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【摘 要】 本文将主要针对岩土工程勘察中水文地质的主要评价内容、岩土工程中水文地质的勘察条件要求以及岩土工程勘察中岩土水理性质的测试方法进行简要分析,仅供参考。
【关键词】 工程地质;勘察;水文地质
一、岩土工程勘察中水文地质的主要评价内容
一般在岩土工程的勘察中,首先需要进行评价的水文地质内容就是岩土的水理性质,包括其软化性、透水性、崩解性、给水性与胀缩性。其次要对当地的地下水位情况进行详细勘测和调查,包括地下水的埋深、类型、腐蚀性、补给条件、排泄条件、含水层、渗透性、与地表水之间的关系、近几年的变化情况和其变化成因等等多方面内容。再者,要对岩土和地下水对工程的影响和危害进行分析,并研究其解决对策。
二、岩土工程中水文地质的勘察条件要求
1、自然地理条件
这里提及的自然地理条件,主要指的是水文特征、气象还有地形地貌等,包含的范围比较广。应该根据工程所在的区域,看该区域属于热带还是亚热带,还是温带季风区等。另外,根据工程所在地,确定出该地区的气候,收集该地区的湿润度还有热量。地形地貌主要指的是工程周围的水系,高等特征或者平原特征,查看该地形是平坦地形还是起伏地形,地貌是否出现侵蚀,地貌堆积情况如何等。
2、地质环境
地质环境一般都包含所在的区域地质特征,地质组成构造。另外还需要对第四季厚度加强控制,从地层构造进行分析。这个分析能够获得准确的结果,为了岩土工程开展奠定基础。
3、地下水位情况
地下水位变动一般都比较大,受到季节影响也比较大。这里需要的水位资料主要包含,最低地下水位数值,还有近几年水位变动情况。还需要结合地下补给条件进行确定,查看地下水排泄情况。一般而言,这会同补排产生关系。每个含水层的埋深条件都不一样,还有地下水类型也不一致,水的流行以及水位变动差异也比较大。这样的变动幅度需要进行调整和改进,方可更好的为工程建造作保障,场地地质条件勘查应该包含地下水赋存,渗流状态,这对查明当地水源问题有重要影响,而且还可以更好的判定该地区的建筑材料被腐蚀情况。
三、水文地质问题分析
查明地下水分布基本情况,查看地下水在天然情况下或者非天然情况下,水资源的流动情况。分析预测人为工程活动表现出的变动状态,这对岩土体以及建筑体产生的影响比较大。在过去的勘测工作报告中,因为评价缺少了基础设计环节,因此,进行评价时出现不准确问题。这对岩土工程造成的危害,产生的影响也比较大。出现地下水引起的基础下沉以及建筑物开裂等等,施工安全质量事故。这些事故的出现最重要的原因是因为没有更好的掌握地下水变动情况,因此导致安全事故出现。因此,需要总结以往出现的经验教训,在今后勘测工作中,应该做好水文地质问题评价。评价应该从以下几个内容着手,第一,应该将重点放置在水对岩土体导致的影响,还有对建筑物带来的影响。同时,需要预测今后会出现的岩土工程危害,及早的发现问题,制定出应对措施。第二,勘测过程中,应该紧密的结合建筑物基坑开挖、隧道、基础类型等需要进行分析,准确的查明水文地质涉及的问题,为安全施工奠定基础,从而获得更多的水文地质资料。第三,需要查明地下水在天然环境下出现的变动,需要进一步分析当出现人为工程活动时,地下水变动情况,做这些分析最关键的目的就是保障岩土体能够在一个良好的建筑环境中,使得建筑工程顺利开展。
四、岩土工程勘察中岩土水理性质的测试方法
1、土层的取样与测试
一般土样的质量取决于土层的被扰动程度,这种扰动存在与取样前、中、后,直至试样制备的整个过程中。在取样之前,首先应对土层进行鉴别,确定土体的被扰动情况,是不扰动,轻微扰动,显著扰动,还是完全扰动;然后根据士体状况,选择合适的取样工具进行取样操作。对试样进行检测,一般要进行载荷、静力、动力、旁压、剪切、渗透性等性能的检测。
2、岩体的取样与测试
岩体的取样关键是对岩心的获取。所谓岩芯就是指准确的从最空只能够获得的能够全面代表相应岩层的岩柱,对岩芯的采取率不应低于80%。在采取岩芯时,应尽量保证其完整性,防止出现破碎和扰动,并做到不受外物的污染和侵蚀。在对试样的检测上,与土层相类似,同样要进行载荷、静力、动力、旁压、剪切、渗透性等方面的检测。
五、地下水位变化对岩土工程产生的影响
1、地下水位上升
降低工程地基的承载能力。经过长期的工程实践可以发现在,无论是在哪种地基基础形式下,若当地的地下水出现上升情况,都可能会对地基的稳定性造成很大影响。尤其是在粘性土或是砂性土的地基中,这种现象更加明显,严重降低了工程基础的承载能力。特别是在砂性土的地基中,若没有进行深基础加固处理,在地下水位上升时,其承载能力甚至能下降70%左右,严重危及工程的安全稳定。导致岩土出现滑移、变形和崩塌。由于地下水具有一定的流动性,当其上升时,会有更多的岩土被浸泡在水体中,从而使岩土发生水饱或软化现象,也呈现一定的流动性,就会严重影响到过程的基础稳定性,使其抗剪能力大大下降,对工程结构造成破坏,甚至还会造成岩土滑移、变形和崩塌,给工程带来灭顶之灾。使得建筑的抗震性能大大削弱。由于地下水位上升的侵蚀,基础中的土质或砂地会出现一定程度的液化,从而使得震陷的可能性更大,这样就会使得建筑的抗震性能大大降低,当建筑受到外界轻微的震动时,就可能会出现沉降现象。并且在较大的地震作用力下,建筑极有可能出现瞬间塑性剪切破坏,造成建筑结构裂开甚至坍塌现象。
2、地下水位下降
2.1地面和基础沉陷
地下水虽然具有很大的流动性,但是其存在于地下土层中间仍然能够起到一定的抗压作用,即在一定的地质构造条件中,水体可以承受上部岩土对其施加的压力。然而由于部分地区用水量较大,使得地下水位严重下降,这些地质构造中的水体被抽空,就会在内部形成一定的压应力,再加上外界对岩土施加的荷载,就极易造成地面的沉降。尤其是在没有固结的松散岩层中,细砂与粗砂之间更以受地下水下降的影响而出现沉陷。这将会给地面平整性带来很大影响,另外也会给建筑工程带来基础不均匀或均匀沉降的问题,影响建筑结构的稳定性。 2.2地下水枯竭、水质恶化
我国地表水丰富.但分布及其不均,使得可利用水源变得的相对紧缺,所以经常造成了各地对地下水的过量开采。根据一些文献研究,发现当地下水资源的开采量小于该开采条件下的补给量,由开采而消耗的地下水将能够得到补充,水资源就可以源源不断的开采下去;但是,如果地下水的开采量超过了该开采条件下的地下水补给量,就需要消耗含水层中的地下水进行补充,这样会引起地下水水位的降低,并形成区域降落漏斗。倘若长期进行地下水的超量开采,造成区域漏斗的不断扩大与加深,那么地下水资源将会逐渐减少,甚至枯竭,并会增大水中的有害离子,造成水体的矿化度刑高。
2.3海水入侵、腐蚀性增强
在自然状态下,滨海的淡水含水层与海水一般处于相对平衡的状态。淡的地下水受大气降水补给,并在含水层中运动排入大海。尽管地下淡水与海水所占的位置会随着补给量的大小而产生进退运动,但总体还是处于一种相对稳定的动态平衡状态。如果对地下水的开采量过大,地下水排泄到大海中的水量将会减少,那么这种动态平衡将会被打破,造成海水不断向陆地部分推进,使得淡水水质变成,并加强了水的腐蚀性。
3、地下水位频繁升降对岩土工程造成的危害
对于存在膨胀性岩体和土体的地区,地下水由于为裂隙水和上层滞水,所以很难有统一的地下水位,并且对早、雨季的变化比较敏感。地下水位的季节性升降变化,会造成膨胀性岩体和土体的非均匀膨胀收缩变化;在水位上升过程中,地下水将浸润岩体和土体,使得其被水解、软化、膨胀,造成岩土结构的变化和强度的降低。如果地下水位的升降频率过快或是幅度变化较大,将会使得岩土的膨胀收缩往复,且幅度加大,最终造成岩土的稳定性变差,极易出现工程地质灾害。
六、岩土物理性质分析方法
1、软化法
当岩土体被水入侵之后,力学的强度逐渐降低,这一特性会表现得很明显。一般使用软化系数方法进行表现。当岩石受到侵湿时,会保持在饱和状态下,这和风干的状态下的强度之间产生影响。可以使用最佳的判断方法进行判断,可以从岩石耐风化、耐水水浸能力作为指标进行探究。在岩石层中,容易出现软化岩层时,时常会受到地下水作用的影响,这就会容易出现软化夹层问题。
2、透水性
当受到重力作用影响时,岩土有一定的渗透能力,它允许一定量的水渗透进来。岩土的渗透性会显得比较强,当需要比较强弱时,可以从岩土空缝中进行研究,从而确定出岩土的连通性,另外还可以使用缝隙度进行研究。当松散的岩土颗粒逐渐增大时,颗粒越大,表面会显得不均匀,其中的渗水性会更加弱。另外,还需主要到崩解性,主要指的是岩土受到水的侵湿时,这些颗粒会逐渐被破坏,不会再带着颗粒状。当出现解体问题时,岩土的特性会显现得更加明显。岩土体崩解特性需要满足一定的条件,有充足的时间,需要合适的崩解方式。
七、结束语
鉴于工程地质勘探的准确与否对房屋的建筑成本有着直接的影响作用,并直接影响着建筑项目的综合效益,而岩土水文地质工作在工程地质勘探中也占据着相当重要的地位。在勘探中,做好水文地质的研究工作,对于后续项目的顺利进行有着重要的意义。
参考文献:
[1]史元科.工程地质勘察中水文地质若干问题的探讨[J].江西建材,2014,03:231.
[2]况华校.工程地质勘察中岩土水文地质研究[J].中华民居(下旬刊),2014,02:117+119.
[3]杜亮.工程地质勘察中的水文地质问题探析[J].硅谷,2014,07:153+163.
[4]李敏林.工程地质勘察中水文地质的分析[J].科技风,2014,07:148+150.
【关键词】 工程地质;勘察;水文地质
一、岩土工程勘察中水文地质的主要评价内容
一般在岩土工程的勘察中,首先需要进行评价的水文地质内容就是岩土的水理性质,包括其软化性、透水性、崩解性、给水性与胀缩性。其次要对当地的地下水位情况进行详细勘测和调查,包括地下水的埋深、类型、腐蚀性、补给条件、排泄条件、含水层、渗透性、与地表水之间的关系、近几年的变化情况和其变化成因等等多方面内容。再者,要对岩土和地下水对工程的影响和危害进行分析,并研究其解决对策。
二、岩土工程中水文地质的勘察条件要求
1、自然地理条件
这里提及的自然地理条件,主要指的是水文特征、气象还有地形地貌等,包含的范围比较广。应该根据工程所在的区域,看该区域属于热带还是亚热带,还是温带季风区等。另外,根据工程所在地,确定出该地区的气候,收集该地区的湿润度还有热量。地形地貌主要指的是工程周围的水系,高等特征或者平原特征,查看该地形是平坦地形还是起伏地形,地貌是否出现侵蚀,地貌堆积情况如何等。
2、地质环境
地质环境一般都包含所在的区域地质特征,地质组成构造。另外还需要对第四季厚度加强控制,从地层构造进行分析。这个分析能够获得准确的结果,为了岩土工程开展奠定基础。
3、地下水位情况
地下水位变动一般都比较大,受到季节影响也比较大。这里需要的水位资料主要包含,最低地下水位数值,还有近几年水位变动情况。还需要结合地下补给条件进行确定,查看地下水排泄情况。一般而言,这会同补排产生关系。每个含水层的埋深条件都不一样,还有地下水类型也不一致,水的流行以及水位变动差异也比较大。这样的变动幅度需要进行调整和改进,方可更好的为工程建造作保障,场地地质条件勘查应该包含地下水赋存,渗流状态,这对查明当地水源问题有重要影响,而且还可以更好的判定该地区的建筑材料被腐蚀情况。
三、水文地质问题分析
查明地下水分布基本情况,查看地下水在天然情况下或者非天然情况下,水资源的流动情况。分析预测人为工程活动表现出的变动状态,这对岩土体以及建筑体产生的影响比较大。在过去的勘测工作报告中,因为评价缺少了基础设计环节,因此,进行评价时出现不准确问题。这对岩土工程造成的危害,产生的影响也比较大。出现地下水引起的基础下沉以及建筑物开裂等等,施工安全质量事故。这些事故的出现最重要的原因是因为没有更好的掌握地下水变动情况,因此导致安全事故出现。因此,需要总结以往出现的经验教训,在今后勘测工作中,应该做好水文地质问题评价。评价应该从以下几个内容着手,第一,应该将重点放置在水对岩土体导致的影响,还有对建筑物带来的影响。同时,需要预测今后会出现的岩土工程危害,及早的发现问题,制定出应对措施。第二,勘测过程中,应该紧密的结合建筑物基坑开挖、隧道、基础类型等需要进行分析,准确的查明水文地质涉及的问题,为安全施工奠定基础,从而获得更多的水文地质资料。第三,需要查明地下水在天然环境下出现的变动,需要进一步分析当出现人为工程活动时,地下水变动情况,做这些分析最关键的目的就是保障岩土体能够在一个良好的建筑环境中,使得建筑工程顺利开展。
四、岩土工程勘察中岩土水理性质的测试方法
1、土层的取样与测试
一般土样的质量取决于土层的被扰动程度,这种扰动存在与取样前、中、后,直至试样制备的整个过程中。在取样之前,首先应对土层进行鉴别,确定土体的被扰动情况,是不扰动,轻微扰动,显著扰动,还是完全扰动;然后根据士体状况,选择合适的取样工具进行取样操作。对试样进行检测,一般要进行载荷、静力、动力、旁压、剪切、渗透性等性能的检测。
2、岩体的取样与测试
岩体的取样关键是对岩心的获取。所谓岩芯就是指准确的从最空只能够获得的能够全面代表相应岩层的岩柱,对岩芯的采取率不应低于80%。在采取岩芯时,应尽量保证其完整性,防止出现破碎和扰动,并做到不受外物的污染和侵蚀。在对试样的检测上,与土层相类似,同样要进行载荷、静力、动力、旁压、剪切、渗透性等方面的检测。
五、地下水位变化对岩土工程产生的影响
1、地下水位上升
降低工程地基的承载能力。经过长期的工程实践可以发现在,无论是在哪种地基基础形式下,若当地的地下水出现上升情况,都可能会对地基的稳定性造成很大影响。尤其是在粘性土或是砂性土的地基中,这种现象更加明显,严重降低了工程基础的承载能力。特别是在砂性土的地基中,若没有进行深基础加固处理,在地下水位上升时,其承载能力甚至能下降70%左右,严重危及工程的安全稳定。导致岩土出现滑移、变形和崩塌。由于地下水具有一定的流动性,当其上升时,会有更多的岩土被浸泡在水体中,从而使岩土发生水饱或软化现象,也呈现一定的流动性,就会严重影响到过程的基础稳定性,使其抗剪能力大大下降,对工程结构造成破坏,甚至还会造成岩土滑移、变形和崩塌,给工程带来灭顶之灾。使得建筑的抗震性能大大削弱。由于地下水位上升的侵蚀,基础中的土质或砂地会出现一定程度的液化,从而使得震陷的可能性更大,这样就会使得建筑的抗震性能大大降低,当建筑受到外界轻微的震动时,就可能会出现沉降现象。并且在较大的地震作用力下,建筑极有可能出现瞬间塑性剪切破坏,造成建筑结构裂开甚至坍塌现象。
2、地下水位下降
2.1地面和基础沉陷
地下水虽然具有很大的流动性,但是其存在于地下土层中间仍然能够起到一定的抗压作用,即在一定的地质构造条件中,水体可以承受上部岩土对其施加的压力。然而由于部分地区用水量较大,使得地下水位严重下降,这些地质构造中的水体被抽空,就会在内部形成一定的压应力,再加上外界对岩土施加的荷载,就极易造成地面的沉降。尤其是在没有固结的松散岩层中,细砂与粗砂之间更以受地下水下降的影响而出现沉陷。这将会给地面平整性带来很大影响,另外也会给建筑工程带来基础不均匀或均匀沉降的问题,影响建筑结构的稳定性。 2.2地下水枯竭、水质恶化
我国地表水丰富.但分布及其不均,使得可利用水源变得的相对紧缺,所以经常造成了各地对地下水的过量开采。根据一些文献研究,发现当地下水资源的开采量小于该开采条件下的补给量,由开采而消耗的地下水将能够得到补充,水资源就可以源源不断的开采下去;但是,如果地下水的开采量超过了该开采条件下的地下水补给量,就需要消耗含水层中的地下水进行补充,这样会引起地下水水位的降低,并形成区域降落漏斗。倘若长期进行地下水的超量开采,造成区域漏斗的不断扩大与加深,那么地下水资源将会逐渐减少,甚至枯竭,并会增大水中的有害离子,造成水体的矿化度刑高。
2.3海水入侵、腐蚀性增强
在自然状态下,滨海的淡水含水层与海水一般处于相对平衡的状态。淡的地下水受大气降水补给,并在含水层中运动排入大海。尽管地下淡水与海水所占的位置会随着补给量的大小而产生进退运动,但总体还是处于一种相对稳定的动态平衡状态。如果对地下水的开采量过大,地下水排泄到大海中的水量将会减少,那么这种动态平衡将会被打破,造成海水不断向陆地部分推进,使得淡水水质变成,并加强了水的腐蚀性。
3、地下水位频繁升降对岩土工程造成的危害
对于存在膨胀性岩体和土体的地区,地下水由于为裂隙水和上层滞水,所以很难有统一的地下水位,并且对早、雨季的变化比较敏感。地下水位的季节性升降变化,会造成膨胀性岩体和土体的非均匀膨胀收缩变化;在水位上升过程中,地下水将浸润岩体和土体,使得其被水解、软化、膨胀,造成岩土结构的变化和强度的降低。如果地下水位的升降频率过快或是幅度变化较大,将会使得岩土的膨胀收缩往复,且幅度加大,最终造成岩土的稳定性变差,极易出现工程地质灾害。
六、岩土物理性质分析方法
1、软化法
当岩土体被水入侵之后,力学的强度逐渐降低,这一特性会表现得很明显。一般使用软化系数方法进行表现。当岩石受到侵湿时,会保持在饱和状态下,这和风干的状态下的强度之间产生影响。可以使用最佳的判断方法进行判断,可以从岩石耐风化、耐水水浸能力作为指标进行探究。在岩石层中,容易出现软化岩层时,时常会受到地下水作用的影响,这就会容易出现软化夹层问题。
2、透水性
当受到重力作用影响时,岩土有一定的渗透能力,它允许一定量的水渗透进来。岩土的渗透性会显得比较强,当需要比较强弱时,可以从岩土空缝中进行研究,从而确定出岩土的连通性,另外还可以使用缝隙度进行研究。当松散的岩土颗粒逐渐增大时,颗粒越大,表面会显得不均匀,其中的渗水性会更加弱。另外,还需主要到崩解性,主要指的是岩土受到水的侵湿时,这些颗粒会逐渐被破坏,不会再带着颗粒状。当出现解体问题时,岩土的特性会显现得更加明显。岩土体崩解特性需要满足一定的条件,有充足的时间,需要合适的崩解方式。
七、结束语
鉴于工程地质勘探的准确与否对房屋的建筑成本有着直接的影响作用,并直接影响着建筑项目的综合效益,而岩土水文地质工作在工程地质勘探中也占据着相当重要的地位。在勘探中,做好水文地质的研究工作,对于后续项目的顺利进行有着重要的意义。
参考文献:
[1]史元科.工程地质勘察中水文地质若干问题的探讨[J].江西建材,2014,03:231.
[2]况华校.工程地质勘察中岩土水文地质研究[J].中华民居(下旬刊),2014,02:117+119.
[3]杜亮.工程地质勘察中的水文地质问题探析[J].硅谷,2014,07:153+163.
[4]李敏林.工程地质勘察中水文地质的分析[J].科技风,2014,07:148+150.