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【摘 要】 众所周知,在岩土工程中水文地质工作的水平直接决定了高岩土勘察的水平,同时还与岩土工程的质量息息相关,为完成岩土工程勘察的技术标准、基本要求和基本程序所规定的内容,岩土工程勘察需要建立坚实的理论基础和强大的技术支持。如何做好岩土工程中的水文地质勘查就成为了当前岩土工程中所亟待解决的问题.
【关键词】 岩石;工程;勘探;理论
前言:
随着人类的发展和进化过程中,始终处在不断的变化过程中,因此其中必然经历到各种不同的自然灾害,而所经历的这些自然地质灾害大多数都是由于地下水所直接引发的。根据相关资料显示,地下水因岩土体的作用所引发的地质灾害有许多种类型,并且这些地质灾害的机理都非常复杂,同时这些地质灾害的情况也非常严重等。除此之外,由于我们目前对于地下水所引发的一系列地质灾害的认识也不够深,同时也没有对这些地质灾害进行深入的勘察,另外对地质勘察中的评价从始至终都处于一个极为薄弱的环节。而随着新技术和理论在岩土工程水文地质勘察中的应用,使得当前的岩土工程水文地质勘察水平得到了大幅度提高。然而就巖土工程水文地质勘察的实际情况而言,其中还存在着一些较为严峻的问题,这些问题不仅影响到岩土工程水文地质勘察的质量和效率,同时还制约了社会经济的发展。
为完成岩土工程勘察的技术标准、基本要求和基本程序所规定的内容,岩土工程勘察需要建立坚实的理论基础和强大的技术支持。岩土工程勘察的基础理论包括基础地质、工程地质、水文地质、工程地震学、岩土力学、基础工程学等,所需要的技术支持包括工程地质测绘、遥感判译、工程勘探、工程物探、室内岩土力学测试、原位岩土力学测试等。
一、岩土工程勘察的理论基础
岩土工程勘察的主要任务是评价建设场地稳定性和适宜性,提供地基岩土体的强度和变形等设计参数。因此,岩土工程勘察的理论基础有两大支柱,其一是地质学,包括基础地质、工程地质和水文地质等;其二是岩土力学,包括土质土力学、岩体力学、岩土体动力学等。
地质学研究地球的物质成分、内部构造、表面特征,地球发展历史中的各种地质作用和曾经生活于其上的生命的形式及其演变。工程建筑场地是地球表层介质的一部分,为阐明工程建设场地的稳定性和适宜性,自然要借助于地质学的理论。地质历史及第四纪地质的研究可以揭示建筑场地岩土体的成因和时代;岩石学和土质学的研究可以了解场地岩土体的物质组成和类型;构造地质学可以确定场地所处的地质构造部位及其构造稳定性;地震地质学的研究可以了解工程场地所处区域的地震活动性;水文地质学研究可以揭示工程场地地下水的赋存状态和水质情况;工程地质研究可以查明场地的不良地质问题和场地的工程地质条件。
总之,地质学理论基础使岩土工程勘察有能力从成因历史、物质组成、构造稳定性、工程地质条件等多个方面认识工程建筑场地,从而对场地的工程适宜性提出正确的评价,进而对场地的工程利用或改造提出合理的建议。将工程场地视为地质体和地质作用的产物,通过地质学研究可以了解工程场地的构造稳定性和建筑适宜性。然而,岩土工程还需要将工程场地岩土体看作工程材料,研究其工程特性和力学性能,这就需要运用岩土力学方面的理论。岩土体介质作为天然材料,与混凝土等人工材料相比其性能更为复杂,主要表现为物质组成和内部结构的不均匀性和各向异性。工程岩土体可以划分为松散的土体和固结的岩体两大类。土质土力学研究土体的物质组成特点和物理力学性质,包括土的粒度成分、矿物成分、土的分类、土的基本物理状态与土的物理力学特性之间的关系、地基土体的沉降和承载力、土质边坡和深基坑边坡的土压力分布及边坡稳定性等。岩体力学研究岩体的物理力学性质,包括岩石的物质组成和内部结构、物理性质指标、渗透性、水岩相互作用特性、岩体结构和工程岩体分级、岩石和岩体的强度与变形、洞室围岩应力与稳定性分析、岩石地基的应力与稳定性分析、岩质边坡的稳定性分析等。
二、岩土工程勘察的相关技术
为完成评价工程建筑场地稳定性和适宜性、为工程设计提供工程岩土体强度和变形等设计参数两大任务,除需要有强大的理论基础外,岩土工程勘察还必须通过一系列的技术工作取得关于工程建设场地和工程岩土体的第一手资料为岩土工程勘察的理论分析提供依据。与岩土工程勘察相关的技术主要有工程地质测绘、遥感判译、工程物探、工程勘探、室内试验测试、原位试验测试和长期观测等。
工程地质测绘是勘查工作中最重要的、走在前面的勘察方法,其本质是应用地质理论知识对地面的地质体和地质现象进行观察和描述,以了解地质变化规律。工程地质测绘是按照一定精度将场地的工程地质条件和各种地质要素反映在一套工程地质图幅及其相应的表格和说明书上。遥感技术是工程地质测绘的一个辅助手段。航片、卫片包含了大范围的地层岩性、地质构造、地貌形态和物理地质现象等信息,详加判译可以很快得到关于测绘区的全局认识。尤其是在通行不便的偏远地区,充分利用航片和卫片更具有特殊的意义。近年发展起来的GPS技术具有定位的高度灵活性和常规测量技术无法比拟的高精度和高效率。
工程物探是一种间接方法,根据被测地质介质的密度、磁性、导电率、弹性波传播速度等物理性质以及岩层的含水量、裂隙率、破碎程度等物理状态,用特定的仪器设备测定岩层的物理参数,特别是测定岩土体的力学指标,从而划分岩层、判定地质结构、地下水埋深、岩溶分布情况。相对于工程勘探而言,工程物探方法经济、快速,能够及时提出测绘工作难以推断而又亟待解决的问题,所以在工程地质测绘过程中常要求物探的适当配合,特别是在解决覆盖层厚度、基岩面的起伏变化、追踪断层等方面,效果特别显著。工程勘探包括钻探和坑探,是直接了解地下地质情况的可靠手段,在一般的岩土工程勘察中常常是必不可少的。
钻探利用一定口径的钻机在预定的勘察点上钻孔取芯,以了解工程场地的地质构造和岩土体的情况。钻探工作几乎在任何情况下都可以进行,地表水体和地下水都限制不了它,效率较高,是最为常用的勘探手段。近年来大口径钻探的应用使得勘察人员可以进入孔中直接对孔壁进行观察和描述;小口径金刚石钻进的应用提高了岩心采取率,并可以取得软弱夹层和破碎带的岩心,还可以对桩基等进行抽芯检测;钻孔照相和钻孔电视可以在钻进过程中观察井壁,所有这些新技术的应用大大提高了钻探的效果,克服了传统钻探的一些弱点,使钻探工作在岩土工程勘察中发挥着越来越重要的作用。
坑探是在岩土体中开挖出一定形状和尺寸的坑槽或洞室,以便勘察人员能够进入其中直接对工程岩土体进行观察描述乃至进行一些特定的试验测试项目。岩土工程勘察中室内试验测试工作的主要目的是取得工程场地岩土体的物理力学参数,为岩土工程设计提供依据。室内试验主要是对由现场取得的岩土体样品进行试验测试,包括室内土工试验和室内岩石试验两个方面。岩土工程勘察中的原位试验测试是在天然条件下在工程现场原位测定岩土体的各种工程性质,所取得的数据更符合岩土体的实际情况。
三、结语
除室内试验和原位测试外,岩土工程勘察中的许多重要数据还需要从长期观测中获得,许多工程地预测或评价的结论有赖于长期观测的结果加以验证。长期观测是在一定时期内对被观测对象的定期重复测量或描述,从而获得被测对象有关参数或特性随时间的变化规律和发展趋势。
参考文献:
[1]王大纯,张大权,史毅虹等.地质学基础[M].北京:地质出版社,1995.
[2]李红.地质勘查工作发展[J].中国科技信息,2007
【关键词】 岩石;工程;勘探;理论
前言:
随着人类的发展和进化过程中,始终处在不断的变化过程中,因此其中必然经历到各种不同的自然灾害,而所经历的这些自然地质灾害大多数都是由于地下水所直接引发的。根据相关资料显示,地下水因岩土体的作用所引发的地质灾害有许多种类型,并且这些地质灾害的机理都非常复杂,同时这些地质灾害的情况也非常严重等。除此之外,由于我们目前对于地下水所引发的一系列地质灾害的认识也不够深,同时也没有对这些地质灾害进行深入的勘察,另外对地质勘察中的评价从始至终都处于一个极为薄弱的环节。而随着新技术和理论在岩土工程水文地质勘察中的应用,使得当前的岩土工程水文地质勘察水平得到了大幅度提高。然而就巖土工程水文地质勘察的实际情况而言,其中还存在着一些较为严峻的问题,这些问题不仅影响到岩土工程水文地质勘察的质量和效率,同时还制约了社会经济的发展。
为完成岩土工程勘察的技术标准、基本要求和基本程序所规定的内容,岩土工程勘察需要建立坚实的理论基础和强大的技术支持。岩土工程勘察的基础理论包括基础地质、工程地质、水文地质、工程地震学、岩土力学、基础工程学等,所需要的技术支持包括工程地质测绘、遥感判译、工程勘探、工程物探、室内岩土力学测试、原位岩土力学测试等。
一、岩土工程勘察的理论基础
岩土工程勘察的主要任务是评价建设场地稳定性和适宜性,提供地基岩土体的强度和变形等设计参数。因此,岩土工程勘察的理论基础有两大支柱,其一是地质学,包括基础地质、工程地质和水文地质等;其二是岩土力学,包括土质土力学、岩体力学、岩土体动力学等。
地质学研究地球的物质成分、内部构造、表面特征,地球发展历史中的各种地质作用和曾经生活于其上的生命的形式及其演变。工程建筑场地是地球表层介质的一部分,为阐明工程建设场地的稳定性和适宜性,自然要借助于地质学的理论。地质历史及第四纪地质的研究可以揭示建筑场地岩土体的成因和时代;岩石学和土质学的研究可以了解场地岩土体的物质组成和类型;构造地质学可以确定场地所处的地质构造部位及其构造稳定性;地震地质学的研究可以了解工程场地所处区域的地震活动性;水文地质学研究可以揭示工程场地地下水的赋存状态和水质情况;工程地质研究可以查明场地的不良地质问题和场地的工程地质条件。
总之,地质学理论基础使岩土工程勘察有能力从成因历史、物质组成、构造稳定性、工程地质条件等多个方面认识工程建筑场地,从而对场地的工程适宜性提出正确的评价,进而对场地的工程利用或改造提出合理的建议。将工程场地视为地质体和地质作用的产物,通过地质学研究可以了解工程场地的构造稳定性和建筑适宜性。然而,岩土工程还需要将工程场地岩土体看作工程材料,研究其工程特性和力学性能,这就需要运用岩土力学方面的理论。岩土体介质作为天然材料,与混凝土等人工材料相比其性能更为复杂,主要表现为物质组成和内部结构的不均匀性和各向异性。工程岩土体可以划分为松散的土体和固结的岩体两大类。土质土力学研究土体的物质组成特点和物理力学性质,包括土的粒度成分、矿物成分、土的分类、土的基本物理状态与土的物理力学特性之间的关系、地基土体的沉降和承载力、土质边坡和深基坑边坡的土压力分布及边坡稳定性等。岩体力学研究岩体的物理力学性质,包括岩石的物质组成和内部结构、物理性质指标、渗透性、水岩相互作用特性、岩体结构和工程岩体分级、岩石和岩体的强度与变形、洞室围岩应力与稳定性分析、岩石地基的应力与稳定性分析、岩质边坡的稳定性分析等。
二、岩土工程勘察的相关技术
为完成评价工程建筑场地稳定性和适宜性、为工程设计提供工程岩土体强度和变形等设计参数两大任务,除需要有强大的理论基础外,岩土工程勘察还必须通过一系列的技术工作取得关于工程建设场地和工程岩土体的第一手资料为岩土工程勘察的理论分析提供依据。与岩土工程勘察相关的技术主要有工程地质测绘、遥感判译、工程物探、工程勘探、室内试验测试、原位试验测试和长期观测等。
工程地质测绘是勘查工作中最重要的、走在前面的勘察方法,其本质是应用地质理论知识对地面的地质体和地质现象进行观察和描述,以了解地质变化规律。工程地质测绘是按照一定精度将场地的工程地质条件和各种地质要素反映在一套工程地质图幅及其相应的表格和说明书上。遥感技术是工程地质测绘的一个辅助手段。航片、卫片包含了大范围的地层岩性、地质构造、地貌形态和物理地质现象等信息,详加判译可以很快得到关于测绘区的全局认识。尤其是在通行不便的偏远地区,充分利用航片和卫片更具有特殊的意义。近年发展起来的GPS技术具有定位的高度灵活性和常规测量技术无法比拟的高精度和高效率。
工程物探是一种间接方法,根据被测地质介质的密度、磁性、导电率、弹性波传播速度等物理性质以及岩层的含水量、裂隙率、破碎程度等物理状态,用特定的仪器设备测定岩层的物理参数,特别是测定岩土体的力学指标,从而划分岩层、判定地质结构、地下水埋深、岩溶分布情况。相对于工程勘探而言,工程物探方法经济、快速,能够及时提出测绘工作难以推断而又亟待解决的问题,所以在工程地质测绘过程中常要求物探的适当配合,特别是在解决覆盖层厚度、基岩面的起伏变化、追踪断层等方面,效果特别显著。工程勘探包括钻探和坑探,是直接了解地下地质情况的可靠手段,在一般的岩土工程勘察中常常是必不可少的。
钻探利用一定口径的钻机在预定的勘察点上钻孔取芯,以了解工程场地的地质构造和岩土体的情况。钻探工作几乎在任何情况下都可以进行,地表水体和地下水都限制不了它,效率较高,是最为常用的勘探手段。近年来大口径钻探的应用使得勘察人员可以进入孔中直接对孔壁进行观察和描述;小口径金刚石钻进的应用提高了岩心采取率,并可以取得软弱夹层和破碎带的岩心,还可以对桩基等进行抽芯检测;钻孔照相和钻孔电视可以在钻进过程中观察井壁,所有这些新技术的应用大大提高了钻探的效果,克服了传统钻探的一些弱点,使钻探工作在岩土工程勘察中发挥着越来越重要的作用。
坑探是在岩土体中开挖出一定形状和尺寸的坑槽或洞室,以便勘察人员能够进入其中直接对工程岩土体进行观察描述乃至进行一些特定的试验测试项目。岩土工程勘察中室内试验测试工作的主要目的是取得工程场地岩土体的物理力学参数,为岩土工程设计提供依据。室内试验主要是对由现场取得的岩土体样品进行试验测试,包括室内土工试验和室内岩石试验两个方面。岩土工程勘察中的原位试验测试是在天然条件下在工程现场原位测定岩土体的各种工程性质,所取得的数据更符合岩土体的实际情况。
三、结语
除室内试验和原位测试外,岩土工程勘察中的许多重要数据还需要从长期观测中获得,许多工程地预测或评价的结论有赖于长期观测的结果加以验证。长期观测是在一定时期内对被观测对象的定期重复测量或描述,从而获得被测对象有关参数或特性随时间的变化规律和发展趋势。
参考文献:
[1]王大纯,张大权,史毅虹等.地质学基础[M].北京:地质出版社,1995.
[2]李红.地质勘查工作发展[J].中国科技信息,2007