土木工程地質(zhì)實習(xí)結(jié)課論文

皖西學(xué)院WESTANHUIUNIVERSITY土木工程地質(zhì)結(jié)課論文題 目地下水對土木工程建設(shè)的影響姓 名馬晨旭學(xué) 號2014012052專業(yè)班級土木工程1401班指導(dǎo)老師蔡金龍摘要:水既是一種人類生活和生產(chǎn)不可缺少的重要資源，又是一種重要的地質(zhì)作用動力，它促使地表形態(tài)和地殼表層物質(zhì)的物理性質(zhì)和化學(xué)成分不斷發(fā)生變化。我國正在進(jìn)行大規(guī)模的工程建設(shè)，必須充分發(fā)揮水對工程建設(shè)的有利作用，防治水的有害影響。在土木工程建設(shè)中，地下水的活動是威脅施工安全、造成工程病害的重要因素。關(guān)鍵詞：土木工程，工程地質(zhì)，地下水工程一、地下水的基本知識1.1地下水的概念儲藏和運(yùn)動于巖土的孔隙和裂隙的水叫地下水。在土木工程建設(shè)中，一方面地下水是生產(chǎn)生活供水的重要來源，特別是在干旱地區(qū)，地表水缺乏，供水主要靠地下水。另一發(fā)面，地下水的活動又是威脅施工安全、造成工程病害的重要因素，例如，基坑、隧道涌水、滑坡活動價、基礎(chǔ)沉陷和凍脹變形等都與地下水活動有直接關(guān)系。1.2水在巖土中的存在狀態(tài)地下水儲藏和運(yùn)動于巖土的孔隙和裂隙中，根據(jù)巖土中水的物理力學(xué)性質(zhì)不同及水與巖土顆粒間的相互關(guān)系，可以有以下幾種狀態(tài)：氣態(tài)水、吸著水（強(qiáng)結(jié)合水）、薄膜水（弱結(jié)合水）、毛細(xì)水（非結(jié)合水）、重力水（非結(jié)合水）、固態(tài)水。3.巖土的主要水理性質(zhì)巖土與水作用時表現(xiàn)出來的性質(zhì)都被稱為水理性質(zhì)，從水在巖土中儲存、運(yùn)動的觀點來研究，包括巖土的容水性、持水性、給水性和透水性等；從水對巖土工程性質(zhì)的影響的觀點來研究，則主要指巖土的溶解性、吸水性、透水性、軟化性、抗凍性、膨脹性及崩解性等。二、 地下水的物理性質(zhì)與化學(xué)成分地下水的物理性質(zhì)包括溫度、顏色、透明度、嗅味、口味、比重、導(dǎo)電性及放射性等。地下水的化學(xué)成分包括純水及其中所含的各種離子、化合物和氣味。地下水的物理性質(zhì)受周圍環(huán)境條件和所含化學(xué)成分的影響。地下水的化學(xué)成分與流經(jīng)的巖土性質(zhì)和成分、地下水的補(bǔ)給條件和氣候有密切關(guān)系。因此，地下水的物理性質(zhì)與化學(xué)成分隨空間和時間的變化而改變。地下水的物理性質(zhì)與化學(xué)成分決定了地下水的質(zhì)量。不同用水目的，對水的質(zhì)量有不同的要求標(biāo)準(zhǔn)。此外，地下水的侵蝕性來源于水中有害的化學(xué)成分。因此，地下水的物理性質(zhì)和化學(xué)成分對于把地下水作為供水水源，或把地下水作為工程病害重要因素進(jìn)行研究時，都是非常重要的。三、 地下水的基本類型為了有效地利用地下水和對地下水某些特征進(jìn)行深入的研究，必須進(jìn)行地下水分類。由于利用地下水和研究地下水的目的和要求不同，有許多不同的地下水分類方法?？偟目磥碛袃纱蠓诸惙ǎ阂皇歉鶕?jù)地下水某一方面或幾個方面的因素對其進(jìn)行分類；而是盡可能得全面的考慮到影響地下水特征的各種因素對其進(jìn)行綜合分類。前者例如地下水按溫度分類，按總礦化度分類，按硬度分類及按pH分類等。后者則主要按埋藏條件和含水層性質(zhì)對地下水進(jìn)行綜合分類。地下水按埋藏條件分類：上層滯水、潛水、承壓水地下水按含水層性質(zhì)分類：孔隙水、裂隙水、巖溶水四、 地下水的地質(zhì)作用地下水對巖層的破壞和建造作用稱為地下水的地質(zhì)作用。地下水在流動過程中對流經(jīng)的巖石可產(chǎn)生破壞作用，并把破壞的產(chǎn)物從一地搬運(yùn)到另一地，在適宜的條件下再沉積下來。因此，地下水的地質(zhì)作用包括剝蝕作用、搬運(yùn)作用、沉積作用。地下水的剝蝕作用是在地下進(jìn)行的，所以又稱為潛蝕作用。按作用的方式分為機(jī)械潛蝕作用與化學(xué)溶蝕作用。機(jī)械潛蝕作用是地下水在流動過程中，對土、石的沖刷破壞作用。化學(xué)溶蝕作用是地下水可溶解可溶性巖石所產(chǎn)生的破壞作用。地下水將其剝蝕產(chǎn)物沿垂直或水平運(yùn)動方向進(jìn)行搬運(yùn)稱搬運(yùn)作用。地下水沉積作用包括機(jī)械沉積作用和化學(xué)沉積作用，以化學(xué)沉積作用為主。五、地下水對基礎(chǔ)工程施工的影響5.1滲流滲流對壩基、邊坡、地下工程等均有直接或潛在的破壞作用，容易產(chǎn)生流砂、管涌等，往往對工程造成嚴(yán)重影響。5.2邊坡工程地下水是影響邊坡穩(wěn)定性的重要因素。許多滑坡都與地下水的租用有關(guān)，如著名的長江雞爪子滑坡、甘肅的灑勒山滑坡等都與地下水的活動有關(guān)。5.3.基坑工程基坑工程一般位于地下水位以下，地下水問題比較突出，地下水對基坑工程的主要影響有：（1）惡化基坑開挖施工的條件。地下水流入基坑，淹沒工作面，將嚴(yán)重影響開挖施工的質(zhì)量和效率，同時坑內(nèi)排水會造成基坑周圍地面沉降、變形，導(dǎo)致周圍建筑物下降、變形、開裂、傾斜等破壞。（2）造成流砂、管涌等不良現(xiàn)象。在顆粒細(xì)小的非粘土中開挖基坑，由于坑內(nèi)外產(chǎn)生水頭差，導(dǎo)致地下水向坑內(nèi)滲流，甚至產(chǎn)生流砂、管涌等破壞作用，嚴(yán)重威脅基坑工程及其周圍建筑物的安全。（3）軟化基坑周圍的土質(zhì)，降低坑壁，坑底巖土體的強(qiáng)度，產(chǎn)生側(cè)壁變形、底鼓等。對于放坡開挖的基坑，由于誰對邊坡土體的軟化及滲流作用，還會造成邊坡塌陷、滑坡等事故。（4）造成基坑突涌。當(dāng)基坑下都有承壓水時，開挖基坑減小了含水層的上覆隔水層厚度。（5）增大支護(hù)結(jié)構(gòu)上的壓力。由于地下水的存在，設(shè)計擋土止水結(jié)構(gòu)上的水土壓力增大，相應(yīng)的增加基坑支護(hù)的費(fèi)用和施工難度。5.4地下工程地下工程多位于地下水位以下。地下水對地下工程的影響尤為突出，無論是設(shè)計還是施工或是正常運(yùn)行，都必須考慮和控制地下水對地下工程產(chǎn)生的不良影響。地下水對地下工程的影響主要表現(xiàn)為：（1）產(chǎn)生靜水壓力作用于洞石襯砌，增加支護(hù)結(jié)構(gòu)上的壓力，造成硐室圍巖沿軟弱結(jié)構(gòu)面滑動，造成硐室變形、失穩(wěn)等。地下水還會產(chǎn)生滲漏、管涌，影響地下工程的正常使用。（2） 地下水使巖土軟化，強(qiáng)度降低；使圍堰中軟弱夾層泥化，減小層間阻力；還會使某些巖土（如石膏、巖鹽、高嶺土等）產(chǎn)生溶解、膨脹，造成硐室變形。（3） 造成地下工程施工中產(chǎn)生涌水、流砂、涌泥等現(xiàn)象，引起洞室變形、塌方和沖潰，甚至淹沒和堵塞洞室，砂、水混合物涌入洞室，常常造成嚴(yán)重事故，影響地下工程的施工和地下建筑物的使用。六、地下水對土木工程的影響地下水對土木工程的不良影響主要有：某些地下水對混凝土產(chǎn)生腐蝕；降低地下水會使軟土地基產(chǎn)生固結(jié)沉降；不合理的地下水流動會誘發(fā)某些土層出現(xiàn)流砂現(xiàn)象和機(jī)械潛蝕；地下水對位于水位以下的巖石、土層和建筑物基礎(chǔ)產(chǎn)生浮托作用等。6.1地下水對混凝土和鋼筋的侵蝕性土木工程建筑物，如房屋橋梁基礎(chǔ)、地下室襯砌和邊坡支擋建筑物等，都要長期與地下水相接觸，地下水中各種化學(xué)成分與建筑物中的混凝土產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，使混凝土中某些物質(zhì)被溶蝕，強(qiáng)度降低，結(jié)構(gòu)遭到破壞；或者在混凝土中生成某些新的化合物，這些新化合物生成時體積膨脹，是混凝土開裂破壞。地下水對混凝土的侵蝕有以下幾種類型：溶出侵蝕，碳酸侵蝕，硫酸鹽侵蝕，一般酸性侵蝕，鎂鹽侵蝕。6.2地下水位上升引起的工程問題由于地質(zhì)、水文、氣象或地面建筑設(shè)施的大量興建，改變了地表或地下的徑流條件，則可能引起局部潛水位上升。地下水位上升引起的工程問題主要有：增強(qiáng)地下水的腐蝕性，引起不良地質(zhì)現(xiàn)象，產(chǎn)生砂土液化、流砂、管涌，影響洞室和基礎(chǔ)安全。6.3地下水位下降引起工程問題集中過量的抽取地下水，上游河流進(jìn)行人工改道，上游修建水庫，筑壩截流或上游地區(qū)新建或擴(kuò)建水源地，在含水層中進(jìn)行地下洞室、地鐵或深基礎(chǔ)施工時，往往引起含水層水位下降，導(dǎo)致地表塌陷、地面沉降、海水入侵、地裂縫