工程地質膠結
『壹』 常見的工程地質問題有哪些
風化、破碎岩層。風化一般在地基表層，可以挖除。破碎岩層有的較淺，可以挖除。有的埋藏較深，如斷層破碎帶，可以用水泥漿灌漿加固或防滲；風化、破碎處於邊坡影響穩定的，可根據情況採用噴混凝土或掛網噴混凝土罩面，必要時配合注漿和錨桿加固。
斷層、泥化軟弱夾層。對充填膠結差，影響承載力或抗滲要求的斷層，淺埋的盡可能清除回填，深埋的注水泥漿處理；淺埋的泥化夾層可能影響承載能力，盡可能清除回填，深埋的一般不影響承載能力。斷層、泥化軟弱夾層可能是基礎或邊坡的滑動控制面。
鬆散、軟弱土層。對不滿足承載力要求的鬆散土層，如砂和砂礫石地層等，可挖除，也可採用固結灌漿、預制樁或灌注樁、地下連續牆或沉井等加固；對不滿足抗滲要求的，可灌水泥漿或水泥黏土漿，或地下連續牆防滲；對於影響邊坡穩定的，可噴射混凝土或用土釘支護。
滑坡體。斜坡內可能沿滑動面下滑的岩體稱為滑坡體。滑坡發生往往與水有很大關系，滲水降低滑坡體尤其是滑動控制面的摩擦系數和黏聚力，要注重在滑坡體上方修築截水設施，在滑坡體下方築好排水設施。防止滑坡，經過論證可以在滑坡體的上部刷方減重，未經論證不要輕易擾動滑坡體。
地下水發育地層。當地下水發育影響到邊坡或圍岩穩定時，要及時採用洞、井、溝等措施導水、排水，降低地下水位。
對結構面不利交匯切割和岩體軟弱破碎的地下工程圍岩，地下工程開挖後，要及時採用支撐、支護和襯砌。支撐多採用柱體、鋼管排架、鋼筋或型鋼拱架，拱架的間距根據圍岩破碎的程度決定。
岩溶與土洞。當建築工程不可能避開時，可挖除洞內軟弱充填物後回填石料或混凝土。不方便挖填的，可採用長梁式、桁架式基礎或大平板等方案跨越洞頂，也可對岩溶進行裂隙鑽孔注漿，對土洞進行頂板打孔充砂、砂礫，或做樁基處理。
『貳』 堆積體工程地質特徵
下咱日堆積體是壩址區體積最大的一個堆積體，由於緊靠壩址上游左岸，堆積體下游部分為電站進水口，研究下咱日堆積體的空間工程地質結構以及對其穩定性問題做出合理的分析判定，對於電站在施工及運營期間的安全性具有重要的意義。該堆積體分布高程從河邊至高程 1920 m，面積約 1. 5 km2，估計方量約 9800 × 104m3。
下咱日堆積體分布於金沙江左岸上、下壩之間，根據堆積體的空間分布 ( 分布高程)及對工程的影響程度，大致以下咱日溝為界將堆積體分為Ⅰ、Ⅱ兩個區 ( 圖 6. 1. 1) 。Ⅰ區分布於上壩址左岸，下咱日溝西南側，靠河邊地形平緩且薄，地形較陡且厚度較大地段比正常蓄水位高約百餘米，對樞紐建築物影響較小; Ⅱ區分布於下咱日溝北側，緊鄰樞紐建築物，其分布位置及高程不僅影響樞紐建築物的布置，且水庫蓄水後堆積體的穩定對大壩的安全具直接影響，因此，勘察的重點、研究的重點皆在堆積體Ⅱ區，本次研究工作的重點亦為Ⅱ ( 以下所述內容均針對Ⅱ區) 。
圖 6. 1. 1 下咱日堆積體工程地質平面圖
6. 1. 1 堆積體空間分布特徵
6. 1. 1. 1 下咱日堆積體分布區地形特徵
根據堆積體分布區 1∶2000 地形等高線圖，為了能夠更直觀地分析堆積體的空間形態特徵，我們建立了下咱日堆積體三維地形等高線雲圖 ( 圖 6. 1. 2) 及坡度分布雲圖 ( 圖6. 1. 3) 。從中可以清晰看出整個堆積體大約分布有兩個較緩的台地，即: 高程 1540 ～1560 m 及高程 1610 m 以上，其地形坡比約為 10% ～ 32% 。其中高程 1560 ～ 1610 m 附近形成一陡坎，其地形坡比大約 95%。該陡坎上部為膠結較好的硬殼層，下部為具有較好層理狀結構並且具有一般膠結的礫石層，由於兩者強度上的差異在有些部位發育有 「洞穴」( 圖 6. 1. 4) ，甚至在局部還伴有局部小范圍的坍塌現象。
為了研究下咱日堆積體的分布區的地表水文地質特徵及空間流域分布，在研究過程中對其地表形態進行分析，建立了堆積體分布區的空間流域分布圖 ( 圖 6. 1. 5) 。從圖中可以看出，堆積體分布區主要地表徑流排泄通道為下咱日溝，該溝在分析區內其流域面積約為 8. 85 ×105m2。其餘由於常年的沖刷在堆積體表部 ( 尤其是下部台地) 處形成幾條較大的沖溝，也成為堆積體分布區內的小范圍的流域排泄通道 ( 圖 6. 1. 5)
圖 6. 1. 2 下咱日堆積體空間等高線分布
圖 6. 1. 3 下咱日堆積體空間坡度分布
圖 6. 1. 4 下咱日堆積體陡坎處分布的 「洞穴」
圖 6. 1. 5 下咱日堆積體空間流域分布
圖 6. 1. 6 顯示了水庫蓄水到正常設計水位高程 ( 1618 m) 時的堆積體的淹沒情況，下部紅色區域為水庫淹沒區，上部黃色區域為非淹沒區。從圖中可以看出，水庫蓄水後堆積體的陡坎及以下部分將處於水下。
圖 6. 1. 6 下咱日堆積體水庫淹沒分析
6. 1. 1. 2 堆積體三維空間結構及規模
為了探明堆積體的規模、成因及分布規律，中水顧問集團昆明勘察設計研究院針對堆積體共布置勘探鑽孔 19 個、勘探平洞 6 個、豎井 2 個，同時開展部分物探工作。各勘探點及勘探剖面布置見圖 6. 1. 1。根據現場鑽孔資料，堆積體最大厚度可達 118 m。
為進一步研究下咱日堆積體的三維空間結構形態特徵及其分布規模，以便為電站後期的設計及施工階段提供可靠的依據，我們根據現場地面調查、地形圖 ( 1∶2000) 、地質圖 ( 1∶2000) 、已有的上述鑽探及物探等資料建立了其相應的三維空間結構模型( 圖 6. 1. 7、圖 6. 1. 8) 。
從圖中可以看出下咱日堆積體總體上像一個裝滿東西的 「勺子」，其中部厚度較大，基覆面 ( 基岩與堆積體接觸界面，以下同) 中部下凹，呈 「勺」狀或 「鍋底」狀。從縱向上看，堆積體的底界面在三維空間總體上呈現為傾向河谷，傾角也由 35°左右逐漸變為水平，甚至前緣靠江邊部位出現反翹現象 ( 如Ⅲ、Ⅳ號剖面) ( 圖 6. 1. 8) 。橫向上，沿河谷方向，堆積體底界面總體上為傾向下游並在上、下游兩端逐漸翹起，且具有堆積體的厚度上游相對較薄、下游相對較厚的趨勢。
此外，從鑽孔勘查資料表明在基覆面的某些部位仍然保存有磨圓度很好，岩性成分相當復雜、含有不少本地區沒有的花崗岩類的卵礫石 ( 圖 6. 1. 9) ，且大都已經呈現完全膠結或半膠結成岩狀態，顯然是金沙江自上游數百公里外搬運而來。因此，在堆積體形成之前的一段時間內該部位應為古金沙江的古河槽 ( 圖 6. 1. 10) 。
圖 6. 1. 7 下咱日堆積體三維空間結構
6. 1. 2 堆積體工程地質結構
根據現場工程地質調研及鑽孔、平硐 209 等勘探資料，對下咱日堆積體主剖面 ( Ⅲ-Ⅲ剖面) 進行工程地質結構分區 ( 圖 6. 1. 11) ，並建立了其相應的三維工程地質結構分區( 圖 6. 1. 12) 。從上往下依次為:
6. 1. 2. 1 膠結、半膠結的砂、卵礫石層
該層位於堆積體的前部，其主要成分為具有層理狀的膠結、半膠結的砂、卵礫石層，組成物質成分較雜，以灰岩、玄武岩居多，部分為花崗岩、砂岩等卵、礫石。具 PD209及 PD221 揭露該層部為一層厚度較薄的膠結硬殼層，局部分布有崩坡積層、河流相沉積的卵礫石層及較大的滾石物質 ( 滾石最大可視粒徑可達 10 m) 。
圖 6. 1. 8 下咱日堆積體三維形態特徵
為進一步認識該層粒度分布特徵，分別在 PD209 內分別選取了四個試樣點進行了相應的粒度篩分試驗 ( 圖6. 1. 13) ，由於現場條件限制粒度篩分試樣大小為20 cm ×20 cm ×20 cm，且粒徑范圍為大於 1 cm 的顆粒。從頻率分布柱狀圖上可以看出在粒度分析范圍內絕大部分粒度小於 1 cm，粒徑 ＜1 cm 的顆粒最大可達 60%以上，平均含量約為 47. 2%。
通過鑽孔及平洞揭露，該層內部夾有粉細砂層。但通過地表調查及勘探成果分析，該層內部的粉細砂層在空間上的分布呈透鏡狀 ( 圖 6. 1. 14) ，分布不連續，其延展長度一般小於 5 m，且較為緻密並呈半膠結狀態，不具有成層性。從總體上不構成連續性的軟弱界面，不會影響堆積體的穩定性。
6. 1. 2. 2 土石混合體層
該層為冰磧成因的土石混合體層，具泥質膠結或呈架空結構特徵，其含石量大於40% ，現場平硐揭示，最大粒徑可達 3 m 左右，組成物質絕大部分為灰岩、玄武岩。
圖 6. 1. 9 鑽孔揭露堆積體底界 ( 基覆面) 分布的卵礫石層
圖 6. 1. 10 下咱日堆積體分布區古河槽及今河槽基岩面等高線 ( m) 圖
根據平洞 209 揭露，該層土石混合體在內部細觀結構上從坡體外部到內部大致可以劃分為兩個亞層 ( 圖 6. 1. 15) : 具有泥質膠結的土石混合體層及具有架空結構的堆石體層。其內部塊石粒徑較大，具有一定的磨圓度。其中具泥質膠結的土石混合體層，塊石構成的骨架內部空隙被粘土及粉土充填，填充成分較為緻密，透水性較弱; 具有架空結構的堆石體內部大塊體構成的骨架內部有粒徑較小的塊體填充，且塊體內部排列緊密，呈高度壓密狀態，深部可見局部有少量泥質充填成分。但從整體上這兩個亞層沒有明顯的界線，基本上呈逐漸過渡趨勢。
為了明確下咱日堆積體內部分布的這兩類岩土介質的粒度組成，為其抗剪強度研究提供依據，我們採用數字圖像處理技術對 PD209 所揭露的這類岩土體進行了大面積粒度分析試驗。
根據現場斷面特徵，選取土石閾值為2 cm，即: 粒徑 ＜2 cm 的顆粒將被視為 「土體」成分。因此對圖像所顯示的粒徑大於 2 cm 的顆粒進行統計，圖 6. 1. 16 顯示了兩組圖像顆粒提取過程。
圖6.1.11 下咱日堆積體地質結構剖面圖
圖 6. 1. 12 下咱日堆積體三維工程地質結構分區
圖 6. 1. 13 砂卵礫石層粒度分析成果
圖 6. 1. 14 下咱日堆積體內部呈透鏡狀分布的粉細砂層
圖 6. 1. 15 PD209 揭露的下咱日堆積體內部土石混和體層
圖 6. 1. 16 基於數字圖像處理技術對 PD209 內揭露冰水堆積層( 土石混合體) 進行粒度分析
根據上述方法，我們共對7組圖像進行了相應的粒度分析，累計分析總面積約26m2，圖6.1.17。從圖中可知該土石混合體的含石量(粒徑大於2cm的顆粒)分布范圍為30%～70%之間，平均含石量約52%，根據水利部行業標准《土工試驗規程》(SL237-1999)中的土的分類標准，該層岩土體應屬於混合巨粒土—巨礫混合土范疇。從圖6.1.16圖像處理圖上還可以看出該層土石混合體粒度分布及其不均勻。
圖6.1.17 各粒度分析試驗成果圖
6.1.2.3 基岩
二疊繫上統玄武質噴發岩(P2d)，其岩性主要為灰、灰黑及紫灰色的玄武岩、杏仁狀玄武岩及火山角礫熔岩等，該層從上到下又可分為全風化、強風化、弱風化及新鮮基岩。根據鑽孔揭露顯示，除堆積體上部及Ⅲ號剖面揭露為全風化或強風化接觸外，絕堆積體下伏基岩大部分為弱風化玄武岩體。基岩接觸面處，根據鑽孔揭露堆積體物質基本處於超固結或膠結、半膠結狀態(圖6.1.18)，接觸較為緊密，不可能成為堆積體失穩的軟弱界面。
『叄』 工程地質問題有哪些
常見工程地質問題：(1)鬆散、軟弱土層。對不滿足承載力要求的鬆散土層，如砂和砂礫石地層等，可挖除，也可採用固結灌漿、預制樁或灌注樁、地下連續牆或沉井等加固;對不滿足抗滲要求的，可灌水泥漿或水泥黏土漿，或地下連續牆防滲;對於影響邊坡穩定的，可噴射混凝土或用土釘支護。
對不滿足承載力的軟弱土層，如淤泥及淤泥質土，淺層的挖除，深層的可以採用振沖等方法用砂、砂礫、碎石或塊石等置換。
(2)風化、破碎岩層。風化一般在地基表層，可以挖除。破碎岩層有的較淺，可以挖除。
有的埋藏較深，如斷層破碎帶，可以用水泥漿灌漿加固或防滲;風化、破碎處於邊坡影響穩定的，可根據情況採用噴混凝土或掛網噴混凝土罩面，必要時配合注漿和錨桿加固。
(3)裂隙發育岩層。
對於影響地基承載能力和抗滲要求的，可以用水泥漿注漿加固或防滲。對於影響邊坡穩定的，採用錨桿加固。
(4)斷層、泥化軟弱夾層。對充填膠結差，影響承載力或抗滲要求的斷層，淺埋的盡可能清除回填，深埋的注水泥漿處理;淺埋的泥化夾層可能影響承載能力，盡可能清除回填，深埋的一般不影響承載能力。
斷層、泥化軟弱夾層可能是基礎或邊坡的滑動控制面，對於不便清除回填的，根據埋深和厚度，可採用錨桿、預應力錨索、抗滑樁等進行抗滑處理。
(5)岩溶與土洞。當建築工程不可能避開時，可挖除洞內軟弱充填物後回填石料或混凝土。
不方便挖填的，可採用長梁式、桁架式基礎或大平板等方案跨越洞頂，也可對岩溶進行裂隙鑽孔注漿，對土洞進行頂板打孔充砂、砂礫，或做樁基處理。
(6)地下水發育地層。當地下水發育影響到邊坡或圍岩穩定時，要及時採用洞、井、溝等措施導水、排水，降低地下水位。
(7)滑坡體。斜坡內可能沿滑動面下滑的岩體稱為滑坡體。滑坡發生往往與水有很大關系，滲水降低滑坡體尤其是滑動控制面的摩擦系數和黏聚力，要注重在滑坡體上方修築截水設施，在滑坡體下方築好排水設施。
防止滑坡，經過論證可以在滑坡體的上部刷方減重，未經論證不要輕易擾動滑坡體。在滑坡體坡腳採用擋土牆、抗滑樁等支擋措施。採用固結灌漿等措施改善滑動面和滑坡體的抗滑性能。
(8)對結構面不利交匯切割和岩體軟弱破碎的地下工程圍岩，地下工程開挖後，要及時採用支撐、支護和襯砌。
支撐多採用柱體、鋼管排架、鋼筋或型鋼拱架，拱架的間距根據圍岩破碎的程度決定。支護多採用土釘、錨桿、錨索和噴射混凝土等聯合支護方式。襯砌多用混凝土和鋼筋混凝土，也可採用鋼板襯砌
『肆』 工程地質與地質工程有何區別和聯系
工程地質是調查、研究、解決與人類活動及各類工程建築有關的地質問題的科學。回工程地質學是研答究工程建築的工程地質條件勘察、工程地質預測、預報及地質體改造原理及方法的應用性學科。
地質工程是研究地質結構、地質環境、水資源、礦產資源儲備等的工程領域。
地質工程是工程的一個領域；工程地質是一門學科，是地質工程工作的三大支柱之一。
附：
地質工程可分為兩大類型，即岩體工程和土體工程。地質工程工作有三大支柱：1．工程地質學；2．岩體結構力學和土體力學；3．地質技術，包括：（1）勘察技術，（2）試驗測試技術，（3）地質改造技術。這三大支柱工作如不做好，地質工程工作就難以做好。
『伍』 影響岩石工程地質性質的因素有哪些請舉例說明
A,礦物成分.由於岩石抄是多晶體襲的組合物,礦物晶體內部質點的間距小,吸引力遠較晶粒間的吸引力強.碎屑沉積岩膠結物的成分對強度的影響是最明顯的.
B,結構的影響.一般情況下,由於晶粒間質點的平均距離要比晶體內部質點的平均距離大得多,彼此吸引的牢固程度低,因此顆粒間的聯接決定岩石的抵抗作用力.
C,水的影響.在岩體中對力學性質產生重要影響的主要是重力水和結合水,主要通過多種作用改變岩體的結構和成分：潤滑作用,凍融作用,潛蝕作用,水解作用,聯接作用.
D,作用力的特點對工程地質性質也有影響.力的性質,應力水平,圍壓大小,應力增加速率,應力持續時間,以及應力的增減歷程等.
E,溫度效應,零度以下的岩石,強度和彈性模量都比較高,一千度以上,力學性質的影響隨岩石類型而異.
差不多就這些勒.
『陸』 沉積岩中的膠結物成分對岩石的工程性質有何影響
膠結物成分對岩石的硬度、能乾性等都有影響。泥質膠結相對於鈣質膠結和硅質膠結較軟。