地質工程論文
地質工程論文
地質工程是連接地質科學和工程活動的橋梁,具有地質和工程的屬性,這也導致了地質工程本身的獨特性,即具有時間屬性的開放性系統(tǒng),受關鍵性條件的制約,且具有一定的自我調整能力。下文是學習啦小編為大家搜集整理的關于地質工程論文的內容，歡迎大家閱讀參考!
地質工程論文篇1
淺探水利工程中的工程地質
摘要：本文回顧了水利水電工程地質學的三個時期，分析論述水利工程中的工程地質環(huán)境問題，最后總結了水利水電工程地質勘測的主要方法。
關鍵詞：地質環(huán)境 地質勘測 方法
1、水利水電工程地質發(fā)展回顧
50年前，中國沒有專業(yè)的工程地質人員，少量簡單的道路、橋涵、房屋等建筑設計中的地質問題，主要由土木工程師憑經(jīng)驗確定解決方案，有時也聘請少數(shù)地質師進行咨詢。至于水利水電建設的工程地質，由于沒有建設什么現(xiàn)代意義上的水利水電工程，也就談不上相應的地質勘察與研究，尤其是大壩建設中的工程地質勘察幾乎是一片空白。新中國成立后，隨著水利水電建設事業(yè)的發(fā)展，水利水電工程地質學也應運而生，并日益發(fā)展壯大，大致經(jīng)歷了三個時期：
(1)20世紀50～60年代中期。這一時期中國建設了許多水壩，主要集中在中國東部和中部地區(qū)，如淮河流域的梯級水壩，板橋、石漫灘、響洪甸、梅山、佛子嶺等，黃河上的三門峽、浙江的新安江、資水的柘溪、廣東新豐江、江西上猶江等。
(2)220世紀60年代后期到80年代中期。這一時期，中國在一些地質條件復雜的地區(qū)，興建了一批有代表性且規(guī)模較大的大壩，這一時期的工程建設及相應的工程地質勘察，全方位地為提高中國大壩建設的工程地質勘察與研究水平提供了條件。
(3)20世紀80年代后期至90年代，中國政府為進一步綜合利用水資源和防治水害，相繼決定興建當今最引人矚目的三個巨型水利水電工程，即雅礱江二灘工程、黃河小浪底工程和長江三峽工程。這三大工程的成功建設，標志著中國水利水電工程地質的實踐經(jīng)驗和學術水平，已登上世界水壩建設工程地質研究的前沿。
2、水利工程建設的工程地質環(huán)境分析
工程地質環(huán)境穩(wěn)定性從決定因素和表現(xiàn)形式大體可分為地殼穩(wěn)定性、地表穩(wěn)定性和地基穩(wěn)定性3方面的內容。地殼穩(wěn)定性主要由地球內因影響下的地殼表層的相對穩(wěn)定性;地表穩(wěn)定性是地面由于在人類工程活動的外因條件下結合內外動力工程地質作用的穩(wěn)定性;地基穩(wěn)定性指水利工程影響范圍內地基巖土體的穩(wěn)定性。
(1)地殼穩(wěn)定性
地殼穩(wěn)定性是在地球內因、外因及水利工程影響下的斷層移位、一些臨界穩(wěn)定性坡體的崩塌、滑坡、泥石流及水庫誘發(fā)地震等地質現(xiàn)象的加劇或誘發(fā)。我們主要從區(qū)域的地形地貌、地質構造等來調查研究影響系統(tǒng)應力場和滲流場重新分布的規(guī)模和強度，從而獲得這些工程地質現(xiàn)象發(fā)展的預測資料，穩(wěn)定性破壞的空間范圍，穩(wěn)定性趨勢的時空關系，預測其穩(wěn)定破壞的相對時間，提前做好準備，最大限度地減少損失。對現(xiàn)有的工程地質破壞現(xiàn)象進行應力應變反演算反分析，找到影響穩(wěn)定性的關鍵因素，從而采取相應的技術措施通過人為的外力作用來協(xié)調，達到系統(tǒng)的穩(wěn)定。對于水利工程來說，影響地殼穩(wěn)定性的突出因素是全新活動斷裂和地殼升降運動，最重要的是由于現(xiàn)有的水環(huán)境平衡狀態(tài)的改變而引起的各種工程地質現(xiàn)象，造成應力場和滲流場的重新分布，以求達到系統(tǒng)的能量平衡和結構穩(wěn)定。
(2)地表穩(wěn)定性
地表穩(wěn)定性則主要表現(xiàn)為滑坡、泥石流等動力工程地質現(xiàn)象和地面沉陷、黃土濕陷、砂土液化、水庫邊岸再造等各種地表變形破壞，還包括地表巖土體的性質變化(地下水位上升促使的沼澤化、土壤鹽漬化等)。主要調查研究和預測這些工程地質現(xiàn)象的發(fā)育規(guī)模、發(fā)展速度及趨勢，并提出相應的工程技術措施來防止或減弱這些變形破壞。
(3)地基穩(wěn)定性
地基穩(wěn)定性主要是指地基的承載能力和變形問題。這里的地基穩(wěn)定性不僅僅指水工構筑物的地基穩(wěn)定性，而帶有區(qū)域性的地基穩(wěn)定性。壩基的穩(wěn)定性除了承載能力和變形問題，還有壩體的抗滑移問題(壩基巖層的產(chǎn)狀對壩基的抗滑移穩(wěn)定性影響很大)。水利工程的地基不僅承受水利構筑物本身的自重，還得承受水自重及由于水的作用形成的各種荷載作用，接受這些荷載后地基必產(chǎn)生一定的變形來平衡，以應力能轉化為應變能。特別是對于巖基，在荷載作用下，既有巖石的彈性變形，也可由巖石的塑性變形或者沿某節(jié)理裂隙發(fā)生剪切破壞引起基礎沉降。軟弱夾層或節(jié)理也是抗滑移穩(wěn)定的主要研究對象。
3、水利水電工程地質勘測的主要方法
(1)鉆探
鉆探仍是水利水電工程地質勘察的主要手段。隨著工程建設的地基條件日趨復雜，許多特殊的地質問題，如軟弱(泥化)夾層的層位確定及取樣，砂卵石地層特別是巨礫、漂礫地層的鉆進，砂礫石層取樣，砂層取原狀樣，特硬地層如燧石層、石英砂巖地層的鉆進，鉆孔巖心定向等問題，依靠常規(guī)的鉆探方法無法獲得滿意的結果。國外解決類似的特殊地層鉆進問題，有的有成熟的設備機具，但價格很昂貴;有的則還沒有可靠的方法加以解決。在國家“六·五”、“七·五”科技攻關中，中國的工程師本著為生產(chǎn)服務、自力更生的原則，為解決上述難題做了大量的研究工作，取得一批在實踐中獲得良好效果的成果，包括：大口徑鉆進技術、金剛石套鉆取芯技術、金剛石鉆具砂卵石層中鉆進技術、液動閥式雙作用沖擊回轉鉆進設備、各種類型的砂層和軟土層鉆進及取樣技術等。此外，在繩索取心、破碎地層取芯技術等許多方面，都已達到了國際先進水平，縮小了和國外技術的差距。
(2)工程地球物理勘探技術
工程物探地球物理勘探簡稱物探它是應用觀測儀器測量被勘探區(qū)的地球物理場，通過對測量場數(shù)據(jù)的處理和地質解釋來推斷和發(fā)現(xiàn)地下可能存在的局部地質體、地質構造的位置、埋深、大小及其屬性的科學。探方法主要有以位場理論為基礎的重力場勘探、磁場勘探、直流電場勘探等，以及以波動理論為基礎的地震波勘探、電滋波勘探等。
?、僦?、磁位場勘探。重、磁位場勘探是最古老的一種物探，相對于地震勘探而言，其精度和可靠度較差。目前，由于一些高精度的重力儀、磁力儀的研制和應用，使得重、磁位場勘探的精度有了很大程度的提高。同時，神經(jīng)網(wǎng)絡技術等在重、磁位場勘探中的應用，以及磁性矢量層析成像理論的研究和應用，使重、磁位場勘探在上個世紀獲得了廣泛的發(fā)展應用。地質勘測中應用較少。
②地震勘探
在工程地質勘探中應用較多的為人工激發(fā)震源地震波勘探，其人工激發(fā)震源有多種。目前，地震勘探在水利水電工程領域發(fā)展較快。
③電磁勘探
包括天然場源的電磁測探(MT法)和人工場源的連續(xù)的電磁波勘探(EM法)等多種方法。近年來，電磁勘探在水利水電工程中應用越來越廣泛。
?、茈姺碧?/p>
主要包括電阻率法、充電法和自然電場法、激發(fā)極化法、電磁感應法?？煞譃榉€(wěn)定電流場理論、交變流法理論兩個分支。在水利水電工程地質勘察中應用較多的是電阻率法。
?、莸厍蛭锢頊y井
20世紀90年代，由于數(shù)值模擬方法和計算機技術的發(fā)展，動態(tài)測井技術成為可能。另外，始于20世紀70年代中期的鉆孔彩色電視適用范圍由原來的91mm鉆孔發(fā)展到50mm的鉆孔，并可實現(xiàn)圖像數(shù)字化實時采集壓縮存儲，成果可刻錄成VCD光盤，還可進行后期圖像處理及制作。
參考文獻：
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[2]譚周地.城市工程地質環(huán)境評價與區(qū)劃[A].水文地質工程地質論叢(4).北京：地質出版社，l987.
地質工程論文篇2
淺談工程地質勘察
摘 要：隨著經(jīng)濟建設的發(fā)展，國家對工程建設的重視程度越來越大。地質勘察是工程設計和施工中的重要基礎環(huán)節(jié)，加強工程建設科學有效的地質勘察非常必要。地質勘察減少了不必要的損失，提高了工程建設的安全性以及使用性能?？辈靻挝粦扇∫磺杏行Т胧訌娍辈烨謇?，提高勘察質量。
關鍵詞：工程地質勘察;測繪;觀察;勘察報告
工程地質勘察主要運用坑深、觸探、鉆探等勘查手段和方法，對在建工程的場地進行調查研究分析，為工程設計和施工提供所需的地質資料。地質工作研究人類賴以生存的自然資源和自然環(huán)境，直接涉及“資源”和“環(huán)境”兩大主題。“資源”是建設和發(fā)展的基礎，而“環(huán)境”則是建設和發(fā)展的載體。工程地質勘察和經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展有著密不可分的關系，是保證人類可持續(xù)發(fā)展的重要技術手段，具有廣闊的應用前景。
一、工程地質勘察及其分類
(一)工程地質勘察的概念
1、工程地質勘察的概念
工程地質勘察是研究、評價建設場地的工程地質條件所進行的地質測繪、勘探、室內實驗、原位測試等工作的統(tǒng)稱。為工程建設的規(guī)劃、設計、施工提供必要的依據(jù)及參數(shù)。工程地質條件通常是指建設場地的地形、地貌、地質構造、地層巖性、不良地質現(xiàn)象以及水文地質條件等。工程地質勘察是為查明影響工程建筑物的地質因素而進行的地質調查研究工作。所需勘察的地質因素包括地質結構或地質構造：地貌、水文地質條件、土和巖石的物理力學性質，自然(物理)地質現(xiàn)象和天然建筑材料等。這些通常稱為工程地質條件。查明工程地質條件后，需根據(jù)設計建筑物的結構和運行特點，預測工程建筑物與地質環(huán)境相互作用(即工程地質作用)的方式、特點和規(guī)模，并作出正確的評價，為確定保證建筑物穩(wěn)定與正常使用的防護措施提供依據(jù)。
2、工程地質勘察的主要內容
工程地質勘察的主要內容有以下五項：①搜集研究區(qū)域地質、地形地貌、遙感照片、水文、氣象、水文地質、地震等已有資料，以及工程經(jīng)驗和已有的勘察報告等;②工程地質調查與測繪;③工程地質勘探見工程地質測繪和勘探;④巖土測試和觀測見土工試驗和現(xiàn)場原型觀測、巖體力學試驗和測試;⑤資料整理和編寫工程地質勘察報告。
(二)工程地質勘察的分類
工程地質勘察通常按工程設計階段分步進行。不同類別的工程，有不同的階段劃分。對于工程地質條件簡單和有一定工程資料的中小型工程，勘察階段也可適當合并。
主要根據(jù)工程類別與規(guī)模、勘察階段、場地工程地質的復雜程度和研究狀況、工程經(jīng)驗、建筑物等級及其結構特點、地基基礎設計與施工的特殊要求等六個方面而定。
按工程建設的階段，工程地質勘察一般分為規(guī)劃選點至選址的工程地質勘察、初步設計工程地質勘察和施工圖設計工程地質勘察。
(三)工程地質勘察方法
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(xiàn)場試驗、長期觀測(或監(jiān)測)等。
1、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，測制成一定比例尺的工程地質圖，分析可能產(chǎn)生的工程地質作用及其對設計建筑物的影響，并為勘探、試驗、觀測等工作的布置提供依據(jù)。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，既取決于建筑區(qū)地質條件的復雜程度和已有研究程度，也取決于建筑物的類型、規(guī)模和設計階段。規(guī)劃選點階段，區(qū)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(qū)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巖性、地質構造、地貌及第四紀地質、水文地質條件、天然建筑材料、自然(物理)地質現(xiàn)象及工程地質現(xiàn)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、鉆孔、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。采用衛(wèi)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(xiàn)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。并可提高測繪的精度和效率，減少地面調查的工作量。
2、工程地質勘探
包括工程地球物理勘探、鉆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，測定各類巖、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;測井則多采用綜合測井。物探的優(yōu)點在于能經(jīng)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。測井則可增補鉆探工作所得資料并提高其質量。開展多種方法綜合物探，根據(jù)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并降低其成本。由于物探需要間接解釋，所以只有地質體之間的物理狀態(tài)(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鉆探和坑探。采用鉆探機械鉆進或礦山掘進法，直接揭露建筑物布置范圍和影響深度內的工程地質條件，為工程設計提供準確的工程地質剖面的勘察方法。其任務是：查明建筑物影響范圍內的地質構造，了解巖層的完整性或破壞情況，為建筑物探尋良好的持力層(承受建筑物附加荷載的主要部分的巖土層)和查明對建筑物穩(wěn)定性有不利影響的巖體結構或結構面(如軟弱夾層、斷層與裂隙);揭露地下水并觀測其動態(tài);采取試驗用的巖土試樣;為現(xiàn)場測試或長期觀測提供鉆孔或坑道。 3、實驗室試驗及現(xiàn)場原位測試
獲得工程地質設計和施工參數(shù)，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：巖、土體樣品的物理性質、水理性質和力學性質參數(shù)的測定?，F(xiàn)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(見巖土試驗、工程地質力學模擬)。設計建筑物規(guī)模較小，或大型建筑物的早期設計階段，且易于取得巖、土體試樣的情況下，往往采用實驗室試驗。但室內試驗試樣小，缺乏代表性，且難以保持天然結構。所以，為重要建筑物的初步設計至施工圖設計提供上述各種參數(shù)，必須在現(xiàn)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(tài)軟粘土、疏松含水細砂、強裂隙化巖體之類的、不能得到原狀結構試樣的巖土體的物理力學參數(shù)，必須進行現(xiàn)場原位測試。
4、長期觀測
用專門的觀測儀器對建筑區(qū)工程地質條件各要素或對工程建筑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(fā)展變化，進行長時期的重復測量的工作。觀測的主要內容有：巖、土體位移范圍、速度、方向;巖、土體內地下水位變化;巖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(tǒng)的載荷變化等。此項工作主要是在論證建筑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筑物使用期間進行。長期觀測取得的資料經(jīng)整理分析，可直接用于工程地質評價，檢驗工程地質預測的準確性，對不良地質作用及時采取防治措施，確保工程安全。
二、決定勘察任務的因素
(一)建筑場地的復雜程度
根據(jù)建筑場地的地形情況將場地復雜程度分為三個級別：簡單場地，對建筑地基影響不大;中等場地，對建筑的地基可能會造成一定的影響;復雜場地，對建筑的地基存在很大的影響。
(二)工程所在場地地質條件的研究機當?shù)亟ㄖこ探?jīng)驗
比如，在某一陌生區(qū)域，對當?shù)氐牡刭|條件缺少研究，則勘查工作量就有加大;相反，如果在此地有工程施工經(jīng)驗，則花費時間及工作量都會減少。
三、勘察工作的準備
(一)接受工程地質勘查任務書，結合工程場地地質條件制定相應的勘查工作計劃。
(二)建筑規(guī)模較大或地質條件復雜的場地，應當進行工程地質測繪，并實地觀察場地地質情況。
(三)設置勘查點和勘查線，采用各種地質勘查手段或方法探明場地地質情況，并取得地質試樣。
(四)對取得地質試樣進行物理力性測試和水質分析測試。
四、地質勘察各階段的內容
(一)選址勘察
1.目的
選址勘查是指對工程場地的地質的穩(wěn)定性和適宜性做出評價。
2.選址階段的勘察工作
(1)對工程場地所在區(qū)域的地形地貌、地震、礦產(chǎn)資源和工程地質信息以及氣候、自然條件等信息進行收集;(2)工程現(xiàn)場實地踏勘，初步了解場地的土層結構情況，形成原因和大致成型年代，主要土層、地下水位等情況。(3)對附近區(qū)域的建筑物規(guī)模、結構、地質資料等情況有所了解;(4)工程場地地質情況復雜，現(xiàn)有資料不能不能準確反映地質信息，應當進行必要的地質測繪及勘探工作。
(二)初步勘察
1.目的
(1)對在建建筑的地基穩(wěn)定作出評價;(2)為建筑的總體平面提供必要信息;(3)為工程的主要建筑地基施工發(fā)案提供參考資料;(4)如遇不良地質現(xiàn)象提交防治方案。
2.主要任務
(1)對場地地質初步了解。(2)對地下水水位和凍結深度有個初步了解3)查明場地中不明地質現(xiàn)象，范圍，對工程項目的影響和發(fā)展趨勢
(三)詳細勘探
1.目的
(1)從工程地質角度評價建筑地基，提出相應建議;(2)為建筑地基設計提供詳細的地質工程資料;(3)為建筑地基的加固和處理提供工程資料支持;(4)為不良地質情況的防治提供地質資料。
2.主要任務
(1)詳細勘查主要采用的手段以原位測試、勘探和室內試樣檢測為主。(2)復雜場地或一、二類建筑物，詳細勘探點宜按主要柱列線布置;對其他場地和建筑物可沿建筑物周邊或建筑群布置;對重要設備基礎應單獨布置。(3)要以地基主要受力層為原則鉆探勘探孔深度。如果地基需要進行變形驗算，部分勘探孔可以底基層壓縮深度。(4)對場地進行詳細勘探時，原位測試井、探孔數(shù)量級所取地質試樣，應依據(jù)地質的復雜程度、建筑規(guī)模或類別進行確定。取試樣和進行原位測試部位，應依據(jù)設計要求、地基情況進行確定。
(四)施工勘察
1、對較重要建筑物的復雜地基需進行驗槽。驗槽時應對基槽地質素描，實測地層界限，查明人工填土的分布和均勻性等，必要時應進行補充勘探測試工作。
2、基坑開挖后，地質條件與原勘察資料不符，并可能影響工程質量。
3、深基坑設計及施工中，需進行有關地基監(jiān)測工作。
4、地基處理、加固時，需進行設計和檢驗工作。
5、地基中溶洞或土洞較發(fā)育，需進一步查明及處理。
6、施工中出現(xiàn)邊坡失穩(wěn)，需進行觀測及處理。
五、工程地質勘察報告
(一)文字部分的主要內容
1、勘查工作的任務和概況;
2、是否存在影響建筑物地基不穩(wěn)情況存在及其影響程度;
3、工程場地的地質土層結構、強度及各土層物理力學性質;
4、低下水位的深度、水質情況、變化情況及對建筑材料的腐蝕程度;
5、在地震設防區(qū)劃分場地類型和場地類別，并判別飽和沙土及粉土;
6、對建筑地基基礎方案進行分析，提出經(jīng)濟可行的設計方案意見，尤其對地基設計和施工中需注意的地方檢出建議;
7、當工程需要時，尚應提供：深基坑開挖的邊坡穩(wěn)定計算和支護設計所需的技術參數(shù)，論證其對周圍已有建筑物和地下設施的影響;基坑施工降水的有關技術參數(shù)及施工降水方法的建議;提供用于計算地下水浮力的設計水位。
(二)圖表部分的主要內容
1、勘探點平面布置圖;
2、工程地質剖面圖、綜合工程地質圖或工程地質分區(qū)圖;
3、土的物理力學性試驗總表。重大工程根據(jù)需要，繪制綜合工程地質圖或地質分區(qū)圖、地質柱狀圖或綜合地質柱狀圖和有關試驗曲線。
總之，建筑工程地質勘查是工程建設過程中的一個重要的環(huán)節(jié)，建筑工程地質勘查人員必須要有高度的責任感和良好的職業(yè)道德，不斷提高地勘水平，確保建筑工程質量。