工程地質與水文地質勘查相關問題分析

【摘要】本文以工程地質勘察中水文地質的概述為基礎，著重分析了工程地質勘察地下水引起的工程危害，以實際為出發點對水文地質測試與研究進行了探討。

【關鍵詞】工程地質，水文，地質勘查

一、前言

隨著科技水平的不斷提高，社會經濟的快速發展，人們對工程地質勘察中水文地質測試的要求也越來越高。現如今，工程地質勘察中還存在很多問題，急需解決，因此，我們要加強先進理論與先進技術的學習與應用，不斷進行水文地質測試的研究和探討，使工程地質勘察技術更加適用和科學。

二、工程地質勘察中水文地質的概述

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，應重點評價地下水對巖土體和建筑物的作用和影響，預測可能產生的巖土工程危害，提出防治措施。工程勘察中還應密切結合建筑物地基基礎類型的需要，查明有關水文地質問題，提供選型所需的水文地質資料。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，如對埋藏在地下水位以下的建筑物基礎中水對砼及砼內鋼筋的腐蝕性，對選用軟質巖石、強風化巖、殘積土、膨脹土等巖土體作為基礎持力層的建筑場地，應著重評價地下水活動對上述巖土體可能產生的軟化、崩解、脹縮等作用。在地基基礎壓縮層范圍內存在松散、飽和的粉細砂、粉上時，應預測產生潛蝕、流砂、管涌的可能性。當基礎下部存在承壓含水層，應對基坑開挖后承壓水沖毀基坑底板的可能性進行計算和評價。在地下水位以下開挖基坑，應進行滲透和富水試驗，并評價由于人工降水引起土體沉降、邊坡失穩進而影響周圍建筑物穩定的可能性。

三、工程地質勘察地下水引起的工程危害

1、潛水位造成的工程危害

在工程地質勘察中，在建筑物附近修筑河流、水庫、湖泊以及水位升高都會造成潛水位上升。 在這個過程中，灌溉工程主要包括水澆地滲漏、引水渠道、工業廢水以及各種排水管道工程。當潛水位上升后，它不僅會軟化地基，降低巖土壓縮性，讓粘性土含水量增高， 同時還會造成建筑物不同程度的變形沉降，讓地基逐步隆起或者位移，在建筑物上浮過程中，對建筑物穩定造成影響。

2、地下水位下降的巖土工程危害

在工程地質勘查中， 由于人為因素造成很多地下水位降低；例如：集中抽取采礦活動以及地下水的疏干礦床、上游筑壩、下游補給等。 當地下水位下降過大時，則會產生地面沉降、地裂、塌陷等相關地質災害以及水質污染、水源枯竭等環境問題。 另外，部分地區由于海水倒灌以及沙漠化情況，都會對建筑物穩定性以及自身環境造成影響。

3、地下水位上升對工程地質勘察造成的危害

在自然環境中，造成地下水位變動的因素主要有：季節更替、氣候變化、月球與地球引力變化、湖泊河流水位變化、氣壓變化以及潮汐變化等。 由于土體卸載后，密度會直接增大，從而巖土壓密，對建筑工程材料造成腐蝕；在木樁干濕交替中，由于腐爛現象，在鈉鹽層以及膨脹性巖土溶解過程中，造成建筑物位移。 當地下水頻繁變化時，巖土收縮變形，從而造成巖土收縮膨脹不斷增強， 在地裂過程中， 對輕型建筑物造成破壞。 在天然狀態下，地下水動水壓力很薄弱，但是一旦改變地下水動力平衡條件時，例如在管涌、流砂以及突涌基坑中，都會對工程地質勘察造成不利影響。

四、水文地質測試與研究

1、地下水位的情況

最近的一段時間內最高地下水位和水位變化的趨勢，地下水補給排泄條件以及地下水與地表水的補排關系及其對地下水位的影響等。

2、地下水的幾種存在形式

第一，重力水，在重力作用下能夠在巖土空隙、裂隙中自由運動的水，這是地下水的一種。毛細管水不受分子力的作用，不能抗剪切，能夠傳遞靜水壓力。重力水在受到天然和人為的作用之后能夠形成非常活躍的滲流，所以，它對巖土的水理性質發揮著非常巨大的作用。第二，弱結合水，弱薄膜水，位于吸著水外層。 弱結合水的 厚度比吸著水要大許多，它要受到小于強結合水的吸附力，能夠在顆粒水膜之間進行比較慢的移動。 弱結合水在外界壓力的作用之后會出現變形。弱結合水不會受到重力作用，也不可以傳遞靜水壓力。第三，強結合水，緊附于顆粒表面的結合最牢固的一層

水，這層水具備非常強大的吸附力。強結合水的密度接近普通水的兩倍，而且，它的粉滯性和彈性也是非常巨大的，強結合水能夠抗剪切并且不會受到重力作用， 強結合水也不可以傳遞靜水壓力。第四，毛細管水，由于毛細管作用保持在巖土內毛細管空隙中的地下水。毛細管水主要包括下面三種：懸掛毛細管水、孤立毛細管水和真正毛細管水。毛細管水能夠受到毛細管力和重力的雙重影響，如果毛細管力比重力要大，那么毛細管水就會上升。反之，毛細管水就會下降。

3、巖土水理性質

巖土水理性質就是巖土與地下水發生相互作用時所體現的各種性質，它是和巖土的物理性質一樣的，都是巖土重要的工程地質勘察地質性質，一方面對于巖土的強度及變形情況起著重要的影響，另一方面，它也能夠對建筑物的穩定性起到一定的作用。第一，軟化性，就是巖土體在侵水后巖土力學強度降低的特性，通常情況下，通過巖土在侵水處于侵水飽和狀態同風干狀態下極限抗壓強度之比來表示軟化性，軟化性也是對巖石耐風化、耐侵水能力進行判斷的一項非常重要的就是標。第二，透水性，就是在重力作用下巖土允許水透過自身的性能，主要由巖土體空隙的大小和連通性以及空隙度來決定巖土體的滲透性的強弱，所以，它僅僅具備非常差的透水性，通常情況下，用滲透系數表示巖土體的透水性，通過抽水試驗來求得滲透系數。第三，給水性，就是水在重力作用下從飽水巖土內通過空隙裂隙等自由流出的性能。通常情況下，通過給水度來表示給水性，它是含水層的重要水文地質參數，一方面可以使基坑涌水量的大小受到一定的影響，另一方面，也對施工場地的疏干時間具有一定的作用，通常情況下，采用實驗室方法來測定給水度。第四，崩解性，就是巖土體在侵水濕化后，導致土粒間連接被消弱、破壞而崩散、解體的性質。通常情況下，使用崩解所用時間、崩解量及崩解方式等來表示崩解性。崩解性與礦物成分、巖土體的顆粒成分及結構等等都是關系非常密切的。第五，脹縮性，就是巖土體在吸水后和失水后發生體積上的變化的特性。脹縮性產生的主要原因就是顆粒表面結合水膜吸水變厚而在失水后變薄。脹縮性也是導致地裂縫或基坑隆起等一系列的問題的重要根源所在，脹縮性對工程地質勘察地基發生形變和土坡表層穩定性都能夠起到非常重要的作用。通常情況下，用膨脹率、體縮率、收縮系數等來表示脹縮性。

4、抽水試驗測試

通常情況下，抽水試驗測試的目的就是掌握地層含水層透水性和彈性失水等特性，同時結合當地經驗值，使試驗結果的可靠性得到保證，多孔抽水試驗是經常被使用的。

5、給水度測試

通常情況下，給水度測試采用原狀土取樣釋水試驗法，也就是說， 用環刀取出含水層原狀土或將原狀土不被擾動的裝入試驗圓筒，經充分飽和后排出水，對于排出水的體積進行測定，按照體積進行給水度的計算。

五、結束語

通過對新時期下，工程地質勘察中水文地質測試的分析，進一步明確了中水文地質測試的方向，為工程地質勘察系統的優化完善奠定了堅實基礎，有助于提高水文地質測試技術水平的提高。

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