第一篇:鄭州大學(xué)工程巖土學(xué)總結(jié)
粒組:這種大小相近、性質(zhì)相似的組別稱粒組,或稱粒級(jí)。粒度:土粒的大小通常以其平均直徑的大小的表示,簡(jiǎn)稱;粒度 粒度成分:土中各粒組的相對(duì)百分含量,也稱粒度級(jí)配
顆粒分析:分離出土中各個(gè)粒組,并測(cè)定其相對(duì)含量。
土的粒度成分的表示方法a, 列表法b,累計(jì)曲線法c,三角圖法
A根據(jù)曲線形態(tài)判斷土的均勻程度。曲線平緩,表示土粒大小均有,即級(jí)配良好;曲線越陡,則表示顆粒粒徑相差不大,粒徑較均勻,即級(jí)配不良。
B,根據(jù)曲線的確定土的有效粒徑d10,平均粒徑d50,限制粒徑d60當(dāng)cu大于5,cc=1—3時(shí),為良好級(jí)配的土,即不均粒土,表明土中各粒組的含量相差無(wú)幾,大小顆粒混雜,累計(jì)曲線顯得平緩;若不能同時(shí)滿足上述兩條件,則為不良級(jí)配的土。
土的礦物成分類型:
原生礦物指母巖風(fēng)化后殘留的化學(xué)成分沒有發(fā)生變化的礦物。組成土的原生礦物主要有石英、長(zhǎng)石、角閃石、云母等。其主要的特點(diǎn)是顆粒粗大,物理、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定或較穩(wěn)定,具有較強(qiáng)的抗水性和抗風(fēng)化能力,親水性弱或較弱。
次生礦物 母巖風(fēng)化后及在風(fēng)化搬運(yùn)過程中,繼續(xù)遭受化學(xué)風(fēng)化作用,使原來(lái)的礦物因氧化、水化及水解、溶解等化學(xué)風(fēng)化作用而進(jìn)一步分解,形成的一種新礦物,顆粒變得更細(xì),甚至形成膠體。
有機(jī)質(zhì)有機(jī)質(zhì)是土層中的動(dòng)植物殘骸在微生物的作用下分解而形成的粘土礦物的基本類型及其基本特征:
粘土礦物是指由原生礦物長(zhǎng)石、云母等硅酸鹽礦物經(jīng)化學(xué)風(fēng)化而形成的具有片狀或鏈狀結(jié)晶格架的顆粒細(xì)小、親水性強(qiáng)、具有膠體特性的鋁硅酸鹽礦物。最常見的粘土礦物有高嶺石、伊利石、蒙脫石三大類。在上述三種主要粘土礦物中,高嶺石相鄰晶胞之間具有較強(qiáng)的氫鍵連結(jié),結(jié)合牢固,水分子不能自由滲入,形成較粗的粘粒,比表面積小,親水性弱,壓縮性較低,抗剪強(qiáng)度較大。蒙脫石相鄰晶胞間距離較大,連結(jié)較弱,水分子易滲入,形成較細(xì)的粘粒,比表面積較大,親水性較強(qiáng),膨脹性顯著,壓縮性高,抗剪強(qiáng)度低。伊利石的工程地質(zhì)性質(zhì)則居于兩者之間。
土粒表面結(jié)合水:當(dāng)土空隙中的水與土粒表面接觸時(shí),出于細(xì)小土粒表面的靜電引力作用和水分子是—種極性分子,水分子被極化,并被吸附于土粒周圍,形成一層水膜。這部分水通常稱為土粒表面結(jié)合水,簡(jiǎn)稱結(jié)合水。結(jié)合水愈靠近土粒表面,吸引越牢固,水分子排列愈緊密、整齊,活動(dòng)性愈小。隨著距離增大,吸引力減弱,活動(dòng)性增大。一般又將結(jié)合水分為強(qiáng)結(jié)合水和弱結(jié)合水兩種不同類型。總之,結(jié)合水性質(zhì)不同于普通液態(tài)水,不受重力影響,主要存在于細(xì)粒土中,土粒表面靜電引力對(duì)水分子起主導(dǎo)作用。因此,它有一系列的特殊性質(zhì)。強(qiáng)結(jié)合水具有固體的特性,我們將它歸屬于固相部分。弱結(jié)合水厚度的變化是影響細(xì)粒土物理力學(xué)性質(zhì)的因素之一,其厚度的變化取決于土粒的大小、形狀和礦物成分,也取決于水溶液的pH值、溶液中離子成分、濃度等。非結(jié)合水:距土粒表面較遠(yuǎn)的水分子,幾乎不受或完全不受土粒表面靜電引力的影響,主要受重力的控制,保持其自由活動(dòng)的能力。
雙電層:由決定電位離子層和反號(hào)離子層構(gòu)成電性相反的電層稱雙電層
固定層:反離子與粘粒表面上的離子形成的帶電層稱固定層(或稱吸附層)。
擴(kuò)散層:顆粒表面較遠(yuǎn)的反離子分布在顆粒的周圍,具有擴(kuò)散到溶液中去的趨勢(shì),形成與固定層電荷符號(hào)相反的另一個(gè)帶電層。它的厚度決定于反離子向介質(zhì)中擴(kuò)散伸入的程度,所以把它稱作擴(kuò)散層。決定電位離子:緊密地吸附在固相表面的離子稱決定電位離子
反離子層:帶電粘粒與溶液作用時(shí),由于靜電引力的作用,吸附溶液中與其電荷符號(hào)相反的離子聚集在其周圍(這種離子稱反離子),形成反離子層
熱力電位:就是粘粒表面及其周圍正負(fù)離子間總的電位差,稱熱力電位
電動(dòng)電位:固定層與擴(kuò)散層帶有相反的電荷,在兩層之間存在著電位差,只有當(dāng)粘粒與介質(zhì)作相對(duì)移動(dòng)時(shí)才表現(xiàn)出來(lái),故稱電動(dòng)電位 影響粘粒擴(kuò)散層厚度的因素:
1.土粒的礦物成分與分散程度顆粒的分散程度愈高,比表面積愈大,對(duì)一定量的上來(lái)說,擴(kuò)散層的總體積也愈大。顆粒的比表面積與顆粒的大小、形狀有關(guān),顆粒的形狀又與礦物成分有關(guān),所以礦物成分是決定的因素。
2.溶液的化學(xué)成分對(duì)于由選擇性吸附而形成的雙電層的礦物而言,介質(zhì)中可被選擇吸附的離子濃度愈大,則熱力學(xué)電位愈大,擴(kuò)散層愈厚;反之,擴(kuò)散層則愈薄。
3.溶液的濃度當(dāng)溶液中反號(hào)離子的濃度增加時(shí),可對(duì)擴(kuò)散層中的反號(hào)離子起排斥作用,結(jié)果使擴(kuò)散層中的離子被迫進(jìn)入團(tuán)定層,擴(kuò)散層變薄。
4.溶液的pH值由次生二氧化硅、游離氧化物、粘土礦物組成的粘粒,其溶液的pH值將決定著雙電層的熱力學(xué)電位,從而影響到擴(kuò)散層的厚度。
土中的離子交換:粘粒與水溶液相互作用后,吸附在其表面的陽(yáng)離子(或者陰離子)可與溶液中的離子(或者陰離子)進(jìn)行交換,這種現(xiàn)象稱離子交換。
交換容量:是指在一定條件下,一定量的土中所有土粒的反離子層內(nèi)具有交換能力的離子總數(shù),以每百克干土中含有多少毫摩爾的交換陽(yáng)離子來(lái)表示。
影響離子交換容量的因素:
1.顆粒的礦物成分及分散程度隨著土粒直徑的減小,比表面
積的增大,交換容量隨之增高
2.溶液的化學(xué)成分、濃度與pH值
A陽(yáng)離子被土所吸附的能力隨其陽(yáng)離子電價(jià)的提高而增加,即三價(jià)陽(yáng)離子比二價(jià)的易于被吸附,二價(jià)比一價(jià)的易于被吸附。
B同價(jià)陽(yáng)離子中被吸附的能力隨其半徑的增大而增大。
C在同溶液中存在幾種不同的陽(yáng)離子時(shí),交換離子的平衡總是移向雙電層中濃度高的高價(jià)陽(yáng)離子一方。
D土中陽(yáng)離子的交換作用時(shí)可逆的,并服從質(zhì)量作用規(guī)律,即溶液中陽(yáng)離子濃度越高,吸附作用就越強(qiáng)烈。
E水溶液ph值越小,氫離子濃度越大,土的交換容量越小。
聚沉作用:相鄰粘粒在一定條件下形成集合體的作用稱聚沉作用或絮凝作用。聚沉作用基本類型:電介質(zhì)聚沉、相互聚沉、干燥聚沉、凍結(jié)聚沉。特點(diǎn):擴(kuò)散層變薄;溶液ph值與等電ph值接近甚至等于零;聚沉值與反離子價(jià)數(shù)成反比;同價(jià)離子的水比離子半徑與聚沉能力成反比。
穩(wěn)定作用:原來(lái)成為集合體的土粒,由于擴(kuò)散層變厚,或者使帶有相反電荷符號(hào)的土粒轉(zhuǎn)為帶有同號(hào)電荷,也能使擴(kuò)散層增厚,當(dāng)粒間排斥力大于吸引力時(shí),顆粒重新分離,這種作用稱“穩(wěn)定作用”
觸變:當(dāng)粘粒發(fā)生聚結(jié),如果受到振動(dòng)、攪拌、超聲波、電流等外力作用的影響,則往往會(huì)“液化”,變成溶膠或懸液,而當(dāng)這些外力作用停止后,它們又重新聚結(jié),這種一觸即變的現(xiàn)象稱“觸變”。
陳化;有的觸變性土,經(jīng)一定時(shí)間后就失去液化的能力,失去了原有的觸變性。這種變化是不可逆的,叫做“陳化”
結(jié)構(gòu)連結(jié):組成土的顆粒之間的連結(jié)、組合關(guān)系通常稱為結(jié)構(gòu)連結(jié),簡(jiǎn)稱連結(jié)。
粗粒土的排列有松散的和緊密的兩種排列方式
細(xì)粒土的排列方式松散排列中密排列緊密排列
粗粒土的微觀結(jié)構(gòu)類型松散結(jié)構(gòu)和緊密結(jié)構(gòu)
細(xì)粒土的微觀結(jié)構(gòu)類型骨架狀結(jié)構(gòu)、絮凝狀結(jié)構(gòu)、團(tuán)聚狀結(jié)構(gòu)、團(tuán)粒狀結(jié)構(gòu)、疊片狀結(jié)構(gòu)、凝塊狀結(jié)構(gòu)、蜂窩狀結(jié)構(gòu)、海綿狀結(jié)構(gòu)、磁疇狀結(jié)構(gòu)及基質(zhì)狀結(jié)構(gòu)等結(jié)構(gòu)類型。粗粒土的基本結(jié)構(gòu)類型單粒結(jié)構(gòu),細(xì)粒土的基本結(jié)構(gòu)類型團(tuán)聚結(jié)構(gòu)。第四章土的物理性質(zhì) 稠度:細(xì)粒土這種因含水率的變化而表現(xiàn)出的各種不同物理狀態(tài),稱為細(xì)粒土的稠度 細(xì)粒土的可塑性及其指標(biāo) 當(dāng)土的含水率在塑限和液限范圍內(nèi)時(shí),土處于塑態(tài)稠度,具有可塑性,即土在外力作用下可以揉塑成任意形狀而不破壞土粒間連結(jié),并且在外力解除后也不恢復(fù)原來(lái)的形狀,保持已有的變形,細(xì)粒土的這種性質(zhì)稱為可塑性。細(xì)粒土的可塑性主要是在含水率界于液限和塑限之間才表現(xiàn)出采購(gòu)。因此,可塑性的高低可以由w l和w P 這兩個(gè)界限含水率的差值大小來(lái)反映,二者差值愈大,意味著細(xì)粒土處于塑態(tài)的含水率變化范圍大,可塑性愈高,反之兩者差值愈小,土的可塑性愈低。工程中,將液限含水率和塑限含水率的差值稱為塑性指數(shù),應(yīng)用時(shí)通常去掉百分符號(hào),用I 表示: I = w l ? w P 液性指數(shù)是用來(lái)判斷粘性土天然稠度狀態(tài)的塑性指標(biāo),用土的天然含水率和塑限含水率之:土的天然含水率愈大,則液性指數(shù)愈大 影響細(xì)粒土可塑性的因素 礦物成分和粒度成分的影響①不同礦物的晶格構(gòu)造、顆粒形狀和大小及親水程度各不相同,因此上的塑性亦不相同。②顆粒的形狀也與礦物品格構(gòu)造有關(guān),A〃阿大堡根據(jù)試驗(yàn)資料指出:只有層狀結(jié)構(gòu)的礦物碎后才具有塑性。③礦物成分也同時(shí)影響著土的分散程度。④有機(jī)質(zhì)的含量對(duì)土的可塑性有明顯的影響。⑤粒度成分對(duì)土可塑性影響的原因在于,土粒愈細(xì)小,比表面積和表面能愈大,電動(dòng)電位愈高,擴(kuò)散層愈厚,土的塑性也愈強(qiáng); 溶液的化學(xué)成分、濃度和PH值的影響土孔隙中溶液的化學(xué)成分、濃度和pH值對(duì)土可塑性的影響是通過對(duì)擴(kuò)散層厚度的影響表現(xiàn)出來(lái)的。脹縮性:土由于含水率的增加土體積增大的性能稱為膨脹性;由于含水率的減少體積減少的性能稱為收縮性。這種濕脹干縮的性質(zhì),統(tǒng)稱為土的脹縮性。表征土膨脹性的指標(biāo)主要有膨脹率、自由膨脹率、膨脹力、膨含水量。③膨脹力原始土樣在體積不變時(shí),由于浸水膨脹時(shí)產(chǎn)生的最大內(nèi)應(yīng)力。膨脹力可用來(lái)衡量土的膨脹勢(shì)和考慮地基的承載能力,某些細(xì)粒土的膨脹力可達(dá)100kPa以上。土的收縮過程可分為兩個(gè)階段,第一階段(AB段)表示土體積的縮小與含水串的減少成正比,呈直線關(guān)系;當(dāng)含水量減少到一定程度后(如B點(diǎn)相應(yīng)的含水量),土體收縮進(jìn)入第二階段(BC段),土體積的縮小與含水率的減少呈曲線關(guān)系,表明土體積的減小量小于失水的體積,土粒間連結(jié)明顯增強(qiáng)。隨著含水率地繼續(xù)減少,土體積收縮愈來(lái)愈慢。延長(zhǎng)AB線與縱坐標(biāo)交E點(diǎn),則CE為孔隙體積,EO為固體顆粒的體積;由C點(diǎn)引水平線交AB延長(zhǎng)線于D點(diǎn),以D點(diǎn)的含水率作為縮限含水率.第五章土的力學(xué)性質(zhì) 土的壓縮性:是指土在壓力作用下發(fā)生壓縮變形,體積變小的性能。壓縮曲線:以孔隙比e為縱坐標(biāo),以壓力p為橫坐標(biāo),根據(jù)壓縮試驗(yàn)成果,可以繪制出孔隙比與壓力關(guān)系曲線,稱壓縮曲線。壓縮曲線較陡,說明壓力增加時(shí)空隙比減少得多,土的壓縮性較高;若曲線平緩,則土的壓縮性低。因此,壓縮曲線的形狀,可以大致說明土壓縮性的高低。壓縮指標(biāo)(壓縮系數(shù) 壓縮指數(shù) 壓縮模量)從載荷試驗(yàn)結(jié)果可看出,一般地基土的變形可分為三個(gè)不同階段。(3)完全破壞階段:相當(dāng)于圖中b點(diǎn)以下的曲線,隨著壓力的不斷增加,塑性變形區(qū)不斷擴(kuò)大,導(dǎo)致地基穩(wěn)定性逐漸降低,而且趨向完全破壞。當(dāng)荷重繼續(xù)增大到某一極限值時(shí),地基土中塑性變形區(qū)己擴(kuò)大成連續(xù)的滑動(dòng)面,土開始向側(cè)向擠出。此時(shí),地基變形急劇增大,整個(gè)地基處于完全破壞狀態(tài)而喪失穩(wěn)定性。地基達(dá)到完全破壞時(shí)的臨界荷載,稱為地基土的極限荷載(相當(dāng)于圖5—51中點(diǎn)b的壓力)。土的前期固結(jié)壓力:是指土層杯過去歷史上曾經(jīng)受到的最大固結(jié)壓力 土的抗剪強(qiáng)度:是指土具有的抵抗剪切破壞的極限強(qiáng)度,而土的抗剪性是指土具有抗剪 強(qiáng)度的特性。土的內(nèi)摩擦角g和內(nèi)聚力c稱為土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)。抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的確定 目前,用總應(yīng)力法和有效應(yīng)力法來(lái)考慮不同條件下的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)。
第二篇:巖土工程勘察總結(jié)
巖土工程勘察的總結(jié)
巖土工程是歐美國(guó)家于20世紀(jì)60年代在土木工程實(shí)踐中建立起來(lái)的一種新的技術(shù)體制。它是以求解巖體與土體工程問題,包括地基與基礎(chǔ)、邊坡和地下工程等問題。它涉及到巖體與土體的利用、整治和改造,包括巖土工程的勘察、設(shè)計(jì)、施工和監(jiān)測(cè)四個(gè)方面。
巖土工程任務(wù):按照建筑物或構(gòu)筑物不同勘察階段的要求,為工程的設(shè)計(jì)、施工以及巖土體治理加固、開挖支護(hù)和降水等工程提供地質(zhì)資料和必要的技術(shù)參數(shù),對(duì)有關(guān)的巖土工程問題作出論證、評(píng)價(jià),并提出保護(hù)措施的建議。
巖土工程勘察的分級(jí):巖土工程勘察的等級(jí),是由工程安全等級(jí)、場(chǎng)地和地基的復(fù)雜程度三項(xiàng)因素決定的。工程的安全等級(jí),是根據(jù)由于工程巖土體或結(jié)構(gòu)失穩(wěn)破壞,導(dǎo)致建筑物破壞而造成生命財(cái)產(chǎn)損失、社會(huì)影響及修復(fù)可能性等后果的嚴(yán)重性來(lái)劃分的,工程安全等級(jí)劃分為三級(jí):一級(jí),二級(jí),三級(jí)。場(chǎng)地復(fù)雜程度是由建筑抗震穩(wěn)定性、不良地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)育情況、地質(zhì)環(huán)境破壞程度和地形地貌條件四個(gè)條件衡量的,也劃分為三個(gè)等級(jí):一級(jí),二級(jí),三級(jí)。地基復(fù)雜程度也劃分為三級(jí):一級(jí)地基,二級(jí)地基,三級(jí)地基。所以巖土工程勘察也劃為三級(jí):一級(jí),二級(jí),三級(jí)。
為保證工程建筑物自規(guī)劃設(shè)計(jì)到施工和使用全過程達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)、合用的標(biāo)準(zhǔn),使建筑物場(chǎng)地、結(jié)構(gòu)、規(guī)模、類型與地質(zhì)環(huán)境、場(chǎng)地工程地質(zhì)條件相互適應(yīng)。任何工程的規(guī)劃設(shè)計(jì)過程必須遵照循序漸進(jìn)的原則,即科學(xué)地劃分為若干階段進(jìn)行。我國(guó)實(shí)行四階段體制:規(guī)劃階段、初步設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)、施工設(shè)計(jì)與施工。規(guī)劃階段的任務(wù):區(qū)域開發(fā)技術(shù)—經(jīng)濟(jì)論證,比較選擇第一期工程開發(fā)地段。定性概略評(píng)價(jià)。初步設(shè)計(jì)的任務(wù):場(chǎng)地方案比較、選場(chǎng)址、定性、定量評(píng)價(jià)。技術(shù)設(shè)計(jì)的任務(wù):選定建筑物位置、類型、尺寸、定量評(píng)價(jià)。施工設(shè)計(jì)與施工:施工詳圖、補(bǔ)充驗(yàn)證已有資料。
巖土工程勘察方法或技術(shù)手段,主要以下幾種:(1)工程地質(zhì)測(cè)繪(2)勘探與取樣(3)原位測(cè)試與室內(nèi)實(shí)驗(yàn)(4)現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)與監(jiān)測(cè)。工程地質(zhì)測(cè)繪是巖土工程勘察的基礎(chǔ)工作,一般在勘察的初期階段進(jìn)行。勘探工作包括物探、鉆探和坑探等各種方法。它是被用來(lái)調(diào)查地下地質(zhì)情況的;并且可利用 勘探工程取樣進(jìn)行原位測(cè)試和監(jiān)測(cè)。應(yīng)根據(jù)勘察目的及巖土的特性選用上述各種勘探方法。原位測(cè)試與室內(nèi)試驗(yàn)的主要目的,是為巖土工程問題分析評(píng)價(jià)提供所需的技術(shù)參數(shù),是詳細(xì)勘察階段主要的一種勘察方法。現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)與監(jiān)測(cè)是構(gòu)成巖土工程系統(tǒng)的一個(gè)重要環(huán)節(jié),大量工作在施工和運(yùn)營(yíng)期間進(jìn)行。
工程地質(zhì)測(cè)繪是運(yùn)用地質(zhì)、工程地質(zhì)理論,對(duì)與工程建設(shè)有關(guān)的各種地質(zhì)現(xiàn)象進(jìn)行觀察和描述,初步查明擬建場(chǎng)地或各建筑地段的工程地質(zhì)條件。將工程地質(zhì)條件諸要素采用不同的顏色、符號(hào),按照精度要求標(biāo)繪在一定比例尺的地形圖上,并結(jié)合勘探、測(cè)試和其他勘察工作的資料,編制成工程地質(zhì)圖。這一重要的勘察成果可對(duì)場(chǎng)地或各建筑地段的穩(wěn)定性和適宜性作出評(píng)價(jià)。
工程地質(zhì)測(cè)繪范圍的確定原則:
1、擬建建筑物的類型、規(guī)模、設(shè)計(jì)階段。
2、區(qū)域地質(zhì)條件的復(fù)雜程度和研究程度。可以以下三方面確定測(cè)繪范圍,即擬建建筑物的類型和規(guī)模、設(shè)計(jì)階段以及工程地質(zhì)條件的復(fù)雜程度和研究程度。工程地質(zhì)測(cè)繪范圍是隨著建筑物設(shè)計(jì)階段的提高而縮小的。工程地質(zhì)測(cè)繪的比例尺大小主要取決于設(shè)計(jì)要求。比例尺選定原則:(1)應(yīng)和使用部門的要求提供圖件的比例尺一致或相當(dāng)。(2)與勘測(cè)設(shè)計(jì)階段有關(guān)。(3)在同一設(shè)計(jì)階段內(nèi),比例尺的選擇取決于工程地質(zhì)條件的復(fù)雜程度、建筑物類型、規(guī)模及重要性。工程地質(zhì)測(cè)繪的精度包含兩層意思,即對(duì)野外各種地質(zhì)現(xiàn)象觀察描述的詳細(xì)程度,以及各種 地質(zhì)現(xiàn)象在工程地質(zhì)圖上表示的詳細(xì)程度和準(zhǔn)確程度。
在工程地質(zhì)測(cè)繪過程中,地層巖性是工程地質(zhì)條件最基本的要素和研究各種地質(zhì)現(xiàn)象的基礎(chǔ),所以是工程地質(zhì)測(cè)繪最主要的研究?jī)?nèi)容。地貌是巖性、地質(zhì)構(gòu)造、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的綜合反 映和近期外動(dòng)力地質(zhì)作用的結(jié)果。在工程地質(zhì)測(cè)繪中研究水文地質(zhì)的主要目的,是為研究與地下水活動(dòng)有關(guān)的巖土工程問題和不良地質(zhì)現(xiàn)象提供資料。不良地質(zhì)現(xiàn)象研究的目的,是為了評(píng)價(jià)建筑場(chǎng)地的穩(wěn)定性,并預(yù)測(cè)其對(duì)各類巖土工程的不良影響。研究?jī)?nèi)容包括:各種不良地質(zhì)現(xiàn)象(巖溶、滑坡、崩塌、泥石流、沖溝、河流沖刷、巖石風(fēng)化等)的分布、形態(tài)、規(guī)模、類型和發(fā)育程度,分析它們的形成機(jī)制和發(fā)展演化趨勢(shì),并預(yù)測(cè)其對(duì)工程建設(shè)的影響。結(jié)合工程建筑的要求,就地尋找適宜的天然建材,并作出質(zhì)量和儲(chǔ)量評(píng)價(jià)。當(dāng)前特別重視建材質(zhì)量的研究,是否具有美學(xué)價(jià)值。測(cè)區(qū)內(nèi)或測(cè)區(qū)附近人類的某些工程——經(jīng)濟(jì)活動(dòng),往往影響建筑場(chǎng)地的穩(wěn)定性。
巖土工程勘探的任務(wù),主要有以下各項(xiàng):(1)詳細(xì)研究建筑場(chǎng)地或建筑地段的巖土體和地質(zhì)構(gòu)造。(2)研究水文地質(zhì)條件。(3)研究地貌和不良地質(zhì)現(xiàn)象。(4)取樣及提供野外試驗(yàn)條件。(5)提供檢驗(yàn)與監(jiān)測(cè)的條件。由于巖土工程勘探承擔(dān)上述各項(xiàng)任務(wù),它必然具有如下特點(diǎn):(1)勘探范圍取決于場(chǎng)地評(píng)價(jià)和工程影響所涉及的空間(2)大多數(shù)工程都坐落于第四系土層或基巖風(fēng)化殼上(3)在勘探過程中必須注意保持巖土的天然結(jié)構(gòu)和天然濕度,盡量減少人為的擾動(dòng)破壞。(4)要求巖土工程勘探發(fā)揮綜合效益,對(duì)勘探工程的結(jié)構(gòu)、布置和施工順序也有特殊的要求。巖土工程勘探常用的手段有鉆探工程、坑探工程及地球物理勘探三類。但其勘探成果具多解性,使用時(shí)往往受到一些條件的局限。考慮到三類勘探手段的特點(diǎn),布置勘探工作時(shí)應(yīng)綜合使用,互為補(bǔ)充。
在巖土工程勘察中,鉆探是最常用的一類勘探手段,巖土工程鉆探有如下特點(diǎn):(1)鉆探工程的布置不僅要考慮自然地質(zhì)條件,還需結(jié)合工程類型及其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。(2)除了深埋隧道以及為了解專門地質(zhì)問題而進(jìn)行的鉆探外,經(jīng)常采用小型、輕便的鉆機(jī)。(3)鉆孔多具綜合目的且不能盲目追求進(jìn)尺。(4)在鉆進(jìn)方法、鉆孔結(jié)構(gòu)、鉆進(jìn)過程中的觀測(cè)編錄等方面,均有特殊的要求。為了完成勘探工作的任務(wù),巖土工程鉆探有以下幾項(xiàng)特殊的要求:(1)應(yīng)可靠地鑒定土層名稱,準(zhǔn)確判定分層深度,正確鑒別土層天然的結(jié)構(gòu)、密度和濕度狀態(tài)。(2)巖心采取率要求較高。(3)鉆孔水文地質(zhì)觀測(cè)和水文地質(zhì)試驗(yàn)是巖土工程鉆探的重要內(nèi)容。(4)在鉆進(jìn)過程中,經(jīng)常需要采取巖土樣。鉆孔觀測(cè)與編錄是鉆進(jìn)過程的詳細(xì)文字記載,也是巖土工程鉆探最基本的原始資料。鉆孔觀測(cè)與編錄的內(nèi)容包括:
1、巖心觀察、描述和編錄。
2、鉆孔水文地質(zhì)觀測(cè)。
3、鉆進(jìn)動(dòng)態(tài)觀察和記錄。鉆探工作結(jié)束后,應(yīng)進(jìn)行鉆孔資料整理。主要成果資料有:(1)鉆孔柱狀圖。(2)鉆孔操作及水文地質(zhì)日志圖。(3)巖心素描圖及其說明。
坑探工程也叫掘進(jìn)工程、井巷工程,它在巖土工程勘探中占有一定的地位。巖土工程勘探中常用的坑探工程有:探槽、試坑、淺井、豎井(斜井)、平硐和石門(平巷)。坑探工程主要內(nèi)容包括:(1)坑探工程的目的、類型和編號(hào)。(2)坑探工程附近的地形、地質(zhì)概況。(3)掘進(jìn)深度及其論證。(4)施工條件。(5)巖土工程要求。觀察、描述的內(nèi)容包括:(1)地層巖性的劃分。(2)巖石的風(fēng)化特征及其隨深度的變化,作風(fēng)化殼分帶。(3)巖層產(chǎn)狀要素及其變化。(4)水文地質(zhì)情況。展視圖是坑探工程編錄的主要內(nèi)容,也是坑探工程所需提交的主要成果資料。不同類型坑探工程展視圖的編制方法和表示內(nèi)容有所不同,其比例尺應(yīng)視坑探工程的規(guī)模、形狀及地質(zhì)條件的復(fù)雜程度而定。
布置勘探工作總的要求,應(yīng)是以盡可能少的工作量取得盡可能多的地質(zhì)資料。為此,作勘探設(shè)計(jì)時(shí),必須要熟悉勘探區(qū)已取得的地質(zhì)資料,并明確勘探的目的和任務(wù)。將每個(gè)勘探工程都布置在關(guān)鍵地點(diǎn),且發(fā)揮其綜合效益。勘探總體布置形式:(1)勘探線(2)勘探網(wǎng)(3)結(jié)合建筑物基礎(chǔ)輪廓。總之,勘探工作一定要在工程地質(zhì)測(cè)繪基礎(chǔ)上布置。勘探工程的合理施工順序,既能提高勘探效率,取得滿意的成果,又節(jié)約勘探工作量。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),第一批施工的坑孔應(yīng)為:對(duì)控制場(chǎng)地工程地質(zhì)條件具關(guān)鍵作用和對(duì)選擇場(chǎng)地有決定意義的坑孔;建筑物重要部位的坑孔;為其他勘察工作提供條件,而施工周期又比較長(zhǎng)的坑孔;在主要勘探線上的坑孔。
取樣是巖土工程勘察中必不可少的、經(jīng)常性的工作。為定量評(píng)價(jià)巖土工程問題而提供室內(nèi)試驗(yàn)的樣品,包括巖土樣和水樣。除了在地面工程地質(zhì)測(cè)繪調(diào)查和坑探工程中采取試樣外,主要是在鉆孔中采取的。土樣的質(zhì)量等級(jí)劃分: Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ。取土器是影響土樣質(zhì)量的重要因素,所以勘察部門都注重取土器的設(shè)計(jì)、制造。對(duì)取土器的基本要求是:盡可能使土樣不受或少受擾動(dòng);能順利切入土層中,并取上土樣;結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且使用方便。土樣質(zhì)量的優(yōu)劣,不僅取決于取土器具,還取決于取樣全過程的各項(xiàng)操作是否恰當(dāng)。
在巖土工程勘察過程中有必要在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行試驗(yàn),測(cè)定巖土體在原位狀態(tài)下的力學(xué)性質(zhì)及其他指標(biāo),以禰補(bǔ)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試的不足。野外試驗(yàn)的分類:
1、巖土力學(xué)性質(zhì)的野外測(cè)定。
2、巖體應(yīng)力測(cè)定。
3、水文地質(zhì)試驗(yàn)。
4、改善土、石性能的試驗(yàn)。
靜力載荷試驗(yàn)加荷裝置:壓力源、載荷臺(tái)架或反力架。加荷方式科分為重物加荷和油壓千斤頂反力加荷兩種方式。沉降觀測(cè)裝置:沉降觀測(cè)儀表有百分表、沉降傳感器或水準(zhǔn)儀等。靜力觸探試驗(yàn)的要點(diǎn):(1)載荷試驗(yàn)一般在方形試坑中進(jìn)行;(2)保持測(cè)試時(shí)地基土的天然濕度與原狀結(jié)構(gòu);(3)注意設(shè)備的安裝要求;(4)加荷;(5)觀測(cè)每級(jí)荷載下的沉降;(6)盡可能使最終荷載達(dá)到地基土的極限承載力;(7)達(dá)不到極限荷載時(shí)最大壓力的控制;(8)荷載觀測(cè)。靜力荷載試驗(yàn)的成果—壓力-沉降關(guān)系曲線,試驗(yàn)成果的應(yīng)用:1.確定地基土承載力基本值f0;
2、計(jì)算地基土變形模量E0。
靜力觸探試驗(yàn)的特點(diǎn):靜力觸探試驗(yàn)分為機(jī)械式和電測(cè)式兩種。靜力觸探試驗(yàn)儀器設(shè)備:
1、觸探主機(jī)和反力裝置;
2、測(cè)量與記錄顯示裝置;
3、探頭;
4、探桿。靜力觸探試驗(yàn)要點(diǎn):(1)率定探頭,求出地層阻力和儀表讀數(shù)之間的關(guān)系,以得到探頭率定系數(shù);(2)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試前應(yīng)先平整場(chǎng)地,放平壓入主機(jī),下好地錨;(3)將電纜線穿入探桿,接通電路,調(diào)整好儀器;(4)邊貫入,邊測(cè)記,貫入速率控制在1~2cm/s。孔壓觸探還可進(jìn)行超孔隙水壓力消散試驗(yàn),以求得土層固結(jié)系數(shù)等。靜力觸探測(cè)試成果整理:(1)對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查與校正。(2)按公式分別計(jì)算比貫入阻力ps、錐尖阻力qc,側(cè)壁摩擦力fs,摩阻比FR及孔隙水壓力U。(3)分別繪制qc、fs、ps、FR、U隨著深度(縱坐標(biāo))的變化曲線。靜力觸探成果應(yīng)用很廣,主要可歸納為以下幾方面:劃分土層;求取各土層工程性質(zhì)指標(biāo);確定樁基參數(shù)。
動(dòng)力觸探試驗(yàn)是利用一定的錘擊動(dòng)能,將一定規(guī)格的探頭打入土中,根據(jù)每打入土中一定深度的錘擊數(shù)(或以能量表示)來(lái)判定土的性質(zhì),并對(duì)土進(jìn)行粗略的力學(xué)分層的一種原位測(cè)試方法。動(dòng)力觸探試驗(yàn)方法可以歸為兩大類,即圓錐動(dòng)力觸探試驗(yàn)和標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)。
十字板剪切試驗(yàn)是用插入軟粘土中的十字板頭,以一定的速率旋轉(zhuǎn),在土層中形成圓柱形破壞面,測(cè)出土的抵抗力矩,然后換算成土的抗剪強(qiáng)度。特點(diǎn):(1)不用取樣;(2)野外測(cè)試設(shè)備輕便,容易操作;(3)測(cè)試速度較快,效率高,成果整理簡(jiǎn)單。
野外十字板剪切試驗(yàn)的儀器為十字板剪切儀,目前國(guó)內(nèi)有三種:開口鋼環(huán)式、輕便式和電測(cè)式。測(cè)試要點(diǎn)包括十字板頭扭力傳感器的率定和正式測(cè)試兩部分。試驗(yàn)成果的應(yīng)用:1.估算地基允許承載力;2.預(yù)估極限端阻力和極限側(cè)摩阻力;3.其他。現(xiàn)場(chǎng)波速試驗(yàn)的基本原理,是利用彈性波在介質(zhì)中傳播速度與介質(zhì)的動(dòng)彈性模量、動(dòng)剪切模量、動(dòng)泊松比及密度等的理論關(guān)系,從測(cè)定波的傳播速度入手,求取土的動(dòng)彈性參數(shù)。
巖體原位測(cè)試是在現(xiàn)場(chǎng)制備試件模擬工程作用對(duì)巖體施加外荷載,進(jìn)而求取巖體力學(xué)參數(shù)的試驗(yàn)方法,是巖土工程勘察的重要手段之一。巖體變形參數(shù)測(cè)試方法有靜力法和動(dòng)力法兩種。靜力法又可分為承壓板法、狹縫法、鉆孔變形法及水壓法等。動(dòng)力法分為聲波法和地震法。承壓板法又分為剛性承壓板法和揉性承壓板法,我國(guó)多采用剛性承壓板法。狹縫法又稱刻槽法,一般是在巷道或試驗(yàn)平硐底板或側(cè)壁巖面上進(jìn)行。鉆孔變形法是利用鉆孔膨脹計(jì)或壓力計(jì),對(duì)孔壁施加徑向水壓力,測(cè)記各級(jí)壓力下的鉆孔徑向變形(U)。
巖體的強(qiáng)度參數(shù)是工程巖體破壞機(jī)理分析及穩(wěn)定性計(jì)算不可缺少的參數(shù),目前主要依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)巖體力學(xué)試驗(yàn)求得。原位巖體強(qiáng)度試驗(yàn)主要有直剪試驗(yàn)、單軸和三軸抗壓試驗(yàn)等。巖體原位直剪試是巖體力學(xué)試驗(yàn)中常用的方法,它又可分為巖體本身、巖體沿結(jié)構(gòu)面及巖體與混凝土接觸面剪切三種。原位巖體三軸試驗(yàn)一般是在平硐中進(jìn)行的,即在平硐中加工試件,并施加三向壓力,然后根據(jù)莫爾理論求巖體的抗壓強(qiáng)度及E0、μ等參數(shù)。
巖體應(yīng)力是工程巖體穩(wěn)定性分析及工程設(shè)計(jì)的重要參數(shù)。常用的應(yīng)力量測(cè)方法主要有:應(yīng)力解除法、應(yīng)力恢復(fù)法和水壓致裂法等。應(yīng)力解除法據(jù)測(cè)量方法不同可分為表面應(yīng)力解除法、孔底應(yīng)力解除法和孔壁應(yīng)力解除法三種。應(yīng)力恢復(fù)法一般在平硐壁面(也可在地表露頭面)上進(jìn)行。通過量測(cè)應(yīng)力恢復(fù)后的應(yīng)力和應(yīng)變值,利用彈性力學(xué)公式即可求解出測(cè)點(diǎn)巖體中的應(yīng)力狀態(tài)。應(yīng)力恢復(fù)法可分為鋼弦應(yīng)變計(jì)法、電阻片法和光彈應(yīng)變計(jì)法。
現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)與監(jiān)測(cè)是巖土工程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié),它與勘察、設(shè)計(jì)、施工一起,構(gòu)成了巖土工程的完整體系。現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)應(yīng)包含兩方面內(nèi)容:第一,驗(yàn)證核查巖土工程勘察成果與評(píng)價(jià)建議;第二,對(duì)巖土工程施工質(zhì)量的控制與檢驗(yàn)。現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)工作主要包含三方面內(nèi)容:第一,施工和各類荷載作用下巖土反應(yīng)性狀的監(jiān)測(cè);第二,對(duì)施工或運(yùn)營(yíng)中結(jié)構(gòu)物的監(jiān)測(cè);第三,對(duì)環(huán)境條件的監(jiān)測(cè)。
天然地基的基槽檢驗(yàn)的現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)適用于天然土層為地基持力層的淺基礎(chǔ),主要作基坑開挖后的驗(yàn)槽工作。監(jiān)測(cè)的內(nèi)容有:基坑底部回彈觀測(cè)、建筑物基礎(chǔ)沉降及各土層的分層沉降觀測(cè)、地下水控制措施的效果及影響的監(jiān)測(cè)、基坑支護(hù)系統(tǒng)工作狀態(tài)的監(jiān)測(cè)等。樁基主要功能是將荷載傳遞至地下較深處的密實(shí)土層或巖層上,以滿足承載力和變形的要求。樁基工程按施工方法,可分為預(yù)制樁和灌注樁兩種。樁基工程檢測(cè)應(yīng)包括樁基強(qiáng)度、變形和幾何受力條件等三個(gè)方面,尤以前者為主。實(shí)行嚴(yán)格的檢驗(yàn)與監(jiān)測(cè),以保證安全、順利地施工。檢驗(yàn)與監(jiān)測(cè)工作內(nèi)容有以下幾方面:(1)對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)施工安設(shè)工作的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理。(2)監(jiān)測(cè)土體變形與支護(hù)結(jié)構(gòu)的位移。(3)對(duì)地下水控制設(shè)施的裝設(shè)及運(yùn)營(yíng)情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)。(4)對(duì)鄰近的建筑物和重要設(shè)施進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
地下水對(duì)工程巖土體的強(qiáng)度和變形以及對(duì)建筑物穩(wěn)定性的影響,都是極為重要的。因此在深基坑施工過程中要加強(qiáng)地下水的監(jiān)測(cè)。孔隙水壓力對(duì)巖土體變形和穩(wěn)定性有很大的影響,因此在飽和土層中進(jìn)行地基處理和基礎(chǔ)施工過程中以及研究滑坡穩(wěn)定性等問題時(shí),孔隙水壓力的監(jiān)測(cè)很有必要。地下水壓力(水位)和水質(zhì)監(jiān)測(cè)工作的布置,應(yīng)根據(jù)巖土體的性狀和工程類型確定。一般順地 下水流向布置觀測(cè)線。
勘察成果整理是在搜集已有資料后,在工程地質(zhì)測(cè)繪、勘探、測(cè)試、檢驗(yàn)與監(jiān)測(cè)所得各項(xiàng)原始資料和數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的,其主要工作內(nèi)容是:巖土參數(shù)的分析與選定、巖土工程分析評(píng)價(jià)、反分析和勘察報(bào)告的編寫。巖土參數(shù)可分為兩類:一類是評(píng)價(jià)指標(biāo),另一類是計(jì)算指標(biāo)。工程上對(duì)這兩類巖土參數(shù)的基本要求是可靠性和適用性。
巖土工程分析評(píng)價(jià)的內(nèi)容主要包括:(1)場(chǎng)地的穩(wěn)定性和適宜性。(2)為巖土工程設(shè)計(jì)提供場(chǎng)地地層結(jié)構(gòu)和地下水空間分布的參數(shù)、巖土體工程性質(zhì)和狀態(tài)的設(shè)計(jì)參數(shù)。(3)預(yù)測(cè)擬建工程施工和運(yùn)營(yíng)過程中可能出現(xiàn)的巖土工程問題,并提出相應(yīng)的防治對(duì)策和措施以及合理的施工方法。(4)提出地基與基礎(chǔ)、邊坡工程、地下洞室等各項(xiàng)巖土工程方案設(shè)計(jì)的建議。(5)預(yù)測(cè)擬建工程對(duì)現(xiàn)有工程的影響、工程建設(shè)產(chǎn)生的環(huán)境變化,以及環(huán)境變化對(duì)工程的影響。
反分析是通過工程實(shí)體試驗(yàn)或施工監(jiān)測(cè)巖土體實(shí)際表現(xiàn)性狀所取得的數(shù)據(jù),反求某些巖土工程技術(shù)參數(shù),并以此為依據(jù)驗(yàn)證設(shè)計(jì)計(jì)算、查驗(yàn)工程效果以及分析事故的技術(shù)原因。反分析是巖土工程勘察、設(shè)計(jì)的一個(gè)重要特點(diǎn)。反分析應(yīng)以巖土工程實(shí)體或足尺試驗(yàn)為分析對(duì)象。只要方法得當(dāng),反分析可以求得更加符合實(shí)際的巖土工程技術(shù)參數(shù)。反分析可分為非破壞性反分析和破壞性反分析兩種情況。
勘察報(bào)告是巖土工程勘察的總結(jié)性文件,一般由文字報(bào)告和所附圖表組成,此項(xiàng)工作是在巖土工程勘察過程中所形成的各種原始資料編錄的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。巖土工程勘察報(bào)告的內(nèi)容,應(yīng)根據(jù)任務(wù)要求、勘察階段、地質(zhì)條件、工程特點(diǎn)等情況確定。報(bào)告的內(nèi)容 :(1)委托單位、場(chǎng)地位置、工作簡(jiǎn)況,勘察的目的、要求和任務(wù),以往的勘察工作及已有資料情況。(2)勘察方法及勘察工作量布置;(3)場(chǎng)地工程地質(zhì)條件分析;(4)巖土參數(shù)的分析與選用;(5)工程施工和運(yùn)營(yíng)期間可能發(fā)生的巖土工程問題的預(yù)測(cè)及監(jiān)控、預(yù)防措施的建議。(6)根據(jù)地質(zhì)和巖土條件、工程結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及場(chǎng)地環(huán)境情況,提出各種方案和建議,并進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證;(7)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和監(jiān)測(cè)工作的建議,工程施工和使用期間應(yīng)注意的問題,下一步巖土工 程勘察工作的建議等。報(bào)告由正文、附圖、附件三部分組成。報(bào)告應(yīng)附的圖表主要包括:(1)場(chǎng)地工程地質(zhì)圖(附勘察工程布置)。(2)工程地質(zhì)柱狀圖、剖面圖或立體投影圖。(3)室內(nèi)試驗(yàn)和原位測(cè)試成果圖表。(4)巖土利用、整治、改造方案的有關(guān)圖表。(5)巖土工程計(jì)算簡(jiǎn)圖及計(jì)算成果圖表。除綜合性巖土工程勘察報(bào)告外,也可根據(jù)任務(wù)要求提交單項(xiàng)報(bào)告,主要有:(1)巖土工程測(cè)試報(bào)告。(2)巖土工程檢驗(yàn)或監(jiān)測(cè)報(bào)告。(3)巖土工程事故調(diào)查與分析報(bào)告。(4)巖土利用、整治或改造方案報(bào)告。(5)專門巖土工程問題的技術(shù)咨詢報(bào)告。最后需要指出的是,勘察報(bào)告的內(nèi)容可根據(jù)巖土工程勘察等級(jí)酌情簡(jiǎn)化或加強(qiáng)。
斜坡場(chǎng)地巖土工程勘察目的:查明斜坡場(chǎng)地的工程地質(zhì)條件,提出斜坡穩(wěn)定性計(jì)算參數(shù)。分析斜坡的穩(wěn)定性,預(yù)測(cè)因工程活動(dòng)引起的斜坡穩(wěn)定性的變化。確定人工邊坡的最優(yōu)開挖坡形和坡角。提出潛在不穩(wěn)定斜坡的整治與加固措施和監(jiān)測(cè)方案。斜坡巖土工程勘察是否需要分階段進(jìn)行視工程的實(shí)際情況而定。勘察需按以下階段進(jìn)行: 初步勘察、詳細(xì)勘察、施工勘察。勘察技術(shù)方法:工程地質(zhì)測(cè)繪、勘探與取樣、測(cè)試工作、監(jiān)測(cè)工作。滑坡巖土工程勘察目的:查明滑坡的現(xiàn)狀、查明引起滑動(dòng)的主要原因、獲得合理的計(jì)算參數(shù)、綜合測(cè)繪調(diào)查、工程地質(zhì)比擬、勘探及室內(nèi)外測(cè)試結(jié)果,對(duì)滑坡當(dāng)前和工程使用期內(nèi)的穩(wěn)定性作出合理評(píng)價(jià)、提出整治滑坡的工程措施或整治方案、提出是否要進(jìn)行監(jiān)測(cè)和監(jiān)測(cè)方案。勘察技術(shù)方法:工程地質(zhì)測(cè)繪、勘探、測(cè)試、監(jiān)測(cè)。工程地質(zhì)測(cè)繪與調(diào)查的范圍應(yīng)包括滑坡區(qū)及其鄰近穩(wěn)定地段。勘探工作的主要任務(wù)是查明滑坡體的地質(zhì)結(jié)構(gòu)、滑動(dòng)面的位置、展布形狀、數(shù)目和滑帶巖土性質(zhì),查明地下水情況,采取巖土試樣進(jìn)行試驗(yàn)等。測(cè)試除采樣進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)外,還需作滑帶土的原位測(cè)試。規(guī)模較大以及對(duì)工程有重要影響的滑坡,應(yīng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
第三篇:巖土工程
巖土工程
巖土工程是在土木工程實(shí)踐中建立起來(lái)的一種新的技術(shù)體制。巖土工程是以求解巖體與土體工程問題,包括地基與基礎(chǔ)、邊坡和地下工程等問題,作為自己的研究對(duì)象。
巖土工程專業(yè)是土木工程的分支,涉及巖石、土、地下水的部分稱巖土工程。是運(yùn)用工程地質(zhì)學(xué)、土力學(xué)、巖石力學(xué)解決各類工程中關(guān)于巖石、土的工程技術(shù)問題的科學(xué)。
在某些時(shí)候,會(huì)建造一些臨時(shí)性建筑。然而正因?yàn)檫@些建筑是臨時(shí)性的,為了追求經(jīng)濟(jì)效益,人們往往會(huì)盡可能減少投資。人們總是希望臨時(shí)建筑物在不需要它的時(shí)候可以很容易的清除,所以人們就在倒塌與建成這之間的一個(gè)極值點(diǎn)徘徊。這也造就了一個(gè)臨時(shí)建筑物建成了,然而下一個(gè)人們就會(huì)減少投資,直到出現(xiàn)了事故,然后再加大投資,這樣的一個(gè)循環(huán)。這就是問題的所在,導(dǎo)致了臨時(shí)建筑存在了很大的安全隱患。許多的事故也是這樣發(fā)生的。這需要引起 我們的重視,在經(jīng)濟(jì)效益與人的生命這兩個(gè)選擇中,我們應(yīng)該毫不猶豫的選擇人的生命,因?yàn)檫@是最重要的。因此這也要求巖土工程師具有豐富的經(jīng)驗(yàn)。
巖土工程研究的對(duì)象是巖體和土體。巖體在其形成和存在的整個(gè)地質(zhì)歷史過程中,經(jīng)受了各種復(fù)雜的地質(zhì)作用,因而有著復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和環(huán)境。而不同地區(qū)的不同類型的巖體,由于經(jīng)歷的地質(zhì)作用過程不同,其工程性質(zhì)往往具有很大的差別。所以巖土工程師具有很強(qiáng)的地域性,在一個(gè)地方干過的巖土工程師到了一個(gè)新的地方必須從頭干起,先到工地干幾年,積累經(jīng)驗(yàn)然后才能進(jìn)行理論設(shè)計(jì)。巖土工程是一門應(yīng)用科學(xué),在巖土工程分析時(shí)不僅需要運(yùn)用理論知識(shí),還需要應(yīng)用工程師的經(jīng)驗(yàn),才能獲得滿意的結(jié)果。所以對(duì)于巖土工程師來(lái)說經(jīng)驗(yàn)是很重要的一部分。
朱小禹土木09541111
第四篇:巖土工程
濕陷性黃土:是一種非飽和的欠壓密土,具有大孔和垂直節(jié)理,在天然濕度下,其壓縮性較低,強(qiáng)度較高,但遇水侵濕時(shí),土強(qiáng)度顯著降低,在附加壓力或在附加壓力與土的自重壓力下引起的濕陷變形,是一種下沉量大、下沉速度快的失穩(wěn)性變形,隊(duì)建筑物危害性大。紅黏土:指的是我國(guó)紅土的一個(gè)亞類,即母巖為碳酸鹽巖系經(jīng)過濕熱條件下的紅土作用形成的高塑性黏土這一特殊土類。紅黏土的工程地質(zhì)性質(zhì)特征:高塑性和分散性,高含水率低密實(shí)度,強(qiáng)度較高壓縮性較低,具有明顯的收縮性膨脹性輕微。
混合土:由細(xì)粒土和粗粒土混雜且缺乏中間粒徑的圖應(yīng)定為混合土。多年凍土:含有固態(tài)水且凍結(jié)狀態(tài)持續(xù)2年或2年以上的土。膨脹巖土:含有大量親水礦物,濕度變化時(shí)有較大體積變化,變形受約束時(shí)產(chǎn)生較大內(nèi)應(yīng)力的巖土。鹽漬巖土:眼途中易熔鹽含量大于0.3%,并具有溶陷,鹽脹,服飾等工程特性時(shí),應(yīng)判定為鹽漬土。風(fēng)化巖:巖石在風(fēng)化營(yíng)力作用下,其結(jié)構(gòu)、成分混合性質(zhì)已產(chǎn)生不同程度的變異,應(yīng)定名為風(fēng)化巖,已完全風(fēng)化成土的而未搬運(yùn)的應(yīng)定名為殘積土。
污染土:由于之污染物質(zhì)侵入的改變了物理力學(xué)性質(zhì)狀的土。(松散巖土中的空隙、堅(jiān)硬巖石中的裂隙、可溶巖石中的溶穴)
上層之水:分布在包氣帶中局部隔水層或若隔水層之上具有自由水面的重力水。潛水:地表以下第一個(gè)穩(wěn)定隔水層或滲透性極弱的巖土層之上具有自由水面的地下水。承壓水:充滿在每個(gè)隔水層之間的水層中具有承壓性質(zhì)的地下水
試坑滲水試驗(yàn)適合用于測(cè)定包氣帶 非飽和巖土層的滲透系數(shù)。常用的試驗(yàn)方法有試坑法 單環(huán)法 雙環(huán)法。
地下水對(duì)深基坑工程的影響:1.惡化基坑開挖和施工條件2.易發(fā)生突涌、流沙管涌等不良現(xiàn)象3.軟土基坑周圍土質(zhì),減低基坑周圍巖土體的強(qiáng)度,易造成坑壁變形,坑坡失穩(wěn),坍塌甚至整體滑移等事故。4.增大支
護(hù)結(jié)構(gòu)上的壓力。
場(chǎng)地地質(zhì)條件主要是指巖土的透水性和含水量。
工程地質(zhì)測(cè)繪可分兩種:一種是全面查明工程地質(zhì)條件為主要的綜合性測(cè)繪,一種是對(duì)某一工程地質(zhì)要素進(jìn)行調(diào)查的專門性測(cè)繪。所謂測(cè)繪精度:指野外地質(zhì)現(xiàn)象觀察,描述及表示在圖上的精確程度和詳細(xì)程度。
野外工作應(yīng)包括一下內(nèi)容:1.檢查解譯標(biāo)志2.檢查解譯成果3.檢查外推結(jié)果4.對(duì)室內(nèi)難以獲得的資料進(jìn)行外補(bǔ)充。
工程地質(zhì)測(cè)繪與調(diào)查成果資料包括:1.工程地質(zhì)測(cè)繪實(shí)際材料圖2.綜合工程地質(zhì)圖或工程分區(qū)圖3.綜合地質(zhì)柱狀圖4.工程地質(zhì)剖面圖5.各種素描照片和文字說明。鉆探工作中巖土工程勘查技術(shù)人員主要做三方面工作1.編制作為鉆探依據(jù)的設(shè)計(jì)書2.鉆探過程中進(jìn)行巖心觀測(cè)編錄3.鉆探后進(jìn)行資料的內(nèi)業(yè)整理。
坑探:有地表向深處挖掘坑槽或坑洞,以便地質(zhì)人員直接深入地下了解有關(guān)地質(zhì)現(xiàn)象或進(jìn)行試驗(yàn)等使用的地下勘探工作。
靜力觸探試驗(yàn):用靜力勻速將標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的探頭壓入土中,利用探頭內(nèi)的力傳感器同是通過電子測(cè)量?jī)x器將探頭受到的灌入阻力記錄下來(lái)。圓錐動(dòng)力觸探試驗(yàn):用一定質(zhì)量的重錘以一定高度的自由落距將標(biāo)準(zhǔn)格的圓錐形探頭灌入土中。根據(jù)打入土中一定距離所需的錘擊數(shù),判斷定土的力學(xué)特性具有勘查和測(cè)試的雙重功能。
場(chǎng)地工程地質(zhì)的分類(簡(jiǎn)單、中等復(fù)雜、復(fù)雜場(chǎng)地)
黃土濕陷性評(píng)包括全新世黃土晚更新世馬蘭黃土、部分中更新世離石黃土的土層,場(chǎng)地和地基三個(gè)方面。濕陷性黃土包括非自重濕陷性黃土、自重濕陷性黃土。(當(dāng)濕陷系數(shù)值小于0.015時(shí)為非濕陷性黃土。)防止和減小建筑物地基沁水濕陷措施可分為地基處理、防水措施、結(jié)構(gòu)措施。
軟土:天然孔隙比大于1.0,且天然含水量大于液限的細(xì)土粒土應(yīng)判定為軟土。(淤泥、淤泥質(zhì)土、泥炭、泥炭質(zhì)土)
填土:根據(jù)物質(zhì)組成和堆填方式(素填土、雜填土、沖填土、壓實(shí)填土)鹽漬巖分為石膏鹽漬巖、芒硝鹽漬巖。
污染土場(chǎng)地包括:可能受污染的擬建場(chǎng)地、受污染的擬建場(chǎng)地、受污染的已建場(chǎng)地。
巖土中的空隙類型:松散巖土中的空隙、堅(jiān)硬巖石裂隙、孔融巖石中的溶穴。
包氣帶自上而下可分為土壤水帶、中間水帶、毛細(xì)水帶。
地下水按埋藏條件分為:上層滯水、潛水、承壓水。按賦存的孔隙類型:孔隙水、裂隙水、巖溶水。水文地質(zhì)參數(shù):反應(yīng)地層水文地質(zhì)特征的數(shù)量指標(biāo)(滲透系數(shù)K、導(dǎo)水系數(shù)T、給水度u、釋水系數(shù)S/越流和越流系數(shù)Ke、越流因素B)滲水試驗(yàn)的方法:試坑法、單環(huán)法、雙環(huán)法。
壓水試驗(yàn)分類:按階段劃分為:(分段壓水試驗(yàn)綜合壓水試驗(yàn) 全孔壓水試驗(yàn))按壓力點(diǎn)劃分為(單點(diǎn) 三點(diǎn) 和多點(diǎn)壓水試驗(yàn))按試驗(yàn)壓力分為:(低壓壓水試驗(yàn) 高壓壓水試驗(yàn))按加壓方式分為(水柱壓水試驗(yàn) 自流式壓水試驗(yàn) 機(jī)械法壓水試驗(yàn))。工程地質(zhì)測(cè)繪:綜合性測(cè)繪、專門性測(cè)繪。工程地質(zhì)測(cè)繪比例尺取決于勘察階段、建筑類型、規(guī)模和工程地質(zhì)條件的復(fù)雜程度。
物探的一般工作程序:接受任務(wù)、搜集資料、現(xiàn)場(chǎng)踏勘、編制計(jì)劃、方法試驗(yàn)、外業(yè)工作、資料整理、提交成果。
成果報(bào)告應(yīng)附的圖件:勘探點(diǎn)平面布置圖、工程地質(zhì)柱狀圖、工程地質(zhì)剖面圖、原位測(cè)試成果圖表、室內(nèi)試驗(yàn)成果圖表。
工程地質(zhì)測(cè)繪與調(diào)查的成果資料應(yīng)包括【工程地質(zhì)測(cè)繪實(shí)際材料圖】【綜合工程地質(zhì)圖或工程地質(zhì)分區(qū)圖】【綜合地質(zhì)柱狀圖】【工程地質(zhì)剖面圖】及【各種素描圖、照片和文字說明】。
濕陷性黃土的勘查重點(diǎn):1.黃土地層的時(shí)代、成因2.濕陷性黃土層的厚度3濕陷系數(shù)、自重濕陷系數(shù)、濕陷起始?jí)毫﹄S深度的變化4場(chǎng)地濕陷類型和地基濕陷等級(jí)的平面分布
5變形參數(shù)和承載力6地下水等環(huán)境水的變化趨勢(shì)7其他工程地質(zhì)條件。混合土勘查重點(diǎn):1.成因、物質(zhì)來(lái)源及組成成分形成時(shí)期2.是否具有濕陷性、膨脹性3.與下浮巖土的接觸情況及接觸面的坡度和坡向4.是否存在崩塌不良地質(zhì)現(xiàn)象5.當(dāng)?shù)乩没旌贤磷鳛榻ㄖ锏鼗⒔ㄖ牧系慕?jīng)驗(yàn)以及各種有效的處理措施。填土的勘查重點(diǎn):1.搜集資料,調(diào)查地形和地物的變遷,填土的來(lái)源、堆積年限和堆積方式2.查明填土的分布 厚度 物質(zhì)成分 均勻性,含水量等3調(diào)查有無(wú)暗塘 滲井及古墓的存在4查明地下水的水質(zhì)對(duì)混凝土的腐蝕性和相鄰地表水體的水力聯(lián)系。
風(fēng)化巖和殘積土的重點(diǎn):1母巖地質(zhì)年代和巖石名稱2巖石的風(fēng)化程度3巖脈的風(fēng)化花崗巖中球狀風(fēng)化體的分布4巖土的均勻性 破碎帶和軟弱夾層的分布5地下水的賦存狀況及其變化。
軟土的探察重點(diǎn):1軟土的成因、成層條件、分布規(guī)律、層理特征、可作為淺基礎(chǔ) 深基礎(chǔ)持力層的地下硬土層或基巖的埋藏條件2軟土地區(qū)微地貌形態(tài)與不同性質(zhì)的軟土層分布有內(nèi)在聯(lián)系,查明其分布范圍和埋藏深度3軟土固結(jié)歷史,強(qiáng)度和變形特征隨應(yīng)力水平的變化,以及結(jié)構(gòu)破壞對(duì)強(qiáng)度和變形的影響4地下水對(duì)基礎(chǔ)施工的影響5在強(qiáng)地震區(qū)對(duì)場(chǎng)地的地震效應(yīng)做出鑒定6當(dāng)?shù)氐墓こ探?jīng)驗(yàn)。
混合地工程地質(zhì)調(diào)查的重點(diǎn):1混合土的成因 物質(zhì)來(lái)源及組成成分以及其形成時(shí)期2混合土是否具有濕陷性和膨脹性3混合土與下伏巖土的接觸情況以及接觸面的坡度和坡向4混合土中是否存在滑坡等不良地質(zhì)現(xiàn)象5當(dāng)?shù)乩没旌贤磷鼋ㄖ锏鼗⒉牧系慕?jīng)驗(yàn)及有效的處理措施。
紅黏土的主要特征有哪些?(1)成分、結(jié)構(gòu)特征:紅黏土的顆粒細(xì)而均勻,黏粒含量很高,尤以小于0.002mm的細(xì)黏粒為主。礦物成分以粘土礦物為主(2)紅黏土的工程地質(zhì)性質(zhì)特征①高塑性和分散性 ②高含水率、低密實(shí)度②強(qiáng)度較高,壓縮性較低。④具有明顯的收縮性,膨脹性輕微
地下水對(duì)基坑工程的影響①惡化基坑開挖和施土條件。②易發(fā)生突涌、流沙、管涌等不良現(xiàn)象。②軟化基坑周圍土質(zhì),降低基坑周圍巖土體的強(qiáng)度,易造成坑壁變形、坑坡失穩(wěn)、坍塌甚至整體滑移等事故。④增大支護(hù)結(jié)構(gòu)上的壓力。
工程地質(zhì)勘探的主要任務(wù)是:1)探明地下有關(guān)的地質(zhì)情況,揭露并劃分地層、量測(cè)界線,采取巖土樣,鑒定和描述巖土特性、成分和產(chǎn)狀。2)了解地質(zhì)構(gòu)造,不良地質(zhì)現(xiàn)象的分布、界限、形態(tài)等,如斷裂構(gòu)造、滑動(dòng)面位置等。3)為深部取樣及現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)提供條件。4)揭露并測(cè)量地下水埋藏深度,采取水樣供實(shí)驗(yàn)室分析,了解其物理化學(xué)性質(zhì)及地下水類型5)利用勘探坑孔可以進(jìn)行某些項(xiàng)目長(zhǎng)期觀鍘以及不良地質(zhì)現(xiàn)象處理工作。
巖土工程分析評(píng)價(jià)包括下列內(nèi)容:1)場(chǎng)地的穩(wěn)定性與適宜性2)為巖土工程設(shè)計(jì)提供場(chǎng)地地層結(jié)構(gòu)和地下水空間分布的幾何參數(shù)3)預(yù)測(cè)擬建工程對(duì)現(xiàn)有工程的影響,工程建設(shè)產(chǎn)生的環(huán)境變化以及環(huán)境變化對(duì)工程的影響。4)提出地基與基礎(chǔ)方案設(shè)計(jì)的建議。5)預(yù)測(cè)施工過程可能出現(xiàn)的巖土工程問題以及解決方法,并提出相應(yīng)的防治措施和合理的施工
工程地質(zhì)測(cè)繪和調(diào)查,宜包括下列內(nèi)容:1)查明地形、地貌特征,地貌單元形成過程及其與地層、構(gòu)造、不良地質(zhì)現(xiàn)象的關(guān)系,劃分地貌單元。2)巖土的性質(zhì)、成因、年代、厚度和分布。對(duì)巖層應(yīng)查明風(fēng)化程度.對(duì)土層應(yīng)區(qū)分新近堆積土、特殊性土的分布及其工程地質(zhì)條件3)查明巖層的產(chǎn)狀及構(gòu)造類型、軟弱結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀及其性質(zhì),包括斷層的位置、類型、產(chǎn)狀、斷距、破碎帶的寬度及充填膠結(jié)情況.4)查明地下水的類型、補(bǔ)給來(lái)源、排泄條件、井、泉的位置、含水層的巖性特征埋藏深度、水位變化及其與地表水體的關(guān)系等。5)搜集氣象、水文、植被、土的最大凍結(jié)深度等資料,調(diào)查最高洪水位及其發(fā)生時(shí)間、淹沒范圍。6)查明巖溶、土洞、滑坡、泥石流、崩塌、沖溝、斷裂、地震震害和岸邊沖刷等不良地質(zhì)現(xiàn)7)調(diào)查人類工程活動(dòng)對(duì)場(chǎng)地穩(wěn)定性的影響,包括人工洞穴、地下采空、地震等。8)建筑物變形和建筑經(jīng)驗(yàn)。簡(jiǎn)述工程地質(zhì)勘查中的方法和技術(shù)手段的種類。(1)工程地質(zhì)測(cè)繪(2)工程地質(zhì)物探及勘探(3)工程地質(zhì)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)(4)工程地質(zhì)野外試驗(yàn)(5)工程地質(zhì)長(zhǎng)期觀測(cè)(6)勘察資料的室內(nèi)整理
工程地質(zhì)勘查的基本任務(wù)具體有哪些?1)查明建筑地區(qū)的工程地質(zhì)條件,指出有利和不利條件。2)分析研究與建筑有關(guān)的工程地質(zhì)問題,作出定性評(píng)價(jià)和定量評(píng)價(jià),對(duì)建筑物的設(shè)計(jì)和施工提供可靠的地質(zhì)依據(jù)。3)選出工程地質(zhì)條件優(yōu)越的建筑場(chǎng)地。4)配合建筑物的設(shè)計(jì)與施工,提出關(guān)于建筑物類型、結(jié)構(gòu)、規(guī)模和施工方法的建議5)為擬定改善和防止不良地質(zhì)條件的措施提供地質(zhì)依據(jù)6)預(yù)測(cè)工程興建后對(duì)地質(zhì)環(huán)境造成的影響,制定保護(hù)地質(zhì)環(huán)境的措施
第五篇:巖土工程勘察
一、名次解釋
粗砂:粒徑大于0.5mm的顆粒質(zhì)量超過總質(zhì)量的50%。
抗震設(shè)防烈度:一般房屋建筑和構(gòu)筑物使用年限100a,相應(yīng)的基本烈度大致相當(dāng)于50a的超越概率10%的地震烈度。
二、簡(jiǎn)答
工程地質(zhì)測(cè)繪研究?jī)?nèi)容:地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、地貌、水文地質(zhì)不良地質(zhì)現(xiàn)象、已有建筑物的調(diào)查、人類活動(dòng)對(duì)場(chǎng)地穩(wěn)定性的影響
基樁完整性檢測(cè)方法:鉆芯法聲波法動(dòng)測(cè)法
地震液化初判條件:1.飽和的砂土或粉土,其堆積年代為晚更新世及其以前者為不液化土。2.粉土的粘粒(d<0.005mm的土粒)含量百分率,7度、8度、9度分別小于10、13、16時(shí)為液化土,反之為不液化土。3.采用天然地基的建筑,當(dāng)上覆非液化圖層厚 度和地下水位埋深符合下列條件之一時(shí),應(yīng)考慮液化影響,否則可不考慮;
du?d0?db?2
dw?d0?db?3
du?dw?1.5d0?2db?4.5
式中dw——地下水位埋深,按年最高水位采用;du——上覆非液化土層厚度。計(jì)算時(shí)將淤泥和淤泥質(zhì)土扣除;db——基礎(chǔ)砌置深度,小于2m時(shí)采用2m;d0——液化土特征深度。
三、填空
1用平板載荷試驗(yàn)確定地基土承載力時(shí),當(dāng)極限荷載能確定時(shí),且該值小于對(duì)應(yīng)于比例界限的荷載值的2倍時(shí),取極限荷載值的一半。
2.50a內(nèi)超越概率為63%的地震,烈度為對(duì)應(yīng)于統(tǒng)計(jì)“眾值”的烈度,比基本烈度低一度半。