工程地质反分析研究方法
⑴ 工程地质勘察的方法
工程地质勘察方法或手段,包括工程地质测绘、工程地质勘探、实验室或现场试验、长期观测(或监测)等。
工程地质测绘
在一定范围内调查研究与工程建设活动有关的各种工程地质条件,测制成一定比例尺的工程地质图,分析可能产生的工程地质作用及其对设计建筑物的影响,并为勘探、试验、观测等工作的布置提供依据。它是工程地质勘察的一项基础性工作。测绘范围和比例尺的选择,既取决于建筑区地质条件的复杂程度和已有研究程度,也取决于建筑物的类型、规模和设计阶段。规划选点阶段,区域性工程地质测绘用小比例尺(1:10万,1:5万);设计阶段,水库区测绘大多用中比例尺(1:2.5万,1:1万),坝址、厂址则用大比例尺(1:5000,1:2000,1:1000,1:500)。工程地质测绘所需调研的内容有地层岩性、地质构造、地貌及第四纪地质、水文地质条件、天然建筑材料、自然(物理)地质现象及工程地质现象。对所有地质条件的研究,都必须以论证或预测工程活动与地质条件的相互作用或相互制约为目的,紧密结合该项工程活动的特点。当露头不好或这些条件在深部分布不明时,需配合以试坑、探槽、钻孔、平洞、竖井等勘探工作进行必要的揭露。
工程地质测绘通常是以一定比例尺的地形图为底图,以仪器测量方法来测制。采用卫星像片、航空像片和陆地摄影像片,通过室内判读调绘成草图,到现场有目的地复查,与进一步的照片判读反复验证,可以测制出更精确的工程地质图。并可提高测绘的精度和效率,减少地面调查的工作量。
工程地质勘探
包括工程地球物理勘探、钻探和坑探工程等内容。
①工程地球物理勘探。简称工程物探,其目的是利用专门仪器,测定各类岩、土体或地质体的密度、导电性、弹性、磁性、放射性等物理性质的差别,通过分析解释判断地面下的工程地质条件。它是在测绘工作的基础上探测地下工程地质条件的一种间接勘探方法。按工作条件分为地面物探和井下物探(测井);按被探测的物理性质可分为电法、地震、声波、重力、磁法、放射性等方法。工程地质勘察中最常用的地面物探为电法中的视电阻率法,地震勘探中的浅层折射法,声波勘探等;测井则多采用综合测井。
物探的优点在于能经济而迅速地探测较大范围,且通过不同方向的多个剖面获得的资料是三维的。以这些资料为基础,在控制点和异常点上布置勘探、试验工作,既可减少盲目性,又可提高精度。测井则可增补钻探工作所得资料并提高其质量。开展多种方法综合物探,根据综合成果进行对比分析,可以显著提高地质解释的质量,扩大物探解决问题的范围,缩短工程地质勘探周期并降低其成本。由于物探需要间接解释,所以只有地质体之间的物理状态(如破碎程度、含水率、喀斯特化程度)或某种物理性质有显著差异,才能取得良好效果。
②钻探和坑探。采用钻探机械钻进或矿山掘进法,直接揭露建筑物布置范围和影响深度内的工程地质条件,为工程设计提供准确的工程地质剖面的勘察方法。其任务是:查明建筑物影响范围内的地质构造,了解岩层的完整性或破坏情况,为建筑物探寻良好的持力层(承受建筑物附加荷载的主要部分的岩土层)和查明对建筑物稳定性有不利影响的岩体结构或结构面(如软弱夹层、断层与裂隙);揭露地下水并观测其动态;采取试验用的岩土试样;为现场测试或长期观测提供钻孔或坑道。
钻探比坑探工效高,受地面水、地下水及探测深度的影响较小,故广为采用。但不易取得软弱夹层岩心和河床卵砾石层样品,钻孔也不能用来进行大型现场试验。因此,有时需采用大孔径钻探技术,或在钻孔中运用钻孔摄影,孔内电视或采用综合物探测井以弥补其不足。但在关键部位还需采用便于直接观察和测试目的层的平洞、斜井、竖井等坑探工程。
钻探和坑探的工作成本高,故应在工程地质测绘和物探工作的基础上,根据不同工程地质勘探阶段需要查明的问题,合理设计洞、坑、孔的数量、位置、深度、方向和结构,以尽可能少的工作量取得尽可能多的地质资料,并保证必要的精度。
原位测试和实验室试验
获得工程地质设计和施工参数,定量评价工程地质条件和工程地质问题的手段,是工程地质勘察的组成部分。室内试验包括:岩、土体样品的物理性质、水理性质和力学性质参数的测定。现场原位测试包括:触探试验、承压板载荷试验、原位直剪试验以及地应力量测等(见岩土试验、工程地质力学模拟)。
设计建筑物规模较小,或大型建筑物的早期设计阶段,且易于取得岩、土体试样的情况下,往往采用实验室试验。但室内试验试样小,缺乏代表性,且难以保持天然结构。所以,为重要建筑物的初步设计至施工图设计提供上述各种参数,必须在现场对有代表性的天然结构的大型试样或对含水层进行测试。要获取液态软粘土、疏松含水细砂、强裂隙化岩体之类的、不能得到原状结构试样的岩土体的物理力学参数,必须进行现场原位测试。
现场检测与监测
用专门的观测仪器对建筑区工程地质条件各要素或对工程建筑活动有重要影响的自然(物理)地质作用和某些重要的工程地质作用随时间的发展变化,进行长时期的重复测量的工作。观测的主要内容有:岩、土体位移范围、速度、方向;岩、土体内地下水位变化;岩体内破坏面上的压力;爆破引起的质点速度;峰值质点加速度;人工加固系统的载荷变化等。此项工作主要是在论证建筑物的施工设计的详细勘察阶段进行,工程地质作用的观测则往往在施工和建筑物使用期间进行。长期观测取得的资料经整理分析,可直接用于工程地质评价,检验工程地质预测的准确性,对不良地质作用及时采取防治措施,确保工程安全。
⑵ 工程地质学的研究方法
包括地来质学方法、实验和自测试方法、计算方法和模拟方法。地质学方法,即自然历史分析法,是运用地质学理论查明工程地质条件和地质现象的空间分布,分析研究其产生过程和发展趋势,进行定性的判断,它是工程地质研究的基本方法,也是其他研究方法的基础。实验和测试方法,包括为测定岩、土体特性参数的实验、对地应力的量级和方向的测试以及对地质作用随时间延续而发展的监测。计算方法,包括应用统计数学方法对测试数据进行统计分析,利用理论或经验公式对已测得的有关数据,进行计算,以定量地评价工程地质问题。
模拟方法,可分为物理模拟(也称工程地质力学模拟)和数值模拟,它们是在通过地质研究深入认识地质原型,查明各种边界条件,以及通过实验研究获得有关参数的基础上,结合建筑物的实际作用,正确地抽象出工程地质模型,利用相似材料或各种数学方法,再现和预测地质作用的发生和发展过程。电子计算机在工程地质学领域中的应用,不仅使过去难以完成的复杂计算成为可能,而且能够对数据资料自动存储、检索和处理,甚至能够将专家们的智慧存储在计算机中,以备咨询和处理疑难问题,即所谓的工程地质专家系统(见数学地质)。
⑶ 论文的研究方法有哪些
最近我也在写论文的开题报告。下面是我复制的,百分之百正确。
调查法
调查法是科学研究中最常用的方法之一。它是有目的、有计划、有系统地搜集有关研究对象现实状况或历史状况的材料的方法。调查方法是科学研究中常用的基本研究方法,它综合运用历史法、观察法等方法以及谈话、问卷、个案研究、测验等科学方式,对教育现象进行有计划的、周密的和系统的了解,并对调查搜集到的大量资料进行分析、综合、比较、归纳,从而为人们提供规律性的知识。
调查法中最常用的是问卷调查法,它是以书面提出问题的方式搜集资料的一种研究方法,即调查者就调查项目编制成表式,分发或邮寄给有关人员,请示填写答案,然后回收整理、统计和研究。
观察法
观察法是指研究者根据一定的研究目的、研究提纲或观察表,用自己的感官和辅助工具去直接观察被研究对象,从而获得资料的一种方法。科学的观察具有目的性和计划性、系统性和可重复性。在科学实验和调查研究中,观察法具有如下几个方面的作用:①扩大人们的感性认识。②启发人们的思维。③导致新的发现。
实验法
实验法是通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果联系的一种科研方法。其主要特点是:第一、主动变革性。观察与调查都是在不干预研究对象的前提下去认识研究对象,发现其中的问题。而实验却要求主动操纵实验条件,人为地改变对象的存在方式、变化过程,使它服从于科学认识的需要。第二、控制性。科学实验要求根据研究的需要,借助各种方法技术,减少或消除各种可能影响科学的无关因素的干扰,在简化、纯化的状态下认识研究对象。第三,因果性。实验以发现、确认事物之间的因果联系的有效工具和必要途径。
文献研究法
文献研究法是根据一定的研究目的或课题,通过调查文献来获得资料,从而全面地、正确地了解掌握所要研究问题的一种方法。文献研究法被子广泛用于各种学科研究中。其作用有:①能了解有关问题的历史和现状,帮助确定研究课题。②能形成关于研究对象的一般印象,有助于观察和访问。③能得到现实资料的比较资料。④有助于了解事物的全貌。
实证研究法
实证研究法是科学实践研究的一种特殊形式。其依据现有的科学理论和实践的需要,提出设计,利用科学仪器和设备,在自然条件下,通过有目的有步骤地操纵,根据观察、记录、测定与此相伴随的现象的变化来确定条件与现象之间的因果关系的活动。主要目的在于说明各种自变量与某一个因变量的关系。
定量分析法
在科学研究中,通过定量分析法可以使人们对研究对象的认识进一步精确化,以便更加科学地揭示规律,把握本质,理清关系,预测事物的发展趋势。
定性分析法
定性分析法就是对研究对象进行“质”的方面的分析。具体地说是运用归纳和演绎、分析与综合以及抽象与概括等方法,对获得的各种材料进行思维加工,从而能去粗取精、去伪存真、由此及彼、由表及里,达到认识事物本质、揭示内在规律。
跨学科研究法
运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行综合研究的方法,也称“交叉研究法”。科学发展运动的规律表明,科学在高度分化中又高度综合,形成一个统一的整体。据有关专家统计,现在世界上有2000多种学科,而学科分化的趋势还在加剧,但同时各学科间的联系愈来愈紧密,在语言、方法和某些概念方面,有日益统一化的趋势。
个案研究法
个案研究法是认定研究对象中的某一特定对象,加以调查分析,弄清其特点及其形成过程的一种研究方法。个案研究有三种基本类型:(1)个人调查,即对组织中的某一个人进行调查研究;(2)团体调查,即对某个组织或团体进行调查研究;(3)问题调查,即对某个现象或问题进行调查研究。
功能分析法
功能分析法是社会科学用来分析社会现象的一种方法,是社会调查常用的分析方法之一。它通过说明社会现象怎样满足一个社会系统的需要(即具有怎样的功能)来解释社会现象。
数量研究法
数量研究法也称“统计分析法”和“定量分析法”,指通过对研究对象的规模、速度、范围、程度等数量关系的分析研究,认识和揭示事物间的相互关系、变化规律和发展趋势,借以达到对事物的正确解释和预测的一种研究方法。
模拟法(模型方法)
模拟法是先依照原型的主要特征,创设一个相似的模型,然后通过模型来间接研究原型的一种形容方法。根据模型和原型之间的相似关系,模拟法可分为物理模拟和数学模拟两种。
探索性研究法
探索性研究法是高层次的科学研究活动。它是用已知的信息,探索、创造新知识,产生出新颖而独特的成果或产品。
信息研究方法
信息研究方法是利用信息来研究系统功能的一种科学研究方法。美国数学、通讯工程师、生理学家维纳认为,客观世界有一种普遍的联系,即信息联系。当前,正处在“信息革命”的新时代,有大量的信息资源,可以开发利用。信息方法就是根据信息论、系统论、控制论的原理,通过对信息的收集、传递、加工和整理获得知识,并应用于实践,以实现新的目标。信息方法是一种新的科研方法,它以信息来研究系统功能,揭示事物的更深一层次的规律,帮助人们提高和掌握运用规律的能力。
经验总结法
经验总结法是通过对实践活动中的具体情况,进行归纳与分析,使之系统化、理论化,上升为经验的一种方法。总结推广先进经验是人类历史上长期运用的较为行之有效的领导方法之一。
描述性研究法
描述性研究法是一种简单的研究方法,它将已有的现象、规律和理论通过自己的理解和验证,给予叙述并解释出来。它是对各种理论的一般叙述,更多的是解释别人的论证,但在科学研究中是必不可少的。它能定向地提出问题,揭示弊端,描述现象,介绍经验,它有利于普及工作,它的实例很多,有带揭示性的多种情况的调查;有对实际问题的说明;也有对某些现状的看法等。
数学方法
数学方法就是在撇开研究对象的其他一切特性的情况下,用数学工具对研究对象进行一系列量的处理,从而作出正确的说明和判断,得到以数字形式表述的成果。科学研究的对象是质和量的统一体,它们的质和量是紧密联系,质变和量变是互相制约的。要达到真正的科学认识,不仅要研究质的规定性,还必须重视对它们的量进行考察和分析,以便更准确地认识研究对象的本质特性。数学方法主要有统计处理和模糊数学分析方法。
思维方法
思维方法是人们正确进行思维和准确表达思想的重要工具,在科学研究中最常用的科学思维方法包括归纳演绎、类比推理、抽象概括、思辩想象、分析综合等,它对于一切科学研究都具有普遍的指导意义。
系统科学方法
20世纪,系统论、控制论、信息论等横向科学的迅猛发展,为发展综合思维方式提供了有力的手段,使科学研究方法不断地完善。而以系统论方法、控制论方法和信息论方法为代表的系统科学方法,又为人类的科学认识提供了强有力的主观手段。它不仅突破了传统方法的局限性,而且深刻地改变了科学方法论的体系。这些新的方法,既可以作为经验方法,作为获得感性材料的方法来使用,也可以作为理论方法,作为分析感性材料上升到理性认识的方法来使用,而且作为后者的作用比前者更加明显。它们适用于科学认识的各个阶段,因此,我们称其为系统科学方法。
⑷ 工程地质常用的研究方法有哪些
1、定性评价方法
以自然历史分析法确定不同工程地质性质的形成原因版、演变趋势和发展预测(条件分权析)
2、 定性分析基础上,通过定量计算,进行定性与定量评价相结合的地质过程机制分析—定量评价.
3、数学分析/
4、力学分析
5、概率分析
⑸ 工程地质学的研究方法
工程地质学的研究方法包括:地质(自然历史)分析法、力学分析法、工程类比法与实验法
⑹ 地质研究方法
煤层顶板稳定性预测构造解析法的主要研究内容包括: ①对矿井构造、构造应力场、煤层顶板岩性分布规律、顶板岩体力学特征等主要因素的研究; ②结合矿井采掘工程条件综合分析相关因素,预测煤层顶板稳定性。
煤层顶板构造评价是煤层顶板稳定性评价体系中的一个子系统,也是比较重要的一个子系统。顶板构造评价子系统的确立需要在采集有关顶板构造参数的基础上,建立顶板构造参数库,发现参数间的相关关系,确立评价方法和技术。矿井地质条件评价和矿井地质构造评价方法,多采用模糊综合评判方法,在定性参数平分 ( 给定权值) 的基础上进行综合评判。而更多见的是用某些指数对顶板进行分区评价。以顶板岩石沉积结构构造及结合岩石力学特征为主体的研究,也是煤层顶板稳定性评价和煤层构造研究的一个重要方面。对煤层顶板砂岩分维及与岩石力学性质相关性的研究,是顶板稳定性研究的一个新领域和新方法。对于煤矿小型地质构造的研究,自 20 世纪 80~90 年代以来,除了地球物理勘探中三维地震技术有重要突破并解决了煤矿开采的疑难问题外,在地质研究方面几乎没有新的进展。作者曾提出用构造 - 地层分析方法作为小型构造预测和评价的方法之一,但这一方法没有进一步完善和发展。经过理论探讨和实践,我们认为煤层顶板构造稳定性分析及评价可按 ( 图5.1) 思路进行。
顶板构造研究从第一层次上看,主要是考虑 3 个方面 ( 参数) : 顶板地质构造、顶板沉积 ( 岩石) 参数、顶板岩体结构及岩石力学 ( 参数) 。在第二层次的参数或指标可以设立 10 余项内容,这些参数分别进行采集和分类。第三层次的参数是具体的实测指标,是顶板构造稳定性最多、最具体、最真实的数据,需要认真收集和整理,有些参数需要采样测试,而且要在研究区内具有相对均匀的分布。在参数采集和大量整理有关顶板构造及其相关参数的基础上,进行相关性分析。其方法可以采用模糊综合评判方法,也可以采用其他数学方法。
目前,在地理信息系统 ( GIS) 基础上进行开发、定量评价煤层顶板构造稳定性是最新的方法和技术。GIS 是建立在统一地理坐标基础上的空间信息管理系统,它是集地理数据采集、管理、查询、计算、分析和可视表现为一体的计算机技术系统。勘察、生产过程中获得的煤层顶板稳定性评价相关基础资料和数据,无论是钻孔点源资料,还是生产巷道的线状资料或是工作面的面状资料,其空间分布以及属性都可以通过地理信息系统进行管理。基于 GIS,可以建立煤层顶板稳定性评价模型,该模型利用 GIS 强大的分析和成图功能,进行煤层顶板稳定性评价,并将评价结果以图的形式表现出来。目前常用的 GIS 系统一般均具有可开发性,针对煤层顶板稳定性评价系统的要求,通过二次开发及接口技术对GIS 系统分析处理功能的扩充,从而实现复合分析功能。
图5.1 煤层顶板稳定性分析评价体系
⑺ 工程地质分析的基本方法有哪些
1.定性研究:通过实验、详细的实地研究,对地质过程的形成机制进行分析,得出定性评价
2.定量评价:定性分析基础上,通过定量计算,进行定性与定量评价相结合的地质过程机制分析——定量评价。
⑻ 工程地质常用的研究方法有哪些
1、定性评价方法
以自然历史分析法确定不同工程地质性质的形成原因内、演变趋势和发展预测容(条件分析)
2、 定量评价:定性分析基础上,通过定量计算,进行定性与定量评价相结合的地质过程机制分析—定量评价。
数学分析
力学分析
概率分析
⑼ 工程地质勘察方法有哪些
工程地质勘察方法:测绘、勘探、岩土测试、长期观测
测绘:将建筑影内响范围内的地质现象反映容在地形图上。是一种在地面进行的勘察方法。
勘探:是一种查明地下地质情况的勘察方法。可分为:(1)物探(地球物理勘探):根据导电率、磁性、密度以及弹性波在地下不同地层、介质(水、空洞、岩等)中传播速度的不同来划分岩性、地下水位、溶洞分布等等。指导钻探。(2)钻探:与坑(槽)探配合使用3)触探:即是一种勘探手段,又是一种原位测试方法。
原位测试:载荷试验、静力触探试验、标准贯入试验、十字板剪切试验、旁压试验、现场直接剪切试验。
长期观测。
⑽ 什么是反分析
反分析的含义
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。例如,根据建筑物沉降观测结果,反求地基土层的模量或确定沉降计算的经验系数,并由此验证地基沉降量计算的确切性。
反分析是岩土工程勘察、设计的一个重要特点。由于岩土工程的影响因素复杂,设计计算所用的数学模型或计算公式都需经过一定的概化和简化;尤其当地质条件较复杂时,岩土参数往往不易准确量测。所以设计计算的结果就存在误差和不确定性。
此外,测试条件与工程原型之间存在较大的差别(尺寸效应、应力状态),也影响岩土参数的可靠性和适用性。因此,单纯依靠理论计算又无现成经验的设计,可靠性较低;而以实体试验和原型监测为依据的岩土工程设计则较为可靠、合理。
反分析应以岩土工程实体或足尺试验为分析对象。根据系统的原型观测,查验岩土体在工程施工和使用期间的表现,检验与预期效果相符的程度。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。它与室内试验、原位测试一起,构成了求取岩土参数的第三种手段。也可以说,反分析是前两种测试方法的补充,并借以验证其所求得的参数的实用性。