1、地質分析是工程地質勘察的核心以地質學和巖土力學理論為基礎的近代工程地質的發展和電子計算機及各種現代勘察測試技術的應用，促進了水利水電工程地質勘察和評論工作的面貌發生了巨大的變化。因此，如何改善水利水電工程地質勘察工作，已成為工程地質學界和水利水電工程建設部門共同關心的問題。我國1999年發布的水利水電工程地質勘察規范是總結我國建國以來水利水電工程地質勘察經驗編寫的，是我們進行水利水電工程地質勘察工作主要依據。如何正確理解、執行規范規定是我們在實際工作中值得研究的問題。只有創造性的從實際出發，把工程與地質結合起來，使用正確的力學研究方法、數學研究方法進行細致的分析，最終得出工程地質評價才是最可靠

2、的依據。一、國外大壩工程地質勘察工作的特點（一）、勘探工作量較少勘探指數勘探工作總進尺壩高×壩頂長統計國內60多個工程勘探指數的平均值與國外相比：國 內 國 外地質條件簡單 0.11 <0.05中等復雜地質條件 0.2 +0.1復雜地質條件 0.44 <0.2如大橋水庫，壩高93米，壩頂長312米則工程勘探總進尺93×312×0.4412629米而實際工程勘探總進尺為13921米12629米也就是說，我國的勘探工作量平均比國外高出了一倍左右。（二）、重視勘察工作的成本效益分析國外把地質勘察工作的效益定義為，設計對有用地質資料占全部勘察工作資料的百分數，

3、作為評價工程地質勘察工作的（技術和經濟）效益的統一標準。因此，勘察前期以布置適量鉆探工作，原則上不布置原位試驗，而在施工期結合工程需要進行必要的勘探、試驗工作，這是值得借鑒的。（三）、常規勘察方法與現代探測手段的綜合使用和國內推廣小口徑（56）鉆探相反，國外總的趨勢是加大孔徑，以進一步提高巖芯獲得率和利用探頭進行各種孔內測試工作。也就是一孔多用。工程地質人員最關心的是如何進一步提高巖芯獲得率和取樣技術，這是評價工程地質條件的主要依據。關于孔深，國外多傾向于淺孔為主，深、淺相結合的原則，最大孔深為壩高的70，一般孔深為壩高的13。壓水試驗：總長度為鉆探總進尺的1025%，巖土力學試驗大力提倡野外

4、大型試驗，其尺寸應達到節理平均間距的6倍，實際上一般采用室內和野外結合的大、中、小結合的原則。（四）、重視地質力學模型試驗研究（五）、普遍采用類比法類比法是建立在多種地質因素的相關關系和經驗的基礎上的有效的工程地質評價方法。應用工程地質類比法和經驗判斷應掌握以下幾條原則：1、巖石的巖性必須基本相同或類同；2、巖體的邊界條件應相似；3、建筑物類型應該一致；4、利用正建成的、經過考驗的水工建筑物的參數的合理性和安全度；5、在工程地質類比法和經驗判斷中，以概率機理進行風險決算和以模糊數學概念來做模糊工程地質評價是必要的。二、幾點啟示1、在勘察布置上采用地質因素重要性分析法；2、在勘察方法上采用各種新

5、的勘察技術，改善傳統的勘察方法；3、在工程地質評價上大量采用類比法，以充分運用正積累起來的經驗；4、地質分析是核心；工程地質勘察的巖土物理力學參數取值的原則、方法和內容巖土力學參數是工程設計和巖土體穩定性評價十分重要的科學依據。但是要取得精確的、可靠的巖土力學參數是十分困難的。現有多種手冊中所列舉的巖土力學參數均沒有說明：試驗的部位、取樣地點、工程類別、工程作用力的性質、試驗原理程序等。在沒有說明以上問題的情況下，所得到的巖土力學參數是不能直接引用的。解決巖土力學參數的問題，必須使工程地質和巖土力學工作緊密結合，才能得到較精確和比較可靠的巖土力學參數。誰能做到兩者緊密結合，在解決巖土力學參數問

6、題上誰就能走在前面。巖體力學是近代發展較快的科學分支，了解巖體力學研究對于正確理解、認識、掌握巖土力學參數的取值原則、方法和內容是十分必要的。巖體力學是在巖體結構控制論的基礎上，對巖體的力學性狀及其變形、位移及破壞過程和規律的研究。巖體所處環境對巖體力學性狀的影響：1、構造環境：構造活動性、地震危險性及活動性；2、地應力環境、巖體表層巖體應力分布：應力釋放帶、應力集中帶、應力平穩帶，處于不同應力帶可對應不同的工程地質問題，其力學參數亦有很大差距；河谷應力場分布對認識巖體力學參數有明確的啟示3、水文地質條件、水的靜水壓力、動水壓力、孔隙水壓力、有效壓力及水巖作用問題；4、地溫條件；5、荷載條件、

7、荷載性質、加力方式、加荷速度；巖體總體力學性質與參數組成巖體的均一性、總體結構的連續性、巖體的孔隙程度、結構面的力學性質、幾何效應、力學效應。巖體形變破壞過程的機理研究。1、巖體不同形變階段的力學性質、強度理論及強度指標；2、塊裂介質，形變主要受結構面的控制；3、連續介質，形變主要受結構面的控制；4、破碎介質，具有強烈的結構效應；巖體力學實驗研究：地質分析是巖體力學實驗研究的基礎，如何將地質結構條件概化為地質模型，又將地質模型轉化為力學模型，而使邊界條件、巖體變形和破壞機理不失真，這要求對巖體結構第一手資料準確、可靠。因此，巖體力學參數有充分的代表性，針對性和對巖體變形機理深刻的認識以及力學模

8、型是否表征的問題的關鍵和要害。一、原則1、巖土物理力學性質參數試驗成果可按巖土體質量類別、工程地質單元、區段或層位，分別用算術平均值、最小二乘法、圖解法、數值統計法或優定斜率法進行整理，并舍去不合理的離散值。應采用整理后的試驗值作為標準值，再根據水工建筑物地基或圍巖的工程地質條件進行調整，提出地質建議值，當采用結構可靠度分項系數及極限狀態設計方法時，巖土性能的標準值宜根據巖土試驗性能的概率分布的某一分位值來確定。2、土的物理力學性質參數地基滲漏系數采用室內試驗或抽水試驗的大值平均值作為標準值；用于水位降落、排水計算宜用小平均值，供水工程計算可用平均值。粘性土地基，f/可采用室內飽和固結快剪90

9、，c可取2030，對于砂性土，f采用8590，不計c值；土的抗剪強度宜采用試驗峰值的小平均值作為標準值；軟土宜用流變值。3、巖體的物理力學性質參數當試件呈脆性破壞時，壩基抗剪強度取值：拱壩應采用峰值強度的平均值作為標準值；重力壩應采用概率分布的0.2分位值作為標準值或采用峰值強度的小值平均值，或采用優定斜率法的下限作為標準值。抗剪強度采用比例極限強度作為標準值。當試件呈塑性破壞時，以其屈服強度作為標準值，并考慮時間效應，并按流變影響進行折減。總體變形指標應根據巖體實際承受工程作用力方向和大小進行原位試驗，并采用壓力變形曲線上建筑物最大荷載下相應的變形關系選取標準值。壩基巖體承載力宜根據飽和單軸

10、抗壓強度進行折減確定標準值，軟巖可通過三軸壓縮試驗確定其容許承載力。4、結構面的抗剪強度當結構面試件的凸起部分被啃斷或膠結充填物被剪斷時，采用峰值強度的小平均值作為標準值。當結構面試件呈磨擦破壞時，應采用屈服強度或流變強度作為標準值。5、軟弱層、斷層的抗剪強度，當試件呈塑性破壞時，應采用屈服強度或流變強度為標準值。當試件粘粉含量30或有泥化鏡面或粘土礦物的蒙脫石為主時，應采用流變強度作為標準值。在固結剪切中，峰值與流變折減系數為0.8，屈服值與流變折減系數為0.93，其剪切帶屈服值相當于峰值6070。6、斜坡穩定計算參數巖質邊坡潛在的滑動面的抗剪強度可取峰值強度；古滑坡或多次滑動面的抗剪強度可

11、取殘余強度。7、巖土工程中巖土性質指標的選用、一般情況下，巖土性質指標應提供統計數量、范圍值、平均值和孌異系數；、評價巖土巖狀的指標，應選用平均值；、正常使用極限狀態計算需用的巖土性質指標，如：壓縮系數、壓縮模量、滲透系數，宜選平均值。當孌異系數較大時，可根據經驗作適當調整。一般情況下，孌異系數應小于0.3；、承載力極限狀態計算需用的巖土參數，應選用標準值；、每個場地主要巖土層參加統計指標數是不應少于6個；、回歸修正系數也可根據工程重要性、參數的孌異性和統計數據的個數，根據經驗選用。二、方法1、抗剪斷強度試驗資料整理分析方法、檢查原始試驗資料，論證各試點峰值抗剪強度；、點繪原始資料水平位移剪應

12、力垂直位移曲線；、確定抗剪強度特征值；對于脆性破壞型的砼基巖抗剪，采用前端剪脹點作為砼基巖膠結面不開裂的控制點，確定為近似比例極限。對于塑性破壞型的巖體及軟弱層抗剪，依據變形曲線判斷，當剪應力增加到約為峰值0.60.7倍范圍內，位移速度增大，曲線明顯轉折，確定為屈服值強度。、依據大剪試驗剪面地質素描圖，分析多試點情況，確定剪切類型，點繪關系曲線，分別整理單組及分類的抗剪強度指標。2、巖體變形特征試驗資料分析整理方法、檢查原始資料，判斷多級壓力下變形是否穩定；、對最后一級壓力下變形值進行修正，確定變形穩定值；、采用某級荷載下回彈線延長近似計算彈性模量，解決部分試點由于卸荷至零點荷載扳脫離而造成的

13、彈性變形不確切的問題；3、優定斜率法（一）、優定斜率法的基本思路尊重巖體的結構特征，不搞機械式的分解和裝配，對組成巖體抗剪強度參數的兩個隨機變量f、c，利用其穩定性的差異和相關性，按先易后難的原則，先優定f，再求其c，建立參數取值較科學程度，習題減少主觀隨意性。其內容和步驟是：、巖體力學測試研究，成果整理分析和參數選取均建立在巖體工程地質分級基礎上；、加強現場試驗點和剪切面具體結構條件的調查、統計和分析；、注意巖體變形、破壞機理的研究，重視測試成果與試點地質條件對應關系的分析；、通過分析后，先優定各巖級摩擦系數；、在此基礎上分別求出多各級相應斜率的凝聚力值；（二）、斜率優定的方法、綜合分析法：

14、首先分析巖石在三維狀態下的強度特征，探索內摩擦角的變化規律，再根據各巖級試驗成果繪制關系圖，從其點群分布的總趨勢和，并注意巖級試點應力應變關系所顯示的特點，以及個別離散度試點的代表性,大致確定出點群上、下包線的斜率，最后參考工程實踐經驗，綜合分析確定各巖級的斜率；公式計算法（巖體破壞經驗準則推求法）大量資料表明：庫倫強度準則中的摩擦系數應理解為：在最大正應力下的瞬時摩擦系數綜合值，因此，根據壩基巖體可能達到的應力水平，確定此應力區段骨的全部瞬時摩擦系數的平均值，以此作為摩擦系數的優定值，并按經驗破壞準則導出各巖級的優定內摩擦角。（四）、凝聚力c的取值原則合理地選取離散度大的c值，對于均一性較好

15、的巖體，可在優定斜率法的下限和平均值之間選取c值；對于堅硬巖體，由于裂隙發育的隨機性和不均勻性，為了避免因某些薄弱單元的破壞面危及巖體的整體安全c值宜選下限值。4、統計和概率方法統計和概率方法是建立在足夠有效的數據采集的基礎上，根據這些數據樣本求得統計學特征和經驗概率分布，再由統計推斷獲得參數的理論概率分布函數的一種方法。三、巖土力學參數的內容1、地下洞室巖體物理力學參數內容中小型水利水電工程地質勘察經驗匯編提出圍巖主要物理力學參數有：密度、凝聚力c、內摩擦角、變形模量e0、泊桑比。已勘察設計水利水電工程地下洞室巖體力學參數名稱參數內容工程名稱密度抗剪強度f、c抗剪斷強度fc變形模量e0彈性模

16、量e泊桑比堅固系數單位抗力系數抗拉強度承載力（允許）結構面抗剪強度fi、ci縱波速度備注大橋水庫000000有壓隧洞瓦屋山電站000000有壓天龍湖電站0000000有壓隧洞天龍湖電站000剪切模量00地下廠房黃角壩電站00無壓武都水庫導流洞00000無壓會東可河電站0000000調壓井漫水灣電站000抗壓強度000廣西那板水電站引水洞000000抗壓強度抗拉強度平昌牛角坑水庫00000無壓馬邊官帽舟電站000000無壓筠蓮王家溝水庫000000無壓設計使用指標00動彈模量0000抗壓強度0從表中可知:各個地勘報告提出一下洞室巖體力學參數內容是不一致的,而不同功能的隧洞設計使用指標是不一致的，

17、大跨度地下廠房、地下洞室合作的指標也有不同。因此，地下洞室巖體力學參數必須根據水工建筑物結構、功能提出滿足設計使用的指標。2、大壩地基巖體物理力學參數的內容在閱讀我們的地勘報告中，大壩地基巖體物理力學參數的內容也存在一定差異，但總的內容是一致的。其主要指標、巖體抗剪強度、地基承載力、變形指標、軟弱夾層抗剪指標，但這些指標有個共同特點，指標基本相同，沒有根據地質環境分析評價，特別是軟弱夾層指標，很多是無試驗資料，都是所謂的“類比”。龍羊峽安康電站、雅安銅頭電站、山西萬家寨電站等工程試驗成果表明，地質環境、試驗方法對巖體物理力學性質影響是顯著的。攀枝花地區地基土試驗資料的數理統計和回歸分析表明，土體物理力學性質與埋深關系密切。3、邊坡評價中巖土力學參數內容在邊坡穩定評價中，除均質巖土體要用巖土體抗剪強度指標外，一般應使用結構面的物理力學參數。在滑坡穩定系數的反算中，其反算的穩定系數應根據滑坡不同發育階段而定，而不能一律使用1.0概念。滑坡不同發育階段的穩定系數發育階段 局部變形階段 整體滑移階段 穩定固結階段 蠕變 微滑 劇滑 固結穩定系數k0 1