中国区域工程地质ppt课件
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• 外界的干扰因素很多，需要排除干扰因素， 突然异常。
21
47.91” 261m
36
30.05” A
42
46.16” 250m Baidu Nhomakorabea6.10” 251m
256m
C 27.56”
30.13” Hole
D
117
44.07” 243m 44.14” 242m
246m
07
27.54”
30.19” B
42.07” 238m 41.96” 235m
察） • 因素（自然、经济、环境、社会） • 区域工程地质－山体结构－岩体结构（多层次）
– 区域稳定性－山体稳定性－岩体稳定性
• 地质条件（新构造运动、岩性、地震） • 工程地质条件（多因素）
– 边坡工程：岩体结构控制 – 地下工程：地应力和岩性
• 原则：顺应原则（适应自然）、协调原则（改造、加固）
大亚湾中微子实验隧道工程地质勘察
尚彦军
中科院地质与地球物理所 (IGG)
2
1. 目的 通过可行性研究阶段工程地质勘察，为大亚湾中微 子实验隧道工程初步设计提供地质依据
2.勘察工作内容
(1) 地形测绘 (2) 踏勘
(3) 地质填图
(4) 地球物理勘探
(5) 钻探和编录
(6) 孔内测试
(地应力, 渗透性, 钻孔电视, 声波测井)
(7) 室内实验 (化学/矿物/物理/力学)
3
(8) 结果综合分析
3.勘察方法和仪器设备
项目 地形测绘
仪器和方法
徕卡 TCA 2003, 灵瑞 S80 GPS
地质填图
Venture GPS of Garmin,笔记本电脑, 数码相机,罗盘
地球物理勘 探 钻探
声波测井
钻孔电视
地应力测试
室内实验
McOHM-21 高密度电法,OYO, 地震折射 Mc-f170 s24,微重力仪 CG-3 钻机型号 XY-100,XY-150
(2)
σIII = (σ1 + σ2) / 2 + (σ1 - σ2 ) cos 2 (θ1+90o)
= (σ1 + σ2) / 2 - (σ1 - σ2 ) cos 2θ1
(3)
应力解除法
20
我做过的一些工作－－山东泰安
• 地震台站中设置各种仪器，记录地应变和 地倾斜等，以此相应来获取地壳变形信息， 预测地震的发生。
27
工程地质研究核心 工程建筑与地质环境两者之
间相互制约、相互作用
• 工程地质条件（工程地质勘察） • 工程地质问题（分析、预测） • 工程地质评价（服务于工程设计、施工）
•物探需要和地质结合 •地球物理人员需要学习了解工程地质
•综合物探
15
孙玉军 （地球物理博士 中科院研究生院）
2008－03－11
地应力
• 地应力是一个具有相对稳定性的非稳定应 力场，它是时间和空间的函数．
• 地应力在绝大部分地区是以水平应力为主 的三向不等压应力场．三个主应力的大小 和方向是随着空间和时间而变化的，因而 它是个非稳定的应力场．
图 号 附图2(A线)
A线工程地质断面图
14
物探与工程地质
•地表地质调查、物探和钻探构成地下工程勘察工 作的主要内容和技术方法
•有利于掌握线上和面上的地质结构变化，节约钻 探工作量
•对深埋地下工程，物探的意义更为突出，因为高 山上钻探难度大，有时是唯一有效的手段
物探物探相信一半？
•假异常 •多解性
13
W3～4
W3～4 W2
W1
20° 70°
A线工程地质纵断面图
W2 W1
W1
W3～4 W2
150° 50°
W3～4 W2
W1
320° 70°
W3～4 W2
W1
A线工程地质剖面图
制 图 史永跃
中国科学院地质与地球物理研究所 比例尺 1：2000
复 核 尚彦军
大亚湾中微子实验隧道工程
日 期 2006-5
16
地应力
17
地应力测量
• 测量原始地应力就是确定存在于拟开挖岩 体及其周围区域的末受扰动的三维应力状 态．这种测量通常是通过一点一点的量测 来完成的．
18
地应力测量方法
• 根据测量手段：构造法、变形法、电磁法、 地震法、放射性法五类．
• 根据测量原理的不同分为：应力恢复法、 应力解除法、应变恢复法、应变解除法、 水压致裂法、声发射法、x射线法、重力法 共八类．
工程地质学研究内容
• 土体工程地质
– 粘土矿物 – 特殊土
• 岩体工程地质
– 岩体结构控制论、优势结构面 – 软弱结构面 – 破碎岩体
• 工程动力地质作用与地质灾害 • 工程地质勘察理论与技术方法 • 区域工程地质（工程选址、规划） • 环境工程地质（生态保护、环境影响评估）
1
IHEP
2006年7月5日 中科院高能所
2T y2
• 平衡方程
x
x
xy
y
fx
0 , yx
x
y
y
fy
0
• 几何方程
x
u ,
x
y
v y
,
xy
v u x y
24
地倾斜结果
观测值
计算值
25
地应变结果
观测值
计算值
26
工程选址
• 工程目的（地面、地下－基坑、边坡、坝基－重要程度） • 工作阶段（预可研、可行性初步勘察、详细勘察、施工勘
27.51”
30.34”
236m
39.78” 231m
230m
30.16”
22
采用的方程
• 热传导方程
T t
2T x2
2T y2
• 平衡方程
x
x
xy
y
fx
0 , yx
x
y
y
fy
0
• 几何方程
x
u ,
x
y
v y
,
xy
v u x y
23
采用的方程
• 热传导方程
T t
2T x2
精度: 角度:±0.5’’，距离: 1mm±1ppm
(2) 地质填图
手持 GPS
(3) 地质勘探 物探 钻探
6
高密度电阻率法
地震折射法 微重力法
7
8
中远厅地球物理解释剖面
9
微重力勘探地质解释剖面
10
11
显示风化囊和断层的地球物理解释剖面
钻孔ZK1 深度: 213.1m
12
综合工程地质图
RSST01C 超声波测井仪
ABI40 超声波成图成像
水压致裂测试系统
Fluke PM6306 RCL电阻率仪一台、YTD-200型电子式压力实验机一台、WEP-600型微 机控制屏显万能试验机一台、飞利普PW2404X射线荧光光谱仪一台
4
5
(1) 地形图测绘
Leica TCA 2003 全站仪
• 依据基本原理：直接法和间接法。
19
地应力测量方法
σI = (σ1 + σ2) / 2 + (σ1 - σ2 ) cos 2θ1
(1)
σII = (σ1 + σ2) / 2 + (σ1 - σ2 ) cos 2 (θ1 + 45o)
= (σ1 + σ2) / 2 + (σ1 - σ2 ) sin 2θ1
21
47.91” 261m
36
30.05” A
42
46.16” 250m Baidu Nhomakorabea6.10” 251m
256m
C 27.56”
30.13” Hole
D
117
44.07” 243m 44.14” 242m
246m
07
27.54”
30.19” B
42.07” 238m 41.96” 235m
察） • 因素（自然、经济、环境、社会） • 区域工程地质－山体结构－岩体结构（多层次）
– 区域稳定性－山体稳定性－岩体稳定性
• 地质条件（新构造运动、岩性、地震） • 工程地质条件（多因素）
– 边坡工程：岩体结构控制 – 地下工程：地应力和岩性
• 原则：顺应原则（适应自然）、协调原则（改造、加固）
大亚湾中微子实验隧道工程地质勘察
尚彦军
中科院地质与地球物理所 (IGG)
2
1. 目的 通过可行性研究阶段工程地质勘察，为大亚湾中微 子实验隧道工程初步设计提供地质依据
2.勘察工作内容
(1) 地形测绘 (2) 踏勘
(3) 地质填图
(4) 地球物理勘探
(5) 钻探和编录
(6) 孔内测试
(地应力, 渗透性, 钻孔电视, 声波测井)
(7) 室内实验 (化学/矿物/物理/力学)
3
(8) 结果综合分析
3.勘察方法和仪器设备
项目 地形测绘
仪器和方法
徕卡 TCA 2003, 灵瑞 S80 GPS
地质填图
Venture GPS of Garmin,笔记本电脑, 数码相机,罗盘
地球物理勘 探 钻探
声波测井
钻孔电视
地应力测试
室内实验
McOHM-21 高密度电法,OYO, 地震折射 Mc-f170 s24,微重力仪 CG-3 钻机型号 XY-100,XY-150
(2)
σIII = (σ1 + σ2) / 2 + (σ1 - σ2 ) cos 2 (θ1+90o)
= (σ1 + σ2) / 2 - (σ1 - σ2 ) cos 2θ1
(3)
应力解除法
20
我做过的一些工作－－山东泰安
• 地震台站中设置各种仪器，记录地应变和 地倾斜等，以此相应来获取地壳变形信息， 预测地震的发生。
27
工程地质研究核心 工程建筑与地质环境两者之
间相互制约、相互作用
• 工程地质条件（工程地质勘察） • 工程地质问题（分析、预测） • 工程地质评价（服务于工程设计、施工）
•物探需要和地质结合 •地球物理人员需要学习了解工程地质
•综合物探
15
孙玉军 （地球物理博士 中科院研究生院）
2008－03－11
地应力
• 地应力是一个具有相对稳定性的非稳定应 力场，它是时间和空间的函数．
• 地应力在绝大部分地区是以水平应力为主 的三向不等压应力场．三个主应力的大小 和方向是随着空间和时间而变化的，因而 它是个非稳定的应力场．
图 号 附图2(A线)
A线工程地质断面图
14
物探与工程地质
•地表地质调查、物探和钻探构成地下工程勘察工 作的主要内容和技术方法
•有利于掌握线上和面上的地质结构变化，节约钻 探工作量
•对深埋地下工程，物探的意义更为突出，因为高 山上钻探难度大，有时是唯一有效的手段
物探物探相信一半？
•假异常 •多解性
13
W3～4
W3～4 W2
W1
20° 70°
A线工程地质纵断面图
W2 W1
W1
W3～4 W2
150° 50°
W3～4 W2
W1
320° 70°
W3～4 W2
W1
A线工程地质剖面图
制 图 史永跃
中国科学院地质与地球物理研究所 比例尺 1：2000
复 核 尚彦军
大亚湾中微子实验隧道工程
日 期 2006-5
16
地应力
17
地应力测量
• 测量原始地应力就是确定存在于拟开挖岩 体及其周围区域的末受扰动的三维应力状 态．这种测量通常是通过一点一点的量测 来完成的．
18
地应力测量方法
• 根据测量手段：构造法、变形法、电磁法、 地震法、放射性法五类．
• 根据测量原理的不同分为：应力恢复法、 应力解除法、应变恢复法、应变解除法、 水压致裂法、声发射法、x射线法、重力法 共八类．
工程地质学研究内容
• 土体工程地质
– 粘土矿物 – 特殊土
• 岩体工程地质
– 岩体结构控制论、优势结构面 – 软弱结构面 – 破碎岩体
• 工程动力地质作用与地质灾害 • 工程地质勘察理论与技术方法 • 区域工程地质（工程选址、规划） • 环境工程地质（生态保护、环境影响评估）
1
IHEP
2006年7月5日 中科院高能所
2T y2
• 平衡方程
x
x
xy
y
fx
0 , yx
x
y
y
fy
0
• 几何方程
x
u ,
x
y
v y
,
xy
v u x y
24
地倾斜结果
观测值
计算值
25
地应变结果
观测值
计算值
26
工程选址
• 工程目的（地面、地下－基坑、边坡、坝基－重要程度） • 工作阶段（预可研、可行性初步勘察、详细勘察、施工勘
27.51”
30.34”
236m
39.78” 231m
230m
30.16”
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采用的方程
• 热传导方程
T t
2T x2
2T y2
• 平衡方程
x
x
xy
y
fx
0 , yx
x
y
y
fy
0
• 几何方程
x
u ,
x
y
v y
,
xy
v u x y
23
采用的方程
• 热传导方程
T t
2T x2
精度: 角度:±0.5’’，距离: 1mm±1ppm
(2) 地质填图
手持 GPS
(3) 地质勘探 物探 钻探
6
高密度电阻率法
地震折射法 微重力法
7
8
中远厅地球物理解释剖面
9
微重力勘探地质解释剖面
10
11
显示风化囊和断层的地球物理解释剖面
钻孔ZK1 深度: 213.1m
12
综合工程地质图
RSST01C 超声波测井仪
ABI40 超声波成图成像
水压致裂测试系统
Fluke PM6306 RCL电阻率仪一台、YTD-200型电子式压力实验机一台、WEP-600型微 机控制屏显万能试验机一台、飞利普PW2404X射线荧光光谱仪一台
4
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(1) 地形图测绘
Leica TCA 2003 全站仪
• 依据基本原理：直接法和间接法。
19
地应力测量方法
σI = (σ1 + σ2) / 2 + (σ1 - σ2 ) cos 2θ1
(1)
σII = (σ1 + σ2) / 2 + (σ1 - σ2 ) cos 2 (θ1 + 45o)
= (σ1 + σ2) / 2 + (σ1 - σ2 ) sin 2θ1