工程地質勘察中水文地質研究
General 更新 2024年12月24日
摘要：水文地質研究在工程勘察中有著十分重要的地位，本文主要闡述工程地質勘查中水文地質評價內容，岩土水理性質，地下水引起的岩土工程危害等問題。
關鍵詞：工程勘察；水文地質；岩土；危害
1 工程地質勘察中水文地質評價內容
在工程勘察中，對水文地質問題的評價，主要應考慮以下內容：
1.1 應重點評價地下水對岩土體和建築物的作用和影響，預測可能產生的岩土工程危害，提出防治措施。
1.3 應從工程角度，按地下水對工程的作用與影響，提出不同條件下應當著重評價的地質問題，如：①對埋藏在地下水位以下的建築物基礎中水對砼及砼內鋼筋的腐蝕性。②對選用軟質岩石、強風化巖、殘積土、膨脹土等岩土體作為基礎持力層的建築場地，應著重評價地下水活動對上述岩土體可能產生的軟化、崩解、脹縮等作用。在地基基礎壓縮層範圍內存在鬆散、飽和的粉細砂、粉上時，應預測產生潛蝕、流砂、管湧的可能性。③當基礎下部存在承壓含水層，應對基坑開挖後承壓水沖毀基坑底板的可能性進行計算和評價。④在地下水位以下開挖基坑，應進行滲透和富水試驗，並評價由於人工降水引起土體沉降、邊坡失穩進而影響周圍建築物穩定的可能性。
岩土水理性質是指巖士與地下水相互作用時顯示出來的各種性質。岩土水理性質與岩土的物理性質都是巖：岩土的水理性質不僅影響岩土的強度和變形，而且有些性質還直接影響到建築物的穩定性。以往在勘察中對岩土的物理力學性質的測試比較重視，對岩土的水理性質卻有所忽視，因而對岩土工程地質的評價是不夠全面的。岩土的水理性質是岩土與地下水相互作用顯示出來的性質，下面首先介紹一下地下水的賦存形式及對岩土水理性質的影響，然後再對岩土的幾個重要的水理性質及研究測試方法進行簡單的介紹。
2.1 地下水的賦存形式：地下水按其在岩土中的賦存形式可分為結合水、毛細管水和重力水三種，其中結合水又可分為強結合水和弱結合水兩種。
2.2 岩土的主要的水理性質及測試辦法：①軟化性，是指岩土體浸水後，力學強度降低的特性，一般用軟化係數表示，它是判斷岩石耐風化、耐水浸能力的指標。在岩石層中存在易軟化岩層時，在地下水的作用下往往會形成軟弱夾層。各類成因的粘性上層、泥岩、頁岩、泥質砂岩等均普遍存在軟化特性。②透水性，是指水在重力作用下，岩土容許水透過自身的效能。鬆散巖上的顆粒愈細、愈不均勻，其透水性便愈弱。堅硬岩石的裂隙或岩溶愈發育，其透水性就愈強。透水性一般可用滲透係數表示，巖上體的滲透係數可通過抽水試驗求取。
③崩解性，是指巖浸水溼化後，由於土粒連線被削弱，破壞，使土體崩敞、解體的特性。④給水性，是指在重力作用下飽水岩土能從孔隙、裂隙中自由流出一定水的效能，以給水度表示。給水度是含水層的幾個重要水文地質引數，也影響場地疏時間。給水度一般採用實驗室方法測定。⑤脹縮性，是指岩土吸水後體積增大，失水後體積減小的特性，岩土的漲縮性是由於顆粒表面結合水膜吸水變厚，失水變薄造成的。
3 地下水引起的岩土工程危害
地下水引起的岩土工程危害，主要是由於地下水位升降變化和地下水動水壓力作用兩個方面的原因造成的。
3．1 地下水升降變化引起的岩土工程危害。地下水位變化可由天然因素或人為因素引起，但不管什麼原因，當地下水位的變化達到一定程度時，都會對岩土工程造成危害，地下水位變化引起危害又可分為三種方式：
3.1.1 水位上升引起的岩土工程危害。潛水位上升的原因是多種多樣的，其主要受地質因素如含水層結構、總體巖性產狀；水文氣象因素如降雨量、氣溫等及人為因素如灌溉、施工等的影響，有時往往是幾種因素的綜合結果。由於潛水面上升對岩土工程可能造成：①土壤沼澤化、鹽漬化，岩土及地下水對建築物腐蝕性增強。②斜坡、河岸等岩土體巖產生滑移、崩塌等不良地質現象。③一些具特殊性的岩土體結構破壞、強度降低、軟化。④引起粉細砂及粉土飽和液化、出現流砂，管湧等現象。⑤地下洞室充水淹沒，基礎上浮，建築物失穩。
3.1.2 地下水位下降引起的岩土工程危害。地下水位的降低多是由於人為因素造成的，如集中大量抽取地下水．採礦活動中的礦床疏幹以及上游築壩，修建水庫截奪下游地下水的補給等。地下水的過大下降，常常誘發地裂、地面沉降、地面塌陷等地質災害以及地下水源枯竭、水質惡化等環境問題，對岩土體、建築物的穩定性和人類自身的居住環境造成很大威脅。
3.1.3 地下水頻繁升降對岩土工程造成的危害。地下水的升降變化能引起膨脹性岩土產生不均勻的脹縮變形，當地下水升降頻繁時．不僅使巖上的膨脹收縮變形往復，而且會導致岩土的膨脹收縮幅度不斷加大，進而形成地裂引起建築物特別是輕型建築物的破壞。地下水升降變動帶內由於地下水的滲透，會將土層中的鐵、鋁成分淋失，土層失去膠結物將造成土質變鬆、含水量孔隙比增大，壓縮模量、承載力降低，給岩土工程基礎選擇、處理帶來較大的麻煩。
3．2 地下水動壓力作用引起岩土工程危害。地下水在天然狀態下動水壓力作用比較微弱，一般不會造成什麼危害，但在人為工程活動中由於改變地下水天然動力平衡條件，在移動的動水壓力作用下，往往會引起一些嚴重的岩土工程危害，如流砂、管湧、基坑突湧等。流砂、管湧、基坑突湧的形成條件和防治措施在有關的工程地質文獻已有較詳細的論述，這裡不再重複。
4 結束語
綜上所述，水文地質工作在建築物持力層選擇、基礎設計、工程地質災害防治等方面都起著重要的作用，隨著工程勘察的發展，將受到越來越廣泛的重視，切實做好水文地質工作將對勘察水平的提高起著極大的推動作用。
參考文獻：
[1]陳雁.水文地質之路[J].中煤地質報，2009.
[2]郭永海，王駒.高放廢物地質處置中的地質、水文地質、地球化學關鍵科學問題[J].岩石力學與工程學報，2007
對公路工程中常見地質災害的分析及防治
關於當代中國地熱資源的開發及利用探析
關鍵詞：工程勘察；水文地質；岩土；危害
1 工程地質勘察中水文地質評價內容
在工程勘察中，對水文地質問題的評價，主要應考慮以下內容：
1.1 應重點評價地下水對岩土體和建築物的作用和影響，預測可能產生的岩土工程危害，提出防治措施。
1.3 應從工程角度，按地下水對工程的作用與影響，提出不同條件下應當著重評價的地質問題，如：①對埋藏在地下水位以下的建築物基礎中水對砼及砼內鋼筋的腐蝕性。②對選用軟質岩石、強風化巖、殘積土、膨脹土等岩土體作為基礎持力層的建築場地，應著重評價地下水活動對上述岩土體可能產生的軟化、崩解、脹縮等作用。在地基基礎壓縮層範圍內存在鬆散、飽和的粉細砂、粉上時，應預測產生潛蝕、流砂、管湧的可能性。③當基礎下部存在承壓含水層，應對基坑開挖後承壓水沖毀基坑底板的可能性進行計算和評價。④在地下水位以下開挖基坑，應進行滲透和富水試驗，並評價由於人工降水引起土體沉降、邊坡失穩進而影響周圍建築物穩定的可能性。
岩土水理性質是指巖士與地下水相互作用時顯示出來的各種性質。岩土水理性質與岩土的物理性質都是巖：岩土的水理性質不僅影響岩土的強度和變形，而且有些性質還直接影響到建築物的穩定性。以往在勘察中對岩土的物理力學性質的測試比較重視，對岩土的水理性質卻有所忽視，因而對岩土工程地質的評價是不夠全面的。岩土的水理性質是岩土與地下水相互作用顯示出來的性質，下面首先介紹一下地下水的賦存形式及對岩土水理性質的影響，然後再對岩土的幾個重要的水理性質及研究測試方法進行簡單的介紹。
2.1 地下水的賦存形式：地下水按其在岩土中的賦存形式可分為結合水、毛細管水和重力水三種，其中結合水又可分為強結合水和弱結合水兩種。
2.2 岩土的主要的水理性質及測試辦法：①軟化性，是指岩土體浸水後，力學強度降低的特性，一般用軟化係數表示，它是判斷岩石耐風化、耐水浸能力的指標。在岩石層中存在易軟化岩層時，在地下水的作用下往往會形成軟弱夾層。各類成因的粘性上層、泥岩、頁岩、泥質砂岩等均普遍存在軟化特性。②透水性，是指水在重力作用下，岩土容許水透過自身的效能。鬆散巖上的顆粒愈細、愈不均勻，其透水性便愈弱。堅硬岩石的裂隙或岩溶愈發育，其透水性就愈強。透水性一般可用滲透係數表示，巖上體的滲透係數可通過抽水試驗求取。
③崩解性，是指巖浸水溼化後，由於土粒連線被削弱，破壞，使土體崩敞、解體的特性。④給水性，是指在重力作用下飽水岩土能從孔隙、裂隙中自由流出一定水的效能，以給水度表示。給水度是含水層的幾個重要水文地質引數，也影響場地疏時間。給水度一般採用實驗室方法測定。⑤脹縮性，是指岩土吸水後體積增大，失水後體積減小的特性，岩土的漲縮性是由於顆粒表面結合水膜吸水變厚，失水變薄造成的。
3 地下水引起的岩土工程危害
地下水引起的岩土工程危害，主要是由於地下水位升降變化和地下水動水壓力作用兩個方面的原因造成的。
3．1 地下水升降變化引起的岩土工程危害。地下水位變化可由天然因素或人為因素引起，但不管什麼原因，當地下水位的變化達到一定程度時，都會對岩土工程造成危害，地下水位變化引起危害又可分為三種方式：
3.1.1 水位上升引起的岩土工程危害。潛水位上升的原因是多種多樣的，其主要受地質因素如含水層結構、總體巖性產狀；水文氣象因素如降雨量、氣溫等及人為因素如灌溉、施工等的影響，有時往往是幾種因素的綜合結果。由於潛水面上升對岩土工程可能造成：①土壤沼澤化、鹽漬化，岩土及地下水對建築物腐蝕性增強。②斜坡、河岸等岩土體巖產生滑移、崩塌等不良地質現象。③一些具特殊性的岩土體結構破壞、強度降低、軟化。④引起粉細砂及粉土飽和液化、出現流砂，管湧等現象。⑤地下洞室充水淹沒，基礎上浮，建築物失穩。
3.1.2 地下水位下降引起的岩土工程危害。地下水位的降低多是由於人為因素造成的，如集中大量抽取地下水．採礦活動中的礦床疏幹以及上游築壩，修建水庫截奪下游地下水的補給等。地下水的過大下降，常常誘發地裂、地面沉降、地面塌陷等地質災害以及地下水源枯竭、水質惡化等環境問題，對岩土體、建築物的穩定性和人類自身的居住環境造成很大威脅。
3.1.3 地下水頻繁升降對岩土工程造成的危害。地下水的升降變化能引起膨脹性岩土產生不均勻的脹縮變形，當地下水升降頻繁時．不僅使巖上的膨脹收縮變形往復，而且會導致岩土的膨脹收縮幅度不斷加大，進而形成地裂引起建築物特別是輕型建築物的破壞。地下水升降變動帶內由於地下水的滲透，會將土層中的鐵、鋁成分淋失，土層失去膠結物將造成土質變鬆、含水量孔隙比增大，壓縮模量、承載力降低，給岩土工程基礎選擇、處理帶來較大的麻煩。
3．2 地下水動壓力作用引起岩土工程危害。地下水在天然狀態下動水壓力作用比較微弱，一般不會造成什麼危害，但在人為工程活動中由於改變地下水天然動力平衡條件，在移動的動水壓力作用下，往往會引起一些嚴重的岩土工程危害，如流砂、管湧、基坑突湧等。流砂、管湧、基坑突湧的形成條件和防治措施在有關的工程地質文獻已有較詳細的論述，這裡不再重複。
4 結束語
綜上所述，水文地質工作在建築物持力層選擇、基礎設計、工程地質災害防治等方面都起著重要的作用，隨著工程勘察的發展，將受到越來越廣泛的重視，切實做好水文地質工作將對勘察水平的提高起著極大的推動作用。
參考文獻：
[1]陳雁.水文地質之路[J].中煤地質報，2009.
[2]郭永海，王駒.高放廢物地質處置中的地質、水文地質、地球化學關鍵科學問題[J].岩石力學與工程學報，2007
關於當代中國地熱資源的開發及利用探析