土木工程地質(zhì)學(xué)

GeologyinCivilEngineering8.1概述8.2工業(yè)與民用建筑工程中的主要工程地質(zhì)問題8.3道路與橋梁工程中的工程地質(zhì)問題8.4隧道與地下工程中的工程地質(zhì)問題8.5港口工程中的工程地質(zhì)問題8.6水利工程中的工程地質(zhì)問題工程建設(shè)中主要工程地質(zhì)問題8.1概述

工程建設(shè)是根據(jù)設(shè)計要求和建設(shè)場地的工程地質(zhì)條件進(jìn)行的，而不同類型的工程對工程地質(zhì)條件的要求也不相同，因此在建設(shè)的過程中不可避免地會遇到各種各樣的地質(zhì)情況和問題。充分認(rèn)識這些工程地質(zhì)問題，以及針對這些問題做好相應(yīng)的工程地質(zhì)勘查工作隊于工程建設(shè)是非常重要的。本章對工業(yè)與民用建筑、道路與橋梁工程、隧道與地下工程、港口工程、水利工程等五個方面的主要工程地質(zhì)問題進(jìn)行了分析，同時針對這五個工程方向指出了其他地質(zhì)勘察工作的要點(diǎn)。區(qū)域穩(wěn)定性問題基礎(chǔ)埋深和結(jié)構(gòu)類型問題地基穩(wěn)定性問題地基的施工條件問題邊坡穩(wěn)定性問題地下水的侵蝕性問題8.2工業(yè)與民用建筑工程中的主要工程地質(zhì)問題

地基穩(wěn)定性問題地基強(qiáng)度地基變形地基的強(qiáng)度

以地基承載力表示。影響因素有兩方面：地基性質(zhì)，基礎(chǔ)特點(diǎn)。確定方法：理論計算、原位測試、規(guī)范表格。一級建筑物用原位測試結(jié)合理論計算。二級建筑物用理論計算結(jié)合原位測試。三級建筑物用規(guī)范查表或根據(jù)鄰近建筑物經(jīng)驗確定。2、地基的變形地基變形特征量：沉降量沉降差傾斜局部傾斜均應(yīng)<規(guī)范容許變形值.對于大型重要的建筑物，必須同時進(jìn)行地基強(qiáng)度和變形驗算?；A(chǔ)的施工條件問題基坑開挖和支護(hù)方式降排水方式影響基礎(chǔ)施工條件的主要因素：地基土性質(zhì)地下水類型和埋深建筑周邊荷載邊坡穩(wěn)定性問題在山區(qū)的斜坡上修建建筑物，邊坡穩(wěn)定性是個需要重視的工程地質(zhì)問題。斜坡上建筑物的健在給邊坡增加了外載荷，破壞了其原有的平衡，往往導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)而滑動。3、工民建工程地質(zhì)勘察要點(diǎn)

了解整個建筑區(qū)域內(nèi)的總體穩(wěn)定性：初步查清幾個可能作為建筑場地的工程地質(zhì)條件，以便選址。

查明建筑區(qū)域內(nèi)的地層分布和巖土的物理力學(xué)性質(zhì)：對地基土體進(jìn)行室內(nèi)試驗以及一定數(shù)量的現(xiàn)場原位測試；確定合理的地基承載力，并對地基的均勻性和穩(wěn)定性作出評價，為工程設(shè)計和施工提供所需的計算指標(biāo)及資料。

查明地下水的埋藏、補(bǔ)給和排泄條件、水位變化幅度與規(guī)律及化學(xué)成分，測定并評價地基土體的滲透性：對基坑工程，當(dāng)存在高承壓水層時，應(yīng)評價基坑底隆起以及發(fā)生涌水的影響，為基坑支護(hù)和工程降水提出可靠建議。在斜坡地區(qū)應(yīng)評價邊坡的穩(wěn)定性。一、道路工程地質(zhì)特點(diǎn)

道路是線型工程，線路往往要穿越地形、地質(zhì)條件復(fù)雜的不同地區(qū)或構(gòu)造單元，如道路沿線往往會遇到山高谷深，地質(zhì)復(fù)雜、不良地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)育或道路需要穿越大的溶洞和暗河等問題。因此，工程地質(zhì)論證或工程地質(zhì)條件分析在公路建設(shè)中非常重要。路線的選擇，要根據(jù)工程地質(zhì)條件及施工條件等綜合考慮，其中工程地質(zhì)條件是決定性因素。8.3道路與橋梁工程中的主要工程地質(zhì)問題

路基邊坡穩(wěn)定性路基基底穩(wěn)定性道路凍害建筑材料

二、道路工程的主要工程地質(zhì)問題

1、路基邊坡穩(wěn)定性路基邊坡包括:天然邊坡半挖半填路基邊坡路塹邊坡破壞形式:滑坡崩塌錯落當(dāng)剪應(yīng)力>巖土體強(qiáng)度時,發(fā)生失穩(wěn).任何邊坡都具有一定坡度和高度，在重力作用下，邊坡巖土體均處于一定的應(yīng)力狀態(tài)，如果應(yīng)力發(fā)生變化就會導(dǎo)致邊坡變形失穩(wěn)。一般情況下，影響邊坡穩(wěn)定的主要因素有巖層產(chǎn)狀、巖石性質(zhì)、巖體結(jié)構(gòu)、水的作用、地形地貌及人為因素等。

1)巖層產(chǎn)狀。當(dāng)巖層傾角較大時，在背斜山的兩坡，單斜山、單斜谷的順坡開挖路基時，都存在發(fā)生順層崩塌、滑坡等潛在地質(zhì)災(zāi)害的危險，不宜選線修路。2)巖石性質(zhì)和巖體結(jié)構(gòu)。

由堅硬致密的巖石構(gòu)成的邊坡穩(wěn)定性較好，由泥巖、頁巖和風(fēng)化強(qiáng)烈、裂隙發(fā)育、破碎硬巖構(gòu)成的邊坡穩(wěn)定性較差。層理層面、軟弱夾層、不整合面、片理面、裂隙面、斷層面、斷層破碎帶等巖體結(jié)構(gòu)面都會影響邊坡的穩(wěn)定。巖層產(chǎn)狀對公路選線的影響巖層產(chǎn)狀對公路選線的影響土質(zhì)邊坡穩(wěn)定性取決于親水性粘土礦物含量.影響因素:土層結(jié)構(gòu)和成因類型水文地質(zhì)條件自然條件施工方法巖質(zhì)邊走坡穩(wěn)定性奇取決于掀巖體中滴結(jié)構(gòu)面.須同時晌具備臨廟空面、喉滑動面組和切割席面。影響品因素移：巖石性烘質(zhì)地質(zhì)拖構(gòu)造巖體結(jié)某構(gòu)類型水文地亡質(zhì)條件施工晝條件2、路基漆基底穩(wěn)次定性破壞形晴式:整體滑鼓移擠出變除形路堤塌普陷影響先因素:基底土篇的力學(xué)小性質(zhì)基底面短的傾斜噴程度軟弱蟲結(jié)構(gòu)強(qiáng)面水文糧地質(zhì)辦條件處理蜂措施:放緩達(dá)邊坡,設(shè)反偉壓護(hù)辜道采用階換填峽、預(yù)痕壓等碌地基勒處理毛方法如果路航基基底爹下分布飛有軟弱鵝的泥質(zhì)瞎夾層且搏巖層傾克向與坡描向一致彎時，若章在其下算方開挖諷取土或眼在上方傻填土加磨重都會孕引起路占堤整體唐滑移；介當(dāng)高填圖路堤通牽過河漫趕灘或階閥地時，妻若基底鵝下分布解有飽水稅厚層淤龜泥，在騰高填路助堤的壓愛力下，稿往往會服使基底引產(chǎn)生擠噴出變形卻；由于渴基底下梳巖溶洞折穴的塌瀉陷也會堂引起路盛堤嚴(yán)重茅變形。兇路基基筍底若為進(jìn)軟土、慘濕陷性考黃土、拌凍土、滿膨脹土買、巖溶撞空洞和答采空區(qū)吃等，常張使路基鄙出現(xiàn)沉食陷變形萄和不均墻勻膨脹寄變形。3、道賊路凍薄害破壞形燭式:路面凍半脹路基昨翻漿影響因跌素:氣溫路基影土的搏性質(zhì)水文舌地質(zhì)翻條件地形特慶征和植區(qū)被情況防治踢措施:鋪設(shè)毛株細(xì)割斷陜層;換土;設(shè)排水咬溝;提高解路基泄標(biāo)高;修筑隔筍熱層.三、年道路么工程笨地質(zhì)蛛勘察錘的工錄作內(nèi)亡容:分為以匙下三個敞階段道路選售線方案舅階段頂線驕勘查棄階段確定道岔路線路蹈后的勘域查階段橋梁打是公馬路工監(jiān)程建委筑的董重要卷組成晉部分貨。路粉線跨碼越河殖流、碌溝谷泰或道須路，拐需要努架設(shè)股橋梁土，橋慎梁也申是路雕線通鄙過地崗質(zhì)災(zāi)表害頻碎繁發(fā)積生地恥區(qū)的潤主要媽工程池。橋梁適工程轟中的抗主要韻工程遵地質(zhì)抖問題匆包括謠兩方廢面：1）橋墩充臺地基厭穩(wěn)定性猾問題；2）橋蛇墩臺債沖刷晌問題廣。四、廁橋梁繡工程比地質(zhì)本問題1)橋墩臺餡地基穩(wěn)乒定性。主要藝取決付于墩椒臺地?fù)?jù)基中攜巖土譯體承濤載力蜓的大況小，薦它對碗選擇監(jiān)橋梁備的基梅礎(chǔ)和從確定幸橋梁憲的結(jié)鬧構(gòu)形真式起羽決定閃作用趴。當(dāng)導(dǎo)橋梁油為靜蒼定結(jié)阿構(gòu)時臟，由額于各玩孔是蔬獨(dú)立游的且父相互膝之間煎沒有買聯(lián)系貝，對腔工程哲地質(zhì)落的適抽應(yīng)范沸圍較暑廣。背但超今靜定濃結(jié)構(gòu)腥的橋也梁，餡對各縫橋墩魄臺之浸間的煎不均謠勻沉俱降特市別敏巾感，明故在歇取用隆其地奸基容鬧許承鑄載力閉時應(yīng)莊予慎擋重考獄慮。橋墩臺勺地基穩(wěn)妖定性與每沖刷問馳題分析2)橋墩當(dāng)臺的兄沖刷易問題閉。橋墩壩和橋妹臺的幟修建斑，使湖原來僑的河箱槽過項水?dāng)嗬C面面?zhèn)兎e減善小，窩從而晚局部劈燕增大毅了河徐水流嚼速并的改變陣了流軍態(tài)，族會對象橋基托產(chǎn)生謎強(qiáng)烈紡沖刷剛，有經(jīng)時可獲把河沿床中蓋的松扁散沉翼積物磚局部樣或全鐮部沖煙走，欺使橋裁墩臺首基礎(chǔ)酒直接碌受到街流水農(nóng)沖刷評，威大脅橋嚴(yán)墩臺纏的安凝全。長因此施，橋洋墩臺僅基礎(chǔ)知的埋拼深，匯除決妙定于揮持力抱層部縣位的君條件范外，頓還應(yīng)蹦滿足哲下列棉四點(diǎn)采要求瘡：①橋位偵應(yīng)盡可負(fù)能選在甩河道順胳直、水眨流集中窩、河床漂穩(wěn)定的遺地段，踐以確保餅橋梁在島使用期腰間不因鞭河流改近道而失西去作用脫或受到廟河流的估強(qiáng)烈沖效刷而破羞壞。②橋梯位要圖避開粒順河些向及踢平行演橋梁琴軸線山方向床上的豪大的禮斷層主破碎速帶和遍活動鵲斷裂惜帶。③橋禁位要飲選在談岸坡俗穩(wěn)定辣、基獄底巖兄石堅迎硬完宗整、野無嚴(yán)耐重地熔質(zhì)災(zāi)襪害的錯地段污。④在胡有沖族刷作吉用處等，基暮礎(chǔ)應(yīng)即埋置畢在墩振臺附理近最陰大沖腸刷線勻以下霉。隧道賄是道詠路工慎程中刻與地刑質(zhì)條評件關(guān)夏系最賊密切謀的工欺程建絞筑物王。隧牌道的設(shè)優(yōu)點(diǎn)手是線鏈路短錫、裁約彎取來直、爐減少駝開挖酸和填籮方工期程量司、抗房誠震性瘦高等蘋。隧道稻位于陪地下浮，四攔周被悼各種徹圍巖五包圍渡，處瘋于各拾種不蛋同的役地質(zhì)哭構(gòu)造支部位謠，可忽能遇處到各剩種地道質(zhì)問小題。叼主要姿包括朱圍巖徑穩(wěn)定化性、秋地下肉水、鑰地溫雪和有賞害氣旱體幾劫個方蟲面。在進(jìn)行忍道路規(guī)育劃設(shè)計茶時，隧昌道位置替的確定橡是先決奪問題之排一。隧呢道位置鋼的選擇割，除取摟決于工確程目的污要求外編，還需自考慮地彼形、巖檢性、地凍質(zhì)構(gòu)造喬、地下吼水等地右質(zhì)條件嘉。隧道丈工程眾地質(zhì)假條件躬分析1)地形條鳳件。隧道進(jìn)碼、出口憐地段最年好是基蜜巖出露罷比較完昆整或坡減積層較級薄，地棟形邊坡狼應(yīng)下陡賺上緩，亦洞口巖炒層最好搬傾向山燒里，在珍地形陡庭的高邊全坡開挖優(yōu)洞口時掘，應(yīng)不爹削坡或瘦少削坡斤即進(jìn)洞湖，以保兩證邊坡洗的穩(wěn)定蠢性。洞勵口要避退開滑坡猛、崩塌讓、沖溝寄、泥石鎮(zhèn)流等地串質(zhì)災(zāi)害扇易發(fā)地障段，還冷要避開紗山麓殘溫積、坡背積、洪靈積物等險第四紀(jì)序松散沉領(lǐng)積物。恰隧道進(jìn)癢出、口煩不宜選醉在排水撲困難的孝低洼處停，也不袖應(yīng)選在喜傍河山瞧嘴及谷憲口等易營受流水要沖刷的叨地段。2)巖性條援件。均質(zhì)厚戰(zhàn)層堅硬漲完整的訊硬質(zhì)巖申（巖石鄭飽和抗險壓強(qiáng)度Rg＞30師MP船a），圍盲巖的穩(wěn)積定性較彼好，能品適應(yīng)各焰種斷面痛形狀的務(wù)地下洞淡室；而疤軟質(zhì)巖復(fù)（Rg＜30啄MP哈a）圍楊巖不跑穩(wěn)定脖。洞據(jù)室位灶置應(yīng)摸盡量乎選在網(wǎng)堅硬夸完整郵的巖瓦漿巖立、厚潑層堅砌硬的袍沉積卷層及辦變質(zhì)斤巖中渴，而悟應(yīng)避恒開軟同弱巖塑石（解如凝很灰?guī)r冶、粘蘿土巖池、頁政巖、喘膠結(jié)吳不好鼠的砂杰礫巖讀、千紹枚巖猛及某籠些片篩巖等急）和襖軟、鏈硬互柄層或損含軟炒弱夾灑層的釣巖體騰。3)地質(zhì)蹲構(gòu)造鴿條件鏡。地質(zhì)構(gòu)梢造是控揉制巖體秀完整性葵、穩(wěn)定晌性的重鄭要因素震，裂隙幣和斷層蹲亦是地缸下水滲佛透的直越接通道辱，隧道脅選址時姑應(yīng)盡量敘避開地廚質(zhì)構(gòu)造焰復(fù)雜的睛地區(qū)。①霧巖層缸產(chǎn)狀畝對隧噴道選裂址的描影響銹。當(dāng)掙隧道稼軸線塞與巖塔層走很向平賠行時特，在條水平求或近退水平前的巖咐層中三修建叨隧道桐，地箏質(zhì)條杏件較姨好，判但應(yīng)歐將隧光道位朗置選送在厚撓層狀要均質(zhì)企巖層偶中。在傾斜接巖層中阿修建隧斬道，一益般是不銜利的，境因為開只挖隧道照切斷傾錄斜巖層裁后，容概易造成使隧道兩征側(cè)邊墻渠所受的升側(cè)壓力木不一致眉，導(dǎo)致啊局部變笛形；在濃直立或截近直立默巖層中糊修建隧癥道，也古是不利翅的，特罷別是將愧隧道位裁置選在弦其厚度賠與隧道珠跨度相誕等或小野于隧道彈跨度的砍直立軟鄭弱巖層啦中時，酸更是十塊分不利轉(zhuǎn)的；一骨定不能屈把隧道宴位置選顛在軟硬偽巖層的刷分界線川上，因懶為隧道懷頂部的達(dá)地層巖鋪性不同酷，容易預(yù)產(chǎn)生不攜均勻變皂形，或補(bǔ)在地下購水作用典下向下索滑動，必破壞隧血道。巖層產(chǎn)土狀對隧麻道選址響的影響②褶宣皺對隧掃道選址笨的影響未。橫穿向廢斜和背息斜修建角隧道時堵，隧道穩(wěn)軸線上盆承受著患不同的鋒壓力，殘在向斜佳的軸部體由于存衡在較強(qiáng)桑的擠壓萬力，巖收層受擠綠壓破碎撒呈下墜鴉態(tài)勢，甘開挖隧然道時容驗易坍落酸，而且睛向斜軸鑄部的裂潮隙中存洋在承壓會地下水場，開挖痰時有涌羊水的威茂脅；在丈背斜軸慎部由于晴巖層上俊拱，能樂很好地巷將上覆灶巖層的昂荷重傳輝遞到附唯近兩側(cè)件巖體中釣去，而曉使背斜符軸部拱佳曲最大隊部位的晚壓力變萌小，開肚挖隧道邪時巖塊果坍落以北及涌水左的可能岔性較小枕。平行褶周皺軸線繩方向修晝建隧道滑，地質(zhì)嗎條件都支不理想林。首先伍，在背短斜軸部腿選址，腰雖然巖穴層上拱鍬使頂部萌壓力有遲所減弱絞，但背膀斜軸部曉的巖層千處于張棍力作用呆下，遭搶受過強(qiáng)徹烈的破照壞，不準(zhǔn)宜沿背練斜軸線飯長距離革開挖、范修建隧絲式道；其踐次，沿嚇向斜軸誘線開挖錯、修建恭隧道，纏對工程蜓的穩(wěn)定吳性極為雁不利；抵第三，跑若必須它在褶曲劇巖層地捧段平行呆軸線方榆向修建斑隧道，銀可以將奇隧道軸泡線選在跨背斜或狡向斜的私兩翼，槳條件相剩對好些徒。向斜與掌背斜下膨墜力的僑差別地質(zhì)構(gòu)牙造對隧逆道選址竭的影響③斷拾裂對隧釋道選址且的影響蛛。斷層沃、斷伯裂破媽碎帶腰對隧本道工西程極憤為不仍利，愁隧道蘿選址孕應(yīng)遠(yuǎn)癥離斷煩層，趙決不獄能沿奇斷層泥面走諸向修欠建隧明道；秧在斷稼裂破節(jié)碎帶疫地段并修建送隧道壘，應(yīng)沈特別削慎重破，尤乓其在默破碎培帶較所寬、備且斷更層角債礫、纖泥砂魂、碎袖石等汁尚未孕固結(jié)童成巖蚊地段諒，一蓮般不匹允許饅平行旦破碎蔬帶修唯建隧霸道。臺如果惹隧道苦選址兵必須擇穿越執(zhí)斷層漏或斷忠裂破厭碎帶偏，則徹應(yīng)將賀隧道貫軸線惠方向獎布置躍在與史斷層徑或斷臭裂破曲碎帶訊走向筆垂直載的方外向，針以使瞧隧道畢中斷給裂破舍碎帶巷占地弱最少濾或出科露面灘積最贏小。五、橋晝梁工程遮地質(zhì)勘陶察的工嬌作內(nèi)容:分為以翁下兩個限階段初步叫勘察踩階段詳細(xì)勘偶察階段8.4隧道絨與地雜下工螞程中黃的主扎要工失程地扶質(zhì)問柏題圍巖穩(wěn)績定性圍巖穩(wěn)暢定性的謹(jǐn)含義所謂哲圍巖癥穩(wěn)定辭性，就是指夾在一午定時杰間內(nèi)強(qiáng)，在少一定錦的地蜜質(zhì)力芝和工脈程力羽作用目下巖希體不選產(chǎn)生篇破壞隊和失辯穩(wěn)的譜性質(zhì)紹。圍巖軌變形居破壞色的特失點(diǎn)圍巖待變形棋破壞虎的特虎點(diǎn)、耳方式糾以及迷巖體督結(jié)構(gòu)供條件配之間齊的關(guān)嚇系見核課本P2立21表8.1（1）堅硬呀完整巖漆體的脆喜性破裂（2）塊體駛滑移（3）層泊狀彎勾折和閉拱曲（4）碎裂蠟巖體的扇松動解袖脫（5）松散撕圍巖的缺塑性變魔形圍巖穩(wěn)厚定性的打影響因博素（1）巖性（2）巖體忘結(jié)構(gòu)（3）地質(zhì)懶構(gòu)造（4）構(gòu)造徑應(yīng)力影杯響（5）地下蘿水影響（6）工秀程因漿素底下箱洞室菌圍巖喊穩(wěn)定習(xí)性的轉(zhuǎn)分析辜方法（1）圍瘦巖穩(wěn)揉定性積分類軍法（2）工程篇地質(zhì)類沸比法（3）巖兔體結(jié)斜構(gòu)分偷析法（4）數(shù)學(xué)泛力學(xué)計憂算分析丈法地下水確、地溫食以及有瘡害氣體地下什水（1）涌水膨問題（2）浸水吩問題地溫在常鉗溫層溫以下防，底央下洞項室的聲溫度跑一般子隨著鼓深度疏增加黨，當(dāng)卵溫度咬超過25℃時，勞嚷動效率貓就會降掌低，溫戰(zhàn)度達(dá)到35蜘℃時，勞國動效率揚(yáng)幾乎下延降為0，必蹄須降進(jìn)溫改亡善工記作環(huán)俘境。額一般亂將地少溫增央加1℃所需下懼降的深杜度成為即地溫梯奪度。有害鼠氣體在開肚挖地猴下洞增室時戀，經(jīng)怠常會方遇到羨對人慨體有幼害的框有毒緊、易朗燃、廉易爆齒氣體旱。8.慈4.翁3隧道與你地下工否程地質(zhì)寶勘察要劍點(diǎn)也是掀分為籃初步促勘察遠(yuǎn)與詳菊細(xì)勘辱察兩窗個階督段，翁階段元不同恨要點(diǎn)祖不同請。初步勘圾察以工鏈程地質(zhì)罪測繪與縫