巖土工程師專業知識輔導:巖土工程勘察4


五、水利水電工程勘察分類
水利水電樞紐工程的分等指標見表1.1.8。
表1.1.8 水利水電工程的分等指標
工程等級 |
工 程 規 模 |
分 等 指 標 | ||||||
水庫 總庫容 (億m3) |
防 洪 |
治澇 面積 (萬畝) |
灌溉 面積 (萬畝) |
供 水 |
本電站 裝機容量 (萬kW) | |||
保護城鎮及工礦區 |
保護農田面 積(萬畝) | |||||||
一 |
大(1)型 |
>10 |
特別重要城市、工礦區 |
>500 |
>200 |
>150 |
特別重要 |
>120 |
二 |
大(2)型 |
10~1 |
重要城市、工礦區 |
500~100 |
200~60 |
150~50 |
重要 |
120~30 |
三 |
中 型 |
1~0.1 |
中等城市、工礦區 |
100~30 |
60~15 |
50~5 |
中等 |
30~5 |
四 |
小(1)型 |
0.1~0.01 |
一般城市、工礦區 |
30~5 |
15~3 |
5~0.5 |
一般 |
5~1 |
五 |
小(2)型 |
0.01~0.001 |
|
<5 |
<3 |
<0.5 |
|
<1 |
1.2巖石及土的分類標準(國標及各行業標準)。
由于我國幅遠遼闊,各種建筑物、構筑水、水電、公路、鐵路、港口的側重點不同,因而出現了不同的分類標準:
一、《巖土工程勘察規范》(GB50021-94)分類
(一)巖石的分類
巖石按成因類型分為巖漿巖、沉積巖和變質巖。
根據巖石的硬度、風化程序、結構類型分類如下:
1.巖石按強度分類應符合表1.2.1的規定。
表1.1.9 巖石按強度分類
類 別 |
亞 類 |
強 度 (MPa) |
代 表 性 巖 石 |
硬質巖石 |
極硬巖石 |
>60 |
花巖石、花崗片麻巖、閃長巖、玄武巖、石灰巖、石英砂巖、石英巖、大理巖、硅質礫巖等 |
次硬巖石 |
30~60 | ||
軟質巖石 |
次軟巖石 |
5~<30 |
粘土巖、頁巖、千枚巖、綠泥石片巖、云母片巖等 |
注:強度指新鮮巖塊的飽和單軸極限抗壓強度。
2.巖石按風化程度分類應符合表1.1.10的規定。
表1.1.10 巖石按風化程度分類
巖石類別 |
風化程度 |
野 外 特 征 |
風化程度參數指標 | ||
壓縮波速度 vp(m/s) |
波速比 Kv |
風化系數 Kf | |||
硬 質 巖 石 |
未 風 化 |
巖質新鮮,未見風化痕跡 |
>5000 |
0.9~1.0 |
0.9~1.0 |
微 風 化 |
組織結構基本未變,僅節理面有鐵錳質渲染或礦物略有變色。有少量風化裂隙 |
4000~5000 |
0.8~0.9 |
0.8~0.9 | |
硬 質 巖 石 |
中等風化 |
組織結構部分破壞,礦物成分基本未變化,僅沿節理面出現次生礦物。風化裂隙發育,巖體被切割成20~50cm的巖塊。錘擊聲脆,且不易擊碎;不能用鎬挖掘,巖芯鉆方可鉆進 |
2000~4000 |
0.6~0.8 |
0.4~0.8 |
強 風 化 |
組織結構已大部分破壞,礦物成分已顯著變化。長石、云母已風化成次生礦物。裂隙很發育,巖體破碎。巖體被切割成2~20cm的巖塊,可用手折斷。用鎬可挖掘,干鉆不易鉆進 |
1000~2000 |
0.4~0.6 |
<0.4 | |
全 風 化 |
組織結構已基本破壞,但尚可辯認,并且有微弱的殘余結構強度,可用鎬挖,干鉆可鉆進 |
500~1000 |
0.2~0.4 |
― | |
殘 積 土 |
組織結構已全部破壞。礦物成分除石英外。大部分已風化成土狀,鍬鎬易挖掘,干鉆易鉆進,具可塑性 |
<500 |
<0.2 |
― |
續表
巖石類別 |
風化程度 |
野 外 特 征 |
風化程度參數指標 | ||
壓縮波速度 vp(m/s) |
波速比 Kv |
風化系數 Kf | |||
軟 質 巖 石 |
未 風 化 |
巖質新鮮,未見風化痕跡 |
1>4000 |
0.9~1.0 |
0.9~1.0 |
微 風 化 |
組織結構基本未變,僅節理面有鐵錳質渲染或礦物略有變色。有少量風化裂隙 |
3000~4000 |
0.8~0.9 |
0.8~0.9 | |
軟 質 巖 石 |
中等風化 |
組織結構部分破壞。礦物成分發生變化,節理面附近的礦物已風化成土狀。風化裂隙發育。巖體被切割成20~50cm的巖塊,錘擊易碎;用鎬難挖掘。巖芯鉆方可鉆進 |
1500~3000 |
0.5~0.8 |
0.3~0.8 |
強 風 化 |
組織結構已大部分破壞,礦物成分已顯著變化,含大量粘土質粘土礦物。風化裂隙很發育,巖體被切割成碎塊,干時可用手折斷或捏碎,浸水或干濕交替時可較迅速地軟化或崩解。用鎬或鍬可挖掘,干鉆可鉆進 |
700~1500 |
0.3~0.5 |
<0.3 | |
全 風 化 |
組織結構已基本破壞,但尚可辯認,并且有微弱殘余結構強度,可用鎬挖,干鉆可鉆進 |
300~700 |
0.1~0.3 |
― | |
殘 積 土 |
組織結構已全部破壞,礦物成分已全部改變并已風化成土狀,鍬鎬易挖掘,干鉆易鉆進,具可塑性 |
<300 |
<0.1 |
― |
注:①波速比Kv為風化巖石與新鮮巖石壓縮波速度之比。
②風化系數Kf為風化巖石與新鮮巖石飽和單軸抗壓強度之比。
③巖石風化程度,除按表列野外特征和定量指標劃分外,亦可根據地區經驗按點荷載試驗資料劃分。
④花崗巖類的強風化與全風化、全風化與殘積土的劃分,宜采用標準貫入試驗,其劃分標準N≥50為強風化;
50>N≥30為全風化;N<30為殘積土。
按軟化系數可分為軟化巖石和不軟化巖石。當
KR≤0.75 軟化巖石
KR>0.75 不軟化巖
KR=R飽和
R干燥
當巖石具有特殊成份、結構特征和性質時,應定為特殊巖石,并分為易溶性巖石、膨脹性巖石、崩解性巖石和鹽漬化巖石等。
(二)土層分類
1.按年代分類分為以下三類:
①老堆積土:第四紀晚更新世Q3及以前的土層;
②一般堆積土:第四紀全新世(文化期以前Q4)堆積的土層;
③新近堆積土:文化期以來新近堆積的土層Q4,一般呈欠固結狀態。
2.根據其地質成因分為以下七類:
殘積土、坡積土、洪積土、淤積土、冰積土和風積土。
3.土層根據有機質含量分類應符合下表1.1.11。
4.土層按顆粒級配或塑性指數可劃分為碎石土、砂土和粘性土,其劃分見表1.1.12~1.1.14。
表1.1.11 土按有機質含量分類
分類名稱 |
有機質含量Wu(%) |
現場鑒別特征 |
說 明 |
無 機 土 |
Wu<5% |
|
|
有機質土 |
5%≤Wu≤10% |
灰、黑色,有光澤,味臭,除腐殖質外尚含少量未完全分解的動植物體,浸水后水面出現氣泡,干燥后體積收縮
|
①如現場能鑒別有機質土或有地區經驗時,可不做有機質含量測定; ②當w>wL,1.0≤e<1.5時稱淤泥質土; ③當w>wL,e≥1.5時稱淤泥 |
泥炭質土 |
10%<Wu≤60 |
深灰或黑色,有腥臭味,能看到未完全分解的植物結構,浸水體脹,易崩解,有植物殘渣浮于水中,干縮現象明顯
|
根據地區特點和需要可按Wu細分為: 弱泥炭質土(10%<Wu≤25%); 中泥炭質土(25%<Wu≤40%) 強泥炭質土(40%<Wu≤60%) |
泥 炭 |
Wu>60% |
除有泥炭質土特征外,結構松散,土質很輕,暗無光澤,干縮現象極為明顯 |
|
注:有機質含量Wu按灼失量試驗確定。
表1.1.12 碎石土分類
土的名稱 |
顆 粒 形 狀 |
顆 粒 級 配 |
漂 石 |
圓形及亞圓形為主 |
粒徑大于200mm的顆粒超過總質量50% |
塊 石 |
棱角形為主 | |
卵 石 |
碎 石 |
粒徑大于20mm的顆粒超過總質量50% |
碎 石 |
棱角形為主 | |
圓 礫 |
圓形及亞圓形為主 |
粒徑大于2mm的顆粒超過總質量50% |
角 礫 |
棱角形為主 |
注:定名時,應根據顆粒級配由大到小以最先符合者確定。
表1.1.13 砂 土 分 類
土的名稱 |
顆 粒 級 配 |
礫 砂 粗 砂 中 砂 細 砂 粉 砂 |
粒徑大于2mm的顆粒質量占總質量25~50% 粒徑大于0.5mm的顆粒質量超過總質量50% 粒徑大于0.25mm的顆粒質量超過總質量50% 粒徑大于0.075mm的顆粒質量超過總質量85% 粒徑大于0.075mm的顆粒質量超過總質量50% |
注:①定名時應根據顆粒級配由大到小以最先符合者確定。
②當砂土中,小于0.075mm的土的塑性指數大于10時,應冠以“含粘性土”定名,
如含粘性土粗砂等。
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