工程地质第四章
工程地质钻探

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三、工程地质钻探设备
由于工程地质勘察规模日益增大,地下建筑工程日 益增多,以往用岩芯钻机代替已满足不了实际工作的需 要,现已发展的不同类型的专用钻机。下面介绍几种:
SH30-2型:孔深30m,开孔直径Φ142mm,终孔直径 Φ110mm。汽油机或电动机,回转冲击,取原状土样,适 用于各种第四纪松散地层。
(2)振动器自重应尽可能小些,自重大将使无益功增加和使 钻杆上部变形;
(3)振动器所有零件在工作时要牢固可靠,
(4)振动器振动频率不低于100次/min,一般为1200~1500次 /min;振动频率小,则效率低;
(5)振动器工作时,要求最大振动力应比钻具或其它下沉的 重量大20~30%,振动器振动可调,最大振动力正比于偏心轮 的重量、偏心距、转数的平方。改变这三个参数的大小就能调 节振动力大小。
第四章 工程地质钻探和工程施工钻探
工程钻探: 工程地质钻探 工程施工钻井(孔)的方法
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工程钻探根据钻探的目的可分为: 1.工程地质钻探(工程地质勘察钻探)
主要位工程地质勘探服务和用于工程基础 勘查的钻探工作。 2.工程施工钻探
作为某种工程施工手段的钻探工作成为工 程施工钻探,这种技术目前应用的范围日益扩 大。
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便于输送岩粉屑。钻头直 径应比钻杆直径大10~ 20mm,以减小钻杆柱与孔 壁的摩擦力。钻头有二翼 、三翼、四翼状,也可用 牙轮钻头。
图4-6 螺旋钻头 1-钻头体;2-螺旋带;3-翼片; 4-硬质合金切削具;5-销子;6-定位器
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(2)螺旋钻杆由芯管、螺 旋带和连接部分组成。芯管 为无缝钢管,外面焊有钢制 螺旋带。钻杆一端有方形套 ,另一端有方形杆,两根钻 杆插接,插销钉固定。钻杆 螺旋带与芯管的交线称为内 螺旋线,螺旋线的外缘称为 外螺旋线。内外螺旋线螺距 相等。
工程地质第4章 第四纪地质与地貌

第四纪地质与地貌
概述 第四纪地貌的分级与分类 山岭地貌 风化地貌 水成地貌
4.1 概述
一、地形与地貌 地形 :专指地表既有形态的某些外部特征,如 高低起伏、坡度大小和空间分布等,用地形等 高线表达。 地貌 :不仅包括地表形态的全部外部特征,还 要分析和研究这些形态的成因和发展 ,用地 貌图表达。
4.1 概述
三、地貌的成因分类 1.内力地貌:构造地貌、火山地貌 2.外力地貌:风化地貌、重力地貌、水成地貌、 冰川地貌、冻土地貌、风成地貌、 岩溶地貌、黄土地貌
4.3
山岭地貌
一、山岭地貌的类型与特征 山岭地貌具有山顶(山脊、垭口)、山坡、山脚等 明显的形态要素 。 1.山岭地貌的类型: 按地貌成因分构造变动形成的山岭(平顶山、单面 山、褶皱山、断块山、褶皱断块山 )、火山作用形成 的山岭、剥蚀作用形成的山岭。
第4章
第四纪地质与地貌
基本术语: • 1. 第四纪地质学——以第四纪沉积物为研究 对象,对第四纪沉积物的形成、第四纪地层的 划分对比、第四纪有机界的发展变化起着重要 作用。 • 2. 地貌学——研究地壳表面各种起伏形态的 形成、发展和空间分布规律的学科。
第4章
• • • • • 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5
二、地貌形成和发展的动力 地貌的形成和发展是内、外力共同作用的结果。 1.内力地质作用形成了地壳表面的基本起伏,对地貌 的形成和发展起决定性作用。 2.外力地质作用把由内力地质作用所造成的隆起部分 进行剥蚀破坏,同时把破坏所形成的碎屑物质搬运 堆积到由内力地质作用所造成的低地和海洋中去。
4.1 概述
4积物特征及沉积环境 4.海相沉积环境——近岸沉积物的特征 ① 从海岸到海底受波浪作用显著的水下岸坡部分。 ② 岩石海岸沉积带数十米, ③ 泥岸可达数十公里。 ④ 沉积物成分复杂,有砾石、砂、淤泥、泥碳和生 物贝壳等。 ⑤ 碎屑物主要来自陆地。
第四章 第三节 爆破作用引起的工程地质问题

第四章、 第四章、爆破工程地质
第三节 爆破作用引起的工程地质问题
孟爱国
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本次授课重点
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一、设计原理的主要任务
二、设计需要完成的步骤
三、矿山设计程序
四、小结
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第三节 爆破作用引起的工程地质问题
特别是大爆破后可能引起的工程地质问题,主要是 边坡稳定问题。 必须详细了解爆区工程地质条件,认真研究药包布 置及爆破各项参数的选取, 大爆破引起的边坡病害,在硬质岩体中主要产生危 石和落石,在松软岩体、软硬不均岩体中则可能引 起崩塌或滑坡。 在爆破作用区范围内,处在斜坡或陡坡上的悬石、 堆积体或古滑坡体,在爆破当时即使没有明显的活 动,但以后在自然应力作用下仍可能发生崩塌或滑 落。
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(二)非均质岩体对爆破作用的影 响
1.爆破作用容易从松软岩体较部位突破而影响爆破 效果。 2.当药包通过不同岩层,或有较厚的松碴压在上面, 在确定炸药单耗q值及药包间距系数时,要考虑其 影响,要防止过量装药和产生根底。 3.在确定上破裂半径值时,对于有较厚堆积层的斜 坡,不能单纯从坡度考虑,而应视覆盖层情况确定。 4.因为岩性差异大,非均质岩体爆后形成的边坡也 不稳定,爆后边坡面易于形成各种裂隙,或使原有 节理、层理扩展,造成坡面凹凸不平,形成落石等 病害。
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(一)均质岩体与爆破作用的关系
均质岩石主要以其物理力学性质对爆破作用产生影 响。 1.某些爆破参数与岩性有关 爆破设计时某些爆破 某些爆破参数与岩性有关 参数如炸药单耗、爆破压缩圈系数、边坡保护层厚 度、药包间距系数、岩石抛掷距离系数以及爆破安 全距离计算中的一些系数都需要根据岩石的物理力 学性质如岩石的容重及强度或f值等加以确定。这 些可参考爆破设计有关内容。 2.炸药与岩石匹配问题 为了提高炸药能量利用率 炸药与岩石匹配问题 必须根据岩石的特性阻抗(波阻抗)来选择炸药的 品种,使炸药的特性阻抗(即炸药的密度与爆速的 乘积)与岩石的特性阻抗相匹配。
第四章_不良地质现象的工程地质问题

我国是世界上泥石流活动最多的国家之一,主要分布在 西南、西北及华北的山区,如四川西部、云南西部和北部、西 藏东部和南部、甘肃东南部、青海东部、祁连山地区、昆仑山 及天山地区;黄土高原、太行山和北京西山地区、秦岭山区、 鄂西及豫西山区等。此外,在东北西部和南部、华北部分以及 华南、台湾、海南岛等地山区也有分布。
据统计,我国每年有近百座县城受到泥石流的直接威胁和危
害;有20条铁路干线的走向经过1400余条泥石流分布范围内,
1949年以来,先后发生中断铁路运行的泥石流灾害300余起,有 33个车站被淤埋。在我国的公路网中,以川藏、川滇、川陕、川 甘等线路的泥石流灾害最严重,仅川藏公路沿线就有泥石流沟 1000余条,先后发生泥石流灾害400余起,每年因泥石流灾害阻 碍车辆行驶时间长达1-6个月。
5、泥石流的形成条件
典型的泥石流发生地由形成区、流通区和堆积区三个区段 构成 泥石流的形成区一般呈现为三面环山、另一面仅有一个狭窄
出口的瓢状或漏斗状,汇水面积大;流通区的纵坡坡度大,沟谷
狭窄.岸坡陡峻,使泥石流得以迅猛直泻,堆积区为开阔的山前 倾斜平原。
形成泥石流的地质条件
泥石流分布多为新构造运动活动显著、地质构造复杂,断裂、褶 皱发育,裂隙密行,滑坡、崩塌等不良地质作用强烈;山体岩石结 构疏松、软弱、易风化,地表岩石风化破碎.有形成泥石流所需的 大量颗粒状松散固体物质来源。
适用于拦截流量较小 大石块含量少的小型 泥石流。格栅坝坝的 格栅坝 宽度应与沟槽相同。 坝基应设在坚实 的地基上。
§4.4 岩溶与土洞
概 述
• 岩溶--也称喀斯特(Karst),它是由于地表水或地下
水对可溶性岩石溶蚀的结果而产生的一系列地质 现象。如溶沟溶槽、溶洞、暗河等。
第四章 第四纪沉积物及其工程地质特征(1)

河谷地貌
上游地区,由于坡度陡,流速大, 上游地区,由于坡度陡,流速大, 垂直侵蚀作用强。 在中游地区,一般两岸受侧方侵 在中游地区,一般两岸受侧方侵 蚀作用的冲刷较强,因而河谷斜 坡的形状比较开展,谷底比较宽 阔。 在下游地区,冲刷作用弱而沉积 在下游地区,冲刷作用弱而沉积 作用强,河谷开展,成宽广的平 谷。泥砂类的沉积物多,成广大 平原,洪水容易泛滥。
洪积土: 洪积土:当山洪急流携带大量石块泥砂在山口以外
的平缓地带沉积下来便形成洪积土。
洪积土的特征: 洪积土的特征:
物质大小混杂,分选性差,颗粒多带有棱角。 洪积扇顶部以粗大块石为多;中部地带颗粒变细,多 为砂砾粘土交错;扇的边缘则以粉砂和粘性土为主。 洪积物质随近山到远山 呈现由粗到细的分选作用, 但碎屑物质的磨圆度由于 搬运距离短而仍不佳。山 洪大小交替的分选作用, 常呈不规则的交错层状构 造,交错层状构造往往形 成夹层、尖灭及透镜体等 产状。
第四章
第四纪沉积物及其工程地质特征
内容提要: 内容提要:
一、风化作用及残积土 二、地表流水的地质作用 三、海洋的地质作用 四、湖泊的地质作用 五、冰川的地质作用 六、风的地质作用
第四纪地质Quarternary 第四纪地质Quarternary Geology
工程地质 第四章 构造运动与地质构造1(1)

第四章
1、构造运动
2、构造运动的速度
相当缓慢的如:印度古大陆现在每年仍以近2cm的速度 向北移动;迅速的地震造成的断裂可达几米-几千米。
第四章
1、构造运动
三、构造运动的主要理论
1、对流说 2、均衡说
3、地球自转说
4、板块构造说
地球在形成过程中,表层冷凝成地壳,随后地 壳被胀裂成六大板块。
第四章
(二)与桥基工程的关系
桥墩台地基稳定性和冲刷问题是桥梁工程的主要工程地 质问题。 桥基的稳定性与岩层产 状、软弱结构面等都有直接 关系。当岩层产状倾向下游, 其中又带有软弱夹层时,会 因水的冲蚀作用而影响基础 的稳定性,如果软弱夹层较 厚,会使基础产生差异沉降 导致墩身歪斜或倾覆。
桥基不稳定示意图
当两种不同岩层接触,其接触面较陡时,会造成桥基不稳, 因为接触面一般多是软弱结构面,故最好是将桥基设计在单一 岩层之上。
第四章
2、成层构造
四、地层的接触关系
上覆岩体
下伏岩体
地层间的接触关系主要有
整合接触 假整合、 不整合接触关系
第四章
2、成层构造
1、整合接触 当某个地区在某一地质时期是处于连续沉降的地壳 运动作用下,
整合接触及其形成的构造运动背景示意图 a-地壳持续下降相邻各地层皆为连续形成的; b-地壳持续上升相邻各地层皆为连续形成的
回
岩层 岩石 地基 工程地质 岩石圈 地层
顾
地貌 成层构造 地质构造 变形构造
变位构造 残积物 坡积物 洪积物 相对地质年代 松散堆积物 冲积物 地质年代 绝对地质年代 ( Q) 海积物 湖积物 冰碛物 风积物
工程地质思维法
第四章 构造运动与地质构造
主要内容
第4章+岩土体的工程地质特性(4)

2、土粒粒组
砂
3、土的颗粒级配
工程上常用土粒的不均匀系数来定量判断土的级配好坏。 不均匀系数Cu可表示如下:(颗粒级配累积曲线上找点计算)
Cu
d 60 d10
式中:d60称为限定粒径,当土的颗粒级配曲线上小于某粒径的土粒 相对累积含量为60%时,该粒径即为d60; d10称为有效粒径,当土的颗粒级配曲线上小于某粒径的土粒相 对累积含量为10%时,该粒径即为d10。 一般Cu<5的土为均粒土,属级配不良土;Cu>10的为级配良好 的土;Cu=5~10的为级配一般的土。
4.2.3.土的各重度指标 土的各重度指标为土的各相应密度指标 与重力加速度的乘积。即: γ′=ρ′g 浮重度(也称土的有效重度) γd=ρdg 干重度 γ=ρg 天然重度 γsat=ρsatg, 饱和重度 单位都为kN/m3。工程实用上取重力加速度 g=l0m/s2,水的重度取10kN/m3。
(2)碎石土密实度的野外鉴定
(4)粉土的密实度应根据孔隙比e划分为:稍密、中密
和密实,
其湿度应根据含水量ω(%)分为:稍湿、湿、很湿,并
应分别符合表1-12及1-13的规定。
(5)粘性土为塑性指数IP>10的土,可按表1-14规定分为粘土 和粉质粘土,其状可按3-15分为坚硬、硬塑、可塑、软塑及 流塑。
(6)淤泥在静水或缓慢流水环境中沉积,并经生物化 学作用形成,是天然含水量大于液限、天然孔隙比 e≥1.5的粘性土。但1.0≤e<1.5的土应为淤泥质土。
(7)人工填土据其组成的成因,分为素填土、杂填土 及冲填土。 素填土为由碎石土、砂土、粉土及粘性土等组成的 填土; 杂填土为含有建筑垃圾、工业废料、生活垃圾等杂 物的填土; 冲填土为水力冲填泥沙形成的填土。
工程地质 课件 第四章 地质构造

B、岩层倾向与坡向相同。岩层的倾角大于坡角时,岩层露 头线与地形等高线呈相反方向弯曲,在沟谷处,“V”字型 露头尖端指向下游。
C、岩层倾向与坡向相同,但岩层倾角小于地层坡度角:这时 岩层露头线与地形等高线也呈相同方向弯曲,在沟谷处, “V”字型露头的尖端指向上游,与第一种情况类似,但露 头线的弯曲程度大于地形等高线程度。
a.走向节理:节理走向与岩层走向大致平行(1) b.倾向节理:节理走向与岩层走向大致垂直(2) c.斜向节理:节理走向与岩层走向斜交(3)
c.顺层节理:节理面大致平行于岩层面(4)
按节理与褶皱枢纽方向分: a.纵节理:二者大致平行(1)
b.横节理:二者大致垂直(3)
c.斜节理:二者斜交(2)
节理与褶皱的成生关系
五断层的工程性质评价岩体被断裂构造切割成为不连续体其上不连续面是断层节理层面结构面断层影响岩体稳定性断层带岩石破碎强度低断层对工程建设不利支护加固隧道工程降低地基岩体强度造成地基及场地稳定性问题地基变形影响施工中的问题坍塌和涌水断层地震对道路选线若与断层走向平行易产生边坡滑塌对区域稳定性的影响不利安全防范包括两个层面
正断层向深处变缓呈犁状
2.逆断层:沿断层面倾斜方向上 盘相对上升、下盘相对下降。
一般是在两侧受到近于水平的挤压 力作用下形成的
因形成的力学条件与褶皱伴生,故 多与褶皱伴生
高角度逆断层倾角>45°
低角度逆断层倾角<45°称为逆冲断 层、逆掩断层
规模巨大同时上盘沿波状起伏的低 角度断层面作远距离推移(几公里、 十几公里)的逆掩断层称为推覆构 造
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1、地形与地貌(名词解释)
地形:专指地表既成形态的某些外部特征,如高低起伏、坡度大小和空间分布等。
地貌:由于地质作用的长期进行,在地壳表面形成各种不同成因、不同类型、不同规模的起伏形态。
2、地貌水准面(名词解释)
当内力造成地表的基本起伏后,若地壳运动由活跃期转入宁静期,内力作用将变弱,但外力作用仍在继续,最终将地表夷平,形成一个夷平面;这个夷平面就是高地被削平、洼地被填平的水准面,称之为地貌水准面。
3、山岭地貌、剥蚀地貌、低地、堆积平原分别是如何形成的?
山岭地貌:如果内力作用使地表上升的上升量大于外力作用的剥蚀量,地表就会上升,形成山岭地貌;
剥蚀平原:若内力作用的上升量小于外力作用的剥蚀量,地表就会降低或被削平,形成剥蚀平原。
低地:如果内力作用使地表下降的下降量大于外力作用所造成的堆积量,地表就会下降,形成低地;
堆积地貌:若内力作用的下降量小于外力作用的堆积量,地表就会被填平甚至增高,形成堆积平原或各种堆积地貌。
4、地貌分为哪几个等级?形成的主导因素各是什么?
①巨型地貌:几乎完全由内力作用形成
②大型地貌:基本上也是由内力作用形成
③中型地貌:主要是由外力作用形成
④小型地貌:基本上受外力作用控制
5、何谓垭口?垭口有哪些类型?各种垭口的特点及其工程性质如何?
垭口:山脊标高较低的鞍部
类型:1、构造型垭口:由构造破碎带或软弱岩层经外力剥蚀形成的
①断层破碎带型垭口:由于岩体破碎严重,强度较低,工程性质较差,不宜开挖隧道和深大路堑。
②背斜张裂带型垭口:构造裂隙发育,岩体破碎严重,但工程性质较断层破碎带型好;因为两侧岩层外倾,有利于排除地下水和边坡稳定,一般可采用较陡边坡,但不宜开挖隧道。
③单斜型垭口:多由软弱岩层构成,开挖路堑时,两侧岩层的边坡倾向不同,稳定性也不同。
由于岩层松软,风化严重,稳定性差,故不易深挖。
2、剥蚀型垭口:以外力强烈剥蚀为主导因素形成的,松散覆盖层很薄,基岩多半裸露,路堑边坡的稳定性较好。
垭口的肥瘦和形态主要取决于岩性、气候以及外力切割程度等因素。
3、剥蚀堆积型垭口:以剥蚀和堆积作用为主导因素形成的,外形浑圆,垭口宽度和松散堆积层的厚度较大,其工程性质取决于垭口的物质组成和地下水的情况。
若地下水埋藏较浅时,不易采取深挖。
6、何谓河流阶地?河流阶地有哪些类型?各种阶地的成因、特点及其工程性质如何?
阶地:沿谷坡走向呈条带状分布或断断续续分布的阶梯状平台
类型:①侵蚀阶地:主要由河流的侵蚀作用形成(由于地壳急剧上升、河流下蚀很快而成的),多由基岩组成,又叫基岩阶地。
工程性质:阶地面较狭窄,但强度高,稳定性较好
②堆积阶地:由河流的冲积物组成,又称冲积阶地或沉积阶地。
河流侧向侵蚀拓宽河谷后,由于地壳下降,有大量的沉积物发生堆积;地壳上升后,河流在
堆积物中下切,形成堆积阶地。
上迭阶地:河流下切深度逐渐减小,侧蚀作用逐渐减弱而形成的
内迭阶地:河流下切的深度超过堆积物的厚度直达基岩而形成的
工程性质:由松散物质组成,常含有软弱夹层,稳定性一般较差
③侵蚀-堆积阶地:又称基座阶地。
在地壳相对稳定、下降和再上升的过程中形成的,是侵蚀阶地和堆积阶地的过渡类型。
工程性质:由基岩和冲积层两部分组成,但基岩上部冲积物覆盖厚度一般较小,整个阶地主要由基岩组成,承载力较高。