水文地质研究的岩土工程论文

2022-04-29

【摘要】水文地质问题在岩土工程勘察时起到的作用越来越大,要在施工中实现良好的预防与治理,必须得对水文地质问题进行明确.只有这样才能给岩土工程勘察设计与施工提供珍贵的资料。本文概述了岩土工程地质勘察中水文地质的勘察要求、地下水引起的岩土工程危害及水文地质评价等内容。今天小编为大家推荐《水文地质研究的岩土工程论文(精选3篇)》,希望对大家有所帮助。

水文地质研究的岩土工程论文 篇1:

关于岩土水文地质工程勘察的研究分析

【摘 要】为提高工程地质勘察质量,在工程地质勘察中应查明与岩土有关的水文地质问题,评价地下水对岩土体和建筑工程可能产生的作用及其影响,且提供必要的水文地质资料。文章从岩土的水理性质、岩土水文地质工程勘察的影响因素、地下水引起的岩土工程危害以及岩土工程勘察水文地质参数的测定等方面对岩土水文地质工程勘察进行了研究分析。

【关键词】岩土水文地质;工程勘察;水理性质;因素;危害;测定;评价

影响工程的水文地质因素有:地下水的类型、地下水位及变动幅度、含水层和隔水层的厚度和分布及组合关系、土层或岩层渗透性强弱及渗透系数、承压含水层的特征及水头等。以下就岩土水文地质工程勘察进行研究分析。

一、岩土的水理性质

岩土的水理性质是指岩土与水相互作用时岩土显示出来的各种性质。(1)地下水按其在岩土中的赋存形式可分为结合水、重力水和毛细管水三种,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: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。②透水性,是指在水的重力作用下,岩土允许水透过自身的性能。透水性通常以渗透系数表示,岩土体的渗透系数可通过抽水试验求取。③崩解性,是指岩土浸水湿化后,由于土粒连接被削弱、破坏,使土体崩散、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量的性能,以给水度表示。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。

二、岩土水文地质工程勘察的影响因素

1、地质环境条件。包括工程所在区域的地质构造特征、基底构造及其地层岩性、新构造运动等方面的内容。

2、地下水位情况。包括近2~5年最高地下水位、水位变化趋势;地下水补给排泄条件、地表水与地下水的补排关系及对地下水位的影响等。地下水位的变化对岩土工程的影响巨大,是工程勘察的重点内容。

3、自然地理条件。包括气象水文特征和地形地貌等内容。气象水文特征是指工程所属地域是属于亚热带还是热带,拥有的湿润程度与热量等。

4、含、隔水层情况。各含水层和隔水层的埋藏条件、地下水类型、流向、水位及其变化幅度;主要含水层的分布、厚度及埋深等;不同地质条件下对地下水赋存和渗流状态的影响、判定地下水水质对建筑材料的腐蚀性等。

三、地下水引起的岩土工程危害

1、水位下降引起的岩土工程危害。水位的降低主要是由于人为因素造成的,如集中大量抽取地下水以及上游筑坝截夺下游地下水的补给等。地下水的过大下降可能引起岩土工程的危害主要体现在以下几个方面:(1)常常诱发地裂、地表塌陷、地面塌陷等地质灾害,对岩土体、建筑物的稳定性产生重大影响并直接威胁人类生命财产安全。(2)地下水源枯竭、水质恶化等环境问题,对人类自身的居住环境造成很大威胁。(3)施工降水等活动中产生水头差导致动水压力的产生,使粉细砂、粉土层中的土颗粒受到冲刷,将细颗粒冲走,使土的结构遭到破坏。

1、水位上升引起的岩土工程危害。水位上升的原因很碰,主要有人类活动因素如工程建筑施工、工业废水和生活污水的渗透等影响;地质因素如含水层岩土颗粒大小、总体岩性水平变化等。有时往往是几种因素的综合结果。比如土壤沼泽化、盐渍化,造成岩土中地下水对建筑物腐蚀性增强。斜坡、河岸等岩土产生滑移、崩塌等不良地质现象。一些具特殊性的岩土体结构破坏、强度降低、软化等危害性。

3、地下水频繁升降对岩土工程造成的危害。地下水的升降变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,不仅使岩土的膨胀收缩变形往复发生,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频繁交替,会将土层中胶结物一铁、铝成分淋失,使土层失去胶结物而变得松软,孔隙比增大,含水量增多,压缩性增大,强度降低,给岩土工程基础选择、处理带来较大的麻烦。

四、岩土工程勘察水文地质参数的测定

1、地下水的测量要求:(1)地下水水位的测定,在工程地质勘察中,凡遇含水地层时,均应测定地下水位。其中静止水位的测量应有一定的稳定时间,其稳定时间按含水层的渗透性确定;当采用泥浆钻进时,测水位前应将测水管打入含水层中20cm或洗孔后测量;对多层含水层的水位测量,必要时应采取止水措施与其他含水层隔开。(2)测定地下水流向可用几何法,并同时测量各孔内水位,确定地下水的流向。地下水流速的测定可采用批示剂法或充电法。(3)抽水试验应符合抽水试验方法,可根据渗透系数的应用范围具体选用不同的方法;抽水试验宜三次降深,最大降深应接近工程设计所需的地下水位降深的标高;水位测量应采用同一方法和儀器,读数对抽水孔为厘米,对观测孔为毫米;当涌水量与时间关系曲线和动水位与时间的关系曲线,在一定范围内波动,而没有持续上升和下降时,可认为已经稳定;抽水结束后应测量恢复水位等。(4)渗水试验和注水试验可在度坑或钻孔中进行。对砂土和粉土,可采用试坑单环法;对粘性土可采用试坑双环法;试验深度较大时可采用钻孔法。(5)压水试验应根据工程要求,结合工程地质测绘和钻探资料,确定试验孔位,按岩层的渗透特性划分试验段,按需要确定试验的起始压力、最大压力和压力级数,及时绘制压力与压入水量的关系曲线,计算试段的透水率,确定P—Q曲线类型。

2、测定不同的水文地质参数选择不同的测定方法:(1)测水位:钻孔、探井或测压管观测。(2)渗透系数、导水系数:抽水试验、注水试验、压水试验、室内渗透试验。(3)给水度、释水系数:单孔抽水试验、非稳定流抽水试验、地下水位长期观测、室内试验。(4)越流系数、越流因数:多孑L抽水试验。(5)单位吸水率:注水试验、压水试验。(6)毛细水上升高度:试坑观测、室内试验。

五、岩土工程勘察中水文地质的评价

1、工程地质勘察中还应密切结合建筑物地基基础类型,查明与该地基基础类型有关的水文地质问题,提供选型所需的水文地质资料。

2、应重点评价地下水对岩土体和建筑的作用和影响,预测可能产生的岩土工程危害,提出防治措施。

3、不仅要查明地下水的天然赋存状态和天然条件下的变化规律,更重要的是分析和预测今后在人为工程活动影响下地下水的变化情况,及其对岩土体和建筑物的不良作用。地下水位的高低对各种建筑物都很重要,在分析工程地质问题时,地下水位以上和以下要分别对待。

4、按地下水对工程的作用与影响,提出在不同条件下应当重点评价的地质问题并提出防治措施。

5、密切结合建筑物地基基础类型(如基坑工程、边坡工程、桩基工程)和施工需要,查明有关水文地质问题,提供所需的水文地质参数。

结束语

水文地质工作是岩土工程的重要部分,在工程勘察中占据着重要的地位。岩土工程计算不精确的原因有地质条件、计算模式、计算参数等方面,因此要做好水文地质勘察,必须掌握最可信的地质条件及原型实测,才能保证工程质量。

参考文献:

1、中华人民共和国建设部.GB50021-2001岩土工程勘察规范[S].中国建筑工业出版社,2009.

2、常士骠,张苏民,等.工程地质手册[M].4版.中国建筑工业出版社,2007.

作者:孙会芳

水文地质研究的岩土工程论文 篇2:

岩土工程勘察中水文地质问题探讨

【摘要】水文地质问题在岩土工程勘察时起到的作用越来越大,要在施工中实现良好的预防与治理,必须得对水文地质问题进行明确.只有这样才能给岩土工程勘察设计与施工提供珍贵的资料。本文概述了岩土工程地质勘察中水文地质的勘察要求、地下水引起的岩土工程危害及水文地质评价等内容。

【关键词】岩土工程;勘察;水文地质

岩土工程的地下水问题是一个十分重要的问题,在岩土工程建设中,做好相应的岩土勘察工作,是非常重要的,直接关系着工程的规划设计与施工。在具体工程中,一定要因地制宜,根据勘察到的工程所处地域的地质水文条件,制定相应的防护措施和施工计划,真正保证岩土工程的质量。

1、岩土工程中水文地质的勘察要求

工程勘察中的水文地质问题始终都是一个极为重要却也极易被忽视的问题。水文地质勘察的重要性逐渐得到人们的重视,重视工程勘察中水文地质问题的呼声越来越高。只有在勘察中加强对岩土工程相关的水文地质研究,掌握地下水对岩土体和建筑物的作用及其影响,才能真正地提高工程勘察质量。

1.1自然地理条件。这里面包括气象水文特征和地形地貌等内容,气象水文特征是指工程所属地域、气候、温度和湿度等。地形地貌是指工程区域周围的水系、地貌和环境等。

1.2地质环境。包括工程所在区域的地质构造特征、基底构造及其对第四系厚度的控制、地层岩性、新构造运动等方面的内容。

1.3地下水位的情况。地下水的水位变化对岩土工程的勘察影响很大,在岩土工程勘察中是不可忽视的重要内容。其中包括最近五年内地下水位的变化及其趋势分析:地下水的补给和排泄条件、地表水与地下水的补排关系及对地下水位的影响等。

1.4各含水层和隔水层的埋藏条件、地下水类型、流向、水位及其变化幅度;主要含水层的分布、厚度及埋深:通过现场试验测定地层渗透系数等水文地质参数等;场地地质条件下对地下水赋存和渗流状态的影响、判定地下水水质对建筑材料的腐蚀性等。

2、地下水对岩土工程的影响

2.1水位升降

地下水位升降对于岩土工程的影响包括两点,一是当地下水位上升时,受到水层结构、总体岩性产状等地质因素,降雨量、气温等水文气象因素加上人为灌溉、施工等因素的影响,潜水位会出现上升现象,严重的甚至会形成岩体流砂或者砂土特化等问题,影响土层的稳定性和承载能力,使得岩土工程难以达到设计要求:二是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。当地下水位下降时,将会直接作用于地表岩层,可能导致岩层的崩塌和沉降,降低岩土工程基础的稳足性。

2.2动水压力

在岩土工程施工过程中,对于地基的处理会在一定程度上改变地下水的动水压力,而动水压力同样会对岩土工程的基础造成相应的影响。地下水以结合水、毛细管水、重力水形式存在于岩土体中,地下水在天然状态下动水压力作用比较微弱,—般不会造成什么危害,但在人为工程活动中由于改变了地下水天然动力平衡条件,在移动的水压力作用下,往往会引起一些严重的岩土工程危害。通常情况下,在岩土工程中,从工程整体结构的稳固性和可靠性考虑,一般都会采用基坑地基,基坑底部存在相应的承压含水层,在地基压力的作用下,承压含水层中的动水压力会不断升高,对基坑底板造成较大的冲击作用,如果超出基坑底板的承受范围,可能会引发流砂、喷涌等事故,影响工程的施工质量和施工安全,同时也会缩短工程的使用寿命。

2.3侵蚀作用

在岩土工程施工过程中,受地质条件、气候条件以及人为活动的影响,地下水的水位会出现—定的变化,当地下水受到污染后,其自身的腐蚀性将会大大增加。在地下水中,成分相对复杂,包含一些腐蚀性的物质,可能会对岩土工程的地基基础产生腐蚀。一般的岩土工程地基使用的多是钢筋混凝土基础,而地下水可能会侵蚀混凝土中的某些成分,导殇昆凝土出现脆化、分层、离析或者脱落的情况,进而导致钢筋的锈蚀,影响混凝土结构的稳定性和强度。

3、岩土工程水理性质及其测试办法

岩土水理性质是指岩土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土重要的工程地质性质。岩土的水理性质不仅影响岩土的强度大小和变形特性.而且有些性质还直接影响到建(构)筑物的稳定性。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。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。松散岩土的颗粒愈细、级配愈不均匀.其透水性便愈弱,反之透水性便愈强。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,岩土体的渗透系数可通过抽水试验求取。⑧崩解性:是指岩土浸水湿化后,由于土粒连接被削弱、破坏,使土體崩散、解体的特性,岩土的崩解性与土的颗粒成分、矿物成分、结构等关系极大。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量的性能.以给水度表示。给水度是含水层的一个重要水文地质参数,也影响场地疏干时间。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。岩土的胀缩性往往是产生地裂缝、基底隆起、边坡坡面滑塌失稳的重要原因之一,对地基变形和土坡表层稳定性有要影响。

4、岩土工程地质勘察中水文地质评价

水文地质的勘察结果进行评估是任何一项工程地质勘查工作都必须要做的。然而,在长期的工作过程中,地下水对岩土层的不良作用都没有引起足够重视,并且在评价时也没有考虑施工现场地下水活动会带来的各种影响。

4.1首先,要根据岩土工程的基础设计和具体施工情况,探究并勘察巖土工程中水文地质的评析问题。其次,要重点分析地下水对岩土工程的各种危害性影响,并针对可能出现的裂缝,坍塌等质量隐患准备防治方案。最后,通过做工作,提供准确可靠的水文地质参数,预测在工程施工中将要遇到的问题和挑战,提前提出防治措施。

4.2从岩土工程整体的设计施工考虑分析。首先,地下水对埋藏在地下的建筑物基础中水对砼及砼内钢筋的腐蚀性提出相应的评价问题。其次,对地基的选择必须综合考虑到岩土的软化性、透水性、崩解性和胀缩性等多方面的岩土水理性质。再次,必须考虑到地下水对基础的浮力,验算边坡稳定性,评价基坑底板抗突涌稳定性,估算基坑涌水量等。最后,对地下水开挖后,应进行渗透试验,对由于边坡失稳造成的建筑物不稳的情况进行计算。

结语:

综上所述.水文地质问题在岩土工程勘察时起到的作用越来越大.对于岩土勘察人员而言,应该结合地下水对岩土工程的影响,切实做好岩土工程中地下水的勘察工作,明确现场勘察要点,保证勘察结果的完整性、准确性和可靠性,为岩土工程的规划和建设提供良好的参考依据。

作者:刁士宝

水文地质研究的岩土工程论文 篇3:

岩土工程勘察中关于水文地质问题的相关研究

摘要:随着时代的进步和国家的发展,越来越多的工程项目开始实施。为了保证工程施工质量,施工前必须调查地理位置,确保施工安全。水文地质调查在岩土工程中起着非常重要的作用。地质可以判断地下水的情况,根据地下水的情况进行施工,有利于提高施工的安全程度,保证施工的准确性。

关键词:岩土工程勘察;水文地质问题

引言

在岩土工程推进的过程中,水文地质勘察工作作为其中一个十分重要的环节,有着一定的地位。通过大量的建设实践也表明水文地质的勘查工作会直接影响工程是否能够顺利地完成,通过了解水文地质的相关指标参数能够为岩土工程的顺利实施提供数据参考。因此作为工作人员在开展岩土工程勘察的过程中,应当充分意识到水文地质勘察工作的重要性,并且在实际施工的过程中落实水文地质勘察工作。

一、岩土工程勘察概述

岩土工程勘察的主要内容是岩土组成、构造,当地地质类型的划分,对建筑工程的影响从而给出相应的施工计划。其主要目标是通过利用地质学等科研知识,对工程的地质状况进行仔细分析,查找可能出现的问题,并提供有效解决办法,以确保工程的顺利竣工。在岩土勘测中,水文地质最为重要,对工程施工有很大的影响,特别是岩土工程。例如,施工地区包括周边地区地下水状况,对岩石的强度、耐腐蚀性等都有很大的影响,长期会对工程基础产生不良的影响,损害建筑安全。地下水是水文勘察中的一个重要因素,在很大程度上对岩土勘测的结果产生了影响,同时也对岩土勘测工作产生了一定影响。在岩土勘测过程中,重视水文地质勘察,结合实际情况,综合分析水文地质对建筑的抗震、稳定和安全影响,提高岩土勘测的效率,也提升了勘测结果的精确性和科学度,为设计阶段和施工期提供科学数据支持,大大提高建筑质量。

二、水文地质对岩土工程勘察的影响

1.地下水动水压力的影响

对于实际的工程勘察项目而言,水文地质因素中对于岩土工程勘察影响最明显的是动水压力因素。在具体施工环节,自然条件下的地下水对岩土工程勘察的影响较小,但是一旦出现人类工程活动,地下水的自然条件就会发生变化,动水压力就会出现失衡,动水压力异常升高或降低,此时勘察得出结果可靠性较低。而且动水压力异常升高或降低,可能会产生较大的地质灾害,这对于整个工程项目的施工都会造成极大的不利。

2.地下水水位变化的影响

岩土工程勘察工作中,地下水的影响不仅仅有水动压力因素,还有地下水位变化所带来的影响。地下水位变化会导致岩土层结构稳定,甚至会出现地面开裂、避免沉降等诸多现象。而地下水位的变化的影响因素非常多,如巖性产状、含水层结构等,除此之外还有气温、降水量以及人类工程活动的影响,很多时候地下水位变化的影响是多种因素综合影响的结果。一旦地下水位上升出现异常,将会对建筑物的地基造成腐蚀,影响地基基础的稳定性和可靠性。地下水位上升会造成不利影响,而地下水位下降异常同样会带来危害。当地下水位下降幅度过大,同样会导致出现地面开裂、避免沉降等诸多现象。除此之外,地下水质的恶化、水资源枯竭等生态问题也会接踵而至。地下水位的过度下降对岩土工程勘察影响十分显著,过于频繁的地下水位变化,岩土的膨胀和收缩形变频率也会加强,这样的情况下会导致岩土工程勘察工作无法顺利进行,对后期的工程实体施工影响也十分明显。

三、强化岩土工程勘察中水文地质问题的有效措施

1.加强对水文地质勘测的重视度

岩土工程中的水文地质勘测情况具有复杂、多变的特征,它没有一个相对固定的程序,也不能仅靠经验完成勘测,这就要求地质勘察单位、工程建设部门加强对水文地质勘测工作的关注,加强工作人员、管理部门的责任意识,改变施工轻勘测的做法。改变固有的观念,把水文地质勘察、岩土工程施建等方面的工作放在同一个重要位置。勘察部门要在实际勘察中,全面了解岩土工程周边自然环境情况,综合考虑施工地区内的土壤、地貌、温度、湿度和气候等水文地质因素,在勘察过程中要检测施工地区内的土壤是否有侵蚀性,并及时对施工资料进行评估,以免影响施工的实际情况。

2.建立健全水文地质勘察技术与管理制度

为了更顺利地完成勘察岩土,严格执行各项规范措施,需要完备的体制支撑,进一步确定勘察过程、目标和任务的实施。此外,在此过程中还可采用先进勘察技术,这样不仅能实现简化勘察工作,提高工作效率,同时对勘察资料的完整和真实度也能得到良好的保障。获得相应资料后,需要及时整理、分析勘测资料和数据,可以充分利用计算机技术,使勘测结果的准确度和精确性都得到大幅提升,为后续施工提供更科学更合理的指导方案。在健全水文地质勘测技术和管理体系的支持下,工作人员可以对勘测任务进行精确分配,制定出全面的、完善的勘测任务。详细勘察计划和规划,并对勘察过程进行详细的记录,另外,即使勘察中出现异常情况,也可及时调整勘察计划,从而保证勘察结果的精确性。

3.掌握勘察任务、加强勘察设计任务研究

对岩土工程而言,做好勘察设计是非常重要的,特别是要求勘察技术人员对自身的重要作用明确,保证勘察设计的实效和准确。对于确定的目的和任务,有关主体必须做好分析工作,这样才能对地下水的情况有更多的了解,展开具体的研究和评价,保证有系统的勘察工作。确保勘察工作的有效性和精确度,这样才能真正反映水文地质特点,从而更了解施工阶段出现的问题,保障岩土工程的工作质量。

4.仔细勘察施工区域地下水位

通过实地勘测,对岩土工程进行分析,无论是地下水的升高还是降低,都有可能影响整个岩土工程顺利进行,从而增加施工的困难程度和复杂度。因此,在对岩土工程进行实地勘察时,应从各方面进行详细的调查,并实时记录勘察结果,整理为综合数据。此外,为确保岩土工程勘察实际工作质量的提升,改善勘察岩土工作的整体水平和能力,应同时对观察角度进行适当的调整,仔细观察地下水位在不同施工区域的变化,不断加强施工和勘察之间的互动,相相协调,促使两个环节在工作中协调同步。只有坚持以上施工和勘察原则,才能使整体岩土勘察工作的作业效率得到全面提高,而且在一定程度上还能保证施工工作的周期性,确保施工任务在规定的时间内完成,促使参建单位保证在工程质量的不断上升,保证了企业经济利益和社会效益的双丰收。

四、结语

综上所述,岩土工程勘察工作实施的过程中,水文地质的影响十分重要,对于整个工程建设项目的顺利实施有着举足轻重的意义。因此,岩土工程勘察项目实施的过程中,一定要高度重视水文地质因素的影响,谨慎务实的查明场地的水文地质情况,提高勘察数据和结果的准确性和可靠性,为后期工程建设施工环节打下坚实的基础。

参考文献

[1]刘垚.岩土工程水文地质勘察的内容及提高措施[J].有色金属设计,2020,46(04):58-59+73.

[2]于洁清,赵海燕,郭睿.岩土工程勘察设计与施工中水文地质问题探析[J].世界有色金属,2020(18):296+298.

作者:杜春涛

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