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摘要：伴随着经济的发展，水利水电工程建设也在不断地进步和发展，该工程关系着家家户户的用电，更对水力水电建设地区的生态环境和地质条件产生重大影响。本文在介绍水利水电工程环境与岩土工程之间的关系，收集区域的地应力和岩土力学的参数等基础的地质资料，并为水利水电工程建设提供参考和评价依据。
关键词：水利水电工程 环境 岩土工程
中图分类号：TV221.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）26-531-01
1 引言
近年来，我国水力水电工程随着社会一体化经济技术水平的提高，发展比较迅速，掀起了水利水电工程新一轮开发的高潮。全球高速发展的经济推动着各种基础工程设施的建设和发展，土木工程建设和环境之间的相互作用不断加深。该工程的建设和发展不仅关系着千家万户的用电需求，更对建设环境的生态系统有着重要影响：与所建区域的地质条件和岩土地貌特征有着重大的关系。
随着环境问题越来越受到社会的深切关注，环境岩土工程便激起人们的关注和研究的热潮。现在，水利水电环境中的岩土工程已经延伸到：比较干旱的沙漠、湿地和海岸线地带；控制有害废弃物和生态地质环境的敏感地带。减少生态环境污染和破坏，是水利水电工程建设取得經济、社会效益保障的基础，因此，在工程建设中要加强管理环境和深入研究岩土工程的工作是十分必要的。
我国的水力资源是世界上比较丰富的，用户用电中的很大一部分来自水力发电。在我国中西部地区具有自然条件恶劣、地质环境复杂和活断层较多等一些客观现状，所以在进行水利水电工程建设中，首要任务就是对岩土工程进行研究分析和评价。在客观存在的地质环境下，水利水电工程的建设规模和建设类型对应力场的分布有着重要影响。应力作用在岩体上，环境变化引起岩土的固有性质的改变；让岩土体产生形变和破坏应力平衡；同时使得建筑物内部的应力场重新得到分布等等，这些岩土地质问题都是在水利水电工程的建设中经常遇到的。
2 地质基础资料的收集
面对客观复杂的自然生态条件，水利水电工程在建设过程中要充分利用有利条件，并要避开对其不利的条件。这就要求在工程建设中用各种勘探方法，对地质基础资料进行收集，分析岩土的地质条件，这对水利水电工程建设有重要的意义。岩土工程是以岩石力学、工程地质学、土力学为理论基础，涉及到岩石的利用、整治和改造的一门技术学科。不同的水利水电工程建设时遇到的地质条件和岩土边界条件是不一样的， 因此对每一项工程要具体问题具体分析，这样才能得到正确的评价。
与岩土工程相关的三大工程问题包括：
（1）稳定问题。支护、地下结构的土压力；挡土墙和滑坡；地基承载力；地基的液化。
（2）变形问题。地基的不均匀沉降；土体的裂缝；堤坝和冻胀变形；路堤变形和桥头跳车；湿陷性黄土和膨胀土。
（3）渗透问题。渗漏和渗透变形：土石堤坝和渠系的防渗；管涌和流土；渗流引起的土体滑动和泥石流；地下水的污染和污染体的扩散。
2.1 岩性构造的稳定
在水利水电工程建设过程中，尽量保护其周围岩石的自然状态是工程建设的主要目的，这样能降低工程运营过程中地质灾害的发生，减小经济消耗。在软岩层与硬岩层交叉的断裂地带，断层发育、围岩和坝基抗滑等稳定性必然存在问题，给工程建设带来了困扰。因此，勘察地质工作的首要任务是工程地质测绘，这也是岩体工程的最基本的工作。避开活跃地带的断层和与该断层有关联的分支断层，是水利水电工程在建设过程中要遵守的重要原则，特别是要避开在最近时期有过活动的断层地带。
2.2 地应力
在应力比较集中的地段，开展地面、地下工程建设，会破坏岩土体应力的原始存在状态，使岩土体的应力场遭到破坏，使其发生形变，致使地质条件恶化。水力劈裂、应力场的反演分析等测试地应力的方法是目前水利水电工程最常用的应力测试方法，应力在谷坡的分布可以从内到谷坡分别为：应力平稳区、应力集中区和应力释放区。在工程建设中布置建筑物，一般不能在应力集中的地段布置，要避开这一段。用实测值进行反演分析是最常用的应力测试方法，求解得出该地段的地应力大小，选出开挖深度和纵轴方位等参数的最佳值。
2.3 岩土力学参数
水利水电工程量的大小和水工建筑物的安全与否，直接取决于岩土力学参数的选择。岩土体结构的各向异性和均匀程度的决定因素包括：岩土体的成因、结构；地应力的状态；岩土体的物质组成；地质条件等等这些因素。在调查工程区域内的岩土地质情况时，首先是对工程影响有代表性的岩土取样在室内进行试验，并对其进行原位测试。控制坝基稳定的要点为：边界条件和载荷组合以及岩土体系的抗剪强度。这些要点所涉及到的理论内容和安全性标准与抗剪强度有着密切的联系，并要求该强度值与稳定的计算方法和安全系数相匹配。
（1）土基参数的取值。剪切破坏是土基的破坏中十分常见的一种类型，土的剪切强度是由土的颗粒与颗粒之间的粘结强度决定的，抗剪强度的改变是随着剪切面上的有效应力的大小而改变的。该强度值与土颗粒的形状、大小和组成成分等条件有很大关系，还与剪切时的剪切速率、排水条件等环境因素相关。
（2）软弱结构面的力学参数的取值。软弱层带控制着坝基的抗滑稳定性、边坡稳定性，根据水利水电工程对其成因的研究，可以分为原生次型结构面和次生充填型结构面以及构造综合型结构面，最常见的是构造综合型。受到软弱结构的起伏差、颗粒的排列组成和地应力的围压等各种因素影响，使得软弱结构有不同程度的形变和产生不同的抗剪强度。根据软弱结构面的分类，我国的水利水电工程中岩土体的软弱层的试验值统计如表：
（3）边坡稳定抗剪强度取值。强度的取值可分为：有潜在滑面的边坡的抗剪强度取值为0.9-1.0；多次进行滑动的滑坡体的抗剪强度取值为取残余强度；局部蠕动地带边坡抗剪强度取值为取残余强度的1.1倍；高、中、低速滑坡的抗剪强度取值为取残余强度分别取饱和快剪强度和慢剪强度。水利水电建设中，对边坡的挖掘和水库中的水位的高低都会导致边坡的稳定性受到破坏，地形的切割、构造和开挖边坡之间的相互作用是影响边坡稳定的主要因素。
3 结论
伴随着经济的进步，水利水电工程环境中的岩土工程研究工作也在不断地展开。水利水电工程的不断推进和开发，对生态环境产生了很大的影响，因此，考察建设区域的地质环境和岩土的结构特点工作是十分必要的。本文阐明了水电水利工程与岩土工程之间的关系，在岩土工程的地质资料的收集内容中，其岩土中的力学的类型、岩土性质和结构的稳定性等参数，都对水利水电工程的建设有着重大影响。
参考文献
[1] 方晓阳. 21世纪环境岩土工程展望[J]. 岩土程学报. 2000，22（1）：1- 11.
[2] 施斌. 关于环境岩土工程[J]. 工程地质学报. 2002， 10（4）：349- 355.
[3] 袁建新. 环境岩上工程问题综述[J] . 岩土力学， 1996， 17（3）：86- 93.
[4] 缪林昌，刘松玉. 环境岩土工程学概论[ M] . 北京： 建材工业出版社，2005.
关键词：水利水电工程 环境 岩土工程
中图分类号：TV221.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）26-531-01
1 引言
近年来，我国水力水电工程随着社会一体化经济技术水平的提高，发展比较迅速，掀起了水利水电工程新一轮开发的高潮。全球高速发展的经济推动着各种基础工程设施的建设和发展，土木工程建设和环境之间的相互作用不断加深。该工程的建设和发展不仅关系着千家万户的用电需求，更对建设环境的生态系统有着重要影响：与所建区域的地质条件和岩土地貌特征有着重大的关系。
随着环境问题越来越受到社会的深切关注，环境岩土工程便激起人们的关注和研究的热潮。现在，水利水电环境中的岩土工程已经延伸到：比较干旱的沙漠、湿地和海岸线地带；控制有害废弃物和生态地质环境的敏感地带。减少生态环境污染和破坏，是水利水电工程建设取得經济、社会效益保障的基础，因此，在工程建设中要加强管理环境和深入研究岩土工程的工作是十分必要的。
我国的水力资源是世界上比较丰富的，用户用电中的很大一部分来自水力发电。在我国中西部地区具有自然条件恶劣、地质环境复杂和活断层较多等一些客观现状，所以在进行水利水电工程建设中，首要任务就是对岩土工程进行研究分析和评价。在客观存在的地质环境下，水利水电工程的建设规模和建设类型对应力场的分布有着重要影响。应力作用在岩体上，环境变化引起岩土的固有性质的改变；让岩土体产生形变和破坏应力平衡；同时使得建筑物内部的应力场重新得到分布等等，这些岩土地质问题都是在水利水电工程的建设中经常遇到的。
2 地质基础资料的收集
面对客观复杂的自然生态条件，水利水电工程在建设过程中要充分利用有利条件，并要避开对其不利的条件。这就要求在工程建设中用各种勘探方法，对地质基础资料进行收集，分析岩土的地质条件，这对水利水电工程建设有重要的意义。岩土工程是以岩石力学、工程地质学、土力学为理论基础，涉及到岩石的利用、整治和改造的一门技术学科。不同的水利水电工程建设时遇到的地质条件和岩土边界条件是不一样的， 因此对每一项工程要具体问题具体分析，这样才能得到正确的评价。
与岩土工程相关的三大工程问题包括：
（1）稳定问题。支护、地下结构的土压力；挡土墙和滑坡；地基承载力；地基的液化。
（2）变形问题。地基的不均匀沉降；土体的裂缝；堤坝和冻胀变形；路堤变形和桥头跳车；湿陷性黄土和膨胀土。
（3）渗透问题。渗漏和渗透变形：土石堤坝和渠系的防渗；管涌和流土；渗流引起的土体滑动和泥石流；地下水的污染和污染体的扩散。
2.1 岩性构造的稳定
在水利水电工程建设过程中，尽量保护其周围岩石的自然状态是工程建设的主要目的，这样能降低工程运营过程中地质灾害的发生，减小经济消耗。在软岩层与硬岩层交叉的断裂地带，断层发育、围岩和坝基抗滑等稳定性必然存在问题，给工程建设带来了困扰。因此，勘察地质工作的首要任务是工程地质测绘，这也是岩体工程的最基本的工作。避开活跃地带的断层和与该断层有关联的分支断层，是水利水电工程在建设过程中要遵守的重要原则，特别是要避开在最近时期有过活动的断层地带。
2.2 地应力
在应力比较集中的地段，开展地面、地下工程建设，会破坏岩土体应力的原始存在状态，使岩土体的应力场遭到破坏，使其发生形变，致使地质条件恶化。水力劈裂、应力场的反演分析等测试地应力的方法是目前水利水电工程最常用的应力测试方法，应力在谷坡的分布可以从内到谷坡分别为：应力平稳区、应力集中区和应力释放区。在工程建设中布置建筑物，一般不能在应力集中的地段布置，要避开这一段。用实测值进行反演分析是最常用的应力测试方法，求解得出该地段的地应力大小，选出开挖深度和纵轴方位等参数的最佳值。
2.3 岩土力学参数
水利水电工程量的大小和水工建筑物的安全与否，直接取决于岩土力学参数的选择。岩土体结构的各向异性和均匀程度的决定因素包括：岩土体的成因、结构；地应力的状态；岩土体的物质组成；地质条件等等这些因素。在调查工程区域内的岩土地质情况时，首先是对工程影响有代表性的岩土取样在室内进行试验，并对其进行原位测试。控制坝基稳定的要点为：边界条件和载荷组合以及岩土体系的抗剪强度。这些要点所涉及到的理论内容和安全性标准与抗剪强度有着密切的联系，并要求该强度值与稳定的计算方法和安全系数相匹配。
（1）土基参数的取值。剪切破坏是土基的破坏中十分常见的一种类型，土的剪切强度是由土的颗粒与颗粒之间的粘结强度决定的，抗剪强度的改变是随着剪切面上的有效应力的大小而改变的。该强度值与土颗粒的形状、大小和组成成分等条件有很大关系，还与剪切时的剪切速率、排水条件等环境因素相关。
（2）软弱结构面的力学参数的取值。软弱层带控制着坝基的抗滑稳定性、边坡稳定性，根据水利水电工程对其成因的研究，可以分为原生次型结构面和次生充填型结构面以及构造综合型结构面，最常见的是构造综合型。受到软弱结构的起伏差、颗粒的排列组成和地应力的围压等各种因素影响，使得软弱结构有不同程度的形变和产生不同的抗剪强度。根据软弱结构面的分类，我国的水利水电工程中岩土体的软弱层的试验值统计如表：
（3）边坡稳定抗剪强度取值。强度的取值可分为：有潜在滑面的边坡的抗剪强度取值为0.9-1.0；多次进行滑动的滑坡体的抗剪强度取值为取残余强度；局部蠕动地带边坡抗剪强度取值为取残余强度的1.1倍；高、中、低速滑坡的抗剪强度取值为取残余强度分别取饱和快剪强度和慢剪强度。水利水电建设中，对边坡的挖掘和水库中的水位的高低都会导致边坡的稳定性受到破坏，地形的切割、构造和开挖边坡之间的相互作用是影响边坡稳定的主要因素。
3 结论
伴随着经济的进步，水利水电工程环境中的岩土工程研究工作也在不断地展开。水利水电工程的不断推进和开发，对生态环境产生了很大的影响，因此，考察建设区域的地质环境和岩土的结构特点工作是十分必要的。本文阐明了水电水利工程与岩土工程之间的关系，在岩土工程的地质资料的收集内容中，其岩土中的力学的类型、岩土性质和结构的稳定性等参数，都对水利水电工程的建设有着重大影响。
参考文献
[1] 方晓阳. 21世纪环境岩土工程展望[J]. 岩土程学报. 2000，22（1）：1- 11.
[2] 施斌. 关于环境岩土工程[J]. 工程地质学报. 2002， 10（4）：349- 355.
[3] 袁建新. 环境岩上工程问题综述[J] . 岩土力学， 1996， 17（3）：86- 93.
[4] 缪林昌，刘松玉. 环境岩土工程学概论[ M] . 北京： 建材工业出版社，2005.