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第二節(jié) 工程地質(zhì)測繪的研究內(nèi)容
工程地質(zhì)測繪是為工程建設(shè)服務(wù)的,自始至終應(yīng)以反映工程地質(zhì)條件和預(yù)測建筑物與地質(zhì)環(huán)境的相互作用為目的,深入地研究建筑區(qū)內(nèi)工程地質(zhì)條件的各個(gè)要素。
一、工程地質(zhì)測繪中對(duì)巖土的研究
巖土是工程地質(zhì)條件最基本的要素,產(chǎn)生各種地質(zhì)現(xiàn)象的物質(zhì)基礎(chǔ)。它當(dāng)然是工程地質(zhì)測繪的主要研究內(nèi)容。
目前在工程地制裁測繪特別是小比例尺的工程地制裁測繪中對(duì)巖土的研究仍多彩地層學(xué)的方法,劃分單位也與一般地質(zhì)測繪基本相同。但在建筑物分布地區(qū)內(nèi)的小面積大比例尺工程地質(zhì)測繪中,可能遇到的地層常常只是一個(gè)“統(tǒng)”、階“甚至是一個(gè)”帶“,此進(jìn)就必須根據(jù)巖地工和地質(zhì)性質(zhì)差民作進(jìn)一步劃分才能滿足要求。特別是砂巖中的泥巖、石灰?guī)r中的泥灰?guī)r、玄武巖中的凝灰?guī)r等夾層對(duì)建筑物的穩(wěn)定和防滲有重大影響,常會(huì)構(gòu)成壩基潛在的滑移控制面,更要突出地反映出來,這是工程地質(zhì)測繪與其它地質(zhì)測繪的一個(gè)重要區(qū)別。
工程地質(zhì)測繪對(duì)巖土的研究其特點(diǎn)還表現(xiàn)在既要查明不同性質(zhì)巖土在地殼表層的頒、巖性變化和它們的成因,也要測定它們的物理力學(xué)性質(zhì)指針,并預(yù)測它是建筑物作用下的可能變化。這就必須把巖土的研究建立在地質(zhì)歷史一成因基礎(chǔ)上才能達(dá)到目的。在地質(zhì)構(gòu)造生產(chǎn)簡單、巖相變化復(fù)雜的特定條件下,巖相分析法對(duì)查明巖土的空間分布是行之有效的。
在查明巖土成因和分布的基礎(chǔ)上還應(yīng)根據(jù)野外觀察和采取簡易現(xiàn)聲測試方法握取得的物理力學(xué)指針,初步判斷巖土與建筑物相互作用時(shí)的性能。通過這種判斷不公應(yīng)分出那些能產(chǎn)生嚴(yán)重變形以致鋮及建筑物安全和不常使用的巖土,即使這類巖土是很薄的夾層、透鏡體、或是裂隙中的充填物也不能忽視。
在工程地制裁測繪中常用來測定巖土強(qiáng)度參數(shù)的簡易方法有回彈錘測試和點(diǎn)荷載儀測試等。
二、程地質(zhì)測繪中對(duì)地質(zhì)結(jié)構(gòu)的研究
地制裁結(jié)構(gòu)一詞的含義是比較廣泛的,有關(guān)巖體結(jié)構(gòu)等內(nèi)容在先修課程中已有論述,這里著重討論對(duì)地質(zhì)構(gòu)造條件的研究。
地質(zhì)構(gòu)造特別是現(xiàn)代構(gòu)造活動(dòng)與活斷層是決定區(qū)域穩(wěn)定性的首要因素,所以修建大型水工建筑物和原子能電站等極重要建筑物時(shí),就必須在很大范圍內(nèi)研究活斷層和地震危險(xiǎn)性,例如原子能電站選場,一般就要求在聲地周圍半徑為300KM的范圍內(nèi)進(jìn)行研究。要預(yù)測大型水庫存蓄水后能否誘發(fā)地震,也需要在庫存區(qū)廣大范圍內(nèi)研究地質(zhì)構(gòu)造,鑒別是否有區(qū)域性活斷層存在,并研究它們的錯(cuò)動(dòng)方式和現(xiàn)代構(gòu)造應(yīng)力場。其次,地質(zhì)構(gòu)造限定了各種性質(zhì)不同的結(jié)構(gòu)面的空間分布、破壞了巖體的均一性和完整性。然而,巖體中各種實(shí)習(xí)結(jié)構(gòu)面的空間位置和巖體的不均一性既取決于構(gòu)成巖石的性質(zhì)也取決于地質(zhì)構(gòu)造,所以要選出巖性均一完整的優(yōu)良建筑場地,就必須深入地研究建筑區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造掌握構(gòu)造發(fā)育的基本特征,特別是在地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜的山區(qū)修建水工建筑物和地下洞室等大型工程時(shí),就更需要進(jìn)行詳細(xì)的地質(zhì)構(gòu)造研究。第三,在選定建筑場地內(nèi)評(píng)價(jià)巖體的穩(wěn)定性也需要研究地質(zhì)構(gòu)造才能判明巖體的結(jié)構(gòu)特征,和各種不連續(xù)面的發(fā)育程度及其相互組合關(guān)系。此外,地質(zhì)構(gòu)造還控制著地貌、水文地質(zhì)條件、物理地質(zhì)現(xiàn)象的發(fā)育和分布。所以地質(zhì)構(gòu)造常常是工程地質(zhì)測繪研究的重要對(duì)象。
在工程地質(zhì)測繪中研究地質(zhì)構(gòu)造既要運(yùn)用地質(zhì)力學(xué)的原理和方法,也要進(jìn)行地質(zhì)歷史分析,這樣才能查明各種結(jié)構(gòu)面的力學(xué)組合和歷史演化規(guī)律;既要對(duì)褶曲、斷層等在的構(gòu)造形跡進(jìn)行研究,也要重視節(jié)理、裂隙等小構(gòu)造的研究。斷層破壞了巖體的完整性和邊續(xù)性對(duì)建筑物影響最大,當(dāng)然應(yīng)是研究的重點(diǎn),要著研究廠礦帶寬度及充填膠結(jié)情況、構(gòu)造巖的性狀及分帶,斷層的活動(dòng)性及與建筑物的相對(duì)關(guān)系。
實(shí)踐證明,結(jié)合工程布置和地質(zhì)條件選擇有代表性的地段進(jìn)行詳細(xì)的節(jié)理裂隙統(tǒng)計(jì),以便使巖體結(jié)構(gòu)定量模式化是有重要意義的。其統(tǒng)計(jì)研究的內(nèi)容包括:裂隙的產(chǎn)狀和延伸情況,在不同構(gòu)造部位和巖性中的變化情況,裂隙發(fā)育程度,裂壁特征及開口寬度,充填物的成因、性質(zhì)和充填膠結(jié)程度,最后還應(yīng)判明各組裂隙的成因和力學(xué)性質(zhì)。對(duì)其中的緩傾角裂隙更要注意研究。
工程地質(zhì)測繪中也常用圖解表示裂隙統(tǒng)計(jì)的結(jié)果,目前采用較多的有裂隙極點(diǎn)圖、裂隙玫瑰圖和裂隙等密圖三種。
表2—1 按裂隙間距的裂隙發(fā)育程度分級(jí)
分級(jí)
|
Ⅰ
|
Ⅱ
|
Ⅲ
|
Ⅳ
|
間距(M)
描述
完整性
|
>2
不發(fā)育
整體
|
2—0.5
較發(fā)育
塊狀
|
0.5—1
發(fā)育
破裂
|
<0.1
極發(fā)育
破碎
|
表1—2 按裂隙率的裂隙發(fā)育程度分級(jí)
分級(jí)
|
Ⅰ
|
Ⅱ
|
Ⅲ
|
Ⅳ
|
裂隙率K(%)
描 述
|
<0.2
弱裂隙性
|
0.2—1
中等裂隙性
|
1—5
強(qiáng)裂隙性
|
>5
極強(qiáng)裂隙性
|
表2—3 裂隙開口寬度分級(jí)
分級(jí)
|
Ⅰ
|
Ⅱ
|
Ⅲ
|