岩土勘探论文

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岩土勘探论文范文第1篇

【摘要】目前我国经济发展迅速，岩土工程勘探工作涉及的领域相对来说还是很广泛的，在一些建筑项目中，也离不开岩土工程勘察。

【关键词】岩土勘察 勘察专业 问题与策略

一、岩土工程勘察的方法

（1）工程地质测绘。工程地质测绘作为岩土工程勘察的一项基础性工作，一般要在工程勘察的初期施。通过用地质与工程地质的相关理论，对地面的地质情况进行观察与描述，并通过对其性质与规律的分析，进而推断地下的地质情况，依次来为勘探、测试工作提供相关的依据。

（2）勘探与取样。勘探工作主要包括钻探、物探和坑探等方法。钻探和坑探也叫勘探工程，属于直接勘探手段，能准确的了解地下的相关地质情况，在岩土工程勘察工作中是不可或缺的。其中钻探方法的使用最为广泛，可根据勘察的要求和地层的类别选择不同的钻探方法。在用钻探方法不能查明地下地质的情况下，则可采用坑探的方法。坑探工程的类型比较多，应依据勘察的要求进行选择使用。

（3）室内试验与原位测试。室内试验与原位测试的目的主要是为岩土工程问题的分析和评价提供所需的一些技术参数，包括岩土的渗透性参数、固结变形特性参数、强度参数和应变、应力时间关系的参数等。原位测试往往要借助于勘探工程实施，是详细勘察阶段的一种主要勘察方法。

二、岩土工程勘察中存在的问题

（1）缺乏规范有序的市场环境。根照《建筑工程勘察质量管理办法》当中所讲述的内容，对于在进行岩土工程的勘察工作当中所承包的业务、资费标准都有详细的说明。但是，在我国任然有相当一部分的勘察企业没有按照国家的标准进行相关的工作，在实际的工作当中存在相互之间的恶性竞争、相互压价等一系列的情况出现，通过压低勘察的成本来获取项目，导致了在实际工程展开过程当中导致前期的成本投入过低，使得项目不能够按照科学的方法以及标准进行，不管是在勘察的深度还是在勘察的广度上面都不能满足实际的需要，使得最终的勘察结果不尽人意，不能够合格完成预定的目标。

（2）工作安排不够合理，前期准备不够充分。进行岩土勘察是一项具有挑战性的工程，必须要结合先进的看产技术手段以及研究方法进行多方面的数据分析，同时很容易受到外界因素的干扰，因此在实际的工作当中就会遇到各种各样的问题，给工程人员带来了很多的麻烦。工作人员要是在实际的工作当中考虑不够周全，就会使得最终的勘察数据缺乏实际的操作性、参考性以及可控性不充分。很多的工程人员为了加快工程速度，就会认为的减少在野外的勘察工作量，由于数据采集不够全面使得工作不能够依照实际的情况进行，最终会导致资料失真，严重的影响到了数据的真实性，由于没有可靠的数据支持，那么就会使得在施工过程当中的危险系数提升。岩土的勘察工作对于数据的要求是非常严格的，但在很多情况下由于没有在前期的工作上面下工夫，使得在实际的操作过程当中不能够顺利的进行。

（3）勘察技术手段较为落后。岩土的勘察工作是需要严格进行实地的考察，如今的勘察过程当中，有大部分是企业依然使用以往的技术手段进行实地的勘察，并没有运用到先进的勘察技术，没有将现有的技术进行更新；还有一些单位运用了新的勘察技术，但是仍然没有达到预计的效果，计算机技术并没有在勘察过程当中得到很好的运用以及推广，这就使得相关的软件无法进行及时的更新，更不上时代的步伐，同时，现有的一些软件的性能还有待进一步的提升。相关软件的功能还相对的单一化，这就使得我国的勘察工程的计算机方面的技术存在很多的问题，要是不能够得到有效的集成，那么就会使得数据的分析以及处理变得相对困难，在很多层面都有一定的限制性，会使得勘察工作陷入困境。

（4）勘察质量不高。第一，因为勘查工作的前期准备不够充分，为了获得项目而大幅度的压低成本，但是为了争取更多的利益而在工作量上打折扣；第二，在钻探、检测取样方面不合规范和标准，在实际的勘察过程当中为了加快工作速度，导致了在钻探过程中不按照相关的规定来进行，很多情况是两到三米才提一次钻，使得很多情况下钻探的分层位置存在很大的误差，甚至是一楼一些较为特殊的地质情况，比如软弱的透镜体，小裂缝等。另外，在取样的过程当中很少有大量取样的情况，一般都只是从岩心管当中提取原土样。有些单位更为恶劣，通过现场获取的少量样品，其余的数据通过人为编造而成。第三，勘察结果报告当中只是在分析内容当中进行大量的描述，很少有实际的数据出现，因此，对于实际工程的指导价值很低。

三、解决问题的措施

（1）严格执行建设程序、规范市场行为、推行全程化监理。严格的科学的建设程序应当是“先勘察，后设计，再施工”。要是不依照程序办事，那么就会出问题。首先，必须要按照国家的相关法律法规进行相关的项目招标工作以及对实施过程当中的主体进行有效的监管，其次要对工程的每一个环节进行实时的监控，以保证在工程过程当中不会出现违规行为，确保勘察工作的质量以及投资收益最大化。

（2）提高相关人员的素质，加强对相关人员的培训。勘察单位要想使得相关市场机制能够得到完善，那么久需要构建一个良好的勘察体系，那么就要强化对相关专业人才的培养工作。相关的从业人员素质的高低会直接影响到勘察工作的质量，同时也是相关工作开展的基础以及条件。另外，拥有高素质的勘察人员能够使得勘察数据更为精准可靠。因此要加大在人员培养方面的投入，确保相关的人员能够接受到良好的教育。

岩土勘探论文范文第2篇

论文关键词：公路工程地质勘察报告报告编写

论文摘要：公路工程地质勘察报告是公路路基、构筑物设计和施工的重要依据。报告要充分搜集利用相关的工程地质资料，做到内容齐全，论据充足，重点突出，正确评价公路构筑物的场地条件、地基岩土条件和特殊问题，为公路工程设计和施工提供合理适用的建议。

公路工程地质勘察报告是公路工程地质勘察的最终成果，是公路路基及构筑物地基基础设计和施工的重要依据。报告是否正确反映工程地质条件和岩土工程特点，关系到工程设计和施工能否安全可靠、措施得当、经济合理。当然，不同的工程项目，不同的勘察阶段，报告反映的内容和侧重有所不同。下面谈一谈有关公路工程地质勘察报告的编写工作。

一、公路工程地质勘察内容

1．路线工程地质勘察。主要查明与路线方案及路线布设有关的地质问题。选择地质条件相对良好的路线方案，在地形、地质条件复杂的地段，重点调查对路线方案与路线布设起控制作用的地质问题，确定路线的合理布设。

2．路基、路面工程地质勘察。在初勘、定测阶段，根据选定的路线位置，对中线两侧一定范围的地带，进行详细的工程地质勘察，为路基路面的设计与施工提供工程地质和水文地质资料。

3．桥涵工程地质勘察。按初勘、详勘阶段的不同深度要求，进行相应的工程地质勘察，为桥涵的基础设计提供地质资料。一是对各比较方案进行调查，配合路线、桥梁专业人员，选择地质条件比较好的桥位；二是对选定的桥位进行详细的工程地质勘察，为桥梁及其附属工程的设计和施工提供所需要的地质资料。

4．隧道工程地质勘察。隧道多是路线布设的控制点且影响路线方案的选择。通常包括两项内容：一是隧道方案与位置的选择，包括隧道与展线或明挖的比较；二是隧道洞口与洞身的勘察。

5．天然筑路材料工程地质勘察。筑路材料勘察的任务是充分发掘、改造和就近利用沿线的一切材料对分布在沿线的天然筑路材料和工业废料，按初勘和详勘阶段的不同深度进行勘察，为公路设计提供筑路材料的资料。

二、报告的编制程序

1．外业实物工作量的汇集、检查和统计。此项工作应于外业结束后即进行。首先应检查各项资料是否齐全，特别是试验资料是否出全，同时可编制测量成果表、勘察工作量统计表和勘探点（钻孔）工程地质平面图。

2．对照原位测试和土工试验资料，校正现场地质编录。这是一项很重要的工作，但往往被忽视，从而出现野外定名与试验资料相矛盾，鉴定砂土的状态与原位测试和试验资料相矛盾。

3．对整个报告进行框架结构规划。由于公路工程地质有其特殊性，属于多专业合作工程。因此，对整个报告提前进行整体框架结构规划是十分必要的。

4．编绘钻孔工程地质综合柱状图。柱状图中标明各层的地质年代、成因类型、承载力基本容许值、摩阻力标准值和地下水位及地质描述。

5．划分岩土工程地质层，编制分层统计表，进行数理统计。地基岩土的分层恰当与否，直接关系到评价的正确性和准确性。因此，此项工作必须按地质年代、成因类型、岩性、状态、风化程度、物理力学特征来综合考虑，正确地划分每一个单元的岩土层。另外应注意，工程地质层的划分，不是越细越好，当然也不是越粗越好，除了遵循一般的划分原则之外，还应结合工程对象进行划分。在正确划分出工程地质层后，编制分层统计表。最后，进行分层试验资料的数理统计，查算分层承载力。

6．编绘工程地质纵断面图和其他专门图件。公路工程地质纵断面图是公路工程地质勘察报告的重要组成部分，对公路工程的设计和施工有着重要意义。

7．编写工点工程地质勘察报告。按以上顺序进行工作可减少重复，提高效率；避免差错，保证质量。

8．编写全线工程地质总说明书。总说明书是报告的核心框架，它全面地分析了整条路线的工程特征，是设计人员掌握全线地质情况的指南。

三、全线工程地质总说明书论述的主要内容

一个完整的全线工程地质总说明书应由下面几部分组成：

1．前言：要叙述工程概况、勘察的目的和任务，勘察依据、勘察的方法和完成的工作量。本部分重点要注意的是：公路的等级，勘察所属阶段，编制报告所使用的规范、规程一定要保证是现行版本，已经废弃的规范不能作为勘察依据。

2．工程地质条件：自然地理、气象和水文条件、地形地貌、区域地质构造、区域地层岩性、工程地质分区。地震活动性和抗震设计主要参数、沿线不良地质和特殊性岩土问题、水文地质特征。

3．岩土的主要物理力学指标：本部分主要是把整条路线的岩土参数，按照岩土形成时间、成因及性质进行数据分类统计分析，然后依据分析结果对各类岩土进行概括性评价。

4．工程地质评价：包括勘区稳定性和适宜性的评价、重点工点工程地质评价和路线方案评价。对于路线方案的比较，主要根据各路线方案所经地区的地质情况的差异进行比较分析，最终推荐出地质情况相对较好的路线方案。

5．沿线天然筑路材料：取土场要依据有关规范的要求，根据土料强度CBR、含水率W、液限WP、塑性指数Ip等参数对料场质量进行评述。

6．结论及建议：结论是勘察报告的精华，一般包括以下几点：（1）区域地质构造单元、地震参数和建筑适宜性的评价；（2）勘区不良地质、特殊性岩土的分布及地质灾害对工程影响的大小；（3）重要构筑物的地基情况、基础形式及其他处理措施；（4）勘区内的地下水及地表水的腐蚀性评价；（5）路线方案的评选；（6）其他需要专门说明的问题。

7．附表及附图：全线工程地质总说明书的附表和附图主要包括：完成工程量一览表、地震液化判别计算表、水质评价表、水质分析报告、路基分段说明表、不良地质地段表、区域地质构造图、路线工程地质平面图、路线工程地质纵断面图、取土场工程地质柱状图、路基工程地质柱状图等。

四、工点工程地质勘察报告的内容

应根据任务要求、勘察阶段、地质条件、工程特点等具体情况确定，主要包括以下内容：

1．拟建工程概述，介绍拟建构筑物的地理位置、中心里程和规模。

2．勘察方法和勘察任务布置，介绍本工点所使用的勘察手段及布设工作量的多少。

3．地质地貌概况，应从以下三个方面加以论述：（1）地质结构。主要阐述的内容是：地层（岩石）、岩性、厚度；构造形迹，路线所经地区的构造状况，构造与线路关系及影响程度；岩层中节理、裂隙发育情况和风化、破碎程度；（2）地貌。包括勘察场地的地貌部位、主要形态、次一级地貌单元划分；（3）不良地质现象。包括勘察场地及其周围有无滑坡、崩塌、塌陷、潜蚀、冲沟、地裂缝等不良地质现象。

4．地基岩土分层及其物理力学性质，这一部分是工点工程地质勘察报告着重论述的问题，为工程地质评价、基础类型和地基处理方案建议提供基础数据。下面介绍分层的原则和分层叙述的内容：

（1）分层原则。土层按地质时代、成因类型、岩性、状态和物理力学性质划分；岩层按岩性、风化程度、物理力学性质划分。厚度小、分布局限的可作夹层处理，厚度小而反复出现可作互层处理。

（2）分层编号方法。常见三种编号法：第一，从上至下连续编号，即①、②、③……层；第二，土层、岩层分别连续编号，如土层Ⅰ-1、Ⅰ-2、Ⅰ-3……岩层Ⅱ-1、Ⅱ-2、Ⅱ-3……第三，按土、石大类和土层成因类型分别编号。如某工地填土1；冲积黏土2-1、冲积粉质黏土2-2，冲积细砂2-3；残积可塑状粉质黏土3-1、残积硬塑状粉质黏土3-2；强风化花岗岩4-1，中风化花岗岩4-2，微风花岗岩4-3。目前，大多数分层是采用第一种方法，并已逐步地加以完善。总之，地基岩土分层编号、编排方法应根据勘察的实际情况，以简单明了，叙述方便为原则。

（3）分层叙述内容。对每一层岩土，要叙述如下的内容：

分布：通常有“普遍”、“较普遍”、“广泛”、“较广泛”、“局限”、“仅见于”等用语。

埋藏条件：包括层顶埋藏深度、标高、厚度。

岩性和状态：土层，要叙述颜色、成分、饱和度、稠度、密实度、分选性等；岩层，要叙述颜色、矿物成分、结构、构造、节理裂隙发育情况、风化程度、岩心完整程度；裂隙的发育情况，要描述裂隙的产状、密度、张闭性质、充填情况；关于岩心的完整程度，除区分完整、较完整、较破碎、破碎和极破碎外，还应描述岩心的形状，即区分出长柱状、短柱状、饼状、碎块状等。取样和试验数据：应叙述取样个数、主要物理力学性质指标。对叙述的每一物理力学指标，应有最大值、最小值、平均值和经数理统计后的修正值。

原位测试情况：包括试验类别、次数和主要数据。也应叙述其最大值、最小值、平均值和经数理统计后的修正值。

承载力：据土工试验资料和原位测试资料分别查算承载力基本容许值和摩阻力标准值。

5．地下水简述：地下水是决定场地工程地质条件的重要因素。报告中一般涉及有关地下水的参数有：（1）地下水埋藏条件：是孔隙水，或是裂隙水，或是岩溶水；是承压水，或是潜水，或是滞水，或是层间水，含水岩组的岩性，渗透性大小空间分布特征。（2）地下水的动态：水位水量随年度、季节等时段的变化规律和幅度大小，水质变化情况，径流方向的变化。（3）补径排条件：补给区在哪，补给量多大，补给范围多大；径流区在哪，径流量多大，径流方向如何；排泄区在哪，排汇量多少。（4）水质特征：一般性指标，腐蚀性指标，特殊指标（如矿泉水）。

6．场地稳定性和适宜性的评价：场地稳定性评价主要是选址和初勘阶段的任务。应从以下几个方面加以论述：（1）场地所处的地质构造部位，有无活动断层通过，附近有无发震断层；（2）地震基本烈度，地震动峰值加速度；（3）场地所在地貌部位，地形平缓程度，是否临江河湖海，或临近陡崖深谷；（4）场地及其附近有无不良地质现象，其发展趋势如何；（5）地层产状，节理裂隙产状，地基土中有无软弱层或可液化砂土；（6）地下水对基础有无不良影响。报告对场地稳定性作出评价的同时，应对不良地质作用的防治，增强建筑物稳定性方面的措施提供建议。

7．其他专门要求，论述的问题对于设计部门提出的一些专门问题，报告应予以论述。

8．结论与建议。一般来说，上列概述、地基岩土分层及其物理力学性质、地下水简述和结论与建议等四项，是每个勘察报告必须叙述的内容。总之，要根据勘察项目的实际情况，尽量做到报告内容齐全、重点突出、条理通顺、文字简练、论据充实、结论明确、简明扼要、合理适用。

9．对于公路工程中的收费站及服务区的勘察及报告编写，属于工业与民用建筑范畴，要依据现行版的《岩土工程勘察规范》、《建筑地基基础设计规范》、《建筑地震设计规范》和其他相关规范。

五、工程地质图表编制要点

1．综合工程地质平面图，在总说明中的附图，要求提纲契领，应纲要性标出各种工程地质现象，或可作专门图件，不能图省事以“路线工程地质平面图”来替代“综合工程地质平面图”。

2．勘探点平面布置图，勘探点平面布置图是在地形图上标明工程构筑物、各勘探点、各现场原位测试点以及勘探剖面线的位置，并注明各勘探点、原位测试点的坐标及高程。该图应在较大比例尺的工程地质图上进行编制，地形地貌复杂时应专门作测绘工作。

3．钻孔柱状图，反映场地的地层变化情况，在图上应标明地层代号、岩土分层序号、层底深度、层底标高、层厚、地质柱状图、钻孔结构、岩心采取率、岩土取样深度和样号、原位测试深度和相关数据。在柱状图的上方，应标明钻孔编号、里程、坐标、孔口标高、地下水静止水位埋深、施工日期等。柱状图比例尺一般采用整比例，如1∶100或1∶150。

4．工程地质剖面图，此图是作为地基基础设计的主要图件。其质量好坏的关键在于:剖面线的布设是否恰当；地基岩土分层是否正确；分层界线，尤其是透镜体层、岩性渐变线的勾连是否合理；剖面线纵横比例尺的选择是否恰当。理论上剖面比例尺的选择，应尽量使纵、横比例尺一致或相差不大，以便真实反映地层产状，但由于公路工程中的构筑物一般呈条带状，如大中桥等，致使纵、横比例尺一般相差较大，一般横比例尺采用（1∶2000），受报告篇幅影响，纵比例尺一般采用（1∶200）～（1∶500），具体比例要按钻孔的深度而定。在剖面图上，必须标上剖面线号，如6-6′或F-F′。剖面中各孔柱，应标明分层深度、钻孔孔深和岩性花纹，以及岩土取样位置及原位测试位置和相关数据。在剖面图旁侧，应用垂直线比例尺标注标高，孔口高程须与标注的标高一致。剖面上邻孔间的距离用数字写明，并附上岩性图例。

5．土工试验成果表，主要有抗剪强度曲线、压缩曲线等，一般由土工试验室提供。

6．现场原位测试图件，包括载荷试验、标准贯入试验、重型动力触探试验、十字板剪切试验等的成果图件。

7．桩基力学参数表，如果建议采用桩基础，应按选用的桩型列出分层桩周摩擦力，并考虑桩的入土深度确定桩端土承载力。除上述附表之外。有的分层复杂时，应编制地基岩土划分及其埋藏条件表。

8．其他专门图件，对于特殊地质条件及专门性工程，根据各自的特殊需要，绘制相应的专门图件等。

六、结语

本文简单介绍了公路工程地质勘察报告的编制方法，由于公路工程的勘察阶段较多，线路工程所跨越的地质单元繁杂，一般每个工程对报告的编制都会有特殊的要求，因此本文很难将各种情况一一尽述，更详尽的内容，有待于进一步论述。

参考文献

[1]公路工程地质勘察规范（JTJ064-98）[S]．

[2]工程地质手册（第四版）．

岩土勘探论文范文第3篇

【关键词】岩土工程；数字化勘察；应用方法

1. 引言

岩土工程勘察是工程设计的先决条件。一般岩土工程信息，包括地形地貌、地层界面、断层、地下水位、风化层厚度以及各种物探、化探资料，这些资料只是一些离散的数据，岩土工程技术人员较难直接利用它们再去分析场地中工程地质参数的分布规律，更何况传统的岩土工程资料分析和解释一般都局限于二维、静态的表达，这种表达描述空间构造起伏变化的直观性差，往往不能充分揭示它们空间变化的规律，难以使人们直接、完整、准确地理解，也就越来越不能满足工程的空间分析要求。 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。本论文就将主要对数字化的岩土工程勘察进行简单的探讨，以期和同行分享。

2. 岩土工程勘察方法概述

2.1 传统的岩土工程勘察方法存在的问题。

(1)勘察资料过于地质化。 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；设计人员也因知识的局限，很难深层次理解岩土工程勘察信息，因而勘察成果在设计中的转化率较低，造成许多不应有的浪费和损失。

(2)数字化地图与数字化设计系统间不够贯通。 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。

(3)勘察信息数字化程度低。 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。

2.2 数字化勘察技术概述。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，建立综合的计算机辅助信息流程，使勘察设计的技术手段从手工方式向现代化CAD技术转变，作到数据采集信息化、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、多工种生产的高效益、高柔性、智能化的工程勘察设计体系。该技术体系用系统工程观点，把勘察、设计的图纸、图像、表格、文字等以数字化形式存贮，供各专业设计使用。

3. 数字化岩土工程勘察应用实现的关键技术探讨

3.1 岩土工程数字化建模方法。

（1）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，本论文主要讨论图示模型法。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，其中不规则格网法是本系统选用的模型表示法，将做详细分析讨论。

（2）不规则格网法(TIN)是将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。有许多种表达TIN拓扑结构的存储方式，这里采用一个简单的记录方式是：对于每一个三角形、边和节点都对应一个记录，三角形的记录包括三个指向它三个边的记录的指针，边的记录有四个指针字段，包括两个指向相邻三角形记录的指针和它的两个顶点的记录的指针；也可以直接对每个三角形记录其顶点和相邻三角形。每个节点包括三个坐标值的字段，分别存储X，Y，Z坐标。这种拓扑网络结构的特点是：对于给定一个三角形，查询其三个顶点属性和相邻三角形所用的时间是定长的。它在沿直线计算地形剖面线时具有较高的效率，当然可以在此结构的基础上增加其它变化，以提高某些特殊运算的效率。

3.2 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到的原始数据主要为地理信息方面的空间数据和非空间数据，数据来源包括：

3.2.1 基础地理数据这些数据主要包括：

（1）自然区划图。 该图反映被研究区域的地理区划、河流、道路、居民区、山川、公共设施等等自然地理信息。

（2）地形、地貌图。 该图反映被研究区域的自然地貌情况。

3.2.2 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。 经过筛选、处理的各勘探点包括地理、环境、土的物理力学指标在内的所有信息。 各类建筑场地的地层信息，比如液化等级、液化指数、特征周期、年代、沉积相等。 结合上述分析，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，将与实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。 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；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，包括图形资料和文档资料(如地质勘察报告等)。

岩土勘探论文范文第4篇

关键词:工程物探方法；物探与钻探相结合；工程地质勘查

中图分类号：F407.1文献标识码：A文章编号：

工程地质勘查的目的就是为拟建设场地查清地下岩土体包括一些未明目的物、构造断裂带、地下水等的物理力学性质、赋存状态、分布特征等工程地质条件,为设计、施工部门提供依据。目前主要的勘探方法有钻探、槽探、探井和物探等,其中因钻探资料具有直观、可靠的特点而使钻探成为最常用的勘探手段,但由于钻探只是在点线上揭示目的物,在一些较复杂的地质条件下,如石灰岩地区、大采空区地段等,很难完整地反映地下岩土层的变化情况,为查清岩土层在地下空间的展布情况,往往需施工大量钻孔,费时费力,效率较低;而在物探方面随着近几年物探方法、技术的发展及先进的仪器设备的应用,可以以极高的效率完成对地下岩土体的形态、规模、分布的圈定及一些物理力学参数提供资料,但由于物探方法的多解性、复杂性使物探工作很难单独地进行,被较少应用。为实现工程地质勘查效率性与可靠性的统一,将钻探手段和物探方法有机地结合起来是一个较好的办法。下面对当前在工程地质勘查中常用的几种物探技术的原理、工作方法、资料处理技术及与钻探相结合在工勘中的一些实际应用效果作简单的介绍。

1．直流电阻率法工程地质勘察中常遇到目的体埋深不大,规模较小的情况,在进行电法勘察时,要求小点距、高密度数据采集,这时用常规电法开展工作就显得施工效率太低且精度不够,当前探测地下岩土体最常用的是高密度电阻率法。高密度电阻率法进行二维地电断面测量,兼具常规剖面法与测深法的功能,敷设一次导线后可进行数百至数千个记录点的数据观测,其信息量大、施工效率高,而且数据经自动采集系统采集后,可以通过处理软件实现资料的现场实时处理,并根据需要自动绘制和打印各种成果图件,大大提高了电阻率法的智能化程度,很适合一般勘查中对地下目的物的探测;高密度电法野外工作装置形式较多,总电极数与点距可根据场地与勘察深度任意选择。一般固定断面扫描测量,其视电阻率断面为一梯型剖面;变断面连续滚动扫描测量其视电阻率断面为一平行四边形剖面。对高密度电阻率法资料的反演分析方法主要有边界单元法、有限单元法和目标相关算法等三种方法,三种方法各有千秋,可根据岩土层的具体形态选择。高密度电法勘探的出现使得电法勘探的野外数据采集工作得到了质的提高和飞跃,同时使得资料的可利用信息大为丰富,使电法勘探智能化程度向前迈进了一大步。下面是用高密度电阻率法求取石灰岩基岩面的一个实例:广东平远河披水桥工程地质勘查共施工钻孔四个,其地层自上而下为砂卵石层、含砾粘土层、二叠系灰岩。其中各孔内砂卵石层厚度变化不大,但灰岩岩面起伏非常明显,左侧钻孔最浅处埋深仅7m,往右依次为9. 2m, 18m,最右侧钻孔至48m犹未能见到基岩,钻孔中灰岩岩芯完整,未见溶蚀、溶洞现象。后进行桥桩超前孔施工时,发现入岩面相差很大,且见较大溶洞, 2#基础处水平相距2. 5m,入岩面竟相差10m。为全面了解地下基岩面情况,采用高密度电法测量,共布设四条测线,点距2m,通过已有的钻探资料选取测量参数,并校正深度,最终得出成果图件,可以看出灰岩视电阻率在250~300Ω・m左右,灰岩岩面呈石林状起伏分布,整体呈左高右深趋势,溶洞反映相当明显,在最右侧钻孔未见基岩处,显示基岩面约60m深。后经钻孔证实与实际情况基本吻合。

2．地质雷达地质雷达以其轻便、抗干扰性强、分辨率较其它物探方法高的特点,被广泛地应用于地质勘探、公路质量检测、文物考古等领域。地质雷达的探测深度和分辨率主要与天线的中心频率、天线距离、偶极方向等设备参数及地下介质电性、电磁波在地下介质中的传播速度等岩土层物理性质有关。目前的双天线地质雷达的观测方式主要有两种:剖面法和宽角法。其中剖面法就是发射天线和接收天线以固定间隔沿测线同步移动,每移动一步便得到一个记录,整条测线的记录就是地质雷达的对地下探测的时间剖面图像,这种记录可以准确的反映正对测线下方的地下物体变化情况。宽角法观测则是一个天线固定不动,而另一天线沿测线移动,通过记录地下不同层面反射波的双程走时而求取地下介质的电磁波传播速度、地下介质的电性参数。地质雷达的资料处理与地震波的处理相似,可应用数字滤波、反褶积、偏移绕射处理、多次叠加等技术手段进行,一般都有专门的处理软件。下面是地质雷达配合钻探在对地下溶洞探测的实例:山东临沂地区某厂区内部分道路及地面出现裂纹和下陷,怀疑地下有溶洞等物体,需进行勘探,由于不知地下物体的具置、形状,如果纯粹利用钻探方法,则不仅费时费力,而且还可能劳而无功,拖延处理。河南地球物理协会物探队首先利用LTD-3型地质雷达配以100MHz天线进行探测,通过强反射轴或典型的双曲线特征圈定出地下物体的位置和埋深(地下17. 5m处)。后针对性的采用钻探方法证实地下18m处为溶洞,并进行了灌浆处理,较好地完成了勘查任务。

3．瑞雷波法瑞雷波法可分为稳态瑞雷波法和瞬态瑞雷波法。因稳态瑞雷波法设备较笨重,成本较高,一般难于推广应用,而瞬态瑞雷波法以其简便、快速、分辨率高的优点被广泛应用于工民建岩土工程勘察和环境地质灾害调查与评估当中。瞬态瑞雷波测试是由一个垂直作用于地面的冲击震源(爆炸、落重、铁锤等)产生信号,用两个或多个检波器从震源开始沿垂直于测线方向直线布置,对一定频率范围内的瑞利波信号进行记录、提取,并利用专门软件进行正演和反演分析。瑞雷波法尤其适用于层状岩土体的探测、识别。下面介绍一个瞬态瑞雷波法在浅层煤矿分层勘查中应用的实例:图1是在山西安太堡露天煤矿的开挖平台上,采用落重震源和瞬态面波法取得的工作成果。左边为随深度变化的面波速度曲线,右侧为实际钻孔柱状图,从图中可以看出频散曲线的之字形拐点位置与钻孔分层位置对应情况非常理想。这仅是一点的记录,如果通过多条测线观测并配合钻探资料校正、核实以排除多解性就可以很方便、直观地勾勒出地下煤层的空间展布情况。

4．瞬变电磁测深法(TEM)瞬变电磁测深法是近几年来发展起来的电法勘探分支方法,它利用采集的数据求取各个测点在不同深度的视电阻率,做出视电阻率的剖面图,进而利用视电阻率异常来分辨和定位地下目的物的几何形态与展布。它除了具有电磁法穿透高阻层能力强、分辨能力好,采用人工源随机干扰影响小、探测效率高、成像清晰直观明了等优点外,还具有耦合方便、受地形影响小的突出优点,在一些场地狭窄,其他物探方法难于开展工作的条件下,采用瞬变电磁法往往可取得良好的效果。更为难得的是由于该方法探测的为纯二次场,故可采取简单加大发射功率的方法以增强二次场提高信噪比,增加探测深度。正是由于瞬变电磁法的一系列优点使其在工程勘查、地质矿产、路基工程等领域获得广泛的应用。该方法的工作非常简单,在野外沿测线逐点测量就行了,野外采集的数据通过专门软件进行地形校正、畸点剔除后即可反演得到直观反映地下结构的地电断面图。下面是瞬变电磁法结合钻探对乌江某段进行地下水位进行勘探的实例:某勘测设计研究院为界定乌江两岸地下水位在乌江某电站建成前后的变化,需对地下水位进行测量,采用瞬变电磁仪结合在X轴方向530、550、570处的附近设有钻孔13#、14#、15#进行探测,结果如下图中的水位线(黑线)所示,其所反映的地质结构经某勘测设计院的地质专家鉴定基本上符合实际情况。

在工程地质勘探中常用的物探方法尚有高分辩率浅层地震反射法、折射波法、高分辨率电阻率法、电阻率层析成像技术等,限于篇幅在这里不再一一叙述。实践表明,在工程地质勘查中,单纯利用一种勘探手段,往往不能取得良好的勘查效果,而将多种勘探手段有机地综合利用,却往往可取得事半功倍的收获。

参考文献:

[1]李大心,探地雷达方法与应用[M].地质出版社, 1994.

[2]张忠良,王峰.浅谈运用物探手段来寻找地下空洞[A].全国地下目的物探测方法技术研讨会论文集[A], 1996.

[3]隋海波,戴鹏燕.空洞探测的工程物探方法浅析[ J].矿业科学技术, 2004, 1.

岩土勘探论文范文第5篇

论文摘要：地质工程复杂地质体中的各种地质信息，可以通过野外勘探实测或监测仪器记录获得，但一般都是散乱数据，工程地质工作者很难对其在工程岩土体中的分布规律有一个整体和直观的把握。各种地质信息，包括地表地形、地下水位、地层界面、断层、节理、风化带分布、侵入体及各种地球物理、地球化学、岩土体的物理力学参数或数据的等值面(线)等，都可以看作是三维空间中的函数，利用各种野外实测资料分别建立相应的曲面拟合函数，进而利用计算机建立三维地质模型，达到直观地表达地质信息在工程岩土体中的分布规律、提高对于地质规律的认识、指导地质工程项目的勘测施工及监测的目的。

0　引言

现有的地理信息系统(GIS)都主要表达二维的地表地物的图形和属性信息，要扩展到真三维包含地下地质结构的地质信息系统还有差距。一个大型地质工程项目从可行性研究阶段、初步设计阶段到详细设计阶段，乃至到工程运行期的管理与监测期，建设周期长，往往积累了大量的地质资料，用三维模型图形图像来表达、解释和管理如此庞大的资料比光靠数据库和图表图纸等传统手段来得有效的多。建立地质工程复杂地质体的三维模型，处理岩层界面与结构面组合关系，逼真反映地下地质结构全貌，将为地质工程工作者分析研究工程地质现象和发现掌握岩土体结构规律提供一种崭新的研究手段和研究方法。

1　复杂地质体可视化研究与开发现状

TITAN三维建模软件是由北京东方泰坦科技有限公司开发的TITAN地学综合信息系统中的一个组件，是基于框架建模的思想研制开发而成的，利用平行或基本平行的剖面数据建立起三维空间任意复杂形状物体的真三维实体模型。TITAN三维建模软件的组成部分有：①剖面数据处理模块，建立剖面数据，为建立三维实体模型提供由一系列平行的剖面组成的框架数据，数据剖面由多边形、环和点元素组成；②对应关系处理模块，建立剖面之间、多边形之间、环之间和点之间的对应关系，为建立三维实体模型提供剖面间的——对应关系，从而建立建模元素之间在三维空间中的联系；③模型处理模块，建立实体模型，用剖面数据和剖面间的对应关系建立起三维实体模型，并且可以对模型进行任意切割、计算面积和体积的处理。此软件只是三维建模与图形处理的引擎，适用面广泛。但在面向具体专业时，需要添加或扩充专业模块，比如工程地质专业模块等。纵观国内外几种软件的研究与开发现状，对于地质工程专业的复杂地质体建模与分析的针对性不强，没有充分体现地质工程专业的特殊性，不能够很好地满足地质工程生产与研究的实际需要。

2　地质工程复杂地质体三维建模和可视化的关键技术问题分析

2.1　离散数据的插值与拟合地质信息的插值和拟合函数要根据实际勘测数据建立，实测数据越丰富精确，得到的地质模型越能够真实描绘出这些信息的空间分布规律。对于不同的地质信息，需采用不同的拟合函数。地表地形测量数据(X坐标、Y坐标和地表高程Z)、地下水位埋深测量信息(地下水位测点地表X坐标、Y坐标和水位埋深h)等的曲面图形生成可归结为双自变量离散数据的插值和拟合。空间曲面插值函数有以下构造方法，如与距离成反比的加权方法(Shepard方法)，径向基函数插值法(Multiquadric方法)，平面弹性理论插值法等，它们同样适用于单个连续地层界面、地球物理勘探数据、地球化学勘探数据以及岩土体物理力学参数在地质体空间的分布。

2.2　三维数据结构地质工程地质体一般是不规则形体，在计算机图形学中曲线和曲面总是分别通过很多微小直线段和微小三角面逼近，来模拟地层岩性界线和岩层曲面，即岩层界面(和地表曲线、地下水位面等地质层面界线)和岩层曲面都分别是许多微小直线段和微小三角面的集合。这就要求必须具备有效的分层的三维数据结构，比如地质工程地质体空间中的点由有三位坐标分量表示，微小直线段由其两个端点组成，地质层面界线由所有属于该边界的微小直线段组成，而岩层曲面由微小三角面组成。有效的三维数据结构能够确保人机交互和查询的实现。

2.3　曲面求交地质体中存在大量各种层面，包括地表、地下水位面、地层层面等，当出现地层不整合、地层尖灭和地下水出露于河谷地表等情形时，就自然会遇到曲面间求交的问题；地质体三维模型的上部边界是地表曲面，通过数学方法拟合出的岩层面或地下水位面不应超出地表曲面，即超出部分不应显示。同样的，当显示多层地层时，下面的每一岩层应以其上一岩层为边界。因此，为了可视化地层界面必须要解决地层面与地表或其他地层面的求交问题。另一方面，在剖面图成图时，地质界线的绘制是通过显示剖面(平面)与各种地质界面(曲面)求交所得出的交线。因此曲面求交包括地质界面(层面)之间的相交，和地质界面与剖面的相交两类问题。

2.4　三维拓扑结构分析从地质学角度看，拓扑是地质对象间关系的表格，拓扑表存储层位间上覆、下伏和交切等的地层学关系及地质空间位置关系。拓扑也可视为允许这些地质关系合理储存的数据结构。例如，考虑多层地层，上一个岩层的底面和与其相邻的下一个岩层的顶面是上下岩层这两个实体的公共部分或共享边界，它们之间的拓扑关系就是相邻和同一的关系，在存储数据时只存储上一个岩层的底面或其相邻的下一个岩层的顶面，即相邻岩层的边界曲面可以存为一个地层曲面，大大减少数据存储量。评价地质模型系统的优缺点往往决定于描述地质对象所用的拓扑结构。

2.5　可视化技术地质工程复杂地质体可视化是利用计算机技术将工程勘测获得的数据转换为形象直观便于进行交互分析的地下地质结构空间形态的立体图和剖面图形，其基础是工程数据和测量数据的可视化。利用可视化技术可以从庞大的地质勘测数据中构造出地质工程中对于边破稳定性和地下硐室变形破坏等起关键作用的岩层和结构面，并显示其范围、走向和相互交切关系，帮助工程地质人员对原始数据做出正确解释，继而为工程地质分析具体问题提供决策支持。通过离散地表地形测量数据的插值计算并用不同颜色表达高程的差异达到山峦起伏和河流侵蚀切割山地形成河谷的状态的可视化。

3　复杂地质体三维建模与可视化技术的初步开发与应用

3.1　地质工程复杂地质体三维建模与可视化的研究基于离散采样数据的插值与拟合的思想，即将离散数据转化为连续曲线曲面，地质工程复杂地质体三维建模与可视化的过程是，从勘探数据库中提取各种地质信息的坐标位置及岩土体的物理力学参数，通过不同的拟合与插值函数得到地质层面(曲面)和地质实体的三维计算机图形显示，表达地质信息在研究区域内的分布规律。生成地质岩层面和地质实体后，实现从任意角度观察建立的模型，实现根据指定的剖面走向、倾向和倾角生成垂直剖面。

3.2　初步开发工程勘测空间数据库管理。工程勘测空间数据库在收集整理现场勘测数据后录入各分项数据表，这些数据表不仅包括地质信息的位置数据，更重要的是提供属性数据。以地层岩性数据表为例，要求录入钻孔编号、岩层起始深度、岩层终止深度、层厚、岩性(地层名称)、地层代码(地层年代)、岩层走向、岩层倾向、岩层倾角、接触关系、地质描述等数据。随着工程勘测的进展，能够方便地修改补充和管理勘测数据。