地质中rqd代表什么
1. 水文地质编录和地质编录有什么区别,分别主要描述哪些,具体一些,谢谢...
水文、工程地质编录
一、地层岩性、节理裂隙的性质及发育程度情况,确定岩层的软硬及破碎程度,风化带及风化夹层的位置和深度。进行RQD值的统计,按回次记录大于10厘米长的岩心长度,按地质分层计算RQD值(%)。
1、岩心块度的划分:大于20厘米为长柱状;10—20厘米为短柱状;小于10厘米为扁柱状;大于5厘米为块状;2---5厘米为碎块状;小于2厘米为碎屑状、粉末状。若为块状,需对块体形态做大致描述,如楔块状、菱块状、团块状等。
2、
表1 岩石坚硬程度的定性划分
名称
定性鉴定
代表性岩石
硬
质
岩
坚硬岩
击声清脆,有回弹,震手,难击碎;浸水后,大多无吸水反应
未风化-微风化的;花岗岩,正长岩,闪长岩,辉绿岩,玄武岩,安山岩,片麻岩,石英片岩,硅质板岩,石英岩,硅质胶结的砾岩,石英砂岩,硅质石灰岩等
较坚硬岩
击声较清脆,有轻微回弹,稍震手,较难击碎;浸水后,有轻微吸水反应
1.弱风化的坚硬岩;
未风化-微风化的;熔结凝灰岩,大理岩,板岩,白云岩,石灰岩,钙质胶结的砂岩等
软
质
岩
较软岩
锤击声不清脆,无回弹,较易击碎;浸水后,指甲可刻出印痕
1.强风化的坚硬岩;
2.弱风化的较坚硬岩;
未风化-微风化的;凝灰岩,千枚岩,砂质泥岩,泥灰岩,泥质砂岩,粉砂岩,页岩等
软岩
锤击声哑,无回弹,有凹痕,易击碎
浸水后,手可掰开
1.强风化的坚硬岩;
2.弱风化-强风化的较坚硬岩;
3.强风化的较软岩;
4.未风化的泥岩等
极软岩
锤击声哑,无回弹,有较深凹痕,手可捏碎;浸水后,手可捏成团
1.全风化的各种岩石;
2.各种半成岩
对软岩和极软岩,应注意是否具有可软化性,膨胀性,崩解性等特殊性质。
岩石坚硬程度的确定;主要应考虑岩石的成分、结构及其成因,还应考虑岩石受风化作用的影响,以及岩石受水作用后的软化等情况。在作定性划分时,应注意作综合评价,在相互检验中确定坚硬程并定名。
3
表2 岩石风化程度的划分
名 称
风化特征
未风化
结构构造未变,岩质新鲜
微风化
结构构造,矿物色泽基本未变,部分裂隙面有铁锰质渲染
弱风化
结构构造部分破坏,矿物色泽较明显变化,裂隙面出现风化矿物或存在风化夹层
强风化
结构构造大部分破坏,矿物色泽明显变化,长石,云母等多风化成次生矿物
全风化
结构构造全部破坏,矿物成分除石英外,大部分风化成土状
对泥岩和半成岩,可不进行风化程度的划分
4、
表3 岩体完整程度的定性划分
名称
结构面发育程度
主要结构面的结合程度
主要结构面类型
相应结构类型
组数
平均间距(m)
完整
1--2
>1.0
结合好或结合一般
节理,裂隙,层面
整体状或巨厚层状结构
较完整
1—2
>1.0
结合差
节理,裂隙,层面
块状或厚层状结构
2--3
1.0-0.4
结合好或结合一般
块状结构
较破碎
2--3
1.0-0.4
结合差
节理,裂隙,层面,小断层
裂隙块状或中厚层状结构
>3
0.4-0.2
结合好
镶嵌碎裂结构
结合一般
中,薄层状结构
破碎
>3
0.4-0.2
结合差
各种类型结构面
裂隙块状结构
<0.2
结合一般或结合差
碎裂状结构
极破碎
无序
结合很差
散体状结构
5、按节理裂隙间距发育程度分级
表4
分级
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
间距
>2m
2—0.5m
0.5—0.1m
<0.1m
描述
不发育
较发育
发育
极发育
完整性
整体
块状
破裂
破碎
按裂隙率的裂隙发育程度分级
分级
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
裂隙率k(%)
<2
2--5
5---10
>10
描述
弱裂隙性
中等裂隙性
强裂隙性
极强裂隙性
裂隙开口宽度分级
分级
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
裂隙宽度(毫米)
<0.2
0.2--1
1---5
>5
描述
闭合
微张
张开
宽张
6、现场按以下顺序描述;
1)、岩心形态,并说明主次,接回次统计大于10厘米总长,对极破碎岩体,应说明破碎原因,如断层、全风化等。
描述裂隙发育程度(表5)、充填胶结情况(结合程度表7)裂面有无风化氧化现象。
7、结构面结合程度的划分
表5
名称
结构面特征
结合好
1、张开度<1mm,无充填物;2、张开度1—3mm,为硅质或铁质胶结;3、张开度>3mm,结构面粗糙,为硅质胶结。
结合一般
1、张开度1—3mm,为钙质和泥质胶结;2、张开度>3mm,结构面粗糙,钙质胶结。
结合差
张开度1—3mm,结构面平直,为泥质和钙质胶结;2、张开度>3mm,多为泥质和岩屑充填。
结合很差
泥质充填和泥夹岩屑充填,充填厚度大于起伏差。
3、岩石硬度划分(表1)重点用击或吸水性区分硬质岩;浸水后用手捏 、掰、刻细分软质岩。
4、当岩体完整程度为极破碎时,可不进行坚硬程度的分类。
二、岩石的工程分类;地质名称+风化程度(表2)+岩块的坚硬程度(表1)+岩体的完整程度表(6)+岩体基本质量等级(表7)。
1、根据RQD值划分岩石质量
表6
等级
RQD(%)
岩石质量描述
岩体完整性描述
Ⅰ
90—100
极好的(优)
岩体完整
Ⅱ
75—90
好的(良)
岩体较完整
Ⅲ
50—75
一般的(中等)
中等完整
Ⅳ
25—50
劣的(差)
完整性差
Ⅴ
<25
极劣的(坏)
岩体破碎
2、岩体基本质量等级分类
表7
完整性
完整
较完整
较破碎
破碎
极破碎
坚硬岩
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
较硬岩
Ⅱ
Ⅲ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
较软岩
Ⅲ
Ⅳ
Ⅳ
Ⅴ
Ⅴ
软岩
Ⅳ
Ⅳ
Ⅴ
Ⅴ
Ⅴ
极软岩
Ⅴ
Ⅴ
Ⅴ
Ⅴ
Ⅴ
描述举例;
234.45----236.72m
灰色泥岩;岩芯主呈短柱状,次呈块状,少量碎块状;岩石易风化、破碎;岩块浸水后手可捏成团;岩石遇水易软化、崩解,微具有膨胀性,为极软岩。岩石质量优,岩体完整。
RQD(%)=1.01/1.1.=92
钻孔水文地质工程地质编录
钻孔水文地质编录内容包括:描述岩芯的岩性、结构、构造,裂隙性质,密度,岩石的风化程度和深度以及岩溶形态、大小、充填情况,发育深度,统计裂隙率,岩溶率。
钻孔工程地质编录内容;统计与描述岩芯块度,绘制岩芯块度柱状图;统计节理、裂隙;确定钻孔中流砂层的、破碎带、裂隙带、风化带与软弱夹层、岩溶发育带蚀变带的位置和深度;并可按工程地质岩组用点荷载仪测定岩石力学指标。按钻进回次测定岩石质量指标(RQD),确定不同岩组RQD值的范围和平均值。RQD值一般按公式2计算确定:
RQD(%)=(Lp/Lt)*100
式中:Lp---某岩组大于10厘米完整岩芯长度之和,单位:m
Lt---某岩组钻探总进尺,m
注;小于10厘米岩心若为钻进过程中机械破碎,则应上、下对接,其长度大于10厘米时应参与计算。
钻孔简易水文地质观测
观测和详细记录钻进中涌(漏)水、掉块、塌孔、缩(扩)径、逸气、涌砂、掉钻等现象发生的层位和深度,测量涌(漏)水量,有条件时,应观测钻进中动水位和冲洗液消耗量的变化,必要时应测量稳定水位并进行简易放(注)水试验。单一含水层(组)的钻孔应测定终孔稳定水位。
2. 煤矿工程地质勘察工作
煤矿工程地质勘察工作应尽量收集已有的地质、水文地质及邻近矿区的生产资料,充分利用地质孔、水文地质孔来满足工程地质调查的要求。在详查阶段,勘探孔间距一般500~1000m,用于工程地质目的一般不需增加勘探孔数,孔径一般采用89mm或108mm,对松散层、软弱岩层及煤层采用双层管取芯以减少扰动。须安排一定数量的孔全孔取芯。取芯深度一般要求从煤层之上30m至煤层以下10m。
3.1.3.1 钻孔编录工作
(1)在钻进过程中,每一岩层分层的钻进速度、钻杆振动以及冲洗液消耗量的变化、水位变化等均应作仔细观察、记录。
(2)取样或破坏岩芯之前,擦净岩芯表面的泥浆进行彩色拍照,这可提供一个持久良好的记录,而且可通过这些相片给出节理、自然岩层分层、软弱岩层及软弱夹层。
(3)对于取芯的每一岩(土)层,取芯后应立即观察描述。
黏土类土:首先根据黏土颗粒含量多少(借助于搓条、刀切等手段)划分为黏土和亚黏土,再描述其颜色、成分、层理、结核包裹体、化石、滑面及其倾角、接触面、温度和可塑性等。
砂类土:首先根据颗粒粒组的百分含量划分为砾石,粗、中、细、粉砂,再描述其颜色、颗粒成分及含量、分选性、滚圆度、层理、接触面、化石、结核、湿度和密实程度等。
岩石:要描述每一岩石分层的岩石名称、颗粒成分及含量、分选性、滚圆度、胶结物成分及含量、胶结方式、层理、接触类型、该层的岩石质量标志(RQD)、强度、不连续面的密度及崩解、膨胀特性等。
野外可按以下简易标志描述:
1)RQD:某一地层分层>10cm长的岩芯之和与该分层岩芯总长度的比值(%)。
2)折断强度:从岩层中取出150mm岩芯,试着用手将其折断。折断强度可用下列标准予以估计:高的——手折不断,中等的——很少折断,低的——经常折断。
3)不连续面密度:以每分层中每米节理或不连续面的数量分级。
高的:>10,结构面极发育,岩体破碎;
较高的:2~10,结构面发育,岩体破裂;
中等的:0.5~2,结构面较发育,岩体呈块状;
低的:<0.5,结构面不发育,岩体完整。
4)崩解性:将有代表性的风干的长25cm的岩芯放入水中10min,据以下标准评价确定。
高的:完全崩解;中等的:有些崩解;低的:很少或没有崩解。
(4)取样方法:根据煤层和岩石物理力学性质试验的要求,对岩(土)层分层依次采取尺寸和数量均符合实验要求的完整试样,经包装、蜡封后运往实验室,如果是土样、湿度敏感性较大的岩石均应在取芯后立即取样,以保持湿度和不被风化。
(5)每个钻孔应进行物探工作。
(6)钻孔编录的综合成果必须反映在钻孔工程地质柱状图上,该图应包括下述项目:地层岩性、柱状、RQD、折断强度、不连续面密度、崩解性质、综合评价等。这一图件对评价地层的冒落特性,查明潜在的地层控制问题,估计平均支护载荷密度都是非常有用的。
1)节理和不连续面的密度和方向,它们之间的接触关系及充填情况。利用这一资料可评价顶、底板岩层变形性质及分析残余构造应力的方向。
2)直接顶板地层的厚度和力学特性。这些性质会大大影响工作面后方地层的冒落性、变形特征、工作面支护载荷、顶底板移近、煤巷支护及岩层移动。
3)详细调查岩芯丢失的层段,以查明软弱岩层。
4)黏土岩和砂岩位置及厚度的变化,由此可查出古河床或河漫滩的标志,预计可能出现的地层控制问题。
5)每一地层单位的RQD、强度、崩解性、各岩层间出现离层的可能性。据此可确定平均支护密度及煤巷支护。
3.1.3.2 专门工程地质工作
下面讨论更为详细的工程地质资料的获得方法。这些资料包括节理和不连续面的性质、原岩应力状态、岩土层的强度指标、崩解性、岩体变形性质等。
(1)节理和不连续面的密度、间距、形状和延伸等,这些可在岩石露头上进行节理裂隙统计得到;也可通过岩心直接测绘,如此需考虑使用双管钻进,取得定向岩芯;还可使用物探技术或钻孔电视于孔内直接测得节理裂隙图像。
(2)可在邻近矿井中使用应力解除法,或在钻孔中通过水力破裂法测定原岩应力状态。水力破裂法适应于较深处的应力测量,且只能得到水平面上的两个应力的大小和方向,垂直方向的应力则需按深度和上覆岩层的容重计算得到。以上测量必须在定性分析的基础上,认为该区有构造应力存在时才进行,否则即按自重应力场计算原岩应力。
(3)实验室测定的岩(煤)块强度变形指标有变形模量、泊松比、单轴抗压强度、单轴抗拉强度、岩块和节理面的粘聚力与内摩擦角值。这些参数应尽量在较大直径的岩样上测定,以便更接近岩体指标。
在进行岩移预计或留设防水煤柱时,尚需得到松散层的变形和强度指标,它们是土的压缩系数、无侧限变形模量、泊松比、粘聚力和内摩擦角、无侧限抗压强度,黏土的抗拉强度、固结系数、先期固结压力,还要得到其他常规的物理性质指标,如含水量、黏土的塑限及液限、砂土的相对密度、颗粒成分等。
(4)水理性质:在水或湿气作用下,顶、底板岩石的恶化对地层控制是极其不利的。岩石的水理性质可由膨胀和崩解指标表示,决定这一性质的内因是它所含黏土矿物的性质及含量,如含蒙脱石的黏土类岩石最易崩解和膨胀,因此还必须进行岩石的矿物成分分析。
(5)岩体的变形性质:在钻孔内设置钻孔膨胀仪以测量直接顶、底板横向变形性质,通过声波测井可得到垂直层理方向的岩体变形性质。
3.1.3.3 水文地质调查
包括松散层含水层中的地下水和基岩含水层中的地下水的调查。这些调查应提供以下信息:(1)地下开挖时潮湿的区域;(2)开挖区地下水量的预计;(3)采矿引起的地面及岩层移动对地表和地下水变化的影响。为此,必须进行野外钻孔抽水、注水试验,以查明地下水水位、水流方向,岩层的渗透性,各主要含水层间的水力联系等。
3.1.3.4 图件的编制
工程地质工作的成果应反映在以下图件上,可便于开采设计和生产使用:
(1)工程地质柱状图。在综合钻孔编录及专门工程地质工作的基础上编制,并需将各岩层划分为工程地质岩组(指工程地质性质相近的岩层的组合)。它包括以下内容:地层单位、深度、厚度,各岩组岩性描述,岩石(体)的变形指标、强度指标、膨胀崩解特性,节理裂隙的密度和方向,可能离层的部位和岩层的渗透系数等。
(2)工程地质剖面图。着重反映沿勘探线工程地质条件的变化,包括工程地质岩组、风化带界线、各岩组主要物理力学性质、地下水位、岩层渗透性等内容。
(3)工程地质问题平面预测图。根据顶、底板岩性岩相、岩石物理力学指标、岩体变形性质,节理、裂隙、断层的产状和密度,地下水活动情况,瓦斯集中的可能性等,对顶、底板岩层进行稳定性评价,预测可能出现的地层控制问题,为选择采煤设备和顶、底板管理方法提供依据。
3. 地质勘察报告中指出岩体RQD较差,怎样处理
你好,拟建办公楼15层:1.根据当地经验建议地基基础形式;
如不知道临近建专筑基础形式则:
1.其属于高层建属筑,如果覆盖层很厚,一般可建议采筏板基础;以硬可塑粘土层作为基础持力层
2.如果覆盖层不太厚,建议采用柱基,以中风化花岗岩为持力层。希望能帮到你~~~~~~~~~~~~~~~··
4. RQD值怎么计算
RQD:岩石质量指标,用直径为75mm的金刚石钻头和双层岩芯管在岩石中钻进,连续取芯,回次钻进所取岩芯中,长度大于10cm的岩芯段长度之和与该回次进尺的比值,以百分比表示。5.4.2 钻孔工程地质编录
5.4.2.1 钻孔工程地质编录内容包括:统计与描述岩芯块度,绘制岩芯块度柱状图;统计节理裂隙;确定钻孔中流砂层、破碎带、裂隙密集带、风化带与软弱夹层、岩溶发育带、蚀变带的位置和深度;并可按工程地质岩组用点荷载仪测定岩石力学指标。
5.4.2.2 按钻进回次测定岩石质量指标(只RQD),确定不同岩组RQD值的范围和平均值。RQD值一般按公式(2)计算确定;
(2)
式中:Lp——某岩组大于10cm完整岩芯1)长度之和,m;
Lt——某岩组钻探总进尺,m。
注:1)小于10cm岩芯若为钻进过程中机构破碎,则应上、下对接,其长度大于10cm时应参与计算;当钻头内径小于54.1mm时,RQD值作适当降低,根据经验降低20%~50%。
5.4.2.3 根据RQD值,按附录E划分岩石质量等级和岩体质量等级。
5.4.3 坑道工程地质编录
5.4.3.1 对矿区的勘探坑道应全部进行工程地质编录,工程地质条件简单的矿区可适当减少,有生产坑道时可选择典型坑道进行。
5.4.3.2 坑道工程地质编录内容包括:对坑道所揭示的岩层划分岩组,重点观察描述软弱夹层、风化带、构造破碎带、蚀变带、岩溶发育带的特征,分布、产状、溶蚀现象;系统采取岩(矿)石物理力学试验样;统计节理裂隙;详细描述地下水活动对井巷围岩稳固性的影响及工程地质问题发生的位置不稳定地段掘进与支护方法。坑道变形地段必要时设置工程地质观测点,进行长期观测。
5.4.4 工程地质钻探
5.4.4.1 钻探深度:露采矿区宜控制到最终坡脚或坑底以下30—50m;井下开采矿区控制到矿床主要储量标高以下30—50m。
5.4.4.2 钻孔孔径以满足采取岩、土物理力学试验样规格为准。
5.4.4.3 要求全部取芯钻进。岩芯采取率,可根据不同的目的确定。
5.4.4.4 应进行物探测井,结合钻探地质剖面,确定岩石风化带深度、构造破碎带、岩溶发育带及层间软弱夹层的分布部位。
5.4.5 工程地质测试
5.4.5.1 勘探矿区应选取代表性岩、土室内试样,测定其物理力学性质。工程地质条件中等—复杂的矿区,除选取代表性室内试样外,还可应用点荷载仪、携带式剪切仪进行钻孔及野外现场测试。
5.4.5.2 室内岩(土)样试验项目,按开采方式、矿区实际情况,结合工程地质评价要求参照附录J选作。
5.4.5.3 岩(土)样采样要求
a. 井采矿区对一期开拓水平以上矿体及其围岩按不同岩石分别采样;露采矿区应在边坡地段自上而下分组采样。
b. 块状、层状岩类按不同岩石采样;松散软弱岩类,若岩性较均一,厚度大于10m时,每10m采一组样;岩性不均一时,根据岩性结构特征分层采样。
c. 块状、层状岩类可直接从岩芯采样;松散软弱岩类应利用坑道或山地工程采样,如在钻孔中取样,则应采取专门取芯工具,砂砾石样应保持原级配。
d. 采样规格与数量可根据实验室的具体要求确定。
5. TCR SCR RQD 什么意思 地质
TCR(Total Core Recovery) 总取芯率:一个钻进回次中所取得的全部岩芯占该回次的百分比,包括所有块状和破碎岩内芯,一般按取得容的总岩芯长度除以该回次的进尺计算得到。
SCR(Solid Core Recovery)块状取芯率:一个钻进回次中取得的块状岩芯占该回次进尺的百分比。
RQD(Rock Quality Designation)岩石质量系数:一个钻进回次中,自然形成的两个裂隙之间的长度超过100mm的岩芯占该回次进尺的百分比。
望采纳!
6. 水文地质钻孔编录中的RQD值是什么
是岩石质量指标,通用的鉴别岩石工程性质好坏的方法。利用钻孔的修正岩芯采专取率来评价岩石质量属的优劣。一般用直径为75mm的金刚石钻头和双层岩芯管在岩石中钻进,连续取芯,回次钻进所取岩芯中,长度大于10cm的岩芯段长度之和与该回次进尺的比值,以百分比表示。主要反映岩石完整程度,即裂隙在该地段地层中的发育程度。
7. 跪求!地质学上关于RQD的经验公式
RQD是是国际上通用的鉴别岩石工程性质好坏的方法,该法是利用钻孔的修正岩芯专采取率来评价岩石质量的属优劣。即用直径为75mm的金刚石钻头和双层岩芯管在岩石中钻进,连续取芯,回次钻进所取岩芯中,长度大于10cm的岩芯段长度之和与该回次进尺的比值,以百分比表示。显然RQD主要反映岩石完整程度,即裂隙在该地段地层中的发育程度。按RQD值的高低,将岩石质量划分为五类:
类别 RQD(%) 岩石质量
1 90~100 好
2 75~90 较好
3 50~75 一般
4 25~50 差
5 <25 很差
计算公式为RQD=Lp(大于10cm的岩芯断块累计长度)/ Lt(岩芯总长度)×100%
8. 英文地质初勘报告中的REC是什么,REC%,RQD呢都是什么参数。
REC%是采取率,
RQD明显是岩体基本质量等级啊
9. 地质中的rqd是什么
岩石质量指标RQD(Rock Quality Designation),它是迪尔1964年提出的概念,是用来表示岩体良好度的一种方法
RQD是根据修回正的岩心采取率来答决定的,所谓修正的岩心采取率就是将钻孔中直接获取的岩心总长度,扣除破碎岩心和软弱夹泥的长度,再与钻孔总长之比。方法规定在计算岩心长度时,只计算大于10cm坚硬的和完整的岩心。
10. 地勘探孔中,图中的r,c,等各代表什么意思
工程地质物探与勘探的任务,主要有以下各项: (一)详细研究建筑场地的岩性及地质结构。研究个地层的性质、厚度、纵向和横向变化,进行地层划分并确定其接触关系;基岩的风化深度及风化岩石性质,划分风化带研究岩层的产状、裂隙发育程度及随深度的变化;褶皱、断裂、破碎带以及其它地质结构现象的空间分布、变化的特点。提供岩石右钻性和岩体强度、结构面发育等定量指针。 (二)查明水文地质条件。了解含水层和隔水层的分布厚度、性质及其变化,地下水位(水头)等。 (三)研究地貌及物理地质现象。查明各种地貌形态,如河谷阶地、洪积扇、斜坡的位置和结构等。研究各种物理地质现象,如岩溶的规模及发育深度,滑坡的范围、滑动面位置、动态等。 (四)取样及提供野外试验条件。从勘探工程中采取岩土样及水样,供室内试验及分析鉴定用。在勘探工程中可作各种野外试验,如岩土力学性质试验、地应力量测、水文地质试验等。 (五)其它项目。如利用勘探工程布置地下水及各种工程动力地质现象的长期观测,进行井下摄影及井下电视、灌浆等工程处理。 物探可以说是一种间接的勘探工作,它可以简便而迅速地探测地下地质情况,与测绘工作相配合尤为适宜,又可为勘探工作的布置指出方向。物探成果亦须由勘探工作来证实。勘探工作包括钻探和坑探两种,能较可靠地了解地下地质情况,万其是坑探工程,勘探人呐可以直接在其中观察测量;但是它耗费人力和资金较多,周期也长,因此使用时应具经济观点。布置钻探和坑探工程,要以测绘和物探工作为基础。考虑到物探和勘探各自的优缺点,在布置工作时应综合运用,互为补充。 一个工程在不同的勘察阶段,物探 和勘探往往是配合测绘工作的,而应较多地采用物探手段,钻探和坑探主要用来验证物探成果和取得基准剖面。随着勘察程度的提高,为了深入研究各种工程地质问题,以进行确切的分析、评价,钻探和坑探工程将愈来愈被广泛地采用,成为主要的勘察手段,而物探工作则作为勘探工程的辅助手段。本章重点论述物探和勘察在工程地质勘察中的适用条件,所要解决的主要问题,统计局萧要求。心肝及勘探工作的布置、设计及施工顺序等问题。 工程地质物探 物探的全称为地球物理勘探,它是以专门仪器来探测地表层各种地质体的物理场,从而进行地层划分,判定地质构造、水文地质条件及各种物理地质现象的一种勘探方法。 由于地质体具有不同的物理性质(导电性、弹性、磁性、密度、放射性等)和物理状态(含水率、裂隙性、固结程度等),就为利用物探方法研究各种不同的地质体和地质现象提供了物理前提。所探测的地质体各部分之间以及该地质体与周围地质体之间的物理性质和物理前提。所探测的地质体各部分之间以及该地质体与周围地质体之间的物理性质和物理状态差异愈大,使用这种方法就愈能获得比较满意的结果。 需要指出的是,物探方法虽能简便而迅速地探测地下地质情况,但由于它经常受到非探测对象的影响和干扰,心肝及仪器测量精度的不够,其所得判断和解释的结果往往较为粗略,且有多解性。所以,在物探工作之后,还常须用钻探或坑探来验证,以获得确切的地质成果。物探工作的方法有电法勘探、地震勘探、重力勘探、磁法勘探、核子勘探以及地球物理测井等,在工程地质勘察中运用最普遍的是电法和地震勘探。 一、电法勘探在工程地质勘察中的应用 将各个电测 点所得地质资料边成剖面,即为物探地质剖面,它如同利用钻孔资料所墨守成规的剖面(图3—3) 环形电测深法是利用对称四极装置改变其方向,测量同一点的视电阻率。它可用来确定各向异性很明显的地质介质,职陡立岩层的走向、断层破碎带与含水裂隙带的延伸和岩溶发育的主导方向,以及它随深度的变化情况等。图3—4是利用环形电测深法所测得的裂隙主导走向为N10°W(椭圆长轴所指方向)。这个方向在不同极呓(即不同深度上)都是稳定的。 但是,钻探方法也有它一定的缺点,主要是:一般难于进行直接观察;一些有重大工程地质意义的软弱层(破碎泥化夹层、风化夹层等)和构造破碎带,往往不易取得岩心,以致达不到地质要求。为了克服上述缺点,近十余年来发民兵了钻孔摄影技术和钻孔电视以及便于地质人员能直接下井观测的大口径钻孔,使用效果良好。 二、工程地质钻探的特殊要求 工程地制裁钻探是为工程建筑物的设计、施工服务的,它多具综合目的,因而在钻进方法、钻孔结构、钻进进程中的观测编录等方面均有特殊要求。 工程地质钻探 对岩心采取率要求校高,一般岩层不能低于80%;对工程建筑物至关生要的软弱夹层和断层破碎带也不能低于60%,但往往不易取得岩心。为保证获较高的岩心采取率,针对不同的勘探对象应采用相尖的钻进方法。如在软弱地层或断层破碎带中钻进时,要昼养活冲洗液或用干钻,降低钻速,缩短钻程,最好采用双层岩心管。近年来,黄河水利委员会在水浪底水利枢纽勘察中,革新钻具,采用套钻和化学树脂胶合的措施,几乎可以100%地采取泥化夹层和断层破碎带的岩心。在土层中钻进时,以采取干钻为宜,并应适当缩短钻程。 为了保证准确地测定地下水位和水文地质试验工作的正常运行,必须按含水层的位置和试验工作的要求,确定孔身结构及外电进方法。对不同的含水层要换径并分层止水,加以隔离。含水层愈多,换径和分层止水的次数就愈多。一般的工程地质钻孔终孔直径为91MM,根据换 径次数及位置,即可确定孔身结构。。若在基岩面以一的砂卵石层中作抽水试验干钻,不允许使用泥浆加回孔壁的办法。一般钻孔要直,不能发生弯曲;孔壁要求光滑规则,同一孔径段应大小一对敌。这些要求在钻探操作工艺上给予满足。 钻孔水文地质观测,是工程地质钻探的一项重要工作,藉以了解岩层透水性的变化,发现含水层和得知其近似水位并掌握各含水层之间的水力联系等。在外钻进过程中应按水文地质钻探的要求,做好孔中水位测量,测定冲洗液消耗量及外电孔涌水量、测量水温等工作。在工程地质钻探中,为了研究岩土的物理力学性质,经常要采取岩土槔。坚硬岩石的取样可利用岩心,但其中的软弱夹层和断层破碎带取样时,必须采取特殊措施。为了取得质量可靠的原状土样,则必须配备专门的取土器,燕应注意取样方法和操作工序,以尽量使土倦不受或少受扰动。为达到上述的特殊要求,钻探人员应严格按规定操作,不能盲目追求进尺。 三、工程地质钻探常用的钻探方法和设备 自然地质条件是复杂的,各种钻探方法和设备都有一定的使用条件,选择钻探方法和设备时,应视钻探的目的和地质条件而定。目前,工程地质勘探中常用的钻探方法、钻具及其使用条件和优缺点列于表3—2中。 由表列可知:钻探方法可分为冲击钻探、回转钻探、冲击回转钻探和振动钻探等四种。在工程地质勘探中主要采用冲击钻探和回转钻探:按动力来源又可将它们分为人力的和机械的两种。机械回转钻探钻进效率高,孔深大,又能采取岩心,所以在工程地质勘探中使用最为广泛。目前,国内外正在大力革新钻探技术,逐步朝着全液压驱动、仪表控制、勘探与测试相结合的方向发展。近年来,法国生产的FORACO-V。P。R。H钻机可称得上是钻探技术革新的代表,它兼具振动、冲击、回转钻进,又可作静力和动力触探试验,操作全由仪表控制,由机械手拧卸钻具,钻进效率高,适用于工程地质勘探。 为了研究工程土体的物理力学性质在工程地质勘察中,应结合勘探工作采取原状土样。但是在钻孔中采取原状土样时受到很多因素影响,其中主要的是取土器的结构和取土实用。下面介绍几种常用的取土器。 1、限制球阀式取土器在取土过程中,进入取土器内的液体、气体将球顶起排出;当取土停止时,由于球上部弹簧的作用将球压回原阀座位置,以起封闭作用,。这种球阀装置密封可靠,但要选择适当的弹簧强度,调节到适当的压力。球的直径与排水孔的直径要互相适应,以便于水、气、泥排出。 2、上提橡皮垫活阀式取土器土样进入取土筒时,取土器内的水、气、泥由活阀上部排排出,。上提钻杆时,橡皮垫封闭活门,即可取上土样。 3、回转压入式取土器有两层管,外管回转(带有合金钻头或螺旋),内管压入。内管一般球阀式取土器类似,上部是球阀封闭。这种取土器适用于深层取土。 4、水压活塞式取土器活塞式取土器的下口一下处于封闭状态,在贯入土时,取土筒下压使土样进入,活塞静止,土样上部不随任何压力,也不受钻孔内冲洗液的影响。这种取土器是借助于水泵的压力推动活塞使取土筒进入土层。在取土器下入孔底时,一个活塞将取土器下口封闭;压土时,上部活塞带动取土筒下压而采得原状土样,如图3—13所示。 以上四种取土器适用于采取粘性土的原状土样。采取砂类土和饱水软粘土是很困难的,要使用特制的取土器。近年来,我国水电勘察部门研制了厚壁管靴长筒上提 活阀式取土器,反旋活阀分节取土器和真空活塞取砂器等,采取地下水位惟下的原状砂类土和软粘土样,效果较好。原状土样的采取方法主要有三种: (1)击入法:适用于较硬的土层中取样,又可分为孔外及孔内的轻锤多击法和重锤少击法。实践证明,孔内的重锤少击法取样效果好,效率高而土样扰动小。 (2)压入法:适用于较软的土层中取样,又可分为连续压入和断续压入法。连续压入法是借助活塞油压筒或钢绳滑轮组合装置,将取土器一次快速均匀地压入土中,土样的扰动较小,当采用连续压入法无法将取土器压入土层时,则可采用断续压入法。 (3)振动法:当振动钻进进,可利用振动器的振动作用将取土器压入土中。 这种方法对土样的边缘部分扰动较大。易受振动液化的土层不适用。为了保证土样的质量,除了对取土器和取土方法进行选择外,还应注意钻探方法、钻、孔结构、清除孔内残土、操作方法、和土样封存及运输等各顶问题。 四、工程地质勘探钻孔类型及其适用条件 钻孔的类型指的是钻孔的角度及其方向。钻孔的角度即是钻机的立轴钻杆与地平线的夹角,也叫做钻孔倾角。按照钻孔倾角及其变化情况,可将钻孔分为铅直孔、斜孔、水平孔和定各孔四种。在进行工程地质勘探时,窨采用何种角度及方向的钻孔,需视钻孔的具体任务及地形地质条件而定。为了能取得尽可能多的地质资料,又节省钻探工作量钻进方向最好与不同岩性接触面或断层面垂直,但是在实际上往往不易达到,一般要求基夹角不中于20°。 (一) 直孔 倾角90°。在工程地质钻探中此类孔最常用,适于查明岩浆岩的岩性岩相、岩石风化壳、基岩面以第四纪覆盖层厚度及性质、缓倾角的沉积及断裂等。作压水试验的钻孔一般都采用铅直孔。 (二) 斜孔 倾角小于90°,且应定出倾斜的方向。当沉积岩层倾角较大(﹥60°),或陡倾的断层破碎带,常以与岩层或断层倾向相反的方向斜向钻进。在水利水电工程地质勘探中,常用斜孔探查河床下的地质结构。尤其是在河床不很宽而水流湍急的峡谷中 ,可在两岸以斜孔向河底交叉钻进,既可较好地控制河床下的地质结构,又可以养活或避免河中布孔进行水上钻探的困难。但是斜孔钻进技术要求较高,常易发生孔身偏斜,而使地质解释工作产生误差,在软硬相间的岩层中钻进,此现象尤为严重。 (三) 水平孔 倾角多为0° 。一般在坑探工程中布置,可作为平硐、石门的延续,用以查明河底地质结构、进行岩体应力量测、超前探水和排水。在河谷斜坡地段用以探查岸坡地制裁结构及卸葆裂隙,效果也较好。 (四) 定向孔 采用一些技术措施,可使钻孔随着深度的变化有规律地弯曲,进行定向钻进,如岩层上缓下陡进,或在一个孔中控制多个定向分枝孔,共同钻探同一目的层,或在一个孔中控制多个定向分枝孔,共同钻探同一目的层。定向钻进的技术措施比较复杂。近年来,国内外广泛采用在一个孔位上钻多个不同方向的定向斜孔的布置方案,效果极佳。 五、大口径钻进和小口径(金刚石钻头)钻进在工程地质勘探中的应用 (一)大口径钻进 工程地制裁勘探钻孔的孔径,大多数是168MM开孔,91MM终孔,这样的孔身结构能够满足一般的勘探、试验要求。但是在特殊情况下,譬如为了探查坝基软弱夹层和强透水带的位置及展布方向、断层破碎带和缓倾角裂隙的产大辩论和特征,以及为了检查基础的灌浆质量和混凝土的浇筑情况,就需按照工程地质的要求,打一些大口每项钻孔,以工程技术人员进入孔中直接观察和测量。。 大口径钻孔主要在水电工程地质勘探中采用。我国于1963年在丹江口坝直址打成了第一口大口每径钻孔;之后,葛洲坝、小浪底、偏窗子、三峡等水利枢纽工程中相继采用,均取得 很好的勘探效果。面且承担了大坝基础处理等任务。 由于大口径钻孔能够让勘探人员直接进入其中观测和取样,准确地搜集到第一性地质资料,因而避免了用一般勘探耗费大量进尺而未能搞清某些地质现象和问题的弊病。它也代替了施工复杂的竖井工程,而且由于无爆破震动,可以保持岩层的天然状态。 大口径钻探方法有冲击钻进和回转钻进,在工程地质勘探中主要使用后者,其孔径分别1150、1050、950和750MM,孔深 30—60M,可以取得财心。钻具是在现有设备基础上改装的,主要包括钻头、岩心管、取粉管、钻杆等。除钻具外,还应配备吊笼、绞国及潜水泵等必要的设备。 大口径钻进的工作情况如图3—18所示。 (二) 小口径(金刚石钻头)钻进 近年来,我国在工程地制裁勘探中逐渐推广小口径的金刚石钻进。这种钻进有很多优点:能钻进极硬的岩石,使用寿命长,钻进效率高,岩心采取率高,且岩心完整度好;孔径均匀,孔壁光滑,钻弯曲度小;钻进时平稳,设备的磨损小,能量消耗少;重量轻,搬运方便等。金刚石钻具主要包括金刚石钻头、金刚石扩也器、岩心卡簧及金刚石钻进用岩心管。金刚石钻头目前生产有直径76、66、46、36MM等几种规格,较一般的钻头要小得多,故称之为“小口径”。这种钻头是将金刚石颗粒镶嵌在钻头唇部,利用金刚石的硬度磨削岩石钻入地层。金刚石钻进一般均使用双层岩心管。从小泵送来的冲洗液,经内、外管之间的间隙而到达孔底,可减少对岩心的冲刷影响。 采用小口径(金刚石钻头)钻进,在操作上必须注意的是:在任何情况下都不允许无水钻进否则发生高热会烧毁金刚石,用过钢粒钻进的孔,不能再下入金刚石钻头,因孔底遗留钢粒,在冲击振动时会使金刚石损坏;若镶嵌的金刚石颗粒掉落孔底,应即打捞,否则会使整个金刚石钻头遭到损坏;钻进中若迂软弱夹层及裂隙发育的地层,应特别注意降低压力及转速。由于在砾石层、砾岩及硬脆破碎地层中钻进时,冲击振动很大,对金刚石的包镶金属磨耗很快,故一般不采用金刚石钻进。 金刚石钻进虽有很多优点,可是它的孔径过小,有能作现场水文地质试验。 六、声波测井在工程地质钻探中的应用墀测井是一种地球物理勘探技术,它的物理基础是研究与岩石性质密切相关的声振动沿钻井的传播特征。它具有快速,轻便的优点。近十余年来在国内外逐渐推广应用,我取得了较好的效果。 声波测井可充分利用已有的钻孔,结合地质调查,了解基岩风化壳的厚度、物征,进行分带,查明深部地层的岩性特征,进行地层划分,确定软弱夹层的层位、深度和厚度;寻找岩溶洞穴和断层破碎带;研究岩石的某些物理力学性质,进行工程岩体分类等。与其它测井方法密切配合,还可怜全部或部分代替岩心钻探,开展无岩心钻进。总之,声波测井在工程地质钻探中的应用是多方面的。 目前所应用的声波测井方法主要有以下三种:一是根据墀传播速度研究地质体性质的墀速度测井;二是根据墀振幅的衰减反映岩层性质的墀幅度测井;三是利用墀在井壁上的反向我了解井壁结构情况的专长波电视测井。其中应用最多的是声速测井。 声速测井的装置如图3—19所示,为单发射双接收型的。两个接收器R1、R2的距离为L。沿井壁的滑行波到达两个接收器的时间差为△t,具有 L △t = —— V2 △t表示声波通过厚度为L的一段岩层所需的时间,习惯上把它换算为通过一米岩层所需的时间(叫做旅行时间),单位为μs/m。由时差△t即可求出声波在岩层中的传播速度V(m/s): V=-106/△t 三峡水利枢纽坝基为前震旦纪的石英闪长岩和闪云斜长花岗岩,经大量声波测并工作后获得的各风化带纵波速度值列于中。 由于没风化带内,岩石组织结构、矿物万分和风化程度不同的岩石所占比例及分布,状况不同,因而不但波速不同,而且声速曲线的形态也不相同。剧风化带的波速值跳跃范围不大,曲线形态以不规则的方形锯齿为主。强内化带中,当坚硬和半坚硬岩石碎块与疏松相互掺杂时,波速值跳跃范围大而密,曲线形态为紧密排弄的长尖刺状锯齿。微风化带的声速曲线摆动幅度较小。四川某坝基48号孔的综合柱状;图,可以用来说明应用声波测勘查断层破碎带的效果。从声波曲线的整个背景值来看,代表二叠纪斑状玄武岩的V为3700-4400m/s,V为2300m/s. 但在标高390m附近,却出现了一个明显的低值异常,V、Vs分加紧为2150和1350m/s,几乎相当于政党值的一半。进行幅度观测时,声波能量吸收衰减强烈,振幅大大下降。经分析,该处是断慨角砾岩,岩体十分破碎。 七、钻孔设计书的编制、钻孔观测编录及资料整理 (一)、钻探工作耗费资金较大,应尽可能使每一个钻孔都发挥综合效益,取得较多的资料。为此,工程地质人员除了编制整个工程地质勘探设计外,还应逐个编制钻孔设计书,以保证钻探工作达到预期的目的。 钻孔设计书的内容要点应包括: 1、钻孔附近的地形、地质概况及钻孔的目的。钻孔的目的一定要充分说明,使施钻人员和观测、编录人员明确该孔的意义及钻进中应注意的问题,这对于保证钻进、观测和编录工作的质量,都是至关重要的。 2、钻孔的类型、深度及孔身结构。应根据已掌握的资料,绘制钻孔设计柱状剖面图,说明将要迂到的地层岩性、地质构造及水文地质情况等,据以确定钻进方法、钻孔类型、孔深、孔和终孔直径,以及换径深度、钻进速度及固壁方法等。 3、工程地质要求。包括岩心采取率、取样、试验、观测、止水及编录等各方面的要求。编录的项目及应取得的成果资料有:钻孔柱状剖面、岩心素描(或照相)、钻进观测、试验记忆录图表及水文地质日志等。 4、说明钻探结束后对钻孔的外理意见,留作长期观测抑或封孔。 (二) 孔的观测与编录 为了全面、准确地反映钻探工程第一性地质资料,在钻进过程中必须认真、细致地做好观测与编录工作。 1、岩心观察、描述和编录 应对岩主进行鉴定,描述其颜色、矿物万分和颗粒成分、结构和构造,正确地定名,必要进取样进行岩矿鉴定。对疏松砂砾土秋粘性土,应观察其致密程度和稠度状态。确定节理裂隙的类型、延续性、蚀变充填情况、倾角 、间距等,进行裂隙统计。对风化岩石,应将岩心按风化程度进行分带和描述。必要时编制岩心素描及岩心拄状图。 通过对岩心的各种统计,可获得岩心采取率、岩心获得率和岩石质量指针等定量指针。岩心采取率是指所取岩心的总长度与本回次进尺的百分比。总矩度包括比较完整的岩心和破碎的碎块、碎屑及碎粉物质。 岩石质量指针(RQD)由D·U·迪你提出的,它是指在取出的岩心中,只计算长度大于10cm的柱状岩心长度,与本回次进飞的百分比。其计算和等级划分如图3—22所示。上述三项定量指针可反映岩石的坚硬和完整程度。岩石愈坚硬、完整,数值愈高;而愈软弱、破碎的岩石,则数值愈低。它们也与钻进的工艺和技术水平有关。 每回次取出的岩心应顺序排列,并按有关规定进行编号、装箱和保管。并应注明所取原状土样、岩样的数量及深度。 2、孔水文地质观测 注意并记录钻进过程中冲洗液消耗量的变化。发现地下水后,应测定其初见水位及稳定水位,确定含水层顶底板标高及厚度,测量水温,定深取水样以进行水质分析。 3、孔内情况 钻过过程中注意换层的深度、回水颜色变化、钻具陷落、孔壁坍塌、卡钻埋钻和涌砂现象等,结合岩心以判断孔内情况。如果孔壁坍塌及卡钻,岩心厂矿且采取率又低,就表明岩石裂孙发育觐上于构造破碎带中。 当钻进过程中,迂到严重风华蔌裂隙十分发育的岩层、断层破碎带、岩溶洞穴时,岩主采取率往往很低,甚至取不到岩心,给判断孔内情况带来困难。钻孔摄影和钻孔电视弥了这一缺陷,通过对孔壁的观察,可以对岩层的裂隙发育程度及方向、风化程度、断层破碎带、财溶洞穴和软弱泥化夹层等,取得较为清晰的照片或图像,给人以孔内直观的感觉。目前我国水电部门使用的SK——150型钻孔摄影仪和JZS—1型钻孔电视机,为提高工程地质勘探的质量和钻孔利用率,显示了独特的优越性。 二、坑探工程设计书的编制、观测与编录 (一)坑探工程设计书的编制及观测 坑探工程的设计是在工程地质勘探总体布置的基础上进行的。其主要内容包括:坑探工程附近的地形地质情况、坑探的目的、类型、掘进深度及其谁、施工条件、观测与编录内容、取样位置和成果要求等。 坑探工程的观察、描述内容,依其类型和目的不同,侧重点有所不同,侧重点有所不同,一般应有:第四系和基岩地层的时代、岩性、成分、结构构造、厚度、产状及接触关系;岩石的风化特点及风化壳分带;软弱夹层的岩性、厚度、产状破碎泥化情况;断裂、裂隙的组数、产状、性质、密度、宽度以及延展、空切情况;地下水渗水点位置、特点、涌水量大小;以及不育地制裁现象的描述等。 (二)坑探工程的编录 坑探工程的编录工作主要是绘制展视图。所谓展视图,就是沿坑探工程的壁、底面所编制的地质断面图,按一定的制图方法将三度空间的图形展开。用它表示的地质成果一目了然,故在生产上广为应用。 不同类型坑探工程展视图的编制方法和表示内容有所不同,它们的比例尺一般为1:25—— 1:100。现介绍如下: 1、试坑、浅井、竖井等铅直坑探工程展视图,一般采用四壁辐射展开法或四壁平等展开法。前者适用于试坑,后者适用于浅井和竖井。 2、探槽展视图一般只画底和一壁,有时也将两侧壁画出。如果槽长且方向、坡度有转析时,可分段画出,使壁与氏保持平行。 3、平硐展视图一般将五个面全部画出,其中硐顶分开单画,其余几个面相联展开。硐底坡度有变化时,要用高差曲线表示。第五节 工程地质勘探的布置 布置勘探工作的总要求是:以最少的勘探工作量取得尽可能多的地质资料。为此,要求工程地质人员必须明确勘探的目的和任务,做好勘探设计,将每个勘探工程都布置在关键部位。以发挥综合效益。