1 岩土工程:是以求解岩体与土体工程问题,包括地基与基础、边坡和地下工程等问题。它涉及到岩体与土体的利用、整治和改造,包括岩土工程的勘察、设计、施工和监测四个方面。
2 岩土工程问题:指的是工程建筑物与岩土体之间所存在对矛盾或问题。其中岩土工程施工以及工程建筑物建成使用过程中,岩土体和地下水与建筑物发生作用,导致岩土工程问题出现。
3 岩土工程勘察的基本任务:按照建筑物或构筑物不同勘察阶段的要求,为工程的设计、施工以及岩土体治理加固、开挖支护和降水等工程提供地质资料和必要的技术参数,对有关的岩土工程问题作出论证、评价。
4 工程地质条件:与工程建设有关的地质因素的综合。这些因素包括:岩土类型及其工程性质、地质构造及岩土体结构、地貌、水文地质、工程动力地质作用、天然建筑材料等。
5 不良地质现象:泛指由地球外动力作用引起的,对工程建设不利的各种地质现象。它们分布于场地内及其附近地段,主要影响场地稳定性,也对地基基础、边坡和地下洞室等具体的岩土工程有不利影响。
6 岩土工程勘察的分级:岩土工程勘察的等级,是由工程安全等级、场地和地基的复杂程度三项因素决定的。
7 工程的安全等级,是根据由于工程岩土体或结构失稳破坏,导致建筑物破坏而造成生命财产损失、社会影响及修复可能性等后果的严重性来划分的,工程安全等级划分为三级:一级,二级,三级。
8 场地复杂程度是由建筑抗震稳定性、不良地质现象发育情况、地质环境破坏程度和地形地貌条件四个条件衡量的,也划分为三个等级:一级,二级,三级。
9 地基复杂程度也划分为三级:一级地基,二级地基,三级地基。所以岩土工程勘察也划为三级:一级,二级,三级。
10 勘察阶段:
(1)可行性研究勘察(规划勘察):搜集、分析已有资料,进行现场踏勘,工程地质测绘,少量勘探工作,对场址稳定性和适宜性作出岩土工程评价,进行技术经济论证和方案比较。
(2)初步勘察:建筑地段稳定性的岩土工程评价,为确定建筑物总平面布置、主要建筑物地基基础方案、对不良地质现象的防治工程方案 进行论证。
(3)详细勘察:对地基基础设计、地基处理与加固、不良地质现象的防治工程进行岩土工程计算与评价,满足施工图设计的要求。
(4)施工勘察:不作为一个固定阶段,视工程的实际需要而定,对条件复杂或有特殊施工要求的重大工程地基,需进行施工勘察。施工勘察包括:施工阶段的勘察和施工后一些必要 的勘察工作,检验地基加固效果。
11 岩土工程勘察方法:(1)工程地质测绘(2)勘探与取样(3)原位测试与室内实验
(4)现场检验与监测
12 工程地质测绘:是岩土工程勘察的基础工作,一般在勘察的初期阶段进行。这一方法的本质是 运用地质、工程地质理论,对地面的地质现象进行观察和描述,分析其性质和规律,并藉以 推断地下地质情况,为勘探、测试工作等其他勘察方法提供依据。在地形地貌和地质条件较 复杂的场地,必须进行工程地质测绘;但对地形平坦、地质条件简单且较狭小的场地,则可 采用调查代替工程地质测绘。工程地质测绘是认识场地工程地质条件最经济、最有效的方法 ,高质量的测绘工作能相当准确地推断地下地质情况,起到有效地指导其他勘察方法的作用 。
13 勘探工作:包括物探、钻探和坑探等各种方法。它是被用来调查地下地质情况的;并且可利用勘探工程取样进行原位测试和监测。应根据勘察目的及岩土的特性选用上述各种勘探方法 。物探是一种间接的勘探手段,它的优点是较之钻探和坑探轻便、经济而迅速,能够及时解 决工程地质测绘中难于推断而又急待了解的地下地质情况,所以常常与测绘工作配合使用。 它又可作为钻探和坑探的先行或辅助手段。但是,物探成果判释往往具多解性,方法的使用又受地形条件等的,其成果需用勘探工程来验证。钻探和坑探也称勘探工程,均是直接勘探手段,能可靠地了解地下地质情况,在岩土工程勘察中是必不可少的。钻探工程是使用最广泛的一类勘探手段,普遍应用于各类工程的勘探;由于它对一些重要的地质体或地质现象有时可能会误判、遗漏,所以也称它为“半直接”勘探手段。坑探工程勘探人员可以在其中观察编录,以掌握地质结构的细节;但是重型坑探工程耗资高,勘探周期长,使用时应具经济观点。
14 原位测试与室内试验:的主要目的,是为岩土工程问题分析评价提供所需的技术参数,包括岩 土的物性指标、强度参数、固结变形特性参数、渗透性参数和应力、应变时间关系的参数等 。原位测试一般都藉助于勘探工程进行,是详细勘察阶段主要的一种勘察方法。
15现场监测:含义和内容:现场监测指的是在工程勘察、施工以至运营期间,对工程有影响的不良地质现象、岩土体性状和地下水等进行监测,其目的是为了工程的正常施工和运营,确保安全。
第二章 工程地质测绘
16 工程地质测绘的研究内容:1)地层岩性2)地质构造3)地貌4)水文地质5)不良地质现象6)已有建筑物的调查7)人类活动对场地稳定性的影响8)天然建筑材料的调查研究
第三章 勘探与取样
17岩土工程勘探的任务:(1)详细研究建筑场地或建筑地段的岩土体和地质构造。(2)研究水文地质条件。(3)研究地貌和不良地质现象。(4)取样及提供野外试验条件。(5)提供检验与监测的条件。
18岩土工程钻探有如下特点:(1)钻探工程的布置不仅要考虑自然地质条件,还需结合工程类型及其结构特点。(2)除了深埋隧道以及为了解专门地质问题而进行的钻探外,经常采用小型、轻便的钻机。(3)钻孔多具综合目的且不能盲目追求进尺。(4)在钻进方法、钻孔结构、钻进过程中的观测编录等方面,均有特殊的要求。
19岩土工程钻探有以下几项特殊的要求:(1)应可靠地鉴定土层名称,准确判定分层深度,正确鉴别土层天然的结构、密度和湿度状态。(2)岩心采取率要求较高。(3)钻孔水文地质观测和水文地质试验是岩土工程钻探的重要内容。(4)在钻进过程中,经常需要采取岩土样。
20钻孔观测与编录的内容包括:1、岩心观察、描述和编录。2、钻孔水文地质观测 。3、钻进动态观察和记录。
21钻探资料整理:(1)钻孔柱状图。(2)钻孔操作及水文地质日志图。(3)岩心素描图及其说明。
22常用的坑探工程有:探槽、试坑、浅井、竖井(斜井)、平硐和石门(平巷)。
23坑探工程主要内容包括:(1)坑探工程的目的、类型和编号。(2)坑探工程附近的地形、地质概况。(3)掘进深度及其论证。(4)施工条件。 (5)岩土工程要求。
24坑探工程观察、描述的内容包括:(1)地层岩性的划分。(2)岩石的风化特征及其随深度的变化,作风化壳分带。(3)岩层产状要素及其变化。(4)水文地质情况。
25展视图是坑探工程编录的主要内容,也是坑探工程所需提交的主要成果资料。
26勘探总体布置形式:(1)勘探线(2)勘探网(3)结合建筑物基础轮廓。
27取样是岩土工程勘察中必不可少的、经常性的工作。为定量评价岩土工程问题而提供室内试验的样品,包括岩土样和水样。除了在地面工程地质测绘调查和坑探工程中采取试样外,主要是在钻孔中采取的。土样的质量等级划分: Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ。 取土器是影响土样质量的重要因素,所以勘察部门都注重取土器的设计、制造。对取土器的基本要求是:尽可能使土样不受或少受扰动;能顺利切入土层中,并取上土样;结构简单且使用方便。土样质量的优劣,不仅取决于取土器具,还取决于取样全过程的各项操作是否恰当。
第四章 土体原位测试
28 土体原位测试:指在岩土工程勘察现场,在不扰动或基本不扰动土层的情况下对土层进行测试,以获得所测土层的物理力学性质指标及划分土层的一种土工勘测技术。
29 土体原位测试方法:土层剖面测试法 专门测试法
30平板静力载荷试验PLT:在保持地基土的天然状态下,在一定面积的承压板上向地基土逐级施加荷载,并观测每级荷载下地基土的变形特性。
31静力载荷试验加荷装置:压力源、载荷台架或反力架。加荷方式科分为重物加荷和油压千斤顶反力加荷两种方式。沉降观测装置:沉降观测仪表有百分表、沉降传感器或水准仪等。
31 载荷试验实验要点:坑底宽度不小于承压板宽度的3倍;加荷时,对较松软的土,每级荷载增量可采用10~25kPa;对较硬的土,采用50kPa;对硬土及软质岩石,采用100kPa.
32静力触探试验CPT:是把具有一定规格的圆锥形探头借助机械匀速压入土中,以测定探头阻力等参数的一种原位测试方法。
33 静力触探试验的特点:静力触探试验分为机械式和电测式两种。静力触探试验仪器设备:1、触探主机和反力装置;2、测量与记录显示装置;3、探头;4、探杆。
34 。静力触探试验要点:(1)率定探头,求出地层阻力和仪表读数之间的关系,以得到探头率定系数;(2)现场测试前应先平整场地,放平压入主机,下好地锚;(3)将电缆线穿入探杆,接通电路,调整好仪器;(4)边贯入,边测记,贯入速率控制在1~2cm/s。孔压触探还可进行超孔隙水压力消散试验,以求得土层固结系数等。
35触探测试成果整理:(1)对原始数据进行检查与校正。(2)按公式分别计算比贯入阻力ps、锥尖阻力qc,侧壁摩擦力fs,摩阻比FR及孔隙水压力U。(3)分别绘制qc、fs、ps、FR、U随着深度(纵坐标)的变化曲线。
36静力触探成果应用很广,主要可归纳为以下几方面:划分土层;求取各土层工程性质指标;确定桩基参数。
37动力触探试验:是利用一定的锤击动能,将一定规格的探头打入土中,根据每打入土中一定深度的锤击数(或以能量表示)来判定土的性质,并对土进行粗略的力学分层的一种原位测试方法。
38 动力触探试验方法可以归为两大类,即圆锥动力触探试验和标准贯入试验。
39 贯入试验特点:每次测试只能按要求贯入0.45m,只计贯入0.3m的锤击数N,称标贯击数N。
40 判别地基土是否液化的方法是临界标贯击数。
41十字板剪切试验是用插入软粘土中的十字板头,以一定的速率旋转,在土层中形成圆柱形破坏面,测出土的抵抗力矩,然后换算成土的抗剪强度。特点:(1)不用取样;(2)野外测试设备轻便,容易操作;(3)测试速度较快,效率高,成果整理简单。
42野外十字板剪切试验的仪器为十字板剪切仪,目前国内有三种:开口钢环式、轻便式和电测式。测试要点包括十字板头扭力传感器的率定和正式测试两部分。试验成果的应用:1.估算地基允许承载力;2.预估极限端阻力和极限侧摩阻力;3.其他。现场波速试验的基本原理,是利用弹性波在介质中传播速度与介质的动弹性模量、动剪切模量、动泊松比及密度等的理论关系,从测定波的传播速度入手,求取土的动弹性参数。
第五章 岩体原位测试
43岩体原位测试:是在现场制备试件模拟工程作用对岩体施加外荷载,进而求取岩体力学参数的试验方法,是岩土工程勘察的重要手段之一。
44岩体变形参数测试方法有静力法和动力法两种。静力法又可分为承压板法、狭缝法、钻孔变形法及水压法等。动力法分为声波法和地震法。
45承压板法又分为刚性承压板法和揉性承压板法,我国多采用刚性承压板法。狭缝法又称刻槽法,一般是在巷道或试验平硐底板或侧壁岩面上进行。钻孔变形法是利用钻孔膨胀计或压力计,对孔壁施加径向水压力,测记各级压力下的钻孔径向变形(U)。
46岩体的强度参数是工程岩体破坏机理分析及稳定性计算不可缺少的参数,目前主要依据现场岩体力学试验求得。原位岩体强度试验主要有直剪试验、单轴和三轴抗压试验等。
47岩体原位直剪试是岩体力学试验中常用的方法,它又可分为岩体本身、岩体沿结构面及岩体与混凝土接触面剪切三种。原位岩体三轴试验一般是在平硐中进行的,即在平硐中加工试件,并施加三向压力,然后根据莫尔理论求岩体的抗压强度及E0、μ等参数。
48岩体应力是工程岩体稳定性分析及工程设计的重要参数。常用的应力量测方法主要有:应力解除法、应力恢复法和水压致裂法等。应力解除法据测量方法不同可分为表面应力解除法、孔底应力解除法和孔壁应力解除法三种。应力恢复法一般在平硐壁面(也可在地表露头面)上进行。通过量测应力恢复后的应力和应变值,利用弹性力学公式即可求解出测点岩体中的应力状态。应力恢复法可分为钢弦应变计法、电阻片法和光弹应变计法。
49.岩体原位测试的最大优点是对岩体扰动小,尽可能地保持了岩体的天然结构和环境状态,使测出的岩体力学参数直观、准确;其缺点是试验设备笨重、操作复杂、工期长、费用高。另外,原位测试的试件与工程岩体相比,其尺寸还是小得多,所测参数也只能代表一定范围内的岩体力学性质。因此,要取得整个工程岩体的力学参数,必须有一定数量试件的试验数据用统计方法求得。
50.岩土参数的分析与选取
岩土参数可分为两类:一类是评价指标,用以评价岩土的性状,作为划分地层鉴定类别的主要依据;另一类是计算指标,用以设计岩土工程,预测岩土体在荷载和自然因素作用下的力学行为和变化趋势,并指导施工和监测。
51 工程上对这两类岩土参数的基本要求是可靠性和适用性。
可靠性 是指参数能正确反映岩土体在规定条件下的性状,能比较有把握地估计参数真值所在的区间。
适用性 是指参数能满足岩土工程设计计算的假定条件和计算精度要求。
岩土工程勘察报告应对主要参数的可靠性和适用性进行分析,并在分析的基础上选定参数。
52 地基承载力确定
(1)定义:指地基受荷后塑性区在一定范围内,保证不产生剪切破坏而丧失稳定,且地基变形不超过允许值的承载能力,即同时满足地基土的强度条件和对沉降、倾斜的要求。
第六章 现场检验与监测
49现场检验应包含两方面内容:第一,验证核查岩土工程勘察成果与评价建议;第二,对岩土工程施工质量的控制与检验。
50现场监测工作主要包含三方面内容:第一,施工和各类荷载作用下岩土反应性状的监测;第二,对施工或运营中结构物的监测;第三, 对环境条件的监测。
51天然地基的基槽检验的现场检验适用于天然土层为地基持力层的浅基础,主要作基坑开挖后的验槽工作。监测的内容有:基坑底部回弹观测、建筑物基础沉降及各土层的分层沉降观测、地下水控制措施的效果及影响的监测、基坑支护系统工作状态的监测等。桩基主要功能是将荷载传递至地下较深处的密实土层或岩层上,以满足承载力和变形的要求。桩基工程按施工方法,可分为预制桩和灌注桩两种。桩基工程检测应包括桩基强度、变形和几何受力条件等三个方面,尤以前者为主。实行严格的检验与监测,以保证安全、顺利地施工。检验与监测工作内容有以下几方面:(1)对支护结构施工安设工作的现场监理。(2)监测土体变形与支护结构的位移。(3)对地下水控制设施的装设及运营情况进行监测。(4)对邻近的建筑物和重要设施进行监测。
52地下水对工程岩土体的强度和变形以及对建筑物稳定性的影响,都是极为重要的。因此在深基坑施工过程中要加强地下水的监测。孔隙水压力对岩土体变形和稳定性有很大的影响,因此在饱和土层中进行地基处理和基础施工过程中以及研究滑坡稳定性等问题时,孔隙水压力的监测很有必要。地下水压力(水位)和水质监测工作的布置,应根据岩土体的性状和工程类型确定。一般顺地 下水流向布置观测线。
第七章 勘察成果整理
53勘察成果整理是在搜集已有资料后,在工程地质测绘、勘探、测试、检验与监测所得各项原始资料和数据的基础上进行的,其主要工作内容是:岩土参数的分析与选定、岩土工程分析评价、反分析和勘察报告的编写。
54岩土参数可分为两类:一类是评价指标,另一类是计算指标。 工程上对这两类岩土参数的基本要求是可靠性和适用性。
55岩土工程分析评价的内容主要包括:(1)场地的稳定性和适宜性。(2)为岩土工程设计提供场地地层结构和地下水空间分布的参数、岩土体工程性质和状态的设计参数。(3)预测拟建工程施工和运营过程中可能出现的岩土工程问题,并提出相应的防治对策和措施以及合理的施工方法。(4)提出地基与基础、边坡工程、地下洞室等各项岩土工程方案设计的建议。(5)预测拟建工程对现有工程的影响、工程建设产生的环境变化,以及环境变化对工程的影响。
56反分析是通过工程实体试验或施工监测岩土体实际表现性状所取得的数据,反求某些岩土工程技术参数,并以此为依据验证设计计算、查验工程效果以及分析事故的技术原因。反分析是岩土工程勘察、设计的一个重要特点。 反分析应以岩土工程实体或足尺试验为分析对象。只要方法得当,反分析可以求得更加符合实际的岩土工程技术参数。反分析可分为非破坏性反分析和破坏性反分析两种情况。
57勘察报告是岩土工程勘察的总结性文件,一般由文字报告和所附图表组成,此项工作是在岩土工程勘察过程中所形成的各种原始资料编录的基础上进行的。岩土工程勘察报告的内容,应根据任务要求、勘察阶段、地质条件、工程特点等情况确定。报告的内容 :(1) 委托单位、场地位置、工作简况,勘察的目的、要求和任务,以往的勘察工作及已有资料情况。(2) 勘察方法及勘察工作量布置; (3) 场地工程地质条件分析;(4) 岩土参数的分析与选用;(5) 工程施工和运营期间可能发生的岩土工程问题的预测及监控、预防措施的建议。(6) 根据地质和岩土条件、工程结构特点及场地环境情况,提出各种方案和建议,并进行技术经济论证; (7) 对建筑结构设计和监测工作的建议,工程施工和使用期间应注意的问题,下一步岩土工 程勘察工作的建议等。报告由正文、附图、附件三部分组成。报告应附的图表主要包括:(1) 场地工程地质图(附勘察工程布置)。(2) 工程地质柱状图、剖面图或立体投影图。(3) 室内试验和原位测试成果图表。(4) 岩土利用、整治、改造方案的有关图表。(5) 岩土工程计算简图及计算成果图表。 除综合性岩土工程勘察报告外,也可根据任务要求提交单项报告,主要有:(1)岩土工程测试报告。(2)岩土工程检验或监测报告。(3)岩土工程事故调查与分析报告。(4)岩土利用、整治或改造方案报告。(5)专门岩土工程问题的技术咨询报告。最后需要指出的是,勘察报告的内容可根据岩土工程勘察等级酌情简化或加强。
58斜坡场地岩土工程勘察目的:查明斜坡场地的工程地质条件,提出斜坡稳定性计算参数。 分析斜坡的稳定性,预测因工程活动引起的斜坡稳定性的变化。确定人工边坡的最优开挖坡形和坡角。提出潜在不稳定斜坡的整治与加固措施和监测方案。斜坡岩土工程勘察是否需要分阶段进行视工程的实际情况而定。勘察需按以下阶段进行: 初步勘察、详细勘察、施工勘察。勘察技术方法:工程地质测绘、勘探与取样、测试工作、监测工作。滑坡岩土工程勘察目的:查明滑坡的现状、查明引起滑动的主要原因、获得合理的计算参数、综合测绘调查、工程地质比拟、勘探及室内外测试结果,对滑坡当前和工程使用期内的稳定性作出合理评价、提出整治滑坡的工程措施或整治方案、提出是否要进行监测和监测方案。勘察技术方法:工程地质测绘、勘探、测试、监测。工程地质测绘与调查的范围应包括滑坡区及其邻近稳定地段。勘探工作的主要任务是查明滑坡体的地质结构、滑动面的位置、展布形状、数目和滑带岩土性质,查明地下水情况,采取岩土试样进行试验等。测试除采样进行室内试验外,还需作滑带土的原位测试。规模较大以及对工程有重要影响的滑坡,应进行监测。
1、岩土工程是以求解岩体与土体工程问题,包括地基与基础、边坡和地下工程等问题,作为自己的研究对象。它涉及到岩体与土体的利用、整治和改造,包括岩土工程的勘察、设计、施工和监测四个方面。
2、岩土工程以工程地质学、土力学、岩体力学和基础工程学为理论基础,以解决在建设过程中出现的与岩体和土体有关的工程技术问题,是一门地质与工程紧密结合的学科。
3、工程地质条件 可以理解为与工程建筑有关的地质因素的综合。工程地质条件包括拟建场地的岩土类型及工程性质、地质构造及岩土体构造、地貌、水文地质、工程动力地质作用和天然建筑材料等方面。
4、工程地质问题 指工程建筑物与岩土体之间存在的矛盾和问题。
5、岩土工程勘察 就是按照建筑物或构造物不同勘察阶段的要求,为工程的设计、施工以及岩土体治理加固、开挖支护和降水等工程提供地质资料和必要的技术参数,对有关的岩土工程问题作出论证、评价。
6工程勘察的分级岩土工程勘察的等级,是由工程安全等级、场地和地基的复杂程度三项因素决定的。首先应分别对三项因素进行分级,在此基础上进行综合分析,以确定岩土工程勘察的等级划分。
7岩土工程勘察的阶段分为四个阶段,分别为可行性研究勘察阶段、初步勘察阶段、详细勘察阶段和施工勘察阶段。
可行性研究勘察:可行性研究勘察也称为选址勘察,其目的是要强调在可行性研究时勘察工作的重要性,特别是对一些重大工程更为重要。 初步勘察:初步勘察的目的,是密切结合工程初步设计的要求,提出岩土工程方案设计和论证。详细勘察:详细勘察的目的,是对岩土工程设计、岩土体处理与加固、不良地质现象的防治工程进行计算与评价,以满足施工图设计的要求。
8复杂程度由建筑抗震稳定性、不良地质现象发育情况、地质环境破坏程度、地形地貌及地下水衡量。
9程勘察的方法或技术手段,有以下几种: (1)工程地质测绘; (2)勘探与取样;(3)原位测试与室内试验; (4)现场检验与监测。
工程地质测绘岩土工程勘察的基础工作,一般在勘察的初期阶段进行。这一方法的本质是运用地质、工程地质理论,对与工程建设有关的各种地质现象进行观察和描述,初步查明拟建场地或各建筑地段的工程地质条件。将工程地质条件诸要素采用不同的颜色,符号,按照精度要求标绘在一定比例尺的地形图上,并结合勘探、测试和其他勘查工作的资料,编制成工程地质图。
勘探工作包括物探、钻探和坑探等各种方法。它是被用来调查地下地质情况的;并且可利用勘探工程取样进行原位测试和监测。
原位测试与室内试验的主要目的,是为岩土工程问题分析评价提供所需的技术参数,包括岩土的物性指标、强度参数、固结变形特性参数、渗透性参数和应力、应变时间关系的参数等。
现场检验与监测的主要目的在于保证工程质量和安全,提高工程效益。
有关工程地念质测绘的基本概
根据研究内容的不同,工程地质测绘可分为综合性测绘和专门性测绘两种。
工程地质测绘的范围、比例尺和精度
工程地质测绘范围的确定 :影响工程地质测绘范围因素有:(1)拟建建筑物的类型和规模 (2)设计阶段 (3)工程地质条件的复杂程度和研究程度
一般情况是: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:一种情况是在场地内工程地质条件非常复杂。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。
工程地质测绘比例尺的选择:工程地质测绘的比例尺大小
主要取决于设计要求。
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1∶50 000~1∶5 000,属小、中比例尺测绘; (2)初步勘察阶段1∶10 000~1∶2 000,属中、大比例尺测绘;(3)详细勘察阶段1∶2 000~1∶200或更大,属大比例尺测绘。
工程地质测绘的研究内容:地层岩性地质构造地貌水文地质不良地质现象已有建筑物的调查人类活动对场地稳定性的影响8天然建筑材料的调查
精度包括详细程度和准确程度。
3.1勘探的任务、特点和手段
1确切查明地下地质情况基本方法是勘探工作。
2岩土工程勘探的任务1.详细研究建筑场地或建筑地段的岩土体和地质构造。2.研究水文地质条件。 3.研究地貌和不良地质现象。 4.取样及提供野外试验条件。 5.提供检验与监测的条件。 6.其他。如进行孔中摄影及孔中电视,喷锚支护灌浆处理钻孔,基坑施工降水钻孔,灌注桩钻孔,施工廊道和导坑等。
3岩土工程勘探的手段 岩土工程勘探常用的手段有钻探工程、坑探工程及地球物理勘探三类。
3.2钻探工程
与一般的矿产资源钻探相比,岩土工程钻探有如下特点:(1)钻探工程的布置,不仅要考虑自然地质条件,还需结合工程类型及其结构特点。如房屋建筑与构筑物一般应按建筑物的轮廓线布孔。(2)除了深埋隧道以及为了解专门地质问题而进行的钻探外,孔深一般十余米至数十米,所以经常采用小型、轻便的钻机。(3)钻孔多具综合目的,除了查明地质条件外,还要取样、作原位测试和监测等;有些原位测试往往与钻进同步进行,所以不能盲目追求进尺。(4)在钻进方法、钻孔结构、钻进过程中的观测编录等方面,均有特殊的要求。
我国岩土工程钻探常用的钻探方法和设备 我国岩土工程勘探采用的钻探方法有冲击钻探、回转钻探和振动钻探等; 按动力来源又将它们分为人力的和机械的两种。机械回转钻探的钻进效率高,孔深大,又能采取岩心,所以在岩土工程钻探中使用最广泛。
1质量指标(RQD)是指在钻取的岩芯中,只选取大于10cm的柱状岩心长度与本回次进尺的百分比。
2 岩心获得率是指比较完整的岩心长度与本回次进尺的百分比。
3岩心采取率指所取岩心的总长度与本回次进尺的百分比。
坑探工程包括探槽、试坑、浅井、竖井、平硐、石门。
勘探工作布置以尽可能少的工作量取得尽可能多的地质资料 原则(1)勘探工作应在工程地质测绘基础上进行。 (2)无论是勘探的总体布置还是单个勘探点的设计,都要考虑综合利用。 (3)勘探布置应与勘察阶段相适应。 (4)勘探布置应随建筑物的类型和规模而异。 (5)勘探布置应考虑地质、地貌、水文地质等条件。(6)在勘探线、网中的各勘探点,应视具体条件选择不同的勘探手段,以便互相配合,取长补短,有机地联系起来。 勘察工作一定在工程地质测绘基础上布置。主要取决于勘察阶段、建筑物类型和岩土工程勘察等级三个要素。
先施工的坑孔,必须为后继坑孔提供进一步地质分析所需的资料。
勘探坑孔深度的确定 作勘探设计时,有些建筑物可依据其设计标高来确定坑孔深度。
确定勘探坑孔深度的含义包括两个方面:一是确定坑孔深度的依据;二是施工时终止坑孔的标志。
一、土样的质量等级 土样的质量实质上是土样的扰动问题。
有的学者从实用观点出发,提出对“不扰动土样”或“原状土样”的基本质量要求是:
(1)没有结构扰动。(2)没有含水率和孔隙比的变化。3)没有物理成分和化学成分的改变。
4.1 概 述
土体原位测试一般是指在岩土工程勘察现场,在不扰动或基本不扰动土层的情况下对土层进行测试,以获得所测土层的物理力学性质及划分土层的一种土工勘测技术。
土体原位测试的优缺点 优点: (1) 可在拟建工程场地进行测试,毋需取样,避免了因钻探取样所带来的一系列困难和问题,如原状样扰动问题等。(2) 原位测试所涉及的土尺寸较室内试验样品要大得多,因而更能反映土的宏观结构(如裂隙等)对土的性质的影响。 缺点:(1) 土体原位测试技术的发展历史较短,对测试机理及应用的研究都有待于进一步深入。 (2) 由于现场土体边界条件不易控制及其复杂性,使所测成果和数据与土的工程性质指标等对比时,目前仍主要是建立在大量统计的经验关系之上。
土体原位测试技术的种类 土体原位测试可以归纳为下列两类: (1)土层剖面测试法。它主要包括静力触探、动力触探、扁铲松胀仪试验及波速法等。 (2)专门测试法。它主要包括载荷试验、旁压试验、标准贯入实验、抽水和注水试验、十字板剪切试验等。
三、静力触探试验成果应用
静力触探成果应用很广,主要可归纳为以下几方面: (1)划分土层; (2)求取各土层工程性质指标;(3)确定桩基参数。确定桩端持力层及单桩承载力,是由于静力触探机理与沉桩相似。
动力触探试验
动力触探试验的特点和种类
动力触探试验(英文缩写DPT)是利用一定的锤击动能,将一定规格的探头打入土中,根据每打入土中一定深度的锤击数(或以能量表示)来判定土的性质,并对土进行粗略的力学分层的一种原位测试方法。
标准贯入试验
一、标准贯入试验的特点和设备 标准贯入试验简称标贯(英文缩写SPT),是动力触探测试方法最常用的一种,其设备规格和测试程序在世界上已趋于统一。它和圆锥动力触探测试的区别,主要是探头不同。标贯探头是空心圆柱形的,常称标准贯入器.
在测试方法上也不同,标贯是间断贯入,每次测试只能按要求贯入0.45m,只计贯入0.30m的锤击数N,称标贯击数N,N没有下标,以与圆锥贯入锤击数相区别。
圆锥动力触探是连续贯入,连续分段计锤击数的。 标贯的穿心锤质量为63.5kg,自由落距76m。其动力设备要有钻机配合。
根据动力触探确定地基土承载力是一种快速简便的方法。
4.5 旁压试验
旁压试验原理和特点 旁压试验(英文缩写PMT)也是岩土工程勘察中的一种常用的原位测试技术,实质上是一种利用钻孔作的原位横向载荷试验。原理是通过旁压器在竖直的孔内加压,使旁压膜膨胀,并由旁压膜(或护套)将压力传给周围土体(或软岩),使土体(或软岩)产生变形直至破坏,并通过量测装置测出施加的压力和土变形之间的关系,然后绘制应力—应变(或钻孔体积增量、或径向位移)关系曲线。可分为自钻式旁压仪和预钻式旁压试验
试验成果整理
旁压试验的主要成果是旁压p-S或p-V曲线,可从曲线上求出一些和土的性质有关的参数。1) 数据校正 (1)压力校正 (2)测管水位下降值
2) 绘制p-S曲线 根据预钻式旁压p-S曲线的特征,可以求取三个特征值:
(1)静止侧压力p0 (2)临塑压力pf (3)极限压力pl
3)划分区域(1)恢复区 (2)似弹性区 (3)塑性发展区
十字板剪切试验
十字板剪切试验的原理和特点 十字板剪切试验(英文缩写FVST)是用插入软粘土中的十字板头,以一定的速率旋转,在土层中形成圆柱形破坏面,测出土的抵抗力矩,然后换算成土的抗剪强度。
5.1概 述
岩体原位测试是在现场制备试件模拟工程作用对岩体施加外荷载,进而求取岩体力学参数的试验方法,是岩土工程勘察的重要手段之一。
5.2岩体变形试验
岩体变形参数测试方法有静力法和动力法两种。 承压板法:刚性承压板法、揉性承压板法 狭缝法:又称刻槽法 钻孔变形法:
5.2.1承压板法
承压板法又分为刚性承压板法和揉性承压板法,我国多采用刚性承压板法。
(一)基本原理:刚性承压板法是通过刚性承压板(其弹性模量大于岩体一个数量级以上)对半无限空间岩体表面施加压力并量测各级压力下岩体的变形;按弹性理式计算岩体变形参数的方法。该方法视岩体为均质、连续、各向同性的半无限弹性体;
5.2.2狭缝法
狭缝法又称刻槽法。一般是在巷道或试验平硐底板或侧壁岩面上进行。
狭缝法的优点是设备 轻便、安装较简单,对岩体扰动小,能适应于各种方向加压,且适合于各类坚硬完整岩体, 是目前工程上经常采用的方法之一。
它的缺点是假定条件与实际岩体有一定的出入,将导致 计算结果误差较大,且随测量位置不同而异。
5.2.3钻孔变形法
基本原理:钻孔变形法是利用钻孔膨胀计或压力计,对孔壁施加径向水压力(图5-8),测记各级压力下的钻孔径向变形(U)。
(三) 岩体强度试验 直剪试验 单轴抗压试验 三轴抗压试验
5.3.1直剪试验
基本原理与方法岩体原位直剪试验是岩体力学试验中常用的方法,它又可分为岩体本身、岩体沿结构面及岩体与混凝土接触面剪切三种。 每种试验又可细分为抗剪断试验、摩擦试验及抗切试验。抗剪断试验是试件在一定的法向应力作用下沿某一剪切面剪切破坏的试验,所求得的强度为试体沿该剪切面的抗剪断强度;摩擦试验是试件剪断后沿剪切面继续剪切的试验,所求得的强度为试件沿该剪切面的残余剪切强度;抗切试验是法向应力为零时试件沿某一剪切面破坏的试验。
6.1现场检验与监测的意义和内容 现场检验与监测工作一般是在勘察和施工期进行的。
现场检验指的是在施工阶段对勘察成果的验证核查和施工质量的监控。有两个方面:一、验证核查岩土工程勘查成果与评价建议,二、对岩土工程施工质量的控制和检验。现场监测指的是在工程勘察、施工以至运营期间,对工程有影响的不良地质现象、岩土体性状和地下水等进行监测,其目的是为了工程的正常施工和运营,确保安全。有三方面:一、施工和各类荷载作用下岩土反应性状的监测,二、对施工或运营中结构物的监测,三、对环境条件的监测。
当遇到下列情况之一时,应重点进行验槽:(1)持力层的顶板标高有较大起伏变化。(2)基础范围内存在两种以上不同成因类型的地层。 (3)基础范围内存在局部异常土质或有坑穴、古井、老地基或古迹遗址。(4)基础范围内遇有断层破碎带、软弱岩脉以及废(古)河道、湖泊、沟谷等不良地质、地貌条件。(5)在雨季或冬季等不良气候条件下施工,基底土质可能受到影响。
(二) 现场监测
当重要建筑物基坑开挖较深或地基土层较软弱时,可根据需要布置监测工作。现场监测的内容有:1、基坑底部回弹观测2、建筑物基础沉降及各土层的分层沉降观测3、地下水控制措施的效果及影响的监测4、基坑支护系统工作状态的监测等。
6.3岩土体性质与状态的监测
6.3.1岩土体变形监测
1)边坡工程和滑坡的监测:(1)地面位移监测 (2)岩土体内部变形和滑动面位置监测。
PS:多点位移计、钻孔测斜计、滑动测位计、管式应变计。
6.4 地下水的监测
6.4.1地下水监测的意义和条件 据《规范》规定,大致有以下几种情况:①当地下水位的升降影响岩土体稳定,以致产生不良地质现象时;②当地下水位上升对构筑物产生浮托力或对地下室和地下构筑物的防潮、防水产生较大影响时;⑧当施工排水对工程有较大影响时;④当施工或环境条件改变造成的孔隙水压力、地下水压力的变化对岩土工程有较大影响时。
桩身质量检测的方法有钻孔取芯法、声波法、动测法。
7.3反分析含义 过工程实体试验或施工监测岩土体实际表现性状所取得的数据,反求某些岩土工程技术参数,并以此为依据验证设计计算、查验工程效果以及分析事故的技术原因。 反分析可分为非破坏性(无损的)反分析和破坏性(已损的)反分析两种情况。
岩土工程分析评价的内容主要包括:(1)场地的稳定性和适宜性。 (2)为岩土工程设计提供场地地层结构和地下水空间分布的参数、岩土体工程性质和状态的设计参数。 (3)预测拟建工程施工和运营过程中可能出现的岩土工程问题,并提出相应的防治对策和措施以及合理的施工方法。(4)提出地基与基础、边坡工程、地下洞室等各项岩土工程方案设计的建议。(5)预测拟建工程对现有工程的影响、工程建设产生的环境变化,以及环境变化对工程的影响。
斜坡系指地壳表部一切具有侧向临空面的地质体,是地壳表层广泛分布的一种地貌形式。 一般可分为天然斜坡和人工边坡。斜坡具有不同的发展演化阶段,表现为多种变形破坏形式。斜坡具有坡体、坡高、坡角、坡肩、坡面、坡脚、坡顶面和坡底面等各项要素。
斜坡变形破坏类型(一)斜坡变形: 1)拉裂 2)蠕滑 3)弯折倾倒 (二)斜坡破坏:斜坡破坏的形式主要为崩塌和滑坡 1)崩塌 2)滑坡
3.岩土工程勘察分为四个阶段,分别为可行性研究勘察阶段、初步勘察阶段、详细勘察阶段和施工勘察阶段。
4.土样扰动表现在土的原始应力状态 、含水率 、结构和组分等方面的变化。
5.取样过程中,对土样扰动程度最大的因素是所采用的取样方法和取样工具.
6.线路工程的结构都是由三类建筑物所组成:第一类为路基工程 ,第二类为桥隧工程,第三类是防护建筑物.
泥石流的勘查手段 地质测绘 居民调查 钻探 物探 井探 现场试验。