水工地质8地质勘察.ppt

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1、第八章 工程地质与水文地质勘察本章结构本章结构 第一节第一节 概述概述第二节第二节 测绘测绘第三节第三节 勘察与试验勘察与试验第四节第四节 资料整理与报告编写资料整理与报告编写地质勘察地质勘察:是运用地是运用地质，工程地质理论质，工程地质理论和各类技术方法，和各类技术方法，为解决工程建设中为解决工程建设中的地质问题而进行的地质问题而进行的调查研究工作。的调查研究工作。概念概念第一节第一节 概述概述 地地质质勘勘察察工工作作是是水水文文地地质质工工程程地地质质人人员员在在设设计计部部门门提提供供的的勘勘察察意意向向书书和和任任务务书书的的基基础础上上，对对区区域域，场场地地和和一一些些专专门门性

2、性地地质质问问题题进进行行调调查查研研究究的的过过程程。它它在在总总体体上上是是为为工工程程规规划划、设设计计和和施施工工提提供供可可靠靠的的地地质质依依据据和和符符合合要要求求的的地地质质资资料料以以便便充充分分利利用用有有利利的的自自然然因因素素避避开开或或改改造造不不利利的的地地质质环环境境条条件件以以保保证工程建筑物的安全稳定，经济合理和正常运用。证工程建筑物的安全稳定，经济合理和正常运用。第一节第一节 概述概述 一、地质勘察的任务一、地质勘察的任务 1 1查明拟建筑区的水文地质工程地质条件（即地质环境调查）查明拟建筑区的水文地质工程地质条件（即地质环境调查）2 2场地选址场地选址即在

3、区域调查基础上，选择最适合建筑的场地位置，以保证有即在区域调查基础上，选择最适合建筑的场地位置，以保证有利条件最多，可能产生的问题最少。利条件最多，可能产生的问题最少。3 3相关水文地质工程地质问题研究相关水文地质工程地质问题研究4 4对建筑物的型式、施工的方法及建筑的安全运行方式提出建议对建筑物的型式、施工的方法及建筑的安全运行方式提出建议5 5预测工程运用期可能产生的地质问题并提出对策预测工程运用期可能产生的地质问题并提出对策 第一节第一节 概述概述 二、地质勘察阶段二、地质勘察阶段 划划分分的的依依据据是是工工程程建筑的阶段划分建筑的阶段划分 四个四个阶段阶段踏勘踏勘勘探勘探第一节第一节

4、 概述概述 1 1规划阶段的地质勘察规划阶段的地质勘察可研阶段进行调研与踏勘，俗称可研阶段进行调研与踏勘，俗称“走走走看看走看看”。2 2初设阶段的地质勘察初设阶段的地质勘察工程地质测绘和勘探。工程地质测绘和勘探。3 3技施阶段的地质勘察技施阶段的地质勘察以试验为主，针对基础分布范围展开，在施以试验为主，针对基础分布范围展开，在施工前和施工中都应进行（验槽）工前和施工中都应进行（验槽）4 4运行阶段地质勘察运行阶段地质勘察发生问题则进行，无问题就可不进行。发生问题则进行，无问题就可不进行。第一节第一节 概述概述 三、地质勘察方法三、地质勘察方法 1 1测绘：即地质填图工作，将岩性、构造、第四纪

5、分布、地下水分布、测绘：即地质填图工作，将岩性、构造、第四纪分布、地下水分布、物理地质现象分布等点绘于地形图上。物理地质现象分布等点绘于地形图上。2 2地质勘探：即以物理手段直接或间接揭示地质现象的进下分布特征。地质勘探：即以物理手段直接或间接揭示地质现象的进下分布特征。包括钻探、物探和山地工程三类。包括钻探、物探和山地工程三类。3 3地质试验地质试验 室内试验：岩土构成、剪力、压力、张力、水腐蚀性等室内试验：岩土构成、剪力、压力、张力、水腐蚀性等 原位试验：在钻孔或洞、横巷中原状制作样品进行现场测试原位试验：在钻孔或洞、横巷中原状制作样品进行现场测试 第二节第二节 地质测绘地质测绘 地地质质

6、测测绘绘即即水水文文地地质质工工程程地地质质填填图图工工作作，不不同同勘勘察察阶阶段段，测绘所用底图（地形地貌图）的比尺是不一样的。测绘所用底图（地形地貌图）的比尺是不一样的。第二节第二节 地质测绘地质测绘 一、测绘填图的比尺一、测绘填图的比尺 踏勘阶段：踏勘阶段：1:501:50万万1/201/20万万小比尺测绘：小比尺测绘：1/101/10万万1/51/5万万用于拟建区重点段测绘用于拟建区重点段测绘中比尺测绘：中比尺测绘：1/51/5万万1/11/1万万查明场地工程地质条件查明场地工程地质条件大比尺测绘：大比尺测绘：1/11/1万万1/11/1千千为选定建筑类型，结构和施工方法而进为选定建

7、筑类型，结构和施工方法而进行行 第二节第二节 地质测绘地质测绘 二、测绘工作的内容二、测绘工作的内容 目标：形成一张完整的目标：形成一张完整的水文地质工程地质图。水文地质工程地质图。1 1地形、地貌地形、地貌 2 2地层岩性地层岩性 3 3地质构造地质构造 第二节第二节 地质测绘地质测绘 4 4第四纪地质第四纪地质 5 5物理地质现象物理地质现象 6 6地表水及地下水地表水及地下水 上海市水文地质工程地质图上海市水文地质工程地质图第二节第二节 地质测绘地质测绘 三、测绘范围与精度的确定三、测绘范围与精度的确定 1 1测绘范围确定测绘范围确定 应大于建筑区，并按设计阶段，建筑类型、规模、地质复杂

8、程度、研应大于建筑区，并按设计阶段，建筑类型、规模、地质复杂程度、研究程度来定，重点构造区（如断层交汇区）可适当扩大范围。究程度来定，重点构造区（如断层交汇区）可适当扩大范围。第二节第二节 地质测绘地质测绘2 2测绘精度确定测绘精度确定 （1 1）原则：无论比尺大小，图上每）原则：无论比尺大小，图上每cmcm2 2应有一个点，天然露头不足时，应应有一个点，天然露头不足时，应以人工露头来补充。上点时，点与线的误差均应小于以人工露头来补充。上点时，点与线的误差均应小于mmmm。（2 2）确定程序）确定程序 图上打网格图上打网格按网格实地测绘按网格实地测绘确定人工露头数确定人工露头数人工露头制作、人

9、工露头制作、测绘（打网格时，单元最小宽度应大于测绘（打网格时，单元最小宽度应大于2mm2mm）。）。测绘成果图测绘成果图第三节第三节 地质勘探与试验地质勘探与试验地地质质勘勘探探是是地地质质勘勘察察的的重重要要方方法法，它它是是运运用用各各种种工工程程技技术术手手段段对对地地表表浅浅层层及及地地下下部部地地质质状状况况进进行行探探寻寻的的方方法法，而而地地质质试试验验则则紧紧跟跟勘勘探探进进行行，一一是是在在勘勘探探过过程程中中同同时时作作原原位位试试验验，二二是通过勘探过程中取样，再用室内试验方法检验样品。是通过勘探过程中取样，再用室内试验方法检验样品。一、工程地质勘探一、工程地质勘探 工程

10、地质勘探的具体方法又分为工程地质工程地质勘探的具体方法又分为工程地质物探物探、工程地质、工程地质钻探钻探和和山地工山地工程程方法三类。方法三类。第三节第三节 地质勘探与试验地质勘探与试验电法勘探设备电法勘探设备地质钻探地质钻探槽探槽探1 1物探方法物探方法主要包括电法和地震波（弹性波）方法两类。主要包括电法和地震波（弹性波）方法两类。（1 1）电法：常用的是电测剖面法和电测深法。）电法：常用的是电测剖面法和电测深法。N NB BA AM M电测剖面法，观测大致同一深度上，电阻率有差异的岩土体沿剖面上的电测剖面法，观测大致同一深度上，电阻率有差异的岩土体沿剖面上的分布特征。分布特征。A-B A-

11、B 供电极供电极M-N M-N 测电极测电极M-NM-N在在A-BA-B范围内移动。范围内移动。第三节第三节 地质勘探与试验地质勘探与试验N NB BA AM MA-B A-B 供电极供电极M-N M-N 测电极测电极电测深法研究的是地下岩土介质电阻率沿垂向变化的规律。电测深法研究的是地下岩土介质电阻率沿垂向变化的规律。M-NM-N不动，不动，A-BA-B从中心，按倍距离逐次向左、右两侧拉开距离。从中心，按倍距离逐次向左、右两侧拉开距离。第三节第三节 地质勘探与试验地质勘探与试验（2 2）地震波法，指利用地震波的回波波速，）地震波法，指利用地震波的回波波速，波形变化研究地下地质体的方法，是弹性

12、波波形变化研究地下地质体的方法，是弹性波法中最重要的一类，按波源不同，包括地震法中最重要的一类，按波源不同，包括地震波法、声波法、超声波法等波法、声波法、超声波法等 目的：地下岩土分层、场地卓越周目的：地下岩土分层、场地卓越周期的研究期的研究 第三节第三节 地质勘探与试验地质勘探与试验2 2工程地质钻探工程地质钻探 指用各类钻具向地下打人工孔洞对地下岩土体结构、岩性进行观测的指用各类钻具向地下打人工孔洞对地下岩土体结构、岩性进行观测的方法（岩芯、孔壁）。方法（岩芯、孔壁）。第三节第三节 地质勘探与试验地质勘探与试验（1 1）钻探的分类）钻探的分类 按所用工具类型按所用工具类型 简单（人工）钻探

13、：如洛阳铲，简单（人工）钻探：如洛阳铲，适用于工程规模小、粘土小、亚砂适用于工程规模小、粘土小、亚砂土类、易操作，小土钻（螺纹钻头）土类、易操作，小土钻（螺纹钻头）机械钻探：如汽车钻、塔钻机械钻探：如汽车钻、塔钻 第三节第三节 地质勘探与试验地质勘探与试验汽车钻汽车钻塔钻塔钻土钻土钻按钻头取芯与否按钻头取芯与否岩芯钻：钻头是空心的，可取地下岩土样岩芯钻：钻头是空心的，可取地下岩土样非岩芯钻：实心钻头、钻进速度快，用于安置电非岩芯钻：实心钻头、钻进速度快，用于安置电测或观测头测或观测头 按钻进方式按钻进方式冲击钻：和于松散卵、砂石层、取芯不完整，多冲击钻：和于松散卵、砂石层、取芯不完整，多为扰动

14、样。为扰动样。回转钻：适用范围广，可取芯，也可不取芯。回转钻：适用范围广，可取芯，也可不取芯。振动钻：适用于土层及松散碎石层振动钻：适用于土层及松散碎石层 第三节第三节 地质勘探与试验地质勘探与试验冲击钻冲击钻（2 2）钻探的编录工作）钻探的编录工作 指对钻探情况和观测到的地指对钻探情况和观测到的地质现象按次序进行记录和现场分析质现象按次序进行记录和现场分析判断。判断。可据编录结果绘制钻孔柱状可据编录结果绘制钻孔柱状剖面图，对地下岩土进行分层。剖面图，对地下岩土进行分层。第三节第三节 地质勘探与试验地质勘探与试验序号序号深度深度地层地层岩土名称岩土名称岩性描述岩性描述原位试验原位试验1 10-

15、0.4m0-0.4mQ Qstst4 4素填土素填土XXXXX XX XX XXXXX工程工程X#X#钻孔编录钻孔编录XXXX工程队工程队编录人：编录人：负责人：负责人：第三节第三节 地质勘探与试验地质勘探与试验编录格式编录格式 3 3山地工程山地工程 指用坑、槽、井、洞等方法来探明地下工程地质条件的方法。指用坑、槽、井、洞等方法来探明地下工程地质条件的方法。（1 1）分类）分类 按工程量的大小分为轻型和重型两类。按工程量的大小分为轻型和重型两类。轻型山地工程：包括探坑、探槽两类（一般轻型山地工程：包括探坑、探槽两类（一般h h10m10m）和浅井（）和浅井（15m15m）可取原状样，设置原位

16、试验等可取原状样，设置原位试验等 第三节第三节 地质勘探与试验地质勘探与试验探坑探坑探槽探槽重型山地工程（地下井巷工程）重型山地工程（地下井巷工程）包括竖井、斜井、平硐三类。包括竖井、斜井、平硐三类。可设置较多的原位试验，如剪切、压缩、弹性模量，取样等。可设置较多的原位试验，如剪切、压缩、弹性模量，取样等。第三节第三节 地质勘探与试验地质勘探与试验竖井竖井斜井斜井平硐平硐勘探点勘探点（2 2）编录）编录主要是进行记录，描述和绘制展视图。主要是进行记录，描述和绘制展视图。第三节第三节 地质勘探与试验地质勘探与试验坑道测绘与编录坑道测绘与编录二、地质试验二、地质试验按试验场所不同，可分为原位（野外

17、）试验和室内试验两类。按试验场所不同，可分为原位（野外）试验和室内试验两类。1 1野外试验（原位试验）野外试验（原位试验）伴随钻探，山地工程同时进行的试验，类型主要有伴随钻探，山地工程同时进行的试验，类型主要有 （1 1）载荷试验）载荷试验 包括原位抗压、抗剪（断）、弹模试验等，主要是确定地基岩土的承包括原位抗压、抗剪（断）、弹模试验等，主要是确定地基岩土的承载力，对地基土体而言，最常用的载荷试验是标准贯入法和重力触探法。载力，对地基土体而言，最常用的载荷试验是标准贯入法和重力触探法。第三节第三节 地质勘探与试验地质勘探与试验标准贯入法标准贯入法 指用一定的开口管状空心贯入器作工具，利用上部锤

18、击，将其打入砂指用一定的开口管状空心贯入器作工具，利用上部锤击，将其打入砂土，粘性土中规定深度，记录所需击数，以此查算地基承载力的方法。土，粘性土中规定深度，记录所需击数，以此查算地基承载力的方法。最常用的标贯法是用最常用的标贯法是用kgkg的穿心锤以的穿心锤以76cm76cm的落距锤击贯入器，记录击入的落距锤击贯入器，记录击入30cm30cm的锤击数。的锤击数。当杆长大于当杆长大于3m3m时，应进行杆长校正。时，应进行杆长校正。依校正后的值查表求地基土的承载力依校正后的值查表求地基土的承载力 第三节第三节 地质勘探与试验地质勘探与试验动力触探法动力触探法 与标贯法类似，只不过贯入器换入了实心

19、的触探头，最常用的是重与标贯法类似，只不过贯入器换入了实心的触探头，最常用的是重（2 2）型重力触探，多用于砂性土，卵、砾石层中。）型重力触探，多用于砂性土，卵、砾石层中。以以kgkg的穿心锤以的穿心锤以76cm76cm的落距击打触探杆，的落距击打触探杆，记录打入记录打入10cm10cm时所需的击数值，同样，以杆长校正时所需的击数值，同样，以杆长校正后的值后的值N N为依据，查算地基土层的容许承载力值。为依据，查算地基土层的容许承载力值。第三节第三节 地质勘探与试验地质勘探与试验*地基岩土承载力的确定还可依据地基岩土的物理性质指标查地基岩土承载力的确定还可依据地基岩土的物理性质指标查表求算，主

20、要指标是液性指数表求算，主要指标是液性指数I IL L，塑性指数，塑性指数I IP P和孔隙比和孔隙比e e，含，含水率水率w%w%（第一指标，第二指标）。（第一指标，第二指标）。问：对于同一层岩土，标贯和触探得到一个承载力值，室内问：对于同一层岩土，标贯和触探得到一个承载力值，室内实验测定的物理指标又得到一个承载力值，实际应用时，该实验测定的物理指标又得到一个承载力值，实际应用时，该取哪一个值作用建议采用值，为什么？取哪一个值作用建议采用值，为什么？第三节第三节 地质勘探与试验地质勘探与试验（2 2）钻孔压水试验）钻孔压水试验即隔离出一段长度的钻孔，向孔内注即隔离出一段长度的钻孔，向孔内注水

21、（加压）至渗透流量稳定水（加压）至渗透流量稳定用以用以评价地下岩土体的相对透水性和裂隙评价地下岩土体的相对透水性和裂隙发育（连通性、密度、开口度等）程发育（连通性、密度、开口度等）程度和获得渗透系数值。度和获得渗透系数值。第三节第三节 地质勘探与试验地质勘探与试验（3 3）灌浆试验）灌浆试验 类似钻孔压水试验，但注入的是水类似钻孔压水试验，但注入的是水泥砂浆、素水泥浆或某些化学凝胶物，泥砂浆、素水泥浆或某些化学凝胶物，结论可为固结灌浆和帷幕灌浆提供设计结论可为固结灌浆和帷幕灌浆提供设计依据。依据。试验的技术参数包括：浆液成份、试验的技术参数包括：浆液成份、稠度、试验钻孔长度（一般为稠度、试验钻

22、孔长度（一般为5m5m）、灌）、灌浆压力、灌浆孔径、钻孔斜度等。浆压力、灌浆孔径、钻孔斜度等。第三节第三节 地质勘探与试验地质勘探与试验2 2室内试验室内试验室内试验是对勘探过程中采集的岩石、土和水样品进行试验和检测的过程，室内试验是对勘探过程中采集的岩石、土和水样品进行试验和检测的过程，主要内容包括：主要内容包括：岩土工程性质试验（见岩土工程勘察规范，岩土工程性质试验（见岩土工程勘察规范，GB50021-2001GB50021-2001不同样类，不同样类，试验内容不同。试验内容不同。第三节第三节 地质勘探与试验地质勘探与试验岩石样：岩石样：单轴极限抗压强度，软化系数，剪切（断）试验等。单轴极

23、限抗压强度，软化系数，剪切（断）试验等。土样：土样：粘性土：粉土、颗分、比重、液塑限、压缩（含湿陷性）、密度、含水等。粘性土：粉土、颗分、比重、液塑限、压缩（含湿陷性）、密度、含水等。砂土：颗分、比重密度含水率、自然休止角等。砂土：颗分、比重密度含水率、自然休止角等。碎石土：颗分、比重、密度、含水率等。碎石土：颗分、比重、密度、含水率等。第三节第三节 地质勘探与试验地质勘探与试验地下水、土中水对钢砼、砼的腐蚀性检验。地下水、土中水对钢砼、砼的腐蚀性检验。一般检查一般检查S0S04 4-2-2 、侵蚀性、侵蚀性COCO2 2 、pHpH值、值、ClCl-、HCOHCO3 3-、CaCa2+2+、

24、MgMg2+2+、NHNH+等离等离子含量。子含量。专门性试验专门性试验 如模型试验、模拟试验、风洞试验等，如模型试验、模拟试验、风洞试验等，针对专门性问题开展。针对专门性问题开展。桥梁工程、大型工程中应用最多。桥梁工程、大型工程中应用最多。第三节第三节 地质勘探与试验地质勘探与试验建筑物风压风洞试验建筑物风压风洞试验第四节第四节 资料整理与报告编写资料整理与报告编写 地地质质勘勘察察过过程程中中，外外业业的的测测绘绘、勘勘探探和和试试验验成成果果资资料料，应应及及时时进进行行归归整整，并并绘绘制制必必要要的的草草图图。以以便便随随时时指指导导、补补充充和和完完整整下下一一步步的的野野外外勘勘

25、察察工工作作。而而在在地地质质勘勘察察工工作作结结束束时时，则则必必须须将将直直接接和和间间接接得得到到的的各各种种资资料料加加以以汇汇总总、检检查查、核核对对，归归纳纳总总结结成成为为XXXX工工程程地地质质勘勘察察报报告告提提交交设设计计部部门门作作为为工工程程设计、施工的依据。设计、施工的依据。第四节第四节 资料整理与报告编写资料整理与报告编写 地质勘察报告的编制原则是：地质勘察报告的编制原则是：（1 1）资资料料归归纳纳尽尽量量详详尽尽，格格式式符符合有关规范的要求。合有关规范的要求。（2 2）报报告告内内容容应应依依据据勘勘察察任任务务书书编制。编制。第四节第四节 资料整理与报告编写

26、资料整理与报告编写 一、地质勘察报告的内容一、地质勘察报告的内容1 1前言（概述）前言（概述）主要是介绍一下勘察任务的来源，拟建构建物的基本情况（什么构建物，主要是介绍一下勘察任务的来源，拟建构建物的基本情况（什么构建物，基础类型、埋深、构建物等级、勘察等级等）。具体的勘察任务，勘察中基础类型、埋深、构建物等级、勘察等级等）。具体的勘察任务，勘察中执行的规范与标准，以及勘察方法和工作量等。执行的规范与标准，以及勘察方法和工作量等。第四节第四节 资料整理与报告编写资料整理与报告编写 2 2通论通论实际是场地和区域工程地质情况的客观介绍，包括区域地质、地形地貌、实际是场地和区域工程地质情况的客观介

27、绍，包括区域地质、地形地貌、地质构造、水文地质条件、不良地质现象以及场地基本烈度等。地质构造、水文地质条件、不良地质现象以及场地基本烈度等。3 3专论（重点内容）专论（重点内容）主要包括场地岩性及其垂向分层，地基岩土层工程性能的评价，地下水、主要包括场地岩性及其垂向分层，地基岩土层工程性能的评价，地下水、土的腐蚀性评价、场地不良地质现象分析与评价（地震、软土层、砂土液土的腐蚀性评价、场地不良地质现象分析与评价（地震、软土层、砂土液化等）化等）同时，主要针对勘察任务书提出的要求同时，主要针对勘察任务书提出的要求给以明确回答，最给以明确回答，最后还要明确指出持力层的位置，建筑的结构类型，基础的类型

28、以及对不良后还要明确指出持力层的位置，建筑的结构类型，基础的类型以及对不良地质条件的处理措施等。地质条件的处理措施等。第四节第四节 资料整理与报告编写资料整理与报告编写 4 4结论结论 逐条列出对场地的适宜性，地下水状况、场地类型、各地基土层承载力逐条列出对场地的适宜性，地下水状况、场地类型、各地基土层承载力值、地基处理方案等的判定结论和建议。值、地基处理方案等的判定结论和建议。第四节第四节 资料整理与报告编写资料整理与报告编写 二、地质勘察报告中的附件二、地质勘察报告中的附件 一般的地质勘察报告中除文字叙述外，还应包括必须的附图和附表。一般的地质勘察报告中除文字叙述外，还应包括必须的附图和附

29、表。附图有：附图有：（1 1）勘察点平面布置图（勘察网格图）勘察点平面布置图（勘察网格图）（2 2）工程地质柱状图：一般要求每孔、每坑（槽）一个）工程地质柱状图：一般要求每孔、每坑（槽）一个 （3 3）工程地质剖面图（勘察线剖面图）工程地质剖面图（勘察线剖面图）由同一勘察线上若干勘探点的柱状图联结而成，可综合反映地下岩土状由同一勘察线上若干勘探点的柱状图联结而成，可综合反映地下岩土状况在剖面上的变化。况在剖面上的变化。第四节第四节 资料整理与报告编写资料整理与报告编写 附表有：附表有：（1 1）岩土试验成果表）岩土试验成果表 地基土物理力学指标表，包括各地基土层的物理性质指标，水理性质地基土物

30、理力学指标表，包括各地基土层的物理性质指标，水理性质指标，力学性制裁指标以及相应土层的地基承载力标准值。指标，力学性制裁指标以及相应土层的地基承载力标准值。（2 2）地下水、土中水腐蚀性检验成果表）地下水、土中水腐蚀性检验成果表 （3 3）其它专题性研究成果表）其它专题性研究成果表 如地基土层剪切波速成果表，原位试验成果统计表、黄土湿陷性评价表、如地基土层剪切波速成果表，原位试验成果统计表、黄土湿陷性评价表、剪切试验成果表、桩承力试验成果表等。剪切试验成果表、桩承力试验成果表等。课程讲授内容课程讲授内容绪论绪论0.5第五章第五章 岩体的工程地质特性岩体的工程地质特性 2第一章第一章 矿物与岩石

31、矿物与岩石5.5第六章第六章 地基与边坡稳定的工程地质地基与边坡稳定的工程地质分析分析 4第二章第二章 地质构造地质构造6第七章第七章 地下建筑的工程地质分析地下建筑的工程地质分析 5第三章第三章 区域构造稳定性和区域构造稳定性和地表地质作用地表地质作用 7第八章第八章 工程地质与水文地质勘察工程地质与水文地质勘察2第四章第四章 地下水及其对工程地下水及其对工程的影响的影响 4讲课总计讲课总计36考试形式考试形式一、名词解释一、名词解释二、填空二、填空三、简答题三、简答题四、分析计算题四、分析计算题五、识图作图题五、识图作图题六、论述六、论述*极射赤平投影原理与应用极射赤平投影原理与应用 极射

32、赤平投影极射赤平投影(Stereographic projection)(Stereographic projection)简称赤简称赤平投影，平投影，主要用来表示线、面的方位，及其相互之间主要用来表示线、面的方位，及其相互之间的角距关系和运动轨迹，把物体三维空间的几何要素的角距关系和运动轨迹，把物体三维空间的几何要素（面、线）投影到平面上来进行研究。（面、线）投影到平面上来进行研究。特点：方法简便、直观、是一种形象、综合的定量特点：方法简便、直观、是一种形象、综合的定量图解。在构造地质、工程地质和航海上被广泛地应用。图解。在构造地质、工程地质和航海上被广泛地应用。投影要素投影要素1 1、投影

33、球、投影球2 2、赤平面、赤平面:过投影球球心的水平面过投影球球心的水平面3 3、基圆、基圆:赤平面与球面相交的大圆（赤平大圆）。凡过球心的平赤平面与球面相交的大圆（赤平大圆）。凡过球心的平面与球面相交的大圆，统称为大圆，不过球心的平面与球面相交面与球面相交的大圆，统称为大圆，不过球心的平面与球面相交所成的圆统称小圆。所成的圆统称小圆。4 4、极射点、极射点:球上两极发射点，分上半球投影和下球投影球上两极发射点，分上半球投影和下球投影A 吴尔福网B 施密特网一、面和线的赤平投影一、面和线的赤平投影（一）投影原理（一）投影原理 任任何何一一个个过过球球心心的的无无限限伸伸展展的的平平面面（岩岩层

34、层面面、断断层层面面、节节理理面面或或轴轴面面等等）和和线线，必必然然与与球球面面相相交交成成球球面面大圆和点。大圆和点。球球面面大大圆圆与与极极射射点点的的连连线线必必然然穿穿过过赤赤平平面面，在在赤赤平平面面上上这这些些穿穿透透点点的的连连线线即即为为该该平平面面的的相相应应大大圆圆的的赤赤平平投影，简称大圆弧。投影，简称大圆弧。1.平面的投影平面的投影 平面平面(PGF)产状产状:SN/90 40,投影到赤平面上为投影到赤平面上为PHF。PF代表走向，代表走向，OH代表倾向，代表倾向，DH代表倾角。代表倾角。2.线的投影线的投影 直线直线(OG)产状：产状：90 40,投影到赤平面上为投

35、影到赤平面上为H点。点。OD为直线的倾伏向，为直线的倾伏向，HD为倾伏角。为倾伏角。(二）二）投影网：吴尔福网和施密特网投影网：吴尔福网和施密特网 1.吴氏网的结构及成因原理吴氏网的结构及成因原理吴氏网的结构：基圆、径向大圆弧、纬向小圆弧、东西、南北经纬线，间距吴氏网的结构：基圆、径向大圆弧、纬向小圆弧、东西、南北经纬线，间距2，误差，误差。（1 1）基圆：赤平大圆，代表水平面，）基圆：赤平大圆，代表水平面，0-3600-360方位角刻度。方位角刻度。（2）两条直径：）两条直径：EW，SN。（3 3）经向大圆弧：由一系列走向经向大圆弧：由一系列走向SN的，向东或西倾斜，倾角不同的，向东或西倾斜

36、，倾角不同（0-900-90），间隔），间隔2的投影大圆弧（代表倾斜平面）组成。的投影大圆弧（代表倾斜平面）组成。（4）纬向小圆纬向小圆“为一系列走向东西、直立小圆的投影小圆弧组成。他们为一系列走向东西、直立小圆的投影小圆弧组成。他们将将SNSN直径、经向大圆和基圆等分，每小格为直径、经向大圆和基圆等分，每小格为2 2。（1 1）预备阶段）预备阶段 将透明纸蒙在吴氏网将透明纸蒙在吴氏网上，上，画画“+”“+”中心，中心，标出标出E E、S S、W W、N N方位方位（顺时针）。（顺时针）。吴氏网吴氏网2.一般操作步骤：一般操作步骤：（2 2）平面的赤平投影）平面的赤平投影 投影步骤投影步骤(口

37、诀口诀):):A、基圆顺钟找倾向；、基圆顺钟找倾向；B、东西直径数倾角（由圆周向圆心数）；、东西直径数倾角（由圆周向圆心数）；C、径向圆弧拟平面；、径向圆弧拟平面；D、复原归位定投影。、复原归位定投影。上例上例1 1：平面产状平面产状 12030 12030投影投影 操作操作：（3 3）直线的赤平投影）直线的赤平投影 步骤同步骤同1 1、2 2即可。即可。例例2 2：线理产状：线理产状 33040 33040投影如上。投影如上。（4 4）法线的投影）法线的投影关键：法线和平面垂直，倾向相反（关键：法线和平面垂直，倾向相反（9090），倾角互余。），倾角互余。例例3:产状为产状为90 40 平面

38、的法线投影。平面的法线投影。二、极射赤平投影的应用二、极射赤平投影的应用例例4:求求220 35 和和300 55 两平面的交两平面的交线的产状（右图线的产状（右图)。S2S1HOS1S S2 21.求两平面交线的产状。求两平面交线的产状。例例5:线理线理LI 产状产状为为120 36，L2 产状为产状为180 40所决所决定的平面产状。定的平面产状。2.求两相交直线所决定的平面产状。求两相交直线所决定的平面产状。3.求平面上的直线产状求平面上的直线产状 例例6：已知平面产状已知平面产状18037，该平面上一条直线侧伏向，该平面上一条直线侧伏向E E，侧伏角侧伏角4444，求直线的倾伏向和倾伏

39、角。，求直线的倾伏向和倾伏角。3744E E E ES S S S4.求两面夹角及角平分线的产状求两面夹角及角平分线的产状 两相交平面的公垂面和两平面的投影大圆弧相交，其间的两相交平面的公垂面和两平面的投影大圆弧相交，其间的夹角为所求的夹角，角的一半为平分线。夹角为所求的夹角，角的一半为平分线。例例例例7:7:有两个平面有两个平面有两个平面有两个平面245 245 30301451454848实际应用时可以据共轭剪节理求主压应力轴实际应用时可以据共轭剪节理求主压应力轴(1)的的方向！方向！比如：一共比如：一共比如：一共比如：一共轭节理产状为轭节理产状为轭节理产状为轭节理产状为:70:706060和和和和1201206060，求主压应力求主压应力求主压应力求主压应力轴产状。轴产状。轴产状。轴产状。课程结束！课程结束！