地质工程勘察论文范文
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篇1
水文地质与工程地质有着紧密的关系,沿途的主要组成结构就是地下水,所以它对岩土体工程有着重要的影响,同时也会影响基础工程的建设,从而影响到建筑的安全性和稳定性。工程地质效果在很大程度上是受地下水位影响的,工程地质土质发生转变的原因是由于水位的升降变化。地下水位对工程地质的影响主要表现在以下四个方面。
1)地下水位上升引起的工程危害。岩土工程所出现土壤沼泽化、盐渍化等现象及其所导致的成岩土工程质量下降是由水位上升引起的,地下水位上升对于建筑物的腐蚀会造成更加严重的影响,建筑物更容易坏掉,不能长久的使用,导致人力,物力,财力的大量浪费,给国家经济造成不利影响。部分水位上升还是引起岩土结构破坏的主要因素,同时会造成岩土层结构强度降低而出现流砂、管涌等现象。在实际地质工程中,大量降雨、温度上升、含水层结构及总体岩土性质改变等是导致水位上升的主要因素。
2)地下水位下降引起的工程危害。地下水位降低可以导致地面下降,工程地面出现塌陷,整个建筑物会坍塌,不仅造成财力的浪费,还可能会造成人员伤亡,后果不可想象。地下水位的恶化主要就是地下水的枯竭造成的,会影响到工程地质的稳定性和安全性。导致正常地质地下水位下降的主要的原因包括采矿人员采矿活动、建筑水库补给、地下水大量抽取等一些人为因素。
3)地下水位频繁升降造成的工程危害。频繁升降的现象有时候会在地下水中出现。岩土层膨胀以及岩土出现不均匀胀缩都是由地下水位频繁升降导致的,岩土层出现变形往复所导致的地下岩土层中的铝、铁等物质丧失的主要原因就是膨胀收缩。进而出现上层土层失去胶结物以及岩土层表面出现松动的现象,降低了整体的岩土层效果降低。可见地下水位频繁升降造成的后果也是十分严重的。
4)地下水动压力作用引起的工程危害。地下水天然动力平衡效果降低导致的移动水压的改变在很大程度上是由地下水动压力改变引起的,同时岩土层所出现的流砂、管涌、基坑突涌等导致的水文地质整体状况大幅降低的现象也是岩土工程地下水动压力改变引起的。除此之外,地下水动压力作用还可以导致地下水天然动力平衡的条件发生转变。
2解决水文地质问题的有效措施
水文地质对于地质勘查越来越重要,采取切实有效的方法对水文地质的各种有关参数进行测定对于提高工程施工的安全性。保证建筑的稳定性以及避免人为诱发水文地质灾害的发生有着非常重要的作用,应当对其进行正确客观的评价。为了充分发挥水文地质在工程地质勘察中的积极作用就要做好水文地质勘察工作,那么,面对以上水文地质问题,我们该采取哪些措施去有效防治呢?
1)详细的水文地质评价内容。岩土工程勘察报告是展示工程地质勘察的最终成果的主要方式,建筑工程地基基础设计及施工都是以岩土工程勘察报告为主要科学依据的。全面可靠的报告内容能够保证后期工程设计施工的安全性,报告内容的错误会造成非常严重的后果,一点点的差错就会引发不可想象的后果,因此要求技术人员必须要有耐心与责任心。在水文地质评价的报告中除了要将下水类型,含水层的埋深以及具体的分布状况、岩土类型、岩土厚度,静止水位、涌水量、地下水流向以及水力坡度内容包括在内以外,还应该包括各个含水层间的水力联系以及含水层与地表水体间的水力联系;地下水的补给和排泄情况等
2)调查准确的工程地质条件。应该将地形地貌、水文地质、岩土的物理力学性质,地质现象等条件作为工程地质勘察中的工程地质条件。在调查这些工程地质条件时,要做到准确详细。为确保建筑的安全防护措施提供相关科学准确的依据。为了预测工程地质作用会带来什么样的影响应当给出正确的客观的评价,应当查明工程地质条件并结合项目的具体特点,确保对建筑实施具有科学准确性的安全措施。
3结束语
篇2
(一)可行性研究勘查阶段
可行性研究勘查阶段科学的评价了拟建场地的稳定性以及适宜性。这一阶段对工程地质工作的要求如下:1、考察当地的地质、地形地貌以及附近地区的工程地质资料等;2、在搜集资料的基础上对场地的地层以及构造等工程地质条件进行了解;3、对于那些工程地质条件较为复杂的情况,要根据实际情况来测绘工程地质,开展勘探工作。
(二)初步勘查阶段
在初步勘查这一阶段,合理的评价建筑场地内建筑地段的地质状况。这一阶段的工程地质勘查工作如下:1、搜集一些可行性研究报告、建设规模等相关资料;2、对地层、构造、水质以及物理地质现象的成因、分部进行详细的了解;3、对建筑材料的场地以及储量进行合理的确定。
(三)详细勘查阶段
详细勘查这一阶段要与技术设计充分结合起来,并且在分析以及评价岩土工程的时候,要根据不同的建筑物来进行。详细勘查可以为基础设计、处理地基以及物理地质现象的防治提出了坚实的基础。
二、高层建筑物的主要工程地质问题
本文主要分析了高层建筑物的工程地质问题,由于高层建筑物具有重大的负荷以及分布不均匀,一般情况下要采用深基础,促使地基变形的深度加大。
(一)建筑物场地的稳定性问题
高层建筑物以及超高层建筑物地基变形会产生较大的影响,这一类建筑物的范围不仅会影响地表的松软土,而且也会影响到基岩风化带。在高层建筑物中,不仅要重视地基土体的稳定性,而且要注重下卧层的稳定性。岩性以及成因类型、土体结构等都影响着下卧层的稳定性。所以,在选择建筑场地的时候,要以城市地震基本烈度区划为基础,在勘探过程中验证以及查明建筑场地周围的地质结构,通过分析与比较选择合适的建筑场地。
(二)基础类型选择的工程地质论证
目前,高层建筑的主要形式是指箱基、桩基以及复合基础。第一,箱形基础。其中箱形基础的特点如下:较大的基底面积、整体性较好等特点。如果地基中的土体较为软弱以及分布不均匀的时候,此时要选择箱形基础,这种形式不仅会减少建筑物的不均匀沉降,而且可以合理利用其中的空部分。第二,桩基。桩基包括了钢管、墩基等几个部分。桩基具备较高的承载能力,而且可以避免基坑边缘的稳定性等问题。在上覆较厚软土层的地基中比较适合使用桩基。所以要按照地基工程的实际施工条件来进行,选择有效的桩基类型。第三,复合基础。如果仅仅采用复合基础这一种形式不能满足高层建筑对地基强度以及变形的实际要求。如果在施工过程中出现了困难,此时要选择箱基下桩基的复合基础类型,采用复合地基处理来降低承载量。现阶段,在实际施工过程中要采用深层搅拌桩。然而如果施工条件较为复杂,造价较高的时候,此时要结合建筑物的实际要求来进行,促使建筑物工程的顺利开展。
三、加强高层建筑工程地质勘查工作的途径
(一)详细了解以及掌握建设单位对岩土勘测的要求
工程师在勘查工作开展之前,要详细了解以及掌握建设单位对岩土勘测的要求,并且要充分结合工程的用途以及载荷大小,同时还要充分结合施工现场的实际情况编制科学的制度。另外在制定时间计划的时候要联系实际情况,注重资料整理、土木试验等环节,对试验、钻探施工等技术提出了合理的要求。
(二)工程地质勘查人员要充分结合施工现场实际条件进行勘查工作
在开工之前,工程地质勘查人员要从实际情况出发做好勘测以及核实工作,并且要核对钻机所使用钻杆的尺寸以及长度,确保各部门技术参数满足实际施工的具体要求。在岩土勘测这一工作中,要按照相关的规章制度来进行,选择合理的钻进方式。在测量高程和水位的时候,要选择黄海高程,如果条件不合适要采用假定高程,等到施工工程结束之后来测量地下水位。同时工程师要核对以及验收相关资料来确定相关数量,并且做好现场监督工作,提高勘查技术的质量。
(三)做好地质勘查工作,分析数据,做好整理勘查数据工作
在整理以及分析数据之后要查明现场等实际情况,促使施工工程的顺利进行。同时还要检测地基处理的质量,特别是做好记录工作,认真分析相关数据,便于日后工作的顺利进行,提高工程地质勘查的整体质量。
(四)加强回访工作,查明其中的不良地质问题
为了能够促使地基的质量与现实施工条件相符合,这就要采取有效的措施来检测工程的质量,特别是对于那些施工过程中的数据域勘查报告不相符,此时要合理的分析,减少工程过程中的质量问题。
四、结语
篇3
关键词:工程;地质勘探;水文环境
中图分类号:F407 文献标识码:A
水文地质勘探工作在很多方面都有重要的作用,例如对建筑物持力层的确定、基本设计以及工程整体的地址危害控制等内容都离不开对水文地质的勘探,因此,做好水文地质勘探工作具有重要的现实意义。
1 水文勘探活动应包含的内容
水文地质环境勘探过程实践中,一般要从以下几个方面入手进行,首先要研究地下水文环境对建筑物基桩及岩土工程作业所产生的影响,并提出相应的应对措施。
1.2 地下水文勘探工作中,要根据各个建筑物桩基的具体情况来进行分析,结合其实际需要确定相关的地质内容,只有这样,才能够保证水文地质材料的真实性、科学性,同实际状况相符合。
1.3 要根据地下水文环境对岩土工程的影响提出具体的应对措施。
①地下水水位线以下的建筑物基桩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,地表下含水层中持续的水源活动会导致地下岩土层硬度下降、开裂、体积变大或缩小,所以地下水活动对地质的应该被着重记录。据研究可知,当建筑物基桩所在的地层深度含有松散、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如果勘探地区的地层结构中存在承压含水层,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在地下水水位下建设建筑物深基坑,应进行渗透和富水试验,要充分分析人为降低地下水水位导致的地下环境改变对附近建筑物结构带来的危害。
2 岩土水位环境研究
岩土水理性质说的是在地下水互相作用的同时表现的物理特性,岩土水理性质在地下水文勘探中主要用于研究岩土强度变化和脱水或吸水后岩土层物理形变产生的对附近建筑物结构安全造成隐患。以前的勘探工作中,对其水理性质的研究就不够充分。岩土的水理性质是岩土和地下水互相作用展现的结果。
2.1 地表下水储存按贮存形式和物理性的不同可以分为重力水、毛细管水以及结合水三大类型。其中结合水根据结合强度的不同又可以细分为弱结合水和强结合水。
2.2 岩土水理性质及测试办法:①软化性,主要是对演示耐水浸水能力、耐风化能力加以判断的指标。一般粘土层、页岩、泥沙质岩、泥岩等都存在一定的软化性。据研究得知,如果地下环境中存在易软化岩层,在地下水的长期持续侵蚀下逐渐产生软弱夹层。②透水性,是指岩土层可以析出水分的物理特性。岩上体渗透系数,是一项重要纸币,在地质调查中靠抽水试验获取,在勘探后活动中,物理特性中的透水性通常用渗透系数测算。③崩解性,说的是岩浸水湿化之后,因为土粒遭受到损坏,使得其整体的土质崩解。④给水性,饱水岩土在地球重力影响下从缝隙中渗出水分,通常用给水度来衡量渗出水的量。在地质勘探活动中给水度是一项重要的指标,对场地疏时间产生重要影响,给水度主要通过几项实验进行测定。⑤胀缩性,说的是岩土在吸收充足的水分之后体积有所增加,在失去水分之后体积有所减少,这种特性的根本就是因为其表面的颗粒通过吸水增加水膜的厚度,以及水膜脱水导致形变而产生的。
3 要充分考虑地下水文条件对岩土工程的影响
地下水水位的降低和升高以及其压力变化等原因导致了地下岩土工程施工过程中的安全隐患。
3.1 地下水位环境的变化会给岩土工程作业带来一系列的不良影响。自然力和人为因素都会导致地下水文环境的变化。如果地下水水位剧变,会对建筑深基坑工程造成不可挽回的损失,也会严重影响周围建筑物的结构稳定性。地下水位环境的变化所引发的损害还有以下几种形式
3.1.1 地下水水位升高会导致岩土工程安全隐患
导致地下潜水水位升高的原因很多,最重要原因是受水位环境的影响使地下含水层和总体岩发生的改变以及水文气象原因的变化引起的作用,包括降水和气温等内容,另外还有人为影响的灌溉和施工等方面的内容的作用,还有的会是多方面因素作用的效果。
3.1.2 地下水水位降低会对岩土工程作业的安全进行产生影响。人为活动也可以使地下水水位降低,假如用抽水泵大量抽取地下水,为开采化石能源将地下水抽出,再如一些大型水利工程的建设会对地下水水位产生影响。地下水水位降低速度的增长,会引起包括地裂、地面塌陷或者沉陷等自然现象,严重的情况还会有水源枯竭、水质遭污染的现象,这些情况会对水体、土质和建筑以及人类的正常生活产生不良影响。
3.1.3 地下水水位变化会妨碍勘探活动。地下水水位上升与下降,地下岩土会不均匀的膨胀,导致地下环境变化。地下水水位如果变化幅度多大,地下岩土环境的形变量也随之增长,再有一些小型的建筑也会因此产生地裂的现象。地下水升降的变化会受到多方面原因的影响,包括地下水渗透在内的多种原因会淋失土壤当中的铁铝成分,这样一些胶结物的流失会引起土层的松散,另一方面其水分的含量也会有所增加,同时压缩模量和土壤的承受力也不如从前,对于基础性的工程内容和后续处理有一定的影响。
3.2 地下水动压力给与岩土工程的压力损害
在自然环境下地下水的压力的作用不大,这样就会形成一定的岩土工程损害,包括流砂、管涌、基坑突涌等。这些内容的构成和预防都已经具备了详细的记录,有关人员可以独立搜集查阅。
结语
根据以上内容总结,我们可以知道水文地质工作在多方面都有重要的应用,包括建筑物持力层的确定、基本设计以及工程整体的地址危害控制等内容,工程勘察领域的工作水平不断发展,必然会使得这方面的工作受到更好的管理和关注,落实完善水文地质工作会对提升其勘察能力有重要的作用。
参考文献
篇4
水文地质勘察是岩土工程勘察中必不可少的组成部分之一,它和岩土工程相互影响,互利共生,下面以地下水环境的建筑物为例研究水文地质的勘察的重要性。在建筑物周围存在这地下水,这些水影响建筑物周边的土壤和岩石的耐久性和寿命,建筑物也会同时受到很大的影响,同时地下水作为岩土资源的一部分,对于其他的岩土体的特性也有很大的影响,对于岩土工程的勘察工作的效率也会有很大的作用。在勘查工作中加强水文地质勘察,这不仅提高了岩土工程的勘察效率和质量,而且还为工程的后续开展提供了理论依据。然而在很多的官方和非官方的岩土工程勘查中,水文类的地质因素经常被忽视,被当做是象征性的工作之一,在后续的施工过程中,因为缺乏水文地质的资料和分布状态,往往会发生一些重大的安全事故。因此水文地质勘察对于岩土工程的勘察极为重要。
2岩土地质和水的关系
建筑和地下工程的稳定性和岩土的地质情况有着很大的关系,在建筑和土木工程中发生的事故往往是由于岩石的强度不够或者土壤的勘查工作不够充分造成的。在岩土中的材料主要分为两种,一种是土壤,一种是岩石,这两个材料的成形都和水息息相关,土壤中一般都含有大量的水,而岩石的形状的成形是河流冲刷之后形成的,因此岩土地质和水有着重要的联系,主要可以分为以下三个方面。2.1岩土体的胀缩性岩土体的胀缩性是在空气的气氛下,在失去水之后体积收缩或者在吸收水之后体积膨胀的物理反应。由于岩土存在着和周围的空气交换水的现象,土壤中的水因为温度的升高而蒸发,散发到空气中,最后体积减小;然而在下雨天或者湿润气候的时候,土壤颗粒之间的间隙提高,吸收了水之后,在表面形成了一层水薄膜,最后体积增大,因此岩土体因为水文地质而存在缩胀性。
2.2岩土的软化性质
由于岩土体的只要成分包含了土壤和岩石,土壤颗粒之间存在着大量的空气,是一种膨胀的物质,与之相反的是岩石颗粒之间的间隙较小,基本不会体积缩小,但是在水中浸泡之后会存在强度和硬度减小的现象,因此岩土体存在着软化效应。一般的岩土体都存在着软化的问题,例如页岩,泥岩,松土岩等等,由于岩土地质中的水文因素的存在,岩土表现出了很强的软化现象。2.3岩土体的透水性质岩土体的透水性岩土体由于重力的作用,其中吸收的水分会逐渐流失并穿过土壤颗粒的现象。相对而言,松散的岩土的透水性较强,而坚硬的泥土的透水性较强。在岩土工程过程中,由于土壤中透过了水,土壤的结构会受到很大的影响和破坏,还可能造成土壤直接混入水中形成泥石流等重大自然灾害。水分子没有透过土壤的部分可以把土壤黏在一起加强土壤的强度和硬度,因此水文因素在透水方面对于岩土工程的规划和勘察有着很多的影响,整体上改变了岩体的结构和强度。
3水文地质对岩土工程的危害
水是地球上最宝贵的东西,生命正是因为水而蕴育产生,因此水文地质对岩土工程有着很独特的作用,其中地下水对岩土工程有一定的危害。当地下水水位发生变化时,岩土体也会受到极大的伤害:水位上升,会造成一系列的问题,包括岩土沼泽化,斜体滑坡,山崩,溶洞坍塌,地下项目工程完全毁坏等等;当地下水水位降低时,往往是因为植被遭到破坏或者降雨不足引起的,这样会带来地质干枯,水质恶化,河流营养化等问题;地下水位频繁升降,由于地下水对岩土的软化作用和胀缩作用,岩土将会出现硬度发生改变,频繁的地下水水位升降会使得岩土层达到疲劳,土壤和岩石解体,造成土地坍塌,建筑损坏,土壤营养流失等问题。因此地下水位对岩土体的影响可以分为以下三类:
3.1地下水上升引起的岩土工程危害
水文地质的水位上升有很多的影响因素,主要的原因包括了气候因素如强降雨,降雪,气温变化等等以及人为因素如建筑工程如水坝建立,水电站的建造等等因素。这些问题会对岩土资源的分布和结构带来很大的影响,由于突然的软化效应,强降雨会造成泥石流和道路坍塌等问题,而由于岩土体的透水性,水位上升会导致过高的水位对地下项目如地铁,挖矿,隧道等等工程带来致命性的伤害,抑制项目的进度,同时由于水位过高,岩土的强度也会受到很大的影响,桥梁和山体的硬度都急剧降低,会导致山体崩塌和桥梁断裂的问题。因此水文地质的水位过高对岩土工程有着很大的伤害。
3.2地下水下降引起的岩土工程危害
地下水位过低会对岩土工程带来同样巨大的危害,水位降低主要是因为人为的因素造成的,人们大量的抽取地下水而浪费水资源,砍伐树木,毁坏植被,填湖造田等等,这些都会对地下水造成极大的伤害。地下水下降过多,会导致山崩地裂的问题,湖泊水源干枯,水中的生物死亡导致水质过于营养化,同时由于岩土体的胀缩性,岩土质量会受到很大的影响,土壤会过硬,导致植被也无法生存,农民的收入大幅度降低,农产品枯萎死亡。因此水文地质的水位过低对岩土工程有着很大的伤害。
3.3地下水频繁升降对建筑带来的影响
地下水的频繁升降会引起岩土产生不均匀,导致建筑的质量大幅度降低,由于地下水的大幅度升降会带来土壤中营养如铁,铝等缺失,同时频繁的地下水水位升降会使得岩土层达到疲劳,土壤和岩石解体,造成土地坍塌,建筑损坏,土壤营养流失等问题。
4结束语
篇5
关键词:建筑工程;地质勘察;问题
一、建筑工程地质勘察中所存在的问题
对于有特殊的施工要求或者建筑工程的地质条件较为复杂的比较重大的建筑物地基来说,有时候通过详细的勘察并不能查明所有的情况或者全部的所需资料时,那么就需要对施工勘察加以实行。在当前的民用建筑的工程地质勘察中存在着一些问题,如下:
1.1对工程的地质勘察的重要性与价值认识还不够
对于地质勘察而言,其主要有两个方面,一是对地质构成的揭示,二是对土体力学指标的提供;地质构成决定着基础的处理方案的选择,对于力学指标来说,其对工程造价的影响是非常大的。我们都知道,地下室摸不着也看不见的,只能依靠钻探勘察,由于建设场地具有唯一性的特点,勘察结果也是没有可比性的,因此对于建设单位而言,应该选择一家操作规范严谨并且专业技术强的单位,能对成果进行提供的勘察单位也是相当重要的,对工程施工的顺利进行、建筑的安全,以及节约投资都具有非常重要的意义。
1.2相关地勘部门的地勘报告的质量不高
对于地勘部门而言,其提出的相关地看报告的质量不高,并且还出现一些错误。现在一些的地勘报告的内容已经过于简化,以至对土工试验的指标不予提供,不作评价,同时没有明确的结论以及建议性的工程处理意见不予提出等。对于一些报告而言,该省略的地方不予省略,不该省略的地方却没有;文字不是很多,但却是废话连篇。这种做法是对不懂专业的相关管理人员的欺骗,也是对一些设计人员的迎合,因为他们只需要让其提供地基的承载力这一种指标。
1.3错误的勘探方法
对于一些勘察部门而言,其用静载荷的试验压裂的探坑两侧的土层作为标准来对承载力加以确定,这种做法是一种错误的引导,并且是不科学的。想想看,如果压裂较浅与较深的相关两侧的土层所需要的压力的大小是不一样的,根本就不能确定出该取哪个压力定值作为地基的承载力。除此之外,压裂两侧的土层根本就不能说明这个压力值就是那个竖直方向上的土层地基的持力层的相关承载力。
1.4缺乏对工程地质勘察的监管
一是相关的工程地质勘察是在工程的前期进行的,是由建设单位对勘察单位进行自主的选择,通常建设单位对于这方面的相关专业知识是欠缺的,其对地质勘察的相关重要性的认识是不充足的,所以对勘察单位的要求是不高的,有一个成果便可以,在钻探费用上的考虑就多点,对技术方面的要求也就相对较轻了。二是对于地质勘探而言,其是土工试验、野外作业和资料的整理,在整个过程中只有勘探单位单独的加以完成,没有相关部门的监督,至于到底钻了多深,钻了几个孔,以及土工试样到底做了多少,取了多少的土样,这些方面都存在一定的漏洞。对于现在的施工图审查来说,其也对地质的勘察成果方面进行审查,但是那都是以后的事,只要资料做的足够好就能通过,地质的构成和实际施工存在严重呢的不符现象还时有发生,对于力学指标的相关精确性而言,更是不能对其进行判别。
二、确定地基承载力的方法以及取值问题
对于地基承载力而言,其并不是通过一种方法来进行确定的,而是需要以下的五种方法:(1)根据《规范》的表格进行确定;(2)按照静载荷的试验方法来进行确定;(3)按照动力或者静力的触探方法来加以确定;(4)根据土的相关强度理论来进行计算并且加以确定;(5)根据邻近的条件相似的相关建筑物的经验来予以确定。通过上面的五种方法对承载力加以得到后,再通过分析,进行综合的取值,才能够得到地基的承载力。
在上面的方法中,通常以野外的鉴别以及土的物理力学的性质指标来对《规范》表进行查阅、动力静力的触探方法以及理论公式的计算方法作为主要的相关确定方法。现在质检部门予以承认的现场的静载荷试验法,其实当遇到土质很不均匀、地质条件比较复杂或者遇到重大的工程时才进行采用的一种方法,但是通常在不具备设备的条件或者压力达不到的时候,这种方法是很难被实施的。用现场的静载荷试验进行地基持力层承载力加以确定的方法主要有2种:(1)强度控制法,也就是用比例界限的PO值将其作为地基的土承载力。其主要适用在硬塑~坚硬的粉土、粘性土、碎石土和砂土。(2)极限荷载法。在P~S曲线上的相关比例界限出现了以后,土很快就会达到极限载荷―Pu,将Pu除以安全系数F当成地基土的承载力,也应该用极限荷载法或者强度控制法。对于密实的那些卵石土而言,要对强度控制法加以运用,得到的P~S的曲线上第一个的拐点一定是地基的持力层将要产生的局部剪切的破坏开始点,这时所对应的相关压力也就是比例界限荷载。而且这个拐点的出现,其对于持力层的那些碎石土来说,没有相对充足的压力是很难实现的。至于第二个拐点的出现,使碎石土完全的被剪破,使得连续滑动面得以出现,更是很难达到的。
三、地基土的承载力与其变形的关系
对于设计部门的设计人员而言,其不仅要会设计,同时还要学会阅读以及对地勘报告进行充分的利用,还要对报告中所提供的那些方法加以分析,对于其中所存在的那些问题要提出质疑,不应该只对承载力值加以需要。即使对地基土的承载力值加以需要,也能只是这一种数值。《地基基础设计规范》对承载力的三种值加以提出:(1)地基承载力的基本值;(2)地基承载力的特征值;(3)地基承载力的设计值。基本值是通过大量的工程实践所得出的相关经验值。在《规范》中,各表所列出的各种相关数值都是根据现场标准贯入试验、荷载试验、室内的土工试验以及轻便触探试验数据,并且对相应地基土的承载力方面进行分析、统计而提出的。值得注意的是,设计人员在对承载力特征值进行使用时,不能够对特征值进行直接的使用来进行设计,而是要经过基础宽度与埋深修正以后所得到的承载力的设计值来进行设计。在当前很多的设计人员对特征值进行直接的使用是极其不科学的。
在对承载力的设计值进行采用并且进行设计时,其是为了对建筑物的基础底面与剖面尺寸加以确定,通过相关公式A=N/f-YGD来计算满足P小于或者等于[p]的要求,这也只是考虑了对地基的强度的条件要求加以满足。但是设计人员在相关的设计中很少对变形条件的要求进行考虑,这也是造成相关的地勘报告中对工程的建议性的处理意见不予提供的后果。
在当前的建筑工程中,出现的质量事故很多不是因为强度条件的不满足,而是相关变形条件的不满足造成的。在建筑工程中,对于出现的那些不均匀沉降所造成的房屋倾斜、裂缝,以及局部的倾斜,也就是变形条件的不满足而带来的危害。如果想要工程的变性条件能够得到满足,在地勘报告中就必须对建议性的工程处理措施加以提供,来供相关的设计人员进行参考,对于重要的工程来说,甚至要当作变形来进行计算。
总结:
本文通过对建筑工程地质勘察中所存在的问题加以提出,对确定地基承载力的方法以及取值问题以及地基土的承载力与其变形的关系加以分析与阐述。对建筑工程的地质勘察问题进行了简要的分析与阐述。
参考文献:
[1]迟晶华.试论民用建筑地基施工质量控制.黑龙江科技信息.2009(02)
[2]工程地质手册编委会.工程地质手册.中国建筑工业出版社.1994(02)
篇6
[关键词]地质勘查 矿产工程勘查 方法介绍 应用分析
[中图分类号] F407.1 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2015)-2-132-1
0引言
地质勘查技术包括技术种类较多,主要就是利用物探、钻探、遥感、测绘等对地质结构进行研究与分析,近些年此类技术在矿产工程中的应用也日趋广泛和深入,为矿产工程提供了重要的技术支持。
1矿产工程地质勘查的工作
1.1对资源进行拓展勘查
矿产开发有一定的资源局限性,在开发中矿产开发的年限决定其生产的发展,任何矿产的开发都是有时间限制的,所以多数矿产工程都必须重视持续性开发,所以在矿产工程中必须利用勘查技术对潜在的资源进行勘查,尤其是对铜矿、铅矿等更应进行持续的勘查,发现潜在的资源以保证矿产生产的持续性。
1.2帮助生产勘查
在矿山进行开发的过程中,必须进行持续的地质勘查才能为矿产工程提供必要的数据支持,指导制定的相关的工作计划和生产计划,因为矿山开采是一个持续的过程,且在开发中会不断遇到新的地质问题,所以在生产的过程中也必须进行地质勘查,以此保证矿山的合理开发与充分开发。对于生产中的矿山而言,开采对地质结构是一种破坏和干扰,所以必须对地质情况进行及时的勘查,同时也是对周围矿产蕴藏情况的调查,以此指导进行进一步的开发工作。对已经开发的矿区进行安全评估,对未开发的地区进行矿物勘测,对于矿山生产显然意义重大。
1.3对矿产进行综合性评价
矿产生产与工程中往往存在矿产综合开发的问题,即对矿产的类型以及伴生矿等情况进行分析,进行综合性评价,并制定相关开发计划等,综合开发或者紧缺矿产开发甚至是尾矿生产都离不开地质勘查,因此勘查技术可以帮助其实现综合性开发,提高资源的利用效率。
1.4关闭阶段的地质勘查
矿山生产接近尾声时需要对矿山进行关闭处理以及复垦工作,这些都需要对矿山地质情况进行勘查,并提供重要的资料,指导矿产工程进行后期的坑道关闭以及环境保护等。开发完成之前应进行必要的地质评估,关闭前应提交地质报告方便工作的开展。对于废弃的矿山或者闭坑矿山等,必须进行地质和环境评估主要是保证环境以周围的居民生产和生活的安全。并可以根据资料对矿山的地质环境进行综合性的利用或者开发,因此勘查资料的作用是不容忽视的。
2矿产地质中所采用的勘查方法
2.1地质填图
此类技术就是在矿产地质勘查的过程中利用相关地质理论对所需要开发的地质结构进行分析,对地质矿产的生成以及结构进行全面的分析,主要是细致调查生产区域内的地质结构以及岩层的基本性质,对其成矿的规律以及地质信息进行汇总,除了获得必要的矿产资源分布信息外,也对地质情况进行了解。
2.2砾石分析
砾石分析也是一种重要的地质勘查技术,主要是对矿体表层风化的砾石进行调查与分析,或者根据与矿化相关砾石性质进行分析,因为重力和冰川、水流等作用,砾石会呈现出大范围的分布,且与矿床的分布有直接关系因此通过对砾石的研究与分析可以直接获得山坡、水系、冰川的活动规律从而找到对应的矿床位置。该技术通常可以通过直接的观察与分析来获得最为直接的地质资料,从而帮助矿产工程获得第一手的资料。
2.3重砂分析
在矿产地质分析中可以利用各种疏松的沉积物中的自然矿砂来进行分析比对,从而获得矿床的性质和位置等,并将砂矿作和原生矿作为寻找的目标,通过对重砂的分析来获得矿产的位置与分布情况。
3矿产工程地质勘查技术应用
3.1地形结合工程测量
地形和工程测量就是采用国家地理高程的基准点来对矿区的位置进行标定,如果在勘查中需要对边缘的矿区进行勘查则可以利用全球定位系统进行全面的测量与分析,独立构建一个坐标系统完成测图,获得矿区相关的数据资料。在测图的过程中应选择适应勘查的仪器设备等,并确定定位时间、定位程序等,并对测量的精度等进行全面的规划与分析,确定标准与明确说明,以此提高勘查的准确性。同时对于精度应严格的要求,执行规范中的标准,满足勘查的要求,对于不同的勘探剖面比例尺,应保证实测剖面的准确。
3.2地质填图的应用
地质填图在应用时不论是比例如何其都应作为地质勘查的基础,填图必须精确,必须满足规范中的精度要求。对于比例尺较大的填图而言其服务的对象时矿产勘查、矿山建设等。因此选择比例时应根据实际的工程需求选择,以矿体规模、复杂程度、勘查阶段等作为标准。做好地质点设置的工作,当布点完成后,应利用仪器帮助绘制具体的点的位置。如果是薄矿体、标志层等抑或是特殊地质对象等,应可以扩大进行标识。
3.3水文地质技术应用
水文地质尤其重要的勘查意义,水文地质工作也是勘查的过程之一,对于不同比例的水文地质、工程地质、环境地质等调查的结果,其都应满足相关比例尺的约束范围。同时应满足矿区内的水位地质、工程地质等基本的需求,对于专业的水文地质工作以及岩层矿物物理学性质检测而言,其都应满足向规范的要求,并保证检测结果的真实性。
3.4探矿应用
探矿时应按照勘查技术的应用特征进行选择性应用,利用勘查结果对有利于成矿的区域进行重点勘查,这样容易获得更好的效果。在实际的应用中应重点弄清断裂带的相关分布情况,并对矿田、矿床的展布层次进行细致分析,获得其分布的特征。控制矿田、矿床的断裂曾与控制区域的深大断裂带有着相关的规律。同时在不同的地质构造作用下,形成矿床的条件也会发生改变,此时应注意与区域深大断裂带近于平行或斜交的次级断裂构造控制的矿田、矿床成矿带,并也以一定的间距行排列产出。因此,沿不同级次与成矿关系密切的断裂追索,对比成矿地质条件,易于取得好的找矿效果。
4结束语
技术发展促进了矿产勘查工作的发展,未来可以在矿产工程中获得更好的生产效率,使得自然资源得到利用,并对矿山周围的环境加以保护,勘查技术已经被重视并大范围的应用到生产中,而未来的发展的集中在将传统技术和方法与新技术结合起来,并使之发挥更好的勘查效果上。
参考文献
[1]孙景先,王玉东.地质找矿的地质勘查技术分析[J].黑龙江科技信息 2014(05):58-59.
篇7
本专业主要培养具备能从事各类工程建设的场地评价,岩土体特性分析,特种地基加固处理,地质灾害评价与治理等地质工程领域的各项工作的高级工程技术人才。
二、培养要求
毕业生应获得以下几方面的知识和能力:
具有较扎实的自然科学基础,了解当代科学技术的主要方面和应用前景,熟悉地质工程勘察、设计施工。 掌握工程地质、工程力学、岩土力学的基本理论,地下工程、工程材料、结构分析与设计、地基处理方面的基本知识,掌握有关电工、工程测量与试验、施工技术与组织等方面的基本知识。具有工程制图、计算机应用、主要测试和试验仪器使用的能力;具有综合应用各种手段(包括外语工具)查询资料、获取信息的初步能力。熟悉国家有关工程勘察,建筑工程等方面的政策、规范和法规。具有进行工程勘察、设计、试验、施工、管理和研究的初步能力。
三、主干学科 地质工程
四、主要课程
英语、高等数学、大学物理、普通化学、计算机基础、材料力学、结构力学、岩土力学、建筑材料、钢筋混凝土结构、道路勘测与设计、地下结构、施工技术与施工组织、地质工程经济与企业管理。
五、主要实践性教学环节(内容、要求)
设计1——钢筋混凝土课程设计
时间:1周
内容:钢筋混凝土结构
目的与要求:
通过本课程设计,使学生进一步掌握钢筋混凝土结构设计的基本原理、方法和步骤。受到钢筋混凝土结构设计的初步训练。设计分两部分进行,一部分为钢筋混凝土楼盖设计,一部分为单层厂房结构设计。要求学生完成相应的计算说明书及结构设计图纸。
设计2——岩土体工程课程设计
时间:1周
内容:岩土体稳定性评价、岩土体工程设计
目的与要求:
通过本课程设计,使学生进一步掌握岩土体稳定性评价及岩土体工程设计的原理、方法和步骤,受到岩土体工程设计的初步训练。要求学生在教师的指导下,完成相应的计算说明书和设计图纸。
设计3——基础工程设计
时间:1周
内容:根据工程地质勘察报告及有关资料选择基础方案,并进行设计、计算、绘出施工图。
目的与要求:
通过本课程设计,使学生进一步掌握基础工程设计的原理、方法和步骤。受到基础工程设计的初步训练。要求学生在教师的指导下,完成相应的计算说明书和设计图纸。
测量实习,安排在第5学期,时间1周,内容为工程测量,要求学生在实习结束后,编写一份实习报告。
认识实习,安排在第4学期,时间3周,内容为地质认识实习。
教学实习,安排在第6学期,时间7周,内容包括工程地质勘察、原位测试、室内资料分析与整理。要求编写一份实习报告。
毕业实习及毕业设计(论文),安排在第8学期,时间12周。
毕业实习及毕业设计(论文)是实现本科培养目标的重要阶段,是学生学习、研究与实践成果的全面总结,也是对学生综合素质与工程实践能力培养效果的全面检验。通过毕业实习和毕业设计(论文),使学生达到工程师工作能力的初步训练。
要求:选题尽可能结合生产实践,做到一人一题,要求学生在教师的指导下,独立完成毕业设计(论文)。
答辩:毕业设计(论文)完成后,由系统一组织答辩。
六、主要实验
室内试验(岩土物理力学性质测试、建筑材料试验等)、野外现场试验(岩土物理力学性质现场原位测试、工程监测及检测等)
七、最低毕业课内总学时:2500学时
最低毕业总学分:模块A:176学分+分 模块B:178学分+7学分
篇8
关键词:桥梁 岩土工程 勘察 关键点
进入21世纪以来,社会经济迅猛发展,我国的基础设施得到了前所未有的发展。桥梁建设是我国基础建设工程中的重中之重,是交通运输的关键。桥梁的架设与安置不是随意而为的,它除了要考虑通行的基本要求,还要满足技术和经济的可行性。开展岩土工程勘察的目的就在于充分了解和掌握桥梁架设地的环境岩土工程地质条件和水文地质条件,为桥梁设计提供相关岩土参数及技术支持。
桥梁工程不同于其他基本建设工程,有其特殊性,其勘察基本关键点在于:勘察大纲编制、勘察目的及其任务确定、勘察手段选取、钻孔布置及孔深确定、钻探质量控制、参数确定及建议、地基基础方案分析论证等。
一、勘察大刚编制
勘察大纲是岩土工程勘察的主要依据之一,大纲编制的质量直接关系勘察成果质量的优劣,对工程建设起到重要作用,但其重要性往往被一些勘察单位忽略,很多单位在勘察前无勘察大纲或勘察大纲简单编制,无针对性,不能很好的指导勘察工作。
为有效指导勘察工作,保证勘察成果质量,勘察前应认真收集工程特性资料、项目所正在地质及地震资料、区域气象水文资料、邻近工程勘察资料等,有针对性的进行现场踏勘,编制勘察大纲,勘察大纲一般应包含如下内容:项目概况(如建设规模和标准、桥梁特征、任务依据和已做过的地质工作等),勘察依据的主要技术标准,自然地理和工程地质概况,勘察实施方案,组织机构、人员组成、设备配置、进度计划、质量管理、安全和环境保护措施等,提交的成果资料和其他需要说明的问题。
勘察大纲应由具备注册岩土工程师的人员编制,经审核后方可用于指导勘察工作,项目组勘察人员应严格按审核后的勘察刚要实施,在勘察过程中对存在的问题应及时反馈给公司技术部门,进行技术会商,共同研究解决勘察中遇到的技术问题。
二、勘察目的和任务确定
勘察前应根据相关规范要求认真收集勘察目的和任务,勘察目的和任务书一般由设计单位提供,勘察前只需收集即可。勘察任务书应盖设计单位章。
但需要注意的是,勘察任务书不是一成不变的,勘察单位如发现设计单位提供的勘察任务书不全面或是针对性不强等,应及时提出,和设计单位共同研究探讨,完善任务书要求,以便更好的指导勘察工作。
三、勘察手段选取
常用的勘察手段为工程地质调绘、工程地质勘探、原位测试及室内试验等。在实际勘察过程中,勘察手段应根据项目所在地的岩土工程条件,结合工程特点合理选取,对同一工程应采取多手段进行,并对不同勘察手段形成的成果进行整理、分析,以查明场地环境岩土工程条件、水文地质条件,为设计及施工所需的岩土工程参数提供基础依据。
四、钻孔布置及孔深确定
钻探是勘察的基础工作之一,也是重要勘探手段之一,钻孔布置的合理与否、钻探深度的合理确定等关系勘察质量,对工程造价及安全起到很重要作用。
钻孔布置及孔深的确定应在收集桥梁位置所在地的地形图、地质图、相关设计资料、邻近工程勘察资料等基础上,按《公路工程地质勘察规范》(JTG C20-2011)5.11.4、6.11.3条的要求确定。
钻孔的布置和孔深应满足查明桥位区的地层分布情况及特征,满足岩土定名、取样、设计等要求。钻孔的布置和孔深的确定不是一成不变的,应根据实际勘察过程中所查明的地质情况结合桥梁特征等进行调整,必要时应会同设计单位进行协商,共同确定钻孔位置及孔深。
在山区勘察,钻孔的布置和孔深的确定更是要做好探究,以免把孤石错定为基岩。
五、钻探质量控制
钻探工作是岩土工程勘察的基础工作之一,其钻探质量直接关系岩土定名是否准确、样品级别是否满足试验要求、地基基础方案选取是否合理等,勘察过程中应严格按《建筑工程地质勘探与取样技术规程》(JGJ/T87-2012)执行,记录钻探相关参数及钻探情况等,及时、准确的做好现场编录工作。为了保证样品的原状,在勘察中应当严格控制岩芯采取率、合理选取钻头类型、钻进方法和取土器类型等,并做好记录,通过对比分析结果,控制钻探质量,避免因钻探质量差造成勘察严重失误。
六、参数的确定及建议
岩土参数的确定和建议是否合理及正确,直接关系桥梁设计的造价及安全性,其重要性不言而喻。勘察内业整理时,应对不同测试手段所得的参数进行分析比较,当差异较大时,应找出原因,必要时进行补充测试工作。所建议的参数应明确其试验方法和取值标准,并注意测试方法与计算模型的配套性,力求提供满足设计要求的合理参数。
此外,岩土参数的建议还应结合地区经验等进行综合取值,必要时应进行现场载荷试验。
七、地基基础方案分析论证
地基基础方案的分析和选取是否合理,直接关系梁设计的造价及安全性。应根据桥梁类型、规模及特征,结合场地岩土工程、水文地质条件及地区经验等对桥梁地基基础方案进行分析论证,一般可按天然地基上的扩大基础人工地基上的扩大基础桩基础等深基础方案进行分析评价。对同一桥梁工程的地基基础分析评价类型应不小于1种,并分析各方案的优缺点,推荐最优方案,必要时应和设计人员进行沟通,共同确定地基基础方案。
结束语
桥梁架设作为道路工程中的关键节点,其重要性不言而喻。而岩土工程勘察作为桥梁设计的基础,勘察设计单位一定要做好岩土工程勘察工作,找到勘察的关键点,对其进行分析探究,提供满足规范及设计要求的岩土工程勘察报告,为桥梁设计的经济性、安全性提供重要技术依据及保障。
参考文献
[1]《公路工程地质勘察规范》JTG C20-2011.
[2]《建筑工程地质勘探与取样技术规程》JGJ/T87-2012.
[3]倪川,孔凡芬.浅谈桥梁工程岩土工程勘察[J].技术与市场,2011,08:102.
篇9
关键词:课程体系 教学改革 水文与水资源工程 创新能力
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2015)06(c)-0133-03
Curriculum System Construction of Hydrology and Water Resources Engineering
Zhang Yongbo Zhang Zhixiang Yang Junyao Zhao Zhihuai Zhao Xuehua
(College of Water Resources Science and Engineering,Taiyuan University of Technology,Taiyuan Shanxi,030024,China)
Abstract:In order to meet the social requirements of engineering innovative talents,it is necessary to construct the hydrology and water resources engineering professional curriculum system of Taiyuan University of Technology,and it has great significance in cultivating students innovation capability.Based on the analysis of existing problems in hydrology and water resources engineering curriculum system in the College of Water Resources Science and Engineering of Taiyuan University of Technology,hydrology and water resources engineering professional curriculum system construction under the conditions of new situation is proposed,including new curriculum,setting up a reasonable curriculum order,curriculum content reform,selection of reasonable teaching materials,increasing the experimental teaching and scientific research transformation teaching,to lay the foundation for the further improvement of quality of undergraduate teaching and the cultivation of innovative talents of hydrology and water resources engineering.
Key Words:Curriculum system;Teaching reform;Hydrology and water resources engineering;Innovation capability
水文与水资源工程是太原理工大学水利科学与工程学院的主要专业之一,其前身是原“水文地质与工程地质”专业,1975年第一届招生,1997年国家专业调整时取消,2004年水文与水资源工程专业获山西省教育厅批准,2005年恢复招生。作为目前山西省高校中惟一一个水资源类本科专业,坚持立足山西、面向全国的发展方向,针对山西山丘区多、干旱缺水、污染严重、矿山开采诱发地质灾害及水循环系统严重破坏等自然地理和经济发展特点,制订培养计划,开设的课程涉及地表水和地下水两个方面,并且有机地将地表水和地下水结合起来培养专门人才。近年来,我校水文与水资源工程专业取得了较大成绩,毕业生的就业形势良好,但面对新形势条件下我国经济社会发展对创新人才的要求,还存在一定的差距和不足,特别是教学环节中的课程体系存在一些问题,已直接影响到课堂教学效果和学生创新能力的提高。为了适应水文与水资源工程专业目录调整的需要以及满足工程领域发展迅速、知识更新快、工程创新人才需求紧迫的要求,有必要对我校水文与水资源工程专业课程体系进行构建,对提高教学效果及培养学生创新能力等具有重要的理论和现实意义。尽管已有学者针对水文与水资源工程专业进行了诸如课程体系、实践等教学改革[1-8],但是从总体上看,目前全国关于水文与水资源工程专业教学改革的理论研究成果仍然较少,而山西省在这方面的研究还属于空白。从水利工程高等教育发展角度来说,必须进一步加强我校水文与水资源工程专业课程体系构建,才能为我省水利工程高等教育提供参考和理论支持。
1 课程体系存在的问题
我校水文与水资源工程专业本科生的培养,主要是通过课堂理论教学以及实验、实习等环节来完成的,培养具有水文与水资 源、水与地质环境等方面的专业及专业基础理论,能从事水文与水资源、水与地质环境保护和防治方面的勘察、设计、规划、管理、技术开发、科学研究等的高级工程技术和管理人才。通过近年来对我校水文与水资源工程专业毕业生、本科生及授课教师的调查和访问,水文与水资源工程专业课程体系存在如下问题。
1.1 课程设置不合理
我校水文与水资源工程专业的课程有综合基础课、公共选修课、学科基础课和专业课,在学科基础课和专业课中开设有必修课和选修课,一般先开综合基础课、公共选修课,后开学科基础课和专业课。从总体上讲,这种课程设置仍存在一些不合理现象:(1)同期开课或课程顺序颠倒,造成一些学科基础课与专业课次序不清,不能很好地体现课程之间的相互递进关系;(2)有的课程无法体现本专业的特点,使学生感到学的有些杂乱。如《土力学》和《地基基础与基础工程》,前者属于学科基础课,后者属于专业课,两课程之间本应该有很好的递进关系,却都安排在第五学期。再如《水利工程经济学》和《水利工程概论》,前者属于学科基础课,而后者属于专业课,却把课程顺序颠倒了,将前者安排在第六学期,后者安排在第五学期。另外,对于所开设的《环境影响评价理论与方法》,属于环境工程的专业课,对于水文与水资源工程专业的学生来说,由于没有前期《环境学》等基础课做铺垫,学生总体上感到该课程偏离本专业,对课程内容不能很好地理解。
1.2 课程之间的衔接性差
课程之间的衔接性好坏直接影响着学生对专业知识的掌握和巩固。我校水文与水资源工程专业课程之间的衔接性总体上比较符合教学规定,但也有个别课程之间的衔接性差,以至于学生们感到课程安排有点零乱。如同样为专业课的《水资源工程勘察》《水资源开发利用》《矿床水文地质学》,分别由三位主讲教师进行授课,但由于课程之间的衔接性考虑不够,将《矿床水文地质学》被安排在第六学期开课,而《水资源开发利用》《水资源工程勘察》被安排在第七学期开课,这就造成学生在学习《矿床水文地质学》之前还没有掌握《水资源工程勘察》的专业知识,在学习《水资源开发利用》之前还没有掌握《水资源工程勘察》的专业知识。由于前期《水资源工程勘察》专业知识的缺乏,学生普遍反映在学习过程中对《矿床水文地质学》《水资源开发利用》的部分内容不好理解。这种课程之间的衔接性差的状况,已阻碍了学生对地下水专业知识的巩固,导致课堂学习效果相对较差。
1.3 课程内容交叉重复
课程内容安排是否合理对课堂教学效果的影响也很大。我校水文与水资源工程专业课程内容存在的问题是部分课程内容交叉重复,加上授课教师之间没有做好沟通,对课程内容交叉重复的部分没有进行适当的协调和删减,造成部分课程内容已由某一位老师前期在课堂上进行了讲解,另一位老师后期又在课堂上进行重复讲解。如《水文分析与水利计算》《水资源工程勘察》这两门课,课程内容交叉重复的是地表水勘察这一部分,包括水文测验、水文调查和水文实验等。再如《水文与工程物探》《水资源工程勘察》这两门课,课程内容交叉重复的是水文地质物探这一部分。课程内容交叉重复不仅浪费学生的宝贵时间,而且降低了学生对课程学习的主动性和积极性。
1.4 教学内容重理论轻实践
理论与实践密不可分,二者紧密结合才能促进教学效果的巩固和提高。多年来,由于我校水文与水资源工程专业实验教学条件的限制,部分学科基础课和专业课无法开展正常的实验,不能满足实践教学活动的要求,致使一些课程的教学内容重理论轻实践,无法取得良好的教学效果。如《水文地质学基础》,学生对基本概念与原理容易理解,但深入掌握并灵活运用就困难,这是因为学生无法在实验室进行达西渗流实验、潜水模拟演示实验、承压水模拟演示实验、地下水流动系统模拟演示等实验,对地下水缺乏感性认识。再如《地下水动力学》,由于学生没有在实验室进行过裘布依潜水稳定流井流实验、坝基渗流水电比拟实验、非饱和带水运动实验等实验,影响学生对课程知识的巩固及实践技能水平的提高。还有《水文分析与水利计算》,学生虽然学了许多水文方面的理论知识,但却没有机会进行水文测验和水文实验。教学内容重理论轻实践造成学生的科学实验基本能力无法得到有效训练,降低了学生毕业后在社会上的竞争力或进一步深造的实验实践能力。
2 课程体系的构建
根据我校水文与水资源工程专业课程体系存在的问题,我们认为,必须严格从人才培养目标出发,按照专业发展需求,以促进校企合作、产学研共同培养学生工程创新能力及就业等为前提,科学优化和重组课程体系,筛选符合当前教育现状及经济社会发展所需的课程,为学生专业水平的提高及创新能力的培养打下坚实的基础。因此,结合水文与水资源工程专业即包含地表水又兼顾地下水的特点,提出新形势条件下我校水文与水资源工程专业课程体系构建。
2.1 新增课程
在确保我校水文与水资源工程专业本科培养计划中所设课程总门数不变的情况下,根据本学科发展的需要,考虑到《水文分析与水利计算》《水资源工程勘察》两门课程在地表水勘察内容上的交叉重复,可删除《水资源工程勘察》,新增《水文地质勘察》,既避免课程内容的重复,又使学生能较好地掌握水资源工程勘察的方法及最新的技术。考虑到目前地下水环境影响评价在我国建设项目环境影响评价占有越来越重要的地位及环境保护部《环境影响评价导则――地下水环境》(HJ610-2011年)的出版,结合我校水文与水资源工程专业特点、地下水环评人才短缺以及环评单位对地下水环评人员的迫切需求,可删除《环境影响评价理论与方法》,新增《地下水环境监测与评价》,并把《环境影响评价理论与方法》作为教学参考书,使学生掌握地下水环境影响评价的理论方法,为其就业创造良好条件。考虑到《水文地质勘察》与《水文与工程物探》内容的重复以及同位素技术在地下水研究中的广阔应用前景,可删除《水文与工程物探》,新增《环境同位素水文地质》,使学生多掌握一项水文地质新技术,增强其未来应用同位素技术从事水文地质勘察的能力。
2.2 设置合理课程次序
为了体现课程内容之间的相互递进关系,必须对不合理的课程次序进行相应调整,理顺课程开设的前后顺序,使学生在学习过程中达到循序渐进,真正所学课程专业知识的积累。为此,把《土力学》安排在第五学期,《地基基础与基础工程》安排在第六学期,确保学生在充分掌握《土力学》的基础理论知识后,对《地基基础与基础工程》相关专业知识的学习有更深入的理解和巩固。把《水利工程经济学》安排在第五学期,《水利工程概论》安排在第六学期,确保学生在充分了解水利工程经济的基础上,对各项水利工程专业知识的学习有更深层次的掌握。把《水文地质勘察》安排在第六学期,《水资源开发利用》《矿床水文地质学》安排在第七学期,确保学生在前期掌握了《水文地质勘察》的技术方法和手段后,能更好地运用所学知识理解和掌握《水资源开发利用》的理论与方法以及《矿床水文地质学》的调查评价方法。
2.3 课程内容改革
在科学技术日益发展的今天,水文与水资源工程专业知识更新较快,但课程教材更新却相对较慢,其中的一些知识已经无法满足经济社会发展的需求。因此,在课程专业知识的教学过程中,教师必须与时俱进,对课程内容进行合理改革,删除一些课程中内容陈旧、理论与实际脱节的内容,对课程内容要突出其科学性和先进性,深入浅出,能够反映新理论、新技术、新方法及前沿性的新视点,把原来分散的课程内容联成一个有机的整体。如在《水文地质学基础》课程内容改革中,可增加区域尺度非均质性、断裂带渗透性、海洋―陆地界面处的地下水等内容,与学生分析和探讨这些因素对地下水资源的分布、循环、水质和可持续性利用的影响。在《水环境化学》课程内容改革中,可增加水文、化学、生物过程的耦合及水文和地球化学过程的计算机模拟等内容,使学生了解目前水文地球化学研究的热点和方向。在《水污染控制与修复理论》课程内容改革中,可增加有机污染物的野外最有效的降解路径及强放射性废料的地质处置等内容,增强学生在水污染控制与修复中的自我创新能力。
2.4 选用合理教材
合理的教材对促进学生专业知识的学习起着非常重要的作用。为此,严格要求本专业教师对所授课程选用合理教材,必须是国家规划教材和专业规范核心课程教材,且教材名称与所开设课程的名称一致或接近,对于未纳入国家教材计划的非正规教材或正规出版的书籍,严禁用做教材给学生使用,可作为课程参考书使用。通过选用合理教材,不仅避免课程知识交叉重复,而且能反映新理论、新技术、新方法,可使学生比较系统的接受学科基础知识及专业知识的学习。同时结合山西省矿山开采对水循环系统造成严重破坏的实际,加强我校水文与水资源工程专业教材建设,通过申请水文与水资源工程专业委员会下达的教材指标,组织主要骨干教师编写出理论联系实际、基础知识与技术知识兼容的《矿床水文地质学》《水文水利计算》等专业教材,为学生课堂的学习提供更符合实际的教材,达到进一步提高学生创新能力的目的。
2.5 增加实验教学
实验课在教学环节中非常重要,实践性很强。通过实验教学,可进一步巩固学生所学的学科基础知识和专业知识,培养学生的创新意识、创新思维和创新能力。为此,我校水文与水资源工程专业在中央财政支持地方高校发展专项资金及山西省财政专项资金的支持下,对整体水平落后的实验室进行了改造,共建设有6个实验室,包括气候气象实验室、饱和与非饱和带水实验室、水文工程勘察实验室、水文实验室、水环境污染与修复实验室、矿山水文地质实验室,并制定详细的实验计划,使实验室能开设出符合教学大纲规定的实验,如人工模拟降雨实验、土壤入渗性能测量实验、浅层水流流速测量实验、达西渗流实验、潜水模拟实验、承压水模拟实验、裘布依潜水稳定流井流实验、坝基渗流水电比拟实验、地表水溶质迁移转化实验、水质分析实验等。同时为了确保实验的顺利开展,加强实验教学队伍建设,提高实验教师的业务素质,为提高实验教学质量打下坚实的基础。
2.6 科研转化教学
太原理工大学作为教学研究型大学,对教学和科研非常重视。从辩证的角度来看,教学和科研是相辅相成的,缺一不可。我校水文与水资源工程专业授课教师都从事有关科研项目的研究,如国家自然科学基金、山西省自然科学基金、校基金、行业基金及其他横向科研项目等,在国内外核心期刊上或国际会议论文集上发表了诸如水文地质、工程地质、环境地质、径流趋势预测、水资源、水环境、水污染、土壤、水土保持等不同方向的专业学术论文,并有多篇论文被EI、SCI收录及他人参考引用。针对水文与水资源教师在科研上的优势,提倡各位授课教师以科研促进教学,鼓励教师积极将科研成果转化到教学中。通过科研转化教学,不仅使学生了解各位教师的主要研究方向,从教师的科研成果中学到最新的理论知识,而且能激发学生的科研兴趣,促进学生学习效果的提高及创新能力的培养。
3 结语
课程体系对学生专业知识的学习和创新能力的培养至关重要,必须给予高度重视。太原理工大学水利科学与工程学院水文与水资源工程专业课程体系存在的问题主要是课程设置不合理、课程之间的衔接性差、课程内容交叉重复、教学内容重理论轻实践。水文与水资源工程专业课程体系构建主要包括新增课程、设置合理课程次序、课程内容改革、选用合理教材、增加实验教学及科研转化教学。通过课程体系构建,为进一步提高本科教学质量及水文与水资源工程专业创新人才的培养奠定基础。
参考文献
[1] 周训.水文与水资源工程专业本科培养方案修订的若干思考[J].中国地质教育, 2005(1):56-58.
[2] 李铎,李方红,方晓峰.水文与水资源工程专业实践教学探索[J].石家庄经济学院学报,2008,31(4):127-129.
[3] 李小龙,姚多喜,杨金香,等.水文学与水资源工程专业的本科教学探索[J].淮南职业技术学院学报,2009,9(4):59-60.
[4] 祖波,王维,李颖,等.关于水文与水资源工程专业教学改革初探[J].环境科学与管理,2011,36(6):190-192.
[5] 郭纯青,方荣杰,代俊锋.“三农”背景下水文与水资源工程专业课程体系构建[J].当代教育理论与实践,2012, 4(11):60-62.
[6] 郭纯青,周蕊,代俊锋.水文与水资源工程专业应用型人才培养与教学改革[J]. 当代教育理论与实践,2012,4(11):83-85.
篇10
关键词:岩土工程;数字化;概述
Abstract: With the development of computer information technology, investigation of geotechnical engineering of digital technology has been widely applied. In the analysis of the shortcomings of traditional survey techniques, and introduced the digital surveying technology in geotechnical engineering, the thesis analyses key technologies to realize the application of digital survey technology, has a certain reference for further research and application of digital technology to promote investigation of geotechnical engineering.
Key words: geotechnical engineering; digitization; Overview
中图分类号:P25 文献标识码: 文章编号
引言:岩土工程勘察是工程设计的先决条件。一般岩土工程信息,包括地形地貌、地层界面、断层、地下水位、风化层厚度以及各种物探、化探资料,这些资料只是一些离散的数据,岩土工程技术人员较难直接利用它们再去分析场地中工程地质参数的分布规律,更何况传统的岩土工程资料分析和解释一般都局限于二维、静态的表达,这种表达描述空间构造起伏变化的直观性差,往往不能充分揭示它们空间变化的规律,难以使人们直接、完整、准确地理解,也就越来越不能满足工程的空间分析要求。
随着计算机图形处理技术的完善,已经完全可以集成以岩土工程建模、岩土工程数字化、岩土工程数据库管理、岩土工程特性分析、岩土工程地质解释以及空间分析和预测、地学统计和图形可视化的一体化系统,继而发展成为现代化、信息化为一体的岩土工程勘察数字化新体系。本论文就将主要对数字化的岩土工程勘察进行简单的探讨,以期和同行分享。
一、数字化勘察技术概述
数字化岩土工程勘察是指应用当代测绘技术、数据库技术、计算机技术、网络通信技术和CAD技术,通过计算机及其软件,把一个工程项目的所有信息(勘察、设计、进度、计划、变更等数据)有机地集成起来,建立综合的计算机辅助信息流程,使勘察设计的技术手段从手工方式向现代化CAD技术转变,作到数据采集信息化、勘察资料处理数字化、硬件系统网络化、图文处理自动化,逐步形成和建立适应多专业、多工种生产的高效益、高柔性、智能化的工程勘察设计体系。该技术体系用系统工程观点,把勘察、设计的图纸、图像、表格、文字等以数字化形式存贮,供各专业设计使用。
二、岩土工程勘察技术中存在的主要问题
1.采用传统的勘察方法和传统的勘察手段已经很难满足设计的需要,存在着许多急需解决的岩土工程勘察技术问题,这些问题主要有以下几个方面:
(1)界面划分,主要有岩土体和岩石风化程度的界面划分,地质构造和软弱结构面的判定,以及不良地质体的地质界面等。
(2)地质形态,主要有不明地下物体、空洞及其分布形态、埋藏位置和埋藏深度的确定。
(3)岩土参数,主要是那些难于取到原状岩土样和难于进行室、内外试验的岩土层即粗颗粒土、残积土和风化岩等。
(4)综合能力,主要表现在一部分勘察技术人员缺乏对勘察各专业的野外和室内原始资料的整理、分析、利用的能力,缺乏如何辨别真伪、归纳总结的能力,缺乏建筑、结构设计方面的知识,常造成勘察的目的不明确,所提供的资料不能满足设计的需要。
2.探讨问题的对策
(1)可以利用工程物探可连续加密测点的办法来获得连续的地质界面。从而有效的解决传统钻探手段以点带面划分地质界面时常带来的漏判、划分不准确等缺点;并且可以利用综合工程物探方法有效地解决传统勘察手段难于解决的诸多岩土工程问题。
(2)加强室内、外测试新技术和施工检测技术的使用,通过其所获得的数据和资料,经过分析、对比,建立它们之间的关系,并通过工程施工检测所获取的实测资料反算所得到的参数作为对比依据,确保所提供的岩土工程设计参数的可靠性。
(3)加强勘察技术人员的再教育和技术培训并形成定期制度,促进其知识的更新换代。勘察单位施行内部岗位轮换制度,促成勘察技术交流、知识渗透,尽可能组织技术人员参加各种有关的学术活动和讲座,达到扩大勘察技术人员的知识广度和深度的目的。强调计算机技术的应用,以提高他们的技术综合能力。
三、数字化岩土工程勘察应用实现的关键技术
1.岩土工程数字化建模方法
岩土工程地质建模的方法目前采用的主要有表面模型法,表面模型法(也叫数字表面模型)的历史较早,它的基本内容就是通过精确的表示出工程地质体的外表面来表示均质地质体的建模方法,也是目前广泛使用的建模方法。表面模型法的数据来源是通过测点获得的一系列离散的测点资料,包括测点的几何特征数据和属性特征数据,然后利用数据解释结果重构地质体界面。可以抽象为把一系列同属性的点按照一定的规则连接起来,构成网状曲面片,进而确定整个地质体的空间属性,有很多方法用来表示表面,常用的方法主要有数学模型法和图示模型法。常用的图示模型法有边界表示法、规则格网法、等值线法、不规则格网法等,其中不规则格网法是本系统选用的模型表示法,将做详细分析讨论。不规则格网法(TIN)是将区域内有限个点将区域划分为相连的三角面网络。区域中任意点落在三角面的顶点、边上或三角形内,如果任意点不在顶点上,则该点的数字属性值通常通过线性插值的方法得到(在边上用边的两个顶点的高程,在三角形内则用三个顶点的高程),所以TIN是一个三维空间的分段线性模型,在整个区域内连续但不可微。有许多种表达TIN拓扑结构的存储方式,这里采用一个简单的记录方式是:对于每一个三角形、边和节点都对应一个记录,三角形的记录包括三个指向它三个边的记录的指针,边的记录有四个指针字段,包括两个指向相邻三角形记录的指针和它的两个顶点的记录的指针;也可以直接对每个三角形记录其顶点和相邻三角形。每个节点包括三个坐标值的字段,分别存储X,Y,Z坐标。这种拓扑网络结构的特点是:对于给定一个三角形,查询其三个顶点属性和相邻三角形所用的时间是定长的。它在沿直线计算地形剖面线时具有较高的效率,当然可以在此结构的基础上增加其它变化,以提高某些特殊运算的效率。
2.场地虚拟实现技术
场地虚拟数字化技术的实现,即建立数字化岩土勘察工程的数据库系统。该系统囊括两方面的内容,一是勘察区域内的地理规划、道路、市政设施、住宅区等地理信息,二是勘察区域内的山川、河流等自然地貌地形的情况。关于数据库系统的建立,需具备以下几方面的基本条件:(1)收集勘察区域内的地质勘察资料,包括勘察点的地理、环境、土质、地层等信息。(2)根据系统信息需求,为弄清楚所需数据类型和数据之间的关系,把用户的数据需求用较为形象方法表现出来,需要设计能够反映信息世界的概念性模型。(3)数据库需要囊括三种数据,一是用户输入的原始数据,二是系统自动生成的中间数据,三是最终的数据。(4)数据库的主要功能,首先是输入数据注意有效性和规范化,以保证输入库内的数据资料精准性,减少误差。第二是让用户能够在最短时间内利用检索功能获取数据中的地质信息,搜索的条件是图示点、图示矩形、区域、交叉条件等。第三是叠加、缓冲区和多层立体叠加三种空间分析功能。第四是数据库单向、多向和多组合的输出方式。
四、结束语
计算机技术是当今学科发展的一大支柱。岩土工程勘察领域应该要运用这种新技术手段。岩土工程勘察设计数字化建设是多专业多学科结合的一项长期而艰巨的任务。要完成这项任务,首先需要建立一个统一的框架结构和协同工作环境,制定切实的系统实施方案,还要充分利用如虚拟现实技术、数据挖掘和知识发现技术,专家系统等大量已经成熟的技术和寻求新的有待于开发的技术的支持,,随着计算机图形处理技术的完善,将为岩土勘探设计、建模工程提供数字化分析、空间分析,帮助预测、地学统计和图形可视化的一体化系统,帮助我们解释岩土地质工程,建立现代化、信息化为一体的岩土工程勘察设计数字化新体系。
参考文献:
[1] 杨大忠. 城市民用建筑岩土工程勘察技术的应用[J]. 科技资讯, 2009, (18) .