综合勘察技术在岩土工程勘察中的应用罗福贵

综合勘察技术在岩土工程勘察中的应用罗福贵

天津市地质工程勘察院天津市300191

摘要:勘察技术在岩土工程施工中确定地质构造的情况和分布规律具有重要作用。如果勘察数据不能很好地反映地质环境问题,会对工程结构的设计和施工带来不利。通过对地下岩层的化学物理性能的分析,能够对岩土工程施工提出科学合理的依据,直接影响矿山的开采以及地质环境的稳定性。基于此,重点探讨了岩土工程勘察中综合勘察技术的应用方法。通过对勘察结果的观察与评价,证实了综合勘察技术的应用,在提高勘察效率、提高勘察结果准确度方面的应用价值。

1引言

岩土工程勘察是工程准备阶段的重要内容,也是决定工程走向的关键所在,不仅能为工程设计、施工提供指导,还是制定安全防护措施的基础,而岩土工程勘察的进行有赖于各种勘察方式,尤其是综合勘察技术,其在岩土工程勘察领域有着显著的应用优势,可从本质上提高勘察质量,避免产生多解性等实际问题。

2重要性分析

岩土工程是土木工程涉及土工材料工程行为的分支。岩土工程在土木工程方面应用广泛,在军事、矿业、石油和其他工程学科也有应用,涉及到地表或地下施工。岩土工程采用土力学和岩石力学原理研究地下条件和材料,确定这些材料的相关物理、机械和化学性质,评估天然山坡和人造土壤沉积物的稳定性,评估现场条件造成的风险,设计土方工程和结构基础,并监测现场条件,土方工程和基础施工。典型的岩土工程项目开始于对项目需求的审查,以定义所需的材料属性。然后,对现有地区及其下方的土壤、岩石、断层分布和基岩性质进行现场调查,以确定其工程性质,包括如何与拟建施工进行相互作用。需要进行现场调查,以了解工程将在哪里进行。调查包括评估人类财产和环境、地震、山体滑坡、水坑、土壤液化、石流和岩石等自然灾害的风险。岩土工程师将确定并设计要建造的预期人造结构所需的基础类型、土方工程、路面分级。基础设计和构造适用于各种尺寸的结构,如高层建筑、桥梁、中大型商业建筑及土壤条件不允许基于代码设计的较小结构。

3岩土工程施工中常见的勘察技术分析

3.1槽探勘察

岩土工程施工环境的地质条件一般都非常复杂,传统的钻探勘察技术难以满足勘察工作的需要,而槽探勘察技术能适应复杂地质环境下的勘察工作。通过槽探勘察能够进入到工程内部,直接观测地质环境,对取得的物质进行成分分析,得到可靠的地质勘察资料。在实际过程中,可以通过在地表挖掘与岩层相垂直的沟槽来反映岩层的地质构造情况。在槽探勘察的过程中,可以用手工挖掘的方式,但是在山坡以及岩土坚硬的施工环境中,也可以先采用爆破方式,然后用手工方式进行挖掘。在槽探勘察的过程中由于主要用手工的方式,所以其成本比较低,在岩土工程施工的过程中应用广泛。

3.2土壤采样器

使用各种取样器取样土壤,一些采样方法仅能提供受干扰的样品,而其他采样方法可提供相对不受干扰的样品,通过从现场挖出土壤可获得样品,以这种方式采集的样品是受干扰的样品。试验坑是用于确定地下水位,机驱动螺旋桨采样器通常由具有连接到杆和手柄的切割边缘圆柱体组成,采样器通过旋转和向下的力的组合进行,以这种方式采取的样品是受干扰的样品,使用螺旋钻作为开瓶器进行取样的方法,土壤保留在螺旋钻的叶片上,并保持测试。改进型取样器与SPT取样器相似,取样筒直径较大,通常内衬金属管以容纳样品。由于取样器的大面积比(取样壁面积/样品横截面积),来自改良取样器的样品被认为是不稳定的。谢尔比管式取样器用于岩土工程的土壤薄壁管取样的标准实践。该采样器由设有切割边缘的薄壁管组成。采样头将管连接到钻杆,并包含止回阀和压力通风口。通常在粘性土壤中使用,该采样器进入土壤层,通常比管的长度小6cm,由止回阀产生的真空度和样品在管中的凝聚力使样品保持在管标准ASTM,以这种方式采样的土壤被认为是不受干扰的。

3.3高密度电阻率技术

在岩土工程施工的中不同的岩土介质之间的物理特性不同,勘察技术人员可以利用这一情况来进行勘察作业。技术人员可以在需要勘察的范围内施以电场,电流导入到大地中,不同岩土介质的电导性存在较大差异,技术人员可以根据电流的分布规律和分布情况来判断出岩土的性质。高密度电阻率技术应用电极来输入直流电,在观测点建立电场,可以根据需要对不同的岩土进行勘察,这样可以改变供电设备的位置和排列,从而实现改变电流传播方向和大小,根据前后电场的变化情况,从而确定地表的电阻率,根据不同位置电阻率的变化和岩土的导电特点,最终判断岩土的特点。高密度电阻率技术能够一次性地完成对电极的布置,同时在测量的过程中可以根据需要来改变电极的位置,全面收集岩土相关数据。

3.4数字化建模技术的应用

采用数字化建模技术获取岩土工程的相关地质参数,自动化水平高,精确度同样能够得到保证。该技术的应用方法如下:①于待勘察区域内,选择具有代表性的点位,使之组成网格状的表面图。②采用数字化建模的方式,收集每一点位的数据信息,包括各点位的属性特征及几何形状等。③采用计算机系统对数据进行处理,使区域内的地质环境,以平面图的形式呈现,使勘察人员能够以图形为参考,了解施工区域的地质特点。除精确度高外,数字化建模技术的优势还体现在测量难度低等方面。勘察人员仅需输入代表点位的信息,即可获取整个区域内的地质勘察结果,效率极高。将其与其他技术联合应用到岩土工程勘察中,对勘察难度的降低,具有重要价值。

3.5物探

对于本工程此类长大隧道,通常使用普通的电法与震法,依据各项物理参数实际变化情况,掌握岩性和破碎带等不利于施工的问题。此外,对深孔进行地下物探,结合测井,能对各类力学和地质参数进行准确测定。该勘察方法具有高效、经济性好、适用性强、透视效果突出等优势,但是其实际应用容易受到限制,并且最终结果可以给出多种解释。基于此,若采用物探方法进行岩土勘察,需要联合使用钻孔勘探等方法对勘察结果进行客观验证,以免产生多解性。

3.6地应力测试技术的应用

地应力测试是用于测量天然状态下岩体内部应力大小的一项技术。地球运动过程中,地壳会产生多种应力场。了解区域的内力效应,是工程用于评估该区域施工安全性的主要方法。地应力测试技术包括应力解除法、应力恢复法和水压致裂法3种。本工程所应用的技术,为应力解除技术。应用方法如下:①自岩体表面,向岩体内钻入,建立测量孔。②将测量元件(钻孔变形计)安装于测量孔内部,得到岩体变形的初始值。③采用钻机获取岩芯,使岩芯与围岩脱离,记录应力解除过程中的每一项参数,获取地应力测试数据。

4结束语

综上所述,本工程将综合勘察技术应用到了岩土工程勘察中,不仅提高了勘察效率,同时也提高了勘察结果的准确度,为工程施工收集了重要的参考数据。各工程可以将物探技术、遥感技术及地应力测试技术等,共同应用到地质勘察过程中,使勘察困难及勘察结果准确低等问题得到解决。

参考文献:

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