水文地质与工程地质勘察成果整理

水文地质与工程地质勘察

第二部分

工程地质勘察曾斌中国地质大学（武汉）环境学院第七讲勘察成果整理提纲

一、岩土参数的分析与选取二、岩土工程分析评价三、反分析四、岩土工程勘察报告一、岩土参数的分析与选取

（一）岩土参数的可靠性和适用性

岩土参数可分为两类：一类是评价指标，用以评价岩土的性状，作为划分地层鉴定类别的主要依据；另一类是计算指标，用以设计岩土工程，预测岩土体在荷载和自然因素作用下的力学行为和变化趋势，并指导施工和监测。岩土参数的可靠性和适用性在很大程度上取决于岩土体受到扰动的程度和试验标准。它涉及到两个问题：①取样器和取样方法问题；②试验方法和取值标准问题。

（二）岩土参数的统计分析由于岩土体的非均质性和各向异性以及参数测定方法、条件与工程原型之间的差异等种种原因，岩土参数是随机变量，变异性较大。岩土参数统计分析前，一定要正确划分工程地质单元体。常用的特征值可分两大类：（1）反映数据分布的集中情况或中心趋势的，它们被作为某批数据的典型代表；（2）反映数据分布的离散程度的。按《规范》规定，表征岩土工程性质的主要参数的特征值，前一类为算术平均值fm，后一类为标准差σf和变异系数δ。按变异系数的大小可划分变异性的不同等级(变异类型)，它有助于岩土工程师定量地判别和评价岩土参数的变异特性，以便提出不同的设计参数值。剔除粗差有不同的标准，常用的有正负3倍标准差法、Chauvenet法和Grubbs法等。一、岩土参数的分析与选取

按岩土单元进行，岩土单元中的薄夹层不应混入统计,统计内容包括：岩土的天然密度、天然含水量粉土粘性土的液限塑限和塑性指数、粘性土的液性指数砂土的相对密实度岩石的吸水率岩土的各种力学特征指标特殊性岩土的各种特征指标各种原位测试指标勘察报告应按岩土单元提供各项统计指标的最小值最大值平均值标准差变异系数和数据的数量指标数量少于6个时可不统计勘察报告可提供指标的范围值一、岩土参数的分析与选取

（三）岩土参数的标准值和设计值岩土参数的标准值是岩土工程设计时所采用的基本代表值，在统计学的基础上根据参数平均值和置信区间的单侧置信界限值。承载能力极限状态计算需要的岩土参数标准值如下。正常使用极限状态计算需要的岩土参数宜采用平均值。评价岩土性状需要的岩土参数应采用平均值。当用以分项系数描述的设计表达式计算时，岩土参数的设计值fd可按下式计算：

式中：γ——岩土参数的分项系数，按有关设计规范的规定取值。一、岩土参数的分析与选取

（一）分析评价的内容和要求

岩土工程分析评价的内容主要包括：(1)场地的稳定性和适宜性。(2)为岩土工程设计提供场地地层结构和地下水空间分布的参数、岩土体工程性质和状态的设计参数。(3)预测拟建工程施工和运营过程中可能出现的岩土工程问题，并提出相应的防治对策和措施以及合理的施工方法。(4)提出地基与基础、边坡工程、地下洞室等岩土工程方案设计的建议。(5)预测拟建工程对现有工程的影响、工程建设产生的环境变化，以及环境变化对工程的影响。二、岩土工程分析评价为了做好分析评价工作规定的各项内容，要求做到以下各点：(1)必须与工程密切结合，充分了解工程结构的类型、特点和荷载组合情况，分析强度和变形的风险和储备。(2)掌握场地的地质背景，考虑岩土材料的非均匀性、各向异性和随时间的变化，评估岩土参数的不确定性，确定其最佳估值。(3)参考类似工程的经验，以作为拟建工程的借鉴。(4)理论依据不足、实践经验不多的岩土工程，可通过现场模型试验和足尺试验进行分析评价。对于重大工程和复杂的岩土工程问题，应在施工过程中进行监测，并根据监测资料适当调整原先制订的设计和施工方案。

二、岩土工程分析评价（二）分析评价的方法在定性分析评价的基础上，进行定量分析评价；需作定量分析评价的内容是：(1)岩土体的变形性状及其极限值。

(2)岩土体的强度、稳定性及其极限值，包括地基和基础、边坡和地下洞室的稳定性。(3)岩土压力及岩土体应力的分布与传递。

(4)其他各种临界状态的判定问题。

二、岩土工程分析评价1、定量分析的方法

解析法、图解法、数值法。（1）解析法：以经典的刚体极限平衡理论为基础。解析法分为定值法和概率分析法。

A、定值法：也称稳定性系数法。计算参数取定值，认为稳定性系数是各种参数的函数，因而稳定性系数也是定值。用安全系数来保证计算的安全度，作为安全储备。

其表达式为：Ｋ＝Ｒ/Ｓ≥［Ｋ］

式中：R、S、K、［Ｋ］——分别为抗力、作用力、稳定性系数和安全系数。二、岩土工程分析评价

B、概率分析法：由于参数随机不确定性，稳定性系数也非定值。因而采用概率分析法进行稳定性评价更为合理，即按破坏概率量度设计的可靠性，将安全储备建立在概率分析的基础上。

表达式为：Ｐf＝Ｐ（Ｋ＜1）≤［Ｐf

］式中：Pf、［Ｐf

］——分别为破坏概率和目标破坏概率。稳定概率R：Ｒ＝１－Ｐf

（2）图解法：——

（3）数值法：——二、岩土工程分析评价2、岩土工程计算的极限状态

按《规范》规定，岩土工程计算应按极限状态进行。所谓“极限状态”指的是：整个工程或工程的一部分，超过某一特定状态就不能满足设计规定的功能要求。这一特定状态即称为该功能的极限状态。

按工程使用功能，可将极限状态分为承载能力极限状态和正常使用极限状态二类。

（1）承载能力极限状态（破坏极限状态）分为两种情况：

A、岩土体失稳破坏地基的整体性滑动、边坡失稳、挡土结构倾覆、隧洞冒顶或塌帮、渗透破坏等。二、岩土工程分析评价

B、岩土体的过量变形或位移。由于土体的湿陷、震陷、融陷或其他大变形，岩土过量的水平位移，地下水压力造成的工程结构性破坏等。（2）正常使用极限状态（功能极限状态）对应于工程达到正常使用或耐久性能的某种规定限值。属于正常使用极限状态的情况有：影响正常使用的外观变形、局部破坏、振动以及其他的特定状态。

例如，由于岩土变形而使工程发生超限的倾斜、沉降、表面裂隙或装修损坏；由于岩土刚度不足而影响工程正常使用的振动；因地下水渗漏而影响工程(地下室)的正常使用等。二、岩土工程分析评价岩土工程的分析评价，应根据岩土工程勘察等级区别进行。对三级岩土工程勘察，应根据邻近工程经验进行分析评价，必要时可结合少量的勘探、测试资料进行。对二级岩土工程勘察，应在详细勘探、测试工作基础上，结合邻近工程经验进行分析评价。对一级岩土工程勘察，除按二级要求进行外，尚宜对其中的复杂问题进行专门研究，并结合监测工作对评价结论进行核查。二、岩土工程分析评价边坡、滑坡工程岩土体抗剪强度参数、地基承载力边坡、滑坡不同工况下稳定性系数和安全系数边坡、滑坡区危害程度分析防治工程建议二、岩土工程分析评价2001版规范增加内容岩土利用、整治、改造等方案的分析和论证；工程施工期间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。二、岩土工程分析评价（一）反分析的含义通过工程实体试验或施工监测岩土体实际表现性状所取得的数据，反求某些岩土工程技术参数，并以此为依据验证设计计算、查验工程效果以及分析事故的技术原因。反分析应以岩土工程实体或足尺试验为分析对象。反分析是一种分析研究性的工作。一个完整的反分析过程，除需完整准确的原型观测资料外，还必须具备详细的勘察资料和选择合理的计算模型。反分析可分为非破坏性(无损的)反分析和破坏性(已损的)反分析两种情况。三、反分析（二）反分析的步骤和注意事项(1)反分析之前，应进行详细的场地勘察工作，了解岩土和地下水条件，以及它们在施工过程中发生的变化。(2)了解工程实体或足尺结构物在施工和运营过程中实际外加荷载的大小、加荷方式和作用时间。(3)通过测试和分析，确定岩土体的初始状态变量，如岩土体的初始应力状态、应力历史等。(4)合理确定岩土体的本构关系或反应模型以及相应的计算方法。(5)恰当假定分析过程中的排水条件和边界条件。三、反分析(6)恰当确定反分析中所需的岩土体辅助参数，如土的重量、隙比、含水率等。(7)原型观测的项目、手段、方法和要求，应有针对性。(8)在进行量纲分析、理论分析、统计分析时，应注意反分析工程与设计工程之间在尺寸上的差异。三、反分析（一）候基本内翁容(1厕)委托单拖位、场挥地位置当、工作恋简况，灿勘察的始目的、够要求和额任务，采以往的舍勘察工蝴作及已紫有资料李情况。(2)勘察垂方法钟及勘北察工蓄作量畅布置梳及依粱据。伙(3)场地葱工程叔地质副条件踪蝶分析王。(4翠)岩土宝参数雹的分唱析与钓选用忌，提馅出其受标准冰值。(5)对存乏在的导工程窃地质回问题盯、场晃地稳淹定性雅和适妙宜性剪作出牧评价亭。(6)提出盏地基壶基础唤方案手、不坑良地陆质现森象整妨治方夜案、携岩土氧利用蛛、整仅治和叶改造疤方案散的建投议，眯并进底行技椅术经抬济论竟证。(7情)工程功施工浇和运梳营期概间可哲能发贞生的乓岩土榴工程轨问题初的预茄测及缩慧监控隆、预荣防措浆施及驱下一况步勘终察工密作的对建议畅等。守四、赤岩土饱工程轨勘察建报告(二)结构螺形式工程怎地质舱报告价书既惊是工替程地纲质勘帖察资颂料的矩综合丘、总喉结，默具有沿一定么科学亡价值陆，也毁是工洋程设壮计的离地质索依据递。应园明确睡回答宴工程瓶设计惊所提瓜出的货问题秩，并牢应便轨于工逃程设防计部劲门的逝应用婆。报告由文字束、插辈图表组装成。报告书贵正文应帆简明扼着要，但粮足以说盐明工作孤地区工熔程地质佳条件的鞭特点，裕并对工叉程场地菠作出明委确的工跨程地质估评价（定性述、定坊量）。四、岩距土工程怖勘察报肾告（1）绪粒论说明打自然值地理蜜、气蛋象水广文，喷工程楼概况验，勘邻察工砌作，背要解杏决的烟问题灵，采缩慧用方臭法及霸取得诵的成得果。蚁并应捉附实修际材秩料图标及其对他图伟表。（2）通论阐明员工程档地质铃条件砖、区灶域地严质环非境，通论强在规秆划、冰初勘情阶段帜中占费有重倘要地佩位，昨随阶临段的库深入话比重选减少识。（3）专浑论报告霞书的葛中心侨，重则点内拘容着殃重于剥工程蔑地质援问题阅的分潮析评昌价。绢对工蛛程方伯案提请出建索设性程论证持意见吓，对陶地基锄改良僚提出身合理雹措施辣。深度和峡内容与斩勘察阶唱段有关张。（4）结论在论证悦基础上颠，对各处种具体刮问题作萄出简要物、明确赤的回答滨。指出索存在问部题及进吊一步工惭作建议毛。四、慢岩土更工程财勘察霸报告（三）资报告应划附的图腹表1、啦附图脸表类迷型勘察碌报告扭附图昏表主偏要包勾括：(1)场地最工程太地质炸平面琴图(附勘割察工望程布休置)。(2敢)工程蕉地质柱状轮图、剖面图或立坝体图登。(3)室内勿试验很和原辨位测雄试成盖果图积表。珠(4)岩土请利用患、整零治、布改造叫方案赚的有溪关图经表。(5)岩土河工程细计算密简图丝式及计才算成仅果图哑表。乓四、岩趣土工程覆勘察报拢告2、工程洞地质图魂的编制工程地酿质图按丸内容和月用途分备类如下锡：（1）按内窑容分跟类A、工程圣地质条溜件图畜（综相合图）奸。基本工济程地质钥图。综企合反映杆工作区窄的工程翻地质条谷件，以呈及对条华件的总雁体评价饰，但不汤作分区咏。B、工程太地质分即析图（法分析图端）针对某额一重要郑的专门楼工程地示质问题站，分析堂有关因膊素的变尿化规律谱的图件塘。如：勺建筑册物持霸力层厘顶板且埋深留或高尝程等捉值线礼图、按地下牲水等划水位抓线图杯、岩桥土渗葱透性挂（K值）等析值线图眨，岩土c、值净、压豪缩系视数a、变及形摸订量E等值线击图等。四、岩杆土工程胸勘察报勾告C、工妻程地邮质分文区图按照工惭程地质村条件中巾各要素肃的主次决顺序相蛙似程度叙分区，智并可作附几级划与分，图乘面上只魔有分区泽界限和吹区的代标号，各用区的工阿程地质悬特征在犁所附的纱说明表番中说明扫，并作滴出评价渗。常与们工程垄地质转图（荐条件溜图）企相互侧配合贝使用草。使用于衰中、小谢比例尺讨，大范潜围。D、综合夜分区图图中过既表俗示工耽程地如质条康件的垮有关躁资料坐，又跳有分喘区并原对各乱区的珠建筑洋适宜乡丰性作两出评堪价。已是生护产部义门中胞常用捐的形秧式。适于秃条件连简单羽或中爆等复卵杂程宗度的桌地区芝。适于咐大比疤例尺房诚、小银范围效。四、岩写土工程枪勘察报唇告（2）按秃用途堆分类A、通用称工程地封质图以表示机工程地付质条件膏为主要彻内容，虽并提出暖一般性帝工程地撇质评价框。通用紧图可为招各种工找程建设者服务，胖应用范拣围广而形精度低孕，小比嘉例尺，轰大范围匪，用于傅区域规鉴划。B、专用饿工程地缎质图为某一矩类工程埋建筑服而务，具这有专门破性，根斧据需要黄重点突父出，避把免因反摩映因素致过多而氧使图面凶复杂化挡。中大涨比例广尺，液所反砖映的场数据牛精度坚较高犯，专庆用性描加强笨，应砍以中找、大织比例惠尺为耻主。四、全岩土猴工程秩勘察帆报告国际工靠程地质崇协会（IA堤EG）工辅程地酱质编传图委斩员会静建议拳：按4级划分匙工程地羽质制图健单元A、工仍程地牢质类榴型工程员地质搭类型近是最笼小一纤级单乡丰元体夺，在朝大比尿例尺车工程炕地质诸图上厌才有脱条件台划分墓。B、岩石竖类型是基到本单馅元，镇用于震大、惹中比司例尺系工程柿地质胳图。C、岩石鹿综合体是中单贴元，用营于中、朴小比例及尺工程哗地质图写。D、岩组最大单牵元，用静于小比谢例尺工选程地质门图。四、岩匆土工程低勘察报坏告（3）岩土列的工程欺地质制战图单元谢划分问葡题中国院工程钉地质眯图的侮岩土纵类型伟单元猜划分秤标准以地垒质成肠因—地质懂特征—工程地遣质性质豪作为岩续土单元穗划分原护则。A、岩俗体：疾按建椅造（副成因抽、地港质特细征）姻及工慨程地柿质特屠征建造犹：岩绍浆岩扩、碎纤屑岩差、碳偏酸盐环岩、晶变质壶岩、致松散遣土。工程牛地质栽特征五：按恋强度迎及结溉构婶岩际石强拍度+岩体弃结构+岩组厨或岩裙石名典称如：李坚硬块犯状侵入堤岩组；恭坚硬厚食层状碳盈酸盐岩油；较坚医硬中厚厘层状泥投灰岩-砂岩劣组痛；软劲弱薄膜层状只泥岩老组B、土体党：按粒任度成分臣、特殊细工程地剃质性质粒度若成分——巨粒土抱、粗粒苗土、细嗽粒土。特殊顽工程锅地质框性质——特殊土喂（软粘逗土、膨艇胀土、征黄土、脸盐渍土棍等）如：感软弱均喜一粘性所土岩组虚；较软问弱层状铃粘性土-砂土题岩组四、岩钱土工程斩勘察报史告（4）工茂程地质矿分区问歌题按工程敌地质条蜡件个要扇素的相捏似性，静对研究馋区进行循逐级划名分区段暴，以反瞧映条件硬的差别旅，便于绳应用。A、分区特目的同一拢区段剩内工序程建弊筑和街使用钩条件织以及搜勘察脆条件酱上具圆有相之似性额，不幻玉同区碑段其踩工程减地质辰条件肆和评倍价不公同。B、分区杰标志指分候区所糟依据拦的准捎则——工程特地质逆条件厕、工像程地去质评群价。四、岩泥土工程番勘察报企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抵地质条藏件为分桶区标志板：以工哭程地零质评被价作也为分誉区标缓志：具有晶发展心前景蛋，按矛工程剪需求鸭出现垮新的毁分区铅标志分，通棉过定填性或佣定量戚评价达标准惊，结版合工哲程设睬计的订需要庭进行栏分区始。分区目存的在于絮表示对工冰程建腔筑有晚利或前不利牌因素简及其围程度，专门弊性分区倘标志的鼠选择应违结合主章要工程出地质问扮题的分疮析，不夏同勘察扛阶段，稠分区标眯志及侧绵重点有由所不同并。四、岩千土工程芬勘察报塔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、途岩土拢工程定勘察汤报告（5）工筐程地郊质图灭的编惩绘①内扇容表达工程圾地质冬条件磨图或贿综合善分区厉图的甚中心扩问题微是工压程地左质条垫件的浙表示只形式园。A、地形之、地貌地形——用等高菊线及形斗态符号闯表示。地貌——大中额型单兵元圈膨出边兰界，注小单川元可惧用符焰号。小比极例尺尖映基醋本成镰因类辜型：极构造开、剥找蚀、趁侵蚀翠、堆挂积；中比彻例尺混反映镇成因柄类型己：山潮脊、晓斜坡肥、河俱谷、擦阶地恳、条夷枕平面堂、岩吊溶；大比例嫁尺锄反清映微地并貌单元撒：沼泽萍、洼地绒、古河肆道等。四、岩咱土工程哄勘察报暑告B、岩孩土类取型岩类——界限湖；时代——代号粒、颜闲色；成因——代号；岩性——线条、卡花纹、姜岩性代输号；软桂弱夹层——按比服例尺蹄或望超比苹例尺略表示占；物理力残学指标——表、徒图、宗特殊蚀符号括加数霸字、求等值蹄线。C、地质急结构产状萍、构纤造线磨、褶芝皱轴押线、柄断层亮线（丑带）——符号、免数字；节理裂勉隙统计军图等——符号。D、水撕文地赚质条度件符号沈、数挠字、碗等值奸线表尺示。四、墙岩土达工程辨勘察蝇报告E、动僵力地耀质现木象超比香例尺撒符号谁（小原比例社尺图元），圈出笼实际密范围补（中丈、大剖比例俗尺图平），毁并由尖图例增符号奋表示叠类型蓬、时句代