土木工程試驗成果在礦山地質勘查中的應用

礦山地質勘查作為現階段礦山開采事業發展的重要環節，其勘查數據在很大程度上影響著礦業的發展，所以在現代化發展的過程中，就需要加大對礦山地質勘查工作的重視力度，促進其精準度以及勘查效率的提升。土木工程試驗是針對土的物理以及化學性質進行研究的工作，這就和礦山地質勘查產生了高度的重合，所以在進行礦山地質勘查的過程中，就可以將土木工程試驗的成果作為勘查的數據進行使用，以提升工作效率。而且土木工程試驗的重要性還不止于此，其試驗結果能夠應用在礦山地質勘查很多方面，對其產生很大的推動作用。所以在現階段礦山地質勘查環節，就需要加大對土木工程試驗結果的重視力度，將其應用到礦山地質勘查中。

1 土木工程試驗以及礦山地質勘查概述

1.1 土木工程試驗概述

現階段社會的發展過程中，一方面處于工業發展的需要，相關人員要對地區內的土質進行實驗檢查，一方面也是現代科學技術的發展，為土木工程試驗提供了設備基礎，所以就推動了土木工程試驗的發展。一般來說，土的工程性質試驗就叫土木工程試驗是指對巖、土的物理、力學、化學性質和礦物測試的總稱

。通過土木工程試驗，能夠了解到當地土壤的性質，為后續的工作開展提供數據支撐。

外加劑：通常可選擇性地加入精選石英砂、顏料、高效減水劑、塑化劑、緩凝劑、早強劑、硅粉等外加劑；當制品中含有鋼質增強材料或鋼質預埋件時，不得使用氯化鈣基的外加劑。以上外加劑均采購自BASF巴斯夫、BAYER拜耳、WAKER瓦克、SIKA西卡等知名企業。

1.2 礦山地質勘查概述

礦山地質勘查是指根據工程施工的要求，查明、分析、評價施工場地的地質、環境特征和土木工程條件，編制勘查文件的活動。運用測試手段和方法對場地進行調查研究和分析判斷，研究修建各種工程施工區域的地質條件和建設對自然地質環境的影響，是保證地基強度、穩定性以及使其不致有不容許變形的措施

。礦山地質勘探對現代礦山開采事業的發展具有重要作用，需要相關人員加大重視力度。

1.3 土木工程試驗成果和礦山地質勘查的聯系

土木工程試驗和礦山地質勘查作為針對土壤性質和土地性質進行勘查的重要工作，在形式上和內容上就有一定的聯系。首先就是研究對象方面，土木工程試驗是針對巖石以及土壤的物理性質和化學性質如防水性、侵蝕度、堅固性以及風化性等進行調查的工作。通過精密的實驗和測量，得出科學性和精準度都很強的實驗數據。礦山地質勘查雖然是為了礦產資源開采而對相關地區地質情況進行調查的活動，但是其調查對象也包括地質以及巖層是否具備工作條件。所以土木工程試驗針對巖石性質的調查結果就能夠作用于礦山地質勘查中，并在很大程度上提升勘查結果的準確性。其次是研究內容方面，土木工程試驗主要是針對礦石的性質進行研究，從而掌握礦石的具體數據。礦山地質勘查則是為了保證礦山開采作業及礦山基礎工程施工的順利開展，針對可能對工程造成影響的因素進行調查，比如地層的硬度等。所以在發展的過程中，土木工程試驗的研究結果就能夠在發展的過程中為礦山地質勘查提供數據，為相關人員進行條件分析提供依據。

為保證系統每次能夠正常啟動不報錯，在每次開機啟動的時候需要先對系統進行清零復位[3]。整個PLC程序分成上電初始化、上下料機構位置確立、自動上料、自動蓋章、自動下料、輸出線圈控制、調用報警ALM控制7個部分。 控制系統主程序如圖3。

2 土木工程試驗的重要性

土木工程試驗通過對巖土化學性質和物理性質的檢測，能夠為礦山地質勘查提供大量的準確數據。但是在現階段礦山地質勘查過程中，還存在一定的隱患制約著數據的準確性，嚴重影響了勘查結果，就需要相關人員在發展過程中將土木工程試驗的成果應用到礦山地質勘查中，一方面保證勘查質量，促進礦山工程施工的發展，另一方面提升勘查效率，促進勘查作業的發展。

從自然-人文要素來看,以2016年為例(圖2),雖然人文景區數量大于自然景區的數量,但是其搜索量低于自然景區;人文景區網絡關注度變化更為明顯,“周五峰谷,周末低谷”的現象仍然存在;自然景區網絡關注度較為平緩.可以看出,人文景區網絡關注的用戶主要以周邊為主,大多選擇周末出游,而自然景區的網絡關注用戶有很多來自其他地區,路程較遠,需要提前規劃或選擇工作日出游.這也表明淮海經濟區5A級景區中,自然景區的知名度較高,路途較遠的游客需要乘坐火車、飛機等出行,因此關注度不像人文旅游景區那么集中．

2.1 保證礦山地質勘查的效率和質量

礦山地質勘查環節還要對巖土的密度進行檢查，巖土作為工程項目的支撐結構，其密度直接關系到巖土的承載能力，所以在進行礦山地質勘查時，就需要在發展的過程中針對密度進行檢查，檢測出其承載能力，為后續工程施工提供依據。在進行密度試驗的過程中，需要采用路基上未擾動土樣，并用國標環刀取土進行該試驗。然后依據《規程》中的要求，土樣需要在2個目標平行點取出，然后用黑色塑料袋封裝好在規定的時間內送到實驗室，測定出2個平行點的平均值即為該土樣的天然密度，最后需要再次進行以上試驗操作，對3個取土點的土進行測定

。測量過程十分繁瑣，在現階段的試驗環節，就很容易出現取土不標準以及測量次數不足等問題，嚴重影響測量結果的準確性。

2.2 促進礦山基礎工程施工事業的發展

礦山基礎工程施工作為現代社會發展的基礎性產業，對能源開采具有重要的推動作用。土木工程試驗作為構成礦山地質勘查的重要一環，自然也就在很大程度上決定著礦山工程施工質量。在土木工程試驗的發展過程中，巖化風化的地殼表層形成土的松散堆積物密度、濕度和粒度都會影響自身性質，當土體和施工項目共同產生作用時，由于受力情況、應力歷史與加荷速率等因素影響力學形狀導致其表現出較強的復雜性。通過土木工程試驗，相關人員就能夠對不同地區的巖土情況進行調查，從而完整地得出巖土的具體性質，促進礦業工程的發展。

3 礦山地質勘查與土木工程試驗中的常見問題

礦山地質勘查作為針對巖土進行檢查的相關活動，在發展過程中就需要針對巖土的樣品進行檢查。土樣制備作為檢查巖土性質的重要流程，就很容易出現問題。首先就是樣品數量不足的問題，對巖土進行檢查一般包括實驗室檢測和原樣檢測兩種。礦山基礎工程施工項目占地面積一般較大，而且為了保證施工標準符合要求，一般要對周邊地區的地質一同進行檢查，范圍較大。所以需要進行了解的性質也就很多，很容易出現試驗品不足的問題；然后就是樣品類別的問題，對于地質較為復雜的地區來說，要想完備的了解當地的地質，就需要對該地區所有的巖土類型進行調查。但是在現階段的發展過程中，還存在相關人員種植力度不足的現象，就造成某一個地區巖土性質來了解不足，很容易造成礦山工程施工質量問題。

3.1 土樣制備問題

在進行礦山地質勘查的過程中，由于相關環境的復雜性加上各個變量之間的聯系性，勘查結果就會受到很大的影響，造成各種問題。

3.2 含水率試驗問題

在進行礦山地質勘查的過程中，在針對土壤的勘查環節，需要對巖土的含水率、密度以及比重實驗參數等進行勘查。巖土的三項體系包括固體顆粒、空氣和水，他們之間的比例就在一定程度上決定著巖土的物理狀態，如果水的比例較少，巖土就會顯得干燥，反之就會顯得濕潤；如果空氣含量較少，巖土就會顯得密實，反之就較為疏松。將土木工程試驗成果應用在勘查的這一環節，就能夠在整體上對物理性質進行了解。

1.2.3 觀察指標 (1)搜集3組受試產婦年齡、身高、體質量以及孕期、痛經史等一般資料，(2)采用NRS評價3組受試產婦在給藥5、10、30、60 min、宮口開7～8 cm及宮口全開6個時刻的鎮痛情況，(3)記錄3組受試產婦第一產程、第二產程、第三產程時間，(4)統計3組受試產婦的最終分娩方式(自然分娩、陰道助產及剖宮產)，(5)比較3組受試產婦娩出新生兒出生后1、5、10 min的 Apgar評分，(6)測定3組受試產婦娩出新生兒pH值、動脈血氧分壓(PaO2)和動脈血二氧化碳分壓(PaCO2)等臍動脈血氣指標。

3.3 密度試驗問題

在我國礦山工程發展過程中，需要進行土層勘查對當地的水文條件和地質條件進行考查，這一環節，就需要借助土木工程試驗以及原位測量等手段，確保地基土層的承載能力，進而為后續工作順利開展提供資料。所以在發展的過程中，基本上可以將土木工程試驗看做礦山地質勘查的舉出工作之一。礦山工程施工場所不僅僅是適宜平原地區，還包括山地地區，在這些地區進行礦山工程施工或開采作業，由于其地形較為崎嶇，加上地質的復雜，就需要對當地的巖土進行勘查，確定是否符合施工要求。通過土木工程試驗，就能夠在對巖土的物理性質和化學性質進行了解，一方面，通過對巖土性質的了解，如果巖土的性質不適合工程施工，可避免后續的巖土檢查工作，加快工程勘查效率。另一方面，通過土木工程試驗，能夠對巖土的物理性質和化學性質進行檢查，進而分析出礦山工程施工可能會對當地造成的影響，規避可能存在的風險。

4 土木工程試驗成果在礦山地質勘查中的應用

土木工程試驗作為檢測巖土物理性質和化學性質的主要活動，在現階段社會發展的過程中具有重要的作用。土木工程試驗就能通過對地質數據的檢查，確定地基的條件，從而對現階段能源開采事業的發展作出巨大的貢獻。

在一般情況下該技術用于大棚種植，特別針對于蔬菜類的農作物具有很大的效果，合理的采用微噴與滴灌的方式進行農田灌溉。此外要構建出通水的管道，并在管道周圍安裝灌水器，也可在灌輸的過程中，將作物所需要的肥料、養料直接隨水施在農作物的根部，進而可在水分的作用下，使得肥料和養料直接進入到農田當中，并有效的達到灌溉的效果。

4.1 巖土含水率、密度以及比重試驗參數的應用

對于礦山地質勘查來說，不僅僅是要對巖土的性質進行調查，作為保證礦山工程順利發展的重要活動，由于水利環境也會嚴重影響地質勘查質量，所以在相關流程中還需要針對當地巖土的含水率進行檢測。礦山地質勘查中國的含水率是指土壤中所含水分的數量。一般是指土壤絕對含水量，即100g烘干土中含有若干克水分，也稱土壤含水率。主要方法有稱重法、張力計法、電阻法以及中子法等。現階段的含水率實驗主要包含兩方面的問題。首先是含水率的實驗類別問題，現階段常見的含水率主要有重量含水率和體積含水率兩種，重量含水率是指土壤中水分的重量與相應固相物質重量的比值（ω=Mw/Ms），體積含水率是指土壤中水分占有的體積和土壤總體積的比值（θ=Vm/Vs）。在試驗環節由于缺乏規定，很容易出現混用的現象，造成計算錯誤

。另一方面就是指試驗技術問題，針對含水率的試驗有多種方式，相關人員在發展過程中需要根據實際情況選擇合適的方式，但是在現階段的試驗環節，還存在人員技術不足的問題，造成結果的誤差。

4.2 巖土界限含水率參數的應用

界限含水率，是指黏性土從一個稠度狀態過渡到另外一個稠度狀態時的分界含水率，也稱稠度界限。由于巖土各個部分的含水率不同，但是其在自然環境或者是人為因素的影響下又會產生形態上的轉化，所以在礦山地質勘查中就需要對其界限含水率進行研究。在正常環境中，由于含水率不同，土體分別處于流動狀態、可塑狀態、半固體狀態以及固體狀態中，為了避免四種狀態之間的轉化對礦山地質勘查造成影響，就需要借助土木工程試驗，對可塑狀態和半固體狀態、固體狀態相互轉化時的分界含水率進行調查，計算天然稠度以及塑性指數等，確定黏性土流動狀態，方便后續的工程設計和施工之用

。

4.3 應用在巖土的壓縮實驗中

巖土作為礦山基礎工程的重要承載結構，在發展過程中承擔著重要的支撐作用，而對構成其地基的巖土的壓縮性質進行研究就十分重要。土的壓縮性是指土受壓時體積壓縮變小的性質，外界形成的壓力對土壤發揮作用，迅速減小體積。主要是由于土中孔隙體積被壓縮而引起的。常用壓縮系數來反映土壓縮性的大小。土的壓縮性直接影響地基的變形值。其主要原因有土粒自身產生的壓縮變形、孔隙水與空氣產生壓縮變形以及擠出部分孔隙水與空氣等。一旦礦山工程的地基巖土壓縮變形較為嚴重，就會造成地基的形變，進而影響工程施工質量，產生很大的安全隱患

。將土木工程試驗對土壤性質的研究成果應用在壓縮實驗中，就能得出關于當地土壤壓縮性的準確數據，進而確定當地是否符合施工需求，避免了可能存在的安全事故的發生，促進了礦山工程的發展。

4.4 巖土抗剪強度試驗參數應用

巖體抗剪強度是指巖體抵抗外力剪切破壞的能力。本次試驗最主要的目的就是確保工程施工的安全性，所以巖土能否能夠承受足夠當量的外力剪切破壞就成為現階段礦山工程發展的重點。在進行礦山地質勘查的過程中，就需要密切的關注巖土的抗剪切強度，工程上通常采用現場大型試驗的方法測定巖體的抗剪強度。而保證巖土抗剪性的主要因素包括黏聚力與內部摩擦力，顆粒之間的表面摩擦力形成一定的咬合，統稱為內部摩擦力，砂土通過內部摩擦力增加抗剪強度，所以在進行勘查的過程中主要就是考查巖土的內部摩擦力。土木工程試驗通過詳細的調查可以得出巖體剪應力～剪位移曲線以及剪切強度曲線及巖體剪切強度參數值等資料，該成果就能直觀地展現出巖土的抗剪強度，從而為礦山工程施工提供數據支撐。

4.5 在巖土的滲透試驗中的應用

滲透試驗是利用一些試驗器具測定巖土的滲透系數的試驗，分為室內試驗和野外測定試驗兩大類。在實驗室中測定滲透系數的儀器種類和試驗方法很多，常見的有“常水頭法”和“變水頭法”兩種。野外進行的滲透試驗又叫滲水試驗，一般采用試坑滲水試驗，是野外測定包氣帶松散層和巖層滲透系數的簡易方法。常采用的是雙環法、單環法以及試坑法等

。工程施工項目很容易遇到雨水等天氣，如果巖土的滲透性過強，雨水很容易就會經由地基流到室內，影響工程質量。而且雨水的滲透還會侵蝕地基下的土層，造成地下空洞，甚至引發塌陷，嚴重危害相關人員的生命健康。通過土木工程試驗作為針對巖土物理性質和化學性質進行研究的工作，對于巖土的滲水性也會進行檢查，將其應用在巖土木工程程考查環節，就給勘查人員提供了數據，一定程度上避免了安全事故的發生。

5 結語

在現代社會的發展過程中，為了保證礦山工程施工質量，需要對其進行礦山地質勘查。而作為研究巖土物理性質和化學性質的土木工程試驗，其成果就對勘查工作有重要的幫助，在很大程度上提升了勘查工作的效率和質量。所以在現階段礦山地質勘查工作環節，就需要將土木工程試驗成果應用在巖土含水率、巖土界限含水率、巖土壓縮試驗、巖土抗剪強度以及巖土滲透實驗中，促進礦山地質勘查事業的發展。

[1]韓岳偉．淺談土工試驗成果在巖土工程勘察中的應用[J]．房地產世界,2021(22)：122-124．

[2]劉仕嬌．土工試驗數據在巖土工程勘察中的分析與應用[J]．西部資源,2021(05)：8-11．

[3]朱家宏．勘察土工試驗數據科學性及準確性的提升策略分析——以巖土工程為例[J]．冶金管理,2021(17)：126-127．

[4]何樂天．土工試驗成果在巖土工程勘察中的應用研究[J]．世界有色金屬,2021(04)：175-176．

[5]蘇雪萍．淺談土工試驗成果在巖土工程勘察中的應用及常見問題[J]．低碳世界,2018(02)：49-51．

[6]劉軍．土工試驗成果在巖土工程勘察中的應用[J]．山西建筑,2012,38(25)：81-82．

[7]高素景,羅建忠．土工試驗數據解決巖土工程勘查中問題的探討[J]．科技風,2010(22)：149．