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工程地质论文8篇

时间:2023-03-20 16:16:06

工程地质论文

工程地质论文篇1

关键词:工程地质岩土工程

1.工程地质学科的争议

教科书对工程地质学的三种定义:①工程地质学是研究与工程有关的地质问题的科学;②工程地质学是研究人类工程活动与地质环境相互作用的科学;③工程地质学是研究人类工程建设活动与自然地质环境相互作用和相互影响的一门地质科学。

从以上三种定义的实质中均不难看出,工程地质学强调的工程和地质的关系,研究的是人类工程活动与自然地质环境的相互作用。但是,近年来工程地质学科却正在经历着前所未有的挑战,工程地质学被异名为岩土工程学,工程地质勘察被称之为岩土工程勘察。工程界有此呼声,学术界有此呼应,一些大专院校也纷纷效仿,甚至工程地质这个专业在高校也被取消了。一时间,似乎工程地质已经成了守旧传统,岩土工程才是先进时髦的,才是可以适应市场经济并与国际接轨的。这是近年来分歧最大的争议。

这些年来工程地质勘察的不景气以及市场竞争的不规范化,工程地质勘察队伍增加了岩土工程的业务是完全必要的,但将岩土工程作为工程地质的救世主,则值得商榷了。

根据笔者的理解,岩土工程是一项工程应用技术,是针对地质体的工程缺陷实施的工程措施而进行的一系列设计和施工过程的总称。岩土工程的任务是“处理”地质体的工程缺陷,使之满足工程建筑物对地基的工程要求,因此又有“岩土工程处理技术”的别名,说明岩土工程的确是一项实实在在的工程技术。确立工程地质学是一门独立的学科,尽管也仅仅是本世纪初的事,并不象数学、物理学、天文学等等著名学科那样历史悠久,然而,之所以将工程地质定义在“学科”这样的高度上,是因为她具备学科的一些基本特性和基本理论,这就是地质学的基本特性和基本理论,换句话说,工程地质学的基本理论就是地质学(当然更包括数学、力学、化学等等),因此,又将工程地质学界定为地质学的一个分支学科或应用学科,这是符合实际的。工程地质学的最新定义也是较为全面的:研究人类工程活动与地质环境相互作用的科学。显然,工程地质与岩土工程尽管有相似之处,但也有天地之别。如果将岩土工程界定为工程地质学科的一个分支,好象还说得过去;而反过来用岩土工程来代替工程地质,则实在有些牵强附会。

1997年6月20-27日,国际工程地质学会在希腊召开了一次学术讨论会,会上决定将本学会名称改为:国际工程地质学与环境学会。我国组团15人参加,王思敬任团长。随后国内也有人提出工程地质学会改名,以便与国际接轨,但一直未获通过。在近几年的中国地质学会工程地质专委会会议上,学科和学会更名问题的交锋一直也没有停止过。我国工程地质界的前辈专家学者们多数也不同意更名,认为如此严肃的基础性应用性学科,没有必要放弃自己的传统风格,我国的工程建设任务十分繁重,工程地质学科的研究和发展前景仍然是艰巨和光明的。

2.工程地质工作的任务

在工程建设中,工程地质工作的任务十分繁重,也异常艰巨,主要任务是:①选址,选择在地质条件上相对最优的工程建筑地区或场地;②评价,阐明工程建筑区或场地的工程地质条件,进行定性和定量的工程地质评价,准确界定工程地质问题;③预测工程建筑物兴建和运用过程中地质条件的可能变化,为研究改善和防治工程地质缺陷的措施提供依据;④调查工程建筑物所需的天然建筑材料等。

3.工程地质专业的尴尬

工程地质专业是工程建设的基础性专业,没有这个专业,一切工程建设均将成为空中楼阁,这是常识性问题,我们在这里反复强调好象有些多于。然而,现实确让这一基础性专业处于一个十分尴尬的境地,主要表现在:

①工程地质专业本身的特殊性、复杂性和实践性;

②专业不景气,社会地位和经济地位与工程地质专业不相适应,工作环境、工作条件的局限,择业行为中的浮躁动机,专业本身的局限性;

③规程规范存在的问题;

④工程地质勘察技术的局限性;

⑤相关专业对工程地质专业的轻视;

⑥长官意志,某些决策者对工程地质专业的无知或轻视;

⑦世人对工程地质专业的不了解与不理解。

4.在工程建设中的地质教训

由于地质问题而严重影响工程建设的实例太多,教训太深刻,顺手拈来几个实例:

①云南漫湾水电站左坝肩顺层滑坡和建材问题;

②贵州天生桥二级水电站厂址、隧洞等问题;

③贵州东风水电站右坝肩和帷幕线上的岩溶问题;

④乌江彭水水利枢纽前期工作重复问题;

⑤雅砻江锦屏二级水电站岩溶地下水问题;

⑥软弱夹层的遗漏对工程建设的重大影响,葛州坝、西津溢洪道等。

5.工程地质在工程建设中的决定性作用

任何地质条件下都可以建工程,对吗?这个问题也是这些年来工程界的一个热门话题,笔者认为答案是否定的。

①陕西东庄水库灰岩坝址渗漏严重不能建坝;

②小浪底滑坡性质界定对设计的影响;

③天生桥二级水电站移民区是否滑坡对移民安置的影响;

④堤防工程中的堤基垂直防渗引起的环境地质问题,有时可能是决定性的;

⑤地质边界条件和地质参数对工程设计的影响。

6.相关学科在工程地质中的应用

①系统工程在工程地质中的应用;

②计算机技术在工程地质中的应用;

③遥感、物探、GPS等;

④水工设计施工与工程地质的关系。

清晰的工程概念是地质师所必需的。潘家铮院士对地质师的要求:应该有系统地学习水工建筑物的基本设计理论,计算方法,以及地基缺陷的影响,各种处理的措施,各种成功和失败的经验;最好补一些数学、力学、水力学、岩土力学、岩石试验、有限元分析和计算机应用等方面的基础课。五十年代初,由于我国水利水电工程地质专业人才奇缺,一批设计师改行从事工程地质专业的学习和工作,后来大都成为工程地质专业的优秀专家。实践证明,地质师的工程概念清晰,地质工作会得心应手;反之则可能事倍功半。

7.工程地质要面对现实着眼未来

汪恕诚部长最近讲话强调:不能老修改设计,因为搞招投标尤其是国际合同,修改设计就意味着被索赔。修改一个设计,似乎节省了某一个工程量,而索赔量比这个还大,大量修改设计怎么得了?汪部长的这段讲话似乎在批评设计,实则是水利水电工程地质的一个千载难逢的新的契机。

如何理解汪部长的这段话?我们认为首先要搞清楚为什么修改设计,水利工程因为地质问题而修改设计的可以举出若干例子来。

修改设计往往赖地质,我们当然可以理直气壮地说:前期地质工作投入不够,工程地质条件不清楚,地质基础资料不准确,工程地质分析出力不够或分析工作的深度不到家,工程地质问题的界定不明确或界定有错误,学术技术问题得不到广泛的讨论和争论,工程地质问题的真理有时往往掌握在少数人手里。

很明显,要想不修改设计,地质工作必须做到家,基本的地质工作量必须保证。作为地质师,既要尊重事实,坚持真理,实事求是,还要努力学习,开拓进取,勇于创新,更要勤于实践,不迷信权威,不违心唯上。工程地质专业的形象靠地质师们去树立,去维护;工程地质专业在工程建设中的地位也只有靠地质师们自己去争取

工程地质论文篇2

教科书对工程地质学的三种定义:①工程地质学是研究与工程有关的地质问题的科学;②工程地质学是研究人类工程活动与地质环境相互作用的科学;③工程地质学是研究人类工程建设活动与自然地质环境相互作用和相互影响的一门地质科学。

从以上三种定义的实质中均不难看出,工程地质学强调的工程和地质的关系,研究的是人类工程活动与自然地质环境的相互作用。但是,近年来工程地质学科却正在经历着前所未有的挑战,工程地质学被异名为岩土工程学,工程地质勘察被称之为岩土工程勘察。工程界有此呼声,学术界有此呼应,一些大专院校也纷纷效仿,甚至工程地质这个专业在高校也被取消了。一时间,似乎工程地质已经成了守旧传统,岩土工程才是先进时髦的,才是可以适应市场经济并与国际接轨的。这是近年来分歧最大的争议。

这些年来工程地质勘察的不景气以及市场竞争的不规范化,工程地质勘察队伍增加了岩土工程的业务是完全必要的,但将岩土工程作为工程地质的救世主,则值得商榷了。

根据笔者的理解,岩土工程是一项工程应用技术,是针对地质体的工程缺陷实施的工程措施而进行的一系列设计和施工过程的总称。岩土工程的任务是“处理”地质体的工程缺陷,使之满足工程建筑物对地基的工程要求,因此又有“岩土工程处理技术”的别名,说明岩土工程的确是一项实实在在的工程技术。确立工程地质学是一门独立的学科,尽管也仅仅是本世纪初的事,并不象数学、物理学、天文学等等著名学科那样历史悠久,然而,之所以将工程地质定义在“学科”这样的高度上,是因为她具备学科的一些基本特性和基本理论,这就是地质学的基本特性和基本理论,换句话说,工程地质学的基本理论就是地质学(当然更包括数学、力学、化学等等),因此,又将工程地质学界定为地质学的一个分支学科或应用学科,这是符合实际的。工程地质学的最新定义也是较为全面的:研究人类工程活动与地质环境相互作用的科学。显然,工程地质与岩土工程尽管有相似之处,但也有天地之别。如果将岩土工程界定为工程地质学科的一个分支,好象还说得过去;而反过来用岩土工程来代替工程地质,则实在有些牵强附会。

1997年6月20-27日,国际工程地质学会在希腊召开了一次学术讨论会,会上决定将本学会名称改为:国际工程地质学与环境学会。我国组团15人参加,王思敬任团长。随后国内也有人提出工程地质学会改名,以便与国际接轨,但一直未获通过。在近几年的中国地质学会工程地质专委会会议上,学科和学会更名问题的交锋一直也没有停止过。我国工程地质界的前辈专家学者们多数也不同意更名,认为如此严肃的基础性应用性学科,没有必要放弃自己的传统风格,我国的工程建设任务十分繁重,工程地质学科的研究和发展前景仍然是艰巨和光明的。

2.工程地质工作的任务

在工程建设中,工程地质工作的任务十分繁重,也异常艰巨,主要任务是:①选址,选择在地质条件上相对最优的工程建筑地区或场地;②评价,阐明工程建筑区或场地的工程地质条件,进行定性和定量的工程地质评价,准确界定工程地质问题;③预测工程建筑物兴建和运用过程中地质条件的可能变化,为研究改善和防治工程地质缺陷的措施提供依据;④调查工程建筑物所需的天然建筑材料等。

3.工程地质专业的尴尬

工程地质专业是工程建设的基础性专业,没有这个专业,一切工程建设均将成为空中楼阁,这是常识性问题,我们在这里反复强调好象有些多于。然而,现实确让这一基础性专业处于一个十分尴尬的境地,主要表现在:

①工程地质专业本身的特殊性、复杂性和实践性;

②专业不景气,社会地位和经济地位与工程地质专业不相适应,工作环境、工作条件的局限,择业行为中的浮躁动机,专业本身的局限性;

③规程规范存在的问题;

④工程地质勘察技术的局限性;

⑤相关专业对工程地质专业的轻视;

⑥长官意志,某些决策者对工程地质专业的无知或轻视;

⑦世人对工程地质专业的不了解与不理解。

4.在工程建设中的地质教训

由于地质问题而严重影响工程建设的实例太多,教训太深刻,顺手拈来几个实例:

①云南漫湾水电站左坝肩顺层滑坡和建材问题;

②贵州天生桥二级水电站厂址、隧洞等问题;

③贵州东风水电站右坝肩和帷幕线上的岩溶问题;

④乌江彭水水利枢纽前期工作重复问题;

⑤雅砻江锦屏二级水电站岩溶地下水问题;

⑥软弱夹层的遗漏对工程建设的重大影响,葛州坝、西津溢洪道等。

5.工程地质在工程建设中的决定性作用

任何地质条件下都可以建工程,对吗?这个问题也是这些年来工程界的一个热门话题,笔者认为答案是否定的。

①陕西东庄水库灰岩坝址渗漏严重不能建坝;

②小浪底滑坡性质界定对设计的影响;

③天生桥二级水电站移民区是否滑坡对移民安置的影响;

④堤防工程中的堤基垂直防渗引起的环境地质问题,有时可能是决定性的;

⑤地质边界条件和地质参数对工程设计的影响。

6.相关学科在工程地质中的应用

①系统工程在工程地质中的应用;

②计算机技术在工程地质中的应用;

③遥感、物探、GPS等;

④水工设计施工与工程地质的关系。

清晰的工程概念是地质师所必需的。潘家铮院士对地质师的要求:应该有系统地学习水工建筑物的基本设计理论,计算方法,以及地基缺陷的影响,各种处理的措施,各种成功和失败的经验;最好补一些数学、力学、水力学、岩土力学、岩石试验、有限元分析和计算机应用等方面的基础课。五十年代初,由于我国水利水电工程地质专业人才奇缺,一批设计师改行从事工程地质专业的学习和工作,后来大都成为工程地质专业的优秀专家。实践证明,地质师的工程概念清晰,地质工作会得心应手;反之则可能事倍功半。

7.工程地质要面对现实着眼未来

汪恕诚部长最近讲话强调:不能老修改设计,因为搞招投标尤其是国际合同,修改设计就意味着被索赔。修改一个设计,似乎节省了某一个工程量,而索赔量比这个还大,大量修改设计怎么得了?汪部长的这段讲话似乎在批评设计,实则是水利水电工程地质的一个千载难逢的新的契机。

如何理解汪部长的这段话?我们认为首先要搞清楚为什么修改设计,水利工程因为地质问题而修改设计的可以举出若干例子来。

修改设计往往赖地质,我们当然可以理直气壮地说:前期地质工作投入不够,工程地质条件不清楚,地质基础资料不准确,工程地质分析出力不够或分析工作的深度不到家,工程地质问题的界定不明确或界定有错误,学术技术问题得不到广泛的讨论和争论,工程地质问题的真理有时往往掌握在少数人手里。

很明显,要想不修改设计,地质工作必须做到家,基本的地质工作量必须保证。作为地质师,既要尊重事实,坚持真理,实事求是,还要努力学习,开拓进取,勇于创新,更要勤于实践,不迷信权威,不违心唯上。工程地质专业的形象靠地质师们去树立,去维护;工程地质专业在工程建设中的地位也只有靠地质师们自己去争取

工程地质论文篇3

1堤防工程与地质环境的关系

堤防工程是为了抵御洪、潮水给人类正常活动以及生存环境带来的自然灾害而修建的水利防护工程的总称。堤防工程的主体是众所周知的各类挡水堤、墙,而堤上的各类闸、涵、洞、管等穿堤建筑物以及堤防维护、抢险所需的交通和通讯设施等等,则应归为堤防工程的附属工程或附属建筑物。

1.1堤防工程的特点

(1)线路长,分布范围广。据统计,我国已建堤防总长20余万公里,尚有若干堤防工程正在规划和建设之中,主要分布在各大江大河的干、支流上和各湖泊周围及沿海一带。

(2)堤防工程的主体主要是线性水工建筑物,其它附属建筑物则另当别论。

(3)堤防工程的主体—大堤,多为阶段性(或临时性)挡水建筑物,建筑物高度在数米至十余米之间,并不象大坝一样是长年挡水的数十米至数百米高的集中式枢纽建筑物。

(4)堤防工程的主要附属建筑物之一是支流(沟)与主流汇合口附近的挡水闸,这种闸往往具有双向挡水的性质,这与大坝的受力条件是有区别的。

(5)堤防工程有严格的等级标准,对于特别重要的一级堤防,例如保护江汉平原的荆江大堤,是不允许溃堤的;而一般性的河滩围堤,在超过设计洪水时则只好放弃。但是对于大坝而言,基本上是不允许垮坝的,在勘测设计施工运行的全过程中,均采取十分谨慎的运作策略。

1.2堤防工程所处的地质环境

堤防工程所处的地质环境多为江河冲洪积平原区,地层以第四系冲积、洪积、湖积相为主;堤防工程的地基大多座落在此类沉积相的漫滩和一级阶地之上;也有一些堤防工程是在岸边岗地丘陵区,但不多见;还有一些城市的堤防工程是建在人工填土(杂填土、素填土)之上,例如武汉城区的部分堤防工程。

就某一地区或某一河段的堤防工程而言,其所处的地质环境相对比较简单;从全国范围内的堤防工程来论,其地质环境则相对较为复杂。长江中下游与黄河中下游的地质环境显然是不同的;南方河流与北方河流的地质环境也有区别;湖泊、海堤的地质环境与江河漫滩更是相差甚远。

堤防工程所处地质环境的一个重要特征是,水文地质条件较为简单,地下水的补排关系较为明确。江河湖岸地层中的地下水(松散沉积物中的孔隙水,二元结构地层中的承压水)与江河湖水之间的水力联系十分密切,互为阶段性的补排关系。堤防工程所处的江河湖岸既是堤内地下水的排泄边界,又是江河湖水位较高时补给堤内地下水的补给边界。这种边界条件一旦改变,实际上就是地质环境的改变,这是我们应该认真思考的。

1.3堤防工程与地质环境的关系

堤防工程的特点决定了堤防工程对地质环境有较强的适应性,工程虽然规模巨大,线性工程跨越了不同的工程地质单元,地质环境差异较大,但在相同的地质环境和工程地质单元上,工程地质条件则相对较为简单,工程地质问题也相对较为明确。如果不从环境地质的角度来考虑,单从工程建筑物本身的角度来看,堤防工程并不复杂。

堤防工程所处的地质环境是客观存在的现实,由于堤防工程的修建,或者说堤防工程措施的实施,对客观地质环境的改变是毋庸置疑的。改变了客观地质环境,会带来什么样的环境地质问题,这是我们地质师需要认真思考和研究的。忽略了堤防工程的环境地质问题,人类社会肯定要受到大自然的惩罚。

2堤防工程带来的环境地质问题

堤防工程的三大主要工程地质问题:堤基土层在渗流作用下的渗透破坏、堤基为软土层存在稳定问题、岸坡受水流冲刷侧蚀产生崩塌破坏影响大堤安全。针对此三大工程地质问题需要采取相应的工程处理措施。如果工程处理措施不当或对地质环境的分析不够,就可能带来新的环境地质问题。

2.1堤基垂直防渗阻断地下水的正常排泄引起的环境地质问题

堤基表层为砂性土,或砂性土埋藏较浅,或表层粘性土较薄的二元结构地层,在外江水位高于堤内侧地面高程时均将不同程度地存在堤基渗漏问题(实际上,只要外江水位高于堤内地下水位时,渗漏就已经发生了)。堤基渗漏并不可怕,对堤基稳定影响最大的是渗透破坏。当渗透水流坡降大于堤基土体的临界水力坡降时,渗透破坏就会发生。工程上对于渗透破坏一般采用铺盖(增加上伏粘性土层的厚度,也有延长渗径的意思)、堤内侧设排水减压井、浅基截渗墙和垂直防渗帷幕。前三种方法是堤基防渗的传统工程处理措施,较为适用,多年来的实践证明效果也是较好的。而最后一种即垂直防渗则是1998大洪水后普遍被提及和宣传的一种以往很少用于堤防工程(多用于大坝坝基)的防渗措施。

一般说来,江河湖海是区域性地表水和地下水的最低排泄基准面,由于堤防工程的兴建,地表水将只能通过闸、泵等穿堤建筑物排出堤外;在没有进行堤基垂直防渗的情况下,地下水仍然能按照区域性地下水的总体流向,通过最短路径排向江河湖海中。显然,当实施了一定范围内的连续性垂直防渗措施后,天然状态下的地下水渗流场被人类工程活动改变了,水文地质条件发生了一定程度的变化,有些地方可能发生了根本性的变化,地下水的排泄通道被阻断了,它的出路在哪里?地下水没有了出路,实际上是地质环境的改变,新的环境地质问题将随之产生。

如果大范围截断了地下水的排泄通道,地下水位被雍高之后,或于地表低洼处出溢,形成水塘直接以蒸发形式与大气层进行平衡交换;或选择更大范围的区域性的排泄途径向更远的排泄基准面运移。但是无论地下水以何种方式寻找出路,已经雍高了的地下水位,使得土地发生沼泽化或盐碱化,对农作物、建筑物、人类生存环境的影响将势在必然。地下水位雍高致使水流不畅,出现水的矿化度升高,水中微生物数量增多,导致水质恶化;由于地下水位的升高,使得建筑物地基,尤其是土基中的含水量增高,甚至达到饱和,使原本能够满足建筑物要求的土基的物理力学指标降低,导致建筑物发生沉降或不均匀沉降,出现失稳或开裂。特别是对于一些靠山临水的地区(如江西景德镇、临川、上饶等城市),大气降水的相当一部分渗入植被覆盖良好的地下,通过山前冲积平原二元结构的水平径流区,于河谷岸边排入天然河道。实施了封闭式的垂直防渗之后,使得这些原来每年仅受数日洪水威胁的城市将全年都在水中浸泡渡日。这种情况决不是耸人听闻,据反映,有些地方已经出现了地下水位上升带来的一系列问题,这是地质师们不该掉以轻心。

2.2堤基垂直防渗阻断江河湖水正常补给地下水引起的环境地质问题

垂直防渗除了截断地下水排泄通道带来一系列环境地质问题之外,由于江河湖岸又是附近区域地下水的补给边界,没有了大范围的地表水的补给,同样会打破地质环境的平衡,仍然会引起新的另一类的环境地质问题。归结起来主要有:

(1)地下水主要靠江河湖水集中补给的一些地区,当地工农业用水除了靠提或引取江河水之外,另一主要来源是开采地下水。由于截断了河水向地下水的补给通道,地下水失去了江河湖这一直接补给源,形成只采不补的恶性环境,必然导致地下水位的下降,影响地下水的正常开采与利用。城市区的地下水位下降后,有可能引起建筑物基础应力条件的改变,出现建筑物失稳,地面裂缝和局部塌陷的情况。城区地下水与江河湖水失去互相补排关系之后,地下水不能与外系统构成循环,必然导致水质恶化,新的环境水文地质问题由此而生。

(2)截断了河水对地下水的补给通道后,致使正常来水量情况下河水位偏高。因为河道没有了正常向外“渗漏”的条件,实际上是抛弃了江河两岸天然状态下巨大的地下调节和分蓄洪水库,江河水位当然要升高了。由于在相同来水量条件下河水位的升高,迫使我们不得不加高堤防,而实际上防洪标准又没有提高。可以说这是一种典型的人为的自作自受,人类自身的作茧自缚,自然生态环境的恶性循环。

堤基汛期渗透破坏与垂直防渗后引起的环境地质问题,本身就是一对矛盾。解决这样的矛盾,处理好这样的问题,需要各专业间的互相配合,认真论证,找出比较符合客观实际的解决方案,争取做到防止渗透破坏取得较好的效果,又不至于引起严重的环境地质问题。

2.3开采筑堤建材引起的环境地质问题

堤防工程大多是采用当地材料筑堤,其取土原则是:就近开采,尽量不占用或少占用耕地,在堤基安全保护区范围之外取土。但是在实施过程中情况并非如此。一种情况是承包单位并未在勘测设计单位推荐的料场取料,另一种情况是汛期抢险时只能就近取土以解急用,这就可能因主动或被动地开采筑堤料引起一些环境地质问题。

(1)取土点在堤基附近,不在堤基安全保护区以外。由于取土,人为地破坏了天然的防渗铺盖,缩短了渗径,改变了可以安全抵御洪水的天然水文地质环境,增加了堤防出险的可能性。

(2)取土点虽然在堤基安全保护区以外,但由于堤防附近并没有料场,不得不将农田作为料场,开采时未留下保护层,其结果是虽然保住了堤防,但也会造成大片农田被破坏,而且不易复耕,可能产生土地砂化,使本来就有限的土地人为地减少。

(3)堤防所需的块石料大多是开山采取,采石过程中除了施工影响外,还由于人们在开采时并没有实施多少保护措施,山上的植被受到严重破坏,开采的石料和弃土被任意堆放,尤其是堆放在沟谷中的弃渣在暴雨期极易引起水土流失,可能形成泥石流,造成新的地质灾害。

(4)筑堤所需的砂砾石,基本上是从河漫滩中开采的,如果不按设计要求进行开采,可能形成河道起伏不平,糙率增大,影响河水流态,从而改变河势,造成河道变迁,引起新的问题。

以上情况均为开采天然建材时,没有环境保护意识而造成的,虽然人们已经注意到此类问题,但由于各地情况不同,这种现象在一段时间内还会长期存在,应该继续予以关注。

2.4堤防工程可能引起的其它环境地质问题

汛期堤内低洼渊塘常常发生险情,且早期不易被及时发现,当发生冒泡喷水时也不易准确判断其渗漏性质,只好按最坏险情进行抢险,增大了抢险工作量和抢险难度。为了减轻汛期抢险压力,堤内渊塘一般按规范要求应进行填平处理,以确保堤脚一定范围内不产生险情隐患。然而,所有渊塘填平之后,也堵塞了地下水的排泻出口,会给堤内带来什么样的环境地质问题,还有待研究,并需要时间和实践去检验。

3关于避免堤防工程引起环境地质问题的原则

为了保护堤防,也为了使自然环境不被人为的破坏,在加固或新建堤防时,首先要有环境意识,这是方案拟定和正确决策的基础。各类堤防工程方案在实施过程中,应注意几个原则:

(1)对需加固的堤防应尽量利用天然铺盖或加长加厚铺盖,堤后设置减压井和排水沟等措施来处理渗透破坏问题;对于险工险段或砂性土堤基段,可根据实际地质条件适当考虑垂直防渗措施,但决不可以在大范围内对全堤线进行大规模垂直防渗,即使局部堤段采取了垂直防渗,也应认真研究由此而引起的环境地质问题,提出解决方案。

(2)对于堤防附近无料可取而必需占用耕地的,应在取土时对取土深度科学地确定,留有一定厚度的可植层以备复耕。

(3)河道内取料应尽量在主河槽内,且开挖深度高差不宜过大,在河道弯曲和狭窄段不宜开采。

(4)开挖块石料应尽量少破坏表层植被,开采弃渣料应有固定的堆放场地。

4结语

工程地质论文篇4

1.1杂填土以及膨胀土

杂填土按照成分可以分为建筑垃圾土、工业垃圾土以及生活垃圾土。杂填土是由于人们活动造成的无规律积累物形成的,它具有厚薄不一、成分多样、颗粒不均匀、孔隙较大松散的显著特点。膨胀土具有失去水后收缩、遇到水变膨胀的特性,属于黏土。具有高度的塑造性,是部分地质工程勘察中的地基方案选择。

1.2饱和粉土和饱和粉细砂

饱和粉土和饱和粉细砂的特点有:结构松散,在静载作用力下能够保持较高的强度,但是在地震力或是振动力的作用下超孔隙水压增大,颗粒之间的作用力降低,土中排水不畅时可以使土悬浮,产生液化沉陷导致土的承载能力下降或地基发生失稳状态。应对于饱和粉细砂以及饱和粉土的液化程度和液化层分布范围进行查明。

1.3软弱黏性土

软弱粘性土是湖沼相和相泄湖海相三角洲的结合沉淀物,它在第四纪后期形成的软弱性土具有孔隙比大天然含水量高压缩性高抗剪强度低承载力低渗透性弱以及沉降稳定时间长的显著特点。

2地基基础方案的选择

地基方案选择的主要目的是为了提高软弱地基的承载能力、消除地基土的振动液化沉陷影响、减轻膨胀土的胀缩性、消除黄土的湿陷性、防止沉降量过大及不均匀沉降的产生、防止剪切破坏使地基失稳、满足上部结构对地基的要求。

2.1杂填土和膨胀土

杂填土一般是由建筑垃圾、生活垃圾、原土压实。杂填土一般不宜采用天然地基,但在填筑年代超过5年后,性能稳定的工业垃圾和建筑垃圾均会达到一定的密实度。此类地基在采取上部结构刚度的措施和加强基础措施后,可作为一般建筑物的天然地基持力层,但其地基承载力应根据其它原位测试手段或载荷试验取得。对于局部厚度较小的杂填土,可采用表层压实法、重锤夯实法、换土垫层法或将填土挖除,将基础直接置于稳定的土层上。对于深度较大的杂填土,可采用复合地基处理或强夯法处理。对于有机质含量较多的生活垃圾当厚度不大时可挖除回填好土,对于厚度较大的生活垃圾不宜采用强夯法、表层压、换土垫层,应当采用桩基础。由于膨胀土质具有失去水后收缩,遇到水变膨胀的特性,因此影响膨胀土质的重要因素即是含水量。对于膨胀土质需要调查当地的区域水质条件和气候条件,分析土质的含水量不同压力作用下土质的自由膨胀率和土质的膨胀率,最后确定地基土的膨胀等级。根据当地的区域水质条件、气候条件的实际情况,处理地基的膨胀力,保持地基不受变形的影响。对需要处理的膨胀土,要考虑到地下水位以及湿陷程度对膨胀土的影响。在地下水位深、膨胀土较厚的情况下,可以利用地基土的上部,对基础进行浅埋工作,减小地基土的膨胀变形量。当膨胀土的厚度在2m~1m,膨胀土处于地表3m~2m之间时,可以采用全部挖出膨胀土的方法,挖出膨胀土后进行砂土或者灰土黏性土的替换。当膨胀土埋藏很深并且土质的承载能力不能满足高层建筑物的要求时,使用桩基础的方法解决。换土垫层方法用来处理膨胀土埋藏较浅并且土质厚度很大的情况。

2.2饱和粉细砂以及饱和粉土

当处理饱和粉细砂以及饱和粉土的液化地基土时,要根据饱和粉细砂以及饱和粉土的液化等级以及建筑物的特性进行综合确定分析,不能一接触液化场就消除液化沉陷的影响比如,可以不采取任何消除液化措施的是丁类建筑物的轻微液化场地和丁类建筑物的中等液化场地,对于丁类建筑物的严重液化场地需要进行上部结构和基础结构的处理,对于丙类建筑物的轻微液化场地和丁类建筑物的中等液化场地也需要进行加强上部结构和基础结构的处理,对于丙类建筑物的严重液化场地需要进行全部消除或部分消除液化沉陷的影响,此外也需要进行加强上部结构和基础结构的处理,对于乙类建筑物的轻微液化场地需要进行部分消除液化沉陷的影响或进行加强上部结构和基础结构的处理。对于那些全部需要消除液化沉陷的场地,在处理深度时要保持处理深度高于液化深度的下限,通过改善排水条件或增加土地的密实程度,可以有效的处理液化的地基对碎石桩进行振冲挤密或振冲置换时消除超孔隙水压以及增加土地密实程度的有力措施,还可以选用强夯法灌浆法对土地密实程度进行加大处理,在使用桩基础时可以将桩端降到液化程度以下来稳定土层。

2.3软弱黏性土

面积不大的或是埋藏不深的软弱粘性土可以进行挖掘处理或是采用基础加深的措施。对于厚度很大的软弱粘性土可以采用灰土桩垫层换土法,对于宽度小的基础可以选用条形地梁跨越。排水固结法可以作用于不含水砂层的软弱粘性土。

2.4天然地基

天然地基是地质工程建设中最优选用的地基种类。在地质工程建设中遇到天然地基时,需要结合基础形式以及地基的上部结构进行综合处理分析。天然地基的每层土层的地基承载能力以及物理力学指标有很大的差异,天然地基的土质都是经过沉积循环后成层出现的,首先要做到把上部承载能力强的土层当成天然地基的支持力层,然后对其下部卧层土层的承载能力进行验算,看看能否满足承载力的要求。当天然地基下部卧层土层的承载能力不能保证承载力的要求时,为了加大厚度,需要对基础进行浅埋处理,在这个过程中要保持冻土的深度小于支持力层土层的厚度。对基础进行加宽处理可减少上部结构的天然地基单位承载能力需求。地基的边坡稳定性、地基的变形程度、地基的承载能力是选择天然地基的三个必要条件。在地基土的质地比较均匀、地基土的压缩性小、地基土的承载能力高时,在保证地基承载能力的同时就可以保证地基的边坡稳定性以及地基的变形程度。

3结论

工程地质论文篇5

关键词:工程勘察;水文地质;岩土;危害

中图分类号: P641 文献标识码: A 文章编号:      

1、  岩土水理性质         

岩土水理性质是指岩士与地下水相互作用时显示出来的各种性质。岩土水理性质与岩土的物理性质都是岩:岩土的水理性质不仅影响岩土的强度和变形,而且有些性质还直接影响到建筑物的稳定性。以往在勘察中对岩土的物理力学性质的测试比较重视,对岩土的水理性质却有所忽视,因而对岩土工程地质的评价是不够全面的。岩土的水理性质是岩土与地下水相互作用显示出来的性质,下面首先介绍一下地下水的赋存形式及对岩土水理性质的影响,然后再对岩土的几个重要的水理性质及研究测试方法进行简单的介绍。        

1.1 地下水的赋存形式:地下水按其在岩土中的赋存形式可分为结合水、毛细管水和重力水三种,其中结合水又可分为强结合水和弱结合水两种。         

2.2 岩土的主要的水理性质及测试办法:①软化性,是指岩土体浸水后,力学强度降低的特性,一般用软化系数表示,它是判断岩石耐风化、耐水浸能力的指标。在岩石层中存在易软化岩层时,在地下水的作用下往往会形成软弱夹层。各类成因的粘性上层、泥岩、页岩、泥质砂岩等均普遍存在软化特性。②透水性,是指水在重力作用下,岩土容许水透过自身的性能。松散岩上的颗粒愈细、愈不均匀,其透水性便愈弱。坚硬岩石的裂隙或岩溶愈发育,其透水性就愈强。透水性一般可用渗透系数表示,岩上体的渗透系数可通过抽水试验求取。  ③崩解性,是指岩浸水湿化后,由于土粒连接被削弱,破坏,使土体崩敞、解体的特性。④给水性,是指在重力作用下饱水岩土能从孔隙、裂隙中自由流出一定水的性能,以给水度表示。给水度是含水层的几个重要水文地质参数,也影响场地疏时间。给水度一般采用实验室方法测定。⑤胀缩性,是指岩土吸水后体积增大,失水后体积减小的特性,岩土的涨缩性是由于颗粒表面结合水膜吸水变厚,失水变薄造成的。

2、工程地质勘察中水文地质评价内容         

在工程勘察中,对水文地质问题的评价,主要应考虑以下内容:         

2.1 应重点评价地下水对岩土体和建筑物的作用和影响,预测可能产生的岩土工程危害,提出防治措施。

2.2 工程勘察中还应密切结合建筑物地基基础类型的需要,查明有关水文地质问题,提供选型所需的水文地质资料。        

2.3 应从工程角度,按地下水对工程的作用与影响,提出不同条件下应当着重评价的地质问题,如:①对埋藏在地下水位以下的建筑物基础中水对砼及砼内钢筋的腐蚀性。②对选用软质岩石、强风化岩、残积土、膨胀土等岩土体作为基础持力层的建筑场地,应着重评价地下水活动对上述岩土体可能产生的软化、崩解、胀缩等作用。在地基基础压缩层范围内存在松散、饱和的粉细砂、粉上时,应预测产生潜蚀、流砂、管涌的可能性。③当基础下部存在承压含水层,应对基坑开挖后承压水冲毁基坑底板的可能性进行计算和评价。④在地下水位以下开挖基坑,应进行渗透和富水试验,并评价由于人工降水引起土体沉降、边坡失稳进而影响周围建筑物稳定的可能性。     

3、地下水引起的岩土工程危害         

地下水引起的岩土工程危害,主要是由于地下水位升降变化和地下水动水压力作用两个方面的原因造成的。

3.1地下水动压力作用引起岩土工程危害。地下水在天然状态下动水压力作用比较微弱,一般不会造成什么危害,但在人为工程活动中由于改变地下水天然动力平衡条件,在移动的动水压力作用下,往往会引起一些严重的岩土工程危害,如流砂、管涌、基坑突涌等。流砂、管涌、基坑突涌的形成条件和防治措施在有关的工程地质文献已有较详细的论述,这里不再重复。        

3.2 地下水升降变化引起的岩土工程危害。地下水位变化可由天然因素或人为因素引起,但不管什么原因,当地下水位的变化达到一定程度时,都会对岩土工程造成危害,地下水位变化引起危害又可分为三种方式:    

(1)地下水位下降引起的岩土工程危害。地下水位的降低多是由于人为因素造成的,如集中大量抽取地下水.采矿活动中的矿床疏干以及上游筑坝,修建水库截夺下游地下水的补给等。地下水的过大下降,常常诱发地裂、地面沉降、地面塌陷等地质灾害以及地下水源枯竭、水质恶化等环境问题,对岩土体、建筑物的稳定性和人类自身的居住环境造成很大威胁。  

(2)地下水频繁升降对岩土工程造成的危害。地下水的升降变化能引起膨胀性岩土产生不均匀的胀缩变形,当地下水升降频繁时.不仅使岩上的膨胀收缩变形往复,而且会导致岩土的膨胀收缩幅度不断加大,进而形成地裂引起建筑物特别是轻型建筑物的破坏。地下水升降变动带内由于地下水的渗透,会将土层中的铁、铝成分淋失,土层失去胶结物将造成土质变松、含水量孔隙比增大,压缩模量、承载力降低,给岩土工程基础选择、处理带来较大的麻烦。

(3) 水位上升引起的岩土工程危害。潜水位上升的原因是多种多样的,其主要受地质因素如含水层结构、总体岩性产状;水文气象因素如降雨量、气温等及人为因素如灌溉、施工等的影响,有时往往是几种因素的综合结果。由于潜水面上升对岩土工程可能造成:①土壤沼泽化、盐渍化,岩土及地下水对建筑物腐蚀性增强。②斜坡、河岸等岩土体岩产生滑移、崩塌等不良地质现象。③一些具特殊性的岩土体结构破坏、强度降低、软化。④引起粉细砂及粉土饱和液化、出现流砂,管涌等现象。⑤地下洞室充水淹没,基础上浮,建筑物失稳。 

工程地质论文篇6

关键词:水文地质;工程地质勘察;意义

随着我国城市化进程的快速发展,为了保障项目工程从规划设计到施工以及使用全过程都能都达到安全、经济以及合用的标准,使项目工程的场地、结构、规模以及场地工程地质条件等能够相互的适应,就需要进行工程地质勘察工作。在工程地质勘察过程中,加强水文地质的勘察是非常重要的,评价地下水对项目工程基础的影响,并且提出科学合理的防治措施,为项目工程的设计和施工提供参考,保障项目工程施工的质量。

一、工程地质勘察概况

工程地质勘察是一项复杂的系统化技术,通常情况下工程地质勘察工作的时间也比较紧,任务量也比较重,相应的困难度也比较大。同时,工程地质勘察工作的有效的开展对于工程建设有着非常重要的作用,有效的开展工程地质勘察工作是一项重要的任务。随着我国经济迅速的发展,对于工程建设投入力度的不断增强,应该加强工程地质勘察的研究力度,提出先进的科学理论和使用技术,使工程地质勘察能够取得更快的发展,保障项目工程能够安全施工。

二、水文地质的重要性

当前在工程勘察、设计以及施工的过程当中,水文地质问题始终是一个重要的问题,但也是比较容易被忽略的问题。地下水是岩土体重要的组成部分,其会直接的影响到建筑场地地基岩土体的工程特性,同时作为建筑物的环境条件对于项目工程的稳定性以及耐久性会产生严重的影响。在实际的建设过程中,很少会直接应用到水文地质参数,从而会被认为这项工作不重要。在勘察的过程中只是简单的对其水文地质条件作一般性的评价,这是非常不合理的。为了提升项目工程施工的安全性就必须要加强水文地质问题的研究,不仅应该查明和岩土工程有关的水质的问题,评价地下水的埋藏条件及对建筑材料的腐蚀性,并且还应该提出相应的预防和治理的措施,为项目工程的设计和施工提供必要的水文地质的资料,以此来减少地下水对于项目工程建设的危害。

三、工程地质勘察中水文地质评价的内容

1、水文地质条件

首先应该查明项目工程施工区域内的气象资料,比如:年降水量、蒸发量以及河流的历史最高水位和常水位、地表水以及地下水的补给排泄关系等问题。其次要了解相应的含水层储水构造资料,比如:含水层的分布、厚度和水量,地下水的类型、水位变化幅度以及流向,测定各含水层的渗透系数等。此外还应该了解到岩土体的构造对于地下水储水的影响以及地下渗流等。

2、水文地质评价的内容

首先需要根据测定的水文地质条件以及实际工程的特点,评价地下水对于项目工程的基础以及岩土体可能会造成的影响,并且提出相应的预防措施。其次根据查明的水文地质条件,选择恰当的方式来实现项目的工程勘察。此外除了要明确天然状态下的地下水对于项目工程建设的影响,还应该着重对工程建设活动中,人们日常活动对于地下水造成的影响,以及地下水情况的变化而引起的地质情况变化和对建筑物造成的影响。第三应该根据项目工程实际的特点,提出在特定的水文地质条件下,需要对工程地质进行着重评价的方面。

四、地下水引起的工程的危害

根据相关统计表明,在地质灾害中因地下水的变化所引起的灾害占有很大的部分,同时其造成的灾害具有复杂性,所以在工程地质勘察过程中,应该注重地下水的变化引发的危害,加强地下水所引起的工程危害的预防和防治。

1、地下水升降引起的工程危害

地下水在自然因素和人为因素的影响下,通常会发生一定的变化,当此种变化达到一定程度的时候,就会对岩土工程产生比较严重的影响,甚至会对项目工程的安全性造成严重的影响。首先是地下水位上升引起的危害。造成地下水位上升的因素有很多,水文方面的主要原因有降水量增大以及气温的变化等,人为方面的原因有灌溉以及施工破坏等因素的影响。其造成的危害表现在以下几个方面:土壤盐碱化现象加剧、地下水对于地下项目工程腐蚀作用加强;河岸以及斜坡容易产生地质灾害,比如:滑移以及崩塌等现象,这会对项目工程造成破坏;容易受到水的作用,而导致岩土体出现软化以及强度下降现象,对工程项目产生影响。其次是地下水下降引起的危害,地下水下降通常情况下是由人为原因产生的,比如:开矿活动、对于河流进行治理和改道等,地下水位下降后,相应的岩土变硬,诱发地面发生裂缝和沉降等现象,这样就会对地质条件产生比较大的破坏,从而影响到项目工程的质量。第三是地下水位反复波动造成的危害,地下水位的反复波动容易造成地上项目工程的基础产生变形,造成项目工程开裂等问题,最重要的是地下水位的反复波动,会对地层中的胶结物产生淘洗的作用,当土层中失去了相应的胶结物,土体的强度就会变低,给项目工程的处理带来施工困难。

2、地下水动压力作用引起的岩土危害

天然的地下水很少会产生动压力,但是人类日常的活动,比如:地下空间或者是矿产资源的开发就可能会使正常的地下水压力的平衡受到破坏,从而会使局部产生比较大的压力,当遇到粉土层的时候,会产生流砂以及管涌等问题,从而会引发基坑的变形和隆起,严重的会导致边坡失稳现象的发生,引发项目工程安全施工事故现象的发生。

3、地下水对基础的危害

在项目工程选择基础埋深的时候,则需要认真的考虑地下水的动态变化以及其埋藏的特点。在进行工程项目基础设计的时候,应该保障项目工程基础的地面埋置在地下水位之上,否则应该采取相应的排水和降水的措施,同时还应该对于基础的钢筋混凝土做必要的防腐蚀措施。当相应的基础伸入承压水层内的时候,在项目工程施工之前必须采取相应的降水措施,防止在基坑开挖的时候承压水喷出,危害到人们生命财产的安全。在沿着河岸建设项目工程的时候,除了要考虑到地下水的影响之外,还应该考虑到地下水和地表水的相互之间的补给关系,以此来避免地表水对于项目工程基础的冲刷,危害到结构安全,保障项目工程建设的质量。

总结

随着项目工程数量的不断增加,在工程建设中工程地质勘察的应用,能够有效的提升建筑物的质量和使用的安全性。在进行工程建设的过程中,应该根据项目工程的特点,对于项目工程的持力层进行关注,方便在设计的过程中满足项目工程的地质条件的需求。其中水文地质条件在工程地质勘察中占有非常重要的作用,根据工程实际情况,对于地下水作用可能造成的危害进行评估,并且提出相应的预防措施,才能够使工程地质勘察真正的服务于工程建设,保障工程建设的质量。

参考文献:

[1]杜万海,尹洪峰.水文地质对工程地质勘察的影响[J].中华建设.2012,02(12):157-162

[2]田学君.浅析水文地质对工程地质勘察的影响[J].考试周刊.2010,07(04):34-42

[3]段凤华.水文地质对工程地质勘察的影响[J].华章.2013,15(03):241-247

[4]郭岐山.工程地质勘察中水文地质问题的探讨[J].科技风.2010,17(08):124-127

工程地质论文篇7

岩土水理性质也是岩土工程勘察工作中的需要勘察测量的重要内容。岩土水理性质指的是地下水和岩土相互作用表现出来的性质。在自然界当中地下水的赋存形式主要有结合水、毛细管水和重力水三种。岩土的主要的水理性质判定岩土水理性质的办法有五种,包括软化、透水、崩解、给水、胀缩。在实际测量岩土水理性质的时候根据不同的情况采用不同的方法。在这五种方法里面软化性是使用的比较多的一种。软化就是指岩土主体在浸水之后,力学强度会出现下降的特性,在工程当中我们用软化系数来表示这个特性的强弱,这种特性可以判断岩石是不是耐风化、抗水侵。胀缩性是指岩土主体在吸水之后体积会变大,失水后体积会相应的减小的特性,岩土的胀缩性的起因是在岩土的颗粒表面有一层结合水膜,这层水膜吸水会变厚,失水会变薄。岩土的这种特性决定了岩土工程是比较容易出现裂缝还是不容易出现裂缝。

二、地下水可能引起的岩土工程的主要危害

地下水之所以能够引起岩土工程出现问题主要是因为地下水会出现不稳定的水位变化以及地下水的水动压力以及地下水对于建筑物的腐蚀这三个方面,其中前两个方面是最为主要的两个方面。地下水的水位变化主要有三种形式,一种是地下水的水位上升,一种是地下水的水位下降,另外一种是地下水的水位频繁变化,不断地上升和下降。如果地下水的水位只是在小范围内出现波动一般不会对岩土工程造成很大的影响,但是一旦浮动范围过大,则非常容易影响岩土工程的施工和使用。地下水位频繁的升降波动对岩程可能造成的危害主要有:能引起建筑物的破坏和膨胀性岩土胀缩变形。地下水动压力作用对岩土工程造成的危害上要原因是自然原因或者人为工程活动改变了地下水的天然动力平衡条件,在移动水压动力力作用下。引起岩土的渗透变形,造成流砂,管涌。基坑突涌等一些非常严重的、带有毁灭性的工程危害,造成安全隐患影响工程的质量。

1.地下水的水位下降可能引起的岩土工程的危害现如今,地下水的水位降低大多是由于人为因素,比如说人类为了某些商业原因会集中大量的抽取地下水、在采矿的时候可能出现矿床疏干、还有就是在河流的上游筑坝、修建水库等水利工程会截夺下游的地下水补给等等。地下水的水位过分下降,可能会导致地裂、地面沉降、地面塌陷等许多严重的地质灾害以及地下水源桔竭、水质恶化等恶劣的、不可修复的环境问题,这些后果无论是对岩土体、建筑物的稳定还是人类自身的居住环境都会造成很大威胁。

2.地下水的水位上升可能引起的岩土工程危害能够引起地下水的水位上升的原因有很多种,最主要的是地质因素就是地下含水层的结构变化。另外像气象因素比如说降水变化,气温变化都有可能导致地下水位的上升。还有一些人为因素比如说灌溉、施工也有可能造成地下水位的上升。地下水位上升会造成土地的沼泽化、盐碱化,导致地下水对建筑物的腐蚀性增强。地下水位上升还可能导致岩石层出现滑移和崩塌等地质灾害。

3.地下水水位的频繁升降可能对岩土工程造成的危害地下水水位的升降变化能够造成膨胀性的岩土因为膨胀系数不同,吸水多少不同产生不均匀的胀缩变形,当地下水的水位升降比较频繁的时候,不仅会导致岩士的膨胀收缩变形不断的往复出现,而且会导敛岩土的膨胀收缩幅度不断地加大,久而久之会导致地裂引起建筑物特别是质量不大的轻型建筑物的破坏。地下水水位的升降变动带内可能出现的情况就是由于地下水的水位变动过快,土层中的胶结物比如铁、铝等主要的成分会被水带走,土层一旦失去了胶结物就会出现土质变松、含水量增大、孔隙增大等问题,给岩土工程的基础选择、处理带来很多不必要的麻烦。

4.水文地质勘察在岩土工程勘察中的评价岩土工程的勘察中涉及的基本理论主要包括土力学的一些基本知识以及一些主要的工程地质理论等。岩土工程问题的解决实际上就是在理论知识的指导之下,岩土工程的操作人员利用自己的工作经验结合实际的工作情况来建立合适的模型,进行试验得到相关参数,进而判断的一个解决问题的过程。

三、结语

工程地质论文篇8

关键词:水文地质;岩土工程;勘察设计

中图分类号: S611 文献标识码: A

一、地下水对岩土工程的主要危害

地下水引起的岩土工程危害,主要是由于地下水位升降变化和地下水动水压力作用两个方面的原因造成的。

(1)地下水升降变化引起的岩土工程危害。地下水位变化可由天然因素或人为因素引起,但不管什么原因,当地下水位的变化达到一定程度时,都会对岩土工程造成危害,地下水位变化引起危害又可分为三种方式。

水位上升引起的岩土工程危害。潜水位上升的原因是多种多样的,其主要受地质因素如含水层结构、总体岩性产状;水文气象因素如降雨量、气温等及人为因素如灌溉、施工等的影响,有时往往是几种因素的综合结果。

由于潜水面上升对岩土工程可能造成:土壤沼泽化、盐渍化,岩土及地下水对建筑物腐蚀性增强;斜坡、河岸等岩土体岩产生滑移、崩塌等不良地质现象;一些具特殊性的岩土体结构破坏、强度降低、软化;引起粉细砂及粉土饱和液化、出现流砂、管涌等现象;地下洞室充水淹没,基础上浮,建筑物失稳。

地下水位下降引起的岩土工程危害。地下水位的降低多是由于人为因素造成的,如集中大量抽取地下水,采矿活动中的矿床疏干以及上游筑坝,修建水库截夺下游地下水的补给等。地下水的过大下降,常常诱发地裂、地面沉降、地面塌陷等地质灾害以及地下水源枯竭、水质恶化等环境问题,对岩土体、建筑物的稳定性和人类自身的居住环境造成很大威胁。

地下水频繁升降对岩土工程造成的危害。地下水的升降变化能引起膨胀性岩土产生不均匀的胀缩变形,当地下水升降频繁时,不仅使岩土的膨胀收缩变形往复,而且会导致岩土的膨胀收缩幅度不断加大,进而形成地裂引起建筑物特别是轻型建筑物的破坏。地下水升降变动带内由于地下水的积极交替,会将土层中的胶结物铁、铝成分流失,土层失去胶结物将造成土质变松、含水量孔隙比增大,压缩模量、承载力降低,给岩土工程基础选择、处理带来较大的麻烦。

(2)地下水动压力作用引起岩土工程危害。地下水在天然状态下动水压力作用比较微弱,一般不会造成什么危害,但在人为工程活动中由于改变地下水天然动力平衡条件,在移动的动水压力作用下,往往会引起一些严重的岩土工程危害,如流砂、管涌、基坑突涌等。流砂、管涌、基坑突涌的形成条件和防治措施在有关的工程地质文献已有较详细的论述,这里不再重复。

二、岩土工程勘察中水文地质问题的评价

根据以往的岩土工程勘察报告显示,人们在勘察过程中只是关注勘测出来的岩土类型及其工程地质性质、结构的研究,却在水文地质参数的利用方面很少涉足,水文地质问题往往被忽略或是只作为象征性的工作,在勘察报告中只对天然状态下的水文地质条件作出简单的评价。在基础设计和施工方面,由于缺乏评价水文地质对岩土工程带来的作用和危害,因水文地质问题早场工程基础下沉、导致建筑物损坏的事故比比皆是。对岩土工程造成影响的水文地质因素有:地下水的类型与变动幅度的大小、含水层和隔水层的厚度及其分布组合关系、土层和岩层的渗透性强弱情况与渗透系数、承压含水层以及水头特征等。为了达到提高工程地质勘查质量的目的,应加强对水文地质问题的关注。在工程地质勘察过程中,一方面要求明与确岩土工程相关的水文地质问题,并根据地下水可能对岩土工程和建筑工程造成的作用及其影响作出正确的评价;另一方面,更要提出预防与治理措施的建议,为工程设计和施工过程提供必要的水文地质依据,以此来消除减少水文地质问题对工程建设带来的危害及影响。岩土工程勘察过程中,应该将研究地下水对岩土体和建筑带来的影响和作用方面作出重点评价,同时根据实际情况预测出可能对工程带来的危害,以此提出相应的防护措施,做到及时发现、及时治理、及时补救。勘察过程中应当与建筑物地基的基础类型的需要密切结合,查出与此相关的水文地质问题,根据选型提供可靠的水文地质资料。

不同模式对建筑物造成的适应能力相差很大,导致工程地质问题也相差甚远。例如山区、平原区、深雪峡谷区等都具有符合自身特点的模式。同时工程勘察中不但要明确地下水的天然条件下地下水的赋存状态,还要查明天然状态下地下水的变化规律。此外,还需要对人为工程活动后地下水的变化情况进行分析和预测,同时也要考虑地下水对岩土体和建筑物带来的不良影响。此外低下水位高低的不同也会对建筑物造成影响,在分析工程地质问题的同时,要将地下水位以上和水位以下给予不同对待。从工程角度出发,在工程勘察中的水文地质条件评价内容中,根据地下水对建筑过程的不同作用与影响,作出相关的地质问题的评价。

三、水文地质勘察设计

(一)勘察目标与任务

水文地质勘察的目标就是为了查明地下水的形成、分布规律,在此基础上做出对地下水情况的评价,评价内容包括水量与水质,不同的工程建设所要解决的水文地质问题各不相同,因此对工程勘察工作要求具有明确的目的性。

(二)设计与任务

根据一般的工程地质勘察工作,一般可划分为勘察规划、可行性研究、初步设计和技术实施设计四个阶段,现重点介绍初步设计阶段和技施设计连个重要阶段,简单介绍规划勘察与可行新研究勘察两阶段:(1)规划勘察与可行性研究。规划勘察的整体目标是为工程选点提供初步的工程地质资料。该阶段的主要任务是搜集整合区域水文地质资料,对于水利水电工程的规划勘察内容包括:合流、河段与地质构造、地层岩土性质以及地震等。可行性研究是在规划选定方案的基础上进行勘察工作,其目的是为建筑工程设置施工方案进行地质论证,对于该阶段的主要任务是对该区域的构造稳定性进行精确确认,并作出评价。(2)设计勘察。该阶段的主要任务是查明水文地质条件、工程地质问题以及预测蓄水后的情况变化。对地下水实行动态监测和岩土移监测,需要提出地质工程问题一级处理建议;引水隧洞工程地质条件分段特征,围岩工程地质分类等问题做出评价和建议。

四、地下水位对岩土物理力学性质的影响

地下水的升降变化能引起膨胀性岩土产生不均匀的胀缩变形,严重者形成地裂,引起建筑物特别是低层或轻型建筑物的破坏。当地下水升降频繁时或变化幅度大时,不仅使岩土的膨胀收缩变形往复,而且会导致岩土的膨胀收缩幅度加大。因此,在膨胀性岩土地区进行工程勘察时应特别注意对场地水文地质条件的研究,特别是地下水往往升降变化中高度和变化规律对地基基础深度的选择(宜选在地下水位以上或地下水位以下,不宜选在地下水位变动带内)有主要的参考价值。

在建筑工程的地基内,当地下水位在基础底面以下压缩层范围内发生变化时,就能直接影响建筑物的稳定性。若水位在压缩层范围内上升时,软化地基土,使其强度降低、压缩性增大,建筑物可能产生较大的沉降变形。若水位在压缩层范围下降时,岩土的自重应力增加,可能引起地基基础的附加沉降,如果土质不均匀或地下水位的突然下降也可能使建筑物发生变形破坏。

结语

为提高工程勘察质量,在勘察中加强水文地质问题的研究是十分必要的,在工程勘察中不仅要求查明与岩土工程有关的水文地质问题,评价地下水对岩土体和建筑物的作用及其影响,更要提出预防及治理措施的建议,为设计和施工提供必要的水文地质资料,以消除或减少地下水对岩土工程的危害。

参考文献

[1]鲁喜超.水文地质勘察在工程地质勘察中的应用研究[J].黑龙江科学.2014(04)

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