岩土论文篇(1)

1．1岩土工程的分类

依据质能交换条件进行分类，有三个作用类型，取出作用、带入作用、和混合作用。在人类工程活动中，带入作用把物质和能量加入岩土体中，利用质能移动的时机导致岩土体和生态之间进而恶化。这些作用主要是人工灌溉和喷洒，固体废物填埋和排污以及矿山采空区的回填作用等。工程活动运行的过程中，把一些岩土体不属于内部的不同物质带入其中，就可以形成岩土体环境的改变。对于取出作用来说将质和能从岩石圈向外部进行环境转移，它主要包含矿山开采作用、地下水抽取作用和建筑材料的开采使用作用等。据有关的数据表示，鉴于人类开发资源和建筑施工的进行，每年全球移动的土石量高达4×103km3之多，而从地下开采出的建筑材料和矿石量高达1.0×1011t，也就是说相当于每人每年平均需要从地面的土壤和岩石圈中开采出25吨的不同物质。最后一个作用类型“混合作用”在连续墙、修筑地下工程、开挖深基坑、港口码头建设和海岸带改造进行地下工程的活动中，它是带入作用和取出作用的结合产物。在实际的工作中，对形状改变的岩土体和人类工程活动分类很有必要，人们主张进行人为性质的剥蚀作用它主要是对矿山的盖层进行分离、土石挖掘和进行农业种植的平整土地利用等损坏了地质构成物质，还更改了地表的外形，它们所产生的变化和天然动力完全一致。而人为性的进行搬运是指在一些工程活动像回填筑工程基础、工程场地开挖和挖掘有价值的矿产。而对人为堆积作用来讲人工堆积的方式是土的分布面积和厚度有一定的规模影响，例如具有标志性的日本东京港地区，它就是由大片土地人工堆积建成的，填地范围有40km2之多，使陆地面积可以最大化的扩展;还有一些具有特点的例子如香港填海的土地面积就是全港面积的1.7%;现在废渣填埋池的高度已和九层楼一样高，而堆砌成的填埋池是马尼拉市政府每天要将5600t的垃圾送往圣马特奥镇的一个废渣填埋地填埋至今形成的。

1．2岩土体环境恶化与环境岩土工程问题

了解了强大的人类工程活动，面对日益严重的岩土体环境变异，以及岩土环境改变所带来的一系列的环境岩土工程问题值得重视。在现实中，出现的环境岩土工程问题的非常多，每个人从不同角度都可以得到不同的分类方法:依据成因性质可以分成有自然地质作用引起的自然型的环境岩土工程问题和次生型环境岩土由人类活动引起的工程问题;根据不同的研究内容把环境岩土分为环境卫生工程和工程活动引起的小环境岩土工程和环境工程中的大环境岩土工程等。

2针对环境岩土工程存在问题，进行防治措施

2．1加强科学研究环境岩土工程学的学科

环境岩土工程学是崭新的跨学科的边缘学科的一门科学，它研究之路开始是在里海大学1986年召开了首次国际学术岩土体环境变异的途径分析讨论会后得到快速的发展，它的发展时间不长，理论体系尚未完善，存在大量的理论问题。像对环境岩土工程学的内涵的理解、对科学性质的深入研究，研究环境岩土工程学的内容和应用对象，环境科学和环境岩土工程学、工程地质、岩土工程学、基础工程和环境工程地质学等学科之间的相互关系，还需要在土壤—环境、环境中岩土体—水—污染物的相互作用机理的探究，对土壤、岩石的性能对地貌的影响和污染的不饱和细粒土中质量传输现象都需要作进一步的探讨。

2．2展开关于岩土失稳、变形和污染机理的研究

针对上述的环境岩土工程的污染机理问题和变形问题，目前，对它的了解还是不清楚，像是深基坑开挖的支挡结构中基坑隆起规律和变形机理，坝壳粗粒土的变形问题和高土厚坝中细粒土防渗技术的协调性的问题，对岩质高边坡开挖爆破地震动对稳定性的影响，高度高、低密度和温度高都是火力发电电厂的灰坝以及高度大的尾矿坝因为地震作用的影响，进而判断稳定性程度的主要依据，存在着土中洞室湿度高问题的施工难度，存在土质洞室中限制开挖流砂问题，土壤环境的作用问题，识别和鉴定污染土体等，这些是我们今后研究努力的方向。

2．3推广关于环境保护的岩土工程设计规划

环境岩土工程学是环境科学和岩土工程的完美结合，它是一门新兴的学科，它的特点是采用了岩土工程的理论、方法和技术为更好的提供环境服务而努力。因此，在规划岩土工程设计时，从环境保护的角度着手，将安全和稳定性的问题考虑在内，并注重岩土工程的环境改变，考虑全面后再给出相应的设计。以此减少经济损失，保护人类的生命安全。

2．4环境保护的岩土工程施工工艺积极采纳

了解工程活动对周围环境影响，例如:隧道掘进时的地面沉降、基坑开挖的边坡稳定问题、打桩时发出的噪声和对土体的挤土和振动效应等，这些问题的出现必须重视起来，因为它不光是一个工程项目，它的不完善会导致牵扯法律、政治和经济的纠纷。

2．5研究环境岩土工程问题开发新技术

环境岩土工程的变形、稳定性和污染严重问题的发生，不论哪一个都会对环境产生巨大的影响，给工程建设和社会经济带来不可低估的危害，因此，应该在岩土工程活动中重视有关于环境岩土工程控制新技术的研发和实践，造成最小程度的损失。例如:依据新工艺对地基进行加固处理;应用不同形式的挡土墙和板桩墙支撑结构来开挖深基坑;防止岩土滑动的大直径抗滑桩应用;对城市垃圾的处理利用填埋法、焚烧法和堆肥法，一系列技术的应用，不仅改善了地基的变形，加固边坡的稳定性、而且在保护环境不被污染方面取得了不错的成绩。

3结束语

岩土论文篇(2)

土以碎散的颗粒为骨架，由固、液、气三相物质组成；在其由岩石风化的生成、搬运和沉积过程中几经沧桑，形成了不同于其他材料的复杂的力学性质，而不同时空条件下土的性状也各不相同。所以尽管已提出的土的本构关系理论数学模型不下百种，动用了传统力学和现代力学的各种理论和手段，但是到目前为止，还没有一种为人们所公认的，能够准确、全面反映各种土的应力应变关系的数学模型。是否存在这样的模型也是值得怀疑的。

在计算机和计算技术基础上发展起来的，以有限元为代表的数值计算是解决边值问题的强有力的手段。当用来计算弹性体时其精确程度令人叹为观止。其计算结果与光弹试验结果毫厘不差，结果光弹试验很快被废止。土是碎散材料，而在一般数值计算中首先被假设为连续体，然后被离散化，假设各单元间的结点位移协调，计算土体的应力变形关系。这常常不能反映土的变形的微观机理。以DDA（DiscontinuousDeformationAnalysis）为代表的离散单元计算方法在计算某些农产品（如谷类）和工业零件（如滚珠）时是相当成功的。以至被称为“数值试验”可以精确地代替模型试验。在定性地探索土的变形的微观机理时，也是很有价值的。但是用以描述由不同尺寸、不同形状、不同矿物成分的颗粒组成的土，反映不同三相成分及其物理、化学和力学的相互作用，即使是可能，恐怕也是相当遥远的事。

数学模型和数值计算预测的另一个难点是土的参数的选取，它受到取样(制样)和试验手段的限制。原状土在取样过程中不可避免地受到扰动和发生应力释放，会破坏其结构性。即使是重塑土试样，制样的方式、器具和操作程序的差别也严重影响试验的结果。另一方面，目前使用的土工试验仪器也存在局限性。以真三轴仪为例，由于边界之间的干扰，试样的应力和应变的均匀是很难保证的。

在对地基和土工建筑物的探测方面，土层的时空变异及人类活动给勘探测试及其结果的判释造成困难。除此以外，岩土工程中的复杂边界条件和施工过程中的诸多因素也严重影响工程的实际结果。

在我国每年发表和撰写了大量的论文和报告，提出了各种理论、模型、计算方法、计算程序和技术手段，常常伴以试验或者实测数据的验证，其结果也常常是“符合得很好”。自己的试验或观测证实了理论或者方法的完美，正是：“各夸自家颜色好，百花园中各称王。”这种结果的可信性很值得怀疑。笔者在评阅一些论文和成果时，对于那些二者符合得完美到天衣无缝的图与曲线，常常怀有很大的不信任感；而对于存在相当差别，甚至坦率地承认预测的不成功的情况，则是完全理解的。可惜后者较少。

近年来，主要在国外进行了多次的“考试”或者“竞赛”活动：首先委托一个（或几个）单位进行所谓的“目标试验”，亦即需要预测或者预算的试验或实例。其结果是保密的，或者预测前不做试验，预测以后在试验。事先公布有关的土的一般资料、基本试验的数据（为确定有关参数）和目标试验的应力（应变）路径。在全世界或者一定范围征求参赛者（参加目标试验的人不参赛）。全部预测结果上交以后，公布试验结果。一般是召开研讨会，评估或者评分。参赛者也常常进行申辩和总结。这是一种客观、公正和有权威性的检查比较方式。也是推动岩土工程发展的十分有益的活动和手段。它使我们认识到在岩土工程领域，我们的认识能力和预测能力到底有多高。

试验方法和设备的检验比较

1.不同仪器的相同试验的检验

1982年在法国Grenoble召开的“土的本构关系国际研讨会”上①，用剑桥式的立方体真三轴仪分别由德国的Karlsrube大学和法国的Grenoble大学对同样的砂土和粘性土进行复杂应力路径和应变路径的真三轴试验，两份试验结果是存在着差别的。由于使用的仪器与土料都是相同的，差别主要源于操作方法和技巧。

1987年在美国克里夫兰召开的“非粘性土的本构关系国际研讨会”上②，利用美国Case大学的空心圆柱扭剪仪和法国Grenoble大学的剑桥式立方体真三轴仪进行砂土的相同应力路径的试验。试验内容包括：

(1)b＝不同常数的不同密度两种砂土的真三朝试验；其中，b=（σ1-σ2）／（σ1-σ3）

(2)在π平面上应力路径为圆周（两周）的的真三轴试验。

（b=常数的真三轴试验与空心圆柱试验的比较）表示了对于Hostun密砂（干密度ρd＝1.65g/cm3）在b＝不同常数，中主应力ρ2=500kPa保持不变，用两种仪器试验得到的轴向应力与轴向应变关系曲线，轴向应变和体应变的关系曲线。可见在b=0和0.28时，不同仪器试验结果的差别是很大的。但是在评价它们时，主持者说：对于轴应变，除了0.286的结果很差（verypoor）以外，其他的曲线符合的很好(verywell)；（b.体应变εv与轴向应变εz间试验曲线）的曲线认为符合得很优良（excellent）。对比我们的一些论文中理论与实际曲线二者丝丝入扣的符合，就显得很不真实。在这两个试验中试样的破坏形态也有很大不同：空心圆柱试样发生颈缩；立方体试样产生V形的剪切带。这些差别可能是由于试样的制样方法不同，试样中的实际应力分布不同和试验中的边界条件不同引起的。

2.土工离心机模型试验

1986年由欧洲共同体资助，发起“土工离心机的合作试验”③。参赛者有三家：英国的剑桥大学、法国的道桥中心研究室和丹麦的工程院。试验的内容是模拟饱和砂土地基上的圆形浅基础的承载力和荷载—沉降关系。试验土料统一为巴黎盆地天然沉积的一种均匀石英细砂。模型地基的孔隙比规定为e=0.66(相对密度Dr=86％)，规定圆形基础的模型尺寸为直径D=56.6mm,离心加速度＝28.2g，基底完全粗糙。此前，由丹麦岩土研究所对于这种土进行了物性试验和三轴试验，其结果公布于众。要求荷载—沉降关系表示成无量纲的变量q/γˊnb-s/b公关系曲线。

其中：

q=基础上施加的荷载(kPa)

γˊ=乙土的浮容重(kN-m3)

n=重力加速度水平，即模型比尺

b=模型基础的尺寸(m)

s=基础的中心垂直沉降(m)

同时也进行了相同条件下的现场载荷试验，以便与模型试验结果对比。

这三家使出了浑身解数，精心制样、安装、运转和量测，反复摸索，反复校验，校正各种参数和影响因素。剑桥大学还在离心机上作了静力触探试验。最后，剑桥大学提交了一组试验结果，另外两家按要求给出了一条曲线。图2（圆形天然浅基础的试验荷载-沉降关系曲线）表示了其试验结果，其中剑桥大学是笔者选取的最接近于要求的条件的试验结果(e＝0.664)。

可见，这种世界先进水平的土工离心模型试验的误差在±30%以上。值得提出的是，这是一种条件非常简单明确的模型试验。而现场的工程实际情况的条件和影响因素远比这复杂。在这个试验中，加载速率、模型地基砂的密度、制样方法和运行程序对试验结果都有影响。例如剑桥大学的试验表明，砂土的孔隙比变化0.01（相当于相对密度变化3％），则其承载力变化18％，如图3（地基承载力与模型地基孔隙比间关系—剑桥大学试验结果）所示。而由于模型地基是先制样，后运转，保证地基内砂土处处均匀，孔隙比误差在0.01范围内是有较大难度的。

3.单桩的动测法的考试

1992年在荷兰海牙进行了一次动测桩的“考试”④。在第一轮，10根预制桩预先被沉入地基，桩径250mm，桩长18m（7#桩17m）。要求测出其预制的“缺陷”。其中一根桩完整无缺；其余的9根桩各有缺陷：颈缩、扩径和在不同部位的10mm宽，130mm深的刻槽。事先由特尔夫公司进行了地基勘察，将土层资料公布于众。有12家具有国际声誉的公司参赛，用小应变动测法检测。结果是：平均测对4根；最多对7根，最少对两根。没有一家测出那根完整无损的桩。他们认为对于只有10mm宽的缺痕很难分辨。

第二轮是沉入11.5m-19m长的5根桩，然后用静载荷试验测出极限承载力。10家公司用大应变动测法测试其极限承载力。其结果也不乐观。比如，由静载试验为340kN的一根桩，各家给出的结果分布在90kN-510kN的范围。

4.堤防隐患检测的“大比武”

我国目前有各类堤防25万公里，很多已具有几百年的历史。是民堤逐年加高培厚或者在汛期抢修形成的。地质条件及堤身土料和质量千差万别，隐患很多。1998年洪水期间发生的许多险情和决口都是由于渗透通道形成的管涌和蚁穴鼠洞、裂隙异物和局部疏松土体等造成的。为此水利部和防汛办于1999年3月在湖南宜阳召开了“堤防隐患综合检测技术检验会”也北被称为“大比武”。

有我国的十几家科研院所、大专院校和少数厂家（包括美国的劳雷公司）参加。检测堤段位于宜阳的一段废堤上。每个参赛的检测方法负责200米堤段，时间是两小时。几处“隐患”是事先人工布置的，埋设了稻草、钢管，模拟蚁穴和鼠洞。一般在两米深范围内。人们使用的测试手段包括：高密度电阻率法、瞬变电磁法、地震波法、弹性波法和探地雷达等。这些方法都有一定的分辨率限制，即分辨尺寸与深度之比一般是相对固定的。因而两米深的隐患的检测不应算是难题。检测结果聘请有关专家评审，打分。图4（堤防隐患的检测结果评分）所给的分数只是相对的。组织者对于测试结果是不满意的。参赛者各自对其结果的误差的原因进行了解释。针对这种结果，水利部斥资几百万，开展专题研究，目标是“傻瓜”式的快速检测仪器和方法。关键问题可能是要结合各地具体情况和长期的抗洪防汛经验，因地制宜，积累资料和经验，合理判释，仪器才会发挥作用。很难想象，可以身背“傻瓜机”，走遍天下都会灵验。

土的本构关系的检验

80年代以来，关于土的本构关系的“考试”至少进行了3次。1980年美国和加拿大召开了“岩土工程中极限平衡、塑性理论和一般的应力应变关系北美研讨会”⑤。会前用两种天然粘土、一种重塑的高岭粘土和渥太华砂进行了一系列试验。试验包括：

平均主应力p=常数的三轴试验，

b＝常数的真三轴试验

砂土在π平面上应力路径为圆周的真三轴试验

天然粘土大主应力方向与其沉积方向成不同角度的三轴试验。

事先将土的物性参数和基本试验的结果公开提供。然后在全世界范围征求参赛者。参加预测的有个不同国家的17个本构模型。从给出的结果看，轴向应力应变关系（σ1-σ3）~ε1预测的精度一般尚可；体应变预测的精度差别很大。对于应力路径在π平面上为圆周的情况，许多模型无能为力。由于原状土的各向异性，对于其循环加载和超固结性状很难预测，只有少数模型参加了预测。结果表明，没有一个模型能够合理地预测所有的试验情况。正如会议主席Finn所说：“没有给任何一个本构模型戴上王冠”。这也是符合当前的土力学理论发展的现状的。

1982年在法国召开了“土的本构关系国际研讨会”人们用不同的理论模型对砂土和粘土的复杂应力路径和应变路径的试验结果进行了类似的预测。如上所述，也对试验本身进行了检验⑥。

1987年在美国克里夫兰召开了“非粘性土的本构关系国际研讨会”⑦。会议征求对真三轴试验和空心扭剪试验结果用理论模型进行预测。共有世界各国的32个土的本构模型参赛。其中包括：

3个次弹性模型(H)

3个增量非线性弹性模型(I)

1个内时模型(E)

9个具有一个屈服面的弹塑性模型(EP1)

10个具有两个屈服面的弹塑性模型(EP2)

6个其他形式的弹塑性模型(EP)

会议将预测结果与试验结果比较，按四个单项评分。评分的标准见图5（本结构模型预测的评分标准）。规定了上下限，按统计方法打分。图6（轴向应力应变关系得分的直方图—满分100）与图7（体应变与轴向应变关系得分的直方图—满分100）表示出b＝常数的真三轴试验的预测得分情况。可见其轴向应力应变关系预测经过还差强人意；而体应变的预测则基本是全不及格。

这些“考试”基本上反映了人们当前认识和描述土的应力应变关系的能力和水平。它表明，即使对于实验室制作的重塑土试样，其应力应变关系也是相当复杂的。现有的关于土的本构关系的数学模型的描述能力在精度和条件方面都是有限的。有的模型使用了20多个，甚至40多个常数，结果仍然不另人满意。

1．土工加筋挡土墙的计算

60年代以来，随着计算机和计算技术的发展，土工数值计算大大加强了我们解决复杂的岩土工程边值问题的能力。有人提出可将土力学分成理论土力学、实验土力学和计算土力学三部分。由于它几乎可以精神任何边值问题，似乎一台打计算机，几页打印纸，就可以驰骋在岩土工程的所有领域。这种表现上的简单、快捷和“精确”，常使青年岩土工作者产生误解，忽视了其与实际工程问题间的距离，轻视在岩土工程实践中积累经验的重要意义。

加筋土的计算是岩土数值计算中很有代表性的课题。它涉及到土的本构模型，筋材的应力应变关系模型和筋土间的界面模型及这些模型涉及的参数。目前已经有较多的计算程序和经验。1991年在美国的科罗拉多大学，由美国联邦公路局资助，在足尺试验的基础上进行了加筋土计算的竞赛⑧。

目标试验是在一个高3.05米，宽1.22米，长2.084米的大型的试验槽中进行的。铺设了12层长为1.68米的无纺土工织物，作成土工织布加筋挡土墙。墙顶采用气囊加压。气囊下铺设5厘米的砂垫层。试验用的土料有两种：一种是均匀的砂土，D50=0.42m；另一种为粉质粘土，塑限Wp=19％，液限Wl=37%。事先公布了砂土的三轴试验，粘土的不同排水条件下的三轴试验，土工布的拉伸试验和筋土问的界面直剪试验等试验的结果。征求世界各国同行们进行数值计算，预算试验观测结果。预测项日有：

(1)两种加筋挡土墙在顶部加载103.5kPa以后的墙顶最大位移、不同位置的墙面位移及筋的应变

(2)在加载100小时后的以上各项位移和应变

共有15个不同国家的大学和研究单位参赛。包括美国的科罗拉多大学等8家，英国的哥拉斯格大学等两家，日本的东京大学等3家。中国和加拿大各一家。其中14家参加了荷载—变形和应变关系的预测。计算的结果见图8（砂土加筋挡土墙的墙顶最大位移计算的误差）和图9（粘土加筋挡土墙的墙顶最大位移计算的误差）。它们分别表示了砂土和粘土在上述荷载下的墙顶最大位移的预测误差。有几家没有预测粘土加筋挡土墙，有几家计算得到的结果表明，在此荷载下挡土墙早就破坏。只有少数计算的误差在30％以内。

对于砂土加筋挡土墙试验的破坏荷载是207kPa，预测值从10kPa到517kPa不等。粘土加筋挡土墙在荷载加到230kPa时由于气囊爆破而未能继续试验，但挡土墙并没有破坏。计算的破坏荷载在21kPa到207kPa之间。其误差之大令人沮丧。

2．土的液化分析方法的检验

在1989-1994年间由美国NSF拨款350万美元，资助用离心机模型试验来检验地震反应分析方法。这是NSF历年来投入单项经费最多的项目。项目简称VELACS。参加的单位和个人包括：美国加州大学戴维斯分校，加州理工大学，英国剑桥大学等7座大学；其中有10名美国国家科学院院士和英国皇家学会会员。参加考试的考生有美、加、日和欧洲的23个数值计算专家和研究组。

项目动用了9台带有振动台的土工离心机，并且进行了平行试验。模拟地震的振动模型试验内容包括：

(1)水平自由地基

(2)倾斜地基

3)组合地基（一半是密砂，另一半是松砂）

(4)成层水平地基(刚性箱和柔性箱各一种)

(5)护岸的重力式挡土墙

(6)堤坝

(7)心墙坝

(8)砂基础上的刚性建筑物

涉及以上9种边值问题的模型试验，都是相当简单的工程问题。在土工离心机试验的基础上，提出了三类考题：

A在离心机试验前，提供试验的初始条件和边界条件，在尚无任何试验资料的情况下，进行数值计算。是一种“盲测”。

B离心试验完成以后，但不公布试验结果。但向计算者提供试验的较为详细的条件和细节。

C公布试验结果，让“考生”用自己的数值计算进行计算，比较。

考试的成绩按照ABC的次序有所提高，对于A类考题，有30多个数值计算模型参加考试。预测的地震反应加速度比较接近；计算的静孔压和沉降量与试验量测的结果比较，趋势还是相同的。但二者差别很大，多达几十倍。但是在试验后，考虑了试验中的具体条件量测方法，修正计算条件和参数，计算结果明显改善。

结论与讨论

土的力学性质是非常复杂多变的，岩土工程问题具有很强的不确定性。目前我们的理论分析、数值计算和勘探试验还远不能精确定量地描述，反映和预测它们。对此应当有清醒的认识。但是正确的理论和有效的方法应当能够揭示土受力变形的基本规律，反映岩土工程中的影响因素及影响的范围。

对于岩土工程问题，正面的纯理论和数值预测和计算，往往是很难奏效的。必须详细地了解实际的条件和过程，熟悉当地的情况，积累经验，对理论和参数进行合理修正；在工程中不断观测和积累数据，在其基础上合理选取参数，再计算和预测以后的变化，往往达到很高的精度。因而，有人提出在复杂的岩土工程中需要“理论导向，经验判断，精心观测，合理反算”。这是非常中肯和宝贵的认识。

在土力学和岩土工程中逐步引进不确定性的理论方法是一个重要的发展方向。

参考文献

①ConstitutiveRelationforSoil,Ed.Gudehus,G.,1984

②Bianchini,G.et.al,,ComplexStressPathsandValidationofConstitutiveModel,GeotechnicalTesting,Journal,1991,14(1):13-25

③Corte,J.F.Etal.,.ModelingofTheBehaviorofShallowFoundation_ACooperativeTestProgramme,Centrifuge88,Corte(Ed)1988Balkema,Rotterdam,ISBN9061118138

④盛崇文，从桩的测法谈起。地基处理，1996，7（3）

岩土论文篇(3)

由于现代化信息技术的进步发展，岩土工程勘察和工程设计也得到了进一步的提升，然而限于一些客观因素和综合条件，岩土工程勘察设计还是存在不少有待改进的地方，如勘察资料太过地质专业化，不同领域专业设计内系统联系不足，封闭独立性强，尤其是数字化地图和设计系统之间缺乏贯通。另外部分行业工程还存在设计系统软件功能不完善、勘察信息技术化程度较低，使得其综合系统空间特征分析能力和数据研究结果与市场行情不符，也落后于实际功能使用。为确保有效克服并改善这一现状，就必须要构建岩土工程勘察数字一体化系统，确保该多专业学科综合系统能够在统一框架结构和和谐工作环境中进行勘察、设计，确保其系统工程设计和具体实施的准确性和有效性能够大大提高，这也有利于提高岩土工程勘察设计工作效率和质量。一般岩土工程勘察一体化主要包括纵横向一体化和松散密切一体化，所谓的岩土工程勘察一体化，则是借助岩土工程勘察测绘技术，依据其相应工程数据库系统，利用网络通信和CAD手段通过相应计算机软件来有机集成并整合工程项目所有相关信息，并构建相应的计算机辅助信息处理程序，使得岩土工程勘察能够由原来的手工完成转变为现代化CAD技术完成，这种岩土工程勘察一体化系统能够有效进行信息化数据采集、数字化综合处理勘察资料、自动化处理图文信息，高效智能化实现工程设计，由于该信息系统能够产生极大的社会价值和应用价值，在加上其创立构建的全新数据分析流程也需要结合工程项目实际工作进行，因此岩土工程勘察系统中的地理信息系统、地质统计信息、岩土工程建模、数据库系统等等也必须要充分引进市场先进计算机体系和行业经验信息，这样才能够使得该系统在实际工作中发挥其应有的价值和功能，才能够使得其岩土工程勘察设计工作做到最佳，从而给我国社会带去更多的经济效益。

2岩土工程场地方域数字化—地理信息系统

岩土工程场地方域数字化也就是岩土工程项目地理信息系统，简称GIS，基于互联网技术的WebGIS具备分布式应用结构、广泛的访问范围、独立的平台和成本低的系统，这门系统涵盖了计算机信息科学技术、地理学等多门学科知识，主要是在计算机硬、软件和系统信息科学理论支持下，科学综合分析和规范管理空间物理力学信息的地理数据，从而为该工程项目决策规划和管理研究提供所需信息，这对各种野外场地工程勘察测量工作极为有利。虽然地理信息系统与岩土工程勘察设计一体化是不同领域，然而岩土工程力学信息里面包含了诸多地理信息，这些信息都与空间坐标相关，而后者工作必须在空间信息基础上进行设计分析、评估决策，也就是说岩土工程勘察设计需要全面地理信息的支持，而地理信息系统则就是有效采集、管理和分析各种空间信息的系统，因此将地理信息系统综合运用到岩土工程勘察设计工作中就能够充分借助GIS强大的数据采集、空间分析查询和管理效能来对岩土工程勘察设计、具体实施所需多种信息进行准确分析和高效管理，与传统勘察设计相比，地理信息技术应用优势十分明显：首先，地理信息系统采集处理数据快速且高效，其数据采集质量更高，数据来源更广；其次，岩土工程勘察设计数据内容复杂，形式多样，而地理信息数据库就能够准确描述表达空间实体，且其图形、图像和属性数据高度集成准确，从而为勘察设计信息、科学构建规范专业设计、分析评价和辅助决策模型提供了全面信息支持功能；然后，GIS中拓扑叠加、缓冲区、数字地形等空间分析功能也能够发挥其良好的分析效能；最后，GIS还具备高效的可视化操作效能，从而使得岩土工程勘察设计可视化操作平台成为可能。

3岩土工程场地物性数字化——地质统计学

所谓的地质统计学主要是基于区域化变量理论基础上发展起来的，通过变异函数来研究分析不同空间随机分布的结构性数据以及它们之间的空间格局变异状况，然后对这些数据进行专业评估分析或者模拟相关数据离散波动性，该学科包含了典统计学和空间统计学知识，主要就是针对地理地质的特征进行分析。在岩土工程勘察设计中，其勘察岩土性质与地质历史和应力等密切相关，尤其是岩土物性指标与其所处空间位置有很大联系，具备一定的空间相关性，而且这种相关性能够在土层随意两点中体现出来，且两点距离越大，其相关性会随之减少，反之则增加。一般描述岩土空间自然相关性主要借助随机场模型，利用方差折减系数来联系岩土物性中“点”与其所处空间的变异性来综合反映计算岩土物性相关距离，在分析岩土工程可靠性时就要依据该数据，这也是岩土工程可靠度研究的重要基础计算分析工作。岩土物性参数统计中，相关距离是其中重要的参数之一，一般土层剖面岩土物性完全相关距离以内，两点岩土物性完全相关，在限定相关距离意外，两点岩土物性相互独立，因此只要计算某工程特定土层岩土物性参数相关距离就能够直观了解该岩土地质物性状况，其相关距离计算方法主要有平均零跨法、相关函数法、递推平均法、回归模拟法等等，不同方法都有其相应的理论依据，其应用难易度和可靠度也都各有差异，各有其优势。

4岩土工程场地地层数字化——岩土工程建模

不同领域行业内都有其相应模型，如城市规划模型、机制模型、计算模型、演化模型等等，可以说所谓的模型就是依据数据实物、工程设计图纸与构思来按照其主要属性特性、比例和生态状况来构建相似物体图件，从而有效显示或揭示该类事物问题，而在岩土工程勘测工作中，其岩土工程地质模型就是利用工程性质将其工程岩土条件要上按照实际存在状况清晰简明表示在地图图形中，也就是能充分反映工程与地质条件相互联系依存的图示。借助该模型能够和那后拉近地质与岩土工程之间距离，有利于工程勘察设计人员深入掌握认识和准确应用岩土工程数据结果，能够使得岩土工程信息研究利用工作得到深化，使得工程岩土变形破坏等关键条件工作信息更准确，有效推动了地质工程结合后其岩土变形规律、物理效应等理论实用工作的快速进行，从而使得岩土工程信息研究工作方面得到更大的实质性进展。不同的岩土工程其构造规模、起因、形态结构都有一定差别，而这些地质构造基本都可以抽象认为是点线面体等元素的集合，所谓的点元素集合就是指测点、线元素集合就是指地质剖面线、面元素集合则是指人工填土厚面等、体元素集合就是地下岩体形状特征。不同地质对象都有一定空间位置范围，具备一定形态地质特征，且与其他地质对象有一定空间关系，因此地质对象主要特征就是空间、属性以及空间关系等特征。一般地质对象能够依据地质体形状产状来分析其表征，然后根据地质对象的年代、岩性、空隙渗透率、含水和力学等不同属性参数来分析其空间分布状况，一般岩体地质对象空间上主要表现邻接、包含相离等拓扑关系。因此构建岩土工程模型就要基于岩土工程空间特征、岩土工程属性等之间对照关系来进行，其构建模型依据就是利用人们对外界客观信息认知的精炼和图示，主要根据工程信息数据来源、质量来筛选已有资料，目前是预测某个或者多个工程地质变量的空间变化规律。岩土工程地质建模工作主要通过精确表示工程地质体外表来描述该地质对象的建模方法，也就是表面模型法。岩土工程地质建模有可视性和可修改性等特征。所谓可视性就是指对岩土工程地质模型进行可视化表述，能够利用三维景观模式、掀盖层三维景观模式、投影值线模式以及切面模式等来表达，可修改性就是指工程地质模型如果在勘探工作中获得了新的数据信息，必须要对原有地质模型进行细化，或者岩土工程项目研究人员在不断研究下对地质模型有了新的体会和领悟也需要修改模型。在应用岩土工程地质模型中，核心关键部分就是根据某组已知离散、分区数据按照相应数学逻辑关系推算其他位置点、区域数据的计算过程，也就是空间数据插值过程，其中样点范围包括局部拟合、整体拟合，空间数据插值则又趋势面法、按距离平方反比加权插值法。另外应用关键技术就是项目工程勘察参数结构设计和地层处理模拟，前者体现场地岩土物理空间拓扑关系，后者体现不同生成地层空间叠加分布。只要根据具体需求模拟研究区域某点虚拟钻孔土层状况和虚拟岩土工程剖面图和相关属性等值线，并完成所有等值线搜索即完成其相关应用。

5岩土工程数据库系统

构建全方位、多层次和多角度的岩土工程数据库系统，其勘察所获数据必须要包括以下几点信息：第一，所有建筑工程在其施工场地的地层信息，也就是地层年代、液化等级、沉积现象、特征周期以及液化指数；第二，岩土工程勘察地理范围内的所有地址勘察资料；第三，通过科学筛选、分析处理后的不同勘察点，也就是土层物理力学、地理物理力学以及环境物理力学等相关指标信息。只有基于这些信息才能构建科学、完整有效的数据库系统，其步骤如下：首先，设计数据库相关概念模型。在岩土工程勘察一体化中，数据库信息管理是其基础功能，鞥能够良好解决繁杂、多元数据库应用过程中的系列问题，因此就可以立足于数据库的良好应用上科学构建合理应用型数据库表结构，这样才能够有效获取能完整表达地层信息数据的概念数据模型。其次，构建相应数据库。岩土工程勘察数据库系统主要包括用户输入初始化数据、系统转化的中间数据以及转化后最终形成的数据。用户输入的初始化数据主要是通过观察勘察探测点所得的数据组合；中间数据则是经过系统处理转化的、与底层层面密切相关的剖面模型、等值线模型以及三维表面模型数据；而最终数据种类较多，基本都是结合用户需求转化的文档、图形等资料。

6结语

岩土论文篇(4)

岩石勘查技术是指对工程的地质条件进行整体的勘察，在勘查的过程中运用比较先进的技术，对准备使用的土地进行勘察，主要包括施工现场具备的施工条件，地质如何，土地性能怎样以及今后形成项目之后会对周围的环境和居民的生活具有什么样的影响等，保障在施工过程中不会发生重大的沉降变形事故。

2勘察工程施工前的准备工作

2．1确定勘察的目标

首先，要对现场的自然环境、地理环境以及当地具备的地质条件进行考察，对施工现场环境湿度，年平均的降水量进行取样考察。再者，对附近的岩层分布，不同岩层厚度进行分析研究。以及对现场植被分布的情况和地质条件进行综合的考察，根据以上的查询情况来判断这块区域能否满足施工所必需的地理条件。

2．2对施工场地勘探

当勘察的对象据定了之后，就要采取相关措施对确定了的现场地质进行勘察。通过采取土方、愿为测量、现场测验等步骤，依据采集信息对施工现场的环境进行分析。将数据归纳整理，为后期工作提供参考。

3岩土工程勘察中存在的问题

3．1勘察过程没有按照科学的方法勘察

勘察人员在进行勘察工作时，地质条件出现复杂情况的时候，他们不能对勘察对象进行准确的分析和试验，最终造成勘探数据不是精确无误，不能避免的存在误差，对勘察的区域不能完全的掌握相关信息，因此没有足够的地质信息保证施工安全。

3．2勘察技术人员整体素质较低

在进行岩石勘探的具体过程中不仅需要靠科技的仪器，还需要综合素质过硬的技术人员。技术工作者的专业技能对勘探数据的准确性产生较大的影响，这也决定了勘察的结果的准确性。现在我国进行勘探的技术人员明显存在专业知识掌握欠缺现象，给后期的资料分析以及整理带来不便。

4勘察技术在岩土工程施工中的运用

4．1工程地质进行测绘

对工程地质进行的测绘在勘察过程中属于最基础的一步，作用是确定场地的地形地貌以及地层中不良地质之间存在的相互作用关系。原理是采用相关的理论知识，对施工现场的施工场地进行勘测，对地质的分布规律进行分析，然后推测现场的地质。然后将勘测出来的东西展现在地形设计图纸上，编制工程地质图。作为建设项目规划、设计施工的重要参考数据。

4．2勘探与取样

看看过程中常用的方法主要有以下三种:物探、钻探、坑探等。主要被用来调查地下地质。因此，在进行勘测的过程中，要根据现场具备的条件以及地质的条件选择适合的勘测方法。物探并不是直接的进行探测，采用的间接的方法，这样比较省钱，方便，对解决勘测过程中遇到的问题是十分有利的但需及时了解地下地质情况的问题，也可以给钻探和坑探提供一定的指导。但是，它存在数据不准确，使用受地形限制的缺点。钻探和坑探都是一种直接的方法，能够直接了解地况，在勘测的时候使用频率较高。而钻探实在勘测的时候最常使用的技术选择钻探需要根据底层类型进行。

4．3原位测试技术

原位测试是指在在保证岩石具有自然条件的前提下，对岩石的力学性能进行测试的方法。此种方法与室内试验相结合，能够为岩石今后的施工过程中提供理论以及科学的信息。在使用原位测试的时候，要严格按照施工的要求进行，不能为了一时方面走捷径，严格把握工程质量。

4．4现场检验与监测

现场检验与监测是勘探工程的重要组成部分，主要在施工过程和运营期间进行。一般在高级开勘察工作阶段开始进行。其目的在于保障施工的质量以及施工的安全，提高工程所具有的经济方面的性能。进行施工主要包括两个方面的工作内容:一是对勘察结果进行审查，二是对工程的质量进行检测。通过这些数据，施工人员可以推算出工程技术的相关参数，以此作为施工设计方案及依据，优化设计方案的目的在于使其能够在技术上具有一定的操作性。这个工作一般是安排在施工的过程中进行的，但是有些工程要求比较特殊就安排此项工作在项目竣工的时候进行。

4．5促进勘查技术数字化

科学技术以及计算机技术的进行也在不断的促进着岩土工程勘察技术的发展，引进高科技仪器，应用数据库管理技术，互联网技术，利用计算机内的相关软件将于工程相关的数据信息进行统计分析、整理归纳，总结出有效信息。还可以依据数学建模，精确表现出勘察场地的工程地质表面情况。数据采集仔信息化，可以使得勘察资料进行数字化处理，将整理的设计图纸、文字等相关资料妥善的进行保存，为今后的检测提供依据，保证资料都能够追查到。

5结束语

岩土论文篇(5)

1 风险管理理论与方法    

近年来，静态与动态相结合的风险管理方法得到促进和发展，李忠等}6]考虑多种风险分析方法，把静态风险管理和动态风险管理有效结合，提出更为全面、合理并贴近大断面城市隧道工程实际的风险界定、辨识、估计、评价和控制的静动态风险管理过程架构;周宗青等}7]针对隧道塌方风险，利用模糊层次评价方法开展基于孕险环境的静态风险评估，汲取大气降水、开挖支护措施及监控量测等施工信息，进行隧道施工过程中的动态风险评估，基于动态评估结果提出了风险动态规避方法;苏洁等针对地铁隧道穿越既有桥梁安全开展风险评估及控制研究，建立包含工前检测、工前评估、工中动态控制、工后评估及恢复等四个方面的既有桥梁安全风险评估及控制体系，即识别可能存在的风险，提出地铁施工过程中既有桥梁施工中的控制指标及控制标准，利用信息化手段实现既有桥梁在全过程中的安全性几通过对施工结束后施工数据的分析，对既有桥梁结构进行必要性评估及恢复。上述文献通过动态更新地质、环境等评价指标、增加施工监控量测等施工信息实现动态风险管理，但是对于施工行为的风险评价方法涉及不多，需要开展进一步的研究。    

定性评估方法中主观因素影响太大，由于相关统计数据有限，定量评估方法发展基础明显不足，定性定量相结合的方法成为目前采用的主要风险评估方法。杜修力等将网络分析法应用到地下工程风险评估中，利用专家调查法对地下工程中出现的风险因素进行识别，运用MATLAB对各风险因素的比较判断矩阵及加权超矩阵进行分析和运算;刘保国等通过建立集德尔菲法、模糊综合评判和网络分析法于一体的模糊网络分析法，将其应用于公路山岭隧道施工风险分析，在公路山岭隧道施工全过程分析基础上，建立公路山岭隧道施工风险评价指标体系。汪涛等}川采用贝叶斯网络方法建立风险事件、风险因素之间的关系模型，结合风险贝叶斯网络评估风险事件的发生概率。

2 深长隧道施工风险分析与评估    

近年大量的高风险深长隧道工程正在或即将在地形地质条件极端复杂的岩溶地区或西部山区修建，建设过程中极易遭遇突水突泥、岩爆等重大灾害，针对隧道突水、岩爆、大变形等单个风险事件开展的研究日益增多。李术才、李利平等通过案例统计分析，遴选出突涌水的影响因子，分析了各影响因素与突涌水发生概率和发生次数之间的隶属函数或表征关系，建立岩溶隧道突涌水风险模糊层次评价模型。郝以庆、卢浩等利用概率理论对突水评价指标值的不确定性进行了表征，引入了属性测度扰动区间，推导了单指标属性测度的计算公式以及多指标综合属性测度矩阵的计算方法。董鑫、卢浩等提出基于嫡的风险评估和决策模型，综合考虑了危险性和不确定性因素;并针对隧道突水，基于断裂力学理论，推导出了裂隙压剪破坏与裂隙拉剪破坏的临界水压力值，分析了各影响因素对临界水压力的影响。吴世勇等通过微震实时监测和数值分析等手段，开展TBM施工速度、导洞施工等TBM开挖方案对岩爆风险的影响研究。肖亚勋，冯夏庭等在锦屏II水电站3#引水隧洞极强岩爆段实施了”先半导洞+TBM联合掘进”实验，结合微震实时监测信息对TBM半导洞掘进的岩爆风险开展了研究。温森等针对洞室变形引起的双护盾TBM施工事故开展风险分析，根据后果等级结合发生的概率提出TBM施工变形风险评价矩阵。    

深长隧道中地质因素不确定性大，影响机理复杂，目前风险评估主要侧重于研究地质、施工等因素与风险事件的相关关系，建立初步的风险评价模型，对于多种因素综合影响风险的机理和综合评估模型，还需要进一步的研究。

3 城市地下空间施工风险分析与评估    

随着我国地铁、城市地下空间建设蓬勃发展，围绕深基坑、盾构隧道、过江隧道、地铁穿越建筑物等工程施工开展了风险分析。张驰针对基于模糊数学理论深基坑施工对周边环境影响开展风险分析与评估，提出了风险损失评价指标、风险等级划分以及风险损失计算公式。郑刚等开展盾构机掘进参数对地表沉降影响敏感度的风险分析，分析盾构掘进参数与掘进速度的关系，分析对周围地层沉降的影响规律，以盾构掘进过程中的关键掘进参数为底事件建立风险故障树并进行定量的风险评估。吴世明对泥水盾构穿越堤防的风险源进行系统分析，阐述风险产生的原因、造成的危害及规避和处理措施，并结合杭州庆春路过江隧道泥水盾构穿越钱塘江南岸大堤的工程实例，验证所述风险控制措施的合理性及可行性。王浩开展浅埋大跨隧道下穿建筑物群的施工期安全风险管理，采用数值模拟方法，对施工开挖、支护进行精细化模拟，得出关键施工步序的变形量几结合类似工程经验和规范，制定安全监测的控制标准，以指导监测和施工。石钮锋针对超浅覆大断面暗挖隧道下穿富水河道施工开展风险分析及控制研究，在对可能采用的预加固手段及开挖方案进行初步比选后，采用三维数值模拟手段进一步量化比选。张永刚等针对渤海湾海底隧道工程开展施工风险评估与控制分析，考虑超前地质预报风险、施工工序风险、支护施工风险、防排水风险、超欠挖风险、海域段隧道施工风险、施工对环境影响、洞内环境对人员健康及施工影响8种类型。    

相比深长隧道，城市地铁、地下空间地质环境信息更加完备，目前研究主要侧重于施工因素对于风险事件的影响，为施工动态风险评估和控制提供了依据。

4 盐岩地下储备库施工风险分析与评估    

随着我国对能源储存库的需求增大，盐岩地下储备库风险分析也逐渐展开。井文君，杨春和}29-31 ]基于国外盐岩地下油气储备库曾发生过的重大事故的统计资料，采用风险矩阵法、故障树、专家调查法对盐岩储备库在建设和运营过程中的存在的重大风险进行了评价，并利用可靠度分析法计算各参数为正态随机分布时腔体收缩各级风险的发生概率，分析地应力与腔体内压差值与各级风险发生概率之间的变化规律。张宁建立地表沉降、盐岩片帮风险功能函数表达式，最后采用基于随机变量的蒙特卡洛方法、可靠度理论计算获得盐腔体积收缩引起的地表沉降风险、储气库片帮风险失效概率。在力学机理分析和计算的基础上建立风险功能函数，进而利用可靠度理论可实现定量风险评价，然而风险评价指标概率分布的确定比较困难，需要相关的数据统计样本的支撑。

岩土论文篇(6)

岩土工程勘察外业的重要性主要由其为整个岩土工程做出的贡献来决定，因此本文将首先对岩土工程勘察外业的不同时期工作内容以及其对整个工程的影响进行探讨。

2．勘察前期作业重要性

岩土工程勘察外业可以看做是整个岩土工程的前期活动，而岩土工程勘察外业也有自己的前期准备工作，即在勘察前期对整个勘查工作的系统化构思与状况了解。就工作性质而言，作为一名合格的岩石工程勘察人员，在分析岩石工程的过程中不能局限于基础工作的记录，必须通过详细的现场分析实际勘测，找到地质中存在的不良现象以及可能存在的安全隐患，并结合工程的实际需求评估工程实施的可行性，并走访当地的居民，根据当地的建筑结构类型分析当地需要采用的地基建造类型。通过对已有的建筑绘制结构图纸，并将房屋结构以及地下水利用状况进行分析，确定工程的便利性及安全性。在进行勘察前期工作时必须注意对基本资料的收集，不能忽视任何细节。通过收集的信息结合计算机仿真技术进行当地地质情况以及建筑结构的模拟，以此为岩石工程勘察外业工作提供有力的数据支持，提高工作准确率。勘察前期的工作不仅能够为后期工作提供资料支持，还能够为扦插工作提供布置工作的依据，一般进行完勘察前期的相关工作后即可进行勘查工作任务的布置和安排，使得勘察工作有条不紊的进行。勘察前期的重要性主要体现在为整个岩石工程的提供了有力的基础支持，由于房屋建筑中的地基一样。通过勘察前期工作不仅为勘查工作做好铺垫，也能够初步判断岩土工程的效益及可行性，形成岩土工程的初步概念。如缺少了勘察前期工作不仅勘查工作的进展受到影响，还会导致岩土工程在施工过程中可能由于基础条件不足造成重大的损失。

3．勘探与取样的重要性

3．1勘探

勘探是对物探、钻探以及坑探等各种勘探方法的总称。从其作用上来看，勘探主要是确定勘探处的地质情况，并结合取样过程对相关因素进行测试分析。物探是一种基本的间接勘探技术，其最大的特点是操作过程简便，浪费较少，方式经济，并能够迅速得出勘探结果，在实际使用过程中常结合测绘技术综合考量。通过物探能够为岩土工程提供初步的实测数据。另外物探还能作为坑探以及钻探的先行工程，辅助坑探以及钻探的有效展开。钻探以及坑探是勘探工程的主要组成部分，也是应用比较直接的勘探方式。通过钻探以及坑探能够准确掌握地质情况，并未后期工作的展开提供有力的支持。从周期上来说，钻探以及坑探由于工作的严谨性以及全面性，在准备以及工作内容上更为周到，因此相比于物探而言周期更长。实际勘探中钻探以及坑探是必不可少的，尤其钻探工作的应用最为广泛。对勘探方法的选择主要结合当地的地层类别以及勘探要求选择最佳的方法，当勘探情况不明时最好采用坑探。勘探能够准确掌握岩土工程的地质情况，为工程提供有效的决策依据，促进工期的顺利展开。

3．2取样

取样是利用科学的抽样方法，在岩土工程的工作范围内选取合适的样品进行地质情况考察。取样数目一般不少于六组。实际测量过程心中一些工作人员只注重样品数量的选择从而忽视样品的随机性。实际勘测过程中需要选取具有代表性的样品，确保勘测结果的可靠性。选取样品时一定要注意样品间的间距，避免出现在同一区域取样造成实测数据比较片面的状况。取样是对勘测结果量化的重要步骤，实际勘测过程中只有做到科学取样才能够得到准确的数据。

4．原位测试的重要性

原位测试是勘测中的重要组成部分，随一些特殊样品如粘性土壤等就可以利用原装图样进行室内试验，取样过程中样品不会因为受到外力的作用而发生变形，保持其原有的特性。另外一些土壤由于粘性不够在取样过程中会发生变形，因此在进行密实度、强度、压缩性等性能测试的过程中只能通过原位测试的方法进行。对地质情况的勘测必须还原其真实特性，因此在进行相关参数的测量时最好能够让样品最接近于其原始形态。原位测试即能够通过相关手段还原样品的真实性，降低外界因素对测量结果的影响。目前最常用的原位测试方法主要有圆锥动力触探试验和波速测试。圆锥动力触探试验主要是利用锤击圆锥头进入岩土中的原理，根据灌入土中的难易程度判断土质的一种现场实测方法。通过圆锥动力触探试验能够对地质分层进行有效辨别，明确土质的物理特性以及化学特性。波速测试主要是利用相关仪器发出的脉冲波对地质情况进行探究的一种勘测方法，这种方法的准确度高，能够对地质情况进行准确量化，但需要借助相关仪器。原位测试能够准确反映岩土工程的施工效果，通过前期数据测量为后期的方案制定以及计划展开提供有力的基础支持，提高方案的可行性和经济效益。

5．现场监测

岩土论文篇(7)

当前有关采空区的地表破坏形式主要有三种，分别是塌陷和裂缝以及连续变形。而造成地表变形的原因有很多种，涉及到煤矿资源的开采方法和回采率以及煤层厚度埋深及地质构造、地下水以及岩层性质多因素。其中开采方法是最为重要的因素。比如如果开采深度和采厚的比值小于30，或者采空区域有大的断裂构造时，就容易造成地表破坏问题的出现。如果采用浅部开采模式，垮落带或者是破裂带就会直接到达地表，并且让地表产生塌陷。此时地表破坏形式多为塌陷坑，这时候就容易使得杆塔出现不均匀沉降最终造成杆塔倾倒。

2采空区岩土勘测方法分析

2.1采空区勘测的重点内容

采空区岩土勘测内容主要包括下面几个部分：(1)勘测矿层的分布和层数以及厚度等参数，并且对矿层的埋深特点和覆盖岩层的岩性及地质构造进行勘测。(2)分析矿层开采范围和深度以及厚度、时间以及顶板管理、空隙和积水等诸多元素。(3)全面了解地表变形特征分布情况，主要包括地表陷坑和台阶以及裂缝的位置和大小等诸多参考量，并且对开采边界和工作面推进方向进行分析。(4)分析地表移动盆地特征和划分中间区以及内外边缘区域，并进一步确认地表移动变形主要参数。(5)分析采空区附近的水资源的使用情况。

2.2设计阶段的勘测措施

为了有效提升设计的科学性和可实施性，需要对施工地段进行全面的勘测和考察，对采空区地表破坏形式进行分析，同时对电力工程涉及到采空区地段范围进行勘测，并设计符合这个地段的线路施工方案。在勘测任务下达之后，地质人员要和电力工程人员进行配合，遵循线和位的有效结合为基本原则，优先实施规避采空区的施工方案，特别是可能存在滑坡以及地陷地段要规避建筑施工。如果线路无法规避采空区，那么要对采空区相关资料进行全面勘测，然后选择通过采空区的最短路径。设计阶段的勘测任务主要包括以下方面：首先要对煤矿区井田分布现状，煤矿分布图进行勘测分析。然后要对煤层埋深及厚度进行勘测。接着是对各煤矿的开采方法和开采规划资料进行收集整理。重点了解老采空区主要范围和填充状况及相应的密实度，并分析该区域的上覆岩层的稳定性。而对于未来或者现在正出现的采空区，可以基于针对老采空区的勘测数据进行分析验算，从而预算未来和现在采空区的地表变形特征值，然后再结合《岩土工程勘察规范》的有关内容对电力工程的线路施工和杆塔建设进行规划，规避可能存在的采空区地表变形风险。对于老采空区和小窑采空区等区域，采用地质勘测方式不能够分析这些区域的特征时，还可以进行适当的物理钻探方式进行勘测，从而保障勘测的准确性。

2.3施工阶段的勘测措施

(1)注重上下结合的勘测方式。在电力工程施工时，需要将线路工程涉及到的地质条件和采空区的稳定性进行综合考量，特别是在采空区确立杆塔位置时，需要遵循下面的原则：①该区域地形平坦开阔；②地质构造相对简单且采空区上覆岩层厚度大，且硬度高，地表没有变形；③矿层较薄，且采空厚度薄，矿层埋深深度高。④矿区上存在的安全地段，比如主副巷道区域和通风井区域等。这些区域相对稳定，能够为杆塔提供良好支撑。如果没有准确的判断经验，则可以分析矿层深厚之比来进行确定。如果采深和采厚之比大于某一个数值，那么采空区地表变形程度就会较低，可以在此地段进行建设。采空区深厚比施工原则，当深厚比值区间在0～40时，不可以进行任何等级的电路施工；当深厚比值区间在40～100时，可以建立35kV以下的送电线路；当深厚比值区间在100～200可以建立110kV到220kV之间的送电线路，在200以上时，可以建设不同电压等级的送电线路。

(2)岩土勘测时紧密结合杆塔设计。在定位杆塔时若发现在构建杆塔时出现岩土工程稳定性需求和采空区地面稳定性相差很大时，为了保障杆塔地基的稳定性，应该针对这个采空区的地质结构进行一定的处理，从而让其稳定性能够满足实际需求，具体处理方法如下：①为了规避临空面问题，需要降低开放量，并采用高低腿基建模型，且进行浅埋操作。②对于已经勘测有裂缝或者塌陷的采空区，可以通过回填或者压力灌浆法进行重新加固，从而提升采空区地表的稳定性。③对于可能会影响塔基稳定性的矿洞或者巷道可以进行锚喷处理，或者架设顶板支护。④如果塔基部位可能会存在沉降，那么需要在四个塔基地基下设置整块混凝土结构进行固定，从而提升塔基稳定性，与此同时也可以采用桩基建设方法来进行建设，这样也能够提升塔基基础稳定性。

(3)完善质量监督管理体系构建。在施工阶段，要让勘测设计和施工单位以及监理单位和运行单位紧密结合起来，对施工环节进行全面的质量监管。而且这几个部门之间要相互配合才能够有效提升施工质量。特别是电力工程建设设计单位需要综合考量采空区具体情况进行精确设计，施工单位要按照标准规范进行施工，监理单位要对施工方和设计图纸的正确性进行监督，只有做到这三位一体的质量体系的构建和完善才能够有效提升电力工程建设质量。

3结语