工程地質范文

時間:2023-04-05 01:55:48

導語:如何才能寫好一篇工程地質,這就需要搜集整理更多的資料和文獻,歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文,供你借鑒。

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關鍵詞:工程地質 水利水電 勘察

中圖分類號:P2文獻標識碼: A

一般來說,工程地質是調查、研究、解決與人類活動及各類工程建筑有關的地質問題的科學。工程地質研究的主要內容有:確定巖土組分、組織結構(微觀結構)、物理、化學與力學性質(特別是強度及應變)及其對建筑工程穩定性的影響,進行巖土工程地質分類,提出改良巖土的建筑性能的方法;研究由于人類工程活動的影響而破壞的自然環境的平衡,以及自然發生的崩塌、滑坡、泥石流及地震等物理地質作用對工程建筑的危害及其預測、評價和防治措施;研究解決各類工程建筑中的地基穩定性,如邊坡、路基、壩基、橋墩、硐室,以及黃土的濕陷、巖石的裂隙的破壞等,制定一套科學的勘察程序、方法和手段,直接為各類工程的設計、施工提供地質依據;研究建筑場區地下水運動規律及其對工程建筑的影響,制定必要的利用和防護方案;研究區域工程地質條件的特征,預報人類工程活動對其影響而產生的變化,作出區域穩定性評價,進行工程地質分區和編圖。隨著大規模工程建設的發展,其研究領域日益擴大。除了巖土學和工程動力地質學、專門工程地質學和區域工程地質學外,一些新的分支學科正在逐漸形成,如礦山工程地質學、海洋工程地質學、城市工程地質及環境工程地質學、工程地震學。但是隨著我國經濟的迅速發展現代化建設與環境存在沖突,而且現在大學生雖多,但真正的人才卻少之又少,因此我們要抓住機遇,迎接挑戰,正確處理工程地質 環境 人才 機遇之間的關系,總之工程地質與人類的生活密切相關。

一、崩塌的概念;崩塌是指陡峻斜坡的巨大巖塊,在重力作用下突然而猛烈地向下傾倒、翻滾、崩落的現象。崩塌經常發生在山區河流、河谷的陡峻山坡上,有時也發生在高陡的邊坡上。它來勢迅猛,對道路交通可造成直接危害。在設計中應避免使用不合理的高陡邊坡,避免大挖大切。在施工中應清除坡面危石或采取坡面加固、調整水流等措施。

二、滑坡的概念; 滑坡的概念;滑坡是指斜坡巖土體在重力作用下,一定的軟弱面或華東帶整體下滑的現象。西南地區(云、貴、川、藏)是我國滑坡分布的主要地區,其他地區的山區、丘陵區、包括黃土高原,亦有不同類型的滑坡分布。

1滑坡的發育過程;

(1)、蠕動變形階段;歷時長,是滑坡預測和預防的重要階段。

(2)、滑動破壞階段;速度大、來勢猛、破壞力大。

(3)、漸趨穩定階段。

2、影響滑坡的因素

(1),邊坡形態;坡高,坡角。

(2)、巖土性質;強度,含水量,完整性。

(3);構造面的產狀。

(4),水;靜水,動水

(5)、振動荷載;地震。

三、泥石流的概念;由暴雨或冰雪迅速融化形成的一種突然爆發性的含大量泥沙、石塊的急驟水流,并且攜帶堆積在緩坡或山谷中的大量堆積物成為泥石洪流沖向山前地帶的現象,稱泥石流泥。石流是主要發生在地質不良、地形陡峻的山區或山前區,與水文氣象、人類活動有關,是突然爆發性的,由泥砂石塊組成的特殊洪流。泥石流的防治可考慮水土保持、跨越、排導和滯流攔截等措施。

其形成原因主要有;

(1).溝槽縱坡較大、便于積水、集物的陡坡的地形地貌。

(2).流域內有豐富的松散固體物。

(3).流域中上游有大量的降雨,急劇消融的冰雪或水庫的潰決短時間內有大量的水源供給。

四、水利水電工程地質的特點

1 特殊性與復雜性

在水利水電、電力、工民建、交通、港航、航天、航空、地礦、市政建設等等凡是存在土建工程,要與地質體(地基)打交道的行業,都有工程地質專業,因此,我們稱工程地質專業是工程建設的基礎性專業,是不必爭議的。由于水利水電工程建設自身的特殊性和復雜性,使得水利水電工程地質又是所有這些不同行業的工程地質專業中涉及面最廣、問題最復雜、任務最艱巨、聲望最高、最具權威性的業界龍頭。 水利水電工程建設的特殊性首先表現在工程建筑物的特殊性。工業與民用建筑到處可以見到基本相同甚至完全相同的建筑物,可以部分或全部套用標準設計圖紙。而水工建筑物則不然,世界上有成千上萬座水庫大壩,你就很難找到兩座完全相同的大壩。決定大壩的規模、壩型、結構等工程要素的自然條件很復雜,而工程地質條件則是最主要的自然條件之一。水工建筑物的第二個特殊性是與水打交道,所承受的主要荷載是水荷載。水利水電工程不允許失事,一旦失事,損失將十分慘重。

2 實踐性與經驗性

水利水電工程地質的另一特點是強烈的實踐性與經驗性。在中國水利學會勘測專委會1999年度學術研討會上,工程地質界知名前輩專家天津院的李仲春教授語重心長地警示工程界:工程地質這個專業太難了,工程地質決策不是通過計算和試驗所能左右的,很大程度上取決于我們的工程經驗,即是十分成功的工程,也很難證明它既安全可靠又經濟合理。李仲春教授的肺腑之言充分表達了工程地質專業的實踐性與經驗性的深刻含義。 工程地質理論上的任何一項新進展,新方法,新技術,都必須通過大量試驗研究、分析論證和工程實踐的檢驗。例如,近二十年來隨著數理基礎學科和計算機技術的發展,壩基、洞室和邊坡穩定性分析計算的理論和方法有了長足的進展,但是這些計算成果仍然只能是工程設計和決策的一種參考,因此在工程界有一種通用說法:不可不信也不可全信。許多工程實例足以說明采取慎重態度的必要性。有些工程從分析計算上看是安全的,實際上卻出了問題;而另一些工程通過計算認為不安全,但卻安全運行了數十年。因此我們搞工程建設,工程經驗往往又是起決定作用的。

.2 實踐性與經驗性

水利水電工程地質的另一特點是強烈的實踐性與經驗性。在中國水利學會勘測專委會1999年度學術研討會上,工程地質界知名前輩專家天津院的李仲春教授語重心長地警示工程界:工程地質這個專業太難了,工程地質決策不是通過計算和試驗所能左右的,很大程度上取決于我們的工程經驗,即是十分成功的工程,也很難證明它既安全可靠又經濟合理。李仲春教授的肺腑之言充分表達了工程地質專業的實踐性與經驗性的深刻含義。

工程地質理論上的任何一項新進展,新方法,新技術,都必須通過大量試驗研究、分析論證和工程實踐的檢驗。例如,近二十年來隨著數理基礎學科和計算機技術的發展,壩基、洞室和邊坡穩定性分析計算的理論和方法有了長足的進展,但是這些計算成果仍然只能是工程設計和決策的一種參考,因此在工程界有一種通用說法:不可不信也不可全信。許多工程實例足以說明采取慎重態度的必要性。有些工程從分析計算上看是安全的,實際上卻出了問題;而另一些工程通過計算認為不安全,但卻安全運行了數十年。因此我們搞工程建設,工程經驗往往又是起決定作用的。

4 工程地質測不準原理

著名的量子力學測不準原理:“不能同時測準粒子在某一瞬間的速度和位置”。我們不妨借用這個原理來揭示工程地質的一些本質性問題事實上,地質體中的某些性質的確是測不準的。例如某一組結構面的產狀,你只能用一個區間值來表述,如果僅用一個確定值來表述則肯定不符合客觀實際。又如工程地基巖體的物理力學參數,它只能是一個區間值或統計值,因為地質體中每一點的性質都可能是變化的。地質參數精確到某一個具體數值的時候,千萬不要把它當成是絕對準確的,否則會誤導精確評價的可信性。

五、小結

人類社會的進步與發展,實際上又是一部人與自然相互協調和相互影響的壯麗史詩。以前我們把人與自然的關系當成是與天斗與地斗的斗爭關系,實踐證明,人與大自然斗爭的結果,雖然取得了一些局部性的小勝利,而大自然反過來對人類的懲罰卻是災難性的。人類的每一次產業革命,無不與工程建設有直接關系,與地質環境有直接或間接關系。建國以來,我國的基本建設此起彼伏,新一輪的建設正在興起。在多專業組成的基建隊伍這個龐大樂團中,地質師要起到指揮和首席演奏家的作用,甚至還要擔負起獨奏華彩樂章的作用。盡管工程地質學科正在經歷著前所未有的挑戰,工程地質工作也存在著這樣那樣的問題和難題,然而這更是機遇。抓住機遇迎接挑戰,順應自然,保護環境,防止災害,造福人類,是工程地質學家和地質師的艱巨任務和不可推卸的責任。

參考文獻;

1:韋港 《工程地質隨想》 1996年4月24日

2:何培玲 張婷 《工程地質》 2007年1月

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關鍵詞:工程地質測繪技術

地質測繪長期依靠經緯儀、平板儀、水準儀“老三儀”進行工作,新技術的應用較局限。在未來的發展中,隨著現代測繪技術的逐步擴大應用,向“老三儀”告別的時代已經到來。現代測繪技術的核心是衛星導航定位技術、遙感技術和地理信息系統技術。其中,衛星導航定位技術和遙感技術是航天技術、衛星技術、傳感器技術、現代通信技術、計算機技術等高新技術綜合集成的結果,地理信息系統技術是計算機技術、數據庫技術、空間分析與模擬(虛擬現實)技術綜合集成的結果。因此,現代測繪技術是空間技術和信息技術等現代高新技術

的綜合集成,也是國家高新技術的重要組織部分。

1工程地質測繪

工程地質測繪是巖土工程勘察的基礎工作,在諸項勘察方法中最先進行。按一般勘察程序,主要是在可行性研究和初步勘察階段安排此項工作。但在詳細勘察階段為了對某些專門的地質問題作補充調查,也進行工程地質測繪。工程地質測繪是運用地質、工程地質理論,對與工程建設有關的各種地質現象進行觀察和描述,初步查明擬建場地或各建筑地段的工程地質條件。將工程地質條件諸要素采用不同的顏色、符號,按照精度要求標繪在一定比例尺的地形圖上,并結合勘探、測試和其他勘察工作的資料,編制成工程地質圖。這一重要的勘察成果可對場地或各建筑地段的穩定性和適宜性作出評價。

工程地質測繪所需儀器設備簡單,耗費資金較少,工作周期又短,所以測繪工作在結合巖土工程時應力圖通過它獲取盡可能多的地質信息,對建筑場地或各建筑地段的地面地質情況有深入的了解,并對地下地質情況有較準確的判斷,為布置勘探、測試等其他勘察工作提供依據。高質量的工程地質測繪還可以節省其他勘察方法的工作量,提高勘察工作的效率。

根據研究內容的不同,工程地質測繪可分為綜合性測繪和專門性測繪兩種。綜合性工程地質測繪是對場地或建筑地段工程地質條件要素的空間分布以及各要素之間的內在聯系進行全面綜合的研究,為編制綜合工程地質圖提供資料。在測繪地區如果從未進行過相同的或更大比例尺的地質或水文地質測繪,那就必須進行綜合性工程地質測繪。專門性工程地質測繪是對工程地質條件的某一要素進行專門研究,如第四紀地質、地貌、斜坡變形破壞等;研究它們的分布、成因、發展演化規律等。所以專門性測繪是為編制專用工程地質圖或工程地質分析圖提供資料的。無論何種工程地質測繪,都是為工程的設計、施工服務的,都有其特定的研究目的。

2現代測繪技術

2.1全球定位系統(GPS)的發展

GPS即全球衛星定位系統(Global Posi―tioning System)。它最初是由美國國防部開發的,

利用離地面約兩萬多公里高的軌道上運行的24顆人造衛星所發射出來的訊號,以三角測量

原理計算出收訊者在地球上的位置。GPS采用的是全球性地心坐標系統,坐標原點為地球質量中心。

2-2遙感技術的發展

遙感技術在近一、二十年內飛速發展,這種發展主要表現在新型傳感器的研制和應用的

日新月異,其發展的特點如下:

a.不斷研制新型傳感器,既有框幅式可見光黑白攝影、多光譜攝影、彩色攝影、彩紅外攝影、紫外攝影,又有全景攝影機、紅外掃描儀,紅外輻射計、多光譜掃描儀、成象光譜儀,CCD線陣列掃描和矩陣攝影機、微波輻射計、散射計,合成孔徑雷達及各種雷達和激光測高儀等。

b.形成多級空間分辨率影象序列的金字塔,以提供從粗到精的觀測數據源。傳感器的研制在向更高的空間分辨率方向發展的同時,也向全方位的立體觀測能力方向發展。

c.可反復獲取同一地區影象數據的多時相性。一般是空間分辨率低的而時問分辨率高。遙感多時相性,提供了人們長期、系統和動態研究地球表面的變化及其規律的可能性。

2.3地理信息系統的發展

從系統角度看,在未來的幾十年內,地理信息系統(GIS)將向著數據標準化、數據多維

化、系統集成化、系統智能化、平臺網絡化和應用社會化(數字地球DE)的方向發展。Intemperable GIS互操作地理信息系統(Interoperable GIS)是GIS系統集成平臺,它實現在異構環境下多個地理信息的系統或其應用系統之間的互相通信和協作,以完成某一特定任務。GIS三維(四維)地理信息系統(3D&4DGIS)目前研究重點集中在三維數據結構的設計,優化與實現,以及體視化技術的運用,三維系統的功能和模塊設計等方面。GIS面向對象和構件技術的地理信息系統(Com GIS)是把GIS的功能模塊劃分為多個控件,每個控件完成不同的功能,通過可視化的軟件開發工具集成起來,形成最終GIS應用。GIS基于www的地理信息系統(web GIS)是利用Intemet技術在Web上空間信息供用戶瀏覽和使用。

Digital Earth它是對真實地球及其相關現象統一性的數字化重現和認識,其核心思想是用數字化手段統一地處理地球問題和最大限度地利用信息資源,從而完成數字地球的核心功能,光纜、衛星通信技術以及計算機網絡等技術則完成海量空章數據的傳輸任務。

3地質測繪技術發展

3.1大地控制測量

控制測量是地質測繪的基礎,地質礦區布設平面控制的方法,一是在國家一、二等三角控制下進行三、四等三角點的加密,另一是在國家一、二等三角點下不能加密情況下布設獨立的三、四等三角或五秒小三角鎖網作為礦區基本“平面控制. 獨立的三角鎖網必須測定鎖網的起算邊長。對于內部范圍不大的測區來說,采用光電測距儀、全站儀進行三角鎖、導線的測量,生產效率比丈量基線也提高幾十倍。所以對于小范圍測區來講,光電測距(半站儀、全站儀)除測定起算邊外,還應用于測邊網、測距導線代替常規的測角網。大地控制測量成果的平差計算,以往用對數表人工計算,進度慢、差錯多,現在也普遍引入計算機軟件進行處理,象GPS后處理軟件、控制精靈等等,又提高效率也減少誤差出現的幾率,所以在短時間內就得到了很大的普及。

3.2地形測量技術

地形測量的加密圖根控制,傳統的方法是在礦區基本控制點下布設測角圖根線形鎖及測

角交會點,現在則采用導線測量、GPSRTK模式,極大地減少工作量,也提高了精度。地形測量是地質測繪工作重要的任務,長期以來的測圖方法,以大平扳儀測圖,至今在大比例尺地形測圖中仍然是普遍采用的主要手段之一。但是占主導地位的已經是全野外數字化測量了,采用全站儀、RTK一天的工作量已是大平板儀所不能比擬,完全不可同日而語了。

4 結束語

現代科學技術發展的綜合化整體方向極大地影響著現代測繪科學的發展趨勢,這種趨勢表現在現代測繪新理論的概括性增強,測繪新技術的技術綜合程度提高,各專業學科之間

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文獻標志碼:A

文章編號:1009―4156(2014)08―114-02

工程地質條件和工程地質問題是土木工程專業工程地質學教學的核心內容。由于工程地質學的研究對象是變化多樣的土體和巖體,其研究方法是將地質分析法、力學分析法、工程類比法與實驗方法的緊密結合,即綜合定量分析和定性分析相結合的方法。查明工程建設區域的工程地質條件的形成和發展,在工程建筑作用下的發展演化,分析由此可能導致的工程地質問題,并提出防治這些工程地質問題的工程治理方案和措施。由此,通過對工程地質學的學習,學生能準確地把握工程地質學的研究對象和基本任務,具備在各種工程建設的勘察、設計、施工等階段對工程地質條件進行評價和預測可能發生的工程地質問題的能力,并能提出合理的工程防護和治理措施。另外,在工程地質教學過程中,加強和改進工程地質條件和工程地質問題的教學過程、措施和方法也具有重要的意義。

一、工程地質條件的教學探討

準確地把握和了解土木工程建設場地的工程地質條件,是工程建設的基礎。工程地質條件貫穿于整體工程地質教學的過程之中,包括建設場地及其周邊區域的地形地貌、地質構造、地層巖性、水文地質條件、地表地質作用。

(一)地形地貌教學

地形地貌是人類對地球地表形態的直接感受和評價,也是制約工程建設的基本工程地質條件,我國幅員遼闊,地形地貌類型復雜多樣。由于學生來自于全國的不同地區,對工程建設可能遇見的地形地貌條件并沒有一個整體的認識。因此在教學過程中,通過地形地貌的兩種分類方法,即地表形態分類法和地貌成因分類法,并結合各種地貌類型的圖片、動畫和影像資料直觀地展示。加強課堂教學互動,讓學生列舉出自己曾經到達的地區,并說明該地區的地形地貌條件及類型。結合學校周邊的地形地貌類型與工程建設的布局、分布和結構形式,學生直觀地理解地形地貌條件對工程建設的作用和影響。

(二)地質構造教學

地質構造是地殼構造運動的產物,不同的地質構造具有各自典型的地質現象和特殊的工程地質條件。地質構造的許多概念與地質特征需要通過比較分析向學生解釋概念、現象、特征。然而概念的講述不能依靠單純的灌輸,更應該注重啟發、思考和引導,讓學生主動思考、積極參與和分析總結,應用和拓展學生豐富的想象力,將枯燥的基本概念、基本要素和特征構成一個有機聯系的整體。比如在講述褶皺、節理和斷層等三個基本地質構造的概念時,著重采用啟發、引導的教學方法,由教師提出它們之間的區別與聯系。

(三)地層巖性教學

在工程地質中,地層巖性的教學內容,分布于巖石、地質年代與第四紀地質和巖層產狀的章節之中。因此,如何將這些章節中關于地層巖性的內容聯系起來,讓學生能夠完整、系統地掌握地層巖性在工程地質條件中的作用和意義至關重要。在教學過程中,采用典型的工程實例教學,列舉不同的巖石類型的工程,對比分析不同巖石的結構和構造、巖石的地質年代和巖層產狀和接觸關系來講述不同的地層巖性對工程建設可能造成的影響,以及不同地層巖性的有利和不利的工程地質條件。

(四)水文地質條件教學

水文地質條件包括地表水和地下水的地質條件和類型。地表水包括河流和坡面水流的地質作用,而在坡面水流的地質作用中,結合第四紀沉積物分布、形成和堆積特征,比較分析殘積物、坡積物、洪積物和河流沖積物的形成條件、堆積位置、顆粒形態特征。讓學生形成對坡面水流地質作用沉積物的直觀印象,并結合周圍環境中的沉積物分布特征以及典型的圖片資料使學生能深切理解各種地表水地質作用對工程建設的影響和作用。在此部分內容的教學中,通過在課堂展示典型旅游景區的溶洞、水井的照片,提出這類地下水的來源、分布和變化特征,使學生能夠從身邊常見的現象來歸納和演繹地下水的基本特征、分布位置和變化規律。

(五)不良地質作用教學

不良地質作用包括風化作用、巖溶作用、斜坡與邊坡地質作用、地面塌陷和地面沉降。采用實例講述法(風化和巖溶)、比較分析法進行講述。巖石風化程度愈深的地區,工程建筑物的地基承載力愈低,巖石的邊坡愈不穩定。巖溶作用的巖體中有許多裂隙、管道和溶洞,在進行水庫、大壩、隧道、基坑等工程活動時,如存在承壓水并有富水優勢斷裂作為通道,則可能會遇到地下突水而導致基坑、隧道等工程的排水困難甚至淹沒,也可能因巖溶滲漏而造成水庫無法蓄水。在斜坡和邊坡作用是則需要明確斜坡和邊坡的概念、形成機制的差異以及工程防護措施。比較分析地面塌陷和地面沉降產生的機制、類型以及動力條件、治理措施。

二、工程地質問題的教學分析

(一)地基穩定性問題

在工業建筑和民用建筑中地基的強度和變形問題的講述中,結合近年來在工程建設中出現的住宅樓“樓歪歪”事件以及其他典型的工程事故,分析產生這類事故的原因和工程地質條件。在不良地質作用的地基穩定問題中,結合分析由于地下水的作用導致2009年的上海樓盤倒塌事件。近年來,我國的高鐵建設取得高速發展,而高鐵建設中對路基穩定性提出更高的要求,通過舉例分析在我國不同的地質條件下,對高鐵路基穩定的分析和建設措施,增強學生對此部分內容的深刻印象,激發學生的學習積極性。

(二)斜坡穩定性問題

斜坡穩定性是山區工程建設需要面臨的工程地質問題,通過我國的地形地貌分布圖,展示給學生我國的山區面積占國土面積的2/3,讓學生了解斜坡穩定性問題在我國工程建設中的突出地位。通過典型的汶川地震誘發的斜坡災害,如北川王家巖滑坡、青川東河口滑坡、汶川的牛圈溝滑坡碎屑流等災害的資料,學生能直觀地感受斜坡穩定性問題對山區工業和民用建筑的重要性。通過斜坡地質災害對公路、鐵路毀壞的資料和圖件,以及工程建設中的邊坡防護等措施,學生可以理解和體會斜坡穩定性對山區交通基礎設施建設的重要作用。

(三)洞室穩定性問題

地下工程建設是人類獲取更大的生存和活動空間的重要方法,隨著大量地下工程的建設和特殊工程地質條件的出現,洞室的穩定問題成為許多重大工程建設中的難點和控制性工程。以目前我國城市地鐵建設和長大隧道建設中圍巖塌方、地下涌水、地面塌陷等工程事故,讓學生了解在工程建設規劃和選址時,對不良的工程地質條件進行分析、評價的重要性。并結合典型洞室建設過程中的防護措施和方法,通過討論和課堂交流,使學生明確這些措施和方法對洞室穩定性的作用。

(四)區域穩定性問題

區域穩定性的概念是學生在開始接觸時不容易理解和掌握的工程地質問題。在課堂的教學中,結合2011年日本東海岸的大地震,導致距離地震震中一百多千米遠的福島核電站發生事故,導致核泄漏;地震、震陷、液化和活斷層對大型水電工程、地下工程以及建筑密集的城市地區可能導致的災害,使學生了解和認識區域穩定性對工程建設的主要作用和采取的工程措施。

篇4

[關鍵詞]工程地質勘察 水文地質勘察 地下水

[中圖分類號] P641 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X(2014)-1-68-2

所謂水文地質勘察,就是對自然界中地下水的變化與運動規律的勘察,在整個工程地質勘察中占據十分重要的作用,換言之,就是對工程所在地的地下水的分布與形成的規律。因此對工程地質勘察中的水文地質勘察進行研究具有十分重要的意義。那么作為勘察人員,應如何做好水文地質勘察工作呢?筆者結合自身工作實踐,做出以下幾點探究性的分析。

1工程地質勘察中開展水文地質勘察的基本要求

工程地質勘察工作中,為了開展水文地質勘察工作,就必須滿足以下幾點基本要求。

1.1認真分析工程所在地的自然地理條件

在水文地質勘察中,首先就必須注重自然地理條件的分析。即對氣象水文特征以及地形地貌進行分析,所謂氣象水文特征,就是工程所在地屬于哪種地域條件,例如是屬于熱帶氣候還是亞熱帶氣候,或者屬于季風氣候,而地形地貌則是工程所在地周邊的平原、水系、高原等特征,以及地形是否開闊平坦和地貌侵蝕的程度等等。只有對這些自然地理條件進行認真的分析和掌握,才能為水文地質勘察工作成效的提升奠定堅實的基礎。

1.2加強地質環境的分析,摸清地下水位的高低

在分析自然地理條件的基礎上,還應對地質環境和地下水位進行分析。應結合工程所在地地質的構造特點和基底構造以及地層巖性和新構造運動情況等分析地質環境。并對工程所在地近五年內最高的地下水位以及水位的變化趨勢進行分析,找出地下水和地表水的排補關系及其給地下水位帶來的影響,以最大化的減少因地下水位發生變化而影響工程的開展。

1.3精心準備水文地質參數

一是在施工現場進行抽水試驗、注水或者壓水試驗對地層的滲透系數進行測定,不同的土層采用的試驗不一樣,要針對具體的情況而定,如硬質巖石采用壓水試驗較合適;二是結合隔水層和含水層埋藏的條件以及地下水的流向、類型和水位變化趨勢等確定含水層的厚度、埋藏的深度以及分布的具體情況。通過對這些水文地質參數的準備,進一步為水文地質勘察工作成效的提升注入活力[1]。

2淺談水文地質的評價內容

為了更好的開展水文地質勘察工作,就必須掌握評價水文地質情況的內容,才能更好地找出水文地質存在的問題,從而提出合理化和科學化的防治措施,同時也給工程的施工提供科學的水文地質資料,最終最大化地減少甚至消除地下水給整個工程帶來的危害。具體來說,評價水文地質是否存在問題,就必須嚴格按照以下幾點評價內容進行評價。一是將地下水給體以及建筑帶來作用與影響作為重點評價內容,以預測有可能給工程帶來的危害,并提出相應的防治對策;二是分析和掌握建筑物的地基基礎類型,并找出與此地基基礎類型相類似的水文地質問題,從而針對性地選用水文地質資料;三是在查明地下水現存狀態及變化規律的基礎上,對人為活動給地下水帶來的影響進行分析和預測;四是基于工程地質問題的分析,必須有以地下水位為基點,進行針對性的分析[2];五是弄清楚地下水的補給、徑流、排泄等情況,調查下周圍地下水水位的變化情況,積極收集周邊水文地質資料。

3地下水對工程危害

通過上述分析,我們對工程地質勘察中開展水文地質勘察的基本要求及其評價內容有了一定的認識,那么地下水的存在,將會對工程帶來哪些危害呢?我們只有對這些危害有一個全面的認識,才能在水文地質勘察工作中更好地發現水文地質問題,從而采取有效的措施予以應對。以下筆者結合自身工作實踐,淺談下地下水對工程危害。

3.1地下水水位上升時帶來的危害分析

當地下水水位上升時,有可能給工程帶來的危害有以下幾點:一是使得土壤變得沼澤化和鹽漬化;二是地下水給建筑物帶來的腐蝕更嚴重;三是體的巖石出現崩塌和滑移,例如在河岸和斜坡等處最為常見;四是特殊體的結構被破壞或者強度下降;五是粉土和粉細砂出現飽和液化、管涌、流砂等;六是導致地下室被充水和淹沒,進而導致建筑的基礎上浮,最終引發建筑物失去穩定性出現傾斜甚至倒塌。而究其根源,主要有以下幾點因素:含水層結構、水文氣象因素、人為因素以及總體巖性產狀以及施工等[3]。

3.2地下水水位下降時帶來的危害分析

除了地下水水位上升會對工程帶來危害,地下水水位下降同樣會給工程帶來危害。例如導致地面不均勻的沉降、地裂以及地面出現塌陷和水質惡化以及水資源枯竭等危害。而究其根源,主要是人為的抽取地下水、修建水庫、筑壩等導致下游的地下水補給嚴重不足等造成的,不僅對建筑物和體的穩定性有極大的危害,而且還會人對人類的居住環境帶來極大的威脅和挑戰,因而必須高度重視。

3.3地下水水位升降頻繁會影響物理力學性能的發揮

當地下水水位出現忽升忽降的情況時,變回對膨脹性的產生影響,導致其脹縮變形不均,甚至導致低劣,極易給低層建筑物和輕型建筑物造成破壞,尤其是地下水水位出現頻繁升降時,極易大致出現大幅度的膨脹收縮。因而在勘察膨脹性的地區時,必須加強水文地質條件的分析,以最大化的為地基基礎深度的確定提供最具權威的參考資料。但是,在實際工程中,還應結合工程實際進行針對性的分析。尤其是在建筑地基內部時,若地下水的水位處于基礎底面這下的壓縮層且水位出現變化時,將會給建筑的穩定性有著直接的影響,當水位上升時,則會導致地基土軟化,可壓縮性變大以及強度下降等問題,進而導致建筑物出現極大的沉降和變形,當水位下降時,則會增加自重應力,極易導致地基基礎出現附加性的沉降,此外,若土質不均勻以及地下水水位驟降時同樣會導致建筑物出現變形。

3.4地下水動水壓力作用給工程帶來的危害

地下水在天然狀態下動水壓力作用比較微弱,在人為工程活動中由于改變了地下水天然動力平衡條件,在動水壓力作用下往往會引起一些嚴重的工程危害。因而為提高工程勘察質量,在工程勘察中不僅要求查明與工程有關的水文地質問題,評價地下水對體和建筑物的作用及其影響,為工程提供必要的水文地質資料,以消除或減少地下水對工程的危害[4]。

4結語

綜上所述,對工程地質勘察中的水文地質勘探進行探究具有十分重要的意義。作為新時期背景下的工程勘探工作人員,必須緊密結合我國勘探事業發展的需要,認真分析工程所在地的自然地理條件,加強地質環境的分析,摸清地下水位的高低,精心準備水文地質參數,切實掌握,水文地質的評價內容,并認真分析和掌握地下水升降給工程帶來的危害,以更好地促進整個工程地質勘察工作成效的提升,以最大化的減少建筑地基的沉降和病害的出現,最終為整個工程質量的提升奠定堅實基礎。

參考文獻

[1]尹湃.淺談工程勘察中水文地質勘察的地位及內容[J].科技信息,2011,22:482-483.

[2]石廣平.水文地質在工程地質勘察中的應用[J].科技與企業,2012,06:164+166.

篇5

關鍵詞:水文地質,地質勘查,工程地質

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

Keywords: hydrogeology, geological exploration, engineering geology

中圖分類號:F407.1文獻標識碼:A 文章編號:

1水文地質勘察的內容

在以往常規的巖土工程勘察中,由于缺少結合基礎設計和施工需要評價地下水對巖土工程的作用和危害,在很多地區已發生多起因地下水造成的建筑基礎下沉及建筑物開裂的質量事故。針對過去的經驗和教訓,在以后的水文地質勘察中應主要考慮巖土的水理性質對建筑工程施工地區的水文地質問題做出客觀評價。與巖土的物理性質相類似,巖土的水理性質也是巖土工程地質性質的重要標志。巖土水理性質指的是巖土與地下水之間相互作用而顯現出來的一些性質,會直接影響到巖土的強度,進而影響到建筑工程的穩定性。過去的勘察工作往往比較重視巖土的物理力學性質,而水文地質勘察往往被當做一種象征性的工作,繼而忽略了對巖土水理性質的重要性,所以對巖土工程地質性質的評價不夠全面。

2水文地質勘察的重要性

水文地質勘察是工程地質中一個非常重要的方面,對地下水正確的分析和評價,不僅關系到建筑工程的順利施工和正常使用,而且關系到人民群眾的生命財產安全。它可以分析地下水對建筑工程地區巖土工程地質性質的影響,作出客觀的評價和預測。在建筑施工過程中,如何避免地下水對巖土工程造成危害,水文地質勘察的重要性體現在以下幾方面。

2.1地下水位變化引起的巖土工程危害

地下水位變化包括地下水位上升、地下水位下降、地下水位頻繁升降三個方面。地下水位頻繁升降對巖土工程造成的危害主要包括可能引起建筑物的破壞和膨脹性巖土脹縮變形。

在天然條件下地下水位一般是季節性變化,雨季水位上升,旱季水位下降。這種天然變化是區域性的,漸變的,而且變化幅度較小。但是,人為因素引起的局部性地下水位升降變化往往比自然變化的幅度大,導致的巖土工程危害也更加嚴重。地下水位的升降超過一定程度有可能引起粉土以及粉細砂飽和液化而出現流砂、管涌等現象;也可能導致土壤鹽漬化、沼澤化而腐蝕建筑物;一些具特殊性的巖土體結構破壞、強度降低、軟化;地下洞室充水淹沒,基礎上浮、建筑物失穩;地裂、地面沉降、地面塌陷等災害以及地下水源枯竭、水質惡化等環境問題,對巖土體、建筑物的穩定性和人類自身的居住環境造成很大的威脅。

2.2地下水動水壓力作用引起的巖土工程危害

地下水在天然狀態下動水壓力作用比較微弱,但是在建筑工程活動當中,由于改變了地下水天然動力平衡條件,在一定的動水壓力作用下,也會導致一些后果嚴重的巖土工程危害。如管涌、流砂、基坑突涌等,造成安全隱患,并影響工程質量,所以需要及時做好這方面的水文地質勘察工作。當建議采用樁基時,應評價采用樁的適宜性;對樁的類型、平面布置、直徑、長度和樁基持力層,提出建議;對樁尖持力層的選擇進行論證;提出樁的側摩阻力和端阻力;提出單樁承載力的建議;在大面積堆載及欠壓密地區,尚應分析樁周土對樁的負摩阻力;對預制樁或沉管樁的沉樁可能性,進行論證;挖孔樁、鉆孔樁、沖孔樁的成孔工藝,成孔過程可能出現的問題及施工技術措施,樁的施工質量控制方法和要求;對樁基工程設計、施工、檢測、監測的其他建議;一般應提出以樁的靜載荷試驗驗證或確定

單樁承載力的建議。

2.3地下水位對巖土物理力學性質的影響

地下水的升降變化能引起膨脹性巖土產生不均勻的脹縮變形,嚴重者形成地裂,引起建筑物特別是低層或輕型建筑物的破壞。當地下水升降頻繁時或變化幅度大時,不僅使巖土的膨脹收縮變形往復,而且會導致巖土的膨脹收縮幅度加大。因此,在膨脹性巖土地區進行巖土工程勘察是應特別注意對場地水文地質條件的研究,特別地下水往往升降變化中高度和變化規律,這對地基基礎深度的選擇(宜選在地下水位以上或地下水位以下,不宜選在地下水位變動帶內)有主要的參考價值。

在建筑工程的地基內,當地下水位在基礎底面以下壓縮層范圍內發生變化時,就能直接影響建筑物的穩定性。若水位在壓縮層范圍內上升時,軟化地基土,使其強度降低、壓縮性增大,建筑物可能產生較大的沉降變形若水位在壓縮層范圍下降時,巖土的自重應力增加,可能引起地基基礎的附加沉降,如果土質不均勻或地下水位的突然下降也可能使建筑物發生變形破壞。

在地下水位以上、地下水位變動帶和地下水位以下,具有明顯的變化規律土體從上到下,有天然含水量、孔隙比由小一大一小,壓縮模量、承載力由大一小一大的變化規律。這是由于地下水位以上部位,經長期淋濾作用,鐵鋁富集,并對土顆粒起膠結和充填作用,增大了土粒間連接力,往往形成硬殼層”,因而含水、孔隙比小而壓縮模和承載力增高而位于地下水位變動帶的土層,由于地下水積極文替,土中的鐵鋁成分淋失,土質變松,因而含水量、孔隙比增大,壓縮模量、承載力降低位于地下水位以下的土層,由于地下水交替緩慢,氧化、水解作用減弱,加之上部土層的自重壓力作用,土質比較密實,因而含水量、孔隙比減小,壓縮模、承載力增高。

巖土物理力學性質的與地下水位之間有著非常密切的聯系,尤其是那些風化殘積土、軟質巖石以及不同成因的粘性土等。所以要高度重視地下水位對巖土物理力學變化的影響,做好預測和指導工作,避免建筑工程出現因工程地質問題而導致的質量安全事故。

3結論

總結以往的經驗和教訓,在今后的工程勘察中,應對水文地質問題的評價主要考慮以下內容:

篇6

關鍵詞:工程地質;勘察工作

中圖分類號:TU984 文獻標識碼:A 文章編號:2095-2104(2013)

工程地質勘察是運用工程地質理論和各種勘察測試技術手段和方法,為解決工程建設中地質問題而進行的調查研究工作。工程地質勘察是工程建設的先行工作,其成果資料是工程項目決策、設計和施工等的重要依據。是為了獲取建筑場地及其有關地區的工程地質條件的原始材料和工程地質論證,為工程建設、規劃、設計、施工提供可靠的地質依據,以充分利用有利的自然和地質條件,避開或改造不利的地質因素,保證建筑物的安全和正常使用,而以坑探、鉆探、觸探、地球物理勘探等手段和方法,調查研究和分析,評價建筑場地和地基的工程地質條件,為設計和施工提供所需的工程地質資料。

1 工程測量

勘察的野外測量工作主要有以下幾點:

1.1 放孔位:根據業主提供的場地附近的已知大地坐標點,按照勘察綱要的布孔圖,現場放出勘探孔位,并作好標記。如果孔位與布孔圖不一致,則要把實際孔位作好記錄。平面位置允許偏差0.25 m。

1.2 測孔口標高:勘探施工完畢,根據業主提供的高程基準點量測每個勘探孔的孔口標高。高程允許偏差5 cm。

1.3 測周圍環境:量測擬建建筑輪廓線距周圍已有建筑、管道、道路邊線等的距離。

2 工程地質鉆探

工程地質鉆探除執行有關規程外,在鉆探過程中還應注意以下幾點:

2.1 孔徑:為滿足采樣要求,一般孔徑不小于108 mm。

2.2 鉆進方法:優先采取回轉方式鉆進,是為了盡量減少對地層的擾動、保證鑒別的可靠性和取樣質量;地下水位以上采用干法鉆進,不得注水或使用沖洗液,以免影響土的物理性質;水位以下應采用回轉及全斷面取芯法;對粉土、硬塑的黏性土、砂土地層可采用沖擊鉆進法。

2.3 巖芯管:控制采用長度超過2 m的巖芯管,回次進尺不得超過2 m,重點地段及主要持力層不得超過1.0 m。

2.4 巖芯采取率:黏性土大于90%,砂性土75%,不得隨意掃掉巖芯。施工中難以取芯時,必須有可鑒定巖芯,并能卡準巖性變化界面。黏性土無巖芯間隔不得超過0.3 m,其他地層不得超過0.5 m。

2.5 取芯鉆進采用中壓、快速、合適泵量的鉆進規程,以滿足取芯和鉆進的需要。正常鉆進中,應保證孔底壓力均勻。嚴禁提動鉆具,加壓時應連續進行,不能間隔性突然加壓和減壓。

2.6 鉆進過程中各項深度數據必須尺量,嚴禁用手測和目估確定深度。鉆進深度和巖土分層深度的量測精度,不應低于5 cm。

2.7 鉆孔完成后可用碎石(1 cm~2 cm)回填封孔。

3 探井

3.1 安全:孔位必須位于建筑物輪廓線以外,減小對擬建建筑施工與環境的影響;下入井中用刀刻土樣時,應特別注意孔坍塌和缺氧等施工安全問題。

3.2 取樣:在技術人員的指導下,施工人員下入井中刀刻取樣,土樣必須標注上下方向。現階段以機械成孔較多,因此刻樣時應去除井壁一側的擾動土。

3.3 包裝及運輸:探井樣必須提高包裝質量,同時減小運輸對土樣的振動,達到一級原狀樣的標準。

3.4 探井的回填,探井使用完畢后應立即用原土分層回填夯實,并不應小于該場地天然黃土的密度。

4 靜力觸探試驗

每幢建筑物宜用同一臺靜探設備完成,并且做到以下幾點:

4.1 孔位:根據測量放孔定位,孔位誤差不能超過0.25 m。

4.2 探頭:根據土層軟硬選用合適探頭,進入場地前重新率定探頭。

4.3 調平:安裝好壓入和量測設備并用水準尺將底座調平。

4.4 檢查:檢查儀表電壓、儀表、探頭外筒及錐頭的活動情況,并按通儀器使探頭正常工作,冬季儀器需預熱15 min。

4.5 記錄:注明孔號、探頭號、標定系數及施工日期。

4.6 調零:先壓入0.5 m,稍停后提升10 cm,使探頭與地面溫度相適應。以后每3 m~5 m需提升10 cm~20 cm,使錐頭和側壁測量值達到0值,用以消除初讀數的影響。

4.7 速度:貫入速度控制在0.5 m/min~1.2 m/min范圍內,在貫入過程中隨時校核記錄深度與實際貫入深度是否相符。

5 標準貫入試驗及圓錐動力觸探試驗

5.1 標準貫入試驗:a.施工到需要標貫的深度時,必須清孔后才能更換標貫器進行試驗,標貫器下入孔中應保持垂直,防止錘擊偏心,觸桿傾斜和晃動。b.標貫試驗鉆孔以回轉鉆進為宜,也可采用沖擊鉆進,但不能使用孔底射流鉆進方法。c.在進行液化判別孔施工時,20 m以上嚴格地進行1 m一標,嚴禁用手測和目估確定深度;20 m以下可2 m~3 m打1次標貫,但要卡準地層,不得隨意掃掉巖芯。d.保證標貫器下到孔底,先預打入土層15 cm不計擊數,接著記錄貫入30 cm的錘擊數N。當遇硬土層錘擊數超過50次時,停止貫入并記錄貫入深度。e.標貫器取出后,應詳細描述巖芯,并取擾動樣做顆粒分析。f.采用42 mm鉆桿,63.5 kg標準落錘,落距76 cm,自由落體法進行試驗。g.樣簽不得與土混裝,以免弄濕看不清。

5.2 圓錐動力觸探:a.試驗時應使穿心錘自由下落,地面上的觸探桿不應過高,以免傾斜和擺動過大。b.重型動力觸探:42 mm探桿,63.5 kg落錘,落距76 cm;超重型動力觸探:50 mm探桿,120 kg落錘,落距100 cm。c.貫入過程應連續,錘擊速率為15擊/min~25擊/min,記錄每貫入10 cm所需的錘擊數。d.對重型動力觸探,當連續3次N63.5>50擊時可停止試驗或改用超重型動力觸探。

6 波速試驗

6.1 波速測試主要是進行巖石堅硬程度、巖體完整程度和巖體基本質量等級劃分。

6.2 測試方法采用單孔法,結合土層布置測點,測點間距一般1-3m,層位變化處加密,且自下而上逐點測試。

7 野外記錄

7.1 野外地質記錄、試驗記錄應由專職技術人員負責實施。

7.2 原始記錄要用符合規范要求的規范化表格記錄,用2H以上硬度的鉛筆記錄,不允許涂改、補記或重抄,記錄要清晰、整齊,簽署應齊全。

7.3 鉆探野外地層編錄應按回次進行,不得將若干回次或若干層合并記錄。在一回次中發現變層應分行填寫;對不同層位、不同深度的試驗,在記錄中要標識清楚。

7.4 野外地質記錄要依據規范具體要求進行描述,大于40 cm必須分層,大于10 cm必須描述具置。

7.5 描述深度以現有地面為準。

8 地下水位觀測及水樣的采取

8.1 分層測水位:當鉆孔深度內有2個以上含水層,且要求分層量測水位時,對于上層水,可單獨打淺孔量測;對于下層水,可用海帶或粘球止住上層水,再對下一含水層進行水位觀測。

8.2 觀測水位:鉆進過程中應觀測初見水位和靜止水位,野外結束后(24 h后)統一測量地下水位。水位允許誤差為1.0 cm。

8.3 取水樣:在擬建場地分層各采取2組水樣,每組水樣應采取2瓶,其中一瓶加大理石粉測侵蝕性二氧化碳。

9 結束語

隨著巖土技術體制的發展,巖土技術與鉆探施工的分工將趨于明確,施工質量將會更加提高。希望能對工民建地質勘察的野外工作者有一定的幫助。

參考文獻:

[1] 顏建平.關于巖土工程勘察實際工作問題的研究[J]. 化學工程與裝備. 2010,(09);

[2] 陳家淵. 工程地質勘察的問題與對策分析[J].建筑工程學報,2011,(08);

[3] 郭超英.巖土工程勘查[M].北京:地質出版社.2007;

[4] 李智毅,唐輝明.巖土工程勘察[M].北京:中國地質大學出版社.2010,(09);

篇7

PBL(problem-basedlearning)教學模式是由加拿大麥克瑪特大學霍華德教授在20世紀60年代最先提出的,這種教學模式以工程實踐問題為出發點,通過教師積極引導,學生自主探究與合作完成知識學習,使學生逐步形成解決問題與終身學習的能力。[1]在教學方法上,PBL教學模式強調學生的主動學習、積極分析問題、解決問題,培養學生創新思維和實踐應用能力。[2]在教學過程中,PBL教學模式注重師生間的交流與互動,培養學生的團隊精神和溝通表達能力。在評價方式上,PBL教學模式突出學生的綜合素質,加強過程考核,注重學習效果。[3]

土木工程地質是土木工程專業的專業基礎課,工程實踐性很強,課程內容重點在于工程地質基礎常識的學習以及分析和解決常見的土木工程地質問題。這門課程的教學目標不但要求學生對眾多地質名詞和對各類工程地質現象有基本的理解與感性認識,還要對各類工程地質問題的分析與防治技術手段有初步的了解,重點是培養學生發現問題、解決問題的能力。傳統的教學模式存在諸多問題,要提高土木工程地質課程的教學效果,則需要對傳統土木工程地質教學方法進行改革。[4]

1傳統教學中存在的問題

1.1教學課時短、教學模式單一

在授課課時受限制、章節內容多等客觀條件下,教師為了完成教學任務,需要對教學內容做出一定的壓縮與調整,突出重點知識部分。此外,由于教學課時有限,諸如案例式教學和啟發式教學模式難以開展。大部分教師在教學時采用傳統的講授教學模式,只注重教學內容,而忽視了教學方法,導致教學內容抽象化,容易使學生進陷入那些枯燥而又難以理解的名詞概念中,從而使學生喪失對學習的興趣,嚴重影響課程教學質量,無法實現教學目標。

1.2教學資源缺乏和陳舊

對于大多數非地質類高校缺乏教學模型和工程地質校內實習基地,對于課程里的各類礦物、巖石、地質現象的知識僅在多媒體課件里面進行有限的展示,學生缺乏對實物的感性認識。此外,教材上的案例時間比較久遠,缺乏新的典型工程地質事件的教學素材,教材上相應的工程地質問題防治技術手段也亟待補充和更新。

1.3理論與實踐教學脫節

土木工程地質課程的實踐性強,理論教學與實踐教學是相輔相承、缺一不可的,一旦缺少了實踐教學這一環節,課堂理論教學就如紙上談兵。但傳統的教學卻主要側重于理論知識的講解,即使是教材中對常見的土木工程地質問題章節的講解也很難引入對具體工程實踐的分析,這勢必會導致學生對土木工程地質的認識僅停留在理論知識層面,對今后工程地質問題實踐可能遇到的各種問題缺乏足夠的認識與重視。理論學習內容與工程實踐脫節,這不符合土木工程地質課程理論與實踐兼備的特點,學生就不能正真正的理解、吃透相關知識,教學效果就會大打折扣,就達不到培養和鍛煉學生的工程實踐應用能力的效果。

2土木工程地質教學中引入PBL模式的優勢

土木工程地質課程內容主要分為工程地質基礎理論知識教學模塊和工程地質問題教學模塊。地質基礎理論知識教學應重點講授礦物和巖石、地層與地質構造、水的地質作用和巖石及特殊土的工程地質內容。工程地質問題教學也是課程的重點,教師應重點講解各類工程地質現象與問題的成因、影響因素、誘發機制、穩定性評價和防治技術方法,使學生能將所學知識能直接應用于實際工程建設中。

工程地質問題內容可以來自書本,也可以來自實際的工程項目,整個教學內容是基于項目問題的學習,在以往的教學經驗中,學生往往對實際工程案例更加感興趣,學生可以帶著興趣和問題通過具體的工程教學環節來進一步消化理解所學知識。常見的土木工程地質問題教學常以相應的地質問題為起點,其教學方法可以設計成為讓學生主動學習、主動參與、積極分析問題、解決問題,既注重師生間的互動交流又注重學習成效的教學模式,與PBL模式的特點一致。

3基于PBL模式的教學課程設計

邊坡工程地質問題是土木工程行業和本課程章節安排的重要工程性問題,本節以邊坡工程地質問題為例來進行PBL教學模式設計。

傳統講授邊坡工程地質問題一般要分為以下四個環節來分析:(1)邊坡變形破壞的類型分析;(2)分析影響邊坡穩定性的因素;(3)選擇邊坡穩定分析方法;(4)選擇技術可行、經濟合理的防治措施。分析邊坡工程地質問題的前三個環節需要學生融會貫通土木工程地質的基礎理論知識,后一個環節需要學生通過自主查閱文獻資料,在教師的引導下總結出合理的防治措施。

采用基于PBL模式的教學設計,通過實踐教學的設計思想,整個授課過程以“問題”為中心開展邊坡工程地質問題的分析和解決環節。在教學過程中,通過問題的設計引導學生自己主動學習,查找相關資料來分析和解決問題,在教師與學生、學生與學生的交流中實現“做中學”。從教學效果上看,這種方式能激發學生的學習興趣,培養學生專業思維和工程實踐應用能力,舉一反三,不僅能掌握理論知識還能掌握分析和解決問題的方法。

通過PBL教學模式分析和引導之后,學生對分析和解決邊坡工程地質問題有了濃厚的興趣,思路清晰,也掌握了各個環節所要注意的問題,同時會迫切地希望將這種學習方法對其它具體的工程案例進行思考和分析。在這種興趣和教學方法的驅動下,學生學習的主動性和工程應用實踐能力得到極大地提高,教學目標也較容易達成,還能使學生逐漸形成終身學習的能力。

4結語

篇8

關鍵詞 工程地質勘察;水文地質;問題;勘察質量

中圖分類號:TU42 文獻標識碼:A 文章編號:1671-7597(2014)07-0153-01在工程地質勘察中,不僅要注重水文的物理性質,也應注重水文地質問題,特別是水文地質中巖土水理性質,地下水引起的巖土工程危害,若不注重這些水文地質問題,則容易應該建筑物的穩定性是壽命周期,因此,在工程地質勘察中注重水文地質問題,并采取有效的措施,以保證工程地質勘查工作到位。

1 水文地質問題的評價內容在工程建筑地質勘察中的重要性

做好水文地質評價內容,對提高工程地質勘察質量具有十分重要的意義,因此,水文地質問題的評價內容應包括以下幾個方面。

1)評價地下水對巖土體和工程建筑的影響,對地下水而引起的水文地質問題和工程地質危害進行預測,并提出有效的防范措施。

2)做好工程地基的選型,查找相關建筑物地基的水文地質問題,為建筑物地基基礎類型選擇提供參考依據。

3)重點評價地下水對工程建筑物作用與影響的水文地質問題,這就要求應充分考慮以下幾點:①對于埋在地下水水位以下的建筑物基礎,應充分考慮地下水對建筑物中混凝土鋼筋結構的腐蝕性;②針對巖土體的建筑物,如軟質巖石、殘積土等巖土體,應重點評價地下水對巖土體建筑物場地所產生的作用于影響,充分考慮巖土體軟化、脹縮作用而影響建筑物地基質量,重點評價建筑物地基基礎壓縮層可能存在松散、粉土的現象,預測地基基礎壓縮層因松散、粉土而產生液化、流砂、管涌的可能性;③對于工程建筑物地基下部的基礎基坑開挖工程,應采用滲透試驗和富水試驗對地下水文計算并重點評價地下水文對承壓水沖毀基坑底板的影響,另外,人工降水也容易影響建筑地基的穩定性,如地質邊坡失穩,評價人工降水影響建筑物穩定性、安全性的可能性。

2 在水文地質問題中,巖土水理性質的測試方法

在過去巖土地質勘察中,往往只重視巖土物理性質的測試,卻忽略了巖土水理性質測試在地質勘察中的重要性,做好巖土水理性質的處理,有利于提高工程建筑物的可靠性和使用壽命。因此,在工程地質勘察中,巖土水理性質的測試方法主要包括地下水賦存形式對巖土水理性質的影響和巖土水理性質的測試方法。

1)地下水賦存形式主要包括由強結合水和弱結合水組成的結合水、毛細管水、重力水。

2)巖土水理性質測試方法主要包括軟化性、透水性、崩解性、給水性、脹縮性等五種方法。

軟化性測試方法,主要采用軟化系數來判斷巖土體浸水后巖石耐風化和耐水浸能力的力學強度指標。

透水性測試方法,是指根據水重力作用而影響巖土透水的性能,其主要體現在松散巖土和堅硬巖土等方面,對于松散巖土,若松散巖土的顆粒存在不均勻的現象,松散巖土的透水性將減弱,而堅硬巖土的透水性會隨著巖溶愈發育而越強,通常采用滲透系數來表示巖土以允許水透過的性能,并采用抽水試驗方式來測定巖土體的滲透系數。

給水性測試方法,是指采用水度來表示在重力作用下飽水巖土流出的水量,一般情況下,采用實驗方法來測定飽水巖土從孔隙和裂隙流程水量的水度。

脹縮性測試方法,是指根據巖土吸水、失水的體積變化來測定的方法,即巖土顆粒表面結合水水膜受吸水、失水而造成巖土的脹縮性。

3 水文地質問題中,分析地下水對引起地質勘察質量的影響

1)地下水水位變化對地質勘察的影響。地質中地下水位變化主要體現在上升和下降,地下水位上升和下降主要受自然、人為環境因素的影響,地下水位升降變化引起的巖土工程危害主要體現在地下水位上升對地質勘察質量的影響、地下水位下降對地質勘察質量的影響和地質地下水上升和下降頻率大地質勘察的影響。

地下水位上升對地質勘察質量的影響,地質中地下水位上升的原因主要體現在降雨量、氣溫等水溫氣象因素、灌溉施工等人為因素和巖土地質因素等方面,地下水位上升對巖土造成的危害主要包括以下幾點:①地下水過多容易造成巖土體松動、土壤性質發生變化,進而造成建筑物容易受到腐蝕;②地下水水位上升容易造成巖土體結構發生變化、尤其是巖土體岸邊結構,容易發生崩塌事故;③巖土體結構發生變化,影響巖土體的強度和壓縮性,尤其是膨脹性巖土,容易產生脹縮變形;④影響建筑物的穩定性,特別是地下水位以下的建筑物基礎,由于地下水位上升而造成地下建筑物上浮。

地下水位下降引起的巖土工程危害主要是受人為因素的影響,如采礦活動或修建水庫因造成地下水的大幅度下降,若不合理抽取地下水,工程建筑物容易發生裂縫、塌陷等地質災害,甚至可能引發環境地質問題。

地下水升降頻繁對巖土工程的危害主要體現在膨脹性巖土方面,由于膨脹性巖土容易發生膨脹不均勻現象,若地下水位升降頻繁,則容易造成膨脹巖土收縮變形頻繁而導致巖土膨脹收縮幅度變大,進而造成工程建筑物的破壞。

2)地下水在環境變化狀態下產生動水壓力作用對地質勘察的影響,通常在自然環境狀態下地下水動水壓力作用是不會引起巖土工程危害的,但是,在人為工程活動中,如地下水的大量抽取,若人們過多抽取地下水資源,則容易造成地下水天然動力出現不平衡現象,致使地下水動水壓力作用在地質中發生相應的改變,其主要表現在流砂、管涌等方面。

4 結束語

在工程地質勘查中,應充分考慮水文地質問題,尤其是巖土水理性質的測試和地下水對地質勘察質量的影響,做好水文地質中存在的問題,并采取有效的措施,從而提高工程地質勘察質量。

參考文獻

[1]郭岐山.工程地質勘察中水文地質問題的探討[J].科技風,2010(16):117.

[2]王燕.工程地質勘察中的水文地質危害分析及對策研究[J].科技致富向導,2012(09):255,277.

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為改變這種錯誤的做法,就要加強水文地質問題的研究,只有這樣才能提高工程勘察質量。按照工程地質勘察的實際要求,勘察工作既要查明與巖土工程相關的有關水文地質條件,還要針對地下水給巖土體和建筑物帶來不良地質作用進行評價,對潛在的問題提出防治措施。

1 工程地質勘察工作中涉及的水文地質調查內容

一般情況下,影響工程的水文地質因素主要有:巖層中含水層與隔水層的厚度、分布和組合關系;地下水的類型、水位及水位變動幅度,承壓含水層的特征和水頭,土層或巖層滲透性的強弱等等因素。為提高工程地質勘察工作的質量,應在工程地質勘察中對下述幾個方面進行調查和評價:

1)評價的關鍵應放在地下水給工程帶來的影響上,針對水文地質對工程潛在危害,提出應對辦法;2)在工程地質勘察中,應在弄清建筑物地基基礎類型的基礎上,著重調查與該基礎類型相關的水文地質條件;3)在水文地質條件調查工作中,重點要查清地下水的自然狀態及其發展變化規律,分析并預測工程實施過程中及實施后給地下地質水文情況帶來的可能變化及不良影響,提前設計預防措施。

在對筆者所在的大連地區工程地質勘察中,多數建筑場地都涉及到地下水文地質問題。大連屬臨海城市,沿海岸線發育有大量的石灰巖,從金州、大連、旅順轉北向瓦房店的交流島、長興島一帶均為石灰巖地區,巖溶較發育,地下水豐富;另外,由于自然的地理環境造成大連地區的水系較為發育,大連市各市區內的第四系孔隙潛水也很豐富,它們大都賦存于地表砂土層中,使得勘察場地內大都見有地下水。這就使得水文地質調查在工程地質勘察中顯得尤為重要。

2 水文地質條件對工程造成危害的主要因素

水文地質條件會給工程帶來危害,究其原因,主要是地下水動水壓力作用和地下水位升降變化兩方面因素。自然或人為原因都會帶來地下水位的變化,一旦地下水位變化突破臨界值,就會給工程帶來地質危害,研究表明,引起危害的地下水位變化主要有3種情況:

1)地下水位下降。當前,由于經濟的快速發展,人為因素成為地下水位下降的主要原因,例如過度利用地下水、礦床疏干、修建水庫截流下游地下水水源、流域上游筑壩等,這些因素常會引發一系列問題。一旦地下水位的下降過大過快,常會誘發一些地質災害,如地面沉降、地面塌陷和地裂等,也會造成一些環境問題,如水質惡化、地下水源枯竭等,在年降水量較小的地區會引起土地的沙漠化,在海邊有可能會造成海水倒灌。這些地質災害或環境問題會給工程和人類的居住環境帶來巨大的威脅;

2)潛水位上升。水利工程建設及區域水文條件的變化常會造成潛水位上升,如修建水庫、地下水來源地的河流、湖泊、水庫等水位的上升。建筑物的安全性和穩定性易受潛水位上升的影響,其影響主要有以下幾個方面:

一是通過軟化地基影響建筑物的安全。潛水位上升,促使粘性土壓縮性增高、強度降低和含水率增高,誘發建筑物的沉降變形;二是潛水位上升會誘發地基隆起或側移,前者會導致建筑物的基礎上浮,后者導致建筑物傾斜或墻體破裂;三是潛水位上升會促使砂土或粉土達到飽和狀態,通常會引發流砂、管涌現象,也會帶來砂土液化等問題;四是造成潛水位以下的地下室浸水,使其喪失使用價值;五是改變土壤的化學性狀,如沼澤化、鹽漬化等,給建筑物帶來腐蝕;

3)地下水位升降。通過對水文地質規律的研究發現,氣候、氣壓、潮汐以及地球與月球引力變化,附近區域水體的水位變化等都會引起地下水位反復升降。地下水位的升降帶來的影響主要有這幾方面:導致建筑物基礎土的壓密;增加基礎工程材料的腐蝕性破壞;水位變化導致的干濕交替容易腐爛;使建筑基礎土層中一些鹽類發生溶解作用導致建筑物位移;引起膨脹性巖土的均勻的脹縮變形,造成地裂并給建筑物造成結構破壞。

研究表明,自然狀態下地下水的動水壓力作用較弱,難于給地面工程造成不利影響,但隨著人類工程建設活動的不斷增加,特別是大型水利工程的建設,會改變較大區域范圍內的水文地質狀況,帶來一系列嚴重的工程水文地質危害。

3 工程勘察中水文地質問題的應對措施

針對工程勘察中的水文地質問題,可以采取以下應對措施:

1)加強對工程地質勘察規范或規程學習。經過幾十年的發展,當前我國工程地質勘察工作已經擁有了完備的規范、規程體系,這些規范性文件對勘察工作的目的、任務、評價都做了具體的、切實可行的規定,是工程地質技術人員開展工作的主要依據。工程地質技術人員必須要高度重視規范、規程,了解和熟悉其要求,這樣才能在開展工程地質勘察時做足工作量布置,設置足夠的原狀土樣測試數據、及時劃分抗震地段。通過研讀規范、規程,工程地質管理者和技術人員在吸收文件的相關規定后,能不斷地充實和提高理論水平和實踐操作能力;

2)重視地下水埋藏狀況的調查。在調查時,要明確調查的重點,設置必要的調查指標體系,弄清地下水的類型、補給及排泄條件、地下水位、水位變化幅度及規律,在此基礎上,對地下水對建筑材料的腐蝕性進行評價,涉及到基坑工程的還應做抽、壓水試驗,調查土層的滲透性質等。預估地下水可能帶來的突涌、流沙或管涌等潛在的威脅,制定出有效和可行的防治措施建議。

4 結論

在建筑工程基礎地質勘察中要高度重視水文地質調查,作為建筑工程地質環境的組成部分,較差的水文地質條件會給建筑工程帶來多方面的危害,建筑工程項目的組織者、實施者在建筑工程實施前就應該調查清楚地基基礎的水文地質情況,制定出有針對性防治措施,提高工程的穩定性和安全性,更好地完成工程建設。

參考文獻

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關鍵詞:地質勘察 水文地質 問題探討

中圖分類號:F407文獻標識碼: A

1工程地質勘察概述

工程地質勘察是一門調查、研究、解決工程項目中涉及到的各種地質問題的科學,工程地質勘察的主要目的是為了掌握工程項目施工區域內的地質條件,客觀的對施工區域的地質進行評價,從而預測出工程項目在施工過程中,可能會出現的地質變換狀況及其對工程施工的影響,從而制定科學的預防措施,確保工程施工的順利進行。工程地質勘察的主要內容有分析巖土的成分、物理性質、化學性質、對巖土進行工程地質分析、分析工程地質對建筑工程的影響、改善巖土的建筑性能等。

2水文地質的重要性

在工程地質勘察過程中,水文地質問題是一個十分重要的問題,也是極容易被勘察單位忽略的問題,水文地質是工程地質勘察的重要環節,地下水是巖土體的重要組成部分,對巖土體的工程特性有很大的影響,同時地下水還會對建筑物的穩定性、耐久性造成影響,因此,在工程地質勘察過程中,加強水位地質勘察有十分重要的意義。但在工程項目建設過程中,由于不會直接使用水文地質參數,導致很多人錯誤的認為水文地質勘察不重要,工程地質勘察人員在進行水文地質勘察時,只是簡單的對水文地質進行分析、評價,沒有深入調查水文地質和巖土工程的關系,也沒有科學的評價水文地質對建筑物的腐蝕情況,這樣不但會降低建筑物的穩定性,還會減少建筑物的使用壽命,降低工程項目的社會效益和經濟效益,因此,加強水文地質勘察有極其重要的意義。

3工程地質勘察中水文地質評價內容

3.1水文地質條件

在進行水文地質勘察前,首先要調查清楚工程項目施工當地的氣象狀況,了解當地的年降水量、河流歷史最高位、常水位、地表水排泄措施,地下水和地表水的補給關系等,掌握巖土層中含水層的分布狀況、厚度、含水量等資料,調查清楚地下水的類型、水位的變換狀況、地下水的流向、含水層的滲透系數等,從而為水位地質評價提供依據。

3.2水文地質評價內容

在進行水文地質評價時,要根據掌握的水文地質條件,分析和評價地下水可能對巖土體造成的影響,科學的預測水位變化造成的巖體工程變換,結合實際情況,制定合理的防范措施;根據自然環境下水文地質對巖土工程造成的影響,分析預測人為活動,對巖土工程造成的影響;分析地下水對持力層巖土體產生的分解、軟化、脹縮等影響,評價地下水為對工程建筑物的腐蝕狀況;當工程項目的基礎在地下水位以下時,要根據實際情況進行滲透試驗、富水試驗,分析評價地下水位變化造成的基礎沉降、位移,從而判斷地下水位變化對工程建筑物穩定性的影響。

4水文地質對工程項目的危害

據統計,在地質災害中,地下水造成的災害占很大的一部分,因此,要認真分析地下水變化引起的災害,并制定合理的預防措施,確保工程建筑物的安全、穩定,從而為和諧社會的構建打下良好的基礎。

4.1地下水變化引起的工程危害

地下水在自然環境和人為因素的影響下,水位會發生升降變化,當地下水位變化到一定程度后,就會對巖土工程造成危害,從而對整個工程項目造成危害。引起地下水為上升的主要因素有降水量的增加、氣溫的變化、人工灌溉、施工破壞等,地下水位上升會加快土壤中鹽堿化現象,加大地下水對工程建筑物的腐蝕;地下水位上升后,斜坡、河岸還會產生比較嚴重的地質災害,例如斜坡崩塌、滑移等,對工程項目造成嚴重的破壞;地質水位上升還會造成巖土體軟化、強度下降等現象,從而對工程項目的穩定性造成影響。

引起水位下降的主要原因是人為因素造成的,例如河流改道、地下水排除等,當地下水位下降后,巖土層會變硬,在這種情況,很容易引起地面開裂、沉降等現象,對地質條件產生嚴重的破壞,從而對工程項目造成影響。受各種因素的影響,地下水位會出現反復變化的現象,這樣很容易造成基礎變形,同時地下水位反復變化還會將巖土層中的膠結物帶走,降低巖土體的強度,對工程施工造成影響。

4.2地下水壓力作用引起的巖土危害

在自然環境中,地下水很少產生動壓力,但受開礦、灌溉等人為活動的影響,地下水的壓力平衡會受到破壞,導致局部產生大的壓力,如果遇到粉土層,就很容易引起流砂、管涌等現象,從而造成基礎變形、位移等現象,甚至會造成邊坡失穩,因此工程安全施工事故,對工程項目的順利施工造成嚴重的影響。因此,在進行工程項目施工前,勘察人員要認真分析人為活動帶來的地下水壓力變化狀況,并根據實際情況,制定合理的防范措施,從而為工程項目的安全施工提供保障。

4.3地下水對基礎的影響

當工程項目的基礎需要埋深時,需要考慮到地下水變化對基礎的影響,因此,在進行工程項目基礎設計時,在沒有特殊要求下,要保證工程項目的基礎設置在地下水為上面,如果基礎需要埋設在地下水位以下,要采用合理的方法進行防水處理,為保證工程的穩定性,還要對基礎鋼筋混凝土進行防腐處理。如果基礎埋設在承壓水層中,要根據實際情況采用合理的排水措施,降低地下水水位,防止在施工過程中,出現地下水噴出的現象,對施工的順利進行造成影響。當工程項目處于河岸附近時,還要考慮到地表水和地下水的補給關系,防止地表水對工程項目的基礎造成影響。

5解決水文地質帶來的危害的具體措施

5.1對地下水位變化危害的解決措施

地下水位的上升和下降都會直接影響巖土結構,影響水源分布,進而影響了建筑物地基的穩定性,所以,在工程地質勘察中,要高度觀察地下水位的變化,結合周圍環境和氣候的變化,密切注意巖土層隨地下水位變化的規律,從而制定出切實可行的預先規劃和施工方案,對發生意外的情況做好預測措施,使得建筑物所承受的危害降到最低。

5.2水源性質危害的解決措施

在實際的水文地質勘察過程中,地下水由于會和巖土結構發生相互作用,從而影響巖土層的含水量,使得巖土結構發生變化,進而對建筑物帶來安全隱患,所以,在勘察時,要注意定期的對地下水進行取樣和監測,使得巖土含水量變化可以更好的被監測,對地下水進行綜合的分析,得出可靠的數據,以便于可以第一時間發現問題,從而做出正確的解決措施,降低安全隱患。

5.3評價機制不足的解決措施

完善的水文地質評價體系可以提高勘察質量和水平,所以,勘察部門要提高工作人員的技術水平和責任意識,不斷完善工程勘察的評價機制,從而提高管理水平,使得水文地質勘察工作更為高效和準確,對地下水位的監控更為嚴格,確保對各類問題可以做出正確的預防和解決措施,從而有助于建筑工程的施工規劃,提高建筑工程的穩定性。

5.4地下水性質變化的解決措施

在勘察過程中,對地下水自身的性質分析也是非常重要的,地下水的PH值、硬度等相關因素的變化,也會對巖土結構和建筑工程帶來一定的危害,為此,必須要對地下水的性質做出準確的分析,找出性質變化與巖土結構變化的規律,及時發現問題,確保將風險降到最低,全方位的保證建筑施工可以有序開展。

結束語

工程地質勘察作為建筑工程地質結構的監測工作,必須要充分考慮影響地質結構的因素,尤其要重視水文地質問題的勘測,嚴格關注地下水文地質的變化,監控地下水位,從而更好的維持巖土結構的穩定性,進而為建筑工程提供地質結構保障,對于水文地質的問題,針對不同的問題要采取不同的解決措施,同時勘察部門也要制定相應的規章制度與措施,關注水位變化,從而更好的完成地質勘察工作,保證建筑工程的穩定,提供完善的建筑保障,進而促進工程建設更好的完成。

參考文獻