岩土工程勘察MicrosoftWord文档-副本

1、岩土工程勘察的定义 定义：根据建设工程的要求，查明、分析、评价建设场地的地质、环境特征和岩土工程条件，编制勘察文件的活动。 岩土工程勘察是为了满足工程建设的要求，有明确的工程针对性，不同于一般的地质勘察岩土工程勘探的任务 (1) 详细研究建筑场地或建筑地段的岩土体和地质构造。 (2) 研究水文地质条件。 (3) 研究地貌和不良地质现象。 (4) 取样及提供野外试验条件。 (5) 提供检验与监测的条件。工程地质条件 工程地质条件定义为与工程建筑有关的地质要素之综合，包括地形地貌、地层岩性（岩土类型）及岩土工程性质、地质构造、水文地质、环境地质（工程动力地质作用）以及天然建筑材料等六个要素。 岩土

2、工程勘察等级 勘察等级 确定勘察等级的因素 工程安全等级 场地等级 地基等级 甲 级 有一项或多项为一级的勘察项目 乙 级 除甲级和丙级以外的勘察项目 丙 级 三 级 三 级 三 级 注: 建筑在岩质地基上的一级工程，当场地复杂程度等级和地基复杂等级均为三级时，岩土工程勘察等级可定为乙级。针对工业和民用建筑工程设计分为厂址的选择、初步设计和施工图三个阶段岩土工程勘察阶段： 可行性研究勘察 、 初步勘察 、 详细勘察 、 施工勘察。勘察阶段任务工作内容勘察方法可行性研究勘察(选址勘察)对拟建场地的稳定性和适宜性做出评价 (1) 收集场址所在地区的区域地质、地形地貌、地震、矿产和附近地区的工程资料

3、及建筑经验。 (2) 在收集和分析已有资料的基础上,进行现场调查，了解场地工程地质条件。 (3) 对工程地质条件复杂，已有资料不能符合要求的，可根据具体情况进行工程地质测绘及必要的勘探工作； (4) 当有两个或两个以上拟选场地时，应进行比较分析。现场踏勘初步勘察对场地内建筑地段的稳定性做出评价(1) 收集拟建工程的有关文件、工程地质和岩土工程资料以及工程场地范围的地形图；(2) 初步查明地质构造、地层结构、岩土工程特性、地下水埋藏条件；(3) 查明场地不良地质作用的成因、分布、规模、发展趋势,并对场地稳定性做出评价；(4) 对场地和地基的地震效应做出初步评价;(5) 调查场地土的标准冻结深度；

4、(6)初步判定水和土对建筑材料的腐蚀性;(7) 对可能采取的地基基础类型、基坑工程方案进行初步评价。工程地质测绘勘探物探原位测试勘察阶段任务工作内容勘察方法详细勘察提出详细的岩土资料和参数;对建筑物地基做出评价，并提出相应的建议(1)收集拟建建筑详细资料；(2)查明不良地质作用类型、成因、分布范围、发展趋势和危险程度，提出整治方案的建议；(3)查明岩土层类型、深度、分布、工程特性，分析和评价地基的稳定性、均匀性和承载力。(4)提供地基变形计算参数，预测建筑物的变形特征；(5)查明工程不利的埋藏物；(6)查明地下水埋藏条件，提供地下水位及其变化幅度；(7)提供场地土的标准冻结深度；(8)判定水对

5、建筑材料的腐蚀性。勘探原位测试祥堪的勘探点布置和勘探孔深度，应根据建筑物的特性和岩土工程条件确定勘察阶段主要任务勘察方法可行性研究勘 察对拟建场地稳定性和适宜性做出评价现场踏勘初步勘察对场地内建筑地段的稳定性做出评价工程地质测绘、勘探、物探和原位测试详细勘察对单体建筑物或建筑群提出详细岩土资料和参数；对地基进行评价，提出建议勘 探原位测试工程地质测绘是以标准的地形图或地质图作为底图，运用地质学、工程地质学理论或方法，对与工程建设有关的各种地质现象进行观察和描述，初步查明拟建场地或各建筑地段的工程地质条件，将工程地质条件诸要素用不同的颜色、符号，按照精度要求标绘在底图上，并结合勘探、测试和其他勘

6、察工作的资料，编制成工程地质图。为初步评价场地或各建筑地段的稳定性和适应性，以及为场址选择和合理布置勘探工作量提供依据。工程地质测绘的主要方法：1. 像片成图法：2. 实地测绘法实地测绘法方法：路线法，布点法，追索法遥感技术原理 遥感:根据电磁辐射理论，应用现代技术中的各种探测器，对远距离目标辐射来的电磁波信息进行接受，传送到地面接收站加工处理成遥感资料(图像或数据)用来探测识别目标物的整个过程。遥感的类型 ： 航空遥感 航天(星载)遥感岩土工程勘探的手段：常用勘探手段有钻探工程、坑探工程及地球物理勘探三类。勘察阶段勘探手段与目的可行性研究勘 察勘探配合测绘。以物探为主，钻探和坑探主要用来验证

7、物探成果和取得基准剖面。初步勘察以钻探为主，并利用勘探取样，作原位测试和监测。详细勘察钻探，与其配合还应进行大量的原位测试。地球物理勘探的基本原理和分类 地球物理勘探(物探)是用专门的仪器来探测各种地质体物理场的分布情况，对其数据及绘制的曲线进行分析解释，从而划分地层，判定地质构造、水文地质条件及各种不良地质现象的一种勘探方法。 依据:不同的地质体其物理性质(导电性、弹性、磁性、密度、放射性、弹性波传播速度等)和物理状态(含水率、空隙性、固结程度等)不同(存在差异)。地震勘探折射波法工程地质分层，探测基岩埋深和起伏变化，查明含水层埋深及厚度，追索断层破碎带，圈定大型滑坡体厚度和范围，进行风化壳

8、分带反射波法工程地质分层波速测量测量地基土动弹性力学参数地脉动测量研究地震场地稳定性与建筑物共振破坏。划分场地类型磁法勘探区域磁测圈定第四系覆盖下侵入岩界限和裂隙带、接触带微磁测工程地质分区，圈定有含铁磁性底沉积物的岩溶土样质量等级（GB50021-2001级别扰动程度试 验 内 容 不扰动轻微扰动显著扰动完全扰动土类定名、含水量、密度、强度试验、固结试验土类定名、含水量、密度土类定名、含水量土类定名钻孔取土器及其适用条件对取土器的基本要求是：尽可能使土样不受或少受扰动；能顺利切入土层中，并取上土样；结构简单且使用方便。 2. 贯入式取土器厚壁取土器薄壁取土器束节式取土器固定活塞取土器水压固定

9、活塞取土器自由活塞取土器敞口取土器活塞取土器贯入式取土器3. 回转式取土器钻进要求(1) 使用合适的钻具与钻进方法。一般应采用较平稳的回转式钻进。若采用冲击、振动、水冲等方式钻进时，应在预计取样位置1m以上改用回转钻进。在地下水位以上一般应采用干钻方式。 (2) 在软土、砂土中宜用泥浆护壁。若使用套管护壁，应注意旋入套管时管靴对土层的扰动，且套管底部应限制在预计取样深度以上大于3倍孔径的距离。 (3) 应注意保持钻孔内的水头等于或稍高于地下水位，以避免产生孔底管涌，在饱和粉、细砂土中尤应注意。钻孔原状土样的采取方法：连续压入法，断续压入法，击入法，回转压入法保证土取样质量的主要措施 (1) 保

10、持钻孔的垂直度。 (2) 正确选择取土器和取土方法。 (3) 保持孔内清洁。 (4) 保证取土器切入土层的速度。 (5) 土样的封装、运输、保存应符合规范要求。 (6) 钻进方法正确。土体原位测试的优缺点 土体原位测试一般是指在勘察现场，在不扰动或基本不扰动土层的情况下对土层进行测试，以获得所测土层的物理力学性质指标及划分土层的一种土工勘测技术。其明显优点如下： (1) 可在拟建工程场地进行测试，避免了因钻探取样所带来的一系列困难和问题。 (2) 原位测试所涉及的土尺寸大，因而更能反映土的宏观结构对土的性质的影响。 缺点：对测试机理及应用的研究不够；使所测成果和数据与土的工程性质指标等对比时，

11、目前仍主要是建立在大量统计的经验关系之上。 静力载荷试验（简称载荷试验,static loading test),其方法是在保持地基土的天然状态下，在一定面积的承压板上向地基土逐级施加荷载，并观测每级荷载下地基土的变形特性。测试所反映的是承压板以下大约1.52倍承压板宽的深度内土层的应力-应变-时间关系的综合性状。试验设备：(1) 承压板2) 加荷系统与反力系统(3) 观测系统变形模量计算 (1) 浅层平板载荷试验(2) 深层平板载荷试验4. 估算地基土的基床反力系数5. 估算地基土的不排水抗剪强度Cu 探头 常用的静力触探探头分为单桥探头、双桥探头、孔压探头三种。单桥探头在锥尖上部带有一定长

12、度的侧壁摩擦筒，它只能测定一个触探指标即比贯入阻力：桥探头是将锥尖和侧壁摩擦筒分开，因而能分别测定锥尖阻力qc和侧壁摩擦力fs，可以分别模拟单桩的桩端阻力和桩侧摩擦力，分辨率高 N10贯入30cm时撞击的次数锤击速率宜在每分钟15-30击；在砂土或碎石中用每分钟60击。标准贯入试验基本原理：采用标准贯入器打入土中一定距离（30cm）所需要锤击次数来表示土阻力的大小的，并根据对比试验资料分析得到土的物理力学性质指标的。十字板剪切试验的原理 十字板剪切试验(Vane shear test=VST)是用插入软粘土中的十字板头，以一定的速率旋转，在土层中形成圆柱形破坏面，测出土的抵抗力矩，然后换算成土

13、的抗剪强度。电测式十字板剪切仪主要由以下几部分组成： (1) 压入主机。 (2) 十字板头。直径50mm，高100mm，板厚2mm，刃口角度为60,轴杆直径13mm，轴杆长度50mm。 (3) 扭力传感器。传感器(电阻式)应具有良好的密封和绝缘性能，对地绝缘电阻不应小于200M。传感器事先率定。 (4) 量测扭力仪表。静态电阻应变仪(精度为5)或数字测力仪(精度1-2N)。 (5) 施加扭力装置2. 计算土的灵敏度St 扁铲侧胀试验试验目的及用途 (1) 用于划分土类； (2) 估算静止测压力系数、不排水抗剪强度 (3) 为侧向受荷桩的设计提供所需参数。试验基本原理 由于土体的受力状况与半无限

14、介质表面圆形面积上受均布柔性荷载的问题近似，则据弹性力学，有通常波速测试是指测试纵波、横波、瑞利波的波速，而根据测试的要求，可分别采用单孔法、跨孔法和面波法现场波速试验的基本原理，是利用弹性波在介质中传播速度与介质的动弹性模量、动剪切模量、动泊松比及密度等的理论关系，从测定波的传播速度入手，求取土的动弹性参数岩体应力测试常用的应力量测方法主要有：应力解除法、应力恢复法和水压致裂法一、应力解除法应力解除法的基本原理是：岩体在应力作用下产生变形(或应变)。当需测定岩体中某点的应力时，可将该点一定范围内的岩体与基岩分离，使该点岩体上所受应力解除。这时由应力产生的变形(或应变)即相应恢复。通过一定的量

15、测元件和仪器量测出应力解除后的变形值，即可由确定的应力与应变关系求得相应应力值。应力解除法据测量方法不同可分为表面应力解除法、孔底应力解除法和孔壁应力解除法三种。孔壁应力解除法(钻孔套芯应力解除法)的基本原理是在钻孔中安装变形或应变测量元件，测量套芯应力解除前后钻孔半径变化值(径向位移)，用该孔径变化值来确定岩体应力值应力恢复法基本原理 应力恢复法一般在平硐壁面(也可在地表露头面)上进行。在岩面上切槽，岩体应力被解除，应变也随之恢复；然后在槽中再埋入液压枕，对岩体施加压力，使岩体的应变恢复至应力解除前的状态；此时，液压枕施加的压力即为应力解除前岩体受到的应力水压致裂法基本原理 水压致裂法是利用

16、橡胶栓塞封堵一段钻孔，然后通过水泵将高压水压入其中，使孔壁岩体产生拉破裂。据孔压时间曲线确定岩体中应力地震效应(1) 地震力效应 地震力是由地震波直接产生的惯性力，其大小决定于地震加速度。地震加速度包括水平方向和垂直方向，因而地震力具有方向性。据资料统计，一般垂直加速度为水平加速度的1/31/2。 (2) 地震破裂效应。断层、地裂缝 (3) 地震诱发地质灾害的效应。滑坡、崩塌、泥石流。 (4) 地震液化效应。砂土液化（四种破坏形式：涌砂、滑塌、沉陷、浮起）液化效应(1) 影响液化的因素砂土的相对密度地震强度及其持续时间饱水砂土的埋藏条件(2) 砂土液化的判别1) 初判。2) 进一步判断 当初步

17、判断认为存在液化可能时3) 液化等级场地分类考虑因素 地形、地质、地貌，岩石类型 练习题 1. 为了确定某场地粘性土地基的勘探点间距和勘探孔深度,现必须对场地进行初勘。下列说法中正确的是（ ）。 A. 勘探点间距和勘探孔深度都是按岩土工程勘察等级查表确定的； B勘探点间距是按场地复杂程度等级、而勘探孔深度是按地基复杂程度等级查表确定的； C勘探点间距是按地基复杂程度等级、而勘探孔深度是按工程重要性等级查表确定的； D勘探点间距是按地基复杂程度等级、而勘探孔深度是按场地复杂程度等级查表确定的； 2为了获取不扰动土样，在粉土层中钻探应采用下列（ ）方法。 A振动钻探B冲击钻探C锤击钻探D冲洗钻探

18、3为施工图设计提供依据的勘察阶段是（ ）。 A可行性研究勘察B初步勘察C详细勘察D施工勘察 4在岩土参数的统计分析中，（ ）项统计值与岩土参数值的变异程度无关。 A平均值 B标准差C变异系数D统计修正系数 5在勘察期间，为了确定10.0m处粉质粘土的地基承载力特征值和变形模量，宜采用下列（ ）试验方法。 A波速测试B螺旋板载荷试验C十字板剪切试验D平板载荷试验 6对于中密以下的碎石土，应选用以下（ ）方法进行测试。 A标准贯入试验B重型圆锥动力触探试验 C轻型圆锥动力触探试验D超重型圆锥动力触探试验 7采用浅层平板载荷试验确定土的变形模量，其方法是（ ）。 A经验方法B半理论半经验的方法 C假

19、定半无限体表面-柔性板上作用竖直向下荷载的线弹性理论； D假定半无限体表面-刚性平板上作用竖直向下荷载的线弹性理论 8下列原位测试方法中，最适用于软土的是（ ）。 A旁压试验B静力触探试验C标准贯入试验D扁铲侧胀试验 9在岩土工程勘察阶段中，对场地条件复杂或有特殊要求的工程还要进行（ ）。 A可行性研究勘察B初步勘察C详细勘察D施工勘察 10对于II级土样，可进行试验的内容为（ ）。 A土类定名B土类定名、含水量试验 C土类定名、含水量、密度、强度和固结试验D土类定名、含水量、密度试验 11关于取土器的说法，下列错误的是（ ）。 A双动三重（或二重）管取土器也可用于软岩中 B双动三重（或二重）

20、管取土器可用于坚硬粘性土和密实砂砾中 C薄壁取土器也可用于可塑状态的粘性土中 D厚壁取土器几乎可用于各种状态的粘性土和粉土，只是所取土样的质量等级至多只能达到II级。12在粘性土中进行平板载荷试验，承压板面积为0.25m2，各级荷载及相应的累积沉降见下表：P 5481108135162189216243S 2.155.018.9513.9021.0530.5540.3548.50 若按S/b=1%所对应的荷载为地基承载力特征值，则该载荷试验所确定的地基承载力特征值为（ ）。 A81 kPa B110 kPa C131 kPa D153 kPa 13. 为了确定地表下11m处粘土层地基承载力特征

21、值和变形模量，在工程勘察阶段，最好采用（ ）。 A旁压试验B平板载荷试验C十字板剪切试验 D螺旋板载荷试验 14某建筑场地进行标贯试验，已知锤击数的实测值N=12，则砂土的密实度为（ ）。 A松散 B稍密 C中密 D密实 15某建筑场地进行浅层平板载荷试验，需要测定的变形模量E0应根据荷载-沉降曲线的直线段按（ ）计算。 A非均质各向异性半无限空间弹性体B均质各向同性半无限空间弹性体 C均质各向同性半无限空间弹塑性体D均质各向同性半无限空间粘-弹性体 16圆锥动力触探的“超前”和“滞后”效应，常发生在下列（ ）界面上。 A软硬土层接触的界面上 B地下水水位的上下界面上 C贯入操作暂停时的前后界

22、面上D达到某一临界深度上下的界面上 17岩土工程勘察等级划分为甲、乙、丙级。符合下列（ ）条件的可划分乙级 A工程重要性为一级B场地复杂程度为一级 C地基复杂程度为一级D工程重要性为一级（建筑在岩质地基上），场地复杂程度和地基复杂程度均为三级。 18单孔法测剪切波波速时，用锤敲击板侧面的方法来激振。在识别S波初至波形时，下列（ ）条不能作为识别的特征？ AS波先于P波到达BS波的波幅较P波大 CS波的初至波比P波到达晚D相反方向敲击，S波的相位差180。砂土液化的判别 1. 初步判断 首先判断场地有无液化的可能性，当场地存在液化可能性时，须再作进一步判断。按建筑抗震设计规范(GB50011-2

23、001)，对于饱和砂土或粉土，符合下列条件之一者可判为不液化： 地质年代为第四纪晚更新世(Q3)及以前时，7、8度时可判为不液化； 当粉土的粘粒含量在7、8和9度时分别大于等于10%、13%和16%可判为不液化(用于液化判别的粘粒含量系采用六偏磷酸钠作分散剂测定)； 天然地基的建筑，当上覆非液化土层厚度和地下水位深度符合下列条件之一时，可不考虑液化影响： 式中dw地下水位深度(m)，宜按建筑使用期内年平均最高水位采用，也可按近期内年最高水位采用； du上覆非液化土层厚度(m)，计算时宜将淤泥和淤泥质土层扣除； db基础埋置深度(m)，不超过2m时采用2m； d0液化土特征深度(m) 。液化特征深度d0饱和土类 别烈 度789粉 土678砂 土7892. 进一步判断（标贯判别法） 当初步判断认为存在液化可能时，需进一步判别。地震液化的进一步判别应在地面以下15m的范围内进行；对于桩基和基础埋深大于5m的天然地基，判别深度应加深至20m。标贯判别法为式中 N未经杆长修正的标贯击数Ncr标贯击