地质工程论文范文1
教科书对工程地质学的三种定义：①工程地质学是研究与工程有关的地质问题的科学；②工程地质学是研究人类工程活动与地质环境相互作用的科学；③工程地质学是研究人类工程建设活动与自然地质环境相互作用和相互影响的一门地质科学。
从以上三种定义的实质中均不难看出，工程地质学强调的工程和地质的关系，研究的是人类工程活动与自然地质环境的相互作用。但是，近年来工程地质学科却正在经历着前所未有的挑战，工程地质学被异名为岩土工程学，工程地质勘察被称之为岩土工程勘察。工程界有此呼声，学术界有此呼应，一些大专院校也纷纷效仿，甚至工程地质这个专业在高校也被取消了。一时间，似乎工程地质已经成了守旧传统，岩土工程才是先进时髦的，才是可以适应市场经济并与国际接轨的。这是近年来分歧最大的争议。
这些年来工程地质勘察的不景气以及市场竞争的不规范化，工程地质勘察队伍增加了岩土工程的业务是完全必要的，但将岩土工程作为工程地质的救世主，则值得商榷了。
根据笔者的理解，岩土工程是一项工程应用技术，是针对地质体的工程缺陷实施的工程措施而进行的一系列设计和施工过程的总称。岩土工程的任务是“处理”地质体的工程缺陷,使之满足工程建筑物对地基的工程要求，因此又有“岩土工程处理技术”的别名，说明岩土工程的确是一项实实在在的工程技术。确立工程地质学是一门独立的学科，尽管也仅仅是本世纪初的事，并不象数学、物理学、天文学等等著名学科那样历史悠久，然而，之所以将工程地质定义在“学科”这样的高度上，是因为她具备学科的一些基本特性和基本理论，这就是地质学的基本特性和基本理论，换句话说，工程地质学的基本理论就是地质学(当然更包括数学、力学、化学等等)，因此，又将工程地质学界定为地质学的一个分支学科或应用学科，这是符合实际的。工程地质学的最新定义也是较为全面的：研究人类工程活动与地质环境相互作用的科学。显然，工程地质与岩土工程尽管有相似之处，但也有天地之别。如果将岩土工程界定为工程地质学科的一个分支，好象还说得过去；而反过来用岩土工程来代替工程地质，则实在有些牵强附会。
1997年6月20-27日，国际工程地质学会在希腊召开了一次学术讨论会，会上决定将本学会名称改为：国际工程地质学与环境学会。我国组团15人参加，王思敬任团长。随后国内也有人提出工程地质学会改名，以便与国际接轨，但一直未获通过。在近几年的中国地质学会工程地质专委会会议上，学科和学会更名问题的交锋一直也没有停止过。我国工程地质界的前辈专家学者们多数也不同意更名，认为如此严肃的基础性应用性学科，没有必要放弃自己的传统风格，我国的工程建设任务十分繁重，工程地质学科的研究和发展前景仍然是艰巨和光明的。
2.工程地质工作的任务
在工程建设中，工程地质工作的任务十分繁重，也异常艰巨，主要任务是：①选址，选择在地质条件上相对最优的工程建筑地区或场地；②评价，阐明工程建筑区或场地的工程地质条件，进行定性和定量的工程地质评价，准确界定工程地质问题；③预测工程建筑物兴建和运用过程中地质条件的可能变化，为研究改善和防治工程地质缺陷的措施提供依据；④调查工程建筑物所需的天然建筑材料等。
3.工程地质专业的尴尬
工程地质专业是工程建设的基础性专业，没有这个专业，一切工程建设均将成为空中楼阁，这是常识性问题，我们在这里反复强调好象有些多于。然而，现实确让这一基础性专业处于一个十分尴尬的境地，主要表现在：
①工程地质专业本身的特殊性、复杂性和实践性；
②专业不景气，社会地位和经济地位与工程地质专业不相适应，工作环境、工作条件的局限，择业行为中的浮躁动机，专业本身的局限性；
③规程规范存在的问题；
④工程地质勘察技术的局限性；
⑤相关专业对工程地质专业的轻视；
⑥长官意志，某些决策者对工程地质专业的无知或轻视；
⑦世人对工程地质专业的不了解与不理解。
4.在工程建设中的地质教训
由于地质问题而严重影响工程建设的实例太多，教训太深刻，顺手拈来几个实例：
①云南漫湾水电站左坝肩顺层滑坡和建材问题；
②贵州天生桥二级水电站厂址、隧洞等问题；
③贵州东风水电站右坝肩和帷幕线上的岩溶问题；
④乌江彭水水利枢纽前期工作重复问题；
⑤雅砻江锦屏二级水电站岩溶地下水问题；
⑥软弱夹层的遗漏对工程建设的重大影响，葛州坝、西津溢洪道等。
5.工程地质在工程建设中的决定性作用
任何地质条件下都可以建工程，对吗？这个问题也是这些年来工程界的一个热门话题，笔者认为答案是否定的。
①陕西东庄水库灰岩坝址渗漏严重不能建坝；
②小浪底滑坡性质界定对设计的影响；
③天生桥二级水电站移民区是否滑坡对移民安置的影响；
④堤防工程中的堤基垂直防渗引起的环境地质问题，有时可能是决定性的；
⑤地质边界条件和地质参数对工程设计的影响。
6.相关学科在工程地质中的应用
①系统工程在工程地质中的应用；
②计算机技术在工程地质中的应用；
③遥感、物探、GPS等；
④水工设计施工与工程地质的关系。
清晰的工程概念是地质师所必需的。潘家铮院士对地质师的要求：应该有系统地学习水工建筑物的基本设计理论，计算方法，以及地基缺陷的影响，各种处理的措施，各种成功和失败的经验；最好补一些数学、力学、水力学、岩土力学、岩石试验、有限元分析和计算机应用等方面的基础课。五十年代初，由于我国水利水电工程地质专业人才奇缺，一批设计师改行从事工程地质专业的学习和工作，后来大都成为工程地质专业的优秀专家。实践证明，地质师的工程概念清晰，地质工作会得心应手；反之则可能事倍功半。
7.工程地质要面对现实着眼未来
汪恕诚部长最近讲话强调：不能老修改设计，因为搞招投标尤其是国际合同，修改设计就意味着被索赔。修改一个设计，似乎节省了某一个工程量，而索赔量比这个还大，大量修改设计怎么得了？汪部长的这段讲话似乎在批评设计，实则是水利水电工程地质的一个千载难逢的新的契机。
如何理解汪部长的这段话？我们认为首先要搞清楚为什么修改设计，水利工程因为地质问题而修改设计的可以举出若干例子来。
修改设计往往赖地质，我们当然可以理直气壮地说：前期地质工作投入不够，工程地质条件不清楚，地质基础资料不准确，工程地质分析出力不够或分析工作的深度不到家，工程地质问题的界定不明确或界定有错误，学术技术问题得不到广泛的讨论和争论，工程地质问题的真理有时往往掌握在少数人手里。
很明显，要想不修改设计，地质工作必须做到家，基本的地质工作量必须保证。作为地质师，既要尊重事实，坚持真理，实事求是，还要努力学习，开拓进取，勇于创新，更要勤于实践，不迷信权威，不违心唯上。工程地质专业的形象靠地质师们去树立，去维护；工程地质专业在工程建设中的地位也只有靠地质师们自己去争取
地质工程论文范文2
关键词：工程勘察；水文地质；岩土；危害
中图分类号： P641 文献标识码： A 文章编号：
1、 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：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。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，下面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及研究测试方法进行简单的介绍。
1.1 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，其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。各类成因的粘性上层、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。松散岩上的颗粒愈细、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，岩上体的渗透系数可通过抽水试验求取。 ③崩解性，是指岩浸水湿化后，由于土粒连接被削弱，破坏，使土体崩敞、解体的特性。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。给水度是含水层的几个重要水文地质参数，也影响场地疏时间。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。
2、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：
2.1 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。
2.2 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。
2.3 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：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。在地基基础压缩层范围内存在松散、饱和的粉细砂、粉上时，应预测产生潜蚀、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土体沉降、边坡失稳进而影响周围建筑物稳定的可能性。
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。流砂、管涌、基坑突涌的形成条件和防治措施在有关的工程地质文献已有较详细的论述，这里不再重复。
3．2 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方式：
（1）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。
（2）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渗透，会将土层中的铁、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） 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。
地质工程论文范文3
关键词：水文地质；岩土工程；勘察设计
中图分类号： S611 文献标识码： A
一、地下水对岩土工程的主要危害
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。
(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：土壤沼泽化、盐渍化，岩土及地下水对建筑物腐蚀性增强；斜坡、河岸等岩土体岩产生滑移、崩塌等不良地质现象；一些具特殊性的岩土体结构破坏、强度降低、软化；引起粉细砂及粉土饱和液化、出现流砂、管涌等现象；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。
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、铝成分流失，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。
(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。流砂、管涌、基坑突涌的形成条件和防治措施在有关的工程地质文献已有较详细的论述，这里不再重复。
二、岩土工程勘察中水文地质问题的评价
根据以往的岩土工程勘察报告显示，人们在勘察过程中只是关注勘测出来的岩土类型及其工程地质性质、结构的研究，却在水文地质参数的利用方面很少涉足，水文地质问题往往被忽略或是只作为象征性的工作，在勘察报告中只对天然状态下的水文地质条件作出简单的评价。在基础设计和施工方面，由于缺乏评价水文地质对岩土工程带来的作用和危害，因水文地质问题早场工程基础下沉、导致建筑物损坏的事故比比皆是。对岩土工程造成影响的水文地质因素有:地下水的类型与变动幅度的大小、含水层和隔水层的厚度及其分布组合关系、土层和岩层的渗透性强弱情况与渗透系数、承压含水层以及水头特征等。为了达到提高工程地质勘查质量的目的，应加强对水文地质问题的关注。在工程地质勘察过程中，一方面要求明与确岩土工程相关的水文地质问题，并根据地下水可能对岩土工程和建筑工程造成的作用及其影响作出正确的评价；另一方面，更要提出预防与治理措施的建议，为工程设计和施工过程提供必要的水文地质依据，以此来消除减少水文地质问题对工程建设带来的危害及影响。岩土工程勘察过程中，应该将研究地下水对岩土体和建筑带来的影响和作用方面作出重点评价，同时根据实际情况预测出可能对工程带来的危害，以此提出相应的防护措施，做到及时发现、及时治理、及时补救。勘察过程中应当与建筑物地基的基础类型的需要密切结合，查出与此相关的水文地质问题，根据选型提供可靠的水文地质资料。
不同模式对建筑物造成的适应能力相差很大，导致工程地质问题也相差甚远。例如山区、平原区、深雪峡谷区等都具有符合自身特点的模式。同时工程勘察中不但要明确地下水的天然条件下地下水的赋存状态，还要查明天然状态下地下水的变化规律。此外，还需要对人为工程活动后地下水的变化情况进行分析和预测，同时也要考虑地下水对岩土体和建筑物带来的不良影响。此外低下水位高低的不同也会对建筑物造成影响，在分析工程地质问题的同时，要将地下水位以上和水位以下给予不同对待。从工程角度出发，在工程勘察中的水文地质条件评价内容中，根据地下水对建筑过程的不同作用与影响，作出相关的地质问题的评价。
三、水文地质勘察设计
(一)勘察目标与任务
水文地质勘察的目标就是为了查明地下水的形成、分布规律，在此基础上做出对地下水情况的评价，评价内容包括水量与水质，不同的工程建设所要解决的水文地质问题各不相同，因此对工程勘察工作要求具有明确的目的性。
(二)设计与任务
根据一般的工程地质勘察工作，一般可划分为勘察规划、可行性研究、初步设计和技术实施设计四个阶段，现重点介绍初步设计阶段和技施设计连个重要阶段，简单介绍规划勘察与可行新研究勘察两阶段：(1)规划勘察与可行性研究。规划勘察的整体目标是为工程选点提供初步的工程地质资料。该阶段的主要任务是搜集整合区域水文地质资料，对于水利水电工程的规划勘察内容包括：合流、河段与地质构造、地层岩土性质以及地震等。可行性研究是在规划选定方案的基础上进行勘察工作，其目的是为建筑工程设置施工方案进行地质论证，对于该阶段的主要任务是对该区域的构造稳定性进行精确确认，并作出评价。(2)设计勘察。该阶段的主要任务是查明水文地质条件、工程地质问题以及预测蓄水后的情况变化。对地下水实行动态监测和岩土移监测，需要提出地质工程问题一级处理建议；引水隧洞工程地质条件分段特征，围岩工程地质分类等问题做出评价和建议。
四、地下水位对岩土物理力学性质的影响
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，严重者形成地裂，引起建筑物特别是低层或轻型建筑物的破坏。当地下水升降频繁时或变化幅度大时，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加大。因此，在膨胀性岩土地区进行工程勘察时应特别注意对场地水文地质条件的研究，特别是地下水往往升降变化中高度和变化规律对地基基础深度的选择(宜选在地下水位以上或地下水位以下，不宜选在地下水位变动带内)有主要的参考价值。
在建筑工程的地基内，当地下水位在基础底面以下压缩层范围内发生变化时，就能直接影响建筑物的稳定性。若水位在压缩层范围内上升时，软化地基土，使其强度降低、压缩性增大，建筑物可能产生较大的沉降变形。若水位在压缩层范围下降时，岩土的自重应力增加，可能引起地基基础的附加沉降，如果土质不均匀或地下水位的突然下降也可能使建筑物发生变形破坏。
结语
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。
参考文献
[1]鲁喜超.水文地质勘察在工程地质勘察中的应用研究[J].黑龙江科学.2014(04)
地质工程论文范文4
关键词：工程地质；勘查；水文地质；重要性
Abstract: The underground water level plays a very important role in the study of geotechnical engineering problems. Analysis of underground water level research, improve the reliability of engineering data be imperative. This paper mainly describes the importance of the hydrological geological problems of engineering survey, and the main evaluation content from hydrogeology, soil hydraulic properties and groundwater from geotechnical hazards three big aspects.
Key words: engineering geology; exploration; hydrogeology; importance
中图分类号：P641.72 献标识码：文章编号：2095-2104（2013）1-0020-02
1 对水文地质评价内容的研究
很多工程质量事故的发生就是由于勘测报告分析不到位而产生的，质量事故以基础下沉和建筑物开裂为主。由以往的工程勘测报告中分析得出，水文地质这方面的内容缺乏与基础设计和施工实际需要的分析，从而造成质量事故的发生。本文分析结合了以往的经验教训，认为在今后工程勘测中对水文地质的评价应该着重从以下方面入手：①根据勘测结果，提出实际可行的预防措施。②工程勘测与实际建筑物地基类型相结合，具体分析地基问题，弄清与该地基相符合的水文地质情况，依据实际状况提出水文地质资料。③以工程角度为出发点，分析地下水对工程的影响度，以实际情况评价地质问题。
2 对岩土水理性质的研究
对岩土水理性质的研究是不可缺少的，因为岩土水理性质与岩土的强度和变形相关联，更为重要的是它的某方面性质能对建筑物的稳定性产生直接的影响。与岩土的物理性质一样，岩土水理性质也是岩土极为重要的工程地质性质。由以往的勘查报告中分析得出，对岩土的物理力学性质的测试得到注意，但是却忽略了同样重要的岩土水理性质，所以对岩土工程地质性质的评价往往是片面的。岩土的水理性质是由岩土与地下水相互作用而显示出来。以下是对地下水的赋存形式及对岩土水理性质的影响研究，然后再对岩土的重要水理性质和研究测试方法给予相关简介。
地下水的赋存形式：地下水可以分为三种，第一种是结合水，第二种是毛细管水，第三种是重力水，其区分的依据是它们在岩土中的赋存形式。
软化性、透水性、崩解性、给水性和胀缩性是岩土的五个主要水理性质及其测试办法。软化性可以用软化系数表示，它可以有力的判断岩石耐风化和耐水浸能力软化特性普遍存在于粘性土层、泥岩、页岩、泥质砂岩等。透水性是指水在重力作用下，岩土容许水透过自身的性能。透水性与岩土的颗粒大小和岩土的均匀状况有关。渗透系数可以用来表示透水性，抽水试验可求取出岩土体的渗透系数是多少。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。岩土的颗粒和矿物成分和矿物结构与岩土的崩解性密切相关。
给水性一般以水度表示，它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。给水度作为含水层的重要水文地质参数，场地疏干时间能产生巨大的影响。实验室的方法能够有效的测试出给水度。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。地裂缝、基坑隆起一般是由岩土的胀缩性引起的。此外，岩土的胀缩性与地基变形和土坡表层稳定相关联。膨胀率、自由膨胀率、体缩率、收缩系数等可以标定岩土的胀缩性。
3 对地下水引起的岩土工程危害的研究
地下水引起的岩土工程危害由两大原因造成，它们分别是地下水位升降变化和地下水动水压力作用。
3.1对地下水升降变化引起的岩土工程危害的研究。地下水位条件及其升降变化能够对岩土工程造成一定的威胁，所以正确的分析和了解地下水位条件及其升降变化是非常关键的。地下水位的升高与降低与雨季和旱季密切相关。但是地下水位由雨季和旱季的影响的变幅较小，而相对应的人为对地下水位的影响范围较大，且人为的地下水位的变化对工程的影响更为深远。①水位上升对岩土工程产生的危害。潜水位上升主要是由于地质因素和水文气象因素的交叉影响。潜水面上升能导致不良地质现象的发生，如山体滑坡、崩塌。此外，潜水面上升能增强地下水对建筑物的腐蚀性，甚至影响到土壤。②地下水位下降对岩土工程产生的危害。人为因素是地下水位下降的最主要和最关键性的因素。现在很多人无限制的用地下水、不经过实际调查乱建水库、无规划性的大规模采矿，这些都能直接引起地下水位下降，从而引发一系列的问题。现在经常可以看到大面积的地裂和地面快速下沉和地面无故坍塌等等自然灾害，殊不知这些都是由于人为因素造成的地下水位下降引起的。更为严重的是地下水位下降使水资源减少、水质大大不如从前，这些环境问题给人类的持续和和谐发展、给建筑物的稳定性、给岩土体产生巨大的危害，并阻碍人类的进步与发展。
3.2 对地下水位对岩土物理力学性质产生的影响的研究。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，如果地下水升降变化严重，能够直接导致地裂，并对低层的和结构轻型的建筑物产生破坏性的影响。所以，对膨胀性岩土地区的场地水文地质条件的研究是必不可少的。在勘测过程中，应该以研究勘测地区的水位升降的变化及其变化的规律为主。
在勘测调查研究中发现，地下水位在基础底面以下压缩层范围内发生变化时能对建筑物的稳定性产生直接威胁，其地基在建筑工程的范围之内。更糟糕的是，当土质不均匀、地下水位突然下降时，建筑物有可能会变形，然后被破坏。
经调查研究发现，地下水位的变化有规律可循。地下水位岩土层一般可以分为三大类，第一类是地下水位以上，第二类是地下水位变动带，第三类是地下水位以上。地下水以上部分由于经过长期的淋滤作用和铁铝富集，并对颗粒产生胶结和充填作用，从而大大增加了土拉间的连接能力，从而产生一种称之为“硬壳层”的东西，所以地下水位以上有一大一小的变化规律。而位于地下水位变动带的土层因为地下水交替非常地积极和活跃，所以岩土中的铁铝成分很快就被淋失，土质因此而变得非常松，从而导致了含水量、孔隙比增大、压缩模量、承载力降低这样的状况发生。相反的，处于地下水位以下的土层，地下水交替相对缓慢，氧化、水解作用由地下水交替的缓慢而变得相对弱小。扭土层的自重压力作用和土质相对密实这两种情况也能使含水贫、孔隙比减小，压缩模、承载力增高。
岩土的物理学性质变化规律与地下水位有着千丝万缕的关系。以各种各样的软质岩石、成因各有不同的粘性土、风化残积土尤为突出。由此看来，对地下水位的研究是十分重要的，同时得充分理解和分析岩土的物理学性质变化规律与地下水位的关系的研究。
3.3对地下水动水压力作用引起的岩土工程危害的研究。人为的地下水动水压力作用比天然的地下水动水压力作用对岩石工程的危害程度更大，影响范围更广。平常常见的危害如流砂、管涌、基坑突涌等就是由人为的地下水压力作用下改变了地下水天然动力的平衡条件而产生的。由此可见，对地下水动水压力作用的岩土工程危害的研究是很有必要的。
4 结语
由上综述可见，为了有效预防和将地下水对岩石工程的危害降到最小，工程地质勘查工作是不容忽视的。在进行地质勘查工作中，了解清楚所有关于岩土工程的水文地质状况，力求最大限度提高工程勘测质量。根据勘测实际情况，提出实际可行的预防和治理措施，并给设计师和工程队提供有帮助的水文地质材料。水文地质问题由于长期处于被忽视的状态，由此引发各式各样的岩土工程问题。由此可见，水文地质在工程勘测和设计施工中处于举足重轻的位置，不容忽略。尤为重要的是在勘测过程中，一定要查明与岩土工程密切相关的水文地质问题以及它将对岩土工程和建筑物产生什么样的作用和有什么样的影响，从而有效的为设计师和施工人员提供有价值的水文地质资料，力争把危害减到最小。
参考文献：
[1] 乐安祺,宋赞.工程勘察中的水文地质问题不容忽视[J]. 科技咨询导报. 2007(19)
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[3] 刘蓉.在工程地质勘察中注重对水文地质面临的评估[J]. 科技咨询导报. 2006(20)
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地质工程论文范文5
1堤防工程地质勘察的过去与现状
我国已建江河堤防工程总长20余万公里，98特大洪水后尚有大量堤防工程正在规划建设中。许多已建堤防工程过去基本上没有进行过真正工程意义上的工程地质勘察，更谈不上各大江河湖海堤防工程系统化规范性的地质资料的汇编与分析整理工作。正因为如此，许多堤防工程在98特大洪水期间险象环生，出险堤段堤基的地质条件没有足够的资料可供抢险分析，为确保万无一失，只能按最坏情况进行抢险，其人力物力的巨大付出实在是不得已而为之；洪水期间上至中央下到地方的各级领导以及全国人民的精神紧张程度和精力耗费更是无法用实物价值去衡量。如此被动局面，一方面是大自然教训人类的生动一课，另一方面则是祖先给我们留下的世纪难题。
建国以来，随着大规模工程建设的需要，工程地质专业从无到有，日益发展壮大，成为国家工程建设不可缺少的重要基础性专业。工程地质勘察的法规性准则也逐渐成熟与完善，与工程地质相关的规程规范相继出台，并结合工程实践的反馈信息进行修订修编。水利部1997年2月了行业标准《堤防工程地质勘察规程》（以下简称《规程》，编号SL/T188,同年5月1日起实施），这是我国堤防工程地质勘察的第一部法规性行业标准。而国家标准《堤防工程设计规范》(以下简称《规范》，编号为GB50286-98，自1998年10月15日起施行)则是98特大洪水之后出台的。特大洪水前后出台的这两部法定标准或许是历史的巧合，也许是历史的必然。巧合与必然都说明这样一个事实：工程地质是工程建设的基础和侦察兵，具有超前意识和预见性，信不信由你。
《规程》颁布前的堤防工程地质勘察工作基本上没有什么标准。《规程》颁布后，地质工作有规可循，有法可依。更为98特大洪水后大规模堤防建设奠定了基础。首次颁布此《规程》，与工程实际存在一些差异再所难免。《规程》实施三年多来，主要存在三方面的问题，一是《规程》本身的实践性与可操作性问题；二是地质师对《规程》的理解程度与把握尺度；三是人们对堤防工程地质勘察的认识程度与理解程度。近两年来，生产第一线的广大地质师对《规程》提出了许多好的意见和建议，我们在工程审查过程中，也在逐渐地深化对堤防工程和《规程》的理解，力求较准确地把握审查尺度，紧密地与工程实际相结合，避免教条和呆板地执行《规程》中明显与工程实际不相符合的条款，要求客观地、创造性地应用和执行《规程》，同时也强调执行《规程》的严肃性。
近年来，堤防工程地质勘察工作基本上可以满足堤防工程设计与施工的要求。随着工程实践经验的积累和对堤防工程深层次的认识与理解，一些具有全局性和普遍性的问题，迫切需要提出来进行讨论，以便引起足够的重视。
2堤防工程隐患与险情分类
2.1分类的意义与原则
堤防工程存在隐患出现险情，导致大洪水时十分紧张。大规模的堤防工程建设正是针对隐患和险情而提出来的“整险加固”或“除险加固”。显然，对隐患和险情实施科学分类，不仅是从实践上升到理论的成熟过程，也为堤防工程的勘测设计工作明确了任务，同时为“加固”工程指明方向，提供依据。
在分类之前，我们先给出险情和隐患的定义：
险情是指正在发生或发生过程中被抢险保住了的事故堤段，具有直观性，措施明确性等特点。针对险情，需要分析出险原因，界定险情性质，预测再次出险的可能性，落实工程措施，确保大堤安全。
隐患是指尚未发生或可能将要发生险情的事故堤段，具有隐伏性，随机性，再生性等特点，更需要技术人员的分析判断，以便对症下药，采取措施消除隐患。
险情与隐患有明显区别但又并没有严格的界线，往往在险情中存在着隐患，在隐患中孕育着险情。辩证地看，险情是隐患发展到一定程度后的质变或必然结果，隐患是潜藏着的险情。从过程时态来看，险情是现在进行时或过去完成时态；隐患是过去、现在和将来组成的全过程时态，或单个过程时态。
本文分类的原则主要体现在：水工建筑物(堤身、穿堤建筑物)与天然地质体(堤基)区别开来，出险堤段和存在隐患的堤段与非出险堤段和不存在隐患的堤段区别开来，再按险情和隐患的性质进一步细化，作为指导后续工作的纲要。
2.2堤防工程险情分类
按出险部位可分为堤基险情、崩岸险情、堤身险情和穿堤建筑物险情，这是出险时首先要明确的基本类型。前两类与地质条件直接有关，后两类与地质条件间接有关。可进一步划分如下：
(1)与地质条件与河势演变均有关系的险情：崩岸险情，具有可预见性、直观性、发展性和多变性特征。
崩岸类险情多发生在河流凹岸迎流顶冲或深弘逼岸区段，地质条件往往是抗冲刷能力较差的细砂类土或粘性土。由于河水位与河势流态的变化关系，有的崩岸险情并不发生在洪水期(高水位)而是在退水期(低水位)，因此可以进一步将崩岸险情分为洪水期崩岸险情和枯水期崩岸险情，前者抢险紧张，后者可以从容对待。
(2)与地质条件直接有关的险情(主要为堤基险情，包括穿堤建筑物地基险情)：堤基渗透破坏险情、堤基滑动破坏险情和堤基沉降破坏险情等。
堤基渗透破坏险情具有一定的隐伏性，往往不易准确判断，洪水期发生的渗透破坏实例与理论计算有较大出入。另外，还需注意将承压水性质的渗透破坏与堤基接触冲刷或砂性土堤基渗透破坏区别开来，因为渗透破坏机制不同，工程措施当然也不一样。
存在滑动或沉降破坏险情的堤段，堤基大多分布有软弱土层，土体抗剪强度低，压缩系数大；另一类滑动或沉降破坏是随着崩岸险情而产生的，此类险情危害最大，抢险最困难。此外，堤基内或堤基外可能存在陡坎或堤坡太陡，或堤身填筑施工速度太快，都可能出现类似破坏。
以上险情实际上也就是我们通常要求界定明确的堤防工程的三大主要工程地质问题：崩岸、渗透破坏、滑动或沉降破坏。
(3)与地质条件基本无关或关系不大的险情(主要为堤身险情)：堤身渗透破坏险情(与堤身质量有关，如堤身土体的密实程度、填筑土体的渗透性质和堤身单薄等)、堤身滑动破坏险情和堤身沉降破坏险情等。
2.3堤防工程隐患分类
按隐患存在的部位可分为：堤身隐患、穿堤建筑物隐患和堤基隐患。
按隐患的性质可分为：常规患和特殊患。
常规患：堤身单薄，堤坡太陡，填筑质量差，填筑体中存在砂性土夹层，有明显的堤身裂缝等。与地质条件直接有关的主要为堤基类隐患(包括穿堤建筑物地基)。例如上覆粘性土层薄，或本身即为砂性土堤基(包括浅层砂性土透镜体)，存在渗透破坏的可能性；堤基有软弱土层分布，存在滑动稳定问题。
常规患具有直观性和可检测性，隐患的分析和工程处理措施都较为明确，一般情况下可以通过常规性的堤防工程维修加固予以消除。
特殊患：进一步可分为随机患(堤身或堤基随机分布有生物洞穴、植物腐烂物等)、再生患(生物洞穴类隐患具有再生性)、人类活动留下的隐患(例如城市区与堤外江河相通的早已被废弃了的各类排泄管道，工程勘探留下的封堵不合格的钻孔等)以及地质条件不明的堤基隐患等等。
特殊患规律性差，检测困难，在洪水期一旦演变成险情，其突发性质增加了抢险难度。
2.4险情和隐患与堤型之间的关系
堤防工程的主体～防洪大堤，绝大多数为就地取材填筑的土堤类型，由于筑堤的历史条件、筑堤材料、自然环境等等因素复杂，为后人留下了长期隐患，洪水期险情不断，令人心惊。鉴于土堤存在的这些问题，近年来一些城市区的堤防工程比较倾向于改土堤为混凝土防洪墙(堤)。混凝土墙可以基本排除堤身隐患和险情，但却增加了堤基的出险负担。一是堤基的受力条件发生了较大变化，原来的土堤是大面积分布荷载，混凝土墙改为集中荷载；二是堤基较长渗径变为水头集中的较短渗径。混凝土墙显然对堤基地质条件提出了更高的要求，这是地质工作需要重视的。
另一方面，险情和隐患与堤防工程的挡水性质在很大关系。例如一些丘陵山区城市堤防工程，其挡水性质为暴涨暴落，远不能与长江中下游堤防工程高水位较长时间运行情况相提并论，其险情和隐患的性质也是有差别的，需要区别对待。而《规范》中只是对堤防工程的等级标准有所规定，并没有对反映出险情和隐患与等级标准之间的关系，需要由有经验的地质师和设计师根据具体情况去理解与把握。
3堤基工程地质分段
3.1堤基工程地质分段存在的问题
自然界的地质条件千差万别。堤防工程是长距离线状工程，跨越了不同的地质单元，不进行分段分类区别对待显然是不行的。堤基工程地质分段又称堤基工程地质分类。在实际工程中，一些勘测设计单位不进行工程地质分段，或分段不合理，或即便是进行了地质分段，但其岩土体的物理力学参数又不进行分段统计分析，工程地质条件明显不同的堤段没有区别开来。还有一些堤基工程地质分段的结果不同程度地存在自相矛盾性，对工程设计和工程措施的选定缺乏针对性。当然，更多的情况是工程地质分段的合理性与科学性不足。
例如某设计院参加过大量堤防工程地质勘察，有丰富的堤防工程地质勘察经验，他们进行堤基工程地质分段所考虑的因素有：上覆粘性土层的厚度、外滩宽度和历史险情等，将堤基分为工程地质条件好、较好、较差和差四个等级。如此分段其大原则没有什么问题，但对于一些特殊组合则不易明确。例如，某堤基段其上覆粘性土层足够厚，堤内也没有任何险情，但堤外无滩，受水流冲刷崩岸严重，是典型的险工险段。将这种堤段分成工程地质条件差或较差都不一定合适。因为出现的险情不是堤基本身的工程地质条件差，而是堤外脚受水流冲刷产生的崩塌或塌滑，且在不同水位条件下其险情不同，与江河水流及河势变化都有关系。显然，崩岸类险工险段在堤基工程地质分段时应结合河势水流特征单独进行分类，以便于有针对性考虑工程处理措施。例如对某一类崩岸问题，抛石护脚是有效的，而另一类崩岸问题或许要与“丁坝”挑流改变流态相结合才能从根本上解决问题，或者无建“丁堤”的条件，则需考虑“桩”、“笼”等工程措施。
另一方面，对于堤基工程地质条件用“好”与“差”来评价，其针对性不强。例如，存在渗透破坏的堤基划为工程地质条件差，而实际上可能此类堤基的承载能力和抗滑稳定性都是很好的，如砂性土堤基。又如淤泥质土类堤基，其承载能力和抗滑稳定性差些，但渗透系数却很小，抗渗条件是好的。如此等等，用常规的工程地质条件好或差来评价，都存在明显的矛盾。
目前各勘测单位自行制定的堤基工程地质分段原则，基本上是以工程地质条件为基础，再考虑一些自然因素和工程因素，笔者认为这种分段法的思路源自于常规的工程地质分类法，跳不出传统思维的约束，不能较好地适应堤防工程的实际，需要探索新路。
3.2堤基工程地质分段
我们在进行传统意义上的工程地质评价时，通常从工程地质条件出发，结合工程建筑物特点，界定出主要工程地质问题。在堤基工程地质分段中，我们不妨借用逆向思维的思想，以工程地质问题为主线，以工程地质条件为基础，再结合历史险情类型，争取探讨出一个符合工程实际的堤基工程地质分段法。
本文强调的是“工程地质”分段，因此主要是对堤基而言的。我们知道，无论堤基地质条件有多复杂，其主要工程地质问题则是明确的，归纳起来主要为三类(即三大主要工程地质问题)：崩岸、渗透破坏、滑动与沉降变形。绝大多数堤基岩土体不外乎为：砂性土、粘性土和砂性土与粘性土的混合结构；城市区杂填土较为复杂，另当别论。
根据以上以工程地质问题为主线的分段原则，我们首先将堤基分为三大类：Ⅰ类(不存在问题的堤基)、Ⅱ类(可能存在问题的堤基)和Ⅲ类(存在问题的堤基)。对于Ⅱ类和Ⅲ类堤基，按其存在问题的性质可继续划分亚类。
(1)Ⅲ类(存在问题的堤基)
堤基发生过历史险情，尤其是一些每年汛期都要出险的部位，在汛期要投入大量的人力物力抢险才能保证大堤安全的堤段。按出除性质又分为两个亚类：Ⅲ-1和Ⅲ-2类。
Ⅲ-1类：主要指崩岸类，这是在堤基分段时对有问题的堤基段应首先分出来的一类。
Ⅲ-2类：除崩岸之外的一切堤基存在问题的堤段。按工程地质问题继续分出两个子类：
Ⅲ-2-1类：存在渗透破坏的堤基段。汛期出现过冒砂、涌混水等险情；堤基为砂性土，或表层粘性土较薄，或浅层有砂性土透境体分布，或堤身与堤基接触部位存在渗漏破坏问题。
Ⅲ-2-2类：存在滑动与沉降变形的堤基段。运行期或施工期发生过堤基土层滑动，或沉降过大导致堤身开裂；堤基有压缩性大、承载力和抗剪强度低的软弱土层分布，或堤基清基不彻底，导致堤身与堤基接触面存在滑动软弱带。
(2)Ⅱ类(可能存在问题的堤基段)
此类与前述的堤基隐患相对应。在汛期有一定渗水情况发生，但并未发展成为险情；或经地质勘察，地基中存在砂性土透镜体、软弱夹层等不利地质条件，经渗控或稳定性验算，安全系数达不到规范要求的堤基；或存在生物洞穴等其它隐患的堤基。
(3)Ⅰ类（不存在问题堤基段）
历史上无险情发生，堤基为厚度较大的粘性土或基岩，物性指标和力学指标均较好，不存在三大主要工程地质问题。
(4)结合工程实际进一步细分亚类的原则
以上分类法，从宏观上将堤基分为三大类别，但在具体实施过程中，还可以根据工程实际按不同工程地质条件和工程地质问题进一步细化。例如，对于Ⅱ类堤基段，可以按可能存在问题的性质进一步细化；对于Ⅲ类堤基段，也可以按存在问题的严重程度或岩土体的性质等进一步细化。堤基分段的科学性、合理性、实用性和可操作性，不但是地质师对堤防工程理解程度的反映，更是一项创造性的工作。本文所提出的分段原则和方法，尚有待工程实践去检验。
3.3堤基工程地质分段对勘测设计工作的指导作用
在进行工程地质勘察时，Ⅲ类是重点，应根据具体情况加密勘探点；Ⅱ类次之，实施常规性勘探即可；Ⅰ类基本上可以不考虑地质勘察。设计方面，Ⅲ类堤基必须考虑工程措施；Ⅱ类堤基应视具体情况而定，也可以通过进一步勘探和检测或监测结果来确定工程措施；Ⅰ类堤基则不需要采取工程措施，仅仅通过堤防工程的常规性维护即可。
4执行《堤防工程地质勘察规程》的基本原则
从《堤防工程地质勘察规程》颁布实施三年多来的实践可以看到，除了《规程》本身存在一些尚需修订的问题之外，能够将《规程》与工程实际相结合，创造性地执行和应用《规程》，准确地把握《规程》的原则性与灵活性，是对地质师综合素质的高标准要求。业务能力和创新意识，是检验和考察我们对堤防工程的认识深度与理解能力。笔者的理解主要反映在以下几个方面。
4.1勘测阶段
已建堤防除险加固工程可以一次进场，达到初设深度；新建堤防可按可研和初设两个阶段进行。其理由是：新建堤防存在线路比选问题，不可能将比选堤线的工程地质条件都按初设要求做到相同深度；已建堤防一般不存在线路比选问题，因此也就不存在多阶段多方案的反复比选问题。另外，新建堤防工程应该在规划阶段即开展工程地质工作，以便将规划线路从地质专业的角度先期界定其可行性。
4.2勘测深度及勘探工作量
在实际工作中，对于堤防工程勘测深度与勘探工作量问题，在理解和把握上有较大差异。有人喜欢严格按《规程》要求布置勘探工作量，而少在工程地质条件的查明与工程地质问题的分析方面下功夫。笔者强烈主张，一是将安全正常运行的堤段与险工险段区别开来，二是将堤身出险情况与堤基出险情况区别开来，分别对待。这也是本文费了较多笔墨进行险情隐患分类和堤基工程地质分段的目的之一。特别是经历了98特大洪水考验过的堤防工程，未出险的堤段完全没有必要“严格”按照《规程》要求的勘探工作量去实施地质勘探，即使按照《规程》中的上限要求，也是一种毫无意义的巨大浪费。而应在分析险工险段的具体问题之基础上明确勘察目的，研究和选择勘探方法，合理布置勘探工作量，重点在工程地质问题的分析上下功夫。如果认可本文提出的堤基分段原则和方法，地质勘探工作的布置则更为方向明确目标清楚。
4.3《规程》原则性与灵活性的准确把握
《规程》的原则性和严肃性是不可置疑的，这并不等于“死”规定。明显与工程实际不相符合的具体问题，需要由地质师的创造性劳动加以“灵活”处理。规程规范是指导技术工作的法规性文件，并不等同于为犯罪分子定罪的法律条款，因此执行规程规范是可以有“灵活”性的。灵活性的把握原则是：不应因忠实严格执行规程规范而遗漏重大工程地质问题，留下工程隐患造成工程事故；也不应造成不必要的浪费。例如，对于某些特殊的险工险段、Ⅲ类堤基、城市区规律性差的杂填土和人类活动留下的隐患管道等，《规程》规定的勘探工作量可能就不能满足要求；而对于安全正常运行多年的Ⅰ类堤基，按《规程》规定的勘探工作量又显得没有必要。总之，准确把握执行规程规范的原则性与灵活性，需要地质师的责任心、业务水平和创新意识，同时也体现出了工程地质专业的特殊性与复杂性。
5不同行业标准之间的关系
堤防工程地基多为土质地基，其工程地质评价的基本理论依据是土力学，因而容易与工民建基础设计相混淆。目前反映比较集中的是执行水利行业标准还是执行以工民建为主要对象的《岩土工程勘察规范》(国家标准GB50021—94简称《岩土规范》)。两个标准既有共同之处，又有一定的差异。我们认为应该以水利行业标准为主要依据，同时参照《岩土规范》。原因是：①《岩土规范》主要是针对一般性工民建地基勘察与评价，而水工建筑物与工民建有根本性的区别，前者地基所承受的荷载以垂直向为主，建筑物对地基的要求主要反映在承载力；后者的荷载是垂向与水平向的组合，地基岩土体处于复杂应力状态，特别是水荷载对地基岩土体的复杂作用，是水工建筑物与工民建的根本区别。②《岩土规范》在总则中表示该规范适用于除水利工程、……以外的工程建设岩土工程勘察。明确了不适用于水利工程。③《岩土规范》中对勘探量的安排和勘探工作的布置主要依照岩土工程勘察等级来制定，而堤防工程则主要从工程勘测设计的阶段来确定。
关于土的分类问题，也是近年来较为混乱的问题之一。1990年以前，土的分类主要以1962年版的《土工试验操作规程》为依据，采用土的分类三角坐标，这种分类法以颗分为基础，以砾石、砂粒和细粒的含量百分比来给细粒土定名。广大设计院应用这种分类方法比较成熟。1991年国标《土的分类标准》(GBJ145-90)颁布，此标准以颗分为基础，以塑性指数和液限为控制指标对土进行分类，1999年颁布的水利行业标准《土工试验规程》对土的分类也沿用此国标。我们认为，目前两种分类都有各自的特点，原则上应使用国标和最新的行业标准为主，现阶段也可以根据各单位对标准的理解和与工程相结合的具体情况，互相参照使用，只要能够客观地反映工程实际，满足为工程设计提供有关地质参数的要求即可。另一方面，我们也提倡和鼓励对此类问题深入探讨，为进一步统一标准进行实践和理论准备。
6堤防工程地质勘察的成果资料
堤防工程地质勘察所获得的基础性资料数据，具有种类繁多数量巨大的特点。这些资料数据的分析整理归纳汇总，要求标准化，计算机化，最后形成能够通过计算机综合管理的数字化的基础资料数据库系统，并与堤防工程的其它资料数据库系统集成，充分应用计算机网络技术，为堤防工程建设、管理和抗洪抢险提供使用方便功能强大的检索查询指挥调度系统。集成后的系统可在局域网、城域网、广域网和Internet/Intranet上运行。系统要求具有灵活的结构定义、多种存储方式、强大方便的查询定位功能、丰富的统计报表功能以及可靠的数据安全保证体系等；能够通过图示图表提供隐患预测、险情分析、抢险提示、决策支持、模拟溃堤和决口后洪水进堤的演变趋势。目前的基础性工作是制定目标，统一规划，结构设计，系统集成。
堤防工程数据库系统需要列为专题研究，力争全国统一，至少也应该全流域统一。各类资料数据的使用权限、归档管理、存储格式和形式、存储介质等等，都应该及早研究，统一规定。
7结语
98特大洪水期间，抗洪抢险场面之惊心动魄，至今仍然令人难以忘怀。大洪水给人以大启示。中国历史上前所未有的大规模堤防工程建设在98特大洪水之后迅速拉开序幕。经历了98特大洪水洗礼过的江河堤防工程，其工程隐患基本暴露无遗，认真研究堤防工程的出险机理，总结未出险工程的成功范例，吸取前人修建堤防工程的历史经验，做好堤防工程的勘测设计工作，是肩负着堤防工程建设的各级领导和工程技术人员的神圣职责。
近几年来我们参加了大量堤防工程审查，在向生产第一线的广大工程技术干部学习的同时，也对堤防工程地质勘察中普遍存在的一些问题进行了认真思考。本文对于执行《规程》的原则、勘探工作量的控制、勘测资料的整理等等问题表明了我们的观点；关于堤防工程险情和隐患分类，我们认为是实践上升到理论的必然过程；关于堤基分段分类的原则与方法，属于工程地质理论与实践相结合的探讨性课题，同时又是指导工程勘测设计的基础性工作。
本文观点供同行们参考，愿与大家共同讨论。
参考文献：
1韦港、冀建疆，关于《堤防工程地质勘察规程》中若干问题的探讨，《水利水电技术》，1999年第10期。
2韦港、冀建疆，堤防工程与环境地质问题，《水利规划设计》，水利部水利水电规划设计总院院刊，2000年第1期。
3《岩土工程勘察规范》,中华人民共和国国家标准，GB50021-94，中国建筑工业出版社1995年。
地质工程论文范文6
关键词：工程地质三维建模与可视化地质信息
1前言
现有的地理信息系统(GIS)都主要表达二维的地表地物的图形和属性信息，要扩展到真三维包含地下地质结构的地质信息系统还有差距。一个大型地质工程项目从可行性研究阶段、初步设计阶段到详细设计阶段，乃至到工程施工与运行阶段，往往积累了大量的地质资料，用三维模型图形图像来表达和解释如此庞大的资料，比光靠数据库和图表图纸等传统手段来得有效的多。建立工程地质体的三维模型，处理岩层界面与结构面组合关系，逼真反映地下主要地质结构全貌，将为工程地质工作者分析研究工程地质现象和发现掌握岩土体结构规律，提供一种崭新的研究手段和研究方法。
国外三维地质建模和可视化研究发展较快。加拿大阿波罗科技集团公司推出的三维建模与分析软件MicroLYNX，通过对离散点采样、钻探采样和探槽采样等空间数据的处理，产生剖面、块和面等模型，确定矿藏分布和等级变化并计算矿藏储量。加拿大GemcomSoftwareInternationalInc.公司开发的Gemcom软件通过钻孔、点、多边形等数据，利用实用的图形编辑和生成工具，显示钻孔孔位分布，运用不规则三角网建立表面和实体模型，运用多义线圈闭岩层和矿体边界进行储量和品位分析，提供了交互操作功能并允许用户根据自己的经验和专家知识勾画地质模型，实现任意剖面切割任意角度观察和实体与实体或实体与表面的交切与布尔运算等。国外软件主要是瞄准采矿工程，能够较好地满足采矿工程活动中的矿产资源勘探和评价、地下矿井和露天矿坑设计和规划、矿产资源管理和采矿生产管理等需求。美国Kinetix公司开发的3DStudioMAX，Alias/Wavefront公司开发的Maya和微软公司开发的Softimage等大众化的三维建模软件，在构建工业和建筑模型与动画制作方面有其独到之处，但交互查询的功能较弱，与工程勘测数据库结合并应用于工程地质三维建模方面还有较大距离。
张菊明等对风化带分布、多层地层等地质信息的可视化和断层错断岩层的表达和显示的算法[1,2]进行了较为深入的研究，为工程地质三维可视化软件的开发准备了数学基础，并借助AutoCAD平台实现了复杂三维地质图形的显示。国内的灵图VRMap地理信息系统软件有较强的地形模拟和地表地物的查询功能，但不是真三维的地质建模工具。北京东方泰坦科技有限公司开发TITAN三维建模软件，基于框架建模的思想，利用平行或基本平行的剖面数据，建立起三维空间复杂形状物体的真三维实体模型，但目前只是初步的三维建模与图形处理的引擎，在面向具体专业时，需要添加或扩充专业模块，比如工程地质专业模块等。
纵观国内外几种软件的研究与开发现状，它们为工程地质三维建模与可视化打下了很好的技术基础，提供了很宝贵的开发经验。但是，对于工程地质专业的地质体建模与可视化分析的针对性不强，不能够很好地满足工程地质生产与研究的专业功能需要。因此本文将从分析工程地质的三维建模和可视化的关键技术问题入手，简单描述作者在工程地质三维建模和可视化方面的初步开发研究成果。
2关键技术问题分析2.1离散数据的插值与拟合
工程地质复杂地质体中的各种地质信息，包括地表地形、地下水位、地层界面、断层、节理、风化带分布、侵入体及各种地球物理、地球化学、岩土体的物理力学参数或数据的等值面(线)等，都可以看作是三维空间中的函数，它们的拟合函数要根据实际勘测数据建立，实测数据越丰富，越能够真实描绘出这些信息的空间分布规律。地表地形测量数据、地下水位埋深测量信息等的单值曲面图形生成可归结为双自变量离散数据的插值和拟合，多值曲面如倒转褶皱和空间等值面等，则应采用多参变量插值等其他一些较复杂的方法。空间曲面插值函数有以下构造方法，如与距离成反比的加权方法(Shepard方法)，径向基函数插值法(Multiquadric方法)[3]，平面弹性理论插值法[1,2]等，它们同样适用于单个连续地层界面、地球物理勘探数据、地球化学勘探数据以及岩土体物理力学参数在地质体空间的分布。
2.2三维数据结构
工程地质体一般是不规则形体，在计算机图形学中曲线和曲面总是分别通过很多微小直线段和微小三角面逼近来模拟地层岩性界线和岩层曲面，即岩层界面（和地表曲线、地下水位面等地质层面界线）和岩层曲面都分别是许多微小直线段和微小三角面的集合。地质体三维空间数据结构是工程地质三维建模和可视化的基础，这就要求必须具备有效的分层的三维数据结构，能够确保人机交互和查询的实现。
2.3曲面求交
地质体中存在大量各种层面，当出现地层不整合、断层错断岩层、地层尖灭和地下水出露于河谷地表等情形时，就自然会遇到曲面间求交的问题；地质体三维模型的上部边界是地表曲面，通过数学方法拟合出的岩层面或地下水位面不应超出地表曲面，即超出部分不应显示。同样的，当显示多层地层时，下面的每一岩层应以其上一岩层为边界。因此，为了可视化地层界面必须要解决地层面与地表、断层面和其他地层面的求交问题。另一方面，在剖面图成图时，地质界线的绘制是通过显示剖面(平面)与各种地质界面(曲面)求交所得出的交线。因此曲面求交包括地质界面（层面）之间的相交，和地质界面与剖面的相交两类问题。
2.4三维拓扑结构分析
从地质学角度看，拓扑是地质对象间关系的表格，拓扑表存储层位间上覆、下伏和交切(被断层切割后地层的拓扑表达)等的地层学关系及地质空间位置关系。拓扑也可视为允许这些地质关系合理储存的数据结构。例如，考虑多层地层，上一个岩层的底面和与其相邻的下一个岩层的顶面是上下岩层这两个实体的公共部分或共享边界，它们之间的拓扑关系就是相邻和同一的关系，在存储数据时只存储上一个岩层的底面或其相邻的下一个岩层的顶面，即相邻岩层的边界曲面可以存为一个地层曲面，大大减少数据存储量。评价地质模型系统的优缺点往往决定于描述地质对象所用的拓扑结构[4]。
2.5可视化技术
工程地质复杂地质体可视化，是利用计算机技术将工程勘测获得的数据，转换为形象直观的便于进行交互分析的地下地质结构空间形态的立体图和剖面图形，其基础是工程数据和测量数据的可视化〔5〕。利用可视化技术可以从庞大的地质勘测数据中构造出地质工程中对于边破稳定性和地下硐室变形破坏等起关键作用的岩层和结构面，并显示其范围、走向和相互交切关系，帮助工程地质人员对原始数据做出正确解释，继而为工程地质分析具体问题提供决策支持。
3工程地质三维可视化技术的初步开发与应用3.1研究框图
工程地质复杂地质体三维建模与可视化的研究框图如图1所示。
基于离散采样数据的插值与拟合的思想，即将离散数据转化为连续曲线曲面,工程地质复杂地质体三维建模与可视化的过程是，从勘探数据库中提取各种地质信息的坐标位置及岩土体的物理力学参数，通过不同的拟合与插值函数得到地质层面(曲面)和地质实体的三维计算机图形显示，表达地质信息在研究区域内的分布规律。生成地质岩层面和地质实体后，实现从任意角度观察建立的模型，实现根据指定的剖面走向、倾向和倾角生成垂直剖面。
3.2初步开发与应用3.2.1工程勘测空间数据库管理
在收集整理现场勘测数据后录入金沙江某水电工程勘测空间数据库各分项数据表，这些数据表不仅包括地质信息的位置数据，更重要的是提供属性数据。
以地层岩性数据表为例，要求录入钻孔编号、岩层起始深度、岩层终止深度、层厚、岩性（地层名称）、地层代码（地层年代）、岩层走向、岩层倾向、岩层倾角、接触关系、地质描述等数据。随着工程勘测的进展，能够方便地修改补充和管理勘测数据。图2是工程勘测数据库中钻孔地层系统数据表的管理界面。
3.2.2三维浏览
通过孔口坐标和测量数据等的离散数据的拟合和插值法绘制坝址区的右岸地表曲面网格（图3），进而可在三维图形环境中进行虚拟现实浏览观察（图4）。
3.2.3三维地质立体图
利用工程勘测数据，建立了坝址区右岸三维立体地质图。该坝址区自上而下地层岩性组合为：第四系崩坡堆积物，侏罗系泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩，三叠系上统厚至巨厚层状细至中粒砂岩，三叠系上统薄至中厚层状粉细纱岩、粉砂岩，三叠系上统中厚至厚层状中粗砂岩。通过有限的工程勘测数据得出的立体图，能够较好地满足工程地质的精度。图5表达了该坝址区右岸三维地质图。
3.2.4三维可视化查询
通过图形与工程勘测数据库中的属性数据的链接，实现可视化查询地层岩性和其他工程地质信息，最终完成向三维地质信息系统的转变。图6是一简单的被断层错断的水平多层地层模型，通过模型的每个地层实体名称与数据表中的岩石名称字段对应链接，能够查询地层的岩性，地质年代，起止深度和地质描述等工程地质人员关心的地质信息。
4结论
(1)运用先进的可视化技术与交互图形技术建立数据库，存储和管理现场勘探实测和试验数据，建立工程地质体的三维模型，工程地质工作者可随着勘察或研究工作的不断深入细致，对研究(工作)区域随时补充信息来自动显示地质信息在研究(工作)区域内的分布，从而不断提高模型精度，并且利用模型反馈回来的信息及时发现已有勘察工作中的不足，从而及时修改勘察或研究工作方案，指导下一步勘探或研究工作的实施。
(2)工程地质三维建模与可视化的深入研究，可以充分利用已有现场勘探实测或试验数据，达到节约投资减少勘察或研究成本的目的。当现场勘探和试验数据资料不足情况下，通过对已有数据的插值与拟合到建立三维模型，可以推断和预测未知区域或研究较少区域的地质信息或岩土体物理力学参数的分布趋势，从而为减少勘探工作量提供科学的可靠的依据，达到节约花费，为生产或研究部门产生直接经济效益的目的。
(3)工程地质岩土体是复杂的不规则形体，存在各种地质岩性层面、结构面以及各种空间分布的地质与力学信息，完全表达地质信息的空间分布及岩层和结构面间的位置关系，工程地质三维建模与可视化研究是大有作为的。
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