區域及環境工程地質
⑴ 請簡要說明環境工程中的一個問題(環境工程問題),上完環境工程地質學,老師布置的作業,字數不限
西部大開發中的環境工程地質問題研究
從20世紀50年代開始,世界進入了可持續發展的時代,隨著下業經濟的快速發展,一系列污染事件的發生,形成了第一輪環境問題。80年代,新一輪經濟的快速發展使環境與發展的矛盾再次突出,隨著人類下程和經濟話動的規模和范I舊益擴大從而引起了具有代表性的問題—環境下程地質問題。我們必須解決下程話動對地質環境的作用所產生的新問題,這就形成現代下程地質學的新分支—環境下程地質。
1環境工程地質特徵
環境下程地質是下程地質學的一個分支,是研究由於人類下程—經濟話動所引起或誘發)的區域性和有害的下程地質作用的科學,這此有害的地質作用會誘發地震、滑坡、泥石流等。環境下程地質,就是研究這此作用產生的條件和機制,提出減弱或消除它的下程措施,為制定、保護和改造地質環境方案提出依抓。環境下程地質的產生是經濟話動不斷加劇的必然產物,也就是說,在現代科學技術條件卜,人類的下程創造給人類帶來了極大利益,同時也給人類環境帶來極大影響,出現了各種不良的下程地質現象,自接或間接地對人類環境產生反作用。為解決這個問題開展了環境下程地質研究,它的主要研究日fig;,是為了合理地進行下程開發,在滿足人類發展需要的同時,保護地質環境,使人類下程話動與地質環境保持良好的協調關系,更有利於人類的生存生話和生產的發展。
2環境工程地質與城市聯系
隨著off:界人II的增加,城鎮規模和數錄在急劇增加,全球出現城市化的趨勢。以我國為例,20 世紀80年代以前,中國的城市化發展緩慢,十一屆三中全會以來,隨著國民經濟發展戰略的轉變,城市發展迅速,城市個數由1980年的223個增加到1993年的570個,1980年一1993年城鎮人口增長了77.36 %,城鎮人II比例從16.20%上升到24 %,小城市與小城鎮由1980年的2870個增加到1993年的13000多個,增長了近4倍,城鎮已成為人類話動對地殼表層施以強烈影響的地區。
城市的產生、運動和發展,都是與地球組成物質及其運動密切相關的,也就是說城市與其它地質環境條件不斷進行相互作用,這種相互作用的過程是城市形成演化過程的重要物質基礎,又是對城市環境改造的過程,在這一過程中城市施加給地質環境的作用總和,可稱之為城市地質作甩或城市下程地質作用),城市地質作用,必將產生特有的城市環境下程地質問題。
近20年來,}If:界各國的地質學家都對城市地質給r了很大的關汁,出版或發表了一系列著作,如R.F.萊格特1973年發表的《城市與地質學》,B.科特洛夫1977年發表的《城市地區的人為地質作用和地質現象》,R.O.維特加德1978年發表的《城市環境地質學》,D"萊維森1980年發表的《地質學與城市環境》,大木靖衛1983年發表的《都市地質學及其現狀》等等。自1980年第26屆
國際地質大會提出地質環境問題宣傳開始, 1985年亞太經互會還組織了關於以「城市規劃中的地質學」為主題的討論會,1987年在我國_}匕京舉辦的「山區環境下程地質國際研討會」著重就山
區環境下程地質,自然地質災害及下程違法與地質環境作用進行了卓有成效的研討。1993年8月,在我國_}匕京還舉了「國際城市發展中心地球科學學術討論會」,雖然很多討論偏於粗略乃至重
復已有的下作,但仍為城市環境地質學的創立、發展打卜了扎實的基礎。
我國幅員)』闊,城市眾多,城市依人II的多少可分為特大型(人口超過100萬)、大型(100- 50萬)和中小型(少於50萬)等不同規模,依其所處的地理位置,又可分為沿海城市和內陸城市,依其所擁有的自然資源,又可分為礦山城市、旅遊城市和港口城市等。由於區域自然條件和地質環境的差異,城市在建設和發展過程中而臨的主要環境地質問題也各不相同。如酉部城市、北方城市以資源型缺水為主,南方城市則以水質型缺水為主,平原地區、沿海城市,主要受水上資源污染,地而沉降、地裂縫、軟上變形、海水入侵等緩變形地質災害危害,山區城市除了要受崩塌、
滑坡、泥石流、地而塌陷等突變地質災害的影響和破壞,還因城市下程建設的地而地卜Jf-挖、棄上、排水等話動而誘發新的人為崩塌、滑坡、泥石流、地而塌陷等,從而增加對下程木身和外lvl環境的危害。
3西部大開發中的環境工程地質
目前,我國正處於酉部大開發時期,對開發酉部而言,下程設施建設是關鍵,酉部地區是我國三級地貌地勢的第一級,高海拔高原,山地.片絕對優勢,從某種意義上說開發酉部地區也就是山
區城市的開發,山區城市環境的最大特點是環境脆弱,對人類開發話動敏感、忍耐力低、生態系統易受損,由其是在酉部山區城市的道路下程建設中,因受特殊地形、地層岩性、地質構造等因系的影響,自然環境地質災害類J}t!J眾多,}川此,不僅要論證下程設施的可靠性和下程建設的經濟效益,而且必須考慮和合理利用地質環境的問題,做到既能使城市基礎設施建設安全、經濟穩定,又能合理開發和保護城市地質環境。
在基礎設施建設中道路交通下程是先行和基礎,城市中進行道路下程設施建設,受城市規劃等因索限制,線路的線形、路基的防護,橋隧的架設等下程重要因索會受到一定的影響,而道路下
程作為一項大而復雜的系統下程,可能會跨越不同的地區或不同的地質單元區,會改變原來的地貌,破壞自然的生態環境,從而誘發新的地質災害,由其是在路基下程的設計施下中,會產生諸如破壞邊坡穩定性、使地卜水位卜降、路而沉陷等一系列的環境地質問題。因此,要結合道路下程的下程特點,根抓具體的災害和環境問題的機理,選取少門卜發研究適宜的下程技術體系,從而進行優化設計與防治實施。
4結論
城鎮環境下程地質學,研究的就是城鎮環境下程地質問題,以求合理開發、利用城鎮地質環境,合理規劃和控制城市社會生話,特別是控制城鎮地質作用的規模、范lvl及強度,保證城市與地質環境間的相互作用和發展演化向良性循環方向發展,也就是協調和緩解城鎮經濟開發和空間與地質環境載體間的矛盾,促使地質環境對城鎮經濟開發和空間開發的載體作用不斷加強、不斷避免或減緩城鎮經濟開發和空間開發對地質環境的破壞作用。
⑵ 環境工程地質學的興起與進展
傳統的工程地質學的主要任務是對工程建設的地質條件進行評價,為保證工程建設的安全而作為設計施工的定性依據。但現代人類工程活動的規模和數量越來越大,導致對周圍地質環境的影響越來越大,產生許多負效應,這給工程地質學的研究提出了新的重要任務,就是要對工程建設作用於環境地質條件所產生的影響作出評價和預測。這種作用不僅是單向的,通常還是雙向的。就是要研究人類工程活動和地質環境的相互依存、相互制約、相互作用關系。在1980年第26屆國際地質大會上,國際工程地質協會就發表了工程地質學家參與解決環境問題的宣言,從此以後,環境工程地質學開始蓬勃發展起來。所以環境工程地質學的興起是比較晚的。對於環境工程地質學的地位雖然還有不同的看法,如有的認為這是工程地質學的新發展的學科分支,也有的認為是工程地質學發展的新階段和新方向。但毋庸置疑,對環境工程地質學的重要性和研究內容的認識基本是一致的。
地質環境對人類工程活動的制約,王思敬歸納為5個方面:宏觀環境、地質災害、岩土地質、水文地質、次生地質。它們通過對工程地區的區域穩定性、深部穩定性、地面穩定性、山體穩定性和圍岩穩定性而直接影響到工程的規劃、選址、設計、施工和運行。而人類工程活動對地質環境系統的作用方式是通過工程荷載、岩土開挖、水流、水體調節和工程熱力作用進行的。人類工程活動與地質環境系統在相互作用中的物質交換、能量交流,主要體現為載入、卸載、滲流和熱流等四大作用。相互作用所產生的環境效應可以有正負兩方面。重大的環境工程地質問題諸如礦山開采引起的地表沉降、地下塌陷、滑坡崩塌、佔用農田土地資源、泥石流、尾礦壩的穩定性及其環境問題;興建水利水電工程引起水庫誘發地震的評價和預測;公路、城市建設的環境地質工程質量等。因此環境工程地質研究的核心應是人類工程活動與地質環境的協調。為此建立了地質環境評價指標體系。通過不確定性數學方法,選擇或建立地質環境適宜性評價模型,對地質環境的敏感性進行評價預測,在此基礎上進行工程活動與地質環境的協調分析,並採取相應的對策。
⑶ 區域地質調查及礦產普查(環境地質方向)這個專業如何,以後就業前景怎樣
區域地質調查及礦產普查屬於我們常說的地質,本科生一般就是進地質隊,現在工作比較好找,工資不是很高(不過出野外有補助哦),野外幹活比較累。建築工程技術專業不是太了解
⑷ 環境工程 地質工作
在地礦局可以參加城市環境地質調查評估項目;如果想從事環境污染治理,可以到環保部門或者大型企業的相關部門。
⑸ 區域地質環境
2.1.1 自然地理條件
我國地域廣闊,山地縱橫,自然地理復雜多樣。大陸地勢西高東低,從西部青藏高原,中部的山地、丘陵和盆地,再到東部的平原及低山丘陵。高原、山地和丘陵約占我國陸地總面積的 79%,盆地和平原約占 21%。
我國河流眾多,流域面積在 1000km2以上的河流就有 1500 多條。黑龍江、遼河、海河、黃河、淮河、長江和珠江等水系順地勢向東或向東南流入太平洋; 瀾滄江、怒江和雅魯藏布江等向南出國境後流入北部灣和印度洋。我國西部和北部多發育內流河,主要源於高山冰川、冰雪融水,流向下游窪地積水成湖或消失於荒漠中。塔里木河是最大的內流河。
我國湖泊眾多,長江中下游平原和青藏高原是我國湖泊最多的區域。長江中下游平原是淡水湖分布最集中的地區,主要有洪澤湖、洞庭湖、鄱陽湖和太湖等。青藏高原主要分布著鹹水湖,青海湖是我國最大的鹹水湖。湖泊對當地的生態環境和社會經濟發展具有重要影響。
我國是人口大國,耕地面積僅佔世界的 7%,為陸地國土面積的 14%,且 20% 的耕地存在不同程度的鹽漬化,35%的國土受到土壤侵蝕或荒漠化的影響。長江以南地區耕地僅佔全國的35.2%,人口佔全國的53.5%,水資源佔全國總量的80.4%,屬人多地少水資源相對豐富的地區; 長江以北耕地約佔全國的 59.2%,水資源僅佔全國總量的 14.7%,人口佔44.4% ,屬水資源短缺的地區。
以全國性分水嶺或雪線為界,考慮長時間周期、大空間尺度,初步考慮全國地理環境可劃分為 7 個大區( 圖 2.1) :
Ⅰ.東北山地平原區;
Ⅱ.華北平原區;
Ⅲ.中南山地丘陵區;
Ⅳ.西南中高山區;
Ⅴ.黃土高原區;
Ⅵ.北方乾旱沙漠區;
Ⅶ.青藏高原區。
圖 2.1 中國地形地勢分區示意圖
我國幅員遼闊,氣候類型復雜多樣,約 70%的國土面積受東南風及西南季風的影響,是一個明顯受季風影響的國家。東南地區多雨潮濕,西北地區少雨乾旱( 圖 2.2) 。
我國季風區的冬夏季風都很盛行。四川及滇東一帶是我國季風區中季風指數最小的區域,因為那裡是東亞季風區與印度季風區的轉換區域。其東部的東亞季風區,冬季風強於夏季風,季風雨屬於極鋒雨性質; 其西部的印度季風區,夏季風強於冬季風,降水主要在夏季風控制區內。
由於季風氣候的強烈影響,大氣降水的時空分布極不均衡。全國平均年降水量 650mm左右,自東南沿海向西北內陸逐漸減少。東南沿海多年平均降水量可達 1500mm 以上,西北地區卻低於 50mm。在時間上年降水量的 70% ~80%集中在每年的 6 ~9 月份,按正常年降水量,可劃為 5 個降水量帶。
1) 年降水量大於 1600mm 帶,主要分布在我國東南部。包括台、閩、粵、瓊的大部分,浙、贛、湘、桂的一部分,以及西藏東南部喜馬拉雅山東南坡等地。其中,台灣省大部分地區降水量超過 2000mm,有「雨港」之稱的基隆 2910mm,台灣省山地達 3000 ~4000mm,台北東南不遠的火燒寮( 海拔 420m) 在 1906 ~ 1944 年間平均年降水量 6557.8mm,最多的一年( 1912年) 達 8409mm,是我國降水量最多的地方。藏東南雅魯藏布江下遊河谷的巴昔卡,1931 ~1960 年平均年降水量 4095mm,是大陸上多雨之地。
2) 年降水量 800 ~ 1600mm 帶,主要分布在淮河、漢水之南,包括長江中下游和廣西、貴州、雲南、四川大部分地區。
圖 2.2 中國多年平均降雨量區劃圖( 台灣省專題資料暫缺)
3) 年降水量 400 ~ 800mm 帶,一般指淮河、漢水以北的秦嶺山地、黃土高原、華北平原、東北平原以及邊緣山地丘陵,並包括青藏高原東南邊緣地區。
4) 年降水量 200 ~ 400mm 帶,主要分布在內蒙古高原和青藏高原東部草原帶,以及西北內陸地區的天山、阿爾泰山迎風坡低山帶。
5) 年降水量 200mm 以下地區,主要分布在西北沙漠或盆地中部。其中,塔里木盆地、柴達木盆地年降水量在 50mm 以下,塔克拉瑪干沙漠東南邊緣的且末年降水量 18.3mm,若羌 15.6mm。吐魯番盆地西緣的托克遜,年降水量 5.9mm,是我國年降水量最少的地方。
2.1.2 區域地質環境
中國地處環太平洋構造帶和喜馬拉雅構造帶匯聚部位,太平洋板塊的俯沖和印度板塊向北對亞洲板塊的擠壓碰撞是中國大陸最主要的地球動力源。印度板塊與亞洲板塊的碰撞邊界上產生了世界上最高的喜馬拉雅山脈,形成了世界屋脊———青藏高原。
兩種岩石圈活動構造帶的匯聚作用造就了中國的大地構造格架和地勢的基本輪廓,也決定了中國大陸的自然地質環境條件和地質災害的多樣性和頻發性。
中國的大地構造單元基本是古生代以來的構造運動所奠定,一級構造單元劃分為天山興安地槽褶皺系、昆侖秦嶺地槽褶皺系、塔里木地台、中朝准地台、揚子准地台、華南地槽褶皺系、滇藏地槽褶皺系、喜馬拉雅地槽褶皺系、台灣地槽褶皺系和南海地台等。中生代以來的構造形跡是在這些構造單元基礎上發展演化的,可以說這些構造單元也控制了中國的地貌、地層和岩性分布。
我國的沖積平原、黃土梁峁、沙漠戈壁、岩溶石山、青藏高原和峽谷地貌形態是有其深刻的地質構造背景的。在地層方面,我國的太古宇(Ar)變質雜岩主要分布在華北地區,如太行山、泰山、嵩山、燕山、陰山和遼東等地;元古宇(Pt)輕變質岩系主要分布在華北、長江流域、塔里木盆地邊緣和天山、昆侖山、祁連山等地;古生界(Pz)以海相沉積為主,主要分布在華北、揚子沉積區、華南、天山內蒙古、昆侖秦嶺、西藏滇西、喜馬拉雅山脈和台灣島等地;中生界(Mz)發生沉積分異,三疊紀時南方為海相,北方為陸相,到侏羅紀時整體轉為陸相為主,白堊紀—第三紀(古、新近紀)時基本為陸相沉積,東部地區多分布火山堆積。
我國的中酸性侵入岩主要分布在閩、粵沿海和東北北部;基性、超基性侵入岩主要分布在華北和長江流域,多以小規模與前寒武紀地層相伴出露。
中國大陸東西向構造與北北東向構造的交叉,使中國的山脈和盆地形成近東西向和近南北向的分區特點,地質災害的區域空間分布同樣具有東西分區、南北分帶的特點。
在東西方向上,以賀蘭山—六盤山—龍門山—哀牢山和大興安嶺—太行山—武陵山—雪峰山兩條線為界,西區高原山地海拔高,切割深度大,地殼變動強烈,地質構造復雜,氣候乾燥,風化強烈,岩石破碎,主要發育地震、凍融、泥石流和沙漠化等地質災害;中區為高原、平原過渡地帶,地形陡峻,切割劇烈,地層復雜,風化嚴重,活動斷裂發育,主要發育地震、崩塌、泥石流、滑坡、水土流失、土地沙化、地面變形、黃土濕陷和礦井災害等地質災害;東區為平原及海岸和大陸架,地形起伏不大,氣候潮濕且降雨量豐富,主要發育地震、地面變形、崩塌、泥石流、滑坡、河湖災害、海岸侵蝕、鹽鹼(漬)化和冷浸田等地質災害。
在南北方向上,天山—陰山、昆侖—秦嶺和南嶺等巨大山系橫貫中國大陸,這些山系分布區域崩塌、滑坡、泥石流和水土流失災害嚴重。它們的相間地帶(大河流域),土地沙化、鹽鹼化、黃土濕陷及水土流失、地面變形和岩溶塌陷等地質災害頻發。
從自然屬性而論,新構造運動活躍的地區,也是地質災害嚴重區。中國地質災害的區域變化具有比較明顯的地帶性,主要集中在構造活動劇烈地區,如南北向構造地震帶,既是地勢劇烈變化地帶,也是崩塌、滑坡、泥石流集中發育區,其次是西南和中南地區的山地地帶。
從社會屬性或災害屬性層面分析,山地丘陵區地質災害嚴重危害居民的生存安全;平原或盆地地區地面沉降和地裂縫造成嚴重社會影響和重大損失,尤其是經濟社會發達或較發達地區,如長江三角洲平原區、華北平原和環渤海地區,山間斷陷盆地城市如太原、大同和西安等。
東部和南部地區,人口稠密,城鎮及大型工礦企業、骨幹工程密布,人類活動頻繁劇烈,加劇了地質災害的發生與發展,小規模崩塌、滑坡或泥石流也會造成重大災害。調查表明,在人類活動的影響下,人口密集、工業發達地區的地質災害正由自然動力型向人為動力型發展,由點狀向帶狀、樹枝狀、片狀發展。
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 區域工程地質及水文地質調查范圍怎麼算
一般都會有該地區的地形圖,通過地形圖上的面積以及比例尺可以計算出調查的范圍。
水文地質,地質學分支學科,指自然界中地下水的各種變化和運動的現象。水文地質學是研究地下水的科學。它主要是研究地下水的分布和形成規律,地下水的物理性質和化學成分,地下水資源及其合理利用,地下水對工程建設和礦山開採的不利影響及其防治等。隨著科學的發展和生產建設的需要,水文地質學又分為區域水文地質學、地下水動力學、水文地球化學、供水水文地質學、礦床水文地質學、土壤改良水文地質學等分支學科。近年來,水文地質學與地熱、地震、環境地質等方面的研究相互滲透,又形成了若干新領域。
區域水文地質調查工作區域可以是自然地理單元或水文地質單元,也可以是行政區域,面積一般較大,在數百平方千米以上。小比例尺(小於1︰10萬)區域水文地質調查為綜合性區域水文地質調查,目的是為國民經濟發展和國防建設遠景規劃提供水文地質依據,並為今後進一步更大比例尺各種水文地質工作提供區域性水文地質基礎資料。中比例尺(1︰5萬~1︰10萬)區域水文地質調查可以是為國民經濟建設和國防建設提供較詳細區域水文地質資料的綜合性水文地質調查,也可以是為某一專門性水文地質工作任務提供較詳細區域水文地質背景資料的,在綜合性調查基礎上加有必要專門性調查工作的水文地質調查。小比例尺區域水文地質調查的主要任務是通過收集資料、地面調查、勘探、試驗和觀測工作等手段,查明調查區區域水文地質條件,包括主要含水層的岩性、埋藏分布條件,各含水層地下水的成因、類型、補逕排條件及其水質水量的分布和變化情況等。中比例尺區域水文地質調查的主要任務是在小比例尺區域水文地質調查的基礎上,通過增加必要的調查工作和提高調查工作的精度要求,進一步查明區域水文地質條件,並根據其專門性水文地質調查任務的需要,進行必要的專門調查、勘探、試驗和觀測工作,查明有關問題。中國區域水文地質調查工作始於1949年中華人民共和國成立以後。50年代和70年代初,佔全國陸地總面積約1/3的地區完成了1︰20萬區域水文地質普查。20世紀70年代後至今,全國除西藏地區、海拔4000米以上的高寒山區、原始森林地區和部分沙漠地區外,都已完成了1︰20萬區域水文地質普查。此外,根據需要,部分研究程度較高的地區完成了諸如農田供水、土壤改良、城市供水、生態環境等不同目的的1︰5萬或1︰10萬比例尺的區域水文地質調查。
第一講 區域地質調查方法與要求
工作方法
區域地質調查最基本最主要的工作方法是 野外實地勘查和觀測研究,並將所獲得的地質信息填繪在地理底圖上(見地質填圖),並按一定格式記錄下來(見地質編錄)。此外,為了更有效更准確地獲得和識別地質信息,還常採用以下方法:
①地球物理勘探,包括重力勘探、磁法勘探、電法勘探、地震勘探、核法勘探、地溫法勘探以及鑽孔地球物理勘探。 對重要成礦區帶取得的1:5萬高精度磁測、重力資料及激發極化法測量資料應進行系統的數據處理和分析解釋。對高精度重力和高精度磁測數據一般要進行濾波、位場轉換、解析延拓、局部異常的求取等數據處理。通過大比例尺物探數據的各類常規處理和對場源空間特徵的分析,結合區域地質礦產特徵,系統地推斷控礦構造、岩體、地層或標志層。綜合研究成礦環境和地球物理找礦標志。
②地球化學勘查。 應全面收集區內的區域地球化學、礦區(床)地球化學及異常查證等資料,應用范圍大體為: (1) 基礎地質:(a) 主要地質體的地球化學組份特徵; (b) 區域構造地球化學特徵。 (2) 礦產地質:(a) 區域地球化學背景與異常分布特徵;(b)成礦區帶、礦田及礦床地球化學特徵;(c) 局部地球化學異常組合特徵,異常解釋、推斷、追蹤評價及找礦地球化學標志;(d) 系統整理化探異常的面積、強度、規模、濃度分帶、組分分帶、各種比值等數據,研究分析化探異常分布規律、元素組合規律及與物探異常關聯對比等,結合異常地質背景和成礦條件,以及地表礦(化)點、蝕變帶分布,對化探異常進行定性解釋和分類排序,提出礦產檢查工作安排建議。 (3) 環境地質:(a) 城市及重要經濟區元素地球化學分布特徵;(b) 重要農業區元素地球化學分布特徵;(c) 地方病發生區元素地球化學分布特徵; (d) 重要自然景觀區元素地球化學分布特徵等。
③在基岩出露好、地質標志較清禁的地區,還可採用遙感圖象解釋的方法(見遙感地質)。遙感地質解譯工作重點是:區域構造格架解譯;各類地質填圖單元解譯;礦產地質解譯(如已知成礦、控礦地質體、地質構造追索圈定,與成礦、控礦相關的遙感線、環、紋、斑、色調等特徵影像提取,與成礦、控礦相關的隱伏岩體圈定等);災害、環境地質解譯(如滑坡、泥石泥、地裂縫、地面塌陷圈定等)。
④重砂測量(重砂指由比重較大、物理和化學性質比較穩定的礦物的顆粒所組成的鬆散集合體),通過重砂分析和綜合整理,發現並圈出礦產機械分散暈,即與礦產密切相關的指示礦物的重砂異常,據此進一步追索原生礦床和砂礦床。重砂測量包括人工重砂測量和自然重砂測量,是區域地質調查中廣泛使用的一種找礦方法。尤適用於水系發育的地區。
.區域地質調查
簡言之就是對一定區域范圍的基礎地質情況進行調查和研究。(簡稱「區調」、「區測」或「填圖」)。
(1)一定區域
就是國家統一規定按經緯度把全國分成若干個方塊,每一個方塊就是一個區域范圍。(以區域中重要城鎮命名,如巢湖幅)
(2)地質情況
包括:這個區域中的地層古生物、岩石、礦床、地球化學、水文、工程地質以及環境地質、農業地質、災害地質、地質構造等基礎地質。
區域地質調查的最終成果是地質圖、地質報告。
2.地質圖
將一定區域范圍內的各種地質體,按一定的比例尺,投影到地形平面圖上,並用規定的符號表示出來的圖件,稱為地質圖。
(1)按比例尺劃分地質圖
按比例尺不同可以劃分為不同比例尺的地質圖。
小比例尺地質圖:1/100萬——1/50萬,全國、全省范圍大區域地質調查
中比例尺地質圖:1/20萬——1/5萬,在一個省范圍內區域地質調查
大比例尺地質圖:1/2.5萬——1/1萬,還有1/1000-1/100(主要針對具體礦床、礦體或者小范圍特殊需要進行地質調查)
(2)地質體
沉積岩——可劃分到群、組、段
火成岩——包括各種岩體:花崗岩、輝長岩……等。
變質岩——不同變質程度的變質岩,若片麻岩、麻粒岩……等
其他地質體——如礦體、生物礁體、特殊地質標志層……等
二、填圖單位的確定原則與方法
1.侵入岩地區
是以不同的侵入體來劃分填圖單位。例如酸性花崗岩,中性的閃長岩,正長岩、基性、超基性的輝長岩、橄欖岩等,為不同的填圖單位。
2.變質岩地區
以不同的變質岩類型,例如片岩、片麻岩、麻粒岩、……等。
3.沉積岩地區
(1)以地層為基礎來劃分
①岩石地層 ②生物地層 ③年代地層 ④磁性地層 ⑤化學地層 ⑥礦物地層。目前主要以岩石地層為主。
(2)岩石地層單位劃分的原則
①依據岩性特徵和相對地層位置
②可以是一種或幾種岩石類型的組合
③整體岩性一致,野外易於識別
④岩石地層單位是客觀描述的實體,它不能根據成因和形成年代來劃分。(但反過來研究地層單位成因和形成年代,卻有助於客觀地選擇岩性標志,以便更好地劃分地層)。
(3)岩石地層單位的種類(可分為正式的和非正式的)
①正式的岩石地層單位:有定義並正式命名的「群」、「組」、「段」、「層」
A:群——是高級別的正式岩石地層單位(一般由縱向上相鄰的兩個或兩個以上的具有某種共同岩性特徵的組而成,或由一個規模較大的老組再分組升級為群,保留原地理名稱)。
B:組——是等級居中的岩石地層單位(劃分適度的地區性或區域性岩石地層單位)。
組的重要含義還在於其總體岩性一致,並具有可填圖性,即野外易識別、追索,並可在1:5萬地質圖上表示出來。
C:段——是級別低於組的岩石地層單位。段是組的組成部分。正式命名段必須具有與組內相鄰岩層明顯不同的岩性特徵,並且分布范圍廣,對研究區域地層有用。
D:層——是等級最低的岩石地層單位。層一般由岩性、成分、生物組合(視為物理特徵)等特徵顯著區別於相鄰岩層的單層或復層構成。它厚度不大(數厘米或數米至十餘米),在側向上橫穿不同的組或段,而名稱保持不變。通常只有區域性地層劃分對比的標志層才正式命名層。
②非正式填圖單位
非正式岩石地層單位是未被正式命名或不需要正式命名的局部性岩石單位。
常使用帶(段、層)、透鏡體、礁、(岩舌、岩楔)等術語(如灰岩礁、斑脫岩帶,生物化石富集帶(層)等。
劃分非正式岩石地層單位主要是為了突出其特殊性。
(4)比例尺不同,岩石地層單位劃分的級別不同
A:1/100萬——劃分到「群」(即幾個組合並)。
B:1/20萬,可以是「群」,主要以「組」為單位。
C:1/5萬——必須劃分到「組」,根據地質情況有時還可以劃分「段」。
D:岩石地層單位的厚度,在圖上表示時不能小於1mm。
不管比例尺大小,岩石地層單位的厚度,在圖上一般不能小於1mm。否則在地質圖上就表示不出來。
⑻ 我國工程地質的研究現狀
我國的工程地質學經過近50年的發展,今天已成為一門研究內涵豐富、理論體系嚴謹,具有中國特色的綜合性學科,並且是國際工程地質界的重要一員。
縱覽中國工程地質學的研究領域,是相當廣闊的。主要的有以下幾方面:
一、岩體工程特性研究和岩體工程地質力學的創立
大量的岩體工程實踐遇到的是地基、邊坡和地下工程圍岩的變形破壞問題,促使工程地質學家與岩石力學家、土木工程師們關注對岩體介質特性的研究,認識到岩體與岩石是既有著本質區別又相互聯系的介質。著名工程地質學家谷德振和他的同事們在一系列岩體工程勘察中,發現岩體的力學性質和行為主要受控於軟弱結構面的展布,包括層面、斷裂面、節理、片理等,使岩體成為非連續、非均質、各向異性的介質。他們首先從地質建造著手,劃分工程地質岩組,運用地質力學理論方法,研究結構面的形成機制和空間分布規律,進而研究岩體結構特性,劃分岩體結構類型。再按不同結構類型和工程建築要求進行岩體力學試驗及測試,最後再根據岩體結構特徵和力學屬性,建立力學模型作數學模擬和穩定性分析。將工程地質學與地質力學、岩石力學有機地結合起來,創立了岩體工程地質力學。它的理論體系、研究思路和方法,在國際上獨樹一幟。
20世紀80年代中期以來,在中國科學院地質研究所設立了工程地質力學開放研究實驗室,吸收國內學者共同協作,開展工程地質前沿課題和生產上需要解決的問題的研究工作,每次學術委員會上都要討論工程地質學發展的趨勢和應制定的科研方向。無形中成為我國工程地質學的研究中心,推動著我國工程地質學的不斷發展。
二、區域工程地質和區域地殼穩定性研究
我國地域遼闊,受地質和自然地理條件制約,區域工程地質條件復雜。因此,區域工程地質研究對國土資源開發利用,工程規劃布置以及地質環境保護等意義重大。早在20世紀50年代末,老一輩工程地質學家劉國昌、張咸恭、姜達權等就開展了此項研究工作,出版專著和編制全國工程地質分區圖。幾十年來,各大河流域、部分省區和西南、西北山區都開展了較系統的區域工程地質和環境地質研究,積累了豐富的資料。經過數年的努力,於1990年首次出版了由任國林主編的1∶400萬《中國工程地質圖及說明書》,並附有全國工程地質分區圖;1992年出版了由段永侯主編1∶600萬《中國環境地質圖系》,圖系以工程地質內容為主。標志著我國區域工程地質環境研究取得了豐碩的成果。
「區域地殼穩定性」的術語是由原蘇聯工程地質學家最早提出的,但未作說明和專門研究。在20世紀50年代末,我國學者谷德振和劉國昌倡導此項研究工作。它的涵意是指岩石圈內正在進行的地質、地球物理作用對地殼表層及工程建築安全的影響,即地殼現代活動對工程安全的影響程度。其研究思路是以地質力學理論為指導,強調以地質構造研究為基礎,以斷裂活動性、現代地應力場和地震活動性為主要研究內容,最終進行區域穩定性分級,分區和評價。在該研究領域,胡海濤等依據李四光的「安全島」思想,指導重大工程場址的選擇,取得了重要成果。例如,二灘水電站和大亞灣核電站的成功選址即是。區域地殼穩定性研究對我國工程地質勘察來說,具有特殊的意義,這也是具有中國特色,且在國際上處於領先地位的研究領域。
三、環境工程地質和地質災害的研究
環境工程地質是現代工程地質學的一個分支,是研究由於人類工程—經濟活動所引起的區域性和危害人類及工程安全的工程地質作用。這些有害的工程地質作用是誘發地震、地面沉降、地面塌陷、土地荒漠化、滑坡、泥石流等,它們常導致地質災害。環境工程地質就是研究這些作用(或問題)產生的機制和條件,進行預測和防治,其目的為了合理利用和保護地質環境。我國正式研究環境工程地質始自20世紀60年代的新豐江水庫誘發地震和上海的地面沉降。80年代初以來,共召開了四次全國性的環境工程地質學術討論會,涉及的內容豐富多采。有些研究成果在國際上處於先進地位。例如,上海地面沉降的防治,區域性滑坡預測模型。1995年出版了第一本由劉傳正著的《環境工程地質學導論》,全面論述了環境工程地質理論體系,基本研究內容以及各類環境工程地質作用研究的內容和方法,展示了環境工程地質的前景。
與環境工程地質相關的地質災害的研究,也主要由工程地質界承擔的。近十多年來,對危及人類和工程安全的各種地質災害,都進行了廣泛而深入的研究。在1989年1月召開的全國地質災害防治工作會議期間,成立了主要由工程地質學家參加的全國地質災害研究會,次年又創辦了《中國地質災害及防治學報》,對地質災害的研究起了促進作用,對地質災害的分類,形成機制、分布規律,預測方法及防治對策與措施等研究成果,及時在學報上開展交流。90年代還編制了中國地質災害類型圖,出版了段永侯等的專著《中國地質災害》。眾多的研究成果及著作,還有具體防治工程的成功,確立了我國在這一領域的國際地位。
四、特殊土結構和工程特性的研究
藉助於測試技術的現代化,我國在特殊土的微觀結構及其工程特性的研究方面也有了長足的發展。所謂特殊土,指的是成分和結構特殊,其工程(地質)性質也特殊的土類。我國幾乎所有的特殊土皆有分布,諸如淤泥土、黃土類土、膨脹土、鹽漬土、紅粘土,多年凍土等,它們的分布都具地域性,因此也可稱之為區域性土。由於特殊的不良工程性質,對當地工程建設以及生命財產的安全意義重大,因而促使學者們開展了這方面的研究。這里需要特別指出的是,張宗祜、高國瑞、黃熙齡、孔德坊、李生林等學者長期以來對黃土類土、膨脹土和淤泥類土所進行的卓有成效的研究成果,有關它們的微結構特徵和分類、物質成分、工程特性及指標,建築穩定性評價以及處理措施等,都進行了深入的研究。
五、工程地質勘察的理論和技術方法
工程地質學為工程建設服務是通過勘察工作來實現的。工程建築與其所在的地質環境之間存在著相互作用和相互制約的矛盾關系,要通過工程地質勘察才能搞清楚。50年來,難以計數的大大小小各類工程建築通過勘察,積累了十分豐富的經驗和教訓。總地說,我國的工程地質勘察經歷了三個歷史階段:第一階段是1966年以前,勘察工作體制由全盤學習蘇聯到自主獨立發展,勘察工作嚴格按規范要求進行,為國家基本建設的一批重大工程項目提供了地質依據。當時在工程選址和場地評價中,著重於工程地質條件的闡明和定性評價為主。第二階段是1966年到1978年,「文革」期間工程地質勘察受到嚴重干擾而很不正常,破壞了基本建設程序,一些大工程搞了邊勘察、邊設計、邊施工的「三邊」方針,盲目簡化勘察程序,有的重大工程實際上搞了一次性勘察,造成嚴重損失。如葛洲壩水利樞紐、焦枝鐵路、第二汽車製造廠等工程即是。第三階段1978年以來,以經濟建設為中心的改革開放年代,形成了較完整的工程地質勘察體制,制定新的勘察規范,與國際接軌,勘察質量大大提高。在土木工程中又引進歐美國家的岩土工程技術體制,兩種技術體制並存。一些重大工程採取國際招標方式,以引進國外先進的勘察技術和資金。工程地質勘察工作進入了一個新的歷史階段。
經過數十年實踐和理論研究,逐漸形成和完善了我國工程地質勘察的理論體系,即「以工程地質條件的研究為基礎,以工程地質問題的分析為核心,以工程地質勘察技術方法為手段,以工程地質評價決策為目的。」這一理論體系在由張咸恭、王思敬和張倬元主編的《中國工程地質學》中得到了充分體現。可以無愧地說,我國的工程地質勘察事業在上述勘察理論體系的指引下取得了巨大成就,令世人囑目。例如,三峽、小浪底、二灘、劉家峽、龍羊峽等一批巨型水利樞紐和水電站工程;大亞灣、秦山核電站;寶成、蘭新、成昆、南昆、大秦、京九等鐵路干線;還有許多新興的城市、礦山等等。所取得的優質勘察成果,保證了工程的順利設計、施工和運行,也得到了國際同行們的贊許。在勘察基礎上,形成了「水利水電工程地質」、「鐵路工程地質」、「礦山工程地質」和「城市及房屋建築工程地質」等專門工程地質系列。
當前,新技術方法在工程地質勘探中被推廣應用,已取得了較好效果。例如,遙感圖像(航衛片)在工程地質測繪填圖中的應用;大口徑鑽進和小口徑金剛石鑽進在水電工程地質勘探中的採用,砂卵石層鑽探與取樣新技術,套鑽和岩芯定向鑽進技術;聲波探測、地質雷達、地球物理層析成像技術(CT)、鑽孔彩色電視錄像及圖像處理系統等物探技術的使用;計算機技術在工程地質勘察中普遍採用,各種專用軟體的開發等。
50年來我國的工程地質教育一直興旺不衰。至今全國有十餘所高等學校設置有培養工程地質專業人才的院系,為國家培養輸送了大批研究生和本科生。此外,在中國科學院地質研究所等多所科研機構專門培養工程地質專業研究生。形成了一支宏大的工程地質專業隊伍。在教學實踐中,編寫出了各具特色的系列工程地質專業教材。高校和科研院所還承擔了一些重大的生產和科研課題,既完成了生產、科研任務,又培養了優秀專業人才。
中國工程地質界與國際工程地質協會的聯系密切,在20世紀80年代初不少同行加入了國際工程地質協會,建立中國國家小組,隨工程地質專業委員會一起活動。中國工程地質界積極參加國際工程地質協會組織的學術活動。自1983年起我國組團參加了歷屆國際工程地質大會,所提交的論文數都位居前列。現任國際工程地質與環境協會主席,是我國工程院院士王思敬教授,他是1998年在荷蘭阿姆斯特丹舉行的第8屆國際工程地質大會上被推選擔任此職的,這是中國工程地質界的驕傲!
⑼ 工程地質包括哪些內容(土力學地基基礎第四版)
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。
⑽ 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。