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地下水特性范文1
[关键词]层状岩质边坡 岩性组合分类 地下水分布特征 分析
[中图分类号] U213.1+3 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2013)-9-69-2
层状岩体结构的一大特点在于:软层、硬层呈相间分布状态。其中,比较常见的软层岩体结构有以下几种类型:(1)泥岩岩体结构;(2)页岩岩体结构;(3)粉砂岩岩体结构;(4)泥质矿岩岩体结构。而比较常见的硬层岩体结构则主要有以下几种类型:(1)石灰岩岩体结构;(2)碎屑岩岩体结构。从岩体结构边坡稳定性的角度上来说,会对层状岩质边坡稳定性特征产生影响的因素主要涉及到以下两个方面:(1)层状岩质岩体结构中,包括断层结构、裂隙结构、以及软弱夹层结构在内的软弱结构面所表现出的分布特征;(2)层状岩质岩体结构中,包括断层结构、裂隙结构、以及软弱夹层结构在内的软弱结构面所表现出的组合性状。与此同时,以上两个方面的因素也可以视作层状岩质边坡稳定的边界条件,并且,这两个方面的因素还会对层状岩体结构所对应的地下水分布特征产生极为突出的影响。现针对层状岩质边坡岩性组合分类的主要特点,以及地下水的分布特征做详细研究。
1层状岩质边坡岩性组合分类分析
在层状岩质边坡当中,所涉及到的软弱结构面主要具有以下几种类型的表现形式:(1)软弱夹层;(2)泥化夹层;(3)层面;(4)断层;(5)裂隙。同时,裂隙又可按照分部属性将其进一步划分为切层裂隙、以及层间裂隙这两种类型。从出现频繁性的角度上来说,裂隙是软弱结构面最为常见的表现形式。对于前文中所提到的切层裂隙而言,此种裂隙表现形式的特点可以归纳为以下几个方面:(1)裂隙的发育、分布与软弱结构面以及层状岩质层面的限制并不具有直接相关性关系;(2)切层裂隙延伸长度长、且切割深度深;(3)切层裂隙会导致软弱结构面形成侧向切割,同时还会诱导边坡滑动破坏问题的产生;(4)切层裂隙表现出了良好的导水、以及储水功能;(5)从空间分布的角度上来说,切层裂隙具有较大的间距、数量较少、且分布位置有规律可循。因此,在有关切层裂隙岩体数值的分析过程当中,有必要针对切层裂隙存在的以上特点,建立单独的裂隙单元作为模拟的支持。对比切层裂隙而言,层间裂隙也有着自身的特点。主要可以归纳为以下几个方面:(1)裂隙的发育、分布与软弱结构面以及层状岩质岩面的限制之间具有直接相关性关系;(2)层间裂隙的间隔距离小、同时分布数量多;(3)层间裂隙的产生会导致层状岩质软弱结构面的整体性受到不良的影响;(4)层间裂隙的延伸长度较短,且切割深度较浅;(5)层间裂隙具有良好的透水性能。
与此同时,通过实验研究的方式证实:对于本文所研究的层状岩质岩体结构而言,其所表现出的岩性组合特征会直接对层状岩体中,裂隙结构面、以及软弱夹层结构面的分布情况产生影响。从边坡岩性组合分类的角度上来说,比较常见的类型可以概括为以下几类:
第一类为互层状薄软岩、硬岩组合体:此种层状岩质边坡岩性类型的主要界定标准在于:从岩层单层结构的角度上来说,厚度相对较小。同时,相对于层状岩体结构这一整体而言,当中软弱岩层结构的所占比例较高。与此同时,互层状薄软岩、硬岩组合体从岩性特征的角度上来说,还有以下几个方面的特点:首先,互层状薄软岩、硬岩组合体容易在差异卸荷因素、以及褶皱因素的影响下,因层间错动而形成剪切光面;其次,互层状薄软岩、硬岩组合体中所存在的裂隙大多表现为闭合隐裂隙;最后,互层状薄软岩、硬岩组合体整体透水性能较差,水力联系若,因此具有良好的滞水、以及组水性能。
第二类为互层状中厚层、厚层软岩、硬岩组合体:此种层状岩质边坡岩性类型主要界定标准在于:软弱岩体结构中所出现裂隙与层面形成夹角的角度在70°以上。同时,硬岩层中裂隙所表现出的空间分布间距与裂隙厚度存在正相关关系(裂隙间距=0.5*裂隙厚度~2.0*裂隙厚度)。与此同时,互层状中厚层、厚层软岩、硬岩组合体从岩性特征的角度上来说,还有以下几个方面的特点:首先,互层状中厚层、厚层软岩、硬岩组合体从空间分布的角度上来说,多表现为多层硬岩结构与多层软岩结构的间隔分布;其次,互层状中厚层、厚层软岩、硬岩组合体当中所涉及到的软弱岩层结构能够在很大程度上限制岩层层面裂隙、以及地下水的分布情况;再次,互层状中厚层、厚层软岩、硬岩组合体的完整性会在一定程度上受到切层裂隙分布情况的影响;最后,软弱岩层结构中所分布裂隙仍然以闭合隐裂隙为主。
第三类为厚层、中厚层硬岩夹薄层组合体:此种层状岩质边坡岩性类型的主要界定标准在于:软弱岩层结构中所分布裂隙具有较大的间隔距离、延伸长度较长、且切割深度较深。同时,厚层、中厚层硬岩夹薄层组合体从岩性特征的角度上来说,还表现出了以下几个方面的特点:首先,厚层、中厚层硬岩夹薄层组合体当中,裂隙结构的发育与软弱岩层结构的分布之间不存在直接关系,不会受到软弱岩层结构分布情况的影响;其次,厚层、中厚层硬岩夹薄层组合体中的岩体结构具有良好的透水性,且具有密切的水力联系。
第四类为厚层、中厚层软岩夹薄层硬岩组合体:此种层状岩质边坡岩性类型的主要界定标准在于:岩体结构当中所对应的结构面最主要表现形式为层面、以及裂隙,其中,裂隙结构面多表现为闭合隐裂隙。同时,厚层、中厚层软岩夹薄层硬岩组合体从岩性特征的角度上来说,还表现出了以下几个方面的特点:首先,厚层、中厚层软岩夹薄层硬岩组合体中结构面的优势作用未得到显著体现;其次,厚层、中厚层软岩夹薄层硬岩组合体中的岩体结构透水性能较差,水力联系同样不够密切。
2层状岩质边坡地下水分布特征分析
对于层状岩质边坡而言,地下水的补给来源主要是通过大气降水地表渗入的方式实现的。同时,在研究层状岩质边坡地下水分布特征的过程当中,还有一个方面的特征需要加以重点考量的:在层状岩质边坡坡顶区域往往会分布有具有一定厚度的残坡积层。这部分残坡积层的存在会发挥良好的滞水同能,同时兼有临时性的储水功能。从这一角度上来说,还可在这部分残坡积层当中发现具有间歇性分布特征的空隙潜水。若大气降水,则在降水后的一段时间范围之内,残坡积层当中所含有的这部分具有间歇性分布特征的孔隙水,会表现出极为显著的下渗趋势,并发挥对裂隙水的补给作用。在这样一种水源补给反应的作用之下,若层状岩质边坡基岩面以下所分布的岩体结构多为具有一定厚度的软弱岩层结构,那么所下渗的空隙潜水则会建立在基岩面的基础之上发生富集反应,并不断向层状岩质边坡外部进行排泄。反过来说,为了使所下渗的孔隙水不断对裂隙水进行补给,就需要满足一个基本的条件:基岩面以下所分布岩体结构为具有一定厚度的切层裂隙以及地质构造带。
基于以上分析不难发现:当基岩面所组成结构大多为软弱岩层结构的情况下,裂隙水较少受到孔隙水的补给,因此其空间分布情况会受到地质构造的性质和分布特点、以及切层裂隙分布特点的影响。同时,当基岩面所组成结构大多为硬层结构的情况下,层状岩质边坡残坡积层当中所具有的间歇性分布孔隙水则主要表现为下渗反应,发挥对下部裂隙水的补给作用。与此同时,在这部分裂隙水下渗的过程当中,若所遭遇岩层结构呈现出软弱岩层特性,则所下渗的裂隙水会在岩层顶面发生富集反应,同时面向层状岩层边坡坡外进行排泄。进而,在遭遇切层裂隙、以及地质构造分布区域的情况下,这部分裂隙水才能够进一步发生下渗反应。从这一角度上来说,层状岩层边坡中,裂隙水的分布特征多表现出网络状形态。而对于层状岩层边坡坡顶残坡积层而言,当中的孔隙水具有较为均匀的分布特征,且表现出了良好的水力联系关系,具有较高的饱水度。在此基础之上,对于以硬岩分布为主的岩层结构而言,由于岩层上部区域的地下水会持续沿裂隙进行下渗反应,进而导致地下水呈密集的网络流,并面向边坡坡外进行排泄反应。
结合上述分析,不难发现:针对层状岩质边坡而言,所对应包气带当中分布有大量的上层滞水,且上层滞水的分布特点多呈现出网络形态。层状岩质边坡的顶面、底面区域所表现出的特点还可以概括为以下几个方面:(1)饱水度水平较高;(2)地下水水位的埋深深度较大,基本与地表水位、或者是边坡坡脚高程持平;(3)水力坡降较小。
3结束语
在本文有关层状岩质边坡岩性组合分类与地下水分布特征相关问题的分析过程中发现:相对于层状岩质边坡而言,岩性组合特征、以及结构面分布特点均会对边坡地下水的分布特征产生直接的影响。同时,裂隙水分布相对于层状岩质边坡稳定性的影响也会受到岩性组合特征、以及结构面分布特点的控制。特别是对于互层频繁的层状岩质边坡而言,在以岩性组合分类标准对岩体进行分层界定的过程当中,需要充分考量边坡稳定性受地下水的影响。
参考文献
[1]刘宏,宋建波,向喜琼等.缓倾角层状岩质边坡小危岩体失稳破坏模式与稳定性评价[J].岩石力学与工程学报,2006,25(8):1606-1611.
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地下水特性范文2
关键词:鄂尔多斯盆地北部;水文地质特征;砂岩型铀矿;成矿前景
1 区域地质概况
鄂尔多斯盆地属稳定的克拉通盆地,由古生代地台发展演化而成的中新生代陆相盆地。在整个早白垩世,本区主要为内陆拗陷盆地内冲积、洪积平原上发育的河湖相组沉积,而以河流相占绝对优势。下白垩统统称为志丹群,自下而上可分为:洛河组(K1zh2)、华池-环河组(K1zh3+4)、罗汉洞组(K1zh5)以及泾川组(K1zh6)。从洛河组到华池-环河组均为连续沉积,并构成了K1zh2-K1zh3+4和K1zh5-K1zh6两个大的沉积旋回。
2 区域水文地质特征
2.1 含水岩层岩组的划分
目的层下白垩统志丹群含水层的水文地质特征应是研究的重点。根据地层岩性,沉积相特征和水文地质特征的差异,下白垩统志丹群自下而上划分为洛河组、华池-环河组、罗汉洞组和泾川组等含水岩组,岩性固结程度较弱,其中华池-环河组为区内分布最广的一套含水岩组。
2.2 潜水发育特征
下白垩统发育层状裂隙孔隙潜水,不同含水岩组含水特征不同(表1)。
表1 下白垩统志丹群潜水特征表
2.3 承压水发育特征
区内发育下白垩统层状裂隙孔隙承压水,当各含水岩组顶板埋深小于约300米时,其承压水头顺地表水系而逆地层倾向降低,水位随地形而起伏,其赋存状态具潜水的特点,而在水动力学和水化学成分方面则具承压水的特征,称之为“上部承压水”。当各含水岩组顶板埋深大于300米时,其承压水和一般自流盆地所见的承压水完全相同,称之为“下部承压水”(表2)。
2.4 下白垩统含水岩组的补、迳、排特征
区内潜水的补给最终来源于大气降水,排泄于当地切割最深的河谷或洼地,此外,蒸发也是主要的排泄途迳,年蒸发量平均为2513.40mm,是年降雨量的10倍。承压水的补、迳、排条件较为复杂,难以确定区域性地下水的排泄区,因而补给和迳流也相对复杂化了。总的看来它的补给方式有两种:
垂向补给:指的是潜水或上层组承压水对下伏承压水的渗补。这种补给方式是由下白垩统地层结构与岩性特征所决定的,由于砂、泥岩在纵向和横向上的多变性,难以存在统一的区域性隔水层,在空间上存在较多的透水“天窗”。这类承压水流向大致受地势水系的控制,排泄于各主河谷和湖泊洼地,兼有潜水的性质和承压水的特点,前面称之为“上部承压水”,埋深应小于300米。
水平补给:指的是同一含水岩组的潜水转化为承压水迳流。由于下白垩统(特别是K1zh2和K1zh3+4)具有向斜构造和含水有利的岩性特征,造成各承压水组从盆地向斜东西两翼区得到补给,形成顺岩层倾向的承压水迳流,并朝向斜轴部和排泄区运动,排泄区为向斜轴一线,是隐伏的,其埋深大致在300米以下,这种承压水前面称之为“下部承压水”。
2.5 古水文地质
盆地北部从南到北有一条与地貌上分水岭近乎一致的地下水分水岭(图1),使下白垩统志丹群的潜水和上部承压水(约300米以上)由盆内逆地层倾向盆缘的黄河流动,具有渗出型盆地的水动力特征。而本质上下白垩统自流水盆地并不是典型的渗出型盆地,是由于受后期构造运动(黄河断陷的形成)而造成古水文地质条件的改变。所以研究盆地古水文地质具有重要意义。
2.5.1 早白垩世沉积时的水文地质条件
鄂尔多斯盆地属稳定的克拉通盆地,构造变动相对较弱,继承性强,有利于志丹群原始沉积相带发育完善和具有稳定的水流方向。虽然经过了侏罗纪填平补齐作用,但伊陕斜坡由东向西仍显示为一个稳定、大范围的单斜构造,直到与天环向斜的接触部位。所以总的水流方向主要由东向西,其次由北、西向盆内,最终向伊陕斜坡与天环向斜接触部位(沉积中心)流动。
2.5.2 早白垩世沉积后-上新世地下水的补、迳、排特征
在早白垩世晚期,全区整体抬升而使志丹群大面积暴露地表,此沉积间断一直持续到上新世末。盆地东、北、西面周边山区是地下水的补给区,向盆地向斜轴线(伊陕斜坡与天环向斜的接触部位)迳流、排泄,同样主要迳流方向仍保持了由东向西顺地层倾向(伊陕斜坡倾向)的方向。伊陕斜坡在此次抬升构造运动中应具有东部相对抬升、西部相对下降的掀斜构造运动的特点,这必然进一步加大了地表水或地下水由东向西的迳流趋势。需要强调的是,此时盆地周边的黄河断陷尚未形成,盆地北部具有上面所述的补、迳、排系统。
3 砂岩型铀矿成矿前景
3.1 潜水氧化带砂岩型铀成矿前景
根据地层发育特征,区内自下白垩统沉积结束以后,存在三个主要的抬升剥蚀阶段,其分别为K2-E2,N1-Q2及现代。其中K2-E2阶段,沉积间断长达70Ma,此阶段古气候已向半干旱、干旱气候转变,使志丹群顶部受广泛的古地表氧化作用,向下相邻应发育古潜水氧化作用,区域上在志丹群顶部形成大规模的氧化带顶盖。氧化带赋存于整个罗汉洞组(泾川组分布很局限)和华池-环河组顶部,其中罗汉洞组呈红色氧化带为主,古地表氧化带占相当大的比重,而华池-环河组氧化带以黄色为主,主要由古潜水氧化作用形成。上述氧化带大规模的发育有利于铀矿化的形成,此沉积间断也是潜水氧化带砂岩型铀矿的主成矿期。N1-Q2和现代盆地两次抬升剥蚀,又E3分布很局限和Q3具有很好的渗透性,故N1-现代的地表氧化作用叠加在志丹群上部的古潜水氧化带上,在盆地总体抬升的构造背景下,氧化作用继续向华池-环河组深部发展,氧化深度可达300米,氧化程度更为充分。华池-环河组含有机质丰富,有相对较好的还原条件,在其氧化-还原界面可形成铀矿的聚集,目前已发现9401矿化点和鄂托克前旗铀矿点。
3.2 层间氧化带砂岩型铀成矿前景
根据前面所述承压水发育特征,志丹群华池-环河组最具有利于铀赋集成矿的地下承压水迳流,渗透系数为0.604~0.790m/d,利于层间氧化带的发育,具备了层间氧化带发育的水文地质条件,目前已对部分地区的层间氧化带进行了初步控制。
在K2-N2期间,承压水由盆缘向盆内流动,具有典型的渗入方式,主要迳流方向应沿伊陕斜坡由东向西顺层流动,承压水的补给来自周围蚀源区和同层组岩层出露地表的区段,同样在这一沉积间断,在形成大规模古潜水氧化带的同时,由盆地边缘向盆内应发育古层间氧化作用,形成相应的古层间氧化带,氧化带主要赋存于华池-环河组,并显示为黄色为主,在氧化-还原过渡部位可形成铀的富集成矿,此沉积间断同样是层间氧化带砂岩型铀矿的主成矿期。从更新世开始沿盆缘黄河断陷的形成,在盆地整体抬升的同时,破坏了白垩纪自流水盆地完整的补、迳、排系统,促使盆地地表水系,潜水和“上部承压水”产生由盆内向盆地逆地层倾向流动的现象,故不能导致古层间氧化带的继续发育,很难形成大规模铀的赋集成矿(但可导致古潜水氧化带的进一步完善)。“下部承压水”仍然保持了从两翼岩层的区补给,向向斜轴部的水平承压水迳流,形成现代层间氧化带,使古层间氧化带继承性发展。含氧含铀水始终保持了统一的运移方向,造成铀长期的富集成矿,目前已发现多个由钻孔控制的铀矿化和铀异常。
4 结束语
综上所述,鄂尔多斯盆地北部具备了潜水氧化带和层间氧化带砂岩型铀矿形成的水文地质条件。层间氧化带砂岩型铀矿为主要找矿类型,次之为潜水氧化带砂岩型铀矿。找矿主要层位为下白垩统志丹群华池-环河组。找矿主要地区应为盆地东部(伊陕斜坡),其次为盆地西缘。找矿深度主要在300-600米的深部。
参考文献
[1]王金平,等.陕甘宁盆地北部下白垩统层间氧化带型砂岩铀矿成矿前景及地浸地质条件研究[Z].1996.
地下水特性范文3
【关键词】工程勘察;水文地质;地质勘察;影响
在工程勘察的一系列活动中,水文地质问题是一个极为重要但也易被忽视的问题。水文地质和工程地质二者关系极为密切,互相联系和互相作用,地下水既是岩土体的组成部分,直接影响岩土体工程特性,又是基础工程的环境,影响建筑物的稳定性和耐久性。在一些水文地质条件较复杂的地区,由于工程勘察中对水文地质问题研究不断深入,设计中又忽视了水文地质问题,经常发生由地下水引发的各种岩土工程危害问题,令勘察和设计处于难堪的境地。
1.工程地质勘察中水文地质评价内容
工程地质勘察中水文地质评估内容在以往的工程勘察报告中,由于缺少结合基础设计和施工需要评价地下水对岩土工程的作用和危害在很多地区已发生多起因地下水造成基础下沉和建筑物开裂的质量事故,总结以往的经验和教训,在今后在工程勘察中,对水文地质问题的评价主要考虑以下内容:(1)应重点评价地下水对岩土体和建筑物的作用和影响,预测可能产生的岩土工程危害,提出防治措施。(2)工程勘查密切结合建筑物地基基础类型的需要,查明有关水文质问题,提供选型所需的水文地质资料。(3)应从工程角度,按地下水对工程的作用与影响,提出不同条件下应当着重评价的地质问题,如:对埋藏在地下水位以下的建筑物基础中水对砼及砼内钢筋的腐蚀性;对选用软质岩石、强风化岩、残积土、膨胀土等岩土体作为基础持力层的的建筑场地,应着重评价地下水活动对上述岩土体可能产生的软化、崩解、胀缩等作用;在地基基础压缩层范围内存在松散、饱和的粉细砂、粉土时,应预测产生潜蚀、流砂、管涌的可能性;当基础下部存在承压含水层,应对基坑开挖后承压水冲毁基坑底板的可能性进行计算和评价;在地下水位以下开挖基坑,应进行渗透和富水性试验。并评价由于人工降水引起土冻沉降,边坡失稳进而影响物稳定性的可能。
2.重视岩土水理性质的测试和研究
岩土水理性质是指岩土与地下水相互作用时显示出来的各种性质。岩土水理性质与岩土的物理性质都是岩土重要的工程地质性质。岩土的水理性质不仅影响岩土的强度和变形,而且有些性质还直接影响到建筑物的稳定性。以往在勘察中对岩土的物理力学性质的测试比较重视,对岩土的水理性质却有所忽视,因而对岩土工程地质性质的评价是不够全面的。
既然岩土的水理性质是岩土与地下水相互作用显示出来的性质,首先介绍一下地下水的赋存形式及对岩土水理性质的影响, 然后再对岩土的几个重要的水理性质进行简单的介绍。
地下水的赋存形式:地下水按其在岩土中的赋存形式可分为结合水、毛细管水和重力水三种,其中结合水又可分为强结合水和弱结合水两种。
岩土的主要的水理性质及其测试办法有五种:软化性;透水性;崩解性;给水性;胀缩性。软化性是指岩土体浸水后,力学强度降低的特性,一般用软化系数表示,它是判断岩石耐风化、耐水浸能力的指标。透水性一般可用渗透系数表示,岩土体的渗透系数可通过抽水试验求取;崩解性是指岩土浸水湿化后,由于土粒连接被削弱、破坏,使土体崩散、解体的特性。岩土的崩解性与土的颗粒成分、矿物成分、结构等关系极大。给水性是指在重力作用下饱水岩土能从孔隙、裂隙中自由流出一定水量的性能,以给水度表示。胀缩性是指岩土吸水后体积增大,失水后体积减小的特性,岩土的胀缩性是由于颗粒表面结合水膜吸水变厚,失水变薄造成的。岩土的水理性质尚有持水性,溶水性,毛细管性,可塑性等。
3.全面了解地下水引起的岩土工程危害
地下水引起的岩土工程危害,主要是由于地下水位升降变化和地下水动水压力作用两个方面的原因造成的。
3.1 地下水升降变化引起的岩土工程危害
地下水位变化可由天然因素或人为因素引起,但不管什么原因,当地下水位的变化达到一定程度时,都会对岩土工程造成危害,地下水位变化引起危害又可分为3种方式:水位上升引起的岩土工程危害。潜水位上升的原因是多种多样的,其主要受地质因素如含水层结构、总体岩性产状,水文气象因素如降雨量、气温等及人为因素如灌溉、施工等的影响,有时往往是几种因素的综合结果。由于潜水面上升对岩土工程可能造成:
①土壤沼泽化、盐演化,岩土及地下水对建筑物腐蚀性增强。
②斜坡、河岸等岩土体岩产生滑移、崩塌等不良地质现象。
③一些具特殊性的岩土体结构破坏、强度降低、软化。
④引起粉细砂及粉土饱和液化、出现流砂、管涌等现象。
⑤地下洞室充水淹没,基础上浮、建筑物失稳。地下水位下降引起的岩土工程危害。地下水位的降低多是由于人为因素造成的,如集中大量抽取地下水、采矿活动中的矿床疏干以及上游筑坝、修建水库截夺下游地下水的补给等。地下水的过大下降,常常诱发地裂、地面沉降、地面塌陷等地质灾害以及地下水源枯竭、水恶化等环境问题,对岩土体、建筑物的稳定性和人类自身的居住环境造成很大威胁。
3.2 地下水动压力作用引起岩土工程危害
地下水在天然状态下动水压力作用比较微弱,一般不会造成什么危害,但在人为一程活动中由于改变了地下水天然动力平衡条件,在移动的动水压力作用下,往往会引起一些严重的岩土工程危害,如流砂、管涌、基坑突涌等。
地下水特性范文4
(重庆能科工程勘察有限公司,中国 重庆 400060)
【摘要】在勘察、设计、施工过程中,水文地质问题极为重要,但也易于忽视。本文主要阐述工程地质勘察中水文地质评价内容,岩土水理性质,地下水引起的岩土工程危害等问题。
关键词 工程地质勘察;水文地质;岩土水理性质
0引言
在水文地质条件较复杂的地区,由于对水文地质问题不重视,设计中又忽视了水文地质问题的工程案例屡屡出现。因此,为了提高工程勘察质量,在勘察过程中不仅要求查明与岩土工程有关的水文地质问题,评价地下水对岩土体和建构筑物的影响,更要提出预防及治理措施建议,为设计和施工提供必要的水文地质资料,以避免地下水对工程建设的危害。
1工程地质勘察中水文地质评价内容
在工程勘察中,对水文地质问题的评价,主要应考虑以下内容:
1.1重点评价地下水对岩土体和建筑物的作用和影响,预测可能产生的岩土工程危害,提出防治措施。
1.2工程勘察中还应密切结合建筑物地基基础类型的需要,查明有关水文地质问题,提供选型所需的水文地质资料。
1.3从工程角度,按地下水对工程的作用与影响,提出不同条件下应当着重评价的地质问题,如:(1)对埋藏在地下水位以下的建筑物基础中水对砼及砼内钢筋的腐蚀性。(2)对选用软质岩石、强风化岩、残积土、膨胀土等岩土体作为基础持力层的建筑场地,应着重评价地下水活动对上述岩土体可能产生的软化、崩解、胀缩等作用。在地基基础范围内存在松散、饱和的粉细砂时,应预测产生地震液化、潜蚀、流砂、管涌的可能性。(3)当基础下部存在承压含水层,应对基坑开挖后承压水冲毁基坑底板的可能性进行计算和评价。(4)在地下水位以下开挖基坑,应进行渗透和富水试验,并评价由于人工降水引起地表沉降、边坡失稳进而影响周围建筑物稳定的可能性。
2岩土水理性质
岩土水理性质是指岩士与地下水相互作用时显示出来的各种性质。岩土水理性质与岩土的物理性质都是岩土重要的工程地质性质,岩土的水理性质不仅影响岩土的强度和变形,而且有些性质还直接影响到建筑物的稳定性。以往在勘察中对岩土的物理力学性质的测试比较重视,对岩土的水理性质却有所忽视,因而对岩土工程地质的评价是不够全面的。下面首先介绍地下水的赋存形式及对岩土水理性质的影响,然后再对岩土的几个重要的水理性质及研究测试方法进行简单的介绍。
2.1地下水的赋存形式
地下水按其在岩土中的赋存形式可分为结合水、毛细管水和重力水三种,当中结合水又可分为强结合水和弱结合水两种。
2.2岩土的主要的水理性质及测试办法
(1)软化性,是指岩土体浸水后,力学强度降低的特性,一般用软化系数表示,它是判断岩石耐风化、耐水浸能力的指标。在岩石层中存在易软化岩层时,在地下水的作用下往往会形成软弱夹层。各类成因的粘性土层、泥岩、页岩、泥质砂岩等均普遍存在软化特性。(2)透水性,是指水在重力作用下,岩土容许水透过自身的性能。松散岩土的颗粒越细、越不均匀,其透水性便越弱。坚硬岩石的裂隙或岩溶越发育,其透水性就越强。透水性一般可用渗透系数表示,岩上体的渗透系数可通过抽水试验得出。(3)崩解性,是指岩土浸水湿化后,由于颗粒连接被削弱、破坏,使其崩散、解体的特性。岩土的崩解性与其颗粒成分、矿物成分、结构等关系极大,以蒙脱石、云母、高岭土为主的残积土以散开的方式崩解,而以石英为主的残坡积土多以裂开状崩解。(4)给水性,是指在重力作用下饱水岩土能从孔隙、裂隙中自由流出一定水的性能,以给水度表示。给水度是含水层的一个重要水文地质参数,也影响场地疏干时间。给水度一般采用室内试验方法测定。(5)胀缩性,是指岩土吸水后体积增大,失水后体积减小的特性,岩土的涨缩性是由于颗粒表面结合水膜吸水变厚,失水变薄造成的。胀缩性往往是产生地裂缝、基坑隆起的重要原因之一。评价指标有膨胀率、自由膨胀率、体缩率、收缩系数等。
3地下水引起的岩土工程危害
地下水引起的岩土工程危害,主要是由于地下水位升降变化和地下水动水压力作用两个方面的原因造成的。
3.1地下水升降变化引起的岩土工程危害。地下水位变化可由天然因素或人为因素引起,但不管什么原因,当地下水位的变化达到一定程度时,都会对岩土工程造成危害,地下水位变化引起危害又可分为三种:
3.1.1地下水位上升引起的岩土工程危害
潜水位上升的原因是多种多样的,主要受含水层结构、降雨量、气温等及人为因素如灌溉、施工等的影响,有时往往是几种因素的综合结果。由于潜水面上升对岩土工程可能造成:(1)土壤沼泽化、盐渍化,岩土及地下水对建筑物腐蚀性增强。(2)斜坡、河岸等岩土体产生滑移、崩塌等不良地质现象。(3)一些具特殊性的岩土体结构破坏、强度降低、软化,引发山体滑坡。(4)引起粉细砂及粉土饱和液化、出现流砂,管涌等现象。(5)地下洞室充水淹没,基础上浮、建筑物失稳。
3.1.2地下水位下降引起的岩土工程危害
地下水位的降低多是由于人为因素造成的,如集中大量抽取地下水、采矿活动中的矿床疏干以及上游筑坝、修建水库截夺下游地下水的补给等。地下水的过大下降,常常诱发地裂缝、地面沉降、地面塌陷等地质灾害以及地下水源枯竭、水质恶化等环境问题,对岩土体、建筑物的稳定性和人类自身的居住环境造成很大威胁。
3.1.3地下水频繁升降对岩土工程造成的危害
地下水的升降变化能引起膨胀性岩土产生不均匀的胀缩变形,当地下水升降频繁时.不仅使岩上的膨胀收缩变形往复,而且会导致岩土的膨胀收缩幅度不断加大,进而形成地裂缝引起建筑物特别是轻型建筑物的破坏。
3.2地下水动压力作用引起岩土工程危害
地下水在天然状态下动水压力作用比较微弱,一般不会造成什么危害,但在人为工程活动中由于改变地下水天然动力平衡条件,在移动的动水压力作用下,往往会引起一些严重的岩土工程危害,如流砂、管涌、基坑突涌等。
4结束语
水文地质工作在建筑物持力层选择、基础设计、工程地质灾害防治等方面都起着重要的作用,随着工程勘察的发展,必将受到越来越广泛的重视,切实做好水文地质工作对勘察水平的提高将起着极大的推动作用。
参考文献
[1]孔德坊.工程岩土学[M].地质出版社,1994.
[2]乐安琪,宋赞.工程勘察中水文地质问题不容忽视[J].科技咨询导报,2007(19).
[3]工程地质手册[S].4版.中国建筑工业出版社,2007.
[4]王璐华.建筑工程地质勘察与基础设计存在的问题及对策[J].中国新技术新产品,2010(4).
地下水特性范文5
关键词: 水文地质,地质勘察;地下水危害
0前言
探讨水文地质和工程地质二者关系极为密切,互相联系和互相作用,地下水既是岩土体的组成部分,直接影响岩土体工程特性,又是基础工程的环境,影响建筑物的稳定性和耐久性。但在实际的勘察工作中,容易被忽视,因为在勘探成果内很少直接涉及水文参数的利用,水文地质问题往往只被认为是象征性的工作,在勘察中大多只是简单地对天然状态下的水文地质条件作一般性评价。在一些水文地质条件较复杂的地区,由于工程勘察中对水文地质问题研究不深入,设计中又忽视了水文地质问题,因此经常发生由地下水引发的各种岩土工程危害问题,导致之前所做的勘察和设计偏离实际情况较大。为提高工程勘察质量,在勘察中加强水文地质问题的研究是十分必要的,在工程勘察中不仅要求查明与岩土工程有关的水文地质问题,评价地下水对岩土体和建筑物的作用及其影响,更要提出预防及治理措施的建议,为设计和施工提供必要的水文地质资料,以消除或减少地下水对岩土工程的危害。下面就广西地区工程地质勘察和水文地质工作现状,对在勘察中需要注意的水文地质问题进行简单的介绍。
1 工程地质勘察中的水文地质评内容
以往的工程勘察报告由于缺少结合基础设计和施工需要评价地下水对岩土工程的作用和危害,按设计报告施工后在一些地区已发生多起因地下水造成基础下沉和建筑物开裂的质量事故,总结以往的经验和教训,在以后的工程勘察中,对水文地质问题的评价,主要应考虑以下内容:
(1) 对于应重点评价地下水对岩土体和建筑物的作用和影响,预测可能产生的岩土工程危害,提出防治措施。
(2) 在工程勘察中还应密切结合建筑物地基基础类型的需要,查明有关水文地质问题, 提供选型所需的水文地质资料。
( 3 ) 不仅要查明地下水的天然状态和天然条件下的影响,更重要的是分析预测在人为工程活动中地下水的变化情况,及对岩土体和建筑物的反作用。
( 4 ) 应从工程角度,按地下水对工程的作用与影响,提出不同条件下应当着重评价的地质问题,如:
① 对埋藏在地下水位以下的建筑物基础中水对混凝土及混凝土内钢筋的腐蚀性。
② 对选用软质岩石、强风化岩、残积土、膨胀土等岩土体作为基础持力层的的建筑场地,应着重评价地下水活动对上述岩土体可能产生的软化、崩解、胀缩等作用。
③ 在地基基础压缩层范围内存在松散、饱和的粉细砂、粉土时,应预测产生液化潜蚀、流砂、管涌的可能性。
④ 当基础下部存在承压含水层,应对基坑开挖后承压水冲毁基坑底板的可能性进行计算和评价。
⑤ 在地下水位以下开挖基坑,应进行渗透性和富水性试验,并评价由于人工降水引起土体沉降、边坡失稳进而影响周围建筑物稳定性的可能性。
2岩土水理性质的测试和研究
岩土水理性质是指岩土与地下水相互作用时显示出来的各种性质。岩土水理性质与岩土的物理性质都是岩土重要的工程地质性质。岩土的水理性质不仅影响岩土的强度和变形,而且有些性质还直接影响到建筑物的稳定性。以往在勘察中对岩土的物理力学性质的测试比较重视,对岩土的水理性质却有所忽视,因而对岩土工程地质性质的评价是不够全面的。岩土的水理性质是岩土与地下水相互作用显示出来的性质,而地下水在岩土中有不同的赋存方式,不同形式的地下水对岩土水理性质的影响程度有所不同,而且影响程度又与岩土类型有关。
( 1 ) 地下水的赋存形式及对岩土水理性质的影响:地下水按其在岩土中的赋存形式可分为结合水、毛细管水和重力水三种,其中结合水又可分为强结合水和弱结合水两种。
① 强结合水,又称吸湿水,吸湿水被分子力吸附在岩土颗粒周围形成极薄的水膜,是紧附于颗粒表面结合最牢固的一层水,其吸附力高达10MPa,在强压下,其密度接近普通水的两倍,具有极大粘滞性和弹性,可以抗剪切,但不受重力作用,也不能传递静水压力。弱结合水,又称弱薄膜水,它处于吸着水之外,厚度大于吸着水。弱结合水所受的吸附力小于强结合水,可以在颗粒水膜之间作缓慢的移动,薄膜水在外界压力下可以变形,但同样不受重力影响,且不能传递静水压力。结合水是地下水在粘性土中的主要赋存形式,在砂土中含量甚微。结合水尤其是弱结合水与粘性土相互作用时显示出来的性质如可塑性、膨胀性、收缩性等归为粘性土的物理力学性质,因其受强力束缚,活动范围极为有限,对岩土的动态水理性质影响较小。
② 毛细管水,是指由毛细管作用保持在岩土毛细管空隙中的地下水,可细分为孤立毛细管水、悬挂毛细管水、真正毛细管水。它同时受毛细管力和重力的作用,当毛细管力大于重力时,毛细管水就上升,因此地下水潜水面以上的普遍形式是一个与保水带有水力联系的含水量较高的湿水层。毛细管水能传递静水压力,并能在空隙中垂直上下运动,对岩土体能起到软化的作用,有时会引起对建筑材料的腐蚀性。毛细管水在砂土和粉土中含量较高,在砂砾层含量较少,在粘土中含量很少。
③ 重力水,是指在重力作用下能在岩土孔隙、裂隙中自由运动的水,即我们通常所称的狭义“地下水”。它不受分子力的影响,不能抗剪切,可以传递静水压力。由于重力水在天然和人为因素的影响下,在岩土中的渗流活动非常活跃,对岩土的水理性质有显著的影响。重力水是我们研究岩土水理性质的重点关注对象。
( 2 ) 岩土的主要的水理性质及其测试办法:
① 软化性,是指岩土体浸水后,力学强度降低的特性,一般用软化系数表示,即岩石在浸水饱和状态下与风干状态下极限抗压强度之比,它是判断岩石耐风化、耐水浸能力的指标。在岩石层中存在易软化岩层时,在地下水的作用下往往会形成软弱夹层。各类成因的粘性土层、泥岩、页岩、泥质砂岩等均普遍存在软化特性。
② 透水性,是指水在重力作用下,岩土容许水透过自身的性能。岩土的渗透性的强弱首先决定于岩土空隙的大小和连通性,其次是空隙度的多少。松散岩土的颗粒愈细、愈不均匀,其透水性便愈弱。坚硬岩石的裂隙或岩溶愈发育,其透水性就愈强。透水性一般可用渗透系数表示,岩土体的渗透系数可通过抽水试验求取。
③ 崩解性,是指岩土浸水湿化后,由于土粒连接被削弱、破坏,使土体崩散、解体的特性。岩土体的崩解特性包括崩解所需时间、崩解量、崩解方式等。岩土的崩解性与土的颗粒成分、矿物成分、结构等关系极大,以广西地区的残积土为例,一般崩解时间5 ~24 h, 崩解量1. 79% ~34% , 以蒙脱石、水云母、高岭土为主的残积土以散开方式崩解,而以石英为主的残积土多以裂开状崩解为主。
④给水性,是指在重力作用下饱水岩土能从孔隙、裂隙中自由流出一定水量的性能,以给水度表示。给水度是含水层的一个重要水文地质参数,它不但影响基坑涌水量大小,同时也影响场地疏干时间。给水度一般采用实验室方法测定。
⑤ 胀缩性,是指岩土吸水后体积增大,失水后体积减小的特性,岩土的胀缩性是由于颗粒表面结合水膜吸水变厚,失水变薄造成的。岩土的胀缩性往往是产生地裂缝、基坑隆起的重要原因之一,对地基变形和土坡表层稳定性有重要影响。标定岩土胀缩性的指标有: 膨胀率、自由膨胀率、体缩率、收缩系数等。岩土的水理性质尚有持水性、容水性、毛细管性、可塑性等等,在这里不再一一叙述。
3全面了解地下水引起的岩土工程危害
地下水引起的岩土工程危害,主要是由于地下水位升降变化和地下水动水压力作用两个方面的原因造成的。
3. 1 地下水升降变化引起的岩土工程危害
地下水位变化可由天然因素或人为因素引起,但不管什么原因,当地下水位的变化达到一定程度时,都会对岩土工程造成危害,地下水位变化引起危害又可分为3 种方式:
( 1 ) 水位上升引起的岩土工程危害。潜水位上升的原因是多种多样的,其主要受地质因素如含水层结构、总体岩性产状;水文气象因素如降雨量、气温等及人为因素如灌溉、施工等的影响,有时往往是几种因素的综合结果。由于潜水面上升对岩土工程可能造成:
② 土壤沼泽化、盐渍化,岩土及地下水对建筑物腐蚀性增强。
② 斜坡、河岸等岩土体岩产生滑移、崩塌等不良地质现象。
③ 一些具特殊性的岩土体结构破坏、强度降低、软化。
④ 引起粉细砂及粉土饱和液化、出现流砂、管涌等现象。
⑤ 地下洞室充水淹没,基础上浮、建筑物失稳。
( 2 ) 地下水位下降引起的岩土工程危害。地下水位的降低多是由于人为因素造成的,如集中大量抽取地下水、采矿活动中的矿床疏干以及上游筑坝、修建水库截夺下游地下水的补给等。地下水的过大下降,常常诱发地裂、地面沉降、地面塌陷等地质灾害以及地下水源枯竭、水质恶化等环境问题,对岩土体、建筑物的稳定性和人类自身的居住环境造成很大威胁。
( 3 ) 地下水频繁升降对岩土工程造成的危害。地下水的升降变化能引起膨胀性岩土产生不均匀的胀缩变形,当地下水升降频繁时,不仅使岩土的膨胀收缩变形往复,而且会导致岩土的膨胀收缩幅度不断加大,进而形成地裂引起建筑物特别是轻型建筑物的破坏。地下水升降变动带内由于地下水的积极交替,会将土层中的胶结物————铁、铝成分淋失,土层失去胶结物将造成土质变松、含水量孔隙比增大,压缩模量、承载力降低,给岩土工程基础选择、处理带来较大的麻烦。
3. 2 地下水动压力作用引起岩土工程危害
地下水在天然状态下动水压力作用比较微弱,一般不会造成什么危害,但在人为工程活动中由于改变了地下水天然动力平衡条件,在移动的动水压力作用下,往往会引起一些严重的岩土工程危害,如流砂、管涌、基坑突涌等。
地下水特性范文6
关键词: 水文;地质;工程;勘察
Abstract: with the development of science and the needs of the construction of production, hydrogeology and divided into regional hydrogeology, groundwater dynamics, hydrogeochemical, water supply hydrogeology, ore deposit hydrogeology, soil improvement branch discipline of hydrogeology, etc. In recent years, hydrology geology and geothermal, earthquake, environment geology of mutual infiltration, and formed some new fields. In the engineering survey, design and construction process of engineering geological work, hydrological geological problems is always a very important problem, and also is easy to ignore, and neglected the consequences and very serious. On the base of the foundation engineering investigation in hydrological geological evaluation content, geotechnical water, groundwater nature caused by Daniel geotechnical engineering harm three aspects such as the issues are discussed, and put forward the water and soil and water and soil inseparable one point of view.
Keywords: hydrology; Geology; Engineering; survey
中图分类号:TV文献标识码:A 文章编号:
前言:水文地质和工程地质二者关系极为密切,互相联系和互相作用,地下水既是岩土体的组成部分,直接影响岩土体工程特性,又是基础工程的环境,影响建筑物的稳定性和耐久性。但在实际的勘察工作中,容易被忽视,因为在勘探成果内很少直接涉及水文参数的利用,水文地质问题往往只被认为是象征性的工作,在勘察中大多只是简单地对天然状态下的水文地质条件作一般性评价。
在一些水文地质条件较复杂的地区,由于工程勘察中对水文地质问题研究不深人,设计中又忽视了水文地质问题,因此经常发生由地下水引发的各种岩土工程危害问题,导致之前所做的勘察和设计偏离实际情况较大。
1 工程地质勘察中的水文地质评价内容
以往的工程勘察报告由于缺少结合基础设计和施工需要评价地下水对岩土工程的作用和危害,按设计报告施工后在一些地区已发生多起因地下水造成基础下沉和建筑物开裂的质量事故,总结以往的经验和教训,在以后的工程勘察中,对水文地质问题的评价,主要应考虑以下内容:
(1)应重点评价地下水对岩土体和建筑物的作用和影响,预测可能产生的岩土工程危害,提出防治措施。
(2)工程勘察中还应密切结合建筑物地基基础类型的需要,查明有关水文地质问题,提供选型所需的水文地质资料。
(3)不仅要查明地下水的天然状态和天然条件下的影响,更重要的是分析预测在人为工程活动中地下水的变化情况,及对岩土体和建筑物的反作用。
(4)应从工程角度,按地下水对工程的作用与影响,提出不同条件下应当着重评价的地质问题,如:
① 对埋藏在地下水位以下的建筑物基础中水对混凝土及混凝土内钢筋的腐蚀性。
② 对选用软质岩石、强风化岩、残积土、膨胀土等岩土体作为基础持力层的建筑场地,应着重评价地下水活动对上述岩土体可能产生的软化、崩解、胀缩等作用。
③ 在地基基础压缩层范围内存在松散、饱和的粉细砂、粉土时,应预测产生液化潜蚀、流砂、管涌的可能性。
④ 当基础下部存在承压含水层,应对基坑开挖后承压水冲毁基坑底板的可能性进行计算和评价。
⑤ 在地下水位以下开挖基坑,应进行渗透性和富水性试验,并评价由于人工降水引起土体沉降、边坡失稳进而影响周围建筑物稳定性的可能性。
2 岩土水理性质的测试和研究
岩土水理性质是指岩土与地下水相互作用时显示出来的各种性质。岩土水理性质与岩土的物理性质都是岩土重要的工程地质性质。岩土的水理性质不仅影响岩土的强度和变形,而且有些性质还直接影响到建筑物的稳定性。以往在勘察中对岩土的物理力学性质的测试比较重视,对岩土的水理性质却有所忽视,因而对岩土工程地质性质的评价是不够全面的。岩土的水理性质是岩土与地下水相互作用显示出来的性质,而地下水在岩土中有不同的赋存方式,不同形式的地下水对岩土水理性质的影响程度有所不同,而且影响程度又与岩土类型有关。
(1)地下水的赋存形式及对岩土水理性质的影响:
地下水按其在岩土中的赋存形式可分为结合水、毛细管水和重力水三种,其中结合水又可分为强结合水和弱结合水两种。
① 强结合水,又称吸湿水,吸湿水被分子力吸附在岩土颗粒周围形成极薄的水膜,是紧附于颗粒表面结合最牢固的一层水,其吸附力高达1OMPa,在强压下,其密度接近普通水的两倍,具有极大粘滞性和弹性,可以抗剪切,但不受重力作用,也不能传递静水压力。弱结合水,又称弱薄膜水,它处于吸着水之外,厚度大于吸着水。弱结合水所受的吸附力小于强结合水,可以在颗粒水膜之间作缓慢的移动,薄膜水在外界压力下可以变形,但同样不受重力影响,且不能传递静水压力。结合水是地下水在粘性土中的主要赋存形式,在砂土中含量甚微。结合水尤其是弱结合水与粘性土相互作用时显示出来的性质如可塑性、膨胀性、收缩性等归为粘性土的物理力学性质,因其受强力束缚,活动范围极为有限,对岩土的动态水理性质影响较小。
② 毛细管水,是指由毛细管作用保持在岩土毛细管空隙中的地下水,可细分为孤立毛细管水、悬挂毛细管水、真正毛细管水。它同时受毛细管力和重力的作用,当毛细管力大于重力时,毛细管水就上升,因此地下水潜水面以上的普遍形式是一个与保水带有水力联系的含水量较高的湿水层。毛细管水能传递静水压力,并能在空隙中垂直上下运动,对岩土体能起到软化的作用,有时会引起对建筑材料的腐蚀性。毛细管水在砂土和粉土中含量较高,在砂砾层含量较少,在粘土中含量很少。
③ 重力水,是指在重力作用下能在岩土孔隙、裂隙中自由运动的水,即我们通常所称的狭义“地下水”。它不受分子力的影响,不能抗剪切,可以传递静水压力。由于重力水在天然和人为因素的影响下,在岩土中的渗流活动非常活跃,对岩土的水理性质有显著的影响。重力水是我们研究岩土水理性质的重点关注对象。
(2)岩土的主要的水理性质及其测试办法:
① 软化性,是指岩土体浸水后,力学强度降低的特性,一般用软化系数表示,即岩石在浸水饱和状态下与风干状态下极限抗压强度之比,它是判断岩石耐风化、耐水浸能力的指标。在岩石层中存在易软化岩层时,在地下水的作用下往往会形成软弱夹层。各类成因的粘性土层、泥岩、页岩、泥质砂岩等均普遍存在软化特性。
② 透水性,是指水在重力作用下,岩土容许水透过自身的性能。岩土的渗透性的强弱首先决定于岩土空隙的大小和连通性,其次是空隙度的多少。松散岩土的颗粒愈细、愈不均匀,其透水性便愈弱。坚硬岩石的裂隙或岩溶愈发育,其透水性就愈强。透水性一般可用渗透系数表示,岩土体的渗透系数可通过抽水试验求取。
③ 崩解性,是指岩土浸水湿化后,由于土粒连接被削弱、破坏,使土体崩散、解体的特性。岩土体的崩解特性包括崩解所需时间、崩解量、崩解方式等。岩土的崩解性与土的颗粒成分、矿物成分、结构等关系极大,以普洱景东地区的残积土为例,一般崩解时间5~24h,崩解量1.79%一34% ,以蒙脱石、水云母、高岭土为主的残积土以散开方式崩解,而以石英为主的残积土多以裂开状崩解为主。
④ 给水性,是指在重力作用下饱水岩土能从孔隙、裂隙中自由流出一定水量的性能,以给水度表示。给水度是含水层的一个重要水文地质参数,它不但影响基坑涌水量大小,同时也影响场地疏干时问。给水度一般采用实验室方法测定。
⑤ 胀缩性,是指岩土吸水后体积增大,失水后体积减小的特性,岩土的胀缩性是由于颗粒表面结合水膜吸水变厚,失水变薄造成的。岩土的胀缩性往往是产生地裂缝、基坑隆起的重要原因之一,对地基变形和土坡表层稳定性有重要影响。标定岩土胀缩性的指标有:膨胀率、自由膨胀率、体缩率、收缩系数等。岩土的水理性质尚有持水性、容水性、毛细管性、可塑性等等,在这里不再一一叙述。
3 全面了解地下水引起的岩土工程危害
地下水引起的岩土工程危害,主要是由于地下水位升降变化和地下水动水压力作用两个方面的原因造成的。
3.1 地下水升降变化引起的岩土工程危害
地下水位变化可由天然因素或人为因素引起,但不管什么原因,当地下水位的变化达到一定程度时,都会对岩土工程造成危害,地下水位变化引起危害又可分为3种方式:
水位上升引起的岩土工程危害。
潜水位上升的原因是多种多样的,其主要受地质因素如含水层结构、总体岩性产状;水文气象因素如降雨量、气温等及人为因素如灌溉、施工等的影响,有时往往是几种因素的综合结果。由于潜水面上升对岩土工程可能造成:
① 土壤沼泽化、盐渍化,岩土及地下水对建筑物腐蚀性增强。
② 斜坡、河岸等岩土体岩产生滑移、崩塌等不良地质现象。
③ 一些具特殊性的岩土体结构破坏、强度降低、软化。
④ 引起粉细砂及粉土饱和液化、出现流砂、管涌等现象。
⑤ 地下洞室充水淹没,基础上浮、建筑物失稳。
(2)地下水位下降引起的岩土工程危害。
地下水位的降低多是由于人为因素造成的,如集中大量抽取地下水、采矿活动中的矿床疏干以及上游筑坝、修建水库截夺下游地下水的补给等。地下水的过大下降,常常诱发地裂、地面沉降、地面塌陷等地质灾害以及地下水源枯竭、水质恶化等环境问题,对岩土体、建筑物的稳定性和人类自身的居住环境造成很大威胁。
(3)地下水频繁升降对岩土工程造成的危害。
地下水的升降变化能引起膨胀性岩土产生不均匀的胀缩变形,当地下水升降频繁时,不仅使岩土的膨胀收缩变形往复,而且会导致岩土的膨胀收缩幅度不断加大,进而形成地裂引起建筑物特别是轻型建筑物的破坏。地下水升降变动带内由于地下水的积极交替,会将土层中的胶结物――铁、铝成分淋失,土层失去胶结物将造成土质变松、含水量孔隙比增大,压缩模量、承载力降低,给岩土工程基础选择、处理带来较大的麻烦。
3.2 地下水动压力作用引起岩土工程危害
地下水在天然状态下动水压力作用比较微弱,一般不会造成什么危害,但在人为工程活动中由于改变了地下水天然动力平衡条件,在移动的动水压力作用下,往往会引起一些严重的岩土工程危害,如流砂、管涌、基坑突涌等。