關鍵詞:地質分析工程地質勘察 

　　0前言 

　　目前工程地質勘查行業(yè)在我國還處于起步階段,巖土工程勘察中存在一些問題亦難免,為此巖土工程的發(fā)展應注意如下方面:(1)要大力采用新技術、新設備及新方法,以保證巖土工程的質量和進度,使之能在激烈的市場競爭中取勝。(2)加強與建筑設計單位及施工單位的合作,力求做到勘察、設計及施工一體化。(3)加強技術上和體制上的立法工作,使巖土工程逐步規(guī)范化、系統(tǒng)化。(4)加強計算機技術在巖土工程中的應用研究,當前巖土工程正朝規(guī)范化、標準化方向發(fā)展。巖土工程問題日趨復雜,傳統(tǒng)的巖土工程方法,已難以適應發(fā)展的需要,因此,利用計算機技術對巖土工程的各項工作進行科學、系統(tǒng)的管理,以提高工作的效率而且還可以節(jié)省大量人力和物力。 

　　巖體力學實驗研究: 巖體力學參數有充分的代表性,針對性和對巖體變形機理深刻的認識以及力學模型是否表征的問題的關鍵和要害。 

　　1原則 

　　1.1 巖土參數問題:主要是那些難于取到原狀巖土樣和難于進行室、內外試驗的巖土層即粗顆粒土、殘積土和風化巖等。其巖土設計參數難于確定。采用整理后的試驗值作為標準值,再根據水工建筑物地基或圍巖的工程地質條件進行調整,提出地質建議值,當采用結構可靠度分項系數及極限狀態(tài)設計方法時,巖土性能的標準值宜根據巖土試驗性能的概率分布的某一分位值來確定。 

　　1.2土的物理力學性質參數地基滲漏系數采用室內試驗或抽水試驗的大值平均值作為標準值;用于水位降落、排水計算宜用小平均值,供水工程計算可用平均值。粘性土地基,f/可采用室內飽和固結快剪90％,c可取20～30％,對于砂性土,f采用85％～90％,不計c值;土的抗剪強度宜采用試驗峰值的小平均值作為標準值;軟土宜用流變值。 

　　1.3巖體的物理力學性質參數當試件呈脆性破壞時,壩基抗剪強度取值。拱壩應采用峰值強度的平均值作為標準值;重力壩應采用概率分布的0.2分位值作為標準值或采用峰值強度的小值平均值,或采用優(yōu)定斜率法的下限作為標準值。抗剪強度采用比例極限強度作為標準值。當試件呈塑性破壞時,以其屈服強度作為標準值,并考慮時間效應,并按流變影響進行折減。 

　　總體變形指標應根據巖體實際承受工程作用力方向和大小進行原位試驗,并采用壓力――變形曲線上建筑物最大荷載下相應的變形關系選取標準值。 

　　1.4 結構面的抗剪強度當結構面試件的凸起部分被啃斷或膠結充填物被剪斷時,采用峰值強度的小平均值作為標準值。當結構面試件呈磨擦破壞時,應采用屈服強度或流變強度作為標準值。。 

　　1.5軟弱層、斷層的抗剪強度,當試件呈塑性破壞時,應采用屈服強度或流變強度為標準值當試件粘粉含量大于30％或有泥化鏡面或粘土礦物的蒙脫石為主時,應采用流變強度作為標準值。在固結剪切中,峰值與流變折減系數為0.8,屈服值與流變折減系數為0.93,其剪切帶屈服值相當于峰值60％～70％。 

　　1.6 斜坡穩(wěn)定計算參數巖質邊坡潛在的滑動面的抗剪強度可取峰值強度;古滑坡或多次滑動面的抗剪強度可取殘余強度。 

　　2方法 

　　2.1 抗剪斷強度試驗資料整理分析方法 

　　(1)檢查原始試驗資料,論證各試點峰值抗剪強度;(2)點繪原始資料水平位移―剪應力―垂直位移曲線;(3)確定抗剪強度特征值;對于脆性破壞型的砼／基巖抗剪,采用前端剪脹點作為砼／基巖膠結面不開裂的控制點,確定為近似比例極限。(4)依據大剪試驗剪面地質素描圖,分析多試點情況,確定剪切類型,點繪σ-τ關系曲線,分別整理單組及分類的抗剪強度指標。 

　　2.2巖體變形特征試驗資料分析整理方法 

　　(1)檢查原始資料,判斷多級壓力下變形是否穩(wěn)定;(2)對最后一級壓力下變形值進行修正,確定變形穩(wěn)定值;(3)采用某級荷載下回彈線延長近似計算彈性模量,解決部分試點由于卸荷至零點荷載扳脫離而造成的彈性變形不確切的問題。 

　　2.3優(yōu)定斜率法 

　　(1)優(yōu)定斜率法的基本思路。 

　　尊重巖體的結構特征,不搞機械式的分解和裝配,對組成巖體抗剪強度參數的兩個隨機變量f、c,利用其穩(wěn)定性的差異和相關性,按先易后難的原則,先優(yōu)定f,再求其c,建立參數取值較科學程度,習題減少主觀隨意性。其內容和步驟包括以下幾個方面。 

　�、賻r體力學測試研究,成果整理分析和參數選取均建立在巖體工程地質分級基礎上;②加強現場試驗點和剪切面具體結構條件的調查、統(tǒng)計和分析;③注意巖體變形、破壞機理的研究,重視測試成果與試點地質條件對應關系的分析;④通過分析后,先優(yōu)定各巖級摩擦系數;⑤在此基礎上分別求出多各級相應斜率的凝聚力值。 

　　(2)斜率優(yōu)定的方法。 

　　①綜合分析法:首先分析巖石在三維狀態(tài)下的強度特征,探索內摩擦角的變化規(guī)律,再根據各巖級試驗成果繪制τ-δ關系圖,從其點群分布的總趨勢和,并注意巖級試點應力――應變關系所顯示的特點,以及個別離散度試點的代表性,大致確定出點群上、下包線的斜率,最后參考工程實踐經驗,綜合分析確定各巖級的斜率;②公式計算法(巖體破壞經驗準則推求法)大量資料表明:庫倫強度準則中的摩擦系數應理解為:在最大正應力下的瞬時摩擦系數綜合值,因此,根據壩基巖體可能達到的應力水平,確定此應力區(qū)段骨的全部瞬時摩擦系數的平均值,以此作為摩擦系數的優(yōu)定值,并按經驗破壞準則導出各巖級的優(yōu)定內摩擦角。

　　2.4統(tǒng)計和概率方法 

　　統(tǒng)計和概率方法是建立在足夠有效的數據采集的基礎上,根據這些數據樣本求得統(tǒng)計學特征和經驗概率分布,再由統(tǒng)計推斷獲得參數的理論概率分布函數的一種方法。 

　　3巖土力學參數的內容 

　　3.1 地下洞室?guī)r體物理力學參數內容 

　　中小型水利水電工程地質勘察經驗匯編提出圍巖主要物理力學參數有:密度γ、凝聚力c、內摩擦角φ、變形模量E0、泊桑比μ。 

　　各個地勘報告提出一下洞室?guī)r體力學參數內容是不一致的,而不同功能的隧洞設計使用指標是不一致的,大跨度地下廠房、地下洞室合作的指標也有不同。因此,地下洞室?guī)r體力學參數必須根據水工建筑物結構、功能提出滿足設計使用的指標。 

　　3.2 大壩地基巖體物理力學參數的內容 

　　在閱讀我們的地勘報告中,大壩地基巖體物理力學參數的內容也存在一定差異,但總的內容是一致的。其主要指標、巖體抗剪強度、地基承載力、變形指標、軟弱夾層抗剪指標,但這些指標有個共同特點,指標基本相同,沒有根據地質環(huán)境分析評價,特別是軟弱夾層指標,很多是無試驗資料,都是所謂的“類比”。 

　　4.結語 

　　隨著現代各種勘察測試技術的應用的日益推廣,促進了地質學和巖土力學理論為基礎的近代工程地質的發(fā)展。在地質勘察工作中要根據具體的地質環(huán)境,進行認真細致的地質分析,并與巖土力學理論和實踐緊密結合加以分析,得出可靠的可供設計使用的巖土力學參數 

　　參考文獻 

　　[1]GB50021―94巖土工程勘察規(guī)范[S]．北京：中國建筑工業(yè)出版社，1995． 

　　[2]李君源,范維強.工程勘察中的水文地質問題[J].西部探礦工程,2005(S1).