工程地質反分析研究方法
⑴ 工程地質勘察的方法
工程地質勘察方法或手段,包括工程地質測繪、工程地質勘探、實驗室或現場試驗、長期觀測(或監測)等。
工程地質測繪
在一定范圍內調查研究與工程建設活動有關的各種工程地質條件,測製成一定比例尺的工程地質圖,分析可能產生的工程地質作用及其對設計建築物的影響,並為勘探、試驗、觀測等工作的布置提供依據。它是工程地質勘察的一項基礎性工作。測繪范圍和比例尺的選擇,既取決於建築區地質條件的復雜程度和已有研究程度,也取決於建築物的類型、規模和設計階段。規劃選點階段,區域性工程地質測繪用小比例尺(1:10萬,1:5萬);設計階段,水庫區測繪大多用中比例尺(1:2.5萬,1:1萬),壩址、廠址則用大比例尺(1:5000,1:2000,1:1000,1:500)。工程地質測繪所需調研的內容有地層岩性、地質構造、地貌及第四紀地質、水文地質條件、天然建築材料、自然(物理)地質現象及工程地質現象。對所有地質條件的研究,都必須以論證或預測工程活動與地質條件的相互作用或相互制約為目的,緊密結合該項工程活動的特點。當露頭不好或這些條件在深部分布不明時,需配合以試坑、探槽、鑽孔、平洞、豎井等勘探工作進行必要的揭露。
工程地質測繪通常是以一定比例尺的地形圖為底圖,以儀器測量方法來測制。採用衛星像片、航空像片和陸地攝影像片,通過室內判讀調繪成草圖,到現場有目的地復查,與進一步的照片判讀反復驗證,可以測制出更精確的工程地質圖。並可提高測繪的精度和效率,減少地面調查的工作量。
工程地質勘探
包括工程地球物理勘探、鑽探和坑探工程等內容。
①工程地球物理勘探。簡稱工程物探,其目的是利用專門儀器,測定各類岩、土體或地質體的密度、導電性、彈性、磁性、放射性等物理性質的差別,通過分析解釋判斷地面下的工程地質條件。它是在測繪工作的基礎上探測地下工程地質條件的一種間接勘探方法。按工作條件分為地面物探和井下物探(測井);按被探測的物理性質可分為電法、地震、聲波、重力、磁法、放射性等方法。工程地質勘察中最常用的地面物探為電法中的視電阻率法,地震勘探中的淺層折射法,聲波勘探等;測井則多採用綜合測井。
物探的優點在於能經濟而迅速地探測較大范圍,且通過不同方向的多個剖面獲得的資料是三維的。以這些資料為基礎,在控制點和異常點上布置勘探、試驗工作,既可減少盲目性,又可提高精度。測井則可增補鑽探工作所得資料並提高其質量。開展多種方法綜合物探,根據綜合成果進行對比分析,可以顯著提高地質解釋的質量,擴大物探解決問題的范圍,縮短工程地質勘探周期並降低其成本。由於物探需要間接解釋,所以只有地質體之間的物理狀態(如破碎程度、含水率、喀斯特化程度)或某種物理性質有顯著差異,才能取得良好效果。
②鑽探和坑探。採用鑽探機械鑽進或礦山掘進法,直接揭露建築物布置范圍和影響深度內的工程地質條件,為工程設計提供准確的工程地質剖面的勘察方法。其任務是:查明建築物影響范圍內的地質構造,了解岩層的完整性或破壞情況,為建築物探尋良好的持力層(承受建築物附加荷載的主要部分的岩土層)和查明對建築物穩定性有不利影響的岩體結構或結構面(如軟弱夾層、斷層與裂隙);揭露地下水並觀測其動態;採取試驗用的岩土試樣;為現場測試或長期觀測提供鑽孔或坑道。
鑽探比坑探工效高,受地面水、地下水及探測深度的影響較小,故廣為採用。但不易取得軟弱夾層岩心和河床卵礫石層樣品,鑽孔也不能用來進行大型現場試驗。因此,有時需採用大孔徑鑽探技術,或在鑽孔中運用鑽孔攝影,孔內電視或採用綜合物探測井以彌補其不足。但在關鍵部位還需採用便於直接觀察和測試目的層的平洞、斜井、豎井等坑探工程。
鑽探和坑探的工作成本高,故應在工程地質測繪和物探工作的基礎上,根據不同工程地質勘探階段需要查明的問題,合理設計洞、坑、孔的數量、位置、深度、方向和結構,以盡可能少的工作量取得盡可能多的地質資料,並保證必要的精度。
原位測試和實驗室試驗
獲得工程地質設計和施工參數,定量評價工程地質條件和工程地質問題的手段,是工程地質勘察的組成部分。室內試驗包括:岩、土體樣品的物理性質、水理性質和力學性質參數的測定。現場原位測試包括:觸探試驗、承壓板載荷試驗、原位直剪試驗以及地應力量測等(見岩土試驗、工程地質力學模擬)。
設計建築物規模較小,或大型建築物的早期設計階段,且易於取得岩、土體試樣的情況下,往往採用實驗室試驗。但室內試驗試樣小,缺乏代表性,且難以保持天然結構。所以,為重要建築物的初步設計至施工圖設計提供上述各種參數,必須在現場對有代表性的天然結構的大型試樣或對含水層進行測試。要獲取液態軟粘土、疏鬆含水細砂、強裂隙化岩體之類的、不能得到原狀結構試樣的岩土體的物理力學參數,必須進行現場原位測試。
現場檢測與監測
用專門的觀測儀器對建築區工程地質條件各要素或對工程建築活動有重要影響的自然(物理)地質作用和某些重要的工程地質作用隨時間的發展變化,進行長時期的重復測量的工作。觀測的主要內容有:岩、土體位移范圍、速度、方向;岩、土體內地下水位變化;岩體內破壞面上的壓力;爆破引起的質點速度;峰值質點加速度;人工加固系統的載荷變化等。此項工作主要是在論證建築物的施工設計的詳細勘察階段進行,工程地質作用的觀測則往往在施工和建築物使用期間進行。長期觀測取得的資料經整理分析,可直接用於工程地質評價,檢驗工程地質預測的准確性,對不良地質作用及時採取防治措施,確保工程安全。
⑵ 工程地質學的研究方法
包括地來質學方法、實驗和自測試方法、計算方法和模擬方法。地質學方法,即自然歷史分析法,是運用地質學理論查明工程地質條件和地質現象的空間分布,分析研究其產生過程和發展趨勢,進行定性的判斷,它是工程地質研究的基本方法,也是其他研究方法的基礎。實驗和測試方法,包括為測定岩、土體特性參數的實驗、對地應力的量級和方向的測試以及對地質作用隨時間延續而發展的監測。計算方法,包括應用統計數學方法對測試數據進行統計分析,利用理論或經驗公式對已測得的有關數據,進行計算,以定量地評價工程地質問題。
模擬方法,可分為物理模擬(也稱工程地質力學模擬)和數值模擬,它們是在通過地質研究深入認識地質原型,查明各種邊界條件,以及通過實驗研究獲得有關參數的基礎上,結合建築物的實際作用,正確地抽象出工程地質模型,利用相似材料或各種數學方法,再現和預測地質作用的發生和發展過程。電子計算機在工程地質學領域中的應用,不僅使過去難以完成的復雜計算成為可能,而且能夠對數據資料自動存儲、檢索和處理,甚至能夠將專家們的智慧存儲在計算機中,以備咨詢和處理疑難問題,即所謂的工程地質專家系統(見數學地質)。
⑶ 論文的研究方法有哪些
最近我也在寫論文的開題報告。下面是我復制的,百分之百正確。
調查法
調查法是科學研究中最常用的方法之一。它是有目的、有計劃、有系統地搜集有關研究對象現實狀況或歷史狀況的材料的方法。調查方法是科學研究中常用的基本研究方法,它綜合運用歷史法、觀察法等方法以及談話、問卷、個案研究、測驗等科學方式,對教育現象進行有計劃的、周密的和系統的了解,並對調查搜集到的大量資料進行分析、綜合、比較、歸納,從而為人們提供規律性的知識。
調查法中最常用的是問卷調查法,它是以書面提出問題的方式搜集資料的一種研究方法,即調查者就調查項目編製成表式,分發或郵寄給有關人員,請示填寫答案,然後回收整理、統計和研究。
觀察法
觀察法是指研究者根據一定的研究目的、研究提綱或觀察表,用自己的感官和輔助工具去直接觀察被研究對象,從而獲得資料的一種方法。科學的觀察具有目的性和計劃性、系統性和可重復性。在科學實驗和調查研究中,觀察法具有如下幾個方面的作用:①擴大人們的感性認識。②啟發人們的思維。③導致新的發現。
實驗法
實驗法是通過主支變革、控制研究對象來發現與確認事物間的因果聯系的一種科研方法。其主要特點是:第一、主動變革性。觀察與調查都是在不幹預研究對象的前提下去認識研究對象,發現其中的問題。而實驗卻要求主動操縱實驗條件,人為地改變對象的存在方式、變化過程,使它服從於科學認識的需要。第二、控制性。科學實驗要求根據研究的需要,藉助各種方法技術,減少或消除各種可能影響科學的無關因素的干擾,在簡化、純化的狀態下認識研究對象。第三,因果性。實驗以發現、確認事物之間的因果聯系的有效工具和必要途徑。
文獻研究法
文獻研究法是根據一定的研究目的或課題,通過調查文獻來獲得資料,從而全面地、正確地了解掌握所要研究問題的一種方法。文獻研究法被子廣泛用於各種學科研究中。其作用有:①能了解有關問題的歷史和現狀,幫助確定研究課題。②能形成關於研究對象的一般印象,有助於觀察和訪問。③能得到現實資料的比較資料。④有助於了解事物的全貌。
實證研究法
實證研究法是科學實踐研究的一種特殊形式。其依據現有的科學理論和實踐的需要,提出設計,利用科學儀器和設備,在自然條件下,通過有目的有步驟地操縱,根據觀察、記錄、測定與此相伴隨的現象的變化來確定條件與現象之間的因果關系的活動。主要目的在於說明各種自變數與某一個因變數的關系。
定量分析法
在科學研究中,通過定量分析法可以使人們對研究對象的認識進一步精確化,以便更加科學地揭示規律,把握本質,理清關系,預測事物的發展趨勢。
定性分析法
定性分析法就是對研究對象進行「質」的方面的分析。具體地說是運用歸納和演繹、分析與綜合以及抽象與概括等方法,對獲得的各種材料進行思維加工,從而能去粗取精、去偽存真、由此及彼、由表及裡,達到認識事物本質、揭示內在規律。
跨學科研究法
運用多學科的理論、方法和成果從整體上對某一課題進行綜合研究的方法,也稱「交叉研究法」。科學發展運動的規律表明,科學在高度分化中又高度綜合,形成一個統一的整體。據有關專家統計,現在世界上有2000多種學科,而學科分化的趨勢還在加劇,但同時各學科間的聯系愈來愈緊密,在語言、方法和某些概念方面,有日益統一化的趨勢。
個案研究法
個案研究法是認定研究對象中的某一特定對象,加以調查分析,弄清其特點及其形成過程的一種研究方法。個案研究有三種基本類型:(1)個人調查,即對組織中的某一個人進行調查研究;(2)團體調查,即對某個組織或團體進行調查研究;(3)問題調查,即對某個現象或問題進行調查研究。
功能分析法
功能分析法是社會科學用來分析社會現象的一種方法,是社會調查常用的分析方法之一。它通過說明社會現象怎樣滿足一個社會系統的需要(即具有怎樣的功能)來解釋社會現象。
數量研究法
數量研究法也稱「統計分析法」和「定量分析法」,指通過對研究對象的規模、速度、范圍、程度等數量關系的分析研究,認識和揭示事物間的相互關系、變化規律和發展趨勢,藉以達到對事物的正確解釋和預測的一種研究方法。
模擬法(模型方法)
模擬法是先依照原型的主要特徵,創設一個相似的模型,然後通過模型來間接研究原型的一種形容方法。根據模型和原型之間的相似關系,模擬法可分為物理模擬和數學模擬兩種。
探索性研究法
探索性研究法是高層次的科學研究活動。它是用已知的信息,探索、創造新知識,產生出新穎而獨特的成果或產品。
信息研究方法
信息研究方法是利用信息來研究系統功能的一種科學研究方法。美國數學、通訊工程師、生理學家維納認為,客觀世界有一種普遍的聯系,即信息聯系。當前,正處在「信息革命」的新時代,有大量的信息資源,可以開發利用。信息方法就是根據資訊理論、系統論、控制論的原理,通過對信息的收集、傳遞、加工和整理獲得知識,並應用於實踐,以實現新的目標。信息方法是一種新的科研方法,它以信息來研究系統功能,揭示事物的更深一層次的規律,幫助人們提高和掌握運用規律的能力。
經驗總結法
經驗總結法是通過對實踐活動中的具體情況,進行歸納與分析,使之系統化、理論化,上升為經驗的一種方法。總結推廣先進經驗是人類歷史上長期運用的較為行之有效的領導方法之一。
描述性研究法
描述性研究法是一種簡單的研究方法,它將已有的現象、規律和理論通過自己的理解和驗證,給予敘述並解釋出來。它是對各種理論的一般敘述,更多的是解釋別人的論證,但在科學研究中是必不可少的。它能定向地提出問題,揭示弊端,描述現象,介紹經驗,它有利於普及工作,它的實例很多,有帶揭示性的多種情況的調查;有對實際問題的說明;也有對某些現狀的看法等。
數學方法
數學方法就是在撇開研究對象的其他一切特性的情況下,用數學工具對研究對象進行一系列量的處理,從而作出正確的說明和判斷,得到以數字形式表述的成果。科學研究的對象是質和量的統一體,它們的質和量是緊密聯系,質變和量變是互相制約的。要達到真正的科學認識,不僅要研究質的規定性,還必須重視對它們的量進行考察和分析,以便更准確地認識研究對象的本質特性。數學方法主要有統計處理和模糊數學分析方法。
思維方法
思維方法是人們正確進行思維和准確表達思想的重要工具,在科學研究中最常用的科學思維方法包括歸納演繹、類比推理、抽象概括、思辯想像、分析綜合等,它對於一切科學研究都具有普遍的指導意義。
系統科學方法
20世紀,系統論、控制論、資訊理論等橫向科學的迅猛發展,為發展綜合思維方式提供了有力的手段,使科學研究方法不斷地完善。而以系統論方法、控制論方法和資訊理論方法為代表的系統科學方法,又為人類的科學認識提供了強有力的主觀手段。它不僅突破了傳統方法的局限性,而且深刻地改變了科學方法論的體系。這些新的方法,既可以作為經驗方法,作為獲得感性材料的方法來使用,也可以作為理論方法,作為分析感性材料上升到理性認識的方法來使用,而且作為後者的作用比前者更加明顯。它們適用於科學認識的各個階段,因此,我們稱其為系統科學方法。
⑷ 工程地質常用的研究方法有哪些
1、定性評價方法
以自然歷史分析法確定不同工程地質性質的形成原因版、演變趨勢和發展預測(條件分權析)
2、 定性分析基礎上,通過定量計算,進行定性與定量評價相結合的地質過程機制分析—定量評價.
3、數學分析/
4、力學分析
5、概率分析
⑸ 工程地質學的研究方法
工程地質學的研究方法包括:地質(自然歷史)分析法、力學分析法、工程類比法與實驗法
⑹ 地質研究方法
煤層頂板穩定性預測構造解析法的主要研究內容包括: ①對礦井構造、構造應力場、煤層頂板岩性分布規律、頂板岩體力學特徵等主要因素的研究; ②結合礦井採掘工程條件綜合分析相關因素,預測煤層頂板穩定性。
煤層頂板構造評價是煤層頂板穩定性評價體系中的一個子系統,也是比較重要的一個子系統。頂板構造評價子系統的確立需要在採集有關頂板構造參數的基礎上,建立頂板構造參數庫,發現參數間的相關關系,確立評價方法和技術。礦井地質條件評價和礦井地質構造評價方法,多採用模糊綜合評判方法,在定性參數平分 ( 給定權值) 的基礎上進行綜合評判。而更多見的是用某些指數對頂板進行分區評價。以頂板岩石沉積結構構造及結合岩石力學特徵為主體的研究,也是煤層頂板穩定性評價和煤層構造研究的一個重要方面。對煤層頂板砂岩分維及與岩石力學性質相關性的研究,是頂板穩定性研究的一個新領域和新方法。對於煤礦小型地質構造的研究,自 20 世紀 80~90 年代以來,除了地球物理勘探中三維地震技術有重要突破並解決了煤礦開採的疑難問題外,在地質研究方面幾乎沒有新的進展。作者曾提出用構造 - 地層分析方法作為小型構造預測和評價的方法之一,但這一方法沒有進一步完善和發展。經過理論探討和實踐,我們認為煤層頂板構造穩定性分析及評價可按 ( 圖5.1) 思路進行。
頂板構造研究從第一層次上看,主要是考慮 3 個方面 ( 參數) : 頂板地質構造、頂板沉積 ( 岩石) 參數、頂板岩體結構及岩石力學 ( 參數) 。在第二層次的參數或指標可以設立 10 余項內容,這些參數分別進行採集和分類。第三層次的參數是具體的實測指標,是頂板構造穩定性最多、最具體、最真實的數據,需要認真收集和整理,有些參數需要采樣測試,而且要在研究區內具有相對均勻的分布。在參數採集和大量整理有關頂板構造及其相關參數的基礎上,進行相關性分析。其方法可以採用模糊綜合評判方法,也可以採用其他數學方法。
目前,在地理信息系統 ( GIS) 基礎上進行開發、定量評價煤層頂板構造穩定性是最新的方法和技術。GIS 是建立在統一地理坐標基礎上的空間信息管理系統,它是集地理數據採集、管理、查詢、計算、分析和可視表現為一體的計算機技術系統。勘察、生產過程中獲得的煤層頂板穩定性評價相關基礎資料和數據,無論是鑽孔點源資料,還是生產巷道的線狀資料或是工作面的面狀資料,其空間分布以及屬性都可以通過地理信息系統進行管理。基於 GIS,可以建立煤層頂板穩定性評價模型,該模型利用 GIS 強大的分析和成圖功能,進行煤層頂板穩定性評價,並將評價結果以圖的形式表現出來。目前常用的 GIS 系統一般均具有可開發性,針對煤層頂板穩定性評價系統的要求,通過二次開發及介面技術對GIS 系統分析處理功能的擴充,從而實現復合分析功能。
圖5.1 煤層頂板穩定性分析評價體系
⑺ 工程地質分析的基本方法有哪些
1.定性研究:通過實驗、詳細的實地研究,對地質過程的形成機制進行分析,得出定性評價
2.定量評價:定性分析基礎上,通過定量計算,進行定性與定量評價相結合的地質過程機制分析——定量評價。
⑻ 工程地質常用的研究方法有哪些
1、定性評價方法
以自然歷史分析法確定不同工程地質性質的形成原因內、演變趨勢和發展預測容(條件分析)
2、 定量評價:定性分析基礎上,通過定量計算,進行定性與定量評價相結合的地質過程機制分析—定量評價。
數學分析
力學分析
概率分析
⑼ 工程地質勘察方法有哪些
工程地質勘察方法:測繪、勘探、岩土測試、長期觀測
測繪:將建築影內響范圍內的地質現象反映容在地形圖上。是一種在地面進行的勘察方法。
勘探:是一種查明地下地質情況的勘察方法。可分為:(1)物探(地球物理勘探):根據導電率、磁性、密度以及彈性波在地下不同地層、介質(水、空洞、岩等)中傳播速度的不同來劃分岩性、地下水位、溶洞分布等等。指導鑽探。(2)鑽探:與坑(槽)探配合使用3)觸探:即是一種勘探手段,又是一種原位測試方法。
原位測試:載荷試驗、靜力觸探試驗、標准貫入試驗、十字板剪切試驗、旁壓試驗、現場直接剪切試驗。
長期觀測。
⑽ 什麼是反分析
反分析的含義
通過工程實體試驗或施工監測岩土體實際表現性狀所取得的數據,反求某些岩土工程技術參數,並以此為依據驗證設計計算、查驗工程效果以及分析事故的技術原因。例如,根據建築物沉降觀測結果,反求地基土層的模量或確定沉降計算的經驗系數,並由此驗證地基沉降量計算的確切性。
反分析是岩土工程勘察、設計的一個重要特點。由於岩土工程的影響因素復雜,設計計算所用的數學模型或計算公式都需經過一定的概化和簡化;尤其當地質條件較復雜時,岩土參數往往不易准確量測。所以設計計算的結果就存在誤差和不確定性。
此外,測試條件與工程原型之間存在較大的差別(尺寸效應、應力狀態),也影響岩土參數的可靠性和適用性。因此,單純依靠理論計算又無現成經驗的設計,可靠性較低;而以實體試驗和原型監測為依據的岩土工程設計則較為可靠、合理。
反分析應以岩土工程實體或足尺試驗為分析對象。根據系統的原型觀測,查驗岩土體在工程施工和使用期間的表現,檢驗與預期效果相符的程度。只要方法得當,反分析可以求得更加符合實際的岩土工程技術參數。它與室內試驗、原位測試一起,構成了求取岩土參數的第三種手段。也可以說,反分析是前兩種測試方法的補充,並藉以驗證其所求得的參數的實用性。