工程地质总结

一.地下水对土木工程影响

地下水对土木工程的影响有许多,解决施工中地下水问题是工程建设领域面临的重要课题。地下水对建筑工程的不良影响主要有:降低地下水会使软土地基产生固结沉降;不合理的地下水流动会诱发某些土层出现流砂现象和机械潜蚀;地下水对位于水位以下的岩石、土层和建筑物基础产生浮托作用;某些地下水对钢筋混凝土基础产生腐蚀。

1.1地基沉降

(1)松散沉积层中进行深基础施工时,人工降低地下水位——使周围土层产生固结沉降。

(2)抽水井的滤网和砂滤层设计不合理或施工质量差,抽水时细小颗粒同地下水一起带出地面——周围地面土层不均匀沉降——造成地面建筑物和地下管线损坏。

(3)抽水时在水周围形成降水漏斗——使周围建筑物或地下管线产生不均匀沉降,甚至开裂。

1.2流砂

流砂是土体的一种现象,通常细颗粒、颗粒均匀、松散、饱和的非粘性土容易发生这个现象。 流砂的形成是多种多样的,但它对建筑物的安全和正常使用影响极大。流砂发生的原因是由于土体中的水存在压力差,水对土体产生渗流力。

1.3潜蚀

1)机械潜蚀:土粒在地下水的动水力作用下受到冲刷,将细粒土冲走,使土的结构破坏,形成洞穴的作用,形成管涌。

2)化学潜蚀:在地下水和一氧化碳等作用下,能使岩石中的长石、云母等矿物变为高岭石、绢云母和其他粘土矿物。

1.4地下水的浮托作用

建筑物基础底面位于地下水位以下时,地下水对基础底面产生静水压力,即浮托力。

1.5基坑突涌

基坑突涌:当基坑下有承压水存在,开挖基坑减小了含水层上覆不透水层的厚度,在厚度减小到一定程度时,承压水的的水头压力能顶裂或冲毁基坑底板,造成基坑突涌现象。基坑突涌将会破坏地基强度,并给施工带来很大困难。

1.6地下水对钢筋混凝土的腐蚀

(一)结晶类腐蚀

1.当地下水中含过多的SO-24时。与砼作用生成二水石膏

2.当硫酸根浓度不大时,与砼中的铝酸三钙起作用生成水化硫铝酸钙,水化硫铝酸钙结合着很多的化合水,体积可膨胀近2.5倍,破坏力很大。

(二)分解类侵蚀

主要由于水中的pH值低、HCO3 -及腐蚀性CO2(过多的游离)等成分引起的分解破坏作用。硅、酸盐水泥遇水生成Ca(OH)2,它与HCl、H2SO4、HNO3反应。

二.什么是黄土?黄土的基本特征有哪些?措施

答:黄土是第四纪以来,在干旱、半干旱气候条件下形成的一种特殊的陆相松散堆积物。黄土的基本特征如下:(1)颜色为淡黄、褐色或黄色;(2)粒度成分以粉土颗粒为主,含量约占60-70%,一般不含粒径大于0.25mm的颗粒;(3)含各种可溶盐,尤其富含碳酸盐主要为碳酸钙,一般含量为10-30%,可形成钙质结合;(4)孔隙多且大,结构疏松,孔隙度多为33-64%,有肉眼可见的大孔隙或虫孔、植物根孔等;(5)无层理,但有垂直节理和柱状节理。天然条件下能保持近直立的边坡。防治黄土湿陷的工程措施有:换填法、强夯法、预先浸湿法、深层浸水法、防排水、物理化学方法。

三.我国的特殊土主要有哪几种?它们各自最突出的工程地质问题是什么?

答:我国的特殊土主要有黄土、膨胀土、软土、多年冻土、盐渍土等。黄土最突出的工程地

质问题是湿陷性和黄土陷穴;膨胀土最突出的工程地质问题遇水膨胀失水收缩的胀缩性问题,强度衰减性;软土最突出的工程地质问题是变形大,透水性差,承载力低;动图最突出的工程地质问题是冻胀融沉;盐渍土最突出的工程地质问题是腐蚀性、融沉性。

四.简述潜水的特征。

答:1,潜水与大气想通,具有自由水面,为无压水;2,潜水的补给区与分布区一致,直接接受大气降水补给,旱季时,常以蒸发形式排泄给大气;3,潜水的动态受气候影响较大,具有明显的季节性变化特征;4,潜水易受地面污染影响。

五.简述潜水等水位线的用途

答:1,确定任一点的潜水方向;2,确定潜水流动方向上两点间的水力坡度;3,确定任一点潜水埋藏深度;4,确定潜水与地表之间的补给关系;5,确定泉或沼泽的位置;6,确定给水排水工程的位置

六.叙述泥石流的形成条件、防治原则及主要防治工程措施。

答:泥石流是指含有大量泥沙、石块等固体物质、突然爆发、具有很大破坏力的特殊洪流。 泥石流形成的基本条件包括:1,丰富的松散固体物质来源;2,充沛的突发性水源;3,适宜的特殊地形;4,人为因素

防治泥石流的防治原则主要包括两个方面:1,确定泥石流的规模和类型。对于大型、特大型泥石流以绕避为好;2,无法绕避的,工程应尽可能选择在流通区段和采用合理的工程结构和综合治理措施;及时清淤。

防治泥石流的主要工程措施包括:1,拦挡工程:包括拦挡墙和格栅坝等。主要用于泥石流的上游。目的是将松散的固体物质拦挡在形成区内,尽可能的减少流入流通区和堆积在沉积区的固体物质数量。及时清淤。2,排导工程:包括排洪道、导流槽和导流堤等。主要用于流通区末端的出山口处。目的是控制泥石流在流出山口后,沿着规定的方向和位置通畅排泄和堆积。及时清淤。3,水土保持:包括平整山坡、植树造林、保护植被综合整治措施等。目的是减少水土流失.

七.工程地质条件 答:工程地质条件是指工程建筑物所在地区地质环境各项因素的综合。这些因素包括:(1) 地层的岩性:是最基本的工程地质因素,包括它们的成因、时代、岩性 、产状、成岩作用特点、变质程度、风化特征、软弱夹层和接触带以及物理力学性质等。(2) 地质构造:也是工程地质工作研究的基本对象,包括褶皱、断层、节理构造的分布和特征、地质构造,特别是形成时代新、规模大的优势断裂,对地震等灾害具有控制作用,因而对建筑物的安全稳定、沉降变形等具有重要意义。(3) 水文地质条件:是重要的工程地质因素,包括地下水的成因、埋藏、分布、动态和化学成分等。(4) 地表地质作用:是现代地表地质作用的反映,与建筑区地形、气候、岩性、构造、地下水和地表水作用密切相关,主要包括滑坡、崩塌、岩溶、泥石流、风沙移动、河流冲刷与沉积等,对评价建筑物的稳定性和预测工程地质条件的变化意义重大。(5) 地形地貌:地形是指地表高低起伏状况、山坡陡缓程度与沟谷宽窄及形态特征等;地貌则说明地形形成的原因、过程和时代。平原区、丘陵区和山岳地区的地形起伏、土层厚薄和基岩出露情况、地下水埋藏特征和地表地质作用现象都具有不同的特征,这些因素都直接影响到建筑场地和路线的选择。(6)地下水:包括地下水位,地下水类型,地下水补给类型,地下水位随季节的变化情况。(7)建筑材料:结合当地具体情况,选择适当的材料作为建筑材料,因地制宜,合理利用,降低成本。

八.节理的工程地质评价

答:节理对工程的影响主要表现在:1,节理的存在增强了岩体的透水性,成为地下水的通道,加速了岩石的溶解破坏,尤其在可溶盐地区易形成溶洞,发育成为地下暗河。2,节理就是岩石中的裂隙,它切割岩石,破坏了岩石的整体性,加速了风化作用和冻胀作用,影响

到边坡的稳定程度。3,节理会降低爆破作业的效率。薄层状结构或中厚层状结构,节理裂隙极为发育的岩体在爆破是易引起掉块或塌方。4,节理使岩体力学强度降低,地基的承载力下降。所以,当节理有可能成为影响工程设计的重要因素时,应当进行深入的调查研究,详细论证节理对岩体工程建筑条件的影响,采取相应措施,以保证建筑物的稳定和正常使用。

 

第二篇:第九届全国工程地质大会学术总结

第九届全国工程地质大会学术总结

成都理工大学 许强

由中国地质学会工程地质专业委员会主办;中国海洋大学、国土资源部青岛海洋地质研究所、国家海洋局第一海洋研究所承办;以及由国家自然科学基金委地学部等多家单位协办的第九届全国工程地质大会在青岛成功召开。大会共收到论文摘要370余篇,论文全文250余篇。在三天的会议期间,约850名参会代表围绕海岸带与海洋工程地质、岩土体工程地质特性、重大工程的地质问题、城市地质与环境保护与地下空间开发、强震区工程地质与灾后重建、重大地质灾害风险评价与防控、工程地质新观点、理论与方法等七个议题,开展了气氛热烈的学术交流与讨论。会议共安排了11个大会特邀报告,33个结合各议题的邀请报告以及近60个分组专题报告。国际工程地质与环境协会 海洋工程地质委员会(C34)和岩土体结构性委员会(C29)还在此期间举行了专门的工作会议。

纵观本次学术会议,工程地质学科的发展显现出如下新趋势、新特点:

1. 工程地质学的研究领域在不断延伸和扩展,尤其是从陆地向海洋不断延伸,从地面向地下不断拓展,从山区向城市汇聚(城市环境地质)

与历届工程地质会议相比,本届大会特别增设了海洋带与海洋工程地质、城市地质与环境保护与地下空间开发两个议题。前者主要针对我

国目前海洋工程地质基础明显偏弱的特点,顺应我国领海划界和海洋资源开发迫切需求。后者则主要是为了适应近年来我国大规模城镇化建设和城市地下空间开发(地铁),城市环境岩土工程、城市环境地质等方面的研究将越来越受到重视。

2. 工程地质学的研究尺度将从原来工程规模尺度的“中观”逐渐向整个地球系统尺度的“宏观”和矿物颗粒、晶粒甚至是分子、原子尺度“细观”和“微观”延伸——远观近校,研究尺度向两端不断延伸 向宏观尺度延伸主要体现在:

(1) 站在地球系统科学的高度,研究各圈层之间的相互作用和影响,内外动力耦合、多场耦合、人(人类圈)—地调协,这些思路和理念在罗国煜、黄润秋、唐辉明、施斌等人的学术报告中均有体现。

(2) 大区域宏观尺度的探测、观测与研究工作

海—陆联编地质与地球物理工作(张训华)、全中国甚至全球尺度的地应力、地形变的编目与编图工作(陈群策)、全国范围内的地裂缝分布与成因机理研究(彭建兵)、中国未来强震预测图(秦四清)、基于天—空-地—内多源立体观测与探测等(许强)、多手段的综合探测与监测(地质灾害、地下灾害超前预报)(李术才、唐辉明)

(3) 大尺度、大规模的试验场与观测基地

三峡库区滑坡野外大型综合试验场、云南东川泥石流观测基地、四川汶川地震灾区三大片区地质灾害野外科学观测与研究基地、斜坡地震动响应野外观测站。大型室内模型试验系统(如地裂缝尺度达1:5,隧洞超前预报模型试验平台、滑坡泥石流大型试验系统等)

向微观、细观尺度延伸主要体现在:

地质灾害成因机理研究必须要依靠微观、细观尺度的研究才能取得真正的突破,基于细观力学和细观颗粒的随机数值计算方法以及微观、细观尺度的观测和探测手段(CT、扫描电镜),才能真正查明岩土体的变形破坏机理和过程。

3. 工程地质学的探测试验手段由主要从国外进口仪器设备逐渐向自主研发重大仪器设备发展

南京大学施斌教授作了《现代工程地质重大科学仪器研发的基本思路与展望》中明确表示:“现代科技的重大突破越来越依赖于先进的科学仪器,掌握了最先进的科学仪器研发技术,就掌握了科技发展的主动权。”“创新的科学仪器已经从现代科学观测手段的地位上升为科学技术的重大发现和科学研究新领域的必备条件,代表着科技前沿的方向”。近年来,国家自然科学基金委设立了“国家重大科研仪器设备研制专项”,中科院地质与地球物理研究所的李晓研究员、成都理工大学的庹先国教授、中山大学的周翠英教授等都成功申报了重大仪器设备研发项目。工程地质界的很多实验室(成都理工大学、南京大学、中国地质大学、长安大学、山东大学等)几年来也为了解决某些特殊科学问题和满足某些特殊的功能需求,研发了一系列大型试验仪器设备。中国地质调查局水环中心、成都探矿工艺所等多家单位也研发了多种现场探测和监测仪器设备。这些仪器设备在解决重大工程地质问题和开展基础性科学研究方面发挥了重要作用。

今后应进一步努力的方向:

(1) 工程地质教育:该议题在本届会议并没有办起来,可能是相关方面的文章太少。但中国的教育体制已经病入膏肓,目前的应试教育模式害人不浅,培养的学生普遍得不到用人单位的认同

(2) 研究工作还不够深入、精细,学术界浮躁的风气没有明显的改观,缺乏刨根问底、精益求精的研究精神显得不足

(3) 原创新研究成果和具有原创能力的人才偏少

(4)大型原位试验场和野外科学观测基地偏少

(5) 仍需加大对优秀青年人才的培养力度。

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