勘探与取样
岩土工程勘察课件3勘探与取样
注意事项
现场原位试验应遵循相关规范和 标准，确保试验结果的准确性和 可靠性。同时，应注意安全问题， 如防止试验过程中出现坍塌、滑
坡等事故。
03
勘探与取样的应用
岩土工程勘察
岩土工程勘察是勘探与取样的主要应用领域之一，通过对岩土体的勘探和取样，可以获取岩土的物理 性质、力学性质和化学性质等参数，为工程设计和施工提供基础资料和依据。
THANKS.
在地质灾害评估中，勘探和取样 的重点是对地质构造、地层岩性、 地下水状况等进行深入调查和分 析，以揭示地质灾害的内在因素 和触发条件。
地质灾害评估需要综合考虑多种 因素，包括地质环境、气象条件、 人类活动等，因此在实际操作中 需要采用多学科交叉的方法和技 术，提高评估的准确性和可靠性。
地下水研究
地下水研究是勘探与取样的又一重要 应用领域，通过对地下水的水文地质 条件、水质状况和动态变化等进行深 入调查和分析，可以为水资源开发利 用、环境保护和地质灾害防治等方面 提供科学依据。
方法
在钻孔内或现场对土样进 行扰动，常用的工具有螺 旋钻、盘式取土器等。
注意事项
由于扰动土样的代表性较 差，因此应尽量减少扰动， 同时加强现场记录和试验 控制。
现场原位试验
目的
在现场对土体的天然状态进行试 验，以获取土的工程性质和承载
力等方面的数据。
方法
常用的试验方法有标准贯入试验、 静力触探试验、旁压试验等。
1 2 3
确保作业现场安全
在勘探和取样过程中，应采取必要的安全措施， 如设置警戒线、标识危险区域等，确保作业现场 的安全。
遵守安全操作规程
勘探和取样人员应严格遵守安全操作规程，佩戴 必要的安全防护装备，如安全帽、防护服等，以 降低安全风险。
建筑工程地质勘探与取样技术规程
建筑工程地质勘探与取样技术规程一、引言地质勘探与取样技术在建筑工程中起着至关重要的作用。
通过对地下地质情况的了解和分析，可以为工程设计和施工提供重要的参考依据，确保工程的安全和质量。
本技术规程旨在规范建筑工程中的地质勘探与取样工作，确保其科学、可靠，并为相关人员提供操作指南。
二、地质勘探方法1.地面勘探地面勘探主要采用物探和地质勘察方法。
物探包括地震勘探、电磁探测和重力勘探等，用以了解地下地层情况、岩性分类和地下水位等信息。
地质勘察主要采用钻探、观察和野外调查等方法，用以获取地质构造、地层厚度和地下水化学性质等数据。
2.孔隙水取样孔隙水取样是为了分析地下水的化学成分和性质。
一般采用含水层水样取样器进行取样。
取样过程应注意避免污染，确保取样液体的原样性。
3.土壤取样土壤取样是为了分析土壤的物理和化学性质。
通常采用取样器或钻探取样。
取样深度应根据工程要求进行确定，取样过程应注意避免土壤的氧化和干燥。
4.岩石取样岩石取样是为了分析岩石的物理和力学性质。
通常采用锤击或钻探取样。
取样过程应注意避免岩石的破碎和变形。
三、取样方法与要求1.取样点的选择取样点应根据工程的具体要求进行选择，并进行合理布局。
对于大型工程，取样点的选择应遵循等密度和等间距原则，确保取样结果的代表性。
2.取样工具和设备取样工具和设备应保持清洁、完好，并进行定期检修和维护。
使用前应进行检查，确保其功能正常。
3.取样深度和数量取样深度应根据工程要求和具体地质情况进行确定。
对于土壤取样，应根据地层特点进行取样，保证深度和数量的合理性。
4.取样过程注意事项取样过程中应遵循专业操作规范，确保取样的准确性和可靠性。
取样时应注意避开扰动源，避免取样过程中的干扰和损坏。
四、取样分析与结果处理取样分析应由具备相关资质的实验室进行，确保结果的准确性和可靠性。
分析结果应进行合理的处理和解读，提供给设计、施工等相关方使用。
五、质量控制措施地质勘探与取样工作应按照相关标准和规程进行，严格遵循质量控制措施。
第三章 勘探与取样
• （2）回转式取土器
• 贯入式取土器一般只适用于软土及部分可塑状土，对 于坚硬、密实的土类则不适用，对于这些土类，必须 改用回转式取土器。回转取土器主要有两种类型：
• 1)单动三重(二重)管取土器。类似于岩芯钻探中的双 层岩芯管，取样时外管切削旋转，内管不动，故称单 动。如在内管内再加衬管，则成为三重管。其代表型 号为丹尼森(Denison)取土器。丹尼森取土器的改进 型称为皮切尔(Pitcher)取土器，其特点是内管l刃口的 超前值可通过一个竖向弹簧按土层软硬程度自动调节。 单动三重管取土器可用于中等以至较硬的土层中。
• (2)压人法。压人法可分为慢速压人法和快速压 人法两种。
• (3)回转法。此法系使用回转式取土器取样，取 样时内管压入取样，外管回转削切的废土一般用 机械钻机靠冲洗液带出孔口。这种方法可减少取 样时对土试样的扰动，从而提高取样质量。
• 2．探井、探槽中采取不扰动土试样方法
• 探井、探槽中采取不扰动土试样可采用两种方式，一种 是锤击敞口取土器取样，另一种是人工刻切块状土样。 后一种方法使用较多，因为块状土试样的质量高。
• 下列要求： • (1)取土器进入土层要顺利，尽量减小摩擦阻力。 • (2)取土器要有可靠的密封性能，使取土时不至于掉土。 ， • (3)结构简单，便于加工和操作。 • 此外，还应考虑下列因素： • (1)土样顶端所受的压力，包括钻孔中心的水柱压力、大气压
力及土样与取土筒内壁摩擦 • 时的阻力。 • (2)土样下端所受的吸力，包括真空吸力、土样本身的黏聚力
• 人工采用块状土试样一般应注意以下几点：
• (1)避免对取样土层的人为扰动破坏，开挖至接近预计取 样深度时，应留下20～30cm厚的保护层，待取样时再 细心铲除。
《勘探与取样》课件
汇报人：
单击输入目录标题 勘探与取样的基本概念 勘探的方法和技术 取样的方法和标准 勘探与取样的实践应用 勘探与取样的未来发展
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勘探与取样的基本概念
勘探的目和意义
勘探的目的：寻找 地下资源，如石油、 天然气、矿产等
勘探的意义：为经 济发展提供资源保 障，提高国家能源 安全
取样的方法和标准
取样的基本原则
准确性：取样应能准确反映 样品的真实情况
代表性：取样应能代表整个 样品的性质和特征
完整性：取样应能完整地反 映样品的所有信息
可重复性：取样应能保证在 不同时间和地点重复取样时
得到相同的结果
取样的方法分类
随机取样：从总体中随机抽取样本，保证样本的代表性 系统取样：按照一定的规则或顺序抽取样本，如时间、空间等 分层取样：将总体分为若干层，然后在每一层中抽取样本 整群取样：将总体分为若干群，然后在每一群中抽取样本 非概率取样：根据研究者的主观判断或经验抽取样本，如方便取样、
汇报人：
勘探技术的选择和应用
地质勘探：通过地质调查、地质钻探等方式获取地质信息
地球物理勘探：利用地球物理方法，如地震、重力、磁法等，获取地下 地质信息
地球化学勘探：通过分析地下岩石、土壤、水等样品，获取地下地质信 息
遥感勘探：利用遥感技术，如卫星、航空、地面等，获取地表地质信息
勘探技术的选择：根据勘探目的、地质条件、经济因素等选择合适的勘 探技术
勘探与取样在其他领域的应用
地质勘探：寻找矿 产资源，如石油、 天然气、金属等
环境监测：监测地 下水、土壤污染等 环境问题
考古研究：挖掘古 墓、遗址等历史遗 迹
城市建设：地下管 线、隧道等基础设 施建设
工程地质勘探与取样
◈ ⑶孔中试验-按试验要求（如水文实 验-测水温、水位、分层止水）；
◈ ⑷取土要求-保持结构、含水量原状。
·勘探·
·勘探·
4、技术工作：
⑴钻孔设计书：
内容-
条件、 目的、 方法、要求
钻孔附斜近孔交地叉形岩法、层勘倾地探角质较河大情床时况采；用斜孔比
·勘探·
4、粘性土的稠度-是决定土的工程地质性质的重要指标， 分坚硬、硬塑、可塑、软塑、流塑5种状态。
5、含有物-土中含有非自身成分，如：植物根、碎砖瓦、 炉渣、有机质、贝壳、氧化铁等。记录应注明含有物的大 小和数量。
6、其他-碎石土、砂土应描述级配、砾石含量、最大粒径、 主要矿物成分。粘性土应描述断面形状、孔隙大小、粗糙 程度、是否有层理等。土中有特殊气味应注明。邻近设施 对土质的影响，如管道漏水使粘土变软。
重
m
型 平硐 有出口的水平坑道
石门 与竖井相连的水平巷道
适用条件
早期阶段，揭示浅部地 质现象，如风化壳、第 四系、接触界面等，用 于取样及野外现场试验
后期阶段，重要工程、 洞室工程；探明重要地 质现象，用于深部取样、 试验
·勘探·
3、技术工作 --坑探工程设计书、观察描述、地质编录
3.1 设计书编制— a,工程目的、类型、编号； b,掘进深度及论证； c,工程点附近地形地质概况； d,施工条件（难易、掘进方法、地下水涌水及
较完整岩芯长度与回次进尺百分比； c.岩石质量指标RQD：
大于10cm柱状岩芯与回次进尺的百分比。
岩石质量指标(RQD)的计算和分级
岩石 岩石 质量 质量 指标 描述 (RQD） 0~25 极劣的 25~50 劣的 50~75 不足的 75~90 好的 90~100 很好的
建筑工程勘探与取样技术规程
建筑工程勘探与取样技术规程嘿，朋友们！今天咱就来聊聊建筑工程勘探与取样技术规程这档子事儿。
你说建筑工程像不像一个大拼图？勘探和取样就是找到那些关键的拼图块呀！这可太重要啦，要是没整好，那整个建筑不就可能出大问题嘛！咱先说说勘探吧。
就好比你要去一个陌生的地方，你得先搞清楚那里的地形、地貌啥的吧？建筑工程的勘探也是这个道理。
得仔细看看地底下都有些啥，土层怎么样，有没有啥特殊的地质情况。
这可不是随便糊弄一下就行的，得像侦探一样，不放过任何一个小细节。
你想想，如果勘探的时候马马虎虎，到时候建着建着楼歪了或者塌了，那可咋整？那不是闹大笑话了嘛！再说说取样。
这就像是从那个大拼图里挑出几个有代表性的小块来仔细研究。
得取到能真正反映地下情况的样本呀！不能瞎取一气，那可不行。
而且取样的方法也得讲究，不能随随便便就挖一块土回来。
这就好比你去买菜，你得挑新鲜的、好的菜吧，不能啥烂菜叶子都往篮子里装呀！勘探和取样还得注意时间和环境呢！不能大冬天的去勘探，地都冻得硬邦邦的，能探出个啥呀？也不能在狂风暴雨的时候去，那不是给自己找麻烦嘛！得选个合适的时间和天气，就像你出门得看天气预报一样。
还有啊，勘探和取样的设备也很重要。
就跟战士上战场得有好武器一样，咱这勘探取样也得有好工具。
要是工具不好使，那不是耽误事儿嘛！你说这建筑工程勘探与取样技术规程是不是特别重要？就像人要吃饭睡觉一样，是必不可少的呀！要是没做好这一步，后面的工程可就没法顺利进行啦。
咱可不能在这上面马虎，得认真对待，把每一个环节都做好，这样才能建出安全可靠的房子、大楼。
所以呀，大家可都得重视起来，别不当回事儿哟！这可关系到大家的生命财产安全呢！。
第五章勘探与取样
表5.2 钻孔口径及相应的钻具规格
钻具口径及相应的钻具规格(mm)
岩芯内管
套管
钻杆
D d D dDd
36 35 29 26.5 23 45 38 33 23 46 45 38 35 31 58 49 43 31 59 58 51 47.5 43.5 73 63 54 42 75 73 65.5 62 56.5 89 81 67 55 91 89 81 77 70 108 99.5 67 55 110 108 99.5 ― ― 127 118 ― ― 130 127 118 ― ― 146 137 ― ― 150 146 137 ― ― 168 156 ― ―
⑥利用钻孔进行地下水位的长期观测、或对场地进行降水以保证场地岩（土） 的相关结构的稳定性（如基坑开挖时降水或处理滑坡等地质问题）。
（2）钻探的基本程序
钻探过程包含三个基本程序： ①破碎岩土。要在地壳中形成钻孔，首先要进行破碎岩土的钻进工作，钻进可 以采用人力或机械力（绝大多数情况下采用机械钻进），以冲击力、剪切力或研 磨形式使小部分岩土脱离母体而成为粉末、小岩土块或岩土芯的现象就称为破碎 岩土。在孔底将岩土全部破碎成粉末或小块的钻进方法称为“全面钻进”。而钻 进过程中只破坏孔底环状部分岩土，中间岩土芯保留的钻进方法称为“取芯钻 进”。
②采取岩土芯或排除破碎岩土。这一过程又分为三种方法：一是采用机械的方法， 如用取样器、勺钻等取出岩土芯或碎块粉末；二是将岩粉或岩土碎块与水混合成岩 粉浆或泥浆后，用抽筒抽出地表，如冲击钻；三是用流体（泥浆、清水、乳化液或 空气）作为循环介质，将破碎的岩屑、土块输送到地表。
③加固孔壁。当在地壳中形成钻孔之后，钻孔周围原来的地层平衡稳定状态遭到 破坏，继而可能引起孔壁坍塌。因此钻孔后必须对孔壁进行加固，加固的方法有三 种：一是借助于循环液的静水压力来平衡地层的侧向压力以维持其稳定，这种方法 在现代的反循环钻进中得到充分利用；二是用惰性材料或化学材料对孔壁进行处理 加固，常用的惰性材料有水泥、黏土，化学材料有混入循环液中的泥浆处理剂，还 有如直接注入钻孔中的堵漏剂，如氰凝、丙凝等；三是用金属或非金属的套管下人 钻孔中以支撑孔壁，这种方法虽然可靠，但成本较高。
钻孔勘察与取样
械钻探
使用钻机在地表钻孔，通 过钻头破碎岩土层，获取 岩芯样品。
地球物理勘探
利用物探仪器检测地下岩 土层的物理性质，如电阻 率、声波速度等，推断地 下岩土层的分布和性质。
井中物探
在钻孔中安装专用探测器 ，利用物探技术检测地下 岩土层的物理性质，获取 更深入的地下信息。
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取样技术
应急预案
制定应急预案
针对可能出现的突发情况，制定详细的应急 预案，明确应急处置流程和责任人。
进行应急演练
定期组织应急演练，提高作业人员应对突发 情况的能力和协作水平。
配备应急设备
提供必要的应急设备和物资，确保在紧急情 况下能够迅速响应。
建立应急通讯机制
建立有效的应急通讯机制，确保在紧急情况 下能够及时、准确地传递信息。
勘察流程
钻孔设计
根据勘察目的和场地条件，设 计钻孔深度、间距和钻孔类型 。
样品采集与分析
采集岩土样品，进行室内试验 和分析，获取岩土层的物理力 学性质。
现场踏勘
了解场地地形地貌、地质条件 和钻孔位置。
钻孔施工
按照设计要求进行钻孔施工， 记录钻孔过程中的地质信息。
报告编制
整理勘察数据和样品分析结果 ，编制勘察报告。
安全措施
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04
制定安全操作规程
明确钻孔勘察与取样的安全操 作规程，确保作业人员熟悉并
遵守。
配备安全防护装备
提供符合安全标准的防护装备 ，如手套、安全帽、护目镜等 ，确保作业人员的人身安全。
定期进行安全培训
定期组织安全培训，提高作业 人员的安全意识和应对突发情
况的能力。
设立安全检查制度
定期对钻孔勘察与取样的设备 和工具进行检查，确保其处于
工程地质勘探与取样
（6）其他。 如进行孔中摄影及孔中电视，喷锚支护灌浆处理钻孔，
基坑施工降水钻孔，灌注桩钻孔，施工廊道和导坑等。
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岩土工程勘探的特点
由于岩土工程勘探承担上述各项任务，它必然具有如下 特点：
目的：为解决与建筑物有关的岩土体的稳定问 题、变形问题、渗漏问题提供资料。
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钻探工程的渊源和发展概况
中国是世界上最早开始进行岩土钻掘工作的国家。 最迟在公元前1世纪我们的祖先已开始有组织地钻井来 采盐水，同时提取地层深处的天然气用于燃烧和照明。
清道光6年（1835年）钻成的第一口超1000m的井， 被联合国教科文组织定为19世纪中叶前的钻井世界纪录。 自1835～1997年沿用传统的方法（裸眼采气、竹管输气） 累计产气1.4亿方。
岩石质量指标(RQD,Rock Quality Designation)：
(4)岩石：颜色；矿物成分；结构和构造；风化程度及风化 表现形式，划分风化带；坚硬程度；节理、裂隙发育情况，裂 隙面特征及充填胶结情况，裂隙倾角、间距，进行裂隙统计。 必要时作岩芯素描。
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佛 山 市 乐 从 大 罗 钻 探 地 层 柱 状 图
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岩土取芯
作为文字记录的辅助资料是岩土芯样。岩土芯样不仅对原 始记录的检查核对是必要的，而且对施工开挖过程的资料核对， 发生纠纷时的取证、仲裁，也有重要的价值。因此应在一段时 间内妥善保存。目前已有一些工程勘察单位用岩芯的彩色照片 代替实物。
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岩土工程勘探的手段
• 岩土工程勘探常用的手段有钻探工程、坑探工程及地球物理 勘探三类。
岩土工程勘探与取样
第8章勘探和取样1．勘探的功能和作用岩土工程勘探是用于查明地表下岩土体、地下水及不良地质作用的基本特性和空间分布的技术手段。
取样是在现场勘探过程中，利用一定的技术手段，采取能满足各种特定质量要求的岩石、土及地下水试样。
取样是在勘探过程中实现的。
岩土工程勘探是岩土工程勘察的一种手段，包括钻探、井探、槽探、坑探、洞探以及物探、触探等。
勘探的功能可概括为下列几方面：1）查明地表下岩土体、地下水及不良地质作用的空间分布；2）查明地表下岩土体的基本特性；3）勘探过程中能采取岩石、土及地下水试样；4）勘探过程中能进行原位测试或该勘探方法本身就是原位测试方法。
并不能要求一种勘探方法全部具备上述各项功能，但作为勘探方法必须具备能够查明地表下岩土体的空间分布这一基本功能，它包含两个要素：①能够按照工程要求的岩土分类方法鉴定、区分岩土类别，②能够按照工程要求的精度确定岩土类别发生变化的空间位置。
同时具备这两个要素才能作为一种勘探方法，否则就不属于勘探方法。
一种勘探方法的这两个要素在特定的岩土条件下所能达到的准确性和精度能否满足特定的工程要求，这是评价或选择勘探方法的重要依据之一。
2．勘探方法岩土工程勘探方法的分类，目前尚无统一的标准。
根据勘探方法的功能特点，一般可分为以下四类。
1）直接的勘探方法这类方法包括井探、槽探、坑探、洞探等，其特点是勘探方法基本功能的两个要素都具有直接性，可以在探井、探槽、竖井、平洞直接观察岩土体及其分布，可以直接量测岩土层的分层界线位置。
这类方法可以取样，尤其是在探井或探槽中可采取质量较高的土试样。
井探、槽探、坑探主要适用于土类的勘探，深度有限，且易受地下水位的影响。
竖井和平洞施工的难度大、时间长、成本高，主要应用于坝址、大型边坡、地下工程等大型岩土工程的勘探。
2）钻探钻探是利用钻探设备在地下形成钻孔,并从钻孔中取出岩土进行鉴别和划分地层。
从勘探方法来说，钻探属于半直接的勘探方法，其勘探成果的准确性和可靠性不如直接的勘探方法。
第6章工程地质勘探与取样使用讲解
（2）工程地质钻探的任务
探察地层岩性及分布，软弱岩土层分布； 了解基岩风化带的深度、厚度和分布情况； 探明地层断裂带条件，查明裂隙发育情况； 查明地下含水层的层数、深度及其水文地质参数； 利用钻孔进行灌浆、压水试验及其他原位测试； 利用钻孔进行地下水位的长期观测或对场地进行降 水（如处理滑坡和基坑降水问题）。
二、岩土取样
① 土样质量等级划分 原状土样：保持原有的天然结构未受破坏的土样。 扰动土样：试样的天然结构已遭受破坏。
取完全的原状土样不可能： 第一，土样脱离母体后，土样的应力状态发生了变 化，影响到土样的结构； 第二，钻探及采样过程中，钻具在钻压过程中必然 要对周围土体产生一定程度上的扰动； 第三，取土器的扰动，无论何种取土器都有一定的 壁厚、长度和面积，它在压入过程中，也使土样受 到一定的扰动。 “原状土样”只是相对扰动程度较小而已。
钻探方法的适用范围
注： 1. ＋ ＋适用；＋部分适用；一不适用；
2. 浅部土层可采用下列方法钻探：小口径麻花钻钻进；小口径勺形钻钻进； 洛阳铲钻进。
（5）钻探的技术要求
钻孔口径和钻具规格 钻孔口径应根据钻探目的和钻进工艺确定， 应
当满足取样、原位测试的要求 。对要采取原状土样 的钻孔，口径不得小于 91 mm ；对仅需鉴别地层岩 性的钻孔，口径不宜小于 36 mm ；而在湿陷性黄土 中的钻孔，口径不宜小于150 mm。在确定了钻孔口 径后，可根据表确定钻具的规格。
SGZ-IIIA型立轴式岩芯钻机
振动钻进 采用机械动力产生的振动力，通过连接杆和钻
具传到钻头，由于振动力的作用使钻头能更快地破 碎岩土层，因而钻进较快。该方法适合于土层中， 特别是颗粒组成相对细小的土层中采用。
ZDJ—3型振动钻机
工程地质勘探与取样要点
工程地质勘探与取样要点在工程建设中，地质勘探是一个非常重要的工作，它能为后期的设计和施工提供有力的数据支持，因此工程地质勘探必须要准确、细致、全面。
取样作为地质勘探中的一个重要环节，其质量对于勘探工作的准确性和可靠性具有至关重要的作用。
本文将就工程地质勘探与取样的要点进行介绍。
一、地理勘探1.1 勘探内容工程地质勘探的内容主要分为地形地貌、第四纪地质、地层岩性、构造及地下水等四个方面。
其中地形地貌主要包括山地、丘陵地、平原等，第四纪地质主要包括冰川地质、河流地质、湖泊地质、海岸地质等，地层岩性包括岩石的物理力学性质、结构特征、地质时代等，构造则包括断层、褶皱、岩性的变形。
地下水则是与建筑、围岩、排水等有关的内容。
1.2 勘探目的勘探的目标主要是为了获得有关地质构造、地质状况、矿产资源以及可行性等方面的基本信息，为后期的建设、开发和改造提供数据依据。
二、样品采集2.1 采集原则地质勘探的样品采集应该贯穿整个勘探工作当中，而采集的原则主要包括以下几点：定位明确，采样位置准确，听取工程师的建议等，严格遵守国家的有关规定。
2.2 采集方法（1）手工取土样：适用于岩石较少的地层，操作简单，且可以准确测量土样的深度和体积。
（2）动力取样法：适用于压实土层，采取膨胀包装剂来固定土样，获得具有足够代表性的土样。
（3）岩心取样法：用于取得具有代表性的岩石样本，用于矿质分析和判断岩石结构。
2.3 样品保护在样品采集过程中，应该做好各项保护措施，保护样品免受外来污染，保证采集位置的准确性和思想的安全性等。
2.4 采样体积样品的采样体积应该足够大，能够代表勘探区域内全部或者大部分岩土体的特性和物理机械性质，避免取得单一、片面的结果。
三、实验检测3.1 样品分析经过正确采集的样品，应该送到有资质的化验实验室进行分析，以便得出准确的。
同时，在对样品进行化学分析时还要注意正确的标准和方法。
3.2 分析结果化学分析的结果应该准确无误，不能存在误差较大和不确定性的结果，但是如果出现了这种状况，需要稳妥地开展措施以保证分析结果的准确性。
3勘探与取样
(二)双层岩心管钻进
• 双层岩心管钻进是复杂地层中最普遍采用的一种钻进技术。一般 岩心钻采用的是单层岩心管，其主要的缺点是钻进时冲洗液直接 冲刷岩心，致使软弱、破碎岩层的岩心被破坏。而双层岩心管钻 进时，岩心进入内管，冲洗液自钻杆流下后，在内、外两管壁间 隙循环，并不进入内管冲刷岩心，所以能有效地提高岩心采取率。 • 双层岩心管有双层单动和双层双动两类结构，以前者为优。
第二节
一、岩土工程钻探的特点
钻探工程
• 坑探、物探相比较，钻探有其突出的优点，它可以在各种环境 下进行，一般不受地形、地质条件的限制；能直接观察岩心和 取样，勘探精度较高；能提供作原位测试和监测工作，最大限 度地发挥综合效益；勘探深度大，效率较高。 • 与一般的矿产资源钻探相比，岩土工程钻探有如下特点： (1)钻探工程的布置，不仅要考虑自然地质条件，还需结合工程 类型及其结构特点。如房屋建筑与构筑物一般应按建筑物的轮 廓线布孔。 (2)除了深埋隧道以及为了解专门地质问题而进行的钻探外，孔 深一般十余米至数十米，所以经常采用小型、轻便的钻机。 (3)钻孔多具综合目的，除了查明地质条件外，还要取样、作原 位测试和监测等；有些原位测试往往与钻进同步进行，所以不 能盲目追求进尺。 (4)在钻进方法、钻孔结构、钻进过程中的观测编录等方面，均 有特殊的要求。
四、复杂地质体的钻进技术
(一)无泵钻进 • 在钻进过程中不用水泵，而是利用孔内水的反循环作用， 不使钻头与孔壁或岩心粘结，同时将岩粉收集在取粉管 内。这种钻进技术较简便，但它可防止由于水泵送水而 冲刷岩心及孔壁，较顺利地穿透软弱、破碎岩层，并提 高岩心采取率和基本保持岩层的原状结构。 • 无泵钻进与干钻不同，需定时地串动钻具，利用孔内水 的反循环作用，将岩粉沉淀于取粉管和岩心管内，孔底 保持干净而顺畅地钻进。 • 因无泵钻进劳动强度大，钻进效率较冲洗液钻进低，所 以在钻穿软弱、破碎岩层并做完水文地质试验后，应即 下入套管，改用冲洗液钻进。
矿产勘探学矿产质量研究和取样课件.ppt
矿产勘探学矿产质量研究和取样课件
一、矿产质量研究
(二)矿产质量研究的主要内容 1、矿石中有用及有害组分的含量、赋存 状态与分布规律 2、矿石中矿物组分、含量、共生组合及 分布 3、矿石结构、构造及矿物嵌布特征 4、矿石的技术物理性质 5、矿石工艺性质
矿产勘探学矿产质量研究和取样课件
含黄铁矿浸染状 H12 221.7 222,7 1 0.80 磁铁矿矿石 H13 222.7 224.2 1.5 1.2
224.2 225.0
55
0.8 0.8 100
矿产勘探学矿产质量研闪究长和岩取样课件 H14 224,2 225.0 0.8 0.8
三、化学取样
3)冲击钻进取样方法
–冲击钻勘查砂矿时，要按回次将全部掏出来的物 质收集起来作为一个样品。 为保证样品的可靠性，一是要将该回次物质收 集完全(减少损失)，二是防止孔壁塌落混入其 他物质“污染”，故要加套管加固孔壁，严禁 超管采样。样品长度要根据矿层厚度和预计的 采矿方法确定。
矿产勘探学矿产质量研究和取样课件
一、矿产质量研究
根据影响矿产质量的因素，将固体矿产 划分为： –(1)利用化学组成的矿产
大部分金属矿产（如黑色、有色、贵、稀有金属）和非金属 矿产（盐、萤石、磷灰石等）
–(2)利用矿物及其性能的矿产
大部分非金属矿产（如金刚石、水晶、云母等）
–(3)利用化学组成和矿物性能的矿产
铁矿矿石
H5 214.0 215.0 1 0.8
含黄铁矿浸染状 H6 层铁矿矿石 H7
H8
含磷灰石块状磁
铁矿矿石
H9
215.0 216.0 1 0.77 216.0 217.0 1 0.77 217.0 218.5 1.5 1.16
第三章工程地质勘探与取样（DOC）
第三章工程地质勘探与取样（DOC）第三章工程地质勘探与取样(DOC)第三章工程地质勘探与取样本章重点：重点介绍了工程地质勘探的任务、特点和手段，钻探工程，坑探工程，地球物理勘探的工作方法，勘探工作的布置和施工顺序，采取土样。
学习要求：掌握工程地质钻探方法及适用性、工程地质岩芯编录、取样的技术要求以及勘探工作的布置要求第一节概述工程地质勘探是在工程地质测绘的基础上，利用各种设备、工具直接深入地下岩土层，查明地下岩土性质、结构构造、空间分布地下水条件等内容的勘察工作，是探明深部地质情况的一种可靠的方法。
工程地质勘探的主要方式有钻探工程、坑探工程和地球物理勘探工程（简称物探工程）。
主要任务为：（1）探明建筑场地的岩性及地质构造，即各地层的厚度、性质及其变化；划分地层并确定其接触关系；了解基岩的风化程度划分风化带；了解岩层的产状、裂隙发育程度及其随深度的变化；了解褶皱、断裂、破碎带及其它地质构造的空间分布和变化。
（2）探明水文地质条件，即含水层、隔水层的分布、埋藏厚度、性质及地下水位。
（3）探明地貌及物理地质现象，包括河谷阶地、冲洪积扇、坡积层的位置和土层结构；岩溶的规模及发育程度；滑坡及泥石流的分布、范围、特性等。
（4）采取岩土样及水样，提供对岩土特性进行鉴定和各种试验所需的样品。
提供野外试验条件。
第二节物探工程一、物探工程的分类及应用物探工程是利用专门的仪器来探测各种地质体物理场的分布情况，并对其数据及绘制的曲线进行分析解释，从而划分地层判定地质构造、水文地质条件及各种不良地质现象的勘探方法，称为地球物理勘探。
物探工程的特点是：速度快、设备轻便、效率高、成本低。
但具有多解性，属于间接的方法。
因此，在工程勘察中应与其他勘探工程（钻探和坑探）等直接方法结合使用。
物探工程的主要作用有：（1 ）作为钻探的先行手段，了解隐蔽的地质界限、界面或常点（如基岩面、风化带、断层破碎带、岩溶洞穴等）；（2）作为钻探的辅助手段，在钻孔之间增加地球物理勘探点，为钻探成果的内插、外推提供依据；（3）作为原位测试手段，测定岩土体的波速、动弹性模量、土对金属的腐蚀性等参数。
第3章 勘探与取样
质条件在地表的特征，并借以推断地下的情况。
确切查明地下地质情况的基本方法是勘探工作。
•
（1）详细研究建筑场地或建筑地段的岩土体和地质构造 研究各地层的岩性特征、厚度及其横向变化，按岩性详细 划分地层，尤其须注意软弱岩层的岩性及其空间分布情况；
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确定天然状态下各岩土层的结构和性质；
在详细勘察阶段，须提出详细的岩土工程资料和设计 所需的岩土技术参数，并应对基础设计、地基处理以 及不良地质现象的防治等具体方案作出论证和建议， 以满足施工图设计的要求。因此须进行直接勘探，与 其配合还应进行大量的原位测试工作。 各类工程勘探坑孔的密度和深度都有详细严格的规定。 在复杂地质条件下或特殊的岩土工程(或地区)，还应 布置重型坑探工程。此阶段的物探工作主要为测井， 以便沿勘探井孔研究地质剖面和地下水分布等。
地球物理勘探简称物探，是一种间接的勘探手段， 它可以简便而迅速地探测地下地质情况，且具有立 体透视性的优点；但其勘探成果具多解性，使用时 往往受到一些条件的局限。 考虑到三类勘探手段的特点，布置勘探工作时应综 合使用，互为补充。
可行性研究勘察阶段的任务，是对拟建场地的稳 定性和适宜性作出评价，主要进行工程地质测绘， 勘探往往是配合测绘工作而开展的，而且较多地 使用物探手段，钻探和坑探主要用来验证物探成 果和取得基准剖面。 初步勘察阶段应对建筑地段的稳定性作出岩土工 程评价，勘探工作比重较大，以钻探工程为主， 并利用勘探工程取样，作原位测试和监测。
(4)在钻进过程中，为了研究岩土的工程性质， 经常需要采取岩土样。坚硬岩石的取样可利用岩心， 但其中的软弱夹层和断层破碎带取样时，必须采取 特殊措施。为了取得质量可靠的原状土样，需配备 取土器，并应注意取样方法和操作工序，尽量使土 样不受或少受扰动。采取饱和软粘土和砂类土的原 状土样，还需使用特制的取土器。
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第一节岩土工程勘探的任务、特点和手段岩土工程实践是在地壳表层某一深度范围内进行的，因此须查明这一深度范围内岩土体的空间分布情况及其工程性质以及地下水等条件。
上一章所论述的工程地质测绘，主要是调查建筑场地工程地质条件在地表的特征，并藉以推断地下的情况。
确切查明地下地质情况的基本方法是勘探工作。
下面分别就岩土工程勘探的任务、特点和手段三方面进行讨论。
一、岩土工程勘探的任务岩土工程勘探的任务，主要有以下各项:(1)详细研究建筑场地或建筑地段的岩土体和地质构造。
●研究各地层的岩性特征、厚度及其横向变化，按岩性详细划分地层，尤其须注意软弱岩层的岩性及其空间分布情况；●确定天然状态下各岩土层的结构和性质；基岩的风化深度和不同风化程度的岩石性质，划分风化带；●研究岩层的产状；●断层破碎带的位置、宽度和性质；●节理、裂隙发育程度及随深度的变化，作裂隙定量指标的统计。
(2)研究水文地质条件。
●了解岩土的含水性，查明含水层、透水层和隔水层的分布、厚度、性质及其变化；●各含水层地下水的水位(水头)、水量和水质；●借助水文地质试验和监测，以了解岩土的透水性和地下水动态变化。
(3)研究地貌和不良地质现象。
●查明各种地貌形态，如河谷阶地、洪积扇、斜坡等的位置、规模和结构；●研究各种不良地质现象，如滑坡的范围、滑动面位置和形态、滑体的物质和结构；●岩溶的分布、发育深度、形态及充填情况等。
(4)取样及提供野外试验条件。
●从勘探工程中采取岩土样和水样，供室内岩土试验和水质分析鉴定用；●在勘探工程中可作各种原位测试，如载荷试验、标准贯入试验、剪切试验、波速测试等岩土物理力学性质试验，岩体地应力量测，水文地质试验以及岩土体加固与改良的试验等。
(5)提供检验与监测的条件。
●利用勘探工程布置岩土体性状、地下水和不良地质现象的监测、地基加固与改良和桩基础的检验与监测。
(6)其他。
●如进行孔中摄影及孔中电视，喷锚支护灌浆处理钻孔，基坑施工降水钻孔，灌注桩钻孔，施工廊道和导坑等。
二、岩土工程勘探的特点由于岩土工程勘探承担上述各项任务，它必然具有如下特点：(1)勘探范围取决于场地评价和工程影响所涉及的空间，除了深埋隧道和为了解专门地质问题而进行的勘探外，通常限定于地表以下较浅的深度范围内。
(2)除了深入岩体的地下工程和某些特殊工程外，大多数工程都坐落于第四系土层或基岩风化壳上。
为了工程安全、经济和正常使用，对这一部分地质体的研究应特别详细。
例如，应按土体的成分、结构和工程性质详细划分土层，尤其是软弱土层需给予特别的注意。
风化岩体要根据其风化特性进行风化壳垂直分带。
(3)为了准确查明岩土的物理力学性质，在勘探过程中必须注意保持岩土的天然结构和天然湿度，尽量减少人为的扰动破坏。
为此需要采用一些特殊的勘探技术。
(4)为了实现地质、水文地质、岩土工程性质的综合研究，以及与现场试验、监测等紧密结合，要求岩土工程勘探发挥综合效益，对勘探工程的结构、布置和施工顺序也有特殊的要求。
三、岩土工程勘探的手段岩土工程勘探常用的手段有钻探工程、坑探工程及地球物理勘探三类。
钻探和坑探工程是直接勘探手段，能较可靠地了解地下地质情况。
钻探工程是使用最广泛的一类勘探手段，普遍应用于各类工程的勘探；由于它对一些重要的地质体或地质现象有时可能会误判、遗漏，所以也称它为“半直接”勘探手段。
坑探工程勘探人员可以在其中观察编录，以掌握地质结构的细节；但是重型坑探工程耗资高，勘探周期长，使用时应具经济观点。
地球物理勘探简称物探，是一种间接的勘探手段，它可以简便而迅速地探测地下地质情况，且具有立体透视性的优点。
但其勘探成果具多解性，使用时往往受到一些条件的局限。
考虑到三类勘探手段的特点，布置勘探工作时应综合使用，互为补充。
可行性研究勘察阶段的任务，是对拟建场地的稳定性和适宜性作出评价，主要进行工程地质测绘，勘探往往是配合测绘工作而开展的，而且较多地使用物探手段，钻探和坑探主要用来验证物探成果和取得基准剖面。
初步勘察阶段应对建筑地段的稳定性作出岩土工程评价，勘探工作比重较大，以钻探工程为主，并利用勘探工程取样，作原位测试和监测。
在详细勘察阶段，须提出详细的岩土工程资料和设计所需的岩土技术参数，并应对基础设计、地基处理以及不良地质现象的防治等具体方案作出论证和建议，以满足施工图设计的要求。
因此须进行直接勘探，与其配合还应进行大量的原位测试工作。
各类工程勘探坑孔的密度和深度都有详细严格的规定。
在复杂地质条件下或特殊的岩土工程(或地区)，还应布置重型坑探工程。
此阶段的物探工作主要为测井，以便沿勘探井孔研究地质剖面和地下水分布等。
四、勘探工作量的合理使用根据水电工程地质勘察统计资料，已建工程的勘探工作量与下列因素有关：1、工程建筑物的规模、尺寸、地质复杂程度；2、工程地质问题的研究深度；3、规划设计方案的变化；4、管理体制和目的性方面的缺陷，盲目追求工作量；5、规划设计单位的变更。
水电工程中勘探工作量的指标：勘探指数=勘探工程进尺/ （坝长×坝高）统计表明，勘探指数与岩石类型有关，其由高到低顺序：石灰岩、白云岩、花岗岩、砂泥岩互层、变质岩、片岩、片麻岩、砂板岩。
国内各水电工程的勘探指数一般高于国外工程的勘探指数33%—75%，最高达数倍。
除技术原因外，反映了体制和工作目的性的问题。
勘察费用/工程建设费用=1—4%，与地质条件及工程重要性有关，简单场地0.5—1%，复杂场地2%，地下工程3%，重大工程复杂条件4%。
第二节钻探工程一、岩土工程钻探的特点在岩土工程勘察中，钻探是最常用的一类勘探手段。
与坑探、物探相比较，钻探有其突出的优点，它可以在各种环境下进行，一般不受地形、地质条件的限制；能直接观察岩心和取样，勘探精度较高；能提供作原位测试和监测工作，最大限度地发挥综合效益；勘探深度大，效率较高。
因此，不同类型、结构和规模的建筑物，不同的勘察阶段，不同环境和工程地质条件下，凡是布置勘探工作的地段，一般均需采用此类勘探手段。
与一般的矿产资源钻探相比，岩土工程钻探有如下特点：(1)钻探工程的布置，不仅要考虑自然地质条件，还需结合工程类型及其结构特点。
如房屋建筑与构筑物一般应按建筑物的轮廓线布孔。
(2)除了深埋隧道以及为了解专门地质问题而进行的钻探外，孔深一般十余米至数十米，所以经常采用小型、轻便的钻机。
(3)钻孔多具综合目的，除了查明地质条件外，还要取样、作原位测试和监测等；有些原位测试往往与钻进同步进行，所以不能盲目追求进尺。
(4)在钻进方法、钻孔结构、钻进过程中的观测编录等方面，均有特殊的要求。
如岩心采取率、分层止水、水文地质观测、采取原状土样和软弱夹层、断层破碎带样品等要求。
二、岩土工程钻探的特殊要求为了完成勘探工作的任务，岩土工程钻探有以下几项特殊的要求：(1)土层是岩土工程钻探的主要对象，应可靠地鉴定土层名称，准确判定分层深度，正确鉴别土层天然的结构、密度和湿度状态。
为此，要求钻进深度和分层深度的量测误差范围应为±0.05m，非连续取心钻进的回次进尺应控制在1m以内，连续取心的回次进尺应控制在2m以内；某些特殊土类，需根据土体特性选用特殊的钻进方法；在地下水位以上的土层中钻进时应进行干钻，当必须使用冲洗液时应采取双层岩心管钻进。
(2)岩心采取率要求较高。
对岩层作岩心钻探时，一般岩石不应低于80%，破碎岩石不应低于65%。
对工程建筑物至关重要需重点查明的软弱夹层、断层破碎带、滑坡的滑动带等地质体和地质现象，为保证获得较高的岩心采取率，应采用相应的钻进方法。
例如，尽量减少冲洗液或用干钻，采取双层岩心管连续取心，降低钻速，缩短钻程。
当需确定岩石质量指标RQD时，应采用N型双层岩心管钻进，其孔径为75mm，采取的岩心直径为54mm，且宜采用金刚石钻头。
(3)钻孔水文地质观测和水文地质试验是岩土工程钻探的重要内容，借以了解岩土的含水性，发现含水层并确定其水位(水头)和涌水量大小，掌握各含水层之间的水力联系，测定岩土的渗透系数等。
按照水文地质要求观测，分层止水、水位观测。
(4)在钻进过程中，为了研究岩土的工程性质，经常需要采取岩土样。
坚硬岩石的取样可利用岩心，但其中的软弱夹层和断层破碎带取样时，必须采取特殊措施。
为了取得质量可靠的原状土样，需配备取土器，并应注意取样方法和操作工序，尽量使土样不受或少受扰动。
采取饱和软粘土和砂类土的原状土样，还需使用特制的取土器。
三、钻孔设计书的编制为充分论证钻探工作的布置并逐孔编制钻孔设计书内容：(1) 钻孔目的及地形地质概况。
目的层、工程地质目的及意图。
(2)钻孔的类型、深度及钻孔结构设计。
例：有冰水沉积物的坝址河谷区钻孔设计。
(3)岩土工程要求。
包括岩心采取率、取样、试验、观测、止水及编录等各方面的要求。
编录的项目及应取得的成果资料有：钻孔柱状剖面图、岩心素描(或照相)、钻进观测、试验记录图及水文地质日志等。
(4)说明钻探结束后对钻孔的处理意见。
四、钻孔观测与编录钻孔观测与编录是钻进过程的详细文字记载，也是岩土工程钻探最基本的原始资料。
因此在钻进过程中必须认真、细致地做好观测与编录工作，以全面、准确地反映钻探工程的第一手地质资料。
钻孔观测与编录的内容包括：1、岩心观察、描述和编录对岩心的描述包括地层岩性名称、分层深度、岩土性质等方面。
不同类型的岩土其岩性描述内容为：(1)碎石土：颗粒级配；粗颗粒形状、母岩成分、风化程度，是否起骨架作用；充填物的成分、性质、充填程度；密实度；层理特征。
(2)砂类土：颜色；颗粒级配；颗粒形状和矿物成分；湿度；密实度；层理特征。
(3)粉土和粘性土：颜色；稠度状态；包含物；致密程度；层理特征。
(4)岩石：颜色；矿物成分；结构和构造；风化程度及风化表现形式，划分风化带；坚硬程度；节理、裂隙发育情况，裂隙面特征及充填胶结情况，裂隙倾角、间距，进行裂隙统计。
必要时作岩心素描。
作为文字记录的辅助资料是岩土心样。
岩土心样不仅对原始记录的检查核对是必要的，而且对施工开挖过程的资料核对，发生纠纷时的取证、仲裁，也有重要的价值。
因此应在一段时间内妥善保存。
目前已有一些工程勘察单位用岩心的彩色照片代替实物。
全断面取心的土层钻孔还可制作土心纵断面的揭片，便于长期保存。
通过对岩心的各种统计，可获得岩心采取率、岩心获得率和岩石质量指标(RQD)等定量指标.岩心采取率是指所取岩心的总长度与本回次进尺的百分比。
总长度包括比较完整的岩心和破碎的碎块、碎屑和碎粉物质。
岩心获得率是指比较完整的岩心长度与本回次进尺的百分比。
它不计入不成形的破碎物质。
岩石质量指标(RQD)是指在取出的岩心中，只选取长度大于10cm的柱状岩心长度与本回次进尺的百分比。
其计算和等级划分如图1所示。
岩石质量指标是岩体分类和评价地下洞室围岩质量的重要指标。