工程地质和岩土工程的关系

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工程地质和岩土工程的关系范文第1篇

关键词：工程地质调绘 现阶段 重要性

1．基本概念

工程地质调查与测绘简称工程地质调绘。从字面上来讲，工程地质调绘有调查和测绘两层含义，《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）和《公路工程地质勘察规范》（JTJ064-98）中均提到工程地质调查与测绘，但“调查”与“测绘”的先后顺序有别，有色行业标准《岩土工程勘察技术规范》（YS5202-2004）只提到工程地质测绘，其它规范、规程也有类似提法。综合各家意见依为：工程地质调绘含有调查和测绘两层含义，工程地质调查是工程地质测绘的简化，工程地质测绘是工程地质调查的深化，调查多在可研阶段进行，测绘多在初勘阶段进行，两者在字面意义、包含内容、工作方法、所对应的勘察阶段和工作的侧重点方面存在不同。语言表达时称“工程地质调查与测绘”即“调查”在前“测绘”在后较为合适，符合人们认识事物由表及里、由浅到深之道理。但完全将调查和测绘割裂开来也将是错误的，调查与测绘在目的上是一致的，在工作内容、工作方法上又有相似和相同之处，在很多工作中，调查中有测绘，测绘中有调查，方法论上可以相互借用，工作内容上可以相互充实。调查和测绘既有相同、又有不同，完全混淆工程地质调查和测绘或完全割裂两者都将是片面的和错误的。

2．工程地质调绘的内容和方法

工程地质调绘的目的在于利用工程地质手段和方法通过地面的工程地质工作，查明场地及其附近的工程地质条件。工程地质条件即工程地质环境因素是客观存在的，人们可以认识它、利用它、改造他、同时人类活动可以反作用与它、影响它、改变它、甚至恶化它。工程地质调绘是人们认识工程地质条件的重要方法之一，也是岩土工程勘察最基本的方法。

工程地质调绘是对工程地质条件的调查测绘，总结其主要内容包括以下关键点：

1) 地形地貌调查与测绘：查明、标注、绘制地形地貌界限，确定地貌单元，分析其形成过程及与其它工程地质条件的依存关系。

2) 地层岩性调查与测绘：查明岩土体的类型、年代、成因、分布、厚度、产状、风化程度等野外特征，确定其与其它工程地质条件的依存关系。

3) 地质构造调查与测绘：查明地质构造和岩土体结构类型、产状、规模、性质、形成历史、活动特征等，分析其与其它工程地质条件的依存关系。

4) 水文地质条件调查与测绘：收集水文、气象、植被、冻深等资料，查明地表水和地下水的类型、补给、径流、排泄条件，含水层特征、地下水与地表水的关系、调查最高洪水位、淹没范围等，分析其与其它工程地质条件的依存关系。

5) 物理地质作用调查与测绘：查明不良物理地质作用的类型、成因、分布、规模、发育程度、影响范围、危害程度等，确定其与其它工程地质条件的依存关系。

6) 天然建筑材料调查与测绘：查明建筑材料类型、分布、质量、数量、开采运输条件，确定其与其它工程地质条件的依存关系。

7) 人类工程活动调查与测绘：调查人类工程活动类型、痕迹、范围、分析其对场地稳定性和未来工程的影响；收集变形观测资料、调查当地工程经验，确定其与其它工程地质条件的依存关系。

3．工程地质调绘在现阶段工程勘察中的地位

大家知道，各勘察单位的管理模式不尽相同，但对于所承担的勘察项目，其运转程序一般为：项目洽谈----项目承接----方案编制----野外勘察----室内试验----报告编写----报告审核----发送报告等。项目洽谈阶段，经营人员会忽略工程地质调绘的计费或将工程地质调绘的收费作为优惠条件，这一点已为不重视调查测绘埋下祸根；方案编制阶段，为使方案审核顺利过关，有的简单涉及到工程地质调绘，有的干脆不提及该项工作，思想决定行动，工程技术人员不重视工程地质调绘的思想在方案制定中就已表露出来；野外勘察阶段，有的简单进行工程地质调绘，有的彻底省略了该项工作，行动决定结果，没有工程地质调绘的行动，就没有工程地质调绘的结果；报告书编写阶段，主要依据野外钻探、井探记录和室内土工试验，这也成为必须依靠和只能依靠的内容；人力资源方面，工程技术负责人成为唯一的现场技术人员已成为一般勘察项目的常态，复杂的勘察项目现场技术人员也为数不多。现场技术人员的缺乏使其无暇顾及工程地质调绘工作，有的工程技术负责人到野外去仅仅是一两天或几个小时的事情，目的是了解一下现场的地形地貌和钻探地层，以利于在编写报告时不大离谱；工器具配备方面，地质三件宝已不再随身携带，有的技术人员不会使用罗盘仪，即使简单的进行工程地质调绘工作，其结果也可以想象。

总而言之：现阶段工程勘察中普遍存在仅重视各种钻探手段和室内试验，而忽视工程地质调绘工作的现象，工程地质调绘被搁置一边，一是思想不重视，二是无人力完成，三是工器具配备出问题。工程地质调绘在岩土工程勘察中处于被边缘化或放置于角落被遗忘的地位。应有地位的丧失是一种不正常的现象，必须得到回归。

4．工程地质调绘在现阶段工程勘察中的重要性

工程地质是从地质学中分离出来的，是地质和工程的结合；岩土工程是工程地质的发展和延伸，是地质与工程、工程与环境的相互作用。

岩土工程前辈（工程地质前辈）对工程地质调绘高度重视，当年他们采用的钻探设备比我们现在使用的设备差很多，获得深度方向的岩土工程信息的难度大，付出的劳动多，获得的信息量少，工程地质调绘成为他们主要的工作手段和方法之一。尽管时代前进了，设备改进了，方法先进了，最基本的工程地质调绘仍然是珍贵的、有用的、不可抛弃的，需要我们继承和发展。

基于上述论证，工程地质调绘确实成为岩土工程师的本职工作，是必须开展的、不应忽视的、不可省略的工作。在工程地质调绘方面的不作为或少作为是一种机会错失和信息浪费，工程勘察方法手段的完整性决定了获得工程岩土体信息量的大小，获得工程岩土体信息量的大小决定了岩土工程勘察结论的可靠度，大量收集堆积在地表的岩土工程信息是一种方法简单、科学直观、事半功倍、经济廉价的行为。如果岩土工程师视而不见地表岩土工程信息，将令人遗憾和痛心。解决这一问题要从思想和行动两方面着手，在项目洽谈、方案制定、现场勘察、报告审核等环节高度重视。

5．案例（新疆某公路连接线工程地质调查）

新疆S232公路经也拉曼至S229公路连接线全长25Km+277.982，公路设计等级为三级，按照《JTJ064-98》规范规定，拟对该路段进行工程地质调查。

工程地质调查的目的在于查明连接线走廊范围内的地形地貌、地层岩性、地质构造、水文地质条件、物理地质现象、建筑材料的分布以及人类工程活动特征，对工程地质条件进行分析，为设计提供依据。

工程地质调查以拟建公路的中轴线为调查线路中线，向两侧个辐射50m，徒步穿越整个调查区域，对各区段的工程地质条件要素进行认真细致观察记录、拍照、录像并分析相互间的关系，对地貌单元界限、特殊地层、基岩露头、岩体的节理裂隙、地面破碎带等地质构造和特殊地质现象采用追索法进行追踪调查。地质点标测采用目测法，对过路涵洞、小溪、河流区段、干沟、不良地质现象等采用GPS进行定位标测，调查所用地形图精度为1:500。最终绘制了连接线区段综合工程地质图。

通过工程地质调查，得出如下结论和建议：

1） 连接线地形地貌分为三个大的地貌单元，即K0+000―K4+340区段的侵蚀平原、K4+340―K18+900和K24+520―K25+277.982区段的侵蚀丘陵以及K18+900―K24+520区段的山间凹地。在三大地貌单元上又发育有沙漠、泥漠、沙丘、河谷等次一级地貌单元。

2） 连接线区域的地层主要为第四系风积粉细砂、风积―冲积粉土、泥盆系花岗岩、大理岩、片岩。在河流地段可见第四系冲积的中粗砂、漂卵石、粉土和粉质粘土分布。

3） 连接线区域构造单元位于阿尔泰地槽褶皱带南翼。南距额尔齐斯断裂最近距离30Km。地震设防烈度6度，设计地震分组为第二组，设计基本地震加速度为0.05g。

4） 连接线经过地段分布多条间歇性河流，以黑路土马沟河最大；分布有三条较大的长年流水河流，分别是博拉德河、也拉曼河和无名河。连接线区域地表分布较多小溪、积水潭和干沟，对拟建项目有一定的影响。

5） 连接线区域不良地质现象主要有积雪、风沙、涎流冰、泥石流等。积雪灾害分布较广；风沙主要存在于K0+000―K18+900段；涎流冰主要分布与K4+340―K18+900丘陵段的局部；泥石流主要存在于博拉德河段，博拉德河较为年轻，泥石流重复发生的概率较高。

6） 筑路石材可在K24+520―K25+277.982段就地取材，博拉德河上游中砂分布较广，质量较好，数量足够。

7） 建议在间歇性河流K4+340―K4+680、K12+800―K13+280、K14+820―K15+560段内和常年流水河流K19+500―K19+610、K22+430―K22+490、K24+480―K24+520段内设计相应等级的桥梁通过。以避开洪水冲刷和泥石流袭击。

8） 建议在地势低洼点、干沟、小溪处增设涵洞，并在路基两侧一定范围内设置挡水堤，引导洪水从涵洞通过，防止地表径流淘蚀路基。

9） 建议对重要桥梁、涵洞进行施工图阶段的岩土工程勘察（详勘），使重要桥涵的设计依据更加充实。

分析该案例，通过对河谷地形地貌、地表径流、最高洪水位以及积雪、泥石流等的调查，提出在有关地段设计桥梁和涵洞，并建议对重要桥梁和涵洞进行详勘，这一点既没有否决钻探、野外试验和室内试验的重要性，更加强调了勘察方法、手段的互补性和组合拳的功效，而且通过工程地质调查为下一步详勘钻探指明了方向。

6．结论

工程地质调绘在现阶段岩土工程勘察中的作用是不可或缺和不可替代的。这种最基本的岩土工程勘察手段和方法将长期有效。重视工程地质调绘就是重视地表广度方向岩土工程信息的收集，能起到事半功倍的效果。工程地质调绘与钻探、井探、坑探、槽探、垌探、物探、化探、野外试验、室内试验等勘察手段具有同样的作用和地位，它们是共存互补关系。工程地质调绘与钻（井）探等深度方向信息采集手段的组合使用，将使岩土工程勘察的结论更加全面、科学、合理、经济、安全、有效、实用。

岩土工程工作者务必重视工程地质调绘工作，充分发挥工程地质调绘的现实作用。

参考文献：《岩土工程勘察规范》GB50021-2001

《公路工程地质勘察规范》JTJ064-98

工程地质和岩土工程的关系范文第2篇

关键词：建筑 岩土地质 勘察

一、岩土地质勘查要点分析

1、岩土工程勘察的方法

岩土工程勘察的方法或技术手段，有以下几种：工程地质测绘、勘探与取样、原位测试与室内试验、现场检验与监测。

工程地质测绘是岩土工程勘察的基础工作，一般在勘察的初期阶段进行。这一方法的本质是运用地质、工程地质理论，对地面的地质现象进行观察和描述，分析其性质和规律，并藉以推断地下地质情况，为勘探、测试工作等其他勘察方法提供依据。在地形地貌和地质条件较复杂的场地，必须进行工程地质测绘；但对地形平坦、地质条件简单且较狭小的场地，则可采用调查代替工程地质测绘。工程地质测绘是认识场地工程 地质条件最经济、最有效的方法，高质量的测绘工作能相当准确地推断地下地质情况，起到有效地指导其他勘察方法的作用。

勘探工作包括物探、钻探和坑探等各种方法。它是被用来调查地下地质情况的；并且可利用勘探工程取样进行原位测试和监测。应根据勘察目的及岩土的特性选用上述各种勘探方法。

物探是一种间接的勘探手段，它的优点是较之钻探和坑探轻便、经济而迅速，能够及时解决工程地质测绘中难于推断而又急待了解的地下地质情况，所以常常与测绘工作配合使用。它又可作为钻探和坑探的先行或辅助手段。但是，物探成果判释往往具多解性，方法的使用又受地形条件等的限制，其成果需用勘探工程来验证。

钻探和坑探也称勘探工程，均是直接勘探手段，能可靠地了解地下地质情况，在岩土工程勘察中是必不可少的。其中钻探工作使用最为广泛，可根据地层类别和勘察要求选用不同的钻探方法。当钻探方法难以查明地下地质情况时，可采用坑探方法。坑探工程的 类型较多，应根据勘察要求选用。勘探工程一般都需要动用机械和动力设备，耗费人力、物力较多，有些勘探工程施工周期又较长，而且受到许多条件的限制。因此使用这种方法时应具有经济观点，布置勘探工程需要以工程地质测绘和物探成果为依据，切避盲目性和随意性。

原位测试与室内试验的主要目的，是为岩土工程问题分析评价提供所需的技术参数，包括岩土的物性指标、强度参数、固结变形特性参数、渗透性参数和应力、应变时间关系的参数等。原位测试一般都藉助于勘探工程进行，是详细勘察阶段主要的一种勘察方法。

原位测试与室内试验相比，各有优缺点。原位测试的优点是：试样不脱离原来的环境，基本上在 原位应力条件下进行试验；所测定的岩土体尺寸大，能反映宏观结构对岩土性质的影响，代表性好；试验周期较短，效率高；尤其对难以采样的岩土层仍能通过试验 评定其工程性质。缺点是：试验时的应力路径难以控制；边界条件也较复杂；有些试验耗费人力、物力较多，不可能大量进行。室内试验的优点是：试验条件比较容 易控制（边界条件明确，应力应变条件可以控制等）；可以大量取样。主要的缺点是：试样尺寸小，不能反映宏观结构和非均质性对岩土性质的影响，代表性差；试 样不可能真正保持原状，而且有些岩土也很难取得原状试样。现场检验与监测是构成岩土工程系统的一个重要环节，大量工作在施工和运营期间进行；但是这项工作 一般需在高级勘察阶段开始实施，所以又被列为一种勘察方法。它的主要目的在于保证工程质量和安全，提高工程效益。

现场检验的涵义，包括施工阶段对先前岩土工程勘察成果的验证核查以及岩土工程施工监理和质量控制。现场监测则主要包含施工作用和各类荷载对岩土反应性状的监测、施工和运营中的结构物监测和对环境影响的监测等方面。

检验与监测所获取的资料，可以反求出某些工程技术参数，并以此为依据及时修正设计，使之在技术和经济方面优化。此项工作主要是在施工期间内进行，但对有特殊要求的工程以及一些对工程有重要影响的不良地质现象，应在建筑物竣工运营期间继续进行。

2、岩土工程分析与评价的主要内容

岩土工程分析与评价的主要内容包括岩土工程地质分层及岩土参数的统计分析、场地稳定性和适宜性、场地地震效应、地基基础方案、基坑工程等。

1、岩土分层和参数选用

(1)分层原则：土层按地质时代、成因类型、岩性、物理力学性质指标划分；岩层按地质时代、岩性、风化程度、岩石坚硬程度和完整程度指标划分。

2）参数选用：首先要进行岩土参数的统计分析，应该按照场地工程地质单元、区段和层位分别统计。按照统计原则和标准，提供统计指标和相应的数据。当数据变化较大时，应分析原因，进行取舍，必要时重新分层统计，以保证参数可靠。

其次就是参数的选用，应根据地质的特点，并结合地区的经验，进行合理选用，保证室内试验和原位测试指标之间相互吻合。根据统计原则和标准，选取统计指标的最大值、最小值、算术平均差、标准差、变异系数和样本数。用于评价岩土性状和划分地层鉴定类别的指标，应选用平均值。对正常使用极限状态计算所需岩土参数，宜选用标准值。若指标选用值变异性较大时，可以根据地区经验进行适当调整。

2、场地稳定性和适宜性评价

(1)断裂勘察，查明其位置，活动性，以及地震效应，对拟建工程的影响程度。

(2)不良地质作用勘察，针对存在工程安全隐患的不良地质作用和地质灾害进行定性分析，根据指标进行定量评价。

根据综合评价分析结果提供建设性意见和措施。

3、场地地震效应和地基基础方案

应当根据建筑场地类别，划分抗震地段，判别砂土液化等问题；根据场地工程地质条件，结合经验，以及施工、材料等因素，针对地基进行分析，提出安全可靠的地基基础方案。

二、建筑岩土地质勘查中的地质问题

水文地质问题在岩土工程勘察和施工中非常重要的问题。地下水是岩土体的一部分，直接影响岩土体的工程特性以及建筑物的稳定性和耐久性。

1 水文地质评价内容

工程地质勘查中，对水文地质评估应该结合基础设计以及地下水对于岩土工程的危害，因此，评价内容主要包括：考虑地下水对岩土体和建筑物的影响；应该结合建筑物地基基础类型，合理选型；此外，还需要从工程角度出法，根据不同条件，有侧重的考虑不同的地质问题。

2地下水引起的岩土工程危害

地下水引起的岩土工程危害，主要是由于地下水位升降变化和地下水动水压力作用两个方面的原因造成的。因此，地下水位变化引起的危害可分为四种方式：

（1）水位上升引起的岩土工程危害。

（2）地下水位下降引起的岩土工程危害。

（3）地下水频繁升降对岩土工程造成的危害。

（4）地下水动压力作用引起岩土工程危害

综上所述，水文地质工作在工程勘察中起着重要的作用，随着工程勘察的发展，其必将受到越来越广泛的重视，切实做好水文地质工作将对勘察水平的提高起着极大的推动作用。

参考文献：

工程地质和岩土工程的关系范文第3篇

随着计算机图形处理技术的完善，已经完全可以集成以岩土工程建模、岩土工程数字化、岩土工程数据库管理，岩土工程特性分析，岩土工程地质解释以及空间分析和预测，地学统计和图形可视化的一体化系统，继而发展成为现代化，信息化为一体的岩土工程勘察数字化新体系正在形成。

一、岩土工程数字化勘察技术内容简介

数字化岩土工程勘察是指应用当代测绘技术、数据库技术、计算机技术、网络通信技术和CAD技术，通过计算机及其软件把一个工程项目的所有信息（勘察、设计、进度、计划、变更等数据）有机地集成起来，建立综合的计算要辅助信息流程，使勘察设计的技术手段从手工方式向现代化CAD技术转变，做到数据采集信息化、勘察资料处理数字化、硬件系统网络化、图文处理自动化、逐步形成和建立适应多专业、多工程生产的高效益、高柔性、智能化的工程勘察设计体系。

二、我国岩土工程勘察的现状分析

岩土工程勘察工作仍有许多问题亟待完善，主要表现如下方面：

（一）作业石梁较为分散，手工操作。

（二）图纸、表格、文字等资料以纸质媒体为主，转抄传递，效率低，错漏时常发生。

（三）资料共享性不高。

（四）资料再利用率低，因此需要发展和推广岩土工程勘察数字化和一体化技术。

（五）勘察资料过于专业地质化，由于部门长期的条块分割，勘察、设计分散作业，加之岩土工程规范制定和新技术，新方法应用的滞后，以及专业设置过细，岩土工程本身的特殊性等原因，设计与勘察之间脱钩多，使得勘察提供的岩土工程信息通常以设计人员难以理解的形式出现，而且勘察也较难参与设计的全过程，同时设计人员也存在知识的局限。

（六）数字化地图与数字化设计系统间贯通性差，地形图是设计系统的底图或称基础数据，由于数字化地图中的某些环节技术条件不成熟，与CAD设计软件的接口不匹配，很难顺利实现对接，设计系统不得不重新将勘察资料数字化，影响了设计系统CAD的推广应用。

（七）勘察信息数字化程度不高，勘察部门提供的勘察信息往往以图纸、表格、文字等形式为主，内容上定性描述较多，这一方面造成设计人员对于勘察信息难于准确理解，另一方面造成对勘察信息处理、利用上的困难。

（八）综合能力，主要表现在一部分勘察技术人员缺乏对勘察各专业的野外和室内原始资料的整理、分析、利用的能力，缺乏如何辨别真伪，归纳总结的能力，缺乏建筑，结构设计方面的知识，常造成勘察的目的不明确，所提供的资料不能满足设计的需要。

三、岩土工程勘察存在问题的解决途径与方法

（一）野外工程岩土勘察尽量集中便于管理，传统的纸质媒体材料要认真填写，并加以审核无误，资料工作量做到通用性，进一步提高综合工作能力，积极推广效率化技术。

（二）分析岩土工程勘察对象

岩土工程勘察对象构造的起因、规模、形态、结构差别很大，但任何复杂的地质构造都可以抽象为点、线、面、体四种元素的集合，任何地质对象在空间上都占有一定的位置和范围，具有一定的形态和性质特征，并与其他地质对象之间存在着一定的空间联系，因此地质对象的基本特征可归结为空间特征、属性特征和空间关系特征三个方面。

（三）岩土工程勘察的建模

岩土工程地质模型是人们对客观事物认识的精炼和图示化，建模最基本的依据是观点、理论基础。这里推崇岩体岩土工程力学，其核心观点就是岩体（实际上亦包在岩体结构中），结构面起主导作用，软弱岩层（软岩）起着始变形与突破口的作用，结构面类型较多，性状复杂，不仅有软硬之分，还有大小之分和分布上的随机性。

（四）岩土工程勘察建模的程序

（1）工程变量预测，岩土工程地质建模的主要目的之一就是预测一个或多个工程地质变量的空间变化，在矿产评价中，变量是矿石品位，在污染评价中，变量是土壤或地下水的污染程度，在地下水研究中，变量足水动力参数，如水流速度；在工程地质中，变量测量足地层、构造、断层等的空间分布特征及其物理力学性质。

（2）岩土工程地质特征解释。一般包括条件化和离散化两个方面，即以岩性或岩土类型等控制特征为条件，将工程地质信息进行离散化，从而确定工程地质边界和相关特征描述。

（五）GIS的岩土工程勘察数字化技术的实现方法

地理信息系统集数据库、制图、空间分析功能为一体，它的出现为地质领域繁杂的数据管理、多源的成果表达形式和空间数据分析提供了快速，方便、准确的手段，建立正确有效的信息数据库无疑是地质数据分析、研究的重要基础，一个高质量的数据库系统将使系统的功能得到最大限度地发挥。

1.数字化岩土勘察工程数据库系统。

基于GIS的岩土工程勘察涉及的原始空间数据和非空间数据，数据来源包括：

A、基础地理数据这些数据主要包括：

①自然区划图。

②地形、地貌图。

该图反映被研究区域的自然地貌情况。

B、岩土工程勘察数据这些数据主要包括：所研究区域的工程地质勘探资料。

2.数字化岩土勘察工程数据库系统可以按以下几个步骤实施构建

（1）岩土工程勘察数据库的概念模型设计

岩土工程勘察数据库管理作为岩土工程勘察数字化系统的一项基础工作是一个数据密集、处理复杂的数据库应用问题，为了能获得反映信息世界的概念性数据模型，将与关体和联系相关的功能与行为剥离出来，仅从现实世界中实体的数据侧面来建立模型即研究数据对象与属性及其关系，并在此基础上建立相对应的数据库表结构。

（2）数据库建立实现

工程地质和岩土工程的关系范文第4篇

[关键词]工程地质勘察 岩土 水文地质 特点

[中图分类号] P641.72 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-8-119-1

岩土工程地质勘察工作经常是在野外进行的，受外界环境和地质影响比较大，特别是施工现场的水文地质情况，因地下水位变化多端，若不了解其运动规律，会影响到工程建设的稳定性和安全性。所以一定要结合工程地质勘察中岩土水文地质的特点，有效开展当地水文的调查研究工作，保证工程建设的质量。

1岩土工程地质勘察简介

岩土工程勘察主要是指在建设之前，按照相关技术规范规程，搜集工程所在区域的地质情况，进而准确评价区域岩土地质条件和地质的稳定性，编制可供设计与施工使用的各种勘察文件的一项工作。岩土工程勘察是集工程地质调查和测绘、勘探及取样、分析、评价于一体的活动，是工程建设的基础性工作。

岩土工程勘察的任务和目的：①岩土工程勘察是按照《岩土工程勘察规范》来操作的，它采用先进的勘探技术手段和测试方法，收集区域地质资料、水文资料，为规划、设计和施工提供岩土技术参考数据，确保工程区域的稳定性。②分析工程所在区域地质条件和水文地质对工程的影响，结合拟建工程要求，对建筑物地基基础应采取的设计与施工方案，如岩土体的加固处理、不良地质现象的整治、施工中的保护措施和可行性等作出论证和建议，提出包含解决问题的方法与预防措施在内的勘察报告。

岩土工程勘察中涉及到的方法或技术手段主要有：

①工程地质的调查和测绘：是工程勘察的初始阶段，也是重要阶段，对后期工作起着决定性作用。主要是在地形地质图上填绘出测区的工程地质条件，作为工程地质勘探、取样、试验及监测的依据。根据不同阶段和工程地质条件，合理选用测绘所用的地形图比例尺，确保实际工程的地质界线、地点测绘与图上标示的精确度控制在规定范围内。

②勘探与取样：主要是为调查地下地质情况提取样本。勘探常用的有坑探、钻探和物探三种方法。坑探顾名思义就是挖个坑来直接观察地质情况；钻探是借助人工和机器进行取样；物探是依据物理方法来取样，如电法勘探和地震波速法勘探等。具体采用何种方法取样应根据岩土特性和实际情况进行选择。

③原位测试与室内试验：主要是为了获取分析和评价岩土工程问题所需的技术参数，如岩土的强度参数、物理指标、渗透性参数和应力、应变时间关系的参数等，用以确定地基承载力的特征值。

④现场检验与监测：主要是针对施工阶段而言，通过对施工现场的实际情况的检验和监测，及时补充和修正勘察结果，达到控制施工安全、提高工程质量的目的。

2工程地质勘察中岩土水文地质的特性及施工

岩土工程地质勘察在设计和正式施工之前，为确保工程的顺利进行，都会调查施工区域水文地质状况，分析当地地下水的运动和变化规律，以便后期施工时凭借这个为参考依据，正常进行岩土工程的勘察工作。具体岩土勘察中水文地质的特征是：

（1）一般岩层的含水性能：岩层可分为单纯石英砂岩层、泥质的页岩、夹板状页岩、不纯的灰岩、块状体的白云岩、层度较厚的纯灰岩、砾石层等几种，具体这几种岩层的含水性能比如下：

①单纯石英砂岩层：这种岩石结构过于紧密，具有较强的抗风性能，其化学性质相对来说也很稳定，质地硬度方面是属于中等往上的，所以一般情况下是强不含水类型的，但当它的自身构造遭受到强大冲击或发生外在的节理裂隙问题时，岩层容易形成一种断层的状态，这时的石英砂岩层可形成一定量的含水现象。

石英砂岩的熔点比较高，又含有丰富的硅物质，所以日常生活中一般是用于玻璃、陶瓷、冶金和铸造工业等领域。

②泥质页岩：它是分布最多、含有丰富的固结状态粘土矿物质的一种岩层，也可以说是沉积岩。因泥质页岩中也含有小颗粒多含量的细碎屑，其岩层结构也比较致密，具有一定的节理性，又是粘土质地的，所以也是不易含水和透水型的。结合以上，可以看出泥质页岩中所含矿物的成分比较复杂，当然所占据成分最大的是粘土矿物质，一般它的比例是58%左右，其它的还有一些石英、长石和盐矿物之类的物质。

③不纯的灰岩：同以上两种类似，岩层几乎没有孔隙，虽然组成的形状结构稍有差异，可属于不能含水型。但不同之处在于，灰岩若在一定水位下，可能会存储些地下水。

④块状体的白云岩：此岩层是一种沉积的碳酸盐岩类型，它抗化学侵蚀能力强，抗风化能力比灰岩稍强些，但其岩层的孔隙较大，形成一定量的地下水储藏层。

⑤层度较厚的纯灰岩：此类岩层厚度大，质地却不是很坚固，比较脆弱，易被外来水冲蚀、破坏，所以通常被认为是含水相当丰富的岩层。

⑥砾石层：河床相互冲撞形成了具有一定厚度和数量的岩层，即称为砾层，它的分布量不是很大且又分散，一般不含水，这是由于自身条件所影响的。

（2）断层的含水性能：断层的含水性能与其自身的特征、物质结构和两侧岩层的组成和性质有关，具体含水量的多少还要针对实际岩层的情况，如：粘土成分多的页岩，其断层带也多为粘土，所以还是属于不含水系列的；如石灰岩、白云岩的断层结构，因受不同地质作用和外界环境的影响，其间会形成大小不一的溶洞，这时则属于含水丰富的类型。

3总结

水文地质不仅只是一门科学性强的理论探讨学科，还与工程地质的勘测工作有着莫大的关系，它在很大程度上影响着岩土工程地质勘察的设计、施工、质量、地质、灾害预防等方面。具体工程中，一定要结合施工现场，详细勘测当地的水文地质技术，分析区域地质和含水岩层、含水构造的情况和特征，提前做好预防措施，保证工程的安全和质量。

参考文献

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工程地质和岩土工程的关系范文第5篇

【关键词】岩土工程勘察；数字化；GIS；数据库

0 引言

岩土工程地质勘察是工程设计的先决条件，但传统的岩土工程地质勘察资料一般都局限于二维、静态的表达，这种表达描述场地地质空间构造起伏变化的直观性差，不能充分揭示场地地质空间变化的规律，难以使人们直接、准确、完整的理解和感受场地土的物理力学性质变化情况，也越来越不能满足岩土工程的空间分析要求，因此不能很好的服务于工程设计。如何突破传统岩土工程勘察的技术缺陷，如何利用岩土工程勘察资料来推断场地土的区域分布规律，如何利用岩土工程勘察资料来预测场地土的岩土工程性质，是岩土工程界一个古老而又有新意的问题。岩土工程地质勘察数字化主要解决的是岩土工程勘察中场地方域的数字化、场地物性指标的数字化、场地地层的数字化和岩土工程勘察数据库的设计。本文在分析、总结前人理论的基础上，提出了岩土工程地质勘察数字化的体系和具体的实现方法。

1 场地方域的数字化―地理信息系统

地理信息系统（Geographical Information System，简称GIS）是一门集计算机科学、信息科学、地理学等多门学科为一体的新兴学科，它是在计算机软件和硬件支持下，运用系统工程和信息科学的理论，科学管理和综合分析具有空间内涵的地理数据，以提供对规划、管理、决策和研究所需信息的空间信息系统。一个典型的GIS系统应包括四个基本的组成部分：计算机系统（硬件、软件）、空间数据库系统、应用人员与组织机构和应用模型。

1.1地理信息系统的功能与应用

作为地理信息自动处理和分析系统，地理信息系统的功能与应用贯穿数据采集、分析、决策应用的全部过程，具体可概括为以下几个方面：

（1）数据采集与编辑。即在数据处理系统中将系统外部原始数据传输给系统内部，主要用于获取数据，保证系统数据库中的数据在内容上与空间上的完整性、数据值逻辑一致性等。目前可用于地理信息系统数据采集的方法和技术很多，如跟踪数字化、扫描数字化、遥感等。

（2）数据操作。包括数据的格式化、转换、概化。数据的格式化是指不同数据结构的数据间变换；数据转换包括格式转换（如矢、栅格式的转换）、数据比例尺的变换、投影变换等；数据概化包括数据平滑、特征集结等。

（3）数据的存储与组织。这是一个数据继承的过程，也是建立地理信息系统数据库的关键步骤，涉及到空间数据和属性数据的组织，其关键是如何将二者融合为一体。

（4）查询、检索、统计、计算功能。这是地理信息系统应具备的最基本的分析功能。

（5）空间分析功能。这是地理信息系统的核心功能，也是地理信息系统与其它计算机信息系统的根本区别。地理信息系统的空间分析可分为三个不同的层次。一是空间检索，包括从空间位置检索空间实体及其属性和从属性条件集检索到空间实体。第二是空间拓扑叠加分析，空间拓扑叠加实现了输入特征的属性的合并以及特征属性在空间上的连接。第三是空间模拟分析，包括外部的空间模拟分析 （将地理信息系统作为一个通用的空间数据库，而空间模拟分析功能则借助于其它软件）、内部的空间模拟分析（利用地理信息系统软件来提供空间分析模块）和混合型的空间模拟分析（尽可能利用地理信息系统所提供的功能，同时充分发挥地理信息系统使用者的能动性）。

（6）输出功能。以报表、图形、地图等形式显示输出全部或部分数据。

1.2 地理信息系统在岩土工程勘察中的应用

岩土工程勘察设计一体化系统与地理信息系统虽属于两个不同研究领域，但岩土的工程力学性质具有地理信息的属性，即二者之间存在着一个重要的相似之处，即它们都蕴含着与空间坐标有关的信息。岩土工程勘察设计一体化侧重于在空间信息基础上进行设计、并对设计结果做出分析、评价和决策。它离不开全面的空间信息的支持。而地理信息系统侧重于对各种空间信息的采集、管理和分析。如将地理信息系统技术，应用于岩土工程勘察设计，利用GIS强大的数据采集、管理能力和空间查询、空间分析能力，对岩土工程勘察、设计、施工中获取的大量的、形式多样的信息进行有效地管理和分析，并为设计方案的生成、分析、评价和决策提供全面的信息支持，将为岩土工程勘察设计走向一体化开辟一条有效途径。

将地理信息技术用于岩土工程勘察设计，与传统的岩土工程勘察设计技术相比，具有以下优势：

（1）地理信息系统强大的数据采集和数据处理能力，使岩土工程勘察数据来源更加广泛，数据采集质量更高、速度更快。

（2）勘察设计数据具有内容上的复杂性和形式上的多样性等特点，传统的勘察设计系统对其处理显得无能为力。能够描述和表达复杂的空间实体且对于图形、图像数据和属性数据高度集成的地理信息系统数据库，为全面管理勘察设计信息提供了可能，从而为建立完善的专业设计模型、分析模型、评价和辅助决策模型提供了全面的信息支持。

（3）GIS空间分析功能，如拓扑叠加、缓冲区分析、数字地形分析等，为建立完善的专业设计、分析、评价、辅助决策模型提供了强有力的分析工具。

（4）GIS强大的可视化操作能力，为岩土工程勘察提供一个可视化操作平台。

2 场地地层的数字化―岩土工程建模

所谓模型，就是根据实物、设计图、构想，按比例、生态或主要特征（属性）做成相似的物体或图件，用以显示、展示、揭示一类事物和问题。在岩土工程学科中，岩土工程地质模型，就是依据工程性状，将重要的岩土工程条件，亦可称要素，按实际状态，简明醒目地用图形表示出来，简言之，即工程与地质条件相互依存关系的图示。这种地质与工程结合形式一一模型，能较好地解决了地质与工程的脱节，便于设计人员充分认识与真正应用好岩土工程工作成果，它深化了岩土工程条件的研究，更抓住了影响工程岩土变形或破坏的关键条件，与此同时，还促进地质与工程结合后的岩土变形规律、效应与法则的理性化，在理论与实用的两方面均会得到实质性的进展。

2.1 岩土工程地质模型的特点

（1）确定性

岩土工程地质模型的应用特点是针对工程所涉岩土实体，它一般表现为场地

或地基。岩土工程工作者解释研究的对象是确定的岩体，相应的它的地质模型应

具有确定性，不应当只局限在有限个剖面上。

（2）可视性

可以有多种方式对岩土工程地质模型进行可视化表述，常见的有以下5种：

①三维景观方式。它容许人们从不同角度、不同方位、不同距离观看三维工程地质模型的表面。为了增强模型的真实感，还要加上光照、纹理等效果，给人以逼真的感觉。但它还是只能看到模型的表面。

②掀盖层三维景观方式。在三维景观方式的基础上，想象掀开上覆的盖层看到下伏工程地质界面，其实是第一种方式的变形。

③透视三维景观方式。假象穿透地质体的一些部分，看到内部的工程地质界面，这也可以看做是掀盖层三维景观方式的一种变形。

④切面方式。假象切开工程地质模型，看到地质模型内部的水平或垂直切面上的地质构造形态。由于在二维切面上能方便地进行量算、修改等操作，还可以采用平行切出一系列切片的方式来形象地反映工程地质模型的内部结构，因而它是用二维方式来表达三维模型内部结构的一种理想方式，地质工作中常用的剖面图就是这种方式的原形。在三维模型的支持下，用切面方式能产生很好的二维与三维联动效果，即在二维剖面上的修改将影响到三维模型的形态。

⑤投影等值线方式。将工程地质界面的等高线或界面交线垂直地投影到水平面上形成等值线图，地震勘探层位构造图、矿床标高或厚度等值线图等就是投影方式的原形。使用者可以根据工程地质界面的等高线图对工程地质界面的空间形态有着非常好的把握能力，因此，该方法是传统的用二维方式表达三维模型的重要方式之一。

（3）可修改性

要求工程地质模型具有可修改性是基于以下原因。一是由于勘探的实施获取了新的数据资料，需要对己经建立的地质模型进行细化；二是随着研究的深入，岩土工程师对地质模型有了新的认识，需要修改地质模型；三是利用已建立的地质模型指导进一步的勘探工作。可修改性使人们能对地质模型进行修改和处理，使设想中的东西变成虚拟现实。

2.2 岩土工程地质建模的实现方法

岩土工程地质建模的方法目前采用的主要有表面模型法，表面模型法（也叫数字表面模型）的历史较早，它的基本内容就是通过精确的表示出工程地质体的外表面来表示均质地质体的建模方法。也是目前广泛使用的建模方法。

表面模型法的数据来源是通过测点获得的一系列离散的测点资料，包括测点的几何特征数据和属性特征数据。然后利用数据解释结果重构地质体界面。可以抽象为把一系列同属性的点按照一定的规则连接起来，构成网状曲面片，进而确定整个地质体的空间属性。有很多方法用来表示表面，常用的方法主要有数学模型法和图示模型法。

（1）图示模型法

常用的图示模型法有边界表示法、规则格网法、等值线法、不规则格网法等。

①边界表示法：通过面、线、点等简单几何元素的属性来表示工程地质体的位置、形状、属性，这种方法用来表示简单物体时十分有效。但对于很不规则的地质实体则很不方便，只有再降低精度要求的情况下，才可以使用。

②规则格网法（Grid ）规则网格：通常是正方形，也可以是矩形、三角形等规则网格。规则网格将区域空间切分为规则的格网单元，每个格网单元对应一个数值。数学上可以表示为一个矩阵，在计算机实现中则是一个二维数组。每个格网单元或数组的一个元素，对应一个属性值。

③等值线模型：等值线通常被存成一个有序的坐标点对序列，可以认为是一条带有属性值的简单多边形或多边形弧段。由于等值线模型只表达了区域的部分属性值，往往需要一种插值方法来计算落在等值线外的其它点的属性值，又因为这些点是落在两条等值线包围的区域内，所以，通常只使用外包的两条等值线的属性值进行插值。

④不规则格网法（TIN ） ： TIN模型根据区域内有限个点将区域划分为相连的三角面网络，区域中任意点落在三角面的顶点、边上或三角形内。如果任意点不在顶点上，则该点的数字属性值通常通过线性插值的方法得到（在边上用边的两个顶点的高程，在三角形内则用三个顶点的高程）。所以TIN是一个三维空间的分段线性模型，在整个区域内连续但不可微。

3 岩土工程勘察数据库的建设

岩土工程勘察数据具有多源性和空间性特点，常规关系数据库技术已不能满足人们对这些数据处理的需要，并且岩土工程勘察数据显著的空间特征和复杂的结构属性，使岩土工程勘察成为计算机科学可视化的一个既非常重要又十分复杂的应用领域。如何有效地在数据库系统的基础上利用计算机技术实现岩土工程勘察数据的时空分析、并开展定量结构刻画和空间建模，是摆在当今岩土工程勘察工作者面前的一道难题。值得庆幸的是，随着计算机信息处理技术飞速进步而迅猛发展起来的地理信息系统（GIS）技术，集计算机科学、地理学、地图学、计算机图形学、测绘学、遥感学、环境科学、空间科学、信息科学、管理科学以及数据库技术于一体，以其对空间地理数据强大的储存查询和分析处理功能、鲜明地区别于普通管理信息系统，它将空间数据处理、属性数据处理、空间分析与模型分析等技术与计算机技术紧密结合，展示了极强的空间表现力，它能够对复杂的地球空间数据进行采集、储存、分类、检索查询、刻画表述、分析建模，从而为我们开展相关研究提供了一个不可多得的、多学科集成的基础平台。因此，建立以处理空间数据为特征的岩土工程勘察数据库系统和高效、快捷地岩土工程勘察数据进行采集、储存、分类、检索查询、刻画表述、分析建模等功能的GIS平台是完全可以实现的。

3.1 基于GIS的岩土工程勘察数据库的建设

地理信息系统集数据库、制图、空间分析功能为一体，它的出现为地质领域繁杂的数据管理、多源的成果表达形式和空间数据分析提供了快速、方便、准确的手段。建立正确有效的信息数据库无疑是地质数据分析、研究的重要基础，一个高质量的数据库系统将使系统的功能得到最大限度的发挥。

（1）岩土工程勘察数据库的概念模型设计

岩土工程勘察信息处理系统是一个信息处理系统，信息或数据及其作用在信息或数据之上的处理是系统需求分析的主要任务，即要弄清需要有哪些数据，数据之间有何联系，数据本身有何性质，数据的结构和应对数据进行哪些处理，每个处理有什么逻辑功能。因此，为了把用户的数据要求明确地表达出来，首先在较高的抽象层面上，使用一种面向问题的数据模型（概念性数据模型），按照用户的观点来对数据和信息建模。

（2）数据库建立实现

岩土工程一体化系统的数据有三类：用户输入的原始数据、系统生成的中间数据及最终数据。

原始数据由测点数据组成，而测点数据又由测点几何属性数据（位置）和测点信息属性数据（地层厚度、地层顶面标高、含水率、孔隙度、抗压强度等物性参数）。

中间数据包括根据原始数据系统自动生成的地层层面等值线模型、三维表面模型、剖面模型等，根据这些模型可以生成用户需要的各种图件，还可以进行各种信息查询操作。

最终数据种类繁多，主要是根据用户需要由中间数据生成，包括图形资料（如单孔柱状图、连线剖面图等）和文档资料（如地质勘察报告等）。由于岩土工程的复杂关系，对于岩土工程的数据库管理必须严格遵循时间序列，即遵循原始数据―中间数据―最终数据的关系。

3.2 基于GIS的岩土工程数据库的主要功能

（1）数据输入

数据输入的时候关键是需要注意数据有效性检验和规范化处理。确保进库数据满足实际需要的精度和误差范围。

（2）数据库检索

某一实体的信息包括空间位置数据和属性数据两部分，相应地，数据库检索就可以依据实体的空间位置检索或依据实体的属性进行检索。空间检索包括 “图示点检索”、“图示矩形检索”和“区域检索”，而“条件检索”和“交叉条件检索”则属于属性检索。利用数据库检索这一功能检索和提取数据中的地质信息。

（3）空间分析

空间分析包括以下3个内容：

①叠加分析。包括区对区叠加分析，区对线叠加分析，区对点叠加分析，点对线叠加分析等。

②缓冲区（Buffer）分析。包括点缓冲区分析，线缓冲区分析，区缓冲区分析。

③多层立体叠加。

（4）属性分析

包括为单属性统计分析、单属性累计直方图、单属性累计频率直方图、单属

性分类统计、单属性基本初等函数变换、双属性累计直方图、双属性累计频率直

方图、双属性分类统计、双属性四则运算等。

（5）数据输出

数据库中单表、双表、多表的单项数据、双项数据、多项数据的单向和多向输出和多组合输出。这项功能的完成有赖于上述各项任务的完成程度，其目的是使用数据库中装载的数据来完成某项任务或为某项任务提供数据。

4 结论与建议

本文主要论述了基于GIS的岩土工程数字化系统涉及到的相关理论知识，如地理信息系统理论、地质统计学、土性相关距离理论、地质建模技术、岩土工程数据库技术等，在此基础上，对基于GIS的岩土工程数字化系统进行了研究，提出以下建议：

1、在岩土工程建模中没有考虑断层、透镜体等地质现象的影响，岩土工程

地质模型有一定的局限性。为解决此问题，其中重要的环节是获取研究区域关于

这方面的实际资料，通过知识反馈不断来修正工程地质模型。

2、将研究区域当成一个统一体来看待的，没有区分不同地质单元的差别，如河流、湖泊与陆地的差别，这个问题的解决，应当通过划分区块，将不能统一对待的区域从研究区剔除出来。但这样做，会引起另外一个问题，就是研究区域在平面上就不是连续的，在插值计算时会有突变现象发生。对此问题的研究有待加强。

3、在地质物理力学性质指标的统计计算中是将研究区域作为一个区域体来看待的，而实际上往往是一个大区域在物理力学性质指标上可以划分为几个小区域。对此问题的解决首先确定小分区的边界，然后对每个小分区单独进行统计。

作者简介：赵斌，男，1982年生，2006年7月毕业于沈阳农业大学水利学院，毕业后于辽宁省第五地质大队工作，现主要从事岩土勘察工作。

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