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工程地质和岩土工程的关系十篇

发布时间:2024-04-26 02:28:08

工程地质和岩土工程的关系篇1

【关键词】岩土工程;勘察

1新时期岩土工程

岩土作为支承体:房屋建筑、道路、桥梁、弃渣场、各种大型设备等等,都建造在岩土体上,岩土体作为地基,作为支承体,研究的主要问题是承载力和变形问题、稳定问题。岩土作为荷载或自承体:边坡工程、基坑工程、露天采矿工程等地面工程开挖,隧道、地下洞室等地下工程开挖,面临的是另一类稳定和变形问题。这时,岩土体担任的角色,既可能是荷载,也可能是自承体。同时,地下水的时空分布状态常常具有举足轻重的影响。岩土作为材料:填方工程,特别是大面积高填方、填海造陆,要用大量岩土作为回填材料;水工围堰、水利大坝、填筑路堤等也用岩土作为当地材料,就近取材。这些工程除了研究其稳定和变形等特性外,岩土材料的质量、数量、运距和施工质量控制是主要的岩土工程地质问题。地质灾害的防治:岩溶、塌陷、崩塌、滑坡、泥石流、地面沉降等地质灾害,对工程构成严重威胁,防治工程必须针对具体地质条件和地质演化规律进行设计和施工。场地和地基的地震效应也是岩土工程的一部分。环境岩土工程:随着人们对环保意识的重视,地质和水文地质环境的评价、废弃物的卫生填埋、土石文物的保护等等,都涉及复杂的环境岩土工程问题,环境岩土工程正日益受到更大的重视。

以上各类工程,不仅涉及天然岩土,还包括各种人工土,包括对天然土的加固和改良,利用排水、压实、加筋、改性、注浆、锚定、设置增强体等人工改造方法,改变岩土体的强度、变形和渗透等性能。岩土加固和改良是岩土工程的重要组成部分,也是近年来新兴起来的一门新的岩土工程技术。

2岩土工程和其它专业的关系

2.1岩土工程与工程地质的关系

二者的区别:工程地质是地质学的一个分支,是研究与工程建设有关地质问题的科学。工程地质学的产生源于土木工程的需要,其本质是一门应用科学;岩土工程是土木工程的一个分支,其本质是一门工程技术。从事工程地质的是地质专家(地质勘察师),侧重于研究地质现象、地质成因和演化过程、地质规律、地质与工程的相互作用;从事岩土工程的是工程师,关心的是如何根据工程目标和地质条件,建造满足使用功能要求和安全要求的工程或工程的一部分,解决工程建设中的岩土技术问题。因此,无论学科领域、工作内容、关心的问题,两者都是有区别的,各自的侧重点不同。但是,二者的关系又非常密切。工程地质是岩土工程的基础,岩土工程是工程地质的延伸,虽然不一定十分准确,但有一定道理。岩土工程师面临的岩土材料,无论性能和结构,都是自然形成的,都是经过了漫长的地质历史时期,是多种复杂地质作用下的产物。对岩土的性能和结构,只能通过勘察来查明,而又不能完全查明。

一些关键性的问题,需根据地质规律推测或预测。尤其在地质构造复杂的山区,有经验的工程地质学家,通过大量的地面地质调查,综合分析就可大致判断、推断地质构造的框架、轮廓,利用物探、钻探、槽井探等勘探手段揭示,由粗而细,由浅入深,构画出工程地质模型。

2.2岩土工程和结构工程的关系

岩土工程和结构工程关系密切,这是显而易见的。无论房屋结构或桥梁结构,都建造在地基上。地基是否稳定,直接影响结构的安危;地基是否会产生过量变形,直接影响结构的使用功能,产生的次生应力可能使结构超过设计极限。地基出了问题又很难补救。因此结构工程十分关心地基的稳定和变形。现在,一般地基设计均由结构工程师考虑上部结构要求统一完成,只有复杂地基基础问题或需专门处理的地基才要求岩土工程师参与。同样,岩土工程师在进行地基的勘察设计时,必须详细了解结构的型式、荷载及其分布,特别是基础的型式和刚度,了解对地基变形的限制要求,以便有的放矢。岩土工程师与结构工程师的密切配合至关重要。结构和地基是一个整体,相互作用,相互影响。地基的变形会改变结构的应力,结构的荷载分布和不同刚度会产生不同的地基变形。人们常常用调整基础和结构刚度的办法来适应地基变形,地基、基础和上部结构的协同作用分析是当前的热门话题。反过来,也可通过地基处理提高地基的承载力和刚度来适应上部结构的要求。岩土工程与结构工程,你中有我,我中有你,互相搭接,互相重叠的例子不胜枚举。例如桩基础,作为结构的延伸,是结构的一部分,但桩基的承载力和变形则主要取决于岩土,与岩土的关系更为密切。结构工程师应当具备必要的岩土知识,岩土工程师也必须具备必要的结构知识。

3岩土工程的主要特点

岩石的裂隙性和土的孔隙性是岩石和土区别于混凝土、钢材等人工材料的主要特点。

3.1岩石的裂隙性

岩石总是或稀或密、或宽或窄、或长或短地存在着各种各样的裂隙,这是岩石区别于混凝土的主要特点。这些裂隙有的粗糙不平,有的光滑;有的平直,有的弯曲;有的充填,有的不充填;有的产状规则,有的规律性很差。裂隙的成因复杂多样,有岩浆凝固收缩形成的原生节理,有沉积间断形成的层理,有构造应力形成的构造节理,有表生作用形成的卸荷裂隙和风化裂隙,还有变质作用形成的片理、劈理等等,在岩石中构成极为多样非常复杂的裂隙系统。人们将岩石和裂隙视为一个整体称为“岩体”,将裂隙概化为“结构面”。

3.2土的孔隙性

根据土力学解释:土是一种散体结构的材料,存在孔隙。对于饱和土是固、液两相;对于非饱和土,是固、液、气三相。于是产生了有效压力和孔隙压力;孔隙压力又有孔隙水压力和孔隙气压力。在饱和土中,由于孔隙水压力的增长和消散,不同的加荷速率地基承载力不同;是否及时支撑,对软土基坑稳定有不同的表现;渗透系数和地层组合的差别,导致基础沉降速率的差别等等。饱和土中的超静水压力可导致挤土效应,使桩被挤断、挤歪和上浮;地震时的超静水压力导致砂土和粉土液化。非饱和土的孔隙气压力形成基质吸力,基质吸力随着土中含水量的增加而降低,因而是不稳定的。膨胀土和黄土随湿度的增加而强度显著降低,非饱和土基坑雨季容易发生事故,花岗岩残积土边坡暴雨容易发生浅层滑坡,都和基质吸力降低有关。总之,把握好孔隙压力是岩土工程的重要关键。

工程地质和岩土工程的关系篇2

关键词:工程建设;岩土工程;工程地质

岩土工程主要涉及岩石和土的研究。岩土工程是一门综合性较强的学科,工程地质学是岩土工程的一个重要理论基础,二者关系非常密切。对于工程建设来讲,岩土具有很大的挑战性,岩土的性质在复杂的地质影响下很容易发生变化。由此可见,岩土工程研究对于工程建设来讲是非常重要的。

1.工程建设中的岩土工程

工程建设中的岩土工程主要涉及以下内容:岩土地基、岩土洞室、岩土环境。

1.1岩土地基

在工程建设中,强度和渗漏问题是岩土地基存在问题的主要表现形式。对于岩土基地存在问题的处理主要采用固结灌浆和帷幕灌浆来进行。土质地基的强度变化在工程建设中表现得较为明显,地基变形是其主要出现的问题。在对这类问题进行处理时,高压缩性的软粘土、可液化的饱和砂土和轻压枯土、强湿陷性的黄土、高寒地区的季节性冻土、高膨胀性的膨胀土和新淤积的淤积土等都是处理这些问题的主要方法,因为这些特殊的研究对象是出现这类问题的出路,并且如今已经取得了一定的成果。随着社会文明的进步发展,其研究对象也发生了巨大的变化,研究者已经将注意力放在了海洋土、尾矿料和粉煤灰上,也许将不久的将来也会放在工程建设问题的解决上。土质地基的处理已经发展了一些列新形式和新工艺,且沿置换、预压、夯实、深基、挤密和加筋等途径。当前研究的一个新课题就是建立复合地基新理论,主要以土的加强体和自然体共同承担载荷为特征。

1.2岩土洞室

岩土洞室问题的出现和近代人文的高度快速发展有关,在交通、煤炭、采矿等建设中遇到的岩土洞室问题也越来越常见。因为这些文明的发展所带来了一个共同的结果,就是在工程建设之中,地下洞室的开挖规模越来越大,最具代表的就是地铁地下库等地下建筑的兴建,将岩土洞室问题发展到崭新的阶段。洞室在开挖过程中,由于周遭环境的变化,其内在的受力和形状性质都发生了改变,大大降低其内在稳定性和相应结构。在此基础上,就很容易影响到地面建筑物的沉降与安全。在这样大尺寸洞室周围岩体中必然存在的节理裂隙等岩体结构面大大增加了问题的复杂性。目前既能考虑工程地质、水文地质条件,又能考虑地下结构类型尺寸,还能考虑施工开挖、支撑、衬砌等影响的计算机仿真分析也是解决岩土洞室问题的新途径。岩体洞室中的锚固技术也得到了迅速的发展。反演理论(反馈设计)方法,在大型地下洞室领域的应用,取得了很大的社会经济效益。在各种大型的工程问题尤其是岩土边坡问题中,作为岩土材料所特有的非均质性、各向异性、剪缩剪胀性、硬化软化性和应力历史、应力路径、应力水平以及时间相关的流变特性和残余强度、长期强度与有效应力原理等,在系统研究的基础被引入稳定计算,体现了对岩土材料复杂力学特性研究和认识的新深度。在岩土问题的解决中,逐步从一些新的理论和方法中寻求更大的帮助与出路也是一个较新的动向。

1.3岩土环境

随着人们生活水平的不断提高,环境问题越来越受人们的重视,对于岩土环境问题也是如此,慢慢地被人们重视起来,岩土环境问题从某个角度讲其仍然是一个新的课题。对于岩土工程而言,其研究中肯定要包括对岩土环境问题的研究,但是事实上这方面问题的研究,还只是从近些年发展起来的,才开始被研究岩土工程的研究者重视,由此可见,对于岩土工程科学研究而言,岩土环境问题是其研究的一大缺陷。对其问题的治理主要是用岩土工程的理论知识、及时和方法来进行,并且根据此来对环境进行保护。由于被开挖以及很多外界环境的影响使得岩土的很多性质发生的改变。对于岩土的性质而言,其受到外界环境中很多人类日常生活产生的废物的影响,例如,废水、废渣等;另外,其还受到在日常的工业生产中生长的废弃物的影响,例如,尾矿、污水、建筑垃圾等。可见,外界环境对岩土的性质影响是很大的,如果对岩土进行有效的管理或者保护采取不切实际的方法,那么将对工程的开展和建设产生影响,甚至对工程建成之后的使用质量产生影响。对于被推置于坑地、山谷和埋于地下的污染源,必须建立防污屏障,且在它与岩土体及水体之间进行,从而使得各种系统能够相互配合,对材料与结构的合理方案进行研究。对于工业废渣、尾矿等而言,这是一种特殊的岩土材料,需要对其基本性质进行研究,在堤坝、桩基、地基等岩土问题上充分利用。目前,对于岩土环境问题的研究已经取得了相应的成效,但是广大的研究者还没有在一些相关的问题上取得明显的成效,因此,需要他们进行对此问题进行深化研究。

2.岩土工程与工程地质的关系

岩土工程与工程地质具有紧密的关系,具体表现在以下几个方面:(1)岩土工程是工程地质的分支。(2)岩土工程是岩土力学在岩体工程和土体工程上的应用。(3)岩土工程是把岩土体既作为建筑材料也作为地基、介质或环境的结构工程,更确切地说是基础工程(下部结构)和地下结构工程。岩土工程的学科范畴是包括多种学科、技术和方法的土木建筑工程,即岩土工程是多种技术和方法相结合的综合技术方法,岩土工程学科是多学科相互渗透且结合的边缘学科,它不可能由某单一学科主宰。岩土工程是为某项专门目的工程服务所做的工程地质勘察、基础和地下结构的方案选择与设计、基础和地下结构施工三位一体的工程。专门目的的工程是指与国民经济建设有关的建筑工程、水电工程、铁道工程和矿山工程等。基础是指上述专门工程涉及的下部结构,即建筑基础、大坝基础、道桥基础等。工程地质学是岩土工程学的地质理论基础,与岩土力学和结构学既相区别又紧密结合。因此,岩土工程学是上述三门学科的边缘学科,不能笼统地称为工程地质学分支。

参考文献:

[1]吴志刚.岩土工程的发展趋势与开发利用[J].中国新技术新产品,2010,(16).

工程地质和岩土工程的关系篇3

【关键词】水文地质;勘察;危害

随着社会经济的快速发展,很多的建筑工程施工都转入到地下,而地下水作为岩土的一部分,直接影响着岩土体的化学及物理力学性质。地下工程所在的外部环境,会直接的影响地下工程,使建筑的持久性和稳定性降低,另一方面,没有水文地质勘察的实施,将会增加地下工程施工的困难,并直接影响着工程质量,故切实做好水文地质勘察工作,掌握地下水的水文参数,对消除地下水对建筑工程质量的影响及岩土工程的危害是非常有必要的。

1.水文地质勘察的内容

在工程建设中,水文地质和工程地质具有密切联系,两者相互联系、相互作用。但在过去的工程勘察报告中,严重缺少了同工程基础设计之间的沟通,也缺乏地下水对岩土工程影响的评价,在多数地区都出现了由于地下水问题引起的房屋开裂、基础设备下沉等事件,我们要做的就是总结过去的经验和教训,在工程勘察中的水文地质勘察应包括以下几个方面的内容:

①自然地理条件,应包括气象水文特征和地形地貌等内容。

②地质环境,工程所属区域内的地质构造特征、基底构造及其对第四系地层厚度的控制。范围内的地层岩性、新构造运动等方面的内容。

③地下水位情况。地下水位应包括近几年来最高地下水位及水位变化趋势、地下水补给排泄条件、地表水与地下水的补排关系及对地下水位的影响等。

④含、隔水层情况。包括含、隔水层的埋藏条件、分布情况,地下水类型、流向、水位及其变化幅度,主要含水层的分布情况、厚度及其埋深,并通过现场试验开测定地层的渗透系数等水文地质参数,该地质条件下对地下水赋存和渗流状态的影响,判定地下水对建筑材料的腐蚀情况等。

2.重视岩土水理性质的测试和研究

岩土水理性质是指岩土与地下水相互作用时显示出来的各种性质。主要有容水性、含水量、持水性、给水性、毛细管性、透水性等,这些特性与构成岩土的固态、液态、气态三相紧密相关。岩土水理性质与岩土的物理性质都是岩土重要的工程地质性质。岩土的水理性质不仅影响岩土的强度和变形,而且有些性质还直接影响到建筑物的稳定性。地下水在岩土中有不同的赋存方式,不同形式的地下水对岩土水理性质的影响程度有所不同,而且影响程度又与岩土类型有关。以往在勘察中对岩土的物理力学性质的测试比较重视,对岩土的水理性质却有所忽视,因而对岩土工程地质性质的评价是不够全面的。

3.了解地下水引起的岩土工程危害

由于地下水引起的岩土工程危害,主要是因为地下水动水压力及地下水水位升降的变化两方面原因造成的。人为因素或天然因素可引起地下水水位的变化,但无论什么原因,地下水位的变化达到一定程度的时候,都会对岩土工程造成一定的危害,地下水位的变化引起的危害可以分为四种方式:

3.1地下水位上升引起的岩土工程危害

潜水位上升的原因有很多种,其中主要受到地质因素的影响如总体岩性、含水层结构、水文气象因素如降雨量、气温及人为因素施工、灌溉等的影响,有些时候很可能是几种因素的综合结果。潜水位上升对岩士工程可能造成:土壤的盐泽化,地下水及岩土对建筑物腐蚀性的增强;岩土体岩产生崩塌等不良的现象;特殊性岩土体强度降低、结构破坏;引起粉细砂液化出现管涌等现象;地下洞室基础上浮、建筑物失稳;由于地下水位下降引起的岩土工程危害。

3.2地下水位下降引起的岩土工程危害

地下水位之所以降低多是因为人为的因素所造成的。例如大量集中的抽取地下水、在采矿过程中上游筑坝、矿床疏干、修建水库截夺下游的地下水的补给等等。由于地下水的过度下降,常常诱发地面塌陷、沉降、地裂等地质灾害以及地下水质恶化、水源枯竭等环境问题,对建筑物、岩土体的稳定性及人类自身所居住的环境造成了很大的威胁。

3.3地下水的频繁升降对岩土工程造成危害

由于地下水的升将变化会引起膨胀性岩土产生胀缩变形,如果地下水升降频繁时,不仅使岩土的膨胀收缩变形往复,而且导致岩土的膨胀收缩的幅度不断的加大,进而形成由地裂引起的建筑物特别是对轻型建筑物的破坏。地下水升降变动带内由于地下水的积极交换,会使土层中的铁、铝成分大量的流失,土层失去胶结物会导致土质变松、含水量的孔隙增大,承载力降低、压缩模量,为岩土工程的处理、选择带来了很大的麻烦。

3.4地下水动压力作用引起的岩土工程危害

地下水在天然的状态下动水的压力作用是比较微弱的,一般不会造成什么危害,但在人为的工程活动中改变了地下水天然动力平衡的条件,在移动着的动水压力作用下,往往会产生一些严重的岩土工程的危害,例如管涌、流砂、基坑突涌等等。

4.工程勘察过程中水文地质参数的测定

在水文地质参数的测定方面,主要有地下水位的测定、地下水渗入系数和倒水系数的测定、给水度、释水系数、越流系数、越流因数、吸水率、毛细水上升高度等详细参数的测定。对于以上这些不同的参数,应采取不一样的方式进行测定,现状普遍采用对地基钻孔或借助测压管观测两种方式进行地下水位的测定;采用抽水、注水、压水试验和采样进行室内渗入实验的方式测定地下水的渗入系数、单位吸水率和导水系数;采用单孔地层抽水试验、地层非稳定流的抽水试验、实地水文观测等方式测定地下水的给水度和地下水的释水系数;采用对地层进行多孔抽水试验达到测定越流系数和因数的目的;对于毛细水位上升高度的测定,一般通过试坑直接观测及室内试验进行测定。

5.结语

综上所述,随着工程勘查的发展,水文地质勘察必将受到人们越来越广泛的重视,切实的做好水文地质工作对勘察水平的提高起到了极大的推动作用。水文地质与地质工程两者的关系是非常密切的,地下水是岩土体的组成部分,将直接影响着岩土体的工程特性,又是基础的工程环境,会影响着建筑物的持久性及稳定性。在工程勘查的工作中要认真的查明与岩土工程有关的水文地质问题,为以后设计提供科学的水文地质资料,为了消除及减少地下水对岩土工程的危害。水文地质工作在建筑物的持力层选择、基础设计、工程的地质灾害防止等方面都起着重要的作用。

【参考文献】

[1]洪禧,茹志敏.对工程地质勘察中水文地质问题的思考[J].城市建设理论研究(电子版),2011,(20).

[2]苏毅琼.对工程地质勘察中水文地质问题的思考[J].城市建设与商业网点,2009,(l7):195~196.

工程地质和岩土工程的关系篇4

关键词:水文地质:工程地质勘察;地下水

abstract:hydrogeologyworkincludethechoicebasedonthebuilding,design,engineeringgeologicaldisasterpreventionandcontrolallaspectsplaysanimportantrole,alongwiththedevelopmentofengineeringinvestigation.thewillismoreandmoreextensiveattention,todotheworkofhydrogeologysurveywillraisethelevelofplayahugerole.

Keywords:hydrogeology:engineeringgeologicalinvestigation;groundwater

中图分类号:K826.16文献标识码:a文章编号:

前言

在工程勘察的一系列活动中,水文地质问题是一个极为重要但也易被忽视的问题。水文地质和上程地质二者关系极为密切,互相联系和互相作用,地下水既是岩土体的组成部分,直接影响岩土体工程特性,又是基础工程的环境,影响建筑物的稳定性和耐久性。在一些水文地质条件较复杂的地区,由于工程勘察中对水文地质问题研究不断深入,设计中又忽视了水文地质问题,经常发生由地下水引发的各种岩土工程危害问题,令勘察和设计处于难堪的境地。

1水文地质问题在工程地质勘察中的重要性

实践证明,在工程勘察、设计和施工过程中,水文地质问题始终是一个极为重要但也是一个易于被忽视的问题。之所以重要,是因为水文地质和工程地质两者关系极为密切,互相联系和互相作用,地下水既是岩土体的组成部分,直接影响岩土体工程特性,又是基础工程的环境,影响建筑物的稳定性和耐久性。而在实际的勘察工作中因很少直接涉及水文参数,水文地质问题往往被忽视,只简单地对天然状态下的水文地质条件作一般性评价。因此,经常发生由地下水引发的各种岩土工程危害问题。为提高工程勘察质量,在勘察中加强水文地质问题的研究是十分必要的。

2工程地质勘察中水文地质评价内容

在以往的工程勘察报告中,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,在某地区已发生多起因地下水造成基础下沉和建筑物开裂的质量事故,总结以往的经验和教训,在以后的工程勘察中,对水文地质问题的评价,主要应考虑以下内容:应重点评价地下水对岩土体和建筑物的作用和影响,预测可能产生的岩土工程危害,提出防治措施。工程勘察中还应密切结合建筑物地基基础类型的需要,查明有关水文地质问题,提供

选堑所需的水文地质资料。不仅要查明地下水的天然状态和天然条件下的影响。更重要的是分析预测在人为工程活动中地下水的变化情况,及对岩土体和建筑物的反作用。应从工程角度,按地下水对工程的作用与影响,提出不同条件下应当着重评价的地质问题,如:

①对埋藏在地下水位以下的建筑物基础中水对混凝土及混凝土内钢筋的腐蚀性。

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的建筑场地,应着重评价地下水活动对上述岩土体可能产生的软化、崩解涨缩等作用。

③在地基基础压缩层范围内存在松散、饱和的粉细砂、粉土时,应预测产生液化潜蚀、漉砂、管涌的可能性。

④当基础下部存在承压含水层,应对基坑开挖后承压水冲毁基坑底板的可能性进行计算和评价。

⑤在地下水位以下开挖基坑,应进行渗透性和富水性试验,并评价由于人工降水引

起土体沉降、边坡失稳进而影响周围建筑物稳定性的可能性。

3重视岩土水理性质的测试和研究

岩士水理性质是指岩土与地下水相互作用时显示出来的各种性质。岩土水理性质与岩土的物理性质都是岩土重要的工程地质性质。岩土的水理性质不仅影响岩土的强度和变形,而且有些性质还直接影响到建筑物的稳定性。以往在勘察中对岩土的物理力学性质的测试比较重视,对岩土的水理性质却有所忽视,因而对岩土工程地质性质的评价是不够全面的。岩土的水理性质是岩土与地下水相互作用显示出来的性质,而地下水在岩土中有不同的赋存方式,不同形式的地下水对岩土水理性质的影响程度有所不同。而且影响程度又与岩土类型有关。下面首先介绍一下地下水的赋存形式及对岩土水理性质的影响,然后再对岩土的几个重要的水理性质及研究测试方法进行简单的介绍。地下水的赋存形式及对岩土水理性质的影响:地下水按其在岩土中的赋存形式可分为结合水、毛细管水和重力水三种,其中结合水又可分为强结合水和弱结合水两种。

①强结合水,又称吸湿水,吸湿水被分子力吸附在岩土颗粒周嗣形成极薄的水膜,是紧附于颗粒表面结合最牢固的一层水,其吸附力高达10mpa,在强压下,其密度接近普通水的两倍,具有极大粘滞性和弹性,可以抗剪切,但不受重力作用.也不能传递静水压力。弱结合水,又称弱薄膜水,它处于吸着水之外,厚度大于吸着水。弱结合水所受的吸附力小于强结合水,可以在颗粒水膜之间作缓慢的移动.薄膜水在外界压力下可以变形,但同样不受重力影响。且不能传递静水压力。结合水是地下水在粘性土中的主要赋存形式,在砂土中含量甚微。结合水尤其是弱结合水与粘性土相互作用时显示出来的性质如可塑性、膨胀性、收缩性等归为粘性土的物理力学性质,因其受强力束缚,活动范围极为有限,对岩土的动态水理性质影响较小。

②毛细管水,是指由毛细管作用保持在岩土毛细管空隙中的地下水,可细分为孤立毛细管水、悬挂毛细管水、真正毛细管水。它同时受毛细管力和重力的作用。当毛细管力大于重力时,毛细管水就上升,因此地下水潜水面以上的普遍形式是一个与保水带有水力联系的含水量较高的湿水层。毛细管水能传递静水压力,并能在空隙中垂直上下运动,对岩土体能起到软化的作用,有时会引起土壤的沼泽化或盐渍化增强岩土体及地下水对建筑材料的腐蚀性。毛细管水在砂土和粉土中含量较高,在砂砾层含量较少,在粘土中含量很少。

③重力水,是指在重力作用下能在岩土孔隙、裂隙中自由运动的水,即我们通常所称的狭义“地下水”。它不受分子力的影响,不能抗剪切,可以传递静水压力。由于重力水在天然和人为因素的影响下,在岩土中的渗流活

动非常活跃,对岩土的水理性质有显著的影响。重力水是我们研究岩土水理性质的重点关注对象。岩土的主要的水理性质及其测试办法:

工程地质和岩土工程的关系篇5

[关键词]工程地质勘查水文地质岩土

[中图分类号]p345[文献码]B[文章编号]1000-405X(2013)-12-131-1

1工程地质勘察中的水文地质评价

建筑物是修建在地表的,而地面以下的土层分布情况,土质强度,地下水的流动规律和水质都会对建筑物的质量安全构成威胁。在以前的工程地质勘察中,由于对地下水岩层情况分析的忽视,造成地下水引起建筑基础下沉,建筑物松动裂缝等安全质量问题时有发生,解决起来非常棘手,为此应该加强在工程地质勘察中对地下水文地质情况做详细勘察,对于水文情况做出评价,具体的评价应该包括以下内容:

1.1预测危害。在勘察过程中要注意本地地下水对岩土层和建筑物所产生的作用和影响,对于地下水可能给工程带来的的危害做出预测,并提出预防措施,避免因考虑不周给施工质量带来影响。

1.2详细的水文资料。工程勘察过程中要根据工程建筑物的地基基础需要,对地下的岩土层和水文条件做详细的勘察,对得出的数据信息进行仔细分析,形成完备的书面材料,为工程施工选型提供所需的水文地质信息。

1.3针对建筑特点进行水文分析。因为施工建筑物的作用不同,相应的修建方式也不一样,水文地质勘察应该针对建筑物的特点做出具体分析如:有的建筑物地基部分埋在地下水位以下,这时就要分析地下水中砼的含量以及砼对钢筋的腐蚀性;对于选择软质岩层、风化岩、堆积土等岩土层作为地基的建筑场地,应该着重分析地下水活动对于岩土层可能造成的移动、软化、分解、膨胀的作用;当地基下部处于承压含水层时,水文分析应该对地基开挖后承压水可能会对基坑底部的冲击做出分析和评价;如果要在地下水位以下开挖地基则要对地下水的渗透性以及富水性进行试验,并且要分析因为降水量增加可能引起的岩层下沉、边坡移位对建筑物稳定性造成的危害。

2岩土层的水理性

岩土的水理性质是指岩土和地下水之间相互作用所显示出来的特性。岩土的水理性质和物理性质是岩土工程的重要性质。岩土的水理性质不仅决定着岩土层的强韧度与张力,而且某些性质还会影响到建筑物的稳定性。在以前的的工程地质勘察中,往往比较重视岩土层的物理性质,却忽视了对岩土水理性质的勘测,这显然不利于提高工程质量。

因为岩土的水理性质是由岩土与地下水相互作用决定的,所以要研究岩土的水理性质首先要了解地下水的赋存形式,然后再研究岩土水理性质产生的影响。

2.1地下水的存在形式

地下水的分类按其在岩土中的赋存形式可以分为:结合水、毛细管水与重力水三种形式,其中结合水还可以分成强结合水与弱结合水。

2.2岩土的主要水理性质以及勘测方法

2.2.1软化性。岩土软化性是指岩土在受到水份浸泡后,力学强度下降的性质,一般使用软化系数作表示,这一指标是考察岩土耐风化、耐浸泡水平的标准,当岩层中存在易软化的岩层时,在受到地下水的作用后往往会变成软化夹层。很多土质如:黏土层、页岩、泥沙岩等均有成为软化岩层的可能。

2.2.2透水性。透水性是指水体在自身重力的作用下下沉,岩层允许水从自身经过的特性。在松散的砂砾岩颗粒愈细其透水性愚弱,坚硬的岩石上的裂缝愈大,其透水性愈好。岩层的透水性一般使用透水系数来表示,透水系数一般可以通过抽取样本试验得到。

2.2.3崩解性。崩解性指岩层浸水变湿后,因为背部粘结性被破坏,使岩土本身变得松散易分解。岩土的崩解性与岩层的物理特性、矿物成分及结构有关系。

2.2.4给水性。指的是岩土的饱水状态后可以从空隙或裂缝中排出一定水分的性能,通常以给水度表示,给水度是水文地质的重要测量参数,对于场地的疏水时间有较大影响。

2.2.5胀缩性。指的是岩层在吸水后本身体积胀大,排水后体积缩小的特性。岩土的胀缩性经常是发生地质裂缝、底层变动的重要因素。勘察岩土的胀缩性的指标包括:膨胀率、体缩率、自由膨胀率与收缩系数等。

3地下水引起的岩土工程危害

3.1地下水位的升降对岩土工程的危害

地下水的水位变化可能是人为因素,也可能是自然因素造成的。但是无论哪种原因,都会对工程造成一定的影响,其具体表现有以下几个方面:

3.1.1水位上升的危害。地下水位上升的原因有很多,这与岩层结构、岩层透水性、季节性降水、人工增雨、工程施工等都会造成地下水位上涨。地下水上升对工程的危害主要表现为:岩土沼泽化,土壤中盐分增加,岩土中水分对工程地下结构的腐蚀性增强;处于斜坡与河边的岩土层发生移动或坍塌现象;土壤中的细沙及粘土吸水液化形成流沙、管涌现象;地下空洞冲水上浮,使建筑物根基不稳。

3.1.2地下水下沉的危害。地下水的水位一般比较平稳,如果出现下降多为人为因素造成,比如大量抽取地下水、采矿过程中矿床疏干、修建水库阶段下游地区水量补给等。当出现地下水位下降时,常常出现地裂、地面下沉或塌陷等灾害,地表植被因为根系得不到水分也会枯死。

3.1.3地下水升降频繁造成危害。地下水的频繁升降会引起岩土膨胀性的变化,岩土经过反复收缩膨胀的结构变化,会引起岩层松动变形,进而出现地裂、塌陷等现象,对工程建筑的破坏力很大。地下水的频繁升降会引起地下水内部积极交替,这会将岩层中的胶结物质――铁、铝等成分流失,岩土层失去这些胶结物就会变得松软、内部空隙变大、承重能力降低,使建筑物的基础松动,带来很大的安全威胁。

3.2地下水动压力对岩土工程的危害。地下水在自然条件下的动水压力作用一般比较小,不会造成很大危害。但是在人们施工过程中,由于认为的改变地下水的状态,使地下水失去了天然动力平衡状态,引起地下水的移动,在移动过程中早成动力压力,这也会对工程造成一定的损害,如形成流沙、管涌等现象。

工程地质和岩土工程的关系篇6

关键词:水文地质;岩土工程;勘查技术;影响

中图分类号:p641.72文献标识码:a

随着经济的发展,大多基础建设和现代化工程建筑不断兴建,基础和基坑开挖深度越来越深,因此,为了保证工程建设的质量安全,对岩土工程的勘查工作变得尤为重要。

1、岩土工程勘察技术应用中常见问题的分析

岩土工程勘察是整个岩土工程的基础性工作,在建设工程项目中起着举足轻重的作用。在现代各类工程项目的建设中,岩土工程勘察作为一项基础性的工作内容,其直接关系到工程项目的设计、施工、质量、进度、安全等问题,必须引起相关部门和技术管理人员的高度重视。随着国内工程建设项目的逐年增多,以及施工项目所在地地质条件的日趋复杂,岩土工程勘察工作所面临的技术难题也在不断增加。为了有效解决和处理岩士工程勘察技术应用和管理中普遍存在的问题,工程项目技术管理部门和人员一定要注重对于各操作环节的系统管理和控制,强调全过程、动态的技术管理理念,并且在加强技术队伍建设基础上,实现岩土工程勘察工作的顺利开展和进行,进而促进工程项目的保质、保量完成。

近年来,我国建筑工程行业在设计、施工管理、质量监管、安全管理、工程验收等方面都有了较大幅度的提升,并且初步形成了符合我国实际情况的工程技术管理体系。在国内现代工程项目建设中,尤其是在部分高层、超高层、水利、电力、路桥等重点项目的设计和施工中,基础和基坑开挖深度在不断增加,对于岩土工程勘查技术应用及管理的标准在逐步提高,并成为国内地质工程研究的重要技术课题之一。目前,在国内岩土工程勘查技术应用和管理中常见的问题主要表现在以下方面:

由于我国地域辽阔,地质形态也成呈现出多种多样,各地区的地质、地形、地貌、岩石等都有较大差别,因此,在岩土工程勘察工作中主要是依据岩土体和岩石风化程度,并使用相关的勘察仪器。、设备,以及试验检测技术对地质构造和软结构面进行判定,进而才能对岩土面进行科学分析。但是由于技术管理中存在操作、数据采集、资料分析等综合方面的问题,最后导致岩土参数与实际中不相符,进而影响到勘查工作的整体效果。

目前,在岩土工程勘察技术中,技术人员数量不足、专业性较差、操作水平较弱、数据综合分析能力不强等问题的存在,也是影响我国岩土勘查技术的重要因素之一。在岩土勘查工作中,技术人员对相关地质数据、资料的整理和分析能力较弱,难以及时、准确的为工程设计提供科学、可靠的数据,进而导致设计、施工中出现很大差错。

2.地下水对岩土工程的影响

在工程勘察中设计和施工过程中,水文地质问题始终是一个极为重要但也是一个易于被忽视的问题。由于没有足够的重视,导致地下水引起的各种岩土工程危害时有发生。为此,查明与岩土工程有关的水文地质问题及评估地下水对岩土工程有关的水文地质问题是岩土勘查中的首要任务。评估地下水对岩土工程和建筑物的作用及影响,为设计和施工提供必要的水文地质资料以消除或减少地下水对岩土工程的危害。地下水对岩土工程的影响,主要是由于地下水位的变化和水压的变化所引起的。其中,水位的变化主要表现为上升、下降和水位的频繁升降。水位的变化有可能会对建筑物产生破坏,导致岩土发生变形。此外,人们在建筑工程施工中,可能会改变地下水的天然动力平衡条件,对建筑工程产生严重的危害,比如发生流沙、管涌、基坑突涌等现象,对工程造成严重的影响,影响建筑工程的质量。地下水引起的岩土工程危害,主要是由于地下水位升降变化和地下水动水压力作用两个方面的原因造成的。2.1地下水升降变化引起的岩土工程危害在工程勘察中要注意调查了解地下水位条件及其升降变化。在天然条件下地下水位一般是季节性变化雨季水位水位上升旱季水位下降。地下水位的天然变化是区域性、渐变的,而且变幅较小。但是,人为因素引起的局部性地下水为升降变化的幅度往往大于天然变化所引起的岩土工程危害更为严重。(1)水位上升引起的岩土工程危害。潜水位上升的原因是多种多样的,其主要受地质因素如含水层结构、总体岩性产状;水文气象因素如降雨量、气温等及人为因素如灌溉、施工等的影响,有时往往是几种因素的综合结果。由于潜水面上升对岩土工程可能造成如下影响;土壤沼泽化、盐渍化,岩土及地下水对建筑物腐蚀性增强;斜坡、河岸等岩土体岩产生滑移、崩塌等不良地质现象;一些具特殊性的岩土体结构破坏、强度降低、软化;引起粉细砂及粉土饱和液化、出现流砂、管涌等现象;地下洞室充水淹没,基础上浮、建筑物失稳。(2)地下水位下降引起的岩土工程危害。地下水位的降低多是由于人为因素造成的,如集中大量抽取地下水、采矿活动中的矿床疏干以及上游筑坝、修建水库截夺下游地下水的补给等。地下水的过大下降,常常诱发地裂、地面沉降、地面塌陷等地质灾害以及地下水源枯竭、水质恶化等环境问题,对岩土体、建筑物的稳定性和人类自身的居住环境造成很大威胁。2.2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,严重若形成地裂,引起建筑物特别是低层或轻型建筑物的破坏。当地下水升降频繁时或变化幅度大时,不仅使岩土的膨胀收缩变形往复,而且会导致岩土的膨胀收缩幅度加大。因此,在膨胀性岩土地区进行工程勘察时应特别注意对场地水文地质条件的研究,特别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。岩土特别是各类软质岩石、风化残积土、不同成因的粘性土等,其物理力学性质的变化规律,与地下水位有着密切的联系。因此,在分析研究岩土物理力学的变化规律时,应充分重视地下水位这一重要影响因素。2.3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,但是在人为工程活动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,往往会引起一些严重的岩土工程危害。如流砂、管涌、基坑突涌等。岩土工程勘察对建筑物的地基选定和房屋建设具有重要的作用,而地下水问题是岩土工程勘察的重要方面之一,它不仅对岩土的性质和形状产生重要的影响,还对建筑物的稳定性和持久性产生重要的影响。因此,在建筑物的设计中,需要考虑地下水对建筑物的作用和影响,重视对地下水的勘测,并采取相应的措施,以减少地下水对建筑物的不利影响。

3.地下水水位的测定与变化幅度

3.1地下水的测定。根据相关的规定,底层的渗透性决定稳定水位的时间间隔,在一般的情况下,对沙土和碎石土需要大于或者等于半小时,而对于粉土和粘性土则需要大于或者等于八小时。地下水水位的稳定时间受到地层渗透性差异的影响,如果在建筑施工的时候采用泥浆钻进方法,稳定水位的时间则更长,如果在工程钻探施工结束后,马上对稳定水位进行测量,必然会产生数据不准确.不可靠的现象。为了解决这个问题,需要在场地钻探结束的二十四小时后再测量静止水位,从而得到准确的数据。

3.2地下水变化幅度。同地表水一样,地下水水位也有丰水期和枯水期之分。在勘测中,如果是丰水期,就可以较好的勘测出地下水对建筑物的影响,从而在施工中采取恰当的措施。但是,如果勘测的时候是枯水期,就很难预测丰水期水位的涨幅,在施工中,如何防水,将水位上涨对工程建筑的影响降到最小是勘测中的重中之重。

3.3岩土层渗透系数的测定。岩土层渗透系数是各种降水方法的重要指标,它的取值不仅会影响降水工程的设计,还会影响降水方法的选择,会对降水效果产生重要的影响。在工程建设的实践中,由于需要开挖深基坑,需要降水,渗透系数的作用越来越大,适用范围也越来越广。在渗透系数的求值中,如果采用现场注水实验和室内实验,所得到的结果不能令人满意,往往会存在很大的误差。尽管野外试验所得到的数据比较准确,但是它所耗费的时间长,所消耗的费用比较高,因而在工程勘察的实践中运用得比较少,一般来说不被广泛采用,而采用较多的是经验值。在工程勘察和建设中,对岩土层渗透系数的测定需要采取适当的方法,要对室内试验,现场注水试验和经验值进行比较,寻找最佳的方法,以保证岩土渗透系数测定的准确性。

结语总而言之,在岩土工程勘察中,地下水占有相当重要的地位和作用。在勘测实践中,需要对地下水进行全面的了解和分析,并采取适当的措施,将地下水对建筑物的影响降到最低。因此,为提高工程勘察质,在工程勘察中不仅要求查明与岩土工程有关的水文地质问题,以消除下水对岩工程的危害随着工程勘察的发展,其必将受到越来越广泛的重视,切实做好水文地质工作将对勘察水平的提高起极大的推动用。

参考文献

[1]黄锐.探讨地下水问题在岩土工程勘察中的重要性[J].民营科技,2011(10)

工程地质和岩土工程的关系篇7

[关键字]工程勘察水文地质影响

[中图分类号]p641.72[文献码]B[文章编号]1000-405X(2013)-5-119-1

0引言

在工程勘察、设计和施工过程中,水文地质问题始终是一个极为重要但也是一个易于被忽视的问题。由于没有足够的重视,导致地下水引起的各种岩土工程危害时有发生。为此,在岩土工程勘察中要求查明与岩土工程有关的水文地质问题评估地下水对岩土工程有关的水文地质问题,评估地下水对岩土工程和建筑物的作用及影响,为设计和施工提供必要的水文地质资料以消除或减少地下水对岩土工程的危害。

1水文地质评价内容

工程地质勘察中水文地质评估内容在以往的工程勘察报告中,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基础下沉和建筑物开裂的质量事故,总结以往的经验和教训,我认为在今后在工程勘察中,对水文地质问题的评价主要考虑以下内容:

(1)应重点评价地下水对岩土体和建筑物的作用和影响,预测可能产生的岩土工程危害,提出防治措施。(2)工程勘察中还应密切结合建筑物地基基础类型的需要,查明有关水文地质问题,提供选型所需的水文地质资料。(3)不仅要查明地下水的天然状态和天然条件下的影响,更重要的是分析预测在人为工程活动中地下水的变化情况,及对岩土体和建筑物的反作用。(4)应从工程角度,按地下水对工程的作用与影响,提出不同条件下应当着重评价的地质问题。对埋藏在地下水位以下的建筑物基础中水对砼及砼内钢筋的腐蚀性;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的建筑场地,应着重评价地下水活动,对上述岩土体可能产生的软化、崩解、胀缩等作用;在地基基础压缩层范围内存在松散、饱和的粉细砂、粉土时,应预测产生潜蚀、流砂、管涌的可能性;当基础下部存在承压含水层,应对基坑开挖后承压水冲毁基坑底板的可能性进行计算和评价;在地下水位以下开挖基坑,应进行渗透和富水性试验。

2岩土水理性质的测试和研究

岩土水理性质是指岩土与地下水相互作用时显示出来的各种性质,岩土水理性质与岩土的物理性质都是岩土重要的工程地质性质。岩土的水理性质不仅影响岩土的强度和变形,而且有些性质还直接影响到建筑物的稳定性。以往在勘察中对岩土的物理力学性质的测试比较重视,对岩土的水理性质却有所忽视,因而对岩土工程地质性质的评价是不够全面的。

既然岩土的水理性质是岩土与地下水相互作用显示出来的性质,首先介绍一下地下水的赋存形式及对岩土水理性质的影响,然后再对岩土的几个重要的水理性质及研究测试方法进行简单的介绍。

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

岩土的主要的水理性质及其测试办法有五种:软化性、透水性、崩解性、给水性、胀缩性。软化性是指岩土体浸水后,力学强度降低的特性,一般用软化系数表示,它是判断岩石耐风化、耐水浸能力的指标;透水性一般可用渗透系数表示,岩土体的渗透系数可通过抽水试验求取;崩解性是指岩土浸水湿化后,由于土粒连接被削弱、破坏,使土体崩散、解体的特性。岩土的崩解性与土的颗粒成分、矿物成分、结构等关系极大;给水性是指在重力作用下饱水岩土能从孔隙、裂隙中自由流出一定水量的性能,以给水度表示。给水度是含水层的一个重要水文地质参数,也影响场地疏干时间。给水度一般采用实验室方法测定;胀缩性是指岩土吸水后体积增大,失水后体积减小的特性,岩土的胀缩性是由于颗粒表面结合水膜吸水变厚,失水变薄造成的。

3地下水对岩土工程的影响

地下水对岩土工程的影响,主要是由于地下水位升降变化和地下水动水压力作用两个方面的原因造成的。地下水位变化可由天然因素或人为因素引起,当地下水位的变化达到一定程度时,都会对岩土工程造成影响,地下水位变化产生的影响可分为三种方式:

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

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

(3)地下水频繁升降对岩土工程的影响。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,当地下水升降频繁时,不仅使岩土的膨胀收缩变形往复,而且会导致岩土的膨胀收缩幅度不断加大,进而形成地裂引起建筑物特别是轻型建筑物的破坏。地下水在天然状态下动水压力作用比较微弱,一般不会造成什么危害,但在人为工程活动中由于改变了地下水天然动力平衡条件,在移动的动水压力作用下,往往会引起一些严重的岩土工程危害,如流砂、管涌、基坑突涌等。

4结语

岩土工程问题中,地下水问题占有相当重要的位置,准确合理地查明地下水位,不仅使资料的可靠程度更高,而且可更好地用岩土体的潜在能力。因此,为提高工程勘察质,在工程勘察中不仅要求查明与岩土工程有关的水文地质问题,以消除下水对岩工程的危害。

参考文献

[1]岩土工程勘察规范[m].中国建筑工业出版社,2002.

工程地质和岩土工程的关系篇8

关键词:岩土工程;地质勘察;数字化系统

众所周知,如今学科发展的三大支柱是:理论、实验和学科计算机技术。特别是学科计算机的发展为应用学科的发展带来了巨大的变化。三大支柱带来的巨大变化也影响了岩土工程勘察领域。

1我国岩土工程勘察的现状及存在的问题

随着经济和科学技术的发展,岩土勘察设计工作取得了巨大的进步,并与国际差距缩小。但是仍存在有以下几个问题:

1.1勘察资料与设计脱节

由于之前部门长期都是勘察、设计、施工都是分散作业,加之一些新规范,新技术应用不及时,造成岩土工程设计与勘察脱节。这不免造成勘察提供的勘察资料让设计人员往往摸不着头脑。并且就当前实践经验来看,勘察在设计整个过程的参与度还不够。另外,由于设计和勘察的脱节,设计人员往往勘察方面知识不足,很难深层次理解勘察资料,使勘察资料有效性没有得到最大发挥,造成了不必要的浪费和损失。

1.2系统综合能力差

岩土工程勘察设计涉及到方方面面的信息,包括水文、地理等等。然而,现有的岩土工程勘察设计系统还没有实现各类数据的综合采集、分析,因而使得设计方案可以获取的信息量有限,并不能得到全方位的数据支持。

1.3岩土工程勘察设计系统的局限性

现有的岩土工程勘察设计系统不具备空间分析能力,这种局限性极大的限制了其功能的发挥,如难以科学决策支持现有的勘察设计方案,取而代之,现有的勘察设计方案很大程度上受到专业人员主观因素的影响。另外,现有的很多软件都是比较落后的,与实际脱节。落后的软件就很难反应实际的情况,解决具体问题也非常的不完善。

1.4勘察技术与国际水平有较大差距

虽然解放以来我国岩土工程勘察技术取得了巨大的进步,但是与国际先进技术相比,我们仍有很大的差距,主要原因是我们在改革开放以来与国际先进国家技术交流不充分,国内岩土勘察技术成熟的过程相对闭塞,呈现曲折发展的状态。

2数字化系统方案

2.1岩土工程勘察数字化

数字化简单来说就是将一些分散的元素整合在一起,从而成为一个更具有整体性和协调性的整体。正是由于数字化这个巨大的优势,因而被认为是极具有价值的一个过程。如果设计到岩土工程勘察设计这个领域,我们可以将岩土工程勘察数字化解释为不同学科的有效组合。这个数字化系统相比于传统系统的优势在于充分整合和利用现代科学技术。尤其是CaD技术转变,使得信息化采集数据,数字化处理勘察资料,网络化硬件系统等成为可能,并随着其发展逐步建立起完善的工程勘察设计体系。具体说来岩土工程勘察数字化系统的概略工作流程如图1所示。

2.2岩土工程数字化系统的组成

岩土工程数字化系统因承载着采集和整合数据信息的任务,因而对技术的要求比较高,它主要涉及多方面的技术,如地理信息系统(GiS)、数据库、计算机图形学、地质学、地质统计学、地质建模、autoCaD和word自动化等。如图2所示,他们以勘察和设计为基础形成一个严密的系统工程:由图2我们可以清晰明了的看到数字化系统将这些技术紧密结合起来并形成了一个体系,这与传统的各学科独立工作不同,这样不仅能够促使各学科的相互渗透,相互交流,同时也方便数据的整合和集成。实现岩土设计数字化必经阶段和前提条件是岩土勘察的数字化,因而我们应加大对岩土勘察数字化的建设。

3数字化系统的实现

岩土工程地质勘察数字化的实现,主要解决以下关键问题:岩土工程勘察中场地方域的数字化、场地物性指标的数字化、场地地层的数字化和岩土工程勘察数据库的设计。如何实现这个数字化系统呢,可以结合岩土工程地质勘察与地理信息系统(GiS),这样的好处就在于能够充分利用GiS的优势,充分发挥其效用。众所周知,GiS具有强大的信息采集、处理、分析能力以及空间查询功能。勘察数字化系统与GiS结合可谓是强强联手,一方面可以精确分析勘察数据资料信息,改善传统勘察系统对于复杂多变情况下束手无策的状态。另一方面有利于实现岩土工程勘察数字化系统中场地方域的数字化。因为借助GiS的优势可以创建可视化操作平台,而这个平台是实现勘察数字化的前提条件。如何实现岩土工程勘察数字化系统中物性指标呢?总的来说应该通过理论联系实际,理论作为指导,实际情况作为重要的参考。具体说来,理论主要是指地质统计学、相关距离的基本理论。而所谓的实际就是结合工程情况包括物理力学性质指标、相关距离和工程场地剪切波速等,然后运用理论进行统计计算分析。岩土工程地质建模相关理论详细的对岩土工程勘察参数的数据结构设计以及虚拟岩土工程剖面、地质相关属性等计算的相关技术进行了说明,其实,这就表示岩土工程勘察数字化系统中的场地地层的数字化的实现。总的来说,数字化系统的实现需要考虑当前的现状,并且适应其发展规律,对系统的概念和结构设计进行分析和总结,并综合运用相关技术才得以完成。

岩土工程勘察设计数字化系统是一个系统工程,它跨多个专业多个学科,因而岩土工程勘察设计数字化不是一蹴而就的,而是一项长期的任务。要解决传统的勘察设计情况,就应该深入剖析当前岩土勘察设计的现状,并通过理论和实际的研究创建一个岩土工程勘察设计数字化系统,并且这个系统的开发应得到现有成熟技术并寻求或有的先进技术的支持。只有这样才能够真正实现岩土工程勘察设计数字化。

作者:陈媛媛单位:四川省川建勘察设计院

参考文献

[1]包世泰,夏斌,蒋鹏,等.基于GiS的地质勘察信息系统设计与实现[J].地理与地理信息科学,2004,20(04):31-35.

工程地质和岩土工程的关系篇9

关键词:岩土体;力学强度;改善措施

abstract:theconstructionofthelandslideofgreatharm,lightwillinfluencetheconstruction,heavythendamagedbuildings;Duetolandslide,oftendisruptedtraffic,theinfluenceofthenormalhighwaytransportation;thescaleofthelandslide,canjamriver,destroyhighways,factoriesanddestruction,buriedvillage.thisarticlemainlyaimsatmechanicalstrengthanalysisofrock,andputforwardaseriesofeffectivemeasurestoimprove.

Keywords:geotechnicalengineering;mechanicalstrength;improvementmeasures

中图分类号:tU74文献标识码:a文章编号:

岩土体在受荷过程中的变形,表现为密度的变化或沿裂隙的位移:岩土体的破坏就是由一种特性状态转变为另一种丧失平衡的特性状态的过程,例如从弹性为主转变为以塑性为主,从密度变化的变形为主转变为以沿裂隙位移的变形为主[1]。岩土变形的全过程是一个从量变到质变的过程,变形的发展导致强度的变化,它们之间的关系,有的性质可以定量,有的则只能定性地加以叙述,最明显的例子是岩体的减压膨胀(卸荷扩容)或加荷压密所引起的强度降低或升高.岩土的卸荷试验表明,岩体在卸荷过程中的体积应力应变关系是非线性的。

1工程地质特性

工程地质特性包括了岩土物理性质和力学性质。

1.1岩土的物理性质

岩土的物理性质是反映岩土物理状态的性质。岩土的密度、重度和相对密度是岩土的重量指标;岩土各种类别的孔隙率是评价岩土孔隙性的定量指标,孔隙开口情况不同,有不同的孔隙率指标;岩土与水作用的性质用岩土吸水性表征,岩土的含水率、吸水率、饱水率、饱水系数及岩土的透水性等是岩土的基本水理性质指标。岩土的软化系数和抗冻系数是反映岩土软化性和抗冻性的指标。岩土的基本物理性质、水理性质指标在分析评价岩土性质、考虑风化程度、区分力学介质类型及对岩体质量划分方面都有实际应用,学生应全面理解和掌握。

1.2岩土的变形性质

岩土的变形性质是岩土力学性质之一。岩土单轴压力下应力――应变曲线,代表了岩土变形特征、变形阶段和各段特征应力,学习中应理解和掌握;岩土的应力――应变曲线的6种类型大致反映了工程实践中岩土在单向压力下的变形曲线类型。岩土变形指标中弹性模量和泊松比是常用指标,其他不同模量应注意区分它们的不同点。掌握岩土的变形特性和变形指标的含义,是定性定量评价岩土特性的重要基础。

2岩土的强度特征

2.1岩土的破坏

岩土在荷载作用下首先发生的是变形,随着荷载的增加变形加剧,岩土中局部出现微裂隙,当外荷继续增加到某一数值时,微裂隙扩展并相互连通成为破裂面,岩土从变形转化为破坏。大多数坚硬岩土,在荷载作用下没有显著变形就突然破坏,表现出脆性破坏的性质,其原因可能是岩土中裂隙发生、发展的结果,例如硐室开挖引起的围岩、特别是硐顶张裂隙,都是脆性破坏的结果;另一种破坏的可能形式是剪破,开始局部发生,然后发展成为滑面,其原因是由于压力在岩土内部诱发出了剪应力。

2.2岩土的抗压强度

岩土在单轴压缩荷载作用下达到破坏前所能承受的最大压应力称为岩土的单轴抗压强度。式中:Rc为抗压强度,mpa;p为试件破坏时的荷载,mn;a为试样截面面积,m2。

影响岩土抗压强度的因素可归结为两个方面:一是岩土本身因素的影响(如矿物成分、岩土结构、湿度等);二是试验方法的影响(如试件大小、尺寸比例、试件加工与加荷速率等)。

2.3岩土的抗拉强度

岩土在单轴拉伸荷载作用下达到破坏时所能承受的最大拉应力称为岩土的单轴抗拉强度,或简称为抗拉强度。通常以Rt表示抗拉强度,其值等于达到破坏时的最大轴向拉伸荷载pt除以试件的横截面面积a,即称抗拉强度。虽然在工程实践中,一般不允许拉应力出现,但拉伸破坏仍是工程岩体及自然界岩体的主要破坏形式之一,而且岩土抵抗拉应力的能力最低。

3影响岩土体滑坡稳定性的力学性能分析

影响滑坡稳定性的物理力学参数主要有岩土体的重度、弹性模量、泊松比、滑动面的黏聚力、摩擦角等。由于边坡岩土体在地质历史时期经受多次地质构造运动,以及地下水、风化作用等外动力地质作用,岩土体具有非均质性、非连续性、各向异性等特点,滑坡体内各点的物理力学参数均有所差异,表现出随空间和时间变化。

3.1地下流体对岩土体产生的力学作用

岩土体空隙中静水压力的分布与地下水头大小有关,一般岩体单位面积上承受的静水压力可表示为:式中,为静水压力,单位为mpa;为岩土体重地下水的容重,单位为;H为地下水水头,单位为m;z为位置高程,单位为m。

3.2岩土的强度与变形关系现象学分析

(1)在一般情况下,岩土数值计算与力学分析需要的是三维条件下的应力张量与应变张量两者之间的数学关系,通常有全量型和增量型两种表达形式,并且以增量型本构方程更为普遍。

(2)模拟软岩应变软化阶段的途径之一是把应变软化看作是岩土本身的固有性质,应用连续介质力学的方法在应变空间中建立反映软化性质的弹塑性应力一应变关系。

4岩土体发生滑坡的改善措施

4.1改变边坡几何形态

改变边坡几何形态主要是消减推动滑坡产生区的物质(即减重)和增加阻止滑坡产生区的物质(即反压),通常所谓的砍头压脚;或减缓边坡的总坡度,即通称的削方减载。这种方法是经济有效的防治滑坡的措施,技术上简单易行且对滑坡体防治效果好,所以获得了广泛的应用并积累了丰富的经验。

4.2加固工程

一是抗滑桩加固。抗滑桩是借助桩与周围岩同作用,把滑坡推力传递到稳定地层的一种抗滑结构,自20世纪60年代开始使用以来,得到广泛应用。抗滑桩可分为全埋式和半埋式两种,半埋式多用于开挖路堑时因工程不当造成的滑坡,桩前有一定高度的临空面,在桩与桩之间可采用挡土板或挡土墙进行封闭。全埋式用于整治滑面以上桩前有抗力的整体滑动的滑坡。

二是预应力锚索加固。用锚索单独稳定滑坡,通常在滑坡体上设置若干排锚索,锚固于滑动面以下的稳定地层中,地面用梁或墩作为反力装置给滑体施加一预应力来稳定护坡。

4.3排水工程

排水系统的完善尤为重要,在抗滑桩施工前,沿抗滑桩靠山侧设截水沟一条,排出地表水,截水沟设在抗滑桩靠山侧有三个优点:a.防止地表水渗入滑坡体,进一步影响边坡稳定;b.防止雨水影响抗滑桩施工;c.如将其设在抗滑桩前面,则在边坡开挖时土体易产生滑移破坏截水沟。在坡面设置急流槽、排水沟进一步完善坡面排水系统,除完善坡面排水系统外,因地下水丰富,在边坡各台坡脚设置a110mm疏干孔,疏干孔深15m,具置视出水情况而定排水工程主要包括将地表水拦截或引出滑动区外的地表排水和降低地下水位的地下排水。

所有地下排水工程都须考虑自身的安全性及可靠性。一旦排水孔(或排水沟)被堵塞、失效,不仅修复困难,而且可能造成严重后果。

参考文献

[1]张国祥.土体最危险破坏面确定方法[J].铁道工程学报,1996,52(4):55-60.

工程地质和岩土工程的关系篇10

[关键词]岩土工程水文地质研究

[中图分类号]p64[文献码]B[文章编号]1000-405X(2014)-3-68-1

水文地质的地下水位变化会对岩土的稳定和安全产生重要影响,如:潜水位上升、地下水频繁升降以及地下水压力作用和动力作用等都会对岩土工程产生重大危害,因此,在岩土工程勘察时,应当明确水文地质对岩土工程的重要影响,并制定科学、有效的水文地质防治措施,消除水文地质对建筑工程的危害,保证建筑的稳定和安全。

1岩土的水理性质

岩土水文地质包括岩土的物理性质和水理性质。岩土的物理性质和水理性质都会导致岩土的强度发生一定的改变而使岩土发生变形,同时均能对建筑物的稳定性和安全性产生严重影响。在以往的岩土工程的地质勘察中较为注重岩土的物理学性质的而忽略了岩土的水理性质,下面对岩土一些较为重要的水理性质及研究测试方法进行介绍:

通常情况下,岩土的水理性质包括以下内容:①软化性。岩土的软化性即是岩土层被水浸过后,其本身化学强度会降低,此时所表现出的性质。岩土的软化性主要通过软化系数的方式来表示,同时也能够作为岩石耐风化能力和耐水浸能力的评价指标。存在软化特性的岩类土体较多,主要有页岩、粘性土层、泥岩以及砂岩等,这些岩类土体会在地下水的作用下形成软弱的夹层,导致岩层的强度和整体性降低。②崩解性。岩土崩解性指的是岩土在被水湿化后所表现出的性质。岩土体内结构连接会在水浸入后遭到破坏和削弱,土体内部的胶结物同时也会发生溶解,岩土的表面也会由于水分子的吸附而形成水膜,从而破坏岩土表面的颗粒。③透水性。渗透系数是现目前岩土渗透性的主要表示方法,岩土渗透系数可以通过抽水试验获得。岩土的透水性造成了地下水的渗透径流,导致岩体出现溶蚀、泥化以及软化,使得岩土强度不断降低,同时产生了岩土的扬压力,削弱建筑物自重的垂直荷载,并形成动水压力,使得建筑物的基础沉陷变形,严重影响建筑物的安全和稳定。④水溶性。饱水岩土在重力的作用下会自行从空隙和裂缝中流出一定的水量,这便是岩土的溶水性。岩土的溶水性通常使用给水度来表示,给水度的测定可以通过实验室方法来实现。给水度是水文地质的一项重要参数,严重影响着对下水的疏干时间。⑤涨缩性。岩土既有失水收缩,又有吸水膨胀的性质,这两种性质被称为岩土的涨缩性。岩土表面颗粒的间距会在岩土失水后变小,岩土表面和水膜的结合也会变薄,导致土体变薄;同时岩土间表面颗粒间的间隙在水浸之后会变大,岩土表面和水膜的结合也会变厚,导致土体膨胀。岩土一旦频繁出现收缩或膨胀现象,会导致建筑物出现开裂而破坏建筑物。

2岩土工程中水文地质问题产生的危害

水文地质问题对岩土工程的危害主要是由于地下水径流、地下水位升降变化、地下水压力的作用和动力作用等因素造成的,其地下水位变化会对岩土的稳定和安全产生重要影响和危害,具体危害主要有以下几方面:

2.1潜水位上升

引起潜水位上升的原因较多,主要原因是地质因素。潜水位上升普遍都是由多种因素综合作用形成的,潜水位的上升会使岩土出现土壤沼泽化、盐渍化等现象,严重腐蚀岩土,破坏岩土结构,导致岩土发生岩体滑移、斜坡以及崩塌等地质现象,严重危害岩土工程的稳定和安全。潜水位上升同时也会破坏一些特殊岩土体的结构,从而引发粉土饱和液化和粉细砂,从而导致岩土体出现流沙、管漏等现象,使得地下洞室被水淹没,导致基础上浮,严重影响建筑物的稳定。

2.2地下水频繁升降危害

地下水的升降变化会引起膨胀性岩土的不均匀变形,地下水升降情况严重时,会导致岩土层出现膨胀收缩,从而出现地裂现象,使建筑物出现塌陷和破坏。地下水位的频繁升降交替变化,会使得土层中铁、铝等胶结物质不断流失,从而导致土层松软,土层的压缩模量和承载力降低,土层的含水量孔隙比增大,严重影响岩土工程基础的处理和选择。

2.3地下水压力作用和动力作用危害

地下水的压力作用和动力作用在天然状态下比较薄弱,不会岩土工程产生重大危害,然而人类的活动会破坏和改变地下水的动力平衡条件,使得地下水的压力作用和动力作用对岩土工程产生重大危害,导致岩土工程出现流沙、管涌以及基坑突涌等地质危害,严重影响岩土工程的安全和稳定。

3岩土工程勘察中水文地质评价内容

在以往的岩土工程勘察报告中往往比较缺乏基础设计和施工需求相结合的水文地质对岩土工程的作用和危害评价,导致一些地区出现由于水文地质问题而造成的建筑物开裂、建筑物基础下沉等事故,因此,在岩土工程勘察时,应当注重对水文地质的评价,有效降低或避免水文地质问题对建筑安全性和稳定性的影响。岩土工程勘察中水文地质评价的内容主要有以下几方面:①对地下水对建筑物和岩土体的作用及影响进行重点评价,对岩土工程可能发生的危害进行预测,并提出相关岩土工程危害防治措施。②根据建筑物地基基础类型建设的需要,对相关水文地质问题进行调查,为建筑地基基础类型选型提供相关水文资料。③调查地下水的天然状态以及地下水在天然状态下对岩土体的影响,并分析和预测地下水在人为工程活动中是否发生变化以及地下水对建筑物和岩土体的反作用。

4结束语

由于岩土具有软化性、水溶性、崩解性、透水性以及涨缩性的水理性质,水理性质同时又是水文地质的重要组成部分,水文地质的地下水位变化会对岩土的稳定和安全产生重要影响,因此,在岩土工程勘察时,应当明确水文地质对工程的重要影响,并制定科学、有效的水文地质防治措施,消除水文地质对建筑工程的危害,保证建筑的稳定和安全。

参考文献

[1]张小兴.岩土工程勘察设计和施工中的水文地质问题分析[J].城市建设理论研究(电子版),2012,(36).

[2]朱俊波.浅谈水文地质岩土工程勘察设计及施工方法[J].地球,2013,(6):114-114