岩土工程勘察绪论

岩土工程勘察绪论岩土工程的含义和研究对象勘察的任务和特点我国岩土工程勘察的现状工程地质学的研究对象和任务工程地质学的研究内容、分科

及其与其他学科的关系工程地质学的发展历史本课程内容与学习方法一、岩土工程的含义和研究对象岩土工程是欧美国家于20世纪60年代在土木工程实践中建立起来的一种新的技术体制。它的英文为GeotechnicalEngineering,直译之可谓“地质技术工程”。岩土工程是以求解岩体与土体工程问题，包括地基与基础、边坡和地下工程等问题，作为自己的研究对象。它涉及到岩体与土体的利用、整治和改造，包括岩土工程的勘察、设计、施工和监测四个方面。这一为工程建设全过程服务的技术体制，在房屋、道路、航运、能源、矿山和国防等建设工程中占有重要的地位，在保证工程质量、降低工程造价、缩短工程周期以及提高工程经济效益、环境效益和社会效益方面起到了重要作用。

岩土工程

岩土工程以工程地质学、土力学、岩体力学和基础工程学为理论基础，以解决在建设过程中出现的与岩体和土体有关的工程技术问题，是一门地质与工程紧密结合的学科。可以认为，它是由土木工程、地质、力学和材料科学等多学科相互渗透、融合而形成的边缘学科。就学科的内涵和属性来说，岩土工程是一门服务于工程建设的综合性和应用性都很强的技术学科，属土木工程范畴。

工程建筑与岩土体之间处于相互依存，又相互制约的矛盾中。研究两者之间的关系，促使矛盾的转化和解决，是岩土工程的基本任务。在土木工程中，各种建筑物以岩土体作为建筑材料、工程结构或建筑环境，岩土工程的地位相当重要。而且，随着工程规模愈来愈大，岩土工程问题愈益突出和复杂，给岩土工程师提出了各种新的、前所未有的研究课题。就房屋建筑和构筑物而言，目前世界上高层建筑物有120层、高达400多米，更有560余米高的电视塔；我国也已建成了81层、高380多米的高层建筑物。显然，一般天然土体材料是难以满足其荷载要求的，为此需采用桩基础或对地基土进行处理，这就要研究桩身的尺寸、材料强度以及桩基持力层的选择和承载力等问题。此外，施工时深基坑开挖支护和降水问题也很重要。岩土工程在此类工程的总造价和总工期中占1/3左右。

当今世界上边坡工程规模也很大，土质边坡最高的有120m，而岩质露天矿坑边坡则高达1000余米。在边坡工程中，岩土体既是建筑材料，又是工程结构。高边坡工程的稳定性问题十分突出，尤其是岩质边坡，分析它的稳定性时必须要弄清楚岩体结构，并采用工程地质和岩体力学理论分析其变形、破坏的机制，对稳定性的现状和演化趋势作出科学的评价。对地下工程而言，岩土体既是建筑材料，又是工程结构和建筑环境。它的岩土工程问题更为复杂和多样，诸如围岩稳定、施工开挖、涌水、瓦斯爆炸等，尤其是在复杂地质条件下的大埋深、大跨度、高边墙的地下工程，上述问题更具特殊性。工程岩土体是地质体的一部分，其工程性质的形成和演化以及对建筑的适应性，与它的物质组成、结构和赋存环境息息相关。因此，岩土工程师在着手解决任何一项岩土工程问题时、首先要查明岩土体的地质特征和场地工程地质条件，尤其是地质条件比较复杂的重大岩体工程，场地工程地质条件的研究更显得重要，甚至会成为影响工程效益、投资抑或成败的关键。可见，岩土工程师必须具备地质和工程地质的基本理论知识，要有较好的地质素养。可以认为，工程地质学是岩土工程的重要基础和支柱。二、岩土工程勘察的任务和特点基本任务：按照建筑物或构筑物不同勘察阶段的要求，为工程的设计、施工以及岩土体治理加固、开挖支护和降水等工程提供地质资料和必要的技术参数，对有关的岩土工程问题作出论证、评价。具体任务：（1）阐述建筑场地的工程地质条件，指出场地内不良地质现象的发育情况及其对工程建设的影响，对场地稳定性作出评价。（2）查明工程范围内岩土体的分布、性状和地下水活动条件，提供设计、施工和整治所需的地质资料和岩土技术参数。（3）分析、研究有关的岩土工程问题，并作出评价结论。（4）对场地内建筑总平面布置、各类岩土工程设计、岩土体加固处理、不良地质现象整治等具体方案作出论证和建议。（5）预测工程施工和运行过程中对地质环境和周围建筑物的影响，并提出保护措施的建议。三、我国岩土工程勘察的现状

新中国建立后，由于国民经济建设的需要，在地质、城建、水利、电力、冶金、机械、铁道、国防等部门，按原苏联的模式，相继设立勘察、设计机构，开展了大规模的工程地质勘察研究工作，为工程规划、设计和施工提供了大量的地质资料，使得一大批重要工程得以顺利施工和正常运行。但是，由于工程地质勘察体制的局限，其明显的弊病和缺陷，一是侧重于定性分析，定量评价不够；二是侧重于“宏观”研究，结合工程具体较差，在建筑结构、基础方案和地基处理措施等方面，往往缺乏权威性意见和建议。这反映了勘察与设计、施工在一定程度上是脱节的，影响了勘察工作社会地位和经济效益的提高；它尤其不能适应社会主义市场经济的需要。

针对工程地质勘勘察的缺陷，中中国城建、冶金金部门的一些工工程勘察单位自自80年代初期期，引进了岩土土工程体制。这这一技术体制是是为工程建设全全过程服务的，，因此很快就显显示了它突出的的优越性。之之后，各部门相相继推广。此时时，由于国内地地质找矿市场逐逐渐萎缩，不少少原从事找矿地地质勘查的地质质队也纷纷转产产，从事岩土工工程勘察。因而而形成了一支庞庞大的岩土工程程勘察队伍，它它们遍布全国国各大、中城市市，主要从事工工业与民用建筑筑和市政设施的的勘察。由于高高层建筑，尤尤其是超高层建建筑的涌现，对对天然地基稳定定性计算和评价价、桩基计算与与评价、基坑开开挖与支护、、岩土加固与改改良等方面，都都提出了新的研研究课题，要求求对勘探、取样样、原位测试和和监测的仪器设设备、操作技术术和工艺流程等等不断创新。由由于勘察工作与与设计、施工、、监测结合紧密密，勘察真正正成为工程咨询询性的工作，为为保证工程安全全和提高经济效效益作出了很大大的贡献，并并积累了许多勘勘察经验和资料料。可以认为：：勘察与设计、、施工、监测的的紧密结合，是是岩土工程技术术体制的最大优优越性。为了在社会主义义市场经济体制制下，使岩土工工程勘察能贯彻彻执行国家有关关的技术经济政政策，做到技术术先进、经济合合理、确保工程程质量和提高经经济效益，由国国家建设部会同同有关部门，共共同制订了中中华人民共和国国国家标准《岩岩土工程勘察规规范》GB50021-94，作为强制性性国家标准准于1995年年3月1日正式式颁布施行。该该规范是对原《《工业与民用建建筑工程地质勘勘察规范》TJ21-77的修订，它既既总结了中国40多年来工程程实践的经验和和科研成果，又又注意尽量与国国际标准接轨。。从目前国内大量量的实践可看出出，岩土工程勘勘察侧重于解决决土体工程的场场地评价和地基基稳定性问题，，而对地质条件件较复杂的岩体体工程，尤其是是重大工程（如如水电站、核电电站、铁路干线线等）的区域域地壳稳定性，，边坡和地下洞洞室围岩稳定性性的分析、评价价，仅由岩土工工程师是无法胜胜任的，必须须有工程地质人人员的参与才能能解决。这就要要求岩土工程与与工程地质在发发挥各自学科专专业优势的前提提下，互相渗透透、交叉，二者者互为补充而相相得益彰。四、工程地质学学的研究对象和和任务地质学工程与技术学科科相互渗透、交叉形成的边缘缘科学人类工程活动地质环境地质环境的概念念：指自然环境的一一个重要组成部部分，与人类生生存和发展有紧紧密联系的岩石石圈的一部分，，这部分积极地地与水、气和生生物圈相互作用用着。上限为岩岩石圈表面，下下限为人类技术术——经济活动引起的的物理场、化学学场因素变迁消消失的深度。地质环境是多因因子系统：大气、

水、生物、岩石四个圈环境自然环境人类环境大气、水、社会环境人为环境生物、岩石地质环境人类能到达的地地下深度：5000m，钻探深度10000m。地球上现有工程程建筑都建于地地壳表层一定的的地质环境中，，地质环境以一一定的作用方式式影响建筑物。。人类工程活动对对地质环境有一一定作用，使其其变化，又影响响着工程建筑的的稳定和正常使使用。人类工程活动与与地质环境之间间，处于相互联联系又相互制约约的矛盾之中。。工程地质学的基基本任务：研究地质环境与与人类工程活动动之间的关系，使二二者矛盾转化和和解决。地质环境对工程程建筑的影响地震——影响区域工程建建筑软土地基——需进行专门地基基处理岩溶——水库渗漏崩滑泥石流——工程改线人类工程活动对对地质环境的影影响抽汲地下水——地面沉降海海水入侵地下水质恶化大型水库修建——库岸再造库库周浸没库区淤积诱诱发地地震工程地质勘察的的目的：为工程建建筑对象象选择适适宜的地地质环境境，从而为该该工程在在技术上的的可能性性和经济上的的合理性性提供保证证。并不致对对地质环环境产生生不应有有的破坏坏，以致影响响工程本本身和人人类的生生活环境境。技术可能能性:指在地质质环境中中兴建某某建筑物物的安全全保障如如何。换换言之，，建筑物物地基对对基础的的适应性性如何，，当二者者不相适适应时，，能否通通过改变变基础结结构或改改良地基基性质使使其达到到相互适适应。经济合理理性：指通过对对建筑地地区地质质条件的的深入研研究后，，在保证证工程稳稳定性的的前提下下，选出出经济成成本最低低的建设设方案，，以达到到经济上上合理，，即可行行性研究究。五、工程程地质学学研究内内容、分分科及其其与其他他学科的的关系（一）研究内容容1.岩土土工程地地质性质质研究建造于地地壳表层层的任何何建筑物物，都离离不开岩岩土体，，岩土体体作为建建筑物地地基或环环境。岩土体成成因类型型和性质质对建筑筑物的意意义重大大。研究地质质环境首首先研究究岩土体体分布规律律成因类型型工程性质质参参数数测试不良性质质的改良良形成分支支学科——工程岩土土学2.工程动力力地质作作用研究究地球内外外动力作作用——地质现象象人类工程程——经济活动动产生的的各种作作用这些作用用制约着着建筑物物的稳定定造价和和正常使使用研究工程程动力地地质作用用地质现现象分布规模形成机制制发展演化化规律产生的工工程地质质问题工程地质质问题的的分析评评价防治对策策措施形成分支支学科——工程动力力地质学学3.工程地质质勘察理理论和技技术方法法研究工程地质质学服务务于工程程建筑，，具体实实现就是是工程地地质勘察察。工程地质质勘察的的目的就就是查明明工程地地质条件件，分析析存在的的工程地地质问题题对工程建建筑区作作出工程程地质论论证和评评价，提提出建筑筑设计所所遵循的的最佳方方案和可可能采取取的工程程措施，，这涉及及到广泛泛的理论论。基础地质质专专业业基础工工程建建筑地地基基础础等等工程地质质条件：工程地质质条件是是指客观观存在的的地质环环境中与与工程建建筑有关关的地质质要素之之综合。。它包括括地形地地貌、岩岩土类型型及其工工程地质质性质、、地质结结构、水水文地质质条件、、物理地地质现象象（动力力地质作作用）、、天然建建筑材料料。综合概念念，一、二种因素素不称为为工程地地质条件件。针对工程程建筑对对象而言言。在自然地地质历史史过程中中形成的的客观条条件，不是人为为的。工程地质质问题：工程地质质问题是是指工程程建筑物物与地质质环境（（场地工工程地质质条件））之间，，存在着着某些不不适应性性所引起起的影响响建筑物物施工、、正常运运行和周周围环境境的地质质问题。。它反映映了工程程要求与与场地地地质条件件之间的的矛盾。。问题的产产生是由由于工程程技术——经济要求求与场地地地质背背景之间间的矛盾盾或差异异引起。岩土工程程问题：：指的是工工程建筑筑物与岩岩土体之之间所存存在的矛矛盾或问问题。在在岩土工工程施工工以及工工程建筑筑物建成成使用过过程中，，工程部部位的岩岩土体和和地下水水与建筑筑物发生生作用，，导致岩岩土工程程问题的的出现。。工程地质质勘察的的核心问问题如如何何运用有有效的勘勘察方法法和手段段，取得得反映确确切的工工程地质质因素，，资料分分析理论论，以及及表现形形式。为保证勘勘察的精精度和质质量，需需不断改改进技术术方法、、勘探机机械和测测试仪器器。为使工程程地质评评价和预预测定量量化，需需不断完完善地质质——数学模型型和发展展数学分分析方法法，应用用计算机机技术。。制订适用用于不同同类型建建筑的勘勘察规范范或手册册。形成分支支学科——专门工程程地质学学4.区域工程程地质的的研究工程地质质条件工工程地质质问题具具有明显显的区域域性分布布规律和和特点为国土资资源开发发利用和和建设布布局优化化,需要研究究不同区区域地质质条件的的形成和和分布规规律不同区域域地质构构造应力力不同,区域稳定定性不同同形成分支支学科——区域工程程地质学学5.环境工程程地质的的研究随着经济济的发展展，人类工工程—经济活动动对地质质环境的的反馈作作用日益益广泛而而深刻地质环境境恶化地质灾害害频发为了合理理利用保保护地质质环境，科学地预预测人类类活动对对环境的的负影响响工程地质质学——环境科学学交叉渗透透形成分支支学科——环境工程程地质学学（二）与其他学学科的