工程地質評價基本方法
⑴ 場地工程地質條件分析與評價的方法有哪些
這個任務量很大啊··
⑵ 地質災害防治工程評價的基本方法
一、地質災害防治工程評價的基本目的與內容
地質災害防治工程有兩種解釋。從廣義上看,地質災害防治既包括:區域地質自然環境治理;直接性地質災害的監測、預測、預報、預防和治理;還包括地質災害救災以及減災宣傳、減災法規等減災管理工作。從這個意義上說,地質災害防治是一項內容十分廣泛的系統工程。與此相區別的是狹義的地質災害防治工程。狹義的防治是針對某一個地質災害體或某一個較小范圍內的某種地質災害——如一個危岩、滑坡、泥石流或一個地區的岩溶塌陷、地面沉降、地裂縫等所實施的以限制地質災害活動和保護受災體為目的的直接性防治措施。這些措施主要包括上面已經介紹的工程措施,以及監測、預測、預報等措施。
廣義的地質災害防治工程不但包括的內容十分廣泛,而且還常常涉及廣泛的地區。為了更有效地減災、防災,促進地區經濟或區域經濟與資源、環境的協調發展,對此進行全面的分析評價,使其充分發揮作用,這無疑是非常必要的。但這種分析評價一般都需要結合地區或區域環境整治和經濟發展進行綜合研究。這種研究屬於區域環境-經濟研究范疇,不是本課題研究任務。這里所指的防治工程評價是對狹義的地質災害防治工程的分析評價,是針對某一具體災害對象防治措施的減災效果和經濟合理性進行分析評價。
地質災害防治工程評價的目的就是實現地質災害防治的最優化原則。如前所述,地質災害防治具有相對性特點。特別是對於我們這樣一個面積遼闊的大國,地質災害分布十分廣泛,不可能、也沒必要對所有的地質災害都進行全面的預防和治理;尤其是在國家和社會財力還非常有限的情況下,只能選擇少部分重點災害進行專門防治。因此,這就需要通過防治工程評價,對比不同災害防治項目的可能效益,在此基礎上規劃安排防治順序,確定優先防治項目,以便使有限的防治資金最充分的發揮作用。
地質災害防治工程評價除了為確定防治項目提供直接依據外,對於已經選定的防治項目要取得充分的防治效果,同樣有許多經濟問題和技術問題需要進一步地分析、評定。對於某一地區的地質災害可能有多種防治方法。因而首先應研究哪種或哪些方法最符合實際。它不但在措施上最為得力,而且經濟效益最佳。這就需要進行技術分析和經濟評價。此外,即使已經選擇了防治措施,但是在工程設計中,按照哪一級設防標准設計工程規模,既能夠有效地防治災害,保護受災體,又不致浪費資金,這也需要進行技術分析和經濟評價。例如,不同情況下泥石流災害的防治措施可以有很大不同。如果泥石流活動非常頻繁,而危害對象僅僅是少數散居在山區的農戶時,就不一定進行專門的工程防治,只需將這些農戶搬遷,安置到安全地區即可;然後結合植樹造林、水土保持進行環境治理,就可以收到既實現減災,又避免花費大量資金的效果。如果泥石流危害鐵路、公路安全,則應要根據實際情況採取不同的防治措施。如:局部改線,避開災害威脅;實施防護工程,保護鐵路、公路安全;治理泥石流,削弱其強度或導流至無交通設施分布地帶。如果泥石流危害重要企業或城鎮安全,就要實行包括生物工程、防護工程、治理工程在內的綜合防治措施。各種工程的設計標准,既要安全有效,又要經濟合理。因此,地質災害防治工程評價不僅是選擇防治項目的直接依據,而且也是項目防治方案優選的重要依據。
綜合上述,地質災害防治工程評價的基本內容和目的是:分析地質災害防治工程的科學性,評估地質災害防治工程的經濟效益,評價地質災害防治工程的可行性和合理性,為地質災害防治項目優選和方案優選提供依據。
二、地質災害防治工程評價方法
(一)地質災害防治工程的技術評價與經濟評價
根據地質災害防治工程評價內容,把它的評價方法相應地劃分為兩類。一類是技術評價,即:分析評價防治工程能否按照設計目標有效地扼制災害活動或者保護受災體;分析防治工程本身的結構、強度等是否符合規范或實際要求。技術評價主要是從自然科學角度綜合分析防治工程的可靠程度,評價它的功能或效果。第二類是經濟評價,即分析防治工程的經濟效益,從經濟學角度評價防治工程的合理性。技術評價和經濟評價雖然都是防治工程評價的不可缺少的方法,但由於不同地質災害技術評價的方法相差較大,而且在已有的勘查和研究工作中,對大部分地質災害防治工程已經形成了比較成熟的理論和方法,所以本課題僅進行防治工程的經濟評價分析。
(二)地質災害防治工程經濟評價核心指標及其特點
地質災害防治工程經濟評價的核心指標是防災經濟效益F(X)。效益是指某種經濟活動所獲得的成效與所付出的代價之比。生產產品的產業活動(如工業、農業)的效益是指產品的價值或利潤與產品成本的比值。房屋等工程建築效益指的是這些建築的價值與建築成本的比值。地質災害防治工程既不是生產性工程,也不是商品性工程。它的價值和經濟效益與一般工程具有不同的特點。主要有下列幾點:
1.間接性特點
在多種地質災害防治工程中,只有少數措施能產生直接效益。如為了治理泥石流災害實施生物工程,植樹造林,在一定時期後可得到一定收益。但這種收益只是一種附帶性的「副產品」。其主要效益是體現在保護了人民生命財產,減少了災害損失。所以,災害經濟學屬於守業經濟學。防災效益是通過「以負換正,減負為正、負負得正」的方式間接地反現出來。
2.潛在性特點
一般產品在投入使用以後,就為消費者所連續使用,其價值不間斷地發揮作用。但地質災害,特別是突發性地質災害,並不是每時每刻都在進行。所以,一般地質災害防治工程往往長時間地處於「待命」狀態,只有災害發生時,它才顯出「英雄本色」,發揮其「養兵千日,用兵一時」的功能。
3.長遠性特點
地質災害防治工程一般具有較長的使用期限,少則幾年,多則幾十年或上百年。除了在工程壽命期內產生效益外,有的地質災害經過一段時間的防治可基本消除。有的雖然沒能完全根治,但通過一定防治後,使地質災害防治地區的環境得到改善,走上了良性循環發展道路,逐步增強了防治地區自身的「免疫」功能,使地質災害不斷緩解,並最終消除。因此,其效益更是長遠無期的。
(三)地質災害防治工程經濟評價的基本要素
地質災害防治工程經濟評價的基本要素包括:災害危害強度(W(q)),即地質災害對受災體的威脅破壞程度;防災度(F(s)),即防治工程對災害的可能防禦程度;設防標准(F(b),即防治工程的設計防災能力;防災功能(F(g)),即防治工程可能實現的消災能力、對受災體的防護能力以及可能產生的其它作用;防災收益(F(y)),即用貨幣形式反映的防災功能;防災成本(F(c)),即亦稱防災投入,指防治工程所需要的材料、勞動等投入,在核算時可用貨幣反映。
(四)地質災害防治工程經濟效益核算方法
1.地質災害防治工程功能函數模型
如前所述,地質災害防治工程效益主要體現在減損作用,少數工程具有社會經濟增殖功能。因此,分別用損失函數(L(s))和增殖函數(I(s))來反映:
地質災害災情評估理論與實踐
(1)式表明,災害損失(L)隨防災度(S)的增大而減小。它在對災害無任何防治能力時,即S趨於0時,理論上災害破壞作用將無限延長,災害損失趨於極大值(無窮大);當防災度趨於100%(或實際應用中出現S>1的高冗餘度,即防治力度超過發災潛力)時,災害損失趨於零。
(2)式表明,防治工程的增殖作用(I)隨防災度(S)的增在而增大。但它並不是無限的,其最大值取決於防治工程所具有的最大增殖可容度。
L(S)和I(S)的代數和構成防治工程的防災功能函數。即:
地質災害災情評估理論與實踐
式中L(S)為負值。
圖8-1和8-2反映了上述各種關系。
圖8-1地質災害防治工程投入與災害損失關系
圖8-2地質災害防治工程投入與效益關系
2.地質災害防治工程經濟效益評價模型
地質災害防治效益採用投入產出法進行計算。
一是純收益法。即以產出與投入的差值反映防治工程的經濟效益:
地質災害災情評估理論與實踐
二是相對收益法。即以投入產出的比值(簡稱產投比)反映防治工程的經濟效益:
地質災害災情評估理論與實踐
式中:F(x)1和F(x)2——防治工程在有效期內獲得的防治效益;
F(y)——防治工程在有效期內獲得的各種收益;
F(c)——按一定防災度和設防標准,規劃設計的防治工程的成本投入。
3.地質災害防治工程收益核算
如前所述,地質災害防治工程收益主要表現為減災收益,即實施防治工程後可能減少的災害損失。採用下列幾種方法進行核算。
(1)期望損失法減災收益等於無防治條件下的災害期望損失與防治條件下的期望損失之差。即:
地質災害災情評估理論與實踐
式中:F(g)s——減災收益;
S(Z)——無防治條件下災害的期望損失;
S(F)——設計防治工程條件下災害的期望損失。
其評價核算方法見本報告第七章。S(F)與S(Z)所不同的是在期望損失評價模型中,災害活動概率(速率)、危害強度、危害范圍等要素值需根據防治工程的設計目標確定。
(2)防災度法根據防治工程設計目標所要達到的防災度計算減災收益。即
地質災害災情評估理論與實踐
式中F(S)為防災度。在這里指的是實施防治工程後使災害經濟損失減少的幅度(%)。
(3)比擬法同已經運行的同類防治工程進行比擬,概略地確定減災收益。即:
地質災害災情評估理論與實踐
式中:k為修正系數;F(y)s´為同類工程的減災收益。
少數防治工程除主要取得減災收益外,還附帶有一定的增殖收益。對此,需根據收益性質進行核算。如農林牧產品收益可根據單位產品市場價核算。
防治工程的總收益為減災收益與增殖收益的總和。
4.地質災害防治工程成本核算
基本途徑是採用影子工程方法全成本核算防治工程的投入。
需要注意的是,防治工程投入是一種動態投入。所以,簡單地根據工程設計方案一次性地核算靜態投入就不能與以期望損失為基礎的減災收益相匹配,因而得不到合理的防治效益。
防治工程的動態投入首先表現在防治工程投入運行後,會隨著使用年限的延長而折舊壞損。因此,要麼降低效能,影響防災度;要麼需要維修,以基本保持其功能。在通常情況下,防治工程要進行經常性維修,因而要將維修費用連同初始成本一並計入工程投入。即防治工程投入等於初始成本加上維修費用。維修費用除了採用影子工程法進行測算外,還可以按照初始成本的一定比例進行核算。其比例數值可根據防治工程的使用年限,大致按折舊率的50%確定。
在核算防治工程投入時,除了需要考慮運行中的維修費用外,還需要考慮防治費用的折現情況。之所以如此,是因為我們在核算防治效益時,可能出現有關的不同要素(期望損失減少值、初始成本、防治費用等)的預測時間年份不同,那麼由於物價因素的影響,這些要素就不是「站在同一水平線上」,因而它們的可比性就將打折扣。基於這種情況,在核算防治工程投入時,需要根據利率變化進行貼現計算。其函數模型為:
地質災害災情評估理論與實踐
式中:PVr——防治工程投入費用的貼現值;
r——年名義利率;
t——時間(a)。
在離散的情況下,上式為:
地質災害災情評估理論與實踐
式中:i為年貼現利率。
(五)地質災害防治工程優化分析
如前所述,為了使有限的防治資金發揮最充分的減災效果,需根據最優化原則選擇防治項目和確定防治方案。所謂最優化原則,主要體現在三個方面,即:具有充分的科學性,符合地質災害防治特點和有關的規范、標准要求;在技術方法、財力、物力以及施工條件等方面切實可行;獲得最佳經濟效益。
防治工程的科學性、可行性主要通過技術分析進行評價。防治工程的經濟效益則是根據以上提供的方法進行分析評價。為了根據防治工程經濟評價結果,做好防治工程優選,對最優化理論和優選的基本方法進一步分析如下。
通常情況下,防治費用和防災度(或減災效果)互為消長關系。即防治投資增加,防治工程規模加大,防災度提高,災害損失下降。基於這種關系,為了有效地保護人民生命財產安全,當然是實施的防治工程越多、越可靠,減災效果越充分。但這顯然是不科學的,對於絕大多數地質災害防治工程來說,不可能片面追求防治效果,而不顧防治投入的多少。在這一矛盾面前最科學的選擇是實現防治效果與防治投入的最佳結合。
前面的圖8-1和圖8-2是根據多數實踐結果繪制的地質災害防治工程投入與災害損失和防治收益的一般變化關系。它表明,隨著防治工程投入的增加,雖然災害損失減少,收益增加,但它們都不是線性關系。當防治投入達到一定規模後,災害損失減少的幅度和防治收益增加的幅度會明顯降低,這意味著在此之前所進行的防治投入獲得的收益(產投差或產投比)明顯,而後的防治投入獲得的收益變小。因此,我們可以在對不同投資力度下防治工程經濟效益分析的基礎上,選擇預期損失或防治效益轉折部位O』的「臨界」投入F(c)』作為最佳投入。依此確定相應的防災度F(s)』及工程方案(圖8-3)。
圖8-3地質災害防治工程優化投入示意圖
當然,圖8-3顯示的是最理想的情況,實踐中的情況可能要復雜得多。有時所謂「臨界值」並不是一個點,而是一個區間,在這種情況下可採用該「臨界段」的平均值或最高值選擇防治方案。有時可能不存在「臨界點」或「臨界段」,在這種情況下只能根據不同設計方案的預期收益,直接分析對比後選擇最優防治方案。
在分析評價同一項目最優防治工程的基礎上,進一步對不同項目的最優方案進行分析對比,本著優中選優的原則,進行項目優選,編制防治規劃,排列防治順序。
⑶ 工程地質穩定性評價方法——以麗江-香格里拉段為例
一、概述
隨著滇藏鐵路工程的分段實施,麗江-香格里拉段的規劃設計已納入日程。但是,由於該段地形地貌和地質條件非常復雜,雖然經過多輪論證,線路仍難最後確定。按照初期規劃(圖13-1),滇藏鐵路麗江-香格里拉段共有3個走向方案可以比選:①麗江-長松坪-虎跳峽上峽口-香格里拉方案(西線方案);②麗江-大具-白水台-小中甸-香格里拉方案(組合方案);③麗江-大具-白水台-天生橋-香格里拉方案(東線方案)。初步分析認為,西線方案工程地質條件相對較好,可以作為推薦方案,該方案需要新建鐵路隧道34座,總長87130 m,占該段線路總長的54.4%,最長的隧道是位於麗江西北的玉峰寺隧道,全長10970 m;需要新建鐵路大橋39座(10253 m),涵洞182座(4547 m),橋涵占線路總長的9.2%。復雜的工程地質條件使得該方案仍存在許多問題,且工程建設難度大。
為了更好地指導該段鐵路選線,我們在區域地殼穩定性評價的基礎上,將基於GIS技術的層次分析法引入到麗江-香格里拉段鐵路規劃區的工程地質穩定性評價(工程地質條件評價)。在評價過程中,綜合考慮地形坡度、工程地質岩組、斜坡結構、地質災害發育現狀、地殼穩定性、微地貌類型(地形與鐵路設計高程高差)、人類工程活動、降水量、距離溝谷距離等因素,充分利用GIS技術處理海量數據信息的優勢,採用層次分析法模型,進行麗江-香格里拉段鐵路規劃區的工程地質穩定性評價。基於評價結果,可以很好的指導該段線路比選和優化。
二、基於GIS的層次分析法原理
層次分析法(Analytical Hierarchy Process,簡稱AHP)是美國數學家SattyT.L.在20世紀70年代提出的一種將定性分析和定量分析相結合的系統分析方法。它適用於多准則、多目標的復雜問題的決策分析,可以將決策者對復雜系統的決策思維過程實行數量化,為選出最優決策提供依據(圖13-2)。經過多年的應用實踐,不少研究者開始將GIS技術與AHP方法相結合,大大提高了傳統的AHP方法在地學研究中的應用效果(Harris et al.,2000;劉振軍,2001;彭省臨等,2005)。基於GIS的層次分析法充分利用GIS技術的空間分類和空間分析功能,在評價指標數據採集、處理和自動成圖方面具有明顯的優勢,不僅可以對工程地質穩定性的相關影響因素進行更細致的逐次分析,而且在計算過程中不受計算單元數量的限制,因而評價結果更直觀、更便於應用。
圖13-1 滇藏鐵路麗江-香格里拉段線路方案示意圖
圖13-2 基於GIS的層次分析法技術路線圖
基於GIS層次分析法的工程地質穩定性分區評價過程大致可分為以下步驟:
(1)確定研究區、研究對象及研究目標,並進行數據分析,確定進行工程地質穩定性分區所需要的數據,包括數據來源、數據質量指標等。
(2)將收集的各種資料進行數據處理,包括在MapGIS 6.7軟體平台上進行數字化、格式轉換、投影轉換、分層及屬性編碼等,建立研究區、研究對象的空間資料庫。
(3)根據研究目標的特徵,分析影響目標的因素,建立目標的層次指標模型和層次結構,構造判斷矩陣,由專家對影響因素進行綜合評分,並進行層次單排序、求解權向量和一致性檢驗,從而獲得各指標因素值,並運用GIS空間分析功能提取分析因子。
(4)採用ArcGIS 9.2軟體平台,對評價區域進行柵格化,每一個柵格作為模型評價的一個運算單元,並將資料庫中的數據按照規則進行柵格化處理。再採用圖形疊加的模型評價方式,將參與評價的各個因素權值分配到不同的柵格上。將各個因素進行圖形疊加,對屬性值進行代數運算,再將疊加後的柵格數據化,生成新的圖形,並形成最終評價結果。
(5)工程地質穩定性分區評價的數學模型:
滇藏鐵路沿線地殼穩定性及重大工程地質問題
式中:B——工程地質穩定性指數,aj——權重,Nj——指數。
(6)通過分析計算獲得的工程地質穩定性指數值的分布范圍,結合野外實際調查結果驗證,對不同區域的鐵路工程建設適宜性進行綜合分區評價。
⑷ 工程地質勘察的方法
工程地質勘察方法或手段,包括工程地質測繪、工程地質勘探、實驗室或現場試驗、長期觀測(或監測)等。
工程地質測繪
在一定范圍內調查研究與工程建設活動有關的各種工程地質條件,測製成一定比例尺的工程地質圖,分析可能產生的工程地質作用及其對設計建築物的影響,並為勘探、試驗、觀測等工作的布置提供依據。它是工程地質勘察的一項基礎性工作。測繪范圍和比例尺的選擇,既取決於建築區地質條件的復雜程度和已有研究程度,也取決於建築物的類型、規模和設計階段。規劃選點階段,區域性工程地質測繪用小比例尺(1:10萬,1:5萬);設計階段,水庫區測繪大多用中比例尺(1:2.5萬,1:1萬),壩址、廠址則用大比例尺(1:5000,1:2000,1:1000,1:500)。工程地質測繪所需調研的內容有地層岩性、地質構造、地貌及第四紀地質、水文地質條件、天然建築材料、自然(物理)地質現象及工程地質現象。對所有地質條件的研究,都必須以論證或預測工程活動與地質條件的相互作用或相互制約為目的,緊密結合該項工程活動的特點。當露頭不好或這些條件在深部分布不明時,需配合以試坑、探槽、鑽孔、平洞、豎井等勘探工作進行必要的揭露。
工程地質測繪通常是以一定比例尺的地形圖為底圖,以儀器測量方法來測制。採用衛星像片、航空像片和陸地攝影像片,通過室內判讀調繪成草圖,到現場有目的地復查,與進一步的照片判讀反復驗證,可以測制出更精確的工程地質圖。並可提高測繪的精度和效率,減少地面調查的工作量。
工程地質勘探
包括工程地球物理勘探、鑽探和坑探工程等內容。
①工程地球物理勘探。簡稱工程物探,其目的是利用專門儀器,測定各類岩、土體或地質體的密度、導電性、彈性、磁性、放射性等物理性質的差別,通過分析解釋判斷地面下的工程地質條件。它是在測繪工作的基礎上探測地下工程地質條件的一種間接勘探方法。按工作條件分為地面物探和井下物探(測井);按被探測的物理性質可分為電法、地震、聲波、重力、磁法、放射性等方法。工程地質勘察中最常用的地面物探為電法中的視電阻率法,地震勘探中的淺層折射法,聲波勘探等;測井則多採用綜合測井。
物探的優點在於能經濟而迅速地探測較大范圍,且通過不同方向的多個剖面獲得的資料是三維的。以這些資料為基礎,在控制點和異常點上布置勘探、試驗工作,既可減少盲目性,又可提高精度。測井則可增補鑽探工作所得資料並提高其質量。開展多種方法綜合物探,根據綜合成果進行對比分析,可以顯著提高地質解釋的質量,擴大物探解決問題的范圍,縮短工程地質勘探周期並降低其成本。由於物探需要間接解釋,所以只有地質體之間的物理狀態(如破碎程度、含水率、喀斯特化程度)或某種物理性質有顯著差異,才能取得良好效果。
②鑽探和坑探。採用鑽探機械鑽進或礦山掘進法,直接揭露建築物布置范圍和影響深度內的工程地質條件,為工程設計提供准確的工程地質剖面的勘察方法。其任務是:查明建築物影響范圍內的地質構造,了解岩層的完整性或破壞情況,為建築物探尋良好的持力層(承受建築物附加荷載的主要部分的岩土層)和查明對建築物穩定性有不利影響的岩體結構或結構面(如軟弱夾層、斷層與裂隙);揭露地下水並觀測其動態;採取試驗用的岩土試樣;為現場測試或長期觀測提供鑽孔或坑道。
鑽探比坑探工效高,受地面水、地下水及探測深度的影響較小,故廣為採用。但不易取得軟弱夾層岩心和河床卵礫石層樣品,鑽孔也不能用來進行大型現場試驗。因此,有時需採用大孔徑鑽探技術,或在鑽孔中運用鑽孔攝影,孔內電視或採用綜合物探測井以彌補其不足。但在關鍵部位還需採用便於直接觀察和測試目的層的平洞、斜井、豎井等坑探工程。
鑽探和坑探的工作成本高,故應在工程地質測繪和物探工作的基礎上,根據不同工程地質勘探階段需要查明的問題,合理設計洞、坑、孔的數量、位置、深度、方向和結構,以盡可能少的工作量取得盡可能多的地質資料,並保證必要的精度。
原位測試和實驗室試驗
獲得工程地質設計和施工參數,定量評價工程地質條件和工程地質問題的手段,是工程地質勘察的組成部分。室內試驗包括:岩、土體樣品的物理性質、水理性質和力學性質參數的測定。現場原位測試包括:觸探試驗、承壓板載荷試驗、原位直剪試驗以及地應力量測等(見岩土試驗、工程地質力學模擬)。
設計建築物規模較小,或大型建築物的早期設計階段,且易於取得岩、土體試樣的情況下,往往採用實驗室試驗。但室內試驗試樣小,缺乏代表性,且難以保持天然結構。所以,為重要建築物的初步設計至施工圖設計提供上述各種參數,必須在現場對有代表性的天然結構的大型試樣或對含水層進行測試。要獲取液態軟粘土、疏鬆含水細砂、強裂隙化岩體之類的、不能得到原狀結構試樣的岩土體的物理力學參數,必須進行現場原位測試。
現場檢測與監測
用專門的觀測儀器對建築區工程地質條件各要素或對工程建築活動有重要影響的自然(物理)地質作用和某些重要的工程地質作用隨時間的發展變化,進行長時期的重復測量的工作。觀測的主要內容有:岩、土體位移范圍、速度、方向;岩、土體內地下水位變化;岩體內破壞面上的壓力;爆破引起的質點速度;峰值質點加速度;人工加固系統的載荷變化等。此項工作主要是在論證建築物的施工設計的詳細勘察階段進行,工程地質作用的觀測則往往在施工和建築物使用期間進行。長期觀測取得的資料經整理分析,可直接用於工程地質評價,檢驗工程地質預測的准確性,對不良地質作用及時採取防治措施,確保工程安全。
⑸ 工程地質分區與評價
5.4.1 區域穩定性分區
海口地區區域穩定性分為二級。其中一級分區主要依據構造穩定性劃定,劃分為兩個區,基本上以馬裊-鋪前斷裂為界,以南為次穩定區,以北為不穩定區;二級分區主要考慮岩土體穩定性和地面穩定性劃分為4個地段(見圖5.1、表5.4)。
圖5.1 海口地區環境工程地質圖
表5.4 海口市城市調查區區域穩定性分區表
5.4.1.1 文明村、府城薜村、靈山、道殿村次穩定區(A)
(1)火山岩台地穩定地段(A1):①岩土體穩定性:該地段為火山岩台地,岩性為褐紅色粘土(玄武岩殘坡積土),局部(美楠村一帶)玄武岩裸露。土體呈可塑—硬塑狀,承載力特徵值230~660kPa,岩體飽和單軸抗壓強度53.8~184.4MPa,軟化系數0.1~0.84。岩體穩定性較好。②地面穩定性:本區除局部紅土較厚和台地坡度較陡的地段出現有沖溝、水土流失較嚴重外,就整個火山岩台地來說,地形起伏不大,水系不發育,地面穩定性較好。
(2)海積三級階地較穩定地段(A2):①土體穩定性:以可塑—硬塑含礫粘土、粉質粘土為主,承載力特徵值180~660kPa,穩定性一般。②地面穩定性:該地段地形波狀起伏,沖溝發育,地表遭受侵蝕切割,常引起崩塌,水土流失嚴重,地面穩定性差。
5.4.1.2 長流、秀英、海口、桂林洋不穩定區(B)
(1)長流-秀英海積階地基本不穩定地段(B1):①土體穩定性:主要為可塑狀粉土、粉質粘土,承載力特徵值140~270kPa,穩定性一般;局部分布膨脹土,膨脹土膨脹率2.1%,收縮率3.0%,自由膨脹率43%,具有濕脹干縮特徵,常對建築物造成破壞,土體穩定性差;沿海一帶為沙堤沙地和淤泥,土體結構鬆散,具流變性、觸變性,穩定性很差。金牛嶺一帶為玄武岩,穩定性相對較好。②地面穩定性:本地段為沿海地帶,地勢低平,常受洪潮侵襲,地下水埋深小,局部地段地下水對混凝土具腐蝕性,地面穩定性較差。
(2)海口、桂林洋三角洲平原不穩定地段(B2):①土體穩定性:主要為含砂粉質粘土、淤泥質粉質粘土和膨脹土。含砂粉質粘土為可塑狀,承載力特徵值50~240kPa;淤泥質粉質粘土,具有高壓縮性、流變性和觸變性,強度低;膨脹土膨脹率8.57%~13.07%,自由膨脹率43%~57%,具有濕脹干縮特徵,常對建築造成破壞;沿海是海灣、海灘沉積,鬆散狀。土體穩定性差。②地面穩定性:該地段地形低平,易受台風、洪潮侵害,土體具流變性,常引起地基不均勻沉降或擠出,南渡江沿岸,由於河流侵蝕,常出現崩塌,而沿海出現海岸淤積。地下水埋深淺,局部地下水對混凝土具侵蝕性。地面穩定性差。
海口城市環境地質調查區的區域穩定性評價工作,以地質調查為基礎,盡可能收集了各方面的資料,綜合分析了本區的構造、岩土體和地面穩定性,對海南島東北部進行初步的穩定性評價和分區。基本上以馬裊-鋪前斷裂為界,南部穩定性較好,北部穩定性差。海南島東北部設防地震基本烈度為Ⅷ度,設計基本地震加速度值為0.30g。因此,對重大工程建築要考慮其穩定性,採取相應的措施,進行防震設計。
5.4.2 工程地質分區與評價
在區域穩定性分區的基礎上,以地貌條件和岩土體工程地質特徵為主要依據,結合物理地質現象、環境工程地質問題和水文地質條件等因素,並考慮地域上的連續性,對海南島東北部進行工程地質分區,共劃分為5個區8個亞區(見圖5.1)。
5.4.2.1 新海-府城海風積平原沉積土區(I)
(1)新海海風積沙堤沙地鬆散砂類地基土亞區(Ⅰ1):主要分布於新海林場一帶沿海,呈堤狀,為海相堆積,後經風力改造加高而成,頂部常見草叢、沙丘、沙壟等。岩性以細砂、中砂或含礫中砂為主,局部為含礫粗砂,鬆散—稍密狀,宜作一般小型工民建築地基,但由於其淺層土層鬆散,側壓力大,邊岸、基坑易崩塌,另外,本區台風作用強烈,常使沙丘遷移造成工程設施的破壞或掩埋。
(2)榮山海積一級階地淤泥地基土亞區(Ⅰ2):分布於榮山—博養一帶,地形低平,上部為含貝殼砂、淤泥或中粗砂、粉土,下部為含礫粗砂、礫砂及粉土等。頂板埋深0~4.05m,一般小於2m,具流動性、高壓縮性。本區地基土軟弱,承載力低,並易受洪、潮侵襲,不宜做工民建築場地。
(3)秀英-府城海積三級階地粘性地基土亞區(I3):分布於區內火山台地與海積一級階地之間,地基土以更新統粉土、粉質粘土和上新統粘土為主,力學強度較高,地形平緩,外動力地質現象較少,適合各種工民建築和道路工程。但局部陡坡地帶有沖溝、崩塌等現象發生,在此地帶的工程建設應注意邊坡的穩定性。另外,本區地震烈度為Ⅷ度,工程建築應採取相應的抗震措施。
(4)府城海積階地中等膨脹地基土亞區(Ⅰ4):分布於儲城東沿階地邊緣,局部受河流侵蝕切割成殘丘地形,岩性以雜色粘土為主,上部覆蓋層多為人工填土或北海組含礫粉土。具中等膨脹性,由於具有濕脹干縮的特徵,建築物常被破壞。如海南幹部療養所地處孤丘上,建築物以秀英組(Q p1x)雜色粘土為天然地基,造成平房、水池等建築物開裂。
(5)浮陵水三級階地中等膨脹地基土亞區(I5):分布於三級階地後緣白水塘南一帶,岩性以雜色粘土為主,上部覆蓋層多為北海組(Qp2 b)褐紅色粉質粘土、粉土等,覆蓋層厚度小於2m,局部因眾多磚瓦廠開采已出露地基。本層土具有中等膨脹性,濕脹干縮常使建築物造成破壞,工程建築施工應對此引起足夠的重視。
5.4.2.2 海口-桂林洋、河口三角洲堆積平原沉積土區(Ⅱ)
沿東部海岸和南渡江河岸分布,為全新統地層,地基土力學強度一般較低。
(1)玉沙村海灘階地淤泥地基土亞區(Ⅱ1):分布於海口玉沙村—海甸島一帶,上部覆蓋層一般為人工填土、粉質粘土、粉土、中細砂等,岩性為灰黑色淤泥,呈流塑—軟塑狀。
本區地勢低平,易受台風洪潮侵蝕,淺部地基土軟弱,淤泥具高壓縮性、流變性、觸變性和不均勻性,常出現地基不均勻沉降或擠出、基坑滑移等,對工程建築不利。
(2)新埠島-鐵橋三角洲平原、河流階地夾淤泥質地基土亞區(Ⅱ2):分布於南渡江兩岸及河口一帶,呈向海凸出的扇形,地形平坦,微向海傾,區內出露的為全新統沉積層,岩性和土層結構復雜。
區內地基土強度一般,但隱伏有淤泥質粉質粘土,因此工程建設時應查明其分布和埋藏條件,採取防範措施。另外,本區南渡江沿岸河流侵蝕作用強烈,常發生崩塌,且本區地勢較低,易受洪澇、潮害和台風侵襲,對工程不利。
(3)桂林洋海灣一級階地淤泥質地基土亞區(Ⅱ3):分布於桂林洋農場以北,地基土以淤泥質粉質粘土為主,埋藏較淺,一般0.80~1.25m,具高壓縮性,強度低,不宜做天然地基。
本區地勢低平,易受風暴潮侵襲,對工程建築不利。本區地震烈度為Ⅷ度,鄰區發生過7.5級的強震,地基土有觸變性,工程建築應特別注重防震措施,以策安全。
5.4.2.3 長流海積三級階地粘性地基土區(Ⅲ)
分布於長流附近,被後期熔岩所包圍,地形平坦或略有起伏,地基土強度一般,物理地質現象不發育,適宜各種工民建築和道路工程,但地震烈度為Ⅷ度,應設防。
5.4.2.4 道殿村海積三級階地粘性土地基土區(Ⅳ)
分布於桂林洋農場北道殿村一帶,地形平坦,地基土強度一般,適宜一般工民建築,但由於地勢低平,易受風暴潮等影響,且地震烈度較高(Ⅷ度),應採取防範措施。
5.4.2.5 火山岩台地殘坡積地基土區(Ⅴ)
分布於長流文明村、府城薜村及靈山等地,美楠村一帶為玄武岩裸露區,但由於分布范圍較小,未進行分區而歸並於本區。殘坡積土岩性為褐紅色粘土,局部含鐵豆砂,下部為玄武岩。區內岩土力學強度較高,地形平緩,適宜各類工民建築場地,但由於殘坡積土孔隙比大,具高壓縮性,厚度變化大,土層中常見球狀風化玄武岩塊,易造成建築物的不均勻沉降,所以興建工程應查明其厚度變化,採取防範措施。
⑹ 區域環境工程地質評價
4.3.1區域穩定性分析
黃河三角洲是在基底構造甚為破碎、濟陽凹陷的一個次級負向構造單元上發育形成的。由於區內東北部位於北西向的燕山——渤海地震帶及北東向的沂沫斷裂地震帶的交匯部位,因而與新構造運動有關的構造地震異常活躍。據山東省地震局1985年10月布設的東營—墾利、陳家莊—河口的現代形變及牛庄—新刁口的兩次a徑跡測量結果,埕子口斷裂、孤北斷裂、陳南斷裂、勝北斷裂和東營斷裂的現代活動都有顯示,說明區內的區域穩定性較差。區內新生代以來的斷裂活動表現為具有繼承性脈動活動的特點。尤其是5號樁,樁西至海港一帶位於上述兩條活動斷裂地震帶的交匯復合部位,新生代以來斷陷幅度最大,歷史上曾發生過3次7~7.5級地震,區域穩定性差。根據以上的地震預測,影響烈度一般都在Ⅶ度以上,5號樁一帶為Ⅷ度。根據我國建築規范規定,一切建築物都應設防加固,以保安全。
區內飽和砂土、飽和粉土具有液化的宏觀條件。在歷史地震發生時,曾有噴水冒砂、地面裂縫等現象發生。其液化程度受以下因素影響:土的顆粒特徵、密度、滲透性、結構、壓密狀態、上覆土層、地下水位埋深、排水條件、應力歷史、地震強度和地震持續時間等。
由於黃河三角洲地質體物質組成主要是粉砂,且孔隙度較高,加之形成期堆積速率快,造成地質體中含水量高。隨著時間推移,在上覆沉積物擠壓下,孔隙中水逐漸被擠壓,造成地質體壓縮,導致地面下沉。根據1988年在黃河海港地區實測,該地區壓實下沉速率可達6cm/a,因此由於地面下沉所引起的海面相對上升則更加劇了海岸侵蝕。
另外,近幾十年來的人為活動加劇了本區地面沉降的發展,如:建築地基承載力不足引起的土體壓縮,地下水、石油、鹵水的開采所引起的含水層、儲油層壓縮等。
由此可見,黃河三角洲地區環境工程地質問題頗多,本節將對直接影響東營市經濟發展和規劃的地表下25m土體工程地質類型及其物理力學性質、工程地質性質的區域性變化等進行深入研究。
4.3.2土體的工程地質分類及工程地質特徵
區內小清河以北為黃河三角洲平原,小清河以南多為山前沖洪積平原,基岩埋深在數百米以下,表層均為第四系鬆散沉積物,鑒於一般工業與民用建築物地基持力層一般均在15m以上,一般中高層建築物持力層一般在25m以上的特點,下面僅以0~25m的土體為對象,進行分析和研究(圖4-6)。
圖4-6地表土體類型示意圖
1.土體的岩性與結構特徵
(1)土體岩性分類
區內0~25m深度內的地層多為第四系全新統地層,其沉積環境受黃河和海洋交互或共同影響,形成了以細顆粒為主的地層。所表現出的岩性以粉土最為廣泛,其次為粉質粘土、粉砂、粘土,局部有細砂,其主要岩性特徵見表4-6。
表4-6黃河三角洲0~25m地層岩性分類及主要特徵表
(2)土體結構特點
區內土體結構無單層結構,多為多層結構,(多層結構是指一定深度內由3層或3層以上的地層構成),這也是區內的沉積環境所決定的,該區瀕臨渤海,是河流的最下游段,河道游盪較頻繁,古地貌特點反復變化,攜帶泥、砂的水動力特點也隨之變化,因此,區內一般無巨厚的單層岩性沉積。
2.土體工程地質特徵
(1)山前沖洪積平原區土體工程地質特徵該區地面下25m的沉積物為第四系全新統沖積、洪積(
(2)古黃河三角洲區土體工程地質特徵該區地面下25m的沉積物為第四系全新統沖積、海積、湖沼相沉積(
(3)現代黃河三角洲平原區土體工程地質特徵
該區地面下25m的沉積物為第四系全新統沖積海積物(
3.地表下0~25m土體物理力學指標的變化規律
(1)古黃河三角洲區的物理力學性質總體上好於現代黃河三角洲,這正是由於現代黃河三角洲的成陸時間晚於古黃河三角洲,其自重固結的程度差於前者。
(2)無論是古黃河三角洲區還是現代黃河三角洲區各類岩性土層的物理力學指標顯示出一個較明顯的規律,即從地表向下隨深度的增加土層的物理力學指標以較好—較差—好發生變化。一般較差的深度段在5~10m和10~15m。這一變化規律也與區內的沉積環境相吻合,力學指標較差的深度段為1855年黃河改道以前沉積的沖湖積、沖海積相為主的地層。
4.3.3天然地基承載力、飽和砂土液化及軟土與鹽漬土
1.天然地基承載力
黃河三角洲地區基土承載力在不同位置、不同層位均有較大變化,從小於80kPa到大於300kPa。天然地基承載力指自地表算起的第一層或第二層基土(當第一層厚度小於3m,且第二層基土承載力高於第一層時,取第二層承載力數據)的承載力。區內天然地基承載力可分為4個等級(表4-7),其分布與變化規律與地貌單元有較密切的相關關系(圖4-7)。
(1)承載力低區(fk<80kPa)的分布
① 呈條帶狀分布於現代黃河三角洲工程地質區內。如利津縣虎灘鄉西南—河口區義和鎮南部、河口東南孤河水庫—渤海農場總場北以及現代黃河入海口北側等地,以上各地帶多為1855年以後成陸,且位於濱海低地或窪地內,排水條件差,自重固結程度低。
表4-7天然地基承載力分區特徵表
② 呈小片狀分布於古黃河三角洲平原區。如東營區勝利鄉南部,利津縣王莊鄉南部等。
(2)承載力較低區(80≤fk<100kPa)的分布
① 沿海岸線分布,寬度不一。
② 沿黃河泛流主流帶邊緣、前緣和窪地展布。如利津縣大趙鄉—虎灘—羅鎮—河口區一帶、集賢鄉—渤海農場總場、孤北水庫北部、利津前劉鄉—東營區西城,以及東營區龍居鄉—西范鄉一帶。
(3)承載力中等區(100≤fk<120kPa)的分布
① 分布於決口扇的頂部及緩平坡地區。如利津縣南宋—北宋—明集,東營區龍居鄉—油郭鄉—六戶鎮—廣饒縣丁庄鄉以及勝坨鄉—高蓋鄉等地。
② 分布於現代黃河三角洲頂點附近。如寧海鄉—汀河鄉、寧海鄉—傅窩鄉一帶。
③ 分布於現代黃河三角洲北部、東部。如河口區新戶—刁口鄉、孤東水庫—五號樁、墾利縣建林鄉—孤東水庫、建林—西宋鄉。
(4)承載力較高區(fk>120kPa)的分布
① 分布於古黃河三角洲的南部。如牛庄—陳官—小清河一帶。
② 分布於小清河以南的山前沖洪積平原區。
③ 零星分布於近代黃河三角洲平原區的地勢較高處。
2.飽和砂土液化
砂土液化是指處於地下水位以下鬆散的飽和砂土,受到震動時有變得更緊密的趨勢。但飽和砂土的孔隙全部為水充填,因此,這種趨於緊密的作用將導致孔隙水壓力驟然上升,而在地震過程的短暫時間內,驟然上升的孔隙水壓力來不及消散,這就使原來由砂粒通過其接觸點所傳遞的壓力(有效壓力)減少,當有效壓力完全消失時,砂層會完全喪失抗剪強度和承載能力,變得像液體一樣的狀態,即通常所說有砂土液化現象。
區內的飽和砂土、飽和粉土具有液化的宏觀條件,在歷史地震發生時,曾有噴水冒砂、地面裂縫等現象發生。其液化程度受以下因素影響:土的顆粒特徵、密度、滲透性、結構、壓密狀態、上覆土層、地下水位埋深、排水條件、應力歷史、地震強度和地震持續時間等。
液化判別就是根據土的物理力學性質及其他工程地質條件,對土層在地震過程中發生液化的可能性的判別。國家標准《建築基礎抗震設計規范》(GBJ11-89)中規定了飽和砂土、飽和粉土的液化判別方法,在對區內飽和砂土、飽和粉土的液化判別時,即依照了前述規范提供的方法,在液化勢宏觀判定的基礎上,採用了原位測試資料——標准貫入試驗進行了液化臨界值和液化指數的計算。根據液化指數對地基液化等級的劃分見表4-8。區內液化砂土的分布規律見圖4-8。
(1)嚴重液化區
① 分布於現代黃河三角洲頂點,向北向東呈扇形展布的黃河泛流主流帶的中上游部位,主要在陳庄鎮—六合鄉、虎灘鄉—義和鎮一帶。
圖4-7天然地基承載力分區示意圖
表4-8地基液化等級表
② 零星分布於廢棄河道帶和決口扇,如下述地帶:東營區永安鄉—廣北水庫一線,呈條帶狀分布,為廢棄河道帶;利津縣店子鄉—前劉鄉,呈片狀分布,為決口扇的中部;東營區史口鄉附近、東營區六戶鎮西側、河口區新戶鄉東北等地。
該區內的飽和粉土、飽和粉砂顆粒均勻,粘粒含量低,沉積厚度較大,形成年代新,固結程度差,因此是最易發生液化的地區。
(2)中等液化區
① 分布於較大的決口扇及決口扇前緣坡地地帶,利津縣城東—明集鄉—大趙鄉、東營區勝利鄉—董集鄉—油郭鄉一帶。
② 分布於黃河泛流主流帶或其邊緣地帶。寧海鄉—墾利縣城;陳庄鎮—傅窩鄉;渤海農場總場東—建林鄉—新安鄉;義和水庫南—河口區。
③ 在濱海低地帶內有零星片狀分布,五號樁及以東地區;刁口碼頭東北—孤北水庫北部;新戶鄉以西及以北的近海地帶。該區一般位於嚴重液化區的外圍及決口扇頂部位或零星分布於小規模的黃河主流帶,飽和粉土、粉砂的粘粒含量較低,固結程度較差,因此是較易發生液化的地區。
(3)輕微液化區
① 分布於古黃河三角洲泛濫平原及決口扇邊緣,如下述地帶:利津縣南宋鄉—北宋鄉;東營區龍居鄉—廣饒縣陳官鄉—丁庄鄉。
② 分布於現代黃河三角洲的非黃河泛流主流帶區,如下述地帶:利津縣王莊鄉—墾利縣勝坨鄉;利津縣集賢鄉—墾利縣城東部;河口區太平鄉—義和水庫。
該區粉土、粉砂的沉積厚度較小,粘粒含量較高,因此液化程度較輕。
(4)非液化區
① 分布於工作區小清河以南的山前沖洪積平原,該區地下水位埋藏深,水位以下的飽和粉土,粉砂密實程度較好,因此不易液化。
② 分布於沿海地帶的濱海低地,該區除河口相沉積外,地層粘粒含量較高或以粘性土為主,因此不易液化。
3.軟土與鹽漬土
(1)軟土
軟土一般是指天然含水量高、壓縮性大、承載力低的一種軟塑到流塑狀態的粘性土。如淤泥、淤泥質土以及其他高壓縮性飽和粘性土、粉土等。黃河三角洲地區地處渤海之濱,具有軟土的沉積環境,鑽探資料亦證明,區內呈片狀分布著軟土。
① 軟土的劃分標准
本次劃分軟土時採用如下方法:當滿足下列條件之一時,並且厚度大於0.50m,將其確定為軟土:承載力標准值fk<80kPa;標貫錘擊數N63.5≤2;靜力觸探錐頭阻力qc<0.5MPa;流塑狀態。
② 軟土的空間分布
軟土主要分布於區內的東北部濱海地帶、河口—刁口碼頭一帶。利津縣羅鎮—黃河故道西、墾利縣下鎮鄉東部,另外在利津縣明集鄉—廣南水庫一線呈不連續片狀、碟狀分布。
③ 軟土的成因及主要物理力學性質
區內的軟土具有兩種成因:①爛泥灣相沉積:在歷次河口的兩側,沉積的以細粒成分為主的土層,一直處於飽和狀態,排水固結過程進展緩慢,所以土的力學性質很差。顏色以灰褐色為主,流塑態,土質細膩,岩性以粉質粘土為主,夾粉土和粘土薄層。②濱海湖沼相沉積:顏色以灰—灰黑色為主,有機質含量較高,具腥臭味,為淤泥或淤泥質土。
圖4-8地基砂土液化分區示意圖
表4-9軟土的主要物理力學指標統計表
從表4-9中可以看出:區內軟土具有含水量高、孔隙比大、壓縮性高、承載力低的特點,在荷載作用下變形較大,對建築物極為不利。因此,在工程建設規劃時,應盡量避開有軟土分布的地區。在無法避開軟土的建築物,應對區內的軟土有足夠的重視,採取一定的處理措施,對於一般工業民用建築可採取粉噴樁法進行處理,對於高層重型建築物應採取深基礎,如沉管灌注樁等,以避開軟土的不利影響(圖4-9)。
(2)鹽漬土
當土中的易溶鹽含量大於0.5%,且具有吸濕、松脹等特性的土稱為鹽漬土。區內的鹽漬土為濱海鹽漬土,按含鹽性質則大部分屬氯鹽漬土,局部為硫酸鹽漬土,鹽漬土按含鹽量可分為弱鹽漬土(0.5%~1%),中鹽漬土(1%~5%)、強鹽漬土(5%~8%)和超鹽漬土(>8%),區內的鹽漬土主要為弱鹽漬土,局部地段有中鹽漬土(見圖4-10)。
4.3.4工程地基適宜性評價
工程建築地基適宜性受多種因素的影響,為達到評價結果清晰簡潔、合理反映出區內建築適宜性等級的目的,選用了專家聚類法(亦稱總分法)進行評價。評價過程為:首先擬定評價因子,對各評價因子量化、分級並給定各級別的標准分,其次用傅勒三角形法確定各評價因子的權重,然後計算各勘測點單項因子分值和總分值,再按各點的總分值進行分區。最終的評價結果見表4-10、4-11、4-12、4-13。
圖4-9軟土分布示意圖
圖4-10鹽鹼土分布示意圖
表4-10一般工業與民用建築地基適宜性評價方案(評價深度10m)
① 沉降因子
② DⅠ——山前沖洪積平原;DⅡ——古黃河三角洲平原;DⅢ——現代黃河三角洲平原。
表4-11一般工業與民用建築地基適宜性評價分區說明表
表4-12高層重型建築物地基適宜性評價方案(評價深度25~30m)
表4-13高層重型建築物地基適宜性評價分區說明表
一般建築、高層建築物地基適應性評價分區見圖4-11、4-12。
圖4-11一般建築物地基適宜性評價分區示意圖
圖4-12高層建築物地基適宜性評價分區示意圖
⑺ 岩土工程分析評價的方法有哪些
分析評價的方法
應採用定性分析評價與定量分析評價相結合的方法來進行。專一般的操作程序是:屬在定性分析評價的基礎上,方可進行定量分析評價;換言之,不經過定性分析評價是不能直接進行定量分析評價的。對某些問題則僅作定性分析評價即可,如工程選址及場地對擬建工程的適應性、場地地質背景和工程地質條件分析、岩土性狀的描述等。定性分析和定量分析都應在詳細佔有資料和數據的基礎上,運用成熟的理論和類似工程的經驗進行論證,並宜提出多個方案進行比較。
⑻ 工程地質有哪些常用的研究方法
工程地質研究的主內容有:確定岩土組分、組織結構(微觀結構)、物理、化學與力學性質(特別是強度及應變)及其對建築工程穩定性的影響,進行岩土工程地質分類,提出改良岩土的建築性能的方法;研究由於人類工程活動的影響而破壞的自然環境的平衡,以及自然發生的崩塌、滑坡、泥石流及地震等物理地質作用對工程建築的危害及其預測、評價和防治措施;研究解決各類工程建築中的地基穩定性,如邊坡、路基、壩基、橋墩、硐室,以及黃土的濕陷、岩石的裂隙的破壞等,制定一套科學的勘察程序、方法和手段,直接為各類工程的設計、施工提供地質依據;研究建築場區地下水運動規律及其對工程建築的影響,制定必要的利用和防護方案;研究區域工程地質條件的特徵,預報人類工程活動對其影響而產生的變化,作出區域穩定性評價,進行工程地質分區和編圖。隨著大規模工程建設的發展,其研究領域日益擴大。除了岩土學和工程動力地質學、專門工程地質學和區域工程地質學外,一些新的分支學科正在逐漸形成,如礦山工程地質學、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。
1工程地質與岩土工程的區別工程地質是研究與工程建設有關地質問題的科學(張咸恭等著《中國工程地質學》)。工程地質學的應用性很強,各種工程的規劃、設計、施工和運行都要做工程地質研究,才能使工程與地質相互協調,既保證工程的安全可靠、經濟合理、正常運行,又保證地質環境不因工程建設而惡化,造成對工程本身或地質環境的危害。工程地質學研究的內容有:土體工程地質研究、岩體工程地質研究、工程動力地質作用與地質災害的研究、工程地質勘察理論與技術方法的研究、區域工程地質研究、環境工程地質研究等。岩土工程是土木工程中涉及岩石和土的利用、處理或改良的科學技術(國家標准《岩土工程基本術語標准》)。岩土工程的理論基礎主要是工程地質學、岩石力學和土力學;研究內容涉及岩土體作為工程的承載體、作為工程荷載、作為工程材料、作為傳導介質或環境介質等諸多方面;包括岩土工程的勘察、設計、施工、檢測和監測等等。由此可見,工程地質是地質學的一個分支,其本質是一門應用科學;岩土工程是土木工程的一個分支,其本質是一種工程技術。從事工程地質工作的是地質專家(地質師),側重於地質現象、地質成因和演化、地質規律、地質與工程相互作用的研究;從事岩土工程的是工程師,關心的是如何根據工程目標和地質條件,建造滿足使用要求和安全要求的工程或工程的一部分,解決工程建設中的岩土技術問題。2工程地質與岩土工程的關系雖然工程地質與岩土工程分屬地質學和土木工程,但關系非常密切,這是不言而喻的。有人說:工程地質是岩土工程的基礎,岩土工程是工程地質的延伸,是有一定道理的。工程地質學的產生源於土木工程的需要,作為土木工程分支的岩土工程,是以傳統的力學理論為基礎發展起來的。但單純的力學計算不能解決實際問題,從一開始就和工程地質結下了不解之緣。與結構工程比較,結構工程面臨的是混凝土、鋼材等人工製造的材料,材質相對均勻,材料和結構都是工程師自己選定或設計的,可控的。計算條件十分明確,因而建立在材料力學、結構力學基礎上的計算是可信的。而岩土材料,無論性能或結構,都是自然形成,都是經過了漫長的地質歷史時期,在多種復雜地質作用下的產物,對其材質和結構,工程師不能任意選用和控制,只能通過勘察查明,而實際上又不可能完全查清。岩土工程師不敢相信單純的計算結果,單純的計算是不可靠的,原因就在於工程地質條件的不確知性和岩土參數的不確定性,不同程度地存在計算條件的模糊性和信息的不完全性。因而雖然土力學、岩石力學、計算技術取得了長足進步,並在岩土工程設計中發揮了重要作用,但由於計算假定、計算模式、計算方法、計算參數等與實際之間存在很多不一致,計算結果總是與工程實際有相當大的差別,需要進行綜合判斷。
⑼ 工程地質常用的研究方法有哪些
1、定性評價方法
以自然歷史分析法確定不同工程地質性質的形成原因內、演變趨勢和發展預測容(條件分析)
2、 定量評價:定性分析基礎上,通過定量計算,進行定性與定量評價相結合的地質過程機制分析—定量評價。
數學分析
力學分析
概率分析
⑽ 工程地質評價
1、工程場地的穩定性與適宜性;
2、工程地質、水文地質條件;
3、預測工程對既有建築的影響,工程建設產生的地質環境變化,以及地質環境變化對工程的影響;
4、提出各類建築物工程措施建議意見;
5、預測施工、運營過程中可能出現的工程地質問題,並提出相應的防治措施和合理的施工方法。