论文部分内容阅读
摘要:地下水文所引发的问题对岩土工程进行勘察尤为重要,对工程的设计以及施工有着重要的意义。因此在工程勘察中对各种水文地质问题科学合理地进行信息收集和分析,并做出准确的评价是非常重要的。它可以为工程设计和施工提供准确的水文地质信息,有利于工程人员相应的预防和治理方案的制订。本文针对这一问题介绍了当前水文地质勘察的现状和内容,接着叙述了主要研究的水理性质及其测试方法,并着重阐述了地下水位变化对岩土工程造成的危害,期望能够在岩土工程水文地质勘察中起到借鉴的作用。
关键词:岩土工程;水理性质;水文地质勘察
中图分类号:E271文献标识码: A
引言
岩土工程地质与水文地质息息相关,由于地下水是岩土体的重要组成部分,直接影响着工程建设的施工,从而对建筑物的耐久程度和稳定程度具有一定的影响。但是人们在工程勘察实践过程中,往往忽视水文问题,通常情况下仅仅是常规的评定自然环境下的水文地质条件要素,而对水文地质资料不能充分利用,从而不可避免地产生由地下水引发的各种岩土工程危害问题,因此,需要人们对其进行更深层次的探讨。
一、水文地质勘察的现状及内容
1、水文地质勘察的现状
人类经历的地质灾害中有很大一部分都与地下水有直接或间接的关系,据有关数据显示地下水与岩体互相作用所造成的地质灾害复杂而广泛,并且其造成的灾害具有多样性和不可控性。在现实岩土勘察工作中很少利用水文参数,水文地质问题很容易被忽略,大多仅考虑在自然状态下的水文地质问题。因工程设计者对水文地质问题认识欠缺,尤其在水文地质状况较为复杂的区域,水导致岩土工程危害时常发生,设计及勘察往往会处于很尴尬的境地。
2、岩土工程勘察中水文地质内容
2.1岩土工程勘察中水文地质评价内容
地下水这部分内容与现行岩土工程勘察规范要求相比,存在很大的偏差。实际工作中仅仅提供施工期间稳定水位及其高度是远远不够的,岩土工程安全和工程造价都与对地下水的评价有很大关系。水文地质问题主要包括:地下水的升降、渗透性、腐蚀性能以及地表水与地下水之间的相互联系。在进行地基和建设之前,需要考虑地下水对土体上浮的作用;地下水及其动水压力对边坡稳定性的有哪些影响,在验算边坡稳定性时重点考虑。
2.2地下水升降变化
目前勘察行业内普遍存在对地下水变化幅度提供不重视,有的甚至在勘察报告中随便提供一个范围值应付一下,这些都是不对的。每个地方都会存在枯水期和丰水期,并且两个时期水位不同将对设计及基础建设有很大影响。当然工程中长期地下水观测对工程造价及其工期都会有影响,那么可以到相关部门搜集历史数据作参照。
二、岩土的水理性质及测试方法
1、主要水理性质
岩土的胀缩性。岩土胀缩性通常指表有收缩系数、体缩率、膨胀率、自由膨胀率等。土体发生收缩通常由于土壤失水引起颗粒间距变小、土颗粒表面结合水膜变薄时发生。反之,当岩土体浸水引起结合水膜变厚、颗粒间距变大,导致土体膨胀。膨胀土上部的建筑物遭到破坏的原因之一就是土体反复膨缩变形。
岩土的崩解性,即是浸水岩土湿化特性。一方面岩体颗粒连接强度削弱是由于水分侵入岩体在其表面产生水化膜造成的。另一方面,水侵入岩体导致内部胶结物质发生溶解,削弱岩体固有的内部结构连接强度。
岩土的透水性,即岩土体在自身重力作用下可以让水通过自身的特性,常用渗透系数来表示。一般来说岩体坚硬强度不同透水性不同,疏松岩体颗粒细且均匀透水性较差,坚硬岩体透水较好一点。
岩土的给水性,用给水度表示因重力的作用从饱和土体中流出水量的特性。给水度是含水层的一个重要水文地质参数,它不但影响基坑涌水量大小,同时也影响场地疏干时间,该值一般采用实验室方法测定。
2、水理性质的测试方法
有两种常见的对岩土水理性质进行测试方法:第一个方法是通过对岩士的土层进行采样来检测其水理性质。首先要对岩土的土层进行鉴定,从而确定土层的扰动程度的大小,根据土层的扰动情况选择合适的取样方法对岩土土层进行采样。最后通对样本的荷载、动力、静力、旁压和渗透性等性能的分析,从而确定岩土的水理性质。第二种方法是通过对岩体的岩心进行采样来分析其水理性质。不过这种方法就实施起来就比较困难,在采样的过程中必须要注意其完整性,不能够出现破损。不仅如此,还要保证其不能够受到外来的污染。最后还要对样本的荷载、动力、静力、旁压和渗透性等性能的分析,从而确定岩土的水理性质。
三、水文地质问题对岩土工程的危害
1、水位上升
很多种原因都会导致潜水位的上升,而地质因素的影响则是最主要的。如总体岩性产状、含水层结构、水文气象因素(气温、降雨量等)、人为因素(施工、灌溉)等。多数情况下都是多种因素的综合作用而引起潜水位上升的。一般来说,潜水位的上升会危害到岩土工程的稳定和安全,如盐渍化、土壤沼泽化等都会对岩土工程进行严重的腐蚀,使其结构受到破坏,出现斜坡、岩体滑移、崩塌等地质现象。此外,一些特殊性的岩土体(花岗岩残积土、泥质砂岩、泥岩、页岩)的结构也会受到破坏,引发粉土饱和液化和粉细砂,造成管漏、流砂等严重的现象出现,此时,水会将地下洞室淹没,使基础上浮,影响建筑物得稳定。
2、人为因素造成地下水位的降低
地下水位的下降,会导致岩土工程的重大危害,如采矿中的矿床疏干、上游筑坝、水库截夺下游地下水的补给、地下水的集中抽取等。种种现象会很大程度上对地下水的补给产生影响,因常常达不到有效地补给,会造成地面坍塌、地面沉降、地裂现象等严重的地质灾害,并引起水源恶化和地下水源枯竭等环境危害,对人们的生活和建筑物的稳定都会造成大的威胁。如:建筑物开裂、建筑物失稳破坏、地面不均匀坍塌、坝基地下水渗流等;其次还会引发隧洞膨胀变形的破坏,如洞顶坍方、洞底鼓胀、侧壁滑塌。
3、地下水频繁升降的危害
膨胀性岩土的不均匀胀缩变形是地下水的升降变化引起的,如果地下水升降严重时,就会形成岩土的膨胀收缩,还是其收缩幅度有所增大,引起地裂造成建筑物的塌陷和破坏。在地下水升降的变动中,由于其变化的频繁交替,会淋失土层中的铝、铁等胶结物质,而失去胶结能力的土层会变的非常的松软,这就降低了承载力和压缩模量,增大了含水量孔隙比,从而给岩土工程基础的处理和选择带来许多的困扰。
结束语
随着城镇化速度不断加快,需要兴建大量的高层建筑,地下水渗流形态对基础工程的影响越来越大,因此加强对岩土工程中水文地质情况的勘察,对提高岩土工程勘察质量都有十分重大的意义。水文地质勘测是工程勘察中十分重要的内容,是工程建筑持力层合理选择、基础设计以及工程地质灾害防治等工作内容的基础。其中在水文地质中地下水位的升降不仅会改变土体的结构、承载能力,而且还导致土体滑移、变形等一系列问题。为了保证工程建设和使用过程的安全,必须做好岩土工程中水文地质勘查的工作。掌握水文地質的相关理论知识,正确运用各种方法准确地测定各个重要的水文地质参数,可以帮助设计和施工,并且能有效地预防和消除岩土工程危害。
参考文献
[1]李惠强.论工程地质勘察中水文地质问题的危害(J).中国新技术新产品,2010(24).
[2]陈虎.浅析岩土工程勘察中水文地质存在的问题与对策(J).城市建设理论研究(电子版),2011(23).
[3]李纯玉.探析工程勘察过程中水文地质问题的重要性[J].中国水运,2009,9(7):187-188.
关键词:岩土工程;水理性质;水文地质勘察
中图分类号:E271文献标识码: A
引言
岩土工程地质与水文地质息息相关,由于地下水是岩土体的重要组成部分,直接影响着工程建设的施工,从而对建筑物的耐久程度和稳定程度具有一定的影响。但是人们在工程勘察实践过程中,往往忽视水文问题,通常情况下仅仅是常规的评定自然环境下的水文地质条件要素,而对水文地质资料不能充分利用,从而不可避免地产生由地下水引发的各种岩土工程危害问题,因此,需要人们对其进行更深层次的探讨。
一、水文地质勘察的现状及内容
1、水文地质勘察的现状
人类经历的地质灾害中有很大一部分都与地下水有直接或间接的关系,据有关数据显示地下水与岩体互相作用所造成的地质灾害复杂而广泛,并且其造成的灾害具有多样性和不可控性。在现实岩土勘察工作中很少利用水文参数,水文地质问题很容易被忽略,大多仅考虑在自然状态下的水文地质问题。因工程设计者对水文地质问题认识欠缺,尤其在水文地质状况较为复杂的区域,水导致岩土工程危害时常发生,设计及勘察往往会处于很尴尬的境地。
2、岩土工程勘察中水文地质内容
2.1岩土工程勘察中水文地质评价内容
地下水这部分内容与现行岩土工程勘察规范要求相比,存在很大的偏差。实际工作中仅仅提供施工期间稳定水位及其高度是远远不够的,岩土工程安全和工程造价都与对地下水的评价有很大关系。水文地质问题主要包括:地下水的升降、渗透性、腐蚀性能以及地表水与地下水之间的相互联系。在进行地基和建设之前,需要考虑地下水对土体上浮的作用;地下水及其动水压力对边坡稳定性的有哪些影响,在验算边坡稳定性时重点考虑。
2.2地下水升降变化
目前勘察行业内普遍存在对地下水变化幅度提供不重视,有的甚至在勘察报告中随便提供一个范围值应付一下,这些都是不对的。每个地方都会存在枯水期和丰水期,并且两个时期水位不同将对设计及基础建设有很大影响。当然工程中长期地下水观测对工程造价及其工期都会有影响,那么可以到相关部门搜集历史数据作参照。
二、岩土的水理性质及测试方法
1、主要水理性质
岩土的胀缩性。岩土胀缩性通常指表有收缩系数、体缩率、膨胀率、自由膨胀率等。土体发生收缩通常由于土壤失水引起颗粒间距变小、土颗粒表面结合水膜变薄时发生。反之,当岩土体浸水引起结合水膜变厚、颗粒间距变大,导致土体膨胀。膨胀土上部的建筑物遭到破坏的原因之一就是土体反复膨缩变形。
岩土的崩解性,即是浸水岩土湿化特性。一方面岩体颗粒连接强度削弱是由于水分侵入岩体在其表面产生水化膜造成的。另一方面,水侵入岩体导致内部胶结物质发生溶解,削弱岩体固有的内部结构连接强度。
岩土的透水性,即岩土体在自身重力作用下可以让水通过自身的特性,常用渗透系数来表示。一般来说岩体坚硬强度不同透水性不同,疏松岩体颗粒细且均匀透水性较差,坚硬岩体透水较好一点。
岩土的给水性,用给水度表示因重力的作用从饱和土体中流出水量的特性。给水度是含水层的一个重要水文地质参数,它不但影响基坑涌水量大小,同时也影响场地疏干时间,该值一般采用实验室方法测定。
2、水理性质的测试方法
有两种常见的对岩土水理性质进行测试方法:第一个方法是通过对岩士的土层进行采样来检测其水理性质。首先要对岩土的土层进行鉴定,从而确定土层的扰动程度的大小,根据土层的扰动情况选择合适的取样方法对岩土土层进行采样。最后通对样本的荷载、动力、静力、旁压和渗透性等性能的分析,从而确定岩土的水理性质。第二种方法是通过对岩体的岩心进行采样来分析其水理性质。不过这种方法就实施起来就比较困难,在采样的过程中必须要注意其完整性,不能够出现破损。不仅如此,还要保证其不能够受到外来的污染。最后还要对样本的荷载、动力、静力、旁压和渗透性等性能的分析,从而确定岩土的水理性质。
三、水文地质问题对岩土工程的危害
1、水位上升
很多种原因都会导致潜水位的上升,而地质因素的影响则是最主要的。如总体岩性产状、含水层结构、水文气象因素(气温、降雨量等)、人为因素(施工、灌溉)等。多数情况下都是多种因素的综合作用而引起潜水位上升的。一般来说,潜水位的上升会危害到岩土工程的稳定和安全,如盐渍化、土壤沼泽化等都会对岩土工程进行严重的腐蚀,使其结构受到破坏,出现斜坡、岩体滑移、崩塌等地质现象。此外,一些特殊性的岩土体(花岗岩残积土、泥质砂岩、泥岩、页岩)的结构也会受到破坏,引发粉土饱和液化和粉细砂,造成管漏、流砂等严重的现象出现,此时,水会将地下洞室淹没,使基础上浮,影响建筑物得稳定。
2、人为因素造成地下水位的降低
地下水位的下降,会导致岩土工程的重大危害,如采矿中的矿床疏干、上游筑坝、水库截夺下游地下水的补给、地下水的集中抽取等。种种现象会很大程度上对地下水的补给产生影响,因常常达不到有效地补给,会造成地面坍塌、地面沉降、地裂现象等严重的地质灾害,并引起水源恶化和地下水源枯竭等环境危害,对人们的生活和建筑物的稳定都会造成大的威胁。如:建筑物开裂、建筑物失稳破坏、地面不均匀坍塌、坝基地下水渗流等;其次还会引发隧洞膨胀变形的破坏,如洞顶坍方、洞底鼓胀、侧壁滑塌。
3、地下水频繁升降的危害
膨胀性岩土的不均匀胀缩变形是地下水的升降变化引起的,如果地下水升降严重时,就会形成岩土的膨胀收缩,还是其收缩幅度有所增大,引起地裂造成建筑物的塌陷和破坏。在地下水升降的变动中,由于其变化的频繁交替,会淋失土层中的铝、铁等胶结物质,而失去胶结能力的土层会变的非常的松软,这就降低了承载力和压缩模量,增大了含水量孔隙比,从而给岩土工程基础的处理和选择带来许多的困扰。
结束语
随着城镇化速度不断加快,需要兴建大量的高层建筑,地下水渗流形态对基础工程的影响越来越大,因此加强对岩土工程中水文地质情况的勘察,对提高岩土工程勘察质量都有十分重大的意义。水文地质勘测是工程勘察中十分重要的内容,是工程建筑持力层合理选择、基础设计以及工程地质灾害防治等工作内容的基础。其中在水文地质中地下水位的升降不仅会改变土体的结构、承载能力,而且还导致土体滑移、变形等一系列问题。为了保证工程建设和使用过程的安全,必须做好岩土工程中水文地质勘查的工作。掌握水文地質的相关理论知识,正确运用各种方法准确地测定各个重要的水文地质参数,可以帮助设计和施工,并且能有效地预防和消除岩土工程危害。
参考文献
[1]李惠强.论工程地质勘察中水文地质问题的危害(J).中国新技术新产品,2010(24).
[2]陈虎.浅析岩土工程勘察中水文地质存在的问题与对策(J).城市建设理论研究(电子版),2011(23).
[3]李纯玉.探析工程勘察过程中水文地质问题的重要性[J].中国水运,2009,9(7):187-188.