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[关键词]土木工程 教学内容 教学模式
[中图分类号] TU7-4 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2014)14-0079-03
我国土木工程建设有着飞快的进步,房地产产业和住宅的大发展、高速公路和高速铁路网的迅猛兴起,增强了我国的综合实力。城市建设中的基坑开挖不仅越来越深,而且开挖对周围环境的影响越发敏感;全国30多座城市已建或在建地铁,大冶露天铁矿开采的边坡高度达到800多米,海底隧道、煤矿开采的深度最深达到1000多米。同时,近些年我国工程建设中事故频发,如杭州风情大道地铁基坑倒塌事故、上海莲花河畔景苑7#楼倾倒事故、青岛输油管道爆炸事件。因此,我国对工程建设场地选址及场地内地质条件要求越来越高,水文与工程地质工作是土木工程建设重要的、不可缺少的基础工作。
1998年教育部颁布《普通高等学校本科专业目录》,将原来的结构、桥梁、道路、岩土、矿井建设、城镇建设等8个专业合并为土木工程专业,成为一个宽口径的大专业土木工程,具有内涵广泛、支系众多、科目复杂的特点,涵盖领域极为广泛,对学科全貌充分认识与把握,以期培养出的学生“理论基础扎实,专业知识面广,实践能力强,综合素质高,并有较强的科技运用、推广、转换能力”。[1] [2]土木工程概论课程涵盖工业与民用建筑、交通土建、地下工程、岩土工程、市政工程、水利水电工程及国防工程等广泛领域。[3] [4] [5]通过对土木工程概论课程的学习,对刚进入大学的水文与工程地质专业学生以后从事土木工程相关的勘察、设计、施工、监理、管理等领域从事技术或管理工作有个较为全面的认识。
一、水文与地质专业对土木工程的重要性
资源开发和基础建设在国民经济中有着十分重要的意义。道路桥梁建设、煤矿资源调查等项目开展初期和建设过程中都必须对工程地质自然灾害、水文与工程地质条件、不良地质现象及工程对周围环境的影响进行评价和调查。资源开发利用、基础设施建设造成的水文与工程地质条件的恶化,对人类的生产和生活造成极大的影响,如采矿导致的地面沉降、人工开挖对边坡稳定性的影响、尾矿库对地下水的污染、水库蓄水诱发区域性地震,特别是近年来由于经济发展导致的全国大范围的雾霾天气。故此在各类地质环境评价、资源开发利用以及地基基础工程建设等过程中,不仅需要从业人员懂得水文与工程地质专业知识,而且会科学管理各种工程。但从现实情况来看,高级应用型技术人才普遍不足。
水文与工程地质的毕业生,既有厚实的专业理论基础、宽广的专业知识,又有较强的实践技能,可在大型工矿企业、城市、城镇从事给排水、地下水及区域环境评价等方面从事水文地质调查工作,也可在有关部门从事飞机场、港口、海岸带海洋环境、铁路、公路、隧道、水库等土木工程方面的工程地质勘查工作。
二、土木工程概论课程的特点
(一)涵盖内容全面
本课程包括材料力学和结构概念、建筑工程类型及施工工艺、飞机场工程的选址及建设、地下工程类型及施工工艺、桥梁工程的类型及施工工艺、道路工程的选线及种类、铁路工程、海口工程、给排水工程、海洋工程、土木工程中的灾害等内容,其中不仅涉及材料力学、结构力学、土力学、钢筋混凝土结构等力学内容,还涉及规划、施工及监理方面的内容,因此学好这门课程,对于刚跨进高等学校大门的水文与工程地质专业的学生而言,理解本专业的培养目标意义重大。
(二)发展变化快
土木工程虽然是一门古老的学科,但其领域随相关学科的发展、经济建设和社会进步的需要而不断深化、不断拓展。
(三)应用性广
随着城市化的发展,我国对能源需求越来越大,高层及超高层建筑越来越多,建筑基础形式多以桩基础等深基础为主,这不仅要求水文与工程地质专业毕业生掌握扎实的专业基础知识,同时又为毕业生就业提供了更多的机会。
三、土木工程概论课程存在的不足
(一)教材内容的滞后
土木工程建设种类、规模发展日新月异,由于时效性,教材不可能及时反映土木工程的变化,已淘汰的施工工艺技术甚至还有可能在现有的教材中出现。
(二)课堂教学方式不丰富
土木工程概论课程涉及的工程种类多、工程性很强。现代多媒体的运用相较于传统的黑板教学而言,能够大大提高教学效率,在很短的时间内扩大了学生的知识面。涉及高层建筑、桥梁、隧道等工程的施工工艺的流程、各种施工机械的操作过程,学生如不到工地现场则不能很好地掌握关键施工技术,这就导致教学效果不理想,学生对知识的掌握不牢靠。
(三)教学素材收集难
由于土木工程涉及交通、土建、港口、海洋等方面,其覆盖面相当广泛,要收集各种工程的典型性素材有相当的难度。
四、土木工程概论课程教学改革
(一)精选教学内容
土木工程概论课程的教学目标是开拓学生土木工程的视野、培养学生土木工程的意识、激发学生持久的学习动力。因此在讲课时可选择生动宏伟的建设场景和案例,如上海中心基坑施工、广州东塔基坑施工、三峡大坝工程、港珠澳大桥建设及世界各地的海底隧道工程等,以此来让学生建立土木工程的整体和发展思维,从而提高他们学习后续课程的兴趣和质量。同时,在教学中将学生带到实际工程现场,进行现场教学,让学生提前接触生产实际,掌握一些现场施工的知识,为他们走向工作岗位奠定坚实基础。
(二)采用形式多样的教学方法
为激发学生学习兴趣、提高课堂效率,各种如桥梁类型、隧道类型、飞机场形式等可以用静态多媒体直观、形象地展现出来,以此提高学生对工程的直观认识,加深学生的理论知识,以较少的教学时间收到很好的教学效果。土木工程概论内容丰富多彩,为避免课程内容变得枯燥无味,教师在课堂教学中不应仅仅以静态图片的形式向学生讲解土木工程的有关概念、理论,这样易让学生产生厌学情绪。课间播放一些隧道施工、深基坑维护施工的教学短片,如人工挖孔桩、港珠澳大桥施工录像、广州东塔的施工动画、管桩打入施工过程、双排桩施工过程、锚杆支护施工过程、越江隧道施工动画、边坡加固施工过程。通过教学录像的播放,让学生掌握各种土木工程的施工方法。
(三)穿插专题讲座
为了让学生了解土木工程的最新发展状况,针对新近的一些深大基坑工程、桥梁工程及土木工程方面的试验平台做专题讲座,如上海莲花河畔景苑7#楼倾倒事故分析、上海中心深基坑支护工程、港珠澳大桥施工、国内外离心机试验、动态空心圆柱剪切试验等。随着城镇化的进展,近年来淮南新建了一批深基坑工程、桥梁工程、隧道工程。在教学过程中,邀请现场技术人员到课堂上来给学生做讲座,如进行过“搅拌桩维护施工”、“地下连续墙施工”、“拉森板桩维护施工”、“地下空间施工”、“打入桩施工”等专题讲座。专题讲座不仅充实了教学内容、开拓了学生的知识面,而且能引导学生从事土木工程的就业方向。
(四)知名人物及实验平台介绍
为增加水文与工程地质专业学生对国内外高校土木工程专业的认识及针对部分学生今后考研的情况,教师在讲解到各种土木工程时,可穿插些相关的历史人物、当代知名学者及国内的一些重点实验室的介绍。如讲到桥梁工程时,可讲一讲茅以升事迹、卢沟桥事件、国内外知名高校桥梁工程专业的知名学者及同济大学的桥梁结构抗风技术交通行业重点实验室;讲到地下工程时,可介绍同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室的离心机试验机、动态空心圆柱剪切仪;讲到铁路工程时,可介绍一下中国首位铁路工程师詹天佑、同济大学的道路与交通工程教育部重点实验室;讲建筑工程时,可说一说建筑大师贝聿铭的杰出成就等;讲到土木工程灾害时,可介绍同济大学的土木工程防灾国家重点实验室。
(五)新近知名土木工程建筑介绍
国内外的知名建筑发展日新月异,现有的教材很难跟上其发展变化。因此,在讲授土木工程概论时,应介绍国内外最新的土木工程建设进展,以增加本课程的时效性,从而激发学生的学习热情。讲土木工程材料时,可穿插装修材料的最新发展状况;讲高层建筑时,可介绍国内正在建设的摩天大厦,如上海中心大厦;讲桥梁工程时,可穿插东海大桥、杭州湾大桥的建设情况;讲高铁建设工程时,可结合京福高铁来讲;讲水利工程时,可以介绍一下我国西南地区正在建设的水电站,如向家坝水电站、白鹤滩水电站以及金沙江、雅砻江、大渡河等“三江”水电基地。通过讲解一些知名重大工程建设的情况,可以拉近水文与工程地质专业学生与土木工程之间的距离,以此激发学生学习本门课程的兴趣。
(六)授课教师的优选与培养
土木工程概论涉及现有的各种工程,要求授课教师不仅要具有宽广的知识面,而且要有丰富的实践经验,为此要选具有丰富科研经历的教师授课本门课程。近年来,由于高等学校招生规模的扩大和高校教师数量的不足,尤其是有一批青年教师缺乏实践经验,致使土木工程概论的教学存在一些问题。因此,不仅要求有经验的教师对年轻教师进行传、帮、带,鼓励年轻教师参与相关研究课题中,而且为了掌握土木工程的最新进展,年轻教师要经常参加国内外的相关学术会议,在寒暑假期间,尽量去工地实习、锻炼,掌握现场施工的细节,不断更新土木工程概论的教学内容。
五、结论
土木工程概论课程教学改革可起到几点作用:1.提高学生学习土木工程概论课程的兴趣、效率,激发了水文与工程地质专业学生将来从事土木工程建设的热情。2.使学生更深刻地认识到土木工程概论课程的重要性,加深理解水文工程地质对各类工程的影响,以及各类工程与水文工程地质间的相互作用与关系。3.提高了学生在土木工程建设中,保护水文与工程地质环境的自觉性,能够让学生认识并分析不良水文与工程地质条件,并能针对具体问题提出处理措施。
[ 注 释 ]
[1] 傅光耀.关于土木工程专业建筑工程方向教学改革的探讨[J].高等建筑教育,2001(1):25-26.
[2] 王清标,初明祥,胡永强.大土木背景下《土木工程概论》教学模式创新研究[J].当代教育理论与实践,2012(4):75-77.
[3] 王琰,周戒.对现代土木工程专业教育的几点探讨[J].高等建筑教育,2003(3):12-14.
【关键词】工程地质勘察;岩土;水文地质
前言
在工程地质勘察中我们应对水文地质问题高度重视,在进行岩土工程的勘察、设计和施工的过程中,我们均要考虑水文地质的重要作用,避免水文地质对岩土工程产生不良的影响。随着我们对工程地质勘察质量的要求不断提高,岩土的水理性质在工程地质勘察中必然扮演着重要的角色。岩土水理性质勘察工作的高效完成,必然会提高工程地质勘察的质量,具有非常重要的现实意义。
一、水文地质评价内容分析研究
调查以往的工程地质勘察报告发现,由于很多土木工程在进行设计和施工时没有考虑到水文地质的影响,进而导致很多例因水文地质影响而造成建筑工程的建筑物开裂以及基础下沉等工程事故的发生。因此,为了保障人员和财物的安全,在进行工程地质勘察时应充分考虑水文地质的影响。
1、在进行工程地质勘察时应对勘察范围内地下水的天然状态和天然条件下的影响有详细的了解,进而预测地下水在人为工程施工中的具体变化情况以及地下水对建筑物和岩土体的作用效应。
2、在调查水文地质时应根据实际建筑工程的需要,能够根据实际情况提供相关水文地质的详细资料。
3、从工程角度分析地下水对岩土工程的反作用,并能够根据实际的工程情况对地下水提出不同的评价标准:①对于在岩土工程地基施工范围内的土质存在饱和、松散的粉土、粉细砂的情况,应考虑到可能产生管涌、流砂、潜蚀以及地震液化等情况;②对建筑场地的承载部位地质选用膨胀土、残积土、强风化岩以及软质岩石等岩土体的情况,应预测上述岩土体由于地下水活动可能发生胀缩、崩解以及软化等现象。
二、岩土的水理性质问题分析研究
岩土的工程地质性质不仅包括岩土的物理性质,也包括岩土的水理性质。岩土的水理性质是值得我们在工程地质勘察过程中应考虑的一个重要因素,因为其不仅能够影响岩土的强度性能和塑性性能,有些特殊的性质还能够直接对岩土工程的稳定性产生影响。
1、地下水储存形式。依据地下水岩土中的储存形式,地下水可以分为以下三种:重力水、毛细管水以及结合水,其中,以结合水形式存在的地下水又可分为弱结合水和强结合水。
2、地下水对岩土水理性质的影响。一是胀缩性。岩土在失去地下水后体积变小、吸取地下水后体积变大的特性即为岩土的胀缩性。岩土的胀缩性能够直接影响土坡表层稳定性以及地基的变形情况,岩土工程产生裂缝、基坑隆起等的现象大多是由岩土的胀缩性所引起的。二是给水性。饱水岩土在受到重力的作用时,能够从岩土孔隙中流出一定的水量即为岩土的给水性,可以用给水度表示。给水度不仅会影响工程施工区域疏干的时间,也是地下含水层重要的水文地质参数之一,其测定方法一般采用实验室方法。三是崩解性。由于岩土的土粒不断被破坏和削弱,岩土在受到水浸后会发生土体解体和崩散的性质即为岩土的崩解行。岩土的结构、矿物成分以及颗粒大小等都会影响岩土的崩解性。其中不同的岩土具有不同的崩解形式,主要成分为石英的岩土多以裂开状形式崩解,而主要成分为高岭土、水云母以及蒙脱石的岩土在崩解时多呈散开的方式。四是透水性。岩土透水为岩土容许水在受到重力作用时透过岩土的性质。一般坚硬岩石的岩溶或者裂隙发育现象越严重,岩土的透水能力就越强;松散岩土的颗粒越不均匀、越细,则岩土的透水能力就越弱。一般可以用渗透系数表示岩土的透水性,我们可以通过压水试验、渗水试验以及抽水试验等求取岩土的渗透系数。五是软化性。岩土在受到水浸后其力学性能降低的性质即为岩土的软化性,可以用软化系数来表示。岩土软化性是影响岩石耐水浸能力以及耐风化重要因子。软化是岩土的一种特性,普遍存在于各类成因的泥质砂岩、页岩、泥岩以及粘性土层等。
三、地下水对岩土工程的影响问题分析研究
当岩土工程区域的地下水发生升降变化时容易对岩土工程产生影响。自然环境或者人为因素均有可能引起地下水水位的变化,当地下水位的变化超过一定的极限时就会对岩土工程产生不良的影响。
1、水位上升对岩土工程的影响。引起地下水水位上升现象的因素多种多样。其中地质因素如总体岩性产状以及含水层结构等是其中重要的一个因素;气象因素如气温、降雨量等也会影响地下水的水位;人为因素如工程施工、灌溉等也会对地下水位造成影响。地处我国某地的公路是一条交通主干道,建于20世纪末,日通车量高达8000~9000辆。该交通要道的某段坡体在 2008 年 2 月 3 日左右由于斜坡失稳出现七条较大的裂缝,又发生滑坡的潜在隐患。相关的工作人员经现场勘察得知,平面上观察滑坡周围区域呈现簸箕形状。滑坡的边缘部分标高为 184m,此处在滑坡前的标高为 124~134m;滑坡的两侧大约以山脊向山谷过渡部分为界,海拔高程为124~184m,地形坡度为14~34°,公路下部的切坡段为55~65°。此地的排水系统由于年久失修已经不能正常使用;在这段公路的局部坡上发现“马刀树”,相关人员猜测滑坡体可能有滑移现象,目前此地段处于蠕滑的状态。在 2008 年冬季这部分地区出现大雪,积雪存在的时间较长,部分融化的雪水渗入公路的坡体并反复胀冻,降低了岩土体的强度,最终导致公路在此段出现七条裂缝,裂缝断续出现,裂缝的方向大致与公路方向平行,其中裂缝宽约0.3~1.4m,长约5~21m,深约0.6~3.4m。滑坡的宽度宽约为120m,最大斜长部分约长128m;滑坡体主要成分为全风化熔结凝灰岩、粉质粘土以及含碎石粉质粘土等。工作人员在调查中发现,在此段坡体发生滑坡前在其边缘处并没有发现基岩内有泉水渗透,经综合调查取样后确定,该路段的滑坡为中型浅层滑坡。目前坡体滑坡现象还不明显,有较大的剩余推力,处于临界稳定的状态,在遭到强降雨或连续降雨的侵袭时非常容易滑动。坡体滑坡的主滑方向225~245°,因为地处交通主干道,所以对人员和财物的潜在危害较大,需要对此段坡体滑坡进行治理才能继续投入使用。最终确定的治理方案为坡上排水、格构梁护坡以及放坡等措施对其进行综合治理,竣工后能够满足安全要求。
2、水位下降对岩土工程的影响。一般引起地下水位的降低的因素多是人为因素,其中人为因素包括上游修建水库、筑坝等阻断了下游地下水的补给水源、采矿活动中的矿床疏干以及对某地地下水大量集中的抽取等,这些都会引起地下水水位的下降[6]。地下水水位下降会引起严重的后果,如地面塌陷、地面沉降、诱发地裂等地质灾害,也会造成水质恶化、地下水源枯竭等一系列问题,会严重危害岩土工程的稳定性以及人员和财物的安全等。
四、结语
水文地质问题是进行工程地质勘察和设计以及具体的施工过程中的一个具有实际意义的问题,其与工程地质的关系相当密切。在某些地区水文地质情况相当的复杂,若是在工程地质勘察中工作人员没能够详细了解水文地质情况,在对工程进行设计时又自动忽略了水文地质问题对于工程的影响,极易导致由地下水引发的各种土木工程灾害的发生。为了保证工程地质勘察的质量,我们有必要足够重视水文地质问题。
参考文献:
[1]陈国明.浅谈地下水危害及工程勘察水文地质评价[J].西部探矿工程,2009
[2]郭永海,王 驹.高放废物地质处置中的地质,水文地质,地球化学关键科学问题[J].岩石力学与工程学报,2009
关键词:探地雷达;工程勘察;应用研究
中图分类号:TN95文献标识码: A
一、探地雷达概述
探地雷达是一种利用地下介质电性差异特性来探测目标体的方法,应用探地雷达探测的特点是快速、连续、无损,其探测结果通常都是以成像方式显示,对于简单条件下的异常体探测工作,探地雷达资料的定性解释较为直观,复杂地质条件下的探测工作,探地雷达资料的定性解释和定量解释仍具有一定的难度。在浅部地层探测中的探地雷达一般都属于超宽带雷达,具有丰富的高频成分,和其他物探方法相比,具有分辨率较高、定向性好等优点,因此应用于浅部规模小的目标体效果比较显著。近年来随着工程建设的快速发展,探地雷达技术在公路检测、隧道衬砌检测、地下金属物体探测、地质灾害探测、地质调查、考古等方面有着广泛的应用。
二、工作原理与方法
1.探地雷达的工作原理
发射天线T以脉冲形式向地下发射电磁波,当遇到有电性差异的介质时,电磁波在分界面处发生反射,返回地面后被接收天线R接收,并由采集系统以数字形式记录下来,通过软件进行显示处理,可以分析地下界面反射回来电磁波的时间、频率、振幅、相位等特性,推断地下目标体的空间位置、形态等。目标体的顶界面深度由公式1确定:
h=(t2v2-x2)1/2/2
式中:t为电磁波的传播时间,v为电磁波的传播速度,x为发射天线和接收天线之间的距离。实际工作中,对于如混凝土一类的均质体,电磁波传播速度比较容易确定,但是大多数情况下地层结构都是比较复杂的综合体,电磁波的传播速度不易准确确定,采用一些根据经验给定的电磁波介电常数也往往不可靠,电磁波速度选取的不准确必然会对探测结果的准确性带来影响。
对于浅部探测工作,通常使用1GHz、900MHz、500MHz的高频天线,天线的体积相对较小,发射天线和接收天线往往集成在一个天线盒中,可以连续地进行探测工作,水平桩号的控制由仪器所带的转轮自动控制,或者在探测过程中根据米尺由手动标记控制。
2.目标体的深度与介质对电磁波的吸收作用
进行地下目标体的检测时,探地雷达并不是万能的,有的对目标的检测体并没有效果,出现这种现象的原因是进行电磁波发射的过程中,通过目标体反射回地面,其中的能量会被大大的减弱。进行探测的过程中,如果介质的削减系数是一定的,目标在地下越深,波就会被强烈的衰减,另外,进行探测的过程中,介质系数的不断衰减,电磁波的能量也会不断的衰减。试验表明,不同地质介质的衰减系数差异较大,因此,随着目标体埋深和周围介质对电磁波吸收作用的变化,表面上所接收到的反射波的强度也会发生改变。如果反射波的强度小于千扰背景时,要想在雷达记录剖面上识别来自目标体的有效反射将是不可能的,在此条件下,地质雷达就难以作为可行的探测方法。
3.目标体的几何形态及规模
进行探测的过程中,雷达系统的分辨率跟目标体的规模和目标体之间的组合关系有关,而雷达的理论分辨率跟脉冲子波的频带宽度和天线中心的频率关系很大,因此进行探地雷达探测的过程中,为了保证探测的效果,要不断提高雷达的理论分辨率。
4.干扰波的类型、强度及特点
在接收目标体的有效反射回波时,不可避免地还会收到各种各样的干扰波。无论是规则干扰波还是不规则干扰波,对于在雷达剖面上识别有效波都是不利的。为了改善记录质量,必须研究干扰波的类型及特点,采取措施提高信噪比。研究表明:当记录信噪比在1.5一2范围时,才能可靠地识别有效波。进行探测时,探测的环境和温度也是非常重要的。
三、探地雷达在我国的具体应用
1.在土木工程检测中的应用
国内GPR 技术在土木工程检测领域的应用研究主要以实际工程探测为主,且应用也多集中在隧道衬砌及道路路面检测。利用探地雷达方法和其它方法对公路隧道衬砌混凝土进行了检测,通过对比认为探地雷达检测隧道工程质量需要进一步研究。进行地铁通道脱空的研究中,并通过室内模型试验查明了空洞的位置,但对空洞的具体形状却无法定量分析。探地雷达对隧道衬砌混凝土厚度的探测,通过实际工程例证,表明探地雷达检测混凝土厚度的可靠性。探地雷达检测混凝土质量,主要分析混凝土的压实度、脱空及厚度等。此外探地雷达技术目前在土木工程无损检测的应用报道还包括工程地质勘查,桥梁工程桩基检测,大体积混凝土质量检测,隧道掌子面前方地质情况预报,市政管线及其隐蔽工程探测等。
2.探地雷达数据采集
探地雷达在采集数据的过程中会受到各种随机噪声和外界因素干扰,且介质对电磁波具有不同程度的吸收和散射,因此有必要对采集的原始数据进行一系列的处理。数据处理的目的就是压制干扰,提高分辨率,突出目标信号。数据处理主要有滤波和增益,滤波可以滤掉信号中的低频振荡或高频噪声等成分; 增益可以使雷达波的信号得到恢复或还原,能够增强有效信息。探地雷达采集的数据是随时间变化的,最终的成果图需通过速度转换成深度剖面,速度的求取可根据经验值或现场测定。
3.探地雷达在金属物体工程探测中的应用
探地雷达法在探测浅部金属物体时,即使有埋深相对较大、目标体规模较小、地下水的影响等不利因素,探测效果往往也会较好。在地下混凝土排水管道质量检测中,探地雷达由发射天线向混凝土中发射电磁波,电磁波在传播过程中,当遇到电性差异的目标体时,便发生反射,由接收天线所接收,其反射遵循斯奈尔反射定律。电磁波反射信号的强度主要取决于上、下介质的电性差异,电性差异越大,反射信号越强; 反之,反射信号越差。
4.探地雷达在岩洞工程中的应用
在完整的石灰岩中,弱反射、弱衰减是电磁波传播的表现形式,反射同相轴一致性好的特征,其频谱特征呈现为振幅能量主要集中在一个频率上,且其值比较固定。在具体的岩溶区域中,电磁波的传播以图像的形式在雷达中表现出来,通过多次的震荡,不断的进行强反射和衰减,对相应的复杂地质的情况进行分析、表现,岩溶性质不同,其表现的频率也是不同的。针对这种现象,我们可以根据雷达信号的振幅、强弱等,对岩溶的相关参数进行判断,然后结合实际存在的地质的具体情况,对雷达的剖面图进行分析,对岩溶地区的地理信息进行提取,保证岩溶区域各项信息的具体情况。
5.探地雷达在混凝土、排水工程勘察中的应用
对排水管道混凝土介质而言,当混凝土内部存在着如裂缝、不密实等质量问题时,由于这些部位与周围完整混凝土之间存在较大的电性差异会使雷达信号产生较强的反射,波形特征也会发生改变。因此,根据接收到的反射波旅行时间、幅度和波形等信息,可检测排水管道的质量问题。
综上所述,近年来,随着我国科学技术的不断发展,各种工程施工的技术水平也在不断的提高,探地雷达的应用,能够促进工程建设更好的完成,有效的减小认为的误差,保证工程施工的质量。
参考文献:
关键词:岩石力学;教学方法;教学实践;教学目标
作者简介:鲍先凯(1974-),男,蒙古族,内蒙古赤峰人,内蒙古科技大学建筑与土木工程学院,副教授;张春梅(1965-),女,内蒙古包头人,内蒙古科技大学建筑与土木工程学院,教授。(内蒙古 包头 014010)
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)14-0107-01
《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010~2020年)》[1]指出,我国高等教育的发展,将定位于以全面提高高等教育质量为重点,更加注重提高人才质量、提升教学研究水平和增强社会服务能力、特别强调了高等教育要“优化结构办出特色”,发挥政策指导和资源配置的作用,引导高校合理定位,克服同质化倾向,[2]形成各自办学理念和风格,在不同层次、不同领域办出特色,争创一流。
岩石力学是研究岩石力学形态的理论和应用的科学,是探讨岩石对周围物理环境中力场反应的学科,是一门应用型基础学科,其理论基础广泛,涉及工程地质学、固体力学、弹塑性力学、计算数学、构造地质学、地球物理学、建筑结构学等多门学科。通过对岩石力学形态的理论和实验研究,解决岩土工程领域的破坏和稳定问题,主要围绕工程地质研究方法、数学和力学分析法以及综合评价法展开,衍生出各种应用手段和试验方法,较好地解决了岩土工程中所遇到的问题。基于本课程的特点和重要性,有必要采取行之有效的措施提高“岩石力学”课程的教学水平,进一步增强内蒙古科技大学(以下简称“我校”)岩土与地下工程方向本科生的核心竞争力,以便能够培出更多基础扎实、知识面广养、素质高、能力强、有创新意识和较强工程实践能力的高级技术人才。
一、“岩石力学”课程教学现状
土木工程是内蒙古科技大学历史较为悠久的专业之一,专业下设建筑工程、道路与桥梁、钢结构、岩土与地下工程四个方向。岩石力学是2006年新增设的一门岩土与地下工程方向必修课,其开设时间短,基础较为薄弱,由于一些主观及客观的原因,课程教学存在着很多问题。
随着经济和社会的发展,岩石力学新理论、新工艺也如雨后春笋般出现,这对于广大教学工作者提出了更高的要求。然而教材内容较为陈旧,现代新理论、新工艺多没有涉及,如课程中关于地应力测量方法[3]章节中压磁应力解除法、HTPT法等则没有描述。部分章节存在着与工程实际脱节的现象,学生重视程度不够,如岩石力学数值分析方法章节。同时岩石力学由于其理论基础广泛,教师课上需要做大量的公式推导及理论的串联工作,但有些教师抛繁就简,关键部分不做详细阐述,忽视了学生能力参差不齐的特点;某些涉及工程应用部分的讲述虽然采用了现代多媒体手段,但是手段单一,多为图文课件,缺少动画素材及现场视频。另外,不同规范之间同样问题的描述不一致使学生感到极为困惑。如对于岩石、岩体(围岩)的分类,《岩土工程勘察规范》(GB 50021-2001)(附录A)中将岩体基本质量等级分为I~V(好~差)级,而在其他规范中,如《公路工程地质勘查规范》(JTJ 064-98)(附录G)中将隧道围岩分为I~VI(差~好)级,两者之间存在截然不同的差别。规范之间诸如此类问题较多。
二、岩石力学课程教学改革
1.改善教学方法,培养创新思维
岩石力学课程传统的教学方式是教师以讲授为主,学生则被动接受知识,这种教学方式遏制了学生学习和思考问题的积极性,为了改变这种状态,形成教师和学生互动学习的气氛,必须改革原有的教学方法。根据教学内容的难易程度,采用启发式、研究式、讨论式等多种教学方法。对部分偏理论或纯理论章节,教师应对其来源、本质、对工程的意义和重要性以及与其相关理论的关联做深入的解剖,使学生有一个较为清楚的认识。当学生弄清基本概念和原理,再把握大的研究方向,则不难培养出学生思考问题的积极性以及创新意识。利用本校的文献检索平台,可结合课本及工程实际布置课后任务,让学生充分利用其中资源,了解前人的研究成果和在时代大环境下某个研究内容的进展,引导学生大胆说出自己的见解。课上让学生各抒已见,适当引入讨论课的形式,使教师和学生之间、学生和学生之间互动交流。
2.丰富教学手段,紧跟时代步伐
基于岩石力学本身的特点以及传统“黑板+粉笔”书写速度慢、单一、呆板、信息量小的缺点,课程教学适当结合现代多媒体手段,充分利用多媒体课件授课内容多、图文并茂、表现力丰富的优点,提高授课效率,调动学生课堂情绪。当遇到重点公式推导时,采用传统板书的方式,教师一步步推导,使学生易于理解,加深印象,也避免了因学生素质良莠不齐,导致教师错估教学效果,造成恶性循环的局面。教师对于多媒体课件的制作,应尽可能提高课件制作能力,随时准备大量的图片和影像素材,特别是以往代表性的工程案例、近期的工程现场视频以及新工艺、新技术、新设备等的详细情况,从而使学生充分关注本专业领域最新动态,培养其独立思考问题的能力,扩展学生的知识面。另外,培养学生在课下利用内蒙古科技大学教学综合网络平台的习惯,发挥平台上的资源优势,通过师生讨论区、答疑区、通知等,形成网络教与学的互动。
3.学与用的结合,理论与实践的统一
一方面,鼓励和指导学生参与大学生创新基金项目和教师的一些科研项目或其他工程现场,将岩石力学的知识点融入到项目中,使学生提前接触生产实际,掌握一些在课堂上学不到的东西,增强学生运用科学知识和方法解决实际问题的能力。例如,我校东门在建的地下人行通道,学生从工作井的开挖到衬砌的完成,基本全程参与,学生对课堂上较为模糊的知识点多有了比较清晰的认识,现场学生和教师的“问”与“答”的互动,也取得了理想的效果。另一方面,充分利用计算机仿真技术,采用数值分析方法,如ANSYS有限元软件和FLAC有限差分软件,将之运用到实际工程中,通过辅助计算,改变学生“学无所用”的错误想法。[4]如在学生毕业设计的完成过程中,数值分析方法在某个问题中的必要性明显,通过指导老师的指导和学生的努力,学生较好地模拟了一些工程问题,再加上学生较为扎实的理论基础和将其运用到工程实际的能力,答辩通过率几近100%。
4.了解行业现状,明确教学目标
21世纪是地下空间的世纪。随着我国城市化的进程,地下工程蓬勃发展趋势不可阻挡,然而本行业还存在诸多问题制约着国家的发展和祖国的建设。例如,我国岩土工程技术规范标准方面,据初步统计,不包括各省市所编制的地方标准,我国岩土工程方向的国家标准和行业标准就有200余部,各行业规范自成体系,形成了名词术语、岩土分类、参数、公式、设计理论高度不一致的局面,而重大工程的建设常常需要数名甚至数十名各专业技术人才,这就造成了各专业人员交流困难,工期拖延情况屡见不鲜。自国家实施西部大开发起,各类复杂性的工程技术问题常有报道,如青藏高原铁路的建设,曾遇到过各类国际性的技术难题,多年冻土的影响一度困扰着大量学者和工程技术人员。作为西部GDP第二的省区,十年西部大开发发生了翻天覆地的变化,而内蒙古科技大学作为自治区高等院校,理应培养出见闻广博、理论扎实、有较强工程实践能力的高级技术人才,使之投身于西部建设,不怕艰难险阻,牢记校训“百炼成钢”,这是我校的教学目标,教师应牢记于心,以提高学生综合素质并为此更加辛勤地努力。
三、结语
岩石力学是岩土与地下结构工程专业一门重要的专业课,本次教改实施一年有余,已取得部分预期效果,在实施的过程中深深体会到教学工作的复杂性和重要性。综合素质对于这个专业的人才培养是最重要的,教改的实施对于学生自身的发展,对社会都是有着重要意义的。
参考文献:
[1]国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)[M].北京:中国法制出版社,2010.
[2]顾明远,石中英.国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)解读[M].北京:北京师范大学出版集团,2010.
【关键词】岩土工程;灾害防治;岩土勘察;治理措施
我国生态地质环境复杂而且脆弱,岩土工程灾害在一些地质条件差的地区发生频率高,这些灾害给工程建设和人民生命财产都带来了巨大的损失。因此,如何最大限度的避免自然条件对岩土工程的影响和限制,提高工程施工的安全性和总体施工水平,就是当下最重要的工作。岩土勘察工作是岩土工程设计施工的基础,是工程建筑的最重要部分。因此,岩土勘察工作一定要细致科学,精确查明地质条件,分析地质环境,对施工地区的地质环境作出全方位的测评,进而制定正确的施工设计方案。
一、岩土灾害
从总体的宏观的角度定义岩土工程灾害就是指,由于具有冲击力和破坏力的自然因素或者是不规范的人为因素等造成的经济损失和人员伤亡的自然性和社会性事故。岩土灾害破坏力大,对人类生命财产危害严重。一般来说,岩土工程是土木工程的一个分支。岩土工程重点涉及到岩石工程、土壤和土层工程、地下土层和岩石层工程。在具体的工程建设中包括:道路工程、桥梁工程、隧道工程、水利工程、建筑工程等等。这些工程的主要建设基础就是岩质层和土质层。因此,岩质层和土质层的结构和性质对岩土工程的施工有着最重要的影响。在工程的施工前必须要有详细的工程勘察,并且要对岩土层的形成过程、地质构造、发展趋势作必要的分析和解读。对岩土体的力学性质、组成成分详细探究,仔细了解岩土体在受到外部环境影响时会发生的变化,并针对这种变化做出必要的施工调整,保证工程的顺利施工。
二、岩土勘察在岩土工程中的现状
岩土工程的施工建设之前都必须要对施工地域进行岩土勘察,进而确定岩土工程施工的地质条件和岩土地质对施工的影响。只有科学合理的勘查工作才是整个岩土工程顺利开工建设的保证。不过现阶段,我国很多岩土工程的前期勘察存在严重问题,为岩土工程的安全实施带来了困难。
(一)前期勘查工作规范混乱
在我国,岩土工程发展所用到的经验技术和建设规范很大程度上都是从外国学习来的。工程建设的标准大多都是照搬外国的,而且不同的工程管理部所采用的管理标准都不相同。岩土勘察工作中,很多人就把建筑工程和地质工程的地质勘查标准混为一谈,难以保证勘查工作的质量。另外,不同的工程管理部门之间的不同标准也让地质勘查工作困难重重。因此,混乱的岩土勘察规范让岩土工程勘察工作失去准确性和可靠性,不同部门之间由于不同的勘察标准也使得资源共享变得困难。
(二)技术人员素质不够
岩土工程的前期勘查,工作难度大,技术要求高,对工作人员的素质要求很高。而当前的工程地质勘察人员的组成很复杂,很多人员缺少专业的业务知识,没有受过系统的勘察教育和培训,难以胜任实际的勘察工作。也有很多工作人员不能有效掌握和使用先进的勘查技术和勘察设备,致使工作的效率低下。
(三)监理力度不够
在任何工程项目中,工程监理都是重要而且不可缺少的一个环节。岩土工程建设施工要保证保量的完成就必须进行科学严格的工程施工监理。目前而言,我国的岩土勘察中还没有形成有效的独立工程监理系统。这样一来很多的工程前期勘察工作得不到有效监督,勘查工作质量差。很多岩土工程在施工中遇到地质难题或者发生地质灾害都与前期地质勘察工作质量不高有着密切关系。
三、提高岩土工程地质勘察的质量
岩土工程的施工建设人员应该加强对工程灾害的重视,加强施工地环境的建设力度,通过植树造林、退耕还林等方式保护岩土工程施工地域的整体环境。加强对地下采水的管理。保证地下水水位正常。在岩土工程施工之前,做详细的地质勘查,对工程的施工地域的岩土层结构和性能做细致分析。对一些容易发生泥石流、滑坡等地质灾害的地区采取必要的避让和人工改造。如果涉及到矿产开发,就应该对矿产资源的开发做科学规划,同时规范勘探行业的工作标准,减少由于矿产开发带来的岩土灾害。
(一)加强岩土工程技术人员的培训
岩土工程的灾害避免和防治重点是加强岩土工程前期的工程勘察工作,而加强工程勘查工作就必要加强勘察工作人员素质培训。现阶段,我国正在制定有关岩土工程的统一规范,大力推行岩土工程体质。这些体制规范的建立,大大提高岩土勘察工作的质量。不过,要彻底改变我国在岩土勘察工作中的落后局面,就要解决人才短缺和施工人员素质不高的现状。因此,在今后的工作中要多注意对优秀人才的引进,对原有的岩土勘察施工人员定期的培训并进行考核。对那些拥有多年勘察经验和管理经验的老员工,适当让他们更新自己的知识结构,并学习和掌握一些能用于勘查工作的新技术和新装备。一步步提高岩土工程勘察人员的整体素质,使他们工作更加准确,有质量。在此基础上,确保岩土工程建设的合理性,最大限度避免地质灾害对工程造成的影响。
(二)勘察工作向数字化发展
随着经济的发展和社会进步,数字化的新技术革命使世界发生了巨大的改变。在岩土勘察工作中也要重视数字化技术和手段的应用,提高岩土勘察的总体水平。现在主要的发达国家都已经实现了岩土勘察工作的智能化和数字化,工作效率和准确度大大提高。在我国也要重视这方面的新技术的使用和探究。很多特殊的地质,传统的勘察手段难以有效展开,而且很多地方的勘察工作都需要手工完成。这样一来,岩土勘察测量数据的精确度就会大大降低,影响后面的工程设计施工。现在,对岩土勘察工作的数字化管理把测量数据保存到电脑里,工程设计部门利用数据进行电脑设计和加工,能有效减少勘察工作量和数据记录时间,提高勘察的效率。
(三)建立完善的勘察监督制度
岩土工程前期工程勘察必须要在严格的监管之下进行。我国现阶段工程建设中存在的最大问题就是现场的工程监管不到位,缺少相应的监理部门。因此,要进行科学的岩土勘察工作,就要有一个能独立于施工部门之外的完善的工程监理体系。这个监理体系要对工程前期的勘察、工程中期的施工和后期的工程验收都要负责任,确保所有工作的科学规范。只有这样,才能提升岩土勘察数据的真实度和准确度,才能有效减少工程灾害,保证工程建设质量。
(四)建立工程应急机制
岩土工程实施的过程中要建立必要的工程应急机制。前期的勘察工作和施工中管理工作都不能完全消除工程灾害的发生。所以当地质灾害发生的时候,只有完善的应急机制才能有效降低地质灾害带来的损失。工程建设同时制定多种应对地质灾害的应急预案,最大限度保证工程建设安全进行。
四、结语
现阶段,我国的岩土工程建设规模和数量越来越大,建设水平也在不断提升。与此同时,岩土工程灾害的防治和控制工作也在稳步推进。对于岩土工程的治理要强调重点、多管齐下,努力提升工程前期的岩土勘察工作质量,最大限度的避免岩土工程灾害,保证工程的顺利进行。
参考文献:
[1] 王秀茹,韩兴,朱国平,等.关于土地开发整理与生态环境问题的分析[J].水土保持研究,2004(3)
工程地质专业实习心得体会范文一
一、实习概况:
本次实习为期一周,实习的主要目的是激发和提高学生土木工程和交通工程专业的热情和兴趣。实习包括课堂讲解和实地考察两部分。在课堂中,导师简单讲解实习 内容及各种地质相关内容,在现场根据具体情况姚老师深入分析,精心讲解,不仅使我们掌握了野外实习的基本要领,还使我们对课程理论知识有了感性认识并加以 巩固和深化。
本次实习的内容是:第一天实习动员会,第二天福清宏路、东张路线,第三天闽江洪塘洪山路线,第四天长乐江田北山下沙路线,第五天鼓山路线
二、实习内容:
1.罗盘的认识祖宗的骄傲
罗盘是利用一个磁性物体(即磁针)具有指明磁子午线的一定方向的特性制造而成,是我国四大发明指南针的另一种应用,因此这是我们中国人的骄傲,我们应引以为自豪。了解和掌握罗盘的结构构造特征、功能及使用方法是本次实习的一大内容。
罗盘分为上、下两个刻度盘,上刻度盘从0到360度,下刻度盘从0到90度,罗盘有两个水准器短柱状水准器和圆水准器,调节圆水准器,根据上刻度盘可以测量走向、倾向和方向;调节短柱状水准器,根据下刻度盘可以测量倾角。
本次实习我们利用罗盘在多处测量了岩石的走向、倾向和倾角,在这些过程中,我对罗盘功能的认识和操作得到了很大的提高,此外,我还熟练了产状三要素的各种表达方法方向法、象限法和图示法。
2.岩石及边坡工程地质问题
地质实习本质就是研究各种地质情况,其中一大块内容便是岩石和及其构成边坡的工程地质问题,因此,此次实习最大的内容就是观察各种岩石和分析其构成的边坡 情况。实习中我们几乎每天都跟岩石和边坡打交道,姚老师也花了大半部分的精力讲解这部分的知识。下面按时间顺序介绍实习各地的岩石及其边坡:
在青盛酒楼旁我们看到了由残积土形成的土质边坡,其下的坡积物颗粒大小悬殊,工程性能很复杂,需要压实的能量相当的大。由于该坡的坡角和坡度均不大,这里只采取了最简易的边坡防护方式铺一层水泥砂浆和插上一些排水管,但似乎还是让人有些担忧。
在福清324国道旁我们看到岩浆岩中的酸性喷出岩流纹岩,我们知道由于岩浆喷出地表后,迅速结晶,以致其形成的岩石具有一定的流动性,并且排列有序, 在此就可以用肉眼看到。该岩体结构是整体块状结构,强度较高,并且风化程度低,属于微风化程度,故此边坡稳定性相对较高,但由于该坡的结构面倾向和坡面倾 向相同,且倾角小于坡面倾角,导致该坡存在潜在滑动问题。在这里我们测量了一组岩石的倾向、走向和倾角:65,155,35。
在地质灾害危险点,我们看到了一个路堑式边坡,该坡的结构体为散体状、碎裂状,风化程度高,属于强风化,稳定性较差。因此,该边坡防护采取就地取材,用片 石做成坡角挡墙,坡面铺上一层水泥砂浆,插上一些排水管,但是山体的另一面则没有做任何防护,真为山下的居民担忧。
在农大我们看到由岩石和土构成的坡,该坡的表层是沉积土。由于该坡的地质构造产生的结构面倾角小而且与边坡平行,加上岩体属于全风化、强风化程度,导致该 坡具有较严重的失稳问题,因此其采取路堑式边坡加固方式,用铆钉、抗滑桩和挡墙做防护,这也是在高速公路上常见的防护方式。
在江田北山火葬场我们看到了在其公路的剖面上我们看到了具有一层一层堆积现象的层理层面构造的沉积岩,这也是本次实习唯一一处岩石类别为沉积岩的观察点, 该岩为碎屑岩中的细砂岩、混砂岩,有明显的褶皱现象,较为完整,而且是倾斜背斜褶皱构造。这是我第一次见到背斜褶皱现象,由此我感到相当的荣幸。在这,我 和同组组员对背斜两翼岩石的倾向、走向和倾角进行了测量,左翼: 73,341,34,右翼:334,240,34。
在下沙度假村我们看到一个具有很高观赏价值的海岬,其独特性给度假村增加了不少的观赏性。该海岬主要由酸入岩即花岗岩和基入岩脉构成,花岗岩石为其主体,中间穿有多条暗黑色呈脉状的基入岩,即辉绿岩。
该海岬受到的侵蚀作用较强,其下方水的深度较深。在这,我们测了两组岩石的倾向、走向和倾角:73,341,34334,240,34
在鼓山公路旁我们看到路旁的花岗岩的风化作用包括物理风化作用、化学风化作用和生物风化作用,岩体的表面长着一颗树,自上而下遭受着植物生长活动引发的物理风化和化学风化作用,这让我想起了郑板桥的一首《竹石》诗,不禁感叹大自然的力量。
在鼓山的半山停车场采石开挖的剖面上我们可以看到其岩石的风化程度自上往下逐渐减弱,并且强风化层中夹有新鲜岩石,使得岩体表现出了显著的不均匀性。鼓山受到的物理风化作用较强,所以我们可以看到较多的孤石和石鼓,这也是鼓山的一大特点。
3.闽江水的地质作用
我们知道水的地质作用可分为地表水和地下水的地质作用,闽江水的地质作用属于地表水地质作用的经常性流水的地质作用,其地质作用包括侵蚀作用、搬运作用和沉积作用,这导致闽江沉积有大量的沙石,是较好的建筑材料,目前有较多的采沙场位于闽江上。
工程地质专业实习心得体会范文二
1.实习概况:
2012年6月,我们土木工程专业进行了工程地质实习,工程地质实习是整个工程地质学教学中十分重要的实践环节,使学生在课程理论知识学习的基础上,通过对基本地质现象的野外实地考察和现场实践,获得感性知识并巩固和深化课程理论,使理论与实际相结合,为毕业以后的设计、施工中应用有关地质资料打下一定的基础。
2实习目的
理解基本的地址概念,了解基本知识,学会基本技能。通过简短的野外地址实习,巩固学过的《工程地质》内容,加深对课程有关内容的理解;此外,通过实习培养对大自然的热爱,陶冶情操,提高随地址科学的兴趣:同时充分认识到地质实践对地质科学的重要性。同时,培养学生吃苦耐劳、艰苦努力、遵守纪律、团结协作等优良品质和增强集体观念,掌握实地操作技能和编写实习报告的能力,总结此次实习与我们所学专业的联系。
3实习内容:
昌乐火山口
昌乐火山口,距今1800万年是新生代第三纪玄武岩火山口。火山口呈圆锥形,石头呈红褐色,气势极为壮观,数万根六棱石柱,由山底到山顶,直插云天。
此火山口是火山筒内充填的玄武岩栓,经过200多万年的长期风化剥蚀,被剥露出地面,岩栓柱状节理发育,呈辐射状,向上收敛,向下散开,形象地记录了当时火山喷发的自然景观,展示出大自然的鬼斧神工。据中国科学院地质研究所考证认定,该火山口为第三纪玄武岩火山口,距今约1800多万年,它的发现,对地求物理和地震科学研究都有很大-参-考介值。一色的红褐圆棱柱石,竖指苍天,凡经开凿者皆显露出明显的喷发纹理,表明其成因于火山喷发,近百平方公里内的几十座山包构成了蔚为壮观的远古火山群。
山东山旺国家地质公园
山东山旺国家地质公园位于山东省临朐县城东约22公里处,面积约13平方公里。地质公园地处鲁中隆起区中的临朐凹陷,公园内总体由两个次级小盆地组成,即解家河盆地和包家河盆地,其外围均为由玄武岩组成的低山丘陵,地形起伏较大。为季节性河流。地质公园以闻名世界的山旺古生物化石及反映其形成环境的火山地貌为特色。
公园内各种地质遗迹丰富,一是第三纪中新世时期距今1800万年山旺玛珥湖沉积岩层(科学上划分为山旺组地层---硅藻土),沉积厚度25米左右,具有标准的层型剖面,现已成为国际上中新世生物建阶的重要依据。由于层薄如纸,稍加风化即层层翘起,宛若书页,被古人形象地比喻为万卷书。大量古生物化石含在其中。尤其是山旺地层层型剖面所处位置,是由早期的牛山组玄武岩、第三纪中新世时期湖相沉积岩(山旺组)、第四纪黄土和晚期的火山岩浸入等地质现象组合而成。二是新生代时期(距今XX万年)火山作用形成的古火山锥、熔岩流动特征等各种火山地质现象,如黄山、尧山、擦马山、灵山等都是典型的古火山口,因此亦是研究新生代火山岩区的理想场所。特别是擦马山玄武岩柱状节理,直径近于80cm,规模宏大,气势壮观。尧山西侧,火山作用形成了高高的台地,经长时间风化剥蚀,形成了自然景观,人们称之为石楼。
山旺组地层中的化石,形成于距今1800万年的第三纪中新世时期。目前已发现的动、植物化石有10几个门类700多种,其中大部分是已绝灭的物种。植物化石包括真菌、硅藻、苔藓、蕨类、裸子植物和被子植物及藻类。动物化石有昆虫、鱼、两栖、爬行、鸟及哺乳动物。特别是山旺山东鸟、齐鲁泰山鸟等鸟类化石的发现,填补了中新世时期的空白,山旺成为我国鸟化石丰富的产地之一,也是目前世界上发现鹿类化石最多、保存最完好的化石产地。新发现的带胚胎的犀牛化石是世界上唯一的,在国际学术界引起了轰动。植物化石枝叶最多,花、果实和种子也保存得非常完美。
山旺古生物化石主要保存于中新世山旺组硅藻土层中(距今约1千4百万年),其种类之多、保存之完整为世界罕见,目前已发现的化石有十几个门类600多种。动物化石包括昆虫、鱼、蜘蛛、两栖、爬行、鸟及哺乳动物。昆虫化石翅脉清晰,保存完整,有的还保留绚丽的色彩,已研究鉴定的有11目46科100属182种。山旺鸟类化石是我国迄今为止发现完整鸟化石最丰富的产地,三角远古鹿化石和东方祖熊化石是世界上中新世该化石保存最完整的标本。植物化石有苔藓、蕨类、裸子植物、被子植物及藻类。除100种藻类外,其它植物有46科98属143种。它们在世界上研究古生态、古气候、动植物演化等方面有着重要的地位。被中外专家誉为研究中新世的综合实验室。
山东地下大峡谷
高峡深涧,鬼斧神工。飞瀑流泉,溅玉喷珠。天赋幻境,兆年孕育。暗河漂流,惊险刺激。管轨滑道,激越航程。江北溶洞,魅力所在。
山东地下大峡谷位于沂水县城西南8公里龙岗山下,是一座风貌奇特的溶洞王国,洞体长度6100米,是江北第一长洞,中国特大型著名溶洞之一。洞穴沿290-320度方向延伸,由一条西北/东南走向的巨大喀斯特裂隙发育而成,形成于约0.65亿年至2.3亿年前。
特点:
一气势雄伟壮丽,峡谷深切近百米、两壁如削、宽处百余米、窄处仅可容身,成具体而微之地下三峡。洞内有一河、九泉、九宫、十二瀑、十二峡等景观100余处,构成了一幅气势恢宏的洞中峡谷雄奇画卷,令人叹为观止。
二地下暗河漫长而曲折,水量充沛,四季长流,地下河瀑布十分壮观,在我国北方溶洞内实属罕见。
三利用暗河水势开发的1000米漂流项目,被上海大世界基尼斯记录总部认证为中国最长的溶洞漂流项目。漂流道的设计充分体现了溶洞内的幽深莫测,起伏高下,波激浪涌,抑扬顿挫的特点。将地下河漂流的原生野始,惊险刺激演绎的淋漓尽致。
4实习心得:
短短一天野外实习很快结束了,不过我们从中实在学到了不少东西,在实习过程中能把所学的知识灵活的理解。增加我们对工程地质学这门课程新的认识。实际观察到各种地理特征。本次实习令我们加深了对地质学的了解,更深刻认识到了学习地质的意义,巩固了学习成果,体会到学以致用的道。知识从感性认训升华到了理性认识,从抽象变得具体起来,我学习到了很多书上没有的东西,了解了工程地质对实际工程建设的重要性。在这里深深的感谢老师在的认真指导。在实习中学会了一定的观察地质地貌的方法要领和细节。例如,出外实习要对考察对象做一定的了解,合理安排考察路程和考察内容,注意研究的方法,一些考察的细节,充分认识到地质地貌考察的必要性和艰苦性,激发了我们自己考察地理和各地典型地质地貌的兴趣。同时,懂得和组成员合作的重要性。这些都将对我们日后的学习乃至工作起到积极的作用。
工程地质专业实习心得体会范文三
一、实习内容:
南望山南坡,北垭口南侧,地质大学北区西南角公路拐角处,地质大学北门南望山汽车站构造地质学习
二、实习目的:
学会掌握使用地质罗盘仪和锤子的方法;掌握测量岩层产状的方法,并学会认识简单的地层,褶皱,断层,及其他地质现象,定点描述,勾画地质界线,做地质剖面图;辨认不同的岩石,观察其特征;学会用穿越法和追踪法测绘地质界线或断层。从而使我们对工程地质勘探方法有一个较为感性的认识,为今后地质、岩土方面的专业课学习打下坚实基础。同时联系实际,为今后的专业的学习以及到工地上工作打下坚实的基础。
三、实习过程:
早上7:30我们从学校出发,到达南望山南坡后,首先,学习和练习使用地质罗盘仪,测量岩层的走向,倾向和倾角。具体的操作方法如下:测量走向:将仪器盖子开到极限位置,松开磁针锁制器,使磁针能自由旋转。将一起下侧的棱紧靠欲测的地质界面,上下左右调整使圆水准泡居中(注意不要让罗盘长边下侧离开地质界面)。此时,罗盘长编下侧既相当于走向线。由于走向有两个方位,所以可读南针,也可读北针,刻度盘上的数值既为地址界面走向就是方位角的走向。
测量倾向:
将一起上盖的背面紧贴欲测的地质界面,调整罗盘仪使水准泡居中。此时磁针北针所指的刻度盘上的数值就是该界面的倾向。(切记,此时只能读北针所指的刻度盘的数值,倾向只有一个方向)。若倾角较小,也可用连接合页下下边的一起外壳短边紧靠欲测的地质界面。调整水准泡居中,读磁针北针所指的刻度盘上的数值亦可。
测量倾角:
将一起上盖开启到极限位置,并且将罗盘仪侧边紧靠地质界面并且垂直于界面走向线,让长水准泡居于下方,旋动测角旋纽,调长水准气泡居中,此时倾角指示盘在下刻盘指示的数值即为该地质的倾角。在实际测量中,如果倾角较大,则可只用测倾向和倾角,如果倾角较小(〈20?),为了提高精度,则首先要测走向且标记走向线,然后测倾向和倾角。学会使用地质罗盘仪后,老师带我们对南望山上的一些岩石进行辨认,并对南望山的地质进行讲解。
1、自然经济地理
研究区位于大别山南缘,江汉平原北东缘。地貌上以低山丘陵区为主,主要由南望山、喻家山等多个低山丘组成,呈近东西向断续展布,与东湖等天然湖泊交相呼应。低山坡角较缓,在10~35,海拔高程一般在60-110米,海拔最高者为喻家山(149.4米),最低洼处为东湖。海拔100米以上者多见有基岩出露,海拔100米以下的低丘及山间凹地多为近代残坡积物堆积。研究区内以黄棕壤土和少量红壤土为主,垄岗中部以黄棕壤土为主,土质粘性重,垄岗上部为少量红壤土,酸性强,土层薄。区内地下水赋存在碳酸盐岩类含水层及碎屑岩裂隙水含水层中,富水性极不均一,多被第四系覆盖。在岩石破碎、断裂发育,岩溶发育处,岩溶水及裂隙水明显富集。区内地下水化学类型主要为重碳酸盐类地下水,属低矿化度淡水,水质较好。
2、地层
研究区的地层跨及秦岭、扬子两个一级地层区,第四纪堆积物分布最广,占总面积80%以上,基岩仅在南望山、喻家山、九峰山、狮子山等低山处有出露,主要为志留系粉砂岩、泥盆系石英砂岩、石炭系灰岩、白云质灰岩、二叠系硅质岩等。志留系页岩常组成背斜核部,背斜两翼依次为泥盆系、石炭系、二叠系、三叠系不同时代岩层。
研究区由于受到第四系覆盖、河湖众多及构造因素的影响,使地层出露不全,仅出露有中志留统坟头组(S2f)上泥盆统五通组,(D3w)下二叠统孤峰组,(P1g)以及第四系沉积物(Q),石炭系地层未见地表出露。
地层岩性组简述如下:
中志留统坟头组(S2f):上部为灰褐色厚层状中粒石英砂岩、长石石英砂岩、粉砂岩(图1);中部为一套棕黄色中厚层状一厚层状杂砂岩夹粉砂质页岩,局部含磷结核;下部为黄绿色粉砂质页岩、页岩、泥质粉砂岩。上泥盆统五通组(D3w):上部为灰白色厚层状纯石英砂岩,偶夹白色粘土层;下部为灰白色厚层一巨厚层状中细粒石英质砾岩、含砾石英砂岩,砾石为脉石英。与下伏中志留统坟头组(S2f)地层呈平行不整合接触关系,接触面上可见铁铝质古风化壳。石炭系未见出露。下二叠统孤峰组(P1g):上部为灰色薄层一厚层状硅质岩(图2);下部为灰黑色厚层状瘤状灰岩,白云质灰岩,与下伏地层接触关系被覆盖。第四系(Q)全新统为冲积、湖积、湖冲积层及坡残积成因的砾石、砂粘土等。3、构造
研究区在大地构造位置上处于扬子板块北缘,襄樊-广济断裂南部,主要受控于燕山期构造运动,发育一系列走向EW至NWW向的线型褶皱,NW、NWW、NE和近EW向的正断层、逆断层及逆掩断层。其中,褶皱在本区占主导地位,并对其它构造有一定的控制作用。主体构造线近东西向,在南北向主应力作用下,还发育有其它一些次一级的构造形迹。区内现代构造运动呈缓慢下降趋势,新构造运动升降幅度不大,是一个相对稳定地区。
(1)褶皱
本区褶皱自北向南依次有:
磨山向斜:位于磨山113.9-116.4高地。这是本区发育较为完整的、轴迹呈近EW向延伸的小型开阔向斜。该向斜核部地层由上泥盆统五通组含砾石英砂岩、石英砂岩所组成,构成了山脊,是向斜成山的实例。向斜两翼地层由中志留统坟头组泥质页岩、粉砂岩、砂岩组成。岩层相向倾斜,北翼产状为17030~40,南翼产状为10~2030~50。近核部岩层倾角变缓,一般在15~20;转折端圆滑开阔,轴面近直立;枢纽在东西两端仰起,在区域上长20公里,宽0.81公里,属于直立倾伏型褶皱。大李村背斜:位于磨山一风筝山之间,与磨山向斜平行展布。核部由中志留统坟头组砂页岩组成,北翼为磨山向斜的南翼,南翼依次由上泥盆统五通组、石炭系、下二叠统孤峰组组成,地层发生倒转,向北倾斜,倾角70左右。区域上长40公里,区内宽2公里,由于覆盖区影响,褶皱形态未及磨山向斜清楚,但是根据核部宽度和两翼产状变化,可以判定该背斜应为一转折端宽缓的倒转箱状背斜。园林学校向斜:位于风筝山一喻家山之间,为大李村背斜相邻褶皱。核部被第四系覆盖,北翼与大李村背斜共翼,南翼依次出露上泥盆统五通组、下二叠统孤峰组、中志留统坟头组,产状为350~1040~80,延伸长40公里,西至长江大桥。宽度小,表现为箱状向斜。
(2)断层
本区断层主要是基于褶皱基础上发展起来的。可分为近东西向的纵断层和近南北向的横(斜)断层。断层规模相对较小,平面上延伸不长,如地大水塔断层。纵断层组:已观察到的纵断层有磨山、风筝山南北坡、喻家山共四条,它们规模大小不一,走向近东西。标志为地层缺失、产状突变、岩石破裂、摩擦镜面和阶步发育等,并常被横(斜)断层切错。断层面均较陡立,微向北倾斜,断面擦痕多组,属多次活动断层性质。横(斜)断层组:野外观察到如磨山南北坡、喻家山等地,走向近南北,标志有地层沿走向被切错、切割纵断层、破碎带、向斜核部宽窄突变等。断层面较陡,倾向或东或西。
4、构造剥蚀地形
中国地质大学(武汉)主校区至磨山一带为构造剥蚀地形,由南至北分布有三条走向近东向的山脊。南侧为南望山--喻家山,其主峰分别为139米、149.5米。中间展布的有都山、猴山、风筝山及团山。北为磨山,主峰高116.4米。山脊之间为高程24-58米的岗状平原。该区在2亿多年前沉积了一套砾岩、砂岩、页岩、灰岩及硅质岩。由于受到中晚三叠世后期印支-燕山运动的影响,产生了近南北方向的强烈挤压作用,从而使三叠系至志留系发生了显著的缩短,形成强烈褶皱。褶皱轴迹方向近东西,并伴生有走向近东西的断层和其它方向的断层,从而垫定了走向东西延伸,南北起伏的山峦地形。据对武汉地区地貌发展史的研究,喻家山至磨山所见比高10~100米的山梁,为早第三纪末喜山运动以来形成的夷平面(准平原化)。本区在喜山运动时期,地壳强烈上升,遭受剥蚀,早更新世早期,地壳下降,大云梦泽形成。末期地壳又上升,剥蚀形成了云梦期夷平面。地形除明显受地质构造控制外,也强烈反映出差异风化剥蚀的特点,即坡度与岩性相关,抗风化力强的石英质砾岩、砂岩构成山包或山丘;灰岩、页岩侵蚀成沟谷或地洼地带。基岩面上的疏松沉积物多为坡残积物,呈深红色网纹红土、褐红色砂土、褐黄色砂土,常含少量角砾。低洼处为红灰色、黄灰色粘土、亚粘土。接下来我们到了南望山垭口。在这里我们对道路两侧的岩层进行测量。最后,我们还来到了最后的南望山北门汽车站处,这边我们主要听老师的讲解并观看了断层。
四、实习心得:
野外测量实习是每一个大学生必须拥有的一段经历,它使我们在实践中了解测量,知道了岩土工程的大体分类,掌握了一些实践的知识。所谓实践是检验真理的唯一标准,这次实习是将我们以前所学的知识初步的与实践联系起来,不仅让我们坚信了以前所学的知识的正确性,同时也拓展了我们的知识面,为我们下学期将要进行的专业课的学习铺下了道路。通过实习,我们不仅在知识上更上一曾楼,而且在身体素质和意志力上也有一定的提高。最后衷心感谢陈洪江老师一直以来的辛勤指导。
工程地质专业实习心得体会范文四
莲花山的构造位置处于加里东运动以来的深断裂带上,形成于中生代燕山运动造山期,为一典型的褶皱山系。莲花山山脉向东北经丰顺、梅县、大埔进入福建的华安南靖一带;向西南:至海丰、惠东宝安各县分别于大亚湾、深圳湾如南海,又复出于万山群岛、高栏列岛。广东境内长约500km,宽20至40km,局部60km。深大断裂为一条强烈挤压破碎带,共有120多条断层组成,分东西两断层束,向东南有13条主干断层,向西有14条主干断层。此带动力热力变质作用强烈(属低中压型变质),可寻找到铅、锌、铜、钨、锡等矿藏。是重要的导岩构造,中酸性岩浆发生多次裂隙式多间歇性喷发,深断裂内,岩体达100多个。为内生金属矿床成矿带。
地层:侏罗系上统称高基坪群(为陆相中酸性火山岩),该群为一套复杂的陆相火山岩系,由中性、中酸性、酸性火山熔岩及相应的火山碎屑岩和沉积岩夹层组成,厚度巨大。
早上10左右,我们土木工程专业的几个班搭着校车到了莲花山,上山的路比较陡,但沿途的风景不错,一路鸟语花香,忍不住想快点下车,去好好的欣赏。终于到了山顶,下了车之后,我们就跟着老师,一边听着老师的讲解,一边欣赏美丽的风景名胜。首先映入眼帘的是望海观音,其规模宏大,气势非常壮观。望海观音金像高四十多米,这观音像霞披狮海,光泽南天,据说是目前箔金铜像的世界之最。此时正恰夕阳西斜,观音像头顶佛光灿灿。望海观音右侧的就是观音阁了,是仿古单体建筑,三层,面阔七间开,有外廊,按清代大木大式作法营造,雄伟庄重,气势恢宏,古色古香。于第三层阁顶高处有莲花禅寺之牌匾。大殿门前置大型香案,香客善信们虔诚焚香礼拜,祈求福缘。
沿着石阶往下走,就到了狮子岩了,它是傲然挺立的一块石头,像头雄狮,估计是由此得名吧,据说它是莲花山的标志之一。这块石头是由古代的海潮侵蚀而成的,看来千万年前这里是水位还是很高的,石头的岩性为沉积岩的棕红色砂岩,层理构造明显,极容易被风化。
接下来就是飞鹰古道和飞鹰崖了,飞鹰古道是人为开凿的隧道,隧道洞穴比较宽大,穿透整个岩层,岩层岩性为沉积岩的棕红色砂岩,层理构造明显。
我们跟着老师一路走下去,狮子岩对面的就是观音岩了,它是一块上部向外凸出,下部向内凹陷的岩石,上面有观音岩三个字,岩性也是沉积岩中的棕红色砂岩,下面供奉的是一尊观音像,很多善男信女在顶礼膜拜,还有求姻缘的,虽然我不信这一套,但面对着大慈大悲的观世音菩萨,我竟然也想去求一支签,但最后没有去,而是跟着老师走。接下来就是八仙岩了。八仙岩其实是一个岩石群,板块形状不一,但错落有致,岩性为棕红色砂岩,岩石层理构造明显,上部有植物覆盖,岩石上出现了水平节理,垂直节理,倾斜节理,还有波浪型节理,有的节理几乎贯穿了整个岩石群。很明显是岩石受到比较大的拉应力,还有生物风化作用。
在观赏的过程中,由于人太多,我们走散了,没有跟上我们班那队,而是跟错了另外一个班的老师,我们来到了浴仙池,听老师说,这是一个由降水和地表水在岩层低洼处积成的小水池,水池经人工处理呈椭圆形状,在水池靠壁的一侧,是一尊用白色石头雕成的塑像,有点像天龙八部里的神仙姐姐的雕像,那神仙姐姐在解头上的发簪,正准备沐浴,浴仙池有此得名。在老师的指导下,我们发现水池四周的砂质岩石经过长年日晒雨林风吹,野生物生长,其风化程度强烈,部分岩石表面已经出现破碎削落,岩石下部的岩石碎片风化成粉粒,堆积成土状,其工程地质性质极差,这种风化成土的岩石不宜用作建筑工程的基础持力层。
我们跟着老师继续走,走到了碧莲池,可惜池里已经没有莲花了,只有鱼在游来游去,自由自在的,倒也风流快活,碧莲池亭台轩榭,走廊,小桥与山间岩石相映,在高高的岩石壁上留在一首诗词多少楼台次第成,莲花燕子纪朦胧。眼前无限狮洋浪,不发千秋水上名。在莲花池后面的岩石上竖立着一尊用白玉雕成的观音像。
【关键词】:隧道工程 兰州地铁 地质断裂带 隧道病害 防治措施
兰州市位于陇西黄土高原西北部的黄河河谷平原区,黄河自西向东流经市区中部。地面高程1500~1560m,河谷南北两侧为黄土丘陵、梁峁及基岩中低山区。拟建设的兰州地铁线路主要走行于黄河一、二级阶地及漫滩区,地势南北高,中间低,沿线分布地层主要有第四系全新统、下更新统地层。全新统地层主要分布在黄河河流阶地及较大沟谷堆积的河漫滩、一、二级阶地上。河漫滩一带上部为粉细砂及粉土,下部为砂卵砾石层;一、二级阶地上部为黄土状粉土,下部为砂卵砾石层。下更新地层分布在七里河断陷盆地的下部,主要为砂卵砾石层。基底为第三系地层,岩性以泥岩、砂岩、砾岩为主。地下水主要为松散岩类孔隙潜水,主要分布在黄河河谷地区及七里河断陷盆地内,含水层主要为砂卵砾石,粒径粗大,含水量较大。地下水位5~15m,但七里河断陷盆地由于大量开采地下水,已经形成大面积的降落漏斗,地下水位埋深大于20m。底部的基岩中的孔隙裂隙水水量较小。地下水主要以河水的侧向补给及大气降水补给为主。地下水水质良好,地下水对混凝土结构具微腐蚀性,但在东岗镇和西固区局部地下水对混凝土结构具中等腐蚀性。目前地铁隧道穿越活动地质断裂带带的防治措施领域的研究是一个空白,兰州地铁穿越地质断裂带带的问题可以说是世界地铁建设史上的重大难点问题。规范明确指出地下铁道穿越地质断裂带是一个全新的工程难题。因此,研究地质断裂带活动对地铁工程的危害以及如何有效地防治因地质断裂带活动而引起的地铁隧道病害问题,具有十分重要的现实意义。本文在兰州轨道交通一号线穿越地质断裂带带的结构措施专题研究的基础上,对地质断裂带引发的地铁隧道病害进行了深入分析,从多个角度较系统地提出了地铁隧道穿越活动地质断裂带带的防治措施。
一、兰州地区地质断裂带的地质特性分析
根据地质勘察报告,兰州地区富水地质断裂带具有如下特性:
1、岩土特征:岩屑粒径大小不一,物质成分杂,分选性差,磨圆度差,存在大小不一的空隙或空洞,连通性好,容易形成动水流径。
2、地质成因:地质构造活动、次生成岩作用形成。
3、工程危害:易造成水压无常的突水事故
二、地质断裂带对地铁隧道的危害
兰州地质断裂带活动产生的垂直位移具有时间单向累计特征,是造成其两侧地层破坏的主要运动形式。通过对以往兰州地质断裂带造成地面建筑物、市政构筑物如道路、桥梁和地下管道等破坏特征分析,认为地质断裂带对地铁隧道的致灾机理是地质断裂带上盘下降导致位于上盘的地铁隧道底部脱空,在上覆土层重量和隧道两侧土体向下的摩擦阻力共同作用下,隧道衬砌结构产生的开裂破坏。兰州地铁穿越地质断裂带带时如果不采取特殊有效的防治措施,将很有可能出现隧道衬砌变形破坏及防水失效两类地铁隧道病害。
据地质断裂带勘察资料,兰州地铁与地质断裂带交汇处地下水位埋深8~19 m,而地铁隧道埋深大部分为10~15 m,基本处于地下水位线以下或附近,加之地质断裂带地段原生地层破坏,地下水连通性好,是较好的渗流通道,地表水亦可沿地质断裂带带下渗。若不采取有效的防治措施,隧道衬砌结构变形破坏是不可避免的。一旦衬砌开裂,极有可能发生严重的隧道水害——隧道涌水现象。
三、地铁隧道穿越地质断裂带的防治措施
当地质断裂带活动量达到200 mm 时,地铁隧道衬砌结构就出现开裂破坏,因此地铁隧道衬砌结构必须设变形缝以适应地质断裂带的大变形,而且单从结构上设变形缝,也无法保证地铁隧道穿越地质断裂带时防水满足要求。因此,防治措施应当是多方面的,包括结构、防水、地基基础处理和变形监测及预警等方面,其中结构和防水措施尤为重要。
(一)结构措施
穿越地质断裂带带的地铁隧道应当采取“防”与“放”相结合,以结构适应变形为主,先结构后防水的指导原则。“防”就是扩大断面和局部衬砌加强,采用双层衬砌或复合式衬砌局部(主要为接头部位)加强以确保结构强度。 “放”就是分段设缝加柔性接头,消除因地质断裂带活动在衬砌结构内部产生的弯矩和剪应力,可以适应地质断裂带变形。
(二)防水措施
兰州地铁防水有其特殊性:其一,兰州地铁穿越数条地质断裂带带,地质断裂带的活动不可避免地会使隧道衬砌结构变形开裂,这给隧道衬砌结构防水带来很大压力,隧道防水能否满足要求存在很大问题;其二,地质断裂带活动地段地层被错断,地下水连通性好,地表水亦可沿地质断裂带带下渗,黄土的大孔隙性和地质断裂带带的强导水性使得地铁隧道通过地质断裂带带的防水压力大;其三,地铁隧道在大部分地段均处于地下水位附近或以下,尽管水压力不大,但一旦地下水和地表水入渗,防水失控,却不能采用抽排水的办法进行处理,因为抽排水会加剧地质断裂带的活动,从而导致结构变形增大,造成不可挽回的损失。
(三)地基与基础处理措施
随着地质断裂带活动量不断增大,位于地质断裂带上盘的隧道在一定范围内将出现底部脱空现象,此时,隧道在上覆地层自重和两侧地层的向下的摩擦剪应力的双重作用下,结构将出现变形破坏。为了减弱地质断裂带活动引起的地铁隧道变形破坏,结构应预留注浆孔适时进行必要的注浆处理。隧道修建时也应先对地质断裂带影响区地基进行注浆加固处理,强化地基整体刚度。该方法可缓解或抑制地铁隧道衬砌结构变形的进一步发展。
(四)变形监测及预警措施
地质断裂带活动引起的地层变形是一个长期而缓慢的过程,建立专门针对跨地质断裂带地段地铁隧道的变形监测和预警系统,可以全面掌握地质断裂带活动及其引起的隧道变形,有利于适时采取或调整必要的预防措施,确保修建后地铁的安全运营。
(五)其他措施
在地铁穿越地质断裂带附近适当调整线路走向尽量使地铁隧道与地质断裂带正交或大角度相交,避免小角度相交。因为地铁隧道与地质断裂带正交或大角度相交时,穿越地质断裂带变形区长度较小,结构受力基本受剪切作用,而小角度相交时,隧道穿越地质断裂带变形区长度较大,且受力较复杂,不利于结构适应地质断裂带的变形,增加结构防水的难度。建议兰州市政府出台相应措施严格禁止在地一号线沿线一定范围内开采地下水,从而从根本上有效抑制地质断裂带的活动。
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关键词:土工试验;问题;分析
Abstract: In civil engineering, geotechnical test is an important content of the work, is the basic work of engineering geology, the quality will directly affect the engineering construction. In this paper, a simple analysis of several common problems and summarized in soil test, and puts forward several problems of geotechnical test should pay attention to in the course of the operation, so as to improve the quality of soil test work, design and construction of the final service to engineering.
Keywords:Soil test; problem; analysis
中图分类号:TU41文献标识码:A 文章编号:
引言
土工试验在工程设计和施工中具有不可忽视的作用。土工试验为设计计算提供了土的物理力学性质指标,它的结果不仅为解决各类岩土工程实际问题提供力学方面的参照,也在准确测定土性参数的问题上对工程的勘察效果产生影响,可以说土工试验从根本上保证了岩土工程设计的经济合理性和准确性。
1与土的比重、密度、含水量试验有关的问题
在土的物性试验中,最基本的三个试验是对土的相对密度、密度、含水量的检测,而且它们是土的干密度、孔隙度、孔隙比及饱和度指标的基础。这三项指标很重要,如果其中的一项发生改变,都会影响土一系列的力学指标。所以,准确地测定它们的值,有着极其重要的意义。
1.1土的比重试验
土的比重是一个相对稳定的值,它由土的矿物成分决定,一般为2.6~2.8。现在很多为简化操作比重试验,当同一地区且同一类型的土的比重基本相同时,会直接选用比重的经验值,但是这样会直接对工程施工精密度产生影响。需要注意的是,若土中含有机质,土的比重便会降至2.4以下,这种情况下应改用中性液体,如汽油、二甲苯、和煤油,且采用抽气排气法来实测,而且通过这种方法,土的工程特性才能反映出来。试验人员可以将各类土的试验数据统计收集和整理并建立适用于本地区施工的各类土的比重值,便于今后试验操作及选用比重经验值。
1.2土密度试验
土的密度是土的物质组成及结构特征的综合反应,且这一特征由土粒重量、孔隙中水重量和孔隙体积决定。用环刀将土样取入后,对环刀两侧的土样需用专门的刮土刀来做,注意刀法在在切样过程中的使用。这对试验人员有很高要求,要在开始就规范试验人员,当错误再出现时,能及时找出错误的原因,为确保样品的质量需要换新的刮土刀。只有这样,才会增加密度试验的结果的准确性。
1.3土含水量试验
由于土的含水量会对成果准确度造成间接影响,试验人员需要取两个及以上的土样来进行平行的试验,这才符合试验规程的严格做法。且要去除离散性较大的值后再取平均值,结合实际的情况,对于不利因素要克服。因为土的含水量最为不稳定,含水量不同,土的性质也就不同,出于各种原因,例如土层不均匀或者是取土的时候不是规范操作,土样在运输和保存期间发生变化,都会影响对于土的准确性能的测定,所以在这段时间内需要着重注意的是取样的代表性和均匀性是否符合要求,要及时装盒和加盖来避免水分损失,从而才能较准确地来测出指标。
2土的液限和塑限试验
做土的液限和塑限试验时,有人使用液塑限联合测定仪,有的是锥式液限仪,这样就造成由于手法不一样导致的同一指标不同,得出不同的结果。有的是因为不均匀调土,使用的圆锥仪磨损严重,得出了偏大的液限值。
做塑限试验时,普遍被认同的是搓条法,但是不易掌握标准,存在较大的人为因素影响,尤其是在低塑性土的测验更为明显。在有的单位,工作人员不直接测定值,而是会利用液、塑限间的相关性公式来计算塑限值。若此间接计算的塑限值限定为有大量对比资料的基础上,误差还可以事先估计,但是这种计算盲目扩大的话,套用失控,会使测试成果与实际值相差甚远。要想测出那最真实数据,首先要提高试验人员素质,且执行相应规范。除此之外,粉土的粒径大于0.075mm,质量不会超过总质量的一半,塑性指数小于10。在试验中,颗分试验复杂度高,大多数试验室仍仅按塑性指数是否大于10来判定粉土,做法不合理,如果需要测得粘粒的含量还要测定密度或用移液管法进行测定。
以上两点是对土的物理性指标进行的测定,由于它们之间是相互关联的,当以上的指标测出来之后,我们也可以将在同一土层的物理性指标放在一起来进行综合的分析,从而确定这些测得的物理性指标的准确性。举个例子,在开土的时候,如果发现土处于硬塑的状态,但是测试结果却显示土是处于流塑的状态,在这种情况下,有可能是含水量的测定出了问题,也可能是液塑限的结果有偏差。然而在大多数的情况下,出于含水量测定不准确占很大比重。这就是通过统一分析来进行判别,可以使试验的结果精度提高很多。
3土的力学性试验及存在问题
3.1土的固结试验
固结试验的目的是测定土体在各级垂直荷载压力作用下的压缩特性,为工程中涉及变形方面的问题提供重要参数。大多数固结试验在室内进行。目前,固结试验中存在的问题是:固结试验标准没有把一小时快速法列入其内。为了缩短试验的历时,大多数的单位习惯的做法是当黏性土最大固结压力允许值小于400kPa时,用平均一小时加荷一级的快速法,且用综合固结度来校正。但是,在最大固结压力大于400kPa时,有些人仍用一小时来加荷一级快速法,没有按慢速法及用次固结增量法来代替快速法,这对试验结果的准确度会有严重影响,是不可取的做法。有些时候,在测验找不出原因的情况下,重新取土进行测验也是很有必要的。
3.2土的直接剪切试验
土的抗剪度是指土体在抵抗剪切破坏条件下的极限能力,是土的重要力学性质之一。在评价地基、基坑的稳定性以及计算挡土墙上的土压力时,都会用到土的抗剪强度指标,所以正确测定土的抗剪强度会在工程上有重要意义。试验抗剪强度的方法有许多种,而在试验室内最常用的有直接剪切试验、三无侧限抗压强度试验和轴压缩试验。对于直接剪切试验,虽然会受仪器结构限制,有不少缺点,但在生产实践中直接剪切试验指标已积累大量经验,广泛应用于一般工程中。值得注意的是,在对粉土及较柔软的土进行剪切试验的时候,虽然这种方法比较简单,但由于缺乏对这类土的强度指标的可信度,需要工作人员做好准备工作,分次施压,从而防止土样被挤出,影响试验结果。由于室内外测出的数据有一定的差距,工作人员在对待试验的态度上要谨慎为上。
土的固结试验结果和土的抗剪强度之间有着一定的联系,一般情况而言,土的压缩性高,它的压缩模量就会越低,而它的抗剪强度就会越小。不过这只是一些情况下的关系,当土需要做固结快剪试验时,上述关系就不能成立,因此在测验时需要根据测验强度来进行具体的分析。
在一般情况下,土的物理性质对于土的力学性质有基本的决定作用,我们可以根据土的物理性质来判断土的最高的承载能力,尤其在室内试验时,可以以此为依据进行比较。我们可以对于有着不同的含水量、密度、液限、塑限的土,来测定其压缩性质及抗剪的强度有着怎么样的变化,从中可以找到一些规律,进行总结。但是实际上,土的形式很复杂,总会出现一些预想之外的情况,这时我们要保持实事求是态度,对结果进行准确测量分析,确保准确性,也为研究土的性质间关系做更充足的准备。
4其他问题总结
4.1土工试验的人员素质问题
基本上,土工试验人员由技术部和土工试验操作部组成。目前,对各试验人员重视业务培训,开展技术性竞赛活动,使他们具较丰富实践经验。随信息技术的发展,很多土工试验人员对于计算机不是能熟练应用。另外,土工试验的工作不受重视,在人员布置方面也存在问题,在试验中,我们会发现根本不懂这方面的工作人员有很多,其没有操作经验,未经过专业培训。出于成本考虑,很多土工试验室会雇佣民工和在校生来替代专业的技术人员,且这些人员不经过专业培训会直接上岗,但是大部分人的文化素质不够,不能实现多元化发展。对于他们来说,测试任务非常繁重,每天有很大的任务量,导致很多人员不规范的操作,影响试验结果准确性及可靠性。因此,加大土工试验专业培训刻不容缓,使土工试验人员系统地掌握土工测验专业知识,培训出多方面发展的人才。
4.2仪器设备的管理问题
近年来,仪器设备生产单位的迅速发展,尤其是生产个体仪器设备厂家的增长速度较快,不过却没有保证仪器设备的规范化和标准化。对于有威信的厂家,他们的仪器卖价高,且售后差,而一些小单位卖价适当,且有好的售后服务,基于此,很多单位就选择后者来买设备,导致对于试验结果备受质疑。在大多数的工序复杂工期紧迫的土工试验,没有计量的时间,使得计量合格证也存在失真性,降低土工试验的结果可靠性及准确性。
总之,在土工试验中,不能忽略试验室的仪器设备的管理。这样可以保证土工检测工作的准确可靠进行,避免重复劳动和无效劳动。
对于各项土工试验规章制度要建立健全,对于各项试验的基本操作过程规范化。要定期去保养和检测试验仪器,并经常性检查。即使更新不符合要求的仪器,及时整修影响试验的仪器。要经常组织部分试验人员去学习国标及有关的规范及规程,使得人员对所得到的试验数据可以有正确的判断,对于出现偏差或异常数据,员工能迅速找出原因并更正。
5结语
土工试验是对土类定名和土层划分很重要的依据,同时也为工程的设计和施工提出有效的测试结果。与工程质量和安全有直接影响。因此应高度重视试验本身,消除质量隐患,确保测试结果的质量,更好的为工程设计服务。
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