复杂地形地质条件岩土工程勘察实践研究.pdf

第 3 期复杂地形地质条件岩土工程勘察实践研究王喆（核工业武威工程勘察有限公司，甘肃 武威733000）冶 金 与 材 料Metallurgy and materials第 44 卷 第 3 期2024 年 3 月Vol.44 No.3Mar.2024摘要：岩土工程作业条件较为复杂，因此在实际作业过程中需要尤其重视勘察工作。其主要目的是对工程现场的实际情况进行全面分析，以确定相关参数、水文环境和地质特征。通过数据校准，可以确定施工地点并为后续工程的顺利进行提供基础保障。岩土工程勘察作业不仅为工程施工方案和技术选择提供参考，还能提供更加科学、准确的数据支持。文章首先阐述岩土工程勘察的作用，然后分析勘察工作的重点内容以及提高勘察工作质量的优化措施，希望为相关企业提供参考。关键词：复杂地形地质；岩土工程；岩土勘察作者简介：喆王（1989），男，辽宁岫岩人，主要从事岩土工程勘察、地质灾害治理工作。复杂地形地质条件下的岩土工程勘察实践研究需要综合运用地质、地貌、地形、水文、气候等多学科知识，通过野外考察、地质勘测、地下水位监测、实验室试验等手段，全面了解地质环境的特征和变化规律。同时，还需要结合现代技术手段，如遥感、地理信息系统等，对复杂地形地质条件进行准确、全面的数据采集和分析。在复杂地形地质条件下进行岩土工程勘察实践研究的目的是准确评估地质灾害风险，合理确定工程设计参数，制定科学的施工方案，最大限度地提高工程质量和安全性。通过对地质条件的深入了解和分析，可以预测和预防地质灾害的发生，避免工程事故，保护工作人员的生命财产安全。1岩土工程勘察的作用1.1了解水文地质状况水文地质状况包括地下水位、水流方向、水力梯度等方面，这些信息对于实际工程中可能遇到的地下水问题至关重要。通过水文地质勘察，可以预测和评估地下水对工程稳定性的影响，并采取相应的措施解决可能出现的问题，例如地下水排水系统的设计和施工。1.2掌握现场区域地层状况地层是指地球表面上各种不同性质和组成的地质层。通过详细调查和分析地层情况，可以了解地下岩石和土壤的力学特性、变形特性和承载能力。这对于工程结构的设计和基础的选择非常重要。例如，在脆弱的地层中，需要采取加固措施来提高地基的稳定性；而在坚硬的地层中，可以考虑使用较轻的结构设计。1.3了解现场范围地形地貌地形地貌是指地球表面的形状和特征，包括山脉、河流、平原等。对地形地貌的了解可以帮助工程师确定工程布局和施工策略。例如，在陡峭的山坡上进行建筑物的施工时，需要采取相应的防护措施，避免因地形导致的滑坡风险；而在平坦的地区，可以更方便地进行土地平整和基础建设咱1暂。2岩土工程勘察的要点内容2.1水文地质勘探对于区域的水文地质特征来说，需要收集大量的水文地质、水文气象等相关资料。通过相关资料的综合分析，可以了解该区域的地下水位、地下水含量、地下水动态特征等。通过设置水位观测井，在不同季节和降雨情况下进行水位观测，以确定地下水位的变化规律和季节性变化幅度，从而评估地下水对工程建设的影响，并制定相应的防护措施。另外，地下水质的优劣直接影响到工程建设的可行性和后期运行的安全性。因此要采集地下水样品进行化学分析，了解地下水的主要离子含量、pH 值、重金属含量等，评估地下水的适用性。通过在不同孔隙介质中设置水井和水位观测井，进行水头测定和水井泵试验，确定地下水的流动速度、流向和渗透系数等参数，对于工程设计和地下水资源开发利用具有重要意义。2.2抽水试验首先制定试验方案，根据工程需求和场地条件，确定井孔深度、直径、布设数量等参数，计算出抽水试验所需的最大抽水量和稳定抽水量。其次选择合适的抽水方法和设备，常见的抽水方法包括直接泵水法、内管直接泵水法、取样法等。然后在井孔周围埋设相应的水位监测管和压力计，以便于对试验过程中水位变化和压力变化的监测和分析。接着进行试验前的准备工作，如清理井底杂物、安装抽水设备等。最后开始进行试验并记录数据。试验过程中需要持续监测水位和压力变化情况，按照设定的抽水量和时间记录数据，以便于后165冶金与材料第 44 卷续的数据处理和分析咱2暂。2.3土工试验土工试验通过对土样进行各种试验，获取土体的力学参数、水文参数等关键信息，主要包括以下几方面。2.3.1土壤颗粒分析试验土壤颗粒分析试验主要用于确定土壤的颗粒组成及其分布特征。首先需要采集土样，然后对土样进行筛分，再根据不同粒径范围的颗粒进行称重和计算比例，从而确定土壤的颗粒级配曲线、最大颗粒直径等参数。2.3.2液塑限度试验确定土壤的塑性指数和液性指数，从而反映土壤的塑性和可塑性。试验中，将取得的土样与水混合，在特定条件下进行搅拌，观察土样在不同水分含量下的塑性和流动性，从而确定土壤的塑性限度和液性限度。2.3.3压缩试验压缩试验用于研究土壤在不同应力水平下的压缩性能，从而确定土壤的压缩指数和压缩模量等参数。在试验中，将取得的土样置于特定的压实装置中，施加一定的压力，通过测量土样的压缩变形和应力，得出土壤的压缩性质。2.3.4剪切试验剪切试验主要用于研究土壤的抗剪强度和剪切变形特性。在试验中，将取得的土样置于剪切装置中，施加水平应力和垂直应力，并进行剪切加载。通过测量土壤的剪切应力和剪切变形，得出土壤的抗剪强度、摩擦角等参数。2.3.5渗透试验渗透试验用于研究土壤的渗透性能，了解土壤的渗透系数和渗透速度。试验中，将取得的土样置于渗透装置中，施加一定的水头差，观测土壤中的水分变化情况，从而计算出土壤的渗透系数。2.4原位测试原位测试包括多种方法，常用的有标贯试验、动力触探试验、静力触探试验、钻孔取心试验等。这些测试方法能够全面了解地层的结构、物理性质和力学性质，以及地下水位、土层承载力、沉降性能等关键参数。标贯试验通过将标准试验锤自由下落，用击数表示土层的抗压强度。标贯试验可以提供土层的稠密度、黏聚力、内摩擦角等参数，用于评估土层的承载力和沉降性能。动力触探试验是另一种常用的原位测试方法，它通过将钻杆与动力触探头推入土层中，测量推进阻力和击数，判断土层的性质和结构。动力触探试验可以提供土层的密实度、强度、变形模量等参数，用于评估土层的稳定性和变形特性。静力触探试验通过推入一根静力触探杆，测量每个推入阶段的桩顶推力和推入速度，得到桩身的侧阻力和端阻力咱3暂。静力触探试验可以提供土层的侧阻力、端阻力、桩身摩阻力等参数，用于评估土层的承载力和抗力特性。钻孔取心试验是一种详细分析土层和岩石性质的原位测试方法，通过钻进地下，取出土样和岩芯进行实验室测试和观测。钻孔取心试验可以提供土层的颗粒组成、颗粒大小分布、孔隙水压力、岩石的强度和变形特性等参数，用于评估土层和岩石的工程性质。2.5地质测绘2.5.1地质勘探通过野外实地考察和取样分析，了解地层的性质、厚度、倾角、堆积顺序等信息。同时，还要对地下水位、地应力、地震活动等因素进行调查，以评估地质环境的稳定性和工程建设的可行性。2.5.2地形测量通过测量地表的高程、坡度、地貌特征等参数，绘制详细的地形图。地形图可以帮助工程师了解地势起伏、水系分布、土壤侵蚀等情况，为合理设计工程的地基和排水系统提供依据。2.5.3地质构造调查地质构造调查是对地质构造特征的详细描述和分析，包括断裂带、褶皱带、岩性变化等。地质构造调查能够揭示地质构造对工程建设的影响，为工程设计提供参考，确保工程的稳定性和安全性。2.5.4地下水调查地下水调查主要涉及地下水位、地下水渗透性、水质等参数的测定和分析。地下水的存在和流动对岩土工程有着重要的影响，因此地下水调查是确保工程地基稳定性和防止地下水破坏的重要环节。2.5.5工程地质灾害评估地质测绘还包括对工程地质灾害的评估，如滑坡、泥石流、地震等。通过对地质灾害潜在危险区域的调查和分析，可以采取相应的预防措施，保障岩土工程的安全运行。3复杂地形地质条件的岩土工程勘察技术的优化应用建议3.1加强勘察技术的持续性优化与创新在勘察工作中要积极引入先进的勘察技术，利用遥感技术、激光雷达和卫星定位系统等，获取高精度的地形数据，快速了解地质构造和地下地质情况。这些技术的应用可以有效减少人力物力的投入，提高勘察效率，同时降低对复杂地形的依赖性。无人机具有灵活、快速和低成本的特点，可以在复杂地形中进行全方位的勘察。通过装备高分辨率相机和传感器，无人机能够捕捉到更多的地质信息，生成高精度的地形模型和三维影像，为工程设计和规划提供更准确的数据支持。针166第 3 期对复杂地形和地质条件，需要研发适应性强、可靠性高的勘察仪器。例如，具有防水、耐高温和抗震性能的地质探测仪器，可以在恶劣环境中正常工作咱4暂。此外还应注重提高勘察设备的便携性和自动化程度，以适应复杂地形条件下的实际需求。复杂地形和地质条件下的勘察需要高水平的专业知识和技能。因此，应加强对勘察人员的培训，提高其应对复杂地形的能力。同时，建立勘察技术交流平台，促进不同地区、不同领域之间的经验共享和合作，推动勘察技术的持续创新和优化。3.2加强对勘探孔深与间距标准的把握在不同的地质条件下，勘探孔的深度应该有所不同。例如，在软弱地层中，应该加大勘探孔的深度，以获取更多的土层信息，并确保取样的准确性。在坚硬地质条件下，勘探孔的深度可以适当减小，以达到更好的经济效益。勘探孔的间距应该根据勘探目的和所处地质条件确定。在一般情况下，勘探孔的间距应该控制在2050m，以确保数据的代表性。在重要的工程设计中，勘探孔的间距应该适当缩小，以确保数据的可靠性和准确性。在复杂地形和地质条件下，增加勘探孔数目可以有效提高采样数据的准确性和代表性。但是，增加勘探孔数目也会增加勘探成本，因此需要合理分析勘探孔数量与成本之间的关系。另外，在复杂地形和地质条件下，采用先进的勘探技术可以提高勘探数据的准确性和代表性咱5暂。例如，采用无人机测量技术可以获取更为精确的勘探数据，从而更好地指导工程设计。3.3加强对地下水勘察工作的把握应注重采用多种科学技术手段进行地下水勘察。例如，地球物理勘探技术可以通过测量地下电阻率、电磁感应、地震波传播速度等参数，获取地下水的分布和性质信息。此外，地球化学勘探技术可以通过采集和分析地下水样品，了解水质特征和污染情况。综合利用不同的勘察技术，可以提高对复杂地形和地质条件下地下水的认识和掌握。同时要加强对地下水动态变化的监测和预测。在复杂地形和地质条件下，地下水的水位、流速和水质可能出现较大的时空变化。因此，建立完善的监测系统，采用自动化设备和远程传输技术，及时获取地下水的动态数据，并借助数学模型和模拟方法进行预测分析，可以更好地掌握地下水资源的变化趋势和潜在问题。另外，要加强对地下水与地表水之间相互作用关系的研究。复杂地形和地质条件下，地下水与地表水之间存在着复杂的物理、化学和生态过程。通过深入研究地下水与地表水的补给关系、水文地质特征以及地下水径流与地表水系统的相互影响，可以更好地解决地下水开发利用中的挑战和问题。复杂地形和地质条件下，地下水受到许多因素的威胁，如污染、地下水超采和地下水位下降等。因此，需要加强对地下水保护的法律法规制定和执行，加大对地下水管理和监督的力度，促进科学合理地利用地下水资源。3.4建立科学的岩土工程勘察监管体系第一，制定并推行符合国家和行业标准的岩土工程勘察规范，明确各项工作的要求和流程，包括勘察设计、勘察方法、样品采集、数据处理等。确保各个勘察单位在实施勘察任务时遵循相同的准则，提高勘察结果的可比性和可信度。第二，建立完善的岩土工程勘察人员职业资格认证体系，规定勘察人员的资格要求和培训课程，确保其具备必要的专业知识和技能。此外，定期组织培训和考核，提高勘察人员的综合素质和专业水平。第三，建立科学的勘察计划和进度管理制度，明确勘察任务的内容、时间和要求。设立专门的监督机构或委托第三方进行勘察过程的监督，对勘察单位的工作进行抽查和评估，确保勘察过程的规范性和合规性。第四，建立统一的岩土工程勘察数据管理系统，包括数据的采集、整理、存储和共享。确保数据的完整性、准确性和安全性，提供便捷的数据查询和交流平台，促进勘察数据的有效利用和共享。第五，针对复杂地形和地质条件可能带来的风险和隐患，制定相应的事故应急预案，并进行演练和评估。定期进行岩土工程风险评估，识别潜在的安全风险，提出防范措施和改进建议，以确保勘察工作的安全可靠性。4结束语复杂地形地质条件岩土工程勘察旨在通过对地质情况的细致调查、岩土力学性质的准确测定以及工程地质风险的全面评估，为工程建设提供科学可靠的依据和技术支持。实际的勘察过程具有多样性、复杂性和不确定性的特点，在这些条件下，岩土工程勘察存在着较大的挑战。需要在实践中摸索出适合不同地区和地质条件的勘察方法，并结合先进的技术手段进行综合分析和评价。同时，也需要在勘察过程中充分考虑环境保护和安全问题，确保工程建设的可持续性和安全性。参考文献1 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