巖土工程勘察在地質(zhì)災(zāi)害防治中研究及應(yīng)用

安京龍

中煤光華地質(zhì)工程有限公司 河北 邯鄲 056004

地質(zhì)災(zāi)害是一種嚴重威脅人類生命和財產(chǎn)安全的自然災(zāi)害。山體滑坡、地震、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害頻繁發(fā)生，給人們的生活和產(chǎn)業(yè)帶來了巨大的損失。因此，開展地質(zhì)災(zāi)害防治工作具有重要的意義。巖土工程勘察是地質(zhì)災(zāi)害防治中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它能夠提供地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的原因和機理，并為制定有效的防治措施提供科學(xué)依據(jù)。

本文旨在綜述巖土工程勘察在地質(zhì)災(zāi)害防治中的研究和應(yīng)用。首先，我們將介紹地質(zhì)災(zāi)害對人類社會造成的危害，并強調(diào)預(yù)防的重要性。接著，我們將解釋巖土工程勘察在地質(zhì)災(zāi)害防治中的作用和意義，以及其與其他科學(xué)領(lǐng)域的聯(lián)系。隨后，我們將詳細討論巖土工程勘察方法和技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測、評估和監(jiān)測中的應(yīng)用。最后，我們將總結(jié)巖土工程勘察在地質(zhì)災(zāi)害防治中的局限性，并提出未來的研究方向，以期為地質(zhì)災(zāi)害防治工作提供參考和指導(dǎo)。

1 地質(zhì)災(zāi)害及其影響

地質(zhì)災(zāi)害是指由地球內(nèi)部和地表活動引起的自然災(zāi)害，包括地震、火山噴發(fā)、地質(zhì)滑坡和地面塌陷等[1]。這些災(zāi)害對人類生命、財產(chǎn)以及社會經(jīng)濟發(fā)展和環(huán)境保護帶來深遠影響。地震是最常見的地質(zhì)災(zāi)害之一，在全球范圍內(nèi)頻率和強度不斷增加。地震的破壞性可以摧毀建筑物、道路和基礎(chǔ)設(shè)施，造成大量傷亡和無家可歸的人口。此外，地震還可能引發(fā)次生災(zāi)害，如火災(zāi)、洪水和泥石流，進一步加劇破壞程度[2]。火山噴發(fā)也是一種常見的地質(zhì)災(zāi)害，其爆發(fā)釋放大量火山灰、煙氣和熔巖，對周圍地區(qū)造成嚴重污染和破壞。火山灰可以阻塞天空，干擾航空運輸和通信系統(tǒng)的正常運行；火山煙氣中的有害氣體和顆粒物會對人類和生物健康構(gòu)成威脅；而熔巖則能快速覆蓋城鎮(zhèn)和農(nóng)田，使其無法繼續(xù)使用。地質(zhì)滑坡和地面塌陷是由于地表土壤和巖石的運動而引起的災(zāi)害。這些災(zāi)害往往是由人類不合理的開發(fā)和利用所致，如過度采礦、不當(dāng)建筑和違規(guī)填海等。地質(zhì)滑坡和地面塌陷會導(dǎo)致房屋倒塌、土地沉降、水源污染等問題，并在嚴重情況下造成人員傷亡和耕地損失。

首先，地質(zhì)災(zāi)害對人類生命和財產(chǎn)造成直接威脅。災(zāi)害帶來的破壞性能夠摧毀建筑物、道路和基礎(chǔ)設(shè)施，導(dǎo)致大量人員傷亡和經(jīng)濟損失。特別是在發(fā)展中國家，缺乏有效的應(yīng)對措施和救援能力，地質(zhì)災(zāi)害對當(dāng)?shù)鼐用竦纳婧桶踩珮?gòu)成巨大威脅。

其次，地質(zhì)災(zāi)害對社會經(jīng)濟發(fā)展造成嚴重影響。災(zāi)害帶來的破壞性不僅需要花費大量資金進行修復(fù)和重建，還可能導(dǎo)致生產(chǎn)力的喪失和經(jīng)濟活動的中斷。例如，地震摧毀了人們的住房和工廠，使得當(dāng)?shù)鼐用駸o家可歸，企業(yè)無法正常運作，導(dǎo)致就業(yè)率下降、經(jīng)濟活動停滯。

此外，地質(zhì)災(zāi)害還對環(huán)境保護產(chǎn)生深遠影響。火山噴發(fā)釋放出的有害氣體和顆粒物可以污染空氣和水源，威脅周圍生態(tài)系統(tǒng)的平衡和健康。地震引發(fā)的地震裂縫和地質(zhì)滑坡會破壞土地的穩(wěn)定性，導(dǎo)致土壤侵蝕和水源污染，進而影響生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)和生物多樣性的保護。此外，地質(zhì)災(zāi)害還對社會穩(wěn)定和人類居住區(qū)的規(guī)劃與建設(shè)產(chǎn)生重大影響。由于地質(zhì)災(zāi)害的存在，人們需要考慮地震、火山活動和滑坡等因素，來制定合理的城市規(guī)劃和建筑設(shè)計標準。這不僅增加了城市建設(shè)的成本，還需要加強監(jiān)測和預(yù)警系統(tǒng)的建設(shè)，以提高公眾對地質(zhì)災(zāi)害的防范意識和應(yīng)對能力。

最后，地質(zhì)災(zāi)害還對社會心理和社會文化產(chǎn)生長期影響。災(zāi)害帶來的恐慌、焦慮和失去親人的痛苦，會給當(dāng)?shù)鼐用駧砭薮蟮男睦韷毫Α６恍┚哂袣v史和文化價值的遺址、建筑物等也可能在地質(zhì)災(zāi)害中被摧毀，從而對當(dāng)?shù)厣鐣幕z產(chǎn)造成不可挽回的損失[3]。

2 巖土工程勘察的作用和意義

巖土工程勘察是巖土工程領(lǐng)域中至關(guān)重要的一項工作，其作用和意義十分顯著。本文將從幾個方面闡述巖土工程勘察的重要性和意義。

2.1 確保工程安全

巖土工程勘察在工程設(shè)計初期起到了預(yù)測、評估和識別地質(zhì)環(huán)境特征的作用，可以幫助工程師獲取地質(zhì)資料和參數(shù)，從而更好地理解工程地質(zhì)條件。準確的勘察結(jié)果可以為工程設(shè)計提供可靠的依據(jù)，確保工程的穩(wěn)定性和安全性。通過詳細的巖土工程勘察，可以發(fā)現(xiàn)地下水位、土壤層厚度、巖體裂隙等關(guān)鍵信息，避免工程基礎(chǔ)沉降、滑動以及其他地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。

2.2 提高工程效益

巖土工程勘察可以幫助工程師合理選擇建筑材料、結(jié)構(gòu)形式和施工方法，從而降低工程成本并提高工程效益。通過對地質(zhì)條件的深入了解，可以進行合理的土方開挖和填筑設(shè)計，減少土方工程量，節(jié)約施工時間和成本。此外，巖土工程勘察還可以為工程質(zhì)量控制提供依據(jù)，避免因地質(zhì)條件的變化而導(dǎo)致施工質(zhì)量問題。

2.3 保護環(huán)境

巖土工程勘察可以評估工程對環(huán)境的影響，并提出相應(yīng)的保護措施。通過對地質(zhì)環(huán)境和水文地質(zhì)條件的綜合分析，可以預(yù)測工程建設(shè)對周邊地下水系統(tǒng)的影響程度，從而采取相應(yīng)的措施進行保護。另外，在勘察中還可以發(fā)現(xiàn)可能存在的污染源，及時采取防治措施，保障環(huán)境的安全和可持續(xù)發(fā)展。

2.4 為工程后續(xù)階段提供參考

巖土工程勘察結(jié)果是工程設(shè)計、施工和監(jiān)測的基礎(chǔ)，也是工程后續(xù)階段決策的重要依據(jù)。通過巖土工程勘察，可以獲得地質(zhì)和地下水信息，為選擇合適的工程方法和技術(shù)提供指導(dǎo)。此外，勘察結(jié)果還可以用于施工過程中的地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警和風(fēng)險評估，確保工程在運營階段的穩(wěn)定性和可持續(xù)性發(fā)展。

3 巖土工程勘察方法與技術(shù)

巖土工程勘察是為了獲取地下巖土體的信息和參數(shù)，以支持巖土工程設(shè)計和施工過程。在進行巖土工程勘察時，需要采用一系列方法和技術(shù)來獲取準確的數(shù)據(jù)。以下將介紹幾種常用的巖土工程勘察方法與技術(shù)。

3.1 鉆探勘察

鉆探是最常用的巖土工程勘察方法之一，它通過鉆進地下，獲取不同深度的巖土樣本，進行物理力學(xué)性質(zhì)測試和分析。常見的鉆探方法包括巖芯鉆探、土質(zhì)鉆探和孔洞鉆探等。通過鉆探可以獲得地下巖土層的完整剖面，并了解其厚度、分布、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)等重要參數(shù)。

3.2 地球物理勘察

地球物理勘察利用地球物理現(xiàn)象和儀器設(shè)備測量地下巖土體的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)。常見的地球物理勘察方法包括地震勘察、重力勘察、電阻率勘察和地磁勘察等。地球物理勘察能夠提供地下巖土層的物理性質(zhì)、構(gòu)造特征和水文地質(zhì)信息，為工程設(shè)計提供重要參考。

3.3 非破壞性測試

非破壞性測試（NDT）是一種通過測量材料或結(jié)構(gòu)的響應(yīng)來評估其質(zhì)量和性能的方法。在巖土工程勘察中，常用的非破壞性測試方法包括超聲波測試、地質(zhì)雷達、電磁波測試和地表位移監(jiān)測等。這些方法可以無損地獲取地下巖土體的性質(zhì)和變形特征，為工程設(shè)計和施工提供重要參數(shù)[4]。

3.4 實地觀測與取樣

實地觀測與取樣是一種通過直接觀察和采集現(xiàn)場樣本的方法。包括現(xiàn)場地質(zhì)調(diào)查、沉降觀測、地下水位測量和土壤取樣等。通過實地觀測和取樣，可以了解地下巖土層的實際情況，驗證勘察結(jié)果的準確性，并獲取更詳細的地質(zhì)和巖土數(shù)據(jù)。

3.5 實驗室測試

實驗室測試是對采集到的巖土樣本進行物理力學(xué)、水文地質(zhì)和工程性質(zhì)測試的過程。常見的實驗室測試包括抗壓強度試驗、剪切試驗、滲透性試驗和顆粒分析等。通過實驗室測試，可以獲取巖土樣本的詳細性質(zhì)參數(shù)，為工程設(shè)計和施工提供準確可靠的數(shù)據(jù)。

4 巖土工程勘察在地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測和評估中的應(yīng)用

地質(zhì)災(zāi)害是巖土工程設(shè)計和施工過程中必須要面對和解決的重要問題之一。巖土工程勘察在地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測和評估中發(fā)揮著核心作用。以下將介紹巖土工程勘察在地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測和評估中的具體應(yīng)用。

4.1 地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測

巖土工程勘察通過獲取地下巖土體的地質(zhì)信息和參數(shù)，為地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生提供預(yù)測依據(jù)。通過鉆探勘察和地球物理勘察等方法，可以了解地下巖土層的分布、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)，以及可能存在的裂隙、斷層等地質(zhì)構(gòu)造。同時，實地觀測和取樣可以獲取現(xiàn)場地質(zhì)數(shù)據(jù)，并進行地質(zhì)調(diào)查和分析。基于這些信息，可以利用地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測模型和經(jīng)驗判斷，預(yù)測可能發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害類型和潛在風(fēng)險。

4.2 地質(zhì)災(zāi)害評估

巖土工程勘察在地質(zhì)災(zāi)害評估中扮演著重要角色。通過獲取地下巖土體的物理力學(xué)性質(zhì)和變形特征，可以評估地質(zhì)災(zāi)害對工程的影響和風(fēng)險程度。實驗室測試和非破壞性測試可以獲得巖土樣本的抗壓強度、剪切強度、滲透系數(shù)等參數(shù)，并進行巖土力學(xué)模型和地質(zhì)災(zāi)害模擬分析。此外，實地觀測和監(jiān)測可以獲取地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生前后的地表位移、沉降情況等數(shù)據(jù)，進一步評估地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險。

4.3 地質(zhì)災(zāi)害防治措施設(shè)計

巖土工程勘察為地質(zhì)災(zāi)害防治措施的設(shè)計提供了必要的依據(jù)。通過對地下巖土體的勘察，可以確定相應(yīng)的地質(zhì)災(zāi)害防治措施，如地下水位的控制、土體加固和邊坡穩(wěn)定等。鉆探勘察可以揭示潛在的地質(zhì)災(zāi)害隱患，指導(dǎo)防治措施的設(shè)計和實施。同時，實地觀測和取樣可以驗證預(yù)測結(jié)果和方案的可行性，并進行現(xiàn)場監(jiān)測和評估。

4.4 地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測與預(yù)警

巖土工程勘察還可以用于地質(zhì)災(zāi)害的實時監(jiān)測和預(yù)警。通過地下水位的監(jiān)測、地表位移的監(jiān)測以及其他相關(guān)參數(shù)的采集，可以對地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生前的變化進行實時監(jiān)測和分析。當(dāng)監(jiān)測數(shù)據(jù)超過事先設(shè)定的閾值時，可以發(fā)出預(yù)警信號，及時采取避讓措施或緊急救援措施，減少地質(zhì)災(zāi)害帶來的損失。

5 巖土工程勘察在地質(zhì)災(zāi)害防治工程中的應(yīng)用

地質(zhì)災(zāi)害是對人類生命財產(chǎn)安全和自然環(huán)境造成威脅的重大自然災(zāi)害。巖土工程勘察在地質(zhì)災(zāi)害防治工程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。以下將介紹巖土工程勘察在地質(zhì)災(zāi)害防治工程中的具體應(yīng)用。

5.1 地質(zhì)災(zāi)害識別與評估

巖土工程勘察通過獲取地下巖土體的地質(zhì)信息和參數(shù)，為地質(zhì)災(zāi)害的識別與評估提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。通過鉆探勘察、地球物理勘察等方法，可以了解地下巖土層的分布、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)，以及可能存在的裂隙、斷層等地質(zhì)構(gòu)造。實地觀測和取樣可以獲取現(xiàn)場地質(zhì)數(shù)據(jù)，進一步分析地質(zhì)災(zāi)害的潛在風(fēng)險。這些數(shù)據(jù)為地質(zhì)災(zāi)害的識別與評估提供科學(xué)依據(jù)，幫助確定合適的防治措施。

5.2 地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測與預(yù)警

巖土工程勘察可用于地質(zhì)災(zāi)害的實時監(jiān)測和預(yù)警。通過安裝監(jiān)測設(shè)備，如地下水位監(jiān)測儀、地表位移監(jiān)測儀等，在關(guān)鍵區(qū)域進行監(jiān)測。這些設(shè)備可以實時采集地質(zhì)災(zāi)害相關(guān)參數(shù)的變化情況。當(dāng)監(jiān)測數(shù)據(jù)超過事先設(shè)定的閾值時，可以發(fā)出預(yù)警信號，及時采取避讓措施或緊急救援措施，減少地質(zhì)災(zāi)害帶來的損失。

5.3 抗震設(shè)防與抗滑穩(wěn)定設(shè)計

巖土工程勘察為地質(zhì)災(zāi)害防治工程中的抗震設(shè)防和抗滑穩(wěn)定設(shè)計提供重要依據(jù)。通過獲取地下巖土體的物理力學(xué)性質(zhì)和變形特征，可以評估地質(zhì)災(zāi)害對工程的影響和風(fēng)險程度。實驗室測試和非破壞性測試可以獲得巖土樣本的抗壓強度、剪切強度、滲透系數(shù)等參數(shù)，并進行巖土力學(xué)模型和地質(zhì)災(zāi)害模擬分析。基于這些數(shù)據(jù)，可以合理設(shè)計抗震設(shè)防措施和抗滑穩(wěn)定措施，增加工程的抗災(zāi)能力。

5.4 防治工程設(shè)計與施工監(jiān)管

巖土工程勘察在地質(zhì)災(zāi)害防治工程的設(shè)計與施工中起著至關(guān)重要的作用。通過對地下巖土體的勘察，可以確定相應(yīng)的地質(zhì)災(zāi)害防治措施，并進行設(shè)計和施工方案的制定。鉆探勘察可以揭示潛在的地質(zhì)災(zāi)害隱患，指導(dǎo)防治措施的設(shè)計和實施。同時，實地觀測和取樣可以驗證預(yù)測結(jié)果和方案的可行性，并進行現(xiàn)場監(jiān)測和評估。此外，在施工過程中，對地質(zhì)條件進行嚴格監(jiān)管，確保施工符合設(shè)計要求，降低地質(zhì)災(zāi)害的風(fēng)險。巖土工程勘察還可以提供施工過程中的實時監(jiān)測數(shù)據(jù)，以及對施工質(zhì)量的評估和監(jiān)管，確保防治工程的有效實施。

5.5 防治效果評估與優(yōu)化

巖土工程勘察在地質(zhì)災(zāi)害防治工程中的最后一步是防治效果的評估與優(yōu)化。通過實地觀測和監(jiān)測，收集地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生前后的數(shù)據(jù)，包括地表位移、沉降情況等。將這些數(shù)據(jù)與預(yù)測結(jié)果進行對比分析，評估防治措施的有效性和可行性。如果發(fā)現(xiàn)防治效果不理想，可以進行方案的調(diào)整和優(yōu)化，進一步提高地質(zhì)災(zāi)害防治的效果。

通過識別與評估，監(jiān)測與預(yù)警，抗震設(shè)防與抗滑穩(wěn)定設(shè)計，防治工程設(shè)計與施工監(jiān)管以及防治效果評估與優(yōu)化，巖土工程勘察為地質(zhì)災(zāi)害防治提供了科學(xué)的依據(jù)和技術(shù)支持。只有通過全面、準確的勘察工作，才能有效地預(yù)防和控制地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，保護人民群眾的生命財產(chǎn)安全。

6 結(jié)論

巖土工程勘察在地質(zhì)災(zāi)害防治工程中扮演著重要的角色。通過獲取地下巖土體的地質(zhì)信息和參數(shù)，巖土工程勘察提供了地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測、評估、防治工程設(shè)計與施工監(jiān)管等方面的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和技術(shù)支持。地質(zhì)災(zāi)害識別與評估是巖土工程勘察的首要任務(wù)。通過鉆探勘察、地球物理勘察等方法，獲取地下巖土層的分布、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)等信息，評估地質(zhì)災(zāi)害潛在風(fēng)險。并通過實地觀測和取樣，進一步分析地質(zhì)災(zāi)害的可能影響。

巖土工程勘察還可用于地質(zhì)災(zāi)害的實時監(jiān)測與預(yù)警。安裝監(jiān)測設(shè)備，如地下水位監(jiān)測儀、地表位移監(jiān)測儀等，實時采集地質(zhì)災(zāi)害相關(guān)參數(shù)的變化情況，及時發(fā)出預(yù)警信號，以減少地質(zhì)災(zāi)害帶來的損失。抗震設(shè)防與抗滑穩(wěn)定設(shè)計是地質(zhì)災(zāi)害防治工程的重要組成部分。通過獲取地下巖土體的物理力學(xué)性質(zhì)和變形特征，評估地質(zhì)災(zāi)害對工程的影響和風(fēng)險，并設(shè)計合適的抗震設(shè)防和抗滑穩(wěn)定措施，提高工程的抗災(zāi)能力。

在地質(zhì)災(zāi)害防治工程的設(shè)計與施工中，巖土工程勘察發(fā)揮著重要作用。通過鉆探勘察、實地觀測和取樣，揭示潛在的地質(zhì)災(zāi)害隱患，指導(dǎo)防治措施的設(shè)計和實施。并進行現(xiàn)場監(jiān)測和評估，確保施工符合設(shè)計要求，降低地質(zhì)災(zāi)害的風(fēng)險。

最后，巖土工程勘察還可以用于對地質(zhì)災(zāi)害防治效果的評估與優(yōu)化。通過實地觀測和監(jiān)測數(shù)據(jù)的收集和對比分析，評估防治措施的有效性，并進行方案的調(diào)整和優(yōu)化，提高地質(zhì)災(zāi)害防治的效果。

綜上所述，巖土工程勘察在地質(zhì)災(zāi)害防治工程中的應(yīng)用具有重要意義。只有通過全面、準確的勘察工作，并結(jié)合科學(xué)技術(shù)手段，才能有效預(yù)防和控制地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，保護人民群眾的生命財產(chǎn)安全。