冻土勘测方法课件.ppt

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1、高原多年冻土地区地质勘察的内容与工作方法1、冻土工程地质勘察的特点及应特别注意的几个问题1.1冻土工程地质勘察的特点与工作方法冻土特点：1、具有负温值。主要是冻土的年平均地温，它是冻土稳定性的重要标志。按青藏高原的工程建筑所能涉及的范围，大致可以划分为几个带：所以，冻土工程地质勘察需要掌握和了解冻土的温度状态。2、土中含有冰。具有负温和冰才能称为冻土。所以出现如下特性：a、使得冻土的称为四相体系，就比常规土的相态多了一个特殊相——“冰”，即：土颗粒+水+气+冰。b、具有特殊的结构构造：土颗粒与冰的组合，形成冻土特有的结构构造：整体状构造；包裹状构造；层状构造；基地状构造

2、；网状构造；脉冰状构造等。少冰冻土；多冰冻土；富冰冻土；饱冰冻土；含土冰层；所以，冻土工程地质勘察需要查明冻结地基土的地下冰分布特点和冻土结构构造。3、形成独特的冻土工程性质。多年冻土中主要是融化下沉性；季节冻结区主要是冻胀性。所以，冻土工程地质勘察需要查明和测定冻土物质成分，冻土的物理力学性质及其指标、参数。4、高原多年冻土是历史气候的产物，具有水平地带性和垂直地带性，即服从纬度分布规律，由具有垂直分布规律。即：a、多年冻土、岛状多年冻土、季节冻土的水平分布规律。在高原多年冻土区内，纬度增加1°，地温降低1℃，多年冻土厚度增加20~30米，多年冻土随海拔升高而增厚特点：海

3、拔每升高100米，地温降低0.6~1℃,多年冻土厚度大致增大20米。b、一年之中，地表层在某一深度范围内都要产生融化-冻结过程，在此层的变化层称为活动层，多年冻土中亦称为季节融化层。它们的交界面就称为多年冻土上限。所以，冻土工程地质勘察重要查明冻土类型、分布规律、冻土上限等。5、多年冻土存在于特殊的寒区环境中，气候和人类工程活动都会对冻土环境产生影响，出现许多特殊的冷生冻土现象，如冰丘、冰椎、融冻滑塌、融冻泥流，热融湖塘等。工程建筑与冻土环境的相互作用，协调关系。所以，冻土工程地质勘察需要查明冻土现象的分布规律及特征，搞清寒区环境与工程建筑的相互作用。工作方法：由于多年冻土

4、是特殊的寒区环境的产物，但它有属于地理学、地质学的范畴。冻土工程地质勘察的工作方法基本上都采用常规工程地质勘察方法。但是，它所需要做的内容，除了常规工程地质勘察规定内容外，还要增加一些特殊的要求内容，借助于常规手段，赋予一些新的内容：a、地质调查方法：特别注意多年冻土热稳定性和地下冰的分布规律；b、勘探：通常情况下应采用干钻。钻探、坑探相结合。重要的是连续的勘探资料，如采用探地雷达等取得线路的连续地质资料是很重要的。c、试验与测试：特殊试验方法和要求；d、观测：地温观测。1.2冻土工程地质勘察应特别注意的几个问题1、多年冻土界限的勘察，包括多年冻土的南北界，冻土分布的下界

5、，冻土岛界限，冻土融区界限的勘察。(1)根据研究的资料大致确定它们的位置，然后加密勘探量；(2)进行探地雷达的测定，(3)勘探法确定多年冻土的下限。2、多年冻土上限勘察1)直接勘探：青藏高原地区的最大融化深度均出现于9月下旬至10月上旬间。在此期间可直接取的多年冻土上限。2)冻土构造分析法：通常在坑探中可以看见多年冻土上限附近有一层富含冰带。其往上一点，由一个弱冰带。这两者之间极为多年冻土上限。细颗粒土：多年冻土上限附近的富冰带一般是连续的，而上限以上的冰体是非连续的。在季节融化层中冻结时的冻土构造一般是：整体状、微薄层装或网状，到冻土上限时呈中层状冰构造。粗颗粒土：在多年

6、冻土上限以上的砾石剪基本上是粒间接触，冰只是冲填了部分孔隙，在上限处的砾石多为冰包裹着，称为典型的包裹状冻土构造。风化基岩及基岩：在冻土上限以上的裂隙中，只有部分被冰充填，较为干燥。上限处的裂隙往往为冰充填，可明显地见到裂隙冰分布。但是，在比较干燥的冻土土层中较难见到明显的冰体差别，较难应用此法。（3）融化速率图法：此方法是建立在长期观测资料的基础上。青藏高原地区可借助《青藏高原多年冻土地区铁路勘测设计细则》p24《图1-3-2：不同时期融化深度百分率》进行。即在融化季节的任何时间进行钻探或坑探，取得天然状态下某一时间的融化深度，然后通过融化速率图查出该时间融化深度占最大融

7、化深度的百分率，即可计算出最大融化深度：hH=k式中：H——上限深度；h——融化季节所得的融化深度，k——相应融化深度时的融化深度的百分数（%）。或按《冻土工程地质勘察规范》（国标）的附录5《多年冻土上限的确定》进行确定。（4）含水量测试曲线法：在勘探中按不同深度取样测定含水量，然后绘制在直角坐标图上（横坐标为含水量，纵坐标为深度），分析确定上限。一般弱水带所处的位置：细粒土中为最大融化深度的77~90%，粗粒土中的最大融化深度的90~95%。（5）地温观测法：在不同深度设置测温感应元件，进行长年观测，按土层冻结温