水文地質(zhì)和工程地質(zhì)的區(qū)別范文

時(shí)間:2023-12-04 18:05:43

導(dǎo)語(yǔ):如何才能寫(xiě)好一篇水文地質(zhì)和工程地質(zhì)的區(qū)別,這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn),歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文,供你借鑒。

水文地質(zhì)和工程地質(zhì)的區(qū)別

篇1

我國(guó)幅員遼闊,地形和氣候地區(qū)差異較大,相應(yīng)的工程地質(zhì)與水文地質(zhì)也區(qū)別甚大。對(duì)于水利工程來(lái)說(shuō),稍微的疏忽都會(huì)影響到水利工程的質(zhì)量,進(jìn)而產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)損失。水文地質(zhì)和工程地質(zhì)二者密不可分,只有對(duì)其進(jìn)行細(xì)致勘查才能基本保障水利工程的順利建設(shè)。正是因?yàn)樗牡刭|(zhì)和工程地質(zhì)如此重要,我們要加強(qiáng)二者相結(jié)合的應(yīng)用研究,為水利工程的順利運(yùn)行提供更多的支持。

一 水文地質(zhì)和工程地質(zhì)勘查的目的

水文地質(zhì)與工程地質(zhì)勘查是水利工程建設(shè)中不可或缺的必要工作,地質(zhì)勘查工作的認(rèn)真進(jìn)行直接關(guān)系著水利工程方案的事實(shí)。在具體的實(shí)踐中,水利工程事故常由地質(zhì)問(wèn)題引起,這些地質(zhì)問(wèn)題會(huì)導(dǎo)致工延長(zhǎng)工期,甚至造成嚴(yán)重的生命財(cái)產(chǎn)損失。

1.1 水文地質(zhì)勘查的目的

水文地質(zhì)條件的研究主要依靠水文地質(zhì)勘查,水文地質(zhì)勘查主要是為了查明地下水的形成和分布規(guī)律,進(jìn)而分析和評(píng)價(jià)地下水水量和水質(zhì),為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供一定的水文地質(zhì)依據(jù)。水文地質(zhì)勘查通過(guò)多樣的測(cè)繪、勘探、觀測(cè)等方法,查明水文地質(zhì)條件,解決一些水文地質(zhì)問(wèn)題。

1.2 工程地質(zhì)勘查的目的

工程地質(zhì)勘查主要是為了查明工程建筑物地區(qū)的工程地質(zhì)條件,進(jìn)而分析可能出現(xiàn)的工程地質(zhì)問(wèn)題,趨利避害,利用有利地質(zhì)地形,為水利工程的設(shè)計(jì)規(guī)劃和施工管理提供可靠的資料。通常來(lái)說(shuō),工程地質(zhì)勘查包括以下四個(gè)階段:規(guī)劃勘查、可行性研究、初步設(shè)計(jì)和技術(shù)施工設(shè)計(jì)。規(guī)劃勘查是為了給水利工程選址提供依據(jù),此階段中主要是搜集和整理編制區(qū)域的地質(zhì)、地形等資料,分析建設(shè)水利工程的可能性以及對(duì)水利建筑材料進(jìn)行普查??尚行匝芯靠辈閯t是為了選定壩址,壩型和引水線路等所進(jìn)行的地質(zhì)論證,進(jìn)一步提供有用的水利工程地質(zhì)資料??尚行匝芯靠辈橥瓿梢院螅瑒t是初步設(shè)計(jì)勘查,是為了查明水庫(kù)區(qū)和建筑物地區(qū)的工程地質(zhì)條件進(jìn)行的地質(zhì)論證,據(jù)以給有關(guān)建筑物提供可靠的地質(zhì)信息。最后一個(gè)階段則是技術(shù)施工設(shè)計(jì)勘查,勘查的目的是為了提供優(yōu)化建筑物的設(shè)計(jì)的地質(zhì)資料。

二 常見(jiàn)的水文地質(zhì)和工程地質(zhì)條件

既然水文地質(zhì)和工程地質(zhì)的勘查如此重要,勘查之前應(yīng)當(dāng)先明確常見(jiàn)的水文地質(zhì)和工程地質(zhì)條件。水文地質(zhì)和工程地質(zhì)條件,綜合了水利工程建筑物相關(guān)的各項(xiàng)地質(zhì)因素。因此水文地質(zhì)條件和工程地質(zhì)包括:土石類型及其性質(zhì)、地形地貌、地質(zhì)結(jié)構(gòu)、水文地質(zhì)等。

2.1 土石類型及其性質(zhì)

水利工程的建筑物離不開(kāi)土和巖石,圖和巖石構(gòu)成了建筑物的地基、或是建筑材料和介質(zhì),土石的性質(zhì)直接關(guān)系著建筑物的安全性和穩(wěn)定性,以及影響著建筑施工的技術(shù)性和經(jīng)濟(jì)性。

2.2 地形地貌

地形地貌包括地形和地貌兩大方面。地形指地表的形態(tài)、山勢(shì)高低、山脈、水系、自然的植被等,這些常在地圖上被反應(yīng)出來(lái)。地貌則反映的主要是地表形態(tài)形成的原因、類型和發(fā)育的程度等。

2.3 地質(zhì)結(jié)構(gòu)

地質(zhì)結(jié)構(gòu)由于地質(zhì)構(gòu)造和巖體結(jié)構(gòu)。地質(zhì)構(gòu)造包括褶皺構(gòu)造、傾斜構(gòu)造和斷裂構(gòu)造這三種。而巖體結(jié)構(gòu)則涵蓋了諸多成因類型的土層的巖相變化和空間分布的情況等。

2.4 水文地質(zhì)條件

水文地質(zhì)條件包括地下水類型、含水層與隔水層之間的組合和空間分布、地下水的運(yùn)動(dòng)特征以及地下水的水質(zhì)等。地下水類型包括上層滯水、潛水和承壓水等;含水層與隔水層的深度、厚度和彼此之間的組合以及空間分布等也是水文地質(zhì)條件的內(nèi)容;同時(shí)水文地質(zhì)條件還包括巖層的溶水性、透水性等特征;地下水的動(dòng)態(tài)特征包括了時(shí)間變化所造成的水位、水溫和水質(zhì)的差別;地下水的水質(zhì)則不僅僅包括水的物理性質(zhì),還包括其化學(xué)性質(zhì)和水質(zhì)評(píng)價(jià)等。水文地質(zhì)條件的好壞會(huì)直接關(guān)系到水庫(kù)漏水與否、大壩的壩基是否穩(wěn)定等重大問(wèn)題。

2.5 天然建筑材料

在勘查天然建筑材料時(shí)要查明水利工程所必要的各種天然建筑材料地區(qū)的分布、儲(chǔ)量和質(zhì)量,是否便于開(kāi)采和運(yùn)輸,進(jìn)而為水利工程的設(shè)計(jì)和施工提供合理的依據(jù)。

三 水文地質(zhì)與工程地質(zhì)在水利工程中相結(jié)合的應(yīng)用

3.1 水文地質(zhì)測(cè)繪和工程地質(zhì)測(cè)繪

水文地質(zhì)測(cè)繪是認(rèn)識(shí)和掌握水利工程區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造和地貌以及水文地質(zhì)條件的不可或缺的調(diào)查研究放大。水文地質(zhì)測(cè)繪需要查明以下的內(nèi)容:與地下水形成相關(guān)的水利工程區(qū)域的水文和氣象因素;地下水如何得到補(bǔ)給,排泄條件如何已經(jīng)含水層的埋藏條件和含水層的分布情況。而工程地質(zhì)測(cè)繪的比例尺選取因設(shè)計(jì)階段的不同而有所差別。當(dāng)設(shè)計(jì)階段相同時(shí),工程地質(zhì)測(cè)繪的比例尺選取要綜合考慮建筑物的類型、規(guī)模以及工程地質(zhì)條件的復(fù)雜程度等而定。

3.2 大壩壩基巖體和邊坡的工程地質(zhì)分析

由于工作特征的差異,不同壩型對(duì)地質(zhì)條件的要求也各不相同,因此在施工之前要特別了解不同的壩型對(duì)地質(zhì)條件的適用與否以及對(duì)工程條件有無(wú)特殊要求。有的壩區(qū)巖體可能有一些地質(zhì)缺陷,這些缺陷很有可能會(huì)導(dǎo)致水利工程出現(xiàn)問(wèn)題,比如壩基不穩(wěn)和壩區(qū)滲透等。

邊坡的工程地質(zhì)分析也是水文地質(zhì)和工程地質(zhì)相結(jié)合的應(yīng)用之一。邊坡變形破壞主要包括了松弛張烈、崩塌、滑坡和蠕動(dòng)變形等四種。除了這四種主要的變形破壞之外,中間還存在錯(cuò)落、傾倒等過(guò)渡的類型。泥石流也是邊坡破壞的一種。邊坡的穩(wěn)定情況受到以下因素的影響:巖石類型和巖石性質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造和巖體結(jié)構(gòu)、風(fēng)化和水的作用等、以及人工挖掘和地震等因素。

3.3 水庫(kù)工程地質(zhì)問(wèn)題的分析

水庫(kù)包括地面水庫(kù)和地下水庫(kù)兩種。地面水庫(kù)是在河流上筑壩攔水而形成的人工湖泊;地下水庫(kù)則是通過(guò)對(duì)地下蓄水構(gòu)造狀況的利用,用人力而形成的水庫(kù)。水庫(kù)裝了水之后,水文條件和水庫(kù)周圍的水文地質(zhì)條件都將有不小的變化,甚至?xí)绊懙剿畮?kù)周邊地區(qū)的水文地質(zhì)條件。比如說(shuō),水庫(kù)水位升高,浸濕了水庫(kù)的岸邊,在風(fēng)力和水浪的沖擊下水庫(kù)兩岸被洗刷沖蝕,地下水位的上升導(dǎo)致洼地被淹沒(méi)等。在此基礎(chǔ)上會(huì)出現(xiàn)不少的工程地質(zhì)問(wèn)題,比如水庫(kù)滲透、水庫(kù)塌岸、淤積以及水庫(kù)所誘發(fā)的地震等。

3.4 軟土基坑工程地質(zhì)問(wèn)題

軟土基坑的工程地質(zhì)問(wèn)題有土質(zhì)邊坡穩(wěn)定和基坑降排水等兩種。我們?cè)谲浲粱邮┕さ倪^(guò)程中,要想防止邊坡失穩(wěn),進(jìn)而確保軟土基坑施工的安全可以合理設(shè)置有關(guān)的坡度、建立基坑支護(hù)進(jìn)而降低地下水水位等。軟土基坑抗降排水可以在一定程度上增強(qiáng)邊坡的穩(wěn)定性,對(duì)于細(xì)砂的邊坡則可以防止出現(xiàn)流沙和管涌的現(xiàn)象。一般而言,軟土基坑開(kāi)挖的降排水可以通過(guò)明排法和人工降水來(lái)實(shí)現(xiàn),二公降水通常用的是輕型井點(diǎn)或管井井點(diǎn)降水的方式。

篇2

關(guān)鍵詞: 水文地質(zhì),勘察,難點(diǎn),改進(jìn)措施

中圖分類號(hào):F407 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A

目前我國(guó)在工程水文地質(zhì)勘察工作上,很多項(xiàng)目沒(méi)有對(duì)地質(zhì)勘察的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)"實(shí)際施工情況和地下水的影響進(jìn)行綜合考慮,以至于造成因?yàn)榈叵滤嬖诘膯?wèn)題致使建筑基礎(chǔ)下沉,或建筑物墻體有開(kāi)裂的現(xiàn)象。因此,改進(jìn)水文地質(zhì)勘察,針對(duì)地下水存在的問(wèn)題進(jìn)行預(yù)防和研究,保證水文地質(zhì)勘察工作的進(jìn)行,才能提高建筑質(zhì)量。

一、常見(jiàn)水文地質(zhì)勘察中的難點(diǎn)問(wèn)題

據(jù)統(tǒng)計(jì),地下水與巖土體互相作用所造成的地質(zhì)災(zāi)害具有類型的多樣性"機(jī)理的復(fù)雜性"分布的廣泛性"災(zāi)害的嚴(yán)重性和可控性等特征。目前在項(xiàng)目和科研實(shí)踐中對(duì)地下水作用致災(zāi)的重要性認(rèn)識(shí)及勘察研究投入還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足,在工程地質(zhì)勘察評(píng)價(jià)中對(duì)地下水作用的定性定量分析還是一個(gè)很薄弱環(huán)節(jié)。

1、水文地質(zhì)勘察的評(píng)價(jià)

最容易被忽略的往往是很重要的細(xì)節(jié)問(wèn)題,在水文地質(zhì)勘察中我們應(yīng)該首要考慮在水文地質(zhì)勘察中水文地質(zhì)的評(píng)價(jià)內(nèi)容。在實(shí)際的勘察工作中,勘探成果里因過(guò)少直接涉及水文參數(shù)的利用,水文地質(zhì)問(wèn)題往往只被認(rèn)為是象征性的工作繼而不被重視。在勘察中大多只是簡(jiǎn)單地對(duì)天然狀態(tài)下的水文地質(zhì)條件作一般性的評(píng)價(jià),在勘察報(bào)告中往往也是一帶而過(guò)。在一些水文地質(zhì)條件較復(fù)雜的地區(qū),由于工程勘察中對(duì)水文地質(zhì)問(wèn)題研究不夠深入,設(shè)計(jì)中忽視了水文地質(zhì)問(wèn)題,導(dǎo)致經(jīng)常會(huì)發(fā)生由地下水引發(fā)的各種巖土工程危害相關(guān)的問(wèn)題,令勘察和設(shè)計(jì)處于比較尷尬的境遇。

2、水文地質(zhì)勘察的主要技術(shù)和方法

現(xiàn)水文地質(zhì)勘察的主要技術(shù)方法分為測(cè)繪、鉆探、物探、實(shí)驗(yàn)、監(jiān)測(cè)五個(gè)類型,在實(shí)際運(yùn)用中,應(yīng)當(dāng)考慮到相應(yīng)技術(shù)的運(yùn)用所帶來(lái)的不足。測(cè)繪,是嚴(yán)格遵守(測(cè)繪法)規(guī)定,按一定比例尺要求,對(duì)測(cè)繪范圍內(nèi)水文地質(zhì)現(xiàn)象進(jìn)行準(zhǔn)確的觀察測(cè)量與描述記錄,形成地質(zhì)測(cè)繪圖件并進(jìn)行總結(jié),對(duì)地下水的形成與運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行研究分析。測(cè)繪的優(yōu)點(diǎn)是覆蓋面廣,其缺點(diǎn)是工作量大,針對(duì)性差。鉆探的方法是運(yùn)用鉆機(jī)設(shè)備從地表向地下鉆進(jìn)成孔,從而達(dá)到水文地質(zhì)普查、取得地下水文地質(zhì)資料等目的,特別實(shí)在深層水的開(kāi)發(fā)利用中是目前唯一的技術(shù)手段。鉆探的優(yōu)點(diǎn)是直觀、準(zhǔn)確,缺點(diǎn)是技術(shù)較為復(fù)雜、成本較高。物探,是利用地球物理原理,根據(jù)各種巖石間的密度、磁性、電性、彈性、放射性等區(qū)別,采用先進(jìn)的探測(cè)儀器與方法測(cè)量了解水文地質(zhì)的勘察方法。物探的優(yōu)點(diǎn)是針對(duì)性強(qiáng)、速度快,缺點(diǎn)是物探只是一種輔方法,必須配合其他方法使用。實(shí)驗(yàn),是為得到水文地質(zhì)參數(shù),解決水文地質(zhì)問(wèn)題進(jìn)行的各種實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)方式多元化。實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)是針對(duì)性強(qiáng)、參考價(jià)值高,缺點(diǎn)是不夠全面。監(jiān)測(cè),是一項(xiàng)日常性、基礎(chǔ)性勘察工作,包括監(jiān)測(cè)各種基礎(chǔ)參考指標(biāo)。監(jiān)測(cè)的優(yōu)點(diǎn)是針對(duì)性強(qiáng)、參考價(jià)值高,缺點(diǎn)也同實(shí)驗(yàn),不夠全面。

二、常見(jiàn)水文地質(zhì)勘察中針對(duì)難點(diǎn)的改良措施

總結(jié)以往的經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn),在水文地質(zhì)勘察中有針對(duì)性地改良工作是很有必要的,可以有效的避免許多因細(xì)節(jié)問(wèn)題而造成的嚴(yán)重后果。

1、水文地質(zhì)勘察的評(píng)價(jià)改進(jìn)措施

在水文地質(zhì)勘察的評(píng)價(jià)這一方面,應(yīng)重點(diǎn)評(píng)價(jià)地下水對(duì)巖土體和建筑物的作用和影響,預(yù)測(cè)可能產(chǎn)生的巖土工程危害,提出相關(guān)的防治措施。另外,工程勘查要密切結(jié)合建筑物地基基礎(chǔ)類型的需要,查明有關(guān)水文地質(zhì)的問(wèn)題,提供選型所需的水文地質(zhì)資料。從工程角度,按地下水對(duì)工程的作用與影響,提出不同條件下應(yīng)當(dāng)著重評(píng)價(jià)的地質(zhì)問(wèn)題。例: 擬建供水水廠一座,供水量2×100m3/d 。其供水水源地初步定于A城區(qū)北部,需進(jìn)行A城區(qū)供水水文地質(zhì)勘察工作。根據(jù)建設(shè)方意向,水源地開(kāi)采滿足2×100m3/d,連續(xù)20年左右開(kāi)采期限要求。結(jié)合目前掌握的水文地質(zhì)資料,須進(jìn)行詳查勘察階段的水文地質(zhì)工作。在初步圈定可能富水地段的基礎(chǔ)上,結(jié)合水源地開(kāi)采,實(shí)施探采結(jié)合勘察方法。查明擬建水源地范圍內(nèi)的水文地質(zhì)條件,進(jìn)一步評(píng)價(jià)地下水資源,提出合理開(kāi)采方案,探明地下水允許開(kāi)采量滿足B+C級(jí)精度要求,為水源地施工"設(shè)計(jì)及批準(zhǔn)開(kāi)采提供依據(jù)。

B級(jí)精度要求如下:

(1)查明擬建水源地區(qū)的水文地質(zhì)條件與供水有關(guān)的環(huán)境水文地質(zhì)問(wèn)題,提出開(kāi)采地下水必須的有關(guān)含水層和數(shù)據(jù)。

(2)根據(jù)一個(gè)水文年以上的地下水的動(dòng)態(tài)資料和群孔抽水試驗(yàn)或開(kāi)采性抽水試驗(yàn),驗(yàn)證水文地質(zhì)計(jì)算參數(shù),掌握含水層的補(bǔ)給條件及供水能力。

(3)結(jié)合具體的開(kāi)采方案建立和完善數(shù)值模型,計(jì)算和評(píng)價(jià)補(bǔ)給量,確定允許開(kāi)采量。

(4)預(yù)測(cè)開(kāi)采條件的地下水位"水量"水質(zhì)可能發(fā)生的變化。

(5)提出不使地下水水量減少和水質(zhì)變差的保護(hù)措施。

C級(jí)精度要求如下:

(1)基本查明含水層的空間分布和水文地質(zhì)特征。

(2)初步掌握地下水的補(bǔ)給"徑流"排泄條件及其動(dòng)態(tài)變化規(guī)律。

(3)根據(jù)帶觀測(cè)孔的單孔抽水試驗(yàn)或枯水期的地下水動(dòng)態(tài)資料確定有代表性的水文地質(zhì)參數(shù)。

(4)結(jié)合開(kāi)采方案初步計(jì)算允許開(kāi)采量,提出合理的采用值。

(5)初步論證補(bǔ)給量,提出擬建水源地的可靠性評(píng)價(jià)。

2、水文地質(zhì)勘察的主要技術(shù)方法改進(jìn)措施

水文地質(zhì)勘察的主要技術(shù)方法有測(cè)繪、鉆探、物探、實(shí)驗(yàn)、監(jiān)測(cè)五個(gè)類型,在實(shí)際操縱中應(yīng)注意取長(zhǎng)補(bǔ)短運(yùn)用。

水文地質(zhì)測(cè)繪是認(rèn)識(shí)地區(qū)水文地質(zhì)的最基礎(chǔ)方法,也是全部水文地質(zhì)工作的基礎(chǔ)。測(cè)繪的內(nèi)容應(yīng)包括: 1) 地貌形態(tài)、成因類型及各地貌單元間的關(guān)系; 2) 地形、地貌與含水層的分布及地下水情況; 3) 地層的成因類型、時(shí)代、層序及接觸關(guān)系; 4) 地層的厚度、分布、透水性、富水性等情況; 5)地質(zhì)構(gòu)造的褶皺、斷層、泉井、地表水的位置、類型、規(guī)模、富水性等情況。

鉆探的基本任務(wù)是在測(cè)繪和物探基礎(chǔ)上,進(jìn)一步查明含水層的構(gòu)造、層次、巖性、厚度以及水質(zhì)、水量、水溫等水文參數(shù),一般采取“以探為主、探采結(jié)合”的打井方法。鉆孔選擇應(yīng)有測(cè)繪物探基礎(chǔ),勘探點(diǎn)與線應(yīng)合理選擇,滿足抽水成井需求。巖石要用清水清洗,松散層也應(yīng)用泥漿沖洗,以保證鉆探質(zhì)量,提高巖芯采取率,完整巖層、粘性土大于70%,破碎帶、溶蝕帶、碎石土、砂性土大于30%。

在應(yīng)用物探的方法時(shí),要注意方法的針對(duì)性與適用性,采取電阻率法、淺震、電磁波法、聲波法等多種方法確保其科學(xué)性。物探的方法與測(cè)繪及鉆探方法配合使用,可較準(zhǔn)確查明水文地質(zhì)情況,提高了工作效率。

實(shí)驗(yàn)分為室內(nèi)實(shí)驗(yàn)與室外實(shí)驗(yàn),室外實(shí)驗(yàn)包括抽水、放水、注水、滲水、壓水、連通、彌散、流速、流向等測(cè)定,其中應(yīng)用最多的是抽水試驗(yàn),抽水試驗(yàn)段應(yīng)盡量布置在富水性好和擬選擇的水源地,確定抽水孔的特征曲線、實(shí)際涌水量,評(píng)價(jià)含水層的富水性,推算井孔的用水量,確定含水層的水文地質(zhì)參數(shù),為評(píng)價(jià)地下水資源提供依據(jù)。室內(nèi)實(shí)驗(yàn)測(cè)定包括分析、測(cè)定、模擬實(shí)驗(yàn)地下水及巖石水理、力學(xué)性質(zhì),巖石侵蝕機(jī)理、含水層顆粒成分。

監(jiān)測(cè)主要包括對(duì)地表水、地下水的動(dòng)態(tài)檢測(cè),包括其水位、水量、水溫、水質(zhì)等進(jìn)行的監(jiān)測(cè),以方便對(duì)地下水進(jìn)行全面評(píng)估與掌握。

三、結(jié)語(yǔ)

為提高工程勘察,在工程勘察中水文地質(zhì)工作尤為重要。隨著工程勘察的發(fā)展,水文地質(zhì)工作將受到越來(lái)越廣泛的重視。切實(shí)做好水文地質(zhì)工作將對(duì)勘察水平的提高起到極大的推動(dòng)作用。

參考文獻(xiàn):

[1]徐偉軍工程地質(zhì)勘察與水文地質(zhì)[J]城市建設(shè)

[2]韓愛(ài)臣水文地質(zhì)問(wèn)題在工程地質(zhì)勘察中的重要性[J]今日科苑

篇3

關(guān)鍵詞:工程勘察;水文地質(zhì)監(jiān)測(cè);強(qiáng)化措施

前言:

在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的帶動(dòng)下,我國(guó)的各類巖土工程項(xiàng)目的數(shù)量不斷增加,在施工過(guò)程中,不可避免的會(huì)遇到一些特殊的地質(zhì)地形,在這種情況下,為了保證施工的順利進(jìn)行,保證工程質(zhì)量和使用安全,做好工程勘察工作,是非常必要的。水文地質(zhì)監(jiān)測(cè)是巖土工程勘察的重要組成部分,其監(jiān)測(cè)質(zhì)量直接影響著整個(gè)工程項(xiàng)目的質(zhì)量,需要勘察人員的重視,構(gòu)建科學(xué)合理的工程勘察系統(tǒng),確保工程項(xiàng)目預(yù)期目標(biāo)的順利實(shí)現(xiàn)。

1、水文地質(zhì)監(jiān)測(cè)的內(nèi)容

在巖土工程建設(shè)中,水文地質(zhì)與工程地質(zhì)有著非常密切的聯(lián)系,其監(jiān)測(cè)質(zhì)量直接影響了整個(gè)工程項(xiàng)目的質(zhì)量,需要勘察人員的重視。通常來(lái)講,在工程勘察中,水文地質(zhì)監(jiān)測(cè)和主要內(nèi)容包括以下幾點(diǎn):(1)地理?xiàng)l件,包括了施工區(qū)域的地形地貌以及氣象水文特征等;(2)地質(zhì)環(huán)境,包括工程施工區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)構(gòu)造、基地構(gòu)造、地層巖性等方面的內(nèi)容;(3)地下水位,包括最近幾年內(nèi)區(qū)域地下水最高水位以及水位變化情況、地下水補(bǔ)給排泄條件、地下水與地表水的補(bǔ)排關(guān)系,以及氣候因素對(duì)于地下水位的影響等;(4)含水層和隔水層,包括埋藏條件、分布狀況、地下水類型、水位、流向,結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),測(cè)定地層滲透系數(shù)等參數(shù),判斷地下水對(duì)于建筑材料可能造成的影響和危害等。

2、水文地質(zhì)監(jiān)測(cè)中存在的問(wèn)題

在巖土工程勘察、設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中,水文地質(zhì)問(wèn)題一直扮演著一個(gè)非常重要,但是很容易被忽視的角色,工程勘察的成果往往很少涉及對(duì)水文地質(zhì)參數(shù)的利用,將其當(dāng)做是一個(gè)象征性的工作。在一些水文地質(zhì)狀況比較復(fù)雜的區(qū)域,如果忽視水文地質(zhì)監(jiān)測(cè),地下水很容易會(huì)對(duì)工程造成各種各樣的危害,影響工程的施工質(zhì)量、施工進(jìn)度和使用安全。水文地質(zhì)監(jiān)測(cè)中存在的問(wèn)題主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:

2.1缺乏足夠的重視

在當(dāng)前市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)背景下,市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日趨激烈,對(duì)于企業(yè)提出了更高的要求,如果水文地質(zhì)監(jiān)測(cè)無(wú)法跟上市場(chǎng)發(fā)展的步伐,無(wú)法有效滿足市場(chǎng)需求,則必然會(huì)影響到工程勘察的進(jìn)步以及企業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。

2.2缺乏專業(yè)技術(shù)人員

勘察人員的專業(yè)素質(zhì)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)對(duì)于水文地質(zhì)監(jiān)測(cè)工作的影響是非常巨大的,而從目前來(lái)看,高端技術(shù)人才缺乏是工程勘察中存在的主要問(wèn)題之一。許多從業(yè)人員并沒(méi)有經(jīng)過(guò)專業(yè)的崗位培訓(xùn),沒(méi)有能夠熟練掌握專業(yè)勘察知識(shí)和技能,對(duì)于水文地質(zhì)的認(rèn)知也沒(méi)有及時(shí)更新。另一部分勘察人員雖然實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富,技術(shù)熟練,但是缺乏理論知識(shí)的配合,難以有效滿足現(xiàn)代水文地質(zhì)監(jiān)測(cè)的要求。不僅如此,在人員之間,沒(méi)有建立互幫互助、緊密聯(lián)系的團(tuán)隊(duì)體系,缺乏相互溝通和配合。

2.3缺乏先進(jìn)的技術(shù)支持

在巖土工程勘察中,沒(méi)有建立專業(yè)的水位地質(zhì)監(jiān)測(cè)體系,缺乏相應(yīng)的配套設(shè)施,缺乏科學(xué)的管理,技術(shù)力量薄弱,加上人員的監(jiān)測(cè)觀念落后,導(dǎo)致水文地質(zhì)監(jiān)測(cè)工作的安全缺乏保障,影響了監(jiān)測(cè)工作的順利進(jìn)行。

2.4缺乏完善的規(guī)章制度

在工程勘察中,并沒(méi)有相對(duì)完善的規(guī)章制度,導(dǎo)致水文地質(zhì)監(jiān)測(cè)缺乏政策性保障,缺少法律依據(jù),導(dǎo)致水文地質(zhì)監(jiān)測(cè)沒(méi)有能夠滿足制度化、標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化的相關(guān)準(zhǔn)則。

3、強(qiáng)化工程勘察中水文地質(zhì)監(jiān)測(cè)的有效措施

3.1做好地下水風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)

在巖土工程施工前,勘察人員應(yīng)該明確地下水可能對(duì)巖土體和建筑材料的危害,預(yù)測(cè)建筑工程施工中存在的風(fēng)險(xiǎn)因素,設(shè)置相應(yīng)的預(yù)防和應(yīng)急處理措施。地下水對(duì)于工程的危害主要體現(xiàn)在三個(gè)方面,一是對(duì)地表建筑的危害,如過(guò)度抽取地下水,導(dǎo)致地表塌陷,造成建筑物出現(xiàn)應(yīng)力裂縫、結(jié)構(gòu)變形乃至倒塌;二是對(duì)地基工程的危害,如地下水較多且流速大,可能會(huì)導(dǎo)致地基巖土松動(dòng)流失,影響基礎(chǔ)的穩(wěn)固性;三是對(duì)基坑工程的危害,如在基坑施工過(guò)程中,通常都需要通過(guò)抽水的方式,適當(dāng)降低地下水位,在這個(gè)過(guò)程中,如果不了解地下水的具體情況,就可能導(dǎo)致基礎(chǔ)部分土層的突然下沉,影響施工安全。在水文地質(zhì)監(jiān)測(cè)中,巖性是劃分地下水類型和含水層的基礎(chǔ),通常一定類型的巖石,會(huì)賦存對(duì)應(yīng)類型的地下水,不同類型巖石賦存的地下水類型如下表所示。通過(guò)對(duì)巖土密度、地下水位等的綜合分析,結(jié)合相應(yīng)的計(jì)算結(jié)果,可以對(duì)建筑材料的性能進(jìn)行合理選擇,保障工程項(xiàng)目的質(zhì)量和安全。

3.2對(duì)巖土層水文地質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)評(píng)估

勘察人員應(yīng)該清楚的認(rèn)識(shí)到,在不同的環(huán)境中,不同的物象對(duì)于水文地質(zhì)監(jiān)測(cè)的要求有著很大的區(qū)別,因此,在勘察過(guò)程中,應(yīng)該對(duì)當(dāng)?shù)厮牡刭|(zhì)的相關(guān)歷史記錄進(jìn)行查詢,找出影響水文地質(zhì)的因素。應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)于水文地質(zhì)有關(guān)的建筑物和巖土層的監(jiān)測(cè)和評(píng)估,結(jié)合當(dāng)?shù)氐乃牡刭|(zhì)條件,制定嚴(yán)謹(jǐn)?shù)念A(yù)見(jiàn)方案,將其作為后期工程的參考依據(jù),并在施工中,對(duì)方案進(jìn)行不斷調(diào)整,預(yù)測(cè)水文地質(zhì)可能對(duì)工程建設(shè)造成的影響和危害,采取切實(shí)可行的防治措施。

3.3制定相應(yīng)的規(guī)章制度體系

水文地質(zhì)監(jiān)測(cè)體系直接關(guān)系著工程勘察體系的整體效益,是一項(xiàng)比較復(fù)雜和繁瑣的工作,而對(duì)于勘察人員而言,要想保證水文地質(zhì)監(jiān)測(cè)和合理性和有效性,充分發(fā)揮水文地質(zhì)監(jiān)測(cè)的作用,就必須確保監(jiān)測(cè)體系具有法律層面的約束力和規(guī)范性。在制度上,應(yīng)該從人員、設(shè)備、技術(shù)等方面,做出明確的規(guī)定。例如,對(duì)勘察人員的專業(yè)素質(zhì)以及必備能力進(jìn)行限定,保證檢測(cè)人員能夠滿足相應(yīng)的崗位需求;立足水文地質(zhì)監(jiān)測(cè)工作的要求,提升設(shè)備的現(xiàn)代化水平,確保監(jiān)測(cè)任務(wù)的有效實(shí)施;在技術(shù)層面,要求監(jiān)測(cè)方案的合理性和可行性,能夠滿足勘察工作的實(shí)際要求。

3.4明確監(jiān)測(cè)任務(wù)

在進(jìn)行水文地質(zhì)監(jiān)測(cè)的過(guò)程中,應(yīng)該對(duì)監(jiān)測(cè)任務(wù)進(jìn)行明確,從監(jiān)測(cè)內(nèi)容出發(fā),選擇科學(xué)合理的方法,利用各種各樣的監(jiān)測(cè)工具,保證監(jiān)測(cè)工作的質(zhì)量和安全。而在后期監(jiān)測(cè)任務(wù)中,施工人員和管理人員應(yīng)該服從上級(jí)部門的管理,主動(dòng)接受審核,同時(shí)定期對(duì)監(jiān)測(cè)設(shè)備進(jìn)行定期維護(hù),確保水文地質(zhì)監(jiān)測(cè)工作的基礎(chǔ)條件能夠符合現(xiàn)代化的要求。

3.5強(qiáng)化監(jiān)測(cè)人員培訓(xùn)

在科技發(fā)展的帶動(dòng)下,各種先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備不斷涌現(xiàn),對(duì)于人員的專業(yè)素質(zhì)和能力提出了更高的要求,水文地質(zhì)監(jiān)測(cè)工作需要更多的綜合性人才。在人員配置方面,必須重視技術(shù)人員的采用,設(shè)置相應(yīng)的專題講座和技能培訓(xùn),定期對(duì)員工進(jìn)行教育和培訓(xùn),同時(shí)對(duì)其專業(yè)技能和理論知識(shí)等進(jìn)行考核與評(píng)定,不斷提升監(jiān)測(cè)隊(duì)伍的整體素質(zhì)。不僅如此,還可以邀請(qǐng)專家,對(duì)員工進(jìn)行相應(yīng)的技能指導(dǎo),以及先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備的使用指導(dǎo),加強(qiáng)員工之間的經(jīng)驗(yàn)交流,創(chuàng)設(shè)相應(yīng)的學(xué)習(xí)環(huán)境,促進(jìn)水文地質(zhì)監(jiān)測(cè)技術(shù)的不斷提高。另外,還應(yīng)該加強(qiáng)安全教育,引導(dǎo)員工樹(shù)立相應(yīng)的安全意識(shí)和風(fēng)險(xiǎn)意識(shí),使得其能夠主動(dòng)關(guān)注自身安全和工程安全,減少和避免安全事故的發(fā)生。

3.6將工程勘察與水文地質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)合起來(lái)

在巖土工程建設(shè)中,應(yīng)該結(jié)合水文地質(zhì)情況以及具體的工程項(xiàng)目,選擇恰當(dāng)?shù)乃牡刭|(zhì)監(jiān)測(cè)材料,避免因材料選擇不當(dāng)而導(dǎo)致監(jiān)測(cè)結(jié)果出現(xiàn)誤差的情況。同時(shí),應(yīng)該對(duì)監(jiān)測(cè)設(shè)備與工程勘察設(shè)備存在的互通之處進(jìn)行有效把握,在設(shè)備使用過(guò)程中,適應(yīng)彼此的操作流程,對(duì)不同的水文地質(zhì)條件,有著不同的工程勘察方法和監(jiān)測(cè)方法。

結(jié)語(yǔ):

總而言之,在巖土工程勘察中,水文地質(zhì)問(wèn)題一直都是一個(gè)不容忽視的問(wèn)題,勘察人員應(yīng)該充分重視起來(lái),不斷對(duì)自身的專業(yè)素質(zhì)和技術(shù)知識(shí)進(jìn)行完善,探索更加有效的處理措施,對(duì)水文地質(zhì)監(jiān)測(cè)中存在的問(wèn)題進(jìn)行解決,保障企業(yè)的生存和發(fā)展,進(jìn)而推動(dòng)我國(guó)工程建設(shè)的穩(wěn)定健康發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]鐘良.論如何強(qiáng)化工程勘察中的水文地質(zhì)監(jiān)測(cè)[J].廣東科技,2014,(12):135-136.

[2]劉建軍.談如何強(qiáng)化工程勘察中的水文地質(zhì)監(jiān)測(cè)[J].城市地理,2014,(24):42-43.

[3]梁飛強(qiáng).探究工程勘察中水文地質(zhì)的意義[J].科技視界,2015,(2):130,193.

[4]梁祥,劉友勤,何彪.巖土工程勘察中水文地質(zhì)勘察問(wèn)題分析[J].科技致富向?qū)?2013,(11):272.

[5]鄧曉翔,蔣麗云.對(duì)工程勘察中水文地質(zhì)問(wèn)題的探討[J].四川建材,2009,35(1):172-173.

篇4

關(guān)鍵詞:隧道勘測(cè);圍巖工程地質(zhì);圍巖穩(wěn)定性;

中圖分類號(hào): K826.16文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):

引言

隧道勘測(cè)的目的是為確定隧道位置、施工方法和支護(hù)、襯砌類型等技術(shù)方案,對(duì)隧道地處范圍內(nèi)的地形、地質(zhì)狀況,以及對(duì)地下水的分布和水量等水文情況要進(jìn)行勘測(cè),查明隧道施工地點(diǎn)的工程地質(zhì)條件,分析圍巖穩(wěn)定性,為公路路線必選和工程預(yù)算提供科學(xué)依據(jù)。公路隧道的特點(diǎn)是斷面大、隧道長(zhǎng)、地質(zhì)條件復(fù)雜,隧道掘進(jìn)面前方和洞口的不良地層條件極易引起隧道塌方、涌水。隧道地下工程圍巖地層的復(fù)雜性和不可見(jiàn)性,增加了勘探人員工作的難度。因此,在隧道勘探設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)圍巖工程地質(zhì)的調(diào)查和分析,并積累隧道工程資料和經(jīng)驗(yàn),為將來(lái)公路隧道的設(shè)計(jì)和施工鋪平了道路。

1、公路隧道勘測(cè)設(shè)計(jì)工作重點(diǎn)

進(jìn)行公路隧道規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工和維護(hù)管理,應(yīng)預(yù)先獲得各種資料,因此需要進(jìn)行調(diào)查。包括地形調(diào)查、地質(zhì)調(diào)查、氣象調(diào)查、環(huán)境調(diào)查、施工條件調(diào)查以及與工程有關(guān)的法令法規(guī)調(diào)查等。這些調(diào)查越廣泛、深入細(xì)致、準(zhǔn)確,所起的作用就越大。

(1)文獻(xiàn)資料的收集:包括地形地貌資料、工程地質(zhì)與水文地質(zhì)資料、工程資料、氣象資料、災(zāi)害及預(yù)算資料等。

(2)地形地質(zhì)調(diào)查:地形調(diào)查是為路線服務(wù)的,目的是在現(xiàn)有地形條件下使路線滿足規(guī)范要求,并盡可能的得到優(yōu)化,這是設(shè)計(jì)的需要;地質(zhì)調(diào)查是核對(duì)在實(shí)際地質(zhì)條件上是否可能,是否可以得到一個(gè)穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)物。包括:地質(zhì)調(diào)查、資料整編、地質(zhì)詳查、涌水調(diào)查、氣象調(diào)查等工作。

2、圍巖工程地質(zhì)條件對(duì)隧道勘測(cè)的重要性

2.1 圍巖工程地質(zhì)對(duì)隧道的重要性

工程地質(zhì)條件會(huì)隨著區(qū)域的不同而發(fā)生變化,這樣的條件直接影響到隧道施工及后期運(yùn)營(yíng)、養(yǎng)護(hù)。本節(jié)主要從隧道選址、施工條件和襯砌支護(hù)三個(gè)方面討論圍巖工程地質(zhì)條件對(duì)隧道的重要性。

2.1.1 圍巖工程地質(zhì)對(duì)隧道選址的重要性

1)巖體結(jié)構(gòu)及種類

花崗巖、玢巖、斑巖、蛇紋巖、溫泉變質(zhì)作用的安山巖和凝灰?guī)r、泥巖、片巖類、千枚巖和巖堆等,都應(yīng)給予特別注意。例如花崗巖往往有深部風(fēng)化,有的變?yōu)榛◢弾r風(fēng)化土,沿?cái)鄬右罪L(fēng)化,花崗巖中的斷層難以發(fā)現(xiàn),風(fēng)化帶和變質(zhì)帶的寬度不同。這些巖石的種類及發(fā)生的物理化學(xué)風(fēng)化對(duì)于隧道選址和施工將會(huì)產(chǎn)生重大影響?;編r體或特殊地質(zhì)體調(diào)查不細(xì)致對(duì)于施工、養(yǎng)護(hù)將會(huì)造成額外經(jīng)濟(jì)損失。

2)地質(zhì)構(gòu)造

重點(diǎn)研究大型斷裂構(gòu)造是否為活動(dòng)斷裂。如為活動(dòng)斷裂應(yīng)避開(kāi)。隧道還應(yīng)盡量避開(kāi)斷層破帶,特別是含水豐富的破碎帶,必須穿越時(shí),隧道應(yīng)與之垂直或大角度斜交通過(guò),并應(yīng)提醒設(shè)計(jì)施工方做好支護(hù)及排截水措施,預(yù)防出現(xiàn)坍塌、避免富水破碎帶出現(xiàn)突水涌泥現(xiàn)象造成安全事故。

3)初始地應(yīng)力

巖體初始應(yīng)力對(duì)隧道圍巖的穩(wěn)定性有較大影響,特別是高初始應(yīng)力的存在。高初始應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致隧道洞壁巖體在開(kāi)挖過(guò)程中時(shí)有餅化、巖爆等不良現(xiàn)象的發(fā)生,造成隧道成洞性差。高初始應(yīng)力主要存在于埋深大、構(gòu)造作用強(qiáng)烈的隧道。因此,對(duì)于深埋隧道應(yīng)通過(guò)地應(yīng)力測(cè)試結(jié)果按公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范判定是否存在高初始應(yīng)力地段。

2.1.2 圍巖工程地質(zhì)對(duì)隧道施工的影響

隨著隧道施工工藝和施工機(jī)械的不斷更新,原本單一施工的技術(shù)早已經(jīng)被多樣化、復(fù)合型施工工藝所代替,這樣對(duì)隧道工程質(zhì)量、安全性、環(huán)保的要求也就更高。

傳統(tǒng)的鉆爆法施工現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展的非常成熟,相比TBM技術(shù)有其自身的優(yōu)勢(shì),例如:鉆爆法適用范圍廣,不受隧道斷面尺寸和形狀的限制,且對(duì)各類圍巖均能適用,對(duì)不良地質(zhì)條件的適應(yīng)能力較強(qiáng);當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件變化時(shí),可對(duì)設(shè)計(jì)方案及時(shí)進(jìn)行調(diào)整,施工工藝可隨之機(jī)動(dòng)靈活變化;施工設(shè)備便于運(yùn)輸、組裝和轉(zhuǎn)移,重復(fù)利用率高;多年來(lái)已積累了豐富寶貴的施工經(jīng)驗(yàn),形成了科學(xué)完整的工藝,技術(shù)相對(duì)比較成熟;造價(jià)低,在中國(guó)國(guó)情下有明顯的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。當(dāng)然,鉆爆法也有著缺點(diǎn)與不足,如:施工工序多,施工過(guò)程中各工序干擾大,開(kāi)挖速度慢;對(duì)地層擾動(dòng)大,超欠挖現(xiàn)象嚴(yán)重,容易誘發(fā)巖爆等圍巖穩(wěn)定性問(wèn)題;施工安全性差,工作環(huán)境惡劣,工人勞動(dòng)強(qiáng)度大;開(kāi)挖工作面,提高了工程造價(jià);工程質(zhì)量控制難度大,施工質(zhì)量不如TBM掘進(jìn)技術(shù)。

2.1.3 圍巖工程地質(zhì)對(duì)隧道襯砌類型及材料選擇的重要性

隧道是埋藏在地層深處的工程建筑物。通過(guò)長(zhǎng)期觀測(cè),發(fā)現(xiàn)圍巖不僅對(duì)襯砌產(chǎn)生壓力,同時(shí)還約束襯砌變形。洞身襯砌的斷面形式、厚度和材料往往由圍堰工程地質(zhì)情況通過(guò)襯砌計(jì)算決定的。

1)襯砌材料

混凝土、鋼筋砼:優(yōu)勢(shì)是整體性好,既可以現(xiàn)場(chǎng)澆筑,也可以加工預(yù)制,而且可以機(jī)械化施工。其本身密實(shí)性較好,具有一定的抗?jié)B性,能夠有效的防止因?yàn)閲鷰r松動(dòng)產(chǎn)生的透水現(xiàn)象。

噴射混凝土:將混凝土干拌合料、速凝劑和水,用混凝土噴射機(jī)高速噴射到潔凈的巖石表面凝結(jié)而成,密實(shí)性高且能快速封閉圍巖裂隙。密貼與巖石表面,早期強(qiáng)度高能很快起到封閉巖石縫隙的作用。

錨桿與錨桿支護(hù):錨桿是用機(jī)械方法加固圍巖的一種材料。圍巖不夠穩(wěn)定時(shí),還可以張掛金屬網(wǎng)。對(duì)于松散體圍巖有較好的防護(hù)能力。

2)襯砌類型

①直墻式襯砌:通常用于垂直圍巖壓力為主要計(jì)算荷載、水平圍巖壓力很小的情況。一般適用于Ⅱ、Ⅲ級(jí)圍巖。對(duì)于公路隧道,直墻式襯砌結(jié)構(gòu)的拱部可采用圓割拱、坦三心圓拱等。

曲墻式襯砌:通常在Ⅳ級(jí)以下的圍巖中,水平壓力比較大,為了抵抗較大的水平壓力把邊墻也做成曲線形狀。當(dāng)?shù)鼗鶙l件較差時(shí),為防止襯砌沉陷,可設(shè)置仰拱,使襯砌形成環(huán)狀封閉結(jié)構(gòu)。

復(fù)合式襯砌:這種襯砌與上述傳統(tǒng)的襯砌方法有本質(zhì)上的區(qū)別,如果以噴砼、錨桿或構(gòu)件支撐的一種或幾種組合作為初期支護(hù),對(duì)圍巖進(jìn)行加固,維護(hù)圍巖穩(wěn)定。待初期支護(hù)的變形基本穩(wěn)定以后,進(jìn)行現(xiàn)澆混凝土二次襯砌,二者合稱復(fù)合式襯砌。

圓形斷面隧道:為了抵御膨脹性圍巖壓力,隧道可以采用圓形或近似圓形的斷面。這種斷面可以使用掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行開(kāi)挖。

矩形斷面隧道:采用沉管法施工時(shí),其斷面形式為矩形。一般在軟土地區(qū),不能抵御較大的水平推力的地方采用矩形斷面隧道。而且矩形斷面隧道的利用率也非常高,城市隧道使用較多。

結(jié)語(yǔ)

隧道圍巖工程地質(zhì)條件對(duì)隧道勘測(cè)設(shè)計(jì)十分重要。尤其對(duì)隧道選址、施工、運(yùn)營(yíng)方面起著決定性的作用,對(duì)隧道周圍環(huán)境也產(chǎn)生了較大的影響。在倡導(dǎo)綠色施工、綠色運(yùn)營(yíng)的今天,隧道的施工正是充分展現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的平臺(tái)。這其中,圍巖工程地質(zhì)決定了隧道勘測(cè)設(shè)計(jì)的好壞。

參考文獻(xiàn)

[1] 徐偉軍.工程地質(zhì)勘察與水文地質(zhì).城市建設(shè).2010(18).

[2] 尹俊濤,尚彥軍,傅冰駿,曲永新.TMB掘進(jìn)技術(shù)發(fā)展及有關(guān)工程地質(zhì)問(wèn)題分析.

和對(duì)策.工程地質(zhì)學(xué)報(bào),2005(待刊).

篇5

近幾年,隨著人們對(duì)水工環(huán)地質(zhì)及巖土工程研究的不斷深入,其理論體系體系也得到了進(jìn)一步完善。在巖土工程建設(shè)中,無(wú)一不與水工環(huán)地質(zhì)和巖土工程技術(shù)兩要素相關(guān)。工程建設(shè)為保障生態(tài)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益,加強(qiáng)在對(duì)兩者關(guān)系的研究與分析是必要的。

關(guān)鍵詞:

水工環(huán)地質(zhì);巖土工程;地質(zhì)調(diào)查

水工環(huán)地質(zhì)及巖土工程體系(下文統(tǒng)一簡(jiǎn)稱為水巖體系發(fā)展,對(duì)地質(zhì)調(diào)查工作發(fā)展有著重大影響。目前,我國(guó)地質(zhì)理論體系逐步得到完善,地質(zhì)工作中所涉及的體系范圍也逐步擴(kuò)大,因此水巖體系也面臨新的發(fā)展需求。

1水工環(huán)體系的應(yīng)用與發(fā)展

1.1水工環(huán)體系的應(yīng)用

隨著環(huán)境的逐步惡化,人們逐步意識(shí)到了節(jié)約能源和環(huán)境保護(hù)的重要性,對(duì)水工環(huán)地質(zhì)工作提出了新要求。水工環(huán)地質(zhì)工作由最初的無(wú)節(jié)制開(kāi)發(fā),逐步向節(jié)能方向發(fā)展。目前,水環(huán)工地質(zhì)工作更多的關(guān)注是資源開(kāi)發(fā)過(guò)程中的存在的生態(tài)問(wèn)題,特別是在土地規(guī)劃、污染監(jiān)測(cè)等多個(gè)領(lǐng)域中都有著重要作用。雖然,水環(huán)工地質(zhì)的重心發(fā)生了轉(zhuǎn)移,但是其在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和地質(zhì)勘探中所發(fā)揮出的作用從本質(zhì)上并沒(méi)有發(fā)生變化。水環(huán)工地質(zhì)體系在地質(zhì)勘探中的應(yīng)用最為廣泛。例如,在采礦分析、礦藏探明、水利工程建設(shè)等多個(gè)方面。

1.2水環(huán)工地質(zhì)體系的發(fā)展

社會(huì)的不斷發(fā)展對(duì)水環(huán)工地質(zhì)體系的應(yīng)用提出了新的要求,為了使之不斷向有利于自然和人類方向發(fā)展,需要不斷調(diào)整研究方向。同時(shí),科技的發(fā)展也使水環(huán)工地質(zhì)工作的科技含量得到了飛速提升,在不斷應(yīng)用的同時(shí),水環(huán)工地質(zhì)體系也得到了進(jìn)一步的完善與豐富。目前,我國(guó)水環(huán)工地質(zhì)體系發(fā)展過(guò)程中的關(guān)鍵內(nèi)容依然是地質(zhì)勘探,主要體現(xiàn)以下3個(gè)不同的階段上:(1)初測(cè),該環(huán)節(jié)的主要作用是提升勘測(cè)位置的準(zhǔn)確性,以及水下測(cè)量的精準(zhǔn)性,從而保障測(cè)試的合理性。(2)初步設(shè)計(jì),該階段主要體現(xiàn)在提升應(yīng)用水平,例如在應(yīng)用在磁性勘測(cè)中等。(3)技術(shù)設(shè)計(jì),該階段主要體現(xiàn)在圍巖與礦體兩者的穩(wěn)定性,同時(shí)通過(guò)技術(shù)設(shè)計(jì)可以確定排泄、地下水補(bǔ)給等內(nèi)容的合理性。以上三階段的發(fā)展使水環(huán)工地質(zhì)理論在發(fā)展過(guò)程中得到了進(jìn)一步完善,并且降低勘察誤差。

2巖土工程理論應(yīng)用與發(fā)展

軟巖概念在1960~2000年一直都是一個(gè)爭(zhēng)執(zhí)不休的問(wèn)題,關(guān)于軟巖概念的定義達(dá)到了數(shù)十種。我國(guó)在20世紀(jì)90年代末期提出了工程軟巖和地質(zhì)軟巖概念,對(duì)兩者之間的聯(lián)系和區(qū)別進(jìn)行了詳細(xì)論述,并且正式建議將工程軟巖含義應(yīng)用到軟巖工程中。在論述過(guò)程中,我國(guó)所提出的軟巖要比國(guó)際學(xué)會(huì)(1990,1993)提出的軟巖概念更為準(zhǔn)確。近幾年,科技的飛速發(fā)展,我國(guó)在煤礦軟巖工程技術(shù)研究上也取得了較大進(jìn)步,這為軟巖工程的發(fā)展提供了有利的支持。巖土工程學(xué)是一門獨(dú)立的新學(xué)科,它是水文地質(zhì)學(xué)和工程地質(zhì)學(xué)的分支,它將水文地質(zhì)和工程地質(zhì)基本原理手段和方法應(yīng)用到工程中的多個(gè)領(lǐng)域中。建設(shè)工程過(guò)程中,它與相關(guān)學(xué)科相互交叉滲透,高度集成與應(yīng)用,最終構(gòu)成了巖土工程。從實(shí)際情況來(lái)看,在土木工程修建過(guò)程中也滲透了大量的工程地質(zhì)理論,只是在具體操作中并為未將其命名為巖土工程。改革開(kāi)發(fā)后,我國(guó)巖土工程廣泛應(yīng)用在土木工程領(lǐng)域中,加快了工程的建設(shè)效率,提升了工程的質(zhì)量。巖土工程自身的科學(xué)性很強(qiáng),并且同其它學(xué)科之間有著緊密聯(lián)系,同時(shí)其也是工程地質(zhì)與水文地質(zhì)的基礎(chǔ)學(xué)。在我國(guó)工程建設(shè)的起初階段,該學(xué)科在工程建設(shè)中就得到了廣泛應(yīng)用,并且在漫長(zhǎng)的發(fā)展過(guò)程中逐漸與其它學(xué)科合理的融合在一起,在發(fā)展過(guò)程中,隨著科學(xué)滲透,巖土工程已經(jīng)形成了一定規(guī)模。目前,我國(guó)工程的建設(shè)范圍逐漸擴(kuò)大,工程建設(shè)區(qū)域的地理環(huán)境也變得更加惡劣,并且在工程建設(shè)中會(huì)造成一定程度的環(huán)境污染,因此環(huán)境問(wèn)題得到了人們的關(guān)注。在此背景下,巖土工程背負(fù)著重大的責(zé)任,由此可見(jiàn),應(yīng)當(dāng)在不斷發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時(shí),對(duì)大自然進(jìn)行合理改造,保護(hù)好生態(tài)環(huán)境。例如:對(duì)某一新老工程影像與第一幅圖進(jìn)行配準(zhǔn),并且要在地段中進(jìn)行糾正,將通過(guò)糾正后影像與配圖進(jìn)行配準(zhǔn),最終得到糾正后的影像,依次遞推,每幅影像不僅需要與前一幅圖進(jìn)行配準(zhǔn),同時(shí)還相必須要與地圖進(jìn)行配準(zhǔn)。通過(guò)該方式,拼接1000幅圖,在完成最后一張圖的拼接時(shí),每一幅圖像素的坐標(biāo)與真實(shí)坐標(biāo)的平均誤差大小為5.82m,而未進(jìn)行配準(zhǔn)的誤差達(dá)到了11.88m。由此可見(jiàn),在工程施工中,應(yīng)用巖土工程體系,可以有效的控制累積誤差,使拼接的精準(zhǔn)度得到進(jìn)一步提高。但是,從實(shí)際情況來(lái)看巖土工程學(xué)仍然存在一定的問(wèn)題有待解決。例如,在我國(guó)處于經(jīng)濟(jì)建設(shè)階段,我國(guó)面臨的環(huán)境問(wèn)題比較嚴(yán)重,其中比較典型的問(wèn)題有水污染和巖土結(jié)構(gòu)兩個(gè)方面。如果存在這兩方面問(wèn)題,極容易引發(fā)導(dǎo)致安全事故,造成人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。通過(guò)分析發(fā)現(xiàn),存在這些問(wèn)題根源在無(wú)法準(zhǔn)確掌握巖土及水文地質(zhì)資料,在工程建設(shè)中這樣的案例屢見(jiàn)不鮮。

3結(jié)語(yǔ)

綜上所述,水巖體系在我國(guó)基礎(chǔ)工程建設(shè)中的應(yīng)用取得了不錯(cuò)的效果。在我國(guó)工程體系標(biāo)準(zhǔn)不斷提升的今天,水巖體系在工程建設(shè)越來(lái)越顯重要,因此要加強(qiáng)研究,提升理論體系水平并且在應(yīng)用中不斷完善,促進(jìn)我國(guó)地質(zhì)勘探工作的發(fā)展。

作者:王克穎 單位:貴州省有色和核工業(yè)地質(zhì)勘查局物化探總隊(duì)

參考文獻(xiàn):

[1]王鵬.水工環(huán)地質(zhì)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)探究[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè),2015(16):151-152.

篇6

【關(guān)鍵詞】市政道路 地質(zhì)勘查 相關(guān)問(wèn)題

一、市政道路工程地質(zhì)勘察的主要目的和內(nèi)容

(一)市政道路工程地質(zhì)勘察的目的

在市政道路建設(shè)前,首先要明確市政道路勘察的目的。市政道路的結(jié)構(gòu)主要由三類建筑物所組成:淤路基工程,它是路線的主體建筑物(包括路堤和路塹等);于橋隧工程(如橋梁、隧道、涵洞等),它們是為了使路線跨越河流、深谷、不良地質(zhì)和水文地質(zhì)地段,穿越高山峻嶺或使路線從河、湖、海底下通過(guò);盂防護(hù)建筑物(如護(hù)坡、擋土墻、明洞等)。因此,在道路地質(zhì)勘察的主要目的是:淤查明建筑物的工程地質(zhì)條件,以便合理選擇建筑物和選擇路線或隧洞的位置,巖漿巖的產(chǎn)狀,并提出建筑物的布置方案、類型、結(jié)構(gòu)和施工方法的建議。于查明影響建筑物地基巖體穩(wěn)定等方面的工程地質(zhì)問(wèn)題,并為解決這些問(wèn)題提供所需要的地質(zhì)資料。盂查明工程建設(shè)所需要的各種天然建筑材料的產(chǎn)地、儲(chǔ)量、質(zhì)量和開(kāi)采運(yùn)輸條件等。

(二)市政道路工程地質(zhì)勘察的主要內(nèi)容

對(duì)新建道路來(lái)說(shuō),工程地質(zhì)勘察是其建設(shè)的前提和基礎(chǔ),主要內(nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面:淤線路工程地質(zhì)勘察。這一階段主要任務(wù)是找出地質(zhì)問(wèn)題,提高線路布設(shè)的準(zhǔn)確率。重點(diǎn)調(diào)查對(duì)路線方案與路線布設(shè)起控制的地質(zhì)問(wèn)題,確定路線的合理布設(shè)。于路基、路面工程地質(zhì)勘察,亦稱沿線地質(zhì)土質(zhì)調(diào)查。在初勘、定測(cè)勘察階段,以選定的路線位置為基礎(chǔ),對(duì)中線兩側(cè)地帶,進(jìn)行詳細(xì)的工程地質(zhì)勘察,為路基路面的設(shè)計(jì)與施工提供工程地質(zhì)和水文地質(zhì)資料。盂橋涵工程地質(zhì)勘察。大、中橋橋位多是路線布設(shè)的控制點(diǎn),包含兩項(xiàng)內(nèi)容:a. 對(duì)各比較方案進(jìn)行調(diào)查,配合路線、橋梁專業(yè)人員,選擇地質(zhì)條件比較好的橋位;b. 對(duì)選定的橋位進(jìn)行詳細(xì)的工程地質(zhì)勘察,為橋梁及其附屬工程的設(shè)計(jì)和施工提供地質(zhì)資料。對(duì)改建市政道路來(lái)說(shuō),工程地質(zhì)勘察也至關(guān)重要,其主要內(nèi)容如下:收集沿線的地形、地貌、工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、氣象、地震等資料;收集原有公路路況資料;調(diào)查原有公路的路基、路面、小橋涵洞等人工構(gòu)造物的狀況及病害,研究病因及防治的效果。力求根治原有公路的工程地質(zhì)、不良地質(zhì)地段的道路病害。

二、市政道路工程地質(zhì)勘察前應(yīng)具備的條件及決定勘察任務(wù)的因素

市政道路一般位于城市區(qū)域、為線狀勘察范圍,因其地理位置的特殊性,導(dǎo)致市政道路工程地質(zhì)勘察的手段、方法與其他建筑物工程勘察有較大區(qū)別。同時(shí)由于不同的城市的地質(zhì)環(huán)境均有自己的特定條件,要在不同的地質(zhì)情況下找到相應(yīng)的勘察要求。

道路勘察前必須取得下列圖紙和資料:應(yīng)具備附有標(biāo)明坐標(biāo)、道路 走向、樁號(hào)和現(xiàn)狀地形的道路工程總平面布置圖,或附有標(biāo)明坐標(biāo)和現(xiàn)狀地形的廣場(chǎng)、停車場(chǎng)工程總平面布置圖。應(yīng)知道道路的類別,路面設(shè)計(jì)標(biāo)高、路基寬度、選用的路面結(jié)構(gòu)組合類型和排水方式,以及地下埋設(shè)物概況等。另外,應(yīng)知道沿線各地段路復(fù)雜程度及道路所在場(chǎng)地地質(zhì)條件的研究機(jī)當(dāng)?shù)氐缆饭こ探?jīng)驗(yàn)。

三、市政道路工程地質(zhì)勘察規(guī)范運(yùn)用過(guò)程

(一)鉆孔布置

平面布置市政規(guī)范規(guī)定,應(yīng)沿道路中線布置,當(dāng)?shù)缆穼挾容^大時(shí),宜在道路兩側(cè)交錯(cuò)布置占孔。當(dāng)路基巖土條件復(fù)雜時(shí)應(yīng)布置橫剖面。我認(rèn)為在路塹、陡坡路堤(經(jīng)常是半挖半填路段),須進(jìn)行支擋工程的地段應(yīng)布置橫剖面,具體布置可參考”邊坡工程規(guī)范”。

(二)勘探孔孔距

在一般情況下可按道路性質(zhì)布孔,布孔時(shí)應(yīng)注意兩點(diǎn),一是每個(gè)地貌單元,不同地貌單元的交界處均應(yīng)布置勘探孔。同時(shí)在微地貌和地層變化較大地段予以加密。此處的地貌單元指平原(堆積地貌)崗地(剝蝕堆積地貌),丘陵山區(qū)(剝蝕地貌),微地貌指平原中的,河漫灘,低平原,高亢平原等,崗地中的坳溝崗地等。二是規(guī)定有機(jī)質(zhì)垃圾,疏松的雜填土,未經(jīng)沉實(shí)的近期回填土及軟土分布地段應(yīng)查明其分布范圍,勘探孔距宜控制在20~40m。

(三)勘探孔孔深

原地面或設(shè)計(jì)地面標(biāo)高(挖方地段)以下2~3m,規(guī)定為原地面以下5m,或挖方地段為設(shè)計(jì)路面下4m。規(guī)范同時(shí)規(guī)定當(dāng)為有機(jī)質(zhì)垃圾、疏松的雜填土,未沉實(shí)的近期填土,軟土和可液化層時(shí)孔深應(yīng)適當(dāng)加深或鉆穿該土層;當(dāng)高路堤地段孔深應(yīng)滿足地基承載力、變形計(jì)算、穩(wěn)定性分析評(píng)價(jià)要求及地基處理要求。路塹,陡坡 路堤,支擋工程孔深也應(yīng)滿足上上述要求。

(四)取樣與試驗(yàn)

第一,地基土與路基土 。市政規(guī)范規(guī)定橋涵,室外管道,堤岸工程等劃分地基巖土應(yīng)與現(xiàn)行建筑地基礎(chǔ)規(guī)范一致,對(duì)道路路基土應(yīng)執(zhí)行《城市道路設(shè)計(jì)規(guī)范》。地基土的概念大家已很清楚。主要說(shuō)一下路基土。什么是路基,路基是路面的基礎(chǔ),承受由路面?zhèn)鱽?lái)的行車荷載,它又分為路床、路堤。路床又分為上部0.3m,稱做上路床,0.3~0.8m,稱下路床。0.8~1.5m 稱上路堤,1.5m 以下稱下路堤,需要指出的是,路堤是填方路基,當(dāng)為挖方路基,或以后地面為路面標(biāo)高時(shí)就不存在路堤而只有路床存在。 對(duì)于路基土也就是路床及路堤部分土的定名及試驗(yàn)方法均應(yīng)遵照現(xiàn)行公路土工試驗(yàn)規(guī)程。路堤土來(lái)自取土場(chǎng),如進(jìn)行取土場(chǎng)勘察時(shí)應(yīng)遵照上述規(guī)程辦理。路基土下面的土分類規(guī)范沒(méi)有說(shuō),我想應(yīng)該稱地基土,按目前習(xí)慣似乎可以按《建筑地基規(guī)范》的規(guī)定來(lái)執(zhí)行;

第二,取樣間距與測(cè)試 。市政規(guī)范規(guī)定在原地面或設(shè)計(jì)地面以下1.5m 范圍內(nèi)每間隔0.5m 取一個(gè)樣(公路規(guī)范是0.5、1.0、2.0、4.0m 取樣)。采取的土樣應(yīng)做顆粒分析,天然含水量和液塑限,以便劃分路基土類別和土基干濕類型,干濕類型的劃分按路床頂面以下0.8,深度內(nèi)平均液性指數(shù)按大于1.00,為過(guò)濕,0.75~1.0 為潮濕類型,0.5~0.75 為中濕類型,小于0.5 為干燥類型,須要指出的是公路規(guī)范規(guī)定應(yīng)按平均稠度指標(biāo)來(lái)判定,二者有不一致之處。

四、市政道路工程地質(zhì)勘察過(guò)程中需要注意的問(wèn)題

(一)遵循因地制宜的勘察原則

在市政道路地質(zhì)勘察工程中,首先要遵循的原則就是因地制宜。城市道路一般位于城市區(qū)域、為線狀勘察范圍,因其地理位置的特殊性,導(dǎo)致市政道路工程地質(zhì)勘察的手段、方法與其他工程勘察有較大區(qū)別。淤不同的城市,在地質(zhì)條件和自然環(huán)境方面也存在很大的差異,因此要根據(jù)實(shí)際的地質(zhì)特點(diǎn)和勘察要求來(lái)選擇勘察手段。

(二)按要求編寫(xiě)地質(zhì)勘查大綱

市政道路工程地質(zhì)勘察大綱能夠給市政道路設(shè)計(jì)提供可靠的依據(jù),通過(guò)利用自然和地質(zhì)條件,避開(kāi)不利的地質(zhì)因素,保障市政道路的科學(xué)合理設(shè)計(jì),同時(shí)還關(guān)系著市政道路的安全運(yùn)營(yíng)、工程造價(jià)、施工工期等,具有重要意義。因此,應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)復(fù)雜程度、勘探的目的和設(shè)計(jì)要求、工程結(jié)構(gòu)設(shè)置等來(lái)合理確定地勘工作量。編制勘察大綱,在綜合考慮現(xiàn)場(chǎng)地形地質(zhì)條件和勘察手段適用條件以及工程結(jié)構(gòu)設(shè)置等的基礎(chǔ)上,在勘察大綱中對(duì)項(xiàng)目的概況、市政道路沿線的自然地理和工程地質(zhì)概況、地質(zhì)勘察執(zhí)行的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明,同時(shí)還要對(duì)組織機(jī)構(gòu)、質(zhì)量管理、人員組成、安全與環(huán)保措施以及計(jì)劃進(jìn)度等進(jìn)行明確的說(shuō)明。

參考文獻(xiàn):

[1] 何杰.提高市政道路工程質(zhì)量措施[J]. 科技信息.2011.07.

篇7

關(guān)鍵詞:水利水電、地質(zhì)環(huán)境、地質(zhì)災(zāi)害

中圖分類號(hào): TV 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):

一、前言

近年來(lái),隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和建筑事業(yè)的不斷進(jìn)步,水利工程建設(shè)事業(yè)也有了很大的進(jìn)步。水利工程的建設(shè)在防洪、水力發(fā)電以及水資源的綜合利用等各方面發(fā)揮著重要的作用,同時(shí)還對(duì)工程周邊的環(huán)境產(chǎn)生著很大的影響,這些影響存在很多有利的方面,有一些影響是不利的,特別是對(duì)地質(zhì)環(huán)境而言。因?yàn)椴煌墓こ逃兄煌淖饔煤湍康?,所處的環(huán)境和地理位置不同,所以,在工程建設(shè)前,要對(duì)水利工程建設(shè)的不利影響進(jìn)行研究和分析,特別是對(duì)于長(zhǎng)期積累性的形象和潛在性的影響,要進(jìn)行預(yù)測(cè),提出降低對(duì)于不利影響或者消除不利影響的措施,讓水利工程發(fā)揮正面的作用,為我們創(chuàng)造更好的環(huán)境。水利水電工程建設(shè)與環(huán)境保護(hù)是一項(xiàng)長(zhǎng)遠(yuǎn)的任務(wù),是水利水電工程順利進(jìn)行的重要保證。工程地質(zhì)工作的質(zhì)量,對(duì)工程方案的決策和工程建設(shè)的順利進(jìn)行至關(guān)重要。在當(dāng)前的形勢(shì)下,加強(qiáng)對(duì)水利工程地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題研究,具有非常重大的現(xiàn)實(shí)意義。

二、水利工程對(duì)地質(zhì)環(huán)境的影響

1.不利影響

(1)破壞地質(zhì)穩(wěn)定性。以水庫(kù)為例,當(dāng)蓄水達(dá)到一定程度后,因?yàn)樗蛔兓筒ɡ俗饔?,?huì)使原岸坡失去平衡發(fā)生山體滑坡等地質(zhì)災(zāi)害。因此,在水利工程建設(shè)方面,要根據(jù)水利工程的不同性質(zhì)和地理位置來(lái)分析、發(fā)現(xiàn)可能引起地質(zhì)災(zāi)害的情況,要事前設(shè)置加固、排水等工程措施或者事前清除相關(guān)不利因素,保障水利工程的安全性。

(2)誘發(fā)地震。在新第三紀(jì)以來(lái)新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)曾活躍區(qū)域,震源深度淺,蓄水量大、水位深,修建水庫(kù)誘發(fā)地震的概率較大,地震的烈度也較高,破壞性也大。雖然水庫(kù)的地震活動(dòng)與蓄水有明顯的相關(guān)性,但震級(jí)一般不會(huì)太高。所以,要防止庫(kù)區(qū)誘發(fā)地震的發(fā)生,一方面要提前勘探好庫(kù)區(qū)的地質(zhì)情況,在地質(zhì)條件比較差、巖石不均衡的地區(qū),避免建設(shè)大型水利建筑,如果建設(shè)水利工程,要選擇抗震性能好的壩型和材料。另一方面,在水庫(kù)蓄水后,應(yīng)加強(qiáng)對(duì)地震的檢測(cè),如果發(fā)現(xiàn)地震趨勢(shì),要嚴(yán)格控制水位升高速度,減小巖層負(fù)荷,以消除地震誘因,實(shí)現(xiàn)水利工程的安全運(yùn)行。

(3)其他影響。水庫(kù)蓄水后,會(huì)引起水庫(kù)周圍地下水位抬高,導(dǎo)致土地鹽堿化現(xiàn)象發(fā)生,還會(huì)致使水流變緩,水體稀釋擴(kuò)散能力降低,水體中污染物濃度增加,在一些庫(kù)區(qū)可能引發(fā)富營(yíng)養(yǎng)化。同時(shí),水溫結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生變化,出現(xiàn)分層,對(duì)下游的農(nóng)作物也會(huì)產(chǎn)生不利的影響,對(duì)一些生物的延續(xù)也有直接的影響。

2.有利影響。

(1)在保護(hù)和改善生態(tài)環(huán)境方面,過(guò)魚(yú)建筑物、人工孵育場(chǎng)、人工產(chǎn)卵場(chǎng)等對(duì)于維護(hù)生物的多樣性具有重要作用,改善水生物環(huán)境的蓄水或排水工程、入海河口排沙防淤工程、改善壩下低溫的建筑物等,對(duì)于保護(hù)水利工程周邊的地質(zhì)環(huán)境也具有重要影響。

(2)在防治水污染方面,通過(guò)修建閘壩等工程,合理調(diào)節(jié)水量,增加環(huán)境用水,保證環(huán)境要求的水位和流量,以提高河流的自凈能力。建設(shè)氧化塘處理工程系統(tǒng)和土地處理工程系統(tǒng),設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)水庫(kù)、污水庫(kù)、截流工程,增設(shè)曝氣設(shè)備、開(kāi)挖引水沖污水道等工程,也可以增加水體的稀釋自凈能力。

三、地質(zhì)環(huán)境對(duì)水利工程的影響

從實(shí)踐來(lái)看,不只是水利工程對(duì)地質(zhì)環(huán)境會(huì)造成一定的影響,相反地質(zhì)環(huán)境也會(huì)對(duì)水利工程產(chǎn)生一定的影響。地質(zhì)環(huán)境對(duì)水利工程的影響主要有滑坡和泥石流等動(dòng)力工程的地質(zhì)現(xiàn)象,土地沉陷、沙土液化、黃沙濕陷以及邊岸再造等各種各樣的地表的變形破壞,還有地表的巖土體性質(zhì)的改變等等,這些問(wèn)題的存在,可能會(huì)對(duì)水利工程造成非常嚴(yán)重的后果。我們要調(diào)查和研究這些現(xiàn)象的發(fā)展速度和規(guī)模以及趨勢(shì),針對(duì)不同的現(xiàn)象做出不同的技術(shù)措施,用以防止和削弱這些變形造成的破壞。具體主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:

1.水體環(huán)境導(dǎo)致的坡體滑動(dòng)

在我國(guó)古代就有治坡先治水的說(shuō)法,這其中的主要原因是水和水的作用,會(huì)減少巖土體的抗剪的強(qiáng)度,加大裂縫的水壓和上浮力,從而減小了坡體原本的穩(wěn)定性。如果沒(méi)有水的作用力,那幾乎不會(huì)產(chǎn)生滑坡動(dòng)力工程帶來(lái)的地址破壞的現(xiàn)象,除了一些特殊的地質(zhì)構(gòu)造會(huì)對(duì)形成滑坡造成一定的影響。軟弱的夾層,風(fēng)化作用下形成的裂縫、夾層地下水作用下的泥化夾層等等,都很容易構(gòu)成滑動(dòng)面的構(gòu)造。這些構(gòu)造面,再結(jié)合水的作用,就會(huì)使動(dòng)力工程地質(zhì)的破壞更加劇烈。滑坡一般都與地表和地下的水系分布和運(yùn)動(dòng)的方向以及趨勢(shì),還有存在的方式等各個(gè)方面存在密切的聯(lián)系。

2.水位問(wèn)題

一般水利工程都是把水位提高,造成原有的土體飽和并且軟化,使含水量增大,內(nèi)摩擦角和內(nèi)聚力降低,抗剪能力減小,使土體出現(xiàn)了剪切破壞,出現(xiàn)地面的不均勻沉降或者沉陷等等,這些現(xiàn)象與水位下降時(shí)出現(xiàn)的土體有效的應(yīng)力加大造成的地面沉降現(xiàn)象不同,所以,在建筑工程的設(shè)計(jì)上存在很大的區(qū)別,對(duì)臨近水系的工程測(cè)量與設(shè)計(jì)方面也要考慮這些因素的影響。

3.地質(zhì)環(huán)境的沙土液化問(wèn)題

水庫(kù)在建成蓄水以后,飽和后的粉土在經(jīng)過(guò)地震的作用后,孔隙的水壓力增強(qiáng),有效應(yīng)力會(huì)逐漸降低,甚至?xí)w零,這時(shí),沙粒會(huì)在水中懸浮,承載力和抗剪性都會(huì)大幅下降,造成冒砂或者噴水現(xiàn)象的出現(xiàn)。這其實(shí)是液化的地震現(xiàn)象,所以,水利建筑必須要進(jìn)行抗震和預(yù)防的設(shè)計(jì)。

4.地質(zhì)環(huán)境對(duì)水庫(kù)周邊岸坡的邊坡再造問(wèn)題

邊岸的坡體因?yàn)槠履_被沖蝕造成局部的失穩(wěn)狀態(tài),會(huì)造成大的崩塌紅著是滑坡現(xiàn)象,這不僅會(huì)危及水庫(kù),還會(huì)對(duì)周圍的建筑物造成危險(xiǎn),產(chǎn)生大量的固體徑流物,造成水庫(kù)淤積的加速,從而減小水庫(kù)的庫(kù)容量,嚴(yán)重的情況下,會(huì)造成崩塌涌浪,釀成災(zāi)難性的結(jié)局。

5.地質(zhì)環(huán)境對(duì)蒸發(fā)強(qiáng)烈地區(qū)的影響

隨著水利建筑工程的興建,地下水位會(huì)逐漸升高,埋藏深度變淺,使得地下水在毛細(xì)作用下上升到土地表層,然后蒸發(fā)。造成地下水和土壤中的鹽分上升到土地表層,從而凝聚,造成土壤的鹽漬化。

6.地質(zhì)環(huán)境的沼澤化

水庫(kù)在引起地下水位上升以后,對(duì)水庫(kù)臨近的土壤產(chǎn)生鹽漬化或者是沼澤化,造成土壤變質(zhì)。水庫(kù)內(nèi)的水流速度小,水與空氣界面的交換速率和污染源的擴(kuò)散遷移能力降低,所以,水體清潔能力就會(huì)下降,復(fù)氧能力就會(huì)減弱;透明度變大,為藻類的光合作用提供了有力條件,轉(zhuǎn)入庫(kù)的水流中,營(yíng)養(yǎng)物豐富,水的深度比較小,很容易造成富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài);懸移物長(zhǎng)期的沉積在水路底,其中不易降解的重金屬物質(zhì)和有毒物質(zhì),就會(huì)成為污染源,從而影響水庫(kù)的水質(zhì)。

四、結(jié)語(yǔ)

在水利工程的地質(zhì)環(huán)境分析過(guò)程中,首先要對(duì)地區(qū)現(xiàn)狀的水文地質(zhì)條件和工程地質(zhì)和水文地質(zhì)對(duì)水利工程的適應(yīng)性等進(jìn)行分析,從而預(yù)測(cè)區(qū)域地質(zhì)環(huán)境會(huì)在水利工程建成和運(yùn)作后產(chǎn)生的變化,以及其影響,預(yù)測(cè)其可能會(huì)產(chǎn)生的災(zāi)難性破壞,以及這種影響或者災(zāi)難性破壞的控制手段和程度,以及預(yù)防的措施等等,在一項(xiàng)水利工程修建完成之后,對(duì)于地質(zhì)環(huán)境的影響是綜合性的、來(lái)自于多方面的,大自然是一個(gè)彼此之間相互關(guān)聯(lián)整體,其中某一部分發(fā)生了變化,就會(huì)出現(xiàn)連鎖反應(yīng),除了我們文中所說(shuō)過(guò)的這幾個(gè)方面以外,還有很多,如對(duì)水庫(kù)周邊土地的浸沒(méi)、土地的鹽漬化、沼澤化等等造成原有的森林、樹(shù)木以及植被等等的破壞。而且在水庫(kù)建成以后,水質(zhì)和土壤乃至氣候都會(huì)發(fā)生重大的變化,這必將會(huì)造成動(dòng)物和植物群落以及水生生物的變化。所以,水利工程地質(zhì)環(huán)境的影響是非常大的,我們對(duì)其產(chǎn)生的影響和分析要從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度出發(fā),緊密聯(lián)系大自然與人類的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。

參考文獻(xiàn):

[1]徐春禹:《水利工程中的水文地質(zhì)問(wèn)題》,《民營(yíng)科技》,2011年05期

[2]周志幫:《水利工程與地質(zhì)環(huán)境相互影響分析》,《中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)》,2009年24期

篇8

關(guān)鍵詞:工程地質(zhì)勘察;鉆探技術(shù);選用

中圖分類號(hào):E271文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A

引言

工程地質(zhì)勘察對(duì)工程建設(shè)有著重要作用,它是針對(duì)影響建筑物的地質(zhì)因素進(jìn)行研究的,其中地質(zhì)因素包括地質(zhì)的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造等方面。不同的地質(zhì)對(duì)鉆探技術(shù)的要求不同,所以,在工程地質(zhì)勘察中對(duì)鉆探技術(shù)的選用也是非常重要環(huán)節(jié)之一,因此,要掌握工程地質(zhì)勘察中鉆探技術(shù),依據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇。

1、鉆探概述

鉆探是一種有效的勘探手段,它的用途十分廣泛,在不同的建筑物或者不同的勘察階段中都需要用到鉆探方法,鉆探方法有著它的獨(dú)特性,在地質(zhì)鉆探方法的運(yùn)用中呈現(xiàn)了許多特點(diǎn),除了受自然因素影響小、鉆進(jìn)深度不大、鉆孔目的具有綜合性以外,就是它的特殊要求,它的特殊要求主要是針對(duì)鉆進(jìn)方法、鉆孔結(jié)構(gòu)等,主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:地質(zhì)鉆探對(duì)巖心獲取率的要求相當(dāng)高,規(guī)定巖層不低于80%,對(duì)難以取得巖心的軟弱夾層或斷層帶的要求也不能小于60%;對(duì)于不同的對(duì)象,所采用的鉆進(jìn)方法也要不同,要保證巖心的獲取率;在地下水位及水文地質(zhì)的勘察工作中,要確保鉆孔的結(jié)構(gòu)符合含水層的位置及其它相關(guān)要求;在土層中進(jìn)行鉆進(jìn)工作時(shí),要以干鉆為先,適當(dāng)?shù)娜タs短鉆程。鉆探與物探相比,它的穿梭性有一定的優(yōu)勢(shì),它可以在任何環(huán)境下進(jìn)行,受地質(zhì)影響小,它的勘探深度相對(duì)較大,速度也非常快,但是它也有一定的難度,對(duì)于一些地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的不能進(jìn)行直接觀察,而且難以取得巖心,降低了鉆探的準(zhǔn)確度使勘察工作達(dá)不到規(guī)定的要求。

2、鉆探的特點(diǎn)和使用條件

(1)布置勘探工程的鉆孔時(shí),不僅要考慮到自然地質(zhì)的情況,也要結(jié)合好工程的特點(diǎn)和類型,比如說(shuō)民用建筑和工業(yè)建筑要按照建筑的輪廓線來(lái)進(jìn)行布孔,而水壩則是要順著壩的軸線來(lái)布孔等。

(2)通常來(lái)說(shuō),除了大型的水利工程、控測(cè)深巖漿、深埋隧道以外,其他鉆進(jìn)的深度都不大,也就在10多米左右,因此我們就會(huì)經(jīng)常用輕便鉆機(jī)和簡(jiǎn)易的鉆探法。

(3)鉆孔的用途通常有很多種,比如說(shuō)一個(gè)鉆孔要查明水文地質(zhì)條件、地質(zhì)結(jié)構(gòu)、地層巖性的同時(shí),還要做各樣的長(zhǎng)期觀測(cè)及取樣、試驗(yàn)等,而有一些試驗(yàn)很多時(shí)候都是和鉆進(jìn)來(lái)同時(shí)進(jìn)行的,因此進(jìn)尺也就較慢。

(4)在鉆進(jìn)方法和鉆孔結(jié)構(gòu)中的編錄、觀測(cè)等方面都有著特殊要求。

3、鉆探技術(shù)的分析介紹

3.1、反循環(huán)鉆探技術(shù)

一般情況下,我們將這類鉆探技術(shù)分為空氣反循環(huán)技術(shù)和水力反循環(huán)技術(shù)兩種,它們之間最重要的區(qū)別就是循環(huán)的介質(zhì)的不同。水力反循環(huán)鉆探技術(shù)的循環(huán)介質(zhì)就是水或者是泥漿,它的循環(huán)方式就是將循環(huán)的介質(zhì)傳送到孔底,取心鉆頭就可以得到柱狀的巖心,之后巖心就會(huì)與鉆頭一起回到地面;而空氣反循環(huán)鉆探技術(shù)的循環(huán)介質(zhì)就是空氣,同樣在雙壁鉆桿外管的作用下,空氣會(huì)被輸送到孔底,而空氣的劇烈膨脹一定會(huì)產(chǎn)生沖擊力,孔底的潛孔錘就會(huì)猛烈的撞擊孔底的巖石,之后鉆桿將空氣帶回地面的同時(shí)也會(huì)帶一些巖屑上來(lái),通過(guò)這些巖屑我們就可以測(cè)得所需的資料了。

這兩種技術(shù)都是有著各自的優(yōu)缺點(diǎn)的,水力反循環(huán)鉆探技術(shù)得到的巖塊更加完整,并且所需的勞動(dòng)強(qiáng)度也更低,能夠充分的保證對(duì)巖層判斷的準(zhǔn)確性,但是其更加的消耗水資源,并且工作的效率以及鉆進(jìn)的速度都較為緩慢;而空氣反循環(huán)鉆探技術(shù)同樣所需的勞動(dòng)強(qiáng)度較低,并且更加的節(jié)約成本,并且十分的適用于缺水干旱的區(qū)域,但是通過(guò)這種技術(shù)所取得的樣本是巖屑,代表性不強(qiáng),同時(shí)也無(wú)法完整的反映出地層結(jié)構(gòu)的缺陷。因此,無(wú)論是空氣反循環(huán)還是水力反循環(huán)的鉆探技術(shù),其適用性都是很廣的,在復(fù)雜的地層錨固施工和注漿中都可以采用此技術(shù),也適用于有松軟缺陷的地層。

3.2、繩索取心技術(shù)

繩索取心技術(shù)在獲取巖心的過(guò)程中,是不需要使用鉆桿的,只有不得不更換鉆頭時(shí)或是鉆頭存在質(zhì)量問(wèn)題時(shí),才會(huì)使用鉆桿。這種技術(shù)的核心工具應(yīng)是發(fā)生堵塞問(wèn)題時(shí)用來(lái)打撈的工具以及裝滿了巖礦心的巖心管,在提取巖心時(shí),并不需要提升鉆桿柱的。由于這種技術(shù)的便捷性和適應(yīng)性,其應(yīng)用的范圍是十分廣泛的,同時(shí)這種技術(shù)也能夠保證取心的質(zhì)量,并且鉆進(jìn)的深度也較低,這就大大的提升的設(shè)備鉆進(jìn)的效率,在作業(yè)時(shí)如果出現(xiàn)了阻塞的問(wèn)題,由于打撈工具的存在,鉆桿工具與礦心就可以避免出現(xiàn)摩擦,從而保證了取心的效率。采用繩索取心技術(shù)時(shí),由于不需要經(jīng)常提升鉆桿,升降的頻次也很少,所以作業(yè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度是很低的,鉆頭的使用壽命也得到了提升。在我國(guó)的很多領(lǐng)域中,比如鉆探地?zé)?、鉆探坑道、鉆探冰層、鉆探天然氣以及鉆探固體礦產(chǎn)等領(lǐng)域,都可以看到繩索取心技術(shù)的應(yīng)用。

3.3、液動(dòng)潛孔錘技術(shù)

這一鉆探技術(shù)我國(guó)在應(yīng)用和研究方面做得很好,在世界上也是名列前茅的。此技術(shù)是在回轉(zhuǎn)鉆探基礎(chǔ)上建立的,用沖洗液來(lái)驅(qū)動(dòng)液動(dòng)潛孔錘,當(dāng)液動(dòng)潛孔錘受到?jīng)_擊時(shí),就能將能量傳給鉆頭,然后用鉆頭來(lái)破巖,而其中的沖洗液是用現(xiàn)場(chǎng)的泥漿泵來(lái)進(jìn)行配送的,隨著鉆頭不斷深入淺出,也就會(huì)產(chǎn)生有節(jié)奏性的沖擊負(fù)荷。此技術(shù)是常規(guī)回轉(zhuǎn)鉆探的一個(gè)改進(jìn)成果,在回轉(zhuǎn)力和沖擊力的作用下,可以對(duì)高硬巖鉆進(jìn)的效率提高很多,從而也就減少了打孔的成本。此技術(shù)還能利用堅(jiān)硬巖石抗剪度低和脆性大的特點(diǎn),一些鉆孔質(zhì)量差和鉆探復(fù)雜地形都能用此技術(shù)解決。此方法適合用在脆性大、巖層堅(jiān)硬的地質(zhì)來(lái)進(jìn)行鉆探,因?yàn)榇思夹g(shù)在使用過(guò)程中是高頻振動(dòng)的,那就要注意好設(shè)備緊固的問(wèn)題,而液動(dòng)錘磨損的大小與液壓泥漿質(zhì)量的好壞有直接關(guān)系,因此液壓泥漿就要粘稠度低、含砂量少、性能好。小口徑巖心的鉆探現(xiàn)在正向水下爆破、錨固施工及水文水井等一些領(lǐng)域發(fā)展。而此技術(shù)有待發(fā)展的地方就是處于高強(qiáng)的工作環(huán)境下,要增強(qiáng)潛孔錘的工作性能及使用壽命?,F(xiàn)在此技術(shù)通常都應(yīng)用在金屬礦山、化工、石油、水電建材、地質(zhì)等一些領(lǐng)域。

3.4、組合鉆探工藝

此方法就是與繩索取心技術(shù)及反循環(huán)取樣、取心技術(shù)結(jié)合在一起,從而得到了這樣一個(gè)綜合的鉆探工藝,吸取了各個(gè)鉆探工藝的優(yōu)點(diǎn)。組合鉆探工藝是將三種鉆探技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合在一起所產(chǎn)生的,此工藝能依據(jù)地質(zhì)的鉆探要求和地層的情況來(lái)提高鉆探的效率,從而也減少了額外勞動(dòng)和成本。

4、地質(zhì)對(duì)鉆探技術(shù)的要求

(1)對(duì)于松散的卵碎石類地層,其卵、礫石個(gè)體的活動(dòng)自由度較大,套入條件較好,易鉆進(jìn)也易坍塌,適用跟管鉆進(jìn),對(duì)于較密實(shí)的卵碎石層,卵、礫石個(gè)體活動(dòng)的自由度較小,鉆進(jìn)中孔壁坍塌程度較小,適用于裸孔鉆進(jìn);

(2)對(duì)于松散的卵碎石類地層,其卵、礫石個(gè)體的活動(dòng)自由度較大,套入條件較好,易鉆進(jìn)也易坍塌,適用跟管鉆進(jìn),對(duì)于較密實(shí)的卵碎石層,卵、礫石個(gè)體活動(dòng)的自由度較小,鉆進(jìn)中孔壁坍塌程度較小,適用于裸孔鉆進(jìn);

(3)考慮到卵碎石粒徑大小在鉆進(jìn)中影響,鉆具器材口徑的選擇應(yīng)適當(dāng),口徑太大或太小都難以取得較好的總體效果。通常正常鉆進(jìn)中選用 127 鉆具或 146 鉆具為宜,這樣對(duì)于粒徑小于巖芯管內(nèi)徑或鉆頭內(nèi)徑的卵、碎石個(gè)體,可正常套人鉆進(jìn),對(duì)于粒徑大于巖芯管內(nèi)徑或鉆頭內(nèi)徑的這類地層,可適當(dāng)加大鉆具口徑或功用較小口徑以破碎個(gè)體為目的進(jìn)行鉆進(jìn);

(4)卵碎石層是的主要成為是粘性土壤,其粘力強(qiáng),致使鉆探技術(shù)實(shí)施時(shí)鉆出的孔壁坍塌度不大,所以其比較適合用裸鉆鉆進(jìn),在對(duì)卵碎石層進(jìn)行鉆探的時(shí),應(yīng)注意對(duì)其孔壁的保護(hù),可以使用套管護(hù)壁,而盡量不選擇用泥漿對(duì)孔壁進(jìn)行護(hù)壁。在實(shí)際工作中所遇到的卵碎石地層,多為以上各種要素的綜合體,應(yīng)根據(jù)密實(shí)度、充填物、含水量等的不同,在工程勘察鉆探過(guò)程中根據(jù)鉆探信息,及時(shí)調(diào)整和選用相應(yīng)的鉆探方法,從而提高鉆探效率和鉆探質(zhì)量。

結(jié)語(yǔ)

總而言之,地質(zhì)鉆探技術(shù)是很繁瑣復(fù)雜的一項(xiàng)工藝,而且其涉及的領(lǐng)域也很廣泛,因此,我們要針對(duì)不同的地質(zhì)勘察工程來(lái)選擇適合的鉆探技術(shù)。在當(dāng)前資源環(huán)境壓力較大的背景下,我們應(yīng)深入的研究相關(guān)的鉆探技術(shù),培養(yǎng)工作人員熟練的掌握鉆探的技能,從而真正的我國(guó)鉆探技術(shù)的快速發(fā)展。

參考文獻(xiàn):

篇9

關(guān)鍵詞:滲透系數(shù);飽和黏性;土室內(nèi)測(cè)試;現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試;達(dá)西定律;太沙基固結(jié)理論;水文地質(zhì)參數(shù)

中圖分類號(hào):P642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):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

滲透系數(shù)是水文地質(zhì)學(xué)中的一個(gè)重要的水文地質(zhì)參數(shù)。滲透系數(shù)(hydraulic conductivity)又稱為水力傳導(dǎo)系數(shù),其物理意義為水力坡度為1時(shí)地下水在介質(zhì)中的滲透速度。長(zhǎng)時(shí)間以來(lái),由于弱透水層的透水性較弱,其透水能力和透水量容易被人們忽視。事實(shí)上,在較大面積和較長(zhǎng)時(shí)間的水文地質(zhì)過(guò)程中,弱透水層中所流過(guò)的水量是不能忽略的。尤其是近年來(lái),在涉及到水文地質(zhì)、工程地質(zhì)和環(huán)境地質(zhì)等方面的問(wèn)題上,一些學(xué)者和專家發(fā)現(xiàn)弱透水層在透水方面更是不應(yīng)忽視的。黏性土是弱透水層的一個(gè)重要土層,其中發(fā)生的滲流過(guò)程和機(jī)理受到了越來(lái)越多的學(xué)者和專家的重視。由于黏性土的滲透性較弱,現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定得到其準(zhǔn)確的滲透系數(shù)非常困難。

國(guó)內(nèi)外的專家、學(xué)者相繼就這一問(wèn)題進(jìn)行了研究和探討:國(guó)內(nèi)學(xué)者有張忠胤、馮曉蠟[1-2]、宿青山[3]、劉維正[4]、王秀艷[5-6]、顧正維[7]、王君鵬[8],國(guó)外學(xué)者有Yi-Jang Yeh[9]、Eugeniusz Sawicki[10]、V.V.Zhikhovich[11]等。目前在對(duì)飽和黏性土滲透系數(shù)測(cè)定所用到的方法中仍存在一定的爭(zhēng)議,在測(cè)定過(guò)程中所采用的方法不用,測(cè)定的結(jié)果有較大的區(qū)別。鑒于飽和黏性土滲透規(guī)律的重要性,本文僅對(duì)飽和黏性土的滲透系數(shù)如何測(cè)定進(jìn)行歸納和總結(jié)。

1 滲流機(jī)理

1.1 滲流理論

1.1.1 達(dá)西定律

式中:V為滲透速度(cm/s);I為水力坡度(水頭損失除以滲透途徑);Q為滲透流量(出口處流量,通過(guò)砂柱各斷面的流量)(cm3);ω為過(guò)水?dāng)嗝妫▽?shí)驗(yàn)中砂柱橫斷面積)(cm2); h為水頭損失(上下游過(guò)水?dāng)嗝娴乃^差)(cm);L為滲透途徑(上下游過(guò)水?dāng)嗝娴木嚯x)(cm);K為滲透系數(shù)(cm/s)。

由于達(dá)西定律的試驗(yàn)結(jié)果是基于砂土為試驗(yàn)對(duì)象的基礎(chǔ)上建立起來(lái)的,并且由于黏性土滲透系數(shù)較小,所以針對(duì)于飽和黏性土,尚不能較好地反映其滲透規(guī)律。目前尚存在一定的分歧。主要的分歧在于飽和黏土滲流是否符合達(dá)西定律,以及假定飽和黏土滲流偏離達(dá)西定律的情況下,是否存在起始水力梯度[13]。

1.1.2 太沙基固結(jié)理論

為求飽和土層在滲透固結(jié)過(guò)程中任意時(shí)間的變形時(shí),通常采用太沙基提出的一維固結(jié)理論進(jìn)行計(jì)算。固結(jié)理論的一條重要的假設(shè)是:在孔隙水壓力消散過(guò)程中,土體的壓縮系數(shù)和滲透系數(shù)均不變?;诖耍覀兝锰郴鶈蜗蚬探Y(jié)微分方程來(lái)計(jì)算滲透系數(shù):

實(shí)際上,太沙基固結(jié)理論有很多不足的地方,利用其所測(cè)得的數(shù)值也并不十分準(zhǔn)確。問(wèn)延煦等[14]就如何合理地測(cè)定固結(jié)系數(shù)Cv給出了較為全面的闡述。 此外,李順群等[15]通過(guò)實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)分析證明固結(jié)過(guò)程存在著明顯的非線性,并在此基礎(chǔ)上推導(dǎo)出了飽和黏土一維滲流固結(jié)系數(shù)的表達(dá)式。

1.2 微觀結(jié)構(gòu)

1.2.1 土體中的孔隙

黏性土發(fā)生滲流的介質(zhì)主要是分布其中的大小不一的孔隙。

馮曉臘等[1-2]認(rèn)為黏性土中的孔隙主要存在形式為:粒間孔隙,孤立孔隙,粒內(nèi)孔隙,并根據(jù)孔徑的大小分為大孔隙、中孔隙、微孔隙、超微孔隙(圖1)。宿青山[3]、徐傳福[16]等認(rèn)為黏性土中的孔隙主要存在形式為:集粒間孔隙、集粒內(nèi)孔隙、集粒間觸點(diǎn)孔隙,并根據(jù)孔徑打大小分為大孔隙、微孔隙(圖2)。兩張說(shuō)法略有差異,但表達(dá)的內(nèi)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結(jié)合水所占比重不同。其中,微孔隙數(shù)量最多,對(duì)土的性質(zhì)起決定作用,微孔隙孔徑變化范圍大,又可以進(jìn)一步分為一級(jí)微孔隙、二級(jí)微孔隙和三級(jí)微孔隙[2]。

在外部加壓的過(guò)程中,隨著孔隙體積和孔徑的不斷減小,孔隙中的水不斷排出。進(jìn)一步分析,是由于在外加荷載的情況下,土體內(nèi)各級(jí)孔隙變化不一。當(dāng)壓力較小時(shí),發(fā)生變化的主要是數(shù)量較少、連通性較差的大、中孔隙,同時(shí)微孔隙略微增加,兩方面綜合的效果使得滲透系數(shù)不斷在減小,但不是快速下降;當(dāng)壓力較大時(shí),土體中微孔隙增加較快,孔隙內(nèi)主要存在的是微孔隙,在自由水被排出后,孔隙內(nèi)以結(jié)合水為主,結(jié)合水發(fā)揮主導(dǎo)作用,孔隙比變化不大,由此表現(xiàn)出滲透性不斷減小,但變化的程度較小并很快趨于穩(wěn)定的特征[2]。周輝[17]等在番禺(PY)和深圳(SZ)分別選取了土樣,用實(shí)驗(yàn)證明了隨著黏性土所受固結(jié)壓力的變化,滲透系數(shù)相應(yīng)變化的特征曲線(圖3)。

隨著外部荷載的變化,內(nèi)部各個(gè)孔隙的變化情況均不一樣,從而影響了結(jié)合水向自由水轉(zhuǎn)化以及自由水向外滲出的不同程度,進(jìn)一步?jīng)Q定了從孔隙中流出水量的多少。

1.2.2 土體中的孔隙水

黏土中的水分主要分為重力水、毛細(xì)水、結(jié)合水。結(jié)合水具有一定的抗剪強(qiáng)度,在一定的水頭作用下,只有一部分被克服了抗剪強(qiáng)度的弱結(jié)合水才能參與滲透。

馮曉臘等[2]認(rèn)為大孔隙中存在有重力水、毛細(xì)水、結(jié)合水;中孔隙中以重力水、毛細(xì)水為主,結(jié)合水次之;微孔隙孔徑變化范圍大,再分為三級(jí):一級(jí)微孔隙以重力水、毛細(xì)水為主,二級(jí)微孔隙以結(jié)合水為主,三級(jí)微孔隙中結(jié)合水占絕對(duì)優(yōu)勢(shì);超微孔隙中全部是結(jié)合水。

宿青山等[3]認(rèn)為大孔隙中以重力水、毛細(xì)水為主,微孔隙中充滿了結(jié)合水。

王秀艷[5]認(rèn)為飽和黏性土孔隙水滲流規(guī)律是在不同水力梯度作用下重力水、毛細(xì)水、弱結(jié)合水共同綜合作用的結(jié)果[5]。

1.3 滲流發(fā)生的機(jī)制

宿青山等[3]認(rèn)為,在較小的水力梯度驅(qū)動(dòng)下,只能引起大孔隙通道中的重力水滲透。隨著水力梯度的增加,不僅使大孔隙通道中的重力水、毛細(xì)水的運(yùn)動(dòng)加強(qiáng),而且還會(huì)引起超微孔隙通道中抗剪強(qiáng)度較小的結(jié)合水發(fā)生緩慢運(yùn)動(dòng),稱為隱滲(發(fā)生隱滲時(shí)的起始水力梯度為I01)。在較大的水力梯度的驅(qū)動(dòng)下,不僅使大孔隙通道中滲流加快,而且導(dǎo)致微孔隙通道中抗剪強(qiáng)度較大的結(jié)合水發(fā)生遷移,結(jié)合水的運(yùn)動(dòng)從隱滲轉(zhuǎn)為顯滲(發(fā)生顯滲時(shí)的起始水力梯度為I02)。同時(shí),宿青山等將飽和黏性土滲透的V-I曲線分為三個(gè)階段:第一個(gè)階段(0

王秀艷等[5]認(rèn)為可以將黏性土的滲流規(guī)律V-I曲線劃分為三部分(參看圖4):第一部分(I

2 測(cè)試方法

飽和黏性土滲透系數(shù)的測(cè)試方法有很多,總體來(lái)講分為室內(nèi)測(cè)試方法和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試方法兩大類。由于現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試方法費(fèi)時(shí)費(fèi)力、成本較高,所以目前仍以室內(nèi)測(cè)試方法為主。

2.1 室內(nèi)測(cè)試方法

目前室內(nèi)測(cè)試方法是飽和黏土滲透系數(shù)測(cè)試的主要方法,涉及到的原理和其所適用的工程條件各有不同,下面一一介紹。

2.1.1 變水頭滲透試驗(yàn)

相對(duì)來(lái)講,常水頭試驗(yàn)適用于測(cè)定砂石等透水性較大的粗粒土,變水頭試驗(yàn)更適用于測(cè)定透水性較小的黏土,因此接下來(lái)我們主要探討變水頭滲透試驗(yàn)。變水頭滲透試驗(yàn)的原理是在達(dá)西定律的基礎(chǔ)上,測(cè)定在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中,水頭差隨時(shí)間而發(fā)生的變化。

(1)由于黏性土在滲透變形的過(guò)程中,其滲透系數(shù)并不是恒定不變的。因此我們需要進(jìn)一步分析,應(yīng)該如何及時(shí)有效地測(cè)定不斷變化著的飽和黏性土的滲透系數(shù)。基于這一理念,王秀艷[6]在曹文炳教授等的釋水與越流試驗(yàn)儀的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn),研制出了方便快捷的固結(jié)聯(lián)合滲透儀(圖5)。改進(jìn)后的滲透儀有兩大特點(diǎn):滲透時(shí)間短;可模擬抽水條件下黏性土的釋水變形過(guò)程。

(2)事實(shí)上,最初研制出來(lái)的變水頭滲透試驗(yàn)裝置還有很多不足,專家、學(xué)者在此基礎(chǔ)上做了許多改進(jìn),如加反壓力裝置使不飽和黏土達(dá)到飽和,采用內(nèi)外雙管封閉的滲透水量管來(lái)測(cè)定滲透流量。另外,我們應(yīng)該盡量避免在試驗(yàn)過(guò)程中所產(chǎn)生的誤差。杜延齡[13]等集合了國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有測(cè)定黏土滲透特性儀器的優(yōu)點(diǎn),研制了一種由滲透儀容器、上下游平水盤、測(cè)流與測(cè)壓管以及施加孔隙壓力的設(shè)備組成的黏土滲透試驗(yàn)設(shè)備。經(jīng)過(guò)驗(yàn)證,儀器得到的成果穩(wěn)定可靠,且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、制作容易。

2.1.2 太沙基固結(jié)試驗(yàn)

利用太沙基固結(jié)試驗(yàn)來(lái)測(cè)試滲透系數(shù)的原理為:太沙基固結(jié)理論的成立建立在一條重要的假設(shè)之上―土中滲流服從達(dá)西定律,滲透系數(shù)保持不變。我們通過(guò)做固結(jié)試驗(yàn)來(lái)間接求取滲透系數(shù),正是用到了太沙基的這一基本假設(shè)。先通過(guò)固結(jié)試驗(yàn)確定固結(jié)系數(shù)Cv,再通過(guò)固結(jié)系數(shù)Cv的定義來(lái)間接推算滲透系數(shù)Kv。

該試驗(yàn)的難度在于,在固結(jié)過(guò)程中,固結(jié)系數(shù)發(fā)生了改變,固結(jié)系數(shù)是一個(gè)變量,因此并不能準(zhǔn)確地得到滲透系數(shù)的數(shù)值。GDS先進(jìn)固結(jié)試驗(yàn)系統(tǒng)[18]很好地克服了這一缺點(diǎn)。GDS先進(jìn)固結(jié)試驗(yàn)系統(tǒng)不僅可以進(jìn)行傳統(tǒng)固結(jié)試驗(yàn),還可以在保持固結(jié)壓力不變的條件下進(jìn)行滲透試驗(yàn),在同一試樣上可以測(cè)得較為準(zhǔn)確的滲透系數(shù)。

2.1.3 三軸滲透試驗(yàn)

三軸滲透試驗(yàn)是較適合于測(cè)量深層黏性土。該試驗(yàn)是通過(guò)測(cè)量深層黏性土孔隙水的滲出量來(lái)求其滲透系數(shù)的。三軸滲透試驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)在于其對(duì)土樣所處的環(huán)境如壓力、濕度等能進(jìn)行比較精確的模擬,以便讓土樣達(dá)到實(shí)際應(yīng)力狀態(tài)下的滲透狀態(tài),從而對(duì)土樣的滲透系數(shù)進(jìn)行較為準(zhǔn)確的測(cè)定。

2.1.4 溶質(zhì)示蹤方法

該方法是將黏土試樣和收集槽聯(lián)接起來(lái),通過(guò)示蹤儀器,測(cè)定收集槽中示蹤劑的濃度與時(shí)間的關(guān)系,來(lái)間接測(cè)定滲透系數(shù)。在水力梯度較低和流量較小的情況下適合用此方法。該方法突破了傳統(tǒng)測(cè)定滲透系數(shù)的方法,采用水化學(xué)的角度,通過(guò)測(cè)定示蹤劑濃度來(lái)測(cè)定滲透系數(shù),給滲透系數(shù)的測(cè)定方法帶來(lái)了新的思路。

2.2 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試方法

相比較于室內(nèi)測(cè)試方法,由于現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試方法的試驗(yàn)條件更接近實(shí)際土層的滲透情況,因此其測(cè)得的滲透系數(shù)比較可靠和準(zhǔn)確。現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試滲透系數(shù)的方法有許多,常用的有鉆孔注水試驗(yàn)和鉆孔抽水試驗(yàn)。另外,本文還介紹一種利用孔壓靜力觸探(CPTU)來(lái)確定黏性土滲透系數(shù)的方法。

2.2.1 鉆孔注水試驗(yàn)

比起抽水試驗(yàn),鉆孔注水試驗(yàn)更適用于對(duì)弱透水層中黏性土的測(cè)定,可以根據(jù)黏土實(shí)際的滲透情況及時(shí)調(diào)整注水水量,計(jì)算得到的結(jié)果精度較高。

(1)鉆孔常水頭注水試驗(yàn)。

下面簡(jiǎn)要介紹兩種常水頭注水試驗(yàn)。

a.向鉆孔內(nèi)注入穩(wěn)定流量的清水,在流量和水位趨于穩(wěn)定后,通過(guò)測(cè)定流量和水位值來(lái)計(jì)算土層的滲透系數(shù)。由于黏性土的滲透能力較弱,加上試驗(yàn)土層存在飽的問(wèn)題,試驗(yàn)段應(yīng)盡量在地下水位以下選取,式(4)就是當(dāng)試驗(yàn)段位于地下水位以下時(shí)的情形(《規(guī)程》推薦的公式[19]):

式中:K為試驗(yàn)巖土層的滲透系數(shù)(cm/s);Q為穩(wěn)定時(shí)的注入流量(L/min);H為試驗(yàn)水頭(cm),等于試驗(yàn)水位與地下水位之差;A為試驗(yàn)段形狀系數(shù)(cm),按照《水利水電工程注水試驗(yàn)規(guī)程》(SL 345-2007)選取。

b.該試驗(yàn)是野外的一種簡(jiǎn)易的鉆孔注水試驗(yàn)法,優(yōu)點(diǎn)是方便快捷,但也有其局限性,只能粗略地測(cè)定黏性土水平向滲透系數(shù)。該試驗(yàn)原理與壓水試驗(yàn)原理類似,用固定的水頭向鉆孔內(nèi)注水,水通過(guò)孔壁四周向土體內(nèi)滲透,根據(jù)土體的吸水量來(lái)測(cè)算黏性土的滲透系數(shù)。王振華[20]等根據(jù)經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式得到下列計(jì)算式。

在實(shí)際工程中由于不同的目的,A/F項(xiàng)應(yīng)代入相應(yīng)不同的值。由于鉆孔對(duì)滲透土層的擾動(dòng),試驗(yàn)過(guò)程中難免會(huì)帶來(lái)一些誤差,但經(jīng)過(guò)驗(yàn)證,試驗(yàn)結(jié)果相對(duì)來(lái)說(shuō)能夠比較客觀地反映土層的滲透規(guī)律。

2.2.2 鉆孔抽水試驗(yàn)

由于黏性土透水性能較弱,而且一般來(lái)講抽水含水層的邊界形狀以及邊界條件較為復(fù)雜,找到合適的公式來(lái)計(jì)算黏性土的滲透系數(shù)比較困難。周志芳[22]等采用鏡像法原理和勢(shì)疊加原理,提出了確定邊界附近有越流承壓不完整井含水層水文地質(zhì)參數(shù)的計(jì)算公式和計(jì)算方法。該試驗(yàn)方法主要用到的公式如下:

該試驗(yàn)方法簡(jiǎn)單、有效,具有可通過(guò)一次抽水試驗(yàn)便可確定滲透系數(shù)的優(yōu)點(diǎn),適用于在復(fù)雜定解條件下來(lái)求解黏性土的滲透系數(shù)。

2.2.3 孔壓靜力觸探

孔壓靜力觸探測(cè)試的原理是用靜壓力將標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的圓錐形探頭勻速地壓入土體中,同時(shí)利用電測(cè)技術(shù)測(cè)定圓錐的錐頭阻力、觸探儀鉆桿的側(cè)壁摩擦力和錐頭后的孔隙水壓力,來(lái)確定土層劃分和土體的各種參數(shù)??讐红o力觸探測(cè)試方法相比較于鉆孔注水和鉆孔抽水測(cè)試方法,具有間接、靈敏、快速、高效的優(yōu)點(diǎn)。

式中:K為土體的滲透系數(shù)(m/s);α為錐頭角度(0°

經(jīng)過(guò)驗(yàn)證,改進(jìn)后的公式計(jì)算得到的滲透系數(shù)更加接近于實(shí)驗(yàn)室測(cè)試得到的結(jié)果,精確度較高。

2.3 其它測(cè)試方法

除常規(guī)的測(cè)試方法外,下面介紹另外兩種間接測(cè)定滲透系數(shù)的方法。

2.3.1 從固結(jié)曲線上確定滲透系數(shù)

在常規(guī)的實(shí)驗(yàn)室條件下,在對(duì)黏土的滲透系數(shù)測(cè)定中,存在著一些誤差,這些誤差主要來(lái)源于:提供迫使水通過(guò)土樣動(dòng)力的不穩(wěn)定性以及水通過(guò)土樣通道的不可控性。這些誤差在常規(guī)的試驗(yàn)中是不可避免的。因此,我們嘗試通過(guò)其它一些方法來(lái)求取滲透系數(shù)。

在固結(jié)過(guò)程中,可以分為兩個(gè)連續(xù)的階段:初固結(jié)和次固結(jié)階段。Eugeniusz Sawichi[10]和Joanna Strozyk[10]發(fā)現(xiàn),在初固結(jié)的初始階段,主要是氣泡的溶解和孔隙的填滿,接著是溶解先前氣泡的水部分壓縮,在指定的荷載下,當(dāng)溶解有氣泡的水變得不可壓縮時(shí),土樣的沉降量?jī)H取決于水的擠出量,此時(shí),沉降速度等于孔隙水的擠壓速度,即滲透速度。V.V.Zhikhovich[11]也指出,在上述的過(guò)程中并未發(fā)生顯著的流變過(guò)程,在孔隙水被擠出的短時(shí)間內(nèi),固結(jié)曲線是呈線性變化的。由此通過(guò)公式(10)得到固結(jié)系數(shù)。

該試驗(yàn)方法雖然經(jīng)過(guò)嚴(yán)密的理論公式的推導(dǎo),但其試驗(yàn)結(jié)果仍然避免不了一些經(jīng)驗(yàn)的因素,如:滲透速率恒定的時(shí)間段需要人為判斷,這就使得試驗(yàn)結(jié)果帶有一些主觀因素,因此試驗(yàn)方法有待于進(jìn)一步的推敲和驗(yàn)證。

2.3.2 滲透模型

劉維正[4]總結(jié)前人經(jīng)驗(yàn),建立了適用范圍更廣、線性化更明顯的lg(1+e)-lgkν滲透模型,能更好地反映滲透系數(shù)隨孔隙比的變化規(guī)律。但該模型的缺點(diǎn)在于:僅分析了在壓縮過(guò)程中豎直向滲透系數(shù)的變化,而在黏土的各向異性對(duì)滲透特性的影響上,并未做出全面的分析。

為了更好地反映黏土的力學(xué)特性,國(guó)內(nèi)外學(xué)者建立了在微觀上能夠反映土體力學(xué)性質(zhì)的的本構(gòu)模型,以及考慮黏土各向異性的微觀彈塑性本構(gòu)模型[23]。

在以后的研究工作中,進(jìn)行模擬可以在以下兩方面做進(jìn)一步的研究。

(1) 黏土體的構(gòu)成。黏土體中孔隙類型、不同類型孔隙的多少、發(fā)生固結(jié)時(shí)不同類型孔隙之間的轉(zhuǎn)化程度。

(2) 在滲流過(guò)程中,發(fā)生隱滲或是顯滲時(shí)弱結(jié)合水向自由水的轉(zhuǎn)化程度。

3 討論與結(jié)論

(1)在求滲透系數(shù)的過(guò)程中,廣泛用到了達(dá)西定律和太沙基單向固結(jié)理論。達(dá)西定律的應(yīng)用更適用于砂類土,在黏性土的適用方面尚存在一定的分歧,還有待進(jìn)一步研究。太沙基理論的成立存在著一些理想的假設(shè),在實(shí)際應(yīng)用時(shí),黏土周圍的環(huán)境并不能很好地滿足這些假設(shè),從而造成一定的誤差。應(yīng)多從這些角度入手,才能更好地減小誤差,使得試驗(yàn)結(jié)果更為精確。

(2)根據(jù)不同的試驗(yàn)?zāi)康暮鸵?,?guó)內(nèi)外專家和學(xué)者研制出不同的試驗(yàn)儀器和試驗(yàn)方法,來(lái)更好地推導(dǎo)和測(cè)定滲透系數(shù)。在滲透系數(shù)-水力坡度曲線上,黏性土從發(fā)生滲流到進(jìn)入穩(wěn)定滲流的階段上應(yīng)受到更多的關(guān)注。

(3)測(cè)試黏性土滲透系數(shù)的儀器有很多,方法、原理不一,應(yīng)盡量從減少誤差的方面去改進(jìn)試驗(yàn)儀器,使得測(cè)定的結(jié)果更為精準(zhǔn)。

(4)在室外測(cè)定黏性土的滲透系數(shù)時(shí),應(yīng)設(shè)法盡量減少對(duì)原狀土的擾動(dòng),保護(hù)原狀土的結(jié)構(gòu)不被破壞。

(5)在對(duì)黏性土進(jìn)行模型模擬時(shí),盡量從孔隙的類型、孔隙的多少、結(jié)合水轉(zhuǎn)化的微觀角度進(jìn)行分析和討論。

參考文獻(xiàn)(References):

[1]馮曉蠟.飽和黏性土滲透性的研究現(xiàn)狀及其發(fā)展方向[J].地質(zhì)科技情報(bào),1988,7(3):53-57.(FENG Xiao-la.Permeability research of saturated cohesive soil and its future development[J].Geological Science and Technology Information,1988,7(3):53-57.(in Chinese))

[2]馮曉蠟,沈孝宇.飽和黏性土的滲透固結(jié)特性及其微觀機(jī)制的研究[J].水文地質(zhì)工程地質(zhì),1991,18(1):8-9.(FENG Xiao-la,SHEN Xiao-yu.Research on osmotic consolidation characteristics and microcosmic mechanism in saturated clay[J].Hydrogeology & Engineering Geology,1991,18(1):8-9.(in Chinese))

[3]宿青山,侯杰,段淑娟.對(duì)飽和黏性土滲透規(guī)律的新認(rèn)識(shí)及其應(yīng)用[J].長(zhǎng)春科技大學(xué)學(xué)報(bào),1994,24(1):52.(SU Qing-shan,HOU Jie,DUAN Shu-juan.A new recongnition on the law of water seepage in saturated cohesive soil and its application[J].Journal of Changchun University of earth sciences,1994,24(1):52.(in Chinese))

[4]劉維正,石名磊,林昌.天然沉積飽和黏土滲透系數(shù)試驗(yàn)研究與預(yù)測(cè)模型[J].巖土力學(xué),2013,34(9):2501-2507.(LIU Wei-zheng,SHI Ming-lei,MIAO Lin-chang.Experimental study of permeability coefficient of natural saturated clay and its prediction model[J].Rock and Soil Mechanics,2013,34(9):2501-2507.(in Chinese))

[5]王秀艷,劉長(zhǎng)禮.對(duì)黏性土孔隙水滲流規(guī)律本質(zhì)的新認(rèn)識(shí)[J].地球?qū)W報(bào),2003,24(1):94.(WANG Xiu-yan,LIU Chang-li.New understanding of the regularity of water seepage in cohesive soil[J].Journal of earth,2003,24(1):94.(in Chinese))

[6]王秀艷.深層堅(jiān)硬黏性土滲透變形特性的研究[D].吉林:吉林大學(xué),2003.(WANG Xiu-yan.The Study of seepage and deformation for deep clayed soil[D].Jilin,Jilin University,2003.(in Chinese))

[7]顧正維,孫炳楠,董邑寧.黏土的原狀土、重塑土和固化土滲透性試驗(yàn)研究[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào),2003,22(3):505-508.(GU Zheng-wei,SUN Bing-nan,DONG Yi-ning.Testing study of permeability of the original clay,recomposed clay and improved clay with stabilizer ZDYT-1[J].Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering,2003,22(3):505-508.(in Chinese))

[8]王君鵬,沈水龍.基于孔壓靜力觸探確定土體的滲透系數(shù)[J].巖土力學(xué),2013,34(11):3336-3337.(WANG Jun-peng,SHEN Shui-long.Determination of permeability coefficient of soil based on CPTU[J].Rock and Soil Mechanics,2013,34(11):3336-3337.(in Chinese))

[9]Yi-Jang Yeh,Cheng-Haw Lee,Shih-Tsu Chen.A Tracer Method to Determine Hydraulic Conductivity and Effective Porosity of Saturated Clays under Low Grandients[J].Groundwater,2000,38(4):522-528.

[10]EUGENIUSZ S,JOANNA S.Determination of Permeability Coefficient of Saturated Clay Based on Linear Segment of Settlement curve[J].Studia Geotechnica et Mechanica,2009,31(4):73-76.

[11]V V Zhikhovich.Determination of the Permeability Coefficient of Saturated Clay from the Settlement Curve in a Compression Test[J].Power Technology and Engineering,1981,15(12):767-771.

[12]王大純,張人權(quán),史毅虹.水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)[M].北京:地質(zhì)出版社,1994.(WANG Da-chun,ZHANG Ren-quan,SHI Yi-hong.The Basis of Hydrogeology[M].Beijing:Geological Publishing House,1994.(in Chinese))

[13]杜延齡,李春華,徐家海.研究飽和黏土滲透特性的試驗(yàn)裝置[J].水利學(xué)報(bào),1980(4):71-74.(DU Yan-ling,LI Chun-hua,XU Jia-hai.The studying of testing device of permeability in saturated clay[J].Journal of Hydraulic Engineering,1980(4):71-74.(in Chinese))

[14]問(wèn)延煦,施建勇.Terzaghi一維固結(jié)理論研究綜述[J].西部探礦工程,2003(2):1-2.(WEN Yan-xu,SHI Jian-yong.Current research of terzaghi one-dimensional consolidation theory[J].West-china Exploration Engineering,2003(2):1-2.(in Chinese))

[15]李順群,張業(yè)民,裴玉萍.飽和黏土一維固結(jié)系數(shù)的非線性研究[J].遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2002,21(6):726-729.(LI Shun-qun,ZHANG Ye-min,PEI Yu-ping.Study of one-dimensional nonlinear coefficient of consolidation of saturated clay[J].Journal of Liaoning Technical University:Natural Science Edition,2002,21(6):726-729.(in Chinese))

[16]許傳福.弱透水層飽和黏性土中水分滲透規(guī)律研究[J].吉林地質(zhì),2008,21(1):30-32.(XU Chuan-fu.Studying the permeableregularities of water in less permeable and saturated clay[J].Jilin Geology,2008,21(1):30-32.(in Chinese))

[17]ZHOU Hui,F(xiàn)ANG Ying-guang,GU Ren-guo,et al.Microscopic Analysis of Saturated Soft Clay in Pearl River Delta[J].Journal of Central South University of Technology,2011,18(2):504-510.

[18]謝康和,莊迎春,李西斌.蕭山飽和軟黏土的滲透性試驗(yàn)研究[J].巖土工程學(xué)報(bào),2005,27(5):591-593.(XIE Kang-he,ZHUANG Ying-chun,LI Xi-bin.Laboratory investigation of permeability characteristivs of xiaoshan clay[J].Chinese Journal of Geotechnical Engineering,2005,27 (5):591-593.(in Chinese))

[19]張貽火.鉆孔注水試驗(yàn)方法淺析[J].資源環(huán)境與工程,2008(5):31-32.(ZHANG Yi-huo.Analyses of test methods of the borehole water injection[J].Resources Environment & Engineering,2008,(5):31-32.(in Chinese))

[20]王振華,周禎,林碩慶.黏性土滲透系數(shù)野外快速測(cè)定法[A].第二屆全國(guó)巖土與工程學(xué)術(shù)大會(huì)論文集[C].2006.43.(WANG Zhen-hua,ZHOU Zhen,LIN Shuo-qing.The fast method in-situ testing of permeability coefficinent of clayed soil(A).The Second National Geotechnical and Engineering Conference Proceedings[C].(in Chinese))

[21]祝風(fēng)海.鉆孔變水頭滲透試驗(yàn)原理與計(jì)算[J].勘察科學(xué)技術(shù),2009,(1):42-43.(ZHU Feng-hai.The principle and calculation of borehole falling-head permeability test[J].Site Investigation Science and Technology,2009,(1):42-43.(in Chinese))

篇10

1.工程地質(zhì)勘察概述

1.1工程地質(zhì)勘察的定義

工程地質(zhì)勘察主要是指對(duì)工程建筑物所在區(qū)域內(nèi)的工程地質(zhì)條件進(jìn)行勘察,從而查明對(duì)工程建筑物存在影響的地質(zhì)因素。工程地質(zhì)條件包括建筑工程的地質(zhì)構(gòu)造、地形、地貌、地層巖性、水文地質(zhì)條等。工程地質(zhì)勘察一項(xiàng)需運(yùn)用到多種學(xué)科的理論工作,包括工程地質(zhì)學(xué)、巖土力學(xué)等學(xué)科,主要是以這些學(xué)科理論知識(shí)為指導(dǎo),而后按照科學(xué)的勘察程序與方法并利用專業(yè)的測(cè)試儀器與技術(shù),對(duì)工程建筑物所在區(qū)域內(nèi)的工程地質(zhì)條件進(jìn)行勘察,查明影響工程建筑物的地質(zhì)因素,從而為工程建設(shè)的順利進(jìn)行與完成提供的保障。

1.2工程地質(zhì)勘察內(nèi)容

工程地質(zhì)勘察內(nèi)容主要包括以下幾方面:第一,地質(zhì)形態(tài)勘察,主要是對(duì)地下空洞部分和地下不明物體等的分布形態(tài)、具置及深度進(jìn)行勘察確定。第二,巖土參數(shù),主要對(duì)較難取樣的原狀巖土和建筑室內(nèi)、外試驗(yàn)巖土、風(fēng)化巖、顆粒土等進(jìn)行勘察,因?yàn)檫@些巖土的設(shè)計(jì)參數(shù)較難確定。第三,界面劃分,主要就是對(duì)巖土巖土層及巖石的風(fēng)化程度進(jìn)行界面劃分,進(jìn)而對(duì)不良地質(zhì)界面、地質(zhì)構(gòu)、軟弱結(jié)構(gòu)面等進(jìn)行正確判定。第四,土壤采樣。針對(duì)不同性質(zhì)的的土層選擇不同的土壤樣品,通常采用含水層采樣點(diǎn)的方法,分別為表層采樣點(diǎn)、隔水層采樣點(diǎn)、表層與上隔水層之間的采樣點(diǎn)[1]。

2.對(duì)工程地質(zhì)勘察中相關(guān)問(wèn)題的探討

2.1野外地質(zhì)勘察存在的問(wèn)題

野外地質(zhì)勘察工作主要就是對(duì)需要進(jìn)行地質(zhì)勘察的區(qū)域進(jìn)行踏勘并對(duì)該區(qū)域的地質(zhì)資料和信息進(jìn)行收集,但是由于多種原因影響,使得實(shí)際野外地質(zhì)勘察工作仍存在不少的問(wèn)題,主要表現(xiàn)為下列幾方面:一是地質(zhì)資料和信息難以收集完全、詳細(xì);二是勘察工作量較大,但是受環(huán)境因素影響,往往導(dǎo)致勘察工作量不足;三是地質(zhì)勘察隊(duì)伍或人員專業(yè)化素質(zhì)和技術(shù)水平有待提高;四是在地質(zhì)勘察工作中沒(méi)有嚴(yán)格按照規(guī)范要求進(jìn)行。

2.2室內(nèi)土工試驗(yàn)存在的問(wèn)題

不僅野外地質(zhì)勘察存在不少的問(wèn)題,即便是室內(nèi)土工試驗(yàn)也存在不少的問(wèn)題,主要表現(xiàn)為兩個(gè)方面:一是粉土劃分不全面、不準(zhǔn)確。造成這一問(wèn)題出現(xiàn)的主要原因是粉土顆分試驗(yàn)較為復(fù)雜,操作不易,在粉土劃分過(guò)程中極易出現(xiàn)問(wèn)題。二是剪切試驗(yàn)參數(shù)可信度低。造成這一問(wèn)題出現(xiàn)的主要原因是剪切試驗(yàn)受力條件復(fù)雜,且排水條件難以控制。

2.3巖土工程評(píng)價(jià)中存在的問(wèn)題

當(dāng)前,由于我國(guó)關(guān)于巖土工程評(píng)價(jià)體系方面存在一定的不足,所以導(dǎo)致巖土工程評(píng)價(jià)中存在不少問(wèn)題,具體表現(xiàn)為評(píng)價(jià)方法不合理、不能精確確定地基承載等問(wèn)題。此外,在選擇基礎(chǔ)方案過(guò)程中,部分勘察人員貪圖方便,想要盡早完事,導(dǎo)致所提供的基礎(chǔ)方案存在沒(méi)有結(jié)合場(chǎng)地實(shí)際情況、基礎(chǔ)方案單一的問(wèn)題,這樣的方案遠(yuǎn)不能滿足實(shí)際需求,從而極易出現(xiàn)問(wèn)題,造成不必要浪費(fèi)。

2.4工程地質(zhì)勘察報(bào)告存在問(wèn)題

工程地質(zhì)勘察報(bào)告是對(duì)工程地質(zhì)勘察工作的總結(jié),能夠?yàn)楣こ探ㄔO(shè)提供重要的資料依據(jù),具有的重要性顯而易見(jiàn)。但是在實(shí)際工作中,由于多種原因影響使得工程地質(zhì)勘察報(bào)告中極易出現(xiàn)一些問(wèn)題,具體表現(xiàn)為下列方面:一是工程地質(zhì)勘察報(bào)告對(duì)地基的評(píng)價(jià)不完全正確;二是工程地質(zhì)勘察報(bào)告對(duì)地基的針對(duì)性較弱;三是工程地質(zhì)勘察報(bào)告中國(guó)的圖件不符合要求;四是工程地質(zhì)勘察報(bào)告中的內(nèi)容不完整,僅對(duì)地基與基礎(chǔ)方案,地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)參數(shù)方面進(jìn)行了闡述和探析[2]。

3.工程地質(zhì)勘察方法

3.1高密度電阻率法

高密度電阻率法是集電測(cè)深法和剖面法兩種功能于一體的勘察方法,具有數(shù)據(jù)采集密度大、點(diǎn)距小的特點(diǎn),能夠直觀、形象地反映出電性異常體狀況,且還具有成本低、效率高的優(yōu)點(diǎn),所以被廣泛應(yīng)用于工程地質(zhì)勘察中。高密度電阻率法的運(yùn)行原理與常規(guī)電阻率法并無(wú)多大區(qū)別,兩者基本相同。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),高密度電阻率法就是通過(guò)布置密集的測(cè)點(diǎn)并搭配多種測(cè)試裝置,然后對(duì)地質(zhì)信息進(jìn)行測(cè)量的方法,采用該方法能夠及時(shí)、有效的反映出工程建設(shè)區(qū)域的地電信息,從而為地質(zhì)信息數(shù)據(jù)資料的處理工作提供便利。通過(guò)對(duì)高密度電阻率法的原理進(jìn)行分析,得知巖石、礦物的電性差異作為基礎(chǔ),并建立人工電流場(chǎng),通過(guò)對(duì)電流場(chǎng)進(jìn)行觀測(cè),了解電流場(chǎng)在大地中的分布規(guī)律,從而為解決工程地質(zhì)、環(huán)境等問(wèn)題奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

在野外地質(zhì)勘察中應(yīng)用高密度電阻率法進(jìn)行測(cè)量時(shí),應(yīng)科學(xué)布置測(cè)點(diǎn),并在測(cè)點(diǎn)上布置數(shù)十根或數(shù)百根電極,然后利用遠(yuǎn)程控電極轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)和微機(jī)工程電測(cè)儀器,就能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的快速和自動(dòng)采集。通過(guò)自動(dòng)、快速采集數(shù)據(jù),能夠得出測(cè)量結(jié)果,將測(cè)量結(jié)果輸入計(jì)算機(jī)后,能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行處理,最終得出關(guān)于地電斷面分布的各種物理解釋結(jié)果。采用高密度電阻率方法進(jìn)行測(cè)量時(shí),在選擇參數(shù)方面必須注意下列幾項(xiàng)問(wèn)題:一是電極排列布置,根據(jù)勘察地面開(kāi)闊程度不同,電極排列布置可分為四極裝置和三極裝置,地面開(kāi)闊布置四極裝置,地面狹窄布置三極裝置。二是極間隔確定,通常情況下,最小電極間隔在探測(cè)深度的十分之一或十五分之一之間。三是探測(cè)深度確定,實(shí)際探測(cè)目標(biāo)體深度不能超出設(shè)計(jì)探測(cè)深度。在工程地質(zhì)勘察中應(yīng)用高密度電阻率法存在不少的優(yōu)勢(shì),但也受到一些因素制約,例如地形影響、旁側(cè)影響、探測(cè)體埋深等。

3.2建立地質(zhì)勘察信息數(shù)據(jù)庫(kù)

工程地質(zhì)勘察過(guò)程就是大量收集工程所在區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)信息和數(shù)據(jù),這些地質(zhì)信息和數(shù)據(jù)數(shù)量巨大、種類繁多,為了獲取這些地質(zhì)信息和數(shù)據(jù)將消耗大量的資源,由此可見(jiàn)這些地質(zhì)信息和數(shù)據(jù)的重要性,所以,我們必須確保這些地質(zhì)信息和數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、完整性。那么如何才能確保這些地質(zhì)信息和數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、完整性呢?隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的廣泛應(yīng)用,我們應(yīng)重視計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù),將該技術(shù)與工程地質(zhì)勘察工作緊密結(jié)合,通過(guò)不斷探索開(kāi)發(fā)出適合存儲(chǔ)勘察地質(zhì)信息和數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù),并以此為依據(jù)建立地質(zhì)勘察信息數(shù)據(jù)庫(kù)。當(dāng)然,地質(zhì)勘察信息數(shù)據(jù)庫(kù)的建立并不是件簡(jiǎn)單的事,為了方便處理和查閱這些地質(zhì)勘察信息數(shù)據(jù),應(yīng)將其進(jìn)行分類,具體能夠分為三大類,分別是常規(guī)數(shù)據(jù)類信息、文字類信息以及音像類信息。

3.3提高地質(zhì)勘察人員的素質(zhì)與技能水平

地質(zhì)勘察人員是工程地質(zhì)勘察工作的具體執(zhí)行者,地質(zhì)勘察人員整體素質(zhì)與技能水平高低直接影響著地質(zhì)勘察工作效率、質(zhì)量。所以,為了確保地質(zhì)勘察工作質(zhì)量,提高地質(zhì)勘察工作效率,我們必須不斷提高地質(zhì)勘察人員的素質(zhì)與技能水平,促使人員具備較強(qiáng)的責(zé)任感和良好的職業(yè)道德。同時(shí)作為地質(zhì)勘察人員在日常工作中也應(yīng)嚴(yán)格要求自己,加強(qiáng)學(xué)習(xí),做好工程地質(zhì)勘探的本職工作[3]。