工程地质条件各要素的分析

二、工程地质条件各要素的分析

1.地形条件

地形是内外动力地质作用在漫长的地质历史过程中形成的。对一个地区地形特征的研究,有助于分析当地的地质结构、岩性构成、地质作用和地质现象的分布,以及它们对于已建成工程的危害性。

地形地貌的研究对建筑场地的选择、建筑物的布置和形式、工程量的大小、勘查工作量的布置有重大影响。同时它还能反映出地质结构、水文地质结构特征,成因类型,地壳运动,尤其是新构造运动的特征。

地形地貌条件对建筑场地的选择,尤其是水利枢纽工程、铁路、运河渠道等方案的选择意义重大。地形地貌条件包括如下几个方面的内容:①地形地貌分级;②地貌单元划分;③地形起伏的变化(水系分布、高程及相对高差);④地面切割情况(沟谷的发育系统、形态、方向、密度、深度及宽度);⑤山坡形状、高度、陡度;⑥山背山顶的形态、宽度、平整程度;⑦河谷结构、坡度、河谷地形、宽度;⑧阶地成因类型、阶地级数及高程、宽度、起伏度、完整程度、结构及组成物质;⑨不同地貌单元的特征及相互联系与差异。

2.岩土体工程性质

岩土体工程性质是工程地质条件中最重要的基本因素,是工程地质条件诸因素中与工程建筑最密切相关的因素。它决定着地形特征、地质作用的发育情况、地下水和矿产的分布,同时还是各种工程建筑的天然地基和建筑材料。

3.地质构造

地质构造是指组成地壳的岩层或岩体在内、外动力地质作用下发生的变形变位,从而形成的诸如褶皱、节理、断层、劈理以及其他各种面状和线状构造等。地质构造所形成的结构面称为构造结构面,包括断层面、层间错动面、切理面、劈理面等,这些结构面仅限于岩体内部,在土体中很少或基本不存在。

4.水文地质条件

水文地质条件是影响岩土工程地质性质,致使工程地质问题复杂的重要因素,对其研究的主要内容有:①补给、径流和排泄条件;②地下水类型、水质;③地下水水位、水头、水量及变化;④含水层、隔水层的分布及组合关系、厚度;⑤岩土层的渗透性、富水性、承压性、渗透压力;⑥地下水的侵蚀性。

地下水的高低影响到建筑基础的埋深、施工方法的选择及处理措施。岩土的工程地质性质与含水量有直接关系,地基沉降量的计算必须考虑地下水位的波动幅度,水库渗漏、浸没、渠道渗漏、基坑漏水、流沙等工程地质问题的出现与地下水位及变幅不无密切关系。

地下水位幅度的变化对岩溶的发育至关重要,对研究岩溶发育规律,尤其是深部岩溶的发育提供了良好的资料。基岩裂隙水的分布很不均一,对于地下洞室、井巷围岩支护的稳定性有极大的威胁。大量抽取地下水还会造成许多环境工程地质问题,例如,地面沉降、矿区塌陷、岩溶塌陷、附近区井泉干枯等。

5.物理地质现象

物理地质现象是内外动力地质作用对地壳表层岩土体综合作用的产物,如地震、边坡变形与破坏、地面塌陷、泥石流、冲沟等,这些现象是工程地质条件中最活跃的因素。因此,仅对其目前的存在状态的研究是不够的,还要对其发生、发展、消亡的规律、产生的原因、影响发育的因素、形成条件与机制、发展的过程及阶段进行反演和预测,才能作出正确的评价。

6.地球物理环境(地应力及地热等)

在漫长的地质作用过程中产生了大量地应力,并通过各种方式(如地震等)释放出来,其中一部分地应力在地质体中积累保存了下来。随着地壳运动,一个地区的地应力场也在不断发生变化,当积累的地应力超过了地质体的强度时,就会爆发释放出来,形成地震等灾害。在大型水利枢纽开挖和深部矿山开采过程中,常常发生的岩爆灾害就是因为天然地应力的突然释放所致。

7.天然建筑材料

对于大型工程来讲,尤其是水利水电工程,天然建筑材料是工程地质条件的重要组成部分,应遵循“就地取材”的原则,它的质量、储量、开采条件和运输条件的优劣对工程的建筑类型、建筑规模、工程造价、工期长短是一个重要的制约因素,必须在勘查过程中解决。例如在峡谷地区,一般石料较多,中小型水库坝型就应当选择堆石坝或砌石坝。

应当注意的是,具体建筑对工程条件的要求差异很大,影响也不相同。因此,工程地质条件的评价应当与具体工程联系起来,才能评价其优劣,否则会造成纸上谈兵,得出相反或错误的结论。