不良地質現象的工程地質問題論文
Ⅰ 我國的不良地質引起的工程地質問題有哪些
你這個問題太寬泛復,具體制來講有崩塌、滑坡、泥石流、地裂縫、地面沉降、地面塌陷等地質災害,如果是隧道平硐之類的,還有岩爆、軟岩大變形、涌水、突泥、瓦斯、掉塊,如果是水利工程,則還有塌岸、淤積、管涌、流砂、水庫滲漏等等。
Ⅱ 常見不良地質條件有哪些及各自工程特性和對上部結構有何影響
泥石流、山體滑坡和塌方,暗浜,地下水溪,淤泥質土,軟弱下卧層等。
對上版部結構的影響最主權要都是造成結構沉降量過大;不均勻沉降嚴重等,嚴重的可能造成建築傾斜,結構拉裂。
泥石流是山區溝谷或斜坡上由暴雨、冰雪消融等引發的含有大量泥沙、石塊、巨石的特殊洪流。泥石流常與山洪相伴,其來勢兇猛,在很短時間里,大量泥石橫沖直撞,沖出溝外,並在溝口堆積起來。
山體滑坡是指斜坡上某一部分岩土在重力(包括岩土本身重力及地下水的動靜壓力)作用下,沿著一定的軟弱結構面(帶)產生剪切位移而整體地向斜坡下方移動的作用和現象。
塌方是指因地層結構不良、雨水沖刷或修築上的缺陷,道路、堤壩等旁邊的陡坡或坑道、隧道的頂部突然坍塌,也說坍方。
Ⅲ 不良地質構造對工程有哪些影響
(1)泥石流災害
泥石流是山區溝谷或斜坡上由暴雨、冰雪消融等引發內的含有大量泥沙、容石塊、巨石的特殊洪流。泥石流常與山洪相伴,其來勢兇猛,在很短時間里,大量泥石橫沖直撞,沖出溝外,並在溝口堆積起來。
泥石流是山區溝谷中,由暴雨、冰雪融水等水源激發的,含有大量的泥沙、石塊的特殊洪流。其特徵是突然暴發,渾濁的流體沿著陡峻的山溝前推後擁,奔騰咆哮而下,地面為之震動、山谷猶如雷鳴。
(2)山體滑坡災害
山體滑坡是指斜坡上某一部分岩土在重力(包括岩土本身重力及地下水的動靜壓力)作用下,沿著一定的軟弱結構面(帶)產生剪切位移而整體地向斜坡下方移動的作用和現象。
在暴雨季節,有些山體長時間被雨水浸泡,表面山石和泥土松動後容易產生山體滑坡。但也有的因濫采濫伐造成水土流失或過度開采等人為因素而引起。其中人類的工程、建築等活動對自然的破壞是造成滑坡災害的因素之一。
Ⅳ 在土木工程中,容易遇到的不良工程地質問題有哪些,並舉例說明
其實所謂的不良地質問題在工程前期地勘報告中都會提到,主要的就是膨脹土、濕陷性黃土、橡皮土等。就說膨脹土吧,以前做過一個項目碰到過,由於回填時沒處理到位,導致雨季土壤遇水膨脹,地坪全部漲裂。
Ⅳ 工程地質問題的工程地質問題
工程地質問題是指已有的工程地質條件在工程建築和運行期間會產生一些新的變化和發展,構成威脅影響工程建築安全的地質問題稱為工程地質問題。由於工程地質條件復雜多變,不同類型的工程對工程地質條件的要求又不盡相同,所以工程地質問題是多種多樣的。就土木工程而言,主要的工程地質問題包括:
(1) 地基穩定性問題:是工業與民用建築工程常遇到的主要工程地質問題,它包括強度和變形兩個方面。此外岩溶、土洞等不良地質作用和現象都會影響地基穩定。鐵路、公路等工程建築則會遇到路基穩定性問題。
(2) 斜坡穩定性問題:自然界的天然斜坡是經受長期地表地質作用達到相對協調平衡的產物,人類工程活動尤其是道路工程需開挖和填築人工邊坡(路塹、路堤、堤壩、基坑等),斜坡穩定對防止地質災害發生及保證地基穩定十分重要。斜坡地層岩性、地質構造特徵是影響其穩定性的物質基礎,風化作用、地應力、地震、地表水、和地下水等對斜坡軟弱結構面作用往往破環斜坡穩定,而地形地貌和氣候條件是影響其穩定的重要因素。
(3) 洞室圍岩穩定性問題:地下洞室被包圍於岩土體介質(圍岩)中,在洞室開挖和建設過程中破壞了地下岩體原始平衡條件,便會出現一系列不穩定現象,常遇到圍岩塌方、地下水涌水等。一般在工程建設規劃和選址時要進行區域穩定性評價,研究地質體在地質歷史中受力狀況和變形過程,做好山體穩定性評價,研究岩體結構特性,預測岩體變形破壞規律,進行岩體穩定性評價以及考慮建築物和岩體結構的相互作用。這些都是防止工程失誤和事故,保證洞室圍岩穩定所必需的工作。
(4) 區域穩定性問題:地震、震陷和液化以及活斷層對工程穩定性的影響,自1976年唐山地震後越來越引起土木工程界的注意。對於大型水電工程、地下工程以及建築群密布的城市地區,區域穩定性問題應該是需要首先論證的問題。
(5)一般工程施工前,先由勘察設計院對地質進行勘察。
Ⅵ 常見的不良地基土有哪些其工程地質問題是什麼
變形控制原則比按強度控制原則更為重要。
軟土地基主要受力層中的傾斜基岩或其他傾斜堅硬地層,是軟土地基的一大隱患。其可能導致不均勻沉降,以及蠕變滑移而產生剪切破壞,因此對這類地基不但要考慮變形,而且耍考慮穩定性。若主要受力層中存在砂層,砂層將起排水通道作用,有利於地基承載力的提高。
水文地質條件對軟土地基影響較大,如抽降地下水形成降水漏斗將導致附近建築物產生沉降或不均勻沉降;基坑迅速抽水會使基坑周圍水力坡度增大而產生較大的附加應力,致使坑壁坍塌;承壓水頭改變將引起地面的明顯沉降等。這些在岩土工程評價中應引起重視。此外,沼氣逸出對地基穩定和變形也有影響,通常應查明沼氣帶的埋藏深度、含氣量和壓力的大小,以此評價對地基的影響程度。建築施工的加荷速率的適當控制,或改善土的排水固結條件可提高軟土地基的承載力及穩定性。即隨著荷載的施加地基土強度逐漸增大,承載力得以提高;反之,若荷載過大,加荷速率過快,將出現局部塑性變形,甚至產生整體剪切破壞。
8.3.3軟土地基工程應注童事項
在軟土地區修建橋梁或其他建築物,首先應對地質、水文狀況進行詳盡的勘察,查明欲建場地軟土的地質及工程特性,掌握全面的、翔實的第一手資料,這是正確設置橋跨或其他結構物,選擇適當結構類型的首要條件,也是設計和施工能緊密結合實際情況,採取有針對性工程措施的關鍵環節。
軟土地基的強度、變形和穩定是工程中必須全面充分注意的問題,是造成橋梁或其他建築物產生過大或差異沉降、位移、傾斜、開裂和失穩等嚴重損壞事故的主要原因。國內外從實踐中對軟土地基上的基礎工程設計技術、施工方法、地基加固等方面已積累了不少成功經驗和科研成果,只要對這些成果借鑒和使用得當,則軟土地基上的橋梁或其他建築物的安全是能得到保證的。以下著重介紹有關軟土地區橋梁基礎工程應注意的事項,其他建築物也可參考。
1.合理布設橋涵
在軟土地區,橋梁位置既要與線路走向協調,又要特別注意橋梁建築物對工程地質的要求,如果地基土層深,厚軟黏土,特別是流動性的淤泥、泥炭和高靈敏度的軟土,不僅設計技術條件復雜,而且將給施工、養護、運營帶來許多困難,應力求避免。另選擇軟土較薄、均勻、靈敏度較低的地段應更為有利。對於小橋涵,可優先考慮地表硬殼層較厚,下卧層為一般均勻軟土處,以爭取採用明挖剛性擴大基礎,降低造價,方便施工。
在確定橋梁總長、橋台位置時,除應考慮泄洪、通航要求外,究竟應將橋台覆於何處,不能拘泥於在一般地質狀況下的習慣做法,應考慮合理的利用地形,地質條件,適當的延長橋長,使橋台置於地基土質較好或軟土較薄處,用橋梁代替高路堤,減少橋台和填土高度,會有利於橋台、路堤的穩定,在造價、佔地、運營條件和養護費用等通盤考慮後,往往在技術上、經濟上都是合理的。
軟土地基上橋梁宜採用輕型結構,盡量減輕上部結構及墩台自重。由於地基易產生較大不均勻不變,一般以採用靜定結構或整體性較好的結構為宜,如橋跨結構可採用鋼筋混凝土箱形梁,橋台採用十字形、U形橋台,橋墩採用空心薄殼結構等。橋洞宜用鋼筋混凝土管涵、整體基礎鋼筋混凝土蓋板涵、箱涵以保障橋身剛度和整體性。
設計時所用到的軟土的有關物理力學性質參數,應盡可能通過現場原位試驗取得。並應注意,我國沿海、內陸等地的軟土由於沉積年代,環境的差異,成因的不同,他們的成層條件,粒度組成,礦物成分有所不同。有時其物理力學性質指標雖相近,但工程性質並不相近,故不應相互借用。
2.軟土地基橋梁基礎設計應注意事項
為保證地基穩定並控制沉降在容許范圍內,作為設計者應從減輕荷載和提高地基承載力兩方面著手。對於上部結構設計來說,控制建築物的長高比,採用輕型材料,充分利用硬殼土層作持力層,加強基礎的剛度和強度等都是有利地基穩定,減少沉降和不均勻沉降的有益措施。對於基礎設計來說,首先要確定天然地基的承載能力和由於施加荷栽可能產生的最大沉降量、沉降差,並據以確定地基是否需要加固。如軟土地基上的路堤就有「填築臨界高度」的規定,即指天然地基上用快速施工方法修築一般斷面路堤所能填築的最大高度。並非凡是軟土地基,就一定加固處理。
軟土地區的橋梁基礎,常用的是剛性擴大基礎和樁基礎,也有用沉井基礎的,在軟土地基上設置上述類型基礎時,應注意以下幾個問題:
(1)剛性擴大淺基礎。在較穩定、均勻、有一定強度的軟土上修建結構簡單、對地基沉降要求不嚴的短跨徑橋梁,常爭取採用天然地基(或配合砂礫墊層)上的剛性擴大淺基礎。但常產生諸如:因軟土的局部塑性變形而使墩台發生不均勻沉降,由於台後填土的影響使橋台前後端沉降不均而發生後仰,有時還同時使橋台向前滑移等工程事故,因此,在設計時應注意對基礎受力不同的邊緣(如橋台的前趾、後踵)沉降的檢算及其抗傾覆、滑動檢算。
防治措施:可採用人工地基,如有針對性的布設砂礫墊層,對地基進行載入預壓以減少地基的沉降和調整沉降差,或
Ⅶ 2.不良地質現象有什麼各有什麼現象發生如何防止
地質災害
地質災害是指在自然或者人為因素的作用下形成的,對人類生命財產、環境造成破壞和損失的地質作用(現象)它的主要類型有:滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷、地震等等。
滑 坡:是指斜坡上的岩體由於某種原因在重力的作用下沿著一定的軟弱面或軟弱帶整體向下滑動的現象。
崩 塌:是指較陡的斜坡上的岩土體在重力的作用下突然脫離母體崩落、滾動堆積在坡腳的地質現象。
泥石流:是山區特有的一種自然現象。它是由於降水而形成的一種帶大量泥沙、石塊等固體物質條件的特殊洪流。
地面塌陷:是指地表岩、土體在自然或人為因素作用下向下陷落,並在地面形成塌陷坑的自然現象。
滑坡發生的前兆:1、泉水復活;2、土體上隆;3、岩石開裂或被剪切擠壓的音響;4、坍塌和鬆弛;5、變形發生突變;6、裂縫急劇擴張;7、動物異常驚恐、植物正常生長發生變化。
泥石流的識別:中游溝身長不對稱,參差不齊;溝槽中構成跌水;形成多級階地等
地面塌陷的前兆:泉、井的異常變化;地面變形;建築物作響、傾斜、開裂;地面積水引起地面冒氣泡、水泡、旋流等;植物變態;動物驚恐。
滑坡、崩塌、泥石流三者除了相互區別外,常常還具有相互聯系、相互轉化和不可分割的密切關系。
1、滑坡與崩塌的關系
滑坡和崩塌如同孿生姐妹,甚至有著無法分割的聯系。它們常常相伴而生,產生於相同的地質構造環境中和相同的地層岩性構造條件下,且有著相同的觸發因素,容易產生滑坡的地帶也是崩塌的易發區。例如寶成鐵路寶雞?綿陽段,即是滑坡和崩塌多發區。崩塌可轉化為滑坡:一個地方長期不斷地發生崩塌,其積累的大量崩塌堆積體在一定條件下可生成滑坡;有時崩塌在運動過程中直接轉化為滑坡運動,且這種轉化是比較常見。有時岩土體的重力運動形式介於崩塌式運動和滑坡式運動之間,以至人們無法區別此運動是崩塌還是滑坡。因此地質科學工作者稱此為滑坡式崩塌,或崩塌型滑坡、崩塌、滑坡在一定條件下可互相誘發、互相轉化:崩塌體擊落在老滑坡體或鬆散不穩定堆積體上部,在崩塌的重力沖擊下,有時可使老滑坡復活或產生新滑坡。滑坡在向下滑動過程中若地形突然變陡,滑體就會由滑動轉為墜落,即滑坡轉化為崩塌。有時,由於滑坡後緣產生了許多裂縫,因而滑坡發生後其高陡的後壁會不斷的發生崩塌。另外,滑坡和崩塌也有著相同的次生災害和相似的發生前兆。
2、滑坡、崩塌與泥石流的關系
滑坡、崩塌與泥石流的關系也十分密切、易發生滑坡、崩塌的區域也易發生泥石流,只不過泥石流的暴發多了一項必不可少的水源條件。再者,崩塌和滑坡的物質經常是泥石流的重要固體物質來源。滑坡、崩塌還常常在運動過程中直接轉化為泥石流,或者滑坡、崩塌發生一段時間後,其堆積物在一定的水源條件下生成泥石流。即泥石流是滑坡和崩塌的次生災害。泥石流與滑坡、崩塌有著許多相同的促發因素。
影響泥石流形成的因素很多也很復雜。它們包括岩性構造、地形地貌、土層植被、水文條件、氣候降雨等。泥石流既然是泥、沙、石塊與水體組合在一起並沿一定的溝床運(流)動的流動體,那麼其形成就要具備三項條件,即水體、固體碎屑物及一定的斜坡地形和溝谷,三者缺一不可。水體主要源自暴雨、水庫潰決、冰雪融化等。固體碎屑物來自於山體崩塌、滑坡、岩石表層剝落、水土流失、古老泥石流的堆積物及由人類經濟活動,如濫伐山林、開礦築路等形成的碎屑物。其地形條件則是自然界經長期地質構造運動形成的高差大、坡度陡的坡谷地形。
當具備了泥石流發生的三項條件,泥石流又是如何形成暴發的呢?一般有三種形式:
(1)地表水在溝谷的中上段侵潤沖蝕溝床物質,隨沖蝕強度加大,溝內某些薄弱段塊石等固體物松動、失穩,被猛烈掀揭、鏟刮,並與水流攪拌而形成泥石流。
(2)山坡坡面土層在暴雨的浸潤擊打下,土體失穩,沿斜坡下滑並與水體混合,侵蝕下切而形成懸掛於陡坡上的坡面泥石流。北京山區農民常稱之為「水鼓」、「龍扒掌」。
(3)溝源崩、滑坡土體觸發溝床物質活動形成泥石流。既崩、滑體便發生潰決,強烈沖擊並帶動溝床固體碎屑物的活動而形成泥石流。要防止地質災害要分類對付。。。。。。
Ⅷ 什麼是不良地質現象,常見的不良地質現象有哪些
不良地質現象:對工程建設不利或有不良影響的動力地質現象。它內泛指地球外動力作用容為主引起的各種地質現象,如崩塌、滑坡、泥石流、岩溶、土洞、河流沖刷以及滲透變形等,它們既影響場地穩定性,也對地基基礎、邊坡工程、地下洞室等具體工程的安全、經濟和正常使用不利。
Ⅸ 求一篇有關工程地質的論文
工程地質學是世紀才建立和發展起來的一門地球科學。工程地質專業在工程建設中具有十分重要的位置。工程地質工作的質量,對工程方案的決策和工程建設的順利進行至關重要。由於地質問題引起的工程事故時有發生,輕則修改設計延誤工期,嚴重時造成工程失事給人民生命財產帶來重大損失。近年來,工程地質勘察質量有下滑現象,工程地質分析不夠深入,有的甚至出現工程地質評價的結論性錯誤。今後十年,將有可能成為水利水電工程建設的又一個事故高發期。工程地質對地球環境的保護要發揮重要作用。工程地質面臨著新的機遇和挑戰。關鍵詞 。
關鍵詞:工程地質 水利水電 勘察 環境 分析 人才 機遇
工程地質對於工程師來說並不陌生。然而,由於人類工程活動引起地質環境的改變,工程地質問題造成工程建設的被動與失敗的若干實例證實,許多人對工程地質又是陌生的。
人類歷史剛剛翻開新千年新世紀的第一頁,一場以高新技術為前導的產業革命卻早已開始了,工程地質學科必將在這場革命中獲得新生。當然,我們更應該看到技術的每一次革命性進步,都伴隨著矛盾與沖突,特別是體制和機制問題,是生產力與生產關系的相互作用,需要協調與適應,改革就成為必然。
當前,工程地質學科正在經歷著前所未有的挑戰,工程地質專業正面臨著新的發展機遇。人類與自然的關系不是斗爭而是相互作用和相互影響;人類工程活動不是改造自然而是如何順應自然。人類賴以生存的地球環境問題,工程地質學家和地質師都要認真關注,並勇敢地承擔起應盡的職責。
1 工程地質學科的起源與發展
工程地質學是研究人類工程建設活動與自然地質環境相互作用和相互影響的一門地球科學。20世紀初,為了適應興建各種工廠、水壩、鐵路、運河等工程建設的需要,地質學家開始介入解決工程建設中與地質有關的工程問題,不斷地進行著艱苦的工程實踐和開拓性的理論探索,首次出版了「工程地質學」專著,工程地質學開始成為地球科學的一個獨立分支學科,工程地質勘察則成為工程建設中不可缺少的一個重要組成部分。二次世界大戰以後,全世界有了一個較為穩定的和平環境,工程建設的發展十分迅速,工程地質學在這個階段迅速成長起來了。經過半個多世紀的工程實踐和理論探索,工程地質學大為長進,內涵和外延都煥然一新,成為了現代科學技術行列中的重要分支學科。
中國的工程地質事業在解放前基本上是空白,建國後才有了長足的進步和發展。50年代初開始引進蘇聯工程地質學理論和方法,走過了我們自己的工程實踐和理論創新的輝煌歷程,形成了有自己特色的工程地質學體系。特別是在水利水電行業,舉世矚目的三峽、小浪底等特大型水利樞紐工程的開工建設,瀾滄江、紅水河、雅礱江、烏江、黃河等大江大河眾多大型梯級水電站的興建,以及若干正在開展前期工作的其它水利水電工程,充分積累了在各類岩性地區和各種復雜地質條件下進行地質工作的豐富經驗,建立了一套比較完整的工程地質勘察規程規范。重大工程建設不斷地將數理學科的新成就和高新技術及時吸收進來,極大地豐富了工程地質學科的內容,有力地促進了工程地質學科的發展,使我國工程地質學達到現代科技水準,逐漸成為國際工程地質界的重要成員之一。
今天,工程地質專業學科的內涵已經遠遠超出了傳統工程地質定性描述和定性評價的范疇,發展成為集多種勘探手段去獲取基礎性地質資料,並對這些資料進行歸類匯總、整理分析、定性評價、定量評價、地質預測、工程措施的建議等等既特殊又復雜的綜合性專業。任何一個成熟的設計師,都會清楚地意識到工程地質專業在工程設計中的重要位置。無數重大工程成敗的實例足以證明工程地質專業在工程建設中的權威性。
在學術界,有國際工程地質學會,國內的中國地質學會、中國水利學會和水力發電工程學會等全國性學術組織都專門設立有工程地質專業委員會,水利水電行業中全國性的學術組織還有「水利水電工程地質信息網」。此外,全國性的勘測技術協會主要還是工程地質專業。這些學術組織為我國各行各業的工程建設作出了重大貢獻,發揮了巨大作用。
2 水利水電工程地質的特點
2.1 特殊性與復雜性
在水利水電、電力、工民建、交通、港航、航天、航空、地礦、市政建設等等凡是存在土建工程,要與地質體(地基)打交道的行業,都有工程地質專業,因此,我們稱工程地質專業是工程建設的基礎性專業,是不必爭議的。由於水利水電工程建設自身的特殊性和復雜性,使得水利水電工程地質又是所有這些不同行業的工程地質專業中涉及面最廣、問題最復雜、任務最艱巨、聲望最高、最具權威性的業界龍頭。
水利水電工程建設的特殊性首先表現在工程建築物的特殊性。工業與民用建築到處可以見到基本相同甚至完全相同的建築物,可以部分或全部套用標准設計圖紙。而水工建築物則不然,世界上有成千上萬座水庫大壩,你就很難找到兩座完全相同的大壩。決定大壩的規模、壩型、結構等工程要素的自然條件很復雜,而工程地質條件則是最主要的自然條件之一。水工建築物的第二個特殊性是與水打交道,所承受的主要荷載是水荷載。水利水電工程不允許失事,一旦失事,損失將十分慘重。
水利水電工程建設的復雜性主要表現在工程規模大,專業多,涉及面廣,投資大,工期長,建築物的形式、結構、功能、荷載組合等等都十分復雜,特別是大型特大型水利水電工程更是如此。例如舉世矚目的三峽水利樞紐工程,涉及到中國的政治、經濟、社會、資源、環境、文化等方方面面,你很難找到其它基建工程可以等同於這樣的水利水電工程。因此,水利水電工程地質專業的特殊性與復雜性是由水利水電工程建設的特殊性和復雜性所決定的,同時,工程區自然地質環境的復雜性也決定了這個專業的技術難度。
2.2 實踐性與經驗性
水利水電工程地質的另一特點是強烈的實踐性與經驗性。在中國水利學會勘測專委會1999年度學術研討會上,工程地質界知名前輩專家天津院的李仲春教授語重心長地警示工程界:工程地質這個專業太難了,工程地質決策不是通過計算和試驗所能左右的,很大程度上取決於我們的工程經驗,即是十分成功的工程,也很難證明它既安全可靠又經濟合理。李仲春教授的肺腑之言充分表達了工程地質專業的實踐性與經驗性的深刻含義。
工程地質理論上的任何一項新進展,新方法,新技術,都必須通過大量試驗研究、分析論證和工程實踐的檢驗。例如,近二十年來隨著數理基礎學科和計算機技術的發展,壩基、洞室和邊坡穩定性分析計算的理論和方法有了長足的進展,但是這些計算成果仍然只能是工程設計和決策的一種參考,因此在工程界有一種通用說法:不可不信也不可全信。許多工程實例足以說明採取慎重態度的必要性。有些工程從分析計算上看是安全的,實際上卻出了問題;而另一些工程通過計算認為不安全,但卻安全運行了數十年。因此我們搞工程建設,工程經驗往往又是起決定作用的。
2.3 工程地質問題的長期性與隱伏性
水利水電工程地質的第三大特點:在地質體中留下的工程隱患具有長期性和隱伏性,甚至具有不可預見性。法國Malpasset拱壩失事和義大利Vajont水庫大滑坡,均為水工史上震驚世界的慘痛教訓,其地質隱患在整個勘測設計施工的全過程中沒有絲毫警覺。葛州壩工程壩基軟弱夾層問題導致工程停工,重新補充勘探並對設計進行重大修改。南盤江天生橋二級水電站廠房建在一個古滑坡上,開工後實在施工不下去了,搬出滑坡體後又位於另一個滑坡體的腳下。該電站的引水隧洞工程地質條件更是復雜得令建設者們防不勝防。由於地質體中留下的工程隱患造成的工程事故,輕則修改設計,重則工程報廢,或造成生命財產的重大損失,這樣的例子實在太多,舉不勝數。
2.4 工程地質測不準原理
著名的量子力學測不準原理:「不能同時測准粒子在某一瞬間的速度和位置」。我們不妨借用這個原理來揭示工程地質的一些本質性問題。事實上,地質體中的某些性質的確是測不準的。例如某一組結構面的產狀,你只能用一個區間值來表述,如果僅用一個確定值來表述則肯定不符合客觀實際。又如工程地基岩體的物理力學參數,它只能是一個區間值或統計值,因為地質體中每一點的性質都可能是變化的。地質參數精確到某一個具體數值的時候,千萬不要把它當成是絕對准確的,否則會誤導精確評價的可信性。據此,我們可以將工程地質測不準原理表述為:「地質體的工程性質不可能用絕對准確的參數來確定,它們只能是通過地質測繪、勘探、試驗、分析、統計和經驗判斷後提出一個建議區間值,供設計師根據建築物的性質在這個區間值中選取設計採用值」。近二十年來,概率統計、模糊數學、灰色理論等數理學科廣泛應用於工程地質分析領域,可以說是對工程地質測不準原理的有力支持。有些設計師不能理解地質師為什麼只能提出區間值,而不提出確定的數值,當他們對測不準原理透徹理解之後,這種疑問將會自然消除。3 工程地質的技術進步
工程地質勘察技術近二十年來有了長足的進展。測量、物探、鑽探、試驗等在儀器、設備、新技術、新方法、新手段方面不斷推陳出新,為工程地質提供了強有力的技術依託。由於有了各種新技術的支持,工程地質分析從定性到定量就成為可能。定量分析的新理論層出不窮,在學術界十分活躍。
計算機技術的發展對工程地質來說是一場真正的技術革命,從外業資料收集和內業資料整理的工作程序、工作方法、產品成果、質量標准等等均與傳統的工程地質有較大的差異,應用前景振奮人心。「工程地質計算機應用技術協作網」業已正式成立,必將對工程地質技術進步起到積極的推動作用。工程地質計算機應用主要包括六大課題:①數值計算;②制圖;③資料庫;④文檔管理;⑤專家系統;⑥網路系統。這六大課題既是多年來本專業計算機應用的實踐,也是我們將繼續探討的主要課題,還需要在今後的實踐中賦予新的內涵。
4 工程地質專業的任務與責任
工程地質專業的主要任務是:①選址,選擇在地質條件上相對最優的工程建築地區或場地;②評價,闡明工程建築區或場地的工程地質條件,進行定性和定量的工程地質評價,准確界定工程地質問題;③預測工程建築物興建和運用過程中地質條件的可能變化,為研究改善和治理工程地質缺陷的措施提供依據;④調查工程建築物所需的天然建築材料等。歸納起來的表述:為工程建設提供基礎性和專門性地質資料,為工程選址、建築物設計以及不良地質條件的工程處理提供技術依據,同時對地質環境的變化作出預測。
為了完成以上任務,需要針對工程建築物區進行工程地質勘察和工程地質分析,界定和研究主要工程地質問題。工程地質勘察需要勘察目的明確,工程概念清晰,勘察手段多樣,勘探精度滿足要求。工程地質分析要求方法正確,計算可靠,參數可信,建議措施符合工程實際。工程設計最關心的是建築物地基的工程地質條件和物理力學性質,因此工程地質工作的最終體現是工程地質定性和定量評價。
工程地質專業只對提交給設計採用的地質資料負責,其物理力學參數也僅僅是建議值,不在建議值范圍之內的設計採用值和不適應地質條件的設計方案,地質師不負責。但是,地質師有責任對不符合或不適應地質條件的設計方案提出質疑,對可能存在的工程隱患要與設計師充分交底,對不良工程地質缺陷有責任提出工程處理措施的建議。
一般說來,正規勘測設計院的勘測隊伍,已經過幾十年工程實踐的檢驗,在正常情況下都可以完成以上任務並盡到地質專業的責任。本文以下章節列出的工程地質工作中存在的若干問題,是歸納了筆者從事工程地質工作十多年來的所見所聞,供地質師們分析問題時參考。
5 工程地質工作存在的問題與對策
5.1 工程地質勘察的質量問題
在工程地質勘察過程中,一般問題較多的是工程概念不清,勘探側重點不明確,針對性不強,方法不當,手段落後;工程地質分析工作中所選擇的理論、方法、計算公式等與實際情況有較大出入,其適應條件的物理意義混淆不清;地質報告中基本地質條件不清楚,主要工程地質問題界定不準確或論證不充分,有問題遺漏甚至結論性錯誤;有些地質報告沒有地質結論,也有些工程沒有做多少地質工作就先下結論,極不嚴肅。此類問題往往造成階段性工程審查不能一次性通過,可能延誤開發時機;或者盡管通過了審查,但卻給工程留下了隱患,這種情況的危險性更大。
5.2 相關專業的理解問題
一種情況是地質師對其它專業不理解,這需要加強跨專業的學習。另一類現象是設計施工等相關專業對工程地質的不理解。有的不懂地質卻偏要提出一些不切實際的勘探要求,有的工程由設計人員來布置地質勘探工作;有的設計人員對地質專業知其然不知其所以然,自以為是包打天下,不結合地質條件設計不當;也有的是不尊重自然地質規律,野蠻施工,嚴重破壞地質體的自然結構,造成重大工程事故。所有這些非地質專業的問題,往往在出了問題之後又向地質專業推卸責任,令地質師們不知所雲。工程地質界知名專家學者孫廣忠教授指出:「實際上,在地質工程實踐中脫離地質實際的實例隨手可拾,可以說,地質工程施工中出現事故的絕大部分是設計和施工脫離地質實際的結果,或者是對工程地質條件沒有搞清楚或認識不清的結果,如果離開了地質基礎,則其理論必將脫離地質實際必將作出錯誤的結論」。
潘家崢院士等前輩專家早已強調過地質學水工,水工學地質。足以可見專業之間的交叉滲透問題,早已被專家們的真知灼見道出了關鍵,就看我們作何行動。
5.3 勘測周期不合理的問題
從工程地質勘察到地質報告的提交需要一定的工作周期,這是再簡單不過的道理。但有些工程沒有基礎性的前期投入,一旦要報項目,立即就要求提交地質報告;還有些工程是今天提交了可研報告,明天就提交初設報告。此類情況多為地方性工程,一般國家投資的大型工程出現這種局面的不多。沒有足夠的勘測周期所造成的後果是嚴重的,地質條件不清楚,投資控制不住,施工後修改設計,或由於地質問題造成承包商巨額索賠等等。更可怕的是留下了工程隱患,可能造成重大工程事故。
5.4 規程規范的問題
規程規范的問題較多,甚至產生了一些混亂。水利系統與水電系統的勘測設計階段不一致,規程規范也有區別。歷經十多年的編寫報批,1999年才頒布的國家標准《水利水電工程地質勘察規范》,在勘測程序和新技術的應用方面都已經明顯地落後於時代的發展,一經頒布實施就難以把握。更為令人難以理解的是另一部國標《岩土工程勘察規范》並不完全適合於水利水電工程地質,而建設部的一些工程勘察監督機構則以此為依據對水利水電勘測設計單位實施質量檢查,使勘測單位不得不準備滿足兩種規范的兩套地質報告分別對付審查和檢查。規程規范的修訂和出台周期太長,完全不能滿足工程建設的需要。水利與水電分家之後,對於工程地質這個專業來說其工作性質是一樣的,但卻存在不同的技術標准和勘測程序,這種情況還要繼續下去,需要尋求解決或協調方案。
5.5 人才問題
文革十年造成的人才斷層已經出現。有豐富工程實踐經驗的前輩地質師相繼離崗,各勘測設計院明顯缺地質總工人才,八十年代期間各院比較整齊的地質副院長和院級地質總工,近年來在一些勘測設計院已經相繼斷檔,或後繼無人,或後備人才尚不成熟。勘測行業不景氣,社會地位和經濟地位與工程地質專業不相適應,工作環境、工作條件的局限,人才資源開發機制的問題,擇業行為中的浮躁動機等等,都不同程度地影響著優秀地質師的成長。
高質量高水平的工程地質分析成果,出自於高水平高素質的地質師。有人說二、三年就可以培養出地質專家,實屬無知。要培養出一個具有工程地質分析能力,能夠解決復雜問題的地質師,沒有十年以上的功夫,大量的工程實踐,自身的敬業精神,理論聯系實際,相關學科專業的學習和滲透,是決不可能的。十年樹木百年樹人,在地質師的培養過程中可以充分體現出來。培養優秀地質師的難度可以說遠遠超過培養博士、研究員和教授的難度。
社會的發展和日趨激烈的競爭市場,對地質師素質的要求也將越來越高,最好是跨專業的復合型人才。競爭的實質是人才的競爭。勘測隊伍要走向市場,必須重視高素質人才的培養,重視人才資源的開發。
5.6 技術管理問題
工程地質勘察質量的控制,技術管理是主要環節之一。近年來一些單位提交的勘測設計報告中的地質章節不是地質師寫的,報告的編制人中沒有地質專業負責人,或地質報告沒有院級地質負責人審查把關,報告和圖紙中的錯誤較多。這種情況給總院增加了審查難度,同時也有損勘測設計單位的質量和水平形象,還會延誤工程報批的時機。當然也有上級單位工程審查把關不嚴,助長了這種技術責任心不強的現象。
5.7 其它問題
前期工作投入不夠,有些地方部門長期拖欠勘測經費;體制問題,市場競爭不規范,非水利水電勘測單位從事水利水電勘測工作存在工作方法、技術要求和工程地質評價等方面的差異;勘測工作經費仍然按落後的實物工作量計算,造成多勘探多爭錢,地質分析多出力多賠本的事實上的不合理現象,長期以來得不到解決。勘測技術的科技含量低,新技術新方法投入少,不能滿足現代工程技術發展的要求。
5.8 今後十年將進入工程事故的高發期
鑒於對以上若干問題的擔憂,今後十年有可能是我國水利水電工程事故的又一個高發期,這一悲觀性預測有些危言聳聽,但願不要成為被不幸言中的事實。
5.9 解決問題的對策
解決問題首先要分清責任。規程規范和部分技術管理方面的問題應該由總院負責;勘測周期不合理,前期工作投入不夠等問題應該是地方部門或者計劃部門負責;質量、人才、相關專業的協調等問題自然應該由勘測設計單位負責;其它問題大家都有責任,但主要還是取決於大環境。
責任分清楚了,落實到要有人來抓,所有問題雖然我們不敢說都能很好地得到全面解決,但至少可以前進一大步。最可怕的是大家都在暢談必要性重要性,結果都是紙上談兵,沒有實際行動。筆者在這里也就是誇誇其談而已,不可能提出可以操作的具體解決方案,這種方案也不該我們提,該誰提?當然應該是誰負責抓,誰就提方案追落實精指揮勤檢查,最終歸結到誰領導的關鍵問題上。到此為此,我們的對策就算出台了。
其實,我們這里列出來的眾多實際問題,本質上和深層次的是體制和機制問題,需要通過改革才能從根本上解決。隨著勘測設計市場化進程的加快,新技術與舊管理的沖突,老觀念與新思想的交鋒,既是矛盾又是改革的動力,這是不難理解的。
6 工程地質要抓住機遇迎接挑戰
汪恕誠部長曾經講話強調:「不能老修改設計,因為搞招投標尤其是國際合同,修改設計就意味著被索賠」。少修改或不修改設計,是對工程地質提出的更高要求。基本地質資料不準,修改設計就是必須的。高標准嚴要求就是挑戰和機遇。
人類社會的進步與發展,實際上又是一部人與自然相互協調和相互影響的壯麗史詩。以前我們把人與自然的關系當成是與天斗與地斗的斗爭關系,實踐證明,人與大自然斗爭的結果,雖然取得了一些局部性的小勝利,而大自然反過來對人類的懲罰卻是災難性的。人類的每一次產業革命,無不與工程建設有直接關系,與地質環境有直接或間接關系。建國以來,我國的基本建設此起彼伏,水利水電工程建設從無到有,新一輪的建設高潮正在興起。在多專業組成的基建隊伍這個龐大樂團中,地質師要起到指揮和首席演奏家的作用,甚至還要擔負起獨奏華彩樂章的作用。
盡管工程地質學科正在經歷著前所未有的挑戰,工程地質工作也存在著這樣那樣的問題和難題,然而這更是機遇。抓住機遇迎接挑戰,順應自然,保護環境,防止災害,造福人類,是工程地質學家和地質師的艱巨任務和不可推卸的責任。主要參考文獻:
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10 瑞德尼克[蘇],《量子力學史》科學出版社,1979年9月轉貼於 中國論文下載中心 http://www.studa.net[首頁]
Ⅹ 導讀:名詞:工程地質學,不良地質現象,1,工程地質條件包括哪些因素
工程地質學是研究與人類工程建築等活動有關的地質問題的學科。地質學的一個分支。工程地質學的研究目的在於查明建設地區或建築場地的工程地質條件,分析、預測和評價可能存在和發生的工程地質問題及其對建築物和地質環境的影響和危害,提出防治不良地質現象的措施,為保證工程建設的合理規劃以及建築物的正確設計、順利施工和正常使用,提供可靠的地質科學依據。
不良地質現象:對工程建設不利或有不良影響的動力地質現象。它泛指地球外動力作用為主引起的各種地質現象,如崩塌、滑坡、泥石流、岩溶、土洞、河流沖刷以及滲透變形等,它們既影響場地穩定性,也對地基基礎、邊坡工程、地下洞室等具體工程的安全、經濟和正常使用不利。不良地質包括滑坡地區、崩塌地區、岩堆地區、泥石流、溶洞地區、瓦斯地區、地下水。
工程地質條件是指工程建築物所在地區與工程建築有關的地質環境各項因素的綜合。
這些因素包括:
(1) 地層的岩性:是最基本的 工程地質因素,包括它們的成因、時代、岩性 、 產狀、 成岩作用特點、 變質程度、風化特徵、 軟弱夾層和接觸帶以及 物理力學性質等。
(2) 地質構造:也是工程地質 工作研究的基本對象,包括褶皺、斷層、節理構造的分布和特徵、地質構造,特別是形成時代新、規模大的優勢斷裂,對地震等災害具有控製作用,因而對建築物的安全穩定、沉降變形等具有重要意義。
(3) 水文地質條件:是重要的 工程地質因素,包括地下水的成因、埋藏、分布、動態和化學成分等。
(4) 地表地質作用:是現代地表地質作用的反映,與建築區地形、氣候、岩性、構造、地下水和 地表水作用密切相關,主要包括滑坡、 崩塌、 岩溶、 泥石流、風沙移動、河流沖刷與沉積等,對評價建築物的穩定性和預測工程地質條件的變化意義重大。
(5) 地形地貌:地形是指地表高低起伏狀況、山坡陡緩程度與溝谷寬窄及形態特徵等;地貌則說明地形形成的原因、過程和時代。平原區、丘陵區和山嶽地區的地形起伏、土層厚薄和基岩出露情況、地下水埋藏特徵和地表地質作用現象都具有不同的特徵,這些因素都直接影響到建築場地和路線的選擇。
(6)天然建築材料:結合當地具體情況,選擇適當的材料作為建築材料,因地制宜,合理利用,降低成本。