巖土工程勘察緒論巖土工程的含義和研究對(duì)象勘察的任務(wù)和特點(diǎn)我國(guó)巖土工程勘察的現(xiàn)狀工程地質(zhì)學(xué)的研究對(duì)象和任務(wù)工程地質(zhì)學(xué)的研究?jī)?nèi)容、分科

及其與其他學(xué)科的關(guān)系工程地質(zhì)學(xué)的發(fā)展歷史本課程內(nèi)容與學(xué)習(xí)方法一、巖土工程的含義和研究對(duì)象巖土工程是歐美國(guó)家于20世紀(jì)60年代在土木工程實(shí)踐中建立起來(lái)的一種新的技術(shù)體制。它的英文為GeotechnicalEngineering,直譯之可謂“地質(zhì)技術(shù)工程”。巖土工程是以求解巖體與土體工程問(wèn)題，包括地基與基礎(chǔ)、邊坡和地下工程等問(wèn)題，作為自己的研究對(duì)象。它涉及到巖體與土體的利用、整治和改造，包括巖土工程的勘察、設(shè)計(jì)、施工和監(jiān)測(cè)四個(gè)方面。這一為工程建設(shè)全過(guò)程服務(wù)的技術(shù)體制，在房屋、道路、航運(yùn)、能源、礦山和國(guó)防等建設(shè)工程中占有重要的地位，在保證工程質(zhì)量、降低工程造價(jià)、縮短工程周期以及提高工程經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益方面起到了重要作用。

101大廈，高度508米，位于臺(tái)北（2004年11月竣工）正在試著投用當(dāng)中.位于馬來(lái)西亞首都吉隆坡的兩座完全相似、高達(dá)1483英尺（452．315m）的佩重納斯塔樓是當(dāng)今世界第二高建筑。美國(guó)芝加哥的一幢辦公樓西爾斯大廈,SOM建筑設(shè)計(jì)事務(wù)所設(shè)計(jì)，1974年建成,高443米，在當(dāng)今世界排第三名。高度420米，位于上海,1998年建成。巖土工程

巖土工程以工程地質(zhì)學(xué)、土力學(xué)、巖體力學(xué)和基礎(chǔ)工程學(xué)為理論基礎(chǔ)，以解決在建設(shè)過(guò)程中出現(xiàn)的與巖體和土體有關(guān)的工程技術(shù)問(wèn)題，是一門地質(zhì)與工程緊密結(jié)合的學(xué)科?？梢哉J(rèn)為，它是由土木工程、地質(zhì)、力學(xué)和材料科學(xué)等多學(xué)科相互滲透、融合而形成的邊緣學(xué)科。就學(xué)科的內(nèi)涵和屬性來(lái)說(shuō)，巖土工程是一門服務(wù)于工程建設(shè)的綜合性和應(yīng)用性都很強(qiáng)的技術(shù)學(xué)科，屬土木工程范疇。

工程建筑與巖土體之間處于相互依存，又相互制約的矛盾中。研究?jī)烧咧g的關(guān)系，促使矛盾的轉(zhuǎn)化和解決，是巖土工程的基本任務(wù)。在土木工程中，各種建筑物以巖土體作為建筑材料、工程結(jié)構(gòu)或建筑環(huán)境，巖土工程的地位相當(dāng)重要。而且，隨著工程規(guī)模愈來(lái)愈大，巖土工程問(wèn)題愈益突出和復(fù)雜，給巖土工程師提出了各種新的、前所未有的研究課題。就房屋建筑和構(gòu)筑物而言，目前世界上高層建筑物有120層、高達(dá)400多米，更有560余米高的電視塔；我國(guó)也已建成了81層、高380多米的高層建筑物。顯然，一般天然土體材料是難以滿足其荷載要求的，為此需采用樁基礎(chǔ)或?qū)Φ鼗吝M(jìn)行處理，這就要研究樁身的尺寸、材料強(qiáng)度以及樁基持力層的選擇和承載力等問(wèn)題。此外，施工時(shí)深基坑開(kāi)挖支護(hù)和降水問(wèn)題也很重要。巖土工程在此類工程的總造價(jià)和總工期中占1/3左右。

當(dāng)今世界上邊坡工程規(guī)模也很大，土質(zhì)邊坡最高的有120m，而巖質(zhì)露天礦坑邊坡則高達(dá)1000余米。在邊坡工程中，巖土體既是建筑材料，又是工程結(jié)構(gòu)。高邊坡工程的穩(wěn)定性問(wèn)題十分突出，尤其是巖質(zhì)邊坡，分析它的穩(wěn)定性時(shí)必須要弄清楚巖體結(jié)構(gòu)，并采用工程地質(zhì)和巖體力學(xué)理論分析其變形、破壞的機(jī)制，對(duì)穩(wěn)定性的現(xiàn)狀和演化趨勢(shì)作出科學(xué)的評(píng)價(jià)。對(duì)地下工程而言，巖土體既是建筑材料，又是工程結(jié)構(gòu)和建筑環(huán)境。它的巖土工程問(wèn)題更為復(fù)雜和多樣，諸如圍巖穩(wěn)定、施工開(kāi)挖、涌水、瓦斯爆炸等，尤其是在復(fù)雜地質(zhì)條件下的大埋深、大跨度、高邊墻的地下工程，上述問(wèn)題更具特殊性。工程巖土體是地質(zhì)體的一部分，其工程性質(zhì)的形成和演化以及對(duì)建筑的適應(yīng)性，與它的物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)和賦存環(huán)境息息相關(guān)。因此，巖土工程師在著手解決任何一項(xiàng)巖土工程問(wèn)題時(shí)、首先要查明巖土體的地質(zhì)特征和場(chǎng)地工程地質(zhì)條件，尤其是地質(zhì)條件比較復(fù)雜的重大巖體工程，場(chǎng)地工程地質(zhì)條件的研究更顯得重要，甚至?xí)蔀橛绊懝こ绦б?、投資抑或成敗的關(guān)鍵。可見(jiàn)，巖土工程師必須具備地質(zhì)和工程地質(zhì)的基本理論知識(shí)，要有較好的地質(zhì)素養(yǎng)?？梢哉J(rèn)為，工程地質(zhì)學(xué)是巖土工程的重要基礎(chǔ)和支柱。二、巖土工程勘察的任務(wù)和特點(diǎn)基本任務(wù)：按照建筑物或構(gòu)筑物不同勘察階段的要求，為工程的設(shè)計(jì)、施工以及巖土體治理加固、開(kāi)挖支護(hù)和降水等工程提供地質(zhì)資料和必要的技術(shù)參數(shù)，對(duì)有關(guān)的巖土工程問(wèn)題作出論證、評(píng)價(jià)。具體任務(wù)：（1）闡述建筑場(chǎng)地的工程地質(zhì)條件，指出場(chǎng)地內(nèi)不良地質(zhì)現(xiàn)象的發(fā)育情況及其對(duì)工程建設(shè)的影響，對(duì)場(chǎng)地穩(wěn)定性作出評(píng)價(jià)。（2）查明工程范圍內(nèi)巖土體的分布、性狀和地下水活動(dòng)條件，提供設(shè)計(jì)、施工和整治所需的地質(zhì)資料和巖土技術(shù)參數(shù)。（3）分析、研究有關(guān)的巖土工程問(wèn)題，并作出評(píng)價(jià)結(jié)論。（4）對(duì)場(chǎng)地內(nèi)建筑總平面布置、各類巖土工程設(shè)計(jì)、巖土體加固處理、不良地質(zhì)現(xiàn)象整治等具體方案作出論證和建議。（5）預(yù)測(cè)工程施工和運(yùn)行過(guò)程中對(duì)地質(zhì)環(huán)境和周圍建筑物的影響，并提出保護(hù)措施的建議。三、我國(guó)巖土工程勘察的現(xiàn)狀

新中國(guó)建立后，由于國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要，在地質(zhì)、城建、水利、電力、冶金、機(jī)械、鐵道、國(guó)防等部門，按原蘇聯(lián)的模式，相繼設(shè)立勘察、設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)，開(kāi)展了大規(guī)模的工程地質(zhì)勘察研究工作，為工程規(guī)劃、設(shè)計(jì)和施工提供了大量的地質(zhì)資料，使得一大批重要工程得以順利施工和正常運(yùn)行。但是，由于工程地質(zhì)勘察體制的局限，其明顯的弊病和缺陷，一是側(cè)重于定性分析，定量評(píng)價(jià)不夠；二是側(cè)重于“宏觀”研究，結(jié)合工程具體較差，在建筑結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)方案和地基處理措施等方面，往往缺乏權(quán)威性意見(jiàn)和建議。這反映了勘察與設(shè)計(jì)、施工在一定程度上是脫節(jié)的，影響了勘察工作社會(huì)地位和經(jīng)濟(jì)效益的提高；它尤其不能適應(yīng)社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的需要。

針對(duì)工程地質(zhì)勘察的缺陷，中國(guó)城建、冶金部門的一些工程勘察單位自80年代初期，引進(jìn)了巖土工程體制。這一技術(shù)體制是為工程建設(shè)全過(guò)程服務(wù)的，因此很快就顯示了它突出的優(yōu)越性。之后，各部門相繼推廣。此時(shí)，由于國(guó)內(nèi)地質(zhì)找礦市場(chǎng)逐漸萎縮，不少原從事找礦地質(zhì)勘查的地質(zhì)隊(duì)也紛紛轉(zhuǎn)產(chǎn)，從事巖土工程勘察。因而形成了一支龐大的巖土工程勘察隊(duì)伍，它們遍布全國(guó)各大、中城市，主要從事工業(yè)與民用建筑和市政設(shè)施的勘察。由于高層建筑，尤其是超高層建筑的涌現(xiàn)，對(duì)天然地基穩(wěn)定性計(jì)算和評(píng)價(jià)、樁基計(jì)算與評(píng)價(jià)、基坑開(kāi)挖與支護(hù)、巖土加固與改良等方面，都提出了新的研究課題，要求對(duì)勘探、取樣、原位測(cè)試和監(jiān)測(cè)的儀器設(shè)備、操作技術(shù)和工藝流程等不斷創(chuàng)新。由于勘察工作與設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)測(cè)結(jié)合緊密，勘察真正成為工程咨詢性的工作，為保證工程安全和提高經(jīng)濟(jì)效益作出了很大的貢獻(xiàn)，并積累了許多勘察經(jīng)驗(yàn)和資料?？梢哉J(rèn)為：勘察與設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)測(cè)的緊密結(jié)合，是巖土工程技術(shù)體制的最大優(yōu)越性。為了在社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制下，使巖土工程勘察能貫徹執(zhí)行國(guó)家有關(guān)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、確保工程質(zhì)量和提高經(jīng)濟(jì)效益，由國(guó)家建設(shè)部會(huì)同有關(guān)部門，共同制訂了中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《巖土工程勘察規(guī)范》GB50021-94，作為強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)于1995年3月1日正式頒布施行。該規(guī)范是對(duì)原《工業(yè)與民用建筑工程地質(zhì)勘察規(guī)范》TJ21-77的修訂，它既總結(jié)了中國(guó)40多年來(lái)工程實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)和科研成果，又注意盡量與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)接軌。

從目前國(guó)內(nèi)大量的實(shí)踐可看出，巖土工程勘察側(cè)重于解決土體工程的場(chǎng)地評(píng)價(jià)和地基穩(wěn)定性問(wèn)題，而對(duì)地質(zhì)條件較復(fù)雜的巖體工程，尤其是重大工程（如水電站、核電站、鐵路干線等）的區(qū)域地殼穩(wěn)定性，邊坡和地下洞室圍巖穩(wěn)定性的分析、評(píng)價(jià)，僅由巖土工程師是無(wú)法勝任的，必須有工程地質(zhì)人員的參與才能解決。這就要求巖土工程與工程地質(zhì)在發(fā)揮各自學(xué)科專業(yè)優(yōu)勢(shì)的前提下，互相滲透、交叉，二者互為補(bǔ)充而相得益彰。四、工程地質(zhì)學(xué)的研究對(duì)象和任務(wù)地質(zhì)學(xué)工程與技術(shù)學(xué)科相互滲透、交叉形成的邊緣科學(xué)

人類工程活動(dòng)地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)環(huán)境的概念：指自然環(huán)境的一個(gè)重要組成部分，與人類生存和發(fā)展有緊密聯(lián)系的巖石圈的一部分，這部分積極地與水、氣和生物圈相互作用著。上限為巖石圈表面，下限為人類技術(shù)——經(jīng)濟(jì)活動(dòng)引起的物理場(chǎng)、化學(xué)場(chǎng)因素變遷消失的深度。地質(zhì)環(huán)境是多因子系統(tǒng)：大氣、

水、生物、巖石

四個(gè)圈環(huán)境自然環(huán)境

人類環(huán)境大氣、水、社會(huì)環(huán)境

人為環(huán)境

生物、巖石

地質(zhì)環(huán)境人類能葵到達(dá)的壩地下深酸度：5美000山m，鉆探深哄度10未000醫(yī)m。地球上訂現(xiàn)有工疏程建筑竿都建于室地殼表倒層一定寺的地質(zhì)米環(huán)境中炸，地質(zhì)瓦環(huán)境以擺一定的紗作用方梢式影響井建筑物麻。人類工程山活動(dòng)對(duì)地掩質(zhì)環(huán)境有郵一定作用沉，使其變?nèi)净?，又影纖響著工程商建筑的穩(wěn)必定和正常萄使用。人類工程拋活動(dòng)與地淹質(zhì)環(huán)境之折間，處于鉆相互聯(lián)系歷又相互制帖約的矛盾別之中。工程地置質(zhì)學(xué)的冶基本任渡務(wù)：研究地哀質(zhì)環(huán)境田與人類自工程活籌動(dòng)之間的關(guān)談系，使羊二者矛染盾轉(zhuǎn)化鉤和解決崗。地質(zhì)環(huán)絲式境對(duì)工蕉程建筑講的影響地震——影響區(qū)翼域工程因建筑軟土地腥基——需進(jìn)行水專門地美基處理巖溶——水庫(kù)滲漏崩滑泥石亡流——工程改布線人類工取程活動(dòng)喘對(duì)地質(zhì)用環(huán)境的警影響抽汲地赴下水——地面沉降喊海水入侵地下水質(zhì)村惡化大型水鼠庫(kù)修建——庫(kù)岸再匙造夸庫(kù)周覆浸沒(méi)庫(kù)區(qū)淤積奏誘發(fā)新地震工程地嗽質(zhì)勘察篩的目的：為工程建榴筑對(duì)象選蕩擇適宜的剝地質(zhì)環(huán)境，從而為邊該工程玻在技術(shù)上的羊可能性和經(jīng)濟(jì)上的筒合理性提供保辜證。并不致旬對(duì)地質(zhì)目環(huán)境產(chǎn)著生不應(yīng)窩有的破百壞，以致影響霸工程本身泰和人類的智生活環(huán)境。技術(shù)可培能性:指在地棵質(zhì)環(huán)境藍(lán)中興建將某建筑睬物的安鉆全保障岔如何。筍換言之穗，建筑酬物地基拔對(duì)基礎(chǔ)底的適應(yīng)轉(zhuǎn)性如何獎(jiǎng)，當(dāng)二夜者不相噴適應(yīng)時(shí)昂，能否疤通過(guò)改釀變基礎(chǔ)解結(jié)構(gòu)或各改良地聾基性質(zhì)遵使其達(dá)督到相互先適應(yīng)。經(jīng)濟(jì)合理帖性：指通過(guò)對(duì)掠建筑地區(qū)撿地質(zhì)條件另的深入研扶究后，在漫保證工程月穩(wěn)定性的請(qǐng)前提下，粘選出經(jīng)濟(jì)磚成本最低持的建設(shè)方楚案，以達(dá)痕到經(jīng)濟(jì)上風(fēng)合理，即詳可行性研精究。五、工半程地質(zhì)津?qū)W研究擇內(nèi)容、果分科及屋其與其儉他學(xué)科騾的關(guān)系（一）研究?jī)?nèi)濤容1.巖土波工程地質(zhì)授性質(zhì)研究建造于泰地殼表淘層的任亂何建筑說(shuō)物，都偵離不開(kāi)蘇巖土體淹，巖土嘴體作為桿建筑物憤地基或塘環(huán)境。巖土體成小因類型和辱性質(zhì)對(duì)建儀筑物的意宮義重大。研究地圍質(zhì)環(huán)境丑首先研淡究巖土偵體分布規(guī)木律成因類桂型工程性守質(zhì)平參倦數(shù)測(cè)試不良性質(zhì)寸的改良形成分劣支學(xué)科——工程巖塞土學(xué)2.工程動(dòng)免力地質(zhì)備作用研權(quán)究地球內(nèi)型外動(dòng)力葵作用——地質(zhì)現(xiàn)頸象人類工弟程——經(jīng)濟(jì)活料動(dòng)產(chǎn)生柔的各種抖作用這些作用廊制約著建無(wú)筑物的穩(wěn)譯定造價(jià)和杜正常使用研究工程侮動(dòng)力地質(zhì)侄作用地質(zhì)辟現(xiàn)象分布規(guī)模形成機(jī)衡制發(fā)展演化號(hào)規(guī)律產(chǎn)生的穗工程地米質(zhì)問(wèn)題工程地質(zhì)敘問(wèn)題的分壞析評(píng)價(jià)防治對(duì)策措施形成分喚支學(xué)科——工程動(dòng)力曲地質(zhì)學(xué)3.工程地士質(zhì)勘察止理論和附技術(shù)方續(xù)法研究工程地偵質(zhì)學(xué)服遣務(wù)于工初程建筑濟(jì)，具體森實(shí)現(xiàn)就彈是工程年地質(zhì)勘首察。工程地柳質(zhì)勘察驗(yàn)的目的段就是查床明工程守地質(zhì)條泥件，分展析存在啄的工程熔地質(zhì)問(wèn)勿題對(duì)工程建證筑區(qū)作出雕工程地質(zhì)殺論證和評(píng)吧價(jià)，提出軋建筑設(shè)計(jì)幸所遵循的目最佳方案漲和可能采聽(tīng)取的工程蠟措施，這橋涉及到廣錦泛的理論例?；A(chǔ)地可質(zhì)伏專夏業(yè)基礎(chǔ)瓦工程騰建筑孫地基基復(fù)礎(chǔ)藏等工程地效質(zhì)條件：工程地燃質(zhì)條件蹦是指客衫觀存在唐的地質(zhì)油環(huán)境中裂與工程追建筑有梨關(guān)的地柴質(zhì)要素半之綜合偶。它包煌括地形承地貌、擔(dān)巖土類臘型及其伴工程地呈質(zhì)性質(zhì)懸、地質(zhì)財(cái)結(jié)構(gòu)、拾水文地抄質(zhì)條件斗、物理勁地質(zhì)現(xiàn)知象（動(dòng)弦力地質(zhì)災(zāi)作用）容、天然牧建筑材嶺料。綜合概念，一、二種因素廊不稱為工抬程地質(zhì)條祥件。針對(duì)工程賽建筑對(duì)象幻玉而言。在自然地強(qiáng)質(zhì)歷史過(guò)寸程中形成刮的客觀條姻件，不是人為且的。工程地質(zhì)洗問(wèn)題：工程地都質(zhì)問(wèn)題臉是指工凳程建筑雙物與地接質(zhì)環(huán)境械（場(chǎng)地倒工程地些質(zhì)條件廁）之間至，存在肺著某些療不適應(yīng)健性所引刺起的影購(gòu)響建筑時(shí)物施工櫻、正常淋運(yùn)行和授周圍環(huán)捧境的地稍質(zhì)問(wèn)題話。它反犧映了工宇程要求墨與場(chǎng)地踩地質(zhì)條拼件之間奧的矛盾撥。問(wèn)題的產(chǎn)肉生是由于損工程技術(shù)——經(jīng)濟(jì)要申求與場(chǎng)候地地質(zhì)遣背景之蠶間的矛砌盾或差軍異引起。巖土工堂程問(wèn)題可：指的是工劉程建筑物蟲(chóng)與巖土體榆之間所存毀在的矛盾標(biāo)或問(wèn)題。差在巖土工蛋程施工以箱及工程建狹筑物建成律使用過(guò)程役中，工程予部位的巖禿土體和地境下水與建倉(cāng)筑物發(fā)生頸作用，導(dǎo)絲式致巖土工臘程問(wèn)題的哀出現(xiàn)。工程地質(zhì)乓勘察的核敵心問(wèn)題王如何縱運(yùn)用有效聽(tīng)的勘察方閉法和手段買，取得反蛾映確切的爬工程地質(zhì)偶因素，資樣料分析理扯論，以及毅表現(xiàn)形式草。為保證協(xié)勘察的兆精度和嘉質(zhì)量，拆需不斷竊改進(jìn)技算術(shù)方法敘、勘探仿機(jī)械和削測(cè)試儀玻器。為使工希程地質(zhì)籮評(píng)價(jià)和染預(yù)測(cè)定慎量化，擁需不斷漫完善地歌質(zhì)——數(shù)學(xué)模范型和發(fā)蛙展數(shù)學(xué)亂分析方畫(huà)法，應(yīng)錫用計(jì)算監(jiān)機(jī)技術(shù)圾。制訂適墻用于不謝同類型悲建筑的缸勘察規(guī)悄范或手羞冊(cè)。形成分嬸支學(xué)科——專門工唐程地質(zhì)廁學(xué)4.區(qū)域工偉程地質(zhì)塊的研究工程地盲質(zhì)條件諒工程地銅質(zhì)問(wèn)題罪具有明棗顯的區(qū)兄域性分沒(méi)布規(guī)律勝和特點(diǎn)為國(guó)土農(nóng)資源開(kāi)場(chǎng)發(fā)利用偉和建設(shè)彎布局優(yōu)許化,需要研究無(wú)不同區(qū)域只地質(zhì)條件溜的形成和沙分布規(guī)律不同區(qū)域鐮地質(zhì)構(gòu)造貿(mào)應(yīng)力不同,區(qū)域穩(wěn)定復(fù)性不同形成分針支學(xué)科——區(qū)域工程村地質(zhì)學(xué)5.環(huán)境工程鹿地質(zhì)的研住究隨著經(jīng)濟(jì)輔的發(fā)展，人類頁(yè)工程—經(jīng)濟(jì)活探動(dòng)對(duì)地嘆質(zhì)環(huán)境格的反饋活作用日慕益廣泛跟而深刻地質(zhì)環(huán)境泛惡化地質(zhì)災(zāi)臺(tái)害頻發(fā)為了合勿理利用株保護(hù)地墊質(zhì)環(huán)境，科學(xué)地預(yù)塞測(cè)人類活漂動(dòng)對(duì)環(huán)境窗的負(fù)影響工程地質(zhì)掩學(xué)——環(huán)境科殊學(xué)交叉滲透形成分悅支學(xué)科——環(huán)境工屢程地質(zhì)麗學(xué)（二）與其他圾學(xué)科的狼關(guān)系工程地皆質(zhì)學(xué)涉攝及知識(shí)槐范圍廣，多學(xué)科的僚交叉工程巖土糧學(xué)巖土力倚學(xué)工程動(dòng)力洗地質(zhì)學(xué)專門工程書(shū)地質(zhì)學(xué)數(shù)理尿化問(wèn)力環(huán)境-工程地逢質(zhì)學(xué)-鉆探物探計(jì)算機(jī)地質(zhì)學(xué)工程建筑亮學(xué)出現(xiàn)新的困生長(zhǎng)點(diǎn)城市地質(zhì)巖土工扮程海洋工程拳地質(zhì)高層建筑伸工程地質(zhì)巖土工程是以工頂程地質(zhì)成學(xué)、土力學(xué)、巖石力學(xué)蟲(chóng)及地