工程地质勘察采用影响岩土体工程地质性质及稳定性最普遍、联系最密切的岩土体本质属性、显著特征,将岩土体划分为岩体和土体两大类。
再进一步将研究的岩土体划分为工程地质岩组,如碎屑岩工程地质岩组、可溶岩工程地质岩组、黄土工程地质岩组、砂土工程地质岩组等。为满足工程地质的定量、半定量评价,再用影响岩土体工程地质性质及稳定性的岩体强度、风化强度、可溶岩岩溶化程度、土体的粒度、级配、成因类型等进一步划分工程地质亚组。如碎屑岩工程地质岩组用强度可划分为坚硬亚组、较坚硬亚组、较软亚组、软岩亚组、极软岩亚组;可溶岩工程地质岩组用岩体岩溶化程度划分为极强岩溶化亚组、强岩溶化亚组、岩溶化亚组、弱岩溶化亚组;黄土工程地质岩组按黄土的湿陷性划分为非自重湿陷亚组和自重湿陷亚组;砂土工程地质岩组按粒度划分为砂砾亚组、粗砂亚组、中砂亚组等。
工程地质勘察成果用工程地质岩组论述、评价构筑物建设场地的地质环境稳定性、适宜性、地基地质条件和施工地质条件,是勘察人员用工程地质学的观点、思维方式研究、评价工程建设中遇到的地质现象和问题。用工程地质岩组描述各类构筑物建设场地的工程地质条件适宜性、建设环境和条件,与“地质内容加构筑物轮廓”现象有“质”的不同。
1)岩土工程地质岩组划分
(1)岩土工程地质岩组划分的方法
①按岩石强度分级划分工程地质岩组和亚组。
在工程地质勘察选择持力层的过程中,岩体强度是最基本、最重要的工程地质要素,现行《工程岩体分级标准》中按岩石饱和单轴抗压强度Rc将工程地质岩组划分为坚硬岩组等5 个亚组,见附表2.1。
附表2.1 碎屑岩等工程地质岩组按岩石强度划分工程地质亚组表
②风化岩石工程地质岩组按岩石风化程度划分工程地质亚组。
风化岩石工程地质岩组根据岩石的风化程度划分为结构、构造、成分、工程地质性质显著不同的全风化、强风化、中风化、微风化4 个亚组,见附表2.2。
附表2.2 风化岩石工程地质岩组按岩石风化程度划分工程地质亚组表
注:①风化岩石类型直接反映风化岩组的工程地质特征和出露条件,掌握风化岩石风化类型对划分工程地质岩组具有重要的工程意义。
②风化岩石类型主要有自地表向深部岩石风化程度从全风化→强风化→中风化→微风化及新鲜岩石的层状风化类型;因岩石岩性不同,差异风化产生的夹层风化类型;沿高角度断裂构造产生的囊状风化类型等。
③可溶岩工程地质岩组按岩溶化程度划分工程地质亚组。
可溶岩工程地质岩组的岩溶化程度对构筑物安全和稳定性影响显著,岩组按岩溶化程度划分为极强岩溶化、强岩溶化、岩溶化、弱岩溶化4 个亚组,见附表2.3。
附表2.3 可溶岩按岩溶化程度划分可溶岩岩组工程地质亚组表
续表
注:见洞率为钻探中钻孔内揭露到溶蚀孔洞等现象的钻孔数占总钻孔数的百分率。
④断裂带工程地质岩组按构造岩特征划分工程地质亚组。
断裂带岩体是可利用的岩土体资源。断裂带工程地质岩组可划分为构造岩和碎裂岩工程地质亚组,见附表2.4。
附表2.4 断裂带岩组工程地质亚组表
(2)岩体工程地质岩组的几种量化指标
为科学、客观评价岩体工程地质性质及稳定性对构筑物拟建场地的影响程度,还需用岩体完整性指数Kv 和岩体基本质量指标BQ 进行量化。
①岩体完整性指数Kv。
式中 Vpm和Vpr——岩体与岩块弹性纵波波速。
该指标在评价边坡稳定性,特殊桥桥塔、高墩等持力层以及隧道围岩稳定性中有广泛的工程意义和实用价值。
运用岩体完整性指数Kv,可将岩体完整性划分为5 级,见附表2.5。
附表2.5 按岩体完整性指数Kv 分级的岩体完整性表
②岩体体积节理数Jv 的岩体完整性分级,见附表2.6。
附表2.6 按岩体体积节理数Jv 的岩体完整性程度分级表
③岩体基本质量指标BQ。
岩体基本质量指标BQ 由岩体坚硬程度Rc 和岩体完整程度组合确定,可通过以下公式计算获得:
该公式应按以下条件使用:
a.当Rc >90 KvRc +30 时,应以Rc =90Kv +30 和Kv 代入计算BQ 值;
b.当Kv >0.04Rc +0.4 时,应以KV =0.04Rc +0.4 和Rc 代入计算BQ 值。
岩体基本质量指标具有综合特点,它改变了岩体工程地质性质及稳定性单一指标评价的不足。岩体基本质量分级,应根据岩体基本质量的定性特征和岩体基本质量指标BQ 两者相结合,并按附表2.7 确定。
附表2.7 岩体基本质量分级
续表
2)土体工程地质岩组及亚组划分方法
土体工程地质岩组主要根据成因类型、粒度、级配、含水量等与土体工程地质性质、稳定性关系最普遍、最密切的因素划分工程地质岩组,并按上述地质因素的差异划分工程地质亚组。(www.xing528.com)
(1)土体按成因类型划分工程地质岩组和亚组
①黄土工程地质岩组按湿陷量划分为两个亚组,见附表2.8。
附表2.8 黄土工程地质岩组按湿陷量划分的亚组表
注:当湿陷量的计算值ΔZs >60 cm,自重湿陷量的计算值ΔZs >30 cm 时,可判为Ⅲ级,其他情况判为Ⅱ级。
②黄土工程地质岩组按堆积年代划分为4 个亚组,见附表2.9。
附表2.9 黄土工程地质岩组按堆积年代划分的亚组表
③冻土工程地质岩组按冻结状态的持续时间划分为3 个亚组,见附表2.10。
附表2.10 冻土工程地质岩组按冻结状态的持续时间划分的亚组表
④冻土工程地质岩组按土体粒度成分和含水量划分为5 个亚组,见附表2.11。
附表2.11 冻土工程地质岩组按土体粒度成分和含水量划分的亚组表
⑤膨胀土工程地质岩组按自由膨胀率、塑性指数、标准吸湿含水率划分为4 个亚组,见附表2.12。
附表2.12 膨胀土工程地质岩组按自由膨胀率、塑性指数、标准吸湿含水率划分的亚组表
⑥盐渍土工程地质岩组按盐渍化程度划分为4 个亚组,见附表2.13。
附表2.13 盐渍土工程地质岩组按盐渍化程度划分的亚组表
⑦软土工程地质岩组按天然孔隙比、有机质含量划分为4 个亚组,见附表2.14。
附表2.14 软土工程地质岩组按天然空隙比、有机质含量划分的亚组表
⑧红黏土工程地质岩组按含水比进行坚硬状态分级划分为5 个亚组,见附表2.15。
附表2.15 红黏土工程地质岩组按含水比划分坚硬状态的亚组表
(2)土体按粒度、级配等分级方法划分工程地质亚组
①碎石土工程地质岩组按磨圆度、粒度划分为6 个亚组,见附表2.16。
附表2.16 碎石土工程地质岩组按磨圆度、粒度划分的亚组表
②砂砾工程地质岩组按粒度划分为5 个亚组,见附表2.17。
附表2.17 砂砾工程地质岩组按粒度划分的亚组表
③砂土工程地质岩组按相对密度、标准贯入试验实测平均锤击数(N63.5)进行砂土密实程度分级,划分为3 个亚组,见附表2.18。
附表2.18 砂土工程地质岩组按密实程度划分的亚组表
④黏性土工程地质岩组按塑性指数划分为3 个亚组,见附表2.19。
附表2.19 黏性土工程地质岩组按塑性指数划分的亚组表
⑤黏土工程地质岩组按液性指数稠度划分为3 个亚组,见附表2.20。
附表2.20 黏土工程地质岩组按液性指数稠度划分的亚组表
⑥多年冻土工程地质岩组按冻土融沉系数划分为5 个亚组,见附表2.21。
附表2.21 多年冻土工程地质岩组按冻土融沉系数划分的亚组表
⑦季节性冻土工程地质岩组按粒度、天然含水量、地下水位低于冻深最小距离进行冻胀性分级,划分为3 个亚组,见附表2.22。
附表2.22 季节性冻土工程地质岩组按冻胀性划分的亚组表
注:①ωp 为塑限含水量。
②碎石类土及砂类土的总含水量界限为该两类土的中间值。含粉黏粒少的粗粒土比表列数字小,细砂、粉砂比表列数字大。
③砂类土的hw≤1.5,黏性土的hw≤2.0 时,应将表中的冻胀性评价提高一级,如不冻胀提高为弱冻胀。
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