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巖土勘探論文范文第1篇

【摘要】目前我國經濟發展迅速，巖土工程勘探工作涉及的領域相對來說還是很廣泛的，在一些建筑項目中，也離不開巖土工程勘察。

【關鍵詞】巖土勘察 勘察專業 問題與策略

一、巖土工程勘察的方法

（1）工程地質測繪。工程地質測繪作為巖土工程勘察的一項基礎性工作，一般要在工程勘察的初期施。通過用地質與工程地質的相關理論，對地面的地質情況進行觀察與描述，并通過對其性質與規律的分析，進而推斷地下的地質情況，依次來為勘探、測試工作提供相關的依據。

（2）勘探與取樣。勘探工作主要包括鉆探、物探和坑探等方法。鉆探和坑探也叫勘探工程，屬于直接勘探手段，能準確的了解地下的相關地質情況，在巖土工程勘察工作中是不可或缺的。其中鉆探方法的使用最為廣泛，可根據勘察的要求和地層的類別選擇不同的鉆探方法。在用鉆探方法不能查明地下地質的情況下，則可采用坑探的方法。坑探工程的類型比較多，應依據勘察的要求進行選擇使用。

（3）室內試驗與原位測試。室內試驗與原位測試的目的主要是為巖土工程問題的分析和評價提供所需的一些技術參數，包括巖土的滲透性參數、固結變形特性參數、強度參數和應變、應力時間關系的參數等。原位測試往往要借助于勘探工程實施，是詳細勘察階段的一種主要勘察方法。

二、巖土工程勘察中存在的問題

（1）缺乏規范有序的市場環境。根照《建筑工程勘察質量管理辦法》當中所講述的內容，對于在進行巖土工程的勘察工作當中所承包的業務、資費標準都有詳細的說明。但是，在我國任然有相當一部分的勘察企業沒有按照國家的標準進行相關的工作，在實際的工作當中存在相互之間的惡性競爭、相互壓價等一系列的情況出現，通過壓低勘察的成本來獲取項目，導致了在實際工程展開過程當中導致前期的成本投入過低，使得項目不能夠按照科學的方法以及標準進行，不管是在勘察的深度還是在勘察的廣度上面都不能滿足實際的需要，使得最終的勘察結果不盡人意，不能夠合格完成預定的目標。

（2）工作安排不夠合理，前期準備不夠充分。進行巖土勘察是一項具有挑戰性的工程，必須要結合先進的看產技術手段以及研究方法進行多方面的數據分析，同時很容易受到外界因素的干擾，因此在實際的工作當中就會遇到各種各樣的問題，給工程人員帶來了很多的麻煩。工作人員要是在實際的工作當中考慮不夠周全，就會使得最終的勘察數據缺乏實際的操作性、參考性以及可控性不充分。很多的工程人員為了加快工程速度，就會認為的減少在野外的勘察工作量，由于數據采集不夠全面使得工作不能夠依照實際的情況進行，最終會導致資料失真，嚴重的影響到了數據的真實性，由于沒有可靠的數據支持，那么就會使得在施工過程當中的危險系數提升。巖土的勘察工作對于數據的要求是非常嚴格的，但在很多情況下由于沒有在前期的工作上面下工夫，使得在實際的操作過程當中不能夠順利的進行。

（3）勘察技術手段較為落后。巖土的勘察工作是需要嚴格進行實地的考察，如今的勘察過程當中，有大部分是企業依然使用以往的技術手段進行實地的勘察，并沒有運用到先進的勘察技術，沒有將現有的技術進行更新；還有一些單位運用了新的勘察技術，但是仍然沒有達到預計的效果，計算機技術并沒有在勘察過程當中得到很好的運用以及推廣，這就使得相關的軟件無法進行及時的更新，更不上時代的步伐，同時，現有的一些軟件的性能還有待進一步的提升。相關軟件的功能還相對的單一化，這就使得我國的勘察工程的計算機方面的技術存在很多的問題，要是不能夠得到有效的集成，那么就會使得數據的分析以及處理變得相對困難，在很多層面都有一定的限制性，會使得勘察工作陷入困境。

（4）勘察質量不高。第一，因為勘查工作的前期準備不夠充分，為了獲得項目而大幅度的壓低成本，但是為了爭取更多的利益而在工作量上打折扣；第二，在鉆探、檢測取樣方面不合規范和標準，在實際的勘察過程當中為了加快工作速度，導致了在鉆探過程中不按照相關的規定來進行，很多情況是兩到三米才提一次鉆，使得很多情況下鉆探的分層位置存在很大的誤差，甚至是一樓一些較為特殊的地質情況，比如軟弱的透鏡體，小裂縫等。另外，在取樣的過程當中很少有大量取樣的情況，一般都只是從巖心管當中提取原土樣。有些單位更為惡劣，通過現場獲取的少量樣品，其余的數據通過人為編造而成。第三，勘察結果報告當中只是在分析內容當中進行大量的描述，很少有實際的數據出現，因此，對于實際工程的指導價值很低。

三、解決問題的措施

（1）嚴格執行建設程序、規范市場行為、推行全程化監理。嚴格的科學的建設程序應當是“先勘察，后設計，再施工”。要是不依照程序辦事，那么就會出問題。首先，必須要按照國家的相關法律法規進行相關的項目招標工作以及對實施過程當中的主體進行有效的監管，其次要對工程的每一個環節進行實時的監控，以保證在工程過程當中不會出現違規行為，確保勘察工作的質量以及投資收益最大化。

（2）提高相關人員的素質，加強對相關人員的培訓。勘察單位要想使得相關市場機制能夠得到完善，那么久需要構建一個良好的勘察體系，那么就要強化對相關專業人才的培養工作。相關的從業人員素質的高低會直接影響到勘察工作的質量，同時也是相關工作開展的基礎以及條件。另外，擁有高素質的勘察人員能夠使得勘察數據更為精準可靠。因此要加大在人員培養方面的投入，確保相關的人員能夠接受到良好的教育。

巖土勘探論文范文第2篇

論文關鍵詞：公路工程地質勘察報告報告編寫

論文摘要：公路工程地質勘察報告是公路路基、構筑物設計和施工的重要依據。報告要充分搜集利用相關的工程地質資料，做到內容齊全，論據充足，重點突出，正確評價公路構筑物的場地條件、地基巖土條件和特殊問題，為公路工程設計和施工提供合理適用的建議。

公路工程地質勘察報告是公路工程地質勘察的最終成果，是公路路基及構筑物地基基礎設計和施工的重要依據。報告是否正確反映工程地質條件和巖土工程特點，關系到工程設計和施工能否安全可靠、措施得當、經濟合理。當然，不同的工程項目，不同的勘察階段，報告反映的內容和側重有所不同。下面談一談有關公路工程地質勘察報告的編寫工作。

一、公路工程地質勘察內容

1．路線工程地質勘察。主要查明與路線方案及路線布設有關的地質問題。選擇地質條件相對良好的路線方案，在地形、地質條件復雜的地段，重點調查對路線方案與路線布設起控制作用的地質問題，確定路線的合理布設。

2．路基、路面工程地質勘察。在初勘、定測階段，根據選定的路線位置，對中線兩側一定范圍的地帶，進行詳細的工程地質勘察，為路基路面的設計與施工提供工程地質和水文地質資料。

3．橋涵工程地質勘察。按初勘、詳勘階段的不同深度要求，進行相應的工程地質勘察，為橋涵的基礎設計提供地質資料。一是對各比較方案進行調查，配合路線、橋梁專業人員，選擇地質條件比較好的橋位；二是對選定的橋位進行詳細的工程地質勘察，為橋梁及其附屬工程的設計和施工提供所需要的地質資料。

4．隧道工程地質勘察。隧道多是路線布設的控制點且影響路線方案的選擇。通常包括兩項內容：一是隧道方案與位置的選擇，包括隧道與展線或明挖的比較；二是隧道洞口與洞身的勘察。

5．天然筑路材料工程地質勘察。筑路材料勘察的任務是充分發掘、改造和就近利用沿線的一切材料對分布在沿線的天然筑路材料和工業廢料，按初勘和詳勘階段的不同深度進行勘察，為公路設計提供筑路材料的資料。

二、報告的編制程序

1．外業實物工作量的匯集、檢查和統計。此項工作應于外業結束后即進行。首先應檢查各項資料是否齊全，特別是試驗資料是否出全，同時可編制測量成果表、勘察工作量統計表和勘探點（鉆孔）工程地質平面圖。

2．對照原位測試和土工試驗資料，校正現場地質編錄。這是一項很重要的工作，但往往被忽視，從而出現野外定名與試驗資料相矛盾，鑒定砂土的狀態與原位測試和試驗資料相矛盾。

3．對整個報告進行框架結構規劃。由于公路工程地質有其特殊性，屬于多專業合作工程。因此，對整個報告提前進行整體框架結構規劃是十分必要的。

4．編繪鉆孔工程地質綜合柱狀圖。柱狀圖中標明各層的地質年代、成因類型、承載力基本容許值、摩阻力標準值和地下水位及地質描述。

5．劃分巖土工程地質層，編制分層統計表，進行數理統計。地基巖土的分層恰當與否，直接關系到評價的正確性和準確性。因此，此項工作必須按地質年代、成因類型、巖性、狀態、風化程度、物理力學特征來綜合考慮，正確地劃分每一個單元的巖土層。另外應注意，工程地質層的劃分，不是越細越好，當然也不是越粗越好，除了遵循一般的劃分原則之外，還應結合工程對象進行劃分。在正確劃分出工程地質層后，編制分層統計表。最后，進行分層試驗資料的數理統計，查算分層承載力。

6．編繪工程地質縱斷面圖和其他專門圖件。公路工程地質縱斷面圖是公路工程地質勘察報告的重要組成部分，對公路工程的設計和施工有著重要意義。

7．編寫工點工程地質勘察報告。按以上順序進行工作可減少重復，提高效率；避免差錯，保證質量。

8．編寫全線工程地質總說明書。總說明書是報告的核心框架，它全面地分析了整條路線的工程特征，是設計人員掌握全線地質情況的指南。

三、全線工程地質總說明書論述的主要內容

一個完整的全線工程地質總說明書應由下面幾部分組成：

1．前言：要敘述工程概況、勘察的目的和任務，勘察依據、勘察的方法和完成的工作量。本部分重點要注意的是：公路的等級，勘察所屬階段，編制報告所使用的規范、規程一定要保證是現行版本，已經廢棄的規范不能作為勘察依據。

2．工程地質條件：自然地理、氣象和水文條件、地形地貌、區域地質構造、區域地層巖性、工程地質分區。地震活動性和抗震設計主要參數、沿線不良地質和特殊性巖土問題、水文地質特征。

3．巖土的主要物理力學指標：本部分主要是把整條路線的巖土參數，按照巖土形成時間、成因及性質進行數據分類統計分析，然后依據分析結果對各類巖土進行概括性評價。

4．工程地質評價：包括勘區穩定性和適宜性的評價、重點工點工程地質評價和路線方案評價。對于路線方案的比較，主要根據各路線方案所經地區的地質情況的差異進行比較分析，最終推薦出地質情況相對較好的路線方案。

5．沿線天然筑路材料：取土場要依據有關規范的要求，根據土料強度CBR、含水率W、液限WP、塑性指數Ip等參數對料場質量進行評述。

6．結論及建議：結論是勘察報告的精華，一般包括以下幾點：（1）區域地質構造單元、地震參數和建筑適宜性的評價；（2）勘區不良地質、特殊性巖土的分布及地質災害對工程影響的大小；（3）重要構筑物的地基情況、基礎形式及其他處理措施；（4）勘區內的地下水及地表水的腐蝕性評價；（5）路線方案的評選；（6）其他需要專門說明的問題。

7．附表及附圖：全線工程地質總說明書的附表和附圖主要包括：完成工程量一覽表、地震液化判別計算表、水質評價表、水質分析報告、路基分段說明表、不良地質地段表、區域地質構造圖、路線工程地質平面圖、路線工程地質縱斷面圖、取土場工程地質柱狀圖、路基工程地質柱狀圖等。

四、工點工程地質勘察報告的內容

應根據任務要求、勘察階段、地質條件、工程特點等具體情況確定，主要包括以下內容：

1．擬建工程概述，介紹擬建構筑物的地理位置、中心里程和規模。

2．勘察方法和勘察任務布置，介紹本工點所使用的勘察手段及布設工作量的多少。

3．地質地貌概況，應從以下三個方面加以論述：（1）地質結構。主要闡述的內容是：地層（巖石）、巖性、厚度；構造形跡，路線所經地區的構造狀況，構造與線路關系及影響程度；巖層中節理、裂隙發育情況和風化、破碎程度；（2）地貌。包括勘察場地的地貌部位、主要形態、次一級地貌單元劃分；（3）不良地質現象。包括勘察場地及其周圍有無滑坡、崩塌、塌陷、潛蝕、沖溝、地裂縫等不良地質現象。

4．地基巖土分層及其物理力學性質，這一部分是工點工程地質勘察報告著重論述的問題，為工程地質評價、基礎類型和地基處理方案建議提供基礎數據。下面介紹分層的原則和分層敘述的內容：

（1）分層原則。土層按地質時代、成因類型、巖性、狀態和物理力學性質劃分；巖層按巖性、風化程度、物理力學性質劃分。厚度小、分布局限的可作夾層處理，厚度小而反復出現可作互層處理。

（2）分層編號方法。常見三種編號法：第一，從上至下連續編號，即①、②、③……層；第二，土層、巖層分別連續編號，如土層Ⅰ-1、Ⅰ-2、Ⅰ-3……巖層Ⅱ-1、Ⅱ-2、Ⅱ-3……第三，按土、石大類和土層成因類型分別編號。如某工地填土1；沖積黏土2-1、沖積粉質黏土2-2，沖積細砂2-3；殘積可塑狀粉質黏土3-1、殘積硬塑狀粉質黏土3-2；強風化花崗巖4-1，中風化花崗巖4-2，微風花崗巖4-3。目前，大多數分層是采用第一種方法，并已逐步地加以完善。總之，地基巖土分層編號、編排方法應根據勘察的實際情況，以簡單明了，敘述方便為原則。

（3）分層敘述內容。對每一層巖土，要敘述如下的內容：

分布：通常有“普遍”、“較普遍”、“廣泛”、“較廣泛”、“局限”、“僅見于”等用語。

埋藏條件：包括層頂埋藏深度、標高、厚度。

巖性和狀態：土層，要敘述顏色、成分、飽和度、稠度、密實度、分選性等；巖層，要敘述顏色、礦物成分、結構、構造、節理裂隙發育情況、風化程度、巖心完整程度；裂隙的發育情況，要描述裂隙的產狀、密度、張閉性質、充填情況；關于巖心的完整程度，除區分完整、較完整、較破碎、破碎和極破碎外，還應描述巖心的形狀，即區分出長柱狀、短柱狀、餅狀、碎塊狀等。取樣和試驗數據：應敘述取樣個數、主要物理力學性質指標。對敘述的每一物理力學指標，應有最大值、最小值、平均值和經數理統計后的修正值。

原位測試情況：包括試驗類別、次數和主要數據。也應敘述其最大值、最小值、平均值和經數理統計后的修正值。

承載力：據土工試驗資料和原位測試資料分別查算承載力基本容許值和摩阻力標準值。

5．地下水簡述：地下水是決定場地工程地質條件的重要因素。報告中一般涉及有關地下水的參數有：（1）地下水埋藏條件：是孔隙水，或是裂隙水，或是巖溶水；是承壓水，或是潛水，或是滯水，或是層間水，含水巖組的巖性，滲透性大小空間分布特征。（2）地下水的動態：水位水量隨年度、季節等時段的變化規律和幅度大小，水質變化情況，徑流方向的變化。（3）補徑排條件：補給區在哪，補給量多大，補給范圍多大；徑流區在哪，徑流量多大，徑流方向如何；排泄區在哪，排匯量多少。（4）水質特征：一般性指標，腐蝕性指標，特殊指標（如礦泉水）。

6．場地穩定性和適宜性的評價：場地穩定性評價主要是選址和初勘階段的任務。應從以下幾個方面加以論述：（1）場地所處的地質構造部位，有無活動斷層通過，附近有無發震斷層；（2）地震基本烈度，地震動峰值加速度；（3）場地所在地貌部位，地形平緩程度，是否臨江河湖海，或臨近陡崖深谷；（4）場地及其附近有無不良地質現象，其發展趨勢如何；（5）地層產狀，節理裂隙產狀，地基土中有無軟弱層或可液化砂土；（6）地下水對基礎有無不良影響。報告對場地穩定性作出評價的同時，應對不良地質作用的防治，增強建筑物穩定性方面的措施提供建議。

7．其他專門要求，論述的問題對于設計部門提出的一些專門問題，報告應予以論述。

8．結論與建議。一般來說，上列概述、地基巖土分層及其物理力學性質、地下水簡述和結論與建議等四項，是每個勘察報告必須敘述的內容。總之，要根據勘察項目的實際情況，盡量做到報告內容齊全、重點突出、條理通順、文字簡練、論據充實、結論明確、簡明扼要、合理適用。

9．對于公路工程中的收費站及服務區的勘察及報告編寫，屬于工業與民用建筑范疇，要依據現行版的《巖土工程勘察規范》、《建筑地基基礎設計規范》、《建筑地震設計規范》和其他相關規范。

五、工程地質圖表編制要點

1．綜合工程地質平面圖，在總說明中的附圖，要求提綱契領，應綱要性標出各種工程地質現象，或可作專門圖件，不能圖省事以“路線工程地質平面圖”來替代“綜合工程地質平面圖”。

2．勘探點平面布置圖，勘探點平面布置圖是在地形圖上標明工程構筑物、各勘探點、各現場原位測試點以及勘探剖面線的位置，并注明各勘探點、原位測試點的坐標及高程。該圖應在較大比例尺的工程地質圖上進行編制，地形地貌復雜時應專門作測繪工作。

3．鉆孔柱狀圖，反映場地的地層變化情況，在圖上應標明地層代號、巖土分層序號、層底深度、層底標高、層厚、地質柱狀圖、鉆孔結構、巖心采取率、巖土取樣深度和樣號、原位測試深度和相關數據。在柱狀圖的上方，應標明鉆孔編號、里程、坐標、孔口標高、地下水靜止水位埋深、施工日期等。柱狀圖比例尺一般采用整比例，如1∶100或1∶150。

4．工程地質剖面圖，此圖是作為地基基礎設計的主要圖件。其質量好壞的關鍵在于:剖面線的布設是否恰當；地基巖土分層是否正確；分層界線，尤其是透鏡體層、巖性漸變線的勾連是否合理；剖面線縱橫比例尺的選擇是否恰當。理論上剖面比例尺的選擇，應盡量使縱、橫比例尺一致或相差不大，以便真實反映地層產狀，但由于公路工程中的構筑物一般呈條帶狀，如大中橋等，致使縱、橫比例尺一般相差較大，一般橫比例尺采用（1∶2000），受報告篇幅影響，縱比例尺一般采用（1∶200）～（1∶500），具體比例要按鉆孔的深度而定。在剖面圖上，必須標上剖面線號，如6-6′或F-F′。剖面中各孔柱，應標明分層深度、鉆孔孔深和巖性花紋，以及巖土取樣位置及原位測試位置和相關數據。在剖面圖旁側，應用垂直線比例尺標注標高，孔口高程須與標注的標高一致。剖面上鄰孔間的距離用數字寫明，并附上巖性圖例。

5．土工試驗成果表，主要有抗剪強度曲線、壓縮曲線等，一般由土工試驗室提供。

6．現場原位測試圖件，包括載荷試驗、標準貫入試驗、重型動力觸探試驗、十字板剪切試驗等的成果圖件。

7．樁基力學參數表，如果建議采用樁基礎，應按選用的樁型列出分層樁周摩擦力，并考慮樁的入土深度確定樁端土承載力。除上述附表之外。有的分層復雜時，應編制地基巖土劃分及其埋藏條件表。

8．其他專門圖件，對于特殊地質條件及專門性工程，根據各自的特殊需要，繪制相應的專門圖件等。

六、結語

本文簡單介紹了公路工程地質勘察報告的編制方法，由于公路工程的勘察階段較多，線路工程所跨越的地質單元繁雜，一般每個工程對報告的編制都會有特殊的要求，因此本文很難將各種情況一一盡述，更詳盡的內容，有待于進一步論述。

參考文獻

[1]公路工程地質勘察規范（JTJ064-98）[S]．

[2]工程地質手冊（第四版）．

巖土勘探論文范文第3篇

【關鍵詞】巖土工程；數字化勘察；應用方法

1. 引言

巖土工程勘察是工程設計的先決條件。一般巖土工程信息，包括地形地貌、地層界面、斷層、地下水位、風化層厚度以及各種物探、化探資料，這些資料只是一些離散的數據，巖土工程技術人員較難直接利用它們再去分析場地中工程地質參數的分布規律，更何況傳統的巖土工程資料分析和解釋一般都局限于二維、靜態的表達，這種表達描述空間構造起伏變化的直觀性差，往往不能充分揭示它們空間變化的規律，難以使人們直接、完整、準確地理解，也就越來越不能滿足工程的空間分析要求。 隨著計算機圖形處理技術的完善，已經完全可以集成以巖土工程建模、巖土工程數字化、巖土工程數據庫管理、巖土工程特性分析、巖土工程地質解釋以及空間分析和預測、地學統計和圖形可視化的一體化系統，繼而發展成為現代化、信息化為一體的巖土工程勘察數字化新體系。本論文就將主要對數字化的巖土工程勘察進行簡單的探討，以期和同行分享。

2. 巖土工程勘察方法概述

2.1 傳統的巖土工程勘察方法存在的問題。

(1)勘察資料過于地質化。 由于部門長期的條塊分割，勘察、設計分散作業，加之巖土工程規范制定和新技術、新方法應用的滯后，以及專業設置過細，巖土工程本身的特殊性等原因，設計與勘察之間脫鉤多，使得勘察提供的巖土工程信息通常以設計人員難以理解的形式出現，而且勘察也較難參與設計的全過程；設計人員也因知識的局限，很難深層次理解巖土工程勘察信息，因而勘察成果在設計中的轉化率較低，造成許多不應有的浪費和損失。

(2)數字化地圖與數字化設計系統間不夠貫通。 地形圖是設計系統的底圖或稱基礎數據，由于數字化地圖中的某些環節技術條件不成熟，與CAD設計軟件的接口不匹配，很難順利實現對接，設計系統不得不重新將勘察資料數字化，影響了設計系統CAD的推廣應用。

(3)勘察信息數字化程度低。 勘察部門提供的勘察信息往往以圖紙、表格、文字等形式為主，內容上定性描述較多。這一方面造成設計人員對于勘察信息難于準確理解，另一方面造成對勘察信息處理、利用上的困難。

2.2 數字化勘察技術概述。數字化巖土工程勘察是指應用當代測繪技術、數據庫技術、計算機技術、網絡通信技術和CAD技術，通過計算機及其軟件，把一個工程項目的所有信息(勘察、設計、進度、計劃、變更等數據)有機地集成起來，建立綜合的計算機輔助信息流程，使勘察設計的技術手段從手工方式向現代化CAD技術轉變，作到數據采集信息化、勘察資料處理數字化、硬件系統網絡化、圖文處理自動化，逐步形成和建立適應多專業、多工種生產的高效益、高柔性、智能化的工程勘察設計體系。該技術體系用系統工程觀點，把勘察、設計的圖紙、圖像、表格、文字等以數字化形式存貯，供各專業設計使用。

3. 數字化巖土工程勘察應用實現的關鍵技術探討

3.1 巖土工程數字化建模方法。

（1）巖土工程地質建模的方法目前采用的主要有表面模型法，表面模型法(也叫數字表面模型)的歷史較早，它的基本內容就是通過精確的表示出工程地質體的外表面來表示均質地質體的建模方法，也是目前廣泛使用的建模方法。表面模型法的數據來源是通過測點獲得的一系列離散的測點資料，包括測點的幾何特征數據和屬性特征數據，然后利用數據解釋結果重構地質體界面。可以抽象為把一系列同屬性的點按照一定的規則連接起來，構成網狀曲面片，進而確定整個地質體的空間屬性，有很多方法用來表示表面，常用的方法主要有數學模型法和圖示模型法，本論文主要討論圖示模型法。常用的圖示模型法有邊界表示法、規則格網法、等值線法、不規則格網法等，其中不規則格網法是本系統選用的模型表示法，將做詳細分析討論。

（2）不規則格網法(TIN)是將區域內有限個點將區域劃分為相連的三角面網絡。區域中任意點落在三角面的頂點、邊上或三角形內，如果任意點不在頂點上，則該點的數字屬性值通常通過線性插值的方法得到(在邊上用邊的兩個頂點的高程，在三角形內則用三個頂點的高程)，所以TIN是一個三維空間的分段線性模型，在整個區域內連續但不可微。有許多種表達TIN拓撲結構的存儲方式，這里采用一個簡單的記錄方式是：對于每一個三角形、邊和節點都對應一個記錄，三角形的記錄包括三個指向它三個邊的記錄的指針，邊的記錄有四個指針字段，包括兩個指向相鄰三角形記錄的指針和它的兩個頂點的記錄的指針；也可以直接對每個三角形記錄其頂點和相鄰三角形。每個節點包括三個坐標值的字段，分別存儲X，Y，Z坐標。這種拓撲網絡結構的特點是：對于給定一個三角形，查詢其三個頂點屬性和相鄰三角形所用的時間是定長的。它在沿直線計算地形剖面線時具有較高的效率，當然可以在此結構的基礎上增加其它變化，以提高某些特殊運算的效率。

3.2 數字化巖土勘察工程數據庫系統。基于GIS的巖土工程勘察涉及到的原始數據主要為地理信息方面的空間數據和非空間數據，數據來源包括：

3.2.1 基礎地理數據這些數據主要包括：

（1）自然區劃圖。 該圖反映被研究區域的地理區劃、河流、道路、居民區、山川、公共設施等等自然地理信息。

（2）地形、地貌圖。 該圖反映被研究區域的自然地貌情況。

3.2.2 巖土工程勘察數據這些數據主要包括： 所研究區域的工程地質勘探資料。 經過篩選、處理的各勘探點包括地理、環境、土的物理力學指標在內的所有信息。 各類建筑場地的地層信息，比如液化等級、液化指數、特征周期、年代、沉積相等。 結合上述分析，數字化巖土勘察工程數據庫系統可以按以下幾個步驟實施構建：

（1）巖土工程勘察數據庫的概念模型設計。 巖土工程勘察數據庫管理作為巖土工程勘察數字化系統的一項基礎工作是一個數據密集、處理復雜的數據庫應用問題，為了能獲得反映信息世界的概念性數據模型，將與實體和聯系相關的功能與行為剝離出來，僅從現實世界中實體的數據側面來建立模型即研究數據對象與屬性及其關系，并在此基礎上建立相對應的數據庫表結構。

（2）數據庫建立實現。 巖土工程一體化系統的數據有三類：用戶輸入的原始數據、系統生成的中間數據及最終數據。原始數據由測點數據組成，而測點數據又由測點幾何屬性數據(位置)和測點信息屬性數據；中間數據包括根據原始數據系統自動生成的地層層面等值線模型、三維表面模型、剖面模型等，根據這些模型可以生成用戶需要的各種圖件，還可以進行各種信息查詢操作；最終數據種類繁多，主要是根據用戶需要由中間數據生成，包括圖形資料和文檔資料(如地質勘察報告等)。

巖土勘探論文范文第4篇

關鍵詞:工程物探方法；物探與鉆探相結合；工程地質勘查

中圖分類號：F407.1文獻標識碼：A文章編號：

工程地質勘查的目的就是為擬建設場地查清地下巖土體包括一些未明目的物、構造斷裂帶、地下水等的物理力學性質、賦存狀態、分布特征等工程地質條件,為設計、施工部門提供依據。目前主要的勘探方法有鉆探、槽探、探井和物探等,其中因鉆探資料具有直觀、可靠的特點而使鉆探成為最常用的勘探手段,但由于鉆探只是在點線上揭示目的物,在一些較復雜的地質條件下,如石灰巖地區、大采空區地段等,很難完整地反映地下巖土層的變化情況,為查清巖土層在地下空間的展布情況,往往需施工大量鉆孔,費時費力,效率較低;而在物探方面隨著近幾年物探方法、技術的發展及先進的儀器設備的應用,可以以極高的效率完成對地下巖土體的形態、規模、分布的圈定及一些物理力學參數提供資料,但由于物探方法的多解性、復雜性使物探工作很難單獨地進行,被較少應用。為實現工程地質勘查效率性與可靠性的統一,將鉆探手段和物探方法有機地結合起來是一個較好的辦法。下面對當前在工程地質勘查中常用的幾種物探技術的原理、工作方法、資料處理技術及與鉆探相結合在工勘中的一些實際應用效果作簡單的介紹。

1．直流電阻率法工程地質勘察中常遇到目的體埋深不大,規模較小的情況,在進行電法勘察時,要求小點距、高密度數據采集,這時用常規電法開展工作就顯得施工效率太低且精度不夠,當前探測地下巖土體最常用的是高密度電阻率法。高密度電阻率法進行二維地電斷面測量,兼具常規剖面法與測深法的功能,敷設一次導線后可進行數百至數千個記錄點的數據觀測,其信息量大、施工效率高,而且數據經自動采集系統采集后,可以通過處理軟件實現資料的現場實時處理,并根據需要自動繪制和打印各種成果圖件,大大提高了電阻率法的智能化程度,很適合一般勘查中對地下目的物的探測;高密度電法野外工作裝置形式較多,總電極數與點距可根據場地與勘察深度任意選擇。一般固定斷面掃描測量,其視電阻率斷面為一梯型剖面;變斷面連續滾動掃描測量其視電阻率斷面為一平行四邊形剖面。對高密度電阻率法資料的反演分析方法主要有邊界單元法、有限單元法和目標相關算法等三種方法,三種方法各有千秋,可根據巖土層的具體形態選擇。高密度電法勘探的出現使得電法勘探的野外數據采集工作得到了質的提高和飛躍,同時使得資料的可利用信息大為豐富,使電法勘探智能化程度向前邁進了一大步。下面是用高密度電阻率法求取石灰巖基巖面的一個實例:廣東平遠河披水橋工程地質勘查共施工鉆孔四個,其地層自上而下為砂卵石層、含礫粘土層、二疊系灰巖。其中各孔內砂卵石層厚度變化不大,但灰巖巖面起伏非常明顯,左側鉆孔最淺處埋深僅7m,往右依次為9. 2m, 18m,最右側鉆孔至48m猶未能見到基巖,鉆孔中灰巖巖芯完整,未見溶蝕、溶洞現象。后進行橋樁超前孔施工時,發現入巖面相差很大,且見較大溶洞, 2#基礎處水平相距2. 5m,入巖面竟相差10m。為全面了解地下基巖面情況,采用高密度電法測量,共布設四條測線,點距2m,通過已有的鉆探資料選取測量參數,并校正深度,最終得出成果圖件,可以看出灰巖視電阻率在250~300Ω?m左右,灰巖巖面呈石林狀起伏分布,整體呈左高右深趨勢,溶洞反映相當明顯,在最右側鉆孔未見基巖處,顯示基巖面約60m深。后經鉆孔證實與實際情況基本吻合。

2．地質雷達地質雷達以其輕便、抗干擾性強、分辨率較其它物探方法高的特點,被廣泛地應用于地質勘探、公路質量檢測、文物考古等領域。地質雷達的探測深度和分辨率主要與天線的中心頻率、天線距離、偶極方向等設備參數及地下介質電性、電磁波在地下介質中的傳播速度等巖土層物理性質有關。目前的雙天線地質雷達的觀測方式主要有兩種:剖面法和寬角法。其中剖面法就是發射天線和接收天線以固定間隔沿測線同步移動,每移動一步便得到一個記錄,整條測線的記錄就是地質雷達的對地下探測的時間剖面圖像,這種記錄可以準確的反映正對測線下方的地下物體變化情況。寬角法觀測則是一個天線固定不動,而另一天線沿測線移動,通過記錄地下不同層面反射波的雙程走時而求取地下介質的電磁波傳播速度、地下介質的電性參數。地質雷達的資料處理與地震波的處理相似,可應用數字濾波、反褶積、偏移繞射處理、多次疊加等技術手段進行,一般都有專門的處理軟件。下面是地質雷達配合鉆探在對地下溶洞探測的實例:山東臨沂地區某廠區內部分道路及地面出現裂紋和下陷,懷疑地下有溶洞等物體,需進行勘探,由于不知地下物體的具置、形狀,如果純粹利用鉆探方法,則不僅費時費力,而且還可能勞而無功,拖延處理。河南地球物理協會物探隊首先利用LTD-3型地質雷達配以100MHz天線進行探測,通過強反射軸或典型的雙曲線特征圈定出地下物體的位置和埋深(地下17. 5m處)。后針對性的采用鉆探方法證實地下18m處為溶洞,并進行了灌漿處理,較好地完成了勘查任務。

3．瑞雷波法瑞雷波法可分為穩態瑞雷波法和瞬態瑞雷波法。因穩態瑞雷波法設備較笨重,成本較高,一般難于推廣應用,而瞬態瑞雷波法以其簡便、快速、分辨率高的優點被廣泛應用于工民建巖土工程勘察和環境地質災害調查與評估當中。瞬態瑞雷波測試是由一個垂直作用于地面的沖擊震源(爆炸、落重、鐵錘等)產生信號,用兩個或多個檢波器從震源開始沿垂直于測線方向直線布置,對一定頻率范圍內的瑞利波信號進行記錄、提取,并利用專門軟件進行正演和反演分析。瑞雷波法尤其適用于層狀巖土體的探測、識別。下面介紹一個瞬態瑞雷波法在淺層煤礦分層勘查中應用的實例:圖1是在山西安太堡露天煤礦的開挖平臺上,采用落重震源和瞬態面波法取得的工作成果。左邊為隨深度變化的面波速度曲線,右側為實際鉆孔柱狀圖,從圖中可以看出頻散曲線的之字形拐點位置與鉆孔分層位置對應情況非常理想。這僅是一點的記錄,如果通過多條測線觀測并配合鉆探資料校正、核實以排除多解性就可以很方便、直觀地勾勒出地下煤層的空間展布情況。

4．瞬變電磁測深法(TEM)瞬變電磁測深法是近幾年來發展起來的電法勘探分支方法,它利用采集的數據求取各個測點在不同深度的視電阻率,做出視電阻率的剖面圖,進而利用視電阻率異常來分辨和定位地下目的物的幾何形態與展布。它除了具有電磁法穿透高阻層能力強、分辨能力好,采用人工源隨機干擾影響小、探測效率高、成像清晰直觀明了等優點外,還具有耦合方便、受地形影響小的突出優點,在一些場地狹窄,其他物探方法難于開展工作的條件下,采用瞬變電磁法往往可取得良好的效果。更為難得的是由于該方法探測的為純二次場,故可采取簡單加大發射功率的方法以增強二次場提高信噪比,增加探測深度。正是由于瞬變電磁法的一系列優點使其在工程勘查、地質礦產、路基工程等領域獲得廣泛的應用。該方法的工作非常簡單,在野外沿測線逐點測量就行了,野外采集的數據通過專門軟件進行地形校正、畸點剔除后即可反演得到直觀反映地下結構的地電斷面圖。下面是瞬變電磁法結合鉆探對烏江某段進行地下水位進行勘探的實例:某勘測設計研究院為界定烏江兩岸地下水位在烏江某電站建成前后的變化,需對地下水位進行測量,采用瞬變電磁儀結合在X軸方向530、550、570處的附近設有鉆孔13#、14#、15#進行探測,結果如下圖中的水位線(黑線)所示,其所反映的地質結構經某勘測設計院的地質專家鑒定基本上符合實際情況。

在工程地質勘探中常用的物探方法尚有高分辯率淺層地震反射法、折射波法、高分辨率電阻率法、電阻率層析成像技術等,限于篇幅在這里不再一一敘述。實踐表明,在工程地質勘查中,單純利用一種勘探手段,往往不能取得良好的勘查效果,而將多種勘探手段有機地綜合利用,卻往往可取得事半功倍的收獲。

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巖土勘探論文范文第5篇

論文摘要：地質工程復雜地質體中的各種地質信息，可以通過野外勘探實測或監測儀器記錄獲得，但一般都是散亂數據，工程地質工作者很難對其在工程巖土體中的分布規律有一個整體和直觀的把握。各種地質信息，包括地表地形、地下水位、地層界面、斷層、節理、風化帶分布、侵入體及各種地球物理、地球化學、巖土體的物理力學參數或數據的等值面(線)等，都可以看作是三維空間中的函數，利用各種野外實測資料分別建立相應的曲面擬合函數，進而利用計算機建立三維地質模型，達到直觀地表達地質信息在工程巖土體中的分布規律、提高對于地質規律的認識、指導地質工程項目的勘測施工及監測的目的。

0　引言

現有的地理信息系統(GIS)都主要表達二維的地表地物的圖形和屬性信息，要擴展到真三維包含地下地質結構的地質信息系統還有差距。一個大型地質工程項目從可行性研究階段、初步設計階段到詳細設計階段，乃至到工程運行期的管理與監測期，建設周期長，往往積累了大量的地質資料，用三維模型圖形圖像來表達、解釋和管理如此龐大的資料比光靠數據庫和圖表圖紙等傳統手段來得有效的多。建立地質工程復雜地質體的三維模型，處理巖層界面與結構面組合關系，逼真反映地下地質結構全貌，將為地質工程工作者分析研究工程地質現象和發現掌握巖土體結構規律提供一種嶄新的研究手段和研究方法。

1　復雜地質體可視化研究與開發現狀

TITAN三維建模軟件是由北京東方泰坦科技有限公司開發的TITAN地學綜合信息系統中的一個組件，是基于框架建模的思想研制開發而成的，利用平行或基本平行的剖面數據建立起三維空間任意復雜形狀物體的真三維實體模型。TITAN三維建模軟件的組成部分有：①剖面數據處理模塊，建立剖面數據，為建立三維實體模型提供由一系列平行的剖面組成的框架數據，數據剖面由多邊形、環和點元素組成；②對應關系處理模塊，建立剖面之間、多邊形之間、環之間和點之間的對應關系，為建立三維實體模型提供剖面間的——對應關系，從而建立建模元素之間在三維空間中的聯系；③模型處理模塊，建立實體模型，用剖面數據和剖面間的對應關系建立起三維實體模型，并且可以對模型進行任意切割、計算面積和體積的處理。此軟件只是三維建模與圖形處理的引擎，適用面廣泛。但在面向具體專業時，需要添加或擴充專業模塊，比如工程地質專業模塊等。縱觀國內外幾種軟件的研究與開發現狀，對于地質工程專業的復雜地質體建模與分析的針對性不強，沒有充分體現地質工程專業的特殊性，不能夠很好地滿足地質工程生產與研究的實際需要。

2　地質工程復雜地質體三維建模和可視化的關鍵技術問題分析

2.1　離散數據的插值與擬合地質信息的插值和擬合函數要根據實際勘測數據建立，實測數據越豐富精確，得到的地質模型越能夠真實描繪出這些信息的空間分布規律。對于不同的地質信息，需采用不同的擬合函數。地表地形測量數據(X坐標、Y坐標和地表高程Z)、地下水位埋深測量信息(地下水位測點地表X坐標、Y坐標和水位埋深h)等的曲面圖形生成可歸結為雙自變量離散數據的插值和擬合。空間曲面插值函數有以下構造方法，如與距離成反比的加權方法(Shepard方法)，徑向基函數插值法(Multiquadric方法)，平面彈性理論插值法等，它們同樣適用于單個連續地層界面、地球物理勘探數據、地球化學勘探數據以及巖土體物理力學參數在地質體空間的分布。

2.2　三維數據結構地質工程地質體一般是不規則形體，在計算機圖形學中曲線和曲面總是分別通過很多微小直線段和微小三角面逼近，來模擬地層巖性界線和巖層曲面，即巖層界面(和地表曲線、地下水位面等地質層面界線)和巖層曲面都分別是許多微小直線段和微小三角面的集合。這就要求必須具備有效的分層的三維數據結構，比如地質工程地質體空間中的點由有三位坐標分量表示，微小直線段由其兩個端點組成，地質層面界線由所有屬于該邊界的微小直線段組成，而巖層曲面由微小三角面組成。有效的三維數據結構能夠確保人機交互和查詢的實現。

2.3　曲面求交地質體中存在大量各種層面，包括地表、地下水位面、地層層面等，當出現地層不整合、地層尖滅和地下水出露于河谷地表等情形時，就自然會遇到曲面間求交的問題；地質體三維模型的上部邊界是地表曲面，通過數學方法擬合出的巖層面或地下水位面不應超出地表曲面，即超出部分不應顯示。同樣的，當顯示多層地層時，下面的每一巖層應以其上一巖層為邊界。因此，為了可視化地層界面必須要解決地層面與地表或其他地層面的求交問題。另一方面，在剖面圖成圖時，地質界線的繪制是通過顯示剖面(平面)與各種地質界面(曲面)求交所得出的交線。因此曲面求交包括地質界面(層面)之間的相交，和地質界面與剖面的相交兩類問題。

2.4　三維拓撲結構分析從地質學角度看，拓撲是地質對象間關系的表格，拓撲表存儲層位間上覆、下伏和交切等的地層學關系及地質空間位置關系。拓撲也可視為允許這些地質關系合理儲存的數據結構。例如，考慮多層地層，上一個巖層的底面和與其相鄰的下一個巖層的頂面是上下巖層這兩個實體的公共部分或共享邊界，它們之間的拓撲關系就是相鄰和同一的關系，在存儲數據時只存儲上一個巖層的底面或其相鄰的下一個巖層的頂面，即相鄰巖層的邊界曲面可以存為一個地層曲面，大大減少數據存儲量。評價地質模型系統的優缺點往往決定于描述地質對象所用的拓撲結構。

2.5　可視化技術地質工程復雜地質體可視化是利用計算機技術將工程勘測獲得的數據轉換為形象直觀便于進行交互分析的地下地質結構空間形態的立體圖和剖面圖形，其基礎是工程數據和測量數據的可視化。利用可視化技術可以從龐大的地質勘測數據中構造出地質工程中對于邊破穩定性和地下硐室變形破壞等起關鍵作用的巖層和結構面，并顯示其范圍、走向和相互交切關系，幫助工程地質人員對原始數據做出正確解釋，繼而為工程地質分析具體問題提供決策支持。通過離散地表地形測量數據的插值計算并用不同顏色表達高程的差異達到山巒起伏和河流侵蝕切割山地形成河谷的狀態的可視化。

3　復雜地質體三維建模與可視化技術的初步開發與應用

3.1　地質工程復雜地質體三維建模與可視化的研究基于離散采樣數據的插值與擬合的思想，即將離散數據轉化為連續曲線曲面，地質工程復雜地質體三維建模與可視化的過程是，從勘探數據庫中提取各種地質信息的坐標位置及巖土體的物理力學參數，通過不同的擬合與插值函數得到地質層面(曲面)和地質實體的三維計算機圖形顯示，表達地質信息在研究區域內的分布規律。生成地質巖層面和地質實體后，實現從任意角度觀察建立的模型，實現根據指定的剖面走向、傾向和傾角生成垂直剖面。

3.2　初步開發工程勘測空間數據庫管理。工程勘測空間數據庫在收集整理現場勘測數據后錄入各分項數據表，這些數據表不僅包括地質信息的位置數據，更重要的是提供屬性數據。以地層巖性數據表為例，要求錄入鉆孔編號、巖層起始深度、巖層終止深度、層厚、巖性(地層名稱)、地層代碼(地層年代)、巖層走向、巖層傾向、巖層傾角、接觸關系、地質描述等數據。隨著工程勘測的進展，能夠方便地修改補充和管理勘測數據。