区域工程地质条件
① 什么是区域工程地质
工程地质学的复分支学制科,是调查、研究和解决与各类工程建筑有关的区域地质问题的科学。主要研究区域工程地质条件的形成和分布规律,指明不同区域可能产生的工程地质问题,为工程建设的区域规划及改造不良区域工程地质条件提供依据。
② 海岸工程地质条件
环胶州湾海岸区域工程地质条件受地形地貌、地层岩性、地质构造、水动力条件等因素的控制,不同地区上述诸因素存在着差异。详细研究近海不同地区的工程地质条件,对海岸带规划、工程地质环境适宜性、沿海工程建设和地质环境保护等方面均具有重要意义。
7.1.1 地形地貌
根据旁测声呐扫描、水深测量以及浅地层剖面资料,对青岛近海地貌体系特征进行了研究,按地貌成因将其划分为潮流地貌、潮汐河流复合地貌、海滩浪成地貌和人工地貌4个大单元。
(1)潮流地貌
潮流是半封闭海湾和开阔岸浪击面(一般水深20m)以下塑造海底地貌的主要营力,该现象在胶州湾表现明显。
胶州湾是一个半封闭的港湾,潮差大,波浪作用较弱,往复流成为控制湾内沉积作用的主要动力。湾口受基岩岬角地形的限制,口门狭窄,涨、落潮流在通过口门时,由于胶州湾口门的“狭管”效应,潮流加强了对底部的冲刷,使得湾口被侵蚀成沟槽。底部侵蚀的物质,在涨、落潮流的带动下,涨潮在湾内沉积,落潮在湾外堆积,形成涨、落潮流三角洲。在地貌形态上,湾口处为主潮道,向湾内呈分支状散开成为分支潮道,形成涨潮三角洲上的沟-脊相间地形,潮流沙脊为涨潮三角洲上的次级地貌形态。
(2)潮汐河流复合地貌
入湾河流多从西侧进入,且为源近流短的小河。主要河流为大沽河,每年输入湾内的泥沙达到959200t;其次为洋河,每年输沙量为258100t。海湾波浪作用很弱,浪高多小于0.5m;沉积物受到潮流的作用,大部分在河口发生沉积。大沽河入海的流量为27.74m3/s,洋河入海平均流量在1.78m3/s,总体约为30m3/s,与潮流作用相比河流的作用相对较小。胶州湾西部潮流平均流速小于20cm/s,湾顶平均潮差比湾口增大约30cm,计算该区平均潮差在300cm,最大潮差500cm,所以该区主要动力为潮汐作用。当落潮至平均低潮面位置时(图7.1),大沽河河道突入到三角洲前缘;当高潮时,大沽河及洋河下部曲流河道在潮流的顶托作用下实际上成为一条潮道,具有双向潮流的特征。罗家营剖面可见明显的点坝和泥质潮上带,主要由粉砂与泥互层组成,含有丰富的植物碎屑,在烟台顶附近潮坪可见贝壳堤。根据以中沙为主的潮道内贝壳的14C年龄测定,大沽河河口湾形成于约8.24±0.12kaB.P.,大沽河口7.40~7.65m贝壳14C年龄为5.93±0.18kaB.P.,李家庄2.30m淤泥14C年龄为6.01±0.08kaB.P.,确定该相属于全新世中期高水位以来的沉积相。
图7.3 大沽河-洋河三角洲沉积相序
(3)海滩浪成地貌
胶州湾海滩海浪侵蚀地貌也较发育,海蚀平台、海蚀洞、海蚀崖是常见的海蚀地貌形态。海蚀崖底部多处于波浪作用之下,因组成物质不同,其形态也各异。湾内的断层海蚀崖分布在阴岛东北的东洋嘴—邵哥庄一带,该段海崖为NE-SW走向,岸线平直,断层面向东南倾,倾角60°左右,断层面除有浪蚀痕迹外,还有断层镜面和擦痕;海岸的东南侧,尚有从东北向西南分布的海蚀平台和海蚀柱等海蚀地貌形态。
(4)人工地貌
随着经济建设的蓬勃发展,胶州湾近海沿岸的开发日新月异。湾北部和西北部平原海岸区开辟了大规模的盐田,东部沿岸建设了许多工厂、海港。近几年来,黄岛也先后建筑了几座码头,并在近岸处建筑了各种防潮墙、防浪堤。胶州湾的许多岸段早已不再是自然海岸,而是人工海岸。
7.1.2 地层岩性
(1)地层及基岩类型
胶州湾内的地层有古生界胶南群邱官庄组,白垩系的青山组和莱阳组,此外还有燕山期的花岗岩。其中,古生界胶南群邱官庄组主要为中厚层的白云变粒岩和黑云变粒岩及浅粒岩,青山组和莱阳组主要以青山组中酸性火山岩和中基性火山岩为主。
岩石力学差异性主要受岩性本身、断裂构造及断层附近相应岩脉侵入的影响,造成各种岩性的岩石力学指标不同; 同时,岩性变化及构造的影响,导致岩石风化界面的差异性甚为明显,不同岩性的岩石风化层厚度相差巨大。上述差异性是工程建设中应重点考虑的主要工程地质问题之一。针对胶州湾的工程地质条件,以下几点应予考虑:
1) 岩石界线: 两种岩石的差异性可能导致承载力的不同,从而引起不均匀沉降。即使在力学性质较好的花岗岩区,如被无数条岩脉及断层切割成非完整的块体,其力学性质则会大大降低。
2) 脉岩带 ( 群) 的发育: 脉岩发育本身就代表着处于伸展构造带,在地下水的作用下,容易发生附近岩石的破碎和弱 ( 软) 化; 其次,岩脉自身岩性存在差异,特别是煌斑岩容易发生风化。故工程建设应尽量避开脉岩带。
3) 节理裂隙的发育: 易造成岩石软 ( 弱) 风化程度的差异。缓平的节理在水做润滑剂及建筑物重压下,如具有临空面,则可能发生滑裂。因此,工程建设时应考虑节理裂隙的发育情况。
4) 基底起伏: 在湾口存在海底地表的强烈切割、小型冲沟发育以及不同地段基岩埋深的差异性,因此当建筑物置于不同性质与厚度 ( 或埋深) 的地层上时,岩石地基存在较大的差异,将给工程带来不良的影响。
( 2) 底质类型
胶州湾区内表层沉积物底质类型可分为以下几大类型: 泥质砾、沙、粉沙质沙、泥质沙、沙质粉沙、砾质泥、含碎石结核砾质泥、沙质泥、粉沙、泥和黏土。其中,砂质粗粒沉积主要分布在大沽河、洋河河口附近,主潮道及分支潮道,涨、落潮流三角洲潮流沙脊以及大福岛南部残留沉积区; 粉沙及泥质细粒沉积主要分布在潮下带水动力条件较弱的区域。研究区沉积体系划分为大沽河 - 洋河潮汐河流复合三角洲、湾口两侧涨落潮流三角洲以及波浪作用下的海滩沉积体系。
( 3) 第四系厚度
调查发现,胶州湾内的沉积物大致与海岸平行分布。在 “V”形的底部是沉积中心,沉积物较为集中,湾内厚度变化很大,自 0m 至 52m 变化,平均厚度 21m。湾口附近缺失松散沉积物,向两侧逐渐增厚。在胶州湾西侧,岸边附近沉积物厚度一般小于 10m,向湾中心沉积物厚度逐渐缓慢增厚,中心厚度稳定,均在 25m 左右。在湾东岸,根据已有的资料显示,沉积物厚度变化剧烈,自基岩海岸处 0m 厚迅速增加至 25m,且在马蹄礁以北有两个较厚的沉积中心,最厚处为 40 ~ 45m。在湾口以北 36°05'纬线附近,沉积厚度呈EW 向迅速变化,从湾口的 5m 左右迅速变为 25 ~ 40m。全新世以来的海相沉积层的厚度在胶州湾内最大约 10m,位置处于 36°05' ~36°08'和 120°09' ~120°17'之间,总体近 EW向展布。其余地方的沉积物厚度约为 5m。自 36°05'以南至 120°19'之间的湾口位置,沉积物厚度基本为 0m。湾外主潮流通道处沉积厚度也较薄,根据钻孔资料分析沉积厚度小于2m。向落潮流三角洲方向,沉积厚度逐渐增厚,在 36°及 120°30'位置厚度达到 10m。
7.1.3 地质构造
海岸带主要以基岩断裂构造为主,褶皱构造不发育。断裂构造以 NE、NNE 向和 NW向3组断裂为主要构造线,它们控制了区域地貌特征和地层空间分布。其中,对工程地质环境有一定影响的断裂主要是通过陆上露头或海上浅地层剖面探测或调查推断的断裂。区内有重要影响的沧口断裂宽度为50~100m,走向40°,倾向310°,倾角70°,控制莱阳群、青山群沉积及崂山超单元的分布;带内发育碎裂岩、粉碎岩及糜棱岩。第四系覆盖严重,胶州湾内下降盘第四系厚度大。
7.1.4 水深及水动力条件
湾内地形总趋势是西北浅、东南深,海底地势自北向南倾斜,湾内平均水深约7m,湾口附近水深较深,最大水深为64m;湾口以外地势较为平坦,平均水深约为20m。
该区潮流属于正规半日潮流,涨潮历时1~2h,运动方式为往复流,潮流流速从湾口至湾顶逐渐递减,湾口的团岛断面流速为150~160cm/s,湾中部为70~80cm/s,湾顶部小于50cm/s。胶州湾的波浪主要有两种:一是外海产生的涌浪,涌浪为E—SW向,以SE向的涌浪最多,年频率为26%;二是湾内本身产生的风浪,NW向的风浪最多,年频率为10%。波浪自湾口向湾内传播时波高逐渐减小,湾内年平均波高一般不超过0.5m;胶州湾口中心50年一遇波要素H1/10大波平均波高为318cm。
7.1.5 潜在地质灾害
从空间分布上将地质灾害划分为推断断层、不规则基岩面、地震、埋藏古河道、埋藏谷、潮沟、陡坎及沙波。构造、深层控制引起的地质灾害有断层、不规则基岩面和地震;处于海底浅层范围的灾害现象有埋藏古河道、埋藏谷及冲沟;海底表层因水动力条件的不同引起的微地貌现象有潮沟、陡坎和沙波;水动力条件强烈引起的滨岸及海岸变迁有海岸侵蚀及海水入侵。
7.1.6 岩土物理力学参数
岩土物理力学参数参考海湾大桥工程地质勘察相关资料,工程地质特征主要表现为岩土力学性质的差异以及淤泥质软土的土体物理力学性质。
③ 区域环境工程地质评价
4.3.1区域稳定性分析
黄河三角洲是在基底构造甚为破碎、济阳凹陷的一个次级负向构造单元上发育形成的。由于区内东北部位于北西向的燕山——渤海地震带及北东向的沂沫断裂地震带的交汇部位,因而与新构造运动有关的构造地震异常活跃。据山东省地震局1985年10月布设的东营—垦利、陈家庄—河口的现代形变及牛庄—新刁口的两次a径迹测量结果,埕子口断裂、孤北断裂、陈南断裂、胜北断裂和东营断裂的现代活动都有显示,说明区内的区域稳定性较差。区内新生代以来的断裂活动表现为具有继承性脉动活动的特点。尤其是5号桩,桩西至海港一带位于上述两条活动断裂地震带的交汇复合部位,新生代以来断陷幅度最大,历史上曾发生过3次7~7.5级地震,区域稳定性差。根据以上的地震预测,影响烈度一般都在Ⅶ度以上,5号桩一带为Ⅷ度。根据我国建筑规范规定,一切建筑物都应设防加固,以保安全。
区内饱和砂土、饱和粉土具有液化的宏观条件。在历史地震发生时,曾有喷水冒砂、地面裂缝等现象发生。其液化程度受以下因素影响:土的颗粒特征、密度、渗透性、结构、压密状态、上覆土层、地下水位埋深、排水条件、应力历史、地震强度和地震持续时间等。
由于黄河三角洲地质体物质组成主要是粉砂,且孔隙度较高,加之形成期堆积速率快,造成地质体中含水量高。随着时间推移,在上覆沉积物挤压下,孔隙中水逐渐被挤压,造成地质体压缩,导致地面下沉。根据1988年在黄河海港地区实测,该地区压实下沉速率可达6cm/a,因此由于地面下沉所引起的海面相对上升则更加剧了海岸侵蚀。
另外,近几十年来的人为活动加剧了本区地面沉降的发展,如:建筑地基承载力不足引起的土体压缩,地下水、石油、卤水的开采所引起的含水层、储油层压缩等。
由此可见,黄河三角洲地区环境工程地质问题颇多,本节将对直接影响东营市经济发展和规划的地表下25m土体工程地质类型及其物理力学性质、工程地质性质的区域性变化等进行深入研究。
4.3.2土体的工程地质分类及工程地质特征
区内小清河以北为黄河三角洲平原,小清河以南多为山前冲洪积平原,基岩埋深在数百米以下,表层均为第四系松散沉积物,鉴于一般工业与民用建筑物地基持力层一般均在15m以上,一般中高层建筑物持力层一般在25m以上的特点,下面仅以0~25m的土体为对象,进行分析和研究(图4-6)。
图4-6地表土体类型示意图
1.土体的岩性与结构特征
(1)土体岩性分类
区内0~25m深度内的地层多为第四系全新统地层,其沉积环境受黄河和海洋交互或共同影响,形成了以细颗粒为主的地层。所表现出的岩性以粉土最为广泛,其次为粉质粘土、粉砂、粘土,局部有细砂,其主要岩性特征见表4-6。
表4-6黄河三角洲0~25m地层岩性分类及主要特征表
(2)土体结构特点
区内土体结构无单层结构,多为多层结构,(多层结构是指一定深度内由3层或3层以上的地层构成),这也是区内的沉积环境所决定的,该区濒临渤海,是河流的最下游段,河道游荡较频繁,古地貌特点反复变化,携带泥、砂的水动力特点也随之变化,因此,区内一般无巨厚的单层岩性沉积。
2.土体工程地质特征
(1)山前冲洪积平原区土体工程地质特征该区地面下25m的沉积物为第四系全新统冲积、洪积(
(2)古黄河三角洲区土体工程地质特征该区地面下25m的沉积物为第四系全新统冲积、海积、湖沼相沉积(
(3)现代黄河三角洲平原区土体工程地质特征
该区地面下25m的沉积物为第四系全新统冲积海积物(
3.地表下0~25m土体物理力学指标的变化规律
(1)古黄河三角洲区的物理力学性质总体上好于现代黄河三角洲,这正是由于现代黄河三角洲的成陆时间晚于古黄河三角洲,其自重固结的程度差于前者。
(2)无论是古黄河三角洲区还是现代黄河三角洲区各类岩性土层的物理力学指标显示出一个较明显的规律,即从地表向下随深度的增加土层的物理力学指标以较好—较差—好发生变化。一般较差的深度段在5~10m和10~15m。这一变化规律也与区内的沉积环境相吻合,力学指标较差的深度段为1855年黄河改道以前沉积的冲湖积、冲海积相为主的地层。
4.3.3天然地基承载力、饱和砂土液化及软土与盐渍土
1.天然地基承载力
黄河三角洲地区基土承载力在不同位置、不同层位均有较大变化,从小于80kPa到大于300kPa。天然地基承载力指自地表算起的第一层或第二层基土(当第一层厚度小于3m,且第二层基土承载力高于第一层时,取第二层承载力数据)的承载力。区内天然地基承载力可分为4个等级(表4-7),其分布与变化规律与地貌单元有较密切的相关关系(图4-7)。
(1)承载力低区(fk<80kPa)的分布
① 呈条带状分布于现代黄河三角洲工程地质区内。如利津县虎滩乡西南—河口区义和镇南部、河口东南孤河水库—渤海农场总场北以及现代黄河入海口北侧等地,以上各地带多为1855年以后成陆,且位于滨海低地或洼地内,排水条件差,自重固结程度低。
表4-7天然地基承载力分区特征表
② 呈小片状分布于古黄河三角洲平原区。如东营区胜利乡南部,利津县王庄乡南部等。
(2)承载力较低区(80≤fk<100kPa)的分布
① 沿海岸线分布,宽度不一。
② 沿黄河泛流主流带边缘、前缘和洼地展布。如利津县大赵乡—虎滩—罗镇—河口区一带、集贤乡—渤海农场总场、孤北水库北部、利津前刘乡—东营区西城,以及东营区龙居乡—西范乡一带。
(3)承载力中等区(100≤fk<120kPa)的分布
① 分布于决口扇的顶部及缓平坡地区。如利津县南宋—北宋—明集,东营区龙居乡—油郭乡—六户镇—广饶县丁庄乡以及胜坨乡—高盖乡等地。
② 分布于现代黄河三角洲顶点附近。如宁海乡—汀河乡、宁海乡—傅窝乡一带。
③ 分布于现代黄河三角洲北部、东部。如河口区新户—刁口乡、孤东水库—五号桩、垦利县建林乡—孤东水库、建林—西宋乡。
(4)承载力较高区(fk>120kPa)的分布
① 分布于古黄河三角洲的南部。如牛庄—陈官—小清河一带。
② 分布于小清河以南的山前冲洪积平原区。
③ 零星分布于近代黄河三角洲平原区的地势较高处。
2.饱和砂土液化
砂土液化是指处于地下水位以下松散的饱和砂土,受到震动时有变得更紧密的趋势。但饱和砂土的孔隙全部为水充填,因此,这种趋于紧密的作用将导致孔隙水压力骤然上升,而在地震过程的短暂时间内,骤然上升的孔隙水压力来不及消散,这就使原来由砂粒通过其接触点所传递的压力(有效压力)减少,当有效压力完全消失时,砂层会完全丧失抗剪强度和承载能力,变得像液体一样的状态,即通常所说有砂土液化现象。
区内的饱和砂土、饱和粉土具有液化的宏观条件,在历史地震发生时,曾有喷水冒砂、地面裂缝等现象发生。其液化程度受以下因素影响:土的颗粒特征、密度、渗透性、结构、压密状态、上覆土层、地下水位埋深、排水条件、应力历史、地震强度和地震持续时间等。
液化判别就是根据土的物理力学性质及其他工程地质条件,对土层在地震过程中发生液化的可能性的判别。国家标准《建筑基础抗震设计规范》(GBJ11-89)中规定了饱和砂土、饱和粉土的液化判别方法,在对区内饱和砂土、饱和粉土的液化判别时,即依照了前述规范提供的方法,在液化势宏观判定的基础上,采用了原位测试资料——标准贯入试验进行了液化临界值和液化指数的计算。根据液化指数对地基液化等级的划分见表4-8。区内液化砂土的分布规律见图4-8。
(1)严重液化区
① 分布于现代黄河三角洲顶点,向北向东呈扇形展布的黄河泛流主流带的中上游部位,主要在陈庄镇—六合乡、虎滩乡—义和镇一带。
图4-7天然地基承载力分区示意图
表4-8地基液化等级表
② 零星分布于废弃河道带和决口扇,如下述地带:东营区永安乡—广北水库一线,呈条带状分布,为废弃河道带;利津县店子乡—前刘乡,呈片状分布,为决口扇的中部;东营区史口乡附近、东营区六户镇西侧、河口区新户乡东北等地。
该区内的饱和粉土、饱和粉砂颗粒均匀,粘粒含量低,沉积厚度较大,形成年代新,固结程度差,因此是最易发生液化的地区。
(2)中等液化区
① 分布于较大的决口扇及决口扇前缘坡地地带,利津县城东—明集乡—大赵乡、东营区胜利乡—董集乡—油郭乡一带。
② 分布于黄河泛流主流带或其边缘地带。宁海乡—垦利县城;陈庄镇—傅窝乡;渤海农场总场东—建林乡—新安乡;义和水库南—河口区。
③ 在滨海低地带内有零星片状分布,五号桩及以东地区;刁口码头东北—孤北水库北部;新户乡以西及以北的近海地带。该区一般位于严重液化区的外围及决口扇顶部位或零星分布于小规模的黄河主流带,饱和粉土、粉砂的粘粒含量较低,固结程度较差,因此是较易发生液化的地区。
(3)轻微液化区
① 分布于古黄河三角洲泛滥平原及决口扇边缘,如下述地带:利津县南宋乡—北宋乡;东营区龙居乡—广饶县陈官乡—丁庄乡。
② 分布于现代黄河三角洲的非黄河泛流主流带区,如下述地带:利津县王庄乡—垦利县胜坨乡;利津县集贤乡—垦利县城东部;河口区太平乡—义和水库。
该区粉土、粉砂的沉积厚度较小,粘粒含量较高,因此液化程度较轻。
(4)非液化区
① 分布于工作区小清河以南的山前冲洪积平原,该区地下水位埋藏深,水位以下的饱和粉土,粉砂密实程度较好,因此不易液化。
② 分布于沿海地带的滨海低地,该区除河口相沉积外,地层粘粒含量较高或以粘性土为主,因此不易液化。
3.软土与盐渍土
(1)软土
软土一般是指天然含水量高、压缩性大、承载力低的一种软塑到流塑状态的粘性土。如淤泥、淤泥质土以及其他高压缩性饱和粘性土、粉土等。黄河三角洲地区地处渤海之滨,具有软土的沉积环境,钻探资料亦证明,区内呈片状分布着软土。
① 软土的划分标准
本次划分软土时采用如下方法:当满足下列条件之一时,并且厚度大于0.50m,将其确定为软土:承载力标准值fk<80kPa;标贯锤击数N63.5≤2;静力触探锥头阻力qc<0.5MPa;流塑状态。
② 软土的空间分布
软土主要分布于区内的东北部滨海地带、河口—刁口码头一带。利津县罗镇—黄河故道西、垦利县下镇乡东部,另外在利津县明集乡—广南水库一线呈不连续片状、碟状分布。
③ 软土的成因及主要物理力学性质
区内的软土具有两种成因:①烂泥湾相沉积:在历次河口的两侧,沉积的以细粒成分为主的土层,一直处于饱和状态,排水固结过程进展缓慢,所以土的力学性质很差。颜色以灰褐色为主,流塑态,土质细腻,岩性以粉质粘土为主,夹粉土和粘土薄层。②滨海湖沼相沉积:颜色以灰—灰黑色为主,有机质含量较高,具腥臭味,为淤泥或淤泥质土。
图4-8地基砂土液化分区示意图
表4-9软土的主要物理力学指标统计表
从表4-9中可以看出:区内软土具有含水量高、孔隙比大、压缩性高、承载力低的特点,在荷载作用下变形较大,对建筑物极为不利。因此,在工程建设规划时,应尽量避开有软土分布的地区。在无法避开软土的建筑物,应对区内的软土有足够的重视,采取一定的处理措施,对于一般工业民用建筑可采取粉喷桩法进行处理,对于高层重型建筑物应采取深基础,如沉管灌注桩等,以避开软土的不利影响(图4-9)。
(2)盐渍土
当土中的易溶盐含量大于0.5%,且具有吸湿、松胀等特性的土称为盐渍土。区内的盐渍土为滨海盐渍土,按含盐性质则大部分属氯盐渍土,局部为硫酸盐渍土,盐渍土按含盐量可分为弱盐渍土(0.5%~1%),中盐渍土(1%~5%)、强盐渍土(5%~8%)和超盐渍土(>8%),区内的盐渍土主要为弱盐渍土,局部地段有中盐渍土(见图4-10)。
4.3.4工程地基适宜性评价
工程建筑地基适宜性受多种因素的影响,为达到评价结果清晰简洁、合理反映出区内建筑适宜性等级的目的,选用了专家聚类法(亦称总分法)进行评价。评价过程为:首先拟定评价因子,对各评价因子量化、分级并给定各级别的标准分,其次用傅勒三角形法确定各评价因子的权重,然后计算各勘测点单项因子分值和总分值,再按各点的总分值进行分区。最终的评价结果见表4-10、4-11、4-12、4-13。
图4-9软土分布示意图
图4-10盐碱土分布示意图
表4-10一般工业与民用建筑地基适宜性评价方案(评价深度10m)
① 沉降因子
② DⅠ——山前冲洪积平原;DⅡ——古黄河三角洲平原;DⅢ——现代黄河三角洲平原。
表4-11一般工业与民用建筑地基适宜性评价分区说明表
表4-12高层重型建筑物地基适宜性评价方案(评价深度25~30m)
表4-13高层重型建筑物地基适宜性评价分区说明表
一般建筑、高层建筑物地基适应性评价分区见图4-11、4-12。
图4-11一般建筑物地基适宜性评价分区示意图
图4-12高层建筑物地基适宜性评价分区示意图
④ 工程地质条件包括哪些因素
(1) 地层的岩性:是最基本的工程地质因素,包括它们的成因、时代、岩性 相关书籍
、产状版、权成岩作用特点、变质程度、风化特征、软弱夹层和接触带以及物理力学性质等.(2) 地质构造:也是工程地质工作研究的基本对象,包括褶皱、断层、节理构造的分布和特征、地质构造,特别是形成时代新、规模大的优势断裂,对地震等灾害具有控制作用,因而对建筑物的安全稳定、沉降变形等具有重要意义.(3) 水文地质条件:是重要的工程地质因素,包括地下水的成因、埋藏、分布、动态和化学成分等.(4) 地表地质作用:是现代地表地质作用的反映,与建筑区地形、气候、岩性、构造、地下水和地表水作用密切相关,主要包括滑坡、崩塌、岩溶、泥石流、风沙移动、河流冲刷与沉积等,对评价建筑物的稳定性和预测工程地质条件的变化意义重大.(5) 地形地貌:地形是指地表高低起伏状况、山坡陡缓程度与沟谷宽窄及形态特征等;地貌则说明地形形成的原因、过程和时代.平原区、丘陵区和山岳地区的地形起伏、土层厚薄和基岩出露情况、地下水埋藏特征和地表地质作用现象都具有不同的特征,这些因素都直接影响到建筑场地和路线的选择.
⑤ 什么是区域工程地质条件适宜性评价
一是补充评价复法。例制如,某地已全面开展了土壤等级的评价,如果要进行宜耕、宜林地的评价,只需在土壤等级的基础上,增加对地形坡度、水源条件、交通条件等限制因子的评定,就可以综合确定宜耕、宜林的适宜等级。
二是调查汇总法。就是规划人员深入到基层。通过实地调查访问。了解土地适宜性,然后逐级汇总。以宜耕荒地评价为例,调查人员深入到乡或村里,请当地有经验的农民和熟悉情况的农业技术推广站、土肥站的业务人员,在土地利用现状图上指明哪些荒地宜农,哪些是一等宜农荒地,哪些是二等宜农荒地,然后将宜农荒地的数量、质量及图件汇总。
在有些地区,还可以采用更简便的方法,即统一规定评价的重要技术指标,例如规定地形坡度、土层厚度、水源条件等主要评价指标及其评价等级,统一印制表格,由各乡各村组织填写,进行汇总即可。
⑥ 区域工程地质及水文地质调查范围怎么算
一般都会有该地区的地形图,通过地形图上的面积以及比例尺可以计算出调查的范围。
水文地质,地质学分支学科,指自然界中地下水的各种变化和运动的现象。水文地质学是研究地下水的科学。它主要是研究地下水的分布和形成规律,地下水的物理性质和化学成分,地下水资源及其合理利用,地下水对工程建设和矿山开采的不利影响及其防治等。随着科学的发展和生产建设的需要,水文地质学又分为区域水文地质学、地下水动力学、水文地球化学、供水水文地质学、矿床水文地质学、土壤改良水文地质学等分支学科。近年来,水文地质学与地热、地震、环境地质等方面的研究相互渗透,又形成了若干新领域。
区域水文地质调查工作区域可以是自然地理单元或水文地质单元,也可以是行政区域,面积一般较大,在数百平方千米以上。小比例尺(小于1︰10万)区域水文地质调查为综合性区域水文地质调查,目的是为国民经济发展和国防建设远景规划提供水文地质依据,并为今后进一步更大比例尺各种水文地质工作提供区域性水文地质基础资料。中比例尺(1︰5万~1︰10万)区域水文地质调查可以是为国民经济建设和国防建设提供较详细区域水文地质资料的综合性水文地质调查,也可以是为某一专门性水文地质工作任务提供较详细区域水文地质背景资料的,在综合性调查基础上加有必要专门性调查工作的水文地质调查。小比例尺区域水文地质调查的主要任务是通过收集资料、地面调查、勘探、试验和观测工作等手段,查明调查区区域水文地质条件,包括主要含水层的岩性、埋藏分布条件,各含水层地下水的成因、类型、补迳排条件及其水质水量的分布和变化情况等。中比例尺区域水文地质调查的主要任务是在小比例尺区域水文地质调查的基础上,通过增加必要的调查工作和提高调查工作的精度要求,进一步查明区域水文地质条件,并根据其专门性水文地质调查任务的需要,进行必要的专门调查、勘探、试验和观测工作,查明有关问题。中国区域水文地质调查工作始于1949年中华人民共和国成立以后。50年代和70年代初,占全国陆地总面积约1/3的地区完成了1︰20万区域水文地质普查。20世纪70年代后至今,全国除西藏地区、海拔4000米以上的高寒山区、原始森林地区和部分沙漠地区外,都已完成了1︰20万区域水文地质普查。此外,根据需要,部分研究程度较高的地区完成了诸如农田供水、土壤改良、城市供水、生态环境等不同目的的1︰5万或1︰10万比例尺的区域水文地质调查。
第一讲 区域地质调查方法与要求
工作方法
区域地质调查最基本最主要的工作方法是 野外实地勘查和观测研究,并将所获得的地质信息填绘在地理底图上(见地质填图),并按一定格式记录下来(见地质编录)。此外,为了更有效更准确地获得和识别地质信息,还常采用以下方法:
①地球物理勘探,包括重力勘探、磁法勘探、电法勘探、地震勘探、核法勘探、地温法勘探以及钻孔地球物理勘探。 对重要成矿区带取得的1:5万高精度磁测、重力资料及激发极化法测量资料应进行系统的数据处理和分析解释。对高精度重力和高精度磁测数据一般要进行滤波、位场转换、解析延拓、局部异常的求取等数据处理。通过大比例尺物探数据的各类常规处理和对场源空间特征的分析,结合区域地质矿产特征,系统地推断控矿构造、岩体、地层或标志层。综合研究成矿环境和地球物理找矿标志。
②地球化学勘查。 应全面收集区内的区域地球化学、矿区(床)地球化学及异常查证等资料,应用范围大体为: (1) 基础地质:(a) 主要地质体的地球化学组份特征; (b) 区域构造地球化学特征。 (2) 矿产地质:(a) 区域地球化学背景与异常分布特征;(b)成矿区带、矿田及矿床地球化学特征;(c) 局部地球化学异常组合特征,异常解释、推断、追踪评价及找矿地球化学标志;(d) 系统整理化探异常的面积、强度、规模、浓度分带、组分分带、各种比值等数据,研究分析化探异常分布规律、元素组合规律及与物探异常关联对比等,结合异常地质背景和成矿条件,以及地表矿(化)点、蚀变带分布,对化探异常进行定性解释和分类排序,提出矿产检查工作安排建议。 (3) 环境地质:(a) 城市及重要经济区元素地球化学分布特征;(b) 重要农业区元素地球化学分布特征;(c) 地方病发生区元素地球化学分布特征; (d) 重要自然景观区元素地球化学分布特征等。
③在基岩出露好、地质标志较清禁的地区,还可采用遥感图象解释的方法(见遥感地质)。遥感地质解译工作重点是:区域构造格架解译;各类地质填图单元解译;矿产地质解译(如已知成矿、控矿地质体、地质构造追索圈定,与成矿、控矿相关的遥感线、环、纹、斑、色调等特征影像提取,与成矿、控矿相关的隐伏岩体圈定等);灾害、环境地质解译(如滑坡、泥石泥、地裂缝、地面塌陷圈定等)。
④重砂测量(重砂指由比重较大、物理和化学性质比较稳定的矿物的颗粒所组成的松散集合体),通过重砂分析和综合整理,发现并圈出矿产机械分散晕,即与矿产密切相关的指示矿物的重砂异常,据此进一步追索原生矿床和砂矿床。重砂测量包括人工重砂测量和自然重砂测量,是区域地质调查中广泛使用的一种找矿方法。尤适用于水系发育的地区。
.区域地质调查
简言之就是对一定区域范围的基础地质情况进行调查和研究。(简称“区调”、“区测”或“填图”)。
(1)一定区域
就是国家统一规定按经纬度把全国分成若干个方块,每一个方块就是一个区域范围。(以区域中重要城镇命名,如巢湖幅)
(2)地质情况
包括:这个区域中的地层古生物、岩石、矿床、地球化学、水文、工程地质以及环境地质、农业地质、灾害地质、地质构造等基础地质。
区域地质调查的最终成果是地质图、地质报告。
2.地质图
将一定区域范围内的各种地质体,按一定的比例尺,投影到地形平面图上,并用规定的符号表示出来的图件,称为地质图。
(1)按比例尺划分地质图
按比例尺不同可以划分为不同比例尺的地质图。
小比例尺地质图:1/100万——1/50万,全国、全省范围大区域地质调查
中比例尺地质图:1/20万——1/5万,在一个省范围内区域地质调查
大比例尺地质图:1/2.5万——1/1万,还有1/1000-1/100(主要针对具体矿床、矿体或者小范围特殊需要进行地质调查)
(2)地质体
沉积岩——可划分到群、组、段
火成岩——包括各种岩体:花岗岩、辉长岩……等。
变质岩——不同变质程度的变质岩,若片麻岩、麻粒岩……等
其他地质体——如矿体、生物礁体、特殊地质标志层……等
二、填图单位的确定原则与方法
1.侵入岩地区
是以不同的侵入体来划分填图单位。例如酸性花岗岩,中性的闪长岩,正长岩、基性、超基性的辉长岩、橄榄岩等,为不同的填图单位。
2.变质岩地区
以不同的变质岩类型,例如片岩、片麻岩、麻粒岩、……等。
3.沉积岩地区
(1)以地层为基础来划分
①岩石地层 ②生物地层 ③年代地层 ④磁性地层 ⑤化学地层 ⑥矿物地层。目前主要以岩石地层为主。
(2)岩石地层单位划分的原则
①依据岩性特征和相对地层位置
②可以是一种或几种岩石类型的组合
③整体岩性一致,野外易于识别
④岩石地层单位是客观描述的实体,它不能根据成因和形成年代来划分。(但反过来研究地层单位成因和形成年代,却有助于客观地选择岩性标志,以便更好地划分地层)。
(3)岩石地层单位的种类(可分为正式的和非正式的)
①正式的岩石地层单位:有定义并正式命名的“群”、“组”、“段”、“层”
A:群——是高级别的正式岩石地层单位(一般由纵向上相邻的两个或两个以上的具有某种共同岩性特征的组而成,或由一个规模较大的老组再分组升级为群,保留原地理名称)。
B:组——是等级居中的岩石地层单位(划分适度的地区性或区域性岩石地层单位)。
组的重要含义还在于其总体岩性一致,并具有可填图性,即野外易识别、追索,并可在1:5万地质图上表示出来。
C:段——是级别低于组的岩石地层单位。段是组的组成部分。正式命名段必须具有与组内相邻岩层明显不同的岩性特征,并且分布范围广,对研究区域地层有用。
D:层——是等级最低的岩石地层单位。层一般由岩性、成分、生物组合(视为物理特征)等特征显著区别于相邻岩层的单层或复层构成。它厚度不大(数厘米或数米至十余米),在侧向上横穿不同的组或段,而名称保持不变。通常只有区域性地层划分对比的标志层才正式命名层。
②非正式填图单位
非正式岩石地层单位是未被正式命名或不需要正式命名的局部性岩石单位。
常使用带(段、层)、透镜体、礁、(岩舌、岩楔)等术语(如灰岩礁、斑脱岩带,生物化石富集带(层)等。
划分非正式岩石地层单位主要是为了突出其特殊性。
(4)比例尺不同,岩石地层单位划分的级别不同
A:1/100万——划分到“群”(即几个组合并)。
B:1/20万,可以是“群”,主要以“组”为单位。
C:1/5万——必须划分到“组”,根据地质情况有时还可以划分“段”。
D:岩石地层单位的厚度,在图上表示时不能小于1mm。
不管比例尺大小,岩石地层单位的厚度,在图上一般不能小于1mm。否则在地质图上就表示不出来。
⑦ 平原区工程地质条件,及优缺点有哪些
平原地区一般为土质结构,基础不如山区稳固,因此在建造高大的建筑物或大型工程设施的时候需要进行桩基处理,优点是小型建筑物容易施工,平整难度小。
⑧ 什么是工程地质条件
工程地质条件是指工程建筑物所在地区地质环境各项因素的综合。
包括:
(1) 地层的岩性:是最基本的工程地质因素,包括它们的成因、时代、岩性、产状、成岩作用特点、变质程度、风化特征、软弱夹层和接触带以及物理力学性质等。
(2) 地质构造:也是工程地质工作研究的基本对象,包括褶皱、断层、节理构造的分布和特征、地质构造,特别是形成时代新、规模大的优势断裂,对地震等灾害具有控制作用,因而对建筑物的安全稳定、沉降变形等具有重要意义。
(3) 水文地质条件:是重要的工程地质因素,包括地下水的成因、埋藏、分布、动态和化学成分等。
(4) 地表地质作用:是现代地表地质作用的反映,与建筑区地形、气候、岩性、构造、地下水和地表水作用密切相关,主要包括滑坡、崩塌、岩溶、泥石流、风沙移动、河流冲刷与沉积等,对评价建筑物的稳定性和预测工程地质条件的变化意义重大。
(5) 地形地貌:地形是指地表高低起伏状况、山坡陡缓程度与沟谷宽窄及形态特征等;地貌则说明地形形成的原因、过程和时代。平原区、丘陵区和山岳地区的地形起伏、土层厚薄和基岩出露情况、地下水埋藏特征和地表地质作用现象都具有不同的特征,这些因素都直接影响到建筑场地和路线的选择。
(6)地下水:包括地下水位,地下水类型,地下水补给类型,地下水位随季节的变化情况。
(7)建筑材料:结合当地具体情况,选择适当的材料作为建筑材料,因地制宜,合理利用,降低成本。
⑨ 一、什么是工程地质条件,包括哪些方面
工程地质抄学是地质学的一门分支学袭科,是工程科学与地质科学相互渗透、交叉形成的边缘学科,从事人类工程活动与地质环境相互作用关系的研究,是服务于工程建设的应用科学。
工程地质问题:工程地质条件与工程建筑物之间存在的矛盾或问题。研究内容如:工业与民用建筑物的主要工程地质问题是地基承载力和地基变形问题;地下洞室的主要工程地质问题是围岩稳定性问题;人工边坡的主要工程地质问题是边坡稳定性问题;岩溶区水库的主要工程地质问题是水库渗漏问题。主要通过查明工程建设区域的工程地质条件(包括岩土类型及其工程性质、地质构造、地形地貌、水文地质条件、工程动力地质条件、天然建筑材料等),为工程建设的设计提供坚实的基础地质资料。学生毕业后可在国土资源、水利水电、建筑、能源、交通、煤炭、海洋、国防、科研院所、高等院校等部门从事勘察、设计、施工、管理、科研、教学等工作。