工程地质范文

时间:2023-04-05 01:55:48

导语:如何才能写好一篇工程地质,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。

工程地质

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关键词:工程地质 水利水电 勘察

中图分类号:P2文献标识码: A

一般来说,工程地质是调查、研究、解决与人类活动及各类工程建筑有关的地质问题的科学。工程地质研究的主要内容有:确定岩土组分、组织结构(微观结构)、物理、化学与力学性质(特别是强度及应变)及其对建筑工程稳定性的影响,进行岩土工程地质分类,提出改良岩土的建筑性能的方法;研究由于人类工程活动的影响而破坏的自然环境的平衡,以及自然发生的崩塌、滑坡、泥石流及地震等物理地质作用对工程建筑的危害及其预测、评价和防治措施;研究解决各类工程建筑中的地基稳定性,如边坡、路基、坝基、桥墩、硐室,以及黄土的湿陷、岩石的裂隙的破坏等,制定一套科学的勘察程序、方法和手段,直接为各类工程的设计、施工提供地质依据;研究建筑场区地下水运动规律及其对工程建筑的影响,制定必要的利用和防护方案;研究区域工程地质条件的特征,预报人类工程活动对其影响而产生的变化,作出区域稳定性评价,进行工程地质分区和编图。随着大规模工程建设的发展,其研究领域日益扩大。除了岩土学和工程动力地质学、专门工程地质学和区域工程地质学外,一些新的分支学科正在逐渐形成,如矿山工程地质学、海洋工程地质学、城市工程地质及环境工程地质学、工程地震学。但是随着我国经济的迅速发展现代化建设与环境存在冲突,而且现在大学生虽多,但真正的人才却少之又少,因此我们要抓住机遇,迎接挑战,正确处理工程地质 环境 人才 机遇之间的关系,总之工程地质与人类的生活密切相关。

一、崩塌的概念;崩塌是指陡峻斜坡的巨大岩块,在重力作用下突然而猛烈地向下倾倒、翻滚、崩落的现象。崩塌经常发生在山区河流、河谷的陡峻山坡上,有时也发生在高陡的边坡上。它来势迅猛,对道路交通可造成直接危害。在设计中应避免使用不合理的高陡边坡,避免大挖大切。在施工中应清除坡面危石或采取坡面加固、调整水流等措施。

二、滑坡的概念; 滑坡的概念;滑坡是指斜坡岩土体在重力作用下,一定的软弱面或华东带整体下滑的现象。西南地区(云、贵、川、藏)是我国滑坡分布的主要地区,其他地区的山区、丘陵区、包括黄土高原,亦有不同类型的滑坡分布。

1滑坡的发育过程;

(1)、蠕动变形阶段;历时长,是滑坡预测和预防的重要阶段。

(2)、滑动破坏阶段;速度大、来势猛、破坏力大。

(3)、渐趋稳定阶段。

2、影响滑坡的因素

(1),边坡形态;坡高,坡角。

(2)、岩土性质;强度,含水量,完整性。

(3);构造面的产状。

(4),水;静水,动水

(5)、振动荷载;地震。

三、泥石流的概念;由暴雨或冰雪迅速融化形成的一种突然爆发性的含大量泥沙、石块的急骤水流,并且携带堆积在缓坡或山谷中的大量堆积物成为泥石洪流冲向山前地带的现象,称泥石流泥。石流是主要发生在地质不良、地形陡峻的山区或山前区,与水文气象、人类活动有关,是突然爆发性的,由泥砂石块组成的特殊洪流。泥石流的防治可考虑水土保持、跨越、排导和滞流拦截等措施。

其形成原因主要有;

(1).沟槽纵坡较大、便于积水、集物的陡坡的地形地貌。

(2).流域内有丰富的松散固体物。

(3).流域中上游有大量的降雨,急剧消融的冰雪或水库的溃决短时间内有大量的水源供给。

四、水利水电工程地质的特点

1 特殊性与复杂性

在水利水电、电力、工民建、交通、港航、航天、航空、地矿、市政建设等等凡是存在土建工程,要与地质体(地基)打交道的行业,都有工程地质专业,因此,我们称工程地质专业是工程建设的基础性专业,是不必争议的。由于水利水电工程建设自身的特殊性和复杂性,使得水利水电工程地质又是所有这些不同行业的工程地质专业中涉及面最广、问题最复杂、任务最艰巨、声望最高、最具权威性的业界龙头。 水利水电工程建设的特殊性首先表现在工程建筑物的特殊性。工业与民用建筑到处可以见到基本相同甚至完全相同的建筑物,可以部分或全部套用标准设计图纸。而水工建筑物则不然,世界上有成千上万座水库大坝,你就很难找到两座完全相同的大坝。决定大坝的规模、坝型、结构等工程要素的自然条件很复杂,而工程地质条件则是最主要的自然条件之一。水工建筑物的第二个特殊性是与水打交道,所承受的主要荷载是水荷载。水利水电工程不允许失事,一旦失事,损失将十分惨重。

2 实践性与经验性

水利水电工程地质的另一特点是强烈的实践性与经验性。在中国水利学会勘测专委会1999年度学术研讨会上,工程地质界知名前辈专家天津院的李仲春教授语重心长地警示工程界:工程地质这个专业太难了,工程地质决策不是通过计算和试验所能左右的,很大程度上取决于我们的工程经验,即是十分成功的工程,也很难证明它既安全可靠又经济合理。李仲春教授的肺腑之言充分表达了工程地质专业的实践性与经验性的深刻含义。 工程地质理论上的任何一项新进展,新方法,新技术,都必须通过大量试验研究、分析论证和工程实践的检验。例如,近二十年来随着数理基础学科和计算机技术的发展,坝基、洞室和边坡稳定性分析计算的理论和方法有了长足的进展,但是这些计算成果仍然只能是工程设计和决策的一种参考,因此在工程界有一种通用说法:不可不信也不可全信。许多工程实例足以说明采取慎重态度的必要性。有些工程从分析计算上看是安全的,实际上却出了问题;而另一些工程通过计算认为不安全,但却安全运行了数十年。因此我们搞工程建设,工程经验往往又是起决定作用的。

.2 实践性与经验性

水利水电工程地质的另一特点是强烈的实践性与经验性。在中国水利学会勘测专委会1999年度学术研讨会上,工程地质界知名前辈专家天津院的李仲春教授语重心长地警示工程界:工程地质这个专业太难了,工程地质决策不是通过计算和试验所能左右的,很大程度上取决于我们的工程经验,即是十分成功的工程,也很难证明它既安全可靠又经济合理。李仲春教授的肺腑之言充分表达了工程地质专业的实践性与经验性的深刻含义。

工程地质理论上的任何一项新进展,新方法,新技术,都必须通过大量试验研究、分析论证和工程实践的检验。例如,近二十年来随着数理基础学科和计算机技术的发展,坝基、洞室和边坡稳定性分析计算的理论和方法有了长足的进展,但是这些计算成果仍然只能是工程设计和决策的一种参考,因此在工程界有一种通用说法:不可不信也不可全信。许多工程实例足以说明采取慎重态度的必要性。有些工程从分析计算上看是安全的,实际上却出了问题;而另一些工程通过计算认为不安全,但却安全运行了数十年。因此我们搞工程建设,工程经验往往又是起决定作用的。

4 工程地质测不准原理

著名的量子力学测不准原理:“不能同时测准粒子在某一瞬间的速度和位置”。我们不妨借用这个原理来揭示工程地质的一些本质性问题事实上,地质体中的某些性质的确是测不准的。例如某一组结构面的产状,你只能用一个区间值来表述,如果仅用一个确定值来表述则肯定不符合客观实际。又如工程地基岩体的物理力学参数,它只能是一个区间值或统计值,因为地质体中每一点的性质都可能是变化的。地质参数精确到某一个具体数值的时候,千万不要把它当成是绝对准确的,否则会误导精确评价的可信性。

五、小结

人类社会的进步与发展,实际上又是一部人与自然相互协调和相互影响的壮丽史诗。以前我们把人与自然的关系当成是与天斗与地斗的斗争关系,实践证明,人与大自然斗争的结果,虽然取得了一些局部性的小胜利,而大自然反过来对人类的惩罚却是灾难性的。人类的每一次产业革命,无不与工程建设有直接关系,与地质环境有直接或间接关系。建国以来,我国的基本建设此起彼伏,新一轮的建设正在兴起。在多专业组成的基建队伍这个庞大乐团中,地质师要起到指挥和首席演奏家的作用,甚至还要担负起独奏华彩乐章的作用。尽管工程地质学科正在经历着前所未有的挑战,工程地质工作也存在着这样那样的问题和难题,然而这更是机遇。抓住机遇迎接挑战,顺应自然,保护环境,防止灾害,造福人类,是工程地质学家和地质师的艰巨任务和不可推卸的责任。

参考文献;

1:韦港 《工程地质随想》 1996年4月24日

2:何培玲 张婷 《工程地质》 2007年1月

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关键词:工程地质测绘技术

地质测绘长期依靠经纬仪、平板仪、水准仪“老三仪”进行工作,新技术的应用较局限。在未来的发展中,随着现代测绘技术的逐步扩大应用,向“老三仪”告别的时代已经到来。现代测绘技术的核心是卫星导航定位技术、遥感技术和地理信息系统技术。其中,卫星导航定位技术和遥感技术是航天技术、卫星技术、传感器技术、现代通信技术、计算机技术等高新技术综合集成的结果,地理信息系统技术是计算机技术、数据库技术、空间分析与模拟(虚拟现实)技术综合集成的结果。因此,现代测绘技术是空间技术和信息技术等现代高新技术

的综合集成,也是国家高新技术的重要组织部分。

1工程地质测绘

工程地质测绘是岩土工程勘察的基础工作,在诸项勘察方法中最先进行。按一般勘察程序,主要是在可行性研究和初步勘察阶段安排此项工作。但在详细勘察阶段为了对某些专门的地质问题作补充调查,也进行工程地质测绘。工程地质测绘是运用地质、工程地质理论,对与工程建设有关的各种地质现象进行观察和描述,初步查明拟建场地或各建筑地段的工程地质条件。将工程地质条件诸要素采用不同的颜色、符号,按照精度要求标绘在一定比例尺的地形图上,并结合勘探、测试和其他勘察工作的资料,编制成工程地质图。这一重要的勘察成果可对场地或各建筑地段的稳定性和适宜性作出评价。

工程地质测绘所需仪器设备简单,耗费资金较少,工作周期又短,所以测绘工作在结合岩土工程时应力图通过它获取尽可能多的地质信息,对建筑场地或各建筑地段的地面地质情况有深入的了解,并对地下地质情况有较准确的判断,为布置勘探、测试等其他勘察工作提供依据。高质量的工程地质测绘还可以节省其他勘察方法的工作量,提高勘察工作的效率。

根据研究内容的不同,工程地质测绘可分为综合性测绘和专门性测绘两种。综合性工程地质测绘是对场地或建筑地段工程地质条件要素的空间分布以及各要素之间的内在联系进行全面综合的研究,为编制综合工程地质图提供资料。在测绘地区如果从未进行过相同的或更大比例尺的地质或水文地质测绘,那就必须进行综合性工程地质测绘。专门性工程地质测绘是对工程地质条件的某一要素进行专门研究,如第四纪地质、地貌、斜坡变形破坏等;研究它们的分布、成因、发展演化规律等。所以专门性测绘是为编制专用工程地质图或工程地质分析图提供资料的。无论何种工程地质测绘,都是为工程的设计、施工服务的,都有其特定的研究目的。

2现代测绘技术

2.1全球定位系统(GPS)的发展

GPS即全球卫星定位系统(Global Posi―tioning System)。它最初是由美国国防部开发的,

利用离地面约两万多公里高的轨道上运行的24颗人造卫星所发射出来的讯号,以三角测量

原理计算出收讯者在地球上的位置。GPS采用的是全球性地心坐标系统,坐标原点为地球质量中心。

2-2遥感技术的发展

遥感技术在近一、二十年内飞速发展,这种发展主要表现在新型传感器的研制和应用的

日新月异,其发展的特点如下:

a.不断研制新型传感器,既有框幅式可见光黑白摄影、多光谱摄影、彩色摄影、彩红外摄影、紫外摄影,又有全景摄影机、红外扫描仪,红外辐射计、多光谱扫描仪、成象光谱仪,CCD线阵列扫描和矩阵摄影机、微波辐射计、散射计,合成孔径雷达及各种雷达和激光测高仪等。

b.形成多级空间分辨率影象序列的金字塔,以提供从粗到精的观测数据源。传感器的研制在向更高的空间分辨率方向发展的同时,也向全方位的立体观测能力方向发展。

c.可反复获取同一地区影象数据的多时相性。一般是空间分辨率低的而时问分辨率高。遥感多时相性,提供了人们长期、系统和动态研究地球表面的变化及其规律的可能性。

2.3地理信息系统的发展

从系统角度看,在未来的几十年内,地理信息系统(GIS)将向着数据标准化、数据多维

化、系统集成化、系统智能化、平台网络化和应用社会化(数字地球DE)的方向发展。Intemperable GIS互操作地理信息系统(Interoperable GIS)是GIS系统集成平台,它实现在异构环境下多个地理信息的系统或其应用系统之间的互相通信和协作,以完成某一特定任务。GIS三维(四维)地理信息系统(3D&4DGIS)目前研究重点集中在三维数据结构的设计,优化与实现,以及体视化技术的运用,三维系统的功能和模块设计等方面。GIS面向对象和构件技术的地理信息系统(Com GIS)是把GIS的功能模块划分为多个控件,每个控件完成不同的功能,通过可视化的软件开发工具集成起来,形成最终GIS应用。GIS基于www的地理信息系统(web GIS)是利用Intemet技术在Web上空间信息供用户浏览和使用。

Digital Earth它是对真实地球及其相关现象统一性的数字化重现和认识,其核心思想是用数字化手段统一地处理地球问题和最大限度地利用信息资源,从而完成数字地球的核心功能,光缆、卫星通信技术以及计算机网络等技术则完成海量空章数据的传输任务。

3地质测绘技术发展

3.1大地控制测量

控制测量是地质测绘的基础,地质矿区布设平面控制的方法,一是在国家一、二等三角控制下进行三、四等三角点的加密,另一是在国家一、二等三角点下不能加密情况下布设独立的三、四等三角或五秒小三角锁网作为矿区基本“平面控制. 独立的三角锁网必须测定锁网的起算边长。对于内部范围不大的测区来说,采用光电测距仪、全站仪进行三角锁、导线的测量,生产效率比丈量基线也提高几十倍。所以对于小范围测区来讲,光电测距(半站仪、全站仪)除测定起算边外,还应用于测边网、测距导线代替常规的测角网。大地控制测量成果的平差计算,以往用对数表人工计算,进度慢、差错多,现在也普遍引入计算机软件进行处理,象GPS后处理软件、控制精灵等等,又提高效率也减少误差出现的几率,所以在短时间内就得到了很大的普及。

3.2地形测量技术

地形测量的加密图根控制,传统的方法是在矿区基本控制点下布设测角图根线形锁及测

角交会点,现在则采用导线测量、GPSRTK模式,极大地减少工作量,也提高了精度。地形测量是地质测绘工作重要的任务,长期以来的测图方法,以大平扳仪测图,至今在大比例尺地形测图中仍然是普遍采用的主要手段之一。但是占主导地位的已经是全野外数字化测量了,采用全站仪、RTK一天的工作量已是大平板仪所不能比拟,完全不可同日而语了。

4 结束语

现代科学技术发展的综合化整体方向极大地影响着现代测绘科学的发展趋势,这种趋势表现在现代测绘新理论的概括性增强,测绘新技术的技术综合程度提高,各专业学科之间

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文献标志码:A

文章编号:1009―4156(2014)08―114-02

工程地质条件和工程地质问题是土木工程专业工程地质学教学的核心内容。由于工程地质学的研究对象是变化多样的土体和岩体,其研究方法是将地质分析法、力学分析法、工程类比法与实验方法的紧密结合,即综合定量分析和定性分析相结合的方法。查明工程建设区域的工程地质条件的形成和发展,在工程建筑作用下的发展演化,分析由此可能导致的工程地质问题,并提出防治这些工程地质问题的工程治理方案和措施。由此,通过对工程地质学的学习,学生能准确地把握工程地质学的研究对象和基本任务,具备在各种工程建设的勘察、设计、施工等阶段对工程地质条件进行评价和预测可能发生的工程地质问题的能力,并能提出合理的工程防护和治理措施。另外,在工程地质教学过程中,加强和改进工程地质条件和工程地质问题的教学过程、措施和方法也具有重要的意义。

一、工程地质条件的教学探讨

准确地把握和了解土木工程建设场地的工程地质条件,是工程建设的基础。工程地质条件贯穿于整体工程地质教学的过程之中,包括建设场地及其周边区域的地形地貌、地质构造、地层岩性、水文地质条件、地表地质作用。

(一)地形地貌教学

地形地貌是人类对地球地表形态的直接感受和评价,也是制约工程建设的基本工程地质条件,我国幅员辽阔,地形地貌类型复杂多样。由于学生来自于全国的不同地区,对工程建设可能遇见的地形地貌条件并没有一个整体的认识。因此在教学过程中,通过地形地貌的两种分类方法,即地表形态分类法和地貌成因分类法,并结合各种地貌类型的图片、动画和影像资料直观地展示。加强课堂教学互动,让学生列举出自己曾经到达的地区,并说明该地区的地形地貌条件及类型。结合学校周边的地形地貌类型与工程建设的布局、分布和结构形式,学生直观地理解地形地貌条件对工程建设的作用和影响。

(二)地质构造教学

地质构造是地壳构造运动的产物,不同的地质构造具有各自典型的地质现象和特殊的工程地质条件。地质构造的许多概念与地质特征需要通过比较分析向学生解释概念、现象、特征。然而概念的讲述不能依靠单纯的灌输,更应该注重启发、思考和引导,让学生主动思考、积极参与和分析总结,应用和拓展学生丰富的想象力,将枯燥的基本概念、基本要素和特征构成一个有机联系的整体。比如在讲述褶皱、节理和断层等三个基本地质构造的概念时,着重采用启发、引导的教学方法,由教师提出它们之间的区别与联系。

(三)地层岩性教学

在工程地质中,地层岩性的教学内容,分布于岩石、地质年代与第四纪地质和岩层产状的章节之中。因此,如何将这些章节中关于地层岩性的内容联系起来,让学生能够完整、系统地掌握地层岩性在工程地质条件中的作用和意义至关重要。在教学过程中,采用典型的工程实例教学,列举不同的岩石类型的工程,对比分析不同岩石的结构和构造、岩石的地质年代和岩层产状和接触关系来讲述不同的地层岩性对工程建设可能造成的影响,以及不同地层岩性的有利和不利的工程地质条件。

(四)水文地质条件教学

水文地质条件包括地表水和地下水的地质条件和类型。地表水包括河流和坡面水流的地质作用,而在坡面水流的地质作用中,结合第四纪沉积物分布、形成和堆积特征,比较分析残积物、坡积物、洪积物和河流冲积物的形成条件、堆积位置、颗粒形态特征。让学生形成对坡面水流地质作用沉积物的直观印象,并结合周围环境中的沉积物分布特征以及典型的图片资料使学生能深切理解各种地表水地质作用对工程建设的影响和作用。在此部分内容的教学中,通过在课堂展示典型旅游景区的溶洞、水井的照片,提出这类地下水的来源、分布和变化特征,使学生能够从身边常见的现象来归纳和演绎地下水的基本特征、分布位置和变化规律。

(五)不良地质作用教学

不良地质作用包括风化作用、岩溶作用、斜坡与边坡地质作用、地面塌陷和地面沉降。采用实例讲述法(风化和岩溶)、比较分析法进行讲述。岩石风化程度愈深的地区,工程建筑物的地基承载力愈低,岩石的边坡愈不稳定。岩溶作用的岩体中有许多裂隙、管道和溶洞,在进行水库、大坝、隧道、基坑等工程活动时,如存在承压水并有富水优势断裂作为通道,则可能会遇到地下突水而导致基坑、隧道等工程的排水困难甚至淹没,也可能因岩溶渗漏而造成水库无法蓄水。在斜坡和边坡作用是则需要明确斜坡和边坡的概念、形成机制的差异以及工程防护措施。比较分析地面塌陷和地面沉降产生的机制、类型以及动力条件、治理措施。

二、工程地质问题的教学分析

(一)地基稳定性问题

在工业建筑和民用建筑中地基的强度和变形问题的讲述中,结合近年来在工程建设中出现的住宅楼“楼歪歪”事件以及其他典型的工程事故,分析产生这类事故的原因和工程地质条件。在不良地质作用的地基稳定问题中,结合分析由于地下水的作用导致2009年的上海楼盘倒塌事件。近年来,我国的高铁建设取得高速发展,而高铁建设中对路基稳定性提出更高的要求,通过举例分析在我国不同的地质条件下,对高铁路基稳定的分析和建设措施,增强学生对此部分内容的深刻印象,激发学生的学习积极性。

(二)斜坡稳定性问题

斜坡稳定性是山区工程建设需要面临的工程地质问题,通过我国的地形地貌分布图,展示给学生我国的山区面积占国土面积的2/3,让学生了解斜坡稳定性问题在我国工程建设中的突出地位。通过典型的汶川地震诱发的斜坡灾害,如北川王家岩滑坡、青川东河口滑坡、汶川的牛圈沟滑坡碎屑流等灾害的资料,学生能直观地感受斜坡稳定性问题对山区工业和民用建筑的重要性。通过斜坡地质灾害对公路、铁路毁坏的资料和图件,以及工程建设中的边坡防护等措施,学生可以理解和体会斜坡稳定性对山区交通基础设施建设的重要作用。

(三)洞室稳定性问题

地下工程建设是人类获取更大的生存和活动空间的重要方法,随着大量地下工程的建设和特殊工程地质条件的出现,洞室的稳定问题成为许多重大工程建设中的难点和控制性工程。以目前我国城市地铁建设和长大隧道建设中围岩塌方、地下涌水、地面塌陷等工程事故,让学生了解在工程建设规划和选址时,对不良的工程地质条件进行分析、评价的重要性。并结合典型洞室建设过程中的防护措施和方法,通过讨论和课堂交流,使学生明确这些措施和方法对洞室稳定性的作用。

(四)区域稳定性问题

区域稳定性的概念是学生在开始接触时不容易理解和掌握的工程地质问题。在课堂的教学中,结合2011年日本东海岸的大地震,导致距离地震震中一百多千米远的福岛核电站发生事故,导致核泄漏;地震、震陷、液化和活断层对大型水电工程、地下工程以及建筑密集的城市地区可能导致的灾害,使学生了解和认识区域稳定性对工程建设的主要作用和采取的工程措施。

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[关键词]工程地质勘察 水文地质勘察 地下水

[中图分类号] P641 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2014)-1-68-2

所谓水文地质勘察,就是对自然界中地下水的变化与运动规律的勘察,在整个工程地质勘察中占据十分重要的作用,换言之,就是对工程所在地的地下水的分布与形成的规律。因此对工程地质勘察中的水文地质勘察进行研究具有十分重要的意义。那么作为勘察人员,应如何做好水文地质勘察工作呢?笔者结合自身工作实践,做出以下几点探究性的分析。

1工程地质勘察中开展水文地质勘察的基本要求

工程地质勘察工作中,为了开展水文地质勘察工作,就必须满足以下几点基本要求。

1.1认真分析工程所在地的自然地理条件

在水文地质勘察中,首先就必须注重自然地理条件的分析。即对气象水文特征以及地形地貌进行分析,所谓气象水文特征,就是工程所在地属于哪种地域条件,例如是属于热带气候还是亚热带气候,或者属于季风气候,而地形地貌则是工程所在地周边的平原、水系、高原等特征,以及地形是否开阔平坦和地貌侵蚀的程度等等。只有对这些自然地理条件进行认真的分析和掌握,才能为水文地质勘察工作成效的提升奠定坚实的基础。

1.2加强地质环境的分析,摸清地下水位的高低

在分析自然地理条件的基础上,还应对地质环境和地下水位进行分析。应结合工程所在地地质的构造特点和基底构造以及地层岩性和新构造运动情况等分析地质环境。并对工程所在地近五年内最高的地下水位以及水位的变化趋势进行分析,找出地下水和地表水的排补关系及其给地下水位带来的影响,以最大化的减少因地下水位发生变化而影响工程的开展。

1.3精心准备水文地质参数

一是在施工现场进行抽水试验、注水或者压水试验对地层的渗透系数进行测定,不同的土层采用的试验不一样,要针对具体的情况而定,如硬质岩石采用压水试验较合适;二是结合隔水层和含水层埋藏的条件以及地下水的流向、类型和水位变化趋势等确定含水层的厚度、埋藏的深度以及分布的具体情况。通过对这些水文地质参数的准备,进一步为水文地质勘察工作成效的提升注入活力[1]。

2浅谈水文地质的评价内容

为了更好的开展水文地质勘察工作,就必须掌握评价水文地质情况的内容,才能更好地找出水文地质存在的问题,从而提出合理化和科学化的防治措施,同时也给工程的施工提供科学的水文地质资料,最终最大化地减少甚至消除地下水给整个工程带来的危害。具体来说,评价水文地质是否存在问题,就必须严格按照以下几点评价内容进行评价。一是将地下水给体以及建筑带来作用与影响作为重点评价内容,以预测有可能给工程带来的危害,并提出相应的防治对策;二是分析和掌握建筑物的地基基础类型,并找出与此地基基础类型相类似的水文地质问题,从而针对性地选用水文地质资料;三是在查明地下水现存状态及变化规律的基础上,对人为活动给地下水带来的影响进行分析和预测;四是基于工程地质问题的分析,必须有以地下水位为基点,进行针对性的分析[2];五是弄清楚地下水的补给、径流、排泄等情况,调查下周围地下水水位的变化情况,积极收集周边水文地质资料。

3地下水对工程危害

通过上述分析,我们对工程地质勘察中开展水文地质勘察的基本要求及其评价内容有了一定的认识,那么地下水的存在,将会对工程带来哪些危害呢?我们只有对这些危害有一个全面的认识,才能在水文地质勘察工作中更好地发现水文地质问题,从而采取有效的措施予以应对。以下笔者结合自身工作实践,浅谈下地下水对工程危害。

3.1地下水水位上升时带来的危害分析

当地下水水位上升时,有可能给工程带来的危害有以下几点:一是使得土壤变得沼泽化和盐渍化;二是地下水给建筑物带来的腐蚀更严重;三是体的岩石出现崩塌和滑移,例如在河岸和斜坡等处最为常见;四是特殊体的结构被破坏或者强度下降;五是粉土和粉细砂出现饱和液化、管涌、流砂等;六是导致地下室被充水和淹没,进而导致建筑的基础上浮,最终引发建筑物失去稳定性出现倾斜甚至倒塌。而究其根源,主要有以下几点因素:含水层结构、水文气象因素、人为因素以及总体岩性产状以及施工等[3]。

3.2地下水水位下降时带来的危害分析

除了地下水水位上升会对工程带来危害,地下水水位下降同样会给工程带来危害。例如导致地面不均匀的沉降、地裂以及地面出现塌陷和水质恶化以及水资源枯竭等危害。而究其根源,主要是人为的抽取地下水、修建水库、筑坝等导致下游的地下水补给严重不足等造成的,不仅对建筑物和体的稳定性有极大的危害,而且还会人对人类的居住环境带来极大的威胁和挑战,因而必须高度重视。

3.3地下水水位升降频繁会影响物理力学性能的发挥

当地下水水位出现忽升忽降的情况时,变回对膨胀性的产生影响,导致其胀缩变形不均,甚至导致低劣,极易给低层建筑物和轻型建筑物造成破坏,尤其是地下水水位出现频繁升降时,极易大致出现大幅度的膨胀收缩。因而在勘察膨胀性的地区时,必须加强水文地质条件的分析,以最大化的为地基基础深度的确定提供最具权威的参考资料。但是,在实际工程中,还应结合工程实际进行针对性的分析。尤其是在建筑地基内部时,若地下水的水位处于基础底面这下的压缩层且水位出现变化时,将会给建筑的稳定性有着直接的影响,当水位上升时,则会导致地基土软化,可压缩性变大以及强度下降等问题,进而导致建筑物出现极大的沉降和变形,当水位下降时,则会增加自重应力,极易导致地基基础出现附加性的沉降,此外,若土质不均匀以及地下水水位骤降时同样会导致建筑物出现变形。

3.4地下水动水压力作用给工程带来的危害

地下水在天然状态下动水压力作用比较微弱,在人为工程活动中由于改变了地下水天然动力平衡条件,在动水压力作用下往往会引起一些严重的工程危害。因而为提高工程勘察质量,在工程勘察中不仅要求查明与工程有关的水文地质问题,评价地下水对体和建筑物的作用及其影响,为工程提供必要的水文地质资料,以消除或减少地下水对工程的危害[4]。

4结语

综上所述,对工程地质勘察中的水文地质勘探进行探究具有十分重要的意义。作为新时期背景下的工程勘探工作人员,必须紧密结合我国勘探事业发展的需要,认真分析工程所在地的自然地理条件,加强地质环境的分析,摸清地下水位的高低,精心准备水文地质参数,切实掌握,水文地质的评价内容,并认真分析和掌握地下水升降给工程带来的危害,以更好地促进整个工程地质勘察工作成效的提升,以最大化的减少建筑地基的沉降和病害的出现,最终为整个工程质量的提升奠定坚实基础。

参考文献

[1]尹湃.浅谈工程勘察中水文地质勘察的地位及内容[J].科技信息,2011,22:482-483.

[2]石广平.水文地质在工程地质勘察中的应用[J].科技与企业,2012,06:164+166.

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关键词:水文地质,地质勘查,工程地质

Abstract: the hydrological geological problems in geotechnical engineering and construction is always a very important and often overlooked. Groundwater is not only constitute an important part of geotechnical engineering, the direct impact of geotechnical engineering engineering characteristics, it is the important foundation engineering environment factor, become a change in geotechnical engineering characteristics of one of the factors, directly affect the stability of the building and durability. Because in engineering exploration of hydrogeological condition investigation, research into and not not enough attention, lead to all kinds of geotechnical engineering of groundwater cause damage occur frequently. Therefore, the correct evaluation of groundwater geotechnical engineering and buildings to avoid the influence of the engineering cause needless loss and damage.

Keywords: hydrogeology, geological exploration, engineering geology

中图分类号:F407.1文献标识码:A 文章编号:

1水文地质勘察的内容

在以往常规的岩土工程勘察中,由于缺少结合基础设计和施工需要评价地下水对岩土工程的作用和危害,在很多地区已发生多起因地下水造成的建筑基础下沉及建筑物开裂的质量事故。针对过去的经验和教训,在以后的水文地质勘察中应主要考虑岩土的水理性质对建筑工程施工地区的水文地质问题做出客观评价。与岩土的物理性质相类似,岩土的水理性质也是岩土工程地质性质的重要标志。岩土水理性质指的是岩土与地下水之间相互作用而显现出来的一些性质,会直接影响到岩土的强度,进而影响到建筑工程的稳定性。过去的勘察工作往往比较重视岩土的物理力学性质,而水文地质勘察往往被当做一种象征性的工作,继而忽略了对岩土水理性质的重要性,所以对岩土工程地质性质的评价不够全面。

2水文地质勘察的重要性

水文地质勘察是工程地质中一个非常重要的方面,对地下水正确的分析和评价,不仅关系到建筑工程的顺利施工和正常使用,而且关系到人民群众的生命财产安全。它可以分析地下水对建筑工程地区岩土工程地质性质的影响,作出客观的评价和预测。在建筑施工过程中,如何避免地下水对岩土工程造成危害,水文地质勘察的重要性体现在以下几方面。

2.1地下水位变化引起的岩土工程危害

地下水位变化包括地下水位上升、地下水位下降、地下水位频繁升降三个方面。地下水位频繁升降对岩土工程造成的危害主要包括可能引起建筑物的破坏和膨胀性岩土胀缩变形。

在天然条件下地下水位一般是季节性变化,雨季水位上升,旱季水位下降。这种天然变化是区域性的,渐变的,而且变化幅度较小。但是,人为因素引起的局部性地下水位升降变化往往比自然变化的幅度大,导致的岩土工程危害也更加严重。地下水位的升降超过一定程度有可能引起粉土以及粉细砂饱和液化而出现流砂、管涌等现象;也可能导致土壤盐渍化、沼泽化而腐蚀建筑物;一些具特殊性的岩土体结构破坏、强度降低、软化;地下洞室充水淹没,基础上浮、建筑物失稳;地裂、地面沉降、地面塌陷等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的威胁。

2.2地下水动水压力作用引起的岩土工程危害

地下水在天然状态下动水压力作用比较微弱,但是在建筑工程活动当中,由于改变了地下水天然动力平衡条件,在一定的动水压力作用下,也会导致一些后果严重的岩土工程危害。如管涌、流砂、基坑突涌等,造成安全隐患,并影响工程质量,所以需要及时做好这方面的水文地质勘察工作。当建议采用桩基时,应评价采用桩的适宜性;对桩的类型、平面布置、直径、长度和桩基持力层,提出建议;对桩尖持力层的选择进行论证;提出桩的侧摩阻力和端阻力;提出单桩承载力的建议;在大面积堆载及欠压密地区,尚应分析桩周土对桩的负摩阻力;对预制桩或沉管桩的沉桩可能性,进行论证;挖孔桩、钻孔桩、冲孔桩的成孔工艺,成孔过程可能出现的问题及施工技术措施,桩的施工质量控制方法和要求;对桩基工程设计、施工、检测、监测的其他建议;一般应提出以桩的静载荷试验验证或确定

单桩承载力的建议。

2.3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岩土工程勘察是应特别注意对场地水文地质条件的研究,特别地下水往往升降变化中高度和变化规律,这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。

在地下水位以上、地下水位变动带和地下水位以下,具有明显的变化规律土体从上到下,有天然含水量、孔隙比由小一大一小,压缩模量、承载力由大一小一大的变化规律。这是由于地下水位以上部位,经长期淋滤作用,铁铝富集,并对土颗粒起胶结和充填作用,增大了土粒间连接力,往往形成硬壳层”,因而含水、孔隙比小而压缩模和承载力增高而位于地下水位变动带的土层,由于地下水积极文替,土中的铁铝成分淋失,土质变松,因而含水量、孔隙比增大,压缩模量、承载力降低位于地下水位以下的土层,由于地下水交替缓慢,氧化、水解作用减弱,加之上部土层的自重压力作用,土质比较密实,因而含水量、孔隙比减小,压缩模、承载力增高。

岩土物理力学性质的与地下水位之间有着非常密切的联系,尤其是那些风化残积土、软质岩石以及不同成因的粘性土等。所以要高度重视地下水位对岩土物理力学变化的影响,做好预测和指导工作,避免建筑工程出现因工程地质问题而导致的质量安全事故。

3结论

总结以往的经验和教训,在今后的工程勘察中,应对水文地质问题的评价主要考虑以下内容:

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关键词:工程地质;勘察工作

中图分类号:TU984 文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2013)

工程地质勘察是运用工程地质理论和各种勘察测试技术手段和方法,为解决工程建设中地质问题而进行的调查研究工作。工程地质勘察是工程建设的先行工作,其成果资料是工程项目决策、设计和施工等的重要依据。是为了获取建筑场地及其有关地区的工程地质条件的原始材料和工程地质论证,为工程建设、规划、设计、施工提供可靠的地质依据,以充分利用有利的自然和地质条件,避开或改造不利的地质因素,保证建筑物的安全和正常使用,而以坑探、钻探、触探、地球物理勘探等手段和方法,调查研究和分析,评价建筑场地和地基的工程地质条件,为设计和施工提供所需的工程地质资料。

1 工程测量

勘察的野外测量工作主要有以下几点:

1.1 放孔位:根据业主提供的场地附近的已知大地坐标点,按照勘察纲要的布孔图,现场放出勘探孔位,并作好标记。如果孔位与布孔图不一致,则要把实际孔位作好记录。平面位置允许偏差0.25 m。

1.2 测孔口标高:勘探施工完毕,根据业主提供的高程基准点量测每个勘探孔的孔口标高。高程允许偏差5 cm。

1.3 测周围环境:量测拟建建筑轮廓线距周围已有建筑、管道、道路边线等的距离。

2 工程地质钻探

工程地质钻探除执行有关规程外,在钻探过程中还应注意以下几点:

2.1 孔径:为满足采样要求,一般孔径不小于108 mm。

2.2 钻进方法:优先采取回转方式钻进,是为了尽量减少对地层的扰动、保证鉴别的可靠性和取样质量;地下水位以上采用干法钻进,不得注水或使用冲洗液,以免影响土的物理性质;水位以下应采用回转及全断面取芯法;对粉土、硬塑的黏性土、砂土地层可采用冲击钻进法。

2.3 岩芯管:控制采用长度超过2 m的岩芯管,回次进尺不得超过2 m,重点地段及主要持力层不得超过1.0 m。

2.4 岩芯采取率:黏性土大于90%,砂性土75%,不得随意扫掉岩芯。施工中难以取芯时,必须有可鉴定岩芯,并能卡准岩性变化界面。黏性土无岩芯间隔不得超过0.3 m,其他地层不得超过0.5 m。

2.5 取芯钻进采用中压、快速、合适泵量的钻进规程,以满足取芯和钻进的需要。正常钻进中,应保证孔底压力均匀。严禁提动钻具,加压时应连续进行,不能间隔性突然加压和减压。

2.6 钻进过程中各项深度数据必须尺量,严禁用手测和目估确定深度。钻进深度和岩土分层深度的量测精度,不应低于5 cm。

2.7 钻孔完成后可用碎石(1 cm~2 cm)回填封孔。

3 探井

3.1 安全:孔位必须位于建筑物轮廓线以外,减小对拟建建筑施工与环境的影响;下入井中用刀刻土样时,应特别注意孔坍塌和缺氧等施工安全问题。

3.2 取样:在技术人员的指导下,施工人员下入井中刀刻取样,土样必须标注上下方向。现阶段以机械成孔较多,因此刻样时应去除井壁一侧的扰动土。

3.3 包装及运输:探井样必须提高包装质量,同时减小运输对土样的振动,达到一级原状样的标准。

3.4 探井的回填,探井使用完毕后应立即用原土分层回填夯实,并不应小于该场地天然黄土的密度。

4 静力触探试验

每幢建筑物宜用同一台静探设备完成,并且做到以下几点:

4.1 孔位:根据测量放孔定位,孔位误差不能超过0.25 m。

4.2 探头:根据土层软硬选用合适探头,进入场地前重新率定探头。

4.3 调平:安装好压入和量测设备并用水准尺将底座调平。

4.4 检查:检查仪表电压、仪表、探头外筒及锥头的活动情况,并按通仪器使探头正常工作,冬季仪器需预热15 min。

4.5 记录:注明孔号、探头号、标定系数及施工日期。

4.6 调零:先压入0.5 m,稍停后提升10 cm,使探头与地面温度相适应。以后每3 m~5 m需提升10 cm~20 cm,使锥头和侧壁测量值达到0值,用以消除初读数的影响。

4.7 速度:贯入速度控制在0.5 m/min~1.2 m/min范围内,在贯入过程中随时校核记录深度与实际贯入深度是否相符。

5 标准贯入试验及圆锥动力触探试验

5.1 标准贯入试验:a.施工到需要标贯的深度时,必须清孔后才能更换标贯器进行试验,标贯器下入孔中应保持垂直,防止锤击偏心,触杆倾斜和晃动。b.标贯试验钻孔以回转钻进为宜,也可采用冲击钻进,但不能使用孔底射流钻进方法。c.在进行液化判别孔施工时,20 m以上严格地进行1 m一标,严禁用手测和目估确定深度;20 m以下可2 m~3 m打1次标贯,但要卡准地层,不得随意扫掉岩芯。d.保证标贯器下到孔底,先预打入土层15 cm不计击数,接着记录贯入30 cm的锤击数N。当遇硬土层锤击数超过50次时,停止贯入并记录贯入深度。e.标贯器取出后,应详细描述岩芯,并取扰动样做颗粒分析。f.采用42 mm钻杆,63.5 kg标准落锤,落距76 cm,自由落体法进行试验。g.样签不得与土混装,以免弄湿看不清。

5.2 圆锥动力触探:a.试验时应使穿心锤自由下落,地面上的触探杆不应过高,以免倾斜和摆动过大。b.重型动力触探:42 mm探杆,63.5 kg落锤,落距76 cm;超重型动力触探:50 mm探杆,120 kg落锤,落距100 cm。c.贯入过程应连续,锤击速率为15击/min~25击/min,记录每贯入10 cm所需的锤击数。d.对重型动力触探,当连续3次N63.5>50击时可停止试验或改用超重型动力触探。

6 波速试验

6.1 波速测试主要是进行岩石坚硬程度、岩体完整程度和岩体基本质量等级划分。

6.2 测试方法采用单孔法,结合土层布置测点,测点间距一般1-3m,层位变化处加密,且自下而上逐点测试。

7 野外记录

7.1 野外地质记录、试验记录应由专职技术人员负责实施。

7.2 原始记录要用符合规范要求的规范化表格记录,用2H以上硬度的铅笔记录,不允许涂改、补记或重抄,记录要清晰、整齐,签署应齐全。

7.3 钻探野外地层编录应按回次进行,不得将若干回次或若干层合并记录。在一回次中发现变层应分行填写;对不同层位、不同深度的试验,在记录中要标识清楚。

7.4 野外地质记录要依据规范具体要求进行描述,大于40 cm必须分层,大于10 cm必须描述具置。

7.5 描述深度以现有地面为准。

8 地下水位观测及水样的采取

8.1 分层测水位:当钻孔深度内有2个以上含水层,且要求分层量测水位时,对于上层水,可单独打浅孔量测;对于下层水,可用海带或粘球止住上层水,再对下一含水层进行水位观测。

8.2 观测水位:钻进过程中应观测初见水位和静止水位,野外结束后(24 h后)统一测量地下水位。水位允许误差为1.0 cm。

8.3 取水样:在拟建场地分层各采取2组水样,每组水样应采取2瓶,其中一瓶加大理石粉测侵蚀性二氧化碳。

9 结束语

随着岩土技术体制的发展,岩土技术与钻探施工的分工将趋于明确,施工质量将会更加提高。希望能对工民建地质勘察的野外工作者有一定的帮助。

参考文献:

[1] 颜建平.关于岩土工程勘察实际工作问题的研究[J]. 化学工程与装备. 2010,(09);

[2] 陈家渊. 工程地质勘察的问题与对策分析[J].建筑工程学报,2011,(08);

[3] 郭超英.岩土工程勘查[M].北京:地质出版社.2007;

[4] 李智毅,唐辉明.岩土工程勘察[M].北京:中国地质大学出版社.2010,(09);

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PBL(problem-basedlearning)教学模式是由加拿大麦克玛特大学霍华德教授在20世纪60年代最先提出的,这种教学模式以工程实践问题为出发点,通过教师积极引导,学生自主探究与合作完成知识学习,使学生逐步形成解决问题与终身学习的能力。[1]在教学方法上,PBL教学模式强调学生的主动学习、积极分析问题、解决问题,培养学生创新思维和实践应用能力。[2]在教学过程中,PBL教学模式注重师生间的交流与互动,培养学生的团队精神和沟通表达能力。在评价方式上,PBL教学模式突出学生的综合素质,加强过程考核,注重学习效果。[3]

土木工程地质是土木工程专业的专业基础课,工程实践性很强,课程内容重点在于工程地质基础常识的学习以及分析和解决常见的土木工程地质问题。这门课程的教学目标不但要求学生对众多地质名词和对各类工程地质现象有基本的理解与感性认识,还要对各类工程地质问题的分析与防治技术手段有初步的了解,重点是培养学生发现问题、解决问题的能力。传统的教学模式存在诸多问题,要提高土木工程地质课程的教学效果,则需要对传统土木工程地质教学方法进行改革。[4]

1传统教学中存在的问题

1.1教学课时短、教学模式单一

在授课课时受限制、章节内容多等客观条件下,教师为了完成教学任务,需要对教学内容做出一定的压缩与调整,突出重点知识部分。此外,由于教学课时有限,诸如案例式教学和启发式教学模式难以开展。大部分教师在教学时采用传统的讲授教学模式,只注重教学内容,而忽视了教学方法,导致教学内容抽象化,容易使学生进陷入那些枯燥而又难以理解的名词概念中,从而使学生丧失对学习的兴趣,严重影响课程教学质量,无法实现教学目标。

1.2教学资源缺乏和陈旧

对于大多数非地质类高校缺乏教学模型和工程地质校内实习基地,对于课程里的各类矿物、岩石、地质现象的知识仅在多媒体课件里面进行有限的展示,学生缺乏对实物的感性认识。此外,教材上的案例时间比较久远,缺乏新的典型工程地质事件的教学素材,教材上相应的工程地质问题防治技术手段也亟待补充和更新。

1.3理论与实践教学脱节

土木工程地质课程的实践性强,理论教学与实践教学是相辅相承、缺一不可的,一旦缺少了实践教学这一环节,课堂理论教学就如纸上谈兵。但传统的教学却主要侧重于理论知识的讲解,即使是教材中对常见的土木工程地质问题章节的讲解也很难引入对具体工程实践的分析,这势必会导致学生对土木工程地质的认识仅停留在理论知识层面,对今后工程地质问题实践可能遇到的各种问题缺乏足够的认识与重视。理论学习内容与工程实践脱节,这不符合土木工程地质课程理论与实践兼备的特点,学生就不能正真正的理解、吃透相关知识,教学效果就会大打折扣,就达不到培养和锻炼学生的工程实践应用能力的效果。

2土木工程地质教学中引入PBL模式的优势

土木工程地质课程内容主要分为工程地质基础理论知识教学模块和工程地质问题教学模块。地质基础理论知识教学应重点讲授矿物和岩石、地层与地质构造、水的地质作用和岩石及特殊土的工程地质内容。工程地质问题教学也是课程的重点,教师应重点讲解各类工程地质现象与问题的成因、影响因素、诱发机制、稳定性评价和防治技术方法,使学生能将所学知识能直接应用于实际工程建设中。

工程地质问题内容可以来自书本,也可以来自实际的工程项目,整个教学内容是基于项目问题的学习,在以往的教学经验中,学生往往对实际工程案例更加感兴趣,学生可以带着兴趣和问题通过具体的工程教学环节来进一步消化理解所学知识。常见的土木工程地质问题教学常以相应的地质问题为起点,其教学方法可以设计成为让学生主动学习、主动参与、积极分析问题、解决问题,既注重师生间的互动交流又注重学习成效的教学模式,与PBL模式的特点一致。

3基于PBL模式的教学课程设计

边坡工程地质问题是土木工程行业和本课程章节安排的重要工程性问题,本节以边坡工程地质问题为例来进行PBL教学模式设计。

传统讲授边坡工程地质问题一般要分为以下四个环节来分析:(1)边坡变形破坏的类型分析;(2)分析影响边坡稳定性的因素;(3)选择边坡稳定分析方法;(4)选择技术可行、经济合理的防治措施。分析边坡工程地质问题的前三个环节需要学生融会贯通土木工程地质的基础理论知识,后一个环节需要学生通过自主查阅文献资料,在教师的引导下总结出合理的防治措施。

采用基于PBL模式的教学设计,通过实践教学的设计思想,整个授课过程以“问题”为中心开展边坡工程地质问题的分析和解决环节。在教学过程中,通过问题的设计引导学生自己主动学习,查找相关资料来分析和解决问题,在教师与学生、学生与学生的交流中实现“做中学”。从教学效果上看,这种方式能激发学生的学习兴趣,培养学生专业思维和工程实践应用能力,举一反三,不仅能掌握理论知识还能掌握分析和解决问题的方法。

通过PBL教学模式分析和引导之后,学生对分析和解决边坡工程地质问题有了浓厚的兴趣,思路清晰,也掌握了各个环节所要注意的问题,同时会迫切地希望将这种学习方法对其它具体的工程案例进行思考和分析。在这种兴趣和教学方法的驱动下,学生学习的主动性和工程应用实践能力得到极大地提高,教学目标也较容易达成,还能使学生逐渐形成终身学习的能力。

4结语

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关键词 工程地质勘察;水文地质;问题;勘察质量

中图分类号:TU42 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2014)07-0153-01在工程地质勘察中,不仅要注重水文的物理性质,也应注重水文地质问题,特别是水文地质中岩土水理性质,地下水引起的岩土工程危害,若不注重这些水文地质问题,则容易应该建筑物的稳定性是寿命周期,因此,在工程地质勘察中注重水文地质问题,并采取有效的措施,以保证工程地质勘查工作到位。

1 水文地质问题的评价内容在工程建筑地质勘察中的重要性

做好水文地质评价内容,对提高工程地质勘察质量具有十分重要的意义,因此,水文地质问题的评价内容应包括以下几个方面。

1)评价地下水对岩土体和工程建筑的影响,对地下水而引起的水文地质问题和工程地质危害进行预测,并提出有效的防范措施。

2)做好工程地基的选型,查找相关建筑物地基的水文地质问题,为建筑物地基基础类型选择提供参考依据。

3)重点评价地下水对工程建筑物作用与影响的水文地质问题,这就要求应充分考虑以下几点:①对于埋在地下水水位以下的建筑物基础,应充分考虑地下水对建筑物中混凝土钢筋结构的腐蚀性;②针对岩土体的建筑物,如软质岩石、残积土等岩土体,应重点评价地下水对岩土体建筑物场地所产生的作用于影响,充分考虑岩土体软化、胀缩作用而影响建筑物地基质量,重点评价建筑物地基基础压缩层可能存在松散、粉土的现象,预测地基基础压缩层因松散、粉土而产生液化、流砂、管涌的可能性;③对于工程建筑物地基下部的基础基坑开挖工程,应采用渗透试验和富水试验对地下水文计算并重点评价地下水文对承压水冲毁基坑底板的影响,另外,人工降水也容易影响建筑地基的稳定性,如地质边坡失稳,评价人工降水影响建筑物稳定性、安全性的可能性。

2 在水文地质问题中,岩土水理性质的测试方法

在过去岩土地质勘察中,往往只重视岩土物理性质的测试,却忽略了岩土水理性质测试在地质勘察中的重要性,做好岩土水理性质的处理,有利于提高工程建筑物的可靠性和使用寿命。因此,在工程地质勘察中,岩土水理性质的测试方法主要包括地下水赋存形式对岩土水理性质的影响和岩土水理性质的测试方法。

1)地下水赋存形式主要包括由强结合水和弱结合水组成的结合水、毛细管水、重力水。

2)岩土水理性质测试方法主要包括软化性、透水性、崩解性、给水性、胀缩性等五种方法。

软化性测试方法,主要采用软化系数来判断岩土体浸水后岩石耐风化和耐水浸能力的力学强度指标。

透水性测试方法,是指根据水重力作用而影响岩土透水的性能,其主要体现在松散岩土和坚硬岩土等方面,对于松散岩土,若松散岩土的颗粒存在不均匀的现象,松散岩土的透水性将减弱,而坚硬岩土的透水性会随着岩溶愈发育而越强,通常采用渗透系数来表示岩土以允许水透过的性能,并采用抽水试验方式来测定岩土体的渗透系数。

给水性测试方法,是指采用水度来表示在重力作用下饱水岩土流出的水量,一般情况下,采用实验方法来测定饱水岩土从孔隙和裂隙流程水量的水度。

胀缩性测试方法,是指根据岩土吸水、失水的体积变化来测定的方法,即岩土颗粒表面结合水水膜受吸水、失水而造成岩土的胀缩性。

3 水文地质问题中,分析地下水对引起地质勘察质量的影响

1)地下水水位变化对地质勘察的影响。地质中地下水位变化主要体现在上升和下降,地下水位上升和下降主要受自然、人为环境因素的影响,地下水位升降变化引起的岩土工程危害主要体现在地下水位上升对地质勘察质量的影响、地下水位下降对地质勘察质量的影响和地质地下水上升和下降频率大地质勘察的影响。

地下水位上升对地质勘察质量的影响,地质中地下水位上升的原因主要体现在降雨量、气温等水温气象因素、灌溉施工等人为因素和岩土地质因素等方面,地下水位上升对岩土造成的危害主要包括以下几点:①地下水过多容易造成岩土体松动、土壤性质发生变化,进而造成建筑物容易受到腐蚀;②地下水水位上升容易造成岩土体结构发生变化、尤其是岩土体岸边结构,容易发生崩塌事故;③岩土体结构发生变化,影响岩土体的强度和压缩性,尤其是膨胀性岩土,容易产生胀缩变形;④影响建筑物的稳定性,特别是地下水位以下的建筑物基础,由于地下水位上升而造成地下建筑物上浮。

地下水位下降引起的岩土工程危害主要是受人为因素的影响,如采矿活动或修建水库因造成地下水的大幅度下降,若不合理抽取地下水,工程建筑物容易发生裂缝、塌陷等地质灾害,甚至可能引发环境地质问题。

地下水升降频繁对岩土工程的危害主要体现在膨胀性岩土方面,由于膨胀性岩土容易发生膨胀不均匀现象,若地下水位升降频繁,则容易造成膨胀岩土收缩变形频繁而导致岩土膨胀收缩幅度变大,进而造成工程建筑物的破坏。

2)地下水在环境变化状态下产生动水压力作用对地质勘察的影响,通常在自然环境状态下地下水动水压力作用是不会引起岩土工程危害的,但是,在人为工程活动中,如地下水的大量抽取,若人们过多抽取地下水资源,则容易造成地下水天然动力出现不平衡现象,致使地下水动水压力作用在地质中发生相应的改变,其主要表现在流砂、管涌等方面。

4 结束语

在工程地质勘查中,应充分考虑水文地质问题,尤其是岩土水理性质的测试和地下水对地质勘察质量的影响,做好水文地质中存在的问题,并采取有效的措施,从而提高工程地质勘察质量。

参考文献

[1]郭岐山.工程地质勘察中水文地质问题的探讨[J].科技风,2010(16):117.

[2]王燕.工程地质勘察中的水文地质危害分析及对策研究[J].科技致富向导,2012(09):255,277.

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为改变这种错误的做法,就要加强水文地质问题的研究,只有这样才能提高工程勘察质量。按照工程地质勘察的实际要求,勘察工作既要查明与岩土工程相关的有关水文地质条件,还要针对地下水给岩土体和建筑物带来不良地质作用进行评价,对潜在的问题提出防治措施。

1 工程地质勘察工作中涉及的水文地质调查内容

一般情况下,影响工程的水文地质因素主要有:岩层中含水层与隔水层的厚度、分布和组合关系;地下水的类型、水位及水位变动幅度,承压含水层的特征和水头,土层或岩层渗透性的强弱等等因素。为提高工程地质勘察工作的质量,应在工程地质勘察中对下述几个方面进行调查和评价:

1)评价的关键应放在地下水给工程带来的影响上,针对水文地质对工程潜在危害,提出应对办法;2)在工程地质勘察中,应在弄清建筑物地基基础类型的基础上,着重调查与该基础类型相关的水文地质条件;3)在水文地质条件调查工作中,重点要查清地下水的自然状态及其发展变化规律,分析并预测工程实施过程中及实施后给地下地质水文情况带来的可能变化及不良影响,提前设计预防措施。

在对笔者所在的大连地区工程地质勘察中,多数建筑场地都涉及到地下水文地质问题。大连属临海城市,沿海岸线发育有大量的石灰岩,从金州、大连、旅顺转北向瓦房店的交流岛、长兴岛一带均为石灰岩地区,岩溶较发育,地下水丰富;另外,由于自然的地理环境造成大连地区的水系较为发育,大连市各市区内的第四系孔隙潜水也很丰富,它们大都赋存于地表砂土层中,使得勘察场地内大都见有地下水。这就使得水文地质调查在工程地质勘察中显得尤为重要。

2 水文地质条件对工程造成危害的主要因素

水文地质条件会给工程带来危害,究其原因,主要是地下水动水压力作用和地下水位升降变化两方面因素。自然或人为原因都会带来地下水位的变化,一旦地下水位变化突破临界值,就会给工程带来地质危害,研究表明,引起危害的地下水位变化主要有3种情况:

1)地下水位下降。当前,由于经济的快速发展,人为因素成为地下水位下降的主要原因,例如过度利用地下水、矿床疏干、修建水库截流下游地下水水源、流域上游筑坝等,这些因素常会引发一系列问题。一旦地下水位的下降过大过快,常会诱发一些地质灾害,如地面沉降、地面塌陷和地裂等,也会造成一些环境问题,如水质恶化、地下水源枯竭等,在年降水量较小的地区会引起土地的沙漠化,在海边有可能会造成海水倒灌。这些地质灾害或环境问题会给工程和人类的居住环境带来巨大的威胁;

2)潜水位上升。水利工程建设及区域水文条件的变化常会造成潜水位上升,如修建水库、地下水来源地的河流、湖泊、水库等水位的上升。建筑物的安全性和稳定性易受潜水位上升的影响,其影响主要有以下几个方面:

一是通过软化地基影响建筑物的安全。潜水位上升,促使粘性土压缩性增高、强度降低和含水率增高,诱发建筑物的沉降变形;二是潜水位上升会诱发地基隆起或侧移,前者会导致建筑物的基础上浮,后者导致建筑物倾斜或墙体破裂;三是潜水位上升会促使砂土或粉土达到饱和状态,通常会引发流砂、管涌现象,也会带来砂土液化等问题;四是造成潜水位以下的地下室浸水,使其丧失使用价值;五是改变土壤的化学性状,如沼泽化、盐渍化等,给建筑物带来腐蚀;

3)地下水位升降。通过对水文地质规律的研究发现,气候、气压、潮汐以及地球与月球引力变化,附近区域水体的水位变化等都会引起地下水位反复升降。地下水位的升降带来的影响主要有这几方面:导致建筑物基础土的压密;增加基础工程材料的腐蚀性破坏;水位变化导致的干湿交替容易腐烂;使建筑基础土层中一些盐类发生溶解作用导致建筑物位移;引起膨胀性岩土的均匀的胀缩变形,造成地裂并给建筑物造成结构破坏。

研究表明,自然状态下地下水的动水压力作用较弱,难于给地面工程造成不利影响,但随着人类工程建设活动的不断增加,特别是大型水利工程的建设,会改变较大区域范围内的水文地质状况,带来一系列严重的工程水文地质危害。

3 工程勘察中水文地质问题的应对措施

针对工程勘察中的水文地质问题,可以采取以下应对措施:

1)加强对工程地质勘察规范或规程学习。经过几十年的发展,当前我国工程地质勘察工作已经拥有了完备的规范、规程体系,这些规范性文件对勘察工作的目的、任务、评价都做了具体的、切实可行的规定,是工程地质技术人员开展工作的主要依据。工程地质技术人员必须要高度重视规范、规程,了解和熟悉其要求,这样才能在开展工程地质勘察时做足工作量布置,设置足够的原状土样测试数据、及时划分抗震地段。通过研读规范、规程,工程地质管理者和技术人员在吸收文件的相关规定后,能不断地充实和提高理论水平和实践操作能力;

2)重视地下水埋藏状况的调查。在调查时,要明确调查的重点,设置必要的调查指标体系,弄清地下水的类型、补给及排泄条件、地下水位、水位变化幅度及规律,在此基础上,对地下水对建筑材料的腐蚀性进行评价,涉及到基坑工程的还应做抽、压水试验,调查土层的渗透性质等。预估地下水可能带来的突涌、流沙或管涌等潜在的威胁,制定出有效和可行的防治措施建议。

4 结论

在建筑工程基础地质勘察中要高度重视水文地质调查,作为建筑工程地质环境的组成部分,较差的水文地质条件会给建筑工程带来多方面的危害,建筑工程项目的组织者、实施者在建筑工程实施前就应该调查清楚地基基础的水文地质情况,制定出有针对性防治措施,提高工程的稳定性和安全性,更好地完成工程建设。

参考文献

篇10

关键词:地质勘察 水文地质 问题探讨

中图分类号:F407文献标识码: A

1工程地质勘察概述

工程地质勘察是一门调查、研究、解决工程项目中涉及到的各种地质问题的科学,工程地质勘察的主要目的是为了掌握工程项目施工区域内的地质条件,客观的对施工区域的地质进行评价,从而预测出工程项目在施工过程中,可能会出现的地质变换状况及其对工程施工的影响,从而制定科学的预防措施,确保工程施工的顺利进行。工程地质勘察的主要内容有分析岩土的成分、物理性质、化学性质、对岩土进行工程地质分析、分析工程地质对建筑工程的影响、改善岩土的建筑性能等。

2水文地质的重要性

在工程地质勘察过程中,水文地质问题是一个十分重要的问题,也是极容易被勘察单位忽略的问题,水文地质是工程地质勘察的重要环节,地下水是岩土体的重要组成部分,对岩土体的工程特性有很大的影响,同时地下水还会对建筑物的稳定性、耐久性造成影响,因此,在工程地质勘察过程中,加强水位地质勘察有十分重要的意义。但在工程项目建设过程中,由于不会直接使用水文地质参数,导致很多人错误的认为水文地质勘察不重要,工程地质勘察人员在进行水文地质勘察时,只是简单的对水文地质进行分析、评价,没有深入调查水文地质和岩土工程的关系,也没有科学的评价水文地质对建筑物的腐蚀情况,这样不但会降低建筑物的稳定性,还会减少建筑物的使用寿命,降低工程项目的社会效益和经济效益,因此,加强水文地质勘察有极其重要的意义。

3工程地质勘察中水文地质评价内容

3.1水文地质条件

在进行水文地质勘察前,首先要调查清楚工程项目施工当地的气象状况,了解当地的年降水量、河流历史最高位、常水位、地表水排泄措施,地下水和地表水的补给关系等,掌握岩土层中含水层的分布状况、厚度、含水量等资料,调查清楚地下水的类型、水位的变换状况、地下水的流向、含水层的渗透系数等,从而为水位地质评价提供依据。

3.2水文地质评价内容

在进行水文地质评价时,要根据掌握的水文地质条件,分析和评价地下水可能对岩土体造成的影响,科学的预测水位变化造成的岩体工程变换,结合实际情况,制定合理的防范措施;根据自然环境下水文地质对岩土工程造成的影响,分析预测人为活动,对岩土工程造成的影响;分析地下水对持力层岩土体产生的分解、软化、胀缩等影响,评价地下水为对工程建筑物的腐蚀状况;当工程项目的基础在地下水位以下时,要根据实际情况进行渗透试验、富水试验,分析评价地下水位变化造成的基础沉降、位移,从而判断地下水位变化对工程建筑物稳定性的影响。

4水文地质对工程项目的危害

据统计,在地质灾害中,地下水造成的灾害占很大的一部分,因此,要认真分析地下水变化引起的灾害,并制定合理的预防措施,确保工程建筑物的安全、稳定,从而为和谐社会的构建打下良好的基础。

4.1地下水变化引起的工程危害

地下水在自然环境和人为因素的影响下,水位会发生升降变化,当地下水位变化到一定程度后,就会对岩土工程造成危害,从而对整个工程项目造成危害。引起地下水为上升的主要因素有降水量的增加、气温的变化、人工灌溉、施工破坏等,地下水位上升会加快土壤中盐碱化现象,加大地下水对工程建筑物的腐蚀;地下水位上升后,斜坡、河岸还会产生比较严重的地质灾害,例如斜坡崩塌、滑移等,对工程项目造成严重的破坏;地质水位上升还会造成岩土体软化、强度下降等现象,从而对工程项目的稳定性造成影响。

引起水位下降的主要原因是人为因素造成的,例如河流改道、地下水排除等,当地下水位下降后,岩土层会变硬,在这种情况,很容易引起地面开裂、沉降等现象,对地质条件产生严重的破坏,从而对工程项目造成影响。受各种因素的影响,地下水位会出现反复变化的现象,这样很容易造成基础变形,同时地下水位反复变化还会将岩土层中的胶结物带走,降低岩土体的强度,对工程施工造成影响。

4.2地下水压力作用引起的岩土危害

在自然环境中,地下水很少产生动压力,但受开矿、灌溉等人为活动的影响,地下水的压力平衡会受到破坏,导致局部产生大的压力,如果遇到粉土层,就很容易引起流砂、管涌等现象,从而造成基础变形、位移等现象,甚至会造成边坡失稳,因此工程安全施工事故,对工程项目的顺利施工造成严重的影响。因此,在进行工程项目施工前,勘察人员要认真分析人为活动带来的地下水压力变化状况,并根据实际情况,制定合理的防范措施,从而为工程项目的安全施工提供保障。

4.3地下水对基础的影响

当工程项目的基础需要埋深时,需要考虑到地下水变化对基础的影响,因此,在进行工程项目基础设计时,在没有特殊要求下,要保证工程项目的基础设置在地下水为上面,如果基础需要埋设在地下水位以下,要采用合理的方法进行防水处理,为保证工程的稳定性,还要对基础钢筋混凝土进行防腐处理。如果基础埋设在承压水层中,要根据实际情况采用合理的排水措施,降低地下水水位,防止在施工过程中,出现地下水喷出的现象,对施工的顺利进行造成影响。当工程项目处于河岸附近时,还要考虑到地表水和地下水的补给关系,防止地表水对工程项目的基础造成影响。

5解决水文地质带来的危害的具体措施

5.1对地下水位变化危害的解决措施

地下水位的上升和下降都会直接影响岩土结构,影响水源分布,进而影响了建筑物地基的稳定性,所以,在工程地质勘察中,要高度观察地下水位的变化,结合周围环境和气候的变化,密切注意岩土层随地下水位变化的规律,从而制定出切实可行的预先规划和施工方案,对发生意外的情况做好预测措施,使得建筑物所承受的危害降到最低。

5.2水源性质危害的解决措施

在实际的水文地质勘察过程中,地下水由于会和岩土结构发生相互作用,从而影响岩土层的含水量,使得岩土结构发生变化,进而对建筑物带来安全隐患,所以,在勘察时,要注意定期的对地下水进行取样和监测,使得岩土含水量变化可以更好的被监测,对地下水进行综合的分析,得出可靠的数据,以便于可以第一时间发现问题,从而做出正确的解决措施,降低安全隐患。

5.3评价机制不足的解决措施

完善的水文地质评价体系可以提高勘察质量和水平,所以,勘察部门要提高工作人员的技术水平和责任意识,不断完善工程勘察的评价机制,从而提高管理水平,使得水文地质勘察工作更为高效和准确,对地下水位的监控更为严格,确保对各类问题可以做出正确的预防和解决措施,从而有助于建筑工程的施工规划,提高建筑工程的稳定性。

5.4地下水性质变化的解决措施

在勘察过程中,对地下水自身的性质分析也是非常重要的,地下水的PH值、硬度等相关因素的变化,也会对岩土结构和建筑工程带来一定的危害,为此,必须要对地下水的性质做出准确的分析,找出性质变化与岩土结构变化的规律,及时发现问题,确保将风险降到最低,全方位的保证建筑施工可以有序开展。

结束语

工程地质勘察作为建筑工程地质结构的监测工作,必须要充分考虑影响地质结构的因素,尤其要重视水文地质问题的勘测,严格关注地下水文地质的变化,监控地下水位,从而更好的维持岩土结构的稳定性,进而为建筑工程提供地质结构保障,对于水文地质的问题,针对不同的问题要采取不同的解决措施,同时勘察部门也要制定相应的规章制度与措施,关注水位变化,从而更好的完成地质勘察工作,保证建筑工程的稳定,提供完善的建筑保障,进而促进工程建设更好的完成。

参考文献