1.工程地质岩组的划分及其特征;
2.岩体结构及其类型划分;
3.褶皱断裂系统和构造应力场的地质力学分析;
4.软弱结构面的形成过程及其特性;
5.岩石和岩体的基本力学特性;
6.岩体的裂隙渗透特性;
7.岩体的变形,破坏机制;
8.岩体的应力状态和稳定性分析;
9.岩体动力学特性;
10.测试技术及方法研究。
岩体工程地质力学的研究方法是应用地质学的勘测调查和力学分析计算相结合的方法。特别强调地质构造的研究,这种研究是以地质力学的研究方法为基础,即分析断裂构造形成的力学机制与空间分布配套的规律,注意分析构造应力场。
岩体工程地质力学研究的最终目的是:评价和研究岩体的稳定性。岩体稳定性是个相对概念,即不同的工程建筑所要求的稳定标准是不一样的。稳定性研究涉及范围很广,稳定性评价研究工作还包括预测预报的研究。工程地质的任务中国地域辽阔、幅员广大,地质构造复杂,处在大开发的西边地区更是典型。中国工程地质面临着地学全方位的挑战,有不少复杂问题和全新的研究领域。50年来,中国工程地质经历了工程地质条件与评价、以稳定性为中心的地质力学分析、环境工程地质与地质工程发展等几个阶段,开展了大量有针对性的专题研究,取得了一大批理论与应用的研究成果,获得了举世瞩目的成就。工程地质学的任务用一句话来概括就是,为工程建设进行地质研究,提供工程规划、设计、施工所要求的地质资料,回答工程建设上所遇到的各种地质问题,保证建筑物的安全可靠、经济合理、运行正常。然而随着人口的膨胀,人类对资源的掠夺式开发,工程活动的强度和规模在不断地加大。目前,强度和规模巨大的人类活动已经成为对地球施加影响的一股不可低估的力量,以致于对地质环境产生了不可忽视的影响,造成环境恶化,地质灾害提前降临或加剧等等。针对这些,近来年许多工程建设部门制定了环境保护规程,规定要对工程兴建可能引起的环境问题做出结论,其中地质环境的变化是不容忽视的一个方面;强调了环境工程地质的任务,通过调查研究做出环境评价,制定出保护地质环境的措施。由此看来,工程地质的任务更加繁重。工程地质学要研究工程建筑与地质环境之间的相互作用,以便合理开发地质环境为工程建设所用;同时工程地质还要论证工程修建后地质环境所产生的变化,以及为妥善保护地质环境应采取的措施。外贸必备:最新国际进出口供求资料要完成这一基本任务,还需做到:(1)研究建筑地区的工程地质条件,指出有利因素和不利因素,阐明工程地质条件特征及其变化规律;(2)分析存在的工程地质问题,做出定性分析和定量分析;(3)选择地质条件较为优越的建筑场地;(4)对选择的场地做出工程地质评价;(5)预测工程兴建后对周围地质环境可能造成的影响,做出环境质量评价;(6)改造地质环境,进行工程地质处理,提高岩土体稳定性,保护环境质量。最近,国家提出实施“西部大开发”的战略,这给我国工程地质工作者提出了新的世纪性艰巨任务。“西部大开发”第一步工作就是加速交通、水电、管道等基础设施的兴建,以及生态环境的保护和整治。我国西部自然环境和地质条件和东部地区大不相同,那里的自然环境恶劣、生态系统脆弱、地壳活动强烈、水资源不足、岩土结构复杂、内外动力作用活跃。因此,基础设施建设的规划、选线、选址和设计施工都需要认真而谨慎的工程地质论证,才能使工程建设安全可靠,经济合理,并与环境相协调。我国工程地质学家在西部地区将会遇到许多在东部地区所未曾遇到的地质难题,例如,极活动构造问题、内外动力交互作用下的地质灾害、蠕变不稳山体的稳定性、活动地应力条件的岩体特征、强震区山体稳定性以及挤压性盆地、断陷河谷的工程开发等等。在我们跨入新千年的时候,可以预见,经过新一轮工程地质任务的完成,我国工程地质学将会提高到一个前所未有的水平,工程地质工作者将在伟大祖国的现代化建设中做出更大的贡献。工程地质条件本区工程地质分区,首先按地貌单元可划分为低山丘陵区、山前沟谷区和平原区三个分区,进一步按地貌成因类型及形态特征,结合地层岩性、时代、物理力学性质,又可划分为若干亚区,兹将各分区工程地质条件评价如下。一、低山丘陵基岩分布亚区(I)海拔高程一般为200m一400m左右,多为圆缓低山丘地貌形态,以构造剥蚀作用为主,按岩性、结构及物理力学性质划分为四个小区。(一).石英砂岩、岩屑砂岩分布小区(I1-1)呈大面积分布在老和山、北高峰、九溪、六和塔、风凰山等地。岩性较坚硬,完整性好,抗风化性强,力学强度高、新鲜岩块极限抗压强度R>100MPa,软化系数为0.90—0.92,各向异性不显著,可作各项工程建筑的天然地基,也是洞室工程的良好围岩。但由于遭受过多期的构造作用,在一些断裂带附近的岩石,其强度降低,稳定性较差,对工程建筑将有一定的危害性。(二).碳酸盐岩分布小区(I1-2)分布在龙井、南高峰、九曜山、玉皇山、将台山、玉泉及灵隐飞来峰等处。主要由石炭系、二叠系灰岩组成。呈中厚层块状,岩性较坚硬,力学强度高,新鲜岩块极限抗压强度R>80MPa,石炭系灰岩较纯,溶蚀现象显著,岩溶较发育,常形成规模较大的水平洞穴,如水乐洞、石屋洞、紫来洞、烟霞洞等。而二叠系灰岩由于含隧石,且具硅质、泥质、炭质岩,因此岩溶发育较微弱,多生成小型溶洞、溶沟和石芽等,由于岩溶的发育和岩溶水的开采,常导致地面塌陷而引起建筑物的破坏。因此在该类地基修建工程建筑物时,应对场地内的岩溶发育情况,特别是隐伏岩溶的发育情况要作相应了解,以避免其危害性,尤其是在断裂破碎带附近埋藏的溶洞或落水洞地段不宜建筑。(三).砂岩、泥质岩分布小区(I1-3)地貌上多形成低丘或残丘,其岩性主要由志留系的岩屑砂岩、粉砂岩,泥岩;石炭系的含砾石英砂岩、泥质岩;二叠系的炭质页岩、泥岩、粉砂岩、泥灰岩所组成。呈中薄层状,坚硬至半坚硬,岩层软硬相间,强度相差大,各向异性显著,稳定性较差,岩层软硬差,新鲜岩块极限抗压强度R=40--100MPa,软化系数0.45--0.75,在外动力作用下易引起层间滑动及地基的不均匀沉降,因此在工程建筑时应以重视。(四).火山岩分布小区(I1-4)出露均在海拔120m标高以下,多为残丘,地表分布范围较小,主要分布在葛岭、宝石山、孤山一带。岩石种类繁多,岩性变化较大,以熔结凝灰岩和凝灰岩为主,呈块状或似层状结构,坚硬至半坚硬,新鲜岩块极限抗压强度R=60--100MPa,风化岩块极限抗压强度R=40--50MPa,软化系数分别为0.80和0.46--0.68之间。但力学强度较高,整体性好,可作各项工程建筑的天然地基。而断裂带附近,裂隙发育,岩石破碎,强度较低。二、沟谷松散堆积分布亚区(II)分布在山前的沟谷地带,主要为第四系的陆相松散堆积,按其成因、时代划分为三个小区:(一).中更新世坡洪积层分布小区(II2-1)分布在六和塔、九溪、浙江大学、新凉亭等地的山前沟谷地带。多组成洪积扇、阶地等地貌形态;岩性上细下粗,上部为棕红色的网纹状粘土夹砾石,下部为碎砾石层夹粘性土。具二元结构特征,胶结紧密,地基强度较高。qc=2.0-3.5MPa,fs=30--90kPaN63.5=12—22击/30cm,[R]=200--350kPa可适宜高层民用建筑天然地基,但厚度变化大,其厚度为4—20m左右。在此类地基修建工程时,主要的工程地质问题是要注意土层的不均匀性、边坡的稳定性。局部地区底部饱水,流塑,强度低。(二).上更新世洪积、坡洪积层分布小区(II2-2)分布在凤凰山、紫阳山以东。玉皇山以南及灵隐和梅家坞等处的山麓边缘地带。其岩性上部为粘性土含砾石;呈可塑--硬塑状态,中密,含砾约20--60%;下部为碎石、砾石含粘性土,可塑、密实,含砾达50%以上,全层为棕黄色,厚度变化较大,为3—30m不等,地基强度较高。N63.5=20—30击/30cm,[R]=250--300kPa,可作为高层民用建筑天然地基。在此类地基应注意的工程地质问题:除应注意边坡的稳定性及地基土层的均匀性外,还应注意软弱土层的存在,尤其是在基岩起伏面上的局部软土层,对建筑物的危害性较大。(三).全新世冲洪积、冲积层分布小区(II2-3)呈零星状分布于九溪、梵村、灵隐等地的沟谷地区,岩性较单一,主要是砂砾石成分,厚度为3—6m,常组成河漫滩、冲积扇地貌形态,结构一般较松散,透水性好,是地下水汇集的场所,但分布零星,范围较小,其水量有限。该层虽可作为天然地基,而实用意义不大,但砂砾石可作为建筑材料之用。三、平原松散堆积区(III)其沉积物都是晚更新世以来所沉积的松散堆积层,根据成因、岩性划分为两个亚区。每个亚区再根据地层组台(或称结构),持力层埋深、并以桩的长短适宜性划分为五个小区。(一)冲海相砂性土分布亚区(III1)本亚区划分两个小区,其特征如下;1.持力层浅埋、中等埋深小区(III1-1)分布在笕桥、杭州农药厂、艮山门、城站、望江门至南星桥钱塘江边。该小区在深度30m以内有两个桩基持力层,根据持力层特征,有粉砂层和第二硬土层。其特征分述如下:粉砂层:顶板埋深2—5m,厚度为10—16m,稍密--中密,天然状态下强度较高,尤其中部粉砂性能好。qc=2.0-10.0MPa,fs=30--140kPaN63.5=6—22击/30cm,[R]=90--260kPa分布较稳定,适宜短桩基础。但粉砂层经动力作用可能产生液化、管涌等不良工程地质现象,会导致基础失稳、倾斜。应予重视。此外,在粉砂层之下一般为淤泥质软土,厚度不等,物理力学性能较差,也应对淤泥质软土层的变形问题引起重视。第二硬土层:顶板埋深17—20m,厚度为4—16m,含大量铁锰质或结核,硬塑一坚硬,中偏低压缩性,分布较稳定,厚度大,强度高,是中长桩基础的理想持力层2.持力层浅埋、深埋小区(III1-2)分别分布在钱塘江南北两岸,北岸自彭埠以南经新塘镇、杭州茶厂至乌龙庙等地;南岸的全部地区。该小区的主要特征是:浅部持力层为粉砂层,顶板埋深0—3m,厚度l0—15m,分布稳定,粉砂层之下为厚度大,强度低的淤泥质软土层,其厚度达17—27m。在深度30m以内只有浅部的粉砂层可作为短桩基础持力层。而深埋持力层为砂砾石层,顶板埋深一般为37—44m,厚度6—18m,分布稳定,强度较高,可作长桩基础持力层。(二)湖沼相粘性土分布亚区(III2)本亚区共分为三个小区,各小区特征分述如下,1.持力层浅埋小区(III2-1)主要分布在西湖周围及黄龙洞的山前边缘地带,在地形位置上是处于山地和平原的交接地带。土体结构类型为二层的结构地基,其岩性组合由第一淤质软土层,含砾石粘性土层所组成。该小区的主要特征:在10m左右深度内,只有含砾石粘性土的持力层分布,埋藏于第一淤质软土层之下,顶板深为7一11m,厚度均在5m以上,力学强度较高。qc=2.0-3.5MPa,fs=30--90kPaN63.5=13—22击/30cm,[R]=200--350kPa,可做为短桩基础的持力层。在该持力层之上为第一淤泥质软土层,该层的顶部常有泥炭或淤泥夹层存在,富含大量有机质,呈软塑--流动状态,具高压缩性,强度较低,一般情况应予清除为宜。2.持力层浅埋、中等埋深小区(III
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