基于工程地質(zhì)勘察中地質(zhì)分析的研究

任海波

(遼寧省第一水文地質(zhì)工程地質(zhì)大隊,遼寧錦州 121000)

基于工程地質(zhì)勘察中地質(zhì)分析的研究

任海波

(遼寧省第一水文地質(zhì)工程地質(zhì)大隊,遼寧錦州 121000)

隨著地質(zhì)勘測技術(shù)的發(fā)展,對地質(zhì)分析的要求越來越嚴(yán)格。在地質(zhì)勘察工作中,從勘測的地質(zhì)特點和工程施工條件,從巖土力學(xué)的相關(guān)理論和勘測經(jīng)驗進行全面的分析,最后得出合理的巖土力學(xué)參數(shù)才能為工程地質(zhì)服務(wù)。本文從地質(zhì)分析實驗的準(zhǔn)備、地質(zhì)分析內(nèi)容、巖體探測試驗的分析與方法、巖土力學(xué)參數(shù)方面的應(yīng)用等幾個方面探討地質(zhì)分析的作用。

工程地質(zhì) 勘察 地質(zhì)分析 相關(guān)事項

1 前言

隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，對地質(zhì)勘察技術(shù)要求不斷提高，各種現(xiàn)代勘察測試技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，為此也帶動了地質(zhì)和巖土力學(xué)理論為基礎(chǔ)的近代工程地質(zhì)的發(fā)展。由于我國經(jīng)濟發(fā)展較晚，現(xiàn)在我國工程地質(zhì)勘查行業(yè)還處于初期階段，在巖土工程勘察中會存在一些不足的地方，因此在發(fā)展巖土工程過程中應(yīng)重視以下方面：(1)要與國際接軌，積極引用新技術(shù)和新辦法、更換舊設(shè)備，優(yōu)勝劣汰，才能在激烈的市場中取勝。(2)建設(shè)完善的勘測工作體制，規(guī)范巖土工程的測量。(3)結(jié)合信息技術(shù)在巖土工程中的應(yīng)用研究，使地質(zhì)分析真正依靠科學(xué)技術(shù)進步的軌道上來。工程地質(zhì)的勘測問題日趨復(fù)雜，做好地質(zhì)分析以及相關(guān)實驗、確定各類參數(shù)，以適應(yīng)工程地質(zhì)勘測發(fā)展的需要。

2 地質(zhì)分析實驗研究的相關(guān)事項

進行巖體力學(xué)實驗必須先進行地質(zhì)分析，而地質(zhì)分析的準(zhǔn)確性直接影響著巖體力學(xué)的實驗，所以地質(zhì)分析必須要準(zhǔn)確、可靠，這樣才能實現(xiàn)結(jié)構(gòu)條件概念、地質(zhì)模型、力學(xué)模型的有序一體化。確保了對巖體變形、外界條件、各種破壞機制的真實性。巖體力學(xué)參數(shù)反映了力學(xué)模型的表征問題，具有廣泛的同一性和對巖體變形機制有進一步的認(rèn)識。

3 地質(zhì)分析的內(nèi)容

(1)巖土分析。地質(zhì)分析實驗的結(jié)果可根據(jù)巖土體的分類、實驗單元以及各種段位(層位)的不同，采用不同的算術(shù)平均值、圖解法、數(shù)值統(tǒng)計法或優(yōu)定斜率法等方法進行分析，把不適用的離散值直接刪除。(2)土壤分析。計算土壤的物理力學(xué)性質(zhì)參數(shù)的步驟：對于地基滲漏系數(shù)的確定和選擇方面，假如由室內(nèi)試驗或抽水試驗提供的，取最大值的平均數(shù)。(3)巖體分析在試件出現(xiàn)干脆逐漸破壞的時候，應(yīng)在壩的地基使用抗剪強度取值作為標(biāo)準(zhǔn)值。在不同的壩采用的標(biāo)準(zhǔn)值也不同，拱壩的標(biāo)準(zhǔn)值可以使用峰值強度的最小值，而重力壩的標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)采用概率上分布的0.2分位值或采用優(yōu)定斜率法的下限作為標(biāo)準(zhǔn)值。用極限強度法充當(dāng)抗剪強度的標(biāo)準(zhǔn)值。假如試件出現(xiàn)塑性損壞的情況，從時間效應(yīng)出發(fā)，遵循著流變的影響進行折減，其標(biāo)準(zhǔn)時根據(jù)屈服值的大小而定。(4)試件結(jié)構(gòu)面出現(xiàn)破壞時當(dāng)試件結(jié)構(gòu)面呈磨擦破壞時，應(yīng)采用屈服強度或流變強度作為標(biāo)準(zhǔn)值。當(dāng)試件結(jié)構(gòu)面出現(xiàn)凸起部分?jǐn)嗔鸦虺涮钗飭h剪短時，它的標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)使用峰值強度的小平均值。(5)軟弱層和斷層出現(xiàn)破壞時當(dāng)試件在軟弱層或斷層出現(xiàn)破壞時，它的標(biāo)準(zhǔn)值則使用屈服強度或流變強度來取值。當(dāng)試件粘粉含量大于30%或有泥化鏡面或粘土礦物的蒙脫石為主時，應(yīng)采用流變強度作為標(biāo)準(zhǔn)值。

4 巖體探測試驗的分析與方法

4.1 抗剪強度的分析方法

(1)認(rèn)真整理分析原始試驗的資料，通過反復(fù)的實踐論證每個實驗體的峰值抗剪強度;(2)對原始材料把水平位置、剪應(yīng)力和垂直位移曲線用圖描繪出來;(3)確定抗剪強度特征值;對于脆性破壞型的砼／基巖抗剪，采用前端剪脹點作為砼／基巖膠結(jié)面不開裂的控制點，確定為近似比例極限。(4)依據(jù)大剪試驗剪面地質(zhì)素描圖，分析多試點情況，確定剪切類型，點繪σ-τ關(guān)系曲線，分別整理單組及分類的抗剪強度指標(biāo)。

4.2 巖體變形特征分析方法

(1)對原始材料認(rèn)真整理分析，對多級壓力下變形的穩(wěn)定性進行判斷;(2)檢測最后一級壓力的變形值，最后確定變形穩(wěn)定值;(3)采用某級荷載下回彈線延長近似計算彈性模量，解決部分試點由于卸荷至零點荷載扳脫離而造成的彈性變形不確切的問題。

4.3 優(yōu)定斜率的使用

盡量保存巖體的原貌，不用機械對巖體破壞，保持巖體的結(jié)構(gòu)特征，對巖體抗剪強度參數(shù)的不定性f、c，則根據(jù)其不穩(wěn)定性和相關(guān)性，先優(yōu)定從簡單的f再求復(fù)雜的c，在習(xí)題上盡量做到客觀。優(yōu)定斜率法。從以下幾個步驟進行。

(1)巖體工程地質(zhì)分級是巖體力學(xué)測量的基礎(chǔ)，特別是實驗的數(shù)據(jù)整理、各個參數(shù)的正確選定。(2)對試驗點和剪切面進行嚴(yán)格的管理，做好巖體質(zhì)的調(diào)查、統(tǒng)計和分析。(3)重點研究巖體變形和巖體的破壞機制，加強測試結(jié)果和地質(zhì)條件的相關(guān)分析。(4)根據(jù)數(shù)據(jù)計算出優(yōu)定各巖級摩擦系數(shù)。(5)在此基礎(chǔ)上分別求出多各級相應(yīng)斜率的凝聚力值。

5 巖土力學(xué)參數(shù)方面的應(yīng)用

(1)地下洞室?guī)r體物理力學(xué)參數(shù)地下洞巖體的力學(xué)參數(shù)的內(nèi)容由各個工程地質(zhì)勘測的測量而異。根據(jù)工程的性質(zhì)和狀態(tài)變化而不同。比如，各廠房、隧道以及各種合作指標(biāo)等不同而不同。地下洞室?guī)r體力學(xué)參數(shù)必須根據(jù)水工建筑物結(jié)構(gòu)、功能提出滿足設(shè)計使用的指標(biāo)工程地質(zhì)勘察經(jīng)驗匯編提出圍巖主要物理力學(xué)參數(shù)有：密度γ、凝聚力c、內(nèi)摩擦角φ、變形模量E0、泊桑比μ。

(2)地基巖體物理力學(xué)參數(shù)。地基巖體物理力學(xué)參數(shù)的內(nèi)容也存在一定差異，但總的內(nèi)容是一致的。其主要指標(biāo)、地基承載力、變形指標(biāo)、但這些指標(biāo)有個共同特點，指標(biāo)基本相同，沒有根據(jù)地質(zhì)環(huán)境分析評價，特別是軟弱夾層指標(biāo)，很多是無試驗資料，都是所謂的“類比”。

6 結(jié)語

總之，地質(zhì)分析在工程勘測中占有重要地位。進行勘測設(shè)計時綜合考慮巖物理力學(xué)參數(shù)的內(nèi)容，分析建筑物的結(jié)構(gòu)、功能，算出合理的設(shè)計地質(zhì)參數(shù)。巖土體在建筑物地基方面的地質(zhì)情況，具體地質(zhì)情況具體分析，巖土力學(xué)理論和實踐并重，認(rèn)真取樣本、正確的應(yīng)用以及方法，盡量發(fā)揮地質(zhì)分析的作用。

[1]玉盟.工程勘察中的水文地質(zhì)分析與評價[J].科技資訊,2012(36).

[2]潘志軍.工程地質(zhì)勘察中應(yīng)加強對水文地質(zhì)問題的分析[J].黑龍江科技信息,2013(16).