在过去的水利水电工程勘察报告当中,由于对综合基础设计和施工的需要评价地下水对岩土工程的作用及危害的忽视,从而导致因地下水造成基础下沉和建筑物开裂的质量事故频繁发生,所以在水利水电工程勘察中,主要应该考下面是小编为大家整理的2023年水文地质工程地质【五篇】,供大家参考。
水文地质工程地质范文第1篇
在过去的水利水电工程勘察报告当中,由于对综合基础设计和施工的需要评价地下水对岩土工程的作用及危害的忽视,从而导致因地下水造成基础下沉和建筑物开裂的质量事故频繁发生,所以在水利水电工程勘察中,主要应该考虑以下内容:
1.1 应该重点评价地下水对岩土体和建筑物所起的作用和影响 ,准确预测可能产生的岩土工程危害,并提出防治措施。
1.2 工程勘察当中还应该密切的结合建筑物的地基基础类型需要,查明有关水文地质问题,提供选型所需的水文地质资料。
1.3 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:
1.3.1 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。
1.3.2 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、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、粉上时,应预测产生潜蚀流砂、管涌的可能性。
1.3.3 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。
1.3.4 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。
2岩土水理性
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,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。
2.1 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。
2.2 岩土的主要的水理性质及其测试办法
2.2.1 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 在岩石层中存在易软化岩层时,在地下水的怍用下往往会形成软弱夹层。各类成因的粘性上层、泥岩、页岩、泥质砂岩等均普遍存在软化特性。
2.2.2 透水性,是指水在重力作用下,岩土容许水透过自身的性能。松散岩上的颗粒愈细、愈不均匀,其透水性便愈弱。坚硬岩石的裂隙或岩溶愈发育,其透水性就愈强。透水性一般可用渗透系数表示,岩上体的渗透系数可通过抽水试验求取。
2.2.3 崩解性,是指岩浸水湿化后,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,以广东地区的残积土为例,一般崩解时间5-24h,崩解量 1.79~34,以蒙脱石、水云母、高岭土为丰的践积土以散开方式崩解,而以石英为主的残积土多以裂开状崩解为主。
2.2.4 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,也影响场地疏水时间。给水度一般采用实验室方法测定。
2.2.5 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。岩土的胀缩性往往是产生地裂缝、綦坑隆起的重要原因之一,对地基变形和土坡表层稳定性有重要影响。标定岩士胀缩性的指标有:膨胀率、自由膨胀率、体缩率、收缩系数等。岩土的水理性质尚有持水性、容水性、毛细管性、町塑 性等等,在这里不再一一叙述。
3 地下水引起的岩土工程危害
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。
3.1 地下水升降变化引起的岩土工程危害
地下水位变化可由天然因素或人为因素引起,但不管什么原因,当地下水位的变化达到一定程度时.都会对岩土工程造成危害,地下水位变化引起危害又可分为三种方式:
3.1.1 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:① 土壤沼泽化、盐渍化 ,岩土及地下水对建筑物腐蚀性增强。②斜坡、河岸等岩土体岩产生滑移、崩塌等不良地质现象。③一些具特殊性的岩土体结构破坏、强度降低、软化。④ 引起粉细砂及粉土饱和液化、出现流砂,管涌等现象。
⑤地下洞室充水淹没,基础上浮,建筑物失稳。
3.1.2 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。
3.1.3 地下水频繁升降对岩土工程造成的危害。
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。地下水升降变动带内由于地下水的积极交替,会将土层中的胶结物―一铁、铝成分淋失,土层失去胶结物将造成土质变松、含水量孔隙比增大,压缩模量、承载力降低,给岩土工程基础选择、处理带来较大的麻烦。
3.2 地下水动压力作用引起岩土工程危害
地下水在天然状态下动水压力作用比较微弱 ,一般不会造成什么危害,但在人为工程活动中由于改变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。流砂、管涌、基坑突涌的形成条件和防治措施在有关的工程地质文献已有较详细的论述,这里不再重复。
4结束语
综上所述,水文地质与工程地质工作在建筑物持力层选择、基础设计、工程地质灾害防治等方面都起着重要的作用,随着工程勘察的发展,其必将受到越来越广泛的重视,切实做好水文地质与工程地质工作将对勘察水平的提高起着极大的推动作用。在工程勘察、设计和施工过程中,水文地质与工程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。建国以来,我国的水利水电基本建设此起彼伏,水利水电工程建设从无到有,但工程地质工作也存在着这样那样的问题和难题,这就要求工程地质学家和地质工作者抓住机遇迎接挑战,顺应自然,保护环境,防止灾害,造福人类。
水文地质工程地质范文第2篇
关键词:水文;
地质;
工程;
环境;
科技;
发展
中图分类号:P62文献标识码:
A
引言
水文地质既是岩土工程勘察组成的一部分,又直接影响了岩土工程的特性和质量,甚至还影响到建筑的安全性、稳定性和耐久性。因此在岩土工程中不仅要弄清水文地质和岩土工程之间相互作用的关系,还需要评价地下水对岩土体和建筑的产生的影响。
一、水文地质问题在工程地质勘查中的重要性
在对岩土工程进行勘查以及施工过程中需要对岩土工程周边的水文地质进行仔细的勘察,而有些工程施工单位在工程施工过程中最容易忽视对工程周边进行水文地质勘察。工程地质情况在很大程度上是受水文地质情况所决定的,因为岩土体中含有地下水,地下水可以对岩土体产生直接的影响,而且水文地质条件对于岩土工程的稳固性有非常大的影响。一些工程施工单位在进行工程勘察的过程中仅仅是对工程周边表面的水文地质进行勘查,而没有对地下的水文地质条件进行勘查,这样便使得工程勘察工作没有达到很好的质量,在工程建设过程中,或者建设完成之后,可能发生由地下水而导致的工程危害。为了保障工程的安全性和稳固性,则需要在工程勘察过程中加强对水文地质问题的勘察。
二、工程地质勘察中水文地质的危害
不管是地下水位的升降变化,还是动水压力,都会在一定程度上危害到岩土工程。主要有两方面的原因会造成地下水水位的变化,分别是天然引起的和人为引起的。如果地下水位有着较大的变化,超出了规定的限值,那么就会导致大量岩土工程质量问题的出现,促使危害的形成。一般情况下,可以将水文地质的危害分为三种情况:
潜水位上升造成的危害:
附近河流、水库以及湖泊等水位的升高,都是在一定程度上升高潜水位,此外,一系列灌溉工程的渗漏问题也会升高潜水位,比如工业废水、给排水管道、引水渠道等等,通过调查发现,潜水位的升高,会对建筑物的质量产生严重危害;
具体体现在这些方面,潜水位的升高,会降低建筑
物地基硬度,土壤的含水率得到增加,这样土壤的强度可能就会达不到要求,建筑物的沉降变形问题容易出现。潜水位的升高,会导致砂土出现饱和情况,这样地震液化问题就容易出现,发生一些流砂或者管涌问题等。因为潜水位的上升,斜坡的临空面会降低本身岩土的力学性能,导致滑移或者崩塌等现象的发生,正常功能会丧失掉。还会促使有浸水现象发生于建筑物的地下室,对于其正常使用产生不利影响。
地下水位下降给岩土工程造成的危害:通常情况下,是人为原因造成了地下水位的下降,他们大多是出于自身利益考虑,将地下水抽取出来进行补给,将矿床疏干,以便更好的采矿。地下水位如果出现了很大的下降,就会导致一系列地质灾害的发生,比如地面沉降、地裂以及地面塌陷等等,水质恶化以及地面塌陷等也是容易出现的地质灾害,严重影响到人们的日常生活,还会在一定程度上危害到环境。
地下水位波动给岩土工程带来的危害:很多的因素都会引起地下水水位波动,比如气候季节的改变、河流湖泊的改变以及水库水位的变化等等;
通过调查发现,地下水位的波动会给岩土工程带来严重的危害,具体表现在这些方面,一是地下水水位的波动会压密土体,再加压土体,会增加其密度;
二是建筑物基础建筑材料的腐蚀程度会得到增加;
三是地下水水位波动太懂,木桩的干湿度会出现不断更替的状态下,这样木桩腐烂情况就会加快,泥炭土的危害会更加的大。四是在一些含盐地层,比如钠盐层或者石膏地层等,溶解情况就会发生,进而使建筑有很大的位移发生。五是地下水水位的变化,会导致岩土出现胀缩变形情况,且这种变形是没有规律的,如果水位变化比较的频繁,岩土胀缩变形情况也会频繁的发生,并且会加大胀缩的幅度,导致地裂事故的发生,给建筑物带来一定程度的破坏。如果地下水是处于自然状态下,只有十分微弱的动水压力作用,那么破坏情况一般不会发生;
但是如果在工程活动中,如果天然平衡条件被认为的进行了改变,或者受到了动压力的作用,就会给岩土工程造成很大的危害,导致一系列灾害的发生。
三、地下水对岩土工程的影响
(一)流沙现象。在岩土工程中,毁灭性的流砂现象是岩土工程的禁忌。如果挖掘地面低于地下水位,如果不是降水作业,地下水头大于基座,地下水向上渗流是可能的,水底的流砂现象将给施工带来极大的不便和困难,甚至影响附近的建筑安全。
(二)沙土振动液化。沙土饱和后,由于运动使它变得致密,导致土壤孔隙水压力增大,沙土颗粒之间有效应力降低,抗剪强度降低。通过周期性振动,土壤孔隙水压力增加,严重者可完全抵消沙土颗粒之间的有效应力,悬浮状态下的沙土颗粒接近液体性质,土壤液化。如果沙土液化,通常会在地表裂缝处冒沙或是喷水,导致地基失去作用而发生沉降。
(三)地下水的腐蚀性。在沿海地下水中,镁离子、氯离子和硫酸根离子的浓度相对较高,会导致钢筋混凝土的腐蚀。
四、地下水对岩土工程的危害
(一)水文地质评价内容分析研究
调查以往的工程地质勘察报告发现由于很多土木工程在进行设计和施工时没有考虑到水文地质的影响进而导致很多例因水文地质影响而造成建筑工程的建筑物开裂以及基础下沉等工程事故的发生。因此为了保障人员和财物的安全在进行工程地质勘察时应充分考虑水文地质的影响。
(1)在进行工程地质勘察时应对勘察范围内地下水的天然状态和天然条件下的影响有详细的了解进而预测地下水在人为工程施工中的具体变化情况以及地下水对建筑物和宕土体的作用效应。
(2)在调查水文地质时应根据实际建筑工程的需要能够根据实际情况提供相关水文地质的详细资料。
(3)从工程角度分析地下水对宕土工程的反作用并能够根据实际的工程情况对地下水提出不同的评价标准:①对于在宕土工程地基施工范围内的土质存在饱和、松散的粉土、粉细砂的情况应考虑到可能产生管涌、流砂、潜蚀以及地震液化等情况;
②对建筑场地的承载部位地质选用膨胀土、残积土、强风化宕以及软质宕石等宕土体的情况,应预测上述宕土体由于地下水活动可能发生胀缩、崩解以及软化等现象。
五、水文地质勘察中的地下水问题及相应措施
(一) 地下水的测量及存在的问题
一般情况下,岩土工程勘察中,地下水的测量与计算方法通常为钻孔。通常是通过钻孔提取岩芯后 0.5 h,测量孔内水位;
有条件的,还可测量终孔后24 h 的水位,测量稳定的地下水位。然而,这种方法对于只有含水层贯通的地层是合理的;
对于含水层不贯通的地层和局部不透层水的地层,则存在很大的漏洞,为以后的工程设计和施工造成很大的弊端。
(二) 解决地下水问题的措施
为了更准确的测出地下水位,准确找出透水层,可采用分段钻进法进行测量。具体方法如下:1) 设计好每天钻进的工作量,循序渐进。2) 每天钻进工作结束后,可将孔中水抽干。第二天开钻前再测量水位,以明确该地段含水的稳定性。
3) 如果上部地层都不含水,可以一直这样进行下去,直到发现含水层。如果上部已有含水层,可将水抽干,把测量段暂时密封起来,第二天再测量,以查明该地段的水压大小,含水性与水位的稳定性。
一般情况下,岩体完整段一般不含水。节理、裂隙密集段可能无水,也可能有水。通过以上的周密测量,可以把地层分为不含水段与含水段,再结合地球物理勘探仪,准确确定出地层的含水带,从而根据含水带的分布特点,结合裂隙渗透的原理,来准确判断地下水对岩体稳定性的影响。
结语
综上所述,准确的水文地质评估,明确的岩土水理性质,以及对地下水的全面勘察和正确处理,不仅使工程岩土勘察工作的可靠程度大大提高,而且还能更好地用岩土体的潜在能力,为人类的居住环境的长治久安做出重大贡献。
参考文献:
水文地质工程地质范文第3篇
关键词: 工程地质勘察 水文地质 岩土水理性质 地下水
1.引言
工程地质勘察作为工程地质学的一个重要分支,为城市规划、片区开发、旧城改造等工程建设提供地质资料。由于工程建筑与它所处的地质环境均产生着不同性质、不同规模、不同程度的相互作用和相互制约,一方面由于工程建筑的建设,必然在一定程度上破坏和改造着地质环境,从而给周围的地质环境增添新的有利或不利的因素,改变着原有的地质条件,另一方面则由于拟建场区的施工对周围地质环境的破坏和改造,势必关系到工程建筑的施工条件、造价,以及建筑物的稳定性和使用条件。
2.工程地质概述
工程地质是调查、研究、解决与人类活动及各类工程建筑有关的地质问题的科学。目的是查明各类工程场区的地质条件,对场区及其有关的各种地质问题进行综合评价,分析、预测在工程建筑作用下,地质条件可能出现的变化和作用,选择最优场地,并提出解决不良地质问题的工程措施,为保证工程的合理设计、顺利施工与正常使用提供可靠的科学依据。研究的主要内容有:确定岩土组分、组织结构(微观结构)物理、化学与力学性质(特别是强度及应变)及其对建筑工程稳定性的影响,进行岩土工程地质分类,提出改良岩土的建筑性能。
工程地质勘察的基本任务是运用地质和力学知识回答工程上的地质问题,目的主要是查明工程地质条件,分析存在的工程地质问题,对建筑场区作出工程地质评价,从地质方面保证工程建筑与地质环境相适应,使工程安全、经济、运行正常。
3.工程地质与水文地质密切相关
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却易被忽视的问题。地下水是岩土体的组成部分,它直接影响建筑场地基岩土体的工程特性,又作为建筑物的环境条件与基础工程紧密接触,对建筑物地基础的稳定性和耐久性产生影响,而在实际的勘察工作中,因为很少直接涉及水文参数的利用,水文地质问题往往只被认为是象征性的工作,在勘察中大多只是简单地对天然状态下的水文地质条件作一般性评价。
3.1明确工程地质勘察中水文地质问题评价内容
影响工程的水文地质因素有:地下水的类型,地下水位及变动幅度,含水层和隔水层的厚度和分布及组合关系,土层或岩层渗透性的强弱及渗透系数,等等。为提高工程地质勘察质量,应在工程地质勘察中加强对水文地质问题的研究,不仅要查明与岩土工程有关的水文地质问题,评价地下水对岩土体和建筑工程可能产生的作用及其影响,而且要提出预防及治理措施的建议,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工程建设的危害。但在工程地质勘察报告中,通常缺少结合基础设计和施工的需要评价地下水对岩土工程的作用和危害。今后在工程地质勘察中,对水文地质问题的评价,主要应考虑以下几个方面:
3.1.1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,提出相应的防治措施。
3.1.2进行工程勘察,查明有关水文地质问题,提供选型所需的水文地质资料。
3.1.3在明确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,以及对岩土体和建筑物的反作用。
3.1.4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。
3.2岩土水理性质的测试和研究
岩土的水理性质是指岩土与地下水相互作用时岩土显示出来的各种性质,主要有容水生、持水性、透水性等,这些特性与构成岩土的固态、液态和气态三态紧密相关。地下水在岩土体中有不同的赋存方式:按埋藏条件分为上层滞水、潜水、承压水,按含水层空隙性质分为孔隙水、裂隙水、岩溶水。不同形式的地下水对岩土水理性质的影响程度有所不同,而且影响程度与岩土的类型有关。以往在工程地质勘察中对岩土水理性质的测试多被忽视,因此应重视岩土的水理性质的多方位分析评价。
3.3充分认识地下水对岩土工程危害
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。引起地下水位的变化可分天然因素和人为因素,当地下水位的变化达到一定程度时,都会对岩土工程造成危害,地下水位变化引起危害可分为三种方式。
3.3.1水位上升对岩土工程危害
造成潜水位上升的因素包括:附近修建水库,附近河流、湖泊、水库的水位升高,灌溉工程包括引水渠道和水浇地渗漏工程施工,工业废水和各种地下给排水管道的渗漏,等等。潜水位的上升对建筑物的安全是极其不利的:它会软化地基,使粘性土含水率增高而强度降低压缩性增高,进而使建筑物产生较大的沉降变形;使地基隆起或产生侧向位移,引起基础上浮,建筑物失稳;使原本并没有达到饱和状态的砂土及粉土达到饱和状态,引发砂土地震液化问题,或者引发流砂、管涌等现象;斜坡、河岸临空面因潜水位上升降低了岩土体力学性能而产生滑移、崩塌等不良地质现象,导致破坏或失去正常的使用功能。
3.3.2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。
3.3.3地下水频繁升降对岩土工程造成的危害
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,地下水升降频繁,不仅会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。
4.结语
综上所述,水文地质工作在建筑物基础持力层选择、基础设计、工程地质灾害防治等方面所起的重要作用显而易见,城市工程地质勘察中的环境地质问题,是直接影响拟建物建设安全、造价与使用效果的关键问题。
随着工程地质勘察的发展,其影响越来越广泛,只有在实际工作中,充分收集已有的地质资料和相邻旧建筑物的施工竣工资料,进行综合分析、评判,并结合本地区成功的建筑经验,提出合理的施工措施,保证拟建物经济、快速、安全的建设,同时又使相邻旧建筑物安全稳定和环境地质保持稳定甚至加强,才能取得较好的社会效益和经济效益,使工程地质勘察成果的实用性和预见性更好地服务于工程建设。
参考文献:
[1]孙广忠.地质工程学原理[M].北京地震出版社,2004.
[2]陈铁林等.裂隙对非饱和土边边缘稳定性的影响[J].岩土工程学报,28,(2).
水文地质工程地质范文第4篇
关键词:工程地质;
水文地质;
关系
1.工程地质概述
工程地质是调查、研究、解决与人类活动及各类工程建筑有关的地质问题的科学。工程地质勘查的目的是为了查明各类工程场区的地质条件,对场区及其有关的各种地质问题进行综合评价、分析、预测在工程建筑作用下,地质条件可能出现的变化和作用。选择最优场地,并提出解决不良地质问题的工程措施,为保证工程的合理设计、顺利施工及正常使用,提供可靠的科学依据。工程地质研究的主内容有:确定岩土组分、组织结构、物理、化学与力学性质及其对建筑工程稳定性的影响,进行岩土工程地质分类,提出改良岩土的建筑性能的方法。研究由于人类工程活动的影响而破坏的自然环境的平衡以及自然发生的崩塌、滑坡、泥石流及地震等物理地质作用对工程建筑的危害及其预测、评估和防治措施。研究解决各类工程建筑中的地基稳定性,如边坡、路基、坝基、桥墩、硐室以及黄土的湿陷、岩石的裂隙破坏等,制定一套科学的勘察程序、方法和手段,直接为各类工程的设计、施工提供地质依据。研究建筑场区地下水运动规律及其对工程建筑的影响,制定必要的利用和防护方案。研究区域工程地质条件的特征,预测人类工程活动对其影响而产生的变化,作出区域稳定性评价,进行工程地质分区和绘图。
随着大规模工程建设的发展,其研究领域日益扩大。除了岩土学和工程动力地质学、专门工程地质学和区域工程地质学外,一些新的分支学科正在逐渐形成,如矿山工程地质学、海洋工程地质学、城市工程地质及环境工程地质学、工程地震学等。
2.水文地质概述
水文地质主要研究地下水的分布、运动和形成规律,地下水的物理性质和化学成分,地下水资源评价、开发及其合理利用,地下水对工程建设和矿山开采的不利影响及其防治等。在不同环境中地下水的埋藏、分布、运动和组成成分均不相同。查明上述各方面状况,可为科学地利用或防治地下水提供根据。水文地质学对地下水的研究,着重自然历史和地质环境的影响,同主要用水文循环和水量平衡原理研究地下水的地下水水文学关系密切,只是研究的侧重点稍有不同。
随着科学的发展和生产建设的需要,水文地质学又分为区域水文地质学、地下水动力学、水文地球化学、供水水文地质学、矿床水文地质学、土壤改良水文地质学等分支学科。近年来,水文地质学与地热、地震、环境地质等方面的研究相互渗透,又形成了若干新领域,如环境水文地质学、地下水资源管理、同位素水文地质学等。
3.工程地质与水文地质密切相关
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。至于容易被忽视,是在实际的地质勘察工作中,在勘探成果内因为很少直接涉及水文参数的利用,水文地质问题往往只被认为是象征性的工作,在勘察中大多只是简单地对天然状态下的水文地质条件作一般性评价。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。
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,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,评价地下水对岩土体和建筑物的作用及其影响,更要提出预防及治理措施的建议,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。
3.1工程地质勘察中水文地质评价内容
3.1.1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。
3.1.2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。
3.1.3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。
3.1.4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。
3.2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。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。
3.3由水文地质引起的工程地质危害。
3.3.1地下水升降变化引起的岩土工程危害
在岩土工程勘察中,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的,雨季水位水位上升旱季水位下降,其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位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。
3.3.1.1水位上升引起的岩土工程危害
潜水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、河岸塌陷等岩土体产生滑移、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;
地下硐室充水淹没,基础上浮、建筑物失稳。
3.3.1.2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。
3.3.2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,严重时形成地裂,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,特别是地下水升降变化高度和变化规律,这对地基基础深度的选择(宜选在地下水位以上或地下水位以下,不宜选在地下水位变动带内)有主要的参考价值。
在建筑工程的地基内,当地下水位在基础底面以下压缩层范围内发生变化时,就能直接影响建筑物的稳定性。若水位在压缩层范围以上时,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以下时,岩土的自重应力增加,可能引起地基基础的附加沉降,如果土质不均匀或地下水位的突然下降也可能使建筑物发生变形破坏。在地下水位以上、地下水位变动带和地下水位以下,具有明显的变化规律。土体从上到下,天然含水量、孔隙比由小一大一小,压缩模量、承载力由大一小一大的变化规律。这是由于地下水位以上部位,经长期淋滤作用,铁铝富集,并对土颗粒起胶结和充填作用,增大了土粒间连接力,往往形成“硬壳层”,因而含水量、孔隙比小而压缩模和承载力高。而位于地下水位变动带的土层,由于地下水积极交替,土中的铁铝成分流失,土质变松,因而含水量、孔隙比增大,压缩模量、承载力降低。位于地下水位以下的土层,由于地下水交替缓慢, 氧化、水解作用减弱,加之上覆土层的自重压力作用,土质比较密实,因而含水量、孔隙比减小,压缩模量、承载力增高。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。
4.结语
工程地质问题中,水文地质在建筑物持力层选择、基础设计、工程地质灾害防治等方面都起着重要的作用,准确合理地查明地下水位,不仅使资料的可靠程度更高,而且可更好地发挥岩土体的潜在能力。因此,为提高工程勘察质量,在工程勘察中要求查明与岩土工程有关的水文地质问题,以消除地下水对岩工程的危害。随着工程地质勘察的发展,水文地质必将受到越来越广泛的重视,切实做好水文地质工作,将对工程地质勘察水平的提高起极大的推动作用。
参考文献:
[1] 工程地质手册/《工程地质手册》编委会编.-4版.北京:中国建筑工业出版社,2007.
[2] 孔德坊.工程岩土学[M].北京:地质出版社,1994.
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[4] 肖长来,梁秀娟 ,王彪,水文地质学, 清华大学出版社。2010年03月.
水文地质工程地质范文第5篇
关键词:水文地质问题;
地质勘查;
水理性质;
渗透系数
地质勘查工作是保证工程施工建设安全性、稳定性的关键。相关建设人员要在明确水文地质问题对工程地质勘查影响的基础上,找出具体控制的方式方法。这里指的水文地质问题包括水文地质勘视问题、水文地质参数测定问题及与水文地质相关的评价内容问题。
1认识水文地质问题在地质勘查中的重要性
在工程的实际施工建设过程中,地质勘查是决定其成果质量的关键因素。因此,相关建设人员应在确保地质勘查工作质量的基础上,将相关资料形成报告提供给工程建设人员。其中,水文地质勘查是工程施工中最重要的一环,相关人员要充分认识到水文地质问题在地质勘查中的重要性,并采取一系列的控制措施以降低其所带来的负面影响。图1所示为水文地质问题对工程地质勘查所带来的影响。具体来说,水文地质勘查要考虑的问题有勘查所处的地理条件、地质环境、地下水位以及含隔水层情况。这里指的地理条件就是自然地质条件,比如气候湿润度、季风分布情况、工程所处水系以及地形地貌等;
地质环境指的是基底构造、地质构造和底岩构造等;
地下水位的勘察就是要对近几年工程所处区域出现的水位变化进行分析,以明确其未来变化的趋势;
而含隔水层的勘察主要包括两个水层的埋藏同条件、地下水存在类型以及对应流向等。这样一来,施工技术人员就可以对工程所处的地层渗透系数情况进行全面的了解,进而采取相应的施工控制措施。
2确保水文地质参数测定的准确性
确保水文地质参数测定的准确性要从3个方面入手,即测定流向、含水层和压水试验。在测定流向方面,水文地质问题对工程地质勘查的影响要点在于地下水的水流流向。因此,相关建设人员可采用几何分析法来准确测定地下水流的具体流向。对于含水层参数的测定,工程勘查人员先要判断地下水水位是处在何种状态,然后再采用具有针对性的测量方式,以获得静止水位或多层含水层所带来的影响。而压水试验是水文地质勘查人员测定地质透水率的重要作业方法,其能够测出实际工程建设所需的压力基数,从而实现透水率的准确测定。
3明确与水文地质相关的评价内容
评价水文地质勘探工作中的相关内容,是保证水文地质勘探指标质量落于实际的关键。在工程的施工建设中,有效利用水文地质勘察资料,将在很大程度上提高工程体系的重要性和完整性。就目前来说,与水文地质勘察相关的评价指标主要体现在4个方面:①水文地质的勘查工作会对工程所处的岩土结构施工带来很大的影响。这是因为地下水是在土层结构中发挥作用的。②建筑地基也会给水文地质勘查带来一定影响。因此,工程勘查人员要对建筑结构进行全面而细致的分析。③由于处在自然环境下形成的地下水会给工程建筑期间的经济效益带来影响,因此,在进行水文地质的指标评价期间,要对人类活动因素对地下水造成的变化进行分析监测,以保证工程建设的顺利进行。④对于水文地质问题来说,其作用于不同的建筑工程所带来的影响是不同的。这就意味着相关建设人员必须根据工程建设的实际情况对水文地质问题进行有针对性的分析。在此情况下,水文地质相关的评价内容就能与实际工程建设结合起来,从而有效控制其问题可能造成的伤害。
4水理性质相关的评价内容
在工程地质的勘查工作中,岩土体的水文地质问题主要集中在地理性质上。而业内人士根据其存在特点将其划分为2类,分别是岩石的物理性质和水理性质。因此,相关建设人员应加大对这方面的科研力度。图2所示为我国各个岩石分布区域的水理性质变化情况。就目前来说,对岩土体的水理性质进行分析研究主要集中在4个方面,分别是崩解性、透水性、软化性和给水性。其中,岩土的崩解性是在静水环境中形成的,因此,相关研究人员可在检查期间对钻土、土体结构以及土体强度变化进行观察。经观察得出了造成岩土出现崩解现象的原因是:岩土中的颗粒、矿物质及相关结构会给建筑工程到来极大的影响。在岩土的透水性分析过程中,研究人员可利用自然重力对相关指标和工程设置内容进行测试分析,以保证水分的穿透性。此外,在研究期间,主要对渗透系数进行分析,人员利用抽水试验,将试验中的数据进行计算,并确定出透水系数,从而降低水文地质对工程建设的影响。当土层结构中的软化系数较大时,建筑工程的稳定性就会受到影响。对于给水性这一水理性质评价内容,相关建设人员可对地下水的可利用指标进行认真检查。勘察结果表示,当评价期间的给水参数指标较高时,其对建筑工程的影响较大。
5结束语
总而言之,水文地质问题对工程地质勘查工作的影响,是可通过相关建设人员加强对工程建设实际情况及设计要求的充分了解予以解决的。事实证明,只要控制好水文地质问题的影响,就能在很大程度上提升地质勘查工作地的准确性,工程建设才能在相对安全、稳定的施工环境下得以完成。因此,相关人员应将其作为重点研究对象,以提高施工建设的安全性和稳定性。
作者:孙贵平 单位:重庆市地质矿产勘查开发局南江水文地质工程地质队
参考文献:
[1]刘承宏.水文地质问题对工程地质勘查的影响要点研讨[J].科技资讯,2014(29):119,130.