水工地質(zhì)地質(zhì)勘察第1頁，共61頁，2023年，2月20日，星期六本章結(jié)構(gòu)第一節(jié)概述第二節(jié)測繪第三節(jié)勘察與試驗第四節(jié)資料整理與報告編寫第2頁，共61頁，2023年，2月20日，星期六地質(zhì)勘察:是運用地質(zhì)，工程地質(zhì)理論和各類技術(shù)方法，為解決工程建設(shè)中的地質(zhì)問題而進行的調(diào)查研究工作。

概念第3頁，共61頁，2023年，2月20日，星期六第一節(jié)概述地質(zhì)勘察工作是水文地質(zhì)工程地質(zhì)人員在設(shè)計部門提供的勘察意向書和任務(wù)書的基礎(chǔ)上，對區(qū)域，場地和一些專門性地質(zhì)問題進行調(diào)查研究的過程。它在總體上是為工程規(guī)劃、設(shè)計和施工提供可靠的地質(zhì)依據(jù)和符合要求的地質(zhì)資料以便充分利用有利的自然因素避開或改造不利的地質(zhì)環(huán)境條件以保證工程建筑物的安全穩(wěn)定，經(jīng)濟合理和正常運用。第4頁，共61頁，2023年，2月20日，星期六第一節(jié)概述一、地質(zhì)勘察的任務(wù)

1．查明擬建筑區(qū)的水文地質(zhì)工程地質(zhì)條件（即地質(zhì)環(huán)境調(diào)查）

2．場地選址——即在區(qū)域調(diào)查基礎(chǔ)上，選擇最適合建筑的場地位置，以保證有利條件最多，可能產(chǎn)生的問題最少。3．相關(guān)水文地質(zhì)工程地質(zhì)問題研究4．對建筑物的型式、施工的方法及建筑的安全運行方式提出建議5．預(yù)測工程運用期可能產(chǎn)生的地質(zhì)問題并提出對策

第5頁，共61頁，2023年，2月20日，星期六第一節(jié)概述二、地質(zhì)勘察階段劃分的依據(jù)是工程建筑的階段劃分——四個階段踏勘勘探第6頁，共61頁，2023年，2月20日，星期六第一節(jié)概述1．規(guī)劃階段的地質(zhì)勘察——可研階段進行調(diào)研與踏勘，俗稱“走走看看”。2．初設(shè)階段的地質(zhì)勘察——工程地質(zhì)測繪和勘探。

3．技施階段的地質(zhì)勘察——以試驗為主，針對基礎(chǔ)分布范圍展開，在施工前和施工中都應(yīng)進行（驗槽）4．運行階段地質(zhì)勘察——發(fā)生問題則進行，無問題就可不進行。第7頁，共61頁，2023年，2月20日，星期六第一節(jié)概述三、地質(zhì)勘察方法1．測繪：即地質(zhì)填圖工作，將巖性、構(gòu)造、第四紀(jì)分布、地下水分布、物理地質(zhì)現(xiàn)象分布等點繪于地形圖上。2．地質(zhì)勘探：即以物理手段直接或間接揭示地質(zhì)現(xiàn)象的進下分布特征。包括鉆探、物探和山地工程三類。3．地質(zhì)試驗室內(nèi)試驗：巖土構(gòu)成、剪力、壓力、張力、水腐蝕性等原位試驗：在鉆孔或洞、橫巷中原狀制作樣品進行現(xiàn)場測試第8頁，共61頁，2023年，2月20日，星期六第二節(jié)地質(zhì)測繪地質(zhì)測繪即水文地質(zhì)工程地質(zhì)填圖工作，不同勘察階段，測繪所用底圖（地形地貌圖）的比尺是不一樣的。第9頁，共61頁，2023年，2月20日，星期六第二節(jié)地質(zhì)測繪一、測繪填圖的比尺踏勘階段：1:50萬～1/20萬小比尺測繪：1/10萬～1/5萬——用于擬建區(qū)重點段測繪中比尺測繪：1/5萬～1/1萬——查明場地工程地質(zhì)條件大比尺測繪：1/1萬～1/1千——為選定建筑類型，結(jié)構(gòu)和施工方法而進行第10頁，共61頁，2023年，2月20日，星期六第二節(jié)地質(zhì)測繪二、測繪工作的內(nèi)容目標(biāo)：形成一張完整的水文地質(zhì)工程地質(zhì)圖。1．地形、地貌2．地層巖性3．地質(zhì)構(gòu)造第11頁，共61頁，2023年，2月20日，星期六第二節(jié)地質(zhì)測繪4．第四紀(jì)地質(zhì)5．物理地質(zhì)現(xiàn)象6．地表水及地下水

上海市水文地質(zhì)工程地質(zhì)圖第12頁，共61頁，2023年，2月20日，星期六第二節(jié)地質(zhì)測繪三、測繪范圍與精度的確定

1．測繪范圍確定應(yīng)大于建筑區(qū)，并按設(shè)計階段，建筑類型、規(guī)模、地質(zhì)復(fù)雜程度、研究程度來定，重點構(gòu)造區(qū)（如斷層交匯區(qū)）可適當(dāng)擴大范圍。第13頁，共61頁，2023年，2月20日，星期六第二節(jié)地質(zhì)測繪2．測繪精度確定（1）原則：無論比尺大小，圖上每cm2應(yīng)有一個點，天然露頭不足時，應(yīng)以人工露頭來補充。上點時，點與線的誤差均應(yīng)小于0.5mm。（2）確定程序圖上打網(wǎng)格——按網(wǎng)格實地測繪——確定人工露頭數(shù)——人工露頭制作、測繪（打網(wǎng)格時，單元最小寬度應(yīng)大于2mm）。第14頁，共61頁，2023年，2月20日，星期六測繪成果圖第15頁，共61頁，2023年，2月20日，星期六第三節(jié)地質(zhì)勘探與試驗地質(zhì)勘探是地質(zhì)勘察的重要方法，它是運用各種工程技術(shù)手段對地表淺層及地下部地質(zhì)狀況進行探尋的方法，而地質(zhì)試驗則緊跟勘探進行，一是在勘探過程中同時作原位試驗，二是通過勘探過程中取樣，再用室內(nèi)試驗方法檢驗樣品。第16頁，共61頁，2023年，2月20日，星期六一、工程地質(zhì)勘探工程地質(zhì)勘探的具體方法又分為工程地質(zhì)物探、工程地質(zhì)鉆探和山地工程方法三類。第三節(jié)地質(zhì)勘探與試驗電法勘探設(shè)備地質(zhì)鉆探槽探第17頁，共61頁，2023年，2月20日，星期六1．物探方法——主要包括電法和地震波（彈性波）方法兩類。（1）電法：常用的是電測剖面法和電測深法。NBAM①電測剖面法，觀測大致同一深度上，電阻率有差異的巖土體沿剖面上的分布特征。A-B供電極M-N測電極M-N在A-B范圍內(nèi)移動。

第三節(jié)地質(zhì)勘探與試驗第18頁，共61頁，2023年，2月20日，星期六NBAMA-B供電極M-N測電極②電測深法研究的是地下巖土介質(zhì)電阻率沿垂向變化的規(guī)律。M-N不動，A-B從中心，按1.5倍距離逐次向左、右兩側(cè)拉開距離。第三節(jié)地質(zhì)勘探與試驗第19頁，共61頁，2023年，2月20日，星期六（2）地震波法，指利用地震波的回波波速，波形變化研究地下地質(zhì)體的方法，是彈性波法中最重要的一類，按波源不同，包括地震波法、聲波法、超聲波法等目的：地下巖土分層、場地卓越周期的研究第三節(jié)地質(zhì)勘探與試驗第20頁，共61頁，2023年，2月20日，星期六2．工程地質(zhì)鉆探指用各類鉆具向地下打人工孔洞對地下巖土體結(jié)構(gòu)、巖性進行觀測的方法（巖芯、孔壁）。第三節(jié)地質(zhì)勘探與試驗第21頁，共61頁，2023年，2月20日，星期六（1）鉆探的分類按所用工具類型簡單（人工）鉆探：如洛陽鏟，適用于工程規(guī)模小、粘土小、亞砂土類、易操作，小土鉆（螺紋鉆頭）機械鉆探：如汽車鉆、塔鉆第三節(jié)地質(zhì)勘探與試驗汽車鉆塔鉆土鉆第22頁，共61頁，2023年，2月20日，星期六按鉆頭取芯與否巖芯鉆：鉆頭是空心的，可取地下巖土樣非巖芯鉆：實心鉆頭、鉆進速度快，用于安置電測或觀測頭按鉆進方式?jīng)_擊鉆：和于松散卵、砂石層、取芯不完整，多為擾動樣?；剞D(zhuǎn)鉆：適用范圍廣，可取芯，也可不取芯。振動鉆：適用于土層及松散碎石層第三節(jié)地質(zhì)勘探與試驗沖擊鉆第23頁，共61頁，2023年，2月20日，星期六（2）鉆探的編錄工作指對鉆探情況和觀測到的地質(zhì)現(xiàn)象按次序進行記錄和現(xiàn)場分析判斷。可據(jù)編錄結(jié)果繪制鉆孔柱狀剖面圖，對地下巖土進行分層。第三節(jié)地質(zhì)勘探與試驗第24頁，共61頁，2023年，2月20日，星期六序號深度地層巖土名稱巖性描述原位試驗10-0.4mQst4素填土XXXXXXX工程X#鉆孔編錄XX工程隊編錄人：負(fù)責(zé)人：

第三節(jié)地質(zhì)勘探與試驗編錄格式

第25頁，共61頁，2023年，2月20日，星期六3．山地工程指用坑、槽、井、洞等方法來探明地下工程地質(zhì)條件的方法。

（1）分類按工程量的大小分為輕型和重型兩類。①輕型山地工程：包括探坑、探槽兩類（一般h＜10m）和淺井（＜15m）可取原狀樣，設(shè)置原位試驗等第三節(jié)地質(zhì)勘探與試驗探坑探槽第26頁，共61頁，2023年，2月20日，星期六②重型山地工程（地下井巷工程）包括豎井、斜井、平硐三類?？稍O(shè)置較多的原位試驗，如剪切、壓縮、彈性模量，取樣等。第三節(jié)地質(zhì)勘探與試驗豎井斜井平硐勘探點第27頁，共61頁，2023年，2月20日，星期六（2）編錄主要是進行記錄，描述和繪制展視圖。第三節(jié)地質(zhì)勘探與試驗坑道測繪與編錄第28頁，共61頁，2023年，2月20日，星期六二、地質(zhì)試驗按試驗場所不同，可分為原位（野外）試驗和室內(nèi)試驗兩類。1．野外試驗（原位試驗）伴隨鉆探，山地工程同時進行的試驗，類型主要有（1）載荷試驗包括原位抗壓、抗剪（斷）、彈模試驗等，主要是確定地基巖土的承載力，對地基土體而言，最常用的載荷試驗是標(biāo)準(zhǔn)貫入法和重力觸探法。第三節(jié)地質(zhì)勘探與試驗第29頁，共61頁，2023年，2月20日，星期六①標(biāo)準(zhǔn)貫入法指用一定的開口管狀空心貫入器作工具，利用上部錘擊，將其打入砂土，粘性土中規(guī)定深度，記錄所需擊數(shù)，以此查算地基承載力的方法。最常用的標(biāo)貫法是用63.5kg的穿心錘以76cm的落距錘擊貫入器，記錄擊入30cm的錘擊數(shù)。當(dāng)桿長大于3m時，應(yīng)進行桿長校正。依校正后的N63.5值查表求地基土的承載力第三節(jié)地質(zhì)勘探與試驗第30頁，共61頁，2023年，2月20日，星期六②動力觸探法與標(biāo)貫法類似，只不過貫入器換入了實心的觸探頭，最常用的是重（2）型重力觸探，多用于砂性土，卵、礫石層中。以63.5kg的穿心錘以76cm的落距擊打觸探桿，記錄打入10cm時所需的擊數(shù)值，同樣，以桿長校正后的值N為依據(jù)，查算地基土層的容許承載力值。第三節(jié)地質(zhì)勘探與試驗第31頁，共61頁，2023年，2月20日，星期六*地基巖土承載力的確定還可依據(jù)地基巖土的物理性質(zhì)指標(biāo)查表求算，主要指標(biāo)是液性指數(shù)IL，塑性指數(shù)IP和孔隙比e，含水率w%（第一指標(biāo)，第二指標(biāo)）。

問：對于同一層巖土，標(biāo)貫和觸探得到一個承載力值，室內(nèi)實驗測定的物理指標(biāo)又得到一個承載力值，實際應(yīng)用時，該取哪一個值作用建議采用值，為什么？

第三節(jié)地質(zhì)勘探與試驗第32頁，共61頁，2023年，2月20日，星期六（2）鉆孔壓水試驗即隔離出一段長度的鉆孔，向孔內(nèi)注水（加壓）至滲透流量穩(wěn)定——用以評價地下巖土體的相對透水性和裂隙發(fā)育（連通性、密度、開口度等）程度和獲得滲透系數(shù)值。第三節(jié)地質(zhì)勘探與試驗第33頁，共61頁，2023年，2月20日，星期六（3）灌漿試驗類似鉆孔壓水試驗，但注入的是水泥砂漿、素水泥漿或某些化學(xué)凝膠物，結(jié)論可為固結(jié)灌漿和帷幕灌漿提供設(shè)計依據(jù)。試驗的技術(shù)參數(shù)包括：漿液成份、稠度、試驗鉆孔長度（一般為5m）、灌漿壓力、灌漿孔徑、鉆孔斜度等。第三節(jié)地質(zhì)勘探與試驗第34頁，共61頁，2023年，2月20日，星期六2．室內(nèi)試驗室內(nèi)試驗是對勘探過程中采集的巖石、土和水樣品進行試驗和檢測的過程，主要內(nèi)容包括：①巖土工程性質(zhì)試驗（見《巖土工程勘察規(guī)范，GB50021-2001》不同樣類，試驗內(nèi)容不同。第三節(jié)地質(zhì)勘探與試驗第35頁，共61頁，2023年，2月20日，星期六巖石樣：單軸極限抗壓強度，軟化系數(shù)，剪切（斷）試驗等。土樣：粘性土：粉土、顆分、比重、液塑限、壓縮（含濕陷性）、密度、含水等。砂土：顆分、比重密度含水率、自然休止角等。碎石土：顆分、比重、密度、含水率等。第三節(jié)地質(zhì)勘探與試驗第36頁，共61頁，2023年，2月20日，星期六②地下水、土中水對鋼砼、砼的腐蝕性檢驗。一般檢查S04-2、侵蝕性CO2、pH值、Cl-、HCO3-、Ca2+、Mg2+、NH+等離子含量。③專門性試驗如模型試驗、模擬試驗、風(fēng)洞試驗等，針對專門性問題開展。橋梁工程、大型工程中應(yīng)用最多。第三節(jié)地質(zhì)勘探與試驗建筑物風(fēng)壓風(fēng)洞試驗第37頁，共61頁，2023年，2月20日，星期六第四節(jié)資料整理與報告編寫地質(zhì)勘察過程中，外業(yè)的測繪、勘探和試驗成果資料，應(yīng)及時進行歸整，并繪制必要的草圖。以便隨時指導(dǎo)、補充和完整下一步的野外勘察工作。而在地質(zhì)勘察工作結(jié)束時，則必須將直接和間接得到的各種資料加以匯總、檢查、核對，歸納總結(jié)成為《XX工程地質(zhì)勘察報告》提交設(shè)計部門作為工程設(shè)計、施工的依據(jù)。第38頁，共61頁，2023年，2月20日，星期六第四節(jié)資料整理與報告編寫地質(zhì)勘察報告的編制原則是：（1）資料歸納盡量詳盡，格式符合有關(guān)規(guī)范的要求。（2）報告內(nèi)容應(yīng)依據(jù)勘察任務(wù)書編制。第39頁，共61頁，2023年，2月20日，星期六第四節(jié)資料整理與報告編寫一、地質(zhì)勘察報告的內(nèi)容1．前言（概述）主要是介紹一下勘察任務(wù)的來源，擬建構(gòu)建物的基本情況（什么構(gòu)建物，基礎(chǔ)類型、埋深、構(gòu)建物等級、勘察等級等）。具體的勘察任務(wù)，勘察中執(zhí)行的規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)，以及勘察方法和工作量等。第40頁，共61頁，2023年，2月20日，星期六第四節(jié)資料整理與報告編寫2．通論實際是場地和區(qū)域工程地質(zhì)情況的客觀介紹，包括區(qū)域地質(zhì)、地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)條件、不良地質(zhì)現(xiàn)象以及場地基本烈度等。3．專論（重點內(nèi)容）主要包括場地巖性及其垂向分層，地基巖土層工程性能的評價，地下水、土的腐蝕性評價、場地不良地質(zhì)現(xiàn)象分析與評價（地震、軟土層、砂土液化等）——同時，主要針對勘察任務(wù)書提出的要求——給以明確回答，最后還要明確指出持力層的位置，建筑的結(jié)構(gòu)類型，基礎(chǔ)的類型以及對不良地質(zhì)條件的處理措施等。第41頁，共61頁，2023年，2月20日，星期六第四節(jié)資料整理與報告編寫4．結(jié)論逐條列出對場地的適宜性，地下水狀況、場地類型、各地基土層承載力值、地基處理方案等的判定結(jié)論和建議。第42頁，共61頁，2023年，2月20日，星期六第四節(jié)資料整理與報告編寫二、地質(zhì)勘察報告中的附件一般的地質(zhì)勘察報告中除文字?jǐn)⑹鐾?，還應(yīng)包括必須的附圖和附表。附圖有：（1）勘察點平面布置圖（勘察網(wǎng)格圖）（2）工程地質(zhì)柱狀圖：一般要求每孔、每坑（槽）一個（3）工程地質(zhì)剖面圖（勘察線剖面圖）由同一勘察線上若干勘探點的柱狀圖聯(lián)結(jié)而成，可綜合反映地下巖土狀況在剖面上的變化。第43頁，共61頁，2023年，2月20日，星期六第四節(jié)資料整理與報告編寫附表有：（1）巖土試驗成果表地基土物理力學(xué)指標(biāo)表，包括各地基土層的物理性質(zhì)指標(biāo)，水理性質(zhì)指標(biāo)，力學(xué)性制裁指標(biāo)以及相應(yīng)土層的地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值。（2）地下水、土中水腐蝕性檢驗成果表（3）其它專題性研究成果表如地基土層剪切波速成果表，原位試驗成果統(tǒng)計表、黃土濕陷性評價表、剪切試驗成果表、樁承力試驗成果表等。第44頁，共61頁，2023年，2月20日，星期六課程講授內(nèi)容緒論0.5第五章巖體的工程地質(zhì)特性

2第一章礦物與巖石5.5第六章地基與邊坡穩(wěn)定的工程地質(zhì)分析4第二章地質(zhì)構(gòu)造6第七章地下建筑的工程地質(zhì)分析5第三章區(qū)域構(gòu)造穩(wěn)定性和地表地質(zhì)作用7第八章工程地質(zhì)與水文地質(zhì)勘察2第四章地下水及其對工程的影響4講課總計36第45頁，共61頁，2023年，2月20日，星期六考試形式一、名詞解釋二、填空三、簡答題四、分析計算題五、識圖作圖題六、論述第46頁，共61頁，2023年，2月20日，星期六**極射赤平投影原理與應(yīng)用極射赤平投影(Stereographicprojection)簡稱赤平投影，主要用來表示線、面的方位，及其相互之間的角距關(guān)系和運動軌跡，把物體三維空間的幾何要素（面、線）投影到平面上來進行研究。特點：方法簡便、直觀、是一種形象、綜合的定量圖解。在構(gòu)造地質(zhì)、工程地質(zhì)和航海上被廣泛地應(yīng)用。第47頁，共61頁，2023年，2月20日，星期六投影要素

1、投影球

2、赤平面:過投影球球心的水平面

3、基圓:赤平面與球面相交的大圓（赤平大圓）。凡過球心的平面與球面相交的大圓，統(tǒng)稱為大圓，不過球心的平面與球面相交所成的圓統(tǒng)稱小圓。

4、極射點:球上兩極發(fā)射點，分上半球投影和下球投影A吳爾福網(wǎng)B施密特網(wǎng)第48頁，共61頁，2023年，2月20日，星期六一、面和線的赤平投影（一）投影原理任何一個過球心的無限伸展的平面（巖層面、斷層面、節(jié)理面或軸面等）和線，必然與球面相交成球面大圓和點。球面大圓與極射點的連線必然穿過赤平面，在赤平面上這些穿透點的連線即為該平面的相應(yīng)大圓的赤平投影，簡稱大圓弧。第49頁，共61頁，2023年，2月20日，星期六1.平面的投影平面(PGF)產(chǎn)狀:SN/90°∠40°,投影到赤平面上為PHF。PF代表走向，OH代表傾向，DH代表傾角。

2.線的投影直線(OG)產(chǎn)狀：90°∠40°,投影到赤平面上為H點。OD為直線的傾伏向，HD為傾伏角。第50頁，共61頁，2023年，2月20日，星期六(二）投影網(wǎng)：吳爾福網(wǎng)和施密特網(wǎng)

1.吳氏網(wǎng)的結(jié)構(gòu)及成因原理

吳氏網(wǎng)的結(jié)構(gòu)：基圓、徑向大圓弧、緯向小圓弧、東西、南北經(jīng)緯線，間距2°，誤差±0.5°。

（1）基圓：赤平大圓，代表水平面，0°-360°方位角刻度。

（2）兩條直徑：EW，SN。

（3）經(jīng)向大圓?。河梢幌盗凶呦騍N的，向東或西傾斜，傾角不同（0°-90°），間隔2°的投影大圓?。ù韮A斜平面）組成。

（4）緯向小圓“為一系列走向東西、直立小圓的投影小圓弧組成。他們將SN直徑、經(jīng)向大圓和基圓等分，每小格為2°。第51頁，共61頁，2023年，2月20日，星期六

（1）預(yù)備階段

①將透明紙蒙在吳氏網(wǎng)上，

②畫“+”中心，

③標(biāo)出E、S、W、N方位（順時針）。吳氏網(wǎng)2.一般操作步驟：第52頁，共61頁，2023年，2月20日，星期六（2）平面的赤平投影

投影步驟(口訣):

A、基圓順鐘找傾向；B、東西直徑數(shù)傾角（由圓周向圓心數(shù)）；