公路工程地質(zhì)勘察第一節(jié)概述第二節(jié)公路路基工程地質(zhì)勘察第三節(jié)橋梁工程地質(zhì)勘察第四節(jié)隧道工程地質(zhì)勘察第五節(jié)勘察實(shí)例四川交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院道橋系劉玉潔制造第一節(jié)概述一、公路工程地質(zhì)勘察的目的、義務(wù)和階段劃分工程地質(zhì)勘察的目的：查明土木工程場(chǎng)地的工程地質(zhì)條件、分析存在的工程地質(zhì)問(wèn)題、對(duì)工程場(chǎng)地做出工程地質(zhì)評(píng)價(jià)。勘察階段的劃分：規(guī)劃勘察；可行性研討勘察階段；初步設(shè)計(jì)勘察階段；

技術(shù)設(shè)計(jì)及施工勘察階段二、公路工程地質(zhì)勘察內(nèi)容三、工程地質(zhì)勘察的主要方法四、勘察資料的內(nèi)業(yè)整理

(二)工程地質(zhì)勘察的義務(wù)1.查明并分析工程場(chǎng)地的工程地質(zhì)條件；2.分析存在的工程地質(zhì)問(wèn)題，進(jìn)展定性和定量分析；3.選擇能滿(mǎn)足要求的較優(yōu)越的工程場(chǎng)地和環(huán)境；4.對(duì)選擇的場(chǎng)地進(jìn)一步勘察后，對(duì)照建筑物的適宜性對(duì)場(chǎng)地進(jìn)展分區(qū)，提出各區(qū)段所適宜的建筑物類(lèi)型、構(gòu)造、規(guī)模、根底及地基處置的合理意見(jiàn)；5.預(yù)測(cè)工程建成后對(duì)地質(zhì)環(huán)境的影響；6.提出工程地質(zhì)條件的分析評(píng)價(jià)及改善不良地質(zhì)條件的措施和建議。二、公路工程地質(zhì)勘察內(nèi)容〔一〕新建公路工程地質(zhì)勘察的內(nèi)容1.道路工程地質(zhì)勘察2.路基、路面工程地質(zhì)勘察3.橋涵工程地質(zhì)勘察4.隧道工程地質(zhì)勘察5.天然筑路資料工程地質(zhì)勘察〔二〕改建公路工程地質(zhì)勘察內(nèi)容1.搜集沿線的地形、地貌、工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、氣候、地震等資料。2.搜集有關(guān)橋梁、隧道和防護(hù)、排水等構(gòu)造物的新建、改建或加固工程所需的地質(zhì)資料。3.搜集原有公路路況資料。4.調(diào)查原有公路的路基、路面、小橋涵等人工構(gòu)造物的情況及病害，研討病因及防治的效果。對(duì)原有公路的工程地質(zhì)、不良地質(zhì)地段的道路病害應(yīng)力求根治。5.當(dāng)?shù)缆芬蛱岣叩燃?jí)或繞避病害而另選新線的路段，應(yīng)按新建公路的要求進(jìn)展工程地質(zhì)勘察任務(wù)。三、工程地質(zhì)勘察的主要方法(一)工程地質(zhì)測(cè)繪1.工程地質(zhì)測(cè)繪的主要內(nèi)容2.工程地質(zhì)測(cè)繪的任務(wù)方法3.航片和衛(wèi)片在工程地質(zhì)測(cè)繪中的運(yùn)用(二)工程地質(zhì)勘探(三)工程地質(zhì)實(shí)驗(yàn)及長(zhǎng)期觀測(cè)1.工程地質(zhì)測(cè)繪的主要內(nèi)容研討沿線地形地貌特征，劃分地貌單元；查明沿線的地層、巖性、地層層序、成因、厚度、時(shí)代及巖相變化等；查明地質(zhì)構(gòu)造、土體的成層組合關(guān)系、大地構(gòu)造、構(gòu)造線方向、斷裂褶皺形狀、巖層產(chǎn)狀和分布、構(gòu)造形跡和構(gòu)造體系以及它們之間的關(guān)系；研討水文地質(zhì)條件，調(diào)查地下水的天然和人工露頭--井、泉、礦坑和鉆孔等；調(diào)查研討沿線不良地質(zhì)景象及特殊地質(zhì)問(wèn)題的范圍和性質(zhì)、發(fā)生開(kāi)展及分布規(guī)律；調(diào)查研討已有建筑物變形破壞情況及建筑閱歷；了解鐵路沿線天然建筑資料的質(zhì)量、數(shù)量及分布情況。2.工程地質(zhì)測(cè)繪的任務(wù)方法測(cè)繪寬度確實(shí)定：普通采用沿程測(cè)繪的方法，其測(cè)繪寬度普通包括中線兩側(cè)各200300m.測(cè)繪線的布置：為了專(zhuān)門(mén)目的或地質(zhì)條件的重點(diǎn)工程地段而進(jìn)展的大面積工程地質(zhì)測(cè)繪常采用道路穿越法和順層追索法。觀測(cè)點(diǎn)的選擇：觀測(cè)點(diǎn)的布置必需選在具有代表性的地質(zhì)景象的天然露頭工人工露頭處。3.航片和衛(wèi)片在工程地質(zhì)測(cè)繪中的運(yùn)用

航片的運(yùn)用

(1)運(yùn)用室內(nèi)光學(xué)儀器編制地形圖；

(2)經(jīng)過(guò)地質(zhì)專(zhuān)業(yè)判譯編繪工程地質(zhì)圖；衛(wèi)片的運(yùn)用(優(yōu)點(diǎn))

(1)衛(wèi)片拍攝地面范圍大；

(2)反映宏觀形狀特征較清楚、解釋效果比較好；

(3)衛(wèi)片中包含的信息量大，可根據(jù)顏色和形狀特征，可以處理工程地質(zhì)測(cè)繪中的很多問(wèn)題?！捕彻こ痰刭|(zhì)勘探1.山地勘探：剝土、探坑、探槽、探井〔分豎井、斜井〕、平洞2.鉆探3.物探4.工程地質(zhì)坑探2.鉆探采用鉆探機(jī)具對(duì)深部的工程地質(zhì)條件進(jìn)展揭露的一種任務(wù)方法。它分為輕便鉆探和鉆探兩種。

輕便鉆探利用洛陽(yáng)鏟、錐探和小螺紋鉆等進(jìn)展鉆探的方法；鉆探普通是利用大型鉆機(jī)進(jìn)展鉆探的方法，常用的鉆機(jī)是機(jī)械回轉(zhuǎn)鉆機(jī)。鉆探過(guò)程包括三個(gè)根本程序：A．破碎巖土：采用人力和機(jī)械方法，使小部分巖土脫離整體而成為粉末、巖土塊或巖土芯，破碎普通是借助沖擊力、剪切力、研磨和壓力來(lái)實(shí)現(xiàn)的。B．采取巖土：用沖洗液〔或緊縮空氣〕將孔底破碎的碎屑沖到孔外，或者用鉆具〔抽筒、勺形鉆頭、螺旋鉆頭、取土器、巖芯管等〕靠人力或機(jī)械將孔底的碎屑或樣心取出于地面。C．保全孔壁：普通采用套管或泥漿來(lái)護(hù)壁。

鉆進(jìn)方法有以下三種：

A．沖擊鉆進(jìn)：采用底部圓環(huán)狀的鉆頭，將鉆具提升到一定高度，利用鉆具自重，迅猛放落，鉆具在下落時(shí)產(chǎn)生沖擊動(dòng)能，沖擊孔底巖土層，使巖土到達(dá)破碎。

B．回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)：采用底部嵌焊有硬質(zhì)合金的圓環(huán)狀鉆頭進(jìn)展鉆進(jìn)，鉆進(jìn)中施加鉆壓，使鉆頭在回轉(zhuǎn)中切入巖土層，到達(dá)加深鉆孔的目的。

C．振動(dòng)鉆進(jìn)：采用機(jī)械動(dòng)力所產(chǎn)生的振動(dòng)力，經(jīng)過(guò)銜接桿和鉆具傳到圓筒形鉆頭周?chē)林小?/p>

D．綜合式鉆進(jìn)：綜合沖擊回轉(zhuǎn)兩種鉆進(jìn)方法；在鉆進(jìn)過(guò)程中，鉆頭克取巖石時(shí)，施加一定的動(dòng)力，對(duì)巖石產(chǎn)生沖擊作用，使巖石的破碎速度加快，同時(shí)由于沖擊力的作用使硬質(zhì)合金刻人巖石深度添加，在回轉(zhuǎn)中將巖石剪切掉。

3.物探電法勘探：可分為自然電場(chǎng)法和人工電場(chǎng)法兩種。工程地質(zhì)勘探中常采用人工電場(chǎng)法的電阻率法，它主要利用儀器測(cè)定巖、土體導(dǎo)電性的差別來(lái)識(shí)別地質(zhì)情況的一種方法彈性波法：包括地震勘探、聲涉及超聲波探測(cè)。它是人式激發(fā)振動(dòng)，來(lái)研討地質(zhì)體中的傳播規(guī)律，以斷定地質(zhì)情況、巖體形狀及特性。地球物理測(cè)井：利用地層之間的物性差別，采用不同的物理方法，了解鉆井中的地質(zhì)和水文地質(zhì)情況的方法。地質(zhì)雷達(dá)：是一種高頻電磁波，利用電磁波在不同介質(zhì)中的傳播規(guī)律，探明地質(zhì)條件的一種方法。3.工程地質(zhì)坑探(1)試坑、淺井(2)探槽(3)斜井和平洞(三)工程地質(zhì)實(shí)驗(yàn)及長(zhǎng)期觀測(cè)1.室內(nèi)外實(shí)驗(yàn)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)：在現(xiàn)場(chǎng)取有代表性的試樣，送到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)展相關(guān)工程的實(shí)驗(yàn)。原位測(cè)試：在野外現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)展測(cè)試，主要包括：A.巖石力學(xué)性質(zhì)目的；靜力載荷實(shí)驗(yàn)(CPT)、靜力觸探實(shí)驗(yàn)、圓錐動(dòng)力觸探、規(guī)范貫入實(shí)驗(yàn)、十字板剪切實(shí)驗(yàn)、扁鏟側(cè)脹實(shí)驗(yàn)、旁壓實(shí)驗(yàn)、波速測(cè)試、現(xiàn)場(chǎng)大型直剪實(shí)驗(yàn)、塊體根底振動(dòng)實(shí)驗(yàn)B.水文地質(zhì)實(shí)驗(yàn)C.巖體中地應(yīng)力的測(cè)試D.地基工程地質(zhì)實(shí)驗(yàn)2.工程地質(zhì)長(zhǎng)期觀測(cè)與工程有關(guān)的地下水的動(dòng)態(tài)觀測(cè)；不良地質(zhì)景象的觀測(cè)；建筑物建筑與周?chē)h(huán)境相互作用的動(dòng)態(tài)觀測(cè)。靜力載荷

實(shí)驗(yàn)(CPT)靜力載荷實(shí)驗(yàn)指在擬建場(chǎng)地上，在挖至設(shè)計(jì)的根底置深度的平整坑底放置一定規(guī)格的方形或圓形承壓板，在其上逐級(jí)加荷載，測(cè)定相應(yīng)荷載作用下地基土的穩(wěn)定沉降量，分析研討地基土的強(qiáng)度與變形特性，求得地基土允許承載力與變形模量等力學(xué)數(shù)據(jù)。靜力載何實(shí)驗(yàn)分為平板載何實(shí)驗(yàn)、螺旋板載荷實(shí)驗(yàn)、深層平板載荷實(shí)驗(yàn)等。用以確定地基土的臨塑荷載、極限荷載，為評(píng)定地基土的承載力提供根據(jù)；估算地基土的變形模量、不排水抗剪強(qiáng)度和基床反力系數(shù)。其實(shí)驗(yàn)安裝為承壓板、加荷與傳壓安裝及沉降觀測(cè)安裝等。

根據(jù)實(shí)測(cè)結(jié)果繪制沉降與時(shí)間(s~t)關(guān)系曲線及荷載與沉降(p~s)關(guān)系曲線，由此確定地基承載力、地基土的變形模量、估算地基土的不排水抗剪強(qiáng)度、估算地地基土基床反力系數(shù)。靜力觸探實(shí)驗(yàn)靜力觸探實(shí)驗(yàn)指經(jīng)過(guò)一定的機(jī)械安裝，將某種規(guī)格的金屬肩探頭用靜力壓人土層中，同時(shí)用傳感器或直接量測(cè)儀表測(cè)試土層對(duì)觸探頭的貫人阻力，以此來(lái)判別、分析、確定地基土的物理力學(xué)性質(zhì)。靜力觸探實(shí)驗(yàn)適用于粘性土、粉土和砂土，主要用于劃分土層、估算地基土的物理力學(xué)目的參數(shù)、評(píng)定地基土的承載力、估算單樁承載力及斷定砂土地基的液化等級(jí)等。

靜力觸探實(shí)驗(yàn)安裝主要設(shè)備為靜力觸探儀，其由貫人安裝〔包括反力安裝〕、傳動(dòng)系統(tǒng)和量測(cè)系統(tǒng)三部分組成。常用的靜力觸探探頭分為單橋探頭和雙橋探頭單橋探頭構(gòu)造

1-頂柱；2-電阻應(yīng)變片；3-傳感器；4-密封墊圈套；5-四芯電纜；6-外套筒雙橋探頭構(gòu)造

1-傳力桿；2-磨擦傳感器；3-摩擦筒；4-錐尖傳感器；5-頂柱；6-電阻應(yīng)變片；7-鋼珠；8-錐尖頭圓錐動(dòng)力觸探圓錐動(dòng)力觸探指利用錘擊動(dòng)能，將一定規(guī)格的圓錐探頭打入土中，根據(jù)打人土中的阻抗大小判別土層的變化，對(duì)土層進(jìn)展力學(xué)分層，并確定土層的物理力學(xué)性質(zhì)，對(duì)地基土作出工程地質(zhì)評(píng)價(jià)。動(dòng)力觸探實(shí)驗(yàn)適用于強(qiáng)風(fēng)化、全風(fēng)化的硬質(zhì)巖石、各種軟質(zhì)巖石及各類(lèi)土。

實(shí)驗(yàn)安裝動(dòng)力觸探設(shè)備主要由探頭和落錘兩部分組成，可分為輕型、重型及超重型三類(lèi)。規(guī)范貫入實(shí)驗(yàn)1-穿心錘；2-錘墊；3-鉆桿；4-貫入器頭；5-出水孔；6-貫入器身；7-貫入器靴規(guī)范貫入實(shí)驗(yàn)是動(dòng)力觸探類(lèi)型之一，其利用規(guī)定分量的穿心錘，從恒定高度上自在落下，將一定規(guī)格的探頭打人士中，根據(jù)打人的難易程度判別土的性質(zhì)。規(guī)范貫入實(shí)驗(yàn)可適用于砂土、粉土和普通粘性土，最適用于N=2~50擊的土層。

其目的為：采取擾動(dòng)樣，鑒別和描畫(huà)土類(lèi)，按顆粒分析結(jié)果定名。根據(jù)規(guī)范貫入擊數(shù)N，利用地域閱歷，為砂土的密實(shí)度和粉土、粘性土的形狀、土的強(qiáng)度參數(shù)、變形模量、地基承載力等作出評(píng)價(jià)。估算單樁極限承載力和斷定沉樁能夠性。斷定飽和粉砂、砂質(zhì)粉土的地震液化能夠性及液化等級(jí)。將十字板頭壓入被測(cè)土層中，施加一定的改動(dòng)力矩，將土體剪壞，測(cè)定土體對(duì)抵抗扭剪的最大力矩，經(jīng)過(guò)換算得到土體的抗剪強(qiáng)度值。十字板剪切實(shí)驗(yàn)適用于靈敏度不大于10，固結(jié)系數(shù)不大于100m2/年的均質(zhì)飽和軟粘土。

其目的為：測(cè)定原位應(yīng)力條件下軟粘土的不排水抗剪強(qiáng)度Cu、估算軟粘性土的靈敏度。十字板剪切實(shí)驗(yàn)1-手搖柄；2-齒輪；3-蝸輪；4-開(kāi)口鋼環(huán)；5-固定夾；6-導(dǎo)桿；7-百分表；8-轉(zhuǎn)盤(pán)；9-底板；10-固定套；11-彈子盤(pán)；12-底座；13-制緊軸；14-接頭；15-套管；16-鉆桿；17-導(dǎo)輪；18-軸桿；19-十字板頭扁鏟側(cè)脹實(shí)驗(yàn)

指用靜力將扁鏟形探頭貫入土中，達(dá)實(shí)驗(yàn)深度后，利用氣壓使扁鏟側(cè)面的圓形鋼膜向外擴(kuò)張進(jìn)展實(shí)驗(yàn)。

扁鏟側(cè)脹實(shí)驗(yàn)適用于普通粘性土、粉土、中密以下砂土、黃土等，不適用于含碎石的土、風(fēng)化巖等實(shí)驗(yàn)成果主要有：根據(jù)A、B、C壓力及△A、△B計(jì)算p0、p1、p2與深度的變化曲線；繪制扁脹模量、程度應(yīng)力指數(shù)、扁脹指數(shù)、扁脹孔壓力指數(shù)與深度的變化曲線。由實(shí)驗(yàn)成果可劃分土類(lèi)、確定靜止側(cè)壓力系數(shù)、評(píng)定應(yīng)力歷史、確定不排水抗剪強(qiáng)度、確定土的變形參數(shù)、確定程度固結(jié)系數(shù)、可設(shè)計(jì)側(cè)向受荷樁。旁壓實(shí)驗(yàn)旁壓實(shí)驗(yàn)〔PMT〕是將圓柱形旁壓器豎直地放人土中，經(jīng)過(guò)旁壓器在豎直的孔內(nèi)加壓，使旁壓膜膨脹，并由旁壓膜〔或護(hù)套〕將壓力傳給周?chē)馏w〔或巖層〕，使土體或巖層產(chǎn)生變形直至破壞，經(jīng)過(guò)量測(cè)施加的壓力和土變形之間的關(guān)系，可得到地基土在程度方向上的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系。適用于測(cè)定粘性土、粉土、砂土、碎石土、軟質(zhì)巖石和風(fēng)化巖的承載力、旁壓模量和應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系等旁壓實(shí)驗(yàn)的成果主要為壓力和擴(kuò)張?bào)w積曲線、壓力和半徑增量曲線。根據(jù)旁壓曲線可評(píng)定地基承載力、確定旁壓模量。波速測(cè)試波速測(cè)試就是測(cè)定土層的波速，根據(jù)彈性波在巖土體內(nèi)的傳播速度間接測(cè)定巖土體在小應(yīng)變條件下〔10-4～10-6〕動(dòng)彈性模量和泊松比。適用于測(cè)定各類(lèi)巖土體的緊縮波、剪切波或瑞利波的波速。根據(jù)義務(wù)要求可采用單孔法、跨孔法或面波法。根據(jù)波速，可按有關(guān)公式計(jì)算動(dòng)剪切模量、動(dòng)彈性模量和泊松比。a-檢層法；b-面波法：c-實(shí)驗(yàn)布置圖現(xiàn)場(chǎng)大型直剪實(shí)驗(yàn)大型直剪實(shí)驗(yàn)適用于求測(cè)各類(lèi)巖土體以及巖土體沿脆弱構(gòu)造面和巖土體與混凝土接觸面或滑動(dòng)面的抗剪強(qiáng)度，可分為巖土體試樣在法向應(yīng)力作用下沿剪切面剪切破壞的抗剪斷實(shí)驗(yàn)、巖土體剪斷后沿剪切面繼續(xù)剪切的抗剪實(shí)驗(yàn)〔摩擦實(shí)驗(yàn)〕、法向應(yīng)力為零時(shí)巖體剪切的抗切實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)安裝有大剪儀、加載設(shè)備、量測(cè)設(shè)備等1-手輪；2-測(cè)力計(jì)；3-剪切環(huán)；4-壓力蓋；5-垂壓部分；6-程度框架；7-地錨；8-程度推力部分塊體根底振動(dòng)實(shí)驗(yàn)經(jīng)過(guò)塊體根底振動(dòng)實(shí)驗(yàn)直接測(cè)得地基土的剛度、阻尼比和參振質(zhì)量等動(dòng)力參數(shù)，可分為塊體根底強(qiáng)迫振動(dòng)實(shí)驗(yàn)和塊體根底自在振動(dòng)實(shí)驗(yàn)兩類(lèi)。根據(jù)塊體根底振動(dòng)實(shí)驗(yàn)實(shí)測(cè)的頻率和振幅作振幅隨頻率變化的共振幅頻曲線，根據(jù)幅頻曲線計(jì)算地基阻尼比、剛度及參振質(zhì)量。(a)垂直振動(dòng)實(shí)驗(yàn)(b)垂直自在振動(dòng)實(shí)驗(yàn)(c)程度回轉(zhuǎn)振動(dòng)實(shí)驗(yàn)水文地質(zhì)實(shí)驗(yàn)高壓粘性土浸透變形實(shí)驗(yàn)安裝大型三向電阻網(wǎng)滲流實(shí)驗(yàn)安裝巖體中地應(yīng)力的測(cè)試第二節(jié)公路路基工程地質(zhì)勘察一、公路選線的工程地質(zhì)論證〔1〕沿河線〔2〕山脊線〔3〕山坡線〔4〕越嶺線二、公路路基的主要工程地質(zhì)問(wèn)題路基邊坡穩(wěn)定性問(wèn)題；路基基底穩(wěn)定性問(wèn)題；公路凍害問(wèn)題以及天然建筑資料問(wèn)題等三、公路路基工程地質(zhì)勘察的根本內(nèi)容四、公