岩土体工程地质类型及特征
- 格式:doc
- 大小:109.00 KB
- 文档页数:6
一、岩体工程地质类型及特征依据岩石成因,研究区岩体可划分为岩浆岩、沉积岩二大工程地质类型。
1.岩浆岩区内岩浆岩仅发育有侵入岩,包括变质侵入岩。
变质侵入岩也可划为变质岩类副变质岩,由于研究区内变质岩类型单一,面积小,只在侵入岩类中加以叙述其特征。
依据侵入岩工程地质结构特征、岩性组合、岩石强度,分为坚硬块状闪长玢岩、正长斑岩、花岗岩、闪长岩岩性综合体和坚硬—较坚硬片状闪长岩类岩性综合体。
(1)坚硬块状闪长玢岩、正长斑岩、花岗岩、闪长岩岩性综合体:岩性组合为元古代二长花岗岩、正长花岗岩、黑云花岗闪长岩及中生代燕山期石英正长斑岩、角闪闪长玢岩岩脉。
岩石坚硬性脆,工程地质结构类型为块状结构。
岩石饱和单轴抗压强度大于60Mpa,抗风化能力强。
在裸露区风化残积土厚0—1m,隐伏区残积土厚1—3m,标贯击数14—30击,地基承载力标准值240—280kpa;全风化带厚0—2m,标贯击数40.9击,地基承载力标准值350—500kpa;强风化带厚0—4m,标贯击数60.2击,地基承载力标准值500—2000kpa。
该岩性综合体具低压缩性,是良好的天然地基。
(2)坚硬—较坚硬片状闪长岩类岩性综合体:为晚太古代阜平期片麻状中粒黑云角闪英云闪长岩。
是经过区域变质作用的片状、片麻状变质侵入岩。
片理产状45°—65°。
岩石饱和单轴抗压强度30—60Mpa,属坚硬—较坚硬;工程地质结构类型为片状结构。
岩体全风化带厚0—5m,标贯击数35击。
地基承载力标准值300—400kpa;强风化带厚5—10m,标贯击数54击,地基承载力标准值400—1500kpa。
岩体塑性变形较大,具中低压缩性,边坡稳定性差,易引起风化、流失、边坡失稳等工程地质问题。
2.沉积岩沉积岩可划分为碳酸盐岩、碳酸盐岩夹碎屑岩、碎屑岩、碎屑岩夹碳酸盐岩四种工程地质岩组。
(1)碳酸盐岩岩组依据岩组工程地质结构特征,岩性组合,岩石强度分为坚硬中厚层状碳酸盐岩岩性综合体;坚硬—较坚硬中厚层状碳酸盐岩岩性综合体;坚硬中薄层状碳酸盐岩岩性综合体;坚硬—较坚硬薄层状碳酸盐岩岩性综合体。
渭南市南部地区工程地质特征及岩土体类开型1.1地形地貌1.1.1地形利用DEM数据对整个调查区地形进行坡度因子提取,以10°为基本单元,划分调查区斜坡各坡度段投影面积占全区总面积比例(图2-1)。
坡度大于50°的地段极少,投影在平面上面积几乎可以忽略。
从统计结果可以看出:不同坡度范围分布差异较大,坡度在0~10°的区域面积约占调查区总面积的70.28%,其次为坡度10~20°,20~30°,30~40°,40~50°范围的地区,面积分别占调查区总面积的16.75%、8.30%、4.30%、0.37%。
图2-1调查区三维地形图1.1.2地貌调查区地处关中平原东部,地势南高北低,相差悬殊。
区内地貌按其形态、成因类型可划分为渭河及支流冲积、冲洪积平原、山前洪积平原、黄土塬及基岩山地(图2-2)。
南部高耸着逶迤不断的高中山地,峰峦迭嶂,高峻挺拔。
北部陡直而降,为渭河及其支流冲积而成的平原,沃野平川,一望无际。
二者之间为山前洪积扇,背山向川,波状起伏。
山外西部高亢的黄土塬,塬面破碎,沟壑纵横。
1、冲积(冲洪积)平原(1)河漫滩主要分布于渭河支流河床两侧,与河床多为陡坎或缓坡接触,坎高0.5~1m,滩面宽0.2~0.5km,标高355~387m,其地表由全新统晚期冲积物(砾砂及粉土)组成。
总体地势平坦,潜水位浅,渠系纵横,主要开垦为菜地和农田。
(2)一级阶地主要分布于调查区渭河南岸及南岸支流两侧,沿河呈带状分布,高出河床5~8m,宽2~6km,支流阶面较窄。
标高364-367m,前缘以1~2m小阶坎高于漫滩。
阶面平坦,微倾向下游,分布大面积农田。
堆积物为全新统早期砂砾卵石、粉质粘土、粉土,呈二元结构。
(3)二级阶地主要分布于渭河南岸及南岸支流的两侧,向东至山前过渡为洪积扇。
阶地面较平坦,并向下游微倾,与一级阶地的相对高差为2~5m,宽度约0.1~0.8km。
岩土工程的分类以及环境岩土工程介绍岩土工程(GeotechnicalEngineering)是以工程地质、水文地质、岩石力学和土力学为理论基础,包括岩石和土的利用、处理、灾害环境保护和环境保护的科学技术,属于土木工程的一个分支学科。
(国家标准《岩土工程勘察术语标准》)。
简单地说岩土工程是土木工程中涉及岩石、土和地下水的极少量,岩土工程研究内容涉及岩土体作为工程的承载体、作为工程荷载、作为工程材料、作为流体传导介质或环境介质等诸多方面。
当建设工程可能需要建一个建(构)筑物时,建(构)筑物的上部结构中必须上半部通过基础与大地连接,岩土工程就是解决建(构)筑物的上部结构,类同如何通过其基础同地基相互作用衔接成为一体的。
岩土工程解决各种类型的建(构)筑物包括隧道、桥梁、水坝、民用建筑、道路、铁路、港口和垃圾填埋场等与大地的衔接的问题。
无论土壤或岩石的类型如何,地层分布情况几乎也许多种多样的,因此岩土工程是非常令人兴奋工程力学和具有挑战性的,因为没有两个拟建场地遇到问题会是完全一样的。
岩土涌泉工程又可行业龙头为岩土工程勘察、岩土工程设计、岩土工程施工、岩土工程检验、监测以及环境岩土工程和工程力学岩土工程咨询。
岩土工程勘察(Geotechnicalinvestigation)是指根据建设工程的要求,查明、分析、评价建设训练场地的地质、环境特征和岩土工程条件,管理体制勘察文件的活动。
岩土工程勘察的内容主要有:工程地质调查和制图、勘探及采取土试样、原位测试、室内试验、现场检验和检测,最终根据以上几种或全部手法手段,对场地工程地质条件进行定性或定量分析评价,编制满足不同阶段所需的成果报告文件。
岩土工程研究报告必须满足相关勘察规范的要求,满足必须满足设计不同阶段使用的承诺。
岩土工程设计(Thegeotechnicalengineeringdesign)是指对指在岩土工程勘察工作完成后,根据总包承揽的施工要求以及场地的地质、环境特征和岩土工程市场条件,所需要进行的边坡工程,基坑工程,地基处理工程,桩基工程等岩土工程施工范畴的方案设计与方案设计设计。
4.2地质环境条件4.2.1地形地貌地形地貌是地质灾害发育的主要形成条件之一,相对高差、地形坡度、斜坡结构与形态等特征,是控制或影响地质灾害发育的主要因素。
丘陵地貌具备了地质灾害发育的地形高差和坡度特征,为地质灾害的发育提供了有利的地形条件,控制了绵阳市涪城区地质灾害的发育分布,境内地质灾害全部在丘陵地貌分布,而地形低平的河谷平坝区无地质灾害发育分布。
由于区内斜坡均为平缓层状斜坡,滑坡主要分布于斜坡低凹处第四系松散土体分布地带,崩塌主要分布于坡度较陡处以及由于风化形成凹腔发育地带。
4.2.2地层岩性地层岩性是地质灾害发育的物质基础条件,地质灾害的发育分布下地层岩性的分布密切相关,岩性特征对地质灾害发育类型影响很大。
绵阳市涪城区内发育的滑坡集中分布在残坡积、崩坡积碎块石土较为发育的斜坡地带,崩塌(危岩)主要分布在砂、泥岩互层岩组成的高陡斜坡以及风化形成的凹腔发育地带。
4.2.3地质构造与地震地质构造对地质灾害发育的影响或控制因素主要是成岩节理、层面和节理裂隙等软弱结构及其组合与斜坡临空面的关系。
对滑坡发育影响大的是顺向坡、且岩层倾角小于坡角的情况,尤其是人工切坡较陡,使软弱结构面在坡面上临空,易导致滑坡发育;在残坡积、崩积土层发育地带,土层与下伏的基岩接触面为软弱结构面,往往构成潜在滑移控制面,斜坡地形坡度较陡或临空条件较好时,易发生滑坡。
岩层中发育的节理裂隙及其组合,易将岩体切割成块状或碎裂状,降低岩体的力学强度,破坏了斜坡的稳定性,随着应力重分布和卸荷等作用,陡倾的节理裂隙往往演化为拉裂缝,导致了崩塌(危岩)的发生。
4.2.4岩土体工程地质类型特征以岩土体建造为基础,结合岩体的结构和力学性质将区内出露的岩土土体划分为非层状结构角砾质土、层状结构粘性土、砂砾卵石土、半坚硬—坚硬砂泥岩互层岩组三种类型(表6)。
表6 岩土体工程地质类型及特征由于岩土体类型的工程地质性质差异,控制或影响了地质灾害的发育分布。
一、岩土体工程地质类型及特征
岩土体工程地质类型的划分根据岩土体形成条件、结构、岩性、力学特性及工程地质特征的差别,可分为松散松软堆积层岩类、碳酸盐岩类及碎屑岩类3个岩体类型6个工程地质岩组。
(一)土体工程地质类型及物理力学特征
此岩类的划分根据其结构特征、力学性质及工程特性分为中偏高压缩粘性土类岩组和低压缩碎石土类岩组2个工程地质岩组。
1、中偏高压缩粘性土类岩组
(1)残坡积土(Q el+dl)
残坡积层主要分布于沿线丘陵沟谷坡脚一带,多为紫红色、棕红色粉砂质粘土或浅黄色、灰黄色砂土、亚粘土、粉土夹(含)碎石,沿线厚度不一。
残坡积亚粘土天然含水量W18.8~24.00%,天然孔隙比e0.600~0.697,塑性指数Ip 8.4~12.6,液性指数I L 0.46~0.60为软塑状,凝聚力C26.6~45.1Kpa,内摩擦角φ10.1~18.7度,压缩系数a0.25~0.40为中~偏高压缩土类。
残坡积层的主要工程地质问题是湿陷变形、压缩沉降变形、蠕滑变形。
(2)冲洪积土(Q4al+pl)
冲洪积层主要分布于河床、河滩上,为灰色、浅灰色亚粘土、粘土及褐灰色细、粉砂土及砂砾卵石层,厚度不一。
亚粘土天然含水量W21.7~26.50%,天然孔隙比e0.619~0.838,塑性指数Ip 8.4~14.6,液性指数I L 0.46~0.87为可塑状,凝聚力C12.9~32.2Kpa,
内摩擦角φ7.0~10.3度,压缩系数a0.31~0.47为中~偏高压缩土类。
粘土天然含水量W28.8~34.30%,天然孔隙比e0.838~0.978,塑性指数Ip 20.0~21.3,液性指数I L 0.54~0.77为软塑状,凝聚力C22.6~54.7Kpa,内摩擦角φ10.0~10.3度,压缩系数a0.24~0.605为中~高压缩土类。
冲洪积层的主要工程地质问题是湿陷变形、压缩沉降变形、蠕滑变形。
2、低压缩碎石土类岩组
崩坡积土(Q4col+dl)
崩坡积层主要分布于斜坡边缘、高陡斜坡的坡脚处,碎块石成份与地层岩性有关,为黄灰、红褐色亚粘土夹块石、碎石。
此类岩组颗粒级别差异大,密实度较高但不均一,透水性较好,为低压缩碎石土类岩组,工程地质问题主要表现为土石滑坡、塌方,不均匀沉降。
线路区段内土体工程地质类型及主要物理力学指标参见表6。
(二)岩体工程地质类型及物理力学特征
根据路线区岩层坚硬程度、抗风化能力、抗溶蚀能力和基本物理力学性
土体工程地质类型及主要物理力学指标表
质的相似性与差异性,并考虑岩层组合特征,将岩体划归四大工程地质岩类。
1、碳酸盐岩类工程地质特征
可溶性硬质岩类
该岩组较坚硬~坚硬,薄至中厚层状,具可溶性和岩溶化,主要为软硬相间组合,其中软岩岩体易风化变形,形成夹层风化现象。
主要地层为三叠系中统雷口坡组(T2L)侏罗系下统自流井组东岳庙段(J1-2Z1)中下部和大安寨段(J1-2Z3)中部等层位的灰岩、白云质灰岩、白云岩和生物灰岩等组成,岩体单层厚度不大,单轴饱和抗压强度平均值一般为30.0~56.7Mpa,单轴饱和抗剪强度平均值一般为35.4~43.9Mpa,单轴饱和抗拉强度平均值一般为0.329~3.91Mpa,岩石饱和弹性模量平均值一般为0.117~0.971Mpa,岩石泊松比平均值一般为0.21~0.32μ。
完整的岩石纵波波速在4000~4400m/s之间。
2、碎屑岩类工程地质特征
(1)中至厚层状硬质岩类
该岩组分布于沙河镇以东和水口山一带,主要由三叠系须家河组(T3xj)侏罗系上下沙溪庙组(J2XS、J2S)等层位的中至厚层长石石
英砂岩、石英砂岩等组成。
砂岩具斜层理、裂隙发育,抗风化能力强~中等,强度高,单轴饱和抗压强度平均值一般>30.0Mpa,纵波波速一般大于3500~4500m/s。
(2)薄至中厚层状硬~软质岩类
该岩组主要分布于尖坡岭隧道段、明月山隧道段、垫江县城南部、太平镇及高安镇以东一带,主要由侏罗系蓬莱镇组(J3P)等层位的薄~中厚层泥质石英粉砂岩、粉砂质泥岩组成,具斜层理,抗风化能力中等,强度较高,单轴饱和抗压强度平均值一般5.98~19.4Mpa,纵波波速一般大于2500~3500m/s。
(3)软质岩类
勘察区内该岩组主要分布于尖坡岭隧道、明月山隧道、太平镇、水口山及沙河镇一带,分布较广。
主要由三叠系中统雷口坡组(T2L)、须家河组(T3xj)和侏罗系(J)层位中的泥岩、页岩、泥质粉砂岩和煤层组成。
岩质较软,易风化,强度低,岩石单轴饱和抗压强度平均值一般2.22~5.98Mpa,纵波波速一般小于2500m/s。
部分泥岩、页岩含大量水云母、高岭石、蒙脱石等粘性矿物,遇水易软化,其中,产生的泥化夹层往往是造成斜坡失稳发生变形形成滑坡的主要因素。
线路区段内岩体工程地质类型及主要物理力学指标参见表7。
(三)基础持力层、基础类型的选择及建议值
线路区初拟有:牌坊沟大桥、大沙河大桥、殷家沟大桥、高滩河大桥、雷家湾大桥、廖家湾大桥、主线跨线大桥、清水河大桥、李子湾大桥、烧房岩体工程地质类型及主要物理力学指标表
表7
湾大桥等12座大桥和曲尾铺、肖家湾、硫磺坝、大坡、红生基等8座中桥,桥梁墩、台对持力层强度要求高,线路内的第四系土体和强风化岩体需采取必要的处理措施才能达到墩、台对持力层的要求。
因此,桥梁墩、台的基础持力层应选择弱风化的碳酸盐岩类和碎屑岩类的灰岩、砂岩、泥岩等岩组;涵和5m以下挡墙基础一般要求置于岩体之上,5m以上高度的挡墙须选择弱风化的岩体作持力层;路基适应性较高,强风化岩体和低压缩碎石土、砂卵石层均可作持力层,但土体须进行夯实处理;区内中偏高压缩粘土不宜作持力层,一般要求换填或特殊处理。
根据工程实践和重庆山区特点,桥梁墩、台基础形式应以人工明挖扩大基础和挖孔桩最为实用,而挡墙则以条形基础为主。
经勘察,B段线路内岩土体岩土工程参数参见表8。
岩土工程参数建议值一览表
表8。