工程地质 工程地质勘察 工程地质勘察及岩体的性质.ppt

4.地球物理勘探（物探） 地球物理勘探简称物探，它是通过研究和观测各种地球物理场的变化来探测地层岩性、地质构造等地质条件。 各种地球物理场有电场、重力场、磁场、弹性波的应力场、辐射场等。 由于组成地壳的不同岩层介质往往在密度、弹性、导电性、磁性、放射性及导热性等方面存在差异，这些差异将引起相应的地球物理场的相应变化。通过量测这些物理场的分布和变化特征，结合已知地质资料进行分析研究，就可以达到推断地质性状的目的。 物探方法具有速度快、效率高、成本低、搬运轻便等特点，应用较广泛。 但是物探是一种间接的勘探手段，特别当地质体的物理性质差异不太大时，其成果较粗略，故应与其它勘探手段配合使用，则效果更好。 常用的物探方法有电法勘探、地震波勘探、声波勘探、测井等。 在公路工程地质勘察中常用的是电法勘探和弹性勘探。 表10-1 几种常见的地球物理勘探方法简述 ①电法勘探，简称电探，是利用仪器测定人工或天然电场中岩土导电性的差异来识别地下地质情况的一种物探方法。 电探的方法有很多种，其中常用的是电测深法和电测剖面法。 电测深法是在地表固定一点为中心测点，逐渐增大供电极的距离，就可以测得地下不同深度处的视电阻率，从而推断出不同深度的地质情况。 用此法可以查明覆盖层、风化层、冻土层的厚度，查明含水层和古河道、掩埋冲积扇的位置，查明溶洞位置及大小，查明滑坡体的滑床的位置，探寻天然建筑材料等。 电测剖面法是以测量电极和供电极间距保持不变，而将测点沿一定剖面线移动，逐点进行电阻率测量，所测得的视电阻值就表示某一深度范围内岩层沿剖面方向上的变化情况。 用此法可以查明陡倾的岩层、断层、含水层、古河道、暗河位置。 ②弹性波勘探，是利用人工激发震动，研究弹性波在地质体中的传播规律，以判断地下情况和岩体的特性和状态。 弹性波勘探包括地震勘探和声波勘探。 地震勘探法用人工震源在岩体中产生弹性波，可探测大范围内覆盖层厚度和基岩起伏，探查含水层．追索古河道位置，查寻断层破碎带，测定风化层厚度和岩土的弹性参数等。 声波勘探法原理同上，但只能探测小范围内的岩体，如地下洞室围岩进行分类，测定围岩松动圈，检查混凝土和帷幕灌浆质量，划分岩体和钻孔地层剖面等。 （2）物探的应用 作为钻探的先行手段，了解隐蔽的地质界线、界面或异常点； 作为钻探的辅助手段，自钻孔之间增加地球物理勘察点，为钻探成果的内插、外推提供依据； 作为原位测试手段，测定岩土体的波速、动弹性模量、特征周期、土对金属的腐蚀等参数 （3）物探的注意事项 物探工作的测区，一般不宜超过地质测绘的范围，但对物探解释和有对比价值的点，可不受此限制； 在测区内测线的方向、间距及测点的疏密、激发点与接收点的距离与布置形式，应按物探方法并结合地形等情况确定，以减少影响地质解释精度的因素； 物探网的最佳布置方案应沿路线中线、桥梁、隧道轴线方向布设测线； 不同的地质体或构造，应有2一3条物探测线穿过，每条测线上至少有3个以上的测点，地质条件复杂时可适当加密。 二、试验 工程地质试验是取得工程设计所需的各项计算指标数值的重要手段和依据，是对土石工程性质进行定量评价时必不可少的方法。 工程地质调查测绘与勘探工作，只能对土石的工程性质进行定性的评价，要进行准确的定量评价必须通过试验工作。 工程地质试验分为室内试验和野外试验两种。 室内试验是通过仪器对采集的样品进行测试、分析，取得所需数据； 野外试验结合工程实际情况在原位进行，亦称原位测试。 （一）室内试验 包括岩、土的物理、水理、力学、化学等试验内容，室内试验一般在中心试验室进行。 如工程规模大，试验多，可考虑在现场设置工地试验室，就地进行试验。 室内试验虽然具有边界条件、排水条件和应力路径容易控制的优点，但是由于试验需要取试样，而土样在采集、运送、保存和制备等方面不可避免地受到不同程度的扰动，特别是对于饱和状态的砂质粉土和砂土，可能根本取不上土样，这使测得的力学指标严重“失真”。 因此，为了取得可靠的力学指标，在工程地质勘察中，必须进行一定的相应数量的野外现场原位试验。 （二）工程地质原位测试 测试的主要项目有： 载荷试验、静力触探试验、动力触探试验、标准贯人试验、十字板剪切试验、旁压试验、现场剪切试验、波速测试、岩土原位应力测试、块体基础振动测试等。 10.2公路路基工程地质勘察举例 公路路基包括路堑、路堤等。 路基的主要工程地质问题是：路基边坡稳定性问题；路基基底稳定性问题；公路冻害问题以及天然建筑材料问题等。 一、公路选线的工程地质论证 公路是线性建筑物，在数百甚至数千公里的路线上常遇到各式各样的工程地质问题。如公路沿线山高谷深，地质复杂，不良地质现象发育，或道路要穿过大溶洞和暗河等，这些均说明了在选线中重视工程地质条件的必要性，只有根据地质环境的具体条件才能选出技术可靠而又经济合