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第二節 工程地質測繪的研究內容
工程地質測繪是為工程建設服務的,自始至終應以反映工程地質條件和預測建筑物與地質環境的相互作用為目的,深入地研究建筑區內工程地質條件的各個要素。
一、工程地質測繪中對巖土的研究
巖土是工程地質條件最基本的要素,產生各種地質現象的物質基礎。它當然是工程地質測繪的主要研究內容。
目前在工程地制裁測繪特別是小比例尺的工程地制裁測繪中對巖土的研究仍多彩地層學的方法,劃分單位也與一般地質測繪基本相同。但在建筑物分布地區內的小面積大比例尺工程地質測繪中,可能遇到的地層常常只是一個“統”、階“甚至是一個”帶“,此進就必須根據巖地工和地質性質差民作進一步劃分才能滿足要求。特別是砂巖中的泥巖、石灰巖中的泥灰巖、玄武巖中的凝灰巖等夾層對建筑物的穩定和防滲有重大影響,常會構成壩基潛在的滑移控制面,更要突出地反映出來,這是工程地質測繪與其它地質測繪的一個重要區別。
工程地質測繪對巖土的研究其特點還表現在既要查明不同性質巖土在地殼表層的頒、巖性變化和它們的成因,也要測定它們的物理力學性質指針,并預測它是建筑物作用下的可能變化。這就必須把巖土的研究建立在地質歷史一成因基礎上才能達到目的。在地質構造生產簡單、巖相變化復雜的特定條件下,巖相分析法對查明巖土的空間分布是行之有效的。
在查明巖土成因和分布的基礎上還應根據野外觀察和采取簡易現聲測試方法握取得的物理力學指針,初步判斷巖土與建筑物相互作用時的性能。通過這種判斷不公應分出那些能產生嚴重變形以致鋮及建筑物安全和不常使用的巖土,即使這類巖土是很薄的夾層、透鏡體、或是裂隙中的充填物也不能忽視。
在工程地制裁測繪中常用來測定巖土強度參數的簡易方法有回彈錘測試和點荷載儀測試等。
二、程地質測繪中對地質結構的研究
地制裁結構一詞的含義是比較廣泛的,有關巖體結構等內容在先修課程中已有論述,這里著重討論對地質構造條件的研究。
地質構造特別是現代構造活動與活斷層是決定區域穩定性的首要因素,所以修建大型水工建筑物和原子能電站等極重要建筑物時,就必須在很大范圍內研究活斷層和地震危險性,例如原子能電站選場,一般就要求在聲地周圍半徑為300KM的范圍內進行研究。要預測大型水庫存蓄水后能否誘發地震,也需要在庫存區廣大范圍內研究地質構造,鑒別是否有區域性活斷層存在,并研究它們的錯動方式和現代構造應力場。其次,地質構造限定了各種性質不同的結構面的空間分布、破壞了巖體的均一性和完整性。然而,巖體中各種實習結構面的空間位置和巖體的不均一性既取決于構成巖石的性質也取決于地質構造,所以要選出巖性均一完整的優良建筑場地,就必須深入地研究建筑區的地質構造掌握構造發育的基本特征,特別是在地質構造復雜的山區修建水工建筑物和地下洞室等大型工程時,就更需要進行詳細的地質構造研究。第三,在選定建筑場地內評價巖體的穩定性也需要研究地質構造才能判明巖體的結構特征,和各種不連續面的發育程度及其相互組合關系。此外,地質構造還控制著地貌、水文地質條件、物理地質現象的發育和分布。所以地質構造常常是工程地質測繪研究的重要對象。
在工程地質測繪中研究地質構造既要運用地質力學的原理和方法,也要進行地質歷史分析,這樣才能查明各種結構面的力學組合和歷史演化規律;既要對褶曲、斷層等在的構造形跡進行研究,也要重視節理、裂隙等小構造的研究。斷層破壞了巖體的完整性和邊續性對建筑物影響最大,當然應是研究的重點,要著研究廠礦帶寬度及充填膠結情況、構造巖的性狀及分帶,斷層的活動性及與建筑物的相對關系。
實踐證明,結合工程布置和地質條件選擇有代表性的地段進行詳細的節理裂隙統計,以便使巖體結構定量模式化是有重要意義的。其統計研究的內容包括:裂隙的產狀和延伸情況,在不同構造部位和巖性中的變化情況,裂隙發育程度,裂壁特征及開口寬度,充填物的成因、性質和充填膠結程度,最后還應判明各組裂隙的成因和力學性質。對其中的緩傾角裂隙更要注意研究。
工程地質測繪中也常用圖解表示裂隙統計的結果,目前采用較多的有裂隙極點圖、裂隙玫瑰圖和裂隙等密圖三種。
表2—1 按裂隙間距的裂隙發育程度分級
分級
|
Ⅰ
|
Ⅱ
|
Ⅲ
|
Ⅳ
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間距(M)
描述
完整性
|
>2
不發育
整體
|
2—0.5
較發育
塊狀
|
0.5—1
發育
破裂
|
<0.1
極發育
破碎
|
表1—2 按裂隙率的裂隙發育程度分級
分級
|
Ⅰ
|
Ⅱ
|
Ⅲ
|
Ⅳ
|
裂隙率K(%)
描 述
|
<0.2
弱裂隙性
|
0.2—1
中等裂隙性
|
1—5
強裂隙性
|
>5
極強裂隙性
|
表2—3 裂隙開口寬度分級
分級
|
Ⅰ
|
Ⅱ
|
Ⅲ
|