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工程地质的类别

发布时间: 2021-02-26 21:11:06

1. 地质项目的概念及其分类

一、地质项目概念

地质项目是指根据国家经济建设和社会发展需要,在一定的地区范围内(成矿区带),以矿产地和工作地区客观地质体为研究对象,根据有关规程、规范、规定或合同,独立编写地质设计,采用各种勘探手段进行野外地质作业,完成既定的地质勘查任务,并提交地质调查或勘查报告的地质勘查项目。

构成一个地质项目,必须具备以下几个基本条件:

(1)以客观地质体为对象,有明确的地质任务。地质勘查活动是以地质找矿或研究为目的,其活动过程是利用一定的劳动手段作用于客观地质体,查明地下地质情况,探明矿产储量,为国家或地方国民经济和社会发展提供所需的地质资料。

(2)独立编写地质设计。就地质勘查活动而言,完成一个地质项目的周期较长,采用的工作手段较多,为保证项目最终达到预期目的,工作之前首先必须编制地质设计。地质设计有总体设计,也有分阶段设计。地质设计是地质勘查工作活动的行动纲领,也是使地质勘查投资取得最佳效果的保证。

(3)进行野外施工。野外施工是地质勘查活动,也是地质勘查投资目的的实现过程,在这个过程中,需要动用较多的人力、物力和财力,动用一定数量的工程,使用一定的技术方法,了解地下地质情况。

(4)提交地质报告。地质报告是地质勘查工作的总结性文件,也是地质勘查投资的最终成果,地质勘查活动中所查明的各种地质情况,最终反映在地质报告中。因此,无论投资主体是国家还是企业,每一个地质项目的结束,都应向业主提交相应的地质报告。

二、地质项目分类

(1)地质项目按其投资主体划分及资金来源划分为财政预算资金项目、社会资金项目、自筹资金项目。

① 财政预算资金项目包括中央预算资金项目、地方预算资金项目、矿产资源补偿费项目、国土资源大调查项目及其他专项资金项目。

中央预算资金项目是指由中央预算内地质勘探费作为资金来源的勘查项目;

地方预算资金项目是指由地方财政预算作为资金来源的勘查项目;

矿产资源补偿费项目是指由中央财政和地方财政使用收缴的矿产资源补偿费作为资金来源的勘查项目;

国土资源大调查项目是指由国土资源大调查专项资金安排的勘查项目;

其他专项资金项目,是指由中央或省级其他资金安排的专项资金项目,如整装勘查项目、地质灾害防治项目。

② 社会资金项目是指国家预算项目外,由企业、社会组织或个人出资,成果由出资人享有的勘查项目。

③ 自筹资金项目,是指由地勘单位或其主管部门自筹资金,包括自有资金和银行借款作为资金来源的勘查项目。

(2)地质项目按其成果性质划分为基础性、公益性、战略性、商业性项目。

① 基础性项目是指为提高国家基础性地质调查研究程度而由国家出资开展的区域地质调查、区域水文地质调查、区域工程地质调查、区域环境地质调查、区域地球化学调查、区域地球物理调查、航空遥感地质调查、海洋地质调查等国土资源综合调查评价项目,及与其相应的科学研究项目。

② 公益性项目是指为保证社会公众利益,减少地质找矿风险,改善商业性地质勘查工作投资环境而由国家出资开展的矿产资源调查及资源远景评价、水文地质、工程地质、地质环境的检测评价、地质灾害勘查、检测、预报和防止及其相应的科学研究项目。

③ 战略性项目是指保证和实现国家有关战略决策的科学性、可靠性而由国家或企业(集团)出资开展的影响国民经济全局或长远发展战略布局所需的地质勘查项目,国家重大工程建设所需的前期地质勘查项目,以及国家批准安排的专项地质勘查项目等。

④ 商业性项目是指以地质成果转让或开发为目的的由企业、社会个人出资开展的地质勘查项目。

(3)地质项目按专业性质划分固体矿产地质勘查项目、石油地质勘查项目、海洋地质调查项目、水文环境工程地质勘查项目、区域地质调查项目、地球物理(化学)勘查项目、航空遥感地质项目、地质科学研究项目、成矿远景区划及资源总量预测项目。

① 固体矿产地质勘查项目,是指在特定地区以查明固体矿产资源情况为目的的地质勘查项目。

② 石油(气)地质勘查项目,是指在陆地特定地区以寻找石油、天然气(含煤层气、页岩气)为主要目的的地质勘查项目。

③ 海洋地质调查(含海洋石油)项目,是指在预定海域,以查明海底矿产资源为主要目的的综合地质调查及海洋公测很难过地质调查项目。

④ 水文、工程、环境地质勘查项目,是指在特定地区,以查明地下水情况及水文、工程、环境地质条件的调查及勘查项目。

按其项目性质又分为:

a.水文地质项目,是指以查明水资源及其开发利用现状,提出水资源合理开发利用和保护方案,查明专门水文地质问题及区域水文地质条件为目的的水文地质项目。

b.工程地质项目,是指为满足建筑工程需要而进行的以查明区域工程地质条件为目的的地质工作项目。

c.环境地质项目,是指以查明环境地质问题和区域性环境地质条件为目的的地质工作项目。

d.水文、工程、环境地质综合勘查项目,是指为综合查明水文、工程及环境地质问题及水文、工程、环境地质条件为目的的综合地质工作项目。

按服务对象又分为:

a.城市地质项目,是指为城市建设与规划服务的水文地质、工程地质、环境地质的设计、勘查、评价、论证的项目。包括:城市区域水文地质与水资源勘查;城市建筑所进行的区域性与专项工程地质问题的勘查;城市环境地质调查及专门性环境地质问题的勘查;城市水文、工程及环境地质综合评价等。

b.国土开发整治区地质项目,是为国土资源的开发与合理利用及进行区域性构筑物(如水坝、铁路、桥梁、公路等)建筑而进行的水文、工程、环境地质的综合勘查、评价、论证等工作的地质项目。

c.农牧业地质项目,是为农牧业供水、解决人畜用水,进行旱涝、盐碱地综合治理,修筑农田水利工程等问题进行的水文、工程、环境地质勘查、评价及调查项目。

d.厂矿企业地质项目,是为已建、新建、扩建的厂矿企业进行工程前的水文、工程地质可行性研究的地质工作项目。

e.其他地质项目。属于水文地质、工程地质、环境地质而不包括在以上四项内的地质工作项目。

⑤区域地质调查项目,是指在选定地区内充分研究和运用已有资料基础上按规定比例尺进行系统区域地质填图及找矿,综合研究区域地质构造、地层、岩石基本特征与矿产的关系,初步查明区域内矿产分布规律、圈出劈叉远景区,支出找矿方向的综合地质调查工作项目。按填土的比例尺分为大比例尺(1∶5万)、中比例尺(1∶20万)、小比例尺(1∶50万、1∶100万)。

⑥地球物理(化学)勘查项目,简称物化探项目,是指在特定地区,采用地球物理和化学勘查方法,探测区域地质构造,提供找矿异常区的地质项目。按类别可分为:区域物探、区域化探项目、地面(井中)物(化)探项目、海洋物(化)探项目。

⑦航空遥感地质调查项目,是指在大气层下利用飞机、气球、卫星等作为传感平台,运载各类要赶一起,研究地质体和地质现象的地质项目。按研究内容可分为:地质制图项目,地质构造研究项目,矿产普查项目,水文地质调查项目,工程地质和灾害地质调查项目,地震地质研究项目,环境地质和城市地质综合调查项目,石油及天然气地质研究项目。

⑧地质科学研究项目,是指按照预定的地质科研课题进行的地质研究项目。

⑨成矿远景区划及资源总量预测项目,是指按照地区或成矿区(带)编制成矿远景区划及进行资源总量预测的工作项目。

(4)地质项目按其工作阶段划分为基础地质项目、普查地质项目、详查地质项目、勘探地质项目:

① 基础地质项目,是指对某一区域内的矿物、岩石、地层、构造及其发展历史等基本地质条件所进行调查研究工作,并构成地质项目条件的地质项目。

② 普查地质项目,简称普查项目,是指在特定地区的基础地质工作以后以寻找矿产为目的,查明有无进一步工作价值的初步评价工作的地质项目。

③ 详查地质项目,简称详查项目,是指在特定地区的基础地质工作或普查地质工作基础上,对某一(或伴生、共生)矿种按有关规范进行的详细评价工作的地质项目。

④ 勘探地质项目,简称勘探项目,是指在特定地区在详查工作基础上,对某一(或伴生、共生)矿种按照有关规范进行的勘探工作的地质项目。

(5)地质勘查项目按其重要程度和管理权限划分一类、二类、三类项目。

一类项目主要为基础性勘查项目及具有较好资源远景的战略性勘查项目,由国土资源管理部门确定与管理。

二类项目主要为战略性勘查项目及公益性勘查项目,各省(自治区、直辖市)国土资源主管部门根据本省(区、直辖市)中长期规划确定与管理。

三类项目是指一、二类项目之外,由各地质勘查主管部门及地勘单位根据自身发展需要确定和管理的勘查项目。

2. 什么层状岩类中等型的三类二型的工程地质类型

井田内岩石以碎屑沉积岩为主,层状结构,岩体各向异性;力学强度变化大回,煤层顶底板岩答石的强度低,以软弱岩石为主,岩体的稳定性较差。井田内地质构造简单,岩石裸露地表后易风化破碎,第四系松散层分布广泛,厚度较大,松散,未来煤矿开采后,局部地段易发生顶板冒落及底板软化变形等矿山工程地质问题。因此,井田工程地质勘查类型划分为第三类第二型层状岩类工程地质条件中等型。

3. 工程地质学的分类

工程地质学还要研究工程地质条件的区域分布特征和规律,预测其在自然条件下和工程建专设活动中的属变化,和可能发生的地质作用,评价其对工程建设的适宜性。由于各类工程建筑物的结构和作用,及其所在空间范围内的环境不同,因而可能发生和必须研究的地质作用和工程地质问题往往各有侧重。据此,工程地质学又常分为水利水电工程地质学、道路工程地质学、采矿工程地质学、海港和海洋工程地质学、城市工程地质学等。

4. 工程地质类和地质工程类一样不

地质工程Geological Engineering 。工程地质学是研究人类的工程活动与地质环境的相互作用,以便认识评价专,改造属和保护地质环境。是地质学的一个分支。是一门研究与工程建设有关的地质问题的专门学科。 研究对象是工程地质条件和工程地质问题。工程地质条件是工程地质环境各个要素的总和。包括: (1)岩土类型及其工程地质性质(2)地形地貌条件(3)地质结构与地应力(4)水文地质条件(5)物理地质现象(6)天然建筑材料 (像一些地质灾害之类的都属于地质工程管)

工程地质是调查、研究、解决与人类活动及各类工程建筑有关的地质问题的科学。工程地质研究的主内容有:确定岩土组分、组织结构(微观结构)、物理、化学与力学性质(特别是强度及应变)及其对建筑工程稳定性的影响,进行岩土工程地质分类。本书可作为高等学校土建类专业工程地质课程教材,也可作为水利工程、采矿工程等相关专业的教材和参考书,还可供其他相关专业方向的师生及工程技术人员参考使用。(像盖房子 要考察地质适合不适合建筑啊 就归工程地质管了)

5. 地质的种类有哪些

要详细说的有很多,可以上网查查

6. 地质工程分类

地质工程本科复专业介绍
质工程制专业中的两个专业方向是原工程地质专业和探矿工程专业,它们都是一个相对比较老的专业,有半个多世纪的办学历史。

地质工程本科就业前景
1.男女有别 很多用人单位都是对男生优先考虑的,女生找工作相对很难的,而且初期很多需要野外作业,需要实际进行地质勘探工作,工作相对辛苦。

2.待遇 只要能忍受工作的艰辛和寂寞,待遇和福利都是相当可观的。

地质工程本科学习课程
基础地质学、矿产地质学、水文地质学、工程地质学、地球物理勘探、地球化学勘探、钻掘工程学、基础工程施工、环境地质学、地质工程学。

地质工程本科培养目标与要求
本专业培养能在资源勘查、工程勘察、设计、施工、管理等领域从事资源勘查与评价、管理、各类工程建设地质等方面工作的高级工程技术人才。

本专业学生主要学习基础地质学、地球物理学、地球化学、水地质学、工程地质学地质工程等方面的基本理论知识,从而具有从事资源地质勘查的初步能力和解决常见地质工程问题的基本能力。

7. 岩土体工程地质类型分区

平原区广泛分布以冲洪积成因为主的第四系堆积物,低山丘陵区出露多种类型的岩组,沂沭断裂带西侧的鄌郚-葛沟断裂、沂水-汤头断裂纵贯南北,总体看工程地质条件较复杂(图1-8-3)。

图1-8-3 昌乐县岩土体工程地质类型分区略图

(一)岩体工程地质类型

1.坚硬的块状侵入岩岩组

分布于营邱—河头一带,为古元古代吕梁期侵入岩,岩性以弱片麻状中粒含角闪二长花岗岩、弱片麻状中粒含黑云二长花岗岩,岩石坚硬,力学强度高,工程地质性质良好,山区风化带厚度<3m,丘陵及准平原区20~30m,fc=130~170MPa,fr=90~130MPa(fc为岩石极限干抗压强度,fr为岩石饱和极限抗压强度)。

2.坚硬的块状-似层状喷出岩岩组

主要分布在南郝—崔家埠—五图一线以南、鄌郚-葛沟断裂以西地区,为新近纪临朐群牛山组、尧山组火山喷出岩,岩性为玄武岩。岩石坚硬,柱状节理发育,工程地质性质良好。风化带厚20~30m,fc=140~160MPa。

3.坚硬的块状变质岩岩组

主要分布在鄌郚—阿陀一带,为新太古代泰山岩群山草峪组黑云变粒岩,岩石坚硬,风化带厚度30~40m,fc=180~200MPa。

4.坚硬较坚硬的中厚-厚层状灰岩岩组

仅分布于朱刘街道、五图街道一带,主要为寒武纪长清群朱砂洞组、馒头组、九龙群张夏组、崮山组和炒米店组白云质灰岩、泥灰岩、泥质条带灰岩和生物碎屑灰岩等,局部夹细砂岩。灰岩坚硬,力学强度高,泥灰岩强度低。白云质灰岩fc=50~190MPa;灰岩fc=90~160MPa,fr=70~120MPa。

5.较坚硬的中厚—厚层碎屑岩岩组

主要分布在鄌郚-葛沟断裂带与沂水-汤头断裂带,以及五图煤矿一带,岩性为白垩纪淄博群三台组砂岩、砾岩,莱阳群城山后组角砾岩、砂砾岩、砂岩,青山群八亩地组凝灰岩、集块角砾岩、粉砂岩,大盛群马郎沟组粉砂岩、细砂岩,田家楼组泥质粉砂岩、细砂岩、黏土岩,古近纪五图群朱壁店组砾岩、砂砾岩、砾岩,李家崖组黏土岩、砂岩、黏土岩、油页岩等。风化带厚度<40m,砂岩和砾岩fc=30~80MPa,fr=20~50MPa。

6.较坚硬的薄层状页岩夹灰岩岩组

局限分布在阿陀东北部,岩性为中寒武系、下寒武系及元古宇土门群页岩、博层灰岩、泥灰岩。页岩夹泥灰岩fc=30~40MPa,fr=10~15MPa。

(二)土体工程地质类型

1.北部冲洪积上层黏性土多层或双层结构

分布于北部山前平原地区,以上层黏性土多层结构为主,上层黏性土厚<5m或5~10m,仅局部>10m,黏性土岩性以粉质黏土、黏土为主,中等压缩性。砂性土为粉细砂、中细砂,其次粗砂、砾石,砂层颗粒自北至南变粗,工程地质性质良好。黏性土fk=120~180kPa,砂性土fk=140~200kPa(fk为地基承载力标准值)。

2.山前及河谷平原冲洪积上层黏性土双层、多层结构及黏性土单层结构

分布于山前坡麓、山间河谷地区,上部黏性土为粉质黏土、粉土、黏土,厚度5m左右,中等压缩性。下部砂性土为中粗砂、细砂、砂砾石,紧密状态,厚>5m。黏性土fk=140~220kPa,砂性土fk=160~250kPa。

3.山麓地区坡洪积及残坡积黏性土单层结构或上层黏性土双层结构

分布于南部低山丘陵坡麓地带,以黏性土单层结构或上层为黏性土双层结构为主。黏性土厚<5m或5~10m,以黄褐色至棕红色粉质黏土及黏土为主,含铁锰质及钙质结核,可塑—硬塑,中等压缩性,部分地区分布湿陷性黄土。下部夹透镜体状碎石土及泥钙质胶结砾岩,紧密状态,工程地质性质良好。黏性土fk=160~220kPa,碎石土fk=200~500kPa。

总之,昌乐县工程地质主要问题是沂沭断裂带的活动性,其次是地面沉陷、岩溶塌陷、局部黄土湿陷等问题。

8. 工程地质断层的类型及组合形式有哪些

正断层,逆断层,平移断层。
逆断层可组合形成迭瓦式构造;正断层可组合形成阶梯状断层、地堑和地垒等

9. 岩土体的工程地质分类和鉴定

一、岩体

(一)岩体(岩石)的基本概念岩体(岩石)是工程地质学科的重要研究领域。岩石和岩体的内涵是有区别的两个概念,又是密不可分的工程实体。在《建筑岩土工程勘察基本术语标准》(JG J84-92)中给出的岩石定义是:天然产出的具有一定结构构造的单一或多种矿物的集合体。岩石的结构是指岩石组成物质的结晶程度、大小、形态及其相互关系等特征的总称。岩石的构造是指岩石组成物质在空间的排列、分布及充填形式等特征的总称。所谓岩体,就是地壳表部圈层,经建造和改造而形成的具有一定岩石组分和结构的地质体。当它作为工程建设的对象时,可称为工程岩体。岩石是岩体内涵的一部分。

岩体(岩石)的工程分类,可以分为基本分类和工程个项分类。基本分类主要是针对岩石而言,根据其地质成因、矿物成分、结构构造和风化程度,用岩石学名称加风化程度进行分类,如强风化粗粒黑云母花岗岩、微风化泥质粉砂岩等。岩石的基本分类,在本书第一篇基础地质中有系统论述。工程个项分类,是针对岩体(岩石)的工程特点,根据岩石物理力学性质和影响岩体稳定性的各种地质条件,将岩体(岩石)个项分成若干类别,以细划其工程特征,为岩石工程建设的勘察、设计、施工、监测提供不可缺少的科学依据,使工程师建立起对岩体(岩石)的明确的工程概念。岩石按坚硬程度分类和按风化程度分类即为工程个项分类。

在岩体(岩石)的各项物理力学性质中,岩石的硬度是岩体最典型的工程特性。岩体的构造发育状况体现了岩体是地质体的基本属性,岩体的不连续性及不完整性是这一属性的集中反映。岩石的硬度和岩体的构造发育状况是各类岩体工程的共性要点,对各种类型的工程岩体,稳定性都是最重要的,是控制性的。

岩石的风化,不同程度地改变了母岩的基本特征,一方面使岩体中裂隙增加,完整性进一步被破坏;另一方面使岩石矿物及胶结物发生质的变化,使岩石疏软以至松散,物理力学性质变坏。

(二)岩石按坚硬程度分类

岩石按坚硬程度分类的定量指标是新鲜岩石的单轴饱和(极限)抗压强度。其具体作法是将加工制成一定规格的进行饱和处理的试样,放置在试验机压板中心,以每秒0.5~1.0M Pa的速度加荷施压,直至岩样破坏,记录破坏荷载,用下列公式计算岩石单轴饱和抗压强度:

深圳地质

式中:R为岩石单轴饱和抗压强度,单位为MPa;p为试样破坏荷载,单位为N;A为试样截面积,单位为mm2

对岩石试样的几何尺寸,国家标准《工程岩体试验方法标准》(GB/T50266-99)有明确的规定,试样应符合下列要求:①圆柱体直径宜为48~54mm;②含大颗粒的岩石,试样的直径应大于岩石的最大颗粒尺寸的10倍;③试样高度与直径之比宜为2.0~2.5。

在此标准发布之前,岩石抗压强度试验的试样尺寸要求如下:极限抗压强度大于75M Pa时,试样尺寸为50mm×50mm×50mm立方体;抗压强度为25~75MPa时,试样尺寸为70mm×70mm×70mm立方体;抗压强度小于25MPa时,试样尺寸为100mm×100mm×100mm立方体。

(G B/T 50266-99)的规定显然是为了方便取样,以金刚石钻头钻探,取出的岩心进行简单的加工,即可成为抗压试样。岩样的尺寸效应对岩石抗压强度是略有影响的。

岩石按坚硬程度分类,各行业的有关规定,虽然各自表述方式有所区别,但其标准是基本一致的(表2-2-1)。

表2-2-1 岩石坚硬程度分类

除了以单轴饱和抗压强度这一定量指标确定岩石坚硬程度外,尚可按岩性鉴定进行定性划分。国标:建筑地基基础设计规范(GB50007-2002)按表2-2-2进行岩石坚硬程度的定性划分。其他规范的划分标准大同小异。

表2-2-2 岩石坚硬程度的定性划分

岩石坚硬程度的划分,无论是定量的单轴饱和抗压强度,还是加入了风化程度内容的定性标准,都是用于确定小块岩石的坚硬程度的。岩石的单轴饱和抗压强度是计算岩基承载力的重要指标。

(三)岩石按风化程度分类

关于岩石风化程度的划分及其特征,国家规范和各行业的有关规范中均有规定,其分类标准基本一致,表述略有差异。表2-2-3至表2-2-10是部分规范给出的分类标准。

表2-2-3《工程岩体分级标准》(GB50218-94)岩石风化程度划分表

表2-2-4《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)岩石按风化程度分类表

续表

表2-2-5《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTJ024-85)岩石风化程度划分表

表2-2-6《水利水电工程地质勘察规范》(GB50287-99)岩体风化带划分表

《港口工程地质勘察规范》(JTJ240-97)、《港口工程地基规范》(JTJ250-98)岩体风化程度的划分按硬质、软质岩体来划分,硬质岩石岩体风化程度按表2-2-7划分。软质岩石岩体风化程度按表2-2-8划分。

表2-2-7 硬质岩石岩体风化程度划分表

表2-2-8 软质岩石岩体风化程度划分表

表2-2-9《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范》(GB5037-1999)岩石风化程度分类表

续表

表2-2-10 广东省《建筑地基基础设计规范》(DBJ15-31-2003)岩石风化程度划分表

国家标准《建筑地基基础设计规范》(GB5007-2002)对岩石的风化只有第4.1.3条作如下叙述:岩石的风化程度可分为未风化、微风化、中风化、强风化和全风化。未列表给出风化特征,但在岩石坚硬程度的定性划分中(表A.0.1)把不同风化程度的岩石归类到了岩石坚硬程度的类别中。

深圳市标准:《地基基础勘察设计规范》(报批稿)关于岩石风化程度的划分标准,基本采用了《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范》GB(50307-1999)的表述形成和内容(表2-2-9),文字略有调整。

纵观各类规范对岩石风化程度的划分,可以看出:

1)除个别规范未列出未风化一类外,岩石风化程度的划分均为未风化、微风化、中等(弱)风化、强风化和全风化。特征描述简繁不一,中等风化与弱风化相对应的风化程度略有差别。

2)风化程度的特征描述,主要是岩石的结构构造变化、节理裂隙发育程度、矿物变化、颜色变化、锤击反映、可挖(钻)性等方面来定性划定。部分规范用波速和波速比及风化系数来定量划定是对岩石风化程度确定的有力支撑。

3)从新鲜母岩到残积土的风化过程是连续的,有些规范把残积土的特征描述放在岩石风化程度划分表中,有一定的道理。国际标准:ISO/TC182/SC,亦将风化程度分为五级,并列入了残积土。从工程角度考虑,残积土对母岩而言已经发生了全面质的变化,物理力学性质和对它的理论研究已属松软土,表中对残积土特征的表述对区别残积土与全风化岩是有现实意义的。

4)国家标准:《工程岩体分级标准》中“岩石风化程度的划分”(表2-2-3)看似简单,规范“条文说明”解释了这一现象,表2-2-3关于岩石风化程度的划分和特征的描述,仅是针对小块岩石,为表2-2-2服务的,它并不代表工程地质中对岩体风化程度的定义和划分。表2-2-2是把岩体完整程度从整个地质特征中分离出去之后,专门为描述岩石坚硬程度作的规定,主要考虑岩石结构构造被破坏,矿物蚀变和颜色变化程度,而把裂隙及其发育情况等归入岩体完整程度这另一个基本质量分级因素中去。

5)上述列表中可以看出,某些规范把硬质岩石和软质岩石的风化程度划分区别开来,而《工程岩体分级标准》中“岩石坚硬程度的定性划分”表(2.2-2)将风化后的硬质岩划入软质岩中。这里有两个概念不可混淆:一是从工程角度看,硬质岩石风化后其工程性质与软质岩相近,可等同于软质岩;二是新鲜岩石中是存在软质岩的,如深圳的泥质砂岩、泥岩、页岩等。

6)相邻等级的风化程度其界线是渐变的、模糊的,有时不一定能划出5个完整的等级,如碳酸盐类岩石。在实际工作中要按规范的标准,综合各类信息,结合当地经验来判断岩石的风化等级。

(四)岩体的结构类型

在物理学、化学及其地质学等学科中对“结构”这一术语的概念是明确的,但有各自的含义,如原子结构、分子结构、晶体结构、矿物结构、岩石结构、区域地质结构、地壳结构等等,岩体作为工程地质学的一个主要研究对象,提出“岩体结构”术语的意义是十分明确的。

岩体结构有两个含义,可以称之为岩体结构的两个要素:结构面和结构体。结构面是指层理、节理、裂隙、断裂、不整合接触面等等。结构体是岩体被结构面切割而形成的单元岩块和岩体。结构体的形状是受结构面的组合所控制的。

事实上,所有与岩石有关的工程,除建筑材料外,都是与有较大几何尺寸的岩体打交道,岩石经过建造成岩(岩浆岩的浸入,火山岩的喷出,沉积岩的层状成沉积,变质岩的混合与动力变质)及后期的改造(褶皱、断裂、风化等),使得岩体的完整性遭到了巨大的破坏,成为了存在大量不同性质结构面的现存岩体。为了给工程界一个明朗的技术路线,不妨以建造性结构面和改造性结构面(软弱结构面)为基础,从各自侧面首先对岩体结构基本类型进行研究,其次将两方面的成果加以综合,即可得出关于岩体结构基本类型的完整概念(图2-2-1)。

(1)以建造性结构面为主的岩体结构基本类型的划分(表2-2-11)

表2-2-11 建造性结构面的岩体结构分类

(2)以改造性结构面(软弱结构面)为主的岩体结构类型的划分(表2-2-12)

表2-2-12 改造结构面为主的岩体结构分类

图2-2-1 岩体结构示意图

(3)由建造性结构面和改造性结构面形成的三维岩体

三维岩体表现出了复杂多变的岩体结构特征,将其综合归纳,形成了较系统的岩体结构类型(表2-2-13)。

表2-2-13 岩体结构类型及其特征

表中表述的岩体结构类型及其特征基本上涵盖了深圳地区岩体的全部结构类型。

(4)岩体完整程度的划分

地质岩体在建造和改造的过程中,岩体被风化、被结构面切割,使其完整性受到了不同程度的破坏。岩体完整程度是决定岩体基本质量诸多因素中的一个重要因素。影响岩体完整性的因素很多,从结构面的几何特征来看,有结构面的密度,组数、产状和延展程度,以及各组结构面相互切割关系;从结构面形状特征来看,有结构面的张开度、粗糙度、起伏度、充填情况、水的赋存等。从工程岩体的稳定性着眼,应抓住影响稳定性的主要方面,使评判划分易于进行。在国标:《工程岩体分级标准》(GB50218-94)中,规定了用结构面发育程度、主要结构的结合程度和主要结构面类型作为划分岩体完整程度的依据,以“完整”到“极破碎”的形象词汇来体现岩体被风化、被切割的剧烈变化完整程度(表2-2-14)。

表2-2-14 岩体完整程度的定性分类表

在1994版的《岩土工程勘察规范》中,未见此表。很明显,此表在《工程岩体分级标准》中出现后,在2001版修订后的《岩土工程勘察规范》中得到了确认和使用。

(五)岩体基本质量分级

自然界中不同结构类型的岩体,有着各异的工程性质,岩石的硬度、完整程度是决定岩体基本质量的主要因素。在工程实践中,系统地认识不同质量的工程岩体,针对其特征性采取不同的设计思路和施工方法是科学进行岩体工程建设的关键。

1994年,国家标准《工程岩体分级标准》(50218-94)给出了岩体基本质量分级的标准(表2-2-15)。在此之前发布的国家标准《岩土工程勘察规范》(GB50021-94),该表是作为洞室围岩质量分级标准的。在2001年修订的《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)中,岩体基本质量分级以表2-2-15的形式来分类,岩体基本质量等级按表2-2-16分类。

表2-2-15 岩体基本质量分级

表2-2-16 岩体基本质量等级分类

(六)岩体围岩分类

地铁、公路、水电、铁路以及矿山工程等行业,均有地下洞室和隧道(巷道)开挖,工程勘察均需对工程所处的围岩进行分类。不同的规范对围岩的分类方法略有不同。

1.隧道围岩

《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范》(GB50307-1999)和《公路工程地质勘察规范》(JTJ064-98)规定,隧道围岩分类按表2-2-17划分。

表2-2-17 隧道围岩分类

续表

2.围岩工程地质

《水利水电工程地质勘察规范》(GB50287-99)规定,在地下洞室勘察时,应进行围岩工程地质分类。分类应符合表2-2-18规定。

表2-2-18 围岩工程地质分类

上表中的围岩总评分T为岩石强度、岩体完整程度、结构面状态、地下水和主要结构面产状5项因素之和。各项因素的评分办法在该规范中均有明确规定。围岩强度应力比亦有专门的公式计算。

3.铁路隧道围岩

《铁路工程地质勘察规范》(TB10012-2001)规定,隧道工程地质调绘时,应根据地质调绘、勘探、测试成果资料,综合分析岩性、构造、地下水及环境条件,按表2-2-19分段确定隧道围岩分级。

表2-2-19 铁路隧道围岩的基本分级

续表

该规范还规定,铁路隧道围岩分级应根据围岩基本分级,受地下水,高地应力及环境条件等影响的分级修正,综合分析后确定。关于岩体完整程度的划分,地下水影响的修正,高地应力影响的修正及环境条件的影响,规范中都有明确的规定。

4.井巷工程围岩

矿山工程中的井巷工程,其功能和结构更为多样,所以井巷工程对围岩的分类更加详尽,各种定性和定量指标明显多于其他标准。《岩土工程勘察技术规范》(YS5202-2004、J300-2004)规定,井巷工程评定围岩质量等级按表2-2-20划分围岩类别。

表2-2-20 井巷工程围岩分类

续表

续表

5.工程岩体

国家规范:《锚杆喷射混凝土支护技术规范》(GB50086-2001)从工程岩体支护设计和施工的需要出发,给出围岩分级表,与表2-2-20相比,仅少了Ⅵ、Ⅶ两类,主要工程地质特征少了岩石质量指标RQD和岩体及土体坚固性系数两栏,其他完全相同。

(七)岩质边坡的岩体分类

《建筑边坡工程技术规范》(GB50330-2002)对岩质边坡的岩体分类方法,见表2-2-21

表2-2-21 岩质边坡的岩体分类(GB50330-2002)

续表

表2-2-22 岩体完整程度划分

(八)深圳地区岩体分类、鉴定中存在的问题和改进意见

1)深圳地区的建筑工程除大量的房屋建筑外,公路(道路)桥梁、水利、地铁、铁路等均有大量的投资建设,各行业对岩体质量等级的划分在执行不同规范的分类标准。在当前情况下,这一状况将继续下去。但是,对某一岩体的不同分类标准,仅仅是某一行业的习惯性作法。宏观上看不同分类标准的具体内容并无原则性的区别。无论采用哪种标准都不应该影响岩体评价的正确性。

2)岩体工程特性的评价中,岩体的结构分类应该受到足够的重视。尤其是高大边坡、地质灾害评估等岩体结构对岩体稳定起主导作用的工程项目。只有采取多种科学勘察手段和缜密地进行分析,岩体的结构特征才能弄清楚。

3)岩石风化程度的判断,现场工作除很具经验的野外观察和标准贯入试验外,应多采用岩体波速测试方法,使之成为常用方法之一。准确的波速测试结果,可能比标贯试验所得结果更能准确地判断岩石的风化程度。

4)岩石的风化程度是随埋藏深度的增加而减弱的,风化岩石的强度则是随埋藏深度的增加而增加的。为了充分发挥地基承载力,深圳市地基基础勘察设计规范(送审稿)将厚层花岗岩强风化带分为上、中、下3个亚带,其划分方法见表2-2-23。

表2-2-23 厚层花岗岩强风化带细分

需要指出的是,花岗岩的风化规律一般是上部风化严重,随深度增加而减弱,但也有个别情况,有时随深度增加风化程度并无明显变化,故在划分风化亚带时,应视强风化带的厚度和风化程度改变的深浅,也可以划分一个亚带或两个亚带,不可强求一律划分为3个亚带。

龙岗区的碳酸盐类岩石——灰岩、白云岩、大理岩等基本上不存在全风化和强风化层。由于构造的影响或是其他某种原因(如表面溶蚀剧烈),可能岩石的裂隙比较发育,块度比较小。

二、土体

(一)土体的含义及其工程地质分类

土是泛指还没有固结硬化成岩石的疏松沉积物。土是坚硬岩石经过破坏、搬运和沉积等一系列作用和变化后形成的。土多分布在地壳的最上部。工程地质学把土看作与构成地壳的其他岩石一样,均是自然历史的产物。土的形成时间、地点、环境以及形成的方式不同,其工程地质特性也不同。因此在研究土的工程性质时,强调对其成因类型和地质历史方面的研究具有特殊重要意义。

土的工程地质分类有以下特点:①分类涵盖自然界绝大多数土体;②同类或同组的土具备相同或相似的外观和结构特征,工程性质相近,力学的理论分析和计算基本一致;③获取土的物理力学指标的试验方法基本相同;④工程技术人员,从土的类别可以初步了解土的工程性质。

土的工程地质分类是以松散粒状(粗粒土)体系和松散分散(细粒土)体系的自然土为对象,以服务于人类工程建筑活动为目的的分类。分类的任务是将自然土按其在人类工程建筑活动作用下表现出的共性划分为类或组。

合理的工程地质分类,具有以下实际用途:①根据土的分类,确定土的名称,它是工程地质各种有关图件中划分土类的依据;②根据各类土的工程性质,对土的质量和建筑性能提出初步评价;③根据土的类型确定进一步研究的内容、试验项目和数量、研究的方法和方向;④结合反映土体结构特征的指标和建筑经验,初步评价地基土体的承载能力和斜坡稳定性,为基础和边坡的设计与施工提供依据。

土的工程地质分类有普通的和专门的两类。普通分类的划分对象包括人类工程活动可能涉及的自然界中的绝大多数土体,适用于各类工程,分类依据是土的主要工程地质特征,如碎石土、砂土、黏性土等。专门分类是为满足某类工程的需要,或者根据土的某一或某几种性质而制定的分类,这种分类一般比较详细,比如砂土的密实度分类,黏性土按压缩性指标分类等等。应当指出的是,普通分类与专门分类是相辅相成的,前者是后者的基础,后者是前者的补充和深化。

(二)国外土的工程分类概况

近几十年来,国外在土的工程地质分类研究方面有很大进展,工业和科学技术发达的主要国家,都分别先后制定了各自全国统一的分类标准(表2-2-24)。其中英国、日本、德国的分类均以美国分类为蓝本,结合各自国情适当调整、修改而制定的。

表2-2-24 一些国家的土质分类简况

上述各国的土质分类,都采用了统一分类体系和方法,不仅使各自国内对土质分类有了共同遵循的依据,而且体现了国际统一化的趋势,以促进国际交流与合作。

下列美国的统一分类法(表2-2-25)作为样本,以了解国外分类的标准和方法。

表2-2-25 美国的土的统一分类法

续表

(三)国内土的工程分类

1.统一分类法

1990年,国家标准《土的分类标准》(GBJ 145-90)发布,并于1991年8月起执行。在此之前或之后,水利水电、公路交通等行业土的分类标准与GBJ 145-90标准没有明显区别。(GBJ 145-90)土的分类如表2-2-26和表2-2-27所示。

表2-2-26 粒组的划分

表2-2-27 土质分类表

2.建筑分类法

国标《建筑地基设计规范》(GB50007-2002)土的分类方法(简称:建筑分类法)如表2-2-28。这是从早期《工业与民用建筑地基基础设计规范》(TJ7-74)(试行)到《建筑地基基础设计规范》(GBJ7-89)一直延续下来的土的分类标准。在TJ7-74规范之前,我国一直沿用前苏联规范(HИTY127-55)。建筑分类法在房屋建筑地基基础工程或类似的工程中广泛运用,这在不少行业规范中得以反映,此分类方法也为广大工程技术人员所熟知。目前深圳除公路、铁路行业外,大多采用此分类标准,并纳入到深圳市的地方标准之中。

表2-2-28 土的分类

(四)土的状态分类

土的状态分类属专门分类。对于某种行业或某类工程,土的状态标准是有所区别的,现以《岩土工程勘察规范》(50021-2001)中规定的最常用的分类标准,对碎石土、砂土、粉土的密实度和对粉土的湿度及黏性土的状态进行分类,见表2-2-29至表2-2-34。

表2-2-29 碎石土密实度按M63.5分类

表2-2-30 碎石土密实度按N120分类

表2-2-31 砂土密实度分类

表2-2-32 粉土密实度分类

表2-2-33 粉土湿度分类

表2-2-34 黏性土状态分类

(五)土的现场鉴别方法

1.碎石土密实度现场鉴别方法(表2-2-35)

表2-2-35 碎石土密实度现场鉴别

2.砂土分类现场鉴别方法(表2-2-36)

表2-2-36 砂土分类现场鉴别

3.砂土密实度现场鉴别方法(表2-2-37)

表2-2-37 砂土密实度现场鉴别

4.砂土湿度的现场鉴别方法(表2-2-38)

表2-2-38 砂土湿度现场鉴别

5.粉土密实度现场鉴别方法(表2-2-39)

表2-2-39 粉土密实度现场鉴别

6.粉土湿度现场鉴别方法(表2-2-40)

表2-2-40 粉土湿度现场鉴别

7.黏性土状态现场鉴别方法(表2-2-41)

表2-2-41 黏性土状态现场鉴别

8.有机质土和淤泥质土的分类

土按有机质分类和鉴定方法,《岩土工程勘察规范》(GB50021—2001)的分类方法见表2-2-42。深圳市沿海近岸地区存在大量淤泥或淤泥质土,在上更新统(Q3)的杂色黏土中,有一层泥炭质土,局部有泥炭层发育。

表2-2-42 土按照有机质分类

(六)土的定名和描述

1.统一分类法定名

1)巨粒土和含巨粒的土、粗粒土按粒组、级配、所含细粒的塑性高低可划分为16种土类;细粒土按塑性图、所含粗粒类别以及有机质多寡划分16种土类。

2)土的名称由一个或一组代号组成:一个代号即表示土的名称,由两个基本代号构成时,第一个代号表示土的主成分,第二个代号表示副成分(土的级配或土的液限);由3个基本代号构成时,第一个代号表示土的主成分,第二个代号表示液限;第三个代号表示土中微含的成分。

《土的分类标准》(G B J145-90),对特殊土的判别,列出了黄土,膨胀土和红黏土。对花岗岩残积土并没有特别加以说明。根据深圳有关单位的经验,花岗岩残积土中的砾质黏性土相当于G B J145-90中的含细粒土砾,代号GF;砂质黏性土相当于细粒土质砾,代号GC-GM;黏性土相当于高液限粉土一低液限粉土,代号M H-M L。对淤泥和淤泥质土,G B J145-90分的不细,从工程需要出发,淤泥和淤泥质土的分类宜按建筑行业标准。

2.建筑行业定名

建筑行业定名依照下列几个标准:

1)土名前冠以土类的成因和年代。

2)碎石土和砂土按颗粒级配定名。

3)粉土以颗粒级配及塑性指数定名。

4)黏性土以塑性指数定名。

5)对混合土按主要土类定名并冠以主要含有物,如含碎石黏土,含黏土角砾等。

6)对同一土层中有不同土类呈韵律沉积时,当薄层与厚层的厚度比大于三分之一时,宜定为“互层”;厚度比为十分之一至三分之一时,宜定为“夹层”;厚度比小于十分之一的土层且多次出现时,宜定为“夹薄层”。当土层厚度大于0.5m时,宜单独分层。

3.土的描述内容

(1)当按统一分类法(GBJ145-90)定名时,应按下列内容描述

1)粗粒土:通俗名称及当地名称;土颗粒的最大粒径;巨粒、砾粒、砂粒组的含量百分数;土颗粒形状(圆、次圆、棱角或次棱角);土颗粒的矿物成分;土颜色和有机质;所含细粒土成分(黏土或粉土);土的代号和名称。

2)细粒土:通俗名称及当地名称;土颗粒的最大粒径;巨粒、砾粒、砂粒组的含量百分数;潮湿时土的颜色及有机质;土的湿度(干、湿、很湿或饱和);土的状态(流动、软塑、可塑或硬塑);土的塑性(高、中或低);土的代号和名称。

(2)当按建筑分类法(GB50007-2002)定名时,应按下列内容描述

1)碎石土:名称、颗粒级配、颗粒排列、浑圆度、母岩成分、风化程度、充填物的性质和充填程度、胶结性、密实度及其他特征。

2)砂土:名称、颜色成分、颗粒级配、包含物成分及其含量、黏粒含量、胶结性、湿度、密实度及其他特征。

3)粉土:名称、颜色、包含物成分及其含量、湿度、密实度、摇振反应及其他特征。

4)黏性土:名称、颜色、结构特征、包含物成分及其含量、摇振反应、光泽反应、干强度、韧性、异味及其他特征。

5)特殊性土:除应描述上述相应土类的内容外,尚应描述其特征成分和特殊性质,如对淤泥尚需描述臭味、有机质含量;对填土尚需描述物质成分、堆积年代、密实度和均匀程度等。

6)互层(夹层)土:对具有互层、夹层、夹薄层特征的土,尚应描述各层的厚度及层理特征。

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