一种土体工程地质分类方法与流程

1.本发明涉及岩土工程技术领域，具体涉及一种土体工程地质分类方法。


背景技术：

2.在岩土工程领域中，土体的力学强度是评价土体质量的重要指标，也是施工建设的重要判断依据，其关乎土质边坡的稳定性、土质基础沉降、以及选料适宜性等问题，因此依据土体的力学强度对土体实施分类至关重要。
3.现有的土体工程地质分类方法普遍根据土体的成因类型、物质组成、密实度等单一或多种指标开展分类工作，但上述分类方法基本依据土体的物理性质进行分类，而对于土体力学性质指标的引入较为匮乏，无法对后续施工建设提供合理参考。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种土体工程地质分类方法，其能够解决现有的土体工程地质分类方法对土体力学性质指标引入匮乏的技术问题。
5.本发明通过下述技术方案实现：
6.一种土体工程地质分类方法，包括如下步骤：
7.于待测土体标记多个待测点位；
8.测量每个所述待测点位的坐标，将每个所述待测点位的坐标标记于地形图，得到编号地形图；
9.得到贯进钉，利用所述贯进钉以相同动能贯进每个所述待测点位，得到每个所述待测点位的贯进值，生成贯进值统计表；
10.根据土体强度对所述待测土体进行地质分类，得到所述待测土体的多个工程地质类别，生成土体强度情况表；
11.根据所述贯进值统计表和所述土体强度情况表，计算得到分类区间值，根据所述分类区间值均分全部所述贯进值形成的数据区间，得到多个贯进区间，生成基于贯进值的土体工程地质分类体系表；
12.根据所述基于贯进值的土体工程地质分类体系表，将所述贯进值统计表中的所述贯进值转换为对应的所述工程地质类别，得到待测点位土体工程地质分类表；
13.根据所述待测点位土体工程地质分类表，于所述编号地形图对所述待测土体进行工程地质分类表征。
14.可选地，所述根据所述待测点位土体工程地质分类表，于所述编号地形图对所述待测土体进行工程地质分类表征包括如下步骤：
15.将所述待测点位土体工程地质分类表中每个所述待测点位对应的所述工程地质类别对应标记于所述编号地形图，以形成多个具备相同所述工程地质类别的区块；
16.于所述编号地形图绘制每个所述区块的边界，以对所述待测土体进行工程地质分类表征。
17.可选地，绘制所述边界时，从所述编号地形图的中部向外绘制。
18.可选地，当任意一个所述区块包括的所述待测点位的个数少于预设值时，将所述区块对应的所述工程地质类别降低一级。
19.可选地，所述根据所述贯进值统计表和所述土体强度情况表，计算得到分类区间值包括如下步骤：
20.根据所述贯进值统计表，得到所述贯进值的最大值和最小值，计算所述最大值和所述最小值的差值，得到贯进差；
21.根据所述土体强度情况表，得到全部所述工程地质类别的类数；
22.计算所述贯进差与所述类数的比值，得到所述分类区间值。
23.可选地，所述根据所述分类区间值均分全部所述贯进值形成的数据区间，得到多个贯进区间包括如下步骤：
24.根据所述贯进值统计表，得到所述贯进值的最大值和最小值；
25.将所述最大值和所述最小值形成的闭区间分段为多个所述贯进区间，每个所述贯进区间的最大值与最小值之差为所述分类区间值。
26.可选地，所述利用所述贯进钉以相同动能贯进每个所述待测点位，得到每个所述待测点位的贯进值包括如下步骤：
27.于每个所述待测点位处整理得到待测铅锤面；
28.利用所述贯进钉以相同动能及第二预设间距多次垂直贯进每个所述待测铅锤面，于每个所述待测铅锤面分别得到一个贯进值组；
29.计算每个所述贯进值组的平均值，得到每个所述待测点位的所述贯进值。
30.可选地，所述于待测土体标记多个待测点位包括如下步骤：
31.对所述待测土体进行工程地质测绘，得到多个垂直剖面；
32.于每个所述垂直剖面按照第一预设间距标记多个所述待测点位。
33.可选地，所述将所述贯进值统计表中的所述贯进值转换为对应的所述工程地质类别包括如下步骤：
34.将每个所述待测点位的所述贯进值与全部所述贯进区间的数值范围进行比对，确认所述贯进值对应的所述贯进区间；
35.确认所述贯进区间对应的所述工程地质类别；
36.将所述贯进值替换为对应的所述工程地质类别。
37.可选地，还包括如下步骤：
38.判断所述待测点位的地质条件，若地质条件复杂，将所述待测点位土体工程地质分类表中对应的所述工程地质类别降低一级，以对所述待测点位土体工程地质分类表进行修正。
39.本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
40.本发明提供的一种土体工程地质分类方法，通过于待测土体标记多个待测点位，对每个待测点位采用贯进钉进行贯进，得到贯进值，利用贯进值量化待测点位的土体的力学强度；在此基础上，通过对待测土体依照强度进行地质分类，初步确定待测土体整体所包含的所有工程地质类别；在此基础上，通过计算分类区间值，利用分类区间值使贯进值与工程地质类别之间形成对应联系，从而将每个待测点位的贯进值转化为对应的工程地质类
别，从而实现了每个待测点位的工程地质类别的确定；在此基础上，通过绘制编号地形图，于其上标记每个待测点的工程地质类别，利用其有效表征待测土体的不同部位的工程地质类别分类。该方法过程简单易行，能够于待测土体处直接实施，贯进值的数据量化也能有效提升分类精度，降低误差，因此该方法能够从土体力学性质角度对后续施工建设提供合理参考。
附图说明
41.此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本技术的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
42.图1为本发明提供的土体工程地质分类方法的流程图。
具体实施方式
43.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
44.首选，需要说明的是，发明人在研究及尝试过程中得知，不同强度的土体被相同动能的贯进钉贯进的深度呈现明显的规律性，力学强度较低的土体贯进值较大，力学强度较高的土体贯进值较小。因此，采用贯进钉贯进的方式对土体的力学特性进行测试和表征，具备充分的可行性。
45.需要说明的是，所述贯进钉指带有用于贯进的尖端的钉状物。
46.请参照图1，本发明实施例提供了一种土体工程地质分类方法，包括如下步骤：
47.s1、于待测土体标记多个待测点位；
48.s2、测量每个所述待测点位的坐标，将每个所述待测点位的坐标标记于地形图，得到编号地形图；
49.s3、得到贯进钉，利用所述贯进钉以相同动能贯进每个所述待测点位，得到每个所述待测点位的贯进值，生成贯进值统计表；
50.s4、根据土体强度对所述待测土体进行地质分类，得到所述待测土体的多个工程地质类别，生成土体强度情况表；
51.s5、根据所述贯进值统计表和所述土体强度情况表，计算得到分类区间值，根据所述分类区间值均分全部所述贯进值形成的数据区间，得到多个贯进区间，生成基于贯进值的土体工程地质分类体系表；
52.s6、根据所述基于贯进值的土体工程地质分类体系表，将所述贯进值统计表中的所述贯进值转换为对应的所述工程地质类别，得到待测点位土体工程地质分类表；
53.s7、根据所述待测点位土体工程地质分类表，于所述编号地形图对所述待测土体进行工程地质分类表征。
54.本发明提供的土体工程地质分类方法，通过于待测土体标记多个待测点位，对每个待测点位采用贯进钉进行贯进，得到贯进值，利用贯进值量化待测点位的土体的力学强度；在此基础上，通过对待测土体依照强度进行地质分类，初步确定待测土体整体所包含的所有工程地质类别；在此基础上，通过计算分类区间值，利用分类区间值使贯进值与工程地
质类别之间形成对应联系，从而将每个待测点位的贯进值转化为对应的工程地质类别，从而实现了每个待测点位的工程地质类别的确定；在此基础上，通过绘制编号地形图，于其上标记每个待测点的工程地质类别，利用其有效表征待测土体的不同部位的工程地质类别分类。该方法过程简单易行，能够于待测土体处直接实施，贯进值的数据量化也能有效提升分类精度，降低误差，因此该方法能够从土体力学性质角度对后续施工建设提供合理参考。
55.进一步地，所述于待测土体标记多个待测点位包括如下步骤：
56.s1.1、对所述待测土体进行工程地质测绘，得到多个垂直剖面；
57.需要说明的是，工程地质测绘按照多条相互垂直的剖面开展，能够显著提升工程地质测绘的几何空间覆盖率；
58.s1.2、于每个所述垂直剖面按照第一预设间距标记多个所述待测点位。
59.具体地，标记方法采用喷漆喷涂所述待测点位的方式，并且在所述待测点位旁标记试验编号。
60.更进一步地，所述于每个所述垂直剖面标记多个所述待测点位指：
61.s1.2.1、于每个所述垂直剖面按照第一预设间距标记多个所述待测点位。
62.具体地，所述第一间距为1-2m。
63.具体地，步骤s2中，所述测量每个所述待测点位的坐标，普遍通过rtk等现有技术中的任意一种测量仪器进行坐标的测量。
64.需要说明的是，rtk指：real-time kinematic，载波相位差分技术，是实时处理两个测量站载波相位观测量的差分方法，将基准站采集的载波相位发给用户接收机，进行求差解算坐标。这是一种新的常用的卫星定位测量方法，rtk能够在野外实时得到厘米级定位精度的测量结果。
65.进一步地，所述利用所述贯进钉以相同动能贯进每个所述待测点位，得到每个所述待测点位的贯进值包括如下步骤：
66.s3.1、于每个所述待测点位处整理得到待测铅锤面；
67.具体地，以所述待测点位为圆心，半径5cm整理得到所述待测铅锤面。
68.s3.2、利用所述贯进钉以相同动能及第二预设间距多次垂直贯进每个所述待测铅锤面，于每个所述待测铅锤面分别得到一个贯进值组；
69.需要说明的是，贯进值指贯进钉贯进的深度值。
70.需要说明的是，可采用现有技术中的任意一种装置对贯进钉进行赋能，例如采用现有的任意一种通过弹簧积蓄弹性势能，而后将弹性势能转化为动能的赋能装置，例如采用现有的任意一种磁力赋能装置，例如采用现有的任意一种具有固定打击力的冲锤垂直击打贯进钉的尾端等，只需能够对贯进钉赋予固定的动能，使其沿轴向运动即可。
71.需要说明的是，可在贯进钉上沿轴向设置刻度线，从而确定贯进的深度值；也可采用现有技术中的任意一种测量工具，测量贯进钉位于待测铅锤面外的部分的长度，反推贯进的深度值。
72.s3.3、计算每个所述贯进值组的平均值，得到每个所述待测点位的所述贯进值。
73.需要说明的是，贯进值组包括多个独立的贯进值，平均值指贯进值组内的多个贯进值的算数平均值。
74.具体地，所述第二间距为5cm。
75.需要说明的是，所述根据土体强度对所述待测土体进行地质分类，得到所述待测土体的多个工程地质类别指：对所述待测土体进行地质调查，包括土体类型、粒径组成及比例、密实度情况、含水量情况等信息，初步的、宏观的表征待测土体的力学强度，根据力学强度的不同进行地质分类，得到多个工程地质类别。
76.进一步地，所述根据所述贯进值统计表和所述土体强度情况表，计算得到分类区间值包括如下步骤：
77.s5.1、根据所述贯进值统计表，得到所述贯进值的最大值和最小值，计算所述最大值和所述最小值的差值(的绝对值)，得到贯进差；
78.s5.2、根据所述土体强度情况表，得到全部所述工程地质类别的类数；
79.s5.3、计算所述贯进差与所述类数的比值，得到所述分类区间值。
80.进一步地，所述根据所述分类区间值均分全部所述贯进值形成的数据区间，得到多个贯进区间包括如下步骤：
81.s5.1、根据所述贯进值统计表，得到所述贯进值的最大值和最小值；
82.s5.4、将所述最大值和所述最小值形成的闭区间分段为多个所述贯进区间，每个所述贯进区间的最大值与最小值之差(的绝对值)为所述分类区间值。
83.进一步地，所述将所述贯进值统计表中的所述贯进值转换为对应的所述工程地质类别包括如下步骤：
84.s6.1、将每个所述待测点位的所述贯进值与全部所述贯进区间的数值范围进行比对，确认所述贯进值对应的所述贯进区间；
85.s6.2、确认所述贯进区间对应的所述工程地质类别；
86.s6.3、将所述贯进值替换为对应的所述工程地质类别。
87.优选地，还包括如下步骤：
88.s6.4、判断所述待测点位的地质条件，若地质条件复杂，将所述待测点位土体工程地质分类表中对应的所述工程地质类别降低一级，以对所述待测点位土体工程地质分类表进行修正。
89.需要说明的是，上述地质条件复杂指本领域中的各类劣化条件，例如地下水发育等。
90.进一步地，所述根据所述待测点位土体工程地质分类表，于所述编号地形图对所述待测土体进行工程地质分类表征包括如下步骤：
91.s7.1、将所述待测点位土体工程地质分类表中每个所述待测点位对应的所述工程地质类别对应标记于所述编号地形图，以形成多个具备相同所述工程地质类别的区块；
92.s7.2、于所述编号地形图绘制每个所述区块的边界，以对所述待测土体进行工程地质分类表征。
93.具体地，绘制所述边界时，从所述编号地形图的中部向外绘制。
94.优选地，s7.3、当任意一个所述区块包括的所述待测点位的个数少于预设值时，将所述区块对应的所述工程地质类别降低一级。
95.需要说明的是，预设值可根据实际待测点位的选取数量而定，当待测点位的整体数量较多时，预设值也同步提高，反之减少，例如，待测点位数量总计为20个，预设值可设置为2个，其他实施例中可根据实施者对于分类精度的需求而定，精度要求越高，预设值需要
设置的越小。
96.实施例
97.本实施例提供了一种土体工程地质分类方法，包括如下步骤：
98.a、于待测土体标记多个待测点位。
99.具体地，对待测土体进行工程地质测绘，得到多个垂直剖面，于每个垂直剖面按照1-2m的间距喷涂标记多个待测点位，并于每个待测点位旁记录编号；通过rtk测量每个待测点位的坐标，将每个待测点位的坐标标记于地形图，得到编号地形图。
100.b、选择一种贯进钉，利用贯进钉以相同动能贯进每个待测点位，得到每个待测点位的贯进值，生成贯进值统计表，如表1。
101.具体地，以待测点位圆心，半径5cm整理得到待测铅锤面，利用贯进钉以相同动能及5cm的间距多次垂直贯进每个待测铅锤面，每个铅锤面的贯进次数为3次，于每个待测铅锤面分别得到一个贯进值组，计算每个贯进值组的算数平均值，得到每个待测点位的贯进值，生成贯进值统计表。
102.表1贯进值统计表
103.待测点位贯进值(mm)sy145sy252sy335sy439sy541sy636sy712sy818sy916sy1062sy1165
……
104.c、对待测土体进行地质调查，包括土体类型、粒径组成及比例、密实度情况、含水量情况等信息，初步的、宏观的表征待测土体的力学强度，根据力学强度的不同进行地质分类，得到多个工程地质类别得到待测土体的多个(普遍为5个)工程地质类别，生成土体强度情况表，如表2。
105.表2土体强度情况表
[0106][0107]
[0108]
d、根据贯进值统计表(表1)和土体强度情况表(表2)，计算得到分类区间值，根据分类区间值均分全部贯进值形成的数据区间，得到多个贯进区间，生成基于贯进值的土体工程地质分类体系表，如表3。
[0109]
具体地，根据贯进值统计表(表1)，得到贯进值的最大值和最小值，本实施例中，最大值为70，最小值为10(表内未全部展示)，计算最大值和最小值的差值(的绝对值)，得到贯进差，即70-10＝60，根据土体强度情况表(表2)，得到全部工程地质类别的类数，本实施例中共计5类，因此类数为5；计算贯进差与类数的比值，得到分类区间值，即60/5＝12，分类区间值＝12，将最大值和最小值形成的闭区间[10,70]分段为多个贯进区间，每个贯进区间的最大值与最小值之差(的绝对值)为分类区间值，即[10,22]、(22,34]、(34,46]、(46,58]、(58,70]五个贯进区间。
[0110]
表3基于贯进值的土体工程地质分类体系表
[0111]
工程地质类别贯进区间(mm)力学强度情况
ⅴ
10≤x≤22很差ⅳ22＜x≤34差ⅲ34＜x≤46一般ⅱ46＜x≤58好ⅰ58＜x≤70很好
[0112]
e、根据基于贯进值的土体工程地质分类体系表(表3)，将贯进值统计表(表1)中的贯进值转换为对应的工程地质类别，得到待测点位土体工程地质分类表，如表4。
[0113]
具体地，将每个待测点位的贯进值与全部贯进区间的数值范围进行比对，确认贯进值对应的贯进区间，再确认该贯进区间对应的工程地质类别，而后将该贯进值替换为对应的工程地质类别。
[0114]
表4待测点位土体工程地质分类表
[0115][0116][0117]
f、判断待测点位的地质条件，若地质条件复杂，将待测点位土体工程地质分类表中对应的工程地质类别降低一级，以对待测点位土体工程地质分类表进行修正，修正后如表5。
[0118]
表5待测点位土体工程地质分类表(修正)
[0119]
待测点位工程地质类别(修正)sy1ⅲsy2ⅱsy3ⅲsy4ⅲsy5ⅳsy6ⅳsy7
ⅴ
sy8
ⅴ
sy9
ⅴ
sy10ⅰsy11
ⅰ……
[0120]
g、根据待测点位土体工程地质分类表，于编号地形图对待测土体进行工程地质分类表征。
[0121]
具体地，将待测点位土体工程地质分类表中每个待测点位对应的工程地质类别对应标记于编号地形图，以形成多个具备相同工程地质类别的区块，于编号地形图从中部向外绘制每个区块的边界，以对待测土体进行工程地质分类表征。
[0122]
h、更优地，当任意一个区块包括的待测点位的个数少于预设值时，将区块对应的工程地质类别降低一级，本实施例中的预设值设定为3，即某个区块包括的待测点位的个数少于3时，将该区块的工程地质类别降低一级，以概化至低一级的区块内，其他实施例可根据实际精度需求适应性设定所需的预设值。
[0123]
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。