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[摘要]在进行岩土工程勘察中,对于水文地质问题的分析是必不可少的,水文地质的问题带来的影响已经越来越严重。本文主要对岩土工程勘察中水文地质问题展开分析讨论。
[关键词]岩土工程 勘察 水文地质
[中图分类号] P624 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2015)-8-228-1
1前言
岩土工程勘察属于土木工程中一项非常重要的工作,其中对于水文地质的研究也是一个比较重要的方面。由于水文地质的问题对工程的安全性及工程质量造成的影响已经越来越严重,所以关注水文地质问题,对于提高岩土工程质量具有非常重要的意义。
2水文地质勘察的研究
在岩土勘察的工作中,进行水文地质勘察要根据实际情况进行区别对待,首先要对本地区的水文地质进行情况分析,其次要考虑水文地质的地理条件、存在形式及地下水位的情况。
水文地质的地理条件主要是研究工程施工地点的气候、地形及地貌。气候主要指的是施工地点属于哪种类型的气候,是温带、热带还是亚热带等,通过研究气候类型,来研究岩土的湿度及热量。
水文地质在岩土中的存在形式主要是为了研究水在岩土中的含水层及隔水层中的存在形式,及在含水层中的厚度和分布。另外还有地下水在岩土中是如何流动的,地下水位及年储水量等。
地下水位的情况是在岩土工程勘察中需要特别注意研究的。了解地下水位的情况有助于我们了解地下水当前的情况及历史变化规律;了解地下水的流向;地下水位的变化情况;地下水的使用及补给情况等。
3岩土水理性质
岩土水理性质是指岩士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: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。
(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)岩土的主要的水理性质及测试办法: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,在地下水的作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。③崩解性,是指岩浸水湿化后,由于土粒连接被削弱,破坏,使土体崩敞、解体的特性。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。给水度是含水层的几个重要水文地质参数,也影响场地疏时间。给水度一般采用实验室方法测定。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。
4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。
4.1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:
(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Ⅱ向,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。
采用传递系数法进行滑坡整体稳定性计算时,在自重+地表荷载工况下:稳定系数1.15—1.27,滑坡体整体处于稳定—基本稳定状态;自重+地表荷载+50年一遇暴雨工况下:稳定系数1.03—1.05,处于欠稳定状态,表明滑坡体在长时间强降雨情况下,因地下水位上升,极可能变形加剧而引起滑坡体整体失稳。
(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)地下水频繁升降对岩土工程造成的危害。地下水的升降變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.不仅使岩上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渗透,会将土层中的铁、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。
4.2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。
5结语
通过以上的研究,我们发现,在工程勘察中进行详细的水文地质研究,通过对水文地质进行分析,研究水文地质变化引发的问题,按照研究结果对工程指定合理的施工方案及工程灾害预防措施,可以提高工程施工的安全性,同时也为工程施工提高的参考数据,不但可以提高工程的质量和实用性,对于保证岩土工程的顺利完工也是一个有效途径。
参考文献
[1]黄立安,工程地质勘察中水文地质问题的必要性[J].工程技术.2012.3(4),135-136.
[2]梁娟娥,岩土工程勘察工作中的水文地质问题[J].城市建筑.2014.2(15),184.
[关键词]岩土工程 勘察 水文地质
[中图分类号] P624 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2015)-8-228-1
1前言
岩土工程勘察属于土木工程中一项非常重要的工作,其中对于水文地质的研究也是一个比较重要的方面。由于水文地质的问题对工程的安全性及工程质量造成的影响已经越来越严重,所以关注水文地质问题,对于提高岩土工程质量具有非常重要的意义。
2水文地质勘察的研究
在岩土勘察的工作中,进行水文地质勘察要根据实际情况进行区别对待,首先要对本地区的水文地质进行情况分析,其次要考虑水文地质的地理条件、存在形式及地下水位的情况。
水文地质的地理条件主要是研究工程施工地点的气候、地形及地貌。气候主要指的是施工地点属于哪种类型的气候,是温带、热带还是亚热带等,通过研究气候类型,来研究岩土的湿度及热量。
水文地质在岩土中的存在形式主要是为了研究水在岩土中的含水层及隔水层中的存在形式,及在含水层中的厚度和分布。另外还有地下水在岩土中是如何流动的,地下水位及年储水量等。
地下水位的情况是在岩土工程勘察中需要特别注意研究的。了解地下水位的情况有助于我们了解地下水当前的情况及历史变化规律;了解地下水的流向;地下水位的变化情况;地下水的使用及补给情况等。
3岩土水理性质
岩土水理性质是指岩士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: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。
(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)岩土的主要的水理性质及测试办法: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,在地下水的作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。③崩解性,是指岩浸水湿化后,由于土粒连接被削弱,破坏,使土体崩敞、解体的特性。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。给水度是含水层的几个重要水文地质参数,也影响场地疏时间。给水度一般采用实验室方法测定。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。
4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。
4.1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:
(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Ⅱ向,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。
采用传递系数法进行滑坡整体稳定性计算时,在自重+地表荷载工况下:稳定系数1.15—1.27,滑坡体整体处于稳定—基本稳定状态;自重+地表荷载+50年一遇暴雨工况下:稳定系数1.03—1.05,处于欠稳定状态,表明滑坡体在长时间强降雨情况下,因地下水位上升,极可能变形加剧而引起滑坡体整体失稳。
(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)地下水频繁升降对岩土工程造成的危害。地下水的升降變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.不仅使岩上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渗透,会将土层中的铁、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。
4.2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。
5结语
通过以上的研究,我们发现,在工程勘察中进行详细的水文地质研究,通过对水文地质进行分析,研究水文地质变化引发的问题,按照研究结果对工程指定合理的施工方案及工程灾害预防措施,可以提高工程施工的安全性,同时也为工程施工提高的参考数据,不但可以提高工程的质量和实用性,对于保证岩土工程的顺利完工也是一个有效途径。
参考文献
[1]黄立安,工程地质勘察中水文地质问题的必要性[J].工程技术.2012.3(4),135-136.
[2]梁娟娥,岩土工程勘察工作中的水文地质问题[J].城市建筑.2014.2(15),184.