巖土工程勘察緒論巖土工程的含義和研究對象勘察的任務和特點我國巖土工程勘察的現狀工程地質學的研究對象和任務工程地質學的研究內容、分科

及其與其他學科的關系工程地質學的發展歷史本課程內容與學習方法一、巖土工程的含義和研究對象巖土工程是歐美國家于20世紀60年代在土木工程實踐中建立起來的一種新的技術體制。它的英文為GeotechnicalEngineering,直譯之可謂“地質技術工程”。巖土工程是以求解巖體與土體工程問題，包括地基與基礎、邊坡和地下工程等問題，作為自己的研究對象。它涉及到巖體與土體的利用、整治和改造，包括巖土工程的勘察、設計、施工和監測四個方面。這一為工程建設全過程服務的技術體制，在房屋、道路、航運、能源、礦山和國防等建設工程中占有重要的地位，在保證工程質量、降低工程造價、縮短工程周期以及提高工程經濟效益、環境效益和社會效益方面起到了重要作用。

巖土工程

巖土工程以工程地質學、土力學、巖體力學和基礎工程學為理論基礎，以解決在建設過程中出現的與巖體和土體有關的工程技術問題，是一門地質與工程緊密結合的學科。可以認為，它是由土木工程、地質、力學和材料科學等多學科相互滲透、融合而形成的邊緣學科。就學科的內涵和屬性來說，巖土工程是一門服務于工程建設的綜合性和應用性都很強的技術學科，屬土木工程范疇。

工程建筑與巖土體之間處于相互依存，又相互制約的矛盾中。研究兩者之間的關系，促使矛盾的轉化和解決，是巖土工程的基本任務。在土木工程中，各種建筑物以巖土體作為建筑材料、工程結構或建筑環境，巖土工程的地位相當重要。而且，隨著工程規模愈來愈大，巖土工程問題愈益突出和復雜，給巖土工程師提出了各種新的、前所未有的研究課題。就房屋建筑和構筑物而言，目前世界上高層建筑物有120層、高達400多米，更有560余米高的電視塔；我國也已建成了81層、高380多米的高層建筑物。顯然，一般天然土體材料是難以滿足其荷載要求的，為此需采用樁基礎或對地基土進行處理，這就要研究樁身的尺寸、材料強度以及樁基持力層的選擇和承載力等問題。此外，施工時深基坑開挖支護和降水問題也很重要。巖土工程在此類工程的總造價和總工期中占1/3左右。

當今世界上邊坡工程規模也很大，土質邊坡最高的有120m，而巖質露天礦坑邊坡則高達1000余米。在邊坡工程中，巖土體既是建筑材料，又是工程結構。高邊坡工程的穩定性問題十分突出，尤其是巖質邊坡，分析它的穩定性時必須要弄清楚巖體結構，并采用工程地質和巖體力學理論分析其變形、破壞的機制，對穩定性的現狀和演化趨勢作出科學的評價。對地下工程而言，巖土體既是建筑材料，又是工程結構和建筑環境。它的巖土工程問題更為復雜和多樣，諸如圍巖穩定、施工開挖、涌水、瓦斯爆炸等，尤其是在復雜地質條件下的大埋深、大跨度、高邊墻的地下工程，上述問題更具特殊性。工程巖土體是地質體的一部分，其工程性質的形成和演化以及對建筑的適應性，與它的物質組成、結構和賦存環境息息相關。因此，巖土工程師在著手解決任何一項巖土工程問題時、首先要查明巖土體的地質特征和場地工程地質條件，尤其是地質條件比較復雜的重大巖體工程，場地工程地質條件的研究更顯得重要，甚至會成為影響工程效益、投資抑或成敗的關鍵。可見，巖土工程師必須具備地質和工程地質的基本理論知識，要有較好的地質素養。可以認為，工程地質學是巖土工程的重要基礎和支柱。二、巖土工程勘察的任務和特點基本任務：按照建筑物或構筑物不同勘察階段的要求，為工程的設計、施工以及巖土體治理加固、開挖支護和降水等工程提供地質資料和必要的技術參數，對有關的巖土工程問題作出論證、評價。具體任務：（1）闡述建筑場地的工程地質條件，指出場地內不良地質現象的發育情況及其對工程建設的影響，對場地穩定性作出評價。（2）查明工程范圍內巖土體的分布、性狀和地下水活動條件，提供設計、施工和整治所需的地質資料和巖土技術參數。（3）分析、研究有關的巖土工程問題，并作出評價結論。（4）對場地內建筑總平面布置、各類巖土工程設計、巖土體加固處理、不良地質現象整治等具體方案作出論證和建議。（5）預測工程施工和運行過程中對地質環境和周圍建筑物的影響，并提出保護措施的建議。三、我國巖土工程勘察的現狀

新中國建立后，由于國民經濟建設的需要，在地質、城建、水利、電力、冶金、機械、鐵道、國防等部門，按原蘇聯的模式，相繼設立勘察、設計機構，開展了大規模的工程地質勘察研究工作，為工程規劃、設計和施工提供了大量的地質資料，使得一大批重要工程得以順利施工和正常運行。但是，由于工程地質勘察體制的局限，其明顯的弊病和缺陷，一是側重于定性分析，定量評價不夠；二是側重于“宏觀”研究，結合工程具體較差，在建筑結構、基礎方案和地基處理措施等方面，往往缺乏權威性意見和建議。這反映了勘察與設計、施工在一定程度上是脫節的，影響了勘察工作社會地位和經濟效益的提高；它尤其不能適應社會主義市場經濟的需要。

針對工程地地質勘察的的缺陷，中中國城建、、冶金部門門的一些工工程勘察單單位自80年代初期期，引進了了巖土工程程體制。這這一技術體體制是為工工程建設全全過程服務務的，因此此很快就顯顯示了它突突出的優越越性。之之后，各部部門相繼推推廣。此時時，由于國國內地質找找礦市場逐逐漸萎縮，，不少原從從事找礦地地質勘查的的地質隊也也紛紛轉產產，從事巖巖土工程勘勘察。因而而形成了一一支龐大的的巖土工程程勘察隊伍伍，它們們遍布全國國各大、中中城市，主主要從事工工業與民用用建筑和市市政設施的的勘察。由由于高層建建筑，尤尤其是超高高層建筑的的涌現，對對天然地基基穩定性計計算和評價價、樁基計計算與評價價、基坑開開挖與支護護、巖土土加固與改改良等方面面，都提出出了新的研研究課題，，要求對勘勘探、取樣樣、原位測測試和監測測的儀器設設備、操作作技術和工工藝流程等等不斷創新新。由于勘勘察工作與與設計、施施工、監測測結合緊密密，勘察察真正成為為工程咨詢詢性的工作作，為保證證工程安全全和提高經經濟效益作作出了很大大的貢獻，，并積累累了許多勘勘察經驗和和資料。可可以認為：：勘察與設設計、施工工、監測的的緊密結合合，是巖土土工程技術術體制的最最大優越性性。為了在社會會主義市場場經濟體制制下，使巖巖土工程勘勘察能貫徹徹執行國家家有關的技技術經濟政政策，做到到技術先進進、經濟合合理、確保保工程質量量和提高經經濟效益，，由國家建建設部會同同有關部門門，共同制制訂了中中華人民共共和國國家家標準《巖巖土工程勘勘察規范》》GB50021-94，作為強制性性國家標標準于1995年年3月1日日正式頒布布施行。該該規范是對對原《工業業與民用建建筑工程地地質勘察規規范》TJ21-77的修訂，它它既總結了了中國40多年來工工程實踐的的經驗和科科研成果，，又注意盡盡量與國際際標準接軌軌。從目前國內內大量的實實踐可看出出，巖土工工程勘察側側重于解決決土體工程程的場地評評價和地基基穩定性問問題，而對對地質條件件較復雜的的巖體工程程，尤其是是重大工程程（如水電電站、核電電站、鐵路路干線等））的區域域地殼穩定定性，邊坡坡和地下洞洞室圍巖穩穩定性的分分析、評價價，僅由巖巖土工程師師是無法勝勝任的，，必須有工工程地質人人員的參與與才能解決決。這就要要求巖土工工程與工程程地質在發發揮各自學學科專業優優勢的前提提下，互相相滲透、交交叉，二者者互為補充充而相得益益彰。四、、工工程程地地質質學學的的研研究究對對象象和和任任務務地質質學學工程程與與技技術術學學科科相互互滲滲透透、交叉叉形形成成的的邊邊緣緣科科學學人類類工工程程活活動動地質質環環境境地質質環環境境的的概概念念：指自自然然環環境境的的一一個個重重要要組組成成部部分分，，與與人人類類生生存存和和發發展展有有緊緊密密聯聯系系的的巖巖石石圈圈的的一一部部分分，，這這部部分分積積極極地地與與水水、、氣氣和和生生物物圈圈相相互互作作用用著著。。上上限限為為巖巖石石圈圈表表面面，，下下限限為為人人類類技技術術————經經濟濟活活動動引引起起的的物物理理場場、、化化學學場場因因素素變變遷遷消消失失的的深深度度。。地質質環環境境是是多多因因子子系系統統：大氣氣、水水、、生物物、巖石石四個個圈圈環境境自然然環環境境人類類環環境境大氣氣、水水、、社會會環環境境人為為環環境境生物物、巖石石地質質環環境境人類類能能到到達達的的地地下下深深度度：：5000m，，鉆探探深深度度10000m。。地球球上上現現有有工工程程建建筑筑都都建建于于地地殼殼表表層層一一定定的的地地質質環環境境中中，，地地質質環環境境以以一一定定的的作作用用方方式式影影響響建建筑筑物物。。人類類工工程程活活動動對對地地質質環環境境有有一一定定作作用用，，使使其其變變化化，，又又影影響響著著工工程程建建筑筑的的穩穩定定和和正正常常使使用用。。人類類工工程程活活動動與與地地質質環環境境之之間間，，處處于于相相互互聯聯系系又又相相互互制制約約的的矛矛盾盾之之中中。。工程程地地質質學學的的基基本本任任務務：研究究地地質質環環境境與與人人類類工工程程活活動動之之間的的關關系系，，使使二二者者矛矛盾盾轉轉化化和和解解決決。。地質質環環境境對對工工程程建建筑筑的的影影響響地震震————影影響響區區域域工工程程建建筑筑軟土土地地基基————需需進進行行專專門門地地基基處處理理巖溶溶————水水庫庫滲滲漏漏崩滑滑泥泥石石流流————工工程程改改線線人類類工工程程活活動動對對地地質質環環境境的的影影響響抽汲汲地地下下水水————地地面面沉沉降降海海水水入入侵侵地下下水水質質惡惡化化大型型水水庫庫修修建建————庫庫岸岸再再造造庫庫周周浸浸沒沒庫區區淤淤積積誘誘發發地地震震工程程地地質質勘勘察察的的目目的的：為工工程程建建筑筑對對象象選選擇擇適適宜宜的的地地質質環環境境，從而而為為該該工工程程在在技術術上上的的可可能能性性和經濟濟上上的的合合理理性性提供供保保證證。并不不致致對對地地質質環環境境產產生生不不應應有有的的破破壞壞，以致致影影響響工工程程本本身身和和人人類類的的生生活活環環境境。技術術可可能能性性:指在在地地質質環環境境中中興興建建某某建建筑筑物物的的安安全全保保障障如如何何。。換換言言之之，，建建筑筑物物地地基基對對基基礎礎的的適適應應性性如如何何，，當當二二者者不不相相適適應應時時，，能能否否通通過過改改變變基基礎礎結結構構或或改改良良地地基基性性質質使使其其達達到到相相互互適適應應。。經濟濟合合理理性性：：指通通過過對對建建筑筑地地區區地地質質條條件件的的深深入入研研究究后后，，在在保保證證工工程程穩穩定定性性的的前前提提下下，，選選出出經經濟濟成成本本最最低低的的建建設設方方案案，，以以達達到到經經濟濟上上合合理理，，即即可可行行性性研研究究。。五、、工工程程地地質質學學研研究究內內容容、、分分科科及及其其與與其其他他學學科科的的關關系系（一））研究究內內容容1.巖巖土土工工程程地地質質性性質質研研究究建造造于于地地殼殼表表層層的的任任何何建建筑筑物物，，都都離離不不開開巖巖土土體體，，巖巖土土體體作作為為建建筑筑物物地地基基或或環環境境。。巖土土體體成成因因類類型型和和性性質質對對建建筑筑物物的的意意義義重重大大。。研究究地地質質環環境境首首先先研研究究巖巖土土體體分布布規規律律成因因類類型型工程程性性質質參參數數測測試試不良良性性質質的的改改良良形成成分分支支學學科科———工程程巖巖土土學學2.工程程動動力力地地質質作作用用研研究究地球球內內外外動動力力作作用用———地質質現現象象人類類工工程程———經濟濟活活動動產產生生的的各各種種作作用用這些些作作用用制制約約著著建建筑筑物物的的穩穩定定造造價價和和正正常常使使用用研究究工工程程動動力力地地質質作作用用地地質質現現象象分布布規模模形成成機機制制發展展演演化化規規律律產生生的的工工程程地地質質問問題題工程程地地質質問問題題的的分分析析評評價價防治治對對策策措施施形成成分分支支學學科科———工程程動動力力地地質質學學3.工程程地地質質勘勘察察理理論論和和技技術術方方法法研研究究工程程地地質質學學服服務務于于工工程程建建筑筑，，具具體體實實現現就就是是工工程程地地質質勘勘察察。。工程程地地質質勘勘察察的的目目的的就就是是查查明明工工程程地地質質條條件件，，分分析析存存在在的的工工程程地地質質問問題題對工工程程建建筑筑區區作作出出工工程程地地質質論論證證和和評評價價，，提提出出建建筑筑設設計計所所遵遵循循的的最最佳佳方方案案和和可可能能采采取取的的工工程程措措施施，，這這涉涉及及到到廣廣泛泛的的理理論論。。基礎礎地地質質專專業業基基礎礎工工程程建建筑筑地地基基基基礎礎等等工程程地地質質條條件件：工程程地地質質條條件件是是指指客客觀觀存存在在的的地地質質環環境境中中與與工工程程建建筑筑有有關關的的地地質質要要素素之之綜綜合合。。它它包包括括地地形形地地貌貌、、巖巖土土類類型型及及其其工工程程地地質質性性質質、、地地質質結結構構、、水水文文地地質質條條件件、、物物理理地地質質現現象象（（動動力力地地質質作作用用））、、天天然然建建筑筑材材料料。綜合合概概念念，一一、、二種種因因素素不不稱稱為為工工程程地地質質條條件件。針對對工工程程建建筑筑對對象象而而言言。在自自然然地地質質歷歷史史過過程程中中形形成成的的客客觀觀條條件件，不是是人人為為的的。工程程地地質質問問題題：工程程地地質質問問題題是是指指工工程程建建筑筑物物與與地地質質環環境境（（場場地地工工程程地地質質條條件件））之之間間，，存存在在著著某某些些不不適適應應性性所所引引起起的的影影響響建建筑筑物物施施工工、、正正常常運運行行和和周周圍圍環環境境的的地地質質問問題題。。它它反反映映了了工工程程要要求求與與場場地地地地質質條條件件之之間間的的矛矛盾盾。。問題的產生是是由于工程技技術——經濟要求與場場地地質背景景之間的矛盾盾或差異引起起。巖土工程問題題：指的是工程建建筑物與巖土土體之間所存存在的矛盾或或問題。在巖巖土工程施工工以及工程建建筑物建成使使用過程中，，工程部位的的巖土體和地地下水與建筑筑物發生作用用，導致巖土土工程問題的的出現。工程地質勘察察的核心問題題如何何運用有效的的勘察方法和和手段，取得得反映確切的的工程地質因因素，資料分分析理論，以以及表現形式式。為保證勘察的的精度和質量量，需不斷改改進技術方法法、勘探機械械和測試儀器器。為使工程地質質評價和預測測定量化，需需不斷完善地地質——數學學模型和發展展數學分析方方法，應用計計算機技術。。制訂適用于不不同類型建筑筑的勘察規范范或手冊。形成分支學科科——專門工程地質質學4.區域工程地質質的研究工程地質條件件工程地質問問題具有明顯顯的區域性分分布規律和特特點為國土資源開開發利用和建建設布局優化化,需要研究不同同區域地質條條件的形成和和分布規律不同區域地質質構造應力不不同,區域穩定性不不同形成分支學科科——區域工程地質質學5.環境工程地質質的研究隨著經濟的發發展，人類