工程地质评价基本方法
⑴ 场地工程地质条件分析与评价的方法有哪些
这个任务量很大啊··
⑵ 地质灾害防治工程评价的基本方法
一、地质灾害防治工程评价的基本目的与内容
地质灾害防治工程有两种解释。从广义上看,地质灾害防治既包括:区域地质自然环境治理;直接性地质灾害的监测、预测、预报、预防和治理;还包括地质灾害救灾以及减灾宣传、减灾法规等减灾管理工作。从这个意义上说,地质灾害防治是一项内容十分广泛的系统工程。与此相区别的是狭义的地质灾害防治工程。狭义的防治是针对某一个地质灾害体或某一个较小范围内的某种地质灾害——如一个危岩、滑坡、泥石流或一个地区的岩溶塌陷、地面沉降、地裂缝等所实施的以限制地质灾害活动和保护受灾体为目的的直接性防治措施。这些措施主要包括上面已经介绍的工程措施,以及监测、预测、预报等措施。
广义的地质灾害防治工程不但包括的内容十分广泛,而且还常常涉及广泛的地区。为了更有效地减灾、防灾,促进地区经济或区域经济与资源、环境的协调发展,对此进行全面的分析评价,使其充分发挥作用,这无疑是非常必要的。但这种分析评价一般都需要结合地区或区域环境整治和经济发展进行综合研究。这种研究属于区域环境-经济研究范畴,不是本课题研究任务。这里所指的防治工程评价是对狭义的地质灾害防治工程的分析评价,是针对某一具体灾害对象防治措施的减灾效果和经济合理性进行分析评价。
地质灾害防治工程评价的目的就是实现地质灾害防治的最优化原则。如前所述,地质灾害防治具有相对性特点。特别是对于我们这样一个面积辽阔的大国,地质灾害分布十分广泛,不可能、也没必要对所有的地质灾害都进行全面的预防和治理;尤其是在国家和社会财力还非常有限的情况下,只能选择少部分重点灾害进行专门防治。因此,这就需要通过防治工程评价,对比不同灾害防治项目的可能效益,在此基础上规划安排防治顺序,确定优先防治项目,以便使有限的防治资金最充分的发挥作用。
地质灾害防治工程评价除了为确定防治项目提供直接依据外,对于已经选定的防治项目要取得充分的防治效果,同样有许多经济问题和技术问题需要进一步地分析、评定。对于某一地区的地质灾害可能有多种防治方法。因而首先应研究哪种或哪些方法最符合实际。它不但在措施上最为得力,而且经济效益最佳。这就需要进行技术分析和经济评价。此外,即使已经选择了防治措施,但是在工程设计中,按照哪一级设防标准设计工程规模,既能够有效地防治灾害,保护受灾体,又不致浪费资金,这也需要进行技术分析和经济评价。例如,不同情况下泥石流灾害的防治措施可以有很大不同。如果泥石流活动非常频繁,而危害对象仅仅是少数散居在山区的农户时,就不一定进行专门的工程防治,只需将这些农户搬迁,安置到安全地区即可;然后结合植树造林、水土保持进行环境治理,就可以收到既实现减灾,又避免花费大量资金的效果。如果泥石流危害铁路、公路安全,则应要根据实际情况采取不同的防治措施。如:局部改线,避开灾害威胁;实施防护工程,保护铁路、公路安全;治理泥石流,削弱其强度或导流至无交通设施分布地带。如果泥石流危害重要企业或城镇安全,就要实行包括生物工程、防护工程、治理工程在内的综合防治措施。各种工程的设计标准,既要安全有效,又要经济合理。因此,地质灾害防治工程评价不仅是选择防治项目的直接依据,而且也是项目防治方案优选的重要依据。
综合上述,地质灾害防治工程评价的基本内容和目的是:分析地质灾害防治工程的科学性,评估地质灾害防治工程的经济效益,评价地质灾害防治工程的可行性和合理性,为地质灾害防治项目优选和方案优选提供依据。
二、地质灾害防治工程评价方法
(一)地质灾害防治工程的技术评价与经济评价
根据地质灾害防治工程评价内容,把它的评价方法相应地划分为两类。一类是技术评价,即:分析评价防治工程能否按照设计目标有效地扼制灾害活动或者保护受灾体;分析防治工程本身的结构、强度等是否符合规范或实际要求。技术评价主要是从自然科学角度综合分析防治工程的可靠程度,评价它的功能或效果。第二类是经济评价,即分析防治工程的经济效益,从经济学角度评价防治工程的合理性。技术评价和经济评价虽然都是防治工程评价的不可缺少的方法,但由于不同地质灾害技术评价的方法相差较大,而且在已有的勘查和研究工作中,对大部分地质灾害防治工程已经形成了比较成熟的理论和方法,所以本课题仅进行防治工程的经济评价分析。
(二)地质灾害防治工程经济评价核心指标及其特点
地质灾害防治工程经济评价的核心指标是防灾经济效益F(X)。效益是指某种经济活动所获得的成效与所付出的代价之比。生产产品的产业活动(如工业、农业)的效益是指产品的价值或利润与产品成本的比值。房屋等工程建筑效益指的是这些建筑的价值与建筑成本的比值。地质灾害防治工程既不是生产性工程,也不是商品性工程。它的价值和经济效益与一般工程具有不同的特点。主要有下列几点:
1.间接性特点
在多种地质灾害防治工程中,只有少数措施能产生直接效益。如为了治理泥石流灾害实施生物工程,植树造林,在一定时期后可得到一定收益。但这种收益只是一种附带性的“副产品”。其主要效益是体现在保护了人民生命财产,减少了灾害损失。所以,灾害经济学属于守业经济学。防灾效益是通过“以负换正,减负为正、负负得正”的方式间接地反现出来。
2.潜在性特点
一般产品在投入使用以后,就为消费者所连续使用,其价值不间断地发挥作用。但地质灾害,特别是突发性地质灾害,并不是每时每刻都在进行。所以,一般地质灾害防治工程往往长时间地处于“待命”状态,只有灾害发生时,它才显出“英雄本色”,发挥其“养兵千日,用兵一时”的功能。
3.长远性特点
地质灾害防治工程一般具有较长的使用期限,少则几年,多则几十年或上百年。除了在工程寿命期内产生效益外,有的地质灾害经过一段时间的防治可基本消除。有的虽然没能完全根治,但通过一定防治后,使地质灾害防治地区的环境得到改善,走上了良性循环发展道路,逐步增强了防治地区自身的“免疫”功能,使地质灾害不断缓解,并最终消除。因此,其效益更是长远无期的。
(三)地质灾害防治工程经济评价的基本要素
地质灾害防治工程经济评价的基本要素包括:灾害危害强度(W(q)),即地质灾害对受灾体的威胁破坏程度;防灾度(F(s)),即防治工程对灾害的可能防御程度;设防标准(F(b),即防治工程的设计防灾能力;防灾功能(F(g)),即防治工程可能实现的消灾能力、对受灾体的防护能力以及可能产生的其它作用;防灾收益(F(y)),即用货币形式反映的防灾功能;防灾成本(F(c)),即亦称防灾投入,指防治工程所需要的材料、劳动等投入,在核算时可用货币反映。
(四)地质灾害防治工程经济效益核算方法
1.地质灾害防治工程功能函数模型
如前所述,地质灾害防治工程效益主要体现在减损作用,少数工程具有社会经济增殖功能。因此,分别用损失函数(L(s))和增殖函数(I(s))来反映:
地质灾害灾情评估理论与实践
(1)式表明,灾害损失(L)随防灾度(S)的增大而减小。它在对灾害无任何防治能力时,即S趋于0时,理论上灾害破坏作用将无限延长,灾害损失趋于极大值(无穷大);当防灾度趋于100%(或实际应用中出现S>1的高冗余度,即防治力度超过发灾潜力)时,灾害损失趋于零。
(2)式表明,防治工程的增殖作用(I)随防灾度(S)的增在而增大。但它并不是无限的,其最大值取决于防治工程所具有的最大增殖可容度。
L(S)和I(S)的代数和构成防治工程的防灾功能函数。即:
地质灾害灾情评估理论与实践
式中L(S)为负值。
图8-1和8-2反映了上述各种关系。
图8-1地质灾害防治工程投入与灾害损失关系
图8-2地质灾害防治工程投入与效益关系
2.地质灾害防治工程经济效益评价模型
地质灾害防治效益采用投入产出法进行计算。
一是纯收益法。即以产出与投入的差值反映防治工程的经济效益:
地质灾害灾情评估理论与实践
二是相对收益法。即以投入产出的比值(简称产投比)反映防治工程的经济效益:
地质灾害灾情评估理论与实践
式中:F(x)1和F(x)2——防治工程在有效期内获得的防治效益;
F(y)——防治工程在有效期内获得的各种收益;
F(c)——按一定防灾度和设防标准,规划设计的防治工程的成本投入。
3.地质灾害防治工程收益核算
如前所述,地质灾害防治工程收益主要表现为减灾收益,即实施防治工程后可能减少的灾害损失。采用下列几种方法进行核算。
(1)期望损失法减灾收益等于无防治条件下的灾害期望损失与防治条件下的期望损失之差。即:
地质灾害灾情评估理论与实践
式中:F(g)s——减灾收益;
S(Z)——无防治条件下灾害的期望损失;
S(F)——设计防治工程条件下灾害的期望损失。
其评价核算方法见本报告第七章。S(F)与S(Z)所不同的是在期望损失评价模型中,灾害活动概率(速率)、危害强度、危害范围等要素值需根据防治工程的设计目标确定。
(2)防灾度法根据防治工程设计目标所要达到的防灾度计算减灾收益。即
地质灾害灾情评估理论与实践
式中F(S)为防灾度。在这里指的是实施防治工程后使灾害经济损失减少的幅度(%)。
(3)比拟法同已经运行的同类防治工程进行比拟,概略地确定减灾收益。即:
地质灾害灾情评估理论与实践
式中:k为修正系数;F(y)s´为同类工程的减灾收益。
少数防治工程除主要取得减灾收益外,还附带有一定的增殖收益。对此,需根据收益性质进行核算。如农林牧产品收益可根据单位产品市场价核算。
防治工程的总收益为减灾收益与增殖收益的总和。
4.地质灾害防治工程成本核算
基本途径是采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,防治工程投入是一种动态投入。所以,简单地根据工程设计方案一次性地核算静态投入就不能与以期望损失为基础的减灾收益相匹配,因而得不到合理的防治效益。
防治工程的动态投入首先表现在防治工程投入运行后,会随着使用年限的延长而折旧坏损。因此,要么降低效能,影响防灾度;要么需要维修,以基本保持其功能。在通常情况下,防治工程要进行经常性维修,因而要将维修费用连同初始成本一并计入工程投入。即防治工程投入等于初始成本加上维修费用。维修费用除了采用影子工程法进行测算外,还可以按照初始成本的一定比例进行核算。其比例数值可根据防治工程的使用年限,大致按折旧率的50%确定。
在核算防治工程投入时,除了需要考虑运行中的维修费用外,还需要考虑防治费用的折现情况。之所以如此,是因为我们在核算防治效益时,可能出现有关的不同要素(期望损失减少值、初始成本、防治费用等)的预测时间年份不同,那么由于物价因素的影响,这些要素就不是“站在同一水平线上”,因而它们的可比性就将打折扣。基于这种情况,在核算防治工程投入时,需要根据利率变化进行贴现计算。其函数模型为:
地质灾害灾情评估理论与实践
式中:PVr——防治工程投入费用的贴现值;
r——年名义利率;
t——时间(a)。
在离散的情况下,上式为:
地质灾害灾情评估理论与实践
式中:i为年贴现利率。
(五)地质灾害防治工程优化分析
如前所述,为了使有限的防治资金发挥最充分的减灾效果,需根据最优化原则选择防治项目和确定防治方案。所谓最优化原则,主要体现在三个方面,即:具有充分的科学性,符合地质灾害防治特点和有关的规范、标准要求;在技术方法、财力、物力以及施工条件等方面切实可行;获得最佳经济效益。
防治工程的科学性、可行性主要通过技术分析进行评价。防治工程的经济效益则是根据以上提供的方法进行分析评价。为了根据防治工程经济评价结果,做好防治工程优选,对最优化理论和优选的基本方法进一步分析如下。
通常情况下,防治费用和防灾度(或减灾效果)互为消长关系。即防治投资增加,防治工程规模加大,防灾度提高,灾害损失下降。基于这种关系,为了有效地保护人民生命财产安全,当然是实施的防治工程越多、越可靠,减灾效果越充分。但这显然是不科学的,对于绝大多数地质灾害防治工程来说,不可能片面追求防治效果,而不顾防治投入的多少。在这一矛盾面前最科学的选择是实现防治效果与防治投入的最佳结合。
前面的图8-1和图8-2是根据多数实践结果绘制的地质灾害防治工程投入与灾害损失和防治收益的一般变化关系。它表明,随着防治工程投入的增加,虽然灾害损失减少,收益增加,但它们都不是线性关系。当防治投入达到一定规模后,灾害损失减少的幅度和防治收益增加的幅度会明显降低,这意味着在此之前所进行的防治投入获得的收益(产投差或产投比)明显,而后的防治投入获得的收益变小。因此,我们可以在对不同投资力度下防治工程经济效益分析的基础上,选择预期损失或防治效益转折部位O’的“临界”投入F(c)’作为最佳投入。依此确定相应的防灾度F(s)’及工程方案(图8-3)。
图8-3地质灾害防治工程优化投入示意图
当然,图8-3显示的是最理想的情况,实践中的情况可能要复杂得多。有时所谓“临界值”并不是一个点,而是一个区间,在这种情况下可采用该“临界段”的平均值或最高值选择防治方案。有时可能不存在“临界点”或“临界段”,在这种情况下只能根据不同设计方案的预期收益,直接分析对比后选择最优防治方案。
在分析评价同一项目最优防治工程的基础上,进一步对不同项目的最优方案进行分析对比,本着优中选优的原则,进行项目优选,编制防治规划,排列防治顺序。
⑶ 工程地质稳定性评价方法——以丽江-香格里拉段为例
一、概述
随着滇藏铁路工程的分段实施,丽江-香格里拉段的规划设计已纳入日程。但是,由于该段地形地貌和地质条件非常复杂,虽然经过多轮论证,线路仍难最后确定。按照初期规划(图13-1),滇藏铁路丽江-香格里拉段共有3个走向方案可以比选:①丽江-长松坪-虎跳峡上峡口-香格里拉方案(西线方案);②丽江-大具-白水台-小中甸-香格里拉方案(组合方案);③丽江-大具-白水台-天生桥-香格里拉方案(东线方案)。初步分析认为,西线方案工程地质条件相对较好,可以作为推荐方案,该方案需要新建铁路隧道34座,总长87130 m,占该段线路总长的54.4%,最长的隧道是位于丽江西北的玉峰寺隧道,全长10970 m;需要新建铁路大桥39座(10253 m),涵洞182座(4547 m),桥涵占线路总长的9.2%。复杂的工程地质条件使得该方案仍存在许多问题,且工程建设难度大。
为了更好地指导该段铁路选线,我们在区域地壳稳定性评价的基础上,将基于GIS技术的层次分析法引入到丽江-香格里拉段铁路规划区的工程地质稳定性评价(工程地质条件评价)。在评价过程中,综合考虑地形坡度、工程地质岩组、斜坡结构、地质灾害发育现状、地壳稳定性、微地貌类型(地形与铁路设计高程高差)、人类工程活动、降水量、距离沟谷距离等因素,充分利用GIS技术处理海量数据信息的优势,采用层次分析法模型,进行丽江-香格里拉段铁路规划区的工程地质稳定性评价。基于评价结果,可以很好的指导该段线路比选和优化。
二、基于GIS的层次分析法原理
层次分析法(Analytical Hierarchy Process,简称AHP)是美国数学家SattyT.L.在20世纪70年代提出的一种将定性分析和定量分析相结合的系统分析方法。它适用于多准则、多目标的复杂问题的决策分析,可以将决策者对复杂系统的决策思维过程实行数量化,为选出最优决策提供依据(图13-2)。经过多年的应用实践,不少研究者开始将GIS技术与AHP方法相结合,大大提高了传统的AHP方法在地学研究中的应用效果(Harris et al.,2000;刘振军,2001;彭省临等,2005)。基于GIS的层次分析法充分利用GIS技术的空间分类和空间分析功能,在评价指标数据采集、处理和自动成图方面具有明显的优势,不仅可以对工程地质稳定性的相关影响因素进行更细致的逐次分析,而且在计算过程中不受计算单元数量的限制,因而评价结果更直观、更便于应用。
图13-1 滇藏铁路丽江-香格里拉段线路方案示意图
图13-2 基于GIS的层次分析法技术路线图
基于GIS层次分析法的工程地质稳定性分区评价过程大致可分为以下步骤:
(1)确定研究区、研究对象及研究目标,并进行数据分析,确定进行工程地质稳定性分区所需要的数据,包括数据来源、数据质量指标等。
(2)将收集的各种资料进行数据处理,包括在MapGIS 6.7软件平台上进行数字化、格式转换、投影转换、分层及属性编码等,建立研究区、研究对象的空间数据库。
(3)根据研究目标的特征,分析影响目标的因素,建立目标的层次指标模型和层次结构,构造判断矩阵,由专家对影响因素进行综合评分,并进行层次单排序、求解权向量和一致性检验,从而获得各指标因素值,并运用GIS空间分析功能提取分析因子。
(4)采用ArcGIS 9.2软件平台,对评价区域进行栅格化,每一个栅格作为模型评价的一个运算单元,并将数据库中的数据按照规则进行栅格化处理。再采用图形叠加的模型评价方式,将参与评价的各个因素权值分配到不同的栅格上。将各个因素进行图形叠加,对属性值进行代数运算,再将叠加后的栅格数据化,生成新的图形,并形成最终评价结果。
(5)工程地质稳定性分区评价的数学模型:
滇藏铁路沿线地壳稳定性及重大工程地质问题
式中:B——工程地质稳定性指数,aj——权重,Nj——指数。
(6)通过分析计算获得的工程地质稳定性指数值的分布范围,结合野外实际调查结果验证,对不同区域的铁路工程建设适宜性进行综合分区评价。
⑷ 工程地质勘察的方法
工程地质勘察方法或手段,包括工程地质测绘、工程地质勘探、实验室或现场试验、长期观测(或监测)等。
工程地质测绘
在一定范围内调查研究与工程建设活动有关的各种工程地质条件,测制成一定比例尺的工程地质图,分析可能产生的工程地质作用及其对设计建筑物的影响,并为勘探、试验、观测等工作的布置提供依据。它是工程地质勘察的一项基础性工作。测绘范围和比例尺的选择,既取决于建筑区地质条件的复杂程度和已有研究程度,也取决于建筑物的类型、规模和设计阶段。规划选点阶段,区域性工程地质测绘用小比例尺(1:10万,1:5万);设计阶段,水库区测绘大多用中比例尺(1:2.5万,1:1万),坝址、厂址则用大比例尺(1:5000,1:2000,1:1000,1:500)。工程地质测绘所需调研的内容有地层岩性、地质构造、地貌及第四纪地质、水文地质条件、天然建筑材料、自然(物理)地质现象及工程地质现象。对所有地质条件的研究,都必须以论证或预测工程活动与地质条件的相互作用或相互制约为目的,紧密结合该项工程活动的特点。当露头不好或这些条件在深部分布不明时,需配合以试坑、探槽、钻孔、平洞、竖井等勘探工作进行必要的揭露。
工程地质测绘通常是以一定比例尺的地形图为底图,以仪器测量方法来测制。采用卫星像片、航空像片和陆地摄影像片,通过室内判读调绘成草图,到现场有目的地复查,与进一步的照片判读反复验证,可以测制出更精确的工程地质图。并可提高测绘的精度和效率,减少地面调查的工作量。
工程地质勘探
包括工程地球物理勘探、钻探和坑探工程等内容。
①工程地球物理勘探。简称工程物探,其目的是利用专门仪器,测定各类岩、土体或地质体的密度、导电性、弹性、磁性、放射性等物理性质的差别,通过分析解释判断地面下的工程地质条件。它是在测绘工作的基础上探测地下工程地质条件的一种间接勘探方法。按工作条件分为地面物探和井下物探(测井);按被探测的物理性质可分为电法、地震、声波、重力、磁法、放射性等方法。工程地质勘察中最常用的地面物探为电法中的视电阻率法,地震勘探中的浅层折射法,声波勘探等;测井则多采用综合测井。
物探的优点在于能经济而迅速地探测较大范围,且通过不同方向的多个剖面获得的资料是三维的。以这些资料为基础,在控制点和异常点上布置勘探、试验工作,既可减少盲目性,又可提高精度。测井则可增补钻探工作所得资料并提高其质量。开展多种方法综合物探,根据综合成果进行对比分析,可以显著提高地质解释的质量,扩大物探解决问题的范围,缩短工程地质勘探周期并降低其成本。由于物探需要间接解释,所以只有地质体之间的物理状态(如破碎程度、含水率、喀斯特化程度)或某种物理性质有显著差异,才能取得良好效果。
②钻探和坑探。采用钻探机械钻进或矿山掘进法,直接揭露建筑物布置范围和影响深度内的工程地质条件,为工程设计提供准确的工程地质剖面的勘察方法。其任务是:查明建筑物影响范围内的地质构造,了解岩层的完整性或破坏情况,为建筑物探寻良好的持力层(承受建筑物附加荷载的主要部分的岩土层)和查明对建筑物稳定性有不利影响的岩体结构或结构面(如软弱夹层、断层与裂隙);揭露地下水并观测其动态;采取试验用的岩土试样;为现场测试或长期观测提供钻孔或坑道。
钻探比坑探工效高,受地面水、地下水及探测深度的影响较小,故广为采用。但不易取得软弱夹层岩心和河床卵砾石层样品,钻孔也不能用来进行大型现场试验。因此,有时需采用大孔径钻探技术,或在钻孔中运用钻孔摄影,孔内电视或采用综合物探测井以弥补其不足。但在关键部位还需采用便于直接观察和测试目的层的平洞、斜井、竖井等坑探工程。
钻探和坑探的工作成本高,故应在工程地质测绘和物探工作的基础上,根据不同工程地质勘探阶段需要查明的问题,合理设计洞、坑、孔的数量、位置、深度、方向和结构,以尽可能少的工作量取得尽可能多的地质资料,并保证必要的精度。
原位测试和实验室试验
获得工程地质设计和施工参数,定量评价工程地质条件和工程地质问题的手段,是工程地质勘察的组成部分。室内试验包括:岩、土体样品的物理性质、水理性质和力学性质参数的测定。现场原位测试包括:触探试验、承压板载荷试验、原位直剪试验以及地应力量测等(见岩土试验、工程地质力学模拟)。
设计建筑物规模较小,或大型建筑物的早期设计阶段,且易于取得岩、土体试样的情况下,往往采用实验室试验。但室内试验试样小,缺乏代表性,且难以保持天然结构。所以,为重要建筑物的初步设计至施工图设计提供上述各种参数,必须在现场对有代表性的天然结构的大型试样或对含水层进行测试。要获取液态软粘土、疏松含水细砂、强裂隙化岩体之类的、不能得到原状结构试样的岩土体的物理力学参数,必须进行现场原位测试。
现场检测与监测
用专门的观测仪器对建筑区工程地质条件各要素或对工程建筑活动有重要影响的自然(物理)地质作用和某些重要的工程地质作用随时间的发展变化,进行长时期的重复测量的工作。观测的主要内容有:岩、土体位移范围、速度、方向;岩、土体内地下水位变化;岩体内破坏面上的压力;爆破引起的质点速度;峰值质点加速度;人工加固系统的载荷变化等。此项工作主要是在论证建筑物的施工设计的详细勘察阶段进行,工程地质作用的观测则往往在施工和建筑物使用期间进行。长期观测取得的资料经整理分析,可直接用于工程地质评价,检验工程地质预测的准确性,对不良地质作用及时采取防治措施,确保工程安全。
⑸ 工程地质分区与评价
5.4.1 区域稳定性分区
海口地区区域稳定性分为二级。其中一级分区主要依据构造稳定性划定,划分为两个区,基本上以马袅-铺前断裂为界,以南为次稳定区,以北为不稳定区;二级分区主要考虑岩土体稳定性和地面稳定性划分为4个地段(见图5.1、表5.4)。
图5.1 海口地区环境工程地质图
表5.4 海口市城市调查区区域稳定性分区表
5.4.1.1 文明村、府城薜村、灵山、道殿村次稳定区(A)
(1)火山岩台地稳定地段(A1):①岩土体稳定性:该地段为火山岩台地,岩性为褐红色粘土(玄武岩残坡积土),局部(美楠村一带)玄武岩裸露。土体呈可塑—硬塑状,承载力特征值230~660kPa,岩体饱和单轴抗压强度53.8~184.4MPa,软化系数0.1~0.84。岩体稳定性较好。②地面稳定性:本区除局部红土较厚和台地坡度较陡的地段出现有冲沟、水土流失较严重外,就整个火山岩台地来说,地形起伏不大,水系不发育,地面稳定性较好。
(2)海积三级阶地较稳定地段(A2):①土体稳定性:以可塑—硬塑含砾粘土、粉质粘土为主,承载力特征值180~660kPa,稳定性一般。②地面稳定性:该地段地形波状起伏,冲沟发育,地表遭受侵蚀切割,常引起崩塌,水土流失严重,地面稳定性差。
5.4.1.2 长流、秀英、海口、桂林洋不稳定区(B)
(1)长流-秀英海积阶地基本不稳定地段(B1):①土体稳定性:主要为可塑状粉土、粉质粘土,承载力特征值140~270kPa,稳定性一般;局部分布膨胀土,膨胀土膨胀率2.1%,收缩率3.0%,自由膨胀率43%,具有湿胀干缩特征,常对建筑物造成破坏,土体稳定性差;沿海一带为沙堤沙地和淤泥,土体结构松散,具流变性、触变性,稳定性很差。金牛岭一带为玄武岩,稳定性相对较好。②地面稳定性:本地段为沿海地带,地势低平,常受洪潮侵袭,地下水埋深小,局部地段地下水对混凝土具腐蚀性,地面稳定性较差。
(2)海口、桂林洋三角洲平原不稳定地段(B2):①土体稳定性:主要为含砂粉质粘土、淤泥质粉质粘土和膨胀土。含砂粉质粘土为可塑状,承载力特征值50~240kPa;淤泥质粉质粘土,具有高压缩性、流变性和触变性,强度低;膨胀土膨胀率8.57%~13.07%,自由膨胀率43%~57%,具有湿胀干缩特征,常对建筑造成破坏;沿海是海湾、海滩沉积,松散状。土体稳定性差。②地面稳定性:该地段地形低平,易受台风、洪潮侵害,土体具流变性,常引起地基不均匀沉降或挤出,南渡江沿岸,由于河流侵蚀,常出现崩塌,而沿海出现海岸淤积。地下水埋深浅,局部地下水对混凝土具侵蚀性。地面稳定性差。
海口城市环境地质调查区的区域稳定性评价工作,以地质调查为基础,尽可能收集了各方面的资料,综合分析了本区的构造、岩土体和地面稳定性,对海南岛东北部进行初步的稳定性评价和分区。基本上以马袅-铺前断裂为界,南部稳定性较好,北部稳定性差。海南岛东北部设防地震基本烈度为Ⅷ度,设计基本地震加速度值为0.30g。因此,对重大工程建筑要考虑其稳定性,采取相应的措施,进行防震设计。
5.4.2 工程地质分区与评价
在区域稳定性分区的基础上,以地貌条件和岩土体工程地质特征为主要依据,结合物理地质现象、环境工程地质问题和水文地质条件等因素,并考虑地域上的连续性,对海南岛东北部进行工程地质分区,共划分为5个区8个亚区(见图5.1)。
5.4.2.1 新海-府城海风积平原沉积土区(I)
(1)新海海风积沙堤沙地松散砂类地基土亚区(Ⅰ1):主要分布于新海林场一带沿海,呈堤状,为海相堆积,后经风力改造加高而成,顶部常见草丛、沙丘、沙垄等。岩性以细砂、中砂或含砾中砂为主,局部为含砾粗砂,松散—稍密状,宜作一般小型工民建筑地基,但由于其浅层土层松散,侧压力大,边岸、基坑易崩塌,另外,本区台风作用强烈,常使沙丘迁移造成工程设施的破坏或掩埋。
(2)荣山海积一级阶地淤泥地基土亚区(Ⅰ2):分布于荣山—博养一带,地形低平,上部为含贝壳砂、淤泥或中粗砂、粉土,下部为含砾粗砂、砾砂及粉土等。顶板埋深0~4.05m,一般小于2m,具流动性、高压缩性。本区地基土软弱,承载力低,并易受洪、潮侵袭,不宜做工民建筑场地。
(3)秀英-府城海积三级阶地粘性地基土亚区(I3):分布于区内火山台地与海积一级阶地之间,地基土以更新统粉土、粉质粘土和上新统粘土为主,力学强度较高,地形平缓,外动力地质现象较少,适合各种工民建筑和道路工程。但局部陡坡地带有冲沟、崩塌等现象发生,在此地带的工程建设应注意边坡的稳定性。另外,本区地震烈度为Ⅷ度,工程建筑应采取相应的抗震措施。
(4)府城海积阶地中等膨胀地基土亚区(Ⅰ4):分布于储城东沿阶地边缘,局部受河流侵蚀切割成残丘地形,岩性以杂色粘土为主,上部覆盖层多为人工填土或北海组含砾粉土。具中等膨胀性,由于具有湿胀干缩的特征,建筑物常被破坏。如海南干部疗养所地处孤丘上,建筑物以秀英组(Q p1x)杂色粘土为天然地基,造成平房、水池等建筑物开裂。
(5)浮陵水三级阶地中等膨胀地基土亚区(I5):分布于三级阶地后缘白水塘南一带,岩性以杂色粘土为主,上部覆盖层多为北海组(Qp2 b)褐红色粉质粘土、粉土等,覆盖层厚度小于2m,局部因众多砖瓦厂开采已出露地基。本层土具有中等膨胀性,湿胀干缩常使建筑物造成破坏,工程建筑施工应对此引起足够的重视。
5.4.2.2 海口-桂林洋、河口三角洲堆积平原沉积土区(Ⅱ)
沿东部海岸和南渡江河岸分布,为全新统地层,地基土力学强度一般较低。
(1)玉沙村海滩阶地淤泥地基土亚区(Ⅱ1):分布于海口玉沙村—海甸岛一带,上部覆盖层一般为人工填土、粉质粘土、粉土、中细砂等,岩性为灰黑色淤泥,呈流塑—软塑状。
本区地势低平,易受台风洪潮侵蚀,浅部地基土软弱,淤泥具高压缩性、流变性、触变性和不均匀性,常出现地基不均匀沉降或挤出、基坑滑移等,对工程建筑不利。
(2)新埠岛-铁桥三角洲平原、河流阶地夹淤泥质地基土亚区(Ⅱ2):分布于南渡江两岸及河口一带,呈向海凸出的扇形,地形平坦,微向海倾,区内出露的为全新统沉积层,岩性和土层结构复杂。
区内地基土强度一般,但隐伏有淤泥质粉质粘土,因此工程建设时应查明其分布和埋藏条件,采取防范措施。另外,本区南渡江沿岸河流侵蚀作用强烈,常发生崩塌,且本区地势较低,易受洪涝、潮害和台风侵袭,对工程不利。
(3)桂林洋海湾一级阶地淤泥质地基土亚区(Ⅱ3):分布于桂林洋农场以北,地基土以淤泥质粉质粘土为主,埋藏较浅,一般0.80~1.25m,具高压缩性,强度低,不宜做天然地基。
本区地势低平,易受风暴潮侵袭,对工程建筑不利。本区地震烈度为Ⅷ度,邻区发生过7.5级的强震,地基土有触变性,工程建筑应特别注重防震措施,以策安全。
5.4.2.3 长流海积三级阶地粘性地基土区(Ⅲ)
分布于长流附近,被后期熔岩所包围,地形平坦或略有起伏,地基土强度一般,物理地质现象不发育,适宜各种工民建筑和道路工程,但地震烈度为Ⅷ度,应设防。
5.4.2.4 道殿村海积三级阶地粘性土地基土区(Ⅳ)
分布于桂林洋农场北道殿村一带,地形平坦,地基土强度一般,适宜一般工民建筑,但由于地势低平,易受风暴潮等影响,且地震烈度较高(Ⅷ度),应采取防范措施。
5.4.2.5 火山岩台地残坡积地基土区(Ⅴ)
分布于长流文明村、府城薜村及灵山等地,美楠村一带为玄武岩裸露区,但由于分布范围较小,未进行分区而归并于本区。残坡积土岩性为褐红色粘土,局部含铁豆砂,下部为玄武岩。区内岩土力学强度较高,地形平缓,适宜各类工民建筑场地,但由于残坡积土孔隙比大,具高压缩性,厚度变化大,土层中常见球状风化玄武岩块,易造成建筑物的不均匀沉降,所以兴建工程应查明其厚度变化,采取防范措施。
⑹ 区域环境工程地质评价
4.3.1区域稳定性分析
黄河三角洲是在基底构造甚为破碎、济阳凹陷的一个次级负向构造单元上发育形成的。由于区内东北部位于北西向的燕山——渤海地震带及北东向的沂沫断裂地震带的交汇部位,因而与新构造运动有关的构造地震异常活跃。据山东省地震局1985年10月布设的东营—垦利、陈家庄—河口的现代形变及牛庄—新刁口的两次a径迹测量结果,埕子口断裂、孤北断裂、陈南断裂、胜北断裂和东营断裂的现代活动都有显示,说明区内的区域稳定性较差。区内新生代以来的断裂活动表现为具有继承性脉动活动的特点。尤其是5号桩,桩西至海港一带位于上述两条活动断裂地震带的交汇复合部位,新生代以来断陷幅度最大,历史上曾发生过3次7~7.5级地震,区域稳定性差。根据以上的地震预测,影响烈度一般都在Ⅶ度以上,5号桩一带为Ⅷ度。根据我国建筑规范规定,一切建筑物都应设防加固,以保安全。
区内饱和砂土、饱和粉土具有液化的宏观条件。在历史地震发生时,曾有喷水冒砂、地面裂缝等现象发生。其液化程度受以下因素影响:土的颗粒特征、密度、渗透性、结构、压密状态、上覆土层、地下水位埋深、排水条件、应力历史、地震强度和地震持续时间等。
由于黄河三角洲地质体物质组成主要是粉砂,且孔隙度较高,加之形成期堆积速率快,造成地质体中含水量高。随着时间推移,在上覆沉积物挤压下,孔隙中水逐渐被挤压,造成地质体压缩,导致地面下沉。根据1988年在黄河海港地区实测,该地区压实下沉速率可达6cm/a,因此由于地面下沉所引起的海面相对上升则更加剧了海岸侵蚀。
另外,近几十年来的人为活动加剧了本区地面沉降的发展,如:建筑地基承载力不足引起的土体压缩,地下水、石油、卤水的开采所引起的含水层、储油层压缩等。
由此可见,黄河三角洲地区环境工程地质问题颇多,本节将对直接影响东营市经济发展和规划的地表下25m土体工程地质类型及其物理力学性质、工程地质性质的区域性变化等进行深入研究。
4.3.2土体的工程地质分类及工程地质特征
区内小清河以北为黄河三角洲平原,小清河以南多为山前冲洪积平原,基岩埋深在数百米以下,表层均为第四系松散沉积物,鉴于一般工业与民用建筑物地基持力层一般均在15m以上,一般中高层建筑物持力层一般在25m以上的特点,下面仅以0~25m的土体为对象,进行分析和研究(图4-6)。
图4-6地表土体类型示意图
1.土体的岩性与结构特征
(1)土体岩性分类
区内0~25m深度内的地层多为第四系全新统地层,其沉积环境受黄河和海洋交互或共同影响,形成了以细颗粒为主的地层。所表现出的岩性以粉土最为广泛,其次为粉质粘土、粉砂、粘土,局部有细砂,其主要岩性特征见表4-6。
表4-6黄河三角洲0~25m地层岩性分类及主要特征表
(2)土体结构特点
区内土体结构无单层结构,多为多层结构,(多层结构是指一定深度内由3层或3层以上的地层构成),这也是区内的沉积环境所决定的,该区濒临渤海,是河流的最下游段,河道游荡较频繁,古地貌特点反复变化,携带泥、砂的水动力特点也随之变化,因此,区内一般无巨厚的单层岩性沉积。
2.土体工程地质特征
(1)山前冲洪积平原区土体工程地质特征该区地面下25m的沉积物为第四系全新统冲积、洪积(
(2)古黄河三角洲区土体工程地质特征该区地面下25m的沉积物为第四系全新统冲积、海积、湖沼相沉积(
(3)现代黄河三角洲平原区土体工程地质特征
该区地面下25m的沉积物为第四系全新统冲积海积物(
3.地表下0~25m土体物理力学指标的变化规律
(1)古黄河三角洲区的物理力学性质总体上好于现代黄河三角洲,这正是由于现代黄河三角洲的成陆时间晚于古黄河三角洲,其自重固结的程度差于前者。
(2)无论是古黄河三角洲区还是现代黄河三角洲区各类岩性土层的物理力学指标显示出一个较明显的规律,即从地表向下随深度的增加土层的物理力学指标以较好—较差—好发生变化。一般较差的深度段在5~10m和10~15m。这一变化规律也与区内的沉积环境相吻合,力学指标较差的深度段为1855年黄河改道以前沉积的冲湖积、冲海积相为主的地层。
4.3.3天然地基承载力、饱和砂土液化及软土与盐渍土
1.天然地基承载力
黄河三角洲地区基土承载力在不同位置、不同层位均有较大变化,从小于80kPa到大于300kPa。天然地基承载力指自地表算起的第一层或第二层基土(当第一层厚度小于3m,且第二层基土承载力高于第一层时,取第二层承载力数据)的承载力。区内天然地基承载力可分为4个等级(表4-7),其分布与变化规律与地貌单元有较密切的相关关系(图4-7)。
(1)承载力低区(fk<80kPa)的分布
① 呈条带状分布于现代黄河三角洲工程地质区内。如利津县虎滩乡西南—河口区义和镇南部、河口东南孤河水库—渤海农场总场北以及现代黄河入海口北侧等地,以上各地带多为1855年以后成陆,且位于滨海低地或洼地内,排水条件差,自重固结程度低。
表4-7天然地基承载力分区特征表
② 呈小片状分布于古黄河三角洲平原区。如东营区胜利乡南部,利津县王庄乡南部等。
(2)承载力较低区(80≤fk<100kPa)的分布
① 沿海岸线分布,宽度不一。
② 沿黄河泛流主流带边缘、前缘和洼地展布。如利津县大赵乡—虎滩—罗镇—河口区一带、集贤乡—渤海农场总场、孤北水库北部、利津前刘乡—东营区西城,以及东营区龙居乡—西范乡一带。
(3)承载力中等区(100≤fk<120kPa)的分布
① 分布于决口扇的顶部及缓平坡地区。如利津县南宋—北宋—明集,东营区龙居乡—油郭乡—六户镇—广饶县丁庄乡以及胜坨乡—高盖乡等地。
② 分布于现代黄河三角洲顶点附近。如宁海乡—汀河乡、宁海乡—傅窝乡一带。
③ 分布于现代黄河三角洲北部、东部。如河口区新户—刁口乡、孤东水库—五号桩、垦利县建林乡—孤东水库、建林—西宋乡。
(4)承载力较高区(fk>120kPa)的分布
① 分布于古黄河三角洲的南部。如牛庄—陈官—小清河一带。
② 分布于小清河以南的山前冲洪积平原区。
③ 零星分布于近代黄河三角洲平原区的地势较高处。
2.饱和砂土液化
砂土液化是指处于地下水位以下松散的饱和砂土,受到震动时有变得更紧密的趋势。但饱和砂土的孔隙全部为水充填,因此,这种趋于紧密的作用将导致孔隙水压力骤然上升,而在地震过程的短暂时间内,骤然上升的孔隙水压力来不及消散,这就使原来由砂粒通过其接触点所传递的压力(有效压力)减少,当有效压力完全消失时,砂层会完全丧失抗剪强度和承载能力,变得像液体一样的状态,即通常所说有砂土液化现象。
区内的饱和砂土、饱和粉土具有液化的宏观条件,在历史地震发生时,曾有喷水冒砂、地面裂缝等现象发生。其液化程度受以下因素影响:土的颗粒特征、密度、渗透性、结构、压密状态、上覆土层、地下水位埋深、排水条件、应力历史、地震强度和地震持续时间等。
液化判别就是根据土的物理力学性质及其他工程地质条件,对土层在地震过程中发生液化的可能性的判别。国家标准《建筑基础抗震设计规范》(GBJ11-89)中规定了饱和砂土、饱和粉土的液化判别方法,在对区内饱和砂土、饱和粉土的液化判别时,即依照了前述规范提供的方法,在液化势宏观判定的基础上,采用了原位测试资料——标准贯入试验进行了液化临界值和液化指数的计算。根据液化指数对地基液化等级的划分见表4-8。区内液化砂土的分布规律见图4-8。
(1)严重液化区
① 分布于现代黄河三角洲顶点,向北向东呈扇形展布的黄河泛流主流带的中上游部位,主要在陈庄镇—六合乡、虎滩乡—义和镇一带。
图4-7天然地基承载力分区示意图
表4-8地基液化等级表
② 零星分布于废弃河道带和决口扇,如下述地带:东营区永安乡—广北水库一线,呈条带状分布,为废弃河道带;利津县店子乡—前刘乡,呈片状分布,为决口扇的中部;东营区史口乡附近、东营区六户镇西侧、河口区新户乡东北等地。
该区内的饱和粉土、饱和粉砂颗粒均匀,粘粒含量低,沉积厚度较大,形成年代新,固结程度差,因此是最易发生液化的地区。
(2)中等液化区
① 分布于较大的决口扇及决口扇前缘坡地地带,利津县城东—明集乡—大赵乡、东营区胜利乡—董集乡—油郭乡一带。
② 分布于黄河泛流主流带或其边缘地带。宁海乡—垦利县城;陈庄镇—傅窝乡;渤海农场总场东—建林乡—新安乡;义和水库南—河口区。
③ 在滨海低地带内有零星片状分布,五号桩及以东地区;刁口码头东北—孤北水库北部;新户乡以西及以北的近海地带。该区一般位于严重液化区的外围及决口扇顶部位或零星分布于小规模的黄河主流带,饱和粉土、粉砂的粘粒含量较低,固结程度较差,因此是较易发生液化的地区。
(3)轻微液化区
① 分布于古黄河三角洲泛滥平原及决口扇边缘,如下述地带:利津县南宋乡—北宋乡;东营区龙居乡—广饶县陈官乡—丁庄乡。
② 分布于现代黄河三角洲的非黄河泛流主流带区,如下述地带:利津县王庄乡—垦利县胜坨乡;利津县集贤乡—垦利县城东部;河口区太平乡—义和水库。
该区粉土、粉砂的沉积厚度较小,粘粒含量较高,因此液化程度较轻。
(4)非液化区
① 分布于工作区小清河以南的山前冲洪积平原,该区地下水位埋藏深,水位以下的饱和粉土,粉砂密实程度较好,因此不易液化。
② 分布于沿海地带的滨海低地,该区除河口相沉积外,地层粘粒含量较高或以粘性土为主,因此不易液化。
3.软土与盐渍土
(1)软土
软土一般是指天然含水量高、压缩性大、承载力低的一种软塑到流塑状态的粘性土。如淤泥、淤泥质土以及其他高压缩性饱和粘性土、粉土等。黄河三角洲地区地处渤海之滨,具有软土的沉积环境,钻探资料亦证明,区内呈片状分布着软土。
① 软土的划分标准
本次划分软土时采用如下方法:当满足下列条件之一时,并且厚度大于0.50m,将其确定为软土:承载力标准值fk<80kPa;标贯锤击数N63.5≤2;静力触探锥头阻力qc<0.5MPa;流塑状态。
② 软土的空间分布
软土主要分布于区内的东北部滨海地带、河口—刁口码头一带。利津县罗镇—黄河故道西、垦利县下镇乡东部,另外在利津县明集乡—广南水库一线呈不连续片状、碟状分布。
③ 软土的成因及主要物理力学性质
区内的软土具有两种成因:①烂泥湾相沉积:在历次河口的两侧,沉积的以细粒成分为主的土层,一直处于饱和状态,排水固结过程进展缓慢,所以土的力学性质很差。颜色以灰褐色为主,流塑态,土质细腻,岩性以粉质粘土为主,夹粉土和粘土薄层。②滨海湖沼相沉积:颜色以灰—灰黑色为主,有机质含量较高,具腥臭味,为淤泥或淤泥质土。
图4-8地基砂土液化分区示意图
表4-9软土的主要物理力学指标统计表
从表4-9中可以看出:区内软土具有含水量高、孔隙比大、压缩性高、承载力低的特点,在荷载作用下变形较大,对建筑物极为不利。因此,在工程建设规划时,应尽量避开有软土分布的地区。在无法避开软土的建筑物,应对区内的软土有足够的重视,采取一定的处理措施,对于一般工业民用建筑可采取粉喷桩法进行处理,对于高层重型建筑物应采取深基础,如沉管灌注桩等,以避开软土的不利影响(图4-9)。
(2)盐渍土
当土中的易溶盐含量大于0.5%,且具有吸湿、松胀等特性的土称为盐渍土。区内的盐渍土为滨海盐渍土,按含盐性质则大部分属氯盐渍土,局部为硫酸盐渍土,盐渍土按含盐量可分为弱盐渍土(0.5%~1%),中盐渍土(1%~5%)、强盐渍土(5%~8%)和超盐渍土(>8%),区内的盐渍土主要为弱盐渍土,局部地段有中盐渍土(见图4-10)。
4.3.4工程地基适宜性评价
工程建筑地基适宜性受多种因素的影响,为达到评价结果清晰简洁、合理反映出区内建筑适宜性等级的目的,选用了专家聚类法(亦称总分法)进行评价。评价过程为:首先拟定评价因子,对各评价因子量化、分级并给定各级别的标准分,其次用傅勒三角形法确定各评价因子的权重,然后计算各勘测点单项因子分值和总分值,再按各点的总分值进行分区。最终的评价结果见表4-10、4-11、4-12、4-13。
图4-9软土分布示意图
图4-10盐碱土分布示意图
表4-10一般工业与民用建筑地基适宜性评价方案(评价深度10m)
① 沉降因子
② DⅠ——山前冲洪积平原;DⅡ——古黄河三角洲平原;DⅢ——现代黄河三角洲平原。
表4-11一般工业与民用建筑地基适宜性评价分区说明表
表4-12高层重型建筑物地基适宜性评价方案(评价深度25~30m)
表4-13高层重型建筑物地基适宜性评价分区说明表
一般建筑、高层建筑物地基适应性评价分区见图4-11、4-12。
图4-11一般建筑物地基适宜性评价分区示意图
图4-12高层建筑物地基适宜性评价分区示意图
⑺ 岩土工程分析评价的方法有哪些
分析评价的方法
应采用定性分析评价与定量分析评价相结合的方法来进行。专一般的操作程序是:属在定性分析评价的基础上,方可进行定量分析评价;换言之,不经过定性分析评价是不能直接进行定量分析评价的。对某些问题则仅作定性分析评价即可,如工程选址及场地对拟建工程的适应性、场地地质背景和工程地质条件分析、岩土性状的描述等。定性分析和定量分析都应在详细占有资料和数据的基础上,运用成熟的理论和类似工程的经验进行论证,并宜提出多个方案进行比较。
⑻ 工程地质有哪些常用的研究方法
工程地质研究的主内容有:确定岩土组分、组织结构(微观结构)、物理、化学与力学性质(特别是强度及应变)及其对建筑工程稳定性的影响,进行岩土工程地质分类,提出改良岩土的建筑性能的方法;研究由于人类工程活动的影响而破坏的自然环境的平衡,以及自然发生的崩塌、滑坡、泥石流及地震等物理地质作用对工程建筑的危害及其预测、评价和防治措施;研究解决各类工程建筑中的地基稳定性,如边坡、路基、坝基、桥墩、硐室,以及黄土的湿陷、岩石的裂隙的破坏等,制定一套科学的勘察程序、方法和手段,直接为各类工程的设计、施工提供地质依据;研究建筑场区地下水运动规律及其对工程建筑的影响,制定必要的利用和防护方案;研究区域工程地质条件的特征,预报人类工程活动对其影响而产生的变化,作出区域稳定性评价,进行工程地质分区和编图。随着大规模工程建设的发展,其研究领域日益扩大。除了岩土学和工程动力地质学、专门工程地质学和区域工程地质学外,一些新的分支学科正在逐渐形成,如矿山工程地质学、海洋工程地质学、城市工程地质及环境工程地质学、工程地震学。
1工程地质与岩土工程的区别工程地质是研究与工程建设有关地质问题的科学(张咸恭等著《中国工程地质学》)。工程地质学的应用性很强,各种工程的规划、设计、施工和运行都要做工程地质研究,才能使工程与地质相互协调,既保证工程的安全可靠、经济合理、正常运行,又保证地质环境不因工程建设而恶化,造成对工程本身或地质环境的危害。工程地质学研究的内容有:土体工程地质研究、岩体工程地质研究、工程动力地质作用与地质灾害的研究、工程地质勘察理论与技术方法的研究、区域工程地质研究、环境工程地质研究等。岩土工程是土木工程中涉及岩石和土的利用、处理或改良的科学技术(国家标准《岩土工程基本术语标准》)。岩土工程的理论基础主要是工程地质学、岩石力学和土力学;研究内容涉及岩土体作为工程的承载体、作为工程荷载、作为工程材料、作为传导介质或环境介质等诸多方面;包括岩土工程的勘察、设计、施工、检测和监测等等。由此可见,工程地质是地质学的一个分支,其本质是一门应用科学;岩土工程是土木工程的一个分支,其本质是一种工程技术。从事工程地质工作的是地质专家(地质师),侧重于地质现象、地质成因和演化、地质规律、地质与工程相互作用的研究;从事岩土工程的是工程师,关心的是如何根据工程目标和地质条件,建造满足使用要求和安全要求的工程或工程的一部分,解决工程建设中的岩土技术问题。2工程地质与岩土工程的关系虽然工程地质与岩土工程分属地质学和土木工程,但关系非常密切,这是不言而喻的。有人说:工程地质是岩土工程的基础,岩土工程是工程地质的延伸,是有一定道理的。工程地质学的产生源于土木工程的需要,作为土木工程分支的岩土工程,是以传统的力学理论为基础发展起来的。但单纯的力学计算不能解决实际问题,从一开始就和工程地质结下了不解之缘。与结构工程比较,结构工程面临的是混凝土、钢材等人工制造的材料,材质相对均匀,材料和结构都是工程师自己选定或设计的,可控的。计算条件十分明确,因而建立在材料力学、结构力学基础上的计算是可信的。而岩土材料,无论性能或结构,都是自然形成,都是经过了漫长的地质历史时期,在多种复杂地质作用下的产物,对其材质和结构,工程师不能任意选用和控制,只能通过勘察查明,而实际上又不可能完全查清。岩土工程师不敢相信单纯的计算结果,单纯的计算是不可靠的,原因就在于工程地质条件的不确知性和岩土参数的不确定性,不同程度地存在计算条件的模糊性和信息的不完全性。因而虽然土力学、岩石力学、计算技术取得了长足进步,并在岩土工程设计中发挥了重要作用,但由于计算假定、计算模式、计算方法、计算参数等与实际之间存在很多不一致,计算结果总是与工程实际有相当大的差别,需要进行综合判断。
⑼ 工程地质常用的研究方法有哪些
1、定性评价方法
以自然历史分析法确定不同工程地质性质的形成原因内、演变趋势和发展预测容(条件分析)
2、 定量评价:定性分析基础上,通过定量计算,进行定性与定量评价相结合的地质过程机制分析—定量评价。
数学分析
力学分析
概率分析
⑽ 工程地质评价
1、工程场地的稳定性与适宜性;
2、工程地质、水文地质条件;
3、预测工程对既有建筑的影响,工程建设产生的地质环境变化,以及地质环境变化对工程的影响;
4、提出各类建筑物工程措施建议意见;
5、预测施工、运营过程中可能出现的工程地质问题,并提出相应的防治措施和合理的施工方法。