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工程地質分析評價理論方法(精) 版權信息
- ISBN:9787030722751
- 條形碼:9787030722751 ; 978-7-03-072275-1
- 裝幀:一般膠版紙
- 冊數:暫無
- 重量:暫無
- 所屬分類:>
工程地質分析評價理論方法(精) 本書特色
此書的出版對工程地質學科的進一步研究和發展將起到積極的推動作用,并能間接取得良好的經濟效益和社會效益。
工程地質分析評價理論方法(精) 內容簡介
本書系統闡述了工程地質理論體系與工程地質耦合理論的基本思想,提出了工程地質復雜程度的劃分方法和工程地質勘察準確度的定量分級方法。論述了工程地質分析評價的層序、工程地質分析評價的各種方法以及工程地質決策的基本方法。同時,也指出了工程地質學研究目前存在的問題及未來的發展方向。 本書對工程地質技術人員的實際工作具有一定的借鑒意義,為工程地質科研人員提供了一些新的研究思路,對推動工程地質行業的發展有著促進作用。
工程地質分析評價理論方法(精) 目錄
序
前言
第1章 工程地質人員在工程建設中的作用 1
1.1 工程勘察在工程建設中的作用 1
1.2 工程地質人員的工作方法 1
1.3 工程地質人員的技術水平 2
1.4 工程地質人員的工作內容 2
1.5 國外工程地質人員技術工作方法 4
1.6 培養造就新一代的工程地質專家 5
第2章 工程地質學理論體系 7
2.1 工程地質理論問題研究的必要性 7
2.2 工程地質理論問題研究現狀7
2.3 工程地質學研究內容及其與其他學科的關系 8
2.4 工程地質學的科學技術觀 10
2.5 工程地質學的理論體系11
2.6 工程地質基本理論的探討 14
第3章 工程地質耦合理論 18
3.1 耦合理論的基本思想 18
3.2 耦合理論的圖示模型 21
3.3 耦合理論的數學模型 23
3.4 耦合理論的應用步驟及其循環 24
3.5 工程地質學耦合理論的決策準則 27
3.6 耦合度及其計算 28
3.7 耦合風險性分析 31
3.8 耦合理論與其他學科的關系 31
3.9 工程地質耦合理論與汶川地震后的反思 33
第4章 工程地質條件復雜程度分級 47
4.1 工程地質條件復雜程度劃分的幾個概念 47
4.2 工程地質條件復雜程度各評價項目指標的計算 48
4.3 工程地質條件復雜程度各評價項目指標的評分 52
第5章 工程地質勘察準確度 54
5.1 工程地質勘察及其準確度 54
5.2 各種勘察手段的準確度 55
5.3 地質體勘察準確度計算與評價 57
5.4 勘察準確度分級及不同勘察設計階段對準確度的要求 61
5.5 工程地質形跡預報尺寸 63
5.6 工程地質預報方法65
5.7 勘察準確度計算應用例題 68
5.8 勘察準確度研究在實際工程中的意義 71
5.9 需要說明的幾個問題 71
第6章 工程地質評價層序 73
6.1 工程地質評價中的層序 73
6.2 工程地質評價中的時間和空間模型 74
6.3 十三陵抽水蓄能電站地下廠房位置選擇的評價層序 79
第7章 工程地質分析評價方法 91
7.1 工程地質評價概述 91
7.2 工程地質分析評價基本方法 95
7.3 工程地質綜合評價方法 98
7.4 幾種典型工程地質條件的評價方法 104
第8章 工程地質決策方法 118
8.1 工程地質決策及決策模型 118
8.2 工程地質決策方法之一——經驗判斷法 119
8.3 工程地質決策方法之二——工程類比法 124
8.4 工程地質決策方法之三——優劣對比法 129
8.5 工程地質決策方法之四——決策分析法 133
8.6 工程地質決策方法之五——綜合決策法 142
8.7 工程地質決策程序 142
第9章 工程地質學未來發展方向及待研究的問題 147
9.1 工程地質學的發展方向 147
9.2 工程地質評價研究目前存在的問題 148
9.3 耦合理論下一步應研究的問題 151
參考文獻 152
后記 156
Contents
Foreword
Preface
Chapter 1 The Role of Engineering Geologists in Engineering Construction 1
1.1 The Role of Geological Survey in Engineering Construction 1
1.2 Working Methods of Engineering Geologists 1
1.3 Technical Level of Engineering Geologists 2
1.4 Work Contents of Engineering Geologists 2
1.5 The Technical Work Methods of Engineering Geologists in Other Countries 4
1.6 Cultivating a New Generation of Engineering Geology Experts 5
Chapter 2 Theoretical System of Engineering Geology 7
2.1 The Necessity of Research on the Theoretical Problems of Engineering Geology 7
2.2 The Current Situation of Research on Theory of Engineering Geology 7
2.3 Research Content of Engineering Geology and Its Relationship with Other Disciplines 8
2.4 Scientific and Technical View of Engineering Geology 10
2.5 Theoretical System of Engineering Geology 11
2.6 Exploration of the Basic Theory of Engineering Geology 14
Chapter 3 Engineering Geological Coupling Theory 18
3.1 The Basic Idea of Coupling Theory 18
3.2 Graphical Model of Coupling Theory 21
3.3 Mathematical Model of Coupling Theory 23
3.4 Implementation Steps and Cycles of Coupling Theory 24
3.5 Decision Criteria of Engineering Geological Coupling Theory 27
3.6 Coupling Degree and Calculation 28
3.7 Coupling Riskiness Analysis 31
3.8 Relationship Between Coupling Theory and Other Disciplines 31
3.9 Reflection After Wenchuan Earthquake Through Engineering Geological Coupling Theory 33
Chapter 4 Engineering Geological Complexity Classification 47
4.1 Several Concepts of Engineering Geological Complexity Classification 47
4.2 Calculation of Indicators for Each Evaluation Item 48
4.3 Grading of Indicators for Each Evaluation Item 52
Chapter 5 Accuracy of Engineering Geological Survey 54
5.1 Engineering Geological Survey and Its Accuracy 54
5.2 Accuracy of Various Survey Methods 55
5.3 Calculation and Evaluation of Survey Accuracy on Geological Body 57
5.4 Survey Accuracy Grading and Accuracy Requirements for Different Survey and Design Stages 61
5.5 Forecasting Size of Engineering Geological Defects 63
5.6 Engineering Geological Forecasting Methods 65
5.7 An Case of Accuracy Calculation 68
5.8 Significance of the Study on Accuracy in Actual Project 71
5.9 Several Issues That Need to be Clarified 71
Chapter 6 The Hierarchy of Engineering Geological Evaluation 73
6.1 The Hierarchy and Sequence in Engineering Geological Evaluation 73
6.2 Time and Space Models in Engineering Geological Evaluation 74
6.3 Evaluation Hierarchy for the Selection of Underground Plant Location of the Ming Tombs Pumped Storage Power Station 79
Chapter 7 The Methods of Engineering Geological Analysis and Evaluation 91
7.1 Overview of Engineering Geological Evaluation 91
7.2 Basic Methods of Engineering Geological Analysis and Evaluation 95
7.3 Comprehensive Method of Engineering Geological Evaluation 98
7.4 Evaluation Methods of Several Typical Engineering Geological Conditions 104
Chapter 8 Engineering Geological Decisionmaking Methods 118
8.1 Engineering Geological Decisionmaking and Decision Model 118
8.2 Empirical Judgment Method 119
8.3 Engineering Analogy Method 124
8.4 Comparison Method Between Advantages and Disadvantages 129
8.5 Decision Analysis Method 133
8.6 Integrated Decisionmaking Method 142
8.7 Decisionmaking Procedure for Engineering Geological Problems 142
Chapter 9 Future Development Direct
工程地質分析評價理論方法(精) 節選
第1章 工程地質人員在工程建設中的作用 1.1 工程勘察在工程建設中的作用 任何土木工程建設,都要先有工程設計,而在工程設計之前,都要進行工程勘察。工程勘察是工程設計的基礎,是工程安全運行的重要保證,也是使工程造價經濟合理的必要支撐。 工程地質勘察包括傳統的工程地質測繪、鉆探、洞探、坑槽探、地球物理勘探、化學勘探等,也包括現代的航測技術、衛星圖片等。 勘察結果的綜合分析及對建筑物所在的工程地質體的評價,是由工程地質技術人員完成。工程地質技術人員對各種勘察資料進行分析整理,去粗取精、去偽存真,從而得出一個*接近實際情況的結論,并將這一結論(工程地質條件和工程地質問題)提交給工程設計人員。工程設計人員再利用地質人員提供的地形、地質等條件做工程布置,利用地質人員提供的有關參數,做建筑物的穩定計算,從而做出一個安全穩定、經濟合理的建筑物設計。 工程勘察水平的高低,影響著工程地質技術人員對工程地質體評價的分析判斷。工程勘察水平越高,工程地質人員對地質體的分析評價越接近實際情況,結論越正確;反之,工程勘察水平越低或勘察工作做得越少,工程地質人員的分析評價結論與實際情況偏差越大。 1.2 工程地質人員的工作方法 工程地質技術人員的工作方法是由已知推測未知。自然界中的地質體千變萬化,錯綜復雜,要完全搞清某一地質體的性狀特征或其工程地質條件是困難的,甚至有人提出不確定理論或不可知理論。我們所面對的地質體永遠具有無窮未知的東西。但對實際工程來說,這種未知常常不是因為地質體的復雜,而是因為我們不能掌握足夠的信息,如通過勘察獲得資料。作為一名地質人員來說,就是根據有限的勘察資料,進行分析判斷,從而對某一地質體進行分析判斷和預測,并進一步提出各種工程地質問題的處理方法。即工程地質技術人員按如下的步驟開展工作: 根據有限的資料→分析→判斷→評價→預測→處理 在這個步驟中,有兩個重要的方面。 **方面:由已知推未知,已知是多少? 已知的信息來自勘探工作。勘探工作包含勘探數量、勘探手段和勘探布置幾個因素。 勘探數量越多,獲得的地質信息越多。反之勘探數量越少,獲得的地質信息越少。這具有密切的相關性,但并不是線性相關。也就是說并不是勘探工作做得越多越好,但在實際工作中保證一定的勘探工作量是必需的。 勘探手段的選擇及其適用性對于獲得不同的地質信息至關重要,要獲得不同的地質信息就要采用不同的勘探手段。 勘探工作布置對提高勘探效率至關重要。對于某一勘探手段和一定的勘探工作量,正確合理的勘探布置可以獲得更多更有用的地質信息。 第二方面:由已知推未知,推測的方法如何? 面對通過勘探所取得的資料,不同的地質工作者可以做出不同的推測,給出不同的分析評價結果,其中工程地質人員的技術水平起著很大的作用。可以說,工程地質技術人員是工程勘察工作的靈魂,他的結論是工程設計的基礎,是影響工程造價的重要因素,是建筑物安全穩定的重要保障。 因此,提高工程勘察質量和工程地質人員的技術水平就顯得尤為重要。 1.3 工程地質人員的技術水平 勘探工作所獲得的原始資料包含多種信息,這些信息有些是直接的,有些是間接的;有些是顯見的,有些是隱含的。不同地質人員面對這些原始資料也是不同的,水平越高的人從中獲得的信息越多,而且可以由此及彼,舉一反三,從而給出正確的分析判斷。另外,高水平的工程地質技術人員在勘察資料較少的情況下,也可以給出接近實際情況的正確結論,而低水平的人即使擁有較多的勘察資料也不一定能給出正確的結論。其中除去個人分析問題解決問題的能力不同,經驗也起著相當重要的作用。 工程地質技術人員專業水平的高低就是其面對取得的地質資料分析評價水平的高低,這種高低主要體現在對地質體性狀特征,如地質條件推測的準確度如何。水平高的人給出的結論更接近地質體的實際情況,水平低的人給出的結論可能就會出現較大的偏差甚至是錯誤的。 工程地質水平的提高需要掌握扎實的理論基礎,需要經歷長期的工程實踐從而積累豐富的工程經驗,需要具有刻苦的鉆研精神和鉆研能力,也需要不怕吃苦、兢兢業業的敬業精神。工程地質水平的提高和這種能力的培養需要每一個工程地質技術人員終生去學習、“修煉”。 1.4 工程地質人員的工作內容 1.4.1 目前工程地質工作所存在的問題 在工程地質勘察工作中,目前存在一些問題,如表1.1所示。 1.4.2 地質人員研究內容分類 在以往的工程地質學和工程地質問題的研究中,從事不同工作的工程地質專業人員在工程地質領域中所學習及研究的問題是有區別的。 大專院校在完成教學的基礎上,更側重于基本理論、基本方法、主要技術的研究,研究普遍性的問題,他們理論水平較高,但他們與實際工程的接觸程度與勘察設計單位不可比擬。 科研院所研究人員主要從事工程地質分析方法和某些專門工程地質問題研究,他們的科研能力強,并在數學力學分析方法及計算機應用方面做了較多工作。與實際工程的接觸程度也相對勘察設計單位較少。 而從事實際工程的勘測設計單位的工程技術人員主要進行專門工程地質問題研究,側重于某一具體工程地質條件的勘察及某一工程地質問題的解決。他們的工程經驗豐富,解決實際工程地質問題的能力強,但他們的理論水平和計算機應用水平相對較弱。 1.4.3 勘察設計單位工程地質人員目前的技術工作內容 我國目前工程地質人員的技術工作內容在形式上以圖紙和報告為主,在性質上以定性為主。工程地質勘察報告一般包括地形地貌、地層巖性、地質構造、物理地質現象、水文地質條件、巖土物理力學指標、建筑物工程地質條件(重復或細化上述各項)、工程地質分析評價(定性)等。 工程地質人員的技術職責是依據已有的規程、規范進行工程地質勘察工作,然后對工程所在的地質體做出定性和定量的工程地質評價,分析評價工程所存在的主要工程地質問題,提交工程地質勘察報告。 工程地質人員今后應做的技術工作內容不僅僅包括定性分析,也應逐步在半定量、定量分析上下功夫,使工程地質勘察上水平、上檔次。也應加強工程地質分析評價與決策方面的能力,加強工程地質風險性分析。 勘測目標的實現*終要落實到附有巖土設計參數的“三維地質(含水文地質)模型”。工程地質勘測的對象是復雜地質體系統,地質模型既非一開始就是毫無根據的黑箱模型,也不可能通過勘察成為所有細節都清楚的白箱模型,人們*需要而又能夠實現的是灰箱模型。因此,根據工程地質模型,結合足夠的工程經驗,可以分析評價地質體系統可能存在的主要工程地質問題,滿足工程設計的根本需要。 1.5 國外工程地質人員技術工作方法 西方國家工程地質人員的技術與職責與我國有較大的區別。他們的工作不僅僅包括我們日常所擔負的地質勘探、工程地質測繪、編制工程地質報告及其附圖等內容,還包括數值分析計算、檢測,甚至包括設計的一些內容。他們的工作不僅僅是定性的概念,也有許多定量的東西,他們給設計人員提供了更加豐富可靠的地質資料,與工程設計結合得更加緊密,使設計更加趨于合理。國外工程地質人員實際上是巖土工程師的概念。 奧地利及瑞士勘測階段的劃分與中國相似,要求與設計階段相一致,一般分為可行性研究、初步設計、詳細設計等階段。根據具體情況,如工程項目、工程設計要求、地質條件、施工方法等不同,結合勘測設計單位多年積累的工程經驗,針對不同工程地質(含水文地質)問題安排地質勘測工作,并無規范強制要求必須完成多少工作量。這一點與國內規范明確規定各階段勘測控制工作量及深度、精度明顯不同,勘測思路存在較大差異。 勘測策劃的首要環節是確定工程地質勘測的目標,包括各類巖土的分布、三維地質(含水文地質)模型、巖土物理力學性質、建立巖土工程模型、提供巖土設計參數等。 上述目標通過分步實現,即前期各勘測階段采用不同的勘測方法,建立不同精度的地質模型。 可行性研究階段:通過文獻分析及航片解譯等室內研究,編制地質(含水文地質)圖件,獲得初始地質模型。 初步設計階段:通過露頭研究,配合采用坑、槽、井探等方法進行勘察,提交中間地質報告,并獲得中間地質模型。 詳細設計階段:進行全面勘察,包括地球物理勘探、鉆探、洞探、井探、取樣、原位測試、室內試驗等,提交*終地質與巖土工程報告和*終地質模型。 地質模型具有初始—中間—*終的過程,是隨勘察深度加深而不斷利用勘探、試驗資料反饋修正的過程。反映出勘探、試驗等手段是用來驗證與修正地質分析(模型)的,而不是靠勘探、試驗等手段去查明地質模型。需要集中力量“查明”的是根據地質模型分析出的可能產生重大工程地質問題的局部地段。例如,圣哥達鐵路隧洞用了總勘察費(2億瑞士法朗)的大部分(1億多瑞士法朗),打了一條長達5km的勘探平硐和五個深達1750m的定向鉆孔,有效地解決了風化砂狀白云巖及其承壓水對隧洞的影響問題。一般洞段地質模型的建立主要靠地質測繪、輕型勘探及卓有成效的地質分析。而實現卓有成效的地質分析的前提是勘測設計單位擁有足夠的工程經驗。 西方地質工程師除了熟悉各類巖土的分布、三維地質(含水文地質)模型、巖土物理力學性質外,還能通過建立巖土工程模型進行有關問題的分析計算,如用三維有限元計算應力分布、FLAC程序計算變形等。其工程概念非常清楚,對工程地質問題的分析與評價令人信服。 因各國經濟體制不同,勘察階段的劃分和不同階段的勘探工作也有所區別。歐美國家的地質勘察工作在前期所做的勘察工作都相對較少,而側重于在施工階段根據揭露出的問題隨時進行處理。日本的地質勘察工作一般是在建筑場地系統布置勘探點,然后將勘察結果做統計評價。 與國外工程地質人員相比,雖說我國的地質工作有許多長處,如工作比較細致、系統,前期工作做得比較多,但是還存在很多不足。我國的工程地質技術人員,應該努力在工程地質定量評價、數值分析與設計配合等方面進一步開拓。這樣不僅可以提高我們的勘察水平、設計水平,也有助于提高工程地質人員在設計中的地位。 1.6 培養造就新一代的工程地質專家 1.6.1 工程地質專業人才的成長之路 要成為一名優秀的工程地質技術人員并非易事。一名成功的工程地質技術人員在體力和智力兩個方面都需要較高的素質。 就體力來說,沒有健康的身體就很難適應艱苦的野外生活,很難跋山涉水、鉆洞下井去取得**手資料,也很難進行長期的工程經驗的積累。幾乎可以這樣說,每一位工程地質大家都有著健康強壯的體魄。 就智力來說,工程地質人員不僅需要廣博的知識,良好的知識結構,更需要極強的邏輯思維能力和空間思維能力。 在具備上述兩個基本素質之后,再加上對工程地質這一行業的熱愛及幾十年如一日的刻苦鉆研,才能成長為一名優秀的地質工作者。 一般來說,一個從事工程地質行業的技術人員,不管是大學畢業,還是碩士、博士畢業,都要有10年以上的實際工作經驗,才有資格有能力成為一名優秀的地質工作者。 近年來,隨著中國經濟的發展,中國大規模的工程建設為工程地質工作者提供了廣闊的空間,在這一廣闊天地里,每一位有志于此行業者都可以大有作為。 1.6.2 地質人員是自然條件與工程建筑間的紐帶 工程建筑是在巖土介質中人工修建一個建筑物,是要適應或利用不同特性的地質體作為建筑物地基,在其上修建建筑物。因此,不了解地質體的特性,就很難保證上部建筑物的安全穩定和經濟合理,同時,不了解上部建筑物的規模、結構及其對基礎的要求,對下部地質體的評價也就失去了目標和方向。因此,在20世紀80年代,兩院院士潘家錚就曾就水利水電工程建設提出了培養一批地質-水利工程專家,這無疑是一個明智之舉。 地質人員*了解地質體的相關屬性——地質條件,地質
工程地質分析評價理論方法(精) 作者簡介
李廣誠,男,漢族,1961年6月生,北京懷柔人,博士,教授級不錯工程師、高級經濟師、注冊巖土工程師、注冊土木(水利)工程師。靠前工程地質與環境學會會員。曾任電力工業部北京勘測設計研究院副總工程師、水利部水利水電規劃設計總院勘測處處長,以及中國地質學會工程地質專業委員會副主任委員,中國水利學會勘測專業委員會副主任委員,中國地質大學(北京)、華北水利水電學院、中國礦業大學研究生院兼職教授,博士生導師等。主持了北京十三陵抽水蓄能電站、陜西漢江旬陽水電站、西藏那曲河查龍水電站等多項大型水電工程的工程地質勘察工作。主持或參加了南水北調東中西線工程、三峽水利樞紐、山西萬家寨水利樞紐、河南小浪底水利樞紐、廣西百色水利樞紐、四川紫坪鋪水利樞紐、內蒙古尼爾基水利樞紐、湖北水布埡等數十個大型項目的審查、咨詢與研究工作。著有《工程地質決策概論》《中國堤防工程地質》《堤防工程地質勘察與評價》《抽水蓄能電站工程地質問題分析研究》《南水北調工程地質研究》《安固如磐——工程地質章回談》等著作。參加《中國工程地質世紀成就》和《巖土工程試驗監測手冊》等編寫工作。有詩文集《人生當歌》出版。主持或參加多項水利水電工程勘察規范的編寫工作。國內外發表論文多篇。主要研究方向為工程地質系統與工程地質決策問題,提出了工程地質耦合理論。1991年獲北京市總工會“建功立業標兵”稱號。其主持的“陜西渭河咸陽城區段綜合治理工程”獲中國工程咨詢協會很好工程咨詢成果獎一等獎。參與咨詢的“右江百色水力樞紐工程”獲2017~2018年中國水利工程優質(大禹)獎。
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