岩土工程勘察第二章.ppt

工程地质测绘的含义及任务工程地质测绘的作用及分类工程地质测绘的研究内容工程地质测绘的范围、比例尺和精度工程地质测绘的方法和要求,第二章 工程地质测绘与调查,工程地质测绘 采用搜集资料、调查访问、地质测量、遥感解译等方法，查明场地的工程地质要素，绘制相应工程地质图件的工程活动。工程地质测绘任务 运用工程地质理论，通过系统地野外工作，观察、描述各种地质要素的表现，从而查明工程地区的工程地质条件，并将所获取的资料反映在地形底图上，并编制工程地质图件，为编写报告书提供准确依据。,1 工程地质测绘含义及任务,工程地质图,工程地质测绘的作用随下列因素而变化1、勘察阶段 在规划、可行性研究等初期阶段，通过工程地质测绘对工程地质条件作全面了解，其重要性是明显的，在后期阶段则其作用退居次要地位。2、设计建筑物的类型 不同建筑物，测绘作用不同。水利枢纽工程地质测绘+勘探+试验+水库区 工程地质测绘为主要手段 线形工程工程地质测绘为主3、地质条件的复杂程度 基岩、构造复杂地区，工程地质测绘作用显著。,2 工程地质测绘作用及分类,研究程度较低的地区，综合性工程地质测绘占重要地位，研究程度较高的地区，只需做专门性工程地质测绘。,2 工程地质测绘作用及分类,工程地质测绘,综合性工程地质测绘,专门性工程地质测绘,工程地质测绘与普通地质测绘的区别1、工程地质测绘密切结合工程建筑物的要求，结合工程地质问题进行。2、对与工程有关的地质现象，如软弱层、风化带、断裂带的划分，节理裂隙、滑坡、崩塌等，要求精度高，涉及范围较广，研究程度深。3、常使用较大比例尺（1100001:20001:500），对重要地质界限或现象采用仪器法定位。当然在区域性研究中也使用中、小比例尺。4、突出岩土类型、成因、岩土地质结构等工程地质因素的研究，对基础地质方面，尽量利用已有资料，但对重大问题应进一步深化研究。,2 工程地质测绘作用及分类,3 工程地质测绘的研究内容,工程地质测绘研究内容,地层岩性,水文地质和气象水文,地形地貌,地质构造,不良地质现象调查,已有建筑物的调查,人类活动对场地稳定性的影响,场地建筑材料的调查,3 工程地质测绘的研究内容,1、地层岩性 地层岩性是工程地质条件最基本的要素和研究各种地质现象的基础，所以是工程地质测绘最主要的研究内容。研究的内容包括：确定地层的时代和填图单位；各类岩土层的分布、岩性、岩相及成因类型；岩土层的正常层序、接触关系、厚度及其变化规律；岩土的工程性质等。岩石和土作为各类建筑物的地基，是最基本的工程地质要素，它参与地质结构的组成，决定地形地貌和自然地质作用的发育特征，控制地下水的分布和矿产分布。工程地质测绘中，必须以岩土分类为重点，且必须在图上区分出来。,3 工程地质测绘的研究内容,2、地质构造 决定区域稳定性的首要条件；控制岩体结构及裂隙空间分布的主导因素；评价工程场地岩体稳定性的重要因素；控制区域地貌、水文地质条件、物理地质现象的发育和分布。研究的内容包括：岩层产状及各种构造型式分布、形态和规 模；软弱结构面(带)的产状及其性质，包括断层的位置、类型、产状、断距、破碎带宽度及充填胶结情况；岩土层各种接触面及各类构造岩的工程特性；挽近期构造活动的形迹、特点及与地震活动的 关系等。,3 工程地质测绘的研究内容,2、地质构造 1）褶曲构造 岩层由于外力作用发生弯曲变形，形成拱起和凹陷的一系列连续的波状弯曲构造,3 工程地质测绘的研究内容,2、地质构造 1）褶曲构造 岩层由于外力作用发生弯曲变形，形成拱起和凹陷的一系列连续的波状弯曲构造 研究内容：形态、类型、轴线位置、褶曲要素、细部变化。,3 工程地质测绘的研究内容,2、地质构造 1）褶曲构造 岩层由于外力作用发生弯曲变形，形成拱起和凹陷的一系列连续的波状弯曲构造 研究内容：形态、类型、轴线位置、褶曲要素、细部变化。,（一）核褶曲的中心部分。通常指褶曲两侧同一岩层之间的部分。但往往也只把褶曲出露地表最中心部分的岩层叫核。,（二）翼,（三）轴面,（四）枢纽,（五）轴,（六）转折端,（一）核,3 工程地质测绘的研究内容,褶曲的要素,（二）翼指褶曲核部两侧的岩层。一个褶曲具有两个翼。两翼岩层与水平面的夹角叫翼角。,（二）翼,（三）轴面,（四）枢纽,（五）轴,（六）转折端,（一）核,3 工程地质测绘的研究内容,褶曲的要素,（三）轴面平分褶曲两翼的假想对称面。轴面可以是简单的平面，也可以是复杂的曲面；其产状可以是直立的、倾斜的或水平的。轴面的形态和产状可以反映褶曲横剖面的形态（图4-24）。,（二）翼,（三）轴面,（四）枢纽,（五）轴,（六）转折端,（一）核,褶曲的要素,3 工程地质测绘的研究内容,（四）枢纽褶曲岩层的同一层面与轴面相交的线，叫枢纽。枢纽可以是水平的、倾斜的或波状起伏的。它可以表示褶曲在其延长方向上产状的变化（图4-25）。,（二）翼,（三）轴面,（四）枢纽,（五）轴,（六）转折端,（一）核,褶曲的要素,3 工程地质测绘的研究内容,（五）轴 指轴面与水平面的交线（图4-23EF）。因此，轴永远是水平的。它可以是水平的直线或水平的曲线。轴向代表褶曲延伸的方向，轴的长度可以反映褶曲的规模。,（二）翼,（三）轴面,（四）枢纽,（五）轴,（六）转折端,（一）核,褶曲的要素,3 工程地质测绘的研究内容,（六）转折端 褶曲两翼会合的部分，即从褶曲的一翼转到另一翼的过渡部分。它可以是一点，也可以是一段曲线。这种形态变化在一定程度上可以反映褶曲的强度或岩石的强度。,（二）翼,（三）轴面,（四）枢纽,（五）轴,（六）转折端,（一）核,褶曲的要素,3 工程地质测绘的研究内容,3 工程地质测绘的研究内容,2、地质构造 2）断裂 岩层被断错或发生裂开 研究内容：断裂性质（长度、宽度、构造岩断层岩、糜棱岩、角砾岩、片状岩、碎块岩等）、断裂带的胶结成岩化程度、断裂交汇点、错动次数、现代活动性。,3 工程地质测绘的研究内容,2、地质构造 2）断裂 岩层被断错或发生裂开 研究内容：断裂性质（长度、宽度、构造岩断层岩、糜棱岩、角砾岩、片状岩、碎块岩等）、断裂带的胶结成岩化程度、断裂交汇点、错动次数、现代活动性。,3 工程地质测绘的研究内容,2、地质构造 3）活动构造 第四纪晚更新世(1012万年)以来一直活动，现在仍在活动，未来一定时期内仍将会发生活动的各类构造 主要研究工程使用期间的活动 研究内容：断层物质的测定（断层泥矿物分析、断层泥显微结构分析）、断层运动方式的测定（构造岩显微结构分析、方解石脉显微结构分析）、断层活动年龄的测定、断层现今活动性测定（As、Hg、Sb、B等元素测定）、活动速率的确定（地貌学、地质学、测量学）、断裂活动性监测。,3 工程地质测绘的研究内容,2、地质构造4）节理裂隙 岩时裂开而裂面两侧无明显相对位移的裂隙 研究内容：统计节理裂隙参数（产状、长度、宽度、充填物等）、结构面网络分析、野外估算RQD,3 工程地质测绘的研究内容,3、地形地貌 地形研究：测量、地形图 地貌研究：岩性、地质构造、新构造运动的综合反映和近期外动力地质作用的结果。利用地貌学原理，结合野外观察、航片解译可有效地解决工程地质测绘中的宏观判断。同一地貌单元，常具有相似的地形特征、地质结构、水文地质条件、动力地质作用过程。工程地质分区常以地貌作为划分大区的标准。地貌研究的程度应与测绘比例尺相适应。如中、小比例尺工程应以大地构造、岩性、地质结构等方面为研究基础；大比例尺测绘应以各种成因的微地貌调查为主，包括分水岭、山脊、山峰等。,3 工程地质测绘的研究内容,3、地形地貌 研究内容：地貌形态特征、分布和成因；划分地貌单元，地貌 单元形成与岩性、地质构造及不良地质现象等的关系；各种地貌形态和地貌单元的发展演化历史。,3 工程地质测绘的研究内容,4、水文地质和气象水文 研究地下水的赋存与活动情况，为研究与地下水活动有关的岩土工程问题和不良地质现象提供资料 例如，兴建房屋建筑和构筑物时，应研究岩土的渗透性、地下水 的埋深和腐蚀性，以判明对基础砌置深度和基坑开挖等的影响。气象水文主要研究收集当地历年来的气象水文资料，包括降雨强度、历时、坡面漫流产生的影响等。,3 工程地质测绘的研究内容,5、不良地质现象 不良地质现象研究的目的，是为了评价建筑场地的稳定性，并预测其对各类岩土工程的不良影响。由于不良地质现象直接影响建筑物的安全、经济和正常使用，所以工程地质测绘时对测区内影响工程建设的各种不良地质现象必须详加研究。研究不良地质现象要以地层岩性、地质构造、地貌和水文地质条件的研究为基础，并搜集气象、水文等自然地理因素资料。研究内容：各种不良地质现象(岩溶、滑坡、崩塌、泥石流、冲沟、河流冲刷、岩石风化等)的分布、形态、规模、类型和发育程度，分析它们的形成机制和发展演化趋势，并预测其对工程建设的影响。,3 工程地质测绘的研究内容,6、已有建筑物的调查 根据建筑物变形、开裂情况分析场地工程地质条件及验证已有建筑物的可靠性。,3 工程地质测绘的研究内容,7、人类活动对场地稳定性的影响 测区内或测区附近人类的某些工程，往往影响建筑场地的稳定性。例如：人工洞穴、地下采空、大挖大填、抽(排)水和水库蓄水引起的地面沉降、地表塌陷、诱发地震，渠道渗漏引起的斜坡失稳等，都会对场地稳定性带来不利影响，对它们的调查应予以重视。此外，场地内如有古文化遗迹和古文物，应妥为保护发掘，并向有关部门报告。8、场地建筑材料的调查 结合工程建筑的要求，就地寻找适宜的天然建材，并作出质量和储量评价。当前特别重视建材质量的研究，是否具有美学价值。,4工程地质测绘的范围、比例尺和精度,1、工程地质测绘范围的确定 工程地质测绘不像一般的区域地质或区域水文地质测绘那样，严格按比例尺大小由地理坐标确定测绘范围，而是根据拟建建筑物的需要在与该项工程活动有关的范围内进行。原则上，测绘范围应包括场地及其邻近的地段。适宜的测绘范围，既能较好地查明场地工程地质条件，又不致于浪费勘察工作量。根据实践经验，由拟建建筑物的类型和规模、设计阶段以及工程地质条件的复杂程度和研究程度三方面确定测绘范围。,建筑物的类型、规模不同，与自然地质环境相互作用的广度和强度也就不同，确定测绘范围时首先考虑到这一点。例如，大型水利枢纽工程的兴建，由于水文和水文地质条件急剧改 变，往往引起大范围自然地理和地质条件的变化；这一变化甚至会导致生态环境的破坏和影 响水利工程本身的效益及稳定性。此类建筑物的测绘范围必然很大，应包括水库上、下游的一定范围，甚至上游的分水岭地段和下游的河口地段都需要进行调查。房屋建筑和构筑物一 般仅在小范围内与自然地质环境发生作用，通常不需要进行大面积工程地质测绘。,4工程地质测绘的范围、比例尺和精度,在工程处于初期设计阶段时，为了选择建筑场地一般都有若干个比较方案，它们相互之间有一定的距离。为了进行技术经济论证和方案比较，应把这些方案场地包括在同一测绘范围内，测绘范围显然是比较大的。但当建筑场地选定之后，尤其是在设计的后期阶段，各建筑物 的具体位置和尺寸均已确定，就只需在建筑地段的较小范围内进行大比例尺的工程地质测绘。可见，工程地质测绘范围是随着建筑物设计阶段(即岩土工程勘察阶段)的提高而缩小的。,4工程地质测绘的范围、比例尺和精度,一般情况下，工程地质条件愈复杂，研究程度愈差，工程地质测绘范围就愈大。工程地质条件复杂程度包含两种情况：(1)一种情况是在场地内工程地质条件非常复杂。例如，构造变动 强烈，有活动断裂分布；不良地质现象强烈发育；地质环境遭到严重破坏；地形地貌条件十 分复杂。(2)另一种情况是场地内工程地质条件比较简单，但场地附近有危及建筑物安全的不 良地质现象存在。如山区的城镇和厂矿企业往往兴建于地形比较平坦开阔的洪积扇上，对场 地本身来说工程地质条件并不复杂，但一旦泥石流暴发则有可能摧毁建筑物。此时工程地质 测绘范围应将泥石流形成区包括在内。又如位于河流、湖泊、水库岸边的房屋建筑，场地附 近若有大型滑坡存在，当其突然失稳滑落所激起的涌浪可能会导致灭顶之灾。,4工程地质测绘的范围、比例尺和精度,4工程地质测绘的范围、比例尺和精度,2、工程地质测绘比例尺的选择 工程地质测绘的比例尺大小主要取决于设计阶段要求。如建筑物设计处于初期阶段属选址性质的，一 般往往有若干个比较场地，测绘范围较大，而对工程地质条件研究的详细程度并不高，所以采用的比例尺较小。当进入到设计后期阶段时，为了解决与施工、运用有关的专门地质问题，所选用的测绘比例尺可以很大。在同一设计阶段内，比例尺的选择则取决于场地工程地质条件的复杂程度以及建筑物的类型、规模及其重要性。工程地质条件复杂、建筑物规模巨大而又重要者，就需采用较大的测绘比例尺。,根据国际惯例和我国各勘察部门的经验，工程地质测绘比例尺一般规定为：(1)可行性研究勘察阶段15000015000,属小、中比例尺测绘；(2)初步勘察阶段11000012000,属中、大比例尺测绘；(3)详细勘察阶段12 0001200或更大，属大比例尺测绘。,比例尺选定原则：（1）应和使用部门的要求提供图件的比例尺一致或相当。（2）与勘测设计阶段有关。（3）在同一设计阶段内，比例尺的选择取决于工程地质条件的复杂程度、建筑物类型、规模及重要性。在满足工程建设要求的前提下，尽量节省测绘工作量。,4工程地质测绘的范围、比例尺和精度,4工程地质测绘的范围、比例尺和精度,3、工程地质测绘的精度要求 工程地质测绘的精度包含两层意思，即对野外各种地质现象观察描述的详细程度，以及各种 地质现象在工程地质图上表示的详细程度和准确程度。为了确保工程地质测绘的质量，这个 精度要求必须与测绘比例尺相适应。“精度”指野外地质现象能够在图上表示出来的详细程度和准确度。,1）详细程度指对地质现象反映的详细程度，比例尺愈大，反映的地质现象的尺寸界限愈小。一般规定，按同比例尺的原则，图上投影宽度2mm的地层或地质单元体，均应按比例尺反映出来。投影宽度2mm的重要地质单元，应使用超比例符号表示。如软弱层、标志层、断层、泉等。,观测点的要求，与测绘比例尺相同的地形底图上每1cm 方格内，平均有一个观测点。复杂地段多布，简单地段少布，计算总点数/km。例如：测绘比例尺1:1万 地形图1:1万 1cm相当于=100m 1cm相当于=10000m 控制标准为100点/km不同比例尺反映的地质单元体尺寸：比例尺 1:10万 1:5万 1:1万 1:1000 1:500尺 寸 200m 100m 20m 2m 1m2、准确度指图上各种界限的准确程度，即与实际位置的允许误差。界限误差0.5mm,4工程地质测绘的范围、比例尺和精度,5 工程地质测绘的方法和要求,1、工程地质测绘的工作程序2、现场测绘工作方法,查阅资料,现场踏勘,编制计划,像片成图法,实地测绘法,路线法,布点法,追索法,适用于大、中比例尺工程地质图测绘,5 工程地质测绘的方法和要求,实地测绘法1）路线法 沿选择的线路进行工程地质图填绘，可为直线形或折线形（Z型）2）布点法 沿预先布设观测线路和观测点，进行工程地质图测绘3）追索法 沿地层走向、地质构造线或不良地质现象界线进行布点追索，主要用于查局部工程问题，辅助方法,5 工程地质测绘的方法和要求,3、工程地质测绘的工作要求1）观测点的密度和布置 地形图上1点/cm2，关键地段应加密：不同岩层接触处、岩层的不整合面；不同地貌单元分界处；有代表性的岩石露头；地质构造断裂线；物理地质现象的分布地段；水文地质现象点；对工程地质有意义的地段,5 工程地质测绘的方法和要求,3、工程地质测绘的工作要求2）观测点的定位方法3）测绘成果整理 整理分类统计实测资料，分析各工程地质条件、因素间的关系和变化规律 编制基础性、专门性图件和综合工程地质图 编写工程地质测绘调查报告,目测法,半仪器法,仪器法,GPS定位仪,小 结,工程地质测绘的含义工程地质测绘的研究内容工程地质测绘范围的确定工程地质测绘比例尺的选择工程地质测绘精度的要求工程地质测绘的方法和程序工程地质观测点的密度和布置要求,