水文地质与工程地质勘察斜坡勘察讲义.ppt
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1、水文地质与工程地质勘察第二部分工程地质勘察曾曾 斌斌中国地质大学(武汉)环境学院中国地质大学(武汉)环境学院第八讲斜坡勘察中国地质大学环境学院School of Environmental Studies-CUG提 纲l 一、斜坡场地岩土工程勘察要点l 二、滑坡岩土工程勘察要点l 三、工程实例中国地质大学环境学院School of Environmental Studies-CUGu(一)勘察的目的l查明斜坡场地的工程地质条件,提出斜坡查明斜坡场地的工程地质条件,提出斜坡稳定性计算参数稳定性计算参数。l分析斜坡的稳定性,预测因工程活动引起的斜坡稳定性的变化。分析斜坡的稳定性,预测因工程活动引起
2、的斜坡稳定性的变化。l确定人工边坡的确定人工边坡的最优开挖坡形和坡角最优开挖坡形和坡角。l提出潜在不稳定斜坡的提出潜在不稳定斜坡的整治整治与与加固加固措施和措施和监测监测方案。方案。l进行场地建筑适宜性评价。进行场地建筑适宜性评价。一、斜坡场地岩土工程勘察要点中国地质大学环境学院School of Environmental Studies-CUG查明查明下列问题下列问题:l地貌的形态、发育阶段和微地貌特征。地貌的形态、发育阶段和微地貌特征。l构成斜坡岩土层的种类、成因、性质和分布;当有软弱层时,应着重构成斜坡岩土层的种类、成因、性质和分布;当有软弱层时,应着重查明其性状和分布;在覆盖层地区,
3、应查明其厚度及下伏基岩面的形查明其性状和分布;在覆盖层地区,应查明其厚度及下伏基岩面的形态与坡度。态与坡度。l对岩质边坡需查明结构面的类型、产状、间距、延伸性、张开度、充对岩质边坡需查明结构面的类型、产状、间距、延伸性、张开度、充填及胶结情况,组合关系和主要结构面产状与坡面的关系等;对有裂填及胶结情况,组合关系和主要结构面产状与坡面的关系等;对有裂隙的土质边坡需查明裂隙的性状。隙的土质边坡需查明裂隙的性状。u(二)勘察的任务一、斜坡场地岩土工程勘察要点中国地质大学环境学院School of Environmental Studies-CUGl地下水的类型、水位、水量、水压、补给和动态变化,岩土
4、的透水性地下水的类型、水位、水量、水压、补给和动态变化,岩土的透水性及地下水在地表的出露情况。及地下水在地表的出露情况。l地区的气象条件地区的气象条件(特别是雨期、暴雨期特别是雨期、暴雨期),坡面植被,岩石风化程度,坡面植被,岩石风化程度,水对坡面、坡脚的冲刷情况和地震烈度,判明上述因素对斜坡稳定性水对坡面、坡脚的冲刷情况和地震烈度,判明上述因素对斜坡稳定性的影响。的影响。l岩土的物理力学性质和软弱结构面的抗剪强度。岩土的物理力学性质和软弱结构面的抗剪强度。一、斜坡场地岩土工程勘察要点中国地质大学环境学院School of Environmental Studies-CUG 斜坡的勘察多与建斜
5、坡的勘察多与建(构构)筑物的初步勘察一并进行,详细勘察的边坡多筑物的初步勘察一并进行,详细勘察的边坡多限于有疑问或已发生变形破坏的边坡。对于坡长大于限于有疑问或已发生变形破坏的边坡。对于坡长大于300m300m、坡高大于、坡高大于30m30m的的大型或复杂的边坡,勘察需按以下阶段进行:大型或复杂的边坡,勘察需按以下阶段进行:u(三)勘察的阶段划分一、斜坡场地岩土工程勘察要点1.1.初步勘察初步勘察包括搜集资料,工程地质测绘,必要时可进行少量的勘包括搜集资料,工程地质测绘,必要时可进行少量的勘探和室内试验,初步评价斜坡的稳定性。探和室内试验,初步评价斜坡的稳定性。2.2.详细勘察详细勘察应对不稳
6、定的斜坡及相邻地段进行工程地质测绘、勘探、应对不稳定的斜坡及相邻地段进行工程地质测绘、勘探、试验和观测,分析计算斜坡稳定性。对人工边坡提出最优开挖坡试验和观测,分析计算斜坡稳定性。对人工边坡提出最优开挖坡角,对可能失稳的斜坡提出防护处理措施。角,对可能失稳的斜坡提出防护处理措施。3.3.施工勘察施工勘察应配合施工开挖进行地质编录,核对、补充前阶段的勘应配合施工开挖进行地质编录,核对、补充前阶段的勘察资料,进行施工安全预报,必要时修正或重新设计边坡并提出察资料,进行施工安全预报,必要时修正或重新设计边坡并提出处理措施。处理措施。中国地质大学环境学院School of Environmental
7、Studies-CUGl工程地质测绘工程地质测绘l勘探与取样勘探与取样l测试测试l监测监测u(四)勘察技术方法一、斜坡场地岩土工程勘察要点中国地质大学环境学院School of Environmental Studies-CUG1 1、工程地质测绘、工程地质测绘l在充分搜集和详细研究已有资料的基础上,侧重与斜坡稳定有关的内在充分搜集和详细研究已有资料的基础上,侧重与斜坡稳定有关的内容的调查。容的调查。如斜坡的坡形与坡角、软弱层产状与分布,结构面优势如斜坡的坡形与坡角、软弱层产状与分布,结构面优势方位与坡面的关系,不良地质现象的成因、性质方位与坡面的关系,不良地质现象的成因、性质,当地治理斜坡的
8、,当地治理斜坡的经验等。测绘范围应包括可能对斜坡场地稳定有影响的所有地段。经验等。测绘范围应包括可能对斜坡场地稳定有影响的所有地段。l在有大面积岩石露头的地区,在有大面积岩石露头的地区,测绘路线测绘路线按垂直于主要构造线或坡面走按垂直于主要构造线或坡面走向布置,路线间距向布置,路线间距100100300m300m,当地质条件复杂时应缩小路线间距。,当地质条件复杂时应缩小路线间距。每个地质构造不同的区段均应布置测绘路线。观测点间距视地质条每个地质构造不同的区段均应布置测绘路线。观测点间距视地质条件而定。对于断层破碎带等重要地质界线应进行追索。在露头不好件而定。对于断层破碎带等重要地质界线应进行追
9、索。在露头不好的地区,应采用露头全面标绘法。的地区,应采用露头全面标绘法。一、斜坡场地岩土工程勘察要点中国地质大学环境学院School of Environmental Studies-CUG一、斜坡场地岩土工程勘察要点l采用采用测线法或测窗法测线法或测窗法测量岩体节理。采用前者时每条测线长测量岩体节理。采用前者时每条测线长101030m30m,采用后者时每一测窗面积约采用后者时每一测窗面积约2525平方米。详细记录与测线相交或测窗内的平方米。详细记录与测线相交或测窗内的每条节理性状每条节理性状(长度小于长度小于2m2m的节理可略去不计的节理可略去不计)。l工程地质剖面的方向多取平行于坡面倾向
10、的方向,其长度一般应大于工程地质剖面的方向多取平行于坡面倾向的方向,其长度一般应大于自坡底至坡顶的长度,剖面的数量不宜少于自坡底至坡顶的长度,剖面的数量不宜少于2 23 3条。同时,按需要可绘条。同时,按需要可绘制平行坡面走向的剖面。制平行坡面走向的剖面。中国地质大学环境学院School of Environmental Studies-CUG2 2、勘探与取样、勘探与取样l勘探线勘探线应垂直于斜坡走向布置,勘探点间距不宜大于应垂直于斜坡走向布置,勘探点间距不宜大于50m50m。各构造区段。各构造区段均应有勘探点控制。为确定重要结构面的方位、性状,宜采用与结构均应有勘探点控制。为确定重要结构面
11、的方位、性状,宜采用与结构面成面成30306060的钻孔,孔数不少于的钻孔,孔数不少于3 3个。个。l勘探点勘探点深度应穿越潜在滑面并深入稳定层内深度应穿越潜在滑面并深入稳定层内2 23m3m,坡脚处应达到地形,坡脚处应达到地形剖面的最低点。剖面的最低点。l钻孔应仔细设计,明确所要探查的主要问题,并尽量考虑一孔多用。钻孔应仔细设计,明确所要探查的主要问题,并尽量考虑一孔多用。为提高重要地质界面处的岩心采取率,有条件时宜采用双层或三层岩为提高重要地质界面处的岩心采取率,有条件时宜采用双层或三层岩心管。心管。一、斜坡场地岩土工程勘察要点中国地质大学环境学院School of Environment
12、al Studies-CUGl重点地段可布置少量的探洞、探井或大口径钻孔。探洞宜垂直坡重点地段可布置少量的探洞、探井或大口径钻孔。探洞宜垂直坡面走向布置并略向坡外倾斜。面走向布置并略向坡外倾斜。l当重要地质界线处有薄覆盖层时,宜布置探槽。当重要地质界线处有薄覆盖层时,宜布置探槽。l物探可用于探查边坡的覆盖层厚度,岩石风化层,软弱层性质、物探可用于探查边坡的覆盖层厚度,岩石风化层,软弱层性质、厚度及地下水位等资料,厚度及地下水位等资料,它常与其他勘探方法配合使用。它常与其他勘探方法配合使用。l斜坡的主要岩土层及软弱层均应取样,每一层的试样不少于斜坡的主要岩土层及软弱层均应取样,每一层的试样不少于
13、6 6件件(组组)。有条件时,软弱层宜连续取样。有条件时,软弱层宜连续取样。一、斜坡场地岩土工程勘察要点中国地质大学环境学院School of Environmental Studies-CUGl在勘察设计阶段在勘察设计阶段,需要对斜坡的各区段拟订试验程序,包括试验项目、,需要对斜坡的各区段拟订试验程序,包括试验项目、重要程度的顺序,试验方法及要求,取样地点与方法等。试验程序的重要程度的顺序,试验方法及要求,取样地点与方法等。试验程序的拟定应符合不同区段的实际情况。例如,黄土边坡需进行湿陷试验,拟定应符合不同区段的实际情况。例如,黄土边坡需进行湿陷试验,软岩边坡需进行抗风化试验等。主要试验工作
14、应在详勘阶段进行。软岩边坡需进行抗风化试验等。主要试验工作应在详勘阶段进行。l试验工作应试验工作应着重确定岩土的抗剪强度着重确定岩土的抗剪强度。测定岩土体软弱面的抗剪强度。测定岩土体软弱面的抗剪强度(峰值强度与残余强度峰值强度与残余强度),室内采用直剪试验,有必要时可作三轴试验。,室内采用直剪试验,有必要时可作三轴试验。对斜坡稳定起控制作用的软弱面,宜进行适量的大型原位剪切试验。对斜坡稳定起控制作用的软弱面,宜进行适量的大型原位剪切试验。对大型斜坡必要时可作岩体应力测试、波速试验、动力测试、模型试对大型斜坡必要时可作岩体应力测试、波速试验、动力测试、模型试验和孔隙水压力测定。验和孔隙水压力测定
15、。l遇有地下水时应进行地下水流速、流向、流量和岩土的渗透性试验等。遇有地下水时应进行地下水流速、流向、流量和岩土的渗透性试验等。3 3、测试、测试一、斜坡场地岩土工程勘察要点中国地质大学环境学院School of Environmental Studies-CUG一、斜坡场地岩土工程勘察要点4 4、斜坡监测、斜坡监测l对不稳定斜坡的范围、移动方向和速度以及地下水、爆破振对不稳定斜坡的范围、移动方向和速度以及地下水、爆破振动等取得定量数据,提供设计。动等取得定量数据,提供设计。l对防治工程的受力、变形等进行量测,验证其是否达到预期对防治工程的受力、变形等进行量测,验证其是否达到预期的作用,如未达
16、到即应采取补救措施。的作用,如未达到即应采取补救措施。中国地质大学环境学院School of Environmental Studies-CUGl地表监测地表监测光电测距光电测距-经纬仪经纬仪水准仪水准仪标桩和钢带标桩和钢带地表位移伸长计地表位移伸长计全球定位系统(全球定位系统(GPS)GPS)l地下位移地下位移倾斜仪倾斜仪钻孔伸长计钻孔伸长计倒置摆倒置摆 l水压力:水压计水压力:水压计l地面震动:地震仪地面震动:地震仪l岩石锚杆和锚索的荷载岩石锚杆和锚索的荷载 :测力计:测力计一、斜坡场地岩土工程勘察要点中国地质大学环境学院School of Environmental Studies-CU
17、G二、滑坡岩土工程勘察要点u(一)勘察的目的和任务l查明滑坡的查明滑坡的现状现状,包括:滑坡周界范围、地层结构、主滑方向;平面,包括:滑坡周界范围、地层结构、主滑方向;平面上的分块、分条,纵剖面上的分级;滑动带的部位、倾角、可能形状;上的分块、分条,纵剖面上的分级;滑动带的部位、倾角、可能形状;滑带岩土特性等滑坡的诸形态要素。滑带岩土特性等滑坡的诸形态要素。l查明引起查明引起滑动的主要原因滑动的主要原因。在调查分析滑坡的现状和滑坡历史的基础。在调查分析滑坡的现状和滑坡历史的基础上,找出引起滑坡的主导因素;判断是首次滑动的新生滑坡还是再次上,找出引起滑坡的主导因素;判断是首次滑动的新生滑坡还是再
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