地质分析是工程地质勘察的核心

地质分析是工程地质勘察的核心

以地质学和岩土力学理论为基础的近代工程地质的发展和电子计算机及各种现代勘察测试技术的应用，促进了水利水电工程地质勘察和评论工作的面貌发生了巨大的变化。因此，如何改善水利水电工程地质勘察工作，已成为工程地质学界和水利水电工程建设部门共同关心的问题。

我国1999年发布的《水利水电工程地质勘察规范》是总结我国建国以来水利水电工程地质勘察经验编写的，是我们进行水利水电工程地质勘察工作主要依据。如何正确理解、执行规范规定是我们在实际工作中值得研究的问题。只有创造性的从实际出发，把工程与地质结合起来，使用正确的力学研究方法、数学研究方法进行细致的分析，最终得出工程地质评价才是最可靠的依据。

一、国外大坝工程地质勘察工作的特点

（一）、勘探工作量较少

勘探指数＝勘探工作总进尺／坝高×坝顶长

统计国内60多个工程勘探指数的平均值与国外相比：

国内国外

地质条件简单0.11 <0.05

中等复杂地质条件0.2 +0.1

复杂地质条件0.44 <0.2

如大桥水库，坝高93米，坝顶长312米

则工程勘探总进尺＝93×312×0.44＝12629米

而实际工程勘探总进尺为13921米＞12629米

也就是说，我国的勘探工作量平均比国外高出了一倍左右。

（二）、重视勘察工作的成本―――效益分析

国外把地质勘察工作的效益定义为，设计对有用地质资料占全部勘察工作资料的百分数，作为评价工程地质勘察工作的（技术和经济）效益的统一标准。因此，勘察前期以布置适量钻探工作，原则上不布置原位试验，而在施工期结合工程需要进行必要的勘探、试验工作，这是值得借鉴的。

（三）、常规勘察方法与现代探测手段的综合使用

和国内推广小口径（Ф56）钻探相反，国外总的趋势是加大孔径，以进一步提高岩芯获得率和利用探头进行各种孔内测试工作。也就是一孔多用。

工程地质人员最关心的是如何进一步提高岩芯获得率和取样技术，这是评价工程地质条件的主要依据。

关于孔深，国外多倾向于浅孔为主，深、浅相结合的原则，最大孔深为坝高的70％，一般孔深为坝高的1／3。

压水试验：总长度为钻探总进尺的10～25%，岩土力学试验大力提倡野外大型试验，其尺寸应达到节理平均间距的6倍，实际上一般采用室内和野外结合的大、中、小结合的原则。

（四）、重视地质力学模型试验研究

（五）、普遍采用类比法

类比法是建立在多种地质因素的相关关系和经验的基础上的有效的工程地质评价方法。

应用工程地质类比法和经验判断应掌握以下几条原则：

1、岩石的岩性必须基本相同或类同；

2、岩体的边界条件应相似；

3、建筑物类型应该一致；

4、利用正建成的、经过考验的水工建筑物的参数的合理性和安全度；

5、在工程地质类比法和经验判断中，以概率机理进行风险决算和以模糊数学概念来做模糊工程地质评价是必要的。

二、几点启示

1、在勘察布置上采用地质因素重要性分析法；

2、在勘察方法上采用各种新的勘察技术，改善传统的勘察方法；

3、在工程地质评价上大量采用类比法，以充分运用正积累起来的经验；

4、地质分析是核心；

工程地质勘察的岩土物理力学参数取值的原则、方法和内容

岩土力学参数是工程设计和岩土体稳定性评价十分重要的科学依据。但是要取得精确的、可靠的岩土力学参数是十分困难的。现有多种手册中所列举的岩土力学参数均没有说明：试验的部位、取样地点、工程类别、工程作用力的性质、试验原理程序等。在没有说明以上问题的情况下，所得到的岩土力学参数是不能直接引用的。解决岩土力学参数的问题，必须使工程地质和岩土力学工作紧密结合，才能得到较精确和比较可靠的岩土力学参数。谁能做到两者紧密结合，在解决岩土力学参数问题上谁就能走在前面。

岩体力学是近代发展较快的科学分支，了解岩体力学研究对于正确理解、认识、掌握岩土力学参数的取值原则、方法和内容是十分必要的。

岩体力学是在岩体结构控制论的基础上，对岩体的力学性状及其变形、位移及破坏过程和规律的研究。

岩体所处环境对岩体力学性状的影响：

1、构造环境：构造活动性、地震危险性及活动性；

2、地应力环境、岩体表层岩体应力分布：应力释放带、应力集中带、应力平稳带，处于不同应力带可对应不同的工程地质问题，其力学参数亦有很大差距；

河谷应力场分布对认识岩体力学参数有明确的启示

3、水文地质条件、水的静水压力、动水压力、孔隙水压力、有效压力及水岩作用问题；

4、地温条件；

5、荷载条件、荷载性质、加力方式、加荷速度；

岩体总体力学性质与参数

组成岩体的均一性、总体结构的连续性、岩体的孔隙程度、结构面的力学性质、几何效应、力学效应。

岩体形变破坏过程的机理研究。

1、岩体不同形变阶段的力学性质、强度理论及强度指标；

2、块裂介质，形变主要受结构面的控制；

3、连续介质，形变主要受结构面的控制；

4、破碎介质，具有强烈的结构效应；

岩体力学实验研究：地质分析是岩体力学实验研究的基础，如何将地质结构条件概化为地质模型，又将地质模型转化为力学模型，而使边界条件、岩体变形和破坏机理不失真，这要求对岩体结构第一手资料准确、可靠。因此，岩体力学参数有充分的代表性，针对性和对岩体变形机理深刻的认识以及力学模型是否表征的问题的关键和要害。

一、原则

1、岩土物理力学性质参数

试验成果可按岩土体质量类别、工程地质单元、区段或层位，分别用算术平均值、最小二乘法、图解法、数值统计法或优定斜率法进行整理，并舍去不合理的离散值。

应采用整理后的试验值作为标准值，再根据水工建筑物地基或围岩的工程地质条件进行调整，提出地质建议值，当采用结构可靠度分项系数及极限状态设计方法时，岩土性能的标准值宜根据岩土试验性能的概率分布的某一分位值来确定。

2、土的物理力学性质参数

地基渗漏系数采用室内试验或抽水试验的大值平均值作为标准值；用于水位降落、排水计算宜用小平均值，供水工程计算可用平均值。

粘性土地基，f/可采用室内饱和固结快剪90％，c可取20～30％，对于砂性土，f采用85～90％，不计c值；土的抗剪强度宜采用试验峰值的小平均值作为标准值；软土宜用流变值。

3、岩体的物理力学性质参数

当试件呈脆性破坏时，坝基抗剪强度取值：

拱坝应采用峰值强度的平均值作为标准值；重力坝应采用概率分布的0.2分位值作为标准值或采用峰值强度的小值平均值，或采用优定斜率法的下限作为标准值。抗剪强度采用比例极限强度作为标准值。

当试件呈塑性破坏时，以其屈服强度作为标准值，并考虑时间效应，并按流变影响进行折减。

总体变形指标应根据岩体实际承受工程作用力方向和大小进行原位试验，并采用压力――变形曲线上建筑物最大荷载下相应的变形关系选取标