【摘要】水文地質(zhì)工作在建筑物持力層選擇、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、工程地質(zhì)災(zāi)害防治等方面都起著重要的作用，切實(shí)做好水文地質(zhì)工作將有效地減少或消除地下水對工程建筑和人類生產(chǎn)生活的危害。 

　　【關(guān)鍵詞】工程地質(zhì) 水文地質(zhì) 地下水 要求 

　　中圖分類號： F407.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號： 

　　前言 

　　水文地質(zhì)和工程地質(zhì)二者關(guān)系極為密切，互相聯(lián)系且互相作用，地下水既是巖土體的組成部分，直接影響巖土體工程特性，又是基礎(chǔ)工程的環(huán)境，影響建筑物的穩(wěn)定性和耐久性。在一些水文地質(zhì)條件較復(fù)雜的地區(qū)，由于工程勘察中對水文地質(zhì)問題研究不深入，設(shè)計(jì)中又忽視了水文地質(zhì)問題，經(jīng)常發(fā)生由地下水引發(fā)的各種巖土工程危害問題，令勘察和設(shè)計(jì)處于難堪的境地。因此為提高工程勘察質(zhì)量不僅應(yīng)要求查明與巖土工程有關(guān)的水文地質(zhì)問題，評價(jià)地下水對巖土體和建筑物的作用及其影響，更要提出預(yù)防及治理措施的建議，為設(shè)計(jì)和施工提供必要的水文地質(zhì)資料，減少地下水對巖土工程的危害。 

　　一、地下水升降變化可能引起的巖土工程危害 

　　在工程地質(zhì)勘察中應(yīng)當(dāng)注意了解和調(diào)查地下水位條件以及升降的變化。在天然條件下,地下水位一般會(huì)發(fā)生季節(jié)性變化,雨季水位上升而旱季水位則下降。地下水位的天然變化具有地區(qū)性, 而且是以漸變的形式出現(xiàn)的。但我們還需要知道一點(diǎn),人為因素所引起的局部性地下水位升降變化的幅度,常常高于天然變化所引起的幅度,人為因素所引起的變化, 對巖土工程的危害更為嚴(yán)重。潛水位上升的原因具有各種各樣的特點(diǎn), 最主要是受地質(zhì)因素影響, 例如含水層結(jié)構(gòu)、總體巖性產(chǎn)狀等, 水文氣象因素包括降雨量和氣溫等, 而人為因素則經(jīng)常出現(xiàn)于施工或者灌溉等行為,有些時(shí)候經(jīng)常是幾種不同因素相互影響出現(xiàn)的綜合結(jié)果。 

　　由于潛水面上升對巖土工程可能造成的影響與危害包括: 土壤沼澤化、鹽漬化,巖土以及地下水對建筑物腐蝕性增強(qiáng);斜坡、河岸等巖土體產(chǎn)生位移、崩塌、滑移等不良的地質(zhì)現(xiàn)象;地下洞室被充水淹沒,基礎(chǔ)上浮、建筑物失去穩(wěn)定性; 一 

　　些具有特殊性的巖土體結(jié)構(gòu)被破壞,強(qiáng)度降低甚至軟化; 粉細(xì)砂及粉土飽和液化, 產(chǎn)生流砂、管涌等現(xiàn)象。地下水位的降低也同樣會(huì)對巖土工程造成損害, 而且地下水位下降的原因大多是由于人為因素造成的。例如,大量抽取地下水, 且頻率集中; 勘探、采礦等活動(dòng)中的礦床疏干;在上游修筑大壩;修建水庫截取下游地下水補(bǔ)給等。 

　　地下水下降程度超過一定范圍, 可能會(huì)誘發(fā)地裂、地面塌陷、地面沉降等嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害, 甚至造成地下水源枯竭、水質(zhì)加速惡化等環(huán)境問題,這些問題會(huì)對巖土體及建筑物的穩(wěn)定性和周邊人類自身的居住環(huán)境造成相當(dāng)大的威脅。根據(jù)資料顯示,在地下水位以上、地下水位變動(dòng)帶以及地下水位以下, 具有相對明顯的變化規(guī)律, 土體從上到下, 有天然含水量、孔隙比由小到大再到小, 壓縮模量、承載力由大到小再到大的變化規(guī)律, 這是由于地下水位以上的部位, 經(jīng)過長期淋濾作用,鐵鋁富集,并對土顆粒起到了膠結(jié)和充填的作用,增強(qiáng)了土粒間連接力,經(jīng)常會(huì)因此形成硬殼層,因而含水量、孔隙比小而壓縮模量和承載力增高。而位于地下水位變動(dòng)帶的土層,由于地下水積極交替,土中的鐵鋁成分流失, 土質(zhì)變松, 因而含水量、孔隙比增大,壓縮模量、承載力降低。位于地下水位以下的土層, 由于地下水交替緩慢, 氧化、水解作用減弱, 加之上扭土層的自重壓力作用, 土質(zhì)比較密實(shí), 因而含水量、孔隙比減小, 壓縮模量、承載力增高。巖土特別是各類軟質(zhì)巖石、風(fēng)化殘積土、不同成因的粘性土等,其物理力學(xué)性質(zhì)的變化規(guī)律,與地下水位有著密切的聯(lián)系。因此,我們在分析研究巖土物理力學(xué)變化規(guī)律的同時(shí), 應(yīng)當(dāng)充分重視地下水位這一重要因素的影響, 以及相關(guān)的水文地質(zhì)問題, 這些問題往往都與工程地質(zhì)勘察緊密相連, 是不容忽視的重要因素。 

　　二、巖土水理性質(zhì)及其測試方法 

　　巖土水理性質(zhì)是指巖土與地下水相互作用時(shí)顯示出來的各種性質(zhì)。巖土水理性質(zhì)與巖土的物理性質(zhì)都是巖土重要的工程地質(zhì)性質(zhì)。巖土的水理性質(zhì)不僅影響巖土的強(qiáng)度和變形, 而且有些性質(zhì)還直接影響到建筑物的穩(wěn)定性。以往在勘察中對巖土的物理力學(xué)性質(zhì)的測試比較重視, 對巖土的水理性質(zhì)卻有所忽視, 因而對巖土工程地質(zhì)性質(zhì)的評價(jià)是不夠全面的。下面對巖土的幾個(gè)重要的水理性質(zhì)及研究測試方法進(jìn)行介紹。 

　　 （一）軟化性 

　　 軟化性是指巖土體浸水后, 力學(xué)強(qiáng)度降低的特性,一般用軟化系數(shù)表示,即巖石在浸水飽和狀態(tài)下與風(fēng)干狀態(tài)下極限抗壓強(qiáng)度之比,它是判斷巖石耐風(fēng)化、耐水浸能力的指標(biāo)。在巖石層中存在易軟化巖層時(shí),在地下水的作用下往往會(huì)形成軟弱夾層。各類成因的粘性土層、泥巖、頁巖、泥質(zhì)砂巖等均普遍存在軟化特性。 

　　（二）透水性 

　　透水性是指水在重力作用下, 巖土容許水透過自身的性能。巖土的滲透性的強(qiáng)弱首先決定于巖土空隙的大小和連通性,其次是空隙度的多少。松散巖土的顆粒愈細(xì)、愈不均勻, 其透水性便愈弱。堅(jiān)硬巖石的裂隙或巖溶愈發(fā)育,其透水性就愈強(qiáng)。透水性一般可用滲透系數(shù)表示, 巖土體的滲透系數(shù)可通過抽水試驗(yàn)、注水試驗(yàn)和壓水試驗(yàn)測定。 

　　1、抽水試驗(yàn) 

　　通過從某一含水層(抽水井中)中抽取一定流量的水, 并觀測抽水井和觀測孔中水位與時(shí)間的變化關(guān)系, 來判斷水流運(yùn)動(dòng)狀態(tài),計(jì)算含水層的滲透系數(shù)、影響半徑等參數(shù)。 

　　2、注水試驗(yàn) 

　　鉆孔注水試驗(yàn)是野外測定巖層滲透性的一種比較簡單的方法, 其原理同抽水試驗(yàn),只是以注水代替抽水,通常用于地下水位埋藏很深且不便進(jìn)行抽水試驗(yàn)的透水巖土層中。 

　　3、壓水試驗(yàn) 

　　壓水試驗(yàn)是通過一定的壓力強(qiáng)行向鉆孔內(nèi)某一試段注水, 通過觀測壓人水量(Q)、時(shí)間(t)、試驗(yàn)段長度(l)及壓力(S)來計(jì)算該試段的單位吸水量(ω),評價(jià)巖土層的透水性。壓水試驗(yàn)常采用分段壓水法, 壓水試驗(yàn)成果用單位吸水率(ω)表示,ω=Q/(l×s),其中Q為穩(wěn)定壓水流量l/min；l為試段長度；S 為試段壓水時(shí)所施加的總壓力值。由于堅(jiān)硬與半堅(jiān)硬巖層的發(fā)育的裂隙具有不均勻性,通過其間的水流不具有層流特征,可用式K=0.525×ω×lg(1.321/r)近似計(jì)算巖層等效滲透系數(shù)。 

　�。ㄈ�）崩解性 

　　崩解性是指巖土浸水濕化后,由于土粒連接被削弱、破壞, 使土體崩散、解體的特性。巖土體的崩解特性包括崩解所需時(shí)間、崩解量、崩解方式等。巖土的崩解性與土的顆粒成分、礦物成分、結(jié)構(gòu)等關(guān)系極大。 

　　（四）給水性 

　　給水性是指在重力作用下飽水巖土能從孔隙、裂隙中自由流出一定水量的性能,以給水度表示。給水度是含水層的一個(gè)重要水文地質(zhì)參數(shù), 它不但影響基坑涌水量大小,同時(shí)也影響場地疏干時(shí)間,給水度一般采用實(shí)驗(yàn)室方法測定。 

　�。ㄎ澹┟浛s性 

　　脹縮性是指巖土吸水后體積增大, 失水后體積減小的特性, 巖土的脹縮性是由于顆粒表面結(jié)合水膜吸水變厚, 失水變薄造成的。巖土的脹縮性往往是產(chǎn)生地裂縫、基坑隆起的重要原因之一, 對地基變形和土坡表層穩(wěn)定性有重要影響。標(biāo)定巖土脹縮性的指標(biāo)有:膨脹率、自由膨脹率、體縮率、收縮系數(shù)等。巖土的水理性質(zhì)尚有持水性、容水性、毛細(xì)管性、可塑性等等, 在這里不再一一敘述。地下水引起的巖土工程危害,主要是由于地下水位升降變化和地下水動(dòng)水壓力作用兩個(gè)方面的原因造成的。 

　　三、結(jié)束語 

　　為提高工程勘察質(zhì)量, 在勘察中加強(qiáng)水文地質(zhì)問題的研究是十分必要的, 在工程勘察中不僅要求查明與巖土工程有關(guān)的水文地質(zhì)問題, 評價(jià)地下水對巖土體和建筑物的作用及其影響, 更要提出預(yù)防及治理措施的建議, 為設(shè)計(jì)和施工提供必要的水文地質(zhì)資料,以消除或減少地下水對巖土工程的危害。 

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