工程地质野外勘查方法与技术PPT50页

1、2地质、工程地地质、工程地质理论和各种质理论和各种技术方法技术方法解决工程中遇解决工程中遇到的地质问题到的地质问题工程地质工程地质勘勘 察察是工程建设的先行工作；工程方案的选择、建筑物的布置、是工程建设的先行工作；工程方案的选择、建筑物的布置、设计参数的确定等，都必须以工程地质勘察资料为依据。设计参数的确定等，都必须以工程地质勘察资料为依据。3工程地质工程地质勘勘 察察调查研究和分析评价建筑场地调查研究和分析评价建筑场地和和地基地基的工程地质条件的工程地质条件为设计和施工提供所需的工程为设计和施工提供所需的工程地地质质资料资料为工程规划、设计、施工提供可靠的地为工程规划、设计、施工提供可靠的地

2、质依据和资料，以充分利用有利的自然质依据和资料，以充分利用有利的自然因素，避开或改造不利的地质环境，因素，避开或改造不利的地质环境，以确保工程的安全稳定、经济合理和正常运行以确保工程的安全稳定、经济合理和正常运行。 施工施工前不经过地基勘察或勘察不详、分析有误可前不经过地基勘察或勘察不详、分析有误可能会造成严重工程事故或延误工程进度能会造成严重工程事故或延误工程进度。如如：意大利比萨斜塔：意大利比萨斜塔 、加拿大特朗斯康谷仓、加拿大特朗斯康谷仓 、苏州虎、苏州虎丘塔、上海工业丘塔、上海工业展览馆等展览馆等。4 意大利意大利比萨斜比萨斜塔由于塔由于地基不均地基不均匀沉降而造成匀沉降而造成倾斜。塔

3、高约倾斜。塔高约55m，始建于，始建于1173年年，建，建至至24m高高时发现时发现塔身倾斜而被迫塔身倾斜而被迫停工，至停工，至1273年续建完工年续建完工。因。因建建在在上，使上，使北侧下沉北侧下沉 lm多多，南侧南侧下沉近下沉近3m，沉降差，沉降差1.8m，倾，倾斜斜5.8。 已已有有800多年历史的比萨斜多年历史的比萨斜塔塔每每年平均下沉年平均下沉lmm，倾斜，倾斜l.37mm。5 加拿大特朗斯康谷仓长加拿大特朗斯康谷仓长59.4m，宽宽23.5m，高，高31.0m，钢筋混凝，钢筋混凝土片筏基础，厚土片筏基础，厚2m，埋深埋深3.6m。于。于1913年秋建成，年秋建成，10月月初贮存谷物

4、初贮存谷物2.7万吨时万吨时发现明显发现明显下沉，谷仓西端下沉下沉，谷仓西端下沉8.8m，东，东端上抬端上抬1.5m，最后整个最后整个谷仓倾谷仓倾斜近斜近27 。 事后发现：建筑基础事后发现：建筑基础下下埋有埋有厚达厚达，谷仓谷仓加载使基础底面上的平均荷载加载使基础底面上的平均荷载达达330kPa，超过了，超过了地地基极限承载力基极限承载力(280kPa)，致使地基破坏，致使地基破坏而整体滑动而整体滑动。6可行性研究阶段可行性研究阶段详细勘察阶段详细勘察阶段对拟选场地的稳对拟选场地的稳定性和适宜定性和适宜性作性作出出工程地质评价工程地质评价和方案比较和方案比较初步勘察阶段初步勘察阶段7搜集、分

5、析区域地质、地形地貌搜集、分析区域地质、地形地貌、地震、和区域工程地质资料等。地震、和区域工程地质资料等。避开工程地质条件恶劣的地区或地避开工程地质条件恶劣的地区或地段段了解了解场地地层场地地层岩性、地质构造、岩性、地质构造、岩土岩土体性质体性质、地下水及地下水及不良地质现象等不良地质现象等可行性研究可行性研究阶阶 段段文献档案资料的研究、路线踏勘及中小比文献档案资料的研究、路线踏勘及中小比例尺的区域性工程地质测绘例尺的区域性工程地质测绘8可行性研究阶段可行性研究阶段详细勘察阶段详细勘察阶段初步勘察阶段初步勘察阶段对拟选场地的稳对拟选场地的稳定性和适宜定性和适宜性作性作出出工程地质评价工程地质

6、评价和方案比较和方案比较对所指定的建筑区对所指定的建筑区域内，选定工程地域内，选定工程地质条件最优的建筑质条件最优的建筑场地，并对主要工场地，并对主要工程地质问题进行定程地质问题进行定性和适当定量评价。性和适当定量评价。9查明建筑场地不良地质现象的成因查明建筑场地不良地质现象的成因、分布范围、危害程度、分布范围、危害程度及发展及发展趋势趋势初步查明地层及其构造、初步查明地层及其构造、岩土体的岩土体的物物理力学性质、地下水埋藏条件等理力学性质、地下水埋藏条件等初步勘察初步勘察阶阶 段段工程地质测绘，并配合的勘探、试验及监工程地质测绘，并配合的勘探、试验及监测等工作。测等工作。10可行性研究阶段可

7、行性研究阶段详细勘察阶段详细勘察阶段初步勘察阶段初步勘察阶段对拟选场地的稳对拟选场地的稳定性和适宜定性和适宜性作性作出出工程地质评价工程地质评价和方案比较和方案比较对所指定的建筑区对所指定的建筑区域内，选定工程地域内，选定工程地质条件最优的建筑质条件最优的建筑场地，并对主要工场地，并对主要工程地质问题进行定程地质问题进行定性和适当定量评价。性和适当定量评价。针对具体建筑地针对具体建筑地基或具体地质问基或具体地质问题，为进行施工题，为进行施工图设计和施工提图设计和施工提供依据供依据 11工程地质勘察方法与技术工程地质勘察方法与技术12与工程建设有关与工程建设有关的各种地质现象的各种地质现象地地

8、质学质学工程工程地质学地质学查明拟定建筑区内工程查明拟定建筑区内工程地质条件的空间分布地质条件的空间分布及及它们它们之间的内在联系之间的内在联系工程工程地质图地质图作为工程地质勘察的重作为工程地质勘察的重要成果，供规划、设计要成果，供规划、设计和施工部门使用。和施工部门使用。勘探勘探试验试验13物理地质物理地质现象现象 水文地质水文地质 条条 件件- -基本内容基本内容 地地 貌貌 第四纪第四纪 地地 质质 地质构造地质构造 区内出露地层岩性、岩相、厚度、层序、接触关系及分布区内出露地层岩性、岩相、厚度、层序、接触关系及分布变化规律；变化规律； 测定岩石的工程地质特征，确定地层时代和填图单位；

9、测定岩石的工程地质特征，确定地层时代和填图单位； 根据岩性组合特征，按照工程地质特性的相似性，对工程根据岩性组合特征，按照工程地质特性的相似性，对工程区内工程地质岩组划分，以有利于评价其对工程的适宜性；区内工程地质岩组划分，以有利于评价其对工程的适宜性； 研究区内的软弱带（原生、次生成因的）及其对工程的不研究区内的软弱带（原生、次生成因的）及其对工程的不利影响。利影响。14物理地质物理地质现象现象 水文地质水文地质 条条 件件 地地 貌貌 第四纪第四纪 地地 质质 地质构造地质构造工工 程程 区区稳稳 定定 性性褶褶 皱皱断断 裂裂区域地壳稳区域地壳稳定性、区域定性、区域地貌、水文地貌、水文地

10、质特征等地质特征等- -基本内容基本内容15物理地质物理地质现象现象 水文地质水文地质 条条 件件 地地 貌貌 第四纪第四纪 地地 质质 地质构造地质构造 区域地质发展史中起控制作用的深大断裂系统；区域地质发展史中起控制作用的深大断裂系统； 活动断裂；活动断裂； 区域构造格局（褶皱、断裂特征及空间分布）。区域构造格局（褶皱、断裂特征及空间分布）。 限定了不同性质岩土体的空间分布和结构特征；限定了不同性质岩土体的空间分布和结构特征； 决定决定了区域地貌特征和水文地质条件了区域地貌特征和水文地质条件 控制控制了地表物质移动规律了地表物质移动规律- -基本内容基本内容16物理地质物理地质现象现象 水

11、文地质水文地质 条条 件件 地地 貌貌 第四纪第四纪 地地 质质 地质构造地质构造 详细查明岩层变位情况，掌握不同等级的构造结构面，以详细查明岩层变位情况，掌握不同等级的构造结构面，以研究工程岩体的完整性、不均一性、各向异性及所处的应研究工程岩体的完整性、不均一性、各向异性及所处的应力状态。力状态。- -基本内容基本内容17物理地质物理地质现象现象 水文地质水文地质 条条 件件 地地 貌貌 第四纪第四纪 地地 质质 地质构造地质构造结构面统计结构面统计产状、产状、延伸长度、延伸长度、间间距、分布距、分布不同岩性中的变化情不同岩性中的变化情况和发育程度况和发育程度形态、宽度形态、宽度充填物成因和

12、性质充填物成因和性质节理玫瑰花图节理玫瑰花图节理等密度图节理等密度图- -基本内容基本内容18物理地质物理地质现象现象 水文地质水文地质 条条 件件 地地 貌貌 第四纪第四纪 地地 质质 地质构造地质构造（1）：将：将节理走向，换算成北东和北西方向，节理走向，换算成北东和北西方向，然后然后依作图要求及地依作图要求及地质质情况按一定情况按一定间隔间隔分组，分组，一般采用一般采用5或或10为一为一间隔。间隔。然后统计每组的节理然后统计每组的节理数目，计算出每组节理平均走向（数目，计算出每组节理平均走向（/N）填入）填入表表中中。- -基本内容基本内容19物理地质物理地质现象现象 水文地质水文地质

13、条条 件件 地地 貌貌 第四纪第四纪 地地 质质 地质构造地质构造： 根据作图大小根据作图大小和各组节理数目，选取一定长度的线段代表和各组节理数目，选取一定长度的线段代表1条条节理；节理； 以以等于或稍大于按比例尺表示数目最多的一组节理的等于或稍大于按比例尺表示数目最多的一组节理的线段长度线段长度为为半半径作径作半圆，过圆心作南北线及东西线，在圆周上标明半圆，过圆心作南北线及东西线，在圆周上标明方位角。方位角。- -基本内容基本内容20物理地质物理地质现象现象 水文地质水文地质 条条 件件 地地 貌貌 第四纪第四纪 地地 质质 地质构造地质构造： 从从0 -9 一一组开始，按各组平均走向组开始

14、，按各组平均走向方位角及该方位角及该组节理组节理数目（按所数目（按所定定比例尺）定出相应的点，该点比例尺）定出相应的点，该点即代表该组节理平均走向和节理数即代表该组节理平均走向和节理数目。各组的目。各组的点确定点确定后，顺次将相邻组的点连线。如其中某组节理为后，顺次将相邻组的点连线。如其中某组节理为零，则连线回到圆心，然后再从圆心引出与下一组相连。零，则连线回到圆心，然后再从圆心引出与下一组相连。- -基本内容基本内容21物理地质物理地质现象现象 水文地质水文地质 条条 件件 地地 貌貌 第四纪第四纪 地地 质质 地质构造地质构造：xxxx工程节理走向玫瑰花工程节理走向玫瑰花图图- -基本内容

15、基本内容22物理地质物理地质现象现象 水文地质水文地质 条条 件件 地地 貌貌 第四纪第四纪 地地 质质 地质构造地质构造- -基本内容基本内容23物理地质物理地质现象现象 水文地质水文地质 条条 件件 地地 貌貌 第四纪第四纪 地地 质质 地质构造地质构造- -基本内容基本内容24物理地质物理地质现象现象 水文地质水文地质 条条 件件 地地 貌貌 第四纪第四纪 地地 质质 地质构造地质构造岩性岩性构造构造新构造运动新构造运动外外动力地质作用动力地质作用- -基本内容基本内容25物理地质物理地质现象现象 水文地质水文地质 条条 件件 地地 貌貌 第四纪第四纪 地地 质质 地质构造地质构造- -

16、基本内容基本内容26物理地质物理地质现象现象 水文地质水文地质 条条 件件 地地 貌貌 第四纪第四纪 地地 质质 地质构造地质构造工程建设工程建设分布分布埋藏埋藏类型类型运运 动动水水 质质水量水量- -基本内容基本内容27物理地质物理地质现象现象 水文地质水文地质 条条 件件 地地 貌貌 第四纪第四纪 地地 质质 地质构造地质构造地下水与地表水的活动规律地下水与地表水的活动规律滑坡成因滑坡成因岩溶水的循环交替条件岩溶水的循环交替条件岩溶发育程度岩溶发育程度库区水文地质条件库区水文地质条件为论证坝址及库区渗为论证坝址及库区渗流提供依据流提供依据- -基本内容基本内容28物理地质物理地质现现 象

17、象 水文地质水文地质 条条 件件 地地 貌貌 第四纪第四纪 地地 质质 地质构造地质构造分布、形态、规模、类型及发育规分布、形态、规模、类型及发育规律；律；分析它们对工程建筑的影响，为进分析它们对工程建筑的影响，为进一步勘探工作提供依据。一步勘探工作提供依据。据地层岩性、构造、地貌、水文气象等据地层岩性、构造、地貌、水文气象等因素分析其成因、规律及发展趋势；因素分析其成因、规律及发展趋势；- -基本内容基本内容29 一般是地质构造复杂一般是地质构造复杂地区研究坝区外围构地区研究坝区外围构造稳定性。造稳定性。 在可行性研究阶段在可行性研究阶段选择坝址时，如研选择坝址时，如研究地区的范围较大究地区

18、的范围较大而条件复杂时。而条件复杂时。 对选定的坝区工对选定的坝区工程地质条件进行程地质条件进行详细研究，或专详细研究，或专门研究滑坡、岩门研究滑坡、岩溶等动力地质作溶等动力地质作用时。用时。- -比例尺比例尺30工程地质勘察方法与技术工程地质勘察方法与技术31是在工程地质测绘的基础上，为了进一步查是在工程地质测绘的基础上，为了进一步查明地表以下工程地质问题，取得深部地质资料而进行的，它明地表以下工程地质问题，取得深部地质资料而进行的，它是工程地质勘查的重要工作方法之一。是工程地质勘查的重要工作方法之一。 对工程地质条件及工程地质问题的认识对工程地质条件及工程地质问题的认识： 由由地表地表地下

19、；由定性地下；由定性定量。定量。物物 探探钻钻 探探坑坑 探探32- - 物探物探岩土岩土体力学体力学性质和电磁性质和电磁学性质的差学性质的差异性（模量、异性（模量、电导率、介电导率、介电常数等）电常数等）原原 理理人工地震人工地震CT电磁电磁CT高分辨率地震高分辨率地震地质雷达地质雷达等等方方 法法地质结构地质结构含含矿构造矿构造工程结构工程结构用用 途途33- - 物探物探高密度电法高密度电法34是用是用钻机在地层中钻机在地层中钻孔，以鉴别和划分地钻孔，以鉴别和划分地层，并可沿孔深取样，层，并可沿孔深取样，用以测定岩石和土层的用以测定岩石和土层的物理力学性质物理力学性质。- - 钻探钻探工

20、程地质勘察中最工程地质勘察中最为重要的手段。为重要的手段。35- - 钻探钻探36破碎岩土破碎岩土采用人力和采用人力和机械，机械，使小部分岩土脱使小部分岩土脱离整体而离整体而成粉末成粉末、岩土块或岩土芯，岩土块或岩土芯，破碎破碎一般借助一般借助冲冲击力、剪切力、击力、剪切力、研磨和研磨和压力实现。压力实现。取取 样样用用钻具钻具（勺（勺形钻形钻头、螺旋钻头、头、螺旋钻头、取土器、岩芯管取土器、岩芯管等等）将）将孔底的碎孔底的碎屑屑或岩心取出，或岩心取出，用于岩土体分析用于岩土体分析及试验。及试验。保全孔壁保全孔壁一般采用套管或一般采用套管或泥浆来泥浆来护壁。护壁。钻探过程钻探过程- - 钻探钻

21、探37- - 钻探钻探38- - 钻探钻探39钻孔电视成像仪钻孔电视成像仪编编号号深度深度H(m)裂隙产状裂隙产状裂隙宽度裂隙宽度（mm）备注备注12.148S53.5E2824.26未填充22.701S57.6E5.524.01未填充32.934S54.1E20.314.01未填充43.44S44E23.739.07未填充53.848S77.5E289.05未填充64.213N90E267.01微裂隙，有填充74.821S38E38.415.19未填充85.226S1.7E23.213.13未填充95.639N69.1W58.414.16未填充1017.738N53.4E26.213.01有填充1118.026N85.8E16.711未填充1218.242S77.1E65.67.24微裂隙，有填充1318.481S54E39.113.04有填充1418.558S90W13.411.13未填充1518.816N53.5W41.735.22未填充1618.985N86.6W3