水工地质地质勘察

水工地质地质勘察第一页，共六十一页，编辑于2023年，星期三本章结构第一节概述第二节测绘第三节勘察与试验第四节资料整理与报告编写第二页，共六十一页，编辑于2023年，星期三地质勘察:是运用地质，工程地质理论和各类技术方法，为解决工程建设中的地质问题而进行的调查研究工作。

概念第三页，共六十一页，编辑于2023年，星期三第一节概述地质勘察工作是水文地质工程地质人员在设计部门提供的勘察意向书和任务书的基础上，对区域，场地和一些专门性地质问题进行调查研究的过程。它在总体上是为工程规划、设计和施工提供可靠的地质依据和符合要求的地质资料以便充分利用有利的自然因素避开或改造不利的地质环境条件以保证工程建筑物的安全稳定，经济合理和正常运用。第四页，共六十一页，编辑于2023年，星期三第一节概述一、地质勘察的任务

1．查明拟建筑区的水文地质工程地质条件（即地质环境调查）

2．场地选址——即在区域调查基础上，选择最适合建筑的场地位置，以保证有利条件最多，可能产生的问题最少。3．相关水文地质工程地质问题研究4．对建筑物的型式、施工的方法及建筑的安全运行方式提出建议5．预测工程运用期可能产生的地质问题并提出对策

第五页，共六十一页，编辑于2023年，星期三第一节概述二、地质勘察阶段划分的依据是工程建筑的阶段划分——四个阶段踏勘勘探第六页，共六十一页，编辑于2023年，星期三第一节概述1．规划阶段的地质勘察——可研阶段进行调研与踏勘，俗称“走走看看”。2．初设阶段的地质勘察——工程地质测绘和勘探。

3．技施阶段的地质勘察——以试验为主，针对基础分布范围展开，在施工前和施工中都应进行（验槽）4．运行阶段地质勘察——发生问题则进行，无问题就可不进行。第七页，共六十一页，编辑于2023年，星期三第一节概述三、地质勘察方法1．测绘：即地质填图工作，将岩性、构造、第四纪分布、地下水分布、物理地质现象分布等点绘于地形图上。2．地质勘探：即以物理手段直接或间接揭示地质现象的进下分布特征。包括钻探、物探和山地工程三类。3．地质试验室内试验：岩土构成、剪力、压力、张力、水腐蚀性等原位试验：在钻孔或洞、横巷中原状制作样品进行现场测试第八页，共六十一页，编辑于2023年，星期三第二节地质测绘地质测绘即水文地质工程地质填图工作，不同勘察阶段，测绘所用底图（地形地貌图）的比尺是不一样的。第九页，共六十一页，编辑于2023年，星期三第二节地质测绘一、测绘填图的比尺踏勘阶段：1:50万～1/20万小比尺测绘：1/10万～1/5万——用于拟建区重点段测绘中比尺测绘：1/5万～1/1万——查明场地工程地质条件大比尺测绘：1/1万～1/1千——为选定建筑类型，结构和施工方法而进行第十页，共六十一页，编辑于2023年，星期三第二节地质测绘二、测绘工作的内容目标：形成一张完整的水文地质工程地质图。1．地形、地貌2．地层岩性3．地质构造第十一页，共六十一页，编辑于2023年，星期三第二节地质测绘4．第四纪地质5．物理地质现象6．地表水及地下水

上海市水文地质工程地质图第十二页，共六十一页，编辑于2023年，星期三第二节地质测绘三、测绘范围与精度的确定

1．测绘范围确定应大于建筑区，并按设计阶段，建筑类型、规模、地质复杂程度、研究程度来定，重点构造区（如断层交汇区）可适当扩大范围。第十三页，共六十一页，编辑于2023年，星期三第二节地质测绘2．测绘精度确定（1）原则：无论比尺大小，图上每cm2应有一个点，天然露头不足时，应以人工露头来补充。上点时，点与线的误差均应小于0.5mm。（2）确定程序图上打网格——按网格实地测绘——确定人工露头数——人工露头制作、测绘（打网格时，单元最小宽度应大于2mm）。第十四页，共六十一页，编辑于2023年，星期三测绘成果图第十五页，共六十一页，编辑于2023年，星期三第三节地质勘探与试验地质勘探是地质勘察的重要方法，它是运用各种工程技术手段对地表浅层及地下部地质状况进行探寻的方法，而地质试验则紧跟勘探进行，一是在勘探过程中同时作原位试验，二是通过勘探过程中取样，再用室内试验方法检验样品。第十六页，共六十一页，编辑于2023年，星期三一、工程地质勘探工程地质勘探的具体方法又分为工程地质物探、工程地质钻探和山地工程方法三类。第三节地质勘探与试验电法勘探设备地质钻探槽探第十七页，共六十一页，编辑于2023年，星期三1．物探方法——主要包括电法和地震波（弹性波）方法两类。（1）电法：常用的是电测剖面法和电测深法。NBAM①电测剖面法，观测大致同一深度上，电阻率有差异的岩土体沿剖面上的分布特征。A-B供电极M-N测电极M-N在A-B范围内移动。

第三节地质勘探与试验第十八页，共六十一页，编辑于2023年，星期三NBAMA-B供电极M-N测电极②电测深法研究的是地下岩土介质电阻率沿垂向变化的规律。M-N不动，A-B从中心，按1.5倍距离逐次向左、右两侧拉开距离。第三节地质勘探与试验第十九页，共六十一页，编辑于2023年，星期三（2）地震波法，指利用地震波的回波波速，波形变化研究地下地质体的方法，是弹性波法中最重要的一类，按波源不同，包括地震波法、声波法、超声波法等目的：地下岩土分层、场地卓越周期的研究第三节地质勘探与试验第二十页，共六十一页，编辑于2023年，星期三2．工程地质钻探指用各类钻具向地下打人工孔洞对地下岩土体结构、岩性进行观测的方法（岩芯、孔壁）。第三节地质勘探与试验第二十一页，共六十一页，编辑于2023年，星期三（1）钻探的分类按所用工具类型简单（人工）钻探：如洛阳铲，适用于工程规模小、粘土小、亚砂土类、易操作，小土钻（螺纹钻头）机械钻探：如汽车钻、塔钻第三节地质勘探与试验汽车钻塔钻土钻第二十二页，共六十一页，编辑于2023年，星期三按钻头取芯与否岩芯钻：钻头是空心的，可取地下岩土样非岩芯钻：实心钻头、钻进速度快，用于安置电测或观测头按钻进方式冲击钻：和于松散卵、砂石层、取芯不完整，多为扰动样。回转钻：适用范围广，可取芯，也可不取芯。振动钻：适用于土层及松散碎石层第三节地质勘探与试验冲击钻第二十三页，共六十一页，编辑于2023年，星期三（2）钻探的编录工作指对钻探情况和观测到的地质现象按次序进行记录和现场分析判断。可据编录结果绘制钻孔柱状剖面图，对地下岩土进行分层。第三节地质勘探与试验第二十四页，共六十一页，编辑于2023年，星期三序号深度地层岩土名称岩性描述原位试验10-0.4mQst4素填土XXXXXXX工程X#钻孔编录XX工程队编录人：负责人：

第三节地质勘探与试验编录格式

第二十五页，共六十一页，编辑于2023年，星期三3．山地工程指用坑、槽、井、洞等方法来探明地下工程地质条件的方法。

（1）分类按工程量的大小分为轻型和重型两类。①轻型山地工程：包括探坑、探槽两类（一般h＜10m）和浅井（＜15m）可取原状样，设置原位试验等第三节地质勘探与试验探坑探槽第二十六页，共六十一页，编辑于2023年，星期三②重型山地工程（地下井巷工程）包括竖井、斜井、平硐三类。可设置较多的原位试验，如剪切、压缩、弹性模量，取样等。第三节地质勘探与试验竖井斜井平硐勘探点第二十七页，共六十一页，编辑于2023年，星期三（2）编录主要是进行记录，描述和绘制展视图。第三节地质勘探与试验坑道测绘与编录第二十八页，共六十一页，编辑于2023年，星期三二、地质试验按试验场所不同，可分为原位（野外）试验和室内试验两类。1．野外试验（原位试验）伴随钻探，山地工程同时进行的试验，类型主要有（1）载荷试验包括原位抗压、抗剪（断）、弹模试验等，主要是确定地基岩土的承载力，对地基土体而言，最常用的载荷试验是标准贯入法和重力触探法。第三节地质勘探与试验第二十九页，共六十一页，编辑于2023年，星期三①标准贯入法指用一定的开口管状空心贯入器作工具，利用上部锤击，将其打入砂土，粘性土中规定深度，记录所需击数，以此查算地基承载力的方法。最常用的标贯法是用63.5kg的穿心锤以76cm的落距锤击贯入器，记录击入30cm的锤击数。当杆长大于3m时，应进行杆长校正。依校正后的N63.5值查表求地基土的承载力第三节地质勘探与试验第三十页，共六十一页，编辑于2023年，星期三②动力触探法与标贯法类似，只不过贯入器换入了实心的触探头，最常用的是重（2）型重力触探，多用于砂性土，卵、砾石层中。以63.5kg的穿心锤以76cm的落距击打触探杆，记录打入10cm时所需的击数值，同样，以杆长校正后的值N为依据，查算地基土层的容许承载力值。第三节地质勘探与试验第三十一页，共六十一页，编辑于2023年，星期三*地基岩土承载力的确定还可依据地基岩土的物理性质指标查表求算，主要指标是液性指数IL，塑性指数IP和孔隙比e，含水率w%（第一指标，第二指标）。

问：对于同一层岩土，标贯和触探得到一个承载力值，室内实验测定的物理指标又得到一个承载力值，实际应用时，该取哪一个值作用建议采用值，为什么？

第三节地质勘探与试验第三十二页，共六十一页，编辑于2023年，星期三（2）钻孔压水试验即隔离出一段长度的钻孔，向孔内注水（加压）至渗透流量稳定——用以评价地下岩土体的相对透水性和裂隙发育（连通性、密度、开口度等）程度和获得渗透系数值。第三节地质勘探与试验第三十三页，共六十一页，编辑于2023年，星期三（3）灌浆试验类似钻孔压水试验，但注入的是水泥砂浆、素水泥浆或某些化学凝胶物，结论可为固结灌浆和帷幕灌浆提供设计依据。试验的技术参数包括：浆液成份、稠度、试验钻孔长度（一般为5m）、灌浆压力、灌浆孔径、钻孔斜度等。第三节地质勘探与试验第三十四页，共六十一页，编辑于2023年，星期三2．室内试验室内试验是对勘探过程中采集的岩石、土和水样品进行试验和检测的过程，主要内容包括：①岩土工程性质试验（见《岩土工程勘察规范，GB50021-2001》不同样类，试验内容不同。第三节地质勘探与试验第三十五页，共六十一页，编辑于2023年，星期三岩石样：单轴极限抗压强度，软化系数，剪切（断）试验等。土样：粘性土：粉土、颗分、比重、液塑限、压缩（含湿陷性）、密度、含水等。砂土：颗分、比重密度含水率、自然休止角等。碎石土：颗分、比重、密度、含水率等。第三节地质勘探与试验第三十六页，共六十一页，编辑于2023年，星期三②地下水、土中水对钢砼、砼的腐蚀性检验。一般检查S04-2、侵蚀性CO2、pH值、Cl-、HCO3-、Ca2+、Mg2+、NH+等离子含量。③专门性试验如模型试验、模拟试验、风洞试验等，针对专门性问题开展。桥梁工程、大型工程中应用最多。第三节地质勘探与试验建筑物风压风洞试验第三十七页，共六十一页，编辑于2023年，星期三第四节资料整理与报告编写地质勘察过程中，外业的测绘、勘探和试验成果资料，应及时进行归整，并绘制必要的草图。以便随时指导、补充和完整下一步的野外勘察工作。而在地质勘察工作结束时，则必须将直接和间接得到的各种资料加以汇总、检查、核对，归纳总结成为《XX工程地质勘察报告》提交设计部门作为工程设计、施工的依据。第三十八页，共六十一页，编辑于2023年，星期三第四节资料整理与报告编写地质勘察报告的编制原则是：（1）资料归纳尽量详尽，格式符合有关规范的要求。（2）报告内容应依据勘察任务书编制。第三十九页，共六十一页，编辑于2023年，星期三第四节资料整理与报告编写一、地质勘察报告的内容1．前言（概述）主要是介绍一下勘察任务的来源，拟建构建物的基本情况（什么构建物，基础类型、埋深、构建物等级、勘察等级等）。具体的勘察任务，勘察中执行的规范与标准，以及勘察方法和工作量等。第四十页，共六十一页，编辑于2023年，星期三第四节资料整理与报告编写2．通论实际是场地和区域工程地质情况的客观介绍，包括区域地质、地形地貌、地质构造、水文地质条件、不良地质现象以及场地基本烈度等。3．专论（重点内容）主要包括场地岩性及其垂向分层，地基岩土层工程性能的评价，地下水、土的腐蚀性评价、场地不良地质现象分析与评价（地震、软土层、砂土液化等）——同时，主要针对勘察任务书提出的要求——给以明确回答，最后还要明确指出持力层的位置，建筑的结构类型，基础的类型以及对不良地质条件的处理措施等。第四十一页，共六十一页，编辑于2023年，星期三第四节资料整理与报告编写4．结论逐条列出对场地的适宜性，地下水状况、场地类型、各地基土层承载力值、地基处理方案等的判定结论和建议。第四十二页，共六十一页，编辑于2023年，星期三第四节资料整理与报告编写二、地质勘察报告中的附件一般的地质勘察报告中除文字叙述外，还应包括必须的附图和附表。附图有：（1）勘察点平面布置图（勘察网格图）（2）工程地质柱状图：一般要求每孔、每坑（槽）一个（3）工程地质剖面图（勘察线剖面图）由同一勘察线上若干勘探点的柱状图联结而成，可综合反映地下岩土状况在剖面上的变化。第四十三页，共六十一页，编辑于2023年，星期三第四节资料整理与报告编写附表有：（1）岩土试验成果表地基土物理力学指标表，包括各地基土层的物理性质指标，水理性质指标，力学性制裁指标以及相应土层的地基承载力标准值。（2）地下水、土中水腐蚀性检验成果表（3）其它专题性研究成果表如地基土层剪切波速成果表，原位试验成果统计表、黄土湿陷性评价表、剪切试验成果表、桩承力试验成果表等。第四十四页，共六十一页，编辑于2023年，星期三课程讲授内容绪论0.5第五章岩体的工程地质特性

2第一章矿物与岩石5.5第六章地基与边坡稳定的工程地质分析4第二章地质构造6第七章地下建筑的工程地质分析5第三章区域构造稳定性和地表地质作用7第八章工程地质与水文地质勘察2第四章地下水及其对工程的影响4讲课总计36第四十五页，共六十一页，编辑于2023年，星期三考试形式一、名词解释二、填空三、简答题四、分析计算题五、识图作图题六、论述第四十六页，共六十一页，编辑于2023年，星期三**极射赤平投影原理与应用极射赤平投影(Stereographicprojection)简称赤平投影，主要用来表示线、面的方位，及其相互之间的角距关系和运动轨迹，把物体三维空间的几何要素（面、线）投影到平面上来进行研究。特点：方法简便、直观、是一种形象、综合的定量图解。在构造地质、工程地质和航海上被广泛地应用。第四十七页，共六十一页，编辑于2023年，星期三投影要素

1、投影球

2、赤平面:过投影球球心的水平面

3、基圆:赤平面与球面相交的大圆（赤平大圆）。凡过球心的平面与球面相交的大圆，统称为大圆，不过球心的平面与球面相交所成的圆统称小圆。

4、极射点:球上两极发射点，分上半球投影和下球投影A吴尔福网B施密特网第四十八页，共六十一页，编辑于2023年，星期三一、面和线的赤平投影（一）投影原理任何一个过球心的无限伸展的平面（岩层面、断层面、节理面或轴面等）和线，必然与球面相交成球面大圆和点。球面大圆与极射点的连线必然穿过赤平面，在赤平面上这些穿透点的连线即为该平面的相应大圆的赤平投影，简称大圆弧。第四十九页，共六十一页，编辑于2023年，星期三1.平面的投影平面(PGF)产状:SN/90°∠40°,投影到赤平面上为PHF。PF代表走向，OH代表倾向，DH代表倾角。

2.线的投影直线(OG)产状：90°∠40°,投影到赤平面上为H点。OD为直线的倾伏向，HD为倾伏角。第五十页，共六十一页，编辑于2023年，星期三(二）投影网：吴尔福网和施密特网

1.吴氏网的结构及成因原理

吴氏网的结构：基圆、径向大圆弧、纬向小圆弧、东西、南北经纬线，间距2°，误差±0.5°。

（1）基圆：赤平大圆，代表水平面，0°-360°方位角刻度。

（2）两条直径：EW，SN。

（3）经向大圆弧：由一系列走向SN的，向东或西倾斜，倾角不同（0°-90°），间隔2°的投影大圆弧（代表倾斜平面）组成。

（4）纬向小圆“为一系列走向东西、直立小圆的投影小圆弧组成。他们将SN直径、经向大圆和基圆等分，每小格为2°。第五十一页，共六十一页，编辑于2023年，星期三

（1）预备阶段

①将透明纸蒙在吴氏网上，

②画“+”中心，

③标出E、S、W、N方位（顺时针）。吴氏网2.一般操作步骤：第五十二页，共六十一页，编辑于2023年，星期三（2）平面的赤平投影

投影步骤(口诀):

A、基圆顺钟找倾向；B、东西直径数倾角（由圆周向圆心数）；