水文地质和工程地质的区别范文

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我国幅员辽阔，地形和气候地区差异较大，相应的工程地质与水文地质也区别甚大。对于水利工程来说，稍微的疏忽都会影响到水利工程的质量，进而产生巨大的经济损失。水文地质和工程地质二者密不可分，只有对其进行细致勘查才能基本保障水利工程的顺利建设。正是因为水文地质和工程地质如此重要，我们要加强二者相结合的应用研究，为水利工程的顺利运行提供更多的支持。

一 水文地质和工程地质勘查的目的

水文地质与工程地质勘查是水利工程建设中不可或缺的必要工作，地质勘查工作的认真进行直接关系着水利工程方案的事实。在具体的实践中，水利工程事故常由地质问题引起，这些地质问题会导致工延长工期，甚至造成严重的生命财产损失。

1.1 水文地质勘查的目的

水文地质条件的研究主要依靠水文地质勘查，水文地质勘查主要是为了查明地下水的形成和分布规律，进而分析和评价地下水水量和水质，为国民经济的发展提供一定的水文地质依据。水文地质勘查通过多样的测绘、勘探、观测等方法，查明水文地质条件，解决一些水文地质问题。

1.2 工程地质勘查的目的

工程地质勘查主要是为了查明工程建筑物地区的工程地质条件，进而分析可能出现的工程地质问题，趋利避害，利用有利地质地形，为水利工程的设计规划和施工管理提供可靠的资料。通常来说，工程地质勘查包括以下四个阶段：规划勘查、可行性研究、初步设计和技术施工设计。规划勘查是为了给水利工程选址提供依据，此阶段中主要是搜集和整理编制区域的地质、地形等资料，分析建设水利工程的可能性以及对水利建筑材料进行普查。可行性研究勘查则是为了选定坝址，坝型和引水线路等所进行的地质论证，进一步提供有用的水利工程地质资料。可行性研究勘查完成以后，则是初步设计勘查，是为了查明水库区和建筑物地区的工程地质条件进行的地质论证，据以给有关建筑物提供可靠的地质信息。最后一个阶段则是技术施工设计勘查，勘查的目的是为了提供优化建筑物的设计的地质资料。

二 常见的水文地质和工程地质条件

既然水文地质和工程地质的勘查如此重要，勘查之前应当先明确常见的水文地质和工程地质条件。水文地质和工程地质条件，综合了水利工程建筑物相关的各项地质因素。因此水文地质条件和工程地质包括：土石类型及其性质、地形地貌、地质结构、水文地质等。

2.1 土石类型及其性质

水利工程的建筑物离不开土和岩石，图和岩石构成了建筑物的地基、或是建筑材料和介质，土石的性质直接关系着建筑物的安全性和稳定性，以及影响着建筑施工的技术性和经济性。

2.2 地形地貌

地形地貌包括地形和地貌两大方面。地形指地表的形态、山势高低、山脉、水系、自然的植被等，这些常在地图上被反应出来。地貌则反映的主要是地表形态形成的原因、类型和发育的程度等。

2.3 地质结构

地质结构由于地质构造和岩体结构。地质构造包括褶皱构造、倾斜构造和断裂构造这三种。而岩体结构则涵盖了诸多成因类型的土层的岩相变化和空间分布的情况等。

2.4 水文地质条件

水文地质条件包括地下水类型、含水层与隔水层之间的组合和空间分布、地下水的运动特征以及地下水的水质等。地下水类型包括上层滞水、潜水和承压水等；含水层与隔水层的深度、厚度和彼此之间的组合以及空间分布等也是水文地质条件的内容；同时水文地质条件还包括岩层的溶水性、透水性等特征；地下水的动态特征包括了时间变化所造成的水位、水温和水质的差别；地下水的水质则不仅仅包括水的物理性质，还包括其化学性质和水质评价等。水文地质条件的好坏会直接关系到水库漏水与否、大坝的坝基是否稳定等重大问题。

2.5 天然建筑材料

在勘查天然建筑材料时要查明水利工程所必要的各种天然建筑材料地区的分布、储量和质量，是否便于开采和运输，进而为水利工程的设计和施工提供合理的依据。

三 水文地质与工程地质在水利工程中相结合的应用

3.1 水文地质测绘和工程地质测绘

水文地质测绘是认识和掌握水利工程区域地质构造和地貌以及水文地质条件的不可或缺的调查研究放大。水文地质测绘需要查明以下的内容：与地下水形成相关的水利工程区域的水文和气象因素；地下水如何得到补给，排泄条件如何已经含水层的埋藏条件和含水层的分布情况。而工程地质测绘的比例尺选取因设计阶段的不同而有所差别。当设计阶段相同时，工程地质测绘的比例尺选取要综合考虑建筑物的类型、规模以及工程地质条件的复杂程度等而定。

3.2 大坝坝基岩体和边坡的工程地质分析

由于工作特征的差异，不同坝型对地质条件的要求也各不相同，因此在施工之前要特别了解不同的坝型对地质条件的适用与否以及对工程条件有无特殊要求。有的坝区岩体可能有一些地质缺陷，这些缺陷很有可能会导致水利工程出现问题，比如坝基不稳和坝区渗透等。

边坡的工程地质分析也是水文地质和工程地质相结合的应用之一。边坡变形破坏主要包括了松弛张烈、崩塌、滑坡和蠕动变形等四种。除了这四种主要的变形破坏之外，中间还存在错落、倾倒等过渡的类型。泥石流也是边坡破坏的一种。边坡的稳定情况受到以下因素的影响：岩石类型和岩石性质、地质构造和岩体结构、风化和水的作用等、以及人工挖掘和地震等因素。

3.3 水库工程地质问题的分析

水库包括地面水库和地下水库两种。地面水库是在河流上筑坝拦水而形成的人工湖泊；地下水库则是通过对地下蓄水构造状况的利用，用人力而形成的水库。水库装了水之后，水文条件和水库周围的水文地质条件都将有不小的变化，甚至会影响到水库周边地区的水文地质条件。比如说，水库水位升高，浸湿了水库的岸边，在风力和水浪的冲击下水库两岸被洗刷冲蚀，地下水位的上升导致洼地被淹没等。在此基础上会出现不少的工程地质问题，比如水库渗透、水库塌岸、淤积以及水库所诱发的地震等。

3.4 软土基坑工程地质问题

软土基坑的工程地质问题有土质边坡稳定和基坑降排水等两种。我们在软土基坑施工的过程中，要想防止边坡失稳，进而确保软土基坑施工的安全可以合理设置有关的坡度、建立基坑支护进而降低地下水水位等。软土基坑抗降排水可以在一定程度上增强边坡的稳定性，对于细砂的边坡则可以防止出现流沙和管涌的现象。一般而言，软土基坑开挖的降排水可以通过明排法和人工降水来实现，二公降水通常用的是轻型井点或管井井点降水的方式。

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关键词： 水文地质，勘察，难点，改进措施

中图分类号：F407 文献标识码： A

目前我国在工程水文地质勘察工作上，很多项目没有对地质勘察的基础设计"实际施工情况和地下水的影响进行综合考虑，以至于造成因为地下水存在的问题致使建筑基础下沉，或建筑物墙体有开裂的现象。因此，改进水文地质勘察，针对地下水存在的问题进行预防和研究，保证水文地质勘察工作的进行，才能提高建筑质量。

一、常见水文地质勘察中的难点问题

据统计，地下水与岩土体互相作用所造成的地质灾害具有类型的多样性"机理的复杂性"分布的广泛性"灾害的严重性和可控性等特征。目前在项目和科研实践中对地下水作用致灾的重要性认识及勘察研究投入还是远远不足，在工程地质勘察评价中对地下水作用的定性定量分析还是一个很薄弱环节。

1、水文地质勘察的评价

最容易被忽略的往往是很重要的细节问题，在水文地质勘察中我们应该首要考虑在水文地质勘察中水文地质的评价内容。在实际的勘察工作中，勘探成果里因过少直接涉及水文参数的利用，水文地质问题往往只被认为是象征性的工作继而不被重视。在勘察中大多只是简单地对天然状态下的水文地质条件作一般性的评价，在勘察报告中往往也是一带而过。在一些水文地质条件较复杂的地区，由于工程勘察中对水文地质问题研究不够深入，设计中忽视了水文地质问题，导致经常会发生由地下水引发的各种岩土工程危害相关的问题，令勘察和设计处于比较尴尬的境遇。

2、水文地质勘察的主要技术和方法

现水文地质勘察的主要技术方法分为测绘、钻探、物探、实验、监测五个类型，在实际运用中，应当考虑到相应技术的运用所带来的不足。测绘，是严格遵守（测绘法）规定，按一定比例尺要求，对测绘范围内水文地质现象进行准确的观察测量与描述记录，形成地质测绘图件并进行总结，对地下水的形成与运动规律进行研究分析。测绘的优点是覆盖面广，其缺点是工作量大，针对性差。钻探的方法是运用钻机设备从地表向地下钻进成孔，从而达到水文地质普查、取得地下水文地质资料等目的，特别实在深层水的开发利用中是目前唯一的技术手段。钻探的优点是直观、准确，缺点是技术较为复杂、成本较高。物探，是利用地球物理原理，根据各种岩石间的密度、磁性、电性、弹性、放射性等区别，采用先进的探测仪器与方法测量了解水文地质的勘察方法。物探的优点是针对性强、速度快，缺点是物探只是一种辅方法，必须配合其他方法使用。实验，是为得到水文地质参数，解决水文地质问题进行的各种实验，实验方式多元化。实验的优点是针对性强、参考价值高，缺点是不够全面。监测，是一项日常性、基础性勘察工作，包括监测各种基础参考指标。监测的优点是针对性强、参考价值高，缺点也同实验，不够全面。

二、常见水文地质勘察中针对难点的改良措施

总结以往的经验与教训，在水文地质勘察中有针对性地改良工作是很有必要的，可以有效的避免许多因细节问题而造成的严重后果。

1、水文地质勘察的评价改进措施

在水文地质勘察的评价这一方面，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，提出相关的防治措施。另外，工程勘查要密切结合建筑物地基基础类型的需要，查明有关水文地质的问题，提供选型所需的水文地质资料。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。例： 拟建供水水厂一座，供水量2×100m3/d 。其供水水源地初步定于A城区北部，需进行A城区供水水文地质勘察工作。根据建设方意向，水源地开采满足2×100m3/d，连续20年左右开采期限要求。结合目前掌握的水文地质资料，须进行详查勘察阶段的水文地质工作。在初步圈定可能富水地段的基础上，结合水源地开采，实施探采结合勘察方法。查明拟建水源地范围内的水文地质条件，进一步评价地下水资源，提出合理开采方案，探明地下水允许开采量满足B+C级精度要求，为水源地施工"设计及批准开采提供依据。

B级精度要求如下：

（1）查明拟建水源地区的水文地质条件与供水有关的环境水文地质问题，提出开采地下水必须的有关含水层和数据。

（2）根据一个水文年以上的地下水的动态资料和群孔抽水试验或开采性抽水试验，验证水文地质计算参数，掌握含水层的补给条件及供水能力。

（3）结合具体的开采方案建立和完善数值模型，计算和评价补给量，确定允许开采量。

（4）预测开采条件的地下水位"水量"水质可能发生的变化。

（5）提出不使地下水水量减少和水质变差的保护措施。

C级精度要求如下：

（1）基本查明含水层的空间分布和水文地质特征。

（2）初步掌握地下水的补给"径流"排泄条件及其动态变化规律。

（3）根据带观测孔的单孔抽水试验或枯水期的地下水动态资料确定有代表性的水文地质参数。

（4）结合开采方案初步计算允许开采量，提出合理的采用值。

（5）初步论证补给量，提出拟建水源地的可靠性评价。

2、水文地质勘察的主要技术方法改进措施

水文地质勘察的主要技术方法有测绘、钻探、物探、实验、监测五个类型，在实际操纵中应注意取长补短运用。

水文地质测绘是认识地区水文地质的最基础方法，也是全部水文地质工作的基础。测绘的内容应包括： 1） 地貌形态、成因类型及各地貌单元间的关系； 2） 地形、地貌与含水层的分布及地下水情况； 3） 地层的成因类型、时代、层序及接触关系； 4） 地层的厚度、分布、透水性、富水性等情况； 5）地质构造的褶皱、断层、泉井、地表水的位置、类型、规模、富水性等情况。

钻探的基本任务是在测绘和物探基础上，进一步查明含水层的构造、层次、岩性、厚度以及水质、水量、水温等水文参数，一般采取“以探为主、探采结合”的打井方法。钻孔选择应有测绘物探基础，勘探点与线应合理选择，满足抽水成井需求。岩石要用清水清洗，松散层也应用泥浆冲洗，以保证钻探质量，提高岩芯采取率，完整岩层、粘性土大于70%，破碎带、溶蚀带、碎石土、砂性土大于30%。

在应用物探的方法时，要注意方法的针对性与适用性，采取电阻率法、浅震、电磁波法、声波法等多种方法确保其科学性。物探的方法与测绘及钻探方法配合使用，可较准确查明水文地质情况，提高了工作效率。

实验分为室内实验与室外实验，室外实验包括抽水、放水、注水、渗水、压水、连通、弥散、流速、流向等测定，其中应用最多的是抽水试验，抽水试验段应尽量布置在富水性好和拟选择的水源地，确定抽水孔的特征曲线、实际涌水量，评价含水层的富水性，推算井孔的用水量，确定含水层的水文地质参数，为评价地下水资源提供依据。室内实验测定包括分析、测定、模拟实验地下水及岩石水理、力学性质，岩石侵蚀机理、含水层颗粒成分。

监测主要包括对地表水、地下水的动态检测，包括其水位、水量、水温、水质等进行的监测，以方便对地下水进行全面评估与掌握。

三、结语

为提高工程勘察，在工程勘察中水文地质工作尤为重要。随着工程勘察的发展，水文地质工作将受到越来越广泛的重视。切实做好水文地质工作将对勘察水平的提高起到极大的推动作用。

参考文献：

[1]徐伟军工程地质勘察与水文地质[J]城市建设

[2]韩爱臣水文地质问题在工程地质勘察中的重要性[J]今日科苑

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关键词：工程勘察；水文地质监测；强化措施

前言：

在经济发展的带动下，我国的各类岩土工程项目的数量不断增加，在施工过程中，不可避免的会遇到一些特殊的地质地形，在这种情况下，为了保证施工的顺利进行，保证工程质量和使用安全，做好工程勘察工作，是非常必要的。水文地质监测是岩土工程勘察的重要组成部分，其监测质量直接影响着整个工程项目的质量，需要勘察人员的重视，构建科学合理的工程勘察系统，确保工程项目预期目标的顺利实现。

1、水文地质监测的内容

在岩土工程建设中，水文地质与工程地质有着非常密切的联系，其监测质量直接影响了整个工程项目的质量，需要勘察人员的重视。通常来讲，在工程勘察中，水文地质监测和主要内容包括以下几点：（1）地理条件，包括了施工区域的地形地貌以及气象水文特征等；（2）地质环境，包括工程施工区域内的地质构造、基地构造、地层岩性等方面的内容；（3）地下水位，包括最近几年内区域地下水最高水位以及水位变化情况、地下水补给排泄条件、地下水与地表水的补排关系，以及气候因素对于地下水位的影响等；（4）含水层和隔水层，包括埋藏条件、分布状况、地下水类型、水位、流向，结合现场试验，测定地层渗透系数等参数，判断地下水对于建筑材料可能造成的影响和危害等。

2、水文地质监测中存在的问题

在岩土工程勘察、设计和施工过程中，水文地质问题一直扮演着一个非常重要，但是很容易被忽视的角色，工程勘察的成果往往很少涉及对水文地质参数的利用，将其当做是一个象征性的工作。在一些水文地质状况比较复杂的区域，如果忽视水文地质监测，地下水很容易会对工程造成各种各样的危害，影响工程的施工质量、施工进度和使用安全。水文地质监测中存在的问题主要体现在以下几个方面：

2.1缺乏足够的重视

在当前市场经济背景下，市场竞争的日趋激烈，对于企业提出了更高的要求，如果水文地质监测无法跟上市场发展的步伐，无法有效满足市场需求，则必然会影响到工程勘察的进步以及企业的长远发展。

2.2缺乏专业技术人员

勘察人员的专业素质和实践经验对于水文地质监测工作的影响是非常巨大的，而从目前来看，高端技术人才缺乏是工程勘察中存在的主要问题之一。许多从业人员并没有经过专业的岗位培训，没有能够熟练掌握专业勘察知识和技能，对于水文地质的认知也没有及时更新。另一部分勘察人员虽然实践经验丰富，技术熟练，但是缺乏理论知识的配合，难以有效满足现代水文地质监测的要求。不仅如此，在人员之间，没有建立互帮互助、紧密联系的团队体系，缺乏相互沟通和配合。

2.3缺乏先进的技术支持

在岩土工程勘察中，没有建立专业的水位地质监测体系，缺乏相应的配套设施，缺乏科学的管理，技术力量薄弱，加上人员的监测观念落后，导致水文地质监测工作的安全缺乏保障，影响了监测工作的顺利进行。

2.4缺乏完善的规章制度

在工程勘察中，并没有相对完善的规章制度，导致水文地质监测缺乏政策性保障，缺少法律依据，导致水文地质监测没有能够满足制度化、标准化和规范化的相关准则。

3、强化工程勘察中水文地质监测的有效措施

3.1做好地下水风险预测

在岩土工程施工前，勘察人员应该明确地下水可能对岩土体和建筑材料的危害，预测建筑工程施工中存在的风险因素，设置相应的预防和应急处理措施。地下水对于工程的危害主要体现在三个方面，一是对地表建筑的危害，如过度抽取地下水，导致地表塌陷，造成建筑物出现应力裂缝、结构变形乃至倒塌；二是对地基工程的危害，如地下水较多且流速大，可能会导致地基岩土松动流失，影响基础的稳固性；三是对基坑工程的危害，如在基坑施工过程中，通常都需要通过抽水的方式，适当降低地下水位，在这个过程中，如果不了解地下水的具体情况，就可能导致基础部分土层的突然下沉，影响施工安全。在水文地质监测中，岩性是划分地下水类型和含水层的基础，通常一定类型的岩石，会赋存对应类型的地下水，不同类型岩石赋存的地下水类型如下表所示。通过对岩土密度、地下水位等的综合分析，结合相应的计算结果，可以对建筑材料的性能进行合理选择，保障工程项目的质量和安全。

3.2对岩土层水文地质进行监测评估

勘察人员应该清楚的认识到，在不同的环境中，不同的物象对于水文地质监测的要求有着很大的区别，因此，在勘察过程中，应该对当地水文地质的相关历史记录进行查询，找出影响水文地质的因素。应该加强对于水文地质有关的建筑物和岩土层的监测和评估，结合当地的水文地质条件，制定严谨的预见方案，将其作为后期工程的参考依据，并在施工中，对方案进行不断调整，预测水文地质可能对工程建设造成的影响和危害，采取切实可行的防治措施。

3.3制定相应的规章制度体系

水文地质监测体系直接关系着工程勘察体系的整体效益，是一项比较复杂和繁琐的工作，而对于勘察人员而言，要想保证水文地质监测和合理性和有效性，充分发挥水文地质监测的作用，就必须确保监测体系具有法律层面的约束力和规范性。在制度上，应该从人员、设备、技术等方面，做出明确的规定。例如，对勘察人员的专业素质以及必备能力进行限定，保证检测人员能够满足相应的岗位需求；立足水文地质监测工作的要求，提升设备的现代化水平，确保监测任务的有效实施；在技术层面，要求监测方案的合理性和可行性，能够满足勘察工作的实际要求。

3.4明确监测任务

在进行水文地质监测的过程中，应该对监测任务进行明确，从监测内容出发，选择科学合理的方法，利用各种各样的监测工具，保证监测工作的质量和安全。而在后期监测任务中，施工人员和管理人员应该服从上级部门的管理，主动接受审核，同时定期对监测设备进行定期维护，确保水文地质监测工作的基础条件能够符合现代化的要求。

3.5强化监测人员培训

在科技发展的带动下，各种先进的技术设备不断涌现，对于人员的专业素质和能力提出了更高的要求，水文地质监测工作需要更多的综合性人才。在人员配置方面，必须重视技术人员的采用，设置相应的专题讲座和技能培训，定期对员工进行教育和培训，同时对其专业技能和理论知识等进行考核与评定，不断提升监测队伍的整体素质。不仅如此，还可以邀请专家，对员工进行相应的技能指导，以及先进技术和设备的使用指导，加强员工之间的经验交流，创设相应的学习环境，促进水文地质监测技术的不断提高。另外，还应该加强安全教育，引导员工树立相应的安全意识和风险意识，使得其能够主动关注自身安全和工程安全，减少和避免安全事故的发生。

3.6将工程勘察与水文地质监测结合起来

在岩土工程建设中，应该结合水文地质情况以及具体的工程项目，选择恰当的水文地质监测材料，避免因材料选择不当而导致监测结果出现误差的情况。同时，应该对监测设备与工程勘察设备存在的互通之处进行有效把握，在设备使用过程中，适应彼此的操作流程，对不同的水文地质条件，有着不同的工程勘察方法和监测方法。

结语：

总而言之，在岩土工程勘察中，水文地质问题一直都是一个不容忽视的问题，勘察人员应该充分重视起来，不断对自身的专业素质和技术知识进行完善，探索更加有效的处理措施，对水文地质监测中存在的问题进行解决，保障企业的生存和发展，进而推动我国工程建设的稳定健康发展。

参考文献

[1]钟良.论如何强化工程勘察中的水文地质监测[J].广东科技,2014,(12):135-136.

[2]刘建军.谈如何强化工程勘察中的水文地质监测[J].城市地理,2014,(24):42-43.

[3]梁飞强.探究工程勘察中水文地质的意义[J].科技视界,2015,(2):130,193.

[4]梁祥,刘友勤,何彪.岩土工程勘察中水文地质勘察问题分析[J].科技致富向导,2013,(11):272.

[5]邓晓翔,蒋丽云.对工程勘察中水文地质问题的探讨[J].四川建材,2009,35(1):172-173.

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关键词：隧道勘测；围岩工程地质；围岩稳定性；

中图分类号： K826.16文献标识码：A 文章编号：

引言

隧道勘测的目的是为确定隧道位置、施工方法和支护、衬砌类型等技术方案，对隧道地处范围内的地形、地质状况，以及对地下水的分布和水量等水文情况要进行勘测，查明隧道施工地点的工程地质条件，分析围岩稳定性，为公路路线必选和工程预算提供科学依据。公路隧道的特点是断面大、隧道长、地质条件复杂，隧道掘进面前方和洞口的不良地层条件极易引起隧道塌方、涌水。隧道地下工程围岩地层的复杂性和不可见性，增加了勘探人员工作的难度。因此，在隧道勘探设计过程中对围岩工程地质的调查和分析，并积累隧道工程资料和经验，为将来公路隧道的设计和施工铺平了道路。

1、公路隧道勘测设计工作重点

进行公路隧道规划、设计、施工和维护管理，应预先获得各种资料，因此需要进行调查。包括地形调查、地质调查、气象调查、环境调查、施工条件调查以及与工程有关的法令法规调查等。这些调查越广泛、深入细致、准确，所起的作用就越大。

（1）文献资料的收集：包括地形地貌资料、工程地质与水文地质资料、工程资料、气象资料、灾害及预算资料等。

（2）地形地质调查：地形调查是为路线服务的，目的是在现有地形条件下使路线满足规范要求，并尽可能的得到优化，这是设计的需要；地质调查是核对在实际地质条件上是否可能，是否可以得到一个稳定的结构物。包括：地质调查、资料整编、地质详查、涌水调查、气象调查等工作。

2、围岩工程地质条件对隧道勘测的重要性

2.1 围岩工程地质对隧道的重要性

工程地质条件会随着区域的不同而发生变化，这样的条件直接影响到隧道施工及后期运营、养护。本节主要从隧道选址、施工条件和衬砌支护三个方面讨论围岩工程地质条件对隧道的重要性。

2.1.1 围岩工程地质对隧道选址的重要性

1）岩体结构及种类

花岗岩、玢岩、斑岩、蛇纹岩、温泉变质作用的安山岩和凝灰岩、泥岩、片岩类、千枚岩和岩堆等，都应给予特别注意。例如花岗岩往往有深部风化，有的变为花岗岩风化土，沿断层易风化，花岗岩中的断层难以发现，风化带和变质带的宽度不同。这些岩石的种类及发生的物理化学风化对于隧道选址和施工将会产生重大影响。基本岩体或特殊地质体调查不细致对于施工、养护将会造成额外经济损失。

2）地质构造

重点研究大型断裂构造是否为活动断裂。如为活动断裂应避开。隧道还应尽量避开断层破带，特别是含水丰富的破碎带，必须穿越时，隧道应与之垂直或大角度斜交通过，并应提醒设计施工方做好支护及排截水措施，预防出现坍塌、避免富水破碎带出现突水涌泥现象造成安全事故。

3）初始地应力

岩体初始应力对隧道围岩的稳定性有较大影响，特别是高初始应力的存在。高初始应力会导致隧道洞壁岩体在开挖过程中时有饼化、岩爆等不良现象的发生，造成隧道成洞性差。高初始应力主要存在于埋深大、构造作用强烈的隧道。因此，对于深埋隧道应通过地应力测试结果按公路隧道设计规范判定是否存在高初始应力地段。

2.1.2 围岩工程地质对隧道施工的影响

随着隧道施工工艺和施工机械的不断更新，原本单一施工的技术早已经被多样化、复合型施工工艺所代替，这样对隧道工程质量、安全性、环保的要求也就更高。

传统的钻爆法施工现在已经发展的非常成熟，相比TBM技术有其自身的优势，例如：钻爆法适用范围广，不受隧道断面尺寸和形状的限制，且对各类围岩均能适用，对不良地质条件的适应能力较强；当地质条件变化时，可对设计方案及时进行调整，施工工艺可随之机动灵活变化；施工设备便于运输、组装和转移，重复利用率高；多年来已积累了丰富宝贵的施工经验，形成了科学完整的工艺，技术相对比较成熟；造价低，在中国国情下有明显的经济优势。当然，钻爆法也有着缺点与不足，如：施工工序多，施工过程中各工序干扰大，开挖速度慢；对地层扰动大，超欠挖现象严重，容易诱发岩爆等围岩稳定性问题；施工安全性差，工作环境恶劣，工人劳动强度大；开挖工作面，提高了工程造价；工程质量控制难度大，施工质量不如TBM掘进技术。

2.1.3 围岩工程地质对隧道衬砌类型及材料选择的重要性

隧道是埋藏在地层深处的工程建筑物。通过长期观测，发现围岩不仅对衬砌产生压力，同时还约束衬砌变形。洞身衬砌的断面形式、厚度和材料往往由围堰工程地质情况通过衬砌计算决定的。

1）衬砌材料

混凝土、钢筋砼：优势是整体性好，既可以现场浇筑，也可以加工预制，而且可以机械化施工。其本身密实性较好，具有一定的抗渗性，能够有效的防止因为围岩松动产生的透水现象。

喷射混凝土：将混凝土干拌合料、速凝剂和水，用混凝土喷射机高速喷射到洁净的岩石表面凝结而成，密实性高且能快速封闭围岩裂隙。密贴与岩石表面，早期强度高能很快起到封闭岩石缝隙的作用。

锚杆与锚杆支护：锚杆是用机械方法加固围岩的一种材料。围岩不够稳定时，还可以张挂金属网。对于松散体围岩有较好的防护能力。

2）衬砌类型

①直墙式衬砌：通常用于垂直围岩压力为主要计算荷载、水平围岩压力很小的情况。一般适用于Ⅱ、Ⅲ级围岩。对于公路隧道，直墙式衬砌结构的拱部可采用圆割拱、坦三心圆拱等。

曲墙式衬砌：通常在Ⅳ级以下的围岩中，水平压力比较大，为了抵抗较大的水平压力把边墙也做成曲线形状。当地基条件较差时，为防止衬砌沉陷，可设置仰拱，使衬砌形成环状封闭结构。

复合式衬砌：这种衬砌与上述传统的衬砌方法有本质上的区别，如果以喷砼、锚杆或构件支撑的一种或几种组合作为初期支护，对围岩进行加固，维护围岩稳定。待初期支护的变形基本稳定以后，进行现浇混凝土二次衬砌，二者合称复合式衬砌。

圆形断面隧道：为了抵御膨胀性围岩压力，隧道可以采用圆形或近似圆形的断面。这种断面可以使用掘进机进行开挖。

矩形断面隧道：采用沉管法施工时，其断面形式为矩形。一般在软土地区，不能抵御较大的水平推力的地方采用矩形断面隧道。而且矩形断面隧道的利用率也非常高，城市隧道使用较多。

结语

隧道围岩工程地质条件对隧道勘测设计十分重要。尤其对隧道选址、施工、运营方面起着决定性的作用，对隧道周围环境也产生了较大的影响。在倡导绿色施工、绿色运营的今天，隧道的施工正是充分展现可持续发展战略的平台。这其中，围岩工程地质决定了隧道勘测设计的好坏。

参考文献

[1] 徐伟军．工程地质勘察与水文地质．城市建设．2010(18)．

[2] 尹俊涛，尚彦军，傅冰骏，曲永新．TMB掘进技术发展及有关工程地质问题分析．

和对策．工程地质学报，2005(待刊)．

篇5

近几年，随着人们对水工环地质及岩土工程研究的不断深入，其理论体系体系也得到了进一步完善。在岩土工程建设中，无一不与水工环地质和岩土工程技术两要素相关。工程建设为保障生态环境和经济效益，加强在对两者关系的研究与分析是必要的。

关键词:

水工环地质;岩土工程;地质调查

水工环地质及岩土工程体系(下文统一简称为水岩体系发展，对地质调查工作发展有着重大影响。目前，我国地质理论体系逐步得到完善，地质工作中所涉及的体系范围也逐步扩大，因此水岩体系也面临新的发展需求。

1水工环体系的应用与发展

1．1水工环体系的应用

随着环境的逐步恶化，人们逐步意识到了节约能源和环境保护的重要性，对水工环地质工作提出了新要求。水工环地质工作由最初的无节制开发，逐步向节能方向发展。目前，水环工地质工作更多的关注是资源开发过程中的存在的生态问题，特别是在土地规划、污染监测等多个领域中都有着重要作用。虽然，水环工地质的重心发生了转移，但是其在基础设施建设和地质勘探中所发挥出的作用从本质上并没有发生变化。水环工地质体系在地质勘探中的应用最为广泛。例如，在采矿分析、矿藏探明、水利工程建设等多个方面。

1．2水环工地质体系的发展

社会的不断发展对水环工地质体系的应用提出了新的要求，为了使之不断向有利于自然和人类方向发展，需要不断调整研究方向。同时，科技的发展也使水环工地质工作的科技含量得到了飞速提升，在不断应用的同时，水环工地质体系也得到了进一步的完善与丰富。目前，我国水环工地质体系发展过程中的关键内容依然是地质勘探，主要体现以下3个不同的阶段上:(1)初测，该环节的主要作用是提升勘测位置的准确性，以及水下测量的精准性，从而保障测试的合理性。(2)初步设计，该阶段主要体现在提升应用水平，例如在应用在磁性勘测中等。(3)技术设计，该阶段主要体现在围岩与矿体两者的稳定性，同时通过技术设计可以确定排泄、地下水补给等内容的合理性。以上三阶段的发展使水环工地质理论在发展过程中得到了进一步完善，并且降低勘察误差。

2岩土工程理论应用与发展

软岩概念在1960～2000年一直都是一个争执不休的问题，关于软岩概念的定义达到了数十种。我国在20世纪90年代末期提出了工程软岩和地质软岩概念，对两者之间的联系和区别进行了详细论述，并且正式建议将工程软岩含义应用到软岩工程中。在论述过程中，我国所提出的软岩要比国际学会(1990，1993)提出的软岩概念更为准确。近几年，科技的飞速发展，我国在煤矿软岩工程技术研究上也取得了较大进步，这为软岩工程的发展提供了有利的支持。岩土工程学是一门独立的新学科，它是水文地质学和工程地质学的分支，它将水文地质和工程地质基本原理手段和方法应用到工程中的多个领域中。建设工程过程中，它与相关学科相互交叉渗透，高度集成与应用，最终构成了岩土工程。从实际情况来看，在土木工程修建过程中也渗透了大量的工程地质理论，只是在具体操作中并为未将其命名为岩土工程。改革开发后，我国岩土工程广泛应用在土木工程领域中，加快了工程的建设效率，提升了工程的质量。岩土工程自身的科学性很强，并且同其它学科之间有着紧密联系，同时其也是工程地质与水文地质的基础学。在我国工程建设的起初阶段，该学科在工程建设中就得到了广泛应用，并且在漫长的发展过程中逐渐与其它学科合理的融合在一起，在发展过程中，随着科学渗透，岩土工程已经形成了一定规模。目前，我国工程的建设范围逐渐扩大，工程建设区域的地理环境也变得更加恶劣，并且在工程建设中会造成一定程度的环境污染，因此环境问题得到了人们的关注。在此背景下，岩土工程背负着重大的责任，由此可见，应当在不断发展经济的同时，对大自然进行合理改造，保护好生态环境。例如:对某一新老工程影像与第一幅图进行配准，并且要在地段中进行纠正，将通过纠正后影像与配图进行配准，最终得到纠正后的影像，依次递推，每幅影像不仅需要与前一幅图进行配准，同时还相必须要与地图进行配准。通过该方式，拼接1000幅图，在完成最后一张图的拼接时，每一幅图像素的坐标与真实坐标的平均误差大小为5．82m，而未进行配准的误差达到了11．88m。由此可见，在工程施工中，应用岩土工程体系，可以有效的控制累积误差，使拼接的精准度得到进一步提高。但是，从实际情况来看岩土工程学仍然存在一定的问题有待解决。例如，在我国处于经济建设阶段，我国面临的环境问题比较严重，其中比较典型的问题有水污染和岩土结构两个方面。如果存在这两方面问题，极容易引发导致安全事故，造成人员伤亡和经济损失。通过分析发现，存在这些问题根源在无法准确掌握岩土及水文地质资料，在工程建设中这样的案例屡见不鲜。

3结语

综上所述，水岩体系在我国基础工程建设中的应用取得了不错的效果。在我国工程体系标准不断提升的今天，水岩体系在工程建设越来越显重要，因此要加强研究，提升理论体系水平并且在应用中不断完善，促进我国地质勘探工作的发展。

作者：王克颖 单位：贵州省有色和核工业地质勘查局物化探总队

参考文献:

［1］王鹏．水工环地质现状及发展趋势探究［J］．中国高新技术企业，2015(16):151－152．

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【关键词】市政道路 地质勘查 相关问题

一、市政道路工程地质勘察的主要目的和内容

（一）市政道路工程地质勘察的目的

在市政道路建设前，首先要明确市政道路勘察的目的。市政道路的结构主要由三类建筑物所组成：淤路基工程，它是路线的主体建筑物（包括路堤和路堑等）；于桥隧工程（如桥梁、隧道、涵洞等），它们是为了使路线跨越河流、深谷、不良地质和水文地质地段，穿越高山峻岭或使路线从河、湖、海底下通过；盂防护建筑物（如护坡、挡土墙、明洞等）。因此，在道路地质勘察的主要目的是：淤查明建筑物的工程地质条件，以便合理选择建筑物和选择路线或隧洞的位置，岩浆岩的产状，并提出建筑物的布置方案、类型、结构和施工方法的建议。于查明影响建筑物地基岩体稳定等方面的工程地质问题，并为解决这些问题提供所需要的地质资料。盂查明工程建设所需要的各种天然建筑材料的产地、储量、质量和开采运输条件等。

（二）市政道路工程地质勘察的主要内容

对新建道路来说，工程地质勘察是其建设的前提和基础，主要内容主要包括以下几个方面：淤线路工程地质勘察。这一阶段主要任务是找出地质问题，提高线路布设的准确率。重点调查对路线方案与路线布设起控制的地质问题，确定路线的合理布设。于路基、路面工程地质勘察，亦称沿线地质土质调查。在初勘、定测勘察阶段，以选定的路线位置为基础，对中线两侧地带，进行详细的工程地质勘察，为路基路面的设计与施工提供工程地质和水文地质资料。盂桥涵工程地质勘察。大、中桥桥位多是路线布设的控制点，包含两项内容：a. 对各比较方案进行调查，配合路线、桥梁专业人员，选择地质条件比较好的桥位；b. 对选定的桥位进行详细的工程地质勘察，为桥梁及其附属工程的设计和施工提供地质资料。对改建市政道路来说，工程地质勘察也至关重要，其主要内容如下：收集沿线的地形、地貌、工程地质、水文地质、气象、地震等资料；收集原有公路路况资料；调查原有公路的路基、路面、小桥涵洞等人工构造物的状况及病害，研究病因及防治的效果。力求根治原有公路的工程地质、不良地质地段的道路病害。

二、市政道路工程地质勘察前应具备的条件及决定勘察任务的因素

市政道路一般位于城市区域、为线状勘察范围，因其地理位置的特殊性，导致市政道路工程地质勘察的手段、方法与其他建筑物工程勘察有较大区别。同时由于不同的城市的地质环境均有自己的特定条件，要在不同的地质情况下找到相应的勘察要求。

道路勘察前必须取得下列图纸和资料：应具备附有标明坐标、道路 走向、桩号和现状地形的道路工程总平面布置图，或附有标明坐标和现状地形的广场、停车场工程总平面布置图。应知道道路的类别，路面设计标高、路基宽度、选用的路面结构组合类型和排水方式，以及地下埋设物概况等。另外，应知道沿线各地段路复杂程度及道路所在场地地质条件的研究机当地道路工程经验。

三、市政道路工程地质勘察规范运用过程

（一）钻孔布置

平面布置市政规范规定，应沿道路中线布置，当道路宽度较大时，宜在道路两侧交错布置占孔。当路基岩土条件复杂时应布置横剖面。我认为在路堑、陡坡路堤（经常是半挖半填路段），须进行支挡工程的地段应布置横剖面，具体布置可参考”边坡工程规范”。

（二）勘探孔孔距

在一般情况下可按道路性质布孔，布孔时应注意两点，一是每个地貌单元，不同地貌单元的交界处均应布置勘探孔。同时在微地貌和地层变化较大地段予以加密。此处的地貌单元指平原（堆积地貌）岗地（剥蚀堆积地貌），丘陵山区（剥蚀地貌），微地貌指平原中的，河漫滩，低平原，高亢平原等，岗地中的坳沟岗地等。二是规定有机质垃圾，疏松的杂填土，未经沉实的近期回填土及软土分布地段应查明其分布范围，勘探孔距宜控制在20～40m。

（三）勘探孔孔深

原地面或设计地面标高（挖方地段）以下2～3m，规定为原地面以下5m，或挖方地段为设计路面下4m。规范同时规定当为有机质垃圾、疏松的杂填土，未沉实的近期填土，软土和可液化层时孔深应适当加深或钻穿该土层；当高路堤地段孔深应满足地基承载力、变形计算、稳定性分析评价要求及地基处理要求。路堑，陡坡 路堤，支挡工程孔深也应满足上上述要求。

（四）取样与试验

第一，地基土与路基土 。市政规范规定桥涵，室外管道，堤岸工程等划分地基岩土应与现行建筑地基础规范一致，对道路路基土应执行《城市道路设计规范》。地基土的概念大家已很清楚。主要说一下路基土。什么是路基，路基是路面的基础，承受由路面传来的行车荷载，它又分为路床、路堤。路床又分为上部0.3m，称做上路床，0.3～0.8m，称下路床。0.8～1.5m 称上路堤，1.5m 以下称下路堤，需要指出的是，路堤是填方路基，当为挖方路基，或以后地面为路面标高时就不存在路堤而只有路床存在。 对于路基土也就是路床及路堤部分土的定名及试验方法均应遵照现行公路土工试验规程。路堤土来自取土场，如进行取土场勘察时应遵照上述规程办理。路基土下面的土分类规范没有说，我想应该称地基土，按目前习惯似乎可以按《建筑地基规范》的规定来执行；

第二，取样间距与测试 。市政规范规定在原地面或设计地面以下1.5m 范围内每间隔0.5m 取一个样（公路规范是0.5、1.0、2.0、4.0m 取样）。采取的土样应做颗粒分析，天然含水量和液塑限，以便划分路基土类别和土基干湿类型，干湿类型的划分按路床顶面以下0.8，深度内平均液性指数按大于1.00，为过湿，0.75～1.0 为潮湿类型，0.5～0.75 为中湿类型，小于0.5 为干燥类型，须要指出的是公路规范规定应按平均稠度指标来判定，二者有不一致之处。

四、市政道路工程地质勘察过程中需要注意的问题

（一）遵循因地制宜的勘察原则

在市政道路地质勘察工程中，首先要遵循的原则就是因地制宜。城市道路一般位于城市区域、为线状勘察范围，因其地理位置的特殊性，导致市政道路工程地质勘察的手段、方法与其他工程勘察有较大区别。淤不同的城市，在地质条件和自然环境方面也存在很大的差异，因此要根据实际的地质特点和勘察要求来选择勘察手段。

（二）按要求编写地质勘查大纲

市政道路工程地质勘察大纲能够给市政道路设计提供可靠的依据，通过利用自然和地质条件，避开不利的地质因素，保障市政道路的科学合理设计，同时还关系着市政道路的安全运营、工程造价、施工工期等，具有重要意义。因此，应根据工程地质复杂程度、勘探的目的和设计要求、工程结构设置等来合理确定地勘工作量。编制勘察大纲，在综合考虑现场地形地质条件和勘察手段适用条件以及工程结构设置等的基础上，在勘察大纲中对项目的概况、市政道路沿线的自然地理和工程地质概况、地质勘察执行的技术标准等进行详细说明，同时还要对组织机构、质量管理、人员组成、安全与环保措施以及计划进度等进行明确的说明。

参考文献：

[1] 何杰.提高市政道路工程质量措施[J]. 科技信息.2011.07.

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关键词：水利水电、地质环境、地质灾害

中图分类号： TV 文献标识码： A 文章编号：

一、前言

近年来，随着社会经济的飞速发展和建筑事业的不断进步，水利工程建设事业也有了很大的进步。水利工程的建设在防洪、水力发电以及水资源的综合利用等各方面发挥着重要的作用，同时还对工程周边的环境产生着很大的影响，这些影响存在很多有利的方面，有一些影响是不利的，特别是对地质环境而言。因为不同的工程有着不同的作用和目的，所处的环境和地理位置不同，所以，在工程建设前，要对水利工程建设的不利影响进行研究和分析，特别是对于长期积累性的形象和潜在性的影响，要进行预测，提出降低对于不利影响或者消除不利影响的措施，让水利工程发挥正面的作用，为我们创造更好的环境。水利水电工程建设与环境保护是一项长远的任务，是水利水电工程顺利进行的重要保证。工程地质工作的质量，对工程方案的决策和工程建设的顺利进行至关重要。在当前的形势下，加强对水利工程地质环境问题研究，具有非常重大的现实意义。

二、水利工程对地质环境的影响

1．不利影响

（1）破坏地质稳定性。以水库为例，当蓄水达到一定程度后，因为水位变化和波浪作用，会使原岸坡失去平衡发生山体滑坡等地质灾害。因此，在水利工程建设方面，要根据水利工程的不同性质和地理位置来分析、发现可能引起地质灾害的情况，要事前设置加固、排水等工程措施或者事前清除相关不利因素，保障水利工程的安全性。

（2）诱发地震。在新第三纪以来新构造运动曾活跃区域，震源深度浅，蓄水量大、水位深，修建水库诱发地震的概率较大，地震的烈度也较高，破坏性也大。虽然水库的地震活动与蓄水有明显的相关性，但震级一般不会太高。所以，要防止库区诱发地震的发生，一方面要提前勘探好库区的地质情况，在地质条件比较差、岩石不均衡的地区，避免建设大型水利建筑，如果建设水利工程，要选择抗震性能好的坝型和材料。另一方面，在水库蓄水后，应加强对地震的检测，如果发现地震趋势，要严格控制水位升高速度，减小岩层负荷，以消除地震诱因，实现水利工程的安全运行。

（3）其他影响。水库蓄水后，会引起水库周围地下水位抬高，导致土地盐碱化现象发生，还会致使水流变缓，水体稀释扩散能力降低，水体中污染物浓度增加，在一些库区可能引发富营养化。同时，水温结构会发生变化，出现分层，对下游的农作物也会产生不利的影响，对一些生物的延续也有直接的影响。

2．有利影响。

（1）在保护和改善生态环境方面，过鱼建筑物、人工孵育场、人工产卵场等对于维护生物的多样性具有重要作用，改善水生物环境的蓄水或排水工程、入海河口排沙防淤工程、改善坝下低温的建筑物等，对于保护水利工程周边的地质环境也具有重要影响。

（2）在防治水污染方面，通过修建闸坝等工程，合理调节水量，增加环境用水，保证环境要求的水位和流量，以提高河流的自净能力。建设氧化塘处理工程系统和土地处理工程系统，设计调节水库、污水库、截流工程，增设曝气设备、开挖引水冲污水道等工程，也可以增加水体的稀释自净能力。

三、地质环境对水利工程的影响

从实践来看，不只是水利工程对地质环境会造成一定的影响，相反地质环境也会对水利工程产生一定的影响。地质环境对水利工程的影响主要有滑坡和泥石流等动力工程的地质现象，土地沉陷、沙土液化、黄沙湿陷以及边岸再造等各种各样的地表的变形破坏，还有地表的岩土体性质的改变等等，这些问题的存在，可能会对水利工程造成非常严重的后果。我们要调查和研究这些现象的发展速度和规模以及趋势，针对不同的现象做出不同的技术措施，用以防止和削弱这些变形造成的破坏。具体主要表现在以下几个方面：

1．水体环境导致的坡体滑动

在我国古代就有治坡先治水的说法，这其中的主要原因是水和水的作用，会减少岩土体的抗剪的强度，加大裂缝的水压和上浮力，从而减小了坡体原本的稳定性。如果没有水的作用力，那几乎不会产生滑坡动力工程带来的地址破坏的现象，除了一些特殊的地质构造会对形成滑坡造成一定的影响。软弱的夹层，风化作用下形成的裂缝、夹层地下水作用下的泥化夹层等等，都很容易构成滑动面的构造。这些构造面，再结合水的作用，就会使动力工程地质的破坏更加剧烈。滑坡一般都与地表和地下的水系分布和运动的方向以及趋势，还有存在的方式等各个方面存在密切的联系。

2．水位问题

一般水利工程都是把水位提高，造成原有的土体饱和并且软化，使含水量增大，内摩擦角和内聚力降低，抗剪能力减小，使土体出现了剪切破坏，出现地面的不均匀沉降或者沉陷等等，这些现象与水位下降时出现的土体有效的应力加大造成的地面沉降现象不同，所以，在建筑工程的设计上存在很大的区别，对临近水系的工程测量与设计方面也要考虑这些因素的影响。

3．地质环境的沙土液化问题

水库在建成蓄水以后，饱和后的粉土在经过地震的作用后，孔隙的水压力增强，有效应力会逐渐降低，甚至会归零，这时，沙粒会在水中悬浮，承载力和抗剪性都会大幅下降，造成冒砂或者喷水现象的出现。这其实是液化的地震现象，所以，水利建筑必须要进行抗震和预防的设计。

4．地质环境对水库周边岸坡的边坡再造问题

边岸的坡体因为坡脚被冲蚀造成局部的失稳状态，会造成大的崩塌红着是滑坡现象，这不仅会危及水库，还会对周围的建筑物造成危险，产生大量的固体径流物，造成水库淤积的加速，从而减小水库的库容量，严重的情况下，会造成崩塌涌浪，酿成灾难性的结局。

5．地质环境对蒸发强烈地区的影响

随着水利建筑工程的兴建，地下水位会逐渐升高，埋藏深度变浅，使得地下水在毛细作用下上升到土地表层，然后蒸发。造成地下水和土壤中的盐分上升到土地表层，从而凝聚，造成土壤的盐渍化。

6．地质环境的沼泽化

水库在引起地下水位上升以后，对水库临近的土壤产生盐渍化或者是沼泽化，造成土壤变质。水库内的水流速度小，水与空气界面的交换速率和污染源的扩散迁移能力降低，所以，水体清洁能力就会下降，复氧能力就会减弱；透明度变大，为藻类的光合作用提供了有力条件，转入库的水流中，营养物丰富，水的深度比较小，很容易造成富营养状态；悬移物长期的沉积在水路底，其中不易降解的重金属物质和有毒物质，就会成为污染源，从而影响水库的水质。

四、结语

在水利工程的地质环境分析过程中，首先要对地区现状的水文地质条件和工程地质和水文地质对水利工程的适应性等进行分析，从而预测区域地质环境会在水利工程建成和运作后产生的变化，以及其影响，预测其可能会产生的灾难性破坏，以及这种影响或者灾难性破坏的控制手段和程度，以及预防的措施等等，在一项水利工程修建完成之后，对于地质环境的影响是综合性的、来自于多方面的，大自然是一个彼此之间相互关联整体，其中某一部分发生了变化，就会出现连锁反应，除了我们文中所说过的这几个方面以外，还有很多，如对水库周边土地的浸没、土地的盐渍化、沼泽化等等造成原有的森林、树木以及植被等等的破坏。而且在水库建成以后，水质和土壤乃至气候都会发生重大的变化，这必将会造成动物和植物群落以及水生生物的变化。所以，水利工程地质环境的影响是非常大的，我们对其产生的影响和分析要从长远角度出发，紧密联系大自然与人类的未来发展趋势。

参考文献：

[1]徐春禹：《水利工程中的水文地质问题》，《民营科技》，2011年05期

[2]周志帮：《水利工程与地质环境相互影响分析》，《中国高新技术企业》，2009年24期

篇8

关键词：工程地质勘察；钻探技术；选用

中图分类号：E271文献标识码： A

引言

工程地质勘察对工程建设有着重要作用，它是针对影响建筑物的地质因素进行研究的，其中地质因素包括地质的结构、构造等方面。不同的地质对钻探技术的要求不同，所以，在工程地质勘察中对钻探技术的选用也是非常重要环节之一，因此，要掌握工程地质勘察中钻探技术，依据实际情况进行选择。

1、钻探概述

钻探是一种有效的勘探手段，它的用途十分广泛，在不同的建筑物或者不同的勘察阶段中都需要用到钻探方法，钻探方法有着它的独特性，在地质钻探方法的运用中呈现了许多特点，除了受自然因素影响小、钻进深度不大、钻孔目的具有综合性以外，就是它的特殊要求，它的特殊要求主要是针对钻进方法、钻孔结构等，主要表现在以下几个方面：地质钻探对岩心获取率的要求相当高，规定岩层不低于80%，对难以取得岩心的软弱夹层或断层带的要求也不能小于60%；对于不同的对象，所采用的钻进方法也要不同，要保证岩心的获取率；在地下水位及水文地质的勘察工作中，要确保钻孔的结构符合含水层的位置及其它相关要求；在土层中进行钻进工作时，要以干钻为先，适当的去缩短钻程。钻探与物探相比，它的穿梭性有一定的优势，它可以在任何环境下进行，受地质影响小，它的勘探深度相对较大，速度也非常快，但是它也有一定的难度，对于一些地质结构复杂的不能进行直接观察，而且难以取得岩心，降低了钻探的准确度使勘察工作达不到规定的要求。

2、钻探的特点和使用条件

（1）布置勘探工程的钻孔时，不仅要考虑到自然地质的情况，也要结合好工程的特点和类型，比如说民用建筑和工业建筑要按照建筑的轮廓线来进行布孔，而水坝则是要顺着坝的轴线来布孔等。

（2）通常来说，除了大型的水利工程、控测深岩浆、深埋隧道以外，其他钻进的深度都不大，也就在10多米左右，因此我们就会经常用轻便钻机和简易的钻探法。

（3）钻孔的用途通常有很多种，比如说一个钻孔要查明水文地质条件、地质结构、地层岩性的同时，还要做各样的长期观测及取样、试验等，而有一些试验很多时候都是和钻进来同时进行的，因此进尺也就较慢。

（4）在钻进方法和钻孔结构中的编录、观测等方面都有着特殊要求。

3、钻探技术的分析介绍

3.1、反循环钻探技术

一般情况下，我们将这类钻探技术分为空气反循环技术和水力反循环技术两种，它们之间最重要的区别就是循环的介质的不同。水力反循环钻探技术的循环介质就是水或者是泥浆，它的循环方式就是将循环的介质传送到孔底，取心钻头就可以得到柱状的岩心，之后岩心就会与钻头一起回到地面；而空气反循环钻探技术的循环介质就是空气，同样在双壁钻杆外管的作用下，空气会被输送到孔底，而空气的剧烈膨胀一定会产生冲击力，孔底的潜孔锤就会猛烈的撞击孔底的岩石，之后钻杆将空气带回地面的同时也会带一些岩屑上来，通过这些岩屑我们就可以测得所需的资料了。

这两种技术都是有着各自的优缺点的，水力反循环钻探技术得到的岩块更加完整，并且所需的劳动强度也更低，能够充分的保证对岩层判断的准确性，但是其更加的消耗水资源，并且工作的效率以及钻进的速度都较为缓慢；而空气反循环钻探技术同样所需的劳动强度较低，并且更加的节约成本，并且十分的适用于缺水干旱的区域，但是通过这种技术所取得的样本是岩屑，代表性不强，同时也无法完整的反映出地层结构的缺陷。因此，无论是空气反循环还是水力反循环的钻探技术，其适用性都是很广的，在复杂的地层锚固施工和注浆中都可以采用此技术，也适用于有松软缺陷的地层。

3.2、绳索取心技术

绳索取心技术在获取岩心的过程中，是不需要使用钻杆的，只有不得不更换钻头时或是钻头存在质量问题时，才会使用钻杆。这种技术的核心工具应是发生堵塞问题时用来打捞的工具以及装满了岩矿心的岩心管，在提取岩心时，并不需要提升钻杆柱的。由于这种技术的便捷性和适应性，其应用的范围是十分广泛的，同时这种技术也能够保证取心的质量，并且钻进的深度也较低，这就大大的提升的设备钻进的效率，在作业时如果出现了阻塞的问题，由于打捞工具的存在，钻杆工具与矿心就可以避免出现摩擦，从而保证了取心的效率。采用绳索取心技术时，由于不需要经常提升钻杆，升降的频次也很少，所以作业人员的劳动强度是很低的，钻头的使用寿命也得到了提升。在我国的很多领域中，比如钻探地热、钻探坑道、钻探冰层、钻探天然气以及钻探固体矿产等领域，都可以看到绳索取心技术的应用。

3.3、液动潜孔锤技术

这一钻探技术我国在应用和研究方面做得很好，在世界上也是名列前茅的。此技术是在回转钻探基础上建立的，用冲洗液来驱动液动潜孔锤，当液动潜孔锤受到冲击时，就能将能量传给钻头，然后用钻头来破岩，而其中的冲洗液是用现场的泥浆泵来进行配送的，随着钻头不断深入浅出，也就会产生有节奏性的冲击负荷。此技术是常规回转钻探的一个改进成果，在回转力和冲击力的作用下，可以对高硬岩钻进的效率提高很多，从而也就减少了打孔的成本。此技术还能利用坚硬岩石抗剪度低和脆性大的特点，一些钻孔质量差和钻探复杂地形都能用此技术解决。此方法适合用在脆性大、岩层坚硬的地质来进行钻探，因为此技术在使用过程中是高频振动的，那就要注意好设备紧固的问题，而液动锤磨损的大小与液压泥浆质量的好坏有直接关系，因此液压泥浆就要粘稠度低、含砂量少、性能好。小口径岩心的钻探现在正向水下爆破、锚固施工及水文水井等一些领域发展。而此技术有待发展的地方就是处于高强的工作环境下，要增强潜孔锤的工作性能及使用寿命。现在此技术通常都应用在金属矿山、化工、石油、水电建材、地质等一些领域。

3.4、组合钻探工艺

此方法就是与绳索取心技术及反循环取样、取心技术结合在一起，从而得到了这样一个综合的钻探工艺，吸取了各个钻探工艺的优点。组合钻探工艺是将三种钻探技术的优点结合在一起所产生的，此工艺能依据地质的钻探要求和地层的情况来提高钻探的效率，从而也减少了额外劳动和成本。

4、地质对钻探技术的要求

（1）对于松散的卵碎石类地层，其卵、砾石个体的活动自由度较大，套入条件较好，易钻进也易坍塌，适用跟管钻进，对于较密实的卵碎石层，卵、砾石个体活动的自由度较小，钻进中孔壁坍塌程度较小，适用于裸孔钻进；

（2）对于松散的卵碎石类地层，其卵、砾石个体的活动自由度较大，套入条件较好，易钻进也易坍塌，适用跟管钻进，对于较密实的卵碎石层，卵、砾石个体活动的自由度较小，钻进中孔壁坍塌程度较小，适用于裸孔钻进；

（3）考虑到卵碎石粒径大小在钻进中影响，钻具器材口径的选择应适当，口径太大或太小都难以取得较好的总体效果。通常正常钻进中选用 127 钻具或 146 钻具为宜，这样对于粒径小于岩芯管内径或钻头内径的卵、碎石个体，可正常套人钻进，对于粒径大于岩芯管内径或钻头内径的这类地层，可适当加大钻具口径或功用较小口径以破碎个体为目的进行钻进；

（4）卵碎石层是的主要成为是粘性土壤，其粘力强，致使钻探技术实施时钻出的孔壁坍塌度不大，所以其比较适合用裸钻钻进，在对卵碎石层进行钻探的时，应注意对其孔壁的保护，可以使用套管护壁，而尽量不选择用泥浆对孔壁进行护壁。在实际工作中所遇到的卵碎石地层，多为以上各种要素的综合体，应根据密实度、充填物、含水量等的不同，在工程勘察钻探过程中根据钻探信息，及时调整和选用相应的钻探方法，从而提高钻探效率和钻探质量。

结语

总而言之，地质钻探技术是很繁琐复杂的一项工艺，而且其涉及的领域也很广泛，因此，我们要针对不同的地质勘察工程来选择适合的钻探技术。在当前资源环境压力较大的背景下，我们应深入的研究相关的钻探技术，培养工作人员熟练的掌握钻探的技能，从而真正的我国钻探技术的快速发展。

参考文献：

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关键词：渗透系数；饱和黏性；土室内测试；现场测试；达西定律；太沙基固结理论；水文地质参数

中图分类号：P642 文献标志码：A 文章编号：1672-1683（2015）06-1162-06

Abstract：Permeability coefficient of saturated clay is an important parameter in hydrogeology，and its testing methods include laboratory and in-situ methods according to different testing sites.Darcy′s Law and Terzaghi consolidation theory are main theories applied in the testing methods.However，there is not a complete test system，and current testing methods and instruments have their own deficiencies and irrationality. In this paper，the history of measurement methods of permeability coefficient in the saturated clay is reviewed，the mechanism of the seepage in the saturated soil is discussed，and the laboratory and in-situ testing methods are summarized.Besides the traditional testing methods，the new test methods to determine permeability coefficient，such as tracer method and consolidation curve，are introduced.Finally，the paper discusses how to determine permeability coefficient in the saturated soil.

Key words：permeability coefficient；saturated clay；laboratory test；in-situ test；Darcy′s Law；Terzaghi consolidation theory；hydrogeological parameters

渗透系数是水文地质学中的一个重要的水文地质参数。渗透系数（hydraulic conductivity）又称为水力传导系数，其物理意义为水力坡度为1时地下水在介质中的渗透速度。长时间以来，由于弱透水层的透水性较弱，其透水能力和透水量容易被人们忽视。事实上，在较大面积和较长时间的水文地质过程中，弱透水层中所流过的水量是不能忽略的。尤其是近年来，在涉及到水文地质、工程地质和环境地质等方面的问题上，一些学者和专家发现弱透水层在透水方面更是不应忽视的。黏性土是弱透水层的一个重要土层，其中发生的渗流过程和机理受到了越来越多的学者和专家的重视。由于黏性土的渗透性较弱，现场测定得到其准确的渗透系数非常困难。

国内外的专家、学者相继就这一问题进行了研究和探讨：国内学者有张忠胤、冯晓蜡[1-2]、宿青山[3]、刘维正[4]、王秀艳[5-6]、顾正维[7]、王君鹏[8]，国外学者有Yi-Jang Yeh[9]、Eugeniusz Sawicki[10]、V.V.Zhikhovich[11]等。目前在对饱和黏性土渗透系数测定所用到的方法中仍存在一定的争议，在测定过程中所采用的方法不用，测定的结果有较大的区别。鉴于饱和黏性土渗透规律的重要性，本文仅对饱和黏性土的渗透系数如何测定进行归纳和总结。

1 渗流机理

1.1 渗流理论

1.1.1 达西定律

式中：V为渗透速度（cm/s）；I为水力坡度（水头损失除以渗透途径）；Q为渗透流量（出口处流量，通过砂柱各断面的流量）（cm3）；ω为过水断面（实验中砂柱横断面积）（cm2）； h为水头损失（上下游过水断面的水头差）（cm）；L为渗透途径（上下游过水断面的距离）（cm）；K为渗透系数（cm/s）。

由于达西定律的试验结果是基于砂土为试验对象的基础上建立起来的，并且由于黏性土渗透系数较小，所以针对于饱和黏性土，尚不能较好地反映其渗透规律。目前尚存在一定的分歧。主要的分歧在于饱和黏土渗流是否符合达西定律，以及假定饱和黏土渗流偏离达西定律的情况下，是否存在起始水力梯度[13]。

1.1.2 太沙基固结理论

为求饱和土层在渗透固结过程中任意时间的变形时，通常采用太沙基提出的一维固结理论进行计算。固结理论的一条重要的假设是：在孔隙水压力消散过程中，土体的压缩系数和渗透系数均不变。基于此，我们利用太沙基单向固结微分方程来计算渗透系数：

实际上，太沙基固结理论有很多不足的地方，利用其所测得的数值也并不十分准确。问延煦等[14]就如何合理地测定固结系数Cv给出了较为全面的阐述。 此外，李顺群等[15]通过实验和数据分析证明固结过程存在着明显的非线性，并在此基础上推导出了饱和黏土一维渗流固结系数的表达式。

1.2 微观结构

1.2.1 土体中的孔隙

黏性土发生渗流的介质主要是分布其中的大小不一的孔隙。

冯晓腊等[1-2]认为黏性土中的孔隙主要存在形式为：粒间孔隙，孤立孔隙，粒内孔隙，并根据孔径的大小分为大孔隙、中孔隙、微孔隙、超微孔隙（图1）。宿青山[3]、徐传福[16]等认为黏性土中的孔隙主要存在形式为：集粒间孔隙、集粒内孔隙、集粒间触点孔隙，并根据孔径打大小分为大孔隙、微孔隙（图2）。两张说法略有差异，但表达的内容基本上是一致的。

黏性土中的孔隙包括大孔隙、中孔隙、微孔隙和超微孔隙。不同孔隙中自由水和结合水所占比重不同。其中，微孔隙数量最多，对土的性质起决定作用，微孔隙孔径变化范围大，又可以进一步分为一级微孔隙、二级微孔隙和三级微孔隙[2]。

在外部加压的过程中，随着孔隙体积和孔径的不断减小，孔隙中的水不断排出。进一步分析，是由于在外加荷载的情况下，土体内各级孔隙变化不一。当压力较小时，发生变化的主要是数量较少、连通性较差的大、中孔隙，同时微孔隙略微增加，两方面综合的效果使得渗透系数不断在减小，但不是快速下降；当压力较大时，土体中微孔隙增加较快，孔隙内主要存在的是微孔隙，在自由水被排出后，孔隙内以结合水为主，结合水发挥主导作用，孔隙比变化不大，由此表现出渗透性不断减小，但变化的程度较小并很快趋于稳定的特征[2]。周辉[17]等在番禺（PY）和深圳（SZ）分别选取了土样，用实验证明了随着黏性土所受固结压力的变化，渗透系数相应变化的特征曲线（图3）。

随着外部荷载的变化，内部各个孔隙的变化情况均不一样，从而影响了结合水向自由水转化以及自由水向外渗出的不同程度，进一步决定了从孔隙中流出水量的多少。

1.2.2 土体中的孔隙水

黏土中的水分主要分为重力水、毛细水、结合水。结合水具有一定的抗剪强度，在一定的水头作用下，只有一部分被克服了抗剪强度的弱结合水才能参与渗透。

冯晓腊等[2]认为大孔隙中存在有重力水、毛细水、结合水；中孔隙中以重力水、毛细水为主，结合水次之；微孔隙孔径变化范围大，再分为三级：一级微孔隙以重力水、毛细水为主，二级微孔隙以结合水为主，三级微孔隙中结合水占绝对优势；超微孔隙中全部是结合水。

宿青山等[3]认为大孔隙中以重力水、毛细水为主，微孔隙中充满了结合水。

王秀艳[5]认为饱和黏性土孔隙水渗流规律是在不同水力梯度作用下重力水、毛细水、弱结合水共同综合作用的结果[5]。

1.3 渗流发生的机制

宿青山等[3]认为，在较小的水力梯度驱动下，只能引起大孔隙通道中的重力水渗透。随着水力梯度的增加，不仅使大孔隙通道中的重力水、毛细水的运动加强，而且还会引起超微孔隙通道中抗剪强度较小的结合水发生缓慢运动，称为隐渗（发生隐渗时的起始水力梯度为I01）。在较大的水力梯度的驱动下，不仅使大孔隙通道中渗流加快，而且导致微孔隙通道中抗剪强度较大的结合水发生迁移，结合水的运动从隐渗转为显渗（发生显渗时的起始水力梯度为I02）。同时，宿青山等将饱和黏性土渗透的V-I曲线分为三个阶段：第一个阶段（0

王秀艳等[5]认为可以将黏性土的渗流规律V-I曲线划分为三部分（参看图4）：第一部分（I

2 测试方法

饱和黏性土渗透系数的测试方法有很多，总体来讲分为室内测试方法和现场测试方法两大类。由于现场测试方法费时费力、成本较高，所以目前仍以室内测试方法为主。

2.1 室内测试方法

目前室内测试方法是饱和黏土渗透系数测试的主要方法，涉及到的原理和其所适用的工程条件各有不同，下面一一介绍。

2.1.1 变水头渗透试验

相对来讲，常水头试验适用于测定砂石等透水性较大的粗粒土，变水头试验更适用于测定透水性较小的黏土，因此接下来我们主要探讨变水头渗透试验。变水头渗透试验的原理是在达西定律的基础上，测定在整个试验过程中，水头差随时间而发生的变化。

（1）由于黏性土在渗透变形的过程中，其渗透系数并不是恒定不变的。因此我们需要进一步分析，应该如何及时有效地测定不断变化着的饱和黏性土的渗透系数。基于这一理念，王秀艳[6]在曹文炳教授等的释水与越流试验仪的基础上进行了改进，研制出了方便快捷的固结联合渗透仪（图5）。改进后的渗透仪有两大特点：渗透时间短；可模拟抽水条件下黏性土的释水变形过程。

（2）事实上，最初研制出来的变水头渗透试验装置还有很多不足，专家、学者在此基础上做了许多改进，如加反压力装置使不饱和黏土达到饱和，采用内外双管封闭的渗透水量管来测定渗透流量。另外，我们应该尽量避免在试验过程中所产生的误差。杜延龄[13]等集合了国内外现有测定黏土渗透特性仪器的优点，研制了一种由渗透仪容器、上下游平水盘、测流与测压管以及施加孔隙压力的设备组成的黏土渗透试验设备。经过验证，仪器得到的成果稳定可靠，且结构简单、操作方便、制作容易。

2.1.2 太沙基固结试验

利用太沙基固结试验来测试渗透系数的原理为：太沙基固结理论的成立建立在一条重要的假设之上―土中渗流服从达西定律，渗透系数保持不变。我们通过做固结试验来间接求取渗透系数，正是用到了太沙基的这一基本假设。先通过固结试验确定固结系数Cv，再通过固结系数Cv的定义来间接推算渗透系数Kv。

该试验的难度在于，在固结过程中，固结系数发生了改变，固结系数是一个变量，因此并不能准确地得到渗透系数的数值。GDS先进固结试验系统[18]很好地克服了这一缺点。GDS先进固结试验系统不仅可以进行传统固结试验，还可以在保持固结压力不变的条件下进行渗透试验，在同一试样上可以测得较为准确的渗透系数。

2.1.3 三轴渗透试验

三轴渗透试验是较适合于测量深层黏性土。该试验是通过测量深层黏性土孔隙水的渗出量来求其渗透系数的。三轴渗透试验的优点在于其对土样所处的环境如压力、湿度等能进行比较精确的模拟，以便让土样达到实际应力状态下的渗透状态，从而对土样的渗透系数进行较为准确的测定。

2.1.4 溶质示踪方法

该方法是将黏土试样和收集槽联接起来，通过示踪仪器，测定收集槽中示踪剂的浓度与时间的关系，来间接测定渗透系数。在水力梯度较低和流量较小的情况下适合用此方法。该方法突破了传统测定渗透系数的方法，采用水化学的角度，通过测定示踪剂浓度来测定渗透系数，给渗透系数的测定方法带来了新的思路。

2.2 现场测试方法

相比较于室内测试方法，由于现场测试方法的试验条件更接近实际土层的渗透情况，因此其测得的渗透系数比较可靠和准确。现场测试渗透系数的方法有许多，常用的有钻孔注水试验和钻孔抽水试验。另外，本文还介绍一种利用孔压静力触探（CPTU）来确定黏性土渗透系数的方法。

2.2.1 钻孔注水试验

比起抽水试验，钻孔注水试验更适用于对弱透水层中黏性土的测定，可以根据黏土实际的渗透情况及时调整注水水量，计算得到的结果精度较高。

（1）钻孔常水头注水试验。

下面简要介绍两种常水头注水试验。

a.向钻孔内注入稳定流量的清水，在流量和水位趋于稳定后，通过测定流量和水位值来计算土层的渗透系数。由于黏性土的渗透能力较弱，加上试验土层存在饱的问题，试验段应尽量在地下水位以下选取，式（4）就是当试验段位于地下水位以下时的情形（《规程》推荐的公式[19]）：

式中：K为试验岩土层的渗透系数（cm/s）；Q为稳定时的注入流量（L/min）；H为试验水头（cm），等于试验水位与地下水位之差；A为试验段形状系数（cm），按照《水利水电工程注水试验规程》（SL 345-2007）选取。

b.该试验是野外的一种简易的钻孔注水试验法，优点是方便快捷，但也有其局限性，只能粗略地测定黏性土水平向渗透系数。该试验原理与压水试验原理类似，用固定的水头向钻孔内注水，水通过孔壁四周向土体内渗透，根据土体的吸水量来测算黏性土的渗透系数。王振华[20]等根据经验关系式得到下列计算式。

在实际工程中由于不同的目的，A/F项应代入相应不同的值。由于钻孔对渗透土层的扰动，试验过程中难免会带来一些误差，但经过验证，试验结果相对来说能够比较客观地反映土层的渗透规律。

2.2.2 钻孔抽水试验

由于黏性土透水性能较弱，而且一般来讲抽水含水层的边界形状以及边界条件较为复杂，找到合适的公式来计算黏性土的渗透系数比较困难。周志芳[22]等采用镜像法原理和势叠加原理，提出了确定边界附近有越流承压不完整井含水层水文地质参数的计算公式和计算方法。该试验方法主要用到的公式如下：

该试验方法简单、有效，具有可通过一次抽水试验便可确定渗透系数的优点，适用于在复杂定解条件下来求解黏性土的渗透系数。

2.2.3 孔压静力触探

孔压静力触探测试的原理是用静压力将标准规格的圆锥形探头匀速地压入土体中，同时利用电测技术测定圆锥的锥头阻力、触探仪钻杆的侧壁摩擦力和锥头后的孔隙水压力，来确定土层划分和土体的各种参数。孔压静力触探测试方法相比较于钻孔注水和钻孔抽水测试方法，具有间接、灵敏、快速、高效的优点。

式中：K为土体的渗透系数（m/s）；α为锥头角度（0°

经过验证，改进后的公式计算得到的渗透系数更加接近于实验室测试得到的结果，精确度较高。

2.3 其它测试方法

除常规的测试方法外，下面介绍另外两种间接测定渗透系数的方法。

2.3.1 从固结曲线上确定渗透系数

在常规的实验室条件下，在对黏土的渗透系数测定中，存在着一些误差，这些误差主要来源于：提供迫使水通过土样动力的不稳定性以及水通过土样通道的不可控性。这些误差在常规的试验中是不可避免的。因此，我们尝试通过其它一些方法来求取渗透系数。

在固结过程中，可以分为两个连续的阶段：初固结和次固结阶段。Eugeniusz Sawichi[10]和Joanna Strozyk[10]发现，在初固结的初始阶段，主要是气泡的溶解和孔隙的填满，接着是溶解先前气泡的水部分压缩，在指定的荷载下，当溶解有气泡的水变得不可压缩时，土样的沉降量仅取决于水的挤出量，此时，沉降速度等于孔隙水的挤压速度，即渗透速度。V.V.Zhikhovich[11]也指出，在上述的过程中并未发生显著的流变过程，在孔隙水被挤出的短时间内，固结曲线是呈线性变化的。由此通过公式（10）得到固结系数。

该试验方法虽然经过严密的理论公式的推导，但其试验结果仍然避免不了一些经验的因素，如：渗透速率恒定的时间段需要人为判断，这就使得试验结果带有一些主观因素，因此试验方法有待于进一步的推敲和验证。

2.3.2 渗透模型

刘维正[4]总结前人经验，建立了适用范围更广、线性化更明显的lg（1+e）-lgkν渗透模型，能更好地反映渗透系数随孔隙比的变化规律。但该模型的缺点在于：仅分析了在压缩过程中竖直向渗透系数的变化，而在黏土的各向异性对渗透特性的影响上，并未做出全面的分析。

为了更好地反映黏土的力学特性，国内外学者建立了在微观上能够反映土体力学性质的的本构模型，以及考虑黏土各向异性的微观弹塑性本构模型[23]。

在以后的研究工作中，进行模拟可以在以下两方面做进一步的研究。

（1） 黏土体的构成。黏土体中孔隙类型、不同类型孔隙的多少、发生固结时不同类型孔隙之间的转化程度。

（2） 在渗流过程中，发生隐渗或是显渗时弱结合水向自由水的转化程度。

3 讨论与结论

（1）在求渗透系数的过程中，广泛用到了达西定律和太沙基单向固结理论。达西定律的应用更适用于砂类土，在黏性土的适用方面尚存在一定的分歧，还有待进一步研究。太沙基理论的成立存在着一些理想的假设，在实际应用时，黏土周围的环境并不能很好地满足这些假设，从而造成一定的误差。应多从这些角度入手，才能更好地减小误差，使得试验结果更为精确。

（2）根据不同的试验目的和要求，国内外专家和学者研制出不同的试验仪器和试验方法，来更好地推导和测定渗透系数。在渗透系数-水力坡度曲线上，黏性土从发生渗流到进入稳定渗流的阶段上应受到更多的关注。

（3）测试黏性土渗透系数的仪器有很多，方法、原理不一，应尽量从减少误差的方面去改进试验仪器，使得测定的结果更为精准。

（4）在室外测定黏性土的渗透系数时，应设法尽量减少对原状土的扰动，保护原状土的结构不被破坏。

（5）在对黏性土进行模型模拟时，尽量从孔隙的类型、孔隙的多少、结合水转化的微观角度进行分析和讨论。

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1.工程地质勘察概述

1.1工程地质勘察的定义

工程地质勘察主要是指对工程建筑物所在区域内的工程地质条件进行勘察，从而查明对工程建筑物存在影响的地质因素。工程地质条件包括建筑工程的地质构造、地形、地貌、地层岩性、水文地质条等。工程地质勘察一项需运用到多种学科的理论工作，包括工程地质学、岩土力学等学科，主要是以这些学科理论知识为指导，而后按照科学的勘察程序与方法并利用专业的测试仪器与技术，对工程建筑物所在区域内的工程地质条件进行勘察，查明影响工程建筑物的地质因素，从而为工程建设的顺利进行与完成提供的保障。

1.2工程地质勘察内容

工程地质勘察内容主要包括以下几方面：第一，地质形态勘察，主要是对地下空洞部分和地下不明物体等的分布形态、具置及深度进行勘察确定。第二，岩土参数，主要对较难取样的原状岩土和建筑室内、外试验岩土、风化岩、颗粒土等进行勘察，因为这些岩土的设计参数较难确定。第三，界面划分，主要就是对岩土岩土层及岩石的风化程度进行界面划分，进而对不良地质界面、地质构、软弱结构面等进行正确判定。第四，土壤采样。针对不同性质的的土层选择不同的土壤样品，通常采用含水层采样点的方法，分别为表层采样点、隔水层采样点、表层与上隔水层之间的采样点[1]。

2.对工程地质勘察中相关问题的探讨

2.1野外地质勘察存在的问题

野外地质勘察工作主要就是对需要进行地质勘察的区域进行踏勘并对该区域的地质资料和信息进行收集，但是由于多种原因影响，使得实际野外地质勘察工作仍存在不少的问题，主要表现为下列几方面：一是地质资料和信息难以收集完全、详细；二是勘察工作量较大，但是受环境因素影响，往往导致勘察工作量不足；三是地质勘察队伍或人员专业化素质和技术水平有待提高；四是在地质勘察工作中没有严格按照规范要求进行。

2.2室内土工试验存在的问题

不仅野外地质勘察存在不少的问题，即便是室内土工试验也存在不少的问题，主要表现为两个方面：一是粉土划分不全面、不准确。造成这一问题出现的主要原因是粉土颗分试验较为复杂，操作不易，在粉土划分过程中极易出现问题。二是剪切试验参数可信度低。造成这一问题出现的主要原因是剪切试验受力条件复杂，且排水条件难以控制。

2.3岩土工程评价中存在的问题

当前，由于我国关于岩土工程评价体系方面存在一定的不足，所以导致岩土工程评价中存在不少问题，具体表现为评价方法不合理、不能精确确定地基承载等问题。此外，在选择基础方案过程中，部分勘察人员贪图方便，想要尽早完事，导致所提供的基础方案存在没有结合场地实际情况、基础方案单一的问题，这样的方案远不能满足实际需求，从而极易出现问题，造成不必要浪费。

2.4工程地质勘察报告存在问题

工程地质勘察报告是对工程地质勘察工作的总结，能够为工程建设提供重要的资料依据，具有的重要性显而易见。但是在实际工作中，由于多种原因影响使得工程地质勘察报告中极易出现一些问题，具体表现为下列方面：一是工程地质勘察报告对地基的评价不完全正确；二是工程地质勘察报告对地基的针对性较弱；三是工程地质勘察报告中国的图件不符合要求；四是工程地质勘察报告中的内容不完整，仅对地基与基础方案，地基与基础设计参数方面进行了阐述和探析[2]。

3.工程地质勘察方法

3.1高密度电阻率法

高密度电阻率法是集电测深法和剖面法两种功能于一体的勘察方法，具有数据采集密度大、点距小的特点，能够直观、形象地反映出电性异常体状况，且还具有成本低、效率高的优点，所以被广泛应用于工程地质勘察中。高密度电阻率法的运行原理与常规电阻率法并无多大区别，两者基本相同。简单来说，高密度电阻率法就是通过布置密集的测点并搭配多种测试装置，然后对地质信息进行测量的方法，采用该方法能够及时、有效的反映出工程建设区域的地电信息，从而为地质信息数据资料的处理工作提供便利。通过对高密度电阻率法的原理进行分析，得知岩石、矿物的电性差异作为基础，并建立人工电流场，通过对电流场进行观测，了解电流场在大地中的分布规律，从而为解决工程地质、环境等问题奠定坚实的基础。

在野外地质勘察中应用高密度电阻率法进行测量时，应科学布置测点，并在测点上布置数十根或数百根电极，然后利用远程控电极转换开关和微机工程电测仪器，就能够实现数据的快速和自动采集。通过自动、快速采集数据，能够得出测量结果，将测量结果输入计算机后，能够对数据进行处理，最终得出关于地电断面分布的各种物理解释结果。采用高密度电阻率方法进行测量时，在选择参数方面必须注意下列几项问题：一是电极排列布置，根据勘察地面开阔程度不同，电极排列布置可分为四极装置和三极装置，地面开阔布置四极装置，地面狭窄布置三极装置。二是极间隔确定，通常情况下，最小电极间隔在探测深度的十分之一或十五分之一之间。三是探测深度确定，实际探测目标体深度不能超出设计探测深度。在工程地质勘察中应用高密度电阻率法存在不少的优势，但也受到一些因素制约，例如地形影响、旁侧影响、探测体埋深等。

3.2建立地质勘察信息数据库

工程地质勘察过程就是大量收集工程所在区域内的地质信息和数据，这些地质信息和数据数量巨大、种类繁多，为了获取这些地质信息和数据将消耗大量的资源，由此可见这些地质信息和数据的重要性，所以，我们必须确保这些地质信息和数据的准确性、完整性。那么如何才能确保这些地质信息和数据的准确性、完整性呢？随着科学技术的发展，计算机网络技术的广泛应用，我们应重视计算机网络技术，将该技术与工程地质勘察工作紧密结合，通过不断探索开发出适合存储勘察地质信息和数据的数据库技术，并以此为依据建立地质勘察信息数据库。当然，地质勘察信息数据库的建立并不是件简单的事，为了方便处理和查阅这些地质勘察信息数据，应将其进行分类，具体能够分为三大类，分别是常规数据类信息、文字类信息以及音像类信息。

3.3提高地质勘察人员的素质与技能水平

地质勘察人员是工程地质勘察工作的具体执行者，地质勘察人员整体素质与技能水平高低直接影响着地质勘察工作效率、质量。所以，为了确保地质勘察工作质量，提高地质勘察工作效率，我们必须不断提高地质勘察人员的素质与技能水平，促使人员具备较强的责任感和良好的职业道德。同时作为地质勘察人员在日常工作中也应严格要求自己，加强学习，做好工程地质勘探的本职工作[3]。