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關鍵詞:工程地質 學科價值 科學發展 分析
工程地質的研究內容主要包括確定巖土成分、組織結構、性質等,同時研究分析特殊地質隊建筑工程穩定性的影響。對工程地質進行研究主要是為了對建筑工程所在地區的地質進行勘察,對可能存在的問題進行分析。這樣就可以為選擇合適的場地,解決建筑過程中可能面臨的問題做好準備。
一、工程地質學科的發展及其科學性
每一門學科都有存在的價值和意義,工程地質學科也不例外。人類要生存和發展就要進行建設。近些年來,建筑工程的規模不斷擴大,對工程地質的運用也越來越頻繁。在前期,工程地質的主要任務是對工程進行選址,對地質進行評價,以保證工程的安全。這個時候對工程地質的要求主要在于發現地質的規律及其對工程的作用以及適應性。
從工程地質學科的發展來看,主要分為以下三個階段:
傳統工程地質學階段。這一階段存在于50年代到70年代,在這一階段,工程地質的主要作用在于提供全面的資料和數據以便進行工程選址和設計。這一時期在理論、方法和實際操作中和世界地質工程學還是有較大差距的。人們也沒有認識到工程地質在社會發展中的作用。
傳統地質工程學到現代地質工程學的過渡階段。這一階段從70年代到80年代。在這一階段工程地質已經慢慢走上正軌,發展很順利。主要進行工程地質災害的評價和監測。這個時候逐漸引進了西方發達國家的先進理論和技術。
現代工程地質學階段。這一階段是80年代中后期,世界科學技術飛速發展,各國形勢也發生了很大變化。人口、資源以及環境等問題成為世界性的問題。隨著人口的逐漸增多,對資源的需求量越來越大、環境污染越來越嚴重。而地質問題與這三者息息相關。這個時候需要對工程地質的理論和技術進行研究,逐步實現科學現代化。
因為工程地質學的特殊性,很多人覺得這是一個技術性問題,忽視了它的科學性和理論性。事實上,工程地質學包括工程學、力學、地質學等多個方面。不僅幫助人們認識自然還可以改造自然。
二、工程地質學科的理論及發展
工程地質學科的基本理論形態包括“成因演化論”、“ 結構控制論”和“ 相互作用論”。
成因演化論。這一理論體系是從歐美引入的。強調的是地質體的成因決定工程地質的性質,而演化能改變性質。工程地質條件的形成是內外動力作用綜合的結果。主要任務是查清工程地質的條件以及形成的原因,以此為路徑解決工程地質問題。
結構控制論。結構控制論是由中國工程地質學家建立的,強調地質結構控制地質體力學行為。所有的活動包括人類活動都會改變地質體的結構,從而改變地質力學行為。所以我們要查行處地質結構,然后進行分析,以解決工程建設過程中可能出現的地質問題。
相互作用論。就像力的作用是相互的一樣,人類活動和地質之間也是相互作用的。一方面來說,地質環境的好壞與適合與否決定了人們對地質區域的選擇。人們會經過研究分析后對地質進行評價然后對工程環境進行選擇。而另一方面,人們的建設活動也在改造者地質環境。前后兩者之間是相互影響的,工程地質的作用就在于協調這兩者之間的關系,達到一定的平衡。
三、新時代工程地質存在問題的特點
近年來,我國經濟獲得高速發展,經濟發展時期一個重要的部分就是建設。隨著建設規模的不斷擴大,埋藏越來越深,地下的設施也越來越多。工程地質面臨著新的嚴峻的挑戰。
在大型水利工程建設過程中,存在著庫岸崩塌滑坡的現象、水庫誘發地震和動力學問題以及深巖體精密探測和隧道的提前預報等問題。
在能源開發工程中, 峽谷區岸坡(應力場)演化與山體卸荷變形成因, 大規模開挖中高儲能巖體變形破壞機理與過程, 地表水入滲非線性模型與各向異性巖體水力學規律, 大型土石混雜堆積體的結構、力學與水力學特性, 萬年尺度核廢料地質處置中水巖熱化耦合作用, 深層地熱開發利用等。
在鐵路、公路等交通網絡工程中, 含雜質碳酸鹽巖溶規律與隧洞巖溶塌陷和涌水, 峽谷區深厚松散層橋基及邊坡動力變形破壞機理, 高速鐵路軟基零沉降控制計算理論, 地下采空區地球物理特性與判別標準, 跨海通道高壓突水等工程地質問題。
也就是說,隨著工程規模的擴大,埋藏深度的增加,地震等作用的風險越來越高。人類工程活動頻繁的參與使得地質體成因等理論已經不能夠完全適應現在的狀況。巖體結構對工程地質過程的控制作用在常溫下和在高溫等特殊環境下也是不相同的。原來的經典理論在現在復雜的地質狀況下,面臨著挑戰。
四、工程地質科學發展分析
在現在復雜的情況下,對工程地質學的研究顯得尤為重要。在未來,我們主要對一下幾個方面進行研究:
首先是地質環境。主要是指動力學地質環境和災害地質環境。災害地質環境主要包括水文地質環境、風化、崩滑流破壞等物理地質作用環境。
其次是地質體工程性質研究。這個主要包括結構性質和力學性質。所謂結構性質研究就是對地質的非連續性、隨機性等進行研究。而物理學性質則是指對高溫、高壓等物理特性下的地質環境進行研究。大體上從80年代中期開始,中國工程地質學進入了現代工程地質學階段。這個階段的背景是:世界科學技術飛速發展,地球科學向著國際化和統一化方向迅速發展;全世界面臨人口、資源、環境三大課題;由于人類工程經濟活動的廣度和深度不斷擴大,環境的污染和破壞日益嚴重,使合理開發利用和保護、治理環境成為迫切需要解決的世界性重大課題,從而促進了環境科學學科體系的迅速形成和發展。工程地質學與人口、資源、環境這三大課題的研究都有著密切的關系。這就為工程地質學開辟了廣闊的發展前景。在這個階段,中國工程地質學的基本任務是通過引進和創新,加強基礎理論、方法和技術的研究,用先進的理論、方法和技術武裝自己,逐步實現學科現代化。這個階段最主要的標志是中國環境工程地質學的形成和發展。因此,可以把這個階段說成是“環境工程地質學”階段。
工程地質學是復雜的,交叉性強的一門學科。涉及到地質、工程、物理學等各個方面。所以在未來的研究中我們要積極的將這些技術相結合,利用各自的優勢作為分析和參考的依據。同時,研究學家們要將自己納入世界范圍之內,地質研究要與時俱進,與國外的先進團隊和機構進行交流探討,引進先進的理論和技術以為己用。
總而言之,隨著經濟的發展和建設現代化城市的需要,城市建設成為國家關注的重點。工程地質經過多年的發展,無論從技術上還是理論上,較之原來都有很大的提升。但是,隨著城市建設規模的擴大以及地下建設的深入,我們面臨的地質環境問題也越來越多。在新的時期,國家的建設依賴于工程地質科學的迅速發展。我們應該更多的關注工程地質科學,從而為國家的建設和發展做出應有的貢獻。
參考文獻:
[1] 王思敬;傅冰?。粭钪痉ǖ?;中國巖石力學與工程的世紀成就[M];南京: 河海大學出版社;2004
[2] 王思敬;地圈動力學--地質環境、災害與工程研究基礎[J];工程地質學報;2004(02)
關鍵詞:環境工程地質,現代城市,研究方法,問題展望
中圖分類號:F407.1 文獻標識碼:A 文章編號:
1前言[]*
城市是社會人口的聚集中心,是現代文明和杜會財富的發探地,也是人與自然地質環境產生沖突最劇烈的場所。由于人類工程經濟活動規模的空前巨大,大型城市的不斷出現,大型的和新型的工礦企業的大量興建,大型水利水電或新型能源工程以及大型的或新型的交通運輸工程的大批建成投產,其對工程地質環境影響的廣度和深度達到了一個前所未有的水平[1] [2]。如此巨大的,越來越嚴重的集聚型人口壓力,不僅給防范突然性的、難以抗拒的地質災難帶來困難,而且加劇了人類工程-經濟活動時自然環境的破壞,不斷引起迭加在自然災難之上的人為地質災害的產生[3]。
環境工程地質正是傳統工程地質在環境科學中的重新認識和確立。環境工程地質是在區城工程地質研究的墓礎上,主要研究由于人類工程-經濟活動引起的地質環境的變化,以及這種變化所造成的影響[4]。其目的是為了改造,利用和保護地質環境。城市環境工程地質是環境工程地質研究的重要組成部分。
2 現代城市建設中面臨的重大環境工程地質問題
城市是人類工程活動對環境影響最為強烈的地域單元,現代城市的工程建設,已經引起或遇到日益嚴重的環境工程地質問題[5]。
2.1城市水資源開發引起的環境工程地質問題
我國許多城市由于超采地下水,而引起了地面沉降、地面塌陷等環境工程地質問題,如我國上海、天津、西安、太原、常州、寧波等城市均出現地面沉降,其中上海累計沉降量達2.63m,天津1.78m。據不完全統計,全國各地因開采地下水而引起的地面塌陷已多達800余處。
2.2 城市地表工程建設引起的環境工程地質問題
隨著城市人口的增加,城市用地短缺,城市建設在中心區大量建設高層建筑的同時,有的山地城市建設還向山坡開發土地,有的是占用農業耕地,攤大餅式的發展。由此造成的水土流失、邊坡失穩及軟土地基問題時有發生。
2.3 城市地下工程建設引起的環境工程地質問題
城市地下工程的大規模建設,對地質環境也有影響,主要有地面變形、洞室圍巖失穩、地下水流場改變和地質生態環境惡化。
3 城市環境工程地質研究的主要原則和方法
3.1 工程體系的復雜性
城市是一個不斷發展變化的龐大復雜的工程體系。城市環境工程地質工作就其總體而言必須具有與之相適應的全面的、系統的、發展的觀點。在空間上要有足夠的廣度和深度,在時間上要強調超前性、跟蹤性和階段性,在資料積累和使用上要注意系統性,連續性和同后期多用途開發性。
3.2 地質評價和優化的提前性
城市環境工程地質研究是以城市建設為中心,解決地質環境資源利用和地質災害防治問題,因此,必須緊密結合城市規劃、建設的意向和方案進行,同時要充分發揮地質工作的主觀能動性。對城建選址,土地、水源開發, 地墓處理, 廢物堆放及各種環境工程地質問題的防治,都要從地質方提出優化意見。
3.3 以防為主的重要性
在環境工程地質問題或地質災害的防治研究中, 要始終認真貫徹以防為主、防治結合的方針。防―有防止外來地質災害對城市環境的影響和防止城市工程造成的社會環境危害兩個方而。防止外來地質災害的最大機會存在于城建選址之中,對重大的災害危險以躲開為上策。當然, 選址之后以及城市運營時期, 也要及時發現和制止鄰近地區各種工程經濟活動對本城市可能造成的工程地質災害。治―需要工程措施與社會措施并重。防治地質災害的目的是最大限度地減輕災害損失。當災害危險已經存在而又難以消除時,包括采取治理措施,應根據其發展情況采取相應的社會防災措施以達到減輕災害的目的。社會防災措施應采取的時機和程度取決于對災情危險性的正確預測。所以做好地質災舍的預測預報工作是城市環境工程地質的一項重要任務。
3.4 規律與機制研究的相輔性
城市環境工程地質問題的研究途徑必須遵循性狀表現一發育規律一成因機制一防治措施的科學軌道進行??陀^地、全面地搜集闡明問題的性狀表現、(初始的和變化的)是正確研究一切問題的基礎。發育規律是指問題的性狀(性質、強度等)表現隨時間、地點和特定條件的變化規律。揭示、反映這種規律要靠足夠數量的觀察對比和相關分析。摸清特別是誰確掌握問題表現與主要關鍵性條件的相關性,是判斷問題成因的基礎。而解釋規律和最終確定成因必須要搞清問題的形成機制。所以規律研究和機制研究是相輔相成的,必須同時并重。
4 現代城市環境工程地質研究亟待解決的關鍵問題
環境工程地質學的產生,是工程活動不斷加劇的必然產物,為了在城市建設的同時,保護地質環境,使人類工程活動與地質環境保持良好的協調關系,今后環境工程地質學研究應重點解決如下問題。
4.1 建立與完善城市工程地質環境質量數據庫
近年來,計算機應用有明顯的拓寬,工程地質數據庫、專家系統及制圖技術得到更多研究著的重視,許多城市的工程地質數據庫系統都已建立,并逐步投入使用。但目前尚未建立城市工程地質環境質量數據庫,今后應加強這方面的研究。
4.2 開展城市三維空間的工程地質環境質量預測與評價
工程地質環境質量評價是環境工程地質學的重要研究內容(胡廣韜,1992)。隨著環境工程地質問題的不斷出現,相應的評價方法也越來越多,但城市工程地質環境是一個多目標、多層次、多因素的復雜動態大系統,環境工程地質研究的目的在于揭示人類工程活動對地質環境的影響程度,及這種影響給人類所帶來的危害程度。城市環境工程地質工作不僅要對工程地質條件中的各個組分的質量作出定量評價,而且還要將人類工程活動、社會經濟環境綜合成一個系統一并考慮;不僅要進行二維空間的工程地質環境質量評價,而且隨著地下工程的建設與發展,還應積極開展三維空間的工程地質環境質量預測與評價;不僅研究城市的工程地質環境質量,還要研究巖土體的保溫、隔熱、抗震性能。在綜合研究的基礎上,選擇最佳土地使用方案、最佳工程建設區,并指出不利的工程地質條件分布區。
4.3 研究城市工程地質環境質量標度的制定理論與方法
怎樣更好地定量表述人類工程活動對地質環境的影響與改造程度是當今環境工程地質學研究的重點與難點,而加強工程地質環境的規范與標度理論研究,是解決這一問題突破口,為此,應加強工程地質環境質量標度制定理論與方法研究,使環境工程地質學的研究再上一個新的臺階。
4.4探討城市工程地質環境惡化的系統調控與工程建設的協調發展理論
環境工程地質學是環境科學的組成部分,環境工程地質問題是環境問題的重要類型,而且其危害性往往是巨大的,對待這樣的問題,我們認為也要貫徹可持續發展戰略,走城市工程建設與工程地質環境協調發展之路,在城市建設的過程中,采取一系列有效措施,避免、減緩環境工程地質問題的發生,因此,現代城市的建設,應探討城市工程地質環境惡化的系統調控與工程建設的協調發展理論。
參考文獻
[1]鄭天恩,沈小珍. 西安市環境工程地質問題[J]. 西安公路學院學報.1984.9, 3(2): 19-29.
[2]林宗元. 環境工程地質學的興起與發展[J ],勘察科學技術,1990,2:32-35
[3]李國峰. 唐山市城市建設中的環境工程地質問題與可持續發展[J].河北理工學院學報.2005.2, 27(1): 121-124.
1.1科技創新落后技術是一項研究的先決保障,總結前人的教訓,積累大量的研究經驗,不斷的嘗試,不停歇的科技研發是必要的長期目標,只有這樣才能更加完善地解決日益緊張的全球生態問題,合理地運用好水工環研究來保護好我們賴以生存的環境。但是,由于我國的歷史發展所限,國家整體科技實力相對落后,科技創新意識對比西方各國稍顯不足。這是一個長期的奮戰階段,我們需要從國民整體來改革,倡導人民的科技創新熱情。水工環需要運用到先進的科學技術才可以具體且準確地解決所面臨的各種生態與地質問題,這便需要各項新型的科學技術作為硬性的條件支撐。充分發揮計算機網絡的優勢,重點培養國家科學院和先進科研團隊,集中國家的整體力量,切實把人數優勢發揮到最大,為新時代的水工環事業的發展建立堅實的后備基礎。
1.2相關人才缺乏我國人口基數十分巨大,但是整體受教育的程度相對較低,具有水工環地質研究的專業人士更是鳳毛麟角,以至于水工環在中國的研究發展一直受到各種各樣問題的阻礙,盡管政府為水工環研究工作投入了大量的經濟保障與人員配置,但取得的成效還是比較微弱。不過相信隨著中國的逐漸富強,曾經那些大量流失的人才也會慢慢回到祖國的懷抱,也會有更多高技術含量的專業人才迅速崛起。要提高人們對水工環研究工作的認可度與支持力度,廣泛的吸收社會的意見建議,增強人們的環境意識,在思想與行動中形成一致,實現人與環境的共同發展,可持續發展。
2工程地質勘察理論分析
工程地質是服務于工程建設的一門實踐性學科,通過準確精細的地質勘探來分析地質環境與工程建筑的相互作用,進行項目的規劃與建設。運用3S技術來預測可能存在的地質災害與地質環境變化,這項技術在國內雖然才處于起步階段,但是它在作用于區域地質環境分析時效果十分的顯著。而計算機技術也會有很大的應用,高精度的工程地質分析系統等會用到電腦模擬成像、圖形分析處理等的新型網絡技術。工程地質研究與現階段火熱的建筑業、交通運輸業等也會有很重要的關聯性,分析土層結構與穩定性可以很好地規劃交通隧道路線,了解地質土壤可以更加快速有效地促進人們生產種植的發展,模擬地質的變化更是可以決定是否為一些工程的最佳選址,為工程的后續建設打好條件基礎。通過工程地質勘探研究及其有關專業分析更加能夠提前做好一些地質災難的預防工作,可以減少未來當地的經濟損失,更加有利于我們對周圍的環境保護有更正確的認識。
3水工環地質未來發展趨勢分析
第一,水是生命存在的必要條件之一,孕育萬物,滋養大地。但是各種的水資源浪費、各種工業廢水的任意排放、有害物質的隨意丟棄,都會導致全球水資源的污染,所以我們得盡我們所能在經濟、文化與科技進步的同時來保護水資源,使其能有一個健康的持續性發展,從而造福于我們,助益于子孫后代。而水工環更可以讓我們清楚地認識到我們現在所生存的環境,了解地球能夠承受我們多少的索取與改造,以便實現21世紀全人類所呼吁的可持續發展。第二,各種的工程建設,促進了城市的發展,增強了國家的經濟實力與文化內涵,研究一個地區的建筑場區地下水運動的規律及其對工程建筑的影響,形成一套科學的勘察程序、方法和手段,制定出更加準確完善的方案。伴隨著工程建設的高速發展,水工環自身的相關專業迅速興起,不僅是有巖土學,還有工程動力地質學、專門的工程地質學和區域工程地質等,一些海洋工程地質學、城市工程地質及環境工程地質學、工程地震學也借勢而火。從而可以推測到,水工環在將來會于航天事業以及海洋資源開發中起到十分巨大的作用,促進我們對海洋資源的認識,增強我們對未知宇宙的了解。第三,水工環實際就是一個時代進步的體現,它代表著我們對水環境的形成理解、分布規律的精巧運用,標志著我國工程地質學在科學研究領域的前行距離,更是象征著我國人民的文化涵養的高度,科技與人文環境的成果展示。相信隨著時間發展,水工環地質研究這樣的學科會成為所有工程類、地質類、環境保護類的必修科目之一。第四,計算機網絡技術也許是水工環地質研究實現下一次大飛躍的基礎,能夠更精細、更準確地獲知我們通常情況下不能得知的地底的礦質、水流系統和巖層的各種細微變化。也許只要一個運行和判斷程序,就可以實現簡單地得出準確的數據,做到勘探研究的簡單化。
4結語
關鍵詞:巖礦實驗;巖礦數據庫;網上教學;雙結合模式
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)36-0185-03
一、概況
工程地質學是我校土木工程方向學生的公共課程,在土木工程方向專業培養計劃中占重要的位置。我校土木工程專業所有學生都會學工程地質學這門課程,而且在學完工程地質學之后,緊接著還有一個野外地質實習的過程。礦物與巖石實驗是工程地質學這門課必須進行的實驗課,只有通過實驗課,學生才能對課堂教學所學習的各種各樣的礦物和巖石有感性認識,為接下來的野外實習打好基礎。然而,由于實驗課上所見所學的礦物、巖石種類較多,而實驗課堂時間有限,學生很難撐握實驗課的內容,常常是課上學,課后忘。如何提高巖礦實驗課的教學效果,是一個很值得探索的問題。針對目前巖礦實驗教學的現狀,筆者提出開發巖礦數據庫,進行巖礦課堂實驗與網絡教學雙結合模式探索。
二、雙結合教學模式
雙結合教學模式是指課堂實驗教學與網絡教學相結合的實驗教學模式。在上課之前,教師要求學生利用網絡巖礦數據庫對實驗課上將要學習的礦物和巖石進行預習,實驗課上,教師根據自己的教學方式,指導學生進行礦物和巖石實驗,課后要求學生利用網絡巖礦數據庫進行對比、歸類復習。
三、巖礦數據庫主要內容
(一)礦物模塊
礦物模塊主要包括礦物的形狀、顏色、光澤、硬度、解理、斷口及其主要特性,見圖1所示。
并對每一種礦物,給出了清晰的圖片,學生可以通過圖片,直觀的了解礦物的顏色和光澤,如圖2所示。
(二)巖石模塊
巖石模塊主要包括巖石的成分、膠結物、結構、構造、顏色、巖石的石英含量、成因及特性,如圖3所示。
(三)巖石的工程性質模塊
巖石的工程性質模塊主要包括巖石的相對密度、天然密度、軟化系數、抗壓強度、孔隙率、吸水率、抗剪強度、抗拉強度等主要特性,如圖4所示。
四、巖礦數據庫在網絡教學中的應用
巖礦數據庫主要用于學生上實驗課之前的預習與課后的復習,用以延伸教學場地、教學時間。學生可以隨時、隨地進行巖礦學習。除了運用上述不同模塊、從不同角度進行學習外,還可以利用各模塊下的查詢功能,進行對比、歸類學習。比如,要想查詢硬度約為3的礦物,可通過在礦物模塊下,選取硬度字段,輸入3,進行搜索。則硬度約為3的礦物都會出現在搜索列表中。如圖5所示。
要想查詢含有正長石、黑云母和角閃石等成分的巖石,可通過在巖石模塊下,選取成分字段,輸入正長石、黑云母、角閃石,進行搜索。則成分為正長石、黑云母和角閃石的巖石都會出現在搜索列表中。如圖6所示。
要想查詢相對密度等于或大于2的巖石,可通過在巖石的工程性質模塊下,選取相對密度字段,輸入2,進行搜索。則相對密度等于或大于2的巖石都會出現在搜索列表中。如圖7所示。
五、教學效果
通過開放網絡巖礦實驗教學,學生可以根據自己的實際情況,在寢室、圖書館的任何課余時間,輕松、快捷地進行預習與復習,課堂實驗教學與網絡教學的結合,大大提高了巖礦實驗教學效果。
六、結論
1.通過開放網絡巖礦實驗教學,延伸了教學場地、教學時間,學生可以隨時、隨地進行巖礦學習,彌補了課堂實驗教學存在的不足。
2.通過網絡巖礦實驗教學的查詢功能,實現了礦物、巖石及其工程性質的對比、歸類教學,更有利于學生撐握巖礦教學內容。
關鍵詞 水工環地質;巖土工程;核心理論;理論體系;發展與應用;分析
中圖分類號:TU195 文獻標識碼:A 文章編號:1671-7597(2013)21-0113-01
在巖土工程學領域中,水工環地質以及巖土工程學理論的形成,最早是從相對比較分散的水文地質和工程理論中結合發展與延伸形成的。近年來,隨著我國生產技術的不斷發展與日益成熟,水工環地質與巖土工程的理論也得到了很大的發展,并且相關的理論技術也越來越成熟,逐漸形成了相對完善的水工環地質與巖土工程的理論體系,在巖土工程施工與建設中發揮著巨大指導性作用和意義。根據目前已經形成的水工環地質與巖土工程理論體系來看,完整的水工環地質與巖土工程理論體系形成過程中所包含的理論內容主要有,水文與工程地質理論、環境水文與環境工程地質理論、巖土工程地質理論、生態水文與工程地質理論、生態巖土工程地質理論等,水工環地質與巖土工程理論體系中的各種理論技術,在巖土工程施工建設中具有相對廣泛的應用實現,并且各理論技術的相互結合應用現象也比較突出。本文將對于水工環地質與巖土工程理論體系應用與發展進行分析論述。
1 水工環地質與巖土工程核心理論的形成分析
1.1 水工環地質核心理論的形成分析
對于水工環地質核心理論的形成分析,要從世界性的水工環地質核心理論形成和我國水工環地質核心理論形成兩個方面,分別進行分析概述。而世界性和我國的水工環地質核心理論包括水文地質核心理論、工程地質核心理論、環境地質核心理論。首先,世界上水文地質理論的出現和形成,是以19世紀50年代中期達西定律的建立為標志,發展至今,水文地質理論的形成建立已經有100多年的悠久歷史。而在我國水文地質核心理論的形成,在解放之前水文地質與工程地質方面都是空白,后來隨著解放后20世紀50年代初期北京地質學院的成立,水文地質與工程地質系別才在我國首次進行建立和實現,并且在水文地質與工程地質系建立初期使用的教材是前蘇聯教材,直到20世紀60年代以后才有了自己的水文地質與工程地質教材,并逐漸的發展成熟起來。其中,在20世紀70年代,我國水文地質的核心理論是科學技術找水理論,到80年代逐漸轉移到地下水開采上,后來隨著地下水開采技術的不斷發展提高,在面臨國家經濟發展與地下水資源消耗過大的情況下,伴隨著社會經濟發展中環境問題的產生,我國水文地質的核心理論正式進入到了生態環境水文地質階段中,當代的水文地質理論應用也全面的進入到了水資源科學調配以及管理、利用發展時期,并且形成了水文系統和生態環境系統的技術量化以及社會的以人為本良性循環理論系統。其次,世界工程地質核心理論形成于20世紀30年代的前蘇聯,并且形成了一門獨立的學科,而我國工程地質學理論隨著大型工程建設需求逐漸發展起來,尤其是工程地質的勘查,隨著重大工程項目建設與發展需求,得到飛快發展,并且在工程地質理論與實踐水平上,逐漸進入到世界前列。最后,環境地質核心理論的形成,世界上是在20世紀80年代,與中國環境地質同步。
1.2 巖土工程地質核心理論形成分析
世界巖土工程的發展主要經歷了四次發展大浪潮。其中,第一次發展浪潮是巖土工程的出現,它的時間比較早,達到數十萬年;第二次發展浪潮發生于19世紀60年代的英國;第三次浪潮則是以太沙基土力學名著的發表為標志;最后,第四次浪潮是在世界科學技術發展推動下出現的。我國巖土工程地質核心理論形成最早以改革開放后為起始,主要將巖土工程與工程地質環境相互結合,實現生態巖土工程形成基礎上,與水文地質學以及工程地質學、巖體力學、土力學等結合學科理論結合起來,形成一門獨立的學科理論。
2 水工環地質及巖土工程理論體系應用與發展
1)水工環地質理論體系中,水文地質理論體系最早形成是在20世紀70年代初期,主要是以地下水資源尋找技術為核心理論,并且在這一時期的國家工農業發展以及現代建設、重點工程項目服務中發揮了較大的作用和貢獻。目前,我國的水文地質基礎理論比應用技術發展要快,整個理論體系分為三大類型,即標準規范和手冊類、標準教材、行業學術理論的研究刊物等。并且隨著科學技術發展,水文地質學理論與技術也在領域中取得了一定的開創與發展成果。在水工環地質理論體系中,工程地質理論體系最早是應用在環境地質研究中,而環境地質學理論成果是以適應工程地質為主。
2)巖土工程地質理論體系的發展與應用,與其核心理論形成幾乎同步,也是在改革開放以后,它是工程地質學與水文地質學的一個分支,實際應用主要是以工程地質和水文地質基本原理與技術、方法應用到工程建設的各個領域為主,隨著理論研究不斷深入,技術應用也取得了一定的發展。
3 結束語
總之,水工環地質與巖土工程理論體系對于工程建設尤其是巖土工程施工建設具有極大的影響與作用,進行其應用與發展分析,有利于促進在巖土施工建設中進行應用,對于巖土工程建設發展有積極作用。
參考文獻
[1]楊新強,牛振波.論當前我國水工環的現狀及實現水工環地質新突破的辦法[J].魅力中國,2009(29).
[2]姜志良,韓曉敏.切實提高水工環技術水平使其更好服務于礦產勘查[J].中國科技信息,2011(9).
[3]謝萬兵,肖剛.關于礦區水工環地質工作對地方產業發展作用的探討[J].城市建設理論研究(電子版),2013(12).
[4]楊親民.太原市1:5萬水工環地質綜合空間數據庫的建設與應用[J].華北國土資源,2009(1).
[5]陳夢雄.“八五”水文地質 工程地質 環境地質研究的主要成就與進展(連載V)[J].國土資源科技管理,1998(06).
【關鍵詞】:環境;巖土工程;問題
中圖分類號: TU-023 文獻標識碼: A 文章編號:
引言
隨著工業的迅速發展,環境問題已引起人們的極大關切,如何保護好人類賴以生存和發展的土地、海洋與空間,已成為廣大自然科學工作者、社會科學工作者的研究課題和使命。高速發展的經濟建設改善了人們的生活條件,但也在一定程度上干擾了生存環境,對生態平衡起了負面效應,巖土環境問題亦由此而產生。從70年代開始,世界上一些工業化國家相繼建造核電站,為了保證安全,這些國家的政府有關部門均要求在核電站付諸施工之前必須進行環境影響評估。由于巖土工程師在核電站選址方面往往是首席專家,因而也很自然地成為環境影響評估的總協調專家,在環境巖土工程研究方面扮演著主要角色。環境巖土工程學是一門新興的綜合叉學科,它涉及巖土力學與巖土工程、環境工程、土壤學、衛生工程、地質學、水文地球物理、水文地質、地球化學、工程地質、采礦工程以及農業工程學等。
環境巖土工程的定義
環境巖土工程作為一個新興的研究領域,在近年來得到了快速的發展,其內涵也在不斷地豐富之中,目前對于環境巖土工程的理解不一,所給出的定義也是不一致的,還未有統一的定義,其研究的內容與范圍也存在著許多的差異,當前,一般對環境巖土工程的定義有兩種觀點:
一種是以環境巖土工程學的創始人方曉陽為代表,認為其實一門交叉的學科,研究土、巖石的物理性質及其與生物圈、大氣圈、巖石圈、水圈和微生物圈之間的相互作用,這種觀點是把環境巖土工程作為一門土壤科學、環境科學與工程和巖土工程的交叉學科,在層次上高于環境工程與巖土工程,是巖土工程發展的新階段,是環境科學與工程和環境科學的匯合點。
另一種觀點是把環境巖土工程作為巖土工程學科中的一個分支學科,還是屬于巖土工程的范疇,其目的是為了應用巖土工程的原理與方法來解決環境問題;在進行環境巖土工程的研究時,傳統的巖土工程學理論與方法作為環境巖土工程的開端與整個工程的框架是必不可少的。
二、環境巖土工程的工作內容
雖然他們對環境巖土工程的定義認識是有所不同的,但其本質是一致的,即環境巖土工程是一門多學科交叉的學問,它是以巖土工程的活動為中心,來探索巖土工程與環境兩者之間的關系,以能夠達到巖土工程活動與環境之間的相互協調發展。其具體的包括兩個方面的內容,一是用巖土工程的觀點理論來解決一些由人類的活動而引起的次生環境巖土工程問題和自然界中已經發生或即將發生的原生環境巖土工程的問題;二是在進行巖土工程的活動時,要使環境保護與巖土工程兩者有機地結合起來,并考慮巖土工程活動對環境的影響。其研究的內容包括:(1)針對巖土工程活動所造成的諸如地面沉降等環境巖土工程的問題進行評價與治理;(2)管涌、滑坡、地震等災害對巖土工程活動的影響與分析,這一點與傳統的環境工程地質學與工程地質學研究的內容是比較相近的;(3)名勝古跡的保護、垃圾的填埋處理、核廢料的處置等新的內容。環境巖土工程使我們站在一個更高的層次去考查和分析巖土工程,對其的研究有著重要的意義,使我們周圍環境更適宜于人類的生存和發展,更加符合自然規律,。
環境巖土工程專業分工與特點
由于環境問題涉及的面比較廣泛,問題本身往往又比較復雜,環境巖土工程學與相鄰各專業在工作內容上不可避免地要出現交叉甚至重合。這些相鄰專業有環境工程地質學、環境工程學、水文地質學土壤學、水力學、地震學、、工程地質學、工程地震學等等。但是,不同學科之間的關系應該是:(1)學科發展上應該是相互的滲透,而不是以鄰為壑;(2)在方法論上要發揮所長,相互的補充;(3)在工作環節上要相互銜接,或者是平行的探索;(4)相互交叉的課題應該是各有各的側重。學科及其分工也是不斷發展的,正像機、電科的發展越來越趨向于“機電一體化”一樣,在環境巖土學科的專業分科以及各分科專業的分工上也不可能是一成不變的。
即便是相對成熟的學科,有時在分工上也是相互的滲透,并且不同專業的學者,看法也未必一致。在地震、污染治理和廢料處置等問題即是如此。目前正確的做法應該是發揮所長,加強交流,相互補充,在發展中形成各自的專業重點。作為環境巖土工程,工作的重點應該是:(1)應該強調盡量做到量化地解決問題;(2)與更加廣泛的問題相比較時,側重于與土木工程有關的問題,包括工程受環境的影響和工程對環境的影響;(3)與更加宏觀的問題相比較時,側重于與工程有關的區域性問題,特別是工程場地問題;(4)能夠發揮巖土工程理論與方法的問題;(5)與巖土特性有關的問題。
4幾個環境巖土工程方面的重要問題
1.特殊土問題
膨脹土的顯著特征是吸水膨脹和失水收縮。一般工程技術人員容易忽視其對工程建設造成的破壞,主要是因為在天然含水率的情況下處于比較堅硬的狀態,如果其含水量保持不變,則不會有體積變化。所以在工程施工中,建造在含水量保持不變的黏土上的構造物不會遭受由膨脹而引起的破壞。
黃土是一種以粉粒為主,多孔隙,弱膠結的黃色沉積物。黃土濕陷性一般造成的建筑物的地基變形,迅速而又比較強烈,而且往往規模比較大。為了防止與減輕濕陷性黃土引發的環境巖土工程問題,在建筑中要加強對濕陷性黃土的地基勘察工作;對其地基必須進行加固處理;常見的濕陷性黃土地基處理的方法有:強夯法、墊層法、、擠密法、預浸水法等。要積極地開展濕陷性黃土的濕陷變形、邊坡的穩定和黃土巖溶的研究,嚴格規范各種工程的建設活動。
2.垃圾填埋問題
目前處理城市垃圾的方法主要有高溫堆肥、焚燒、衛生填埋。國內外運用最廣的垃圾處理方式即是衛生填埋。衛生填埋是選擇和采用合理的填埋結構,最大程度地減少和消除對環境特別是地下水體的污染,是一種比較有效的處理垃圾方式。垃圾填埋廠的設計關鍵之處在于淋濾液收集系統、襯墊系統、封頂之處和氣體收集系統。淋濾液收集系統是用來收集填埋場中產生的淋濾液并將其排放至廢水處理站或集水池集中來進行處理。襯墊系統是位于填埋廠底圈和四周的一層屏障,用來隔離固體廢棄物和淋濾液以防止對填埋廠四周的土及水等造成污染。封頂系統是為減少封閉后對填埋廠的滲入。氣體收集系統用來收集廢棄物中的有機成分分解時產生的氣體。
3.過度的開采引起地面沉降的問題
導致地基沉降最主要的因素是過度地抽取地下水,還有過度采取地熱,石油、天然氣等也會導致地基的沉降,它會使含水層的水平面下降,孔隙水的壓力也隨之減小,而上覆地層的壓力不變,故孔隙水壓力的減少值等于土顆粒骨架的附加的有效應力。當地下水位升降變化時會出現以下兩種的情況:(1)當地下水位只在基礎底面以下的壓縮層范圍內變化時,可能會引起地基基礎的附加沉降。如果地下水突然下降或土質不均勻也可能會造成建筑物發生變形破壞;(2)水平面的升降變化只在地基基礎底面以下的某一定的范圍內發生變化時,地下水位的下降僅稍增加基礎的自重,此時對地基基礎的影響不大。
結語
環境巖土工程作為一個新興的研究領域,在自身的發展中正經歷著一個重要的階段,自然環境的惡化、地震、洪澇災害的頻頻發生,這都對環境巖土工程提出了嚴峻的挑戰。這都要求我們要不斷改變與創新環境巖土工程的方法與手段來解決這些問題。
參考文獻:
[1]何朋朋,姚磊華.環境巖土工程研究綜述[J].巖土工程界,2007(8).
關鍵詞:地基與基礎設計;工程地質勘察;常見問題;對策
1常見問題
1.1準備工作不到位
在開始地基與基礎設計與工程地質勘察工作之前,需要進行一些必要的準備工作,才能確保地基與基礎設計與工程地質勘察工作的順利進行。但是,在實際當中,準備工作不到位現象十分普遍,這主要體現在以下幾方面:首先,相關資料收集不充分,無論是地基與基礎設計還是工程地質勘察,都需要在詳細了解目標區域內的地形、地貌、水文等資料的基礎上進行,如果某些資料收集不完全,就可能給工程地質勘察和地基與基礎設計工作埋下隱患。第二,勘察工作缺乏嚴格規劃。巖土工程的勘察是一項十分復雜的工作,只有根據全面、科學、合理的規劃,才能確??辈旃ぷ鞯捻樌M行,規劃的不嚴格,是工程地質勘察受阻的主要原因。
1.2工作過程不規范
地基與基礎設計與工程地質勘察的規范使建筑工程項目施工順利開展的重要保障,但是,在實際當中,地基與基礎設計與工程地質勘察不規范現象十分嚴重,增加了建筑工程項目施工的難度,這種不規范包括以下兩方面:首先,在地基與基礎設計中,由于工程地質勘察的范圍十分有限,地基與基礎設計的依據并不完整,其設計方案的準確性、合理性自然也得不到保障,在實際應用過程中,經常發生與實際不相符的問題,影響建筑工程項目設計和施工的合理性。第二,在工程地質勘察過程中,只勘察了建筑工程項目的重點區域,忽視了其他非重點區域的勘察,得到的勘察結果并不全面,加上勘察報告各項力學指標取值過于保守,勘察結果與實際偏差較大,也會給建筑工程項目設計和施工造成影響。
1.3勘察方法不合理
在工程地質勘察過程中,由于地質結構、地層性質的差異,需要使用的勘察方法也有所不同,但是,在實際勘察工作中,由于勘察單位資質、技術水平、人員素質、勘察費用等諸多因素的影響,其運用的勘察方法過于簡單、單一,有很多地質問題并無法準確勘察出來,嚴重降低了工程地質勘察工作結果的可靠性和經濟合理性。同時,在勘察報告中,對相關數據的分析只注重了定性分析,忽視了定量分析的重要性,分析得到的結論是片面的,影響了勘察報告的準確性,進而給地基與基礎設計和建筑工程項目施工造成不良影響。
1.4部門間缺乏交流
地基與基礎設計與工程地質勘察是由不同的工作部門分別完成的,但兩者之間存在著密切聯系,只有部門之間的協同工作,才能確保地基與基礎設計與工程地質勘察的效果。但是,在實際當中,部門之間的交流效率十分低,大多依靠紙質媒介作為資料傳遞的方式,經常容易出現重要信息遺漏、信息流通不暢等問題,給彼此工作的開展造成阻礙,降低了地基與基礎設計與巖土工程工作的效率和效果。
1.5設計與勘察脫節
地基與基礎設計與工程地質勘察之間是相輔相成的,地基與基礎設計為工程地質勘察提供相應的工作目標,指導勘察的取樣方法、手段和設備等內容,工程地質勘察數據是地基與基礎設計的重要依據。但是,從實際情況來看,地基與基礎設計與勘察工作之間存在較為嚴重的脫節現象,地基與基礎設計人員無法全面了解工程地質勘察的情況,只是依靠以往的經驗和主觀判斷進行設計,而勘察工作缺乏明確的目標,勘察的數據較為混亂,沒有系統性。
1.6設計過于理想化
地基與基礎設計并不是作為一個個體單獨存在的,地基性質與周邊的環境有著密切聯系,但是,在地基與基礎設計中,尤其是復雜環境中的地基與基礎設計時,許多設計人員為了簡便,通常會忽略建筑工程項目的環境因素,沒有深入、全面分析周邊環境對地基與基礎設計可能造成的影響,設計方案過于理想化,缺乏足夠的實用性,給建筑工程項目施工造成妨礙,甚至會引起安全事故。
2解決對策
2.1加強對相應準備工作的重視和檢查
準備工作是地基與基礎設計與工程地質勘察開展的重要基礎,設計和勘察單位應該加強對準備工作的重視,在正式工作開展之前,派遣專門的人員收集相關的資料,包括建筑工程項目項目的計劃書、相關文件以及合同,項目施工區域內的地質、水文、地下管線以及周邊建筑等各種信息,根據對這些資料的分析,來確定周邊環境因素對地基與基礎設計可能形成的影響、工程地質勘察應使用的方法、勘察的范圍、勘察的深度等內容,為地基與基礎設計與工程地質勘察工作的順利開展奠定良好的基礎。
2.2編寫地基與基礎設計和工程地質勘察綱要
綱要的編寫對于地基與基礎設計和工程地質勘察工作的進行起著重要的指導作用,在綱要當中,首先要制定地基與基礎設計和工程地質勘察的每一個階段的具體目標,保證工作開展的井然有序;第二要對地基與基礎設計和工程地質勘察制定相應的制度和規范,確保所有工作采用統一的標準,工作所得的結果具有可靠性、準確性,盡量避免結果不真實等問題,以防給建筑工程項目造成負面效果。
2.3做好部門之間的信息交流與共享
地基與基礎設計與工程地質勘察部門之間信息的良好交流和共享,對于設計和勘察工作效率、效果的提升也有著至關重要的作用。對此,可以通過采用先進的信息技術,在兩個部門之間建立統一的信息平臺,實現信息的及時、高效傳遞,以便及時發現工作中存在的方向偏離等問題并作出糾正,有效避免設計與勘察工作的成本浪費,提高設計、勘察工作的水平,為建筑工程項目施工的順利開展創造條件。
2.4加強對地基與基礎設計和工程地質勘察人員培訓
設計和勘察人員素質水平對于地基與基礎設計、工程地質勘察工作的水平起著決定性的作用,因此,加強對人員的培訓具有十分重要的意義。首先,加強對人員專業技能的培訓,開展相應理論知識的學習,了解先進的設計理念和勘察方法,提升人員的專業素養,為工作水平的提高奠定基礎。第二,加強對人員實踐經驗的培訓,設計和勘察部門應安排相應人員參與到工作的第一線,展開各種形式的實踐,提高相應人員的實踐經驗,使其加強對設計、勘察工作的深入理解,在實際工作中能夠更好地把握設計、勘察工作的重點和方向,從而有效提升設計與勘察工作的水平。
2.5加強對施工區域性差異的重視
我國幅員遼闊,地質環境特點十分復雜,在不同的區域內,地形地貌有著十分大的差異,適用的地基與基礎設計方法和工程地質勘察手段有著極大的不同。因此,低地基與基礎設計和工程地質勘察過程中,要充分重視施工區域性的差異,加強對地形特點、地理環境的了解,選擇與之適應的勘察和設計方法,保證勘察數據的準確性、合理性,確保地基與基礎設計方案的可行性。
3結語
地基與基礎設計和工程地質勘察過程中還存在著許多問題,這些問題也是建筑工程項目安全事故發生的主要原因,給人們的生命財產安全造成了嚴重威脅。因此,加強對地基與基礎設計和工程地質勘察過程相關問題的分析和研究,探索相應的處理對策,是相關建設部門和企業的重要工作,對于建筑工程項目的良好發展有著重要的作用。
作者:張玉潔 單位:河南省人防建筑設計研究院有限公司
參考文獻:
[1]李桂平.砂頁巖中泥化夾層的工程地質特性分析[J].太原理工大學學報,2015,43(3):379-381.
[2]羊小云,蒯志要,王贏.港口工程地質勘察項目管理及注意要點[J].港工技術,2015(2):97-99.
[3]李帥,張東剛,張震,等.不同樁端持力層剛性樁復合地基設計計算分析[J].工程勘察,2015,43(10):38-42.
[4]華衛君,李高山.基于變形控制的大型油罐基礎優化設計研究[J].勘察科學技術,2015(3):5-8.
[5]張子祥.巖土工程勘察常見質量問題及改進建議[J].煤田地質與勘探,2015(4):123-124.
關鍵詞:水工環地質 新技術應用
1 前言
我國水工環物探工作大約始于50年代初,1951年老一輩地球物理學家顧功敘先生率電法工作組在北京石景山地區勘測水源,開此項工作之先河。1954年,鐵道部門在寶成鐵路勘察中,次年,水電部門在永定河模式口水電站壩基工程勘測中也先后應用了電法勘探,是為中國早期的水工物探??偟恼f來,那時隊伍的規模甚小,涉及工程項目不多,發揮作用有限。
60,70年代水工物探漸漸普及,除地礦、鐵道、水電部門外,已擴展到工交各部門,農業、商業乃至文化系統也直接間接應用物探進行水文工程地質調查和指導考古發掘工作。“六五”期間和“七五”初期,我國引進近百臺信號增強型淺層地震儀和數量不等的綜合測井、地質雷達,頻率測深、面波勘探、巖石聲波測試、跨孔橫渡測試、常時微動測量等儀器,在水文工程地球物理勘查和巖石物性參數原位測定方面發揮了重要作用,大大縮短了與發達國家的技術差距。
2 水工環重點研究領域
(1)以地下水為主的水資源調查,以及地下水水質評價與地下水保護和管理我國人均水資源量僅為世界人均水資源量的四分之一。我國水資源的時、空分布不均,給開發利用帶來困難。地下水污染問題日益嚴重,目前缺少行之有效的治理方法且耗資巨大。為此,一方面需要不斷探索和尋求新的治理技術,另一方面則強調地下水的保護,加強了區域性水質評價,地下水資源調查評價重點是水資源的可利用量,對地下水的水質狀況與動態變化、地下水參數及其分布以及水資源開發的生態效應做出綜臺評價,對于地下水資源的研究與管理,目前有三個明顯的趨勢:一是普遍重視水質問題;二是積極開展地下水脆弱性調查評價與編圖,三是重視地下水保護技術(特別是治理技術)的開發研究。
(2)大流域的環境生態地質調查長江、黃河等七大江河流域是跨越不同經濟區域和地質單元的自然體系,主要江河的治理關系到國家經濟發展的命脈,為整個流域的水資源、能源與生態環境開發規劃而進行大江大河流域的環境生態地質調查。所以進行全國大江、大河和重要湖泊區的工程地質、環境地質調查評價,調查中采用新的技術方法、手段,及時提交公益性動態調查結果,并參與生態環境治理工程。
(3)注重城市地質研究,隨著城市化進程的加快,人類工程經濟活動的加劇,城市環境地質問題日益突出。應用地理信息系統等技術,分階段、動態地提交成果,及時為城市規劃和建設服務,隨著城市化的進程,城市化也對人和環境產生許多不利影像,尤其是城市向脆弱生態區的迅速擴展,對脆弱生態區的侵占,實際上比農用土地的喪失具有更大的長期威脅。越來越多的專家認識到要研究國家的可持續發展戰略,首先應解決的問題是城市抗御災害的能力。
(4)沿海地區和海岸帶地質環境綜臺調查,沿海地區人口密集、人類工程經濟活躍,地質環境問題復雜,在一定程度上制約著國民經濟建設和資源開發利用的速度。對沿海地區和海岸帶進行工程地質與環境地質進行綜合調查。國家對海岸帶的綜合管理提供動態的基礎資料和海岸帶綜合管理的方案。
(5)重視綜合性災害研究、災害預報預警及城市災害,近幾十年來.隨著經濟的高速發展和人口的增長,對自然的索取不斷加重,對自然環境的干擾也愈來愈烈。地質災害頻繁發生,每年造成的經濟損失非常慘重。就地質災害類型而言,比較注重地震、火山和洪水等,其次為滑坡、泥石流、地面沉陷、海水入浸等。災害地質在開展突發性災害勘查與防治的同時,進行地質災害預警預報在建立國家地質環境監測網的基礎上,完成全國地質災害信息系統建設,快速、及時、動態地向國家和社會提供地質災害信息服務。建設地質災害預警預報與防治示范區。重點做好以下三個方面:一是建立地質災害數據庫及災害的風險填圖工作;二是加強了地質災害監測與災害預警系統研究;三是重視災害系統的研究。
(6)重視礦山環境研究,礦產資源的開發利用為人類生活和工農業發展提供了必要的物質基礎,但任何行業都沒有像礦業這樣搬運如此大量的物質和產生如此之多的廢物,也改變了生態系統的物質循環和能量循環,礦產資源大規模開發利用,產生了嚴重的生態破壞和環境污染,給人類的生活和健康帶來了極大的危害。有些發達國家的礦業公司把投資向發展中國家轉移,從某種意義上講,可以說把礦業開發所產生的生態環境破壞向發展中國家轉移。
3 水工環研究中新技術、新方法的應用
(1)地理信息系統(GIS),地理信息系統作為一種應用技術是以處理空間數據為基礎的,而地質信息的特點決定了使用GIS技術的優越性,從而使該項技術在地學的各個領域得到了廣泛的應用。
(2)遙感技術(RS),遙感技術在水文地質、工程地質以及新近形成的環境地質學科中近30年的應用,走過一個從定性評價到半定量、定量評價,從指示要素分析到計算機模型模擬,從單一解譯到綜合方法互補等階段,充分顯示了其信息量大、宏觀、快速、節省經費,且具有多時相動態監測等優勢,廣泛應用于水文地質勘查、評價、大型工程選線(址)、區域穩定性評價、地質災害調查、評價預測及地質環境評價預測等領域。
(3)物探技術,由于物探技術能提供多種描述地質材料的物理參數并具有速度快、成本低和不破壞地質環境的優點,在水工環勘查的歷史上已經得到了廣泛的應用。近十幾年來,在時空域內利用高分辨率技術勘查地質目標的成功,使水工環物探勘查技術取得了長足的進展。
(4)水質測試技術,目前國內外的實驗測試手段,從分析原理劃分,大致可分為兩大類:即化學分析法和物理分析法。這兩類分析方法之間并不是相互孤立和對立的,在實際分析工作中,應根據具體情況和要求,綜合考慮儀器分析和化學分析的特點,揚長避短,選用適當的分析方法。這就要求分析化學工作者必須同時掌握好這兩類分析方法。這種分析方法是以物質的物理、物理化學性質(光譜及電化學性質)為基礎并使用特殊儀器進行分析的測試方法。目前在水、工、環測試中主要應用以下各類方法:原子吸收光譜分析法、發射光譜分析法、原子熒光光譜法、電化學分析法、色譜法和同位素測試。
參考文獻:
[1]張人權等.當代水文地質學發展趨勢與對策[J].水文地質工程地質,2005(1).
[2]林學鈺.現代水文地質學[M].北京:地質出版社2005.
[3]陳政治.論大冶市城區工程地質環境與城市規劃建設,湖北地質會刊[J].2002(26).
[4]黃潤秋.面向21世紀工程地質的發展[J]巖土工程界,1999(11).
[5]林學鈺.現代水文地質學,地質出版社2005年4月
【關鍵詞】建筑;場地;巖石;工程勘察;方法
為了查明場地的工程地質條件,分析其存在的工程地質問題,需要采取一系列的勘察方法和手段。
1 工程地質測繪與調查
工程地質測繪與調查是巖土工程勘察中一項基礎工作,在可行性研究階段或初步設計階段,工程地質測繪與調查往往是主要勘察手段。工程地質測繪與調查實質上是運用地質學、工程地質學理論對地面地質體和地質現象進行觀察描述,根據野外調查測繪結果在地型圖上填繪測區工程地質條件,并繪制成地質圖,為確定勘探、測試工作及對場地工程分析與評價提供依據。
因此,工程地質測繪與調查工作是各項勘察工作的基礎,高質量的地表測繪工作可以取得對工程地質條件相當深入的隊識,也是認識工程地質條件最有效、最經濟的方法。但單靠測繪調查,無論在認識的深度和定量評價上,都是不夠的,還必須有其他勘察方法,特別是對勘探工作需加以驗證并使認識深化。
2 勘探和取樣
為了查明地下巖土的性質、分布及地下水等條件,勘察工作常需進行勘探并取樣進行試驗工作。勘探包括地球物理勘探、鉆探和坑探。勘察工作中具體勘探手段的選擇應符合勘察目的、要求及巖土層的特點,力求以合理的工作量達到應有的技術效果。
鉆探的主要任務之一是在巖土層中采取巖芯或原狀土試樣。取樣是巖土工程勘察中的一項重要工作,是室內試驗研究必不可少的程序,是為了提供對巖土特性進行鑒定和各種試驗所需的樣品。取樣包括巖土樣和水樣的采取。巖土樣的采取是為了獲得巖土室內物理力學試驗指標;采取水樣的目的是為了查地下水對建筑材料的腐蝕性,或有其他特殊要求時進行水樣化學分析。在采取試樣過程中,應該保持試樣的天然結構。
3 工程現場試驗
試驗工作在巖土工程勘察中占有重要地位,可為預測和計算提供正確的地質和力學參數。室內試驗是野外鉆孔、探井、平硐中采取試樣在實驗室進行,其設備簡單,試驗條件容易建立,成本較低,提交成果較快。但由于試樣尺寸小,不能很全面地反映地質因素影響,有些試樣也很難取得原狀巖土樣,與實際所處地質環境總是有差別的。
具有模擬性的大型現場試驗又稱原位測試,試驗工作是在原位或基本原位狀態和應力條件下,對巖土體性質進行測試。原位測試試樣尺寸大,而且沒有脫離原來的地質環境,因而更能反映巖土體實際。所采用的壓力大小及其動、靜性質等試驗條件,都接近工程設計情況,所得參數比較準確。
一般來說,原位測試獲得的資料的代表性優于室內試驗,但影響原位測試成果的因素比較復雜,常需要通過幾種試驗進行對比,并和室內試驗資料配合使用。某些種類的原位測試,如靜力觸探、動力觸探試驗等成果的解譯具有地區性的經驗性,在無經驗的地區應慎重使用。某些原位試驗設備笨重、復雜,歷時長、試驗成本高,這也限制了它們的使用,但重點工程和重要地段,適當的大型原位測試還是必要的。
現場試驗常用的測試方法有靜力觸探、動力觸探、十字板剪切試驗、旁壓試驗、載荷試驗和波速試驗。在選擇原位測試方法時,應考慮巖土條件、建筑類型及設計要求、地區經驗成熟程度及勘察階段等因素。
4 勘探手段的選擇
不同的勘探類型和方法,各有具特點和適用條件,若能選用得當,就可揚長避短,提高勘探工作的效率,更好地完成勘探任務,因此必須合理選擇勘探手段。
我國巖土工程勘察方法較常用的主要是鉆探法、觸探法和掘探法。鉆探法由于能夠探測到深土層又能進行地基土取樣而被廣泛使用。觸探法與鉆探法布明顯的不同,不取樣或取少量土樣,山探頭所受阻力的大小來探測土層的地質情況。觸探法方便、快捷,較短時間內可獲得地基土的承載力及其他指標,但無法對土層進行具體的定性描述,所以觸探法一般不單獨采用,而是與其他方法配合使用,以提高勘察質量和效率。
影響選擇勘探手段的因素較多,諸如工程地質條件、水文氣候因素、技術設備條件、經濟因素、建筑物的類型和重要性,以及勘察階段等。其中起主導作用的是工程地質條件。地型、地貌條件常常是影響勘探手段選擇的主要因素。多分布有淤泥、淤泥質軟土、填土的沿海地區,地下水位埋藏較淺,靜力觸探在這種場地條件下應用效果較好,既能準確劃分土層,又能客觀反映地基土特性,但在一些地下水位埋藏較深的粗顆粒地層土地區,不適宜選擇靜力觸探。標準貫入試驗適用于砂土、粉土和一般黏性土,但不適用于碎石土。由于軟土的靈敏度高,鉆孔時存在擾動影響,淤泥、淤泥質軟土中也要酌情使用此法。所以在勘察施工中,應當針對地基土的性質,用適宜的測試手段和方法對其進行勘探,以確??辈旖Y果的準確性。
5 現場檢驗及觀測
現場檢驗及觀測應在工程施工期間或使用期內進行。它的目的在于對巖土工程問題預測和定量評價進行核實驗證,監測工程地質條件變化,以便及時預報,指導正確施工。監測工作對保證工程安全有重要作用。
6 勘察資料的室內整理
勘察資料的室內整理內容包括巖土物理力學性質指標的整理、圖件的編制、反演分析、巖土工程分析評價及編寫報告書等。各種勘察方法所取得的資料僅是原始數據、單項成果,還缺乏相互印證和綜合分析,只有通過對圖件編制和報告編寫,對存在的巖上工程問題做出定性和定量評價,才能為工程的設汁和施工提供資料和地質依據。
圖件的編制是利用已收集和現場勘察的資料,經整理分析后,繪制成工程地質圖。常用的工程地質圖有綜合工程地質圖、工程地質分區圖、工程地質剖面圖、鉆空柱狀圖及探槽或探井展視圖等。
巖土物理力學性質指標的整理,就是對大量巖土物理力學性質指標數據加以整理,取得有代表性的數據,用于巖土工程的設計計算。反演分析是以巖土工程實體作為分析對象,通過系統的原型觀測,檢驗巖土體在工程施工和使用期間的表現是否與預期的設計效果相符,借以反求巖土體的特性指標,或驗證設計、計算方法的準確性或代表性,或查驗工程效果及事故的技術原因。反演分析、室內試驗和原位測試是求取巖土特性參數的三種主要方法。
巖土報告書是巖土工程勘察成果的文字說明。報告書的內容應根據任務要求、勘察階段、工程地質條件、工程規模和性質等具體情況確定。
參考文獻: