工程地质岩组简表
Ⅰ “8·”贵州开阳县南龙乡翁朵村鱼田组滑坡
1 概况
2013年8月20日，受持续强降雨影响，贵阳市开阳县南龙乡翁朵村鱼田组发生2起滑坡灾害，造成区域内多处房屋、耕地和道路受损，其中6户28人的居住房屋不同程度损坏，但未造成人员伤亡。灾害点的地理坐标为东经107°04′49.3″，北纬27°01′15.5″。
2 地质灾害特征
2.1 区域地质环境条件
2.1.1 气象及水文
灾害发生地属于中亚热带湿润温和气候区，气候温和适宜，冬无严寒、夏无酷暑，湿润多雨。灾害性天气有伏旱、倒春寒、夏旱、暴雨、冰雹、秋雨绵绵、凝冻等。年平均气温13.3℃，极端最高气温为33.7℃，最低气温-7.7℃；多年平均降水量为1019.4mm。每年5～9月为雨季，11月至次年3月为枯季。这里属长江流域乌江水系，发育一条北西走向溪沟，调查时流量约15 L/s。
2.1.2 地形地貌
调查区为侵蚀中中山斜坡沟谷地貌，沟谷沿北西方向延伸，区内地形起伏大，总体地势两边高中间低，海拔780～1016.1m，相对高差236.1m。滑坡地质灾害群发育于溪沟左岸斜坡中下部，斜坡自然坡度30°左右，坡面上残坡积层厚度0～5m，乔木灌木生长茂盛。鱼田组居民分散居住于滑坡体上。
2.1.3 地层岩性
区内出露地层由新至老为：
（1）第四系残坡积层（Qel＋dl）：岩性为碎石土夹块石，碎石含量50%以上，碎石岩性主要为泥岩、泥质白云岩，块石岩性为灰岩，块度0.1m×0.1m×0.1m-2.5m×2.5m×2.5m。该层厚度0～5m，分布不连续。
（2）寒武系下统清虚洞组
（3）寒武系下统金顶山组
（4）寒武系下统牛蹄塘组
2.1.4 水文地质条件
根据区内出露的地层岩性、地下水动力条件及含水介质特征，调查区地下水类型分为松散岩类孔隙水、碳酸盐岩岩溶水、基岩裂隙水。其中松散岩类孔隙水赋存于残坡积层碎石土夹块石的孔隙之中，富水性弱；岩溶水赋存于寒武系下统清虚洞灰岩的溶洞、裂隙中，富水性中等；基岩裂隙水赋存于寒武系下统金顶山组、牛蹄塘组中的风化裂隙中，富水性差。
调查区地下水以大气降水为主要补给源，降水通过裂隙渗入补给地下水，地下水接受补给后，从西向东径流，以泉的形式排泄于地势低洼地带，调查区出露3个下降泉。
2.1.5 地质构造与地震
调查区地质构造复杂，发育两条性质不明断层：①走向70°左右，长度约2.5km，影响宽度约300m；②走向35°左右，长度约1.5km，影响宽度约100m；两条断层相交于溪沟左岸斜坡中下部。受断层影响，节理裂隙极为发育，两组主控裂隙产状为250°∠75°及70°∠60°，裂隙宽1～5cm，裂隙间距0.1～0.5m，局部切穿岩体，岩体完整性差。
根据国家质量技术监督局颁布的《中国地震参数区划图》（GB18306—2001），工作区地震基本烈度为Ⅵ度，地壳稳定性良好。
2.2 灾害特征及影响范围
2.2.1 灾害特征
2起滑坡灾害中1号滑坡位于溪沟上游左岸，2号滑坡位于溪沟下游左岸（图1）。
1号滑坡灾害特征：1号滑坡为一残坡积层推移式滑坡，所在位置原始斜坡坡向为45°，坡度30°左右。滑坡剪出口标高776m，后缘标高885m。滑坡平面形态呈舌形，纵长约300m，横宽约200m，滑体平均厚度5m，总体积约30万m3。滑坡主滑方向为45°，控滑结构面为岩土接触面，滑体物质主要成分为黏土夹碎石，碎石含量约50%，结构松散。
该滑坡目前特征较明显，具体表现在以下两个方面。
（1）拉张裂缝
滑坡后缘发育一条拉张裂缝，裂缝呈弧状，长度约60m，裂缝宽度10cm左右，碎石土充填。据当地村民介绍，该裂缝初现于2010年6月，有逐年变宽趋势。
图3 2 号滑坡灾害特征
2.2.3 灾害发生的原因
1号滑坡、2号滑坡所处位置均为平直陡斜坡，区域上属于“上硬下软”地层组合类型，残坡积层较厚，结构松散，透水性饱水性强。下雨时，雨水渗入残坡积层，造成滑带土饱和软化，天晴时，水位骤降，被水浸泡的后缘土体在内部孔隙水压力和地下水动力以及土体自重的共同作用下，产生向沟谷临空面方向的变形滑移，并对下部坡体产生推移作用。
3 地质灾害巡查监测
南龙乡翁朵村滑坡之前为一地质灾害隐患点，由于开阳县国土资源局双流镇国土所对其进行长期监测，平时每周巡查一次，下雨时则加强巡查密度，并作好监测记录，对地质灾害的变形情况作详细的记录。
险情发生后，及时启动预案，实施应急避让。开阳县国土资源局会同南龙乡人民政府当即决定启动预案，组织相关人员赶赴现象，设立警戒线和警示标示标牌，划出危险区域，组织群众撤出到安全地带。
4 经验与启示
（1）巡排查要到位，反应要迅速。重点对各地质灾害隐患点、学校、城镇、村寨等群众密集区域详细排查，确保无遗漏、不留盲区、不留死角，这是有效应对突发事件的关键，对于滑坡、崩塌地质灾害的应急处置尤其重要。此次崩塌点由于地处村寨背山，山势险峻、树木丛生，很难对危岩体裂缝进行详细监测和发现，如果巡排查不到位，政府部门反应不迅速，就有可能贻误最佳撤人、救援时机。
（2）建立健全完善的应急管理系统确保防患于未然。建立了完善的群测群防监测预警预报系统和地质灾害汛前排查、汛中巡查、汛后复查制度和灾情速报、汛期值班等工作制度，一旦发生地质灾害灾险情，立即启动应急预案。此次险情当发现有崩塌发展加剧迹象时，县国土资源局和乡政府在第一时间上报县委、县政府，为人员安全撤离赢得了时间，并及时成立应急避让工作领导小组应对应急处置情况，县、乡、村党员干部严阵以待，并于当日晚全部投入救援救助工作，为及时撤离危险区群众打下了坚实的基础。
（3）应急调查，科学防灾。为切实了解崩塌危险隐患的危害程度和发展趋势，及时邀请地质灾害防治专家开展专业性勘察，建立了县级地质灾害防治专业技术支撑新模式，较好地推进了突发性地质灾害应急处置工作，并将专家有关监测防范措施反馈县、乡（镇）人民政府，提高了地质灾害防治工作的针对性，加强了地质灾害防治专业化与科学化管理水平。
（4）抓好地质灾害宣传培训是成功避险的前提。开展经常性的地质灾害宣传培训工作，能够增强群众的主动防灾意识，提升群测群防自救互救能力。近年来，县国土资源局每年汛期前组织乡镇分管领导、村组干部、监测员等进行地质灾害防治知识培训，将地质灾害简易监测、临灾处置、应急避险等基本常识传授给基层干部和群众，增强了受威胁全体群众的防灾意识。在此次应急避险过程中，能够在最短的时间内将受威胁群众撤出危险区，为成功避险赢得了宝贵时间，得力于防灾知识普及的成效，得力于群众的相互协助与配合，得力于群众的防灾避险意识和自救互救责任感。
Ⅱ 评价指标的确定和量化途径
一、相关因素分析和评价指标的确定
在充分考虑各种因素的基础上，选取了地形地貌、工程地质岩组、斜坡结构、地质灾害发育现状、地壳稳定性、微地貌类型（地形与铁路设计高程间的高差）、人类工程活动、降水量（主要考虑垂直降水量的差别）、与沟谷间的距离等作为评价指标。
1.地形地貌
丽江-香格里拉段在地貌上属构造剥蚀高中山、构造侵蚀高山区，地势总体西北高东南低。地面高程多在2500～5000 m，最高峰为丽江北西的玉龙雪山，主峰扇子陡高程5596 m，最低处为丽江以北白马厂一带金沙江河谷，高程约1570 m。河流和山脉的延伸方向与构造线方向基本一致。地形地貌对工程地质条件的影响（地质环境因素）主要体现在地形坡度、坡向和高程3个方面，丽江-香格里拉段地面高程分布和地形坡度分布特征见图13-3和图13-4。
2.工程地质岩组
丽江-香格里拉段地层从古生界到新生界，除白垩系、侏罗系外均有出露。按照不同岩性的结构以及工程地质特性的差异，划分为4类工程地质岩组（图13-5）。
（1）松散第四系土石类：主要为第四系不同成因的粘性土、砂类土和卵漂石（碎石）层，以及坡积、残坡积碎石土，少量湖相沉积物，厚度分布不均，多呈松散结构。主要分布于丽江盆地、中甸-小中甸盆地、河漫滩阶地及山前地带等。
（2）软弱岩组：主要包括弱胶结的冰川堆积物，奥陶系、志留系片岩以及弱胶结的断裂带碎裂岩。研究区内碳酸盐胶结的冰碛物———冰碛（冰水）砾岩，单轴抗压强度可达10～14 MPa，属于软岩范畴，主要分布在玉龙雪山西麓仁河沟、中义沟和新联沟两侧。该区断裂破碎带范围一般为20～50 m，部分达100 m，断裂带内碎裂岩属于软弱岩体。
图13-3 丽江香格里拉段地面高程分布特征图
图13-4 丽江香格里拉段地形坡度分布图
图13-3 丽江香格里拉段工程地质岩组图
图13-6 丽江香格里拉段斜坡结构类型划分图
（3）较坚硬中厚层状砂板岩、玄武岩岩组：主要为二叠系玄武岩，三叠系、奥陶系砂板岩和千板岩、片岩，寒武系粉砂岩、板岩，古近系砾岩、砂岩，区内喷出岩以及虎跳峡地区不明时代变质岩等大部分呈层状分布，力学性质较好。该类工程地质岩组在丽江-香格里拉段分布较广，除盆地外的其他区域均有分布，且以北部分布较多。
（4）坚硬块状碳酸盐岩岩组：主要为泥盆系、石炭系灰白色、深灰色大理岩，少量灰岩、泥灰岩，三叠系和二叠系石灰岩，该类岩石单轴抗压强度50～80 MPa。分布较广，分布面积仅次于较坚硬中厚层状砂板岩、玄武岩岩组，在虎跳峡峡谷区、玉龙雪山及其西南部分布较多。
3.斜坡结构
丽江-香格里拉段斜坡结构类型大致可以分为：顺向坡、反向坡、横向坡和平坡（图13-6）。
顺向坡（岩层倾向与坡向交角＜45°）：主要由二叠系片理化玄武岩和三叠系板岩组成，在区域上主要分布在虎跳峡镇至小中甸镇的214国道边坡。由于公路和河流顺岩层走向或与岩层走向呈小夹角延伸，在人工开挖和河流冲刷坡脚作用下，边坡崩塌和滑坡多见。
反向坡（岩层倾向与坡向交角在135°～225°之间）：反向坡的总体稳定性较好，多分布在顺向坡沟谷的对岸。
横向坡（岩层倾向与坡向交角在45°～135°或225°～315°）：在区内普遍发育于二叠系玄武岩，三叠系玄武岩、砂岩和板岩中，以及泥盆系碳酸盐岩中。总体上，横向坡稳定性较好。
平坡：主要是指第四系堆积物组成的边坡，包括河流堆积、崩积、坡积、湖相沉积、冰川堆积等。之所以将第四系堆积物组成的边坡单独列出，主要是因为该类边坡分布较广，在丽江盆地、中甸-小中甸盆地、大具盆地、金沙江河谷两岸以及忠义沟、仁河沟和新联沟等都有分布。
4.地质灾害发育程度
野外地质调查表明，丽江-香格里拉段的主要地质灾害类型包括崩塌、滑坡和泥石流等。
崩塌：区内崩塌灾害主要发育于金沙江两岸及其支流深切谷地，在玉龙雪山和哈巴雪山等高山顶部陡峭地区也较为常见。
滑坡：区内滑坡规模以中小型为主，少数为大型甚至特大型，多见于金沙江沿岸及支流地区。根据滑坡体的物质组成又可分为：残坡积物滑坡、粘性土（残积粘土和湖相粘土）滑坡、岩质滑坡及复杂斜坡体等。
泥石流：区内泥石流以暴雨型最为突出，夏秋季泥石流较多，其中6～9月份发生的泥石流约占94.1%。丽江-香格里拉段受泥石流影响的区域主要集中在金沙江沿岸及其支流地区。
5.地壳稳定性
地壳稳定性对重大工程选址具有重要的影响。为了避免与外动力地质因素的重复，在评价中地壳稳定性因素重点考虑了活动断裂的活动强度和潜在震源区的分布情况。滇藏铁路丽江-香格里拉段途经的主要活动断裂带有：丽江-剑川断裂带、龙蟠-乔后断裂带、哈巴-玉龙雪山东麓断裂带、丽江盆地东缘断裂带、中甸断裂带、小中甸-大具断裂带、中甸-海罗断裂带等，活动断裂特征及其对铁路的影响评价标准见表13-1和表13-2。丽江-香格里拉段位于中甸-大理控震构造带内，可划分为剑川强震源区，丽江-大具、中甸-小中甸、大具-哈巴等3个中等震源区，以及虎跳峡-龙蟠和天生桥2个弱震源区。
6.微地貌类型
地势的起伏对铁路建设具有很大的影响，地面高程和铁路设计高程之间的高差可以从侧面反映工程建设的难易程度。丽江-香格里拉段铁路设计高程为2080～2010 m，铁路通过区地势最大相对高差可达4300 m。
表13-1 研究区主要活动断裂特征和分级
表13-2 活动断裂对铁路影响评价标准简表
7.人类工程活动
人类工程活动对工程的影响主要表现在不合理的开挖、填方、工程爆破和建筑荷载等方面。由于人类工程活动的复杂性和不确定性，本次采用拟建铁路与现有公路和村镇之间的距离来反映人类工程活动对铁路规划的影响，属于外部影响因素。
8.降水量
降水量对岩土体稳定性具有较大影响。由于丽江-香格里拉段规划区范围较小，区内降水量的差异主要在于垂直降水量，即在雪线以上降水主要以降雪为主，雪线以下以降雨为主。
9.与沟谷之间的距离
丽江-香格里拉段主要途经金沙江及其支流（图13-8）。河流的发育为崩塌、滑坡和泥石流等地质灾害的发生提供了足够的临空面，距河流（冲沟）的远近与地质灾害的分布具有一定的相关性。此外，与沟谷之间的距离也是反映铁路附近沟谷岸坡易冲性的一个指标。
二、评价指标的量化途径
在上述评价指标确定后，充分利用GIS技术强大的基础数据处理和空间分析功能，在ArcGIS 9.2平台上形成专题图，包括：地形坡度文件（BD_slope）、工程岩组文件（Rock_GRID）、斜坡结构类型区文件（Str_GRID）、地质灾害发育程度文件（Geohazard_GRID）、潜在震源区文件（Earthquake_GRID）、活动断裂文件（Fracture_GRID），微地貌类型文件（Elevation_GRID）、工程活动文件（Engineering_GRID），降水量栅格文件（Rain_GRID）、水系距离分析文件（Distance to River）。
图13-7 丽江-香格里拉段主要活动断裂分布与影响范围图
图13-8 丽江-香格里拉段主要活动河流分布与影响范围图
基于上述专题图层，对于能够直接量化的指标，可以在矢量化的专题图层提取相应的数据信息，然后对指标进行等级划分并赋值；对于不能直接量化的指标，采用评分比较的方法，根据平面分布特点进行分区划分等级并赋值。以上可获得各评价指标的单因素等级量化结果。
ArcGIS的空间分析模块主要是基于栅格数据模型的，根据丽江-香格里拉段铁路规划区范围和工程地质条件，将栅格大小定为50×50 m，将面积6621.5 km2的规划区划分为2648600个栅格单元，将上述单因素等级量化结果离散成栅格数据，即可得到用于叠加分析的地形坡度因子、工程地质岩组因子、斜坡结构类型因子、地质灾害发育程度因子、潜在震源区因子、活动断裂因子、微地貌类型因子、工程活动因子、降水量因子和沟谷距离因子。
Ⅲ 矿体及围岩的工程地质条件
总的来说，矿物资源有三大类
（1）气体矿物资源——天然气；
（2）液体矿物资源——石油、地下水；
（3）固体矿物资源——煤炭、各类金属矿物等。
这里讨论的重点是与固体矿物资源开发有关的矿山地质工程问题，故对气体和液体矿物资源开发的地质工程工作有关的问题暂且不论，但不等于这类矿产开发时没有问题，实际上，目前已经出现了不少问题，如地下水开发引起地面沉降；石油开采中注水驱油进行强化开采中出现大量井损事故等。这些事故如果事先进行适量的工程地质勘察、研究，采取适当措施，大部分是可以避免的。
就固体矿体来说，其矿床地质构造，从工程地质角度来看，可分为三大类
（1）层状矿床：煤、磷等矿床，埋藏于层状沉积岩体内；
（2）层控矿床：铜、铁、镍等，以似层状产状埋藏于变质岩或岩浆岩、火山岩等块状岩体内；
（3）脉状矿床：铅、锌、钨等脉状矿体侵入到各类岩体内。
各类矿床与其成矿条件相伴随的有其自己的工程地质条件规律。地质工程工作者掌握了这些特点后会对所研究的对象具有一定的预见性。举例如下。
1.煤矿
煤矿是典型的层状矿床。主要为陆相、海陆交互相（湖相、沼泽相、冲积相等）。从成煤时代上来说，从石炭纪到第三纪都有；
第一石炭—二叠成煤期主要为滨海及海陆交互相及湖相建造。其建造特点是粘土岩、砂岩、页岩、砾岩互层存在，有的地区还存在有石灰岩。岩相比较稳定，除因构造断裂破坏外，相变不大，其主要的地质工程问题为：
（1）软岩：特别是铝土页岩，不仅软，而且易风化、膨胀，巷道变形极为常见；
（2）地应力：由于地应力比较高，随着采深加大，冲击地压及巷道收敛变形极为显著；
（3）地下水：这些煤矿下部一般直接与奥陶纪石灰岩接触。中国奥陶纪石灰岩中喀斯特比较发育，地下水比较丰富，即俗称奥灰水。煤炭开采中由于底板隔水层薄、断层切割、陷落柱连通等原因，极易引起突水，这些问题在华北地区极为常见。
第二个成煤期为侏罗及白垩纪，主要为内陆盆地相碎屑岩建造。随着构造作用强度不同，有的平缓展布，岩体结构完整；有的褶皱剧烈，层间错动发育，构成板裂结构岩体。水平地应力一般大于垂直地应力，距主要含水层奥陶纪石灰岩较远，突水威胁不大。而白垩纪砂砾岩常构成坚硬难冒顶板，成为采煤过程中的难题。
第三纪煤炭在我国分布也是相当广泛，东北、新疆、内蒙古、云南、贵州及台湾都有分布。它们主要为内陆湖相沉积，岩性为粘土岩、砂岩及砾岩互层产出。在构造作用下，层间错动极发育，多具板裂结构特征。因埋藏较浅，成岩作用很低，极易风化和在地下水作用下极易泥化，强度软化系数很低。
2.菱铁矿
菱铁矿分布极为广泛，从地质时代上来说，除新生代外，从古生代到太古宙都有分布。从建造上看，主要为沉积的和变质的碎屑岩—泥质岩—碳酸岩建造及火山—沉积岩系和陆相碎屑—泥质岩—有机岩建造。从成因来说，大体可分为沉积型、火山—沉积型、沉积—热液改造型、变质沉积型和接触交代—热液型矿床。由此决定了这类矿体大部分呈层状和层控结构特征，矿床与围岩整合产出，局限于含矿围岩中顺层延伸，与围岩同步褶皱和错断，少部分与热液活动有关的呈脉状、束状和透镜体状。这类矿床在沉积—改造和变质过程中，由于后期热液活动和构造作用的影响，形成了一些不规则矿体，交切原生沉积层状矿体和围岩层（片）理发育，甚至某些呈矿巢、矿瘤和不规则矿体。层状及层控矿床构成的矿山在开发过程中遇到的问题与煤炭矿山工程地质问题比较类似；脉状、束状、透镜体状等不规则矿体的矿床尽管具有热液作用特征，但近矿体围岩蚀变很弱或没有蚀变，矿体与围岩呈硬接触。除由采矿形成架空结构使岩体恶化外，原岩体的工程地质条件还是比较好的。
3.与火山岩有关的铁矿
对地质工程来说，我们最关心的是矿体形状与围岩接触和蚀变关系，前者控制着矿山工程特征；后者对矿山工程稳定性影响极大。根据国内外资料统计，这类铁矿体约有80%为层状或似层状与围岩整合产出，少部分为透镜体状，穿插于裂隙中的脉状，围岩有的破碎，有的完整，大部分围岩遭受蚀变，也有的无蚀变现象；围岩蚀变作用主要为矽卡岩、绢云母化、黑云母化、高岭土化，一般强度低，它们构成的接触带为软弱结构面或软弱夹层，岩体易产生失稳现象；另外还有硅化、方柱石化、钠长石化，岩体有强化作用，但范围不大。蚀变带厚度一般不大，约为数米至数十米，它们构成一种特殊的工程地质岩组。
4.围岩蚀变
在金属矿山工程地质研究中，这是一个极为重要的工程地质问题。有色金属及与火山岩有关的黑色金属矿床绝大部分都伴有围岩蚀变作用，实际上，这是岩浆活动的伴生产物。早期形成的岩石在气化—热液作用下，两者之间产生新的化学平衡发生的一系列旧物质为新物质所代替的交代作用。围岩蚀变是多种多样的，是由许多因素决定的，其中主要的因素有：①围岩成分；②气化—热液成分和浓度、酸碱度；③温度；④压力。由于形成条件所决定，常见的围岩蚀变方式和类型有两种：
（1）气化高温热液蚀变：矽卡岩化、云英岩化、白云母化、电气石化、黑云母化、方柱石化、阳起石化、绿帘石化、黝帘石化、钾长石化、钠长石化、霞石化、霓石化、萤石化等。
（2）中低温热液蚀变有：绢云母化、硅化、石髓化、绢英化、黄铁矿化、绿泥石化、碳酸盐化、白云石化、粘土化、赤铁矿化、蛇纹石化、钠黝帘石化、泡沸石化、石膏化等。
上列蚀变产物下划有“
上述有限资料表明，在研究矿山工程地质条件时必须认真研究矿床形成给地质体带来的特殊条件和对地质体改造形成的特殊条件。
Ⅳ 滇藏铁路沿线构造应力场数值模拟分析
构造应力场模拟在区域工程地质研究中具有重要的作用，其宗旨在于从“场”的角度去分析工程地质问题。通过构造应力场模拟，可以帮助解决地壳稳定性评价中的重要问题，诸如研究地震、断裂、地裂缝等地质灾害的展布规律及其危险地段等，从而对区域地壳稳定性的认识获得深化和证实。构造应力场分为古构造应力场和现今构造应力场，古构造应力场模拟研究的对象是地质时期地质作用形成的各种宏观和微观构造现象，首先对它们的成因和力学机制进行分析推测，然后用构造应力场模拟去证实。现今构造应力场的模拟研究主要是对现今构造活动及其发展演化进行模拟分析，对于预测今后工程使用年限内的地壳稳定性具有十分重要的意义。
一、构造应力场数值模拟的技术流程
有限元法（Finite Element Method，FEM）已经广泛应用于地学研究中的多个领域，并已经得到长足发展。本次研究在系统分析滇藏铁路沿线活动断裂、地壳结构、工程地质岩组和现今地壳运动GPS观测结果的的基础上，运用有限元模拟通用的ANSYS软件，模拟分析了滇藏铁路沿线地壳现今运动变形场和地壳运动形成的构造应力场变化规律。构造应力场数值模拟的技术流程如下：
（1）通过野外地质调查和地质资料收集，分析滇藏铁路沿线活动断裂的运动学和地震活动特征，根据地质特征划分工程地质岩组，收集前人在该地区完成的现今地壳运动的GPS观测结果，为建立地质模型提供依据。
（2）搜集各种材料的参数数据，包括工程地质岩组、断裂带和蛇绿岩带的弹性模量及泊松比等，为建立几何模型提供数据。
（3）建立几何模型和数学模型，综合考虑研究区重要断裂两侧的地块运动特征及GPS位移监测数据，确定模型的边界条件。鉴于研究区开展了较为系统的GPS位移监测，获得了比较详细的地表位移方向和速率方面的监测数据，故本项模拟研究采用了位移边界。
（4）通过对数值模拟结果分析，定量地研究滇藏铁路沿线位移和应力等方面的变化特征及其对铁路建设的影响，提出相应的工程防治建议。
二、地质模型的建立
地质模型的原点选在研究区的左下角，坐标为：90°5′E，25°20′N。X轴方向为EW方向，向东为正，Y轴方向为SN方向，向北为正。所确定的模型长度为1152 km（EW向，为最长边），宽度为603 km（南北向，为最长边）。考虑到印度洋板块处于此次模拟范围之外，且拟选用的边界条件为位移边界，故此次模拟计算没有将印度洋板块包括在内。
根据研究区的地质发育特征和不同地质体的岩石力学性质进行了工程地质岩组的划分和简化，划分出11种材料类型，包括花岗岩类、火山岩类、沉积岩类（按岩性分为4个亚类）、片麻岩类（按岩性分为2个亚类）、蛇绿岩带、混杂岩带和断裂带等。为尽量接近模拟的真实性，在模型中断裂带的宽度设定为4 km（图7-7）。
三、数学模型的建立
1.网格的划分
本次模拟计算采用的单元是PLANE42单元，此单元可以作为平面应力单元，能满足模拟计算的要求。为了提高模拟的精度，在划分网格时，将单元格的大小尽量减小，但网格太小，在计算过程中又过大地消耗计算机资源。经过不断尝试，最终将断裂带的网格边长定为4 km，其余地块的网格边长定为10 km，采用计算机自由方式自动划分网格，本模型共计划分单元格9487个，节点9089个（图7-8）。
图7-7 滇藏铁路沿线二维地质模型示意图
图7-8 网格划分及GPS位移荷载位置图
2.地质体岩石力学参数的选取
根据岩石力学试验结果并参照前人所采用的经验数据，对研究区各种地质单元进行岩石力学参数的筛选和赋值，所采用的岩石力学参数如表7-2所示。
表7-2 计算模型材料参数表
3.模型约束及荷载的确定
青藏高原现今变形速度场及其GPS观数据为滇藏铁路沿线构造应力场及速度场的模拟提供了极好的约束条件和检验标准。在模拟计算过程中，采用已有的GPS测点位移（相对欧亚板块）作为初始位移荷载（东西方向和南北方向分别施加位移荷载），具体的做法是将GPS监测获得的位移速率值乘以1.0万年（相当于全新世以来产生的位移）。模型中GPS观测点位置和位移荷载分布如图7-8所示，计算所采用的GPS位移值（EW方向和SN方向的位移分量）如表7-3所示。
表7-3 模拟计算所用的GPS测点位移速率
四、计算结果分析
1.位移场特征
青藏高原沿主要走滑断裂向东的运动作为“大陆逃逸”地球动力学模型的重要证据而被提出，并得到了近期GPS观测结果的验证，以GPS观测结果作为边界条件模拟计算的滇藏铁路沿线地壳位移速度场再现了地壳物质绕东喜马拉雅构造结发生的涡旋运动（图7-9）。
图7-9 研究区位移矢量图（单位：m）
由图7-10可见，地壳物质向东弥散性的流动速度自西向东减慢，由藏南地区的25 mm/a～39 mm/a变化到藏东南地区的15 mm/a～18 mm/a，到滇西北地区递减为8 mm/a～11 mm/a，其衰减规律及量值与GPS观测结果一致（图7-6）。另一方面，地壳物质向东流动明显受到活动断裂的影响，在横跨断裂处位移速率发生跳跃，如巴塘断裂和理塘断裂等。这表明青藏高原的现今构造变形虽然可以用连续变形来描述，但现今活动断裂对吸收地壳变形的贡献也非常明显，断裂走向与地壳运动方向的夹角决定了断裂活动方式。通过前面活动断裂调查与分析可以发现，断裂现今运动方式在很大程度上受现今地壳运动所控制，如NE向的周城-清水断裂走向与地壳运动方向几乎垂直，所以该断裂具逆冲性质。
2.应力场特征
（1）区域应力方向特征
来自印度板块的NNE向水平挤压及地壳物质绕东喜马拉雅构造结的旋转控制了滇藏铁路沿线地壳应力场。由图7-10可见，区域应力场与构造运动特征是复杂而有规律的，在受到强烈挤压应力场控制的同时，出现局部拉张应力场，主应力方向有规律地发生偏转。
在滇西北区，近EW和NE向张应力场取代NW向主压应力而占主导地位，在红河断裂和程海断裂之间以NEE向张应力为主，大量的新生代断陷盆地及活动正断层形成于该张应力区。由模拟计算求得的该区主应力方向与断裂运动性质基本吻合，从而为滇西北地区断裂活动方式的判断找到了力学依据。
在藏东南区的西部为稳定的NW向挤压应力，向东部则NW向主压应力逐渐减弱，NE向和近SN向张应力得到加强。受巴塘断裂、金沙江断裂和理塘断裂的控制，主压应力在NW向强势背景上呈向南舌状弯曲，指示出地壳物质的向南滑移及金沙江断裂的逆冲运动和理塘断裂的左旋运动的应力场特征，而巴塘断裂则受到NW向挤压和NNE向引张应力场的控制，从断裂走向与应力场关系判断，巴塘断裂在右旋走滑的同时还可能叠加正断分量。由于地壳的南向运动，在巴塘断裂和金沙江断裂交汇地带出现近SN向引张应力，其量值已明显超过该区的最大主压应力值，周荣军等（2005）认为1989年巴塘6.7级震群属于挤压构造环境内正断层控制的地震群，SN向扩张应力场控制着该地区的地震活动，这与我们的模拟结果比较吻合。
图7-10 研究区主应力矢量图
在藏南区，错那-沃卡裂谷带以西，最大主压应力以近SN向和NNW-SSE向为主，应力值由南向北递减，亚东-谷露裂谷带和错那-沃卡裂谷带等藏南裂谷系的发育明显受到印度板块持续向北推移挤压应力控制；错那-沃卡裂谷带以东，最大主压应力突然转向EW向，在越过东喜马拉雅构造结以后又转向NW向，其方向变化规律无疑与地壳现代运动有关。另外，由于受到深大断裂的影响，作为两大板块结合带的雅鲁藏布江断裂带成为地壳现今构造应力场的分水岭。在断裂以南，EW向拉张应力占主导地位，而断裂以北为低量值的EW向压应力，沿南迦巴瓦峰向北突出地带出现NNE向的透入性张应力。构造应力变化急剧的地段通常是构造活动和地震活动强烈地区，而应力状态稳定区也是地壳相对稳定区。
（2）应力大小变化规律
从图7-11、图7-12和图7-13可以看出，区域最大主应力、最小主应力和剪应力均受地壳结构和断裂构造的控制。
在滇西北区，最大主应力的高值区多出现在现今活动断裂交汇处，如红河断裂与程海断裂的交汇处、红河断裂与丽江-剑川断裂的交汇处、程海断裂与甲米断裂和丽江-小金河断裂的交汇处等；最小主应力的异常区主要分布在大理的洱海盆地及其东部；在滇西北区出现多个剪应力高值区，主要分布在大理、宾川、洱源、姚安和维西等地，这些地带正是区域性活动断裂强烈活动及历史地震的多发区。
在藏东南区（三江区），最大主应力高值区和最大剪应力高值区主要出现在巴塘断裂带和理塘断裂带附近，近EW向展布，与其分布范围与现今地震强烈活动区比较接近，特别是最大剪应力分布区与1989年巴塘6.7级强震群空间位置相吻合，最大主应力主要表现为压应力，其中在巴塘-理塘断裂带附近和金沙江断裂带附近压应力比较集中，最大剪应力高值区向西延伸到EW向的八宿断裂带，这里正是现代地震活动频繁的EW向构造带。地球物理探测结果表明，在云南三江地区近SN向构造背景下存在多条与之正交的近EW向构造（管烨等，2004），这些近EW向构造呈现出隐伏或深部构造特点，它的形成可能是青藏高原碰撞后地壳物质向南东挤出的深部物质流变构造的反映，也可能是类似于藏南裂谷系的走滑拉伸环境下的伸展构造。虽然目前对EW向新生构造的成因机制还有待进一步研究，但该区高应力环境及其潜在的地震及外动力地质灾害值得重视。
图7-11 最大主应力（σ1）云图（单位：MPa）
图7-12 最小主应力（σ3）云图（单位：MPa）
图7-13 研究区主剪应力（τxy）云图（单位：MPa）
在藏南区及藏东南区西部，最大主应力高值区主要出现在通麦一带的东喜马拉雅构造结向北突出的部位及其与嘉黎断裂带结合部位、错那-沃卡裂谷带南段和亚东-谷露裂谷带北段由SN向转为NE向的转折处，这些部位为历史地震的多发区；最小主应力高值区在东喜马拉雅构造结向北突出部位与嘉黎断裂带结合部位、错那-沃卡裂谷带和嘉黎断裂带的个别段落；最大剪应力则与最大主应力和最小主应力分布相呼应，主要分布在东喜马拉雅构造结及其向北突出的部位、亚东-谷露裂谷带北段、错那-沃卡裂谷带与雅江断裂带交汇部位等，这些区域都是构造活动强烈区。
Ⅳ 岩土体的工程地质分类和鉴定
一、岩体
（一）岩体（岩石）的基本概念岩体（岩石）是工程地质学科的重要研究领域。岩石和岩体的内涵是有区别的两个概念，又是密不可分的工程实体。在《建筑岩土工程勘察基本术语标准》（JG J84-92）中给出的岩石定义是：天然产出的具有一定结构构造的单一或多种矿物的集合体。岩石的结构是指岩石组成物质的结晶程度、大小、形态及其相互关系等特征的总称。岩石的构造是指岩石组成物质在空间的排列、分布及充填形式等特征的总称。所谓岩体，就是地壳表部圈层，经建造和改造而形成的具有一定岩石组分和结构的地质体。当它作为工程建设的对象时，可称为工程岩体。岩石是岩体内涵的一部分。
岩体（岩石）的工程分类，可以分为基本分类和工程个项分类。基本分类主要是针对岩石而言，根据其地质成因、矿物成分、结构构造和风化程度，用岩石学名称加风化程度进行分类，如强风化粗粒黑云母花岗岩、微风化泥质粉砂岩等。岩石的基本分类，在本书第一篇基础地质中有系统论述。工程个项分类，是针对岩体（岩石）的工程特点，根据岩石物理力学性质和影响岩体稳定性的各种地质条件，将岩体（岩石）个项分成若干类别，以细划其工程特征，为岩石工程建设的勘察、设计、施工、监测提供不可缺少的科学依据，使工程师建立起对岩体（岩石）的明确的工程概念。岩石按坚硬程度分类和按风化程度分类即为工程个项分类。
在岩体（岩石）的各项物理力学性质中，岩石的硬度是岩体最典型的工程特性。岩体的构造发育状况体现了岩体是地质体的基本属性，岩体的不连续性及不完整性是这一属性的集中反映。岩石的硬度和岩体的构造发育状况是各类岩体工程的共性要点，对各种类型的工程岩体，稳定性都是最重要的，是控制性的。
岩石的风化，不同程度地改变了母岩的基本特征，一方面使岩体中裂隙增加，完整性进一步被破坏；另一方面使岩石矿物及胶结物发生质的变化，使岩石疏软以至松散，物理力学性质变坏。
（二）岩石按坚硬程度分类
岩石按坚硬程度分类的定量指标是新鲜岩石的单轴饱和（极限）抗压强度。其具体作法是将加工制成一定规格的进行饱和处理的试样，放置在试验机压板中心，以每秒0.5～1.0M Pa的速度加荷施压，直至岩样破坏，记录破坏荷载，用下列公式计算岩石单轴饱和抗压强度：
深圳地质
式中：R为岩石单轴饱和抗压强度，单位为MPa；p为试样破坏荷载，单位为N；A为试样截面积，单位为mm2。
对岩石试样的几何尺寸，国家标准《工程岩体试验方法标准》（GB/T50266-99）有明确的规定，试样应符合下列要求：①圆柱体直径宜为48～54mm；②含大颗粒的岩石，试样的直径应大于岩石的最大颗粒尺寸的10倍；③试样高度与直径之比宜为2.0～2.5。
在此标准发布之前，岩石抗压强度试验的试样尺寸要求如下：极限抗压强度大于75M Pa时，试样尺寸为50mm×50mm×50mm立方体；抗压强度为25～75MPa时，试样尺寸为70mm×70mm×70mm立方体；抗压强度小于25MPa时，试样尺寸为100mm×100mm×100mm立方体。
（G B/T 50266-99）的规定显然是为了方便取样，以金刚石钻头钻探，取出的岩心进行简单的加工，即可成为抗压试样。岩样的尺寸效应对岩石抗压强度是略有影响的。
岩石按坚硬程度分类，各行业的有关规定，虽然各自表述方式有所区别，但其标准是基本一致的（表2-2-1）。
表2-2-1 岩石坚硬程度分类
除了以单轴饱和抗压强度这一定量指标确定岩石坚硬程度外，尚可按岩性鉴定进行定性划分。国标：建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）按表2-2-2进行岩石坚硬程度的定性划分。其他规范的划分标准大同小异。
表2-2-2 岩石坚硬程度的定性划分
岩石坚硬程度的划分，无论是定量的单轴饱和抗压强度，还是加入了风化程度内容的定性标准，都是用于确定小块岩石的坚硬程度的。岩石的单轴饱和抗压强度是计算岩基承载力的重要指标。
（三）岩石按风化程度分类
关于岩石风化程度的划分及其特征，国家规范和各行业的有关规范中均有规定，其分类标准基本一致，表述略有差异。表2-2-3至表2-2-10是部分规范给出的分类标准。
表2-2-3《工程岩体分级标准》（GB50218-94）岩石风化程度划分表
表2-2-4《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）岩石按风化程度分类表
续表
表2-2-5《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ024-85）岩石风化程度划分表
表2-2-6《水利水电工程地质勘察规范》（GB50287-99）岩体风化带划分表
《港口工程地质勘察规范》（JTJ240-97）、《港口工程地基规范》（JTJ250-98）岩体风化程度的划分按硬质、软质岩体来划分，硬质岩石岩体风化程度按表2-2-7划分。软质岩石岩体风化程度按表2-2-8划分。
表2-2-7 硬质岩石岩体风化程度划分表
表2-2-8 软质岩石岩体风化程度划分表
表2-2-9《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范》（GB5037-1999）岩石风化程度分类表
续表
表2-2-10 广东省《建筑地基基础设计规范》（DBJ15-31-2003）岩石风化程度划分表
国家标准《建筑地基基础设计规范》（GB5007-2002）对岩石的风化只有第4.1.3条作如下叙述：岩石的风化程度可分为未风化、微风化、中风化、强风化和全风化。未列表给出风化特征，但在岩石坚硬程度的定性划分中（表A.0.1）把不同风化程度的岩石归类到了岩石坚硬程度的类别中。
深圳市标准：《地基基础勘察设计规范》（报批稿）关于岩石风化程度的划分标准，基本采用了《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范》GB（50307-1999）的表述形成和内容（表2-2-9），文字略有调整。
纵观各类规范对岩石风化程度的划分，可以看出：
1）除个别规范未列出未风化一类外，岩石风化程度的划分均为未风化、微风化、中等（弱）风化、强风化和全风化。特征描述简繁不一，中等风化与弱风化相对应的风化程度略有差别。
2）风化程度的特征描述，主要是岩石的结构构造变化、节理裂隙发育程度、矿物变化、颜色变化、锤击反映、可挖（钻）性等方面来定性划定。部分规范用波速和波速比及风化系数来定量划定是对岩石风化程度确定的有力支撑。
3）从新鲜母岩到残积土的风化过程是连续的，有些规范把残积土的特征描述放在岩石风化程度划分表中，有一定的道理。国际标准：ISO/TC182/SC，亦将风化程度分为五级，并列入了残积土。从工程角度考虑，残积土对母岩而言已经发生了全面质的变化，物理力学性质和对它的理论研究已属松软土，表中对残积土特征的表述对区别残积土与全风化岩是有现实意义的。
4）国家标准：《工程岩体分级标准》中“岩石风化程度的划分”（表2-2-3）看似简单，规范“条文说明”解释了这一现象，表2-2-3关于岩石风化程度的划分和特征的描述，仅是针对小块岩石，为表2-2-2服务的，它并不代表工程地质中对岩体风化程度的定义和划分。表2-2-2是把岩体完整程度从整个地质特征中分离出去之后，专门为描述岩石坚硬程度作的规定，主要考虑岩石结构构造被破坏，矿物蚀变和颜色变化程度，而把裂隙及其发育情况等归入岩体完整程度这另一个基本质量分级因素中去。
5）上述列表中可以看出，某些规范把硬质岩石和软质岩石的风化程度划分区别开来，而《工程岩体分级标准》中“岩石坚硬程度的定性划分”表（2.2-2）将风化后的硬质岩划入软质岩中。这里有两个概念不可混淆：一是从工程角度看，硬质岩石风化后其工程性质与软质岩相近，可等同于软质岩；二是新鲜岩石中是存在软质岩的，如深圳的泥质砂岩、泥岩、页岩等。
6）相邻等级的风化程度其界线是渐变的、模糊的，有时不一定能划出5个完整的等级，如碳酸盐类岩石。在实际工作中要按规范的标准，综合各类信息，结合当地经验来判断岩石的风化等级。
（四）岩体的结构类型
在物理学、化学及其地质学等学科中对“结构”这一术语的概念是明确的，但有各自的含义，如原子结构、分子结构、晶体结构、矿物结构、岩石结构、区域地质结构、地壳结构等等，岩体作为工程地质学的一个主要研究对象，提出“岩体结构”术语的意义是十分明确的。
岩体结构有两个含义，可以称之为岩体结构的两个要素：结构面和结构体。结构面是指层理、节理、裂隙、断裂、不整合接触面等等。结构体是岩体被结构面切割而形成的单元岩块和岩体。结构体的形状是受结构面的组合所控制的。
事实上，所有与岩石有关的工程，除建筑材料外，都是与有较大几何尺寸的岩体打交道，岩石经过建造成岩（岩浆岩的浸入，火山岩的喷出，沉积岩的层状成沉积，变质岩的混合与动力变质）及后期的改造（褶皱、断裂、风化等），使得岩体的完整性遭到了巨大的破坏，成为了存在大量不同性质结构面的现存岩体。为了给工程界一个明朗的技术路线，不妨以建造性结构面和改造性结构面（软弱结构面）为基础，从各自侧面首先对岩体结构基本类型进行研究，其次将两方面的成果加以综合，即可得出关于岩体结构基本类型的完整概念（图2-2-1）。
（1）以建造性结构面为主的岩体结构基本类型的划分（表2-2-11）
表2-2-11 建造性结构面的岩体结构分类
（2）以改造性结构面（软弱结构面）为主的岩体结构类型的划分（表2-2-12）
表2-2-12 改造结构面为主的岩体结构分类
图2-2-1 岩体结构示意图
（3）由建造性结构面和改造性结构面形成的三维岩体
三维岩体表现出了复杂多变的岩体结构特征，将其综合归纳，形成了较系统的岩体结构类型（表2-2-13）。
表2-2-13 岩体结构类型及其特征
表中表述的岩体结构类型及其特征基本上涵盖了深圳地区岩体的全部结构类型。
（4）岩体完整程度的划分
地质岩体在建造和改造的过程中，岩体被风化、被结构面切割，使其完整性受到了不同程度的破坏。岩体完整程度是决定岩体基本质量诸多因素中的一个重要因素。影响岩体完整性的因素很多，从结构面的几何特征来看，有结构面的密度，组数、产状和延展程度，以及各组结构面相互切割关系；从结构面形状特征来看，有结构面的张开度、粗糙度、起伏度、充填情况、水的赋存等。从工程岩体的稳定性着眼，应抓住影响稳定性的主要方面，使评判划分易于进行。在国标：《工程岩体分级标准》（GB50218-94）中，规定了用结构面发育程度、主要结构的结合程度和主要结构面类型作为划分岩体完整程度的依据，以“完整”到“极破碎”的形象词汇来体现岩体被风化、被切割的剧烈变化完整程度（表2-2-14）。
表2-2-14 岩体完整程度的定性分类表
在1994版的《岩土工程勘察规范》中，未见此表。很明显，此表在《工程岩体分级标准》中出现后，在2001版修订后的《岩土工程勘察规范》中得到了确认和使用。
（五）岩体基本质量分级
自然界中不同结构类型的岩体，有着各异的工程性质，岩石的硬度、完整程度是决定岩体基本质量的主要因素。在工程实践中，系统地认识不同质量的工程岩体，针对其特征性采取不同的设计思路和施工方法是科学进行岩体工程建设的关键。
1994年，国家标准《工程岩体分级标准》（50218-94）给出了岩体基本质量分级的标准（表2-2-15）。在此之前发布的国家标准《岩土工程勘察规范》（GB50021-94），该表是作为洞室围岩质量分级标准的。在2001年修订的《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）中，岩体基本质量分级以表2-2-15的形式来分类，岩体基本质量等级按表2-2-16分类。
表2-2-15 岩体基本质量分级
表2-2-16 岩体基本质量等级分类
（六）岩体围岩分类
地铁、公路、水电、铁路以及矿山工程等行业，均有地下洞室和隧道（巷道）开挖，工程勘察均需对工程所处的围岩进行分类。不同的规范对围岩的分类方法略有不同。
1.隧道围岩
《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范》（GB50307-1999）和《公路工程地质勘察规范》（JTJ064-98）规定，隧道围岩分类按表2-2-17划分。
表2-2-17 隧道围岩分类
续表
2.围岩工程地质
《水利水电工程地质勘察规范》（GB50287-99）规定，在地下洞室勘察时，应进行围岩工程地质分类。分类应符合表2-2-18规定。
表2-2-18 围岩工程地质分类
上表中的围岩总评分T为岩石强度、岩体完整程度、结构面状态、地下水和主要结构面产状5项因素之和。各项因素的评分办法在该规范中均有明确规定。围岩强度应力比亦有专门的公式计算。
3.铁路隧道围岩
《铁路工程地质勘察规范》（TB10012-2001）规定，隧道工程地质调绘时，应根据地质调绘、勘探、测试成果资料，综合分析岩性、构造、地下水及环境条件，按表2-2-19分段确定隧道围岩分级。
表2-2-19 铁路隧道围岩的基本分级
续表
该规范还规定，铁路隧道围岩分级应根据围岩基本分级，受地下水，高地应力及环境条件等影响的分级修正，综合分析后确定。关于岩体完整程度的划分，地下水影响的修正，高地应力影响的修正及环境条件的影响，规范中都有明确的规定。
4.井巷工程围岩
矿山工程中的井巷工程，其功能和结构更为多样，所以井巷工程对围岩的分类更加详尽，各种定性和定量指标明显多于其他标准。《岩土工程勘察技术规范》（YS5202-2004、J300-2004）规定，井巷工程评定围岩质量等级按表2-2-20划分围岩类别。
表2-2-20 井巷工程围岩分类
续表
续表
5.工程岩体
国家规范：《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50086-2001）从工程岩体支护设计和施工的需要出发，给出围岩分级表，与表2-2-20相比，仅少了Ⅵ、Ⅶ两类，主要工程地质特征少了岩石质量指标RQD和岩体及土体坚固性系数两栏，其他完全相同。
（七）岩质边坡的岩体分类
《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2002）对岩质边坡的岩体分类方法，见表2-2-21
表2-2-21 岩质边坡的岩体分类（GB50330-2002）
续表
表2-2-22 岩体完整程度划分
（八）深圳地区岩体分类、鉴定中存在的问题和改进意见
1）深圳地区的建筑工程除大量的房屋建筑外，公路（道路）桥梁、水利、地铁、铁路等均有大量的投资建设，各行业对岩体质量等级的划分在执行不同规范的分类标准。在当前情况下，这一状况将继续下去。但是，对某一岩体的不同分类标准，仅仅是某一行业的习惯性作法。宏观上看不同分类标准的具体内容并无原则性的区别。无论采用哪种标准都不应该影响岩体评价的正确性。
2）岩体工程特性的评价中，岩体的结构分类应该受到足够的重视。尤其是高大边坡、地质灾害评估等岩体结构对岩体稳定起主导作用的工程项目。只有采取多种科学勘察手段和缜密地进行分析，岩体的结构特征才能弄清楚。
3）岩石风化程度的判断，现场工作除很具经验的野外观察和标准贯入试验外，应多采用岩体波速测试方法，使之成为常用方法之一。准确的波速测试结果，可能比标贯试验所得结果更能准确地判断岩石的风化程度。
4）岩石的风化程度是随埋藏深度的增加而减弱的，风化岩石的强度则是随埋藏深度的增加而增加的。为了充分发挥地基承载力，深圳市地基基础勘察设计规范（送审稿）将厚层花岗岩强风化带分为上、中、下3个亚带，其划分方法见表2-2-23。
表2-2-23 厚层花岗岩强风化带细分
需要指出的是，花岗岩的风化规律一般是上部风化严重，随深度增加而减弱，但也有个别情况，有时随深度增加风化程度并无明显变化，故在划分风化亚带时，应视强风化带的厚度和风化程度改变的深浅，也可以划分一个亚带或两个亚带，不可强求一律划分为3个亚带。
龙岗区的碳酸盐类岩石——灰岩、白云岩、大理岩等基本上不存在全风化和强风化层。由于构造的影响或是其他某种原因（如表面溶蚀剧烈），可能岩石的裂隙比较发育，块度比较小。
二、土体
（一）土体的含义及其工程地质分类
土是泛指还没有固结硬化成岩石的疏松沉积物。土是坚硬岩石经过破坏、搬运和沉积等一系列作用和变化后形成的。土多分布在地壳的最上部。工程地质学把土看作与构成地壳的其他岩石一样，均是自然历史的产物。土的形成时间、地点、环境以及形成的方式不同，其工程地质特性也不同。因此在研究土的工程性质时，强调对其成因类型和地质历史方面的研究具有特殊重要意义。
土的工程地质分类有以下特点：①分类涵盖自然界绝大多数土体；②同类或同组的土具备相同或相似的外观和结构特征，工程性质相近，力学的理论分析和计算基本一致；③获取土的物理力学指标的试验方法基本相同；④工程技术人员，从土的类别可以初步了解土的工程性质。
土的工程地质分类是以松散粒状（粗粒土）体系和松散分散（细粒土）体系的自然土为对象，以服务于人类工程建筑活动为目的的分类。分类的任务是将自然土按其在人类工程建筑活动作用下表现出的共性划分为类或组。
合理的工程地质分类，具有以下实际用途：①根据土的分类，确定土的名称，它是工程地质各种有关图件中划分土类的依据；②根据各类土的工程性质，对土的质量和建筑性能提出初步评价；③根据土的类型确定进一步研究的内容、试验项目和数量、研究的方法和方向；④结合反映土体结构特征的指标和建筑经验，初步评价地基土体的承载能力和斜坡稳定性，为基础和边坡的设计与施工提供依据。
土的工程地质分类有普通的和专门的两类。普通分类的划分对象包括人类工程活动可能涉及的自然界中的绝大多数土体，适用于各类工程，分类依据是土的主要工程地质特征，如碎石土、砂土、黏性土等。专门分类是为满足某类工程的需要，或者根据土的某一或某几种性质而制定的分类，这种分类一般比较详细，比如砂土的密实度分类，黏性土按压缩性指标分类等等。应当指出的是，普通分类与专门分类是相辅相成的，前者是后者的基础，后者是前者的补充和深化。
（二）国外土的工程分类概况
近几十年来，国外在土的工程地质分类研究方面有很大进展，工业和科学技术发达的主要国家，都分别先后制定了各自全国统一的分类标准（表2-2-24）。其中英国、日本、德国的分类均以美国分类为蓝本，结合各自国情适当调整、修改而制定的。
表2-2-24 一些国家的土质分类简况
上述各国的土质分类，都采用了统一分类体系和方法，不仅使各自国内对土质分类有了共同遵循的依据，而且体现了国际统一化的趋势，以促进国际交流与合作。
下列美国的统一分类法（表2-2-25）作为样本，以了解国外分类的标准和方法。
表2-2-25 美国的土的统一分类法
续表
（三）国内土的工程分类
1.统一分类法
1990年，国家标准《土的分类标准》（GBJ 145-90）发布，并于1991年8月起执行。在此之前或之后，水利水电、公路交通等行业土的分类标准与GBJ 145-90标准没有明显区别。（GBJ 145-90）土的分类如表2-2-26和表2-2-27所示。
表2-2-26 粒组的划分
表2-2-27 土质分类表
2.建筑分类法
国标《建筑地基设计规范》（GB50007-2002）土的分类方法（简称：建筑分类法）如表2-2-28。这是从早期《工业与民用建筑地基基础设计规范》（TJ7-74）（试行）到《建筑地基基础设计规范》（GBJ7-89）一直延续下来的土的分类标准。在TJ7-74规范之前，我国一直沿用前苏联规范（HИTY127-55）。建筑分类法在房屋建筑地基基础工程或类似的工程中广泛运用，这在不少行业规范中得以反映，此分类方法也为广大工程技术人员所熟知。目前深圳除公路、铁路行业外，大多采用此分类标准，并纳入到深圳市的地方标准之中。
表2-2-28 土的分类
（四）土的状态分类
土的状态分类属专门分类。对于某种行业或某类工程，土的状态标准是有所区别的，现以《岩土工程勘察规范》（50021-2001）中规定的最常用的分类标准，对碎石土、砂土、粉土的密实度和对粉土的湿度及黏性土的状态进行分类，见表2-2-29至表2-2-34。
表2-2-29 碎石土密实度按M63.5分类
表2-2-30 碎石土密实度按N120分类
表2-2-31 砂土密实度分类
表2-2-32 粉土密实度分类
表2-2-33 粉土湿度分类
表2-2-34 黏性土状态分类
（五）土的现场鉴别方法
1.碎石土密实度现场鉴别方法（表2-2-35）
表2-2-35 碎石土密实度现场鉴别
2.砂土分类现场鉴别方法（表2-2-36）
表2-2-36 砂土分类现场鉴别
3.砂土密实度现场鉴别方法（表2-2-37）
表2-2-37 砂土密实度现场鉴别
4.砂土湿度的现场鉴别方法（表2-2-38）
表2-2-38 砂土湿度现场鉴别
5.粉土密实度现场鉴别方法（表2-2-39）
表2-2-39 粉土密实度现场鉴别
6.粉土湿度现场鉴别方法（表2-2-40）
表2-2-40 粉土湿度现场鉴别
7.黏性土状态现场鉴别方法（表2-2-41）
表2-2-41 黏性土状态现场鉴别
8.有机质土和淤泥质土的分类
土按有机质分类和鉴定方法，《岩土工程勘察规范》（GB50021—2001）的分类方法见表2-2-42。深圳市沿海近岸地区存在大量淤泥或淤泥质土，在上更新统（Q3）的杂色黏土中，有一层泥炭质土，局部有泥炭层发育。
表2-2-42 土按照有机质分类
（六）土的定名和描述
1.统一分类法定名
1）巨粒土和含巨粒的土、粗粒土按粒组、级配、所含细粒的塑性高低可划分为16种土类；细粒土按塑性图、所含粗粒类别以及有机质多寡划分16种土类。
2）土的名称由一个或一组代号组成：一个代号即表示土的名称，由两个基本代号构成时，第一个代号表示土的主成分，第二个代号表示副成分（土的级配或土的液限）；由3个基本代号构成时，第一个代号表示土的主成分，第二个代号表示液限；第三个代号表示土中微含的成分。
《土的分类标准》（G B J145-90），对特殊土的判别，列出了黄土，膨胀土和红黏土。对花岗岩残积土并没有特别加以说明。根据深圳有关单位的经验，花岗岩残积土中的砾质黏性土相当于G B J145-90中的含细粒土砾，代号GF；砂质黏性土相当于细粒土质砾，代号GC-GM；黏性土相当于高液限粉土一低液限粉土，代号M H-M L。对淤泥和淤泥质土，G B J145-90分的不细，从工程需要出发，淤泥和淤泥质土的分类宜按建筑行业标准。
2.建筑行业定名
建筑行业定名依照下列几个标准：
1）土名前冠以土类的成因和年代。
2）碎石土和砂土按颗粒级配定名。
3）粉土以颗粒级配及塑性指数定名。
4）黏性土以塑性指数定名。
5）对混合土按主要土类定名并冠以主要含有物，如含碎石黏土，含黏土角砾等。
6）对同一土层中有不同土类呈韵律沉积时，当薄层与厚层的厚度比大于三分之一时，宜定为“互层”；厚度比为十分之一至三分之一时，宜定为“夹层”；厚度比小于十分之一的土层且多次出现时，宜定为“夹薄层”。当土层厚度大于0.5m时，宜单独分层。
3.土的描述内容
（1）当按统一分类法（GBJ145-90）定名时，应按下列内容描述
1）粗粒土：通俗名称及当地名称；土颗粒的最大粒径；巨粒、砾粒、砂粒组的含量百分数；土颗粒形状（圆、次圆、棱角或次棱角）；土颗粒的矿物成分；土颜色和有机质；所含细粒土成分（黏土或粉土）；土的代号和名称。
2）细粒土：通俗名称及当地名称；土颗粒的最大粒径；巨粒、砾粒、砂粒组的含量百分数；潮湿时土的颜色及有机质；土的湿度（干、湿、很湿或饱和）；土的状态（流动、软塑、可塑或硬塑）；土的塑性（高、中或低）；土的代号和名称。
（2）当按建筑分类法（GB50007-2002）定名时，应按下列内容描述
1）碎石土：名称、颗粒级配、颗粒排列、浑圆度、母岩成分、风化程度、充填物的性质和充填程度、胶结性、密实度及其他特征。
2）砂土：名称、颜色成分、颗粒级配、包含物成分及其含量、黏粒含量、胶结性、湿度、密实度及其他特征。
3）粉土：名称、颜色、包含物成分及其含量、湿度、密实度、摇振反应及其他特征。
4）黏性土：名称、颜色、结构特征、包含物成分及其含量、摇振反应、光泽反应、干强度、韧性、异味及其他特征。
5）特殊性土：除应描述上述相应土类的内容外，尚应描述其特征成分和特殊性质，如对淤泥尚需描述臭味、有机质含量；对填土尚需描述物质成分、堆积年代、密实度和均匀程度等。
6）互层（夹层）土：对具有互层、夹层、夹薄层特征的土，尚应描述各层的厚度及层理特征。
Ⅵ 地层岩性及岩土工程地质背景
西南地区地质构造复杂，地层出露齐全，自元古宇至新生界均有出露，总厚度回可达58433m（表1-5）。工程地答质岩土类型可划分为岩浆岩、碎屑岩、碳酸盐岩和变质岩4种类型。根据岩石性质、岩体结构、岩石强度及岩性组合特征划分岩组，其工程特征与岩组见表1-6。
土体主要按颗粒级别划分为黏性土、砾卵石土及砂砾，特征见表1-7。
表1-5 西南地区地层
续表
表1-6 岩体工程地质类型及特征
图1-3 青藏高原及邻区主要断裂带及强震分布图
（据焦淑沛，1985）
Ⅰ—喜马拉雅山前陆壳俯冲带；Ⅱ—西昆仑—阿尔金山前陆壳俯冲带；Ⅲ—祁连山前陆壳俯冲带；Ⅳ—龙门山山前陆壳俯冲带
（1）喜马拉雅主断裂活动带；（2）雅鲁藏布江—印度河主断裂活动带；（3）班公湖—澜沧江主断裂活动带；（4）约基台错—金沙江主断裂活动带；（5）昆仑山南缘主断裂活动带；（6）祁连山主断裂活动带；（7）阿尔金主断裂活动带
表1-7 土体工程地质类型及特征
Ⅶ 详查阶段
4.3.1 地质研究程度
4.3.1.1 固体矿床
4.3.1.1.1 区域地质研究
第四纪固体矿床区域地质研究内容与其卤水矿床基本相同。第四纪以前的固体矿床，在详细研究与成矿有关的区域地质和区域水文地质等资料的基础上，应基本查明以下内容：
a）成盐盆地的区域地层（岩性、层序、时代）、构造、岩浆岩和成盐盆地特征。研究成盐盆地内蒸发岩的沉积特点和岩相分带规律。成盐盆地形成和发展的区域地质背景以及所处的大地构造位置；
b）研究区域水文地质条件与矿区水文地质条件的关系，区域主要含水层的埋藏条件、分布规律、补给条件、径流特征和水化学特征；
c）对区域固体盐类矿产和其他矿产的找矿前景进行评述。
4.3.1.1.2 矿区（床）地质研究
a）基本查明矿区（床）地层层序、时代及构造、岩浆岩发育特点和分布规律；
b）基本查明含矿岩系和标志层的沉积特征、分布范围、厚度变化情况，阐明其岩性、岩相特点以及含矿岩系矿层纵横变化规律和对比依据，探讨矿床成因，总结成矿规律；
c）基本查明矿区（床）褶皱、断层、盐体变形、陷落柱、破碎带等的发育特点和分布规律，阐明其复杂程度及对矿层的影响、破坏情况。
4.3.1.1.3 矿体地质研究
a）基本查明矿体（矿层）的数量、形态、厚度、产状、规模、空间位置、构造、埋藏深度；
b）基本查明矿体内部结构、夹层和无矿带；
c）基本查明现代和古代风化淋滤作用对矿体的破坏程度；
d）基本控制破坏矿体的岩（盐）溶、泥垄、泥柱的形态、规模、分布范围和规律及其对矿体的影响程度。
4.3.1.2 卤水矿床
4.3.1.2.1 区域地质研究
在详细研究与成矿有关的区域地质和区域水文地质等资料的基础上，第四纪以前卤水矿床，应基本查明区域地层、构造、水文地质条件、水化学特征等以及与矿区含卤层的关系和影响。第四纪卤水矿床（固液共存矿床、固体矿床），在研究成盐盆地发生和发展的基础上，应基本查明以下内容：
a）成盐盆地汇水区域内的第四纪地质、地貌和新构造运动及与矿床地质之间的关系；
b）盐类沉积特点、岩相分布规律、物质的来源、补给途径和迁移、聚集等区域成矿地质背景；
c）区域水文地质条件与矿区水文地质条件的关系，地表水系的发育程度、河流的流域面积、径流长度、径流量、水化学成分以及水化学类型等；
d）区域主要含水层的埋藏条件、分布规律、补给条件、径流特征、水化学成分和演变规律以及与卤水矿床形成、埋藏、分布的关系。为研究矿床的形成、破坏与再生、成矿规律和赋存特征及充水因素等提供依据；
e）对区域内盐湖矿产和其他矿产的找矿前景做出评述。
4.3.1.2.2 矿区（床）地质研究
a）基本查明成卤的地质背景，储卤的构造特征，以及封闭程度；
b）基本查明含卤水层赋存特征、富集规律、相互联系、封存条件、边界条件以及分布范围；
c）基本查明卤水的补给、径流和排泄条件；
d）基本查明表面卤水（湖水）的深度、面积、湖底沉积物的组成及分布，以及历年湖水面积变化情况。应按丰水期、枯水期分别进行，每次调查应在三至五日完成；
e）裂隙型卤水矿床应着重研究裂隙性质、发育程度，裂隙率、裂隙分布规律、充填情况及富水性的变化情况；
f）溶洞型卤水矿床应研究岩（盐）溶发育程度、溶洞分布规律和与岩性、构造等因素的关系，以及富水性变化规律。
4.3.1.2.3 卤水层研究
a）基本查明含卤水层（矿层）的岩性、厚度、结构、产状、层数、水位、涌水量，各含水层之间的水力联系；
b）通过抽水试验等工作，试验测定含卤水层的渗透系数或导水系数、影响半径、储水系数、孔隙度、给水度、产卤量等参数
c）基本查明隔水层的岩性、厚度，试验测定其渗透系数或越流系数。
4.3.2 矿石（卤水）质量研究
4.3.2.1 固体矿床
a）基本查明矿石化学组分、有用组分和有益有害组分；
b）基本查明矿物组分、含量、共生组合关系、赋存状态、分布规律及矿石结构、构造。初步划分矿石自然类型、工业类型、品级及其比例和分布规律；
c）基本查明矿体中夹石和围岩的种类和物质成分，为综合利用和开采贫化提供资料。
4.3.2.2 卤水矿床
a）基本查明卤水的化学成分、有用组分和有益有害组分；
b）基本查明卤水的水化学类型、矿化度、密度、酸碱性、组分变化及水平分带和垂直分异情况。初步划分工业类型或品级，大致查明水盐均衡体系、相图位置、析盐阶段。实取实验室等温蒸发实验查明卤水的析盐过程；
c）研究卤水固液转化因素、自然条件下的动态变化。
4.3.3 矿石（卤水）选冶加工技术性能试验研究
4.3.3.1 对需要进行选矿、加工的矿石或卤水，一般要进行可选性和加工技术试验。
4.3.3.2 对生产矿山附近的、有类比条件的易选矿石或卤水可以类比评价，不作选矿、加工试验。
4.3.3.3 对难选或新类型的矿石或卤水矿床，应进行实验室流程试验，做出工业利用方面的评价。
4.3.3.4 对直接提供开发利用的矿床，其选冶加工技术性能试验程度应达到勘探阶段的要求。
4.3.4 矿床开采技术条件研究
4.3.4.1 固体矿床
4.3.4.1.1 矿区水文地质研究
a）在研究区域水文地质条件的基础上，基本查明矿区含（隔）水层、风化淋滤带、构造破碎带、岩（盐）溶淋滤带水文地质特征、发育程度和分布规律；
b）调查研究地表水的分布范围和平水期、枯水期、洪水期的水位、流速、流量、水质、水深、历年最高洪水水位及其淹没范围；
c）调查大气降水水量、蒸发量、气温、湿度等变化；
d）调查矿区地下水补给、径流、排泄条件，地表水与地下水的关系；矿床主要充水因素、充水方式和途径，对“旱采”矿床初步预测矿坑涌水量，评价其对开采的影响；
e）调查研究供水水源的水量、水质和利用条件，指出供水方向。
4.3.4.1.2 矿区工程地质研究
a）初步划分矿区工程地质岩组，测定主要岩石、矿石物理力学性质，基本查明构造、裂隙、岩（盐）溶、泥垄、泥柱的发育程度、分布规律，以及软岩、软弱夹层分布规律及其工程地质特征；
b）研究开采影响范围内岩石、矿石，尤其是矿体的顶、底板稳固性、连续性，以及露天开采边坡的稳定性。对“水采”区可能引起的岩石稳固性变化、地面沉陷、塌陷、开裂等做出预测；
c）调查老窿和生产井的分布情况，大致圈定采空区和开采范围。
4.3.4.1.3 环境地质研究
a）基本查明岩石、矿石和地下水（含热水）中对人体有害的元素、放射性及有害气体的成分、含量（强度）和地温状况；
b）调查了解矿区和邻区的地震、泥石流、滑坡、岩（盐）溶、塌陷等自然地质灾害，指出矿山开采可能产生的环境地质问题。
4.3.4.1.4 矿床开采技术条件评价
初步确定开采技术条件类型，对矿床开采技术条件的复杂性做出评价。对于适于和需要“水采”的矿床，应按矿石类型和品级进行必要的水溶性试验，与已知矿山进行水溶性能对比。
4.3.4.2 卤水矿床
4.3.4.2.1 矿区水文地质研究
a）在研究区域水文地质条件和矿床水文地质工作的基础上，基本查明与矿床有关各种淡水或低矿化水以及卤水矿床周边的含水层的水文地质特征、发育程度和分布规律；
b）基本查明地表水的分布范围和平水期、枯水期、洪水期的水位、流速、流量、水质、水深、历年最高洪水位及其淹没范围；
c）基本查明大气降水水量、渗入量，卤水蒸发量、湿度和气温等变化；
d）调查研究供水水源的水量、水质和利用条件，指出供水方向。
4.3.4.2.2 矿区工程地质研究
a）基本查明开采区范围内岩石、矿石、矿体顶、底板稳固性和连续性；
b）基本查明矿区地形、地貌特征和粘土分布情况，指出盐田建设及废卤排放的适宜地段；评述风沙等不良物理地质作用对工程建设的影响；
c）调查岩（盐）溶形态、深度、充填情况和充填物的成分、面积、发育程度、分布范围及对工程的影响；
d）初步评述卤水对设备、金属和水泥材料的腐蚀破坏作用。
4.3.4.2.3 环境地质研究
a）基本查明卤水、岩石和地下水（含热水）中对人体有害的元素、放射性及其有害气体的成分、含量（强度）和地温状况；
b）调查了解矿区和邻区的地震、塌陷等地质灾害，指出矿山开发可能产生的环境地质问题；
c）初步预测采矿、老卤排放等人为活动对环境地质的影响和范围。
4.3.4.2.4 矿床开采技术条件评价
初步确定矿区开采技术条件，对矿床开采技术的复杂性做出评价。
4.3.5 综合评价
4.3.5.1 对具有工业利用价值和经济效益的共、伴生矿产，要利用勘查主矿产的工程，基本查明共、伴生矿产种类、物质组分、含量、赋存状态和共、伴生关系。
4.3.5.2 研究选矿加工试验资料，对共、伴生矿产综合回收利用的可能性做出评价。
Ⅷ 地质详查报告的编写要求
固体矿产详查报告编写提纲
提纲, 固体, 矿产, 编写
1、绪论
1.1 工作目的任务
列出任务书或委任书的文号，并说明任务要求。
1.2 位置、交通
说明矿区地理位置、地理坐标、行政辖区、工作范围、面积、距矿区最近的车站、码头及主要城镇的名称和距离（附位置交通图）。
1.3 自然地理与经济地理
简要说明矿区地形、地貌、水系、绝对高度及相对高度、基岩裸露情况、气候条件、人口、居民点等自然地理以及工业、农业、矿产开发等经济地理概况。
1.4 以往工作评述
说明历次工作的单位、时间、内容、使用的方法手段、主要工作量、质量、成果、结论及存在的主要问题。
1.5 本次工作情况
简要说明本次工作的起止年月、简要经过、完成的各项工作量（列表）、投资总额、取得的主要成果。
2、矿区地质
2.1 区域地质背景
简要说明矿区（床）所处的大地构造位置、区域地质基本特征、区域矿产分布的一般规律。
2.2 矿区地层
详细说明矿区（床）地层层序、厚度、时代、岩性、岩石物性、岩相等特征及其与矿产分布的关系。
2.3 矿区构造
说明矿区（床）构造基本形态及其复杂程度；列表说明控制矿床、矿体（层）形成，破坏矿体完整和影响井田（矿区）的较大褶曲、断层的性质、产状、形态、落差、褶幅、复合关系及分布范围。
2.4 矿区岩浆活动
说明矿区（床）岩浆活动情况，岩浆岩的种类、时代、分布情况；岩体的形态、产状及其与矿床生成、破坏的关系。
2.5 矿区变质岩
说明矿区（床）各种变质岩类、变质作用和围岩蚀变的特征及其与矿体（层）富集分布的关系。
2.6 矿区地球物理、地球化学特征
说明矿区（床）岩（矿）石物性特征和地球物理、地球化学异常特征及其找矿意义
3、矿床特征
3.1 矿体（层）
说明矿床分布范围，矿体（层）数量、总厚度，列表说明工业矿体（层）的产状、形态、长度、延深、厚度、品位及其变化系数。
3.2 矿体（层）围岩及夹石
说明矿体（层）顶、底板围岩和矿体（层）内部夹石、古隆起、砂矿基底、冲刷和陷落柱等的数量、规模、形态、岩性、矿物成份、化学成份特征及其对矿体（层）连续性和矿石质量的影响。
3.3 矿石质量
说明各矿体（层）各类矿石的矿物成份，结构构造、共生关系和生成顺序；列表说明矿石化学成份、主要有益级份和有害组份含量，简要说明其变化规律。以物理机械性能为主要评价指标的矿产，则应对其物理机械性能进行叙述。
3.4 矿石类型和品级
说明矿体（层）的淋失带、风化带、氧化带、混合（过渡）带、次生富集带、燃烧带和原生带的特征及其分布规律。
3.5 矿石加工技术性能
3.5.1
矿石加工技术性能试验
简要说明各类矿石采样种类、方法及样品代表性、以及加工、试验种类、方法和试验结果。
3.5.2
矿石工业利用性能评价
根据试验结果，说明矿石中有用组份回收利用和有害杂质处理的可能性，提出综合利用的途径。对邻近有同类矿床的生产矿山，可进行类比评价，说明类比结果。
3.6 矿床类型及找矿标志
简要说明矿床探矿因素、成因类型、工业类型、矿体（层）富集规律和找矿标志，评价矿床的发展远景。
3.7 其他有益矿产的综合评价
简要说明矿区（床）范围内其他共生有益矿产综合评价的结果，提出综合勘探和综合利用的意见。
4、矿区（床）开采技术条件
4.1 矿区水文地质
4.1.1
区域水文地质条件
简要说明矿区（床）在区域水文地质单元中的位置，区域含、隔水层的分布及其特征。
4.1.2
矿区水文地质条件
说明矿区含（隔）水层的岩性、厚度、分布及埋藏条件。
说明矿区构造破碎带、风化带、岩溶带的分布规律、发育程度、导水性、含水性及其对矿床充水的影响。
说明矿区（床）主要充水含水层的富水性、水质和地下水的补给、迳流、排泄条件及其与地表水（含老窿积水）和含水层的水力联系。
说明矿区（床）主要充水因素，初步确定矿区（床）水文地质勘探类型，指出矿区（床）开采的主要水文地质问题。并说明矿坑涌水量预测结果。
4.2 矿区（床）供水条件
简要说明可供利用的供水水源的水量、水质和利用条件。
4.3 矿区工程地质
4.3.1
说明工程地质岩组特征，矿体（层）及其顶、底板和软岩、软弱夹层的岩性、物质组份、水理性能、结构构造、蚀变、风化程度及其分布变化规律和力学强度（列表）。
4.3.2
断裂构造工程地质特征
说明断层、节理、裂隙及软弱结构面的特征、发育程度及其组合关系、岩溶发育程度、分布规律等。
4.3.3
工程地质条件初步评价
综合评述矿体顶、底板和采矿工作系统范围内岩、矿石稳固性、露采边坡稳定性、砂矿顶板和底板基岩可挖性，指出影响开采的主要工程地质问题及其可能出现的危险地段。
4.4 环境地质及生产安全条件
4.4.1
环境地质
简要说明矿区及其周围的地震、山洪、泥石流、滑坡等活动状况，预测其对矿区可能产生的影响。
4.4.2
生产安全条件
a.说明对人体有害的元素、地下热水、放射性、瓦斯和其他有害气体的成份、含量、强度、分布规律及其对生产、人身安全可能产生的影响。
b.说明恒温带深度和地温梯度，预测地温正常区和异常区分布范围。
c.说明可燃矿产的自燃情况和可燃性（测试结果列表）及其对生产可能产生的影响。
5、详查工作及质量评述
5.1 详查工作布置的合理性
论述矿产勘探类型、工程布置原则、工程间距和手段、方法选择的合理性。
5.2 地形和工程测量及其质量
扼要说明测量坐标系统、控制等级、地形和工程测量方法、范围、面积及质量。
5.3 地质填图质量
说明矿区、矿床地形地质图或第四纪地质地貌图的比例尺、填制方法及其质量。
5.4 探矿工程质量
说明钻探、坑探等探矿工程各项质量情况（列表说明）及其对地质效果的影响。
5.5水文地质、工程地质工作及其质量
说明水文地质和工程地质工作内容、方法和质量及其对矿区（床）评价的影响。
5.6 物探和化探工作及其质量
说明物探（包括测井）化探的方法、比例尺（点距）、参数测定、异常的圈定解释和主要成果质量。
5.7 采样、测试工作及其质量
5.7.1
采样工作
说明各类样品的采集、加工方法及其质量。
5.7.2
岩矿鉴定工作
说明岩矿、煤岩、重砂鉴定的质量。
5.7.3
化验、分析工作
说明各种样品分析项目、化验测试方法、内外检数量（列表）及其质量评述。
5.7.4
其他测试工作
说明影响生产安全的有害元素、放射性、瓦斯和其他有害气体、自燃、地温等测定方法及其质量。
说明物理性能样品种类、测定方法和质量。
6、资源/储量计算
6.1 资源/储量计算的范围及工业指标
说明矿床资源/储量计算的边界、垂深（标高）、工业指标及其确定依据。
6.2 计算方法
说明资源/储量计算方法、计算参数及其确定依据，说明圈定矿体（层）及确定矿石类型的原则。
6.3 资源/储量类别和块段划分
说明资源/储量类型和块段划分的条件。
6.4 资源/储量计算结果
列表说明各类别资源/储量计算结果及其所占比例。
6.5 其他伴生组份和共生矿产的资源/储量
计算方法及结果（列表）
7、矿床技术经济初步评价
7.1 矿床开发的基本条件
说明国家或地方对该矿产的需求程度、矿床资源/储量规模、矿石加工选冶性能、开采技术条件以及交通、电力、供水等条件，指出矿床开发的可能性。
7.2 技术经济评价
说明评价方法的选择和评价指标的选用及其依据，从未来矿山企业经济（微观）角度初步评述矿体（区）开发的经济可行性（已做国民经济宏观效益分析的，应叙述其结果），提出是否进行勘探的意见。
8、结论
8.1 详查工作程度及主要成果
8.2 详查工作主要经验和问题
8.3 对今后勘探工作建议
附图
一、一般应附图件
1、区域地质图（附剖面图，必要时附地层综合柱状图或区域主要矿产分布图）
2、矿区（床）地形地质图（含地层剖面和地层综合柱状图及工程分布图）
3、勘探线剖面图（或含储量计算剖面图）
4、含矿岩系柱状对比图及矿体（层）对比图
5、矿体（层）顶、底板等高线图（或含储量计算图）
6、储量计算图（水平或垂直纵投影图）
7、坑道平面图或矿体水平切面图（中段平面图）
8、物探、化探成果图（包括平面图和综合剖面图）
9、区域水文地质图（含水文地质剖面和柱状图）
10、矿区水文地质图（含柱状图）及水文地质剖面图
11、钻孔抽水综合成果图
12、矿区实际材料图
13、矿区测量网（点）展开图
14、矿区（床）采样分布图
15、钻孔柱状图或钻孔柱状表
二、必要时应附的图件
1、矿区（床）地貌和第四纪地质图
2、矿区（床）基岩地质图
3、矿区（床）构造图
4、矿区（床）纵剖面图
5、岩石风化带厚度等值线图
6、矿体（层）纵投影图（或含储量计算图）
7、矿体（层）水平投影图（或含储量计算图）
8、矿体（层）厚度或品位等值线图
9、其他有益矿产储量计算有关图件
10、物探参数定量解释图和变化规律图或柱状曲线对比图
11、矿区工程地质图（含柱状图）及工程地质剖面图
12、矿区岩溶发育程度图
13、矿区地表水质等值线图
14、井巷水文地质工程地质图
15、钻孔简易水文地质观测曲线对比图
16、矿床主要充水含水层地下水等水位（水压）线图
17、地下水、地表水、矿坑水动态与降水量关系的曲线图
18矿坑涌水量计算图（附剖面图）
19、对人体有害的元素、放射性或瓦斯含量等值线图
20、老窿分布图及生产矿井平面图
21、槽、坑道、井地质素描图和物探成果图
22、工程地质钻孔综合柱状图（或典型钻孔工程地质编录柱状图）
附表
1、探矿工程（钻、坑、井、槽）质量一览表（不含矿体（层）综合成果时，应另编矿体（层）综合成果表）。
2、矿石、岩石物性性能及其他有关测定的结果表。
3、储量计算表。
包括：工程、剖面、块段的平均品位、平均厚度计算表；块段及矿体（层）储量计算综合表、矿区（床）储量计算总表；其他有益矿产储量计算有关表格。
4、其他应附的表格。
图册
含照片图版等。附件
1、主管部门下达的储量计算工业指标。2、矿石选、冶、加工试验
Ⅸ 工程地质稳定性评价方法——以丽江-香格里拉段为例
一、概述
随着滇藏铁路工程的分段实施，丽江-香格里拉段的规划设计已纳入日程。但是，由于该段地形地貌和地质条件非常复杂，虽然经过多轮论证，线路仍难最后确定。按照初期规划（图13-1），滇藏铁路丽江-香格里拉段共有3个走向方案可以比选：①丽江-长松坪-虎跳峡上峡口-香格里拉方案（西线方案）；②丽江-大具-白水台-小中甸-香格里拉方案（组合方案）；③丽江-大具-白水台-天生桥-香格里拉方案（东线方案）。初步分析认为，西线方案工程地质条件相对较好，可以作为推荐方案，该方案需要新建铁路隧道34座，总长87130 m，占该段线路总长的54.4%，最长的隧道是位于丽江西北的玉峰寺隧道，全长10970 m；需要新建铁路大桥39座（10253 m），涵洞182座（4547 m），桥涵占线路总长的9.2%。复杂的工程地质条件使得该方案仍存在许多问题，且工程建设难度大。
为了更好地指导该段铁路选线，我们在区域地壳稳定性评价的基础上，将基于GIS技术的层次分析法引入到丽江-香格里拉段铁路规划区的工程地质稳定性评价（工程地质条件评价）。在评价过程中，综合考虑地形坡度、工程地质岩组、斜坡结构、地质灾害发育现状、地壳稳定性、微地貌类型（地形与铁路设计高程高差）、人类工程活动、降水量、距离沟谷距离等因素，充分利用GIS技术处理海量数据信息的优势，采用层次分析法模型，进行丽江-香格里拉段铁路规划区的工程地质稳定性评价。基于评价结果，可以很好的指导该段线路比选和优化。
二、基于GIS的层次分析法原理
层次分析法（Analytical Hierarchy Process，简称AHP）是美国数学家SattyT.L.在20世纪70年代提出的一种将定性分析和定量分析相结合的系统分析方法。它适用于多准则、多目标的复杂问题的决策分析，可以将决策者对复杂系统的决策思维过程实行数量化，为选出最优决策提供依据（图13-2）。经过多年的应用实践，不少研究者开始将GIS技术与AHP方法相结合，大大提高了传统的AHP方法在地学研究中的应用效果（Harris et al.，2000；刘振军，2001；彭省临等，2005）。基于GIS的层次分析法充分利用GIS技术的空间分类和空间分析功能，在评价指标数据采集、处理和自动成图方面具有明显的优势，不仅可以对工程地质稳定性的相关影响因素进行更细致的逐次分析，而且在计算过程中不受计算单元数量的限制，因而评价结果更直观、更便于应用。
图13-1 滇藏铁路丽江-香格里拉段线路方案示意图
图13-2 基于GIS的层次分析法技术路线图
基于GIS层次分析法的工程地质稳定性分区评价过程大致可分为以下步骤：
（1）确定研究区、研究对象及研究目标，并进行数据分析，确定进行工程地质稳定性分区所需要的数据，包括数据来源、数据质量指标等。
（2）将收集的各种资料进行数据处理，包括在MapGIS 6.7软件平台上进行数字化、格式转换、投影转换、分层及属性编码等，建立研究区、研究对象的空间数据库。
（3）根据研究目标的特征，分析影响目标的因素，建立目标的层次指标模型和层次结构，构造判断矩阵，由专家对影响因素进行综合评分，并进行层次单排序、求解权向量和一致性检验，从而获得各指标因素值，并运用GIS空间分析功能提取分析因子。
（4）采用ArcGIS 9.2软件平台，对评价区域进行栅格化，每一个栅格作为模型评价的一个运算单元，并将数据库中的数据按照规则进行栅格化处理。再采用图形叠加的模型评价方式，将参与评价的各个因素权值分配到不同的栅格上。将各个因素进行图形叠加，对属性值进行代数运算，再将叠加后的栅格数据化，生成新的图形，并形成最终评价结果。
（5）工程地质稳定性分区评价的数学模型：
滇藏铁路沿线地壳稳定性及重大工程地质问题
式中：B——工程地质稳定性指数，aj——权重，Nj——指数。
（6）通过分析计算获得的工程地质稳定性指数值的分布范围，结合野外实际调查结果验证，对不同区域的铁路工程建设适宜性进行综合分区评价。
Ⅹ 岩土体工程地质类型分区
平原区广泛分布以冲洪积成因为主的第四系堆积物,低山丘陵区出露多种类型的岩组,沂沭断裂带西侧的鄌郚-葛沟断裂、沂水-汤头断裂纵贯南北,总体看工程地质条件较复杂(图1-8-3)。
图1-8-3 昌乐县岩土体工程地质类型分区略图
(一)岩体工程地质类型
1.坚硬的块状侵入岩岩组
分布于营邱—河头一带,为古元古代吕梁期侵入岩,岩性以弱片麻状中粒含角闪二长花岗岩、弱片麻状中粒含黑云二长花岗岩,岩石坚硬,力学强度高,工程地质性质良好,山区风化带厚度＜3m,丘陵及准平原区20～30m,fc=130～170MPa,fr=90～130MPa(fc为岩石极限干抗压强度,fr为岩石饱和极限抗压强度)。
2.坚硬的块状-似层状喷出岩岩组
主要分布在南郝—崔家埠—五图一线以南、鄌郚-葛沟断裂以西地区,为新近纪临朐群牛山组、尧山组火山喷出岩,岩性为玄武岩。岩石坚硬,柱状节理发育,工程地质性质良好。风化带厚20～30m,fc=140～160MPa。
3.坚硬的块状变质岩岩组
主要分布在鄌郚—阿陀一带,为新太古代泰山岩群山草峪组黑云变粒岩,岩石坚硬,风化带厚度30～40m,fc=180～200MPa。
4.坚硬较坚硬的中厚-厚层状灰岩岩组
仅分布于朱刘街道、五图街道一带,主要为寒武纪长清群朱砂洞组、馒头组、九龙群张夏组、崮山组和炒米店组白云质灰岩、泥灰岩、泥质条带灰岩和生物碎屑灰岩等,局部夹细砂岩。灰岩坚硬,力学强度高,泥灰岩强度低。白云质灰岩fc=50～190MPa;灰岩fc=90～160MPa,fr=70～120MPa。
5.较坚硬的中厚—厚层碎屑岩岩组
主要分布在鄌郚-葛沟断裂带与沂水-汤头断裂带,以及五图煤矿一带,岩性为白垩纪淄博群三台组砂岩、砾岩,莱阳群城山后组角砾岩、砂砾岩、砂岩,青山群八亩地组凝灰岩、集块角砾岩、粉砂岩,大盛群马郎沟组粉砂岩、细砂岩,田家楼组泥质粉砂岩、细砂岩、黏土岩,古近纪五图群朱壁店组砾岩、砂砾岩、砾岩,李家崖组黏土岩、砂岩、黏土岩、油页岩等。风化带厚度＜40m,砂岩和砾岩fc=30～80MPa,fr=20～50MPa。
6.较坚硬的薄层状页岩夹灰岩岩组
局限分布在阿陀东北部,岩性为中寒武系、下寒武系及元古宇土门群页岩、博层灰岩、泥灰岩。页岩夹泥灰岩fc=30～40MPa,fr=10～15MPa。
(二)土体工程地质类型
1.北部冲洪积上层黏性土多层或双层结构
分布于北部山前平原地区,以上层黏性土多层结构为主,上层黏性土厚＜5m或5～10m,仅局部＞10m,黏性土岩性以粉质黏土、黏土为主,中等压缩性。砂性土为粉细砂、中细砂,其次粗砂、砾石,砂层颗粒自北至南变粗,工程地质性质良好。黏性土fk=120～180kPa,砂性土fk=140～200kPa(fk为地基承载力标准值)。
2.山前及河谷平原冲洪积上层黏性土双层、多层结构及黏性土单层结构
分布于山前坡麓、山间河谷地区,上部黏性土为粉质黏土、粉土、黏土,厚度5m左右,中等压缩性。下部砂性土为中粗砂、细砂、砂砾石,紧密状态,厚＞5m。黏性土fk=140～220kPa,砂性土fk=160～250kPa。
3.山麓地区坡洪积及残坡积黏性土单层结构或上层黏性土双层结构
分布于南部低山丘陵坡麓地带,以黏性土单层结构或上层为黏性土双层结构为主。黏性土厚＜5m或5～10m,以黄褐色至棕红色粉质黏土及黏土为主,含铁锰质及钙质结核,可塑—硬塑,中等压缩性,部分地区分布湿陷性黄土。下部夹透镜体状碎石土及泥钙质胶结砾岩,紧密状态,工程地质性质良好。黏性土fk=160～220kPa,碎石土fk=200～500kPa。
总之,昌乐县工程地质主要问题是沂沭断裂带的活动性,其次是地面沉陷、岩溶塌陷、局部黄土湿陷等问题。