天然建築材料調查
正文
水利工程需用的土料、砂礫石和石料等三大類天然建築材料資源的地質勘察工作。這三類材料都是土石壩的築壩材料，而砂礫石和石料又是混凝土的主要骨料。這三類材料在水利工程中用途廣泛，用量巨大，工程地區附近有無足夠數量的三大材料資源，往往影響水工建築物形式的選擇和工程造價的高低。因此，天然建築材料調查是水利工程地質勘察中不可缺少的項目。任務 ①在工程附近地區調查土、砂礫石和石料的天然產地和分布範圍；②測試各類材料的物理性質和技術性質，評價材料的適用性；③估算產地的天然存儲量；④查明產地的開採條件和運輸條件；⑤評價材料開採對環境的影響等。
調查工作要與工程的實際需要緊密結合。工作開始時，首先要了解工程所需的材料種類、用途和數量。在調查進行中，隨時根據發現的材料種類、質量和儲量情況調整調查對象和目標。
方法 通常採用以下幾種。
普查與地質測繪 在有區域地質圖和第四紀地質圖的地區，只需進行路線普查即可發現有無所需的料場。普查以工程建築物為中心，按照由近及遠的原則逐步擴大範圍。對普查發現的料場首先要進行工程地質測繪，測繪比例尺一般採用1:25000～1:5000。工程地質測繪的研究內容有：第四紀沉積物的成因類型、厚度、成分和分布情況，岩石的種類、堅硬性和地質構造等，這些資料對進一步布置勘探工程、採集試驗樣品及圈定儲量範圍都不可缺少。
勘探工程 勘探工程是了解地表以下地質結構和材料儲存情況的主要手段。料場勘探主要採用試坑或鑽孔。勘探坑孔一般布置成格線狀，初期間距為100～300m,視料源層次的變化情況，逐步加密勘探網。在勘探過程中要詳細描繪地質剖面，鑑定岩土名稱和性狀，確定土層在深度和水平方向上的變異，並記錄地下水位出露高程和含水層的位置。另一項主要工作是採取岩土試樣，並要分層採取。土樣需採取原狀樣和擾動樣。砂礫石只採取擾動樣。石料一般從露頭上鑿取或選取岩心。
試驗 為了解各類材料的物理力學性質需要進行材料性質試驗。土料的主要測試項目有天然含水量、天然密度、比重、粒度成分、界限含水量、有機質含量、水溶鹽含量。為了掌握土料的可壓實性，需要進行擊實試驗，以確定土料的密度與含水量關係。對於某些易膨脹土，還應測定其膨脹性、化學成分和粘土礦物。砂礫石的測試項目主要有：岩石成分或礦物成分、粒度成分、密度以及有害物質含量，如含泥量、針片狀顆粒含量、雲母含量、有機質含量、硫化物含量等。石料的試驗項目主要有：礦物成分、風化程度、密度、吸水率、抗壓強度、抗凍性等。
儲量計算 通過儲量計算以確定可采資源的數量，通常以體積表示，單位為m3。在儲量計算之前，首先根據各類材料的物理力學性質指標，結合工程要求的質量標準評定材料的適用程度，確定有效層和無效層。其次根據平面地質圖圈定有效層的分布面積，根據剖面圖確定有效層的垂直厚度。有效層的面積乘以其垂直厚度即可得出總體積,也即料場總儲量。在實際計算時,平面邊界必須是坑孔控制的範圍。有效層厚度變化較大時，可以採用分段控制。有效層中夾有薄的無效層時，必須扣除。砂礫石料場常分布在河流的漫灘或階地上，為便於採用不同開採方法，還應分別計算地下水位以上和以下的儲量。在計算有效層儲量時，如果有上覆無效層，也要計算其體積，以便確定開採時的剝離量。
開採條件和環境地質影響調查 主要內容有：料場距建築物的距離，現有交通情況，料場內地下水位的高程和富水性，料場開採後對植被的破壞情況以及對地層侵蝕作用的影響等。
參考書目
Q.Zaruba and V.Mencl， Engineering Geology，Elsevier Scientific Pub.,Amsterdam,1976.
