水利水电工程地质.ppt

注册土木工程师（水利水电工程）考前培训注册土木工程师（水利水电工程）考前培训水利水电工程地质水利水电工程地质宋子玺宋子玺中水北方勘测设计研究有限责任公司中水北方勘测设计研究有限责任公司(水利部天津水利水电勘测设计研究院水利部天津水利水电勘测设计研究院)20122012年年7 7月月水利水电工程地质水利水电工程地质1 1 1 1、岩土体工程地质特性、岩土体工程地质特性、岩土体工程地质特性、岩土体工程地质特性2、水利水电工程地质勘察3、勘察技术方法4、区域构造稳定性5、水库工程地质6、水工建筑物工程地质7、边坡工程地质8、地下洞室工程地质9、天然建筑材料勘察10、特殊岩土体地质问题水利水电工程地质水利水电工程地质第一章第一章 岩土体工程地质特性岩土体工程地质特性第一章第一章 岩土体的工程地质特性岩土体的工程地质特性—考试大纲考试大纲【考试大纲】 n土的工程分类及主要物理、力学性质n岩石分类及主要物理、力学性质n岩体结构类型、风化（卸荷）带及软弱夹层的工程地质特性土的基本概念土的基本概念 根据中国大百科全书：土是尚未固结成岩的松、软堆积物；主要为第四纪的产物；土与岩石的根本区别是土不具有刚性的联结，物理状态多变，力学强度低等；由各类岩石经风化作用而成；位于地壳的表层，是人类工程经济活动的主要地质环境。

土一般由固态、液态、气态三相组成，三者的不同比例决定了土的物理力学性质土的三相图n三相图土的工程分类标准n材料中列入3个分类标准：n《土的工程分类标准》GB/T50145—2007n《岩土工程勘察规范》GB50021—2001的分类n《堤防工程地质勘察规程》SL188—2005中关于细粒土的分类土的工程分类土的工程分类n2008年6月1日开始实施的《土的工程分类标准》（GB/T50145-2007）属于基本分类，即通用分类标准它是以土的颗粒组成、塑性指标和土中有机质含量为分类依据nSL237—001—1999与之基本一样复习重点n各粒组的划分粒径（mm）：0.005、0.075、0.25、0.5、2、5、20、60、200n巨粒类土（巨粒土、混合巨粒土、巨粒混合土）：表3-2n粗粒类土（砾类土、砂类土）：详见表3-3~3-4n粗粒土颗粒级配同时满足Cu≥5和1≤Cc≤3时为级配良好土，否则为级配不良土细粒土的分类n细粒土依据塑性图进行分类关于有机质土n《土的工程分类标准》将有机质含量小于10%且不小于5%土称为有机质土（小于5%时土的性质与无机土差别不大）n对于有机质含量大于等于10%的土，其性质将大大不同于一般细粒土，称为有机土，本标准不再分类《岩土工程勘察规范》的分类n按时代划分为老沉积土——晚更新世Q3及其以前的土；新近沉积土——全新世中近期沉积的土。

n按土的成因划分为残积土、坡积土、洪积土、冲积土、淤积土、冰积土和风积土等n按颗粒级配和塑性指数划分为碎石土、砂土、粉土和黏性土四类碎石土分类（48表3-7）名称颗粒形状颗粒级配漂石块石圆形及亚圆形为主棱角形为主d>200mm的颗粒质量超过总质量的50%卵石碎石圆形及亚圆形为主棱角形为主d>20mm的颗粒质量超过总质量的50%圆砾角砾圆形及亚圆形为主棱角形为主d>2mm的颗粒质量超过总质量的50%砂土分类（P48表3-8）名称颗粒级配砾砂d>2mm的颗粒质量占总质量的25~50%粗砂d>0.5mm的颗粒质量占总质量的50%中砂d>0.25mm的颗粒质量占总质量的50%细砂d>0.075mm的颗粒质量占总质量的85%粉砂d>0.075mm的颗粒质量占总质量的50%粘性土分类名称塑性指数Ip粉质粘土10< Ip≤17粘土Ip>17土的三角坐标分类（《堤防工程地质勘察规程》SL188—2005对细粒土的分类方法）n采用高100mm的等腰三角形，三角形的三个边分别代表一个粒组，n常用砂粒组、粉粒组和粘粒组n逆时针由0至100%划分为10等分n颗粒分析成果表示在图中—命名土的三角坐标分类n三角坐标图轻粉质砂壤土粉土轻砂壤土砂土重粘土粘土砂质粘土粉质粘土重壤土重粉质壤土中粉质壤土轻壤土中壤土轻粉质壤土重砂壤土重粉质砂壤土土的主要物理水理性质指标土的主要物理水理性质指标n土粒比重（Gs ）n天然密度（ρ）n含水率（ω）n渗透系数（k）n孔隙比（e）n土的稠度与界限含水率n孔隙率（n）n各项指标的物理意义详见材料土的主要物理水理性质指标土的主要物理水理性质指标n土粒比重（Gs）是指土粒在105~110℃下烘至恒重时的质量与土粒同体积4℃纯水质量的比值。

其试验方法有浮称法、虹吸法和比重瓶法n土的密度是指土在某种状态下单位体积的质量，单位为g/cm3 按照土的含水状态，表示土的密度的指标有天然密度（ρ） ，干密度（ρd）和饱和密度（ρszt）等 土的主要物理水理性质指标土的主要物理水理性质指标 在工程上经常用到重度的概念，如干重度、饱和重度等其值等于相应密度乘以重力加速度 含水率（ω）是指土中所含水分的质量与固体颗粒质量之比 通常用百分数表示 土的密度、比重和含水率均系直接试验参数其它很多指标都可通过这三个指标计算得到土的主要物理水理性质指标土的主要物理水理性质指标n孔隙率（n）是指土中孔隙体积（Vv）与土的总体积(Vs)之比通常用百分数表示n孔隙比（e）是指土中孔隙体积（Vv）与土粒体积(V)之比n二者都是表示孔隙在土中所占相对体积的指标，反映土的紧密程度土的主要物理水理性质指标土的主要物理水理性质指标n土的稠度：细粒土因含水率的变化而表现出的各种不同物理状态，称为细粒土的稠度 细粒土的稠度状态主要有液态、塑态和固态三种n土的界限含水率：由一种稠度状态转变为另一种稠度状态时相应于转变点的含水率称为界限含水率。

n液限（WL）是粘土处于可塑状态的上限含水率，相当于液态与可塑状态之间的界限含水率土的主要物理水理性质指标土的主要物理水理性质指标n塑限（WP）是使粘性土成为可塑状态的下限含水率；n缩限（ws）相当于从半固态转入固态的界线含水率n塑性指数（IP）是表征土的塑性状态的指标，它反映粘性土具有可塑性的含水率变化范围，间接表明土的强度随含水率改变而变化土的主要物理水理性质指标土的主要物理水理性质指标n液性指数：n式中w—是土的天然含水率n液性指数（IL）是判断粘土稠度状态的重要指标 Il≤0 坚硬； 01.0 流塑土的主要物理水理性质指标土的主要物理水理性质指标n渗透系数（k）是指当土中水渗流呈层流状态时，其流速与作用水力梯度成正比关系的比例系数，单位为cm/s或m/d达西定律）n是水文地质中重要的指标之一，通常由现场试验或室内试验获得土的主要力学性质指标土的主要力学性质指标n压缩系数（a）n抗剪强度（τ）n灵敏度（St）n无侧限抗压强度（qu）土的压缩性n在压力作用下，土体中的孔隙体积减小，而引起土体积变小的性质。

用压缩系数表征n压缩系数（a）是指在K0固结试验中，土试样的孔隙比减小量与有效压力增量的比值，即e~p压缩曲线上某压力段的割线斜率，以绝对值表示，单位为Mpa-1压缩系数的应用压缩系数的应用n在工程实际中，常以压力段为0.1Mpa至0.2Mpa的压缩系数（α1-2）作为判断土的压缩性高低的标准n当α1-2<0.1Mpa-1时，为低压缩性；n当0.1Mpa-1≤α1-2<0.5Mpa-1时，为中压缩性；n当α1-2≥0.5Mpa-1时，为高压缩性抗剪强度（τ）n土具有的抵抗剪切破坏的极限强度抗剪强度参数用摩擦系数和凝聚力表示n土的剪切破坏可以看作是颗粒之间联结的破坏；颗粒之间的联结强度随剪切面上的有效应力大小而改变，这是土的抗剪强度的主要特征之一n土的抗剪试验包括直剪试验、三轴剪切试验及十字板剪切试验等，根据试验方法及排水状态有多种抗剪强度指标一般根据工程需要和规程规范选用无侧限抗压强度（qu）n为土在侧面不受限制的条件下，抵抗垂向压力的极限强度nσ3=0；σ1=qu=2c×tg(450+0.5φ)nqu—粘性土的无侧限抗压强度n对于饱和软粘土，在不固结不排水的条件下φ=0；因此，饱和软粘土的抗剪强度tf=c=0.5×qu灵敏度（St）n灵敏度（St）是指原状土的无侧限抗压强度与相同含水率的重塑土的无侧限抗压强度之比。

n根据灵敏度指标判断土的灵敏性n当St<2时为低灵敏，nSt=2~4时为一般灵敏；nSt=4~8时为灵敏；nSt>8时为高灵敏岩石与岩体的定义岩石与岩体的定义 根据中国大百科全书：n岩石：是矿物的天然集合体由一种或多种矿物按一定方式结合而成部分为火山玻璃、胶体物质或生物遗体组成是地球演化过程中经过各种地质作用形成的固态物质，构成地壳和地幔的主要成分n岩体：在地质作用过程中经受过变形和破坏的，由一定岩石成分组成，并具有一定结构的、赋存于一定地质环境中的地质体岩体是岩石的集合体，由结构面网络及其所围限的岩石组成岩石的成因分类—一级分类n岩浆岩（火成岩）是上地幔或地壳深部产生的炽热粘稠的岩浆冷凝固结形成的岩石如花岗岩、玄武岩等n沉积岩是成层堆积的松散沉积物固结而成的岩石在地壳表层，母岩经风化作用、生物作用、火山喷发作用而成的松散碎屑物及少量宇宙物质经过介质（主要是水）的搬运、沉积、成岩作用形成沉积岩如灰岩、砂岩等岩石的成因分类—一级分类n变质岩由于地质环境和物理化学条件的改变，使原先已形成的岩石的矿物成分、结构构造甚至化学成分发生改变所形成的岩石如片麻岩、大理岩等岩石的二级分类n岩浆岩（火成岩）见P51表3-9n沉积岩见P52表3-10n变质岩见P52表3-11 岩石的主要物理水理性质指标岩石的主要物理水理性质指标n岩石颗粒密度（ρP）n岩石块体密度（ ρ0 ）n软化系数（η）n吸水率（ω）n渗透系数（K）n孔隙率（n）岩石的主要物理水理性质指标岩石的主要物理水理性质指标n岩石颗粒密度（ρP）是指岩石的固体部分质量与其体积之比，g/cm3。

n岩石块体密度（ρо）是指岩块质量与其体积之比，g/cm3按岩块的含水状态，分为干密度（ρd），饱和密度（ρsat）等n孔隙率（n）是指岩石中孔隙的体积与岩石的体积的比值岩石的主要物理水理性质指标岩石的主要物理水理性质指标n自由吸水率（ωa）：是指岩石试件在一个大气压和室温条件下自由吸入水的质量与岩石干质量的比值n饱和吸水率（ωs）：是指岩石试件强制饱和（煮沸法或真空抽气法）后吸入水的质量与岩石干质量的比值n饱水系数：自由吸水率（ωa）与饱和吸水率（ωs）之比岩石的主要物理水理性质指标岩石的主要物理水理性质指标n岩石的吸水率和饱水系数是表征岩石水理性质的重要指标岩石吸水率的多少，取决于岩石所含空隙的数量、大小及其张开程度n根据饱水系数的大小可以判断岩石的抗冻性能，饱水系数大，说明常压下吸水后余留的空隙少，抗冻性能差岩石的主要物理水理性质指标岩石的主要物理水理性质指标 在工程实践中，岩石（岩体）的透水性有两种表达方式：n渗透系数（k）是指水力坡度为1时，水在岩石中流动的速度单位为cm/s，也有用m/d n透水率的单位为吕荣（Lu），即当试验压力为1MPa时每米试段的压入水流量（L/min）。

岩石的主要物理水理性质指标岩石的主要物理水理性质指标n 软化系数是指岩石浸水饱和后的抗压强度与干燥状态下抗压强度的比值 表示岩石遇水软化的性能，越大软化性能越弱，其抗冻性和抗风化能力强；反之亦然岩石的主要力学性质指标岩石的主要力学性质指标n单轴抗压强度（R）n抗拉强度（σt）n抗剪强度（τ）n泊松比（μ）n变形模量（E0）岩石的主要力学性质指标岩石的主要力学性质指标n 单轴抗压强度（R）是指岩石试件在单向受力破坏时所能承受的最大压应力，单位为MPa 根据岩石的含水状态，表征岩石抗压强度的指标还有干抗压（RC）、饱和抗压（Rs） 等n 抗拉强度（σt）是指岩石试件在单向受拉条件下所承受的最大拉应力，单位为MPa 常用的试验方法有轴向拉伸法和劈裂法，其中采用劈裂法的较多 岩石的主要力学性质指标岩石的主要力学性质指标n抗剪强度（τ）是指岩石试件受剪力作用时能抵抗剪切破坏的最大剪应力由内聚力（c）和内摩擦阻力σ•tgø两部份组成一般表达式为τ=σ•tgø+c，单位为MPa 抗剪强度按试验方法不同，通常分为三种抗剪强度岩石的主要力学性质指标岩石的主要力学性质指标n抗剪断强度是指在一定的法向应力作用下，沿预定剪切面剪断时的最大剪应力。

反映了岩石的内聚力和内摩擦阻力之和n抗剪（摩擦）强度是指在一定的法向应力作用下，沿已有破裂面剪坏时最大剪应力n抗切强度是指法向应力为零时沿预定剪切面剪断时的最大剪应力岩石的主要力学性质指标岩石的主要力学性质指标n变形模量（E0）是指在单向压缩条件下，岩石试件的轴向应力与轴向应变之比，单位为Mpa 当岩石的应力—应变为直线关系时，变形模量为一常量，称为弹性模量（E）n泊松比（μ）是指在单向压缩条件下，岩石试件的横向应变与轴向应变之比岩体的工程地质特性n岩体中的结构面和结构体称为岩体的结构单元，不同类型的结构单元在岩体内的组合和排列形式称为岩体结构n岩体结构类型是评价岩体质量的重要基础n《水利水电工程地质勘察规范》将岩体结构分为5类13亚类详见P54 表3-13n注意：结构面发育程度的划分标准岩体结构及分类类类型型亚类亚类岩体结构特征岩体结构特征块块状状结结构构整体状整体状岩体完整，呈巨块状，岩体完整，呈巨块状，结构面不发育，间距大于结构面不发育，间距大于100cm 块状块状岩体较完整，呈块状，岩体较完整，呈块状，结构面轻度发育，间距一般结构面轻度发育，间距一般100~50cm 次块状次块状岩体较完整，呈次块状，岩体较完整，呈次块状，结构面中等发育，间距一般结构面中等发育，间距一般50~30cm 层层状状结结构构巨厚层状巨厚层状岩体完整，呈巨厚层状，结构面不发育，间距大于岩体完整，呈巨厚层状，结构面不发育，间距大于100cm 厚层状厚层状岩体较完整，呈厚层状，结构面轻度发育，间距一般岩体较完整，呈厚层状，结构面轻度发育，间距一般100~50cm 中厚层状中厚层状岩体较完整，呈中厚层状，结构面中等发育，间距一般岩体较完整，呈中厚层状，结构面中等发育，间距一般50~30cm 互层状互层状岩体较完整或完整性差，呈互层状，岩体较完整或完整性差，呈互层状，结构面较发育结构面较发育或发育，或发育，间距一般间距一般30~10cm 薄层状薄层状岩体完整性差，呈薄层状，岩体完整性差，呈薄层状，结构面发育，间距一般小于结构面发育，间距一般小于10cm 10cm 岩体结构及分类类型类型亚类亚类岩体结构特征岩体结构特征碎裂碎裂结构结构 镶嵌碎裂镶嵌碎裂结构结构岩体完整性差，岩块镶嵌紧密，结构面较发育到很发岩体完整性差，岩块镶嵌紧密，结构面较发育到很发育，间距一般育，间距一般30~10cm 碎裂结构碎裂结构岩体较破碎，结构面很发育，间距一般小于岩体较破碎，结构面很发育，间距一般小于10cm 散体散体结构结构 碎块状碎块状结构结构岩体破碎，岩块夹岩屑或泥质物岩体破碎，岩块夹岩屑或泥质物 碎屑状碎屑状结构结构岩体破碎，岩屑或泥质物夹岩块岩体破碎，岩屑或泥质物夹岩块 单项指标—岩石的强度分级按岩石的饱和单轴抗压强度进行划分nRb>60 Mpa ，坚硬岩n60≥Rb>30 Mpa，中硬岩或较坚硬岩n30≥Rb>15 Mpa，较软岩 n15≥Rb>5 Mpa，软岩 nRb＜ 5Mpa，极软岩单项指标—岩体质量指标RQD分级分级岩体质量评价岩体质量评价RQD（（%））ⅠⅠ—完整完整很好很好90~100ⅡⅡ —较完整较完整好好75~90ⅢⅢ —中等完整中等完整中等中等50~75ⅣⅣ —较破碎较破碎差差25~50ⅤⅤ —破碎破碎很差很差0~25单项指标—岩体完整性及分级n岩体与相应岩块的弹性波速比值的平方称为岩体稳定性系数（Kv）。

据此将岩体分为5级：n完整：Kv＞0.75； Jv ＜3n较完整：0.55＜ Kv≤0.75， Jv：3~10n完整性差： 0.35＜ Kv≤0.55， Jv：10~20n较破碎： 0.15＜ Kv≤0.35， Jv：20~35n破碎： Kv≤0.15， Jv≥35nRQD与体积节理数Jv的关系： RQD=115-3.3 Jv单项指标—岩土体渗透性分级岩土体渗透性分级nGB50278-99将岩土体的渗透性分六级（见P58表3-17 ）n极微透水 K＜10-6cm/s q ＜0.1Lun微透水 10-6≤K＜10-5 0.1 ≤q＜ 1n弱透水 10-5 ≤K＜ 10-4 1 ≤ q ＜ 10n中等透水 10-4 ≤K＜ 10-2 10 ≤q＜ 100n强透水 10-2 ≤K＜ 100 q≥ 100Lun极强透水 K≥100cm/s q≥ 100Lu岩体风化带划分n岩体风化是指地表岩体在太阳辐射、温度变化、水、气体、生物等因素的综合作用下，组织结构、矿物化学成分和物理性状等发生变化的过程和现象。

n岩体的风化程度不同决定了岩体的强度、变形及渗透特性的不同，因此水利水电工程中岩体风化带划分十分重要岩体风化带划分n水利水电工程地质勘察工作中按全、强、弱、微、新分为五个风化带岩土工程勘察规范按残积土、全、强、中等、微、未风化分为六个风化带详见知识手册P56 表3—16、案例手册P725~731n修订GB50287-99时增加了灰岩风化带划分标准软弱夹层的工程地质特性软弱夹层的分类 软弱夹层的形成与成岩条件、构造作用和地下水活动等密切相关按其成因一般可分为： 原生型 次生型 构造型泥化夹层的工程地质特性泥化夹层的工程地质特性1、泥化夹层的矿物成份主要是蒙脱石、伊利石和高岭石等粘土矿物；其化学成份主要为SiO2、Al2O3、Fe2O3，其次为CaO、MgO、K2O、Na2O等 2、泥化夹层的物理力学性质主要表现为粘粒含量高（一般大于30% ）、天然含水量高（常大于塑限 ）、干密度低、抗剪强度低（0.2左右 ）、高压缩性以及膨胀性、亲水性、渗流分带和渗流集中等方面泥化夹层的工程地质特性泥化夹层的工程地质特性 3、泥化夹层具有较强的亲水性。

亲水性指标（液限含水量与粘粒含量之比）可用来判断泥化夹层性质的好坏，大于1.25者为较差，0.75-1.25者为中等，小于0.75者为较好泥化夹层的分类泥化夹层的分类（据粘粒含量）（据粘粒含量） GB50287-99根据颗粒组分以粘粒（粒径小于0.005mm）百分含量分为四类：n粘粒含量少或无——岩块岩屑型n粘粒含量小于10%——岩屑夹泥型n粘粒含量10-30%——泥夹岩屑型n粘粒含量大于30%——泥型软弱夹层抗剪断强度的取值原则软弱夹层抗剪断强度的取值原则 按GB50287-99附录D的规定，软弱夹层抗剪断强度的取值应遵循如下原则：n1、软弱夹层应根据岩块岩屑型、岩屑夹泥型、泥夹岩屑型和泥型四类分别取值n2、当试件呈塑性破坏时，应采用屈服强度或流变强度作为标准值n3、当试件粘粒含量大于30%或有泥化镜面或粘土矿物以蒙脱石为主时，应采用流变强度作为标准值软弱夹层抗剪断强度的取值原则软弱夹层抗剪断强度的取值原则n5、当软弱夹层有一定厚度时，应考虑充填度的影响当厚度大于起伏差时，应采用充填物的抗剪强度作为标准值；当厚度小于起伏差时，还应采用起伏差的最小爬坡角，提高充填物抗剪强度试验值作为标准值。

n6、根据软弱夹层的类型和厚度的总体地质特征进行调整，提出地质建议值水利水电工程地质水利水电工程地质1、岩土体工程地质特性2 2 2 2、水利水电工程地质勘察、水利水电工程地质勘察、水利水电工程地质勘察、水利水电工程地质勘察3、勘察技术方法4、区域构造稳定性5、水库工程地质6、水工建筑物工程地质7、边坡工程地质8、地下洞室工程地质9、天然建筑材料勘察10、特殊岩土体地质问题水利水电工程地质水利水电工程地质第二章第二章 水利水电工程地质勘察水利水电工程地质勘察第二章第二章 水利水电工程地质勘察水利水电工程地质勘察n【【考试大纲考试大纲】】n熟练掌握各勘察设计阶段工程地质勘察的任务和要求n熟练掌握各勘察设计阶段对水库区主要工程地质问题（包括渗漏、浸没、滑坡、崩塌、坍岸等）的勘察内容、方法n熟练掌握各勘察设计阶段各类建筑物地质勘察工作的布置原则、勘察内容、方法及试验要求n掌握抽水蓄能电站勘察的内容和要求水利水电工程地质勘察的任务水利水电工程地质勘察的任务n 水利水电工程地质勘察是水利水电工程建设的基础性工作，其根本任务是应用地质学、工程地质学的原理及实践经验，运用工程地质的技术、方法，查明工程区的地质条件，充分论证有关工程地质问题，为水利水电工程的规划、设计和施工提供科学的地质依据。

重点内容重点内容n 在这一章中，应着重不同水工建筑物的勘察内容在这一章中，应着重不同水工建筑物的勘察内容和勘察工作布置特别是水库区、坝址及地下洞室和勘察工作布置特别是水库区、坝址及地下洞室的勘察是重点的勘察是重点n 注意复习测绘范围与精度要求、勘探剖面布置原注意复习测绘范围与精度要求、勘探剖面布置原则、勘探点的间距、勘探坑孔的深度要求等则、勘探点的间距、勘探坑孔的深度要求等鉴于规范中已有具体、详细的规定，在此不一一介绍鉴于规范中已有具体、详细的规定，在此不一一介绍各阶段水库区勘察的主要内容n规划阶段：规划阶段：n了解水库的地质和水文地质条件；了解水库的地质和水文地质条件；n了解可能威胁水库成立的滑坡、潜在不稳定岸了解可能威胁水库成立的滑坡、潜在不稳定岸坡、泥石流、坍岸和浸没等的分布范围；坡、泥石流、坍岸和浸没等的分布范围；n了解可溶岩地区的喀斯特发育情况，含水层和了解可溶岩地区的喀斯特发育情况，含水层和隔水层的分布范围，河谷和分水岭的地下水位，隔水层的分布范围，河谷和分水岭的地下水位，并对水库产生渗漏的可能性进行分析；并对水库产生渗漏的可能性进行分析；n了解重要矿产和名胜古迹的分布情况。

了解重要矿产和名胜古迹的分布情况各阶段水库区勘察的主要内容n可研阶段：可研阶段：n调查水库区的水文地质条件，可能的渗漏地调查水库区的水文地质条件，可能的渗漏地段，估算可能的渗漏量；段，估算可能的渗漏量；n调查库岸稳定条件，预测水库坍岸情况；调查库岸稳定条件，预测水库坍岸情况；n预测水库浸没范围；预测水库浸没范围；n调查影响水库建设的其他环境地质问题调查影响水库建设的其他环境地质问题 各阶段水库区勘察的主要内容n初设阶段：初设阶段：n在可行性研究阶段勘察工作的基础在可行性研究阶段勘察工作的基础上，上，针对水库存在的地质问题，开针对水库存在的地质问题，开展水库渗漏、浸没、库岸稳定性等展水库渗漏、浸没、库岸稳定性等专门性工程地质勘察专门性工程地质勘察工作针对库区主要工程地质问题的勘察要求n技术标准中针对库区渗漏、浸没和库岸稳定性等提出了勘察要求n主要是在可研和初设阶段可研阶段可研阶段水库渗漏工程地质勘察 目的是初步圈定水库蓄水后可能发生渗漏目的是初步圈定水库蓄水后可能发生渗漏的地段，估算渗漏量的大小，初步评价渗的地段，估算渗漏量的大小，初步评价渗漏对建库的影响程度及处理的可能性，为漏对建库的影响程度及处理的可能性，为坝址选择和回水高程的确定提供资料。

坝址选择和回水高程的确定提供资料 n方法是测绘和必要的勘探方法是测绘和必要的勘探勘探剖面垂直勘探剖面垂直于地下水分水岭或平行于地下水流向于地下水分水岭或平行于地下水流向布置，布置，孔深孔深应达到可靠的相对隔水层或喀斯特发应达到可靠的相对隔水层或喀斯特发育相对下限以下的适当深度育相对下限以下的适当深度 初设阶段水库渗漏地质勘察初设阶段水库渗漏地质勘察 对存在水库渗漏地段进行专门性勘察，对存在水库渗漏地段进行专门性勘察，定量地评定渗漏量，为防渗措施的选择定量地评定渗漏量，为防渗措施的选择和设计提供资料和设计提供资料n首先进行比例尺首先进行比例尺l/万万~1/2千的地质测绘，千的地质测绘，其次，应平行于水库渗漏方向布置勘探其次，应平行于水库渗漏方向布置勘探剖面线n查明水文地质条件及测得渗透系数后，查明水文地质条件及测得渗透系数后，应根据边界条件选用适当的公式估算渗应根据边界条件选用适当的公式估算渗漏量，以便为防渗措施的设计提供依据漏量，以便为防渗措施的设计提供依据 水库浸没水库浸没工程地质勘察工程地质勘察n水库蓄水后使库区周围地下水相应壅高水库蓄水后使库区周围地下水相应壅高而接近或高于地面，导致农田盐碱化、而接近或高于地面，导致农田盐碱化、沼泽化及建筑物地基条件恶化、矿坑涌沼泽化及建筑物地基条件恶化、矿坑涌水等，这种现象称为浸没。

水等，这种现象称为浸没n调查分析可能产生浸没的地形、地层岩调查分析可能产生浸没的地形、地层岩性、水文地质等条件；通过地下水回水性、水文地质等条件；通过地下水回水计算，预测地下水回水水位，进行浸没计算，预测地下水回水水位，进行浸没评价不同阶段浸没勘察的任务n可行性研究阶段可行性研究阶段——预测预测水库的水库的浸没浸没范围范围n初步设计阶段应对已经圈定的浸没区初步设计阶段应对已经圈定的浸没区进行详细勘察进行详细勘察——确定确定浸没区的浸没区的范围范围；；查明防护地段的水文地质、工程地质查明防护地段的水文地质、工程地质条件，提出处理措施建议条件，提出处理措施建议浸没勘探要求n浸没区水文地质勘探剖面线应垂直库岸或平行地下水流向布置勘探点应采用坑、孔，且控制性钻孔不应少于2个，其中一个孔应靠近水库设计正常蓄水位的边线布置，钻孔应进入相对隔水层；探坑应挖到地下水位浸没地下水临界埋深Hcr的计算n式中：式中：Hk为地下水位以上的土壤毛管水为地下水位以上的土壤毛管水最大上升高度，最大上升高度，m；；H为安全超高值为安全超高值对农业区，该值即根系层的厚度（约对农业区，该值即根系层的厚度（约0.3~0.5m）；对城镇居民区，该值取决）；对城镇居民区，该值取决于基础埋深和地基土的情况等因素。

于基础埋深和地基土的情况等因素n当当浸没临界值浸没临界值Hcr大于潜水回水埋深值大于潜水回水埋深值时，时，则会产生浸没则会产生浸没 库岸稳定性工程地质勘察 n坍岸预测剖面，应垂直于库岸布置，坍岸预测剖面，应垂直于库岸布置，近岸边的钻孔应打到水库死水位以近岸边的钻孔应打到水库死水位以下下5~10m或陡坡脚，其余坑孔深度或陡坡脚，其余坑孔深度则根据具体情况确定则根据具体情况确定 初设阶段混凝土坝址勘察初设阶段混凝土坝址勘察1 1工程地质测绘应符合下列规定：工程地质测绘应符合下列规定： 1）测绘比例尺可选用1∶∶2000~1∶∶1000，高拱坝坝址可选用1∶500 2）测绘范围应包括坝址水工建筑物场地和对工程有影响的地段 3）当岩性变化或存在软弱夹层时，应测绘详细的岩层柱状图 初设阶段混凝土坝址勘察初设阶段混凝土坝址勘察2物探应符合下列规定：物探应符合下列规定： 1）宜采用综合测井和井下电视等方法调查结构面、软弱带的产状、分布、含水层和渗漏带的位置等 2）可采用单孔法、跨孔法、跨洞法测定各类岩体纵波或横波波速，进行岩体动弹性模量或纵波波速的分区 3）喀斯特区可采用孔间或洞间测试以及层析成像技术调查喀斯特洞穴的分布。

初设阶段混凝土坝址勘察初设阶段混凝土坝址勘察n3勘探应符合下列规定：勘探应符合下列规定：n1）勘探剖面线应根据具体地质情况结合建筑物特点布置选定的坝线应布置坝轴线勘探剖面线和上、下游辅助勘探剖面线，剖面线间距根据坝高和地质条件，可采用50~200m溢流坝段、非溢流坝段、厂房坝段等应有代表性勘探纵剖面线n2）坝轴线勘探剖面线上的勘探点间距可采用20~50m，其它勘探剖面线上勘探点间距可视具体需要确定初设阶段混凝土坝址勘察初设阶段混凝土坝址勘察n3）钻孔深度应进入拟定建基面高程以下1/3~1/2坝高的深度，帷幕线上钻孔深度可采用坝高或进入相对隔水层不应少于10mn4）第四纪地层上闸基的钻孔应结合闸墩和防渗、防冲建筑物布置，钻孔深度宜根据覆盖层厚度及建基面高程确定当覆盖层厚度小于闸底宽时，钻孔深度应进入基岩5~10m；当覆盖层厚度大于闸底宽度时，钻孔深度宜为闸底宽度的1~2倍，并应进入下伏承载力较高的土层或相对隔水层 初设阶段混凝土坝址勘察初设阶段混凝土坝址勘察 5）专门性钻孔的孔距、孔深可根据具体需要确定 6）平洞、坚井、大口径钻孔和河底平洞应结合建筑物位置、两岸地形、地质条件和岩体原位测试工作的需要布置。

高陡岸坡宜布置平洞；地形、地层平缓时宜布置竖井或大口径钻孔；当存在影响坝基稳定的断层、破碎带和软弱夹层时可布置河底平洞 7）拱坝坝肩每隔30~50m高程应布置平洞 8）抗力体部位应布置专门勘探工程查明中、缓倾角软弱结构面 初设阶段混凝土坝址勘察初设阶段混凝土坝址勘察n9）当钻孔或平洞遇到溶洞或大量漏水时，应继续追索或采用其它手段查明情况n4岩土试验应符合下列规定：岩土试验应符合下列规定：n1）主要岩石的室内物理力学性质试验组数累计不应少于10组；影响坝基变形的岩类原位变形模量试验不应少于4点；控制坝基抗滑稳定的岩层或滑动面的原位抗剪和抗剪断试验组数不应少于4组 初设阶段混凝土坝址勘察初设阶段混凝土坝址勘察 2）第四纪地层上的坝闸基持力层范围内的每一土层均应取原状样，并进行室内物理力学性质试验，土层主要指标的试验组数累计不得少于11组 3）土层和粉细砂层应结合钻探进行标准贯入试验，软粘土应进行十字板剪切试验 4）根据需要可进行地质力学模型试验，岩体应力测试，载荷试验，混凝土拖板试验，可能液化土的三轴振动试验和管涌土的渗透变形试验等专门性试验。

初设阶段混凝土坝址勘察初设阶段混凝土坝址勘察5水文地质试验应符合下列规定：水文地质试验应符合下列规定： 1）坝基、坝肩及帷幕线上的基岩钻孔应进行压水试验，其它部位的钻孔可根据需要确定坝高大于200m时，宜进行大于设计水头的高压压水试验及为查明渗透性各向异性的定向渗透试验 2）覆盖层应进行抽水试验，根据含水层的复杂程度可选用单孔或多孔，分层或综合抽水试验 3）喀斯特区应进行连通试验和抽水试验 初设阶段混凝土坝址勘察初设阶段混凝土坝址勘察6地下水动态观测应符合下列规定：地下水动态观测应符合下列规定： 1）观测内容应包括水位、水温、水化学、流量或涌水量等； 2）观测时间应延续一个水文年以上，并完善观测网7不稳定岩土体位移监测不稳定岩土体位移监测 初设阶段土石坝址勘察初设阶段土石坝址勘察n坝址区测绘范围同混凝土坝址，比例尺为1/1000~1/5000物探方法以综合测井为主n勘探剖面应结合当地材料坝的坝轴线，防渗线、排水减压井、消能建筑等布置勘探点间距为50~100m钻孔孔深：覆盖层地基，当下伏基岩埋深小于一倍坝高时，钻孔应深入基岩面以下10~20m，帷幕线上孔深视需要而定；当下伏基岩埋深大于一倍坝高时，孔深应根据透水层和相对隔水层的具体情况确定。

基岩地基上的钻孔孔深为1/3~1/2倍坝高，帷幕线上的孔深不小于一倍坝高初设阶段土石坝址勘察初设阶段土石坝址勘察n对两岸基岩岸坡应布置平洞、钻孔或探槽，以查明风化带、卸荷带、断层破碎带、喀斯特洞穴通道等的位置n坝基主要透水层的抽水试验不少于3次强透水的大断层破碎带应专门作水文地质试验软弱土层抗剪以三轴试验为主原位试验主要是标贯试验、十字板剪切试验、荷载试验、渗透变形试验、抽水试验水利水电工程地质水利水电工程地质1、岩土体工程地质特性2、水利水电工程地质勘察3 3 3 3、勘察技术方法、勘察技术方法、勘察技术方法、勘察技术方法4、区域构造稳定性5、水库工程地质6、水工建筑物工程地质7、边坡工程地质8、地下洞室工程地质9、天然建筑材料勘察10、特殊岩土体地质问题水利水电工程地质水利水电工程地质第三章第三章 勘察技术方法勘察技术方法第三章第三章 勘察技术方法勘察技术方法—考试大纲考试大纲【【考试大纲考试大纲】】n熟练掌握水利水电工程地质测绘的精度要求及主要内容n掌握常用工程物探方法的工作原理、适用条件及成果应用n了解钻探设备、不同钻进方法和钻进工艺的适用条件，钻探中水文地质观测和岩芯编录的有关规定。

n熟练掌握压水试验的技术方法、试段压力值确定、成果整理方法及曲线类型分析第三章第三章 勘察技术方法勘察技术方法—考试大纲考试大纲n掌握注水试验的技术方法、适用条件及成果整理方法n掌握抽水试验的技术方法、技术要求、适用条件及成果整理方法n熟练掌握岩石（体）、土体及结构面物理力学性质试验的技术方法、适用条件、成果整理方法及取值原则n掌握水利水电工程地质观测的技术方法和要求第三章第三章 勘察技术方法勘察技术方法----常用方法常用方法n工程地质测绘工程地质测绘n工程地质勘探（物探、钻探、坑探等）工程地质勘探（物探、钻探、坑探等）n工程地质测试与试验工程地质测试与试验n工程地质观测及监测工程地质观测及监测n工程地质物理模拟与数值分析工程地质物理模拟与数值分析第三章第三章 勘察技术方法勘察技术方法----规程规范规程规范n《《水利水电工程地质测绘规程水利水电工程地质测绘规程》》SL299-2004SL299-2004n《《 水水 利利 水水 电电 工工 程程 物物 探探 规规 程程 》》 SL326SL326－－ 20052005、、DL/T5010-2005DL/T5010-2005n《《水利水电工程钻探规程水利水电工程钻探规程》》SL291-2003SL291-2003n《《 水水 利利 水水 电电 工工 程程 坑坑 探探 规规 程程 》》 SL166-96SL166-96、、DL/T5050-2000DL/T5050-2000n《《水利水电工程钻孔压水试验规程水利水电工程钻孔压水试验规程》》SL31-2003SL31-2003n《《水利水电工程钻孔抽水试验规程水利水电工程钻孔抽水试验规程》》SL320-2005SL320-2005第三章第三章 勘察技术方法勘察技术方法----规程规范规程规范 《《水利水电工程岩石试验规程水利水电工程岩石试验规程》》SL264-2001，，DL5006-92 《《土工试验规程土工试验规程》》SL237-1999 《《水利水电工程地质观测规程水利水电工程地质观测规程》》SL245-1999第三章第三章 勘察技术方法勘察技术方法—地质测绘地质测绘n水利水电工程地质测绘是水利水电工程地质勘察的基础工作。

n工程地质测绘的任务是调查与水利水电工程建设有关的各种地质现象，分析其性质和规律，为研究工程地质条件和问题、初步评价测区工程地质环境提供基础地质资料，并为布置勘探、试验和专门性勘察工作提供依据第三章第三章 勘察技术方法勘察技术方法—地质测绘地质测绘n测绘使用的底图应是符合精度要求的同等或大于地质测绘比例尺的地形图当采用大于地质测绘比例尺的地形图时，应在图上注明实际地质测绘精度n图上宽度大于2mm的地质现象应予表示对具有特殊工程地质意义的地质现象，在图上宽度不足2mm时，应扩大比例尺表示，并注示其实际数据n地质界线误差，不应大于相应比例尺图上的2mm第三章第三章 勘察技术方法勘察技术方法—地质测绘地质测绘n不同工程、不同勘察阶段对地质测绘的要求见相关勘察规范；n具体测绘工作的程序、方法、内容等在测绘规程中有详细规定第三章第三章 勘察技术方法勘察技术方法—工程物探工程物探n是通过检测介质的电、磁或弹性波等物性差异而获取地质信息的勘探方法 n工程物探的方法很多从原理上分，主要有：弹性波法（地震波法、声波法）、电法、磁法、电磁法、层析成像法（弹性波CT、电磁波CT）及物探测井等n每种方法都有各自的特点，在工作中应具有综合物探的思想。

根据工程勘察现场的地质条件、地球物理应用前提，结合钻孔资料，合理运用一种或多种物探方法，经过综合分析，排除或减少多解性的影响，尽量接近真实第三章第三章 勘察技术方法勘察技术方法—工程物探工程物探 注册考试对工程物探的要求：注册考试对工程物探的要求： 1、各种物探方法的基本原理；、各种物探方法的基本原理； 2、适用的场地条件；、适用的场地条件； 3、可以解决的地质问题可以解决的地质问题 4、不要求掌握具体的操作方法、资料解释、不要求掌握具体的操作方法、资料解释等等第三章第三章 勘察技术方法勘察技术方法—工程物探工程物探电法勘探的原理电法勘探的原理n电法是以岩石和矿物存在的电性差异为基础，通过研究电场的分布特征来解决具有不同电性的物质的分布，从而解决与之有关的工程地质问题n电法勘探中主要应用的电磁参数有视电阻率（ρ）、介电常数（ε），磁导率（μ），与电化学性质有关的激发极化率（η）以及电化学活动性等第三章第三章 勘察技术方法勘察技术方法—工程物探工程物探电法勘探适用范围n电测深法电测深法探测覆盖层厚度和下伏基岩面起伏形态，进行地层分层和风化分带；探测地下水位埋深等；探测构造破碎带、岩性分界面、喀斯特、洞穴、堤防隐患等；测试岩土体电阻率。

n电剖面法电剖面法探测构造破碎带、岩性分界面、喀斯特和洞穴等第三章第三章 勘察技术方法勘察技术方法—工程物探工程物探电法勘探适用范围n高密度电法高密度电法探测构造破碎带、岩性分界面、喀斯特、洞穴、堤防和防渗墙隐患等；探测覆盖层厚度，进行地层分层和风化分带、岩性分层等n自然电场法自然电场法探测地下水流向，进行堤防和防渗墙探测；探查地下金属管道、桥梁、输电线路铁塔的腐蚀情况等n充电法充电法测试地下水流速、流向；探测黏土或水充填的喀斯特洞穴、含水断层破碎带等低阻地质体的分布情况第三章第三章 勘察技术方法勘察技术方法—工程物探工程物探电法勘探适用范围n激发极化法激发极化法地下水探测，圈定含水的古河道、古洪积扇、喀斯特、构造破碎带等，确定含水层的埋深，评价含水层的富水程度n可控源音频大地电磁测深法可控源音频大地电磁测深法探测隐伏断层破碎带、覆盖层厚度、古河道、喀斯特、洞穴等；堤防和防渗墙隐患探测，地下水和地热资源探测等第三章第三章 勘察技术方法勘察技术方法—工程物探工程物探地震勘探的原理地震勘探的原理n地震勘探是通过人工激发产生的地震波在岩体中的传播，当遇到弹性波差异的分界面时，弹性波在界面上产生反射和折射，用地震仪器记录下反射波、折射波、面波等信息，分析波的运动学与动力学特征，进而研究岩体的性质，推断地质结构。

n水利水电工程地质勘察常用的地震勘探方法有：浅层折射波法、浅层反射波法、瑞雷面波法、第三章第三章 勘察技术方法勘察技术方法—工程物探工程物探地震勘探适用范围n瞬变电磁法瞬变电磁法探测覆盖层、构造破碎带、喀斯特、洞穴等；进行分层、风化分带，地下水和地热水资源调查，圈定和监测地下水污染情况，探测堤防和防渗墙隐患等n浅层折射波法浅层折射波法探测地层厚度及其分层、基岩面起伏形态及风化带厚度、隐伏构造破碎带、松散层中的地下水位以及滑坡体厚度等；测试岩土体纵波速度不宜探测高速屏蔽层下部的地层第三章第三章 勘察技术方法勘察技术方法—工程物探工程物探地震勘探适用范围n瑞雷波法瑞雷波法进行浅部覆盖层分层，饱和砂土液化判定，地基加固效果评价等n浅层反射波法浅层反射波法进行进行划分地层和探测有明显断距的断层，可探测地层厚度及其分层、基岩面起伏形态及风化层厚度、隐伏断裂构造等；探测松散层中的地下水位以及滑坡体厚度；测试岩土体纵波速度第三章第三章 勘察技术方法勘察技术方法—工程物探工程物探弹性波测试适用范围n单孔声波单孔声波测试岩体或混凝土纵波、横波速度和相关力学参数；探测不良地质结构、岩体风化带和卸荷带；测试洞室围岩松弛圈厚度；检测建基岩体质量及灌浆效果等。

n穿透声波穿透声波测试岩土体或混凝土波速；探测不良地质体、岩体风化和卸荷带；测试洞室围岩松弛圈厚度，评价混凝土强度，检测建基岩体质量及灌浆效果等第三章第三章 勘察技术方法勘察技术方法—工程物探工程物探弹性波测试适用范围n表面声波表面声波测试大体积混凝土或基岩露头的声波，评价混凝土强度或岩体质量n声波反射声波反射检测隧洞混凝土衬砌质量及回填密实度；检测大体积混凝土及其他弹性体浅部缺陷n脉冲回波脉冲回波检测地下洞室明衬钢管与混凝土接触状况；检测混凝土衬砌厚度和内部缺陷第三章第三章 勘察技术方法勘察技术方法—工程物探工程物探弹性波测试适用范围n地震穿透波速地震穿透波速测试岩土体纵波、横波速度，圈定大的构造破碎带、喀斯特等速度异常带，检测建基岩体质量和灌浆效果等n地震连续波速测试地震连续波速测试洞室、基岩露头等岩体纵波、横波速度测试；检测建基岩体质量，探测风化带和卸荷带第三章第三章 勘察技术方法勘察技术方法—工程物探工程物探地球物理测井适用范围n电测井电测井主要用于划分地层，区分岩性，确定软弱夹层、裂隙和破碎带位置及厚度，确定含水层的位置、厚度，划分咸淡水分界面，也可用于测试岩层电阻率。

n声波测井声波测井主要用于划分地层，区分岩性，确定裂隙和破碎带位置及厚度，也可利用测试的声波速度与其他参数计算地层岩土体的力学参数和孔隙度n地震测井地震测井主要用于划分地层，区分岩性，确定破碎带的位置及厚度，也可进行地层波速测试第三章第三章 勘察技术方法勘察技术方法—工程物探工程物探地球物理测井适用范围n自然自然γ和和γ—γ测井、磁化率测井测井、磁化率测井均可用于划分地层，区分岩性，确定软弱夹层、裂隙和破碎带，γ—γ测井还可以测试岩层密度和孔隙度n钻孔电视观察钻孔电视观察主要用于划分地层，区分岩性，确定岩层节理、裂隙、破碎带、软弱夹层的位置和产状，观察钻孔揭露的喀斯特洞穴的情况，也可用于检查灌浆质量、混凝土浇筑质量，及观察井下物体等第三章第三章 勘察技术方法勘察技术方法—工程物探工程物探地球物理测井适用范围地球物理测井适用范围n孔壁超声成像孔壁超声成像主要用于确定钻孔中岩层、裂隙、破碎带、软弱夹层的位置及大致产状，也可用于检查灌浆质量、混凝土浇筑质量，粗测钻孔直径n温度测井温度测井可用于测试含水层位置及地下水运动状态，还可测试灌浆和水泥固井时水泥回返高度n井中流体测量井中流体测量可用于确定含水层位置及厚度，测试地下水在钻孔中的运动状态和涌水量。

第三章第三章 勘察技术方法勘察技术方法—工程物探工程物探地球物理测井适用范围n电磁波或雷达测井可用于划分地层和破碎带，也可用于探查近孔壁的不良地质体n井径测量可用于测试钻孔的井径变化n井斜测量可用于测试钻孔的倾斜方位和顶角第三章第三章 勘察技术方法勘察技术方法—工程钻探工程钻探 钻探是水利水电工程地质勘察的重要手段，通过钻探采取岩心可以： 1、直接观察确定地层岩性、地质构造、岩体风化特征； 2、判断含水层与隔水层的情况，揭露地下水位（或水头） 3、采取岩（土）样、水样； 4、在钻孔中作各种水文地质试验、综合测井、变形测试、地应力测量以及利用钻孔进行相关项目的长期观测等第三章第三章 勘察技术方法勘察技术方法—工程钻探工程钻探钻 进 方 法岩石可钻性等级和特点表镶金刚石回转钻进 4～11级，较完整均一岩层 孕镶金刚石回转钻进 4～12级，较破碎不均一岩层 金刚石冲击回转钻进9～12级，坚硬打滑岩层 硬质合金钻进1～7级，软、中硬岩层 硬质合金冲击回转钻进5～8级，中硬岩层 冲击钻进1～5级，松散地层 空气潜孔锤钻进4～12级，较完整均一岩层 第三章第三章 勘察技术方法勘察技术方法—工程钻探工程钻探 这部分内容在考试大纲中是要求“了解”，建议将下列内容作为复习重点： 1、不同地层适用的钻探方法与工艺； 2、对不同地层的取心质量标准。

3、为提高取心质量，对特殊地层如破碎带、软弱夹层等的钻探要求 第三章第三章 勘察技术方法勘察技术方法—压水试验压水试验 压水试验压水试验是水利水电工程地质勘察中最常用的岩是水利水电工程地质勘察中最常用的岩体原位渗透试验，其体原位渗透试验，其目的是掌握岩体的透水性通常求得岩体的透水率，为工程防渗设计提供依据 复习重点： 1、试段压力的确定，包括压力计算零线的确定方法 2、透水率的计算 3、单位吸水量与透水率的关系 第三章第三章 勘察技术方法勘察技术方法—压水试验压水试验 1、试段压力的确定、试段压力的确定 试段压力是指作用于试段内的实际平均压力n当用安装在与试段连通的测压管上的压力表测压时，试段压力按P= PP + Pz计算 式中：P——试段压力（MPa） PP——压力表指示压力（MPa） Pz——压力表中心至压力计算零线的水柱压力（MPa）n当用安设在进水管上的压力表测压时，试段压力按P= PP + Pz- Ps计算 式中：Ps——管路压力损失（MPa）第三章第三章 勘察技术方法勘察技术方法—压水试验压水试验 压力计算零线的确定： 1、当地下水位在试段以下时，压力计算零线为通过试段中点的水平线； 2、当地下水位在试段以内时，压力计算零线为通过地下水位以上试段中点的水平线； 3、当地下水位在试段以上时，压力计算零线为地下水位线。

第三章第三章 勘察技术方法勘察技术方法—压水试验压水试验 2、透水率的计算、透水率的计算n试段透水率采用最大压力阶段的压力值（P3）和流量值（Q3）按式 计算 式中 q——试段的透水率（Lu） L——试段长度（m） Q3——第三阶段的计算流量（L/min） P3——第三阶段的试验压力（MPa）绘制P-Q曲线，确定P-Q曲线类型n应采用统一比例尺，即纵坐标（P轴）1mm代表0.01MPa，横坐标（Q轴）1mm代表1L/minn曲线图上各点应标明序号，并依次用直线相连，升压阶段用实线，降压阶段用虚线n曲线类型分为层流型、紊流型、扩张型、冲蚀型和充填型分别用(A)、(B)、(C)、(D)、(E)表示 详见P620 表2-5-1n试段压水试验成果表达方式：20（B）第三章第三章 勘察技术方法勘察技术方法—压水试验压水试验 3、单位吸水量与透水率的关系、单位吸水量与透水率的关系n单位吸水量的物理意义是在1m水柱压力作用下每米试段内每分钟压入1L水量为1个单位吸水量单位是 升/分.米.米n透水率的物理意义是在1MPa压力作用下每米试段内每分钟压入1L的水量为1Lu。

n因此，二者的关系为100倍第三章第三章 勘察技术方法勘察技术方法—抽水试验抽水试验n抽水试验是通过测量从试验钻孔中抽出的水量和在距抽水孔一定距离处的观测孔中量测的水位降低值，根据涌水的稳定流或非稳定流理论来确定含水层水文地质参数和判断某些水文地质边介条件的一种现场渗透试验方法n抽水试验是确定含水层渗透系数（K）、导水率（T）、储（释）水系数（Ss）、给水度（μ）和导压系数（a）的重要方法 第三章第三章 勘察技术方法勘察技术方法—抽水试验抽水试验n抽水试验分为：稳定流与非稳定流，单孔与多孔，完整孔与非完整孔n稳定流抽水试验：稳定流抽水试验：在抽水试验过程中，固定地下水降深值，同时观测其涌水量的变化，直到经过一定时间后形成一种相对稳定的关系，并可利用裘布衣——戚姆公式进行水文地质参数计算的抽水试验n非稳定流抽水试验：非稳定流抽水试验：一般是保持常流量观测水位降深值的变化，并根据泰斯非稳定流理论利用井函数进行水文地质参数计算的抽水试验 第三章第三章 勘察技术方法勘察技术方法—抽水试验抽水试验n单孔抽水试验：单孔抽水试验：不带观测孔，只在一个抽水孔中测量涌水量与水位降深值数据的抽水试验。

n多孔抽水试验：多孔抽水试验：带观测孔的抽水试验在一个抽水孔中抽水并测量涌水量同时在观测孔中观测动水位n完整孔抽水试验：完整孔抽水试验：抽水孔进水段长度完全贯穿含水层厚度的抽水试验n非完整孔抽水试验：非完整孔抽水试验：抽水孔进水段长度仅为含水层厚度一部分的抽水试验第三章第三章 勘察技术方法勘察技术方法—抽水试验抽水试验 资料整理与参数计算资料整理与参数计算 仅单孔抽水试验就有近20个公式，使用的计算参数就有10多个，再加上多孔抽水试验的计算公式，情况比较复杂 这些公式要全部背下来是不可能的，要求根据试验地段的水文地质条件、钻孔结构、抽水试验类型选择参数计算公式，要特别注意单位的换算第三章第三章 勘察技术方法勘察技术方法—抽水试验抽水试验 建议重点从以下几个方面入手：建议重点从以下几个方面入手：建议重点从以下几个方面入手：建议重点从以下几个方面入手：n1、搞清含水层的性质，是潜水或是承压水含水层；n2、搞请是什么类型的抽水试验（潜水完整孔、潜水非完整孔、承压水完整孔、承压水非完整孔）n3、搞清过滤器 处于含水层中的什么位置，这个问题出现在非完整孔中。

过滤器位于含水层的上部，即非淹没式过滤器位于含水层的中部或下部，为淹没式n4、搞请约11个（k、 Q 、R 、r 、s 、M 、H、 L、a、b、c）参数中每个的含义以及它们之间的关系第三章第三章 勘察技术方法勘察技术方法—注水试验注水试验n用人工抬高水头，向试段内注入清水，测定岩土体渗透性的一种原位试验方法n试坑单环：地下水位以上的砂层、砂砾石层n试坑双环：地下水位以上的粉土、粘土层n钻孔常水头注水试验：渗透性较大的介质n钻孔降水头注水试验：地下水位以下的渗透性较小的介质试坑单环注水试验渗透系数式中：Q----注入流量，L/min F----试坑环内面积，cm2钻孔常水头注水K值计算n当试段位于地下水位以下时：n n （式2-7-3）n式中：k ――试验土层的渗透系数，cm/s；n Q――注入流量，L/min；n H――试验水头，cm；n A――形状系数，cm钻孔常水头注水K值计算n干孔，且50＜H/r＜200、H≤l时， n式中：r——钻孔内半径，cm；n l——试段长度，cm；n 其余符号意义同式（2-7-3）。

第三章第三章 勘察技术方法勘察技术方法—土工试验土工试验 考试对土工试验的要求：考试对土工试验的要求： 1、常用试验的试样要求、基本原理、适用条件常用试验的试样要求、基本原理、适用条件 2、主要物性指标之间的换算关系；、主要物性指标之间的换算关系； 3、试验资料的整理方法，即根据试验数据计算试、试验资料的整理方法，即根据试验数据计算试验成果第三章第三章 勘察技术方法勘察技术方法—土工试验土工试验 1、含水率（、含水率（w））n测定含水率一般采用烘干法，将试样在105~110℃的恒温下烘至恒重烘干时间对粘质土不少于8h；砂类土不少于6h；对有机质含量超过10%的土，应将烘干温度控制在65~70℃n在野外如要快速测定含水率时，也可采用酒精燃烧法和比重法酒精燃烧法适用于简易测定细粒土含水率，比重法适用于砂类土第三章第三章 勘察技术方法勘察技术方法—土工试验土工试验 2、比重（、比重（Gs））n测定土的比重，对于粒径小于5mm的土，应采用比重瓶法n粒径大于5mm，其中粒径大于20mm的土的质量小于总土质量的10%的土，应采用浮称法；粒径大于20mm的土的质量大于总土质量的10%的土，应采用虹吸筒法；粒径小于5mm部分采用比重瓶法。

取其加权平均值作为土粒比重n一般土粒比重用纯水测定，对含有可溶盐、亲水性胶体或有机质的土，须用中性液体（如煤油）测定第三章第三章 勘察技术方法勘察技术方法—土工试验土工试验 3、密度（、密度（ρ））n测定土的密度，对一般粘质土采用环刀法；土样易碎裂，难以切削，可用蜡封法；对于砂和砾质土宜在现场采用灌水法或灌砂法 其它物理性质指标指标名称物理意义常用换算公式干密度饱和密度孔隙比孔隙率饱和度颗粒分析试验颗粒分析试验有筛析法、密度计法和移液管法有筛析法、密度计法和移液管法 n筛析法适用于粒径大于0.075mm的土n密度计法和移液管法适用于粒径小于0.075mm的土n当土中即含有粗粒也含有细粒时，可联合使用筛析法及密度计法或移液管法特征粒径n通过颗分曲线可以查得：n界限粒径（d60）：小于该粒径的颗粒占总质量的60%，mm；n平均粒径（d50）：小于该粒径的颗粒占总质量的50%，mm；n中间粒径（d30）：小于该粒径的颗粒占总质量的30%，mm；n有效粒径（d10）：小于该粒径的颗粒占总质量的10%，mm土的不均匀系数土的不均匀系数n土的不均匀系数（Cu）是表示组成土的颗粒的均匀程度的指标，不均匀系数越大，表明土的粒度组成越不均匀，用下式计算：土的曲率系数n表示某种粒径的粒组是否缺失的情况第三章第三章 勘察技术方法勘察技术方法—土工试验土工试验 5、相对密度（、相对密度（ Dr ））n相对密度（（ Dr ））是度量无粘性土紧密程度的指标，相对密度试验包括测定最大孔隙比（砂在最松散状态时的孔隙比）与最小孔隙比（砂在最紧密状态时的孔隙比）。

第三章第三章 勘察技术方法勘察技术方法—岩石（体）试验岩石（体）试验 要求与土工试验相同要求与土工试验相同 对岩石（体）来说，除物性指标试验外，强度对岩石（体）来说，除物性指标试验外，强度及变形试验更重要包括：及变形试验更重要包括： 变形试验变形试验—刚性承压板法和柔性承压板法刚性承压板法和柔性承压板法 抗剪试验抗剪试验——室内与现场，直剪与三轴，岩石、室内与现场，直剪与三轴，岩石、岩体、结构面及混凝土与岩石等岩体、结构面及混凝土与岩石等第三章第三章 勘察技术方法勘察技术方法—岩石（体）试验岩石（体）试验岩体三轴强度试验岩体三轴强度试验n测定岩体在三向应力状态所具有的抗压强度工程建设中建筑物的地基以及地下洞室围岩，多处于三向应力状态，而岩体力学性质通常与所处应力状态有关与室内岩块试样三轴试验相比，现场岩体三轴强度试验由于包含裂隙和层面等不连续面，能更好地反映岩体的性质，能提供较大尺寸岩体单轴抗压强度、围压系数、岩体内摩擦系数（或内摩擦角）、粘聚力以及岩体变形参数n现场岩体三轴强度试验采用等侧压（σ2=σ3）状态测定岩体强度，试验主要技术问题为侧压的选取、试体尺寸的确定、顶部和侧向摩擦力消除、加荷方式与加荷速率等。

第三章第三章 勘察技术方法勘察技术方法—岩石（体）试验岩石（体）试验岩体载荷试验n岩体载荷试验主要是测定半无限岩体表面所能承受的极限载荷n通常只针对较破碎和软弱的岩体（如粘土岩、页岩、断层破碎带等）进行n通过岩体载荷试验可确定岩体强度特性的各特征点，包括比例极限、屈服极限、破坏极限和极限载荷点与极限载荷点对应的载荷为极限承载力，表征被测岩体所能承受的最大承载能力n岩体载荷试验的主要试验技术问题为承压板的面积大小和承压板应具有足够的刚度第三章第三章 勘察技术方法勘察技术方法—岩石（体）试验岩石（体）试验承压板法变形试验n圆形刚性承压板法试验计算岩体弹性（或变形）模量E的n计算公式：式中 E——岩体弹性（或变形）模量（MPa），当W取总变形时，计算结果为变形模量，当W取弹性变形时，计算结果为弹性模量；W——岩体变形（cm）；p——承压板下单位面积上的压力（MPa）；D——承压板直径（cm）；μ——岩体泊松比第三章第三章 勘察技术方法勘察技术方法—地下水观测地下水观测 详细内容见详细内容见《《水利水电工程地质观测规程水利水电工程地质观测规程》》SL245-1999SL245-1999。

基本内容：基本内容： 1、地下水观测主要包括：地下水简易观测和地下水动态观测 2、地下水简易观测地下水简易观测包括钻孔初见水位、钻进过程水位、终孔水位和稳定水位以及自流孔的水头、流量观测等 第三章第三章 勘察技术方法勘察技术方法—地下水观测地下水观测 3、分层观测分层观测钻进中发现新的承压含水层或其它含水层时，应停止钻进，进行临时止水隔离，并依据观测稳定水位的要求进行水位观测 预计在同一钻孔中，可能揭露两个或两个以上含水层，需要分别测定稳定水位时，则应在钻孔任务书中作出钻孔结构设计，并在实施中进行止水效果检查 第三章第三章 勘察技术方法勘察技术方法—地下水观测地下水观测 4、地下水动态观测地下水动态观测（项目）应包括地下水位、水质、水温及泉水流量观测；同时尚应包括工程区的降水量观测和地表水体的水位、水质和水温观测 地下水动态观测点网应分别由垂直和平行河流流向的观测点线组成；远离河流的宜分别由平行和垂直于地下水流向或垂直和平行微地貌分介线的观测点线组成 水利水电工程地质水利水电工程地质1、岩土体工程地质特性2、水利水电工程地质勘察3、勘察技术方法4 4 4 4、区域构造稳定性、区域构造稳定性、区域构造稳定性、区域构造稳定性5、水库工程地质6、水工建筑物工程地质7、边坡工程地质8、地下洞室工程地质9、天然建筑材料勘察10、特殊岩土体地质问题水利水电工程地质水利水电工程地质第四章第四章 区域构造稳定性区域构造稳定性第四章第四章 区域构造稳定性区域构造稳定性【【考试大纲考试大纲】】n掌握区域构造稳定性研究的内容和评价方法。

n熟练掌握活断层的判别标志、主要研究内容和方法、常用测年方法的基本要求和适用条件n掌握《中国地震动参数区划图》GB18306的基本内容和使用要求n了解地震安全性评价的工作内容及水利水电工程对地震危险性分析工作的有关规定第四章第四章 区域构造稳定性区域构造稳定性-各阶段要求各阶段要求n区域构造稳定性是指建设场地所在的一定范围、一定时段内，内动力地质作用可能对工程建筑物产生的影响程度n各勘察阶段对区域构造稳定性工作的基本要求各勘察阶段对区域构造稳定性工作的基本要求n规划阶段规划阶段，在搜集、整编和分析区域地质构造资料和区域地震资料的基础上，初步评价规划河流或河段的区域构造稳定性第四章第四章 区域构造稳定性区域构造稳定性-各阶段要求各阶段要求n可行性研究阶段可行性研究阶段，开展区域构造背景研究、断层活动性研究、地震危险性分析和场地地震动参数的确定、水库诱发地震危险性研究和预测等工作，综合评价工程场地的区域构造稳定性n初步设计阶段初步设计阶段，对于地震地质条件复杂的工程，必要时开展某些专题研究，诸如活动断层监测、重点库段的水库诱发地震危险性预测和库坝区地震监测等，n技施设计阶段技施设计阶段，继续进行活动断层监测、地震监测等工作，以取得较长时段的、连续可靠的基础资料，掌握天然状态下断层形变和地震活动的动态特征。

第四章第四章 区域构造稳定性区域构造稳定性-区域背景研究区域背景研究区域构造背景研究三个层次区域构造背景研究三个层次n远场区——300km（150km）的范围 ，大地构造单元及地震带情况；n近场区——20～40km（25km）的范围，对此范围内的区域性断裂和地震带进行复核，判定对坝址可能有直接影响的活动断裂，编制中等比例尺的区域地质图，以及相应的构造纲要图等 n工程场区——8km（5km）的范围 ，如存在活动断层要专题研究第四章第四章 区域构造稳定性区域构造稳定性-稳定分级稳定分级稳定性好稳定性较差稳定性差地震烈度 ≤6 7~8 ≥9 相应的加速度 ≤0.089g 0.090—0.353g ≥0.354g 现代活动断层 工程场区内无现代活动断层 工程场区内有长度小于10km的活断层， 但不是M≥5级地震的发震构造 工程场区内有长度大于10km的活断层，且有5级以上地震的发震构造 地震活动 近场区无M≥5级地震活动 近场区有5≤M＜7级中强地震或不多于一次的M≥7级强烈地震 近场区有多次M≥7级的强烈地震活动 重磁异常 无区域性重磁异常 区域性重磁异常不明显 有明显的区域性重磁异常 第四章第四章 区域构造稳定性区域构造稳定性-活断层活断层 活断层对工程的影响主要表现在：n在工程的设计基准期内（一般为50～200年），活断层错动（包括引起强烈地震的突然错动和无震蠕滑错动）对工程可能产生的直接破坏。

n由于活断层突然错动引发强烈地震动，其巨大动荷载造成水工建筑物结构的破坏、库岸崩塌或滑坡、软基液化失效等，影响工程正常运行第四章第四章 区域构造稳定性区域构造稳定性-活断层活断层 关于活断层的定义，有不同说法nGB50287：“活断层指晚更新世（绝对年龄10～15万年）以来有过活动，今后还可能活动的断层”n修订GB50287：“活断层指晚更新世（10万年）以来有活动的断层”第四章第四章 区域构造稳定性区域构造稳定性-活断层活断层活断层的主要研究方法活断层的主要研究方法n遥感图像的解译判读n地质地貌法n野外地质调查和测绘n断层活动年龄的测定n古地震研究n地震资料的分析处理n活动断层位移监测和测量第四章第四章 区域构造稳定性区域构造稳定性-活断层活断层活断层的判别标志——直接标志 1、错断晚更新世以来地层的断层 2、断裂带中的构造岩或被错动的脉体，经绝对年龄测定，其最后一次错动的年代，距今10万～15万年者 3、根据仪器观测，沿断层有位移和地形变（大于0.1mm/a）者 4、沿断层有历史和现代中、强震震中分布或晚更新世以来的古地震遗迹，或密集而频繁的近期微震活动者。

5、在构造上，证实与已知活断层有共生或同生关系的断层第四章第四章 区域构造稳定性区域构造稳定性-活断层活断层活断层的判别标志——间接标志 1、沿断层，晚更新世以来同级阶地发生错位；在跨越断层处，水系有明显的同步转折现象，或断层两侧晚更新世以来的沉积物厚度有明显的差异 2、沿断层有断层陡坎，断层三角面平直新鲜，山前经常分布有连续的大规模的崩塌或滑坡，沿断层有串珠状或呈线状分布的斜列式盆地、沼泽、冷泉和承压泉等 3、沿断层有明显的重力失衡带分布 4、沿断层有水化学异常或同位素异常带分布活断层的判别标志活断层的判别标志 ——参考标志参考标志n航卫片上判读的清晰线性影像，小比例尺航卫片上判读的清晰线性影像，小比例尺地形图上标示的线形排列的沟谷、山脊、地形图上标示的线形排列的沟谷、山脊、陡崖等；陡崖等；n区域夷平面或高阶地面上明显的高程差异、区域夷平面或高阶地面上明显的高程差异、河谷阶地位相图上明显的转折、两岸阶地河谷阶地位相图上明显的转折、两岸阶地发育明显的不对称性等；发育明显的不对称性等；n地球物理或化学方法探测的线性异常；地球物理或化学方法探测的线性异常；n区域构造应力场中活动性强烈的断层段。

区域构造应力场中活动性强烈的断层段常用断层活动性测年方法1n放射性碳放射性碳(14C)法法——是一种基于放射是一种基于放射性同位素衰减的测年方法性同位素衰减的测年方法n热释光热释光(TL)法法——结晶固体在其形成结晶固体在其形成和存在的过程中，接受放射性核辐射，和存在的过程中，接受放射性核辐射，固体晶格贮存核辐射带来的能量，这固体晶格贮存核辐射带来的能量，这种能量在遇到外来热刺激后，又能把种能量在遇到外来热刺激后，又能把能量释放出来，这就是热释光能量释放出来，这就是热释光常用断层活动性测年方法2n电子自旋共振电子自旋共振(ESR)法法——用电子自用电子自旋共振波谱仪来确定样品形成后所接旋共振波谱仪来确定样品形成后所接受的等效辐照剂量，可以推算出样品受的等效辐照剂量，可以推算出样品的年龄n石英颗粒表面显微观测石英颗粒表面显微观测(SEM)法法——对比所测样品中石英碎砾的溶蚀类型对比所测样品中石英碎砾的溶蚀类型和所占的比例就可以得到样品形成的和所占的比例就可以得到样品形成的地质时期地质时期n关键是取样和资料分析关键是取样和资料分析第四章第四章 区域构造稳定性区域构造稳定性--地震安评地震安评地震安全性评价的工作内容地震安全性评价的工作内容n区域地震活动性和地震构造的调查、分析；n近场及场区地震活动性和地震构造的调查、分析；n场地工程地震条件的勘察；n地震危险性的确定性分析；n地震动小区划。

n地震危险性的概率分析；n区域性地震区划；n场地地震动参数确定和地震地质灾害评价；n地震烈度与地震动衰减关系的分析；第四章第四章 区域构造稳定性区域构造稳定性—规范要求规范要求GB50287对安评的相关要求1n坝高大于200m或库容大于100亿方的大（1）型工程或地震基本烈度为七度及以上地区的坝高大于150m的大（1）型工程，应进行专门的地震危险性分析n对地震基本烈度为7度及以上地区的坝高为100~150m的工程，当历史地震资料较少时，应进行地震基本烈度复核GB50287对安评的相关要求2n地震危险性分析应包括工程使用期限内，不同超越概率水平下，坝、库区可能遭受的地震烈度；坝址基岩地震峰值水平加速度及反应谱等地震动参数；以及合成基岩地震动时程n其它大型工程可按现行《中国地震区划图》确定地震基本烈度第三章第三章 区域构造稳定性区域构造稳定性—区划图区划图n“区划图”包括中国地震动峰值加速度区划图、中国地震动反应谱特征周期区划图和地震动反应谱特征周期调整表n中国地震动峰值加速度区划图和中国地震动反应谱特征周期区划图的比例尺为1；400万，设防水准为50年超越概率10%，场地条件为平坦稳定的一般（中硬）场地。

两图均不应放大使用 第四章第四章 区域构造稳定性区域构造稳定性—区划图区划图n《地震动反应谱特征周期调整表》采用四类场地划分使用时应根据工程场地的具体条件按表3-5-1予以调整n 地震动反应谱特征周期调整表 特征周期分区 场地类型划分 坚硬 中硬 中软 软弱 1区 0.25 0.35 0.45 0.65 2区 0.30 0.40 0.55 0.75 3区 0.35 0.45 0.65 0.90 第四章第四章 区域构造稳定性区域构造稳定性—区划图区划图nGB18306—2001直接采用地震动参数(地震动峰值加速度和地震动反应谱特征周期)，不再采用地震基本烈度。

现行有关技术标准中涉及地震基本烈度概念的，应逐步修正 复习重点n区域构造背景研究范围：远场区、近场区和工程场区nGB18306的内容与使用n活断层的判据n规范对地震安评的要求水利水电工程地质水利水电工程地质1、岩土体工程地质特性2、水利水电工程地质勘察3、勘察技术方法4、区域构造稳定性5 5 5 5、水库工程地质、水库工程地质、水库工程地质、水库工程地质6、水工建筑物工程地质7、边坡工程地质8、地下洞室工程地质9、天然建筑材料勘察10、特殊岩土体地质问题水利水电工程地质水利水电工程地质第五章第五章 水库工程地质水库工程地质第五章第五章 水库工程地质水库工程地质 【【考试大纲考试大纲】】n熟练掌握水库渗漏的类型、形成条件及渗漏量计算方法 n掌握水库浸没的地形地质条件、判别标准与方法n熟练掌握库岸稳定性的评价方法和内容n掌握滑坡的分类及稳定性评价n了解水库诱发地震的基本特征、类型、产生的地震地质背景和主要研究内容第五章第五章 水库工程地质水库工程地质--水库渗漏水库渗漏水库渗漏的类型水库渗漏的类型n暂时性渗漏是指水库蓄水初期，库水渗入库水位以下岩土体中未被饱和的孔隙、裂隙和洞穴等，使之饱和而出现的库水渗漏损失。

n永久性渗漏是指库水沿具透水性的岩（土）体或构造、岩溶渗漏通道等流向库外的邻谷、洼地或坝下游产生渗漏的现象是水库渗漏问题研究的重点 第五章第五章 水库工程地质水库工程地质--水库渗漏水库渗漏永久性渗漏的地质条件永久性渗漏的地质条件 1、岩性条件：库底和水库周边有透水岩层 2、地形地貌条件：水库与相邻河谷间分水岭的宽窄和邻谷的切割深度对水库渗漏影响很大 3、地质构造条件：水库所处的构造环境、连通库内外的构造破碎带 4、水文地质条件：地下分水岭的有无、高程及其与水库正常蓄水位的关系 第五章第五章 水库工程地质水库工程地质--水库渗漏水库渗漏水库渗漏估算原则水库渗漏估算原则n根据渗漏地段的水文地质结构、渗流特性和边界条件，选择适宜的水文地质计算公式估算渗漏量存在多个透水层时，可分别估算渗漏量n应根据水文地质测试成果，经统计分析后给定各透水层（组、带）的渗透系数要注意透水层（组、带）的不均匀性，具有多个透水层或明显渗透分带的透水层，难以单独估算渗漏量的，可取各透水层（组、带）渗透系数的加权平均值，用以估算渗漏量水库渗漏估算（下部有水平隔水层，潜水透水层均一的渗漏量计算）n式中：nq——单宽渗漏量（m3/d.m）nK——岩土体的渗透系数（m/d）nH1——相对隔水层以上的水库水头（m）nH2——相对隔水层以上的邻谷水头（m）nL——渗漏距离（m）nQ——渗漏总量（m3/s）nB——渗漏总宽度（m）水库渗漏估算（不同透水性的水平岩层的渗漏量计算 ）T1——下层透水层的厚度（m）；T2——上层透水层的过水部分的平均厚度（m）Kcp——两层岩土体的加权平均渗透系数（ m/d ）水库渗漏估算（承压含水层渗漏量计算 ）式中：m1——水库附近承压含水层厚度（m）；m2——同一承压含水层在排水区的厚度（m）。

其它符号意义同前 第五章第五章 水库工程地质水库工程地质--水库渗漏水库渗漏水库渗漏的处理n混凝土防渗墙n防渗面板n水平铺盖n灌浆帷幕n其它措施——除以上措施外，在岩溶地区还常用围、隔、堵等措施解决水库渗漏问题 在水利水电工程中，究竟选用什么防渗措施，常常要结合工程区具体地质条件综合考虑确定第五章第五章 水库工程地质水库工程地质--水库浸没水库浸没水库浸没的地形地质条件水库浸没的地形地质条件n地形地貌条件：地面高程低于或略高于水库正常蓄水位的盆地型水库边缘与山前洪积扇直接相接的地段、喀斯特地区暗河出口位于水库水位以下且暗河系统有大片的溶蚀洼地地区、平原型水库的坝下游、顺河坝或围堤或引水渠道的外侧地段均易产生浸没地面越是宽阔低平，则浸没范围越大第五章第五章 水库工程地质水库工程地质--水库浸没水库浸没水库浸没的地形地质条件水库浸没的地形地质条件n岩性条件：库岸带为透水岩层，易产生浸没n水文地质条件：蓄水前地下水埋藏较浅，地下水排泄不畅，蓄水后地下水壅高，地下水补给量大于排泄量的库岸地段、闭封或半封闭的洼地、沼泽的边缘地带，易产生浸没第五章第五章 水库工程地质水库工程地质--水库浸没水库浸没 浸没判别分初判和复判两个阶段。

初判初判----不易产生浸没地区的标志不易产生浸没地区的标志 1、库岸或渠道由相对不透水岩土层组成，或调查地区与库水间有相对不透水层阻隔；且该不透水层的顶部高程高于水库设计正常蓄水位 2、调查地区与库岸间有经常水流的溪沟，其水位等于或高于水库设计正常蓄水位第五章第五章 水库工程地质水库工程地质--水库浸没水库浸没初判初判----易产生浸没地区的标志易产生浸没地区的标志 1、平原型水库的周边和坝下游，顺河坝或围堤的外侧，地面高程低于库水位地区 2、盆地型水库边缘与山前洪积扇、洪积裙相连的地区 3、潜水位埋藏较浅，地表水或潜水排泄不畅，补给量大于排出量的库岸地区，封闭或半封闭的洼地，或沼泽的边缘地区第五章第五章 水库工程地质水库工程地质--水库浸没水库浸没复判复判----在初判的基础上进行在初判的基础上进行 主要是三个方面的内容： 1、核实和查明初判圈定的浸没地区的水文地质条件，获得比较详细的水文地质参数及潜水动态观测资料； 2、建立潜水渗流数学模型，进行非稳定态潜水回水预测计算，绘出设计正常蓄水位情况下，库区周边的潜水等水位线预测图，预测不同库水位时的浸没范围； 3、除复核水库设计正常蓄水位条件下的浸没范围外，还要根据需要计算水库运用规划中的其它代表性运用水位下的浸没情况。

潜水回水计算潜水回水计算隔水底板水平、陡直河岸、无渗入均质介质的稳定态潜水回水计算模型与公式如下其他不同水文地质条件的稳定态潜水回水计算模型与公式见手册P686~688表4-3-1 对于非稳定态的潜水回水计算，需要采用数值法进行计算第五章第五章 水库工程地质水库工程地质--水库浸没水库浸没地下水临界埋深的确定方法地下水临界埋深的确定方法n一是根据浸没地段所在地区的具体水文地质条件、农业科研单位的田间实验观测资料和当地生产实践经验确定n二是计算（根据上述方法确定浸没的临界地下水位埋深有困难时）：HCr＝Hk＋△H 式中HCr——浸没的临界地下水位埋深（m）； Hk——地下水位以上，土壤毛管水上升带的高度（m）； △H——安全超高值（m）对农业区，该值即根系层的厚度；城镇和居民区，该值取决于建筑物荷载，基础型式和砌置深度第五章第五章 水库工程地质水库工程地质--水库浸没水库浸没水库浸没的判别标准水库浸没的判别标准n浸没评价根据当地浸没监界值与潜水回水位埋深之间的关系确定，当预测的潜水回水位埋深值小于浸当预测的潜水回水位埋深值小于浸没的临界地下水位埋深时没的临界地下水位埋深时，该地区即应判定为浸没区。

水库库岸稳定n水库回水使水库沿岸的自然条件发生显著变化，使原本自然稳定的边坡，稳定条件恶化，形成各种破坏现象n重点勘察研究范围是近坝地段第五章第五章 水库工程地质水库工程地质--库岸稳定库岸稳定水库岸坡稳定性研究的主要内容水库岸坡稳定性研究的主要内容n地形地貌条件，河谷结构类型，冲沟发育情况；n库岸岩土体性质，完整程度，风化状态，岩体应力状况；n岩体中各种结构面（层面、断层、节理裂隙、软弱夹层等）与库岸坡向的组合关系；n库岸地下水特征及动态变化，泉水分布及特征；n库岸稳定现状，变形破坏的发育阶段，变形破坏迹象和位移监测资料；第五章第五章 水库工程地质水库工程地质--库岸稳定库岸稳定水库岸坡稳定性研究的主要内容水库岸坡稳定性研究的主要内容n库水位的变化情况，特别是抽水蓄能电站库水位剧烈变化情况；n降水、地震、地下矿藏开采以及其它天然和人为活动情况等 在对以上内容分析的基础上，对库岸进行工程地质分段研究和评价，评价库岸、潜在不稳定库岸和现行破坏体的稳定现状；预测它们在水库蓄水过程中和运行期（库水位骤降或频繁升降）的发展趋势；边坡失稳的可能性和变形破坏机制、规模；提出处理措施等。

水库滑坡n关于滑坡的特征、分类、稳定影响因素和评价方法等将在“边坡工程地质”中介绍n关于水库滑坡引起的涌浪问题，重大工程采用模型试验或数值分析方法可以进行估计和评价n滑坡体入水后所造成的水体反应非常复杂，计算边界条件不得不进行充分简化，采用计算方法获得的浪高常具有局限性水库滑坡部分的重点n垂直滑坡体的滑速计算n式中 m——滑体单宽质量，kg；n g——重力加速度，m/s2；n L——滑体水上部分滑面长度，m；n H——滑坡体水上部分重心至水面高度，m；n θ——滑面倾角；n f——滑面摩擦系数；n c——滑面的粘聚力，Mpan关于涌浪高度计算建议大家了解第五章第五章 水库工程地质水库工程地质--库岸稳定库岸稳定水库塌岸水库塌岸n塌岸的过程见下图n勘察的目的是预测塌岸的宽度（图e）第五章第五章 水库工程地质水库工程地质--库岸稳定库岸稳定水库塌岸预测的常用方法水库塌岸预测的常用方法n卡丘金法 P692n卓洛塔廖夫图解法 P693n我国黄土地区水库塌岸长期预测 P694~695 要求孰悉公式中各符号的含义，会利用已有资要求孰悉公式中各符号的含义，会利用已有资料计算坍岸宽度。

一般会说明用什么公式计算料计算坍岸宽度一般会说明用什么公式计算第五章第五章 水库工程地质水库工程地质—其它问题其它问题水库其它环境问题水库其它环境问题n泥石流泥石流——是一种含有大量泥砂、石块等固体物质、突然爆发、历时短暂、来势凶猛，具有强大破坏力的洪流过程，是山区特有的一种自然地质现象n移动沙丘（风沙）移动沙丘（风沙）——干旱、半干旱地区n矿产资源矿产资源——水库淹没、塌岸、浸没范围内的矿产资源都应进行调查，由矿产资源管理部门出具文件给予确认，作为水库淹没设计的依据n文物文物—— 水库诱发地震n因蓄水而引起库盆及其邻近地区原有地震活动性发生明显变化的现象，简称水库地震 水库诱发地震的基本特征n发震概率：国内外统计资料表明，出现水库地震的工程占水利水电工程总数的比例不足0.1％，但随着坝高（蓄水深度）和库容的增大，其所占比例明显增高n空间分布：平面上，震中的主体部分集中在库盆和距库岸3～5km以内的地方，特殊情况下（例如区域性大断裂带横穿库区或水库沿喀斯特暗河形成地下支汊），也不至超过10km垂向上，一般都属于极浅震，震源深度在3～5km以内；水库诱发地震的基本特征水库诱发地震的基本特征——时间分布时间分布n初震：出现在开始蓄水后几天至一、两年。

更细致的分析则表明，同一水库的几个震中密集区出现初震的时间是不同的，但大都是在库水位刚刚上涨到该震中区并超过当地天然最高洪水位的时刻，几乎没有滞后n主震：大部分发生在蓄水初期、库水位持续上升至水库开始正常运行的时段中，与初震之间的滞后从不到1个月至2～4年不等，它主要取决于首次蓄至设计水位所需时间n衰减和平息 ：大部分水库在主震后的衰减过程延续数年至十余年， 水库诱发地震的类型与发震条件水库诱发地震的类型与发震条件 n构造型：区域性或地区性断裂通过库坝区；断层有晚更新世以来活动的直接地质证据；断裂带和破碎带有一定的规模和导水能力，与库水沟通并可能渗往深部n喀斯特型：库区有较大面积的碳酸盐岩分布，特别是质纯、层厚、块状的石灰岩；现代喀斯特作用强烈；一定的气候和水文条件（如暴雨中心、陡涨陡落型洪峰等）n卸荷型：水库诱发地震的主要研究内容n水库诱发地震的研究和前期预测已成为大型工程库坝区的主要工程地质问题之一大体分为三个阶段：n第一阶段：进行库坝区诱震环境分区，定性评价水库诱发地震的可能性和可能诱震的库段n第二阶段：开展专题研究，对诱震可能性较大的地段逐一进行地震地质论证，详细校核当地的诱震条件，进一步判定发震地点，预测合理的发震强度，为水工抗震设计和环境保护工作提供必要的依据。

n第三阶段：监测 水利水电工程地质水利水电工程地质1、岩土体工程地质特性2、水利水电工程地质勘察3、勘察技术方法4、区域构造稳定性5、水库工程地质6 6 6 6、水工建筑物工程地质、水工建筑物工程地质、水工建筑物工程地质、水工建筑物工程地质7、边坡工程地质8、地下洞室工程地质9、天然建筑材料勘察10、特殊岩土体地质问题水利水电工程地质水利水电工程地质第六章第六章 水工建筑物工程地质水工建筑物工程地质第六章第六章 水工建筑物工程地质水工建筑物工程地质—考试大纲考试大纲【【考试大纲考试大纲】】n熟练掌握水工建筑物对地形地质条件的基本要求n掌握岩体风化（卸荷）带划分n熟练掌握缓倾角结构面和软弱夹层的工程地质特性及勘察研究方法n熟练掌握坝基岩体的工程地质特性、质量评价方法及建基面确定方法第六章第六章 水工建筑物工程地质水工建筑物工程地质—考试大纲考试大纲n【【考试大纲考试大纲】】n熟练掌握坝(闸)基及拱坝坝肩岩体稳定性评价方法n熟练掌握覆盖层的工程地质特性及对地基稳定的影响n熟练掌握饱和砂土振动液化的形成条件、判别方法n熟练掌握岩（土）体渗透性分级、渗漏量计算方法、渗透破坏类型和判别标准及其对建筑物稳定的影响。

n掌握环境水对混凝土腐蚀性的评价标准第六章第六章 水工建筑物工程地质水工建筑物工程地质—考试大纲考试大纲【【考试大纲考试大纲】】n掌握基坑涌水量计算方法及适用条件n了解河谷岩体应力分布规律及对坝基的影响n了解地基渗漏对工程的影响及渗控工程设计的基本要求n了解冲刷坑形成的地质条件及评价方法n掌握断层破碎带、软弱夹层、裂隙密集带、风化深槽、卸荷带、岩溶洞穴等地质缺陷对工程的影响及处理措施第六章第六章 水工建筑物工程地质水工建筑物工程地质—共性的地质问题n地震稳定性n地质灾害的危害性n水工建筑物的稳定性n天然建筑材料的可靠性第六章第六章 水工建筑物工程地质水工建筑物工程地质—混凝土重力坝对地混凝土重力坝对地形地质条件的要求形地质条件的要求.地形基本对称，岸坡较完整，宽窄恰当，便于水工布置；.河谷覆盖层不厚，没有大的顺河断层和基岩深槽；.全强风化带和卸荷带岩体厚度不宜过大；.岩体较完整，强度能满足大坝荷载应力的要求；.岩层产状有利，岩体中软弱夹层及缓倾角结构面（断层、长大裂隙）不发育；.岩体透水性不宜过大，有可靠的防渗封闭条件；.泄洪消能区岩体有足够的抗冲能力第六章第六章 水工建筑物工程地质水工建筑物工程地质—拱坝对地形地质条拱坝对地形地质条件的要求件的要求.地形基本对称，河谷宽高比最好小于3.5:1，不宜大于6:1，坝肩下游没有深切沟谷；.河床覆盖层不厚，没有大的顺河断层和基岩深槽；.全强风化带及卸荷带岩体厚度不宜过大；.两岸坝肩岩体完整，强度高；没有或很少有垂直河流分布的软弱层带；平行河流的结构面（断层、节理、裂隙）不发育；.岩层产状有利，坝基岩体中缓倾角软弱夹层或结构面不发育；.岩体透水性不宜过大，有可靠的防渗帷幕封闭条件.泄洪消能区岩体有足够的抗冲能力。

第六章第六章 水工建筑物工程地质水工建筑物工程地质—土石坝对地形地质土石坝对地形地质条件的要求条件的要求.地形条件适于布设泄洪和引水发电建筑物； .河床覆盖层的厚度及物质组成不会给地基防渗体施工造成很困难的条件； .避免地基中存在厚的粉细砂层、淤泥、软土层、湿陷性黄土等特殊土层； .避免在基岩中存在规模较大透水性强的顺河向断层； .有适宜的天然建筑材料第六章第六章 水工建筑物工程地质水工建筑物工程地质—地下建筑物对地形地下建筑物对地形地质条件的要求地质条件的要求 1、进出口边坡地形较完整，边坡岩体稳定性好，没有重大的地质灾害危及进出口安全； 2、隧洞通过地段应以Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类围岩为主，无厚层软岩或大型破碎带通过； 3、地下建筑物地段地应力不宜过大，建筑物轴线与最大主应力方向的交角宜小； 4、地下建筑物轴线与主要构造线（断层、褶皱、岩层产状）方向最好呈大角度相交；第六章第六章 水工建筑物工程地质水工建筑物工程地质—其他建筑物对其他建筑物对地形地质条件的要求地形地质条件的要求n其他建筑物包括工程边坡、水闸、渠道和堤防等，其对地形地质条件的要求详见P703~704第六章第六章 水工建筑物工程地质水工建筑物工程地质—地基稳定问题地基稳定问题重力坝坝基的滑动破坏类型重力坝坝基的滑动破坏类型第六章第六章 水工建筑物工程地质水工建筑物工程地质—地基稳定问题地基稳定问题坝基滑动的边界条件坝基滑动的边界条件 1、坝基深层滑移条件比较复杂，它必须具备滑动面，纵向和横向切割面、临空面，这些要素构成了深层滑移的边界条件； 2、浅层滑动—坝基浅层岩体； 3、表层滑动—混凝土与岩石； 4、混合滑动—上述的组合。

第六章第六章 水工建筑物工程地质水工建筑物工程地质—重力坝坝基岩体抗滑稳定计算（剪摩）n抗剪断强度的计算公式：抗剪断强度的计算公式：n式中：式中：K′——按抗剪断强度计算的抗滑稳定安全系数；按抗剪断强度计算的抗滑稳定安全系数；nf′——坝体混凝土与坝基岩接触面的抗剪断摩擦系数；坝体混凝土与坝基岩接触面的抗剪断摩擦系数；nC′——坝体混凝土与坝基岩面的抗剪断凝聚力，坝体混凝土与坝基岩面的抗剪断凝聚力，kN/m2nΣW——作用于坝体上全部荷载对滑动平面的法向分值，作用于坝体上全部荷载对滑动平面的法向分值，kN;nΣP——作用于坝体上全部荷载对滑动平面的切向分值，作用于坝体上全部荷载对滑动平面的切向分值，kN;nA——坝基接触面截面积，坝基接触面截面积，m2第六章第六章 水工建筑物工程地质水工建筑物工程地质—重力坝坝基岩体抗滑稳定计算（纯摩）n抗剪强度的计算公式：n式中：K——按抗剪强度计算的抗滑稳定安全系数；nf——坝体混凝土与坝基接触面的抗剪摩擦系数；第五章第五章 水工建筑物工程地质水工建筑物工程地质—饱和砂土振动液化饱和砂土振动液化n饱和砂土和粉土在周期地震荷载作用下，由于不能及时排水而形成孔隙水压力，当孔隙水压力达到与围压（上覆压力）相等时，有效应力为零，砂土颗粒处于悬浮状态，这种砂土短时间失去强度的现象就是地震液化。

其表达式可以写成：式中： —无粘性土的抗剪强度 —土体上覆压力 —孔隙水压力 —无粘性土内摩擦角 —上覆有效压力第六章第六章 水工建筑物工程地质水工建筑物工程地质—饱和砂土振动液化饱和砂土振动液化地震液化的危害地震液化的危害 1、引起喷水冒砂导致大面积地面沉降； 2、导致建筑物地基失效，引起建筑物下沉或不均匀沉降、开裂破坏； 3、液化侧向扩展与流滑，造成岸边地面开裂第六章第六章 水工建筑物工程地质水工建筑物工程地质—饱和砂土振动液化饱和砂土振动液化液化判别液化判别n按GB50287-99的规定，土的地震液化判别应根据土层的天然结构、颗粒组成、松密程度、地震前和震时的受力状态、边界条件和排水条件以及地震历时等因素，结合现场勘察和室内试验综合分析判定n初判——地层年代、粘粒含量、运用状态（饱和）、剪切波法等n复判——标准贯入锤击数法、相对密度法，相对含水量或液性指数法第六章第六章 水工建筑物工程地质水工建筑物工程地质—饱和砂土振动液化饱和砂土振动液化初判初判 1、地层年代为第四纪晚更新世Q3或以前，可判为不液化。

2、土的粒径大于5mm颗粒含量的质量百分率大于或等于70%时，可判为不液化；粒径大于5mm颗粒含量的质量百分率小于70%时，若无其它整体判别方法时，可按粒径小于5mm的这部分判定其液化性能第六章第六章 水工建筑物工程地质水工建筑物工程地质—饱和砂土振动液化饱和砂土振动液化初判初判 3、对粒径小于5mm颗粒含量质量百分率大于30%的土，其中粒径小于0.005mm的颗粒ρc含量质量百分率相应于地震设防烈度七度、八度和九度分别不小于16%、18%和20%时，可判为不液化 4、工程正常运用后，地下水位以上的非饱和土，可判为不液化 5、当土层的剪切波速大于上限剪切波速时，可判为不液化第六章第六章 水工建筑物工程地质水工建筑物工程地质—饱和砂土振动液化饱和砂土振动液化 剪切波速的计算公式： 式中：Vst—上限剪切波速度（m/s）； KH—地面最大水平地震加速度系数； Z—土层深度（m）； —深度折减系数第六章第六章 水工建筑物工程地质水工建筑物工程地质—饱和砂土振动液化饱和砂土振动液化复判复判—标准贯入锤击数法标准贯入锤击数法 符合下式要求的土应判为液化土：N63.5＜Ncr 式中：N63.5—工程运用时，标准贯入点在当时地面以下ds(m)深度处的标准贯入锤击数； Ncr—液化判别标准贯入锤击数临界值。

重点：重点：N63.5和和Ncr的计算的计算第六章第六章 水工建筑物工程地质水工建筑物工程地质—饱和砂土振动液化常饱和砂土振动液化常用处理方法用处理方法n改变基础型式—n地基加固（加密）处理—振冲碎石桩等n围封—三盛公枢纽n盖重—堤防、围坝等线状工程第六章第六章 水工建筑物工程地质水工建筑物工程地质—渗透变形渗透变形土的渗透变形的形式土的渗透变形的形式 由于土体颗粒级配和土体结构的不同，渗透变形的形式也不同，可分为流土、管涌、接触冲刷、接触流失四种基本型式基岩中的渗透破坏基岩中的渗透破坏n基岩中的渗透破坏主要发生在各类张开裂隙中充填的松散物质，断层带中未胶结的松软物质及软弱夹层中；n渗透破坏形式多为流土和接触冲刷；存在易溶盐时常出现化学潜蚀；n渗透破坏发展过程缓慢，破坏比降也远较第四系松散地层大第六章第六章 水工建筑物工程地质水工建筑物工程地质—渗透变形渗透变形土体渗透变形的判别土体渗透变形的判别n判别内容包括：土的渗透变形类型的判别，流土和管涌的临界水力比降的确定和土的允许水力比降的确定n判别方法可采用试验、计算和类比等方法土体渗透变形的判别标准n判别方法与标准见GB50287—99附录M（技术标准汇编P1632~1633）。

如土的细粒含量判别流土或管涌：式中：Pc—土的细粒颗粒含量，以质量百分率计（%） n—土的孔隙率（%）第六章第六章 水工建筑物工程地质水工建筑物工程地质—基抗涌水基抗涌水基坑涌水量的计算基坑涌水量的计算n常用方法——稳定流解析计算法n案例手册P719~721列出了13个计算公式，并给出了各个公式的适用条件n遇到这一类的计算题要特别注意题干中给出的边界条件，重点是常用的、计算简单的公式第六章第三节第六章第三节 混凝土坝工程地质混凝土坝工程地质—缓倾角结构面缓倾角结构面工程地质研究工程地质研究n岩体中倾角小于30º的结构面，称为缓倾角结构面n缓倾角结构面按成因可分为原生结构面（层理、冷凝节理）、构造结构面（断层、层间错动剪切带，节理或裂隙）和次生结构面（风化、卸荷裂隙）第六章第三节第六章第三节 混凝土坝工程地质混凝土坝工程地质—缓倾角结构面缓倾角结构面工程地质研究工程地质研究n缓倾角结构面发育特征及分布规律n1）缓倾角构造结构面：按形成的构造条件可分为剖面“X”挤压破裂型、主干断裂扭动派生破裂型和岩脉与围岩接触蚀变破裂型n2）缓倾角卸荷结构面：主要见有拉裂型卸荷裂隙和追踪型卸荷裂隙。

第六章第三节第六章第三节 混凝土坝工程地质混凝土坝工程地质—缓倾角结构面缓倾角结构面工程地质研究工程地质研究n缓倾角结构面的特征及定量描述方法包括：产状、组数、间距、延续性（或延展性） 、粗糙度 、裂隙连通率和充填物等几个方面的描述n采用的是“国际岩石力学学会现场试验标准化委员会”建议的描述方法n详见733~735第六章第三节第六章第三节 混凝土坝工程地质混凝土坝工程地质—其它地质缺陷其它地质缺陷的工程地质评价的工程地质评价n断层破碎带：坝基抗滑稳定、渗透稳定、压缩变形和断层强透水带的集中渗漏n风化深槽：易形成应力集中区n裂隙密集带：不均匀变形、坝基集中渗漏带n软弱夹层：坝基深层抗滑稳定、渗透稳定、不均匀变形第六章第三节第六章第三节 混凝土坝工程地质混凝土坝工程地质—坝基岩体质坝基岩体质量分类量分类坝基岩体质量分类的目的坝基岩体质量分类的目的 1、客观地反映岩体本身的工程地质特性，对岩体质量的好坏统一标准和认识 2、根据分类指导岩体力学试验，提供力学参数和配合进行坝基岩体稳定性分析 3、确定坝基可利用岩面和坝基开挖深度 4、研究坝基处理措施 5、进行工程地质评价，是评价坝基变形、强度和稳定性的基础 第六章第三节第六章第三节 混凝土坝工程地质混凝土坝工程地质—坝基岩体坝基岩体质量分类质量分类n应遵循的原则：n宏观综合性。

应以宏观地质调查、定性分析为基础，辅以描述岩体特征的多因素定量指标n准确性和客观性应采取定性和定量相结合的方法，尽可能用岩石或岩体具有代表性的物理力学参数来表征，避免人为因素的随意性n简便适用性分类应粗细适中，简繁得当，过细则烦琐，过粗则不精n针对性针对本坝址，应适用于各种坝型，是评价坝基变形、强度和稳定性的基础第六章第三节第六章第三节 混凝土坝工程地质混凝土坝工程地质—坝基岩体质坝基岩体质量分类量分类坝基岩体质量分类的方法坝基岩体质量分类的方法 1、《水利水电工程地质勘察规范》GB50287-99中的附录—坝基岩体工程地质分类； 2、《工程岩体分级标准》GB50218-94 第六章第三节第六章第三节 混凝土坝工程地质混凝土坝工程地质—坝基岩体质坝基岩体质量分类量分类坝基岩体工程地质分类（综合指标）坝基岩体工程地质分类（综合指标）n以岩石饱和单轴抗压强度、岩体结构类型、岩体完整程度、结构面发育程度及其组合等，并作为分类基础根据岩体作为修建高混凝土坝的适用性，产生变形滑移的危险程度，加固处理难度的原则，将坝基岩体工程地质条件划分为5类见P747表5-3-17第六章第三节第六章第三节 混凝土坝工程地质混凝土坝工程地质—坝基岩体质坝基岩体质量分类量分类 《《工程岩体分级标准工程岩体分级标准》》GB50218-94GB50218-94 分两步：先确定岩体基本质量，再确定详细质量分级。

1、确定岩体基本质量n岩体基本质量由定性特征和岩体基本质量指标（BQ）确定定n岩体基本质量的定性特征应由岩石坚硬程度和岩体完整程度两个因素确定第六章第六章 水工建筑物工程地质水工建筑物工程地质—建基岩体建基岩体 基本质量级别 岩体基本质量的定性特征 岩体基本质量指标（BQ） Ⅰ坚硬岩，岩体完整 ＞550 Ⅱ坚硬岩，岩体较完整；较坚硬岩，岩体完整 550～451 Ⅲ坚硬岩，岩体较破碎；较坚硬岩，或软硬岩互层，岩体较完整；较软岩，岩体完整 450～351 Ⅳ坚硬岩，岩体破碎；较坚硬岩，岩体较破碎~破碎；较软岩或软硬岩互层，且以软岩为主，岩体较完整~较破碎；软岩，岩体完整~较完整 350～251 Ⅴ较软岩，岩体破碎；软岩，岩本较破碎~破碎；全部极软岩及全部极破碎岩＜250 第六章第三节第六章第三节 混凝土坝工程地质混凝土坝工程地质—坝基岩体质坝基岩体质量分类量分类《《工程岩体分级标准工程岩体分级标准》》GB50218-94GB50218-94 2、详细定级应在岩体基本质量分级的基础上，结合不同类型工程的特点，考虑地下水状态、初始应力状态、工程轴线或走向线的方位与主要结构面产状的组合关系等必要的修正因素。

对于边坡工程，还应考虑地表水 3、对工程岩体进行初步定级时，宜按此标准规定的岩体基本质量级别进行第六章第三节第六章第三节 混凝土坝工程地质混凝土坝工程地质—坝基岩体质坝基岩体质量分类量分类岩体基本质量指标（岩体基本质量指标（BQBQ）的计算）的计算 根据分级因素的定量指标Rc(MPa）和Kv计算： BQ=90+3Rc+250Kv 限制条件：限制条件： 当Rc＞90Kv+30时，应以Rc=90Kv+30和Kv代入计算BQ值； 当Kv＞0.04Rc+0.4时，应以Kv=0.04Rc+0.4和Rc代入计算BQ值第六章第六章 水工建筑物工程地质水工建筑物工程地质—建基岩体建基岩体大坝建基面确定的基本原则大坝建基面确定的基本原则 对于大型水利水电工程高混凝土重力坝、高混凝土拱坝，大坝建基面确定的基本原则： 1、大坝建基面确定应建立在岩体工程地质分类和岩体质量研究基础上 2、根据具体工程地质条件，按GB50287——99提出的“标准” ，制定适用于本工程的坝基岩体工程地质分类或岩体质量分级与评价；建立定性与定量化标准；编制建基面利用岩体质量分区工程地质图及利用岩面顶板等高线图。

第六章第六章 水工建筑物工程地质水工建筑物工程地质—建基岩体建基岩体大坝建基面确定的基本原则大坝建基面确定的基本原则 3、根据工程规模、重要性及地质条件等综合确定大坝建基面总体要求是坝基应具有足够的力学强度及均一性、完整性；具有足够的抗滑、抗变形、较好的抗渗条件；基础处理工程量不大 一般来说，Ⅰ类及Ⅱ类岩体适合作为高混凝土坝坝基，处理工程量不大；Ⅲ类岩体，对影响岩体变形和稳定的结构面需作专门处理；Ⅳ类岩体，岩体比较破碎，不宜作高混凝土坝地基，局部地段分布该类岩体时，需作专门性处理；Ⅴ类岩体为破碎岩第六章第六章 水工建筑物工程地质水工建筑物工程地质—建基岩体建基岩体大坝建基面确定的基本原则大坝建基面确定的基本原则 体，不宜用为高混凝土坝坝基，当局部存在时需做专门性处理 4、建基面选择除考虑地质条件外，还要考虑工程结构条件对建基面的调整变化第六章第六章 水工建筑物工程地质水工建筑物工程地质—环境水环境水环境水对混凝土的腐蚀性环境水对混凝土的腐蚀性n环境水对混凝土的腐蚀性主要有分解类腐蚀、结晶类腐蚀和结晶分解复合类腐蚀三种n其判别标准见P751表5-3-20。

n使用时注意单位换算第六章第六章 水工建筑物工程地质水工建筑物工程地质—土坝地基土坝地基 1、手册P752~754列出了一些与土石坝地基相关的土性状判定标准，如果遇到这一类的题目，可以直接查表找出答案 2、关于坝基工程地质评价，主要包括两方面内容，一是坝基渗漏与渗透稳定，二是坝基抗滑稳定与不均匀变形 第六章第六章 水工建筑物工程地质水工建筑物工程地质—土坝地基土坝地基 3、对于砂砾石坝基 （1）河床砂砾石层具有渗透性强、强度较高、压缩变形小的特点，主要存在渗漏和渗透问题，常需要进行防渗处理，包括垂直防渗和水平铺盖二种形式，需根据具体工程地质条件和工程特性综合考虑确定； （2）要特别注意河床砂砾石层的紧密程度，是否存在粉细砂、淤泥质软土等不良地层的情况，当粉细砂、淤泥质软土的分布范围和厚度较大时，常存在地震液化和坝基沉陷变形问题第六章第六章 水工建筑物工程地质水工建筑物工程地质—土坝地基土坝地基 4、对细粒土坝基，渗流的影响主要反映在土的渗透性和抗渗性，决定着渗透变形或破坏的类型及渗漏量 （1）首先需要判断渗透变形的类型，再根据允许水力比降和坝基承受的实际水力比降评价渗透变形的可能性。

（2）还要根据水文地质资料估算坝基渗漏量最终提出坝基防渗处理建议 （3）坝基土的抗剪强度和压缩性指标是坝基土体力学特性的重要指标，是对坝基抗滑稳定问题和沉陷变形问题进行工程地质评价或稳定计算的重要依据第六章第六章 水工建筑物工程地质水工建筑物工程地质—土坝地基土坝地基n土石坝坝基防渗形式： 垂直防渗—可靠 上游水平铺盖及下游排水 下游排水加盖重第六章第六章 水工建筑物工程地质水工建筑物工程地质—地基处理地基处理坝基地质缺陷的处理措施坝基地质缺陷的处理措施 着重了解这些措施的作用及适用条件着重了解这些措施的作用及适用条件n混凝土塞混凝土塞n混凝土拱（或梁）、混凝土垫层混凝土拱（或梁）、混凝土垫层n明挖、洞挖处理明挖、洞挖处理n大直径钢筋混凝土桩大直径钢筋混凝土桩n混凝土深齿墙混凝土深齿墙n预应力锚固预应力锚固n固结灌浆固结灌浆n坝基防渗和排水坝基防渗和排水水利水电工程地质水利水电工程地质1、岩土体工程地质特性2、水利水电工程地质勘察3、勘察技术方法4、区域构造稳定性5、水库工程地质6、水工建筑物工程地质7 7 7 7、边坡工程地质、边坡工程地质、边坡工程地质、边坡工程地质8、地下洞室工程地质9、天然建筑材料勘察10、特殊岩土体地质问题水利水电工程地质水利水电工程地质第七章第七章 边坡工程地质边坡工程地质第七章第七章 边坡工程地质边坡工程地质--考试大纲考试大纲 【【考试大纲考试大纲】】n掌握边坡分类。

掌握边坡分类n熟练掌握影响边坡稳定的主要因素熟练掌握影响边坡稳定的主要因素n熟练掌握边坡变形破坏类型、特征及破坏熟练掌握边坡变形破坏类型、特征及破坏机制n熟练掌握边坡稳定边界条件的确定、稳定熟练掌握边坡稳定边界条件的确定、稳定计算方法及适用条件计算方法及适用条件n熟练掌握边坡稳定性工程地质评价方法熟练掌握边坡稳定性工程地质评价方法n了解边坡防护加固的常用措施、适用条件了解边坡防护加固的常用措施、适用条件n了解边坡变形监测的内容、成果整理方法了解边坡变形监测的内容、成果整理方法及稳定性预测方法及稳定性预测方法第七章第七章 边坡工程地质边坡工程地质--边坡的分类边坡的分类 成因成因——自然边坡、人工边坡 介质介质——岩质、土质以及碎石块石边坡 运行运行——临时、永久边坡 高度高度——超高（大于（大于150 m））、、高（（50~150 m）） 、、中（（20~50m））、、低（小于（小于20m））边坡 坡度 ——陡（大于（大于6060））、、中等（（60~30））、、缓（小于（小于3030））和倒坡 稳定性 ——分为稳定、稍差、不稳定和失稳四类。

第七章第七章 边坡工程地质边坡工程地质--影响因素影响因素 内在因素内在因素包括：组成边坡岩土体的性质、地质构造、岩土体结构、岩体初始应力等； 外部因素外部因素包括：水的作用、地震、岩体风化、工程荷载条件及人为因素等第七章第七章 边坡工程地质边坡工程地质--应力分布特征应力分布特征 边坡应力总的特征是愈靠近临空面，最大主边坡应力总的特征是愈靠近临空面，最大主应力愈接近平行于临空面，最小主应力则与之近应力愈接近平行于临空面，最小主应力则与之近于直交 应力分布还与岩性密切相关在同样条件应力分布还与岩性密切相关在同样条件下，坚硬岩体地应力高，软弱岩体地应力低下，坚硬岩体地应力高，软弱岩体地应力低第七章第七章 边坡工程地质边坡工程地质--应力分布特征应力分布特征当存在初始水平构当存在初始水平构造应力时，在边坡造应力时，在边坡深处最大主应力为深处最大主应力为水平，接近坡面，水平，接近坡面，逐渐与坡面平行；逐渐与坡面平行；同样在坡顶出现拉同样在坡顶出现拉应力；在坡脚则产应力；在坡脚则产生压应力集中，在生压应力集中，在离底板一定距离后，离底板一定距离后，又恢复到原始应力又恢复到原始应力状态。

状态边坡工程地质边坡工程地质--应力分布特征应力分布特征 在自重应力场作用下，在自重应力场作用下，在边坡深部岩体内，在边坡深部岩体内，最大主压应力为垂直最大主压应力为垂直方向；在边坡坡顶及方向；在边坡坡顶及后缘，常出现拉应力，后缘，常出现拉应力，形成与坡面近乎平行形成与坡面近乎平行的张裂缝；大约在离的张裂缝；大约在离地表地表1 1／／3 3坡高处，转坡高处，转换为压应力换为压应力第七章第七章 边坡工程地质边坡工程地质--应力分布特征应力分布特征 深切河谷边坡应力分布与构造作用和剥蚀深切河谷边坡应力分布与构造作用和剥蚀作用有关在剥蚀作用下在地下不太深处作用有关在剥蚀作用下在地下不太深处存在一个地应力集中带，在接近地面处存存在一个地应力集中带，在接近地面处存在一个卸荷应力带（应力松弛带），在深在一个卸荷应力带（应力松弛带），在深部才是正常应力带部才是正常应力带 第七章第七章 边坡工程地质边坡工程地质--变形破坏类型变形破坏类型 松弛张裂松弛张裂——是指边坡的侧向应力削弱后（例如河谷受到侵蚀下切或人工开挖边坡），由于卸荷回弹而在坡体出现张裂隙的现象。

这种卸荷张裂隙一般与原始谷坡坡面相平行或迁就已有的高角度的构造节理或结构面发育随着河谷进一步深切，则卸荷裂隙愈向深部发展，裂隙顶部的张开度亦愈来愈宽 第七章第七章 边坡工程地质边坡工程地质--变形破坏类型变形破坏类型 崩塌崩塌——指在陡坡地段，边坡上部的岩体受陡倾裂隙切割，在重力作用下，突然以高速脱离母岩翻滚坠落的急剧变形破坏现象； 崩塌以自由坠落为其主要运动形式，岩块在斜坡上翻滚滑动并相互碰撞破碎后堆积于坡脚，形成岩堆或崩积体； 陡峻的块状和巨厚层状岩石边坡，具有与边坡面走向近乎平行的陡倾结构面时，最易于大型崩塌的形成；第七章第七章 边坡工程地质边坡工程地质--变形破坏类型变形破坏类型 倾倒倾倒——是指层状反坡向结构及部分陡倾角顺层的边坡，表部岩层因蠕动变形而向临空一侧发生弯曲、折裂，形成所谓“点头哈腰”的现象； 倾倒多发生于由塑性的薄层岩层（如页岩、千枚岩、片岩等）或软硬相间岩层（如砂岩、页岩互层，页岩、灰岩互层等）组成的反坡向结构的边坡中； 岩层的倾倒是以弯曲、张裂、滑动和转动等形式出现，倾倒体与下伏完整岩体间可产生折裂或错动。

第七章第七章 边坡工程地质边坡工程地质--变形破坏类型变形破坏类型 溃屈溃屈——层状结构顺向边坡，岩层倾角与坡角大致相似，上部坡体沿软弱面蠕滑，由于下部受阻而发生岩层鼓起、拉裂等现象 第七章第七章 边坡工程地质边坡工程地质--变形破坏类型变形破坏类型 深层蠕动深层蠕动——当坚硬岩层组成的边坡底部存在软弱岩层或软弱结构面时，由于软弱岩层的塑性流动或坡体岩层沿软弱面发生缓慢的蠕变滑移，上覆硬岩层因而出现张裂隙，软弱岩层则向临空侧挤出，甚至发生上覆脆性岩石缓慢解体下沉挤入软层，出现不均匀沉陷的现象 滑坡滑坡——是指边坡一部分岩体以一定加速度沿某一滑动面发生剪切滑动的现象第七章第七章 边坡工程地质边坡工程地质—滑坡滑坡 在此介绍两方面内容： 滑坡的形态特征 滑坡分类第七章第七章 边坡工程地质边坡工程地质--滑坡滑坡滑坡的形态特征 发育完全的滑坡，一般由下列要素组成：滑坡体 ——滑坡发生后与母体脱离开的滑动部分滑动带——滑动时形成的辗压破碎带滑动面 ——即滑坡体与滑床之间的分界面，是滑坡体滑动时的下界面，它可以是滑带的底面，也可能位于滑带之中。

滑坡床——滑体以下固定不动岩土体，它基本上未变形，保持了原有的岩体结构滑坡壁——滑体后部和母体脱离开的分界面，暴露在外面的部分，平面上多呈圈椅状，高数厘米至数十米，陡度多为60°~80°，常形成陡壁第七章第七章 边坡工程地质边坡工程地质--滑坡滑坡滑坡的形态特征滑坡的形态特征滑坡舌 即滑坡前缘——在滑坡的前部，形如舌状伸入沟谷或河流，甚至越过对岸封闭洼地——滑体与滑坡壁之间拉开成沟槽，相邻滑体形成反坡地形，形成四周高中间低的封闭洼地滑坡台阶——由于各段滑体运动速度的差异在滑坡体上部常常形成滑坡错台，每一错台都形成一个陡坎和平缓台面，叫做滑坡台阶滑坡裂隙——可分为，①拉张裂隙：分布在滑坡体的上部；②剪切裂隙：分布在滑体中部的两侧；③扇状裂隙：分布在滑坡体的中下部，尤以舌部为多；④鼓张裂隙：分布在滑体的下部第七章第七章 边坡工程地质边坡工程地质--滑坡滑坡常用的滑坡分类常用的滑坡分类按滑动面与岩土体层面的关系分为顺层滑坡、切层滑坡按滑坡的物质组成分为基岩滑坡、堆积层滑坡、混合型滑坡按滑坡的稳定性分为稳定、基本稳定、稳定性较差按滑坡的规模分为小型滑坡、中型滑坡、大型滑坡按滑坡的形成时间分为新滑坡、老滑坡、古滑坡。

按滑坡的滑移速度分为高速滑坡、中速滑坡、慢速滑坡按滑坡的破坏方式分为牵引式滑坡、推移式滑坡第七章第七章 边坡工程地质边坡工程地质—边坡稳定性评价边坡稳定性评价n边坡稳定性工程地质评价的任务： 1. 对与工程活动有关的天然斜坡或工程边坡的稳定性作出定性和定量评价 2.为设计合理的工程边坡和边坡变形破坏的防治措施提供依据边坡稳定分析应收集的资料1n地形和地貌特征n地层岩性和岩土体结构特征n断层、裂隙和软弱层的分布、产状、充填物质以及结构面的组合与连通率n边坡岩体风化、卸荷深度n各类岩土和潜在滑动面的物理力学参数以及岩体应力边坡稳定分析应收集的资料2n岩土体变形监测和地下水观测资料n坡脚淹没、地表水位变幅和坡体透水与排水资料n降雨历时、降雨强度和冻融资料n地震基本烈度和动参数n边坡施工开挖方式、开挖程序、爆破方法、边坡外荷载、坡脚采空和开挖坡的高度和坡度等第七章第七章 边坡工程地质边坡工程地质—边坡稳定性评价方法边坡稳定性评价方法可概括三种：地质分析法是通过边坡形成的地质历史及所处的自然地质环境的研究，根据边坡的地质地貌条件、变形破坏形迹以及影响边坡稳定的各种因素，对边坡的演变发展趋势和稳定性作出评价和预测。

详见案例手册的P777~781第七章第七章 边坡工程地质边坡工程地质—边坡稳定性评价方法边坡稳定性评价方法力学计算的方法很多，可以根据边坡不同的边界条件和变形破坏的类型采用不同的计算和评价方法，如极限平衡理论法中的圆弧面法（瑞典法、毕肖普法）、萨尔玛法、平面及折线形滑动面计算法、二维和三维有限单元法、离散元法、图表计算法、图解分析法（以赤平投影为基础）等工程地质类比法是根据边坡的工程地质因素分析及已有工程设计的经验选择边坡的稳定坡角第六章第六章 边坡工程地质边坡工程地质—边坡稳定性评价方法边坡稳定性评价方法土质边坡土质边坡——极限平衡理论法极限平衡理论法 以极限平衡理论为基础计算土坡的稳定性，如瑞典条分法、毕肖普法、泰勒（Tailor，D．W．）摩擦圆法等 这些方法假定边坡破坏时的滑面形态为圆弧形（圆柱面形），通过试算或根据经验找出最危险滑动圆弧的中心 边坡的稳定系数K定义为：沿圆弧形滑面的抗滑力和滑动力对滑弧圆心的力矩之比第七章第七章 边坡工程地质边坡工程地质—边坡稳定性评价方法边坡稳定性评价方法岩质边坡——极限平衡理论n岩质边坡稳定计算的准确性，在很大程度上决定于地质边界条件的正确分析和计算参数的正确选取。

脱离地质分析的岩质边坡稳定计算，即使采用的力学理论很精确，也是徒劳的为此，首先要弄清边坡滑体的边界条件，以便确定滑体的体型n边坡滑体的边界条件是指边坡变形破坏时的滑动面（或可能滑动面）、切割面和临空面的产状，形状及受力条件第七章第七章 边坡工程地质边坡工程地质—边坡稳定性评价方法边坡稳定性评价方法n滑动面的产状、组合形态及滑动面的性状对岩质边坡稳定起决定性作用n在计算分析中通常把边坡岩体的滑动破坏分为：同倾向单滑面型、同倾向双滑面型和多滑面型、不同倾向双滑面型和多滑面型等类型前三者可用极限平衡理论法按平面问题分析，后二者滑体常被滑动面切割成形状复杂的楔形，需要配合赤平投影法和实体比例投影法，按空间课题分析或者采用块体矢量分析法n风化破碎的裂隙岩体可按圆弧形滑动面，与土坡稳定分析相同第七章第七章 边坡工程地质边坡工程地质—边坡稳定性评价方法边坡稳定性评价方法n受力条件：滑体所受的力有岩体自重、裂隙水静水压力、动力压力、因地震及人工爆破产生的振动力、库水压力、浮托力、工程荷载及实测的地应力等第七章第七章 边坡工程地质边坡工程地质—边坡稳定性评价方法边坡稳定性评价方法n计算参数选择：滑面的摩擦系数、粘聚力、岩体重度、地下水位高度及滑体几何形态参数等。

n滑动面的摩擦系数、粘聚力，一般通过试验求得一般认为，对于潜在滑动面可取试验的峰值强度；对古滑坡及多次滑动的滑体，则可取残余强度 第七章第七章 边坡工程地质边坡工程地质—边坡稳定性评价方法边坡稳定性评价方法单滑面平面滑动破坏 这是顺向边坡最常见的破坏形式 据极限平衡理论，稳定系数按下式计算：第七章第七章 边坡工程地质边坡工程地质—边坡稳定性评价方法边坡稳定性评价方法 上式中：φ为滑面内摩擦角，度； C为滑面粘聚力，kPa； γ为滑体容重，kN／m3； h为滑体厚度，m； a为滑面倾角，度； β为边坡坡角，度第七章第七章 边坡工程地质边坡工程地质—边坡稳定性评价方法边坡稳定性评价方法同倾向双滑面型滑动破坏同倾向双滑面型滑动破坏n由走向大致平行、倾向相同的两组软弱结构面组成的滑体或堆积层滑坡都属于这种类型可采用等K法或剩余下滑力法计算见P786~787第七章第七章 边坡工程地质边坡工程地质—边坡稳定性评价方法边坡稳定性评价方法赤平投影分析法赤平投影分析法n赤平投影分析法是常用的分析方法之一n赤平极射投影是表示物体的几何要素或点、线，平面的空间方向和它们之间的角距关系的一种平面投影n应熟练掌握利用持平投影图进行分析，如利用赤平极射投影图可以很方便的判断对边坡稳定不利组合、有利组合等第七章第七章 边坡工程地质边坡工程地质--原位监测原位监测边坡原位监测边坡原位监测n边坡监测的目的：掌握边坡岩体的实时动态，验证地质判断和稳定性计算的结论；检验加固治理手段的可靠性，确保边坡安全；分析多种信息并反馈到施工加固上，调整必要的施工程序和方法、措施，实现信息化施工，以达到经济、安全的目的分析多种信息，预测施工、运行期边坡岩体可能的变形与破坏。

n边坡监测的内容：变形监测、地下水监测、应力监测以变形监测为主第七章第七章 边坡工程地质边坡工程地质--工程处理工程处理常用的工程处理措施 防、排水防、排水：防止外围水进入滑坡体、降低水压力、防止岩土体软化 削坡减载削坡减载：削减不稳定体的高度和荷载 人工加固人工加固——挡墙、锚固等水利水电工程地质水利水电工程地质1、岩土体工程地质特性2、水利水电工程地质勘察3、勘察技术方法4、区域构造稳定性5、水库工程地质6、水工建筑物工程地质7、边坡工程地质8 8 8 8、地下洞室工程地质、地下洞室工程地质、地下洞室工程地质、地下洞室工程地质9、天然建筑材料勘察10、特殊岩土体地质问题水利水电工程地质水利水电工程地质第八章第八章 地下洞室工程地质地下洞室工程地质第八章第八章 地下洞室工程地质地下洞室工程地质—考试大纲考试大纲n熟练掌握地下洞室选线（址）的工程地质要求n熟练掌握常用的围岩分类方法及其适用性，特别是《水利水电工程地质勘察规范》GB50287推荐的分类方法n熟练掌握影响围岩稳定性的地形地质因素及围岩稳定性评价方法。

n了解地下洞室超前预报方法、支护加固处理措施及适用条件n了解地下洞室围岩的主要监测内容和布置原则第八章第八章 地下洞室工程地质地下洞室工程地质—选线要求选线要求 1、地形、地形——地形完整、山体稳定，无深切冲沟等，地形完整、山体稳定，无深切冲沟等，无滑坡、塌方等不良地质现象无滑坡、塌方等不良地质现象 2、岩性、岩性——地下洞室应尽量避开岩性条件差的围地下洞室应尽量避开岩性条件差的围岩，使洞身置于坚硬完整的岩体中岩，使洞身置于坚硬完整的岩体中 3、地质构造、地质构造——洞室应选在岩体结构完整、地质洞室应选在岩体结构完整、地质构造简单的地段，尽量避开大的构造破碎带洞室构造简单的地段，尽量避开大的构造破碎带洞室轴线宜与构造线、岩层走向垂直或大角度相交轴线宜与构造线、岩层走向垂直或大角度相交第八章第八章 地下洞室工程地质地下洞室工程地质—选线要求选线要求 4、地下水、地下水——应尽量将洞室置于非含水岩层中或应尽量将洞室置于非含水岩层中或地下水位以上，或采取地下排水措施，避免或减少地下水位以上，或采取地下排水措施，避免或减少渗透压力对围岩稳定的影响渗透压力对围岩稳定的影响。

5、地应力、地应力——洞室轴线布置最好与最大主应力方洞室轴线布置最好与最大主应力方向平行或以小夹角相交向平行或以小夹角相交洞室围岩上覆岩体最小厚度的确定洞室围岩上覆岩体最小厚度的确定n洞室上覆围岩最小厚度与洞径、岩体完整性及岩石强度有关根据工程经验，无压隧洞上覆岩体最小厚度与洞径（B）的关系如下：n坚硬岩石 （1.0~1.5）Bn中硬岩石 （1.5~2.0）Bn软弱岩石 （2.0~3.0）Bn对于高内水压力洞段，上覆岩体及侧向岩体厚度要满足上抬理论上抬理论n假定围岩的承载能力完全由岩体的覆盖厚度决定，假定围岩的承载能力完全由岩体的覆盖厚度决定，而不考虑构造应力场及洞径大小等因素而不考虑构造应力场及洞径大小等因素n经验准则：有压隧洞必须有足够厚度的上覆岩体，经验准则：有压隧洞必须有足够厚度的上覆岩体，并具有承受内水压力的能力并具有承受内水压力的能力n水工隧洞设计规范规定上覆岩体水工隧洞设计规范规定上覆岩体“按洞内静水压按洞内静水压力小于洞顶以上围岩重量的要求确定力小于洞顶以上围岩重量的要求确定”n即：即：n式中式中h—计算点上的上覆岩体的厚度；计算点上的上覆岩体的厚度；p—计算点计算点的内水压力；其余两项分别为水和岩石的密度。

的内水压力；其余两项分别为水和岩石的密度第八章第八章 地下洞室工程地质地下洞室工程地质—围岩分类方法围岩分类方法常用的围岩分类方法常用的围岩分类方法 GB50287－－99规定的围岩分类方法规定的围岩分类方法 普氏分类法 中科院地质所围岩分类 挪威的Q系统分类法 地质力学分类法（RMR） 新奥法第八章第八章 地下洞室工程地质地下洞室工程地质—围岩分类方法（普氏）围岩分类方法（普氏）式中：式中：R Rc c——岩石单轴抗压强度，岩石单轴抗压强度，MPa f ≥20 ≥20 为为1 1级，最坚固；级，最坚固； f ≤0.3≤0.3为第为第1010级，最软级，最软弱（详见下表）弱（详见下表）优点：优点：形式简单，使用方便形式简单，使用方便缺点缺点：未考虑岩体的完整性、岩体结构特征对稳定性影：未考虑岩体的完整性、岩体结构特征对稳定性影响，故不能准确评价岩体的稳定性响，故不能准确评价岩体的稳定性普氏分类法普氏分类法 以以岩岩石石试试件件的的单单轴轴抗抗压压强强度度作作为为分分类类依依据据，，根根据据普普氏氏坚坚固固性性系系数数 f 将将岩岩石石分分为为十十级级。

f 值值越越大大，，岩岩体体越稳定普氏围岩分类表分级坚硬程度主要岩性坚固系数fⅠ极坚硬石英岩、玄武岩20Ⅱ很坚硬花岗岩、石英斑岩、石英砂岩15Ⅲ坚硬很硬的砂岩、石灰岩、大理岩、白云岩10~8Ⅳ相当坚硬砂岩、片岩6~5Ⅴ普通很硬的砂岩、片岩和石灰岩、泥灰岩4~3Ⅵ相当软泥灰岩、软片岩、白垩、石膏3~2Ⅶ软岩密实岩土、粘壤土、砂砾1~0.8Ⅷ土质地层耕植土、泥炭、湿砂0.6Ⅸ散粒岩体砂、湿砾、松散土0.5Ⅹ流砂流砂、沼泽土、含水黄土0.3第八章第八章 地下洞室工程地质地下洞室工程地质—围岩分类方法围岩分类方法GB50287－99规定的围岩分类方法n基础判据——控制围岩稳定的岩石强度、岩体完整程度、结构面状态、地下水和主要结构面产状五项因素之和的总评分，n限定判据——围岩强度应力比Sn提出了相应的支护类型n围岩稳定性常分为Ⅴ类：稳定、基本稳定、局部稳定性差、不稳定和极不稳定第八章第八章 地下洞室工程地质地下洞室工程地质—围岩分类方法围岩分类方法围岩类别围岩稳定性 围岩总评分T 围岩强度应力比S支护类型 Ⅰ稳定围岩可长期稳定，一般无不稳定块体 T＞85＞4不支护或局部锚杆或喷薄层混凝土。

大跨度时，喷混凝土、系统锚杆加钢筋网 Ⅱ基本稳定围岩整体稳定，不会产生塑性变形，局部可能产生掉块 85≥T＞65＞4Ⅲ局部稳定性差围岩强度不足，局部会产生塑性变形，不支护可能产 65≥T＞45＞2喷混凝土、系统锚杆加钢筋网跨度为20~25m时，并浇筑混凝土衬砌 Ⅳ不稳定围岩自稳时间很短，规模较大的各种变形和破坏都可能发生 45≥T＞25 ＞2 喷混凝土、系统锚杆加钢筋网，并浇筑混凝土衬砌 Ⅴ极不稳定围岩不能自稳，变形破坏严重 T＜25 第八章第八章 地下洞室工程地质地下洞室工程地质—围岩分类方法围岩分类方法GB50287－99规定的围岩分类方法规定的围岩分类方法 1、注意围岩类别与围岩强度应力比S的关系即Ⅰ类与Ⅴ类围岩与s无关，Ⅱ类、Ⅲ类与Ⅳ围岩有关，需要根据S值进行调整 2、应熟记 S = Rb ×Kv / σm 公式及各个符号的含义 3、赋值内插法抗压强度、完整性系数、地下水的赋值为范围值，要用内插法赋值 以抗压强度为例对于坚硬岩，抗压强度大于100MPa时为30分，大于60MPa时为20分，如某 第八章第八章 地下洞室工程地质地下洞室工程地质—围岩分类方法围岩分类方法GB50287－99规定的围岩分类方法规定的围岩分类方法 岩石饱和抗压强度为80MPa，则 （80-60）/（A-20）=（100-60）/（30-20） 则A=25。

4、注意各赋分表下面的注解内容 5、各赋分表及分类标准见P804~805第八章第八章 地下洞室工程地质地下洞室工程地质—围岩分类方法围岩分类方法n中科院地质所围岩分类——n以岩体结构为基础建立的分类标准n岩体结构类型共分为4类12亚类；n从破坏机制、变形过程、分析方法、施工方法、稳定性评价和支护等方面，分别区分各类岩体的质量n详见P807表7-4-7挪威的Q系统分类法nBarton等人依据200个工程实例，于1974年提出的，国际上应用较普遍是一种较方便、较切合实际的分类方法n依据岩芯的岩石质量指标、节理组数、最脆弱的节理的粗糙度系数及其蚀变程度或填充情况、裂隙水的折减系数和应力折减系数等六个因子计算围岩的Q值，并依据Q值将围岩分为9级巴顿岩体质量（巴顿岩体质量（Q Q）分类）分类表达式表达式式式中中：：RQDRQD——岩岩石石质质量量指指标标；；Jn——节节理理组组数数评评分分；；Jr——节节理理面面粗粗糙糙度度评评分分；；Jw——按按裂裂隙隙水水条条件件评评分分；；Ja——节节理理蚀蚀变变程程度度评评分分；；SRFSRF——按按地地应应力力影影响响评评分分（（应应力力折折减减系系数数））。

Q Q反反映映了了岩岩体体质质量量的的三三个个方方面：面：为岩体的完整性；为岩体的完整性；表示结构面的形态、充填物特征及次生变化程度；表示结构面的形态、充填物特征及次生变化程度； 表示水与其他应力存在时对岩体质量的影响表示水与其他应力存在时对岩体质量的影响 Q系统岩石质量指标（RQD）划分nA.很差 RQD=0~25%nB.差 =25~50%nC.一般 =50~75%nD.好 =75~90%nE.很好 =90~100%n实际应用中隔5选取就足够精度，即100、95、90…等；当RQD≤10%时，则可取10%Q系统—节理组数（Jn）取值nA.整体性岩体，含少量或不含节理 0.5~1.0nB.一组节理 2nC.一组节理再加些紊乱的节理（或1~2组） 3nD.两组节理 4nE.两组节理再加些紊乱的节理（或2~3组） 6nF.三组节理 9nG.三组节理再加些紊乱的节理 （或3~4组） 12nH.四组或四组以上的节理，随机分布特别发育的节理，岩体被分成‘方糖状’等等 （或4~5组） 15 J.粉碎状岩石，泥状物 20备注：对于巷道交叉口，取3.0×Jn 对于洞口，取2.0×JnQ系统—节理粗糙度影响（Jr)取值nA.不连续节理 4nB.粗糙或不规则的波状节理 3nC.光滑的波状节理 2nD.带擦痕面的波状节理 1.5nE.粗糙或不规则的平面状节理 1.5nF.光滑的平面状节理 1.0nG.带擦痕面的平面状节理 0.5nH.节理中具有足够厚的粘土矿物、砂、砾石或岩粉（厚度大于起伏差） 1.0(前7个为节理面完全接触，第8个为节理面不接触情况)使用时： 若有关的节理组平均间距大于3m，Jr按上述取值+1 对于具有线理且带擦痕的平面状节理，若线理指向最小强度方向，则Jr=0.5Q系统—节理蚀变影响因素（Ja）1节理完全闭合：nA.节理比紧密接触，坚硬、无软化、充填物不透水 0.75 nB.节理壁无蚀变、表面只有污染物 1.0 （25°~35°）nC.节理壁轻度蚀变、不含软弱充填物 2.0 （25°~35°）nD.含粉砂质或砂质粘土和粘土细粒（非软化的） 3.0 （20°~25°）nE.含软化的粘土矿物（不连续，厚度≤1~2mm） 4.0 （8°~16°）Q系统—节理蚀变影响因素（Ja）2节理壁在剪切错动10cm前是接触的：nF.含砂粒和无粘土的岩石碎块等 4.0 （25°~30°）nG.含有厚＜5mm超固结的、非软化的粘土矿物 6.0 （16°~24°）nH.含有厚＜5mm中等或轻度固结的软化的粘土矿物 8.0 （12°~16°）nJ.含厚＜5mm膨胀性粘土充填物，取决于粘土颗粒含量及含水量 8.0~12.0 （6°~12°）巴顿岩体质量（巴顿岩体质量（Q Q）分类）分类——节理节理蚀变程度蚀变程度影响（影响（J Ja a) )取值取值3 3Q Q分类分类——裂隙水折减系数（裂隙水折减系数（J JW W) )取值取值Q Q分类分类——应力折减系数（应力折减系数（SRFSRF））取值取值n分为四种情况：a.软弱破碎带中开挖b.坚硬岩石中开挖c.挤压性岩体中开挖d.膨胀性岩体中开挖Q Q分类分类——应力折减系数（应力折减系数（SRFSRF））取值取值1 1n软弱破碎带中开挖：nA.含粘土或软弱岩石多处出现，围岩十分松散 10.0nB.含粘土或软弱岩石局部出现，埋深＜50m 5.0nC.含粘土或软弱岩石局部出现，埋深＞50m 2.5nD.岩石坚固不含粘土但多见剪切带，松散 7.5nE. 坚硬岩石，含单一剪切带，埋深＜50m 5.0nF. 坚硬岩石，含单一剪切带，埋深＞ 50m 2.5nG.含松散的张开节理，节理很发育 5.0Q Q分类分类——应力折减系数（应力折减系数（SRFSRF））取值取值2 2坚硬岩石，岩体应力问题：n n SRFnH.低应力，接近地表 ＞200 ＞13 2.5nJ.中等应力 200~10 13~0.66 1.0nK.高应力，岩体结构非常紧密 10~5 0.66~0.33 0.5~2nL.整体岩体，轻微岩爆 5~2.5 0.33~0.16 10~20nM.整体岩体，严重岩爆 ＜2.5 ＜0.16 10~20 为岩石单轴抗压强度， 为岩石抗拉强度 为最大主应力 为最小主应力Q Q分类分类——应力折减系数（应力折减系数（SRFSRF））取值取值3 3挤压性岩体中开挖：nN.挤压性微弱 5~10nO.挤压性很大 10~20膨胀性岩体中开挖：nP.膨胀性微弱 5~10nR.膨胀性很大 10~20地下开挖当量直径：地下开挖当量直径：根据根据Q Q值，将岩体分为值，将岩体分为9 9类，如图：类，如图：Barton关于开挖体支护比ESR取值n开挖工程类型 ESRA.临时性巷道 3~5B.永久性矿山巷道、水电站引水隧洞（不含高水头）、大型开挖体的导洞等 1.6C.地下储藏室、地下污水处理厂、次要公路及铁路隧道、调压室、隧道联络通道 1.3D.地下电站、主要公路及铁路隧道、民防设施、隧道入口及交叉口 1.0E.地下核电站、地铁车站、地下运动场和公共设施、地下厂房 0.8Q分类应用实例n如某地下洞室围岩为灰岩，基本情况如下，现运用Q系统确定其围岩类别。

按下列步骤分析： 分类因子 基本情况 赋分1.岩石质量 好 RQD=80%2.节理组数 2组 Jn=43.节理粗糙度 粗糙 Jr=34.节理蚀变情况 粘土质充填物 Ja=45.裂隙水 流量大 Jw=0.336.应力折减 中等应力 SRF=1.0故有：查分类图可知，该隧洞围岩为5类“一般”岩体（尚可据此确定最大不支护跨度）Q Q分类的优点：分类的优点： 考虑因素相对全面考虑因素相对全面 适用于各种岩石（软、硬）适用于各种岩石（软、硬） Q Q分类的缺点：分类的缺点： 没有考虑节理方位（怕失去简没有考虑节理方位（怕失去简单的特点，影响通用性）单的特点，影响通用性）宾尼奥夫斯基宾尼奥夫斯基节理岩体地质力学分类（节理岩体地质力学分类（ RMR分级系统分级系统）） 宾尼奥夫斯基（宾尼奥夫斯基（ Bieniawski Bieniawski，，1976)1976)提出的分类指提出的分类指标标RMR(Rock Mass Rating)，，由下列由下列6 6种指标组成：种指标组成： （（1 1）岩块强度）岩块强度( (R R1 1) ) （（2 2））RQDRQD值值( (R R2 2) ) （（3 3）节理间距）节理间距( (R R3 3) ) （（4 4）节理条件）节理条件( (R R4 4) ) （（5 5）地下水）地下水( (R R5 5) ) （（6 6）节理方向对工程的影响的修正参数（）节理方向对工程的影响的修正参数（R R6 6）） 即：即：（（1 1）对应岩石强度的岩体评分值）对应岩石强度的岩体评分值R R1 1 点荷载指标点荷载指标（（Mpa）） 岩石单轴抗压强度岩石单轴抗压强度Rc(Mpa)评分值评分值 >10>25015 4~10100~25012 2~450~10071~225 ~ 504不采用不采用5 ~ 252不采用不采用1 ~ 51不采用不采用 <10（（2 2）对应于岩芯质量指标的岩体评分值）对应于岩芯质量指标的岩体评分值R R2 2RQD（％）（％）90～～100 75~9050~7525~50 <25评分值评分值20171383（（3 3）对应于最有影响的节理组间距的岩体评分值）对应于最有影响的节理组间距的岩体评分值R R3 3节理间距节理间距（（m））>2 0.6~20.2~0.60.06~0.2<0.06评分值评分值20151085（（4 4）不连续面状态的岩体评分值）不连续面状态的岩体评分值R R4 4 说明说明评分值评分值粗糙，不连续张开，不风化粗糙，不连续张开，不风化30稍粗糙，张开稍粗糙，张开<1mm，，微风化，节理面为硬岩微风化，节理面为硬岩25稍粗糙，张开度稍粗糙，张开度<1mm，，节理面为节理面为软岩软岩20镜面或夹泥厚度镜面或夹泥厚度< 5mm；张开度；张开度1～～5mm ，，连续连续10由厚度由厚度>5mm的断层泥充填的张开节理或张开度的断层泥充填的张开节理或张开度>5mm的的节理节理0（（5 5）取决于地下水状态的岩体评分值）取决于地下水状态的岩体评分值R R5 5每每10米隧道的涌米隧道的涌水水量（量（L/min））节理水压力与最大节理水压力与最大主应力的比值主应力的比值总的状态总的状态评分值评分值无无0完全干燥完全干燥15<100～～ 0.1湿润（有裂隙湿润（有裂隙水）水）1010～～250.1～～0.2潮湿潮湿725～～1250.2～～0.5有中等压力水，有中等压力水，滴水滴水4>125>0.5有严重地下水有严重地下水问题问题，流水，流水0（（6 6）节理方位对）节理方位对RMR的修正值的修正值R R6 6方位对工程的影方位对工程的影响评价响评价分数分数很有利很有利0有利有利－－2一般一般－－5不利不利－－10很不利很不利－－12节理方位对工程的影响评价依据节理方位对工程的影响评价依据节理走向垂直于隧洞轴线节理走向平行于隧洞轴线节理倾角小于20°不论什么走向沿倾向掘进反倾向掘进倾角大于45°倾角20°~45°倾角大于45°倾角20°~45°倾角大于45°倾角20°~45°非常有利有利一般不利非常不利一般不利 根据总分确定岩体级别根据总分确定岩体级别 类别类别 岩体描述岩体描述岩体评分值岩体评分值RMR ⅠⅠ很好很好81~100 ⅡⅡ好好61~80 ⅢⅢ较好较好41~60ⅣⅣ较差较差21~40 ⅤⅤ 很差很差0~20岩体分级的意义岩体分级的意义——考虑不支护隧道的自稳时间考虑不支护隧道的自稳时间分类号分类号ⅠⅠⅡⅡⅢⅢⅣⅣⅤⅤ平均自稳平均自稳时间时间15m跨，跨，20年年8m跨，跨，6个月个月5m跨，跨，1星期星期2.5m跨，跨，10小时小时1m跨，跨，30分钟分钟岩体的内岩体的内聚力聚力(kPa)>400 300~400200~300100~200 <100岩体岩体内内摩摩擦角擦角>450350~450250~350150~250 <150 RMR方法的应用n地下洞室围岩分类按如下步骤进行：n分类因子 数值或说明 赋分值1.岩石单轴抗压强度 150MPa 122.RQD 70% 133.节理间距 0.5m 204.节理状态 面稍粗糙宽度小于1mm 节理面两侧为坚硬岩 205.地下水 中等水压 4 总分：69分此处69分为基本分，再根据节理产状对施工的影响进行调整，调整后的分数为围岩类别的分类依据。

地质力学分类法（RMR）n适用：坚硬、节理岩体，浅埋隧道适用：坚硬、节理岩体，浅埋隧道n不适用：挤压、膨胀、涌水的及软岩体不适用：挤压、膨胀、涌水的及软岩体n分类表中给出了围岩的抗剪强度指标n岩体变形模量经验公式两种分类方法的关系 宾尼奥夫斯基在大量实测统计宾尼奥夫斯基在大量实测统计的基础上，发现的基础上，发现Q值与值与RMR值之值之间具有如下条件关系：间具有如下条件关系：第八章第八章 地下洞室工程地质地下洞室工程地质—影响稳定因素影响稳定因素影响围岩稳定性的因素影响围岩稳定性的因素n地形地貌条件地形地貌条件——冲沟、进出口段、破碎地形等n岩体结构岩体结构——是影响围岩稳定性的重要因素之一，包括地层岩性、地质构造等 n岩体应力岩体应力——岩体应力的大小和方向是地下建筑物稳定的重要因素n地下水地下水——地下水的存在及其活动，常常使围岩的稳定性恶化n工程因素工程因素——洞室形状、大小，洞群间距，施工方法，开挖顺序第八章第八章 地下洞室工程地质地下洞室工程地质—围岩失稳型式围岩失稳型式围岩失稳的常见型式围岩失稳的常见型式n滑动与塌落滑动与塌落 ——块状或中厚层状岩体、构造控制。

n弯曲与折断弯曲与折断 ——层状岩体，特别是薄层状的软硬互层岩体 n松动脱落松动脱落 ——碎裂岩体、断层带等n变形与膨胀变形与膨胀 ——深埋隧洞的软岩、破碎带，膨胀岩洞段n岩爆岩爆 ——硬脆岩体，高地应力 如有地下水，将加剧上述前四种破坏岩爆与地下水不同时发生第八章第八章 地下洞室工程地质地下洞室工程地质—地应力地应力地应力及其种类地应力及其种类n地应力一般是指地壳岩体天然状态下所具有的内应力，或称初始应力，主要是在重力和构造运动综合作用下形成的应力，有时也包括在岩体的物理、化学变化及岩浆侵入等作用下形成的应力n按不同的起源可分为自重应力、构造应力、剩余应力和变异应力第八章第八章 地下洞室工程地质地下洞室工程地质—地应力地应力自重应力 1、由岩体自重产生的应力，其垂直应力σZ与水平应力σx与σy分别为： 式中：ρ为岩石的密度；g为重力加速度；h为上覆岩体的厚度；γ为泊松比；λ为侧压力系数第八章第八章 地下洞室工程地质地下洞室工程地质—地应力地应力自重应力 2、一般来说，坚硬岩石的泊松比0.2~0.3，侧压力系数0.25~0.43，因而地壳岩体的自重应力其垂直应力总是大于水平应力，但地壳深部，岩体在上覆岩层的较大荷载长期作用下，或者当浅部岩石比较软弱的情况下，侧压力系数接近0.5，这时水平应力接近于垂直应力。

大量实测资料表明，不少地区的地应力往往是水平应力大于垂直应力，这说明地应力的来源还有其他方面的因素第八章第八章 地下洞室工程地质地下洞室工程地质—地应力地应力构造应力构造应力n指由构造运动引起的地应力它们分为两类：活动活动的构造应力的构造应力是近期和现代地壳运动正在积累的应力，也是地应力中最活跃最重要的一种，常导致岩体的变形与破坏；残余的构造应力残余的构造应力是由古构造运动残留下来的应力n构造应力明显地存在于挽近构造运动强烈的地带，如强烈褶皱地带、深大断裂带常积累很大的地应力第八章第八章 地下洞室工程地质地下洞室工程地质—地应力地应力剩余应力与变异应力剩余应力与变异应力n剩余应力剩余应力：指地壳受风化剥蚀，承载岩体由于卸荷作用残留在岩体中的自相平衡的应力，致使垂直应力相应降低，水平应力则保持不变n变异应力变异应力：指由岩体的物理状态、化学性质或赋存条件方面的变化而引起的应力，通常只有局部意义例如岩浆的侵入，沿接触带产生很大压力第八章第八章 地下洞室工程地质地下洞室工程地质—地应力地应力地应力场的分布和变化规律地应力场的分布和变化规律 1、垂直应力（σV ）随深度线性增加 2、水平应力（σH）随深度的变化关系比较复杂，一般在地壳浅部，特别是构造活动区，大多数情况水平应力大于垂直应力，当达到临界深度后则相反。

3、在深切河谷区的河床底部往往有很大的水平应力，分为应力释放区、应力集中区和应力平衡区第八章第八章 地下洞室工程地质地下洞室工程地质—地应力地应力地应力对地下工程的影响地应力对地下工程的影响 1、地下洞室设计中，一般认为地下洞室的长轴方向应尽量与最大主应力方向平行或小角度相交，这样不致因应力释放而影响边墙的稳定 2、高地应力条件下，硬脆的完整岩体易产生岩爆，软岩易产生围岩变形 第八章第八章 地下洞室工程地质地下洞室工程地质—地应力地应力洞室围岩的应力特征洞室围岩的应力特征 1、邻近洞壁的岩体受到集中应力的作用，当岩体中的应力差σθ-σr达到某一极限值时，就产生塑性变形；当应力足够大时，形成塑性松动圈；在塑性松动圈外侧，径向应力逐步增大，形成应力升高区（弹性圈）；在应力升高区以外，应力状态仍保持天然应力状态，应力条件不受洞室开挖的影响因此，洞室开挖的结果是在围岩中形成三个应力分布区，即应力降低区，应力升高区和天然应力区第八章第八章 地下洞室工程地质地下洞室工程地质—地应力地应力洞室围岩的应力特征洞室围岩的应力特征 2、围岩中的岩体结构特征也对围岩应力起控制作用。

节理面的产状与洞体受力方向的不同，将产生三种不同的结果： （1）节理面与洞体受力方向的夹角大于60°或垂直时，洞壁与节理面垂直相交的部位产生最大切向应力第八章第八章 地下洞室工程地质地下洞室工程地质—地应力地应力洞室围岩的应力特征洞室围岩的应力特征 （2）节理面与洞体受力方向的夹角小于30°或平行时，洞壁与节理面相切的部位产生最大切向应力；当节理面的走向与洞体受力方向平行时，洞顶（底）的切向应力成为最大主应力而径向应力变得弯斜 （3）节理面与洞体受力方向斜交成45°角时，洞壁与节理面相切及垂直的部位产生相等的最大切向应力第八章第八章 地下洞室工程地质地下洞室工程地质—评价方法评价方法围岩稳定性评价方法围岩稳定性评价方法n地质分析法地质分析法——是通过勘测手段了解与围岩稳定有关的、经常出现的、起控制作用的岩石特性、地质构造、水的作用和岩体应力四个主要因素，并通过综合分析确定围岩的稳定性n工程类比法工程类比法——是根据拟建工程区的地质条件、岩体特性和动态观测资料，通过与具有类似条件的已建工程的综合分析和对比，从而判断工程区岩体的稳定性n岩体结构分析法岩体结构分析法——是块状岩体结构围岩稳定分析的简易方法。

第八章第八章 地下洞室工程地质地下洞室工程地质—超前预报方法超前预报方法n直接预报方法直接预报方法——可根据施工开挖情况，对照前期勘察预测的成果，预报隧洞掌子面前方的地质情况若地质情况复杂，且对隧洞工程危害大时，可在掌子面布置超前钻探、超前导坑n间接预报方法间接预报方法——主要是采用物探手段，探测前方地质情况 近年来，越来越重视地质预报，特别是深埋长隧洞，地质条件不易查清第八章第八章 地下洞室工程地质地下洞室工程地质—超前预报方法超前预报方法主要间接预报方法主要间接预报方法 1、、TSP是一种反射地震法仪器，瑞士Amberg公司生产可探测深度100~200m该法对与隧道呈大角度的软弱带，如断层、软弱夹层、地层分界等效果较好，对不规则形态的地质缺陷如溶洞、暗河及含水情况效果不理想 2、、HSP（水平声波剖面法）（水平声波剖面法），是目前铁路系统应用得比较广泛的一种物探方法第八章第八章 地下洞室工程地质地下洞室工程地质—超前预报方法超前预报方法主要间接预报方法主要间接预报方法 3、地质雷达、地质雷达：是应用得最多的一种方法，探测深度一般在30m以内，对空洞、水体等的反映较灵敏，因而在岩溶地区用得较普遍，例如在引黄入晋工程南干线6号隧洞探测岩溶发育情况效果较好。

4、红外探水法、红外探水法：此法基于岩体中地下水的富集程度和活动状况的差异而引起岩体红外幅射场强度的变化提出的通过探测岩体红外幅射场强度的变化，判断掌子面前方或洞壁四周岩体含水程度，预报掌子面前方有无潜伏的含水体第八章第八章 地下洞室工程地质地下洞室工程地质—支护加固支护加固支护的一般原则支护的一般原则 1、地下洞室支护加固处理的目的是保持围岩稳定或提供必要的稳定时间，为永久支护衬砌和施工创造安全条件 2、支护加固措施应充分发挥围岩的自承和承载能力，支护结构宜按围岩自承能力确定 3、对地下洞室（临时或一期）支护加固的建议，是在施工地质安全预报后提出的；支护措施是通过地质、设计、施工、监理等各方综合研究确定的第八章第八章 地下洞室工程地质地下洞室工程地质—支护加固支护加固支护的一般原则支护的一般原则 4、支护型式应根据工程地质和水文地质条件、断面大小、施工方法等通过分析计算或工程类比决定，围岩支护加固的效果应根据围岩变形观测的分析，不断改进（或加强）支护加固的措施 5、支护加固措施主要方法：喷锚支护、管棚支护（松散层）第八章第八章 地下洞室工程地质地下洞室工程地质—围岩监测围岩监测地下洞室围岩监测的布置原则 在有代表性的洞段布置围岩的监测，主要有： 1、不良地质洞段，如Ⅳ~Ⅴ类围岩洞段，具有特殊不良工程性质的岩土洞段、高外水和地下水丰富洞段、具有有害气体、放射性元素、有害水质洞段、高地应力洞段等等。

2、土洞段：如具有湿陷性黄土、膨胀性粘土及岩土过渡段等等 3、大洞径、高（内）水头、高流速的水工隧洞第八章第八章 地下洞室工程地质地下洞室工程地质—围岩监测围岩监测地下洞室围岩的主要监测内容地下洞室围岩的主要监测内容 1、洞内监测的内容主要包括监测围岩的变形及应力，作用在衬砌结构上的围岩压力和外水压力、渗流量、温度等 2、洞外监测包括隧洞进出口山体的稳定性隧洞地面沉陷、位移、震动、地下水位变化情况及隧洞渗漏情况等 3、其它监测项目水利水电工程地质水利水电工程地质1、岩土体工程地质特性2、水利水电工程地质勘察3、勘察技术方法4、区域构造稳定性5、水库工程地质6、水工建筑物工程地质7、边坡工程地质8、地下洞室工程地质9 9 9 9、天然建筑材料勘察、天然建筑材料勘察、天然建筑材料勘察、天然建筑材料勘察10、特殊岩土体地质问题水利水电工程地质水利水电工程地质第九章第九章 天然建筑材料勘察天然建筑材料勘察第九章第九章 天然建筑材料天然建筑材料—考试大纲考试大纲n掌握各勘察设计阶段天然建筑材料勘察的任掌握各勘察设计阶段天然建筑材料勘察的任务和精度要求等务和精度要求等。

n熟练掌握各类天然建筑材料场地分类、勘探熟练掌握各类天然建筑材料场地分类、勘探布置、取样及试验要求布置、取样及试验要求n熟练掌握各类天然建筑材料的质量评价标准熟练掌握各类天然建筑材料的质量评价标准n掌握天然建筑材料勘察成果整理方法掌握天然建筑材料勘察成果整理方法第九章第九章 天然建筑材料天然建筑材料—料场选择料场选择勘察的目的和料场选择的基本原则勘察的目的和料场选择的基本原则n天然建筑材料勘察的目的是查明工程所需要的各类料源的分布、位置、储量、质量、开采和运输条件，为工程设计提供依据n天然建筑材料料场选择的原则是在考虑环境保护、经济合理、保证质量的前提下，宜由近至远，先集中后分散，并注意各种料源的比较；应不影响建筑物布置及安全，避免或减少与工程施工相干扰；不占或少占耕地、林地，确需占用时宜保留还田土层；应充分利用工程开挖料第九章第九章 天然建筑材料天然建筑材料—精度要求精度要求各阶段勘察的任务和精度要求各阶段勘察的任务和精度要求n规划阶段规划阶段：：普查初步了解材料类别、质量、估算储量n可行性研究阶段可行性研究阶段：：初查勘察储量与实际储量误差，应不超过40%，勘察储量不得少于设计需要量的3倍。

n初步设计阶段初步设计阶段：：详查勘察储量与实际储量误差，应不超过15%，勘察储量不得少于设计需要量的2倍n招标和施工图设计阶段招标和施工图设计阶段：复查第九章第九章 天然建筑材料天然建筑材料—料场勘探料场勘探基本要求基本要求n在天然建筑材料勘察规程中对各类料源均有明确的勘探间距、取样及试验要求n勘探点一般按网格状布置第九章第九章 天然建筑材料天然建筑材料—料场勘探料场勘探砂砾料的分类砂砾料的分类 砂砾料料场按地形地质条件宜分为三类： Ⅰ类：面积广，有用层厚而稳定，表面剥离层零星分布； Ⅱ类：呈带状分布，有用层厚度变化不大，有剥离层； Ⅲ类：面积小，有用层厚度小，岩性变化较大，有剥离层砂砾料勘探点间距砂砾料勘探点间距料场类型 勘 察 级 别 普 查初查（m） 详查（m）Ⅰ近期开发或控制性工程，每个料场布置1~3个勘探点和1~3条物探测线 200~400100~200Ⅱ100~20050~100Ⅲ＜100＜50第九章第九章 天然建筑材料天然建筑材料—料场勘探料场勘探砂砾料场勘探与取样要求砂砾料场勘探与取样要求 1、各勘探点应揭穿有用层或超过最大开采深度。

2、取样试验：各勘探点必须按水上、水下分层取样做简分析取样间距可按单层厚度1~3m取一组，岩相稳定或变化较大，取样间距可适当增减，大于0.5m的夹层应取样 3、每个取样点均应做简分析全分析应取代表性样品，小于50万m3、50万m3~200万m3 、大于200万m3的料场初查和详查阶段取样最少组数分别为4组和6组、6组和9组、8组和12组单层取样初查不少于2组，详查不小于3组第九章第九章 天然建筑材料天然建筑材料—料场勘探料场勘探第九章第九章 天然建筑材料天然建筑材料—料场勘探料场勘探n其他料源场地分类、勘探布置、取样及试验要求见技术标准汇编P1797~1813《水利水电工程天然建筑材料勘察规程》（SL251—2000）第九章第九章 天然建筑材料天然建筑材料—成果整理成果整理天然建筑材料勘察成果基本要求天然建筑材料勘察成果基本要求n图件编制图件编制：主要包括料场分布图，料场综合地质图，地质剖面图，钻孔柱状图及平硐，竖井，坑槽展示图等n试验成果整理的基本要求：及时整理；分层、分区或按产地汇总整理；列入整理的试验成果，其试验方法必须相同第九章第九章 天然建筑材料天然建筑材料—成果整理成果整理储量计算n储量计算范围和边界应在有用区圈定范围内计算有用层的总储量和剥离层及夹层的体积，并按分区、分层、水上、水下进行储量计算。

计算有用层厚度时，在其顶底面分别扣除0.2~0.3mn储量计算方法平均厚度法、平行断面法、三角形法选择一种计算方法，取另一种方法校核n平均厚度法多用于地形平缓、有用层厚度较稳定的料场平行断面法多用于地形有起伏、剥离层与有用层厚度有变化的料场三角形法常用于勘探网（点）布置不规则的料场第九章第九章 天然建筑材料天然建筑材料—成果整理成果整理净砾石、净砂及砾石分级储量计算：n净砾石储量＝砂砾石储量×砂砾石天然密度×含砾率/砾石堆积密度n净砂储量＝砂砾石储量×砂砾石天然密度×含砂率/砂堆积密度n砾石分级储量＝净砾石储量×砾石干松密度×某级砾石百分含量/某级砾石堆积密度第九章第九章 天然建筑材料天然建筑材料—质量标准质量标准n在建材规程中分别给出了各类料的质量标准，见技术标准汇编n质量标准中大多数是试验指标，但也有一些是计算参数，如平均粒径、细度模数、粒度模数等应该熟练掌握这些简单计算n粒度模数的计算方法在水利系统现行的勘察规程粒度模数的计算方法在水利系统现行的勘察规程中漏掉了，但是应该掌握水电系统现行标准中中漏掉了，但是应该掌握水电系统现行标准中有该计算方法有该计算方法第九章第九章 天然建筑材料天然建筑材料—质量标准质量标准均质土坝对土料的质量要求均质土坝对土料的质量要求 1、均质土坝对土料的要求主要是透水性弱、抗剪强度高和抗水性强的粘土。

2、主要技术指标包括：粘粒含量以10~30%为宜，辗压后的渗透系数小于110-4cm／s，塑性指数7~17，天然含水量最好接近该土的最优含水量或塑限（WP），水溶盐和有机质含量分别小于3%和5％等第九章第九章 天然建筑材料天然建筑材料—质量标准质量标准防渗体土料的质量要求防渗体土料的质量要求 1、相对均质土坝土料，防渗体土料的质量要求要高一些 2、主要技术指标包括：粘粒含量以15~40%为宜，辗压后的渗透系数小于110-5cm／s，塑性指数10~20，天然含水量最好接近该土的最优含水量或塑限（WP），水溶盐和有机质含量分别小于3%和2％等第九章第九章 天然建筑材料天然建筑材料—质量标准质量标准用于混凝土骨料的砂砾石质量要求用于混凝土骨料的砂砾石质量要求 1、砂料中有害物质含量的限制，云母含量应小于2％；硫酸盐及硫化物含量（换算成SO3）小于1%；轻物质含量小于1%；含泥量应小于3%，且不允许有粘土团块或粘土薄膜颗粒级配对砂料质量影响较大，要求细度模数以2.5~3.5为宜另外，还应注意堆积密度、孔隙率等指标是否满足规程要求第九章第九章 天然建筑材料天然建筑材料—质量标准质量标准用于混凝土骨料的砂砾石质量要求用于混凝土骨料的砂砾石质量要求 2、砾料要求级配连续，粒度模数以6.25~8.30为宜，并要求针片状矿物含量小于15%，软弱颗粒含量小于5%，含泥量小于1%；硫酸盐及硫化物含量（换算成SO3）小于0.5%。

其它指标如有无碱活性、表观密度、堆积密度、孔隙率、吸水率、冻融损失率、有机质含量及轻物质含量等应满足《水利水电天然建筑材料勘察规程》SL251~2000第九章第九章 天然建筑材料天然建筑材料—质量标准质量标准用于坝壳料的砂砾石质量要求用于坝壳料的砂砾石质量要求 用于坝壳的砂砾石料相对于混凝土骨料要求低一些，要求5mm至相当于3/4填筑层厚度的颗粒含量20%~80%，含泥量小于5%，碾压后的渗透系数大于1×10-3cm/s，其中干燥区的渗透系数可小一些、含泥量高一些，而强震区的砾石含量下限应予以提高、其中的砂料应尽可能采用粗砂水利水电工程地质水利水电工程地质1、岩土体工程地质特性2、水利水电工程地质勘察3、勘察技术方法4、区域构造稳定性5、水库工程地质6、水工建筑物工程地质7、边坡工程地质8、地下洞室工程地质9、天然建筑材料勘察10101010、特殊岩土体地质问题、特殊岩土体地质问题、特殊岩土体地质问题、特殊岩土体地质问题水利水电工程地质水利水电工程地质第十章第十章 特殊岩土体地质问题特殊岩土体地质问题第十章第十章 特殊岩土体地质特殊岩土体地质—考试大纲考试大纲n熟练掌握岩溶地貌特征、岩溶发育规律和控制因素、岩溶水文地质的调查方法。

n掌握岩溶渗漏可能性的宏观判别、渗漏量估算方法n了解岩溶防渗、加固处理措施第十章第十章 特殊岩土体地质特殊岩土体地质—考试大纲考试大纲n熟练掌握软（岩）土、湿陷性土、膨胀（岩）土、分散性土、红粘土、填土、盐渍土及冻土等特殊岩土的定义、特性指标、判别方法及工程地质特性n掌握水利水电工程中特殊岩土的试验研究内容及评价方法n了解特殊岩土常用的处理措施及适用条件第十章第十章 特殊岩土体地质特殊岩土体地质—岩溶地质岩溶地质岩溶发育规律和控制因素 1、岩石（体）的可溶性、透水性和水的溶蚀能力、流动性是岩溶发育的基本条件 2、岩溶发育的影响因素：地层岩性、地质构造、气候条件、地下水的补给排泄条件第十章第十章 特殊岩土体地质特殊岩土体地质—岩溶地质岩溶地质岩溶地貌特征与岩溶形态类型 1、岩溶地区具有特殊的地貌特征，如浑圆的溶丘、封闭的洼地，神奇的峰林和洞穴，伏流、暗河和岩溶大泉、深切岩溶峡谷等地貌景观； 2、主要的地表岩溶形态有岩芽、石林、溶隙、溶洞、溶蚀准平原、溶槽、溶蚀洼地、溶蚀槽谷、溶蚀平原、溶碟、漏斗、溶蚀谷地、峰丛、峰林、落水洞、竖井、干谷、盲谷、孤峰； 3、主要的地下岩溶形态有溶孔、落井、溶潭、伏流、溶穴、溶泉、天窗、暗河、溶洞 。

第十章第十章 特殊岩土体地质特殊岩土体地质—岩溶地质岩溶地质岩溶发育的基本规律 1、对可溶岩体，岩溶发育具有明显的分选性厚层、质纯、粒粗的石灰岩中，岩溶发育强烈，洞体规模大；随组分中杂质（硅铝等）含量增加、岩层变薄，结构致密而发育程度渐弱，规模渐小 2、岩体中各类结构面是岩溶水流动的集中通道，有利岩溶发育地质构造线往往控制岩溶发育的延伸方向 3、河流水系是岩溶水的排泄基准面第十章第十章 特殊岩土体地质特殊岩土体地质—岩溶地质岩溶地质岩溶发育的基本规律 4、水平状洞穴系统在竖向分布上具有成层性，某一高程水平的洞穴与既定的排水基准相适应，两者高程相当，水平洞穴是这一基准面岩溶水长期作用的结果，地壳或基准面升降，也可以出现数级水平洞穴，其发育程度及规模与地壳、基准面相对稳定时间有关 5、向深处，岩溶发育程度与规模有减弱、渐小的趋势第十章第十章 特殊岩土体地质特殊岩土体地质—岩溶地质岩溶地质岩溶水文地质结构及岩溶水文地质单元 1、岩溶水文地质结构 背斜型、向斜型和单斜型及水平型等 2、岩溶水文地质单元 相应的划分为背斜分流型、向斜汇流型、单斜顺层型和水平层流型。

第十章第十章 特殊岩土体地质特殊岩土体地质—岩溶地质岩溶地质岩溶水文地质的调查方法 1、岩溶水文地质测绘：重点调查岩溶水文地质方面的内容，如以岩溶层组、岩溶层、隔水层等划分地层单元，查明岩溶渗漏区的岩溶水文地质结构 2、水文地质钻探是确定河间地块、河弯地块及两岸地下水位、地下水分水岭的重要手段利用钻孔进行水文地质试验（抽水或压水）、连通试验、取水样分析、水温测量，并留作地下水动态长期观测等对于揭穿有隔水层分隔的两个岩溶含水层，应进行分层观测水位钻孔深度应穿过岩溶强烈发育带，可能严重渗漏层组内的钻孔不应少于2个第十章第十章 特殊岩土体地质特殊岩土体地质—岩溶地质岩溶地质岩溶水文地质的调查方法 3、硐探主要用于岩溶洞穴追索，了解洞穴的规模，延伸方向，充填情况等，也可用于地下暗河的追索，了解岩溶系统的延伸方向，补给情况，水源点高程等 4、地球物理勘探主要的方法有地震法、声波法、电磁波法、电磁测深、电法、地质雷达等，可用于确定岩溶含水层的地下水位、流向、岩溶发育情况，岩溶的规模和延伸方向等第十章第十章 特殊岩土体地质特殊岩土体地质—岩溶地质岩溶地质岩溶水动态研究岩溶水动态研究 1、观测网布置：岩溶区选择地下水露头点进行地下水动态观测。

对部分重要的和具有代表性的钻孔、井、泉、地下暗河出口和地下暗河天窗做为固定观测点，进行定期观测 2、长期观测钻孔应分层安装观测管，观测各含水层的地下水动态变化规律 3、观测项目主要有水位、水温、水质（水的化学成分包括二氧化碳的含量）和水的颜色、气味等第十章第十章 特殊岩土体地质特殊岩土体地质—岩溶地质岩溶地质岩溶水动态研究岩溶水动态研究 4、观测时间间隔视各地区的具体条件，具体项目和要求确定，一般每1～4周观测一次第一个水文年观测应加密，以后可以适当延长时间间隔；洪水季节水位变动较大时，应加密观测次数，其它季节可以适当减少洪水期，暴雨之后，应加密观测，至少每天观测一次，直至恢复正常变化为止 5、观测资料整理：除记录外还应提供下列分析图件：各时期各含水层的地下水等水位线图；各观测点地下水位变化过程曲线图；地下水位、水量、水温、水质变化与水文、气象因素变化关系曲线图第十章第十章 特殊岩土体地质特殊岩土体地质—岩溶地质岩溶地质连通试验连通试验 1、连通试验是岩溶勘察研究中常用的重要手段，主要用来判断岩溶地下通道的连通情况，确定各岩溶洞穴、水点之间的水力联系；确定岩溶地下水的补、排关系，运行方向及流速；论证隔水层或相对隔水层的可靠性。

2、连通试验主要的方法有水位传递法和示踪剂法两种水位传递法主要利用抽水、压水、放水、闸水、灌水等手段抬高或降低地下水位，观测有关点的水位水量的变化，以判断相互连通关系示踪剂法采用向流动水流投入示踪剂，通过观测其流经点和流出点来判断洞穴之间的连通情况和流向流速等第十章第十章 特殊岩土体地质特殊岩土体地质—软土软土一、软（岩）土的定义一、软（岩）土的定义 天然孔隙比大于或等于天然孔隙比大于或等于1.0，且天然含水量大，且天然含水量大于液限的细粒土为软土，包括淤泥、淤泥质土、于液限的细粒土为软土，包括淤泥、淤泥质土、泥炭、泥炭质土等泥炭、泥炭质土等 软土的工程性质：触变性、流变性、不均匀软土的工程性质：触变性、流变性、不均匀性、低强度、低透水性、高压缩性性、低强度、低透水性、高压缩性第十章第十章 特殊岩土体地质特殊岩土体地质—软土软土二、软土的工程性质二、软土的工程性质 1、触变性：当受到振动时，软土的结构连接被破坏，、触变性：当受到振动时，软土的结构连接被破坏，强度随之降低或变成稀释状态，这就是触变性，其强度随之降低或变成稀释状态，这就是触变性，其大小常用灵敏度大小常用灵敏度St来表示，软土的来表示，软土的St一般在一般在3～～6之之间。

间 2、流变性：在剪应力作用下，土体会发生缓慢而长、流变性：在剪应力作用下，土体会发生缓慢而长期的剪切变形期的剪切变形 3、高压缩性：、高压缩性：a1-2＞＞0.5Mpa-1，大部分压缩变形发，大部分压缩变形发生在垂直压力为生在垂直压力为100kPa左右第十章第十章 特殊岩土体地质特殊岩土体地质—软土软土 4、低强度：不排水抗剪强度小于、低强度：不排水抗剪强度小于30kPa 5、低透水性：垂向渗透系数在、低透水性：垂向渗透系数在i×（（10-6～～10-8））cm/s之间，对排水固结不利之间，对排水固结不利 6、不均匀性：软土中常夹有厚薄不等的粉土、、不均匀性：软土中常夹有厚薄不等的粉土、粉砂、细砂等，在水平和垂直向分布有差异粉砂、细砂等，在水平和垂直向分布有差异第十章第十章 特殊岩土体地质特殊岩土体地质—软土软土三、软土的试验要求三、软土的试验要求 1、根据建筑物荷重和上覆土自重压力确定固结试验最后一级压力 2、固结系数v、前期固结压力c试验的最后一级荷载、加荷级数及稳定标准，应按土的特性、上覆压力和建筑物的性质确定固结系数的测定一般包括垂向和水平向，压力范围可采用在自重压力至自重压力与附加压力之和的压力范围内选定。

第十章第十章 特殊岩土体地质特殊岩土体地质—软土软土 3、软土的静弹性模量可用应力控制式三轴剪力仪，在围压固结条件下，采用垂向反复加、卸荷法确定 4、软土的剪切试验应按地基应力状态的变化，加荷、卸荷速度，排水条件等选用合适的方法 当土体加荷或卸荷速率超过土中孔隙水压力消散的速度时，宜采用自重压力预固结的不固结不排水三轴压缩试验或快剪试验；当土体排水速度快且施工过程较慢时，宜采用固结不排水三轴压缩试验或第十章第十章 特殊岩土体地质特殊岩土体地质—软土软土 固结快剪；对土体可能发生较大应变的工程，应测定残余抗剪强度 5、土压力计算所需的抗剪强度参数，应区别总应力强度和有效应力强度参数，后者可用固结不排水剪测孔隙水压力试验（CU）求得第十章第十章 特殊岩土体地质特殊岩土体地质—软土软土软土的工程地质评价软土的工程地质评价 1、地基的稳定性 2、持力层的选择：分析评价软土地基的均匀性，选择适宜的持力层 3、地基强度：软土地基承载力，不宜采用单一的方法计算确定，应采用原位测试、理论计算及地区建筑经验相结合的综合分析的方法确定。

当地基沉降计算范围内有软弱下卧层时，应验算下卧层的强度 4、地基变形：地基的沉降量一般用分层总和法计算，也可考虑土的固结应力历史的沉降计算法第十章第十章 特殊岩土体地质特殊岩土体地质—湿陷性黄土湿陷性黄土一、基本概念一、基本概念 黄土黄土是干旱、半干旱气候条件下形成的，颜色以黄色为主，色调有深浅差异，颗粒组成以粉粒为主，级配均匀，具有大孔隙，富含碳酸盐的第四纪粘性土 黄土的成因多种多样，即有风积，也有冲积、洪积一般将风成黄土称为原生黄土原生黄土，原生黄土无层理；原生黄土经流水冲刷、搬运、再沉积形成次生次生黄土黄土，次生黄土具层理，常含有砂、砾等 第十章第十章 特殊岩土体地质特殊岩土体地质—湿陷性黄土湿陷性黄土 天然黄土在一定压力作用下，被水浸湿后土结构受到破坏而发生下沉的现象，称为湿陷性湿陷性 具有这种性质的黄土叫做湿陷性黄土湿陷性黄土； 不具备这种性质的黄土称为非湿陷性黄土非湿陷性黄土第十章第十章 特殊岩土体地质特殊岩土体地质—湿陷性黄土湿陷性黄土二、黄土的湿陷机理二、黄土的湿陷机理 黄土是在干旱和半干旱条件下形成的，在干燥少雨的条件下，由于蒸发量大，水份不断减少，盐类析出，胶体凝结，产生了加固粘聚力，在土湿度不很大的情况下，上覆土层不足以克服土中形成的加固粘聚力，因而形成欠压密状态，一旦受水浸湿，加固粘聚力消失，就产生湿陷。

第十章第十章 特殊岩土体地质特殊岩土体地质—湿陷性黄土湿陷性黄土三、湿陷性黄土的物理力学性质三、湿陷性黄土的物理力学性质 1、颗粒组成均一，粉粒占绝对优势，粘粒含量较低； 2、天然含水率一般较低； 3、孔隙比较大，一般在0.85～1.24之间，大多数在1.0～1.1之间，随深度增大而减小 4、液限：一般当液限小于30%时，湿陷性较强；当液限大于30%时，湿陷性较弱 5、抗剪强度，常见的黄土的粘聚力12~25KPa，内摩擦角15°~25° 6、湿陷性黄土的压缩系数介于0.1～1.0MPa-1之间，除土的天然含水率的影响外，地质年代是一个重要因素第十章第十章 特殊岩土体地质特殊岩土体地质—湿陷性黄土湿陷性黄土四、湿陷性黄土勘察的特殊要求四、湿陷性黄土勘察的特殊要求 1、试样必须保持其天然湿度、密度和结构取样勘探点中，必须有足够数量的探井，其数量应为总量的1/3~1/2 2、勘探点深度应大于压缩层深度，并应符合下列规定： 对非自重湿陷性黄土场地，还应大于基础底面下10m 对自重湿陷性黄土场地，对陇西、陇东—陕北—晋西地区，应大于基础底面下15m；其他地区大于基础底面下10m。

第十章第十章 特殊岩土体地质特殊岩土体地质—湿陷性黄土湿陷性黄土五、湿陷性黄土试验五、湿陷性黄土试验 1、室内压缩试验、室内压缩试验 测定黄土的湿陷系数、自重湿陷系数和湿陷起始压力 测定湿陷系数的压力，应自基础底面（初步勘察时，自地面下1.5m）算起，10m以内应用200kPa，10m以下至非湿陷土层顶面，应用其上覆土的饱和自重压力（当大于300kPa时，仍应用300kPa） 第十章第十章 特殊岩土体地质特殊岩土体地质—湿陷性黄土湿陷性黄土 对于压缩性较高的新近堆积黄土，基底以下5m以内时，试验压力宜应用100~150kPa；5~10m和10m以下至非湿陷性黄土层顶面，应分别用200kPa和上覆土的饱和自重压力 a.湿陷系数δs应按下式计算：δs= （hp—hp’）/ h0 式中：hp——保持天然湿度和结构的土样，加压至一定压力下，下沉稳定后的高度（cm）；第十章第十章 特殊岩土体地质特殊岩土体地质—湿陷性黄土湿陷性黄土 hp’——上述加压稳定后的土样，在浸水作用下，下沉稳定后的高度（cm）； h0——土样的原始高度（cm）。

b.当采用上覆土的饱和自重压力作为试验压力时，用上式计算出的是自重湿陷系数δzs c.通过单线法压缩试验或双单线法压缩试验测定黄土的湿陷起始压力第十章第十章 特殊岩土体地质特殊岩土体地质—湿陷性黄土湿陷性黄土 2、现场静载荷试验、现场静载荷试验 现场测定黄土湿陷起始压力 单线法和双线法 3、现场试坑浸水试验、现场试坑浸水试验 对重要建筑物或有特别要求的建筑物，通过试坑浸水试验实测自重湿陷量第十章第十章 特殊岩土体地质特殊岩土体地质—湿陷性黄土湿陷性黄土六、自重湿陷量计算六、自重湿陷量计算 1、计算公式式中δzsi——第i层土的自重湿陷系数； hi——第i层土的厚度（cm）； β0——因土质地区而异的修正系数，在缺乏实测资料时，可按下列规定取值： 1）陇西地区可取1.5； 2）陇东—陕北—晋西地区可取1.2；第十章第十章 特殊岩土体地质特殊岩土体地质—湿陷性黄土湿陷性黄土 3）关中地区可取0.9； 4）其他地区可取0.5 2、计算自重湿陷量△zs，应自天然地面算起（当挖、填方的厚度和面积较大时，应自设计地面算起），至其下非湿陷性黄土层的顶面为止，其中自重湿陷系数δzs小于0.015的土层不累计。

第十章第十章 特殊岩土体地质特殊岩土体地质—湿陷性黄土湿陷性黄土七、总湿陷量计算七、总湿陷量计算 1、计算公式 式中δsi——第i层土的湿陷系数； hi——第i层土的厚度（cm）； β——考虑基底下地基土的受水浸湿可能性和侧向挤出等因素的修正系数，在缺乏实测资料时，可按下列规定取值：第十章第十章 特殊岩土体地质特殊岩土体地质—湿陷性黄土湿陷性黄土 1）基底下0~5m深度内，取1.5； 2）基底下5~10m深度内，取1.0； 3）基底下10m以下至非湿陷性黄土层顶面，在自重湿陷性黄土场地，可取工程所在地区的β0值 2、总湿陷量的计算深度，应自基础底面（如基底标高不确定初步勘察时，自地面下1.5m）算起在非自重湿陷黄土场地，累计至基底下10m（或地基压缩层）深度止；在自重湿陷性黄土场地，累计至非湿陷性土层的顶面止其中湿陷系数δs （10m以下为 δzs）小于0.015的土层不累计第十章第十章 特殊岩土体地质特殊岩土体地质—湿陷性黄土湿陷性黄土八、湿陷性判别八、湿陷性判别 1、湿陷性判别初判与复判。

2、初判主要是根据黄土的年代、在剖面图上的位置、土层结构等进行湿陷性判别属初步判别，定性判别 3、复判，属进一步判别，定量判别内容包括：黄土的湿陷性质、建筑物场地的湿陷类型、黄土地基的湿陷量和湿陷等级等第十章第十章 特殊岩土体地质特殊岩土体地质—湿陷性黄土湿陷性黄土九、黄土湿陷性初判九、黄土湿陷性初判(GB50287)(GB50287) 1、早更新世Q1黄土不具有湿陷性；中更新世Q21黄土不具有湿陷性；中更新世Q22顶部部分黄土具有湿陷性；上更新世Q3与全新世Q4黄土具有湿陷性； 2、在完整的黄土地层剖面中，自地表向下依次第一层黄土，宜判为中等湿陷性；第二层黄土宜判为轻微湿陷性；第三层及以下各层黄土可判为无湿陷性自地表向下第一层、第二层所夹的古土壤层宜判为轻微湿陷性，其余层次黄土所夹的古土壤层宜判为无湿陷性第十章第十章 特殊岩土体地质特殊岩土体地质—湿陷性黄土湿陷性黄土 3、凡潜水位以下的饱和黄土，宜判为无湿陷性黄土的天然含水量超过塑性界限含水量时，宜判为轻微湿陷性或无湿陷性黄土 4、较新的风积黄土和坡积黄土宜判为中等或严重湿陷性，且湿陷量很大。

年代较新的冲积黄土，且下伏有厚层砂卵石层的冲积黄土宜判为严重湿陷性第十章第十章 特殊岩土体地质特殊岩土体地质—湿陷性黄土湿陷性黄土十、黄土湿陷性复判十、黄土湿陷性复判 1、黄土湿陷性判别、黄土湿陷性判别 当δs≥0.015时，为湿陷性黄土； 当δs <0.015时，为非湿陷性黄土 2、黄土湿陷程度判别、黄土湿陷程度判别 当0.015 δs0.03时，湿陷性轻微； 当0.03 <δs0.07 时，湿陷性中等； 当δs >0.07时，湿陷性强烈第十章第十章 特殊岩土体地质特殊岩土体地质—湿陷性黄土湿陷性黄土 3、场地湿陷类型判别、场地湿陷类型判别 根据自重湿陷量△zs判定黄土自重湿陷性 当△zs≤7cm时，为非自重湿陷性黄土； 当△zs>7cm时，为自重湿陷性黄土 4、湿陷等级判定、湿陷等级判定 根据总湿陷量（△s）判定黄土地基的湿陷等级，见下表第十章第十章 特殊岩土体地质特殊岩土体地质—湿陷性黄土湿陷性黄土湿陷性黄土湿陷等级湿陷性黄土湿陷等级湿陷类型湿陷类型 非自重湿非自重湿陷性场地陷性场地 自重湿陷性场地自重湿陷性场地 计算自重湿陷量计算自重湿陷量（（mm）） △△zs≤≤70 70<△△zs≤≤350 △△zs>350 总湿总湿陷量陷量△△s(mm) △△s≤≤300 ⅠⅠ（轻微）（轻微） ⅡⅡ（中等）（中等） — 300<△△s≤≤700 ⅡⅡ（中等）（中等）*ⅡⅡ（中等）（中等）或或ⅢⅢ（严重）（严重） ⅢⅢ（严重）（严重） △△s>700 ⅡⅡ（中等）（中等） ⅢⅢ（严重）（严重） ⅣⅣ（很严重）（很严重） 注：当总湿陷量计算值注：当总湿陷量计算值△△s>600mm，自重湿陷量计算值，自重湿陷量计算值△△zs>300mm时，可判为时，可判为ⅢⅢ级，其它情况可判为级，其它情况可判为ⅡⅡ级。

级 第十章第十章 特殊岩土体地质特殊岩土体地质—膨胀岩土膨胀岩土一、膨胀（岩）土的定义一、膨胀（岩）土的定义 含有大量亲水矿物，湿度变化时有较大体积变化，变形受约束时产生较大内应力的岩土，为膨胀岩土其特点是在环境湿度变化影响下可产生强烈的胀缩变形第十章第十章 特殊岩土体地质特殊岩土体地质—膨胀岩土膨胀岩土二、膨胀土的特征二、膨胀土的特征 1 1、野外特征、野外特征 多分布在二级及二级以上阶地与山前丘陵地区，个别分布在一级阶地上，呈龙岗、丘陵与浅而宽的沟谷，地形坡度平缓，一般小于12度，无明显的自然陡坎在流水冲刷作用下，水沟水渠常易崩塌、滑动而淤塞第十章第十章 特殊岩土体地质特殊岩土体地质—膨胀岩土膨胀岩土 2 2、结构特征、结构特征 膨胀土多呈坚硬—半坚硬状态，结构致密，成棱形土块者常具有胀缩性，棱形土块越小，胀缩性越强土内分布有裂隙，斜交剪切裂隙越发育，胀缩性越严重另外，膨胀土多由细腻的胶体颗粒组成，断口光滑，土内常包含钙质结核和铁锰结核，呈零星分布，有时富集成层第十章第十章 特殊岩土体地质特殊岩土体地质—膨胀岩土膨胀岩土 3 3、地表特征、地表特征 分布在沟谷头部、库岸和开挖边坡上的膨胀土常易出现浅层滑坡，新开挖的边坡，旱季常出现剥落，雨季则出现表面滑塌。

有时，在旱季出现长可达数十米至近百米、深数米的地裂，雨季闭合 4 4、地下水特征、地下水特征 膨胀土地区多为上层滞水或裂隙水，无统一地下水位，随着季节水位变化，常引起地基的不均匀胀缩变形第十章第十章 特殊岩土体地质特殊岩土体地质—膨胀岩土膨胀岩土三、膨胀土的工程地质特性三、膨胀土的工程地质特性 1、膨胀土的化学成份以SiO2、AL2O3、Fe2O3为主； 2、矿物成份主要是蒙脱石和伊利石等次生粘土矿物 3、膨胀土的物理力学性质指标是判定膨胀土的重要依据之一具有如下特点： （1）土的天然孔隙比变化范围在0.5~0.8之间； （2）塑性指数大于17，多数在22~35之间； （3）液性指数小，在天然状态下呈坚硬或硬塑状态；第十章第十章 特殊岩土体地质特殊岩土体地质—膨胀岩土膨胀岩土 （4）粘粒含量高，粒径<0.002mm的超过20%； （5）自由膨胀率一般超过40%，最高的大于70%； （6）缩限一般大于12%，但红粘土类型的膨胀土缩限偏大； （7）土的压缩性小，多属低压缩性土； （8）c、φ值浸水前后相差大，尤其是c值可下降2~3倍。

第十章第十章 特殊岩土体地质特殊岩土体地质—膨胀岩土膨胀岩土四、膨胀土的指标与试验四、膨胀土的指标与试验 1、自由膨胀率、自由膨胀率 自由膨胀率是指用人工制备的烘干土，在纯水中膨胀稳定后的体积增量与原体积之比式中δef—自由膨胀率（%）； Vw—土样在水中膨胀稳定后的体积（ml）； V0—土样初始体积(ml)第十章第十章 特殊岩土体地质特殊岩土体地质—膨胀岩土膨胀岩土 2、膨胀率、膨胀率 膨胀率试验分为有荷载膨胀率试验和无荷载膨胀率试验有荷载膨胀率是指试样在特定荷载及有侧限条件下浸水膨胀稳定后试样增加的高度与试样原始高度之比无荷载膨胀率是指试样在无荷载及有侧限条件下浸水后的膨胀量与试样原始高度之比 第十章第十章 特殊岩土体地质特殊岩土体地质—膨胀岩土膨胀岩土 （1）有荷载膨胀率计算公式：式中:δepep——某荷载下的膨胀率（%）； Zp——某荷载下膨胀稳定后的量表读数（mm）； Zo——加荷前量表读数（mm）； λ——某荷载下的仪器压缩变形量（mm）； ho——试样的初始高度。

第十章第十章 特殊岩土体地质特殊岩土体地质—膨胀岩土膨胀岩土 （2）无荷载膨胀率计算公式：式中:δe e——某荷载下的膨胀率（%）； Zt——某荷载下膨胀稳定后的量表读数（mm）； 第十章第十章 特殊岩土体地质特殊岩土体地质—膨胀岩土膨胀岩土 3、膨胀力、膨胀力 膨胀力是指土体吸水膨胀时产生的内应力，通常采用平衡法测定当试样浸水膨胀，立即施加平衡荷重，保持试样体积不变，根据施加的最大平衡荷重计算膨胀力： 第十章第十章 特殊岩土体地质特殊岩土体地质—膨胀岩土膨胀岩土 式中 ： pe——膨胀力（kPa）； W——施加在试样上的总平衡荷重（N）； k——压缩仪杠杆比； A A——试样面积（cm2） 4 4、收缩率、收缩率 收缩试验是测定细粒土在自然风干条件下的线缩率、体缩率、收缩系数等收缩指标在室温不高于30℃条件下测定不同时间试样的含水率及收缩变形量，以及在收缩变形稳定后烘干体积 第十章第十章 特殊岩土体地质特殊岩土体地质—膨胀岩土膨胀岩土 （1）线缩率按下式计算： 式中 δsi——试样在某时刻的线缩率（%）； Z0——百分表初始读数（mm） Zi——某时刻的百分表读数（mm）。

第十章第十章 特殊岩土体地质特殊岩土体地质—膨胀岩土膨胀岩土 （2）体缩率按下式计算： 式中 δv——试样在某时刻的体缩率（%）； Vo——试样初始体积（cm3）； Vd——试样烘干后的体积（cm3）第十章第十章 特殊岩土体地质特殊岩土体地质—膨胀岩土膨胀岩土 （3）收缩系数按下式计算： 式中： ——竖向收缩系数； ——收缩曲线上第Ⅰ阶段两点线缩率之差（%）； ——相应于两点含水率之差（%） 第十章第十章 特殊岩土体地质特殊岩土体地质—膨胀岩土膨胀岩土五、膨胀土地基变形量计算五、膨胀土地基变形量计算 按下列三种情况分别计算： ①当离地表1m处地基土的天然含水率等于或接近最小值时，或地面有覆盖且无蒸发可能时，以及建筑物在使用期间，经常有水浸湿的地基，可按膨胀变形量计算； ②当离地表1m处地基土的天然含水率大于1.2倍塑限时，或直接受高温作用的地基，可按收缩变形量计算； ③其他情况下可按胀缩变形量计算第十章第十章 特殊岩土体地质特殊岩土体地质—膨胀岩土膨胀岩土1、地基土的膨胀变形量，应按下式计算： 式中：Se——地基土的膨胀变形量（mm） Ψe ——计算膨胀变形量的经验系数，宜根据当地经验确定，若无可依据经验时，三层及三层以下建筑物，可采用0.6； δepi——基础底面下第i层土在该层土的平均自重压力与平均压力之和作用下的膨胀率，由室内试验确定；第十章第十章 特殊岩土体地质特殊岩土体地质—膨胀岩土膨胀岩土 hi——第i层土的计算厚度（mm）； n——自基础底面至计算深度内所划分的土层数。

计算深度应根据大气影响深度确定；有浸水可能时，可按浸水影响深度确定 2、地基土的收缩变形量应按下式计算：第十章第十章 特殊岩土体地质特殊岩土体地质—膨胀岩土膨胀岩土 式中：Ss——地基土的收缩变形量（mm）； ψs ——计算收缩变形量的经验系数，宜根据当地经验确定，若无可依据经验时，三层及三层以下建筑物，可采用0.8； λsi——第i层土的收缩系数，应由室内试验确定； △wi ——地基土收缩过程中，第i层土可能发生的含水率变化的平均值（以小数表示）；其计算方法见专业案例P839第十章第十章 特殊岩土体地质特殊岩土体地质—膨胀岩土膨胀岩土 n——自基础底面到计算深度内所划分的土层数，计算深度可取大气影响深度，当有热源影响时，应按热源影响深度确定 3、地基土的胀缩变形量应按下式计算： 式中：ψ——计算胀缩变形量的经验系数，可取0.7第十章第十章 特殊岩土体地质特殊岩土体地质—膨胀岩土膨胀岩土六、膨胀土的地基评价六、膨胀土的地基评价 1、膨胀土膨胀潜势按自由膨胀率δef确定： 40≤δef＜65为弱潜势； 65≤δef＜90为中等潜势； δef≥90为强潜势。

2、膨胀土胀缩等级按分级变形量Se确定： 15≤Se＜35 Ⅰ级 35≤Se＜70 Ⅱ级 Se≥70 Ⅲ 级第十章第十章 特殊岩土体地质特殊岩土体地质—分散性土分散性土分散性土的定义分散性土的定义 分散性土是指其所含粘性土颗粒在水中散凝呈悬浮状，易被雨水或渗流冲蚀带走引起破坏的土分散性土属低液限粘土， 土的分散特性是由主要粘土矿物蒙脱石和低含盐量的水两方面因素决定的，须高度重视土和水这两个不可分割的特性因子组合的辩证关系第十章第十章 特殊岩土体地质特殊岩土体地质—分散性土分散性土分散性土试验方法分散性土试验方法n碎块试验、双比重计试验、针孔试验和孔隙水可溶盐试验不少工程实践证明，针孔试验和孔隙水可溶盐试验结果更符合实际n各项试验的要求、评价标准及分散性土的综合分类标准见手册P841~843第十章第十章 特殊岩土体地质特殊岩土体地质—红粘土红粘土 红粘土红粘土是指碳酸盐类岩石（如石灰岩、白云岩等）及部分砂岩、页岩等在亚热带温湿气候条件下，经过风化作用所形成的褐红色、棕红、黄褐等色的粘性土。

根据《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）的规定，颜色为棕红或褐黄，复盖于碳酸盐系之上，其液限大于或等于50%的高塑性粘土应判定为原生原生红粘土红粘土原生红粘土经搬运、沉积后仍保留其基本特征，且其液限大于45%的粘土，可判定为次生红次生红粘土粘土第十章第十章 特殊岩土体地质特殊岩土体地质—红粘土红粘土红粘土的特性分类红粘土的特性分类 1、红粘土的状态按含水比（αW）即天然含水量（ω）与液限（ωL）的比值可分为五种状态； 2、红粘土的复浸水特性即以土的界限液塑比I’r及液塑比Ir可分为两类； 3、红粘土的结构按其裂隙发育特征可分为三类； 4、按地基均匀性划分为两类 详见手册P844第十章第十章 特殊岩土体地质特殊岩土体地质—红粘土红粘土红粘土的工程地质特性红粘土的工程地质特性 1、红粘土的矿物成份主要为高岭石、伊利石和绿泥石 2、红粘土的物理力学特性表现为天然含水量、孔隙比、饱和度以及液限、塑限很高，但却具有较高的力学强度和较低的压缩性 3、红粘土具有从地表向下由硬变软的现象，相应的土的强度则逐渐降低，压缩性逐渐增大。

第十章第十章 特殊岩土体地质特殊岩土体地质—红粘土红粘土 4、具有胀缩性红粘土受水浸湿后体积膨胀，干燥失水后体积收缩，其胀缩性表现为以缩为主由于胀缩性形成了大量的收缩裂隙，常造成边坡变形失稳，由于地基的胀缩变形致使建筑物开裂破坏 5、红粘土透水性微弱，地下水多为裂隙性潜水和上层滞水第十章第十章 特殊岩土体地质特殊岩土体地质—盐渍土盐渍土盐渍土的定义盐渍土的定义n盐渍岩土盐渍岩土系指含有较多易溶盐类的岩土对易溶盐含量大于0.3%，并具有吸湿、溶陷、盐胀、腐蚀等特性的土称为盐渍土；n对含有较多的石膏、芒硝、岩盐等硫酸盐或氯化物的岩层称为盐渍岩盐渍岩第十章第十章 特殊岩土体地质特殊岩土体地质—盐渍土盐渍土盐渍岩土的分类盐渍岩土的分类n按含盐性质可分为氯盐渍土、亚氯盐渍土、亚硫酸盐渍土、硫酸盐渍土和碱性盐渍土n按含盐量分为弱盐渍土、中盐渍土、强盐渍土、超盐渍土n盐渍岩按含盐矿物成份分为石膏盐渍岩和芒硝盐渍岩等第十章第十章 特殊岩土体地质特殊岩土体地质—盐渍土盐渍土盐渍土的工程地质评价盐渍土的工程地质评价 1、根据地区的气象、水文、地形、地貌、场地积水、地下水位、管道渗漏、地下洞室等环境条件变化，对场地建筑适宜性做出评价。

2、评价岩土中含盐类型、含盐量及主要含盐矿物对岩土工程性质的影响 3、盐渍土地基的承载力宜采用载荷试验确定，当采用其他原位测试方法时，应与载荷试验结果进行对比，并应考虑盐渍岩的水溶性影响第十章第十章 特殊岩土体地质特殊岩土体地质—盐渍土盐渍土 4、盐渍岩边坡的坡度宜比非盐渍岩的软质岩石边坡适当放缓，对软弱夹层，破碎带及中、强风化带应部分或全部加以防护第十章第十章 特殊岩土体地质特殊岩土体地质—冻土冻土冻土的定义与分类冻土的定义与分类 温度达到或低于0℃并含有固相水（冰）的各类土，称为冻土冻土 冻土分为多年冻土多年冻土（又称永久冻土）和季节冻季节冻土土多年冻土多年冻土是指冻结状态持续达3年或3年以上的土（岩土规范定义为岩土规范定义为2年年））季节性冻土季节性冻土泛指2年间冬季冻结而夏季曾经融化的土第十章第十章 特殊岩土体地质特殊岩土体地质—冻土冻土冻土的定义与分类冻土的定义与分类 按冻结状态，可将冻土分为坚硬冻土、塑性冻土和松散冻土 坚硬冻土中未冻水含量很少，土的强度高； 塑性冻土中含较多未冻结的水，强度不高，具有塑性； 松散冻土的含水量较小，土粒未被冰所冻结，仍呈松散状态。

第十章第十章 特殊岩土体地质特殊岩土体地质—冻土冻土与冻土相关的有关概念与冻土相关的有关概念 冻土总含水量冻土总含水量：指冻土中所有冰和未冻水的总质量与冻土骨架质量之比即天然温度的冻土试样，在105~1100C下烘至恒重时，失去的水的质量与干土的质量之比 冻土相对含冰量冻土相对含冰量：指冰的质量与冻土中全部水的质量之比 冻土质量含冰量冻土质量含冰量：指冻土中冰的质量与冻土中干土质量之比第十章第十章 特殊岩土体地质特殊岩土体地质—冻土冻土与冻土相关的有关概念与冻土相关的有关概念 冻土体积含冰量冻土体积含冰量：指冻土中冰的体积与冻土总体积之比 冻土未冻水含量冻土未冻水含量：在一定负温条件下，冻土中未冻水质量与干土质量之比 融化下沉系数融化下沉系数：冻土融化过程中，在自重作用下产生的相对融化下沉量 融化压缩系数融化压缩系数：指冻土融化后，在单位荷重下产生的相对压缩变形量第十章第十章 特殊岩土体地质特殊岩土体地质—冻土冻土冻土的物理力学性质冻土的物理力学性质n季节性冻土在冻结状态时，具较高强度和较低压缩性，融化后则承载力大为降低，压缩性急剧增高，使地基产生融陷；相反在冻结过程中又产生冻胀，对地基均不利。

n冻土的冻胀和融陷与土的颗粒大小、含水率有关，一般土的颗粒愈粗，含水率愈小，土的冻胀与融陷性愈小；反之则愈大冻土层的平均冻胀率冻土层的平均冻胀率ηη的计算的计算 冻土层的平均冻胀率是季节性冻土地基与季节性融化层土冻胀性分级的重要依据计算公式：式中： —地表冻胀量（mm）； Zd—设计冻深（mm）， h—冻土层深度（mm）n季节性冻土与季节融化层土的冻胀性分级见手册P848表9-2-14土的融化下沉系数δ0的计算 土的融化下沉系数δ0是多年冻土融化下沉性分级的重要依据计算公式： 式中：h1、e1—分别为冻土试样融化前的高度（mm）和孔隙比 H2、e2—分别为冻土试样融化后的高度（mm）和孔隙比n多年冻土的融沉性分级见手册P849表9-2-15共分为不融沉、弱融沉、融沉、强融沉和融陷5级谢谢：谢谢：预祝预祝大家考大家考出好成绩！出好成绩！。