時(shí)間：2022-12-26 16:23:51
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇巖土勘探論文，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
關(guān)鍵詞：巖土工程勘察,問題,措施
巖土工程勘察是地基設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，主要是為建(構(gòu))筑物基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，地基處理和施工提供詳細(xì)的工程地質(zhì)資料和技術(shù)參數(shù)。而巖土參數(shù)的合理提供關(guān)系到基礎(chǔ)設(shè)計(jì)安全性、經(jīng)濟(jì)性和可行性。而由于對巖土工程勘察的重視度不夠，在實(shí)際的勘察工作中存在著各種各樣的問題，本文僅就野外勘探工作和巖土工程分析評價(jià)中的問題進(jìn)行分析，并提出相應(yīng)的措施，旨在糾正巖土勘察中的不規(guī)范行為，提高巖土工程勘察的質(zhì)量，為地基處理和施工提供準(zhǔn)確、詳細(xì)的工程地質(zhì)資料和技術(shù)參數(shù)。
1.巖土工程勘察中常見問題
1.1野外勘探工作
巖土工程勘察一般時(shí)間短、任務(wù)重且突擊性強(qiáng)，若勘探前沒有綜合周密的計(jì)劃，等發(fā)現(xiàn)問題時(shí)野外勘察工作已基本完成，若重新補(bǔ)充勘探工作事必會(huì)事倍功半。這集中表現(xiàn)在以下幾方面。
(1)勘探點(diǎn)布設(shè)：基礎(chǔ)形式及結(jié)構(gòu)形式不同，勘探深度不同。如:一般5~6層磚混結(jié)構(gòu)住宅，勘探孔深15m基本可滿足要求,而5層框架結(jié)構(gòu)商場由于柱網(wǎng)的柱荷載大,基礎(chǔ)面積大甚至可能采用樁基,則勘探孔深度15m一般不夠。地層工程地質(zhì)性質(zhì)不同,勘探深度不同。如:埋藏較淺且工程地質(zhì)性質(zhì)好的密實(shí)碎石土及基巖地區(qū)勘探孔深度較淺,而工程地質(zhì)性質(zhì)差的淤泥及松散雜填土地區(qū)勘探孔深度較深,這就要求在勘探前對勘探區(qū)域地層大致情況有所了解,做到有的放矢。地基復(fù)雜程度不同,勘探點(diǎn)密度不同。免費(fèi)論文。遇復(fù)雜地基情況,應(yīng)按規(guī)范要求加密勘探點(diǎn),不能局限于經(jīng)濟(jì)或時(shí)間等因素而堅(jiān)持原勘探方案不變,否則難以查明場地工程地質(zhì)情況,埋下工程隱患。這種情況在工勘市場競爭劇烈而盲目壓價(jià)的地區(qū)較嚴(yán)重。
(2)野外地層的劃分:野外地層的正確劃分是室內(nèi)資料整理的關(guān)鍵因素,對較大型的工程,由于施工多采取多鉆機(jī)平行作業(yè)形式,技術(shù)人員較多,各勘探班組往往各行其是,最后資料匯總后難以統(tǒng)一,給室內(nèi)整理帶來很大困難,為避免這種問題應(yīng)將所有技術(shù)人員首先集中到一起共同勘探一到兩個(gè)鉆孔,統(tǒng)一編錄形式,并派專人現(xiàn)場負(fù)責(zé)勘探區(qū)域整體野外分層連線,發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)處理,只有這樣才能更好地保證勘探質(zhì)量。
(3)原位測試:原位測試應(yīng)嚴(yán)格按規(guī)范進(jìn)行,在施工中常會(huì)出現(xiàn)一些所謂“捷徑”:靜力觸探按規(guī)定應(yīng)定深調(diào)零以減少零漂,有時(shí)圖省事不按要求調(diào)零,造成數(shù)據(jù)采集不準(zhǔn),尤其在氣溫與地溫相差較大冬天、夏天觸探指標(biāo)相差更大。標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)不按規(guī)定進(jìn)行桿長和孔深校正,在縮徑和孔底有殘留時(shí),不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)標(biāo)貫器沒落至應(yīng)測試孔底位置,造成標(biāo)貫數(shù)據(jù)嚴(yán)重失真。重型及超重型動(dòng)力觸探按規(guī)定需連續(xù)貫入,并定深旋轉(zhuǎn)觸探桿(以減小側(cè)摩阻),但在施工時(shí)由于連續(xù)貫入比較緩慢,且起桿困難或局部地段錘擊不進(jìn)而放棄連續(xù)貫入,使得對碎石土評價(jià)本來就缺乏相應(yīng)手段的觸探指標(biāo)數(shù)據(jù)不夠詳實(shí),因而造成對碎石類土的評價(jià)困難。
1.2巖土工程分析評價(jià)
(1)地基均勻性評價(jià)
高層建筑地基均勻性評價(jià)按《高層建筑巖土工程勘察規(guī)程》JGJ72-2004之規(guī)定進(jìn)行,但對一般建筑,GB50021-2001規(guī)定要求進(jìn)行地基均勻性評價(jià),但沒有給出相應(yīng)的評價(jià)方法進(jìn)行評價(jià),許多單位參考高層建筑地基均勻性評價(jià)的方法進(jìn)行評價(jià),目前,許多專家認(rèn)為這種評價(jià)方法不太合理,需要各地區(qū)定制相應(yīng)的評價(jià)方法。
(2)地基承載力特征值的確定
我國幅員遼闊,土質(zhì)條件各異,用查表法按GBJ7-89規(guī)范確定地基土承載力值在大多數(shù)地區(qū)可能適合或保守,也可能在某些地區(qū)會(huì)不安全,故GB5007-2002取消了按表格查取承載力的辦法,但大多地區(qū)仍在采用,因?yàn)楹芏嗟貐^(qū)的經(jīng)驗(yàn)不足,沒有能夠建立起自己的成熟經(jīng)驗(yàn),基本上仍是各勘察單位各自為政,沿用89規(guī)范,更有甚者,故意利用所謂地區(qū)經(jīng)驗(yàn),逃避責(zé)任,降低承
載力指標(biāo),造成工程浪費(fèi)。
(3)地震效應(yīng)問題
對丙類建筑可依據(jù)地層f值估算場地地層剪切波速,但對重要建筑必須進(jìn)行波速測試。但有的勘察單位用一句“根據(jù)地區(qū)經(jīng)驗(yàn)”來確定覆蓋層厚度,判定場地類別,這將對工程的抗震造價(jià)有很大的影響。另外,地基處理后剪切波速、場地地基土類別及場地類別是否會(huì)發(fā)生變化呢,這在巖土工程評價(jià)中很少給予重視。對飽和粉土或砂土進(jìn)行液化初判時(shí),地下水位的選取應(yīng)為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)年平均最高水位,也可按近期內(nèi)年最高水位采用,但很多單位則采用勘探時(shí)量測的水位,這是不合理的。
(4)基礎(chǔ)方案的選擇
在基礎(chǔ)方案的選擇上,勘察人員應(yīng)同設(shè)計(jì)人共同分析研究,從多個(gè)可行方案中選取既經(jīng)濟(jì)又合理的方案。現(xiàn)大多勘察單位圖省事,既不與設(shè)計(jì)協(xié)商,也不多考慮工程造價(jià),僅提供單一的基礎(chǔ)方案,設(shè)計(jì)方也不問原由,拿起就用,可能給工程造價(jià)造成很大的影響。另外,基礎(chǔ)方案的選擇應(yīng)依據(jù)場地地層情況,并結(jié)合地區(qū)經(jīng)驗(yàn)兩方面綜合分析,忽視任何一方面均可能造成錯(cuò)誤。免費(fèi)論文。
2.巖土工程勘察中常見問題的原因分析
以上對巖土工程勘察中幾個(gè)常見問題進(jìn)行了探討，究其原因，主要與以下幾個(gè)因素有關(guān)。
2.1勘察市場不規(guī)范
《建筑工程勘察質(zhì)量管理辦法》第五條、第六條對勘察收費(fèi)和承攬業(yè)務(wù)有明確規(guī)定。但勘察單位沒有嚴(yán)格執(zhí)行國家收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，互相壓價(jià)，互相競爭，中標(biāo)的勘察費(fèi)很低，致使勘察工作粗糙，勘察手段選擇不合理和布孔不規(guī)范，巖土工程勘察在深度和廣度上還沒有真正達(dá)到規(guī)范的要求，所以難以滿足規(guī)范和設(shè)計(jì)要求。
2.2權(quán)責(zé)不明確
《建筑工程勘察質(zhì)量管理辦法》第十六條對觀測員、試驗(yàn)員、記錄員、機(jī)長等現(xiàn)場作業(yè)人員應(yīng)當(dāng)接受專業(yè)培訓(xùn)，方可上崗的規(guī)定。但目前勘察單位大量雇傭農(nóng)民工，而這些人員又不懂勘察，又未經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)和教育，就承擔(dān)起開鉆機(jī)、取樣、測試、量測地下水位，甚至還做起了野外對土層鑒定與記錄等重要工作。這樣就難免會(huì)出現(xiàn)原位測試、地下水位量測等諸多野外作業(yè)的不規(guī)范，難以保證勘察質(zhì)量。因此對從業(yè)人員的必須經(jīng)專業(yè)培訓(xùn)和教育，取得合格證后方可上崗操作。
2.3缺乏巖土工程專業(yè)人才
專業(yè)的技術(shù)人才是對巖土工程正確分析評價(jià)的關(guān)鍵。未經(jīng)專業(yè)培訓(xùn)和教育的人在搞勘察，就會(huì)導(dǎo)致地基評價(jià)力度不足，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)參數(shù)偏于保守，造成工程的浪費(fèi)。因此勘察工程項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人，審核人，審定人，國家也應(yīng)劃定門檻，讓真正懂行的人員擔(dān)當(dāng)，這樣才能提高勘察隊(duì)伍的整體素質(zhì)，提高工程勘察質(zhì)量，使我們的工程建設(shè)真正建造在既經(jīng)濟(jì)，又安全的基礎(chǔ)上，產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
2.4 巖土工程勘察技術(shù)落后
隨著經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的高速發(fā)展，傳統(tǒng)的勘察方法和傳統(tǒng)的勘察手段已經(jīng)很難滿足設(shè)計(jì)的需要。存在著諸多急需解決的巖土工程勘察技術(shù)問題。這些問題主要有以下幾個(gè)方面：野外勘測中勘測點(diǎn)的合理布設(shè)問題、地質(zhì)界面劃分問題、巖土參數(shù)和地基承載力的確定問題、對勘察專業(yè)的野外和室內(nèi)原始資料的整理、分析、利用問題。存在上述問題的主要原因是巖土工程勘查人員沒有掌握先進(jìn)的勘察技術(shù)，缺乏建筑、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的知識，缺乏如何辨別真?zhèn)稳未嬲妫a(bǔ)充印證，歸納總結(jié)的能力，無法滿足工程建設(shè)的需要。
3、巖土工程勘察改進(jìn)的幾點(diǎn)措施
3.1加強(qiáng)巖土工程勘察的體制化建設(shè)和人員培訓(xùn)
目前，巖土工程勘察的地位和作用與國家和政府給予巖土工程的定位和期望仍有一定的差距。這固然與人們“重設(shè)計(jì)輕勘察”的思維定式有關(guān)，與我國勘察行業(yè)體制尚未健全有關(guān)，與勘察市場的惡性競爭有關(guān)。在當(dāng)前的形勢下，如何完善市場準(zhǔn)入制度，加強(qiáng)行業(yè)自律、約束機(jī)制，從根本上杜絕巖土勘察行業(yè)中的弊端，真正體現(xiàn)巖土工程師的價(jià)值，更好地應(yīng)對進(jìn)入WTO后與國際接軌的挑戰(zhàn)。
（1）嚴(yán)格執(zhí)行建設(shè)程序、規(guī)范市場行為、推行全程化監(jiān)理
科學(xué)的建設(shè)程序應(yīng)當(dāng)遵循“先勘察、后設(shè)計(jì)、再施工”的原則。不按原則辦事,必然會(huì)受到自然規(guī)律的懲罰。一方面必須仰仗政府主管部門按國家的法律、法規(guī),對項(xiàng)目招投標(biāo)和實(shí)施過程中的行為主體進(jìn)行全面有效的監(jiān)督管理,另一方面應(yīng)積極推行工程監(jiān)理全程化,采用事前、事中、事后控制相結(jié)合的方法,最大限度地避免不當(dāng)行為的發(fā)生,保證勘察質(zhì)量和投資效益最大化。
（2）嚴(yán)格市場準(zhǔn)入、盡快實(shí)施注冊土木工程師制度，加強(qiáng)相關(guān)人員培訓(xùn)
經(jīng)過近年勘察設(shè)計(jì)資質(zhì)換證,對勘察設(shè)計(jì)單位進(jìn)行了一定的清理整頓,對規(guī)范市場起到了一定的作用。但應(yīng)該清醒地看到,我國的勘察資質(zhì)門檻很低,尤其是打破行業(yè)壁壘后不同行業(yè)間的銜接過渡尚未完成,以高級工程師的數(shù)量來衡量技術(shù)水平不能如實(shí)反映勘察企業(yè)的技術(shù)實(shí)力。建議盡快實(shí)施注冊土木工程師制度,通過采用企業(yè)資質(zhì)和個(gè)人執(zhí)業(yè)資質(zhì)雙重控制來規(guī)
范勘察市場、促進(jìn)勘察技術(shù)水平的提高。
（3）加強(qiáng)勘察設(shè)計(jì)單位的質(zhì)量認(rèn)證，健全質(zhì)量管理
ISO9001∶2000質(zhì)量管理體系確立了以過程模式作為標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)。勘察設(shè)計(jì)企業(yè)應(yīng)通過有效應(yīng)量管理體系的要求,運(yùn)用過程方法,采用PDCA循環(huán)思進(jìn)行巖土工程勘察的實(shí)施和管理,持續(xù)改進(jìn)。提高勘察設(shè)計(jì)的能力,增加顧客的滿意程度。為加入WTO后的國際競爭提供支持,為勘察設(shè)計(jì)企業(yè)進(jìn)入國際市場創(chuàng)造條件。
3.2采用先進(jìn)的巖土工程勘察技術(shù)
在健全上述體制的基礎(chǔ)上，還應(yīng)該注重使用先進(jìn)的巖土工程勘察技術(shù)，提高巖土工程的勘察水平，具體可以采用以下技術(shù)：
（1）在巖土工程勘測中，為了避免勘探點(diǎn)布置的隨意性，可使用克里格法。免費(fèi)論文。
（2）在巖土工程分析評價(jià)中，為提高精確度，可使用多道瞬態(tài)面波勘探技術(shù)和高密度點(diǎn)法。
（3）巖土工程勘測中，為了準(zhǔn)確確定地基承載力特征值，可使用回歸分析
（4）巖土工程勘測資料的整理中，為了保證成果的正確性，應(yīng)使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。
4．結(jié)語
關(guān)鍵詞：巖土工程；應(yīng)用方法；數(shù)字化勘察
中圖分類號：[TE132]文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：
1、理論與經(jīng)驗(yàn)的關(guān)系
巖土工程勘察所涉及的基本理論主要包括土力學(xué)的理論、工程地質(zhì)理論、工程力學(xué)理論等，這些工程理論都是一種半科學(xué)半經(jīng)驗(yàn)的理論，很多理論是建立在經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上的，如很多公式都是經(jīng)驗(yàn)公式。在學(xué)習(xí)和運(yùn)用理論的過程中，一定要注意隱藏在公式和規(guī)律背后的背景知識和真正實(shí)際內(nèi)涵及其假定邊界條件。而積累經(jīng)驗(yàn)的過程可分為分析與預(yù)測現(xiàn)場觀測對分析、預(yù)測和現(xiàn)場觀測結(jié)果進(jìn)行比較、分析、評估和總結(jié)3個(gè)過程，可見積累經(jīng)驗(yàn)的過程也離不開理論的支持。筆者認(rèn)為：理論與經(jīng)驗(yàn)在巖土工程勘察中具有同等的地位，過分強(qiáng)調(diào)哪一點(diǎn)都是不合適的。筆者討論此問題，目的在于目前很多巖土工程技術(shù)人員過分強(qiáng)調(diào)經(jīng)驗(yàn)，而對理論的學(xué)習(xí)和運(yùn)用不足，這種現(xiàn)象對巖土勘察技術(shù)的發(fā)展不利；同時(shí)用于對年輕技術(shù)人員的傳、幫、帶上，不利于年輕技術(shù)人員的成長，甚至?xí)霈F(xiàn)以訛傳訛。 2巖土工程勘察方法概述
2.1傳統(tǒng)的巖土工程勘察方法存在的問題
2.1.1勘察資料過于地質(zhì)化。
由于部門長期的條塊分割，勘察、設(shè)計(jì)分散作業(yè)，加之巖土工程規(guī)范制定和新技術(shù)、新方法應(yīng)用的滯后，以及專業(yè)設(shè)置過細(xì)，巖土工程本身的特殊性等原因，設(shè)計(jì)與勘察之間脫鉤多，使得勘察提供的巖土工程信息通常以設(shè)計(jì)人員難以理解的形式出現(xiàn)，而且勘察也較難參與設(shè)計(jì)的全過程；設(shè)計(jì)人員也因知識的局限，很難深層次理解巖土工程勘察信息，因而勘察成果在設(shè)計(jì)中的轉(zhuǎn)化率較低，造成許多不應(yīng)有的浪費(fèi)和損失
2.1.2數(shù)字化地圖與數(shù)字化設(shè)計(jì)系統(tǒng)間不夠貫通。
地形圖是設(shè)計(jì)系統(tǒng)的底圖或基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，由于數(shù)字化地圖中的某些環(huán)節(jié)技術(shù)條件不成熟，與CAD設(shè)計(jì)軟件的接口不匹配，很難順利實(shí)現(xiàn)對接，設(shè)計(jì)系統(tǒng)不得不重新將勘察資料數(shù)字化，影響了設(shè)計(jì)系統(tǒng)CAD的推廣應(yīng)用。
2.1.3勘察信息數(shù)字化程度低。
勘察部門提供的勘察信息往往以圖紙、表格、文字等形式為主，內(nèi)容上定性描述較多。這一方面造成設(shè)計(jì)人員對于勘察信息難于準(zhǔn)確理解，另一方面造成對勘察信息處理、利用上的困難。
2.1.4數(shù)字化勘察技術(shù)概述
數(shù)字化巖土工程勘察是指應(yīng)用當(dāng)代測繪技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和CAD技術(shù)，通過計(jì)算機(jī)及其軟件，把一個(gè)工程項(xiàng)目的所有信息(勘察、設(shè)計(jì)、進(jìn)度、計(jì)劃、變更等數(shù)據(jù))有機(jī)地集成起來，建立綜合的計(jì)算機(jī)輔助信息流程，使勘察設(shè)計(jì)的技術(shù)手段從手工方式向現(xiàn)代化CAD技術(shù)轉(zhuǎn)變，作到數(shù)據(jù)采集信息化、勘察資料處理數(shù)字化、硬件系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化、圖文處理自動(dòng)化，逐步形成和建立適應(yīng)多專業(yè)、多工種生產(chǎn)的高效益、高柔性、智能化的工程勘察設(shè)計(jì)體系。該技術(shù)體系用系統(tǒng)工程觀點(diǎn)，把勘察、設(shè)計(jì)的圖紙、圖像、表格、文字等以數(shù)字化形式存貯，供各專業(yè)設(shè)計(jì)使用。
2.2巖土工程數(shù)字化建模方法
巖土工程地質(zhì)建模的方法目前采用的主要有表面模型法，表面模型法(也叫數(shù)字表面模型)的歷史較早，它的基本內(nèi)容就是通過精確的表示出工程地質(zhì)體的外表面來表示均質(zhì)地質(zhì)體的建模方法，也是目前廣泛使用的建模方法。表面模型法的數(shù)據(jù)來源是通過測點(diǎn)獲得的一系列離散的測點(diǎn)資料，包括測點(diǎn)的幾何特征數(shù)據(jù)和屬性特征數(shù)據(jù)，然后利用數(shù)據(jù)解釋結(jié)果重構(gòu)地質(zhì)體界面。可以抽象為把一系列同屬性按照一定的規(guī)則連接起來，構(gòu)成網(wǎng)狀曲面片，進(jìn)而確定整個(gè)地質(zhì)體的空間屬性，有很多方法用來表示表面，常用的方法主要有數(shù)學(xué)模型法和圖示模型法，本論文主要討論圖示模型法。常用的圖示模型法有邊界表示法、規(guī)則格網(wǎng)法、等值線法、不規(guī)則格網(wǎng)法等，其中不規(guī)則格網(wǎng)法是本系統(tǒng)選用的模型表示法，將做詳細(xì)分析討論。
2.3數(shù)字化巖土勘察工程數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)
基于GIS的巖土工程勘察涉及到的原始數(shù)據(jù)主要為地理信息方面的空間數(shù)據(jù)和非空間數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)來源包括：
2.3.1基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)這些數(shù)據(jù)主要包括：
①自然區(qū)劃圖。
該圖反映被研究區(qū)域的地理區(qū)劃、河流、道路、居民區(qū)、山川、公共設(shè)施等等自然地理信息。
②地形、地貌圖。
該圖反映被研究區(qū)域的自然地貌情況。
2.3.2巖土工程勘察數(shù)據(jù)這些數(shù)據(jù)主要包括：
所研究區(qū)域的工程地質(zhì)勘探資料。經(jīng)過篩選、處理的各勘探點(diǎn)包括地理、環(huán)境、土的物理力學(xué)指標(biāo)在內(nèi)的所有信息。各類建筑場地的地層信息，比如液化等級、液化指數(shù)、特征周期、年代、沉積相等。
3數(shù)字化巖土工程勘察應(yīng)用實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)
3.1 巖土工程數(shù)字化建模方法
巖土工程地質(zhì)建模的方法目前采用的主要有表面模型法，表面模型法（也叫數(shù)字表面模型）的歷史較早，它的基本內(nèi)容就是通過精確的表示出工程地質(zhì)體的外表面來表示均質(zhì)地質(zhì)體的建模方法，也是目前廣泛使用的建模方法。表面模型法的數(shù)據(jù)來源是通過測點(diǎn)獲得的一系列離散的測點(diǎn)資料，包括測點(diǎn)的幾何特征數(shù)據(jù)和屬性特征數(shù)據(jù)，然后利用數(shù)據(jù)解釋結(jié)果重構(gòu)地質(zhì)體界面。可以抽象為把一系列同屬性點(diǎn)按照一定的規(guī)則連接起來，構(gòu)成網(wǎng)狀曲面片，進(jìn)而確定整個(gè)地質(zhì)體的空間屬性，有很多方法用來表示表面，常用的方法主要有數(shù)學(xué)模型法和圖示模型法，本論文主要討論圖示模型法。常用的圖示模型法有邊界表示法、規(guī)則格網(wǎng)法、等值線法、不規(guī)則格網(wǎng)法等，其中不規(guī)則格網(wǎng)法是本系統(tǒng)選用的模型表示法，將做詳細(xì)分析討論。
不規(guī)則格網(wǎng)法（TIN）是將區(qū)域內(nèi)有限各點(diǎn)將區(qū)域劃分為相連的三角面網(wǎng)絡(luò)。區(qū)域中任意點(diǎn)落在三角面的頂點(diǎn)、邊上或三角形內(nèi)，如果任意點(diǎn)不在頂點(diǎn)上，則該點(diǎn)的數(shù)字屬性值通常通過線性插值的方法得到（在邊上用邊的兩個(gè)頂點(diǎn)的高程，在三角形內(nèi)則用三個(gè)頂點(diǎn)的高程），所以TIN是一個(gè)三維空間的分段線性模型，在整個(gè)區(qū)域內(nèi)連續(xù)但不可微。有許多種表達(dá)TIN拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的存儲方式，這里采用一個(gè)簡單的記錄方式是：對于每一個(gè)三角形、邊和節(jié)點(diǎn)都對應(yīng)一個(gè)記錄，三角形的記錄包括三個(gè)指向它三個(gè)邊的記錄的指針，邊的記錄有四個(gè)指針字段，包括兩個(gè)指向相鄰三角形記錄的指針和它的兩個(gè)頂點(diǎn)的記錄的指針；也可以直接對每個(gè)三角形記錄其頂點(diǎn)和相鄰三角形。每個(gè)節(jié)點(diǎn)包括三個(gè)坐標(biāo)值的字段，分別存儲X，Y，Z坐標(biāo)。這種拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是：對于給定一個(gè)三角形，查詢其三個(gè)頂點(diǎn)屬性和相鄰三角形所用的時(shí)間是定長的。它在沿直線計(jì)算地形剖面線時(shí)具有較高的效率，當(dāng)然可以在此結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增加其它變化，以提高某些特殊運(yùn)算的效率。
3.2數(shù)字化巖土勘察工程數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)
基于GIS的巖土工程勘察涉及到的原始數(shù)據(jù)主要為地理信息方面的空間數(shù)據(jù)和非空間數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)來源包括：
3.2.1巖土工程勘察數(shù)據(jù)這些數(shù)據(jù)主要包括：
經(jīng)過篩選、處理的各勘探點(diǎn)包括地理、環(huán)境、土的物理力學(xué)指標(biāo)在內(nèi)的所有信息。
各類建筑場地的地層信息，比如液化等級、液化指數(shù)、特征周期、年代、沉積相等。
結(jié)合上述分析，數(shù)字化巖土勘察工程數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)可以按以下幾個(gè)步驟實(shí)施構(gòu)建：
①巖土工程勘察數(shù)據(jù)庫的概念模型設(shè)計(jì)。
巖土工程勘察數(shù)據(jù)庫管理作為巖土工程勘察數(shù)字化系統(tǒng)的一項(xiàng)基礎(chǔ)工作是一個(gè)數(shù)據(jù)密集、處理復(fù)雜的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用問題，為了能獲得反映信息世界的概念性數(shù)據(jù)模型，將與實(shí)體和聯(lián)系相關(guān)的功能與行為剝離出來，僅從現(xiàn)實(shí)世界中實(shí)體的數(shù)據(jù)側(cè)面來建立模型即研究數(shù)據(jù)對象與屬性及其關(guān)系，并在此基礎(chǔ)上建立相對應(yīng)的數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)。
②數(shù)據(jù)庫建立實(shí)現(xiàn)。
巖土工程一體化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)有三類：用戶輸入的原始數(shù)據(jù)、系統(tǒng)生成的中間數(shù)據(jù)及最終數(shù)據(jù)。原始數(shù)據(jù)由測點(diǎn)數(shù)據(jù)組成，而測點(diǎn)數(shù)據(jù)又由測點(diǎn)幾何屬性數(shù)據(jù)（位置）和測點(diǎn)信息屬性數(shù)據(jù)；中間數(shù)據(jù)包括根據(jù)原始數(shù)據(jù)系統(tǒng)自動(dòng)生成的地層層面等值線模型、三維表面模型、剖面模型等，根據(jù)這些模型可以生成用戶需要的各種圖件，還可以進(jìn)行各種信息查詢操作；最終數(shù)據(jù)種類繁多，主要是根據(jù)用戶需要由中間數(shù)據(jù)生成，包括圖形資料和文檔資料.
論文摘要：為了使巖溶地區(qū)巖土工程勘察技術(shù)與質(zhì)量、地基處理設(shè)計(jì)以及施工水平得以促進(jìn)提高, 本文分析了巖溶的成因、特點(diǎn)以及分布, 介紹了當(dāng)前巖溶地區(qū)巖土工程的基本勘察方法和探測技術(shù)，并且汲取借鑒前人理論經(jīng)驗(yàn),總結(jié)了安全、合理處理巖溶地基的方法。
1.前言
巖溶又可以稱為 “喀斯特”,它是可溶性巖石如泥灰?guī)r、石灰?guī)r、巖鹽層、大理巖、石膏等，在水的長期作用下經(jīng)過物理、化學(xué)變化而形成的溶溝、溶洞、裂隙、石芽、暗河、鐘乳石、漏斗等地質(zhì)形態(tài)的總稱。目前我國三分之一以上的國土面積分布著可溶性碳酸鹽巖，約為344萬km2, 而碳酸鹽巖出露面積約為91萬km2,其中貴州、廣西、云南、四川、湖南、湖北、河北、山西、新疆、、內(nèi)蒙、青海等地均有大面積出露，具備了巖溶發(fā)育的基本要求。目前越來越的專家學(xué)者日益重視巖溶這一特殊的地質(zhì)現(xiàn)象,并從諸多方面加以研究分析，如巖溶的形成機(jī)制、條件、類型以及作用因子、形態(tài)發(fā)育等,并在許多研究方面取得突破和成功。伴隨經(jīng)濟(jì)的日益發(fā)展和西部大開發(fā)的深入落實(shí), 工程建設(shè)項(xiàng)目廣泛涉及巖溶地區(qū),因此巖土工程勘察的技術(shù)水平要不斷提高以適應(yīng)巖溶地區(qū)工程項(xiàng)目的需要。
2.巖溶的形成條件。
2.1存在大量可溶性巖石
喀斯特地貌廣泛分布在我國西南地區(qū),因?yàn)檫@些地區(qū)廣泛存在巖溶發(fā)育主體-可溶性巖石，這是巖溶形成的基本條件。其中硫酸鹽巖、碳酸鹽巖以及鹵化鹽巖在水的長期侵蝕溶解作用下,形成了奇特的喀斯特地貌，廣泛分布在地表及地面。
2.2巖石的透水性
巖石本身具有的裂隙和孔隙為流動(dòng)水的下滲提供條件。巖石的透水性隨著裂隙的增大而增強(qiáng),巖溶現(xiàn)象也越發(fā)明顯。巖溶作用的強(qiáng)弱影響著溶洞的大小,以及地下管道復(fù)雜程度,巖溶作用越強(qiáng)，地貌發(fā)育越完整,并逐漸形成不斷增大、完善的地下循環(huán)網(wǎng)。
2.3流水的溶蝕、動(dòng)力作用。
二氧化碳是巖溶地貌形成的必要條件,空氣、礦物風(fēng)化以及有機(jī)物的分解是水中二氧化碳的主要來源。二氧化碳與水反應(yīng)生成的碳酸,這個(gè)反應(yīng)賦予了水溶蝕的能力。流水的動(dòng)力作用增強(qiáng)了水的溶蝕能力,流水作用使水中的二氧化碳得到及時(shí)補(bǔ)充,以保證水的溶蝕作用不斷進(jìn)行,溶蝕能力不斷加強(qiáng)鞏固。與此同時(shí)流水帶動(dòng)水中砂石碎粒與巖石產(chǎn)生機(jī)械摩擦，進(jìn)一步的侵蝕有利于巖溶作用的不斷加強(qiáng)與深入。
2.4氣候的影響
我國西南地區(qū)地表徑流較為穩(wěn)定,流水下滲作用連續(xù),得益于這些地區(qū)濕潤的氣候條件,降水規(guī)律且降水量大使流水得以及時(shí)補(bǔ)充和更新，巖溶作用得以不斷進(jìn)行。
3.巖溶地區(qū)工程施工存在的問題
3.1地基穩(wěn)定性受巖溶引起的地表破壞、形變影響
水庫滲水、橋涵下沉開裂、建筑物損壞等現(xiàn)象是巖溶作用的結(jié)果。巖體洞穴頂板形變造成地基不穩(wěn)定;巖溶巖面起伏造成土質(zhì)地基的不均勻壓縮形變;巖溶水流無規(guī)則變化造成工程施工及建筑使用的不便。這些現(xiàn)象不僅阻礙生產(chǎn)生活的順利進(jìn)行,并且危及人的生命財(cái)產(chǎn)安全。
3.2工程施工的地基處理受巖溶影響存在一定難度。
巖溶地區(qū)地基處理異常復(fù)雜受諸多因素影響，如巖溶面的標(biāo)高起伏高低不一，各溶洞連通性難以確定, 水流變化無規(guī)律，形成巖洞的大小方位無規(guī)律可循，時(shí)常有同一垂直面出現(xiàn)多個(gè)巖洞的情況。
4.巖溶地區(qū)巖土工程勘察方法及探測技術(shù)
目前巖溶地區(qū)巖土工程勘察方法及探測技術(shù),通常采用鉆探這一常規(guī)手段, 但由于該法成本高、勘探周期長，不可能全面探明復(fù)雜的巖溶分布情況。因此要求采用綜合物探的方法對巖溶進(jìn)行立體勘探，才能解決某些地質(zhì)學(xué)方法無法解決的問題。
4.1工程地質(zhì)調(diào)查與測繪
包含了地層巖性、水文地質(zhì)、巖溶地形地貌的調(diào)查測量及試驗(yàn)。如勘察巖溶的一般發(fā)育區(qū)，應(yīng)重點(diǎn)摸清溶溝、溶洞的分布狀況、規(guī)模大小，以及充填性、危害性等等。勘察巖溶的發(fā)育區(qū)：由于巖溶發(fā)育區(qū)地基十分復(fù)雜，應(yīng)重點(diǎn)摸清基巖溶洞的分布狀況、規(guī)模大小，以及充填性，溶洞間連通性，地下水的徑流流向，地下水與地表水的水力聯(lián)系等。工程地質(zhì)調(diào)查與測繪的方法實(shí)用簡單,能較為直觀獲得野外工程地質(zhì)資料。
4.2地球物理勘探
巖體中復(fù)雜的巖溶洞穴的探測適用此法,除了電阻率法、無線電波透射法、聲波透射法、射氣測量高密度電法、地面地震反射波法、微重力法等, 在巖土工程勘察過程中得以廣泛應(yīng)用的還有層析成像、地質(zhì)雷達(dá)等技術(shù)。這些技術(shù)在確定巖溶溶洞、土洞及塌陷等的形態(tài)分布以及充填情況時(shí)起著不可替代的作用。由于巖溶塌陷具有復(fù)雜性、隱蔽性和突發(fā)性，單純監(jiān)測地面沉降、地面和建筑開裂情況來監(jiān)測塌陷的效果并不理想,此時(shí)采用層析成像等直接監(jiān)測和間接監(jiān)測技術(shù)來監(jiān)測塌陷則能收到良好的效果。對于隱伏的巖溶問題監(jiān)測,首選地質(zhì)雷達(dá)、微重力和地震面波法,其次是地震反射波法、地震折射波、電阻率成像法等。作為最理想的勘探方法之一，地球物理勘探在勘探大面積巖溶發(fā)育和深部巖溶分布狀況上有著不可替代的作用,但探測結(jié)果的準(zhǔn)確性易受地理位置地等因素干擾影響。
4.3工程地質(zhì)原位測試技術(shù)
通過采用動(dòng)力觸探試驗(yàn)、原位標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)，對溶洞、土洞中充填物、巖溶塌陷堆積物的地基土承載力和工程地質(zhì)性質(zhì)進(jìn)行探測。該技術(shù)具成本低、操作簡單的特點(diǎn)，在各巖溶地區(qū)得以廣泛應(yīng)用。
4.4遙感技術(shù)
包括航空遙感、側(cè)視雷達(dá)遙感、熱紅外遙感、地球資源衛(wèi)星遙感(MSS、TM、SPOT)等技術(shù)，遙感技術(shù)具有重復(fù)性好、勘測范圍大等特點(diǎn),利于從總體研究巖溶地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造、巖溶層組劃分等,因此被廣泛應(yīng)用于巖溶地區(qū)大型工程的巖土工程勘察工作，而民用與工業(yè)建筑不常用。
4.5示蹤試驗(yàn)
用熒光染料等示蹤劑對巖溶地下水聯(lián)通進(jìn)行測試及長期監(jiān)測研究，以測明巖溶的發(fā)育程度和溶洞分布、連通情況。該方法簡單方便，可信度高，但不適用于無地下水的溶洞。
4.6模型試驗(yàn)
采用一定規(guī)模的模擬試驗(yàn)裝置,模擬土層沙礫在諸如不同水動(dòng)力條件的巖溶塌陷過程，以此探求巖溶地基的穩(wěn)定性。該法通常用于研究巖溶的塌陷。
4.7插釬試驗(yàn)
在地基基坑開挖后,用一定長度鋼釬以相同間距插入上覆土層的方法,探明土層中是否存在發(fā)育中的巖溶土洞或塌陷軟弱層。該法具有施工簡單、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、效果顯著的特點(diǎn)。
5.常用的巖溶地基處理方法
5.1溶洞地基的處理方法
對于風(fēng)化裂隙破碎、圍巖不穩(wěn)定的巖體,可采用清爆填塞以及灌漿加固等處理方法;對于頂板破碎、高度較大，但洞壁完整的溶洞,可以采用鋼筋混凝土梁板跨越處理方法;對于較為寬大的洞隙,可采用調(diào)整柱距和洞底支撐等處理方法。
5.2土洞地基的處理方法
一般對洞體采用挖填灌漿、梁板跨越的處理方法以及處理地表水和地下水的方法。
5.3巖溶塌陷的處理方法
通常采用灌漿、強(qiáng)夯、換土墊層、旋噴加固、梁板跨越以及地表水疏排圍改治理的處理方法。
6.結(jié)語
巖溶地區(qū)地質(zhì)情況研究是一個(gè)較為復(fù)雜的問題，實(shí)際巖土勘探工作中遇巖溶問題時(shí)，我們應(yīng)根據(jù)具體的情況，全面分析考慮當(dāng)時(shí)的地質(zhì)條件，從而采取合理有效的巖土勘察方法，以此清楚了解巖溶的發(fā)育狀況和趨勢，正確評價(jià)工作區(qū)地質(zhì)環(huán)境，并提出合理的解決方案。
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【關(guān)鍵字】膨脹土，巖土工程，勘察方法
中圖分類號：TU475+.5文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：
一．前言
中國是膨脹巖土分布最廣的國家之一,在黃河流域及其以南的20 余個(gè)省區(qū)均有不同范圍的分布。由于膨脹土分布廣泛，種類繁多，而且不同地區(qū)膨脹土差異較大，作用機(jī)理復(fù)雜，對其成因的認(rèn)識還不夠充分,因此在工程應(yīng)用中對膨脹土造成的危害的影響遠(yuǎn)未達(dá)到消除與解決，因而加強(qiáng)對膨脹土的研究工作，是一件現(xiàn)實(shí)而有意義的工作。
二. 膨脹土的組成
膨脹土是指黏粒成分主要由強(qiáng)親水性礦物組成的,液限大于40%且脹縮性能較大的黏性土。主要由次生黏土礦物—蒙脫石和伊利石組成,同時(shí)具有顯著的吸水膨脹和失水收縮兩種變形特性。由于組成成分及比例的不同,其外觀一般呈現(xiàn)褐色、紅色、黃色或灰白色等,一般土質(zhì)細(xì)膩,黏性大,呈硬塑狀態(tài),斜交裂隙和光滑面發(fā)育,裂面顏色呈灰白、黃褐等雜色交混,無明顯界限。膨脹土的微結(jié)構(gòu)特征值隨母巖與地質(zhì)成因不同而各異，灰白色膨脹土主要是殘積膨脹土，由巖石風(fēng)化而成，富含CaO顆粒（疆石結(jié)核）。
三．膨脹土的膨脹收縮成因及危害
1、膨脹土的膨脹收縮成因
粘性土具有親水性，當(dāng)浸水膨脹時(shí)，因土的外層膨脹量大，土粒間的聯(lián)結(jié)強(qiáng)度就降低得更多，如果降低到不能承受土本身的自重時(shí)，就會(huì)崩裂、散開，即崩解，如此由外向里地發(fā)展，直到完全崩解。當(dāng)含水量減少，結(jié)合水膜變薄，粒間引力作用增強(qiáng)，土粒相互靠攏，粘性土的體積因而縮小。天然含水量越小，膨脹性越大，反之，則收縮性越大。
2、膨脹土的危害
坐落在膨脹土地基上的房屋建筑，隨季節(jié)性氣候的變化會(huì)反復(fù)不斷地產(chǎn)生不均勻的升降，從而使房屋破壞，尤其以單層或低層砌體房屋較為嚴(yán)重，危害性很大，并具有如下特征：
建筑物的開裂破壞具有地區(qū)性成群出現(xiàn)的特點(diǎn)。遇干旱年份裂縫發(fā)展更為嚴(yán)重，建筑物裂縫隨氣候變化而張開和閉合。
房屋墻面兩端轉(zhuǎn)角處的裂縫。如外墻出現(xiàn)垂直裂縫，端部斜向裂縫和窗臺下水平裂縫，山墻上的對稱或不對稱的八字形、X形裂縫等。
（三）室內(nèi)地坪和樓板發(fā)生縱向隆起開裂，并常與室外地裂相連，在地裂通過建筑物的地方，建筑物墻上出現(xiàn)上小下大的豎向或斜向裂縫。
四．對膨脹土地區(qū)巖土工程勘察的目的
1、查明不良地質(zhì)作用的類型、成因、分布范圍、發(fā)展趨勢和危害程度，提出整治方案和建議；
2、查明場地巖土層的類型、深度、分布、工程特性，分析和評價(jià)地基的穩(wěn)定性、均勻性和承載力，提供巖土層的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)和變形計(jì)算參數(shù)；
3、查明埋藏的河道、溝浜、墓穴、防空洞、孤石等對工程不利的埋藏物；
4、調(diào)查地表水的排泄和積聚情況以及地下水類型、水位和變化規(guī)律；查明地下水的埋藏條件，提供地下水位及其變化幅度；
5、判定場地水與土對建筑材料的腐蝕性；
6、查明膨脹巖土的巖性、地質(zhì)年代、成因、產(chǎn)狀、分布以及顏色、節(jié)理、裂縫等外觀特征；
7、劃分地貌單元和場地類型，查明有無淺層滑坡、地裂、沖溝以及微地貌形態(tài)和植被情況；
8、搜集當(dāng)?shù)亟邓俊⒄舭l(fā)力、氣溫、地溫、干濕季節(jié)、干旱持續(xù)時(shí)間等氣象資料，查明大氣影響深度；
9、評價(jià)場地與地基的地震效應(yīng)；
10、對場地工程地質(zhì)條件進(jìn)行分析評價(jià)，提供經(jīng)濟(jì)合理的地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案和建議；并提供滿足設(shè)計(jì)、施工所需的巖土參數(shù)；
11、對樁基類型、適宜性、持力層選擇提出建議，提供樁基設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)，并對成樁可行性、施工對環(huán)境的影響及樁基施工中應(yīng)注意的問題提出建議；
12、對基坑的設(shè)計(jì)、施工方案提出建議，提供基坑穩(wěn)定性計(jì)算、基坑開挖與支護(hù)設(shè)計(jì)所需的巖土技術(shù)參數(shù)。提供基坑開挖采取的地下水控制措施，提出抗浮設(shè)防水位。當(dāng)采用降水控制措施時(shí)，分析評價(jià)降水對周圍環(huán)境的影響。
五．膨脹土的勘察方法
對于膨脹土地區(qū)的勘察方法主要有鉆探取樣進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)及原為測試等方法。為了對膨脹土的特性有一定的了解，采用鉆探結(jié)合原位測試如：靜力觸探、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、旁壓試驗(yàn)等方法對膨脹土進(jìn)行綜合評價(jià)。對于埋藏較淺的膨脹土欲采用天然地基時(shí)，條件允許的情況下采用浸水載荷試驗(yàn)的方法來確定地基土的承載力，取其破壞載荷的1/2 來作為地基土承載力標(biāo)準(zhǔn)值，單更切合實(shí)際的是根據(jù)建筑物情況按實(shí)際變形要求在P-S 曲線上選取所對應(yīng)的荷載作為地基土承載力。另外，據(jù)有關(guān)資料表明，采用SWS 型多波列數(shù)字圖像工程與工程檢測儀對膨脹土地區(qū)進(jìn)行勘察發(fā)現(xiàn)，該方法對膨脹土層面的劃分效果明顯，對于淺層膨脹土中夾層及不良地質(zhì)體的探明尤為突出，因此，大面積的勘察時(shí)，宜采用SWS 工程勘探與檢測儀進(jìn)行剖面的勾勒，然后有重點(diǎn)的進(jìn)行指標(biāo)選取。
六．膨脹土勘察要點(diǎn)
膨脹土勘察的要點(diǎn)包括勘探、室內(nèi)試驗(yàn)、資料整理等。勘探方法包括鉆探、靜力觸探、井探、人力鉆等；試驗(yàn)主要為室內(nèi)試驗(yàn)、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、動(dòng)力觸探試驗(yàn)；膨脹土路基資料整理的重點(diǎn)在于劃分膨脹土的分布范圍、判定膨脹土的膨脹潛勢。在進(jìn)行勘察時(shí)我們應(yīng)注意：
1、外業(yè)：野外記錄應(yīng)注重顏色、狀態(tài)、濕度、包含物、裂隙等詳細(xì)記采。結(jié)合勘探情況，詳細(xì)調(diào)查地表水的排泄和集聚情況，地下水類型，特別是上層滯水的排泄和富積情況，常年水位和變化幅度等。野外鉆探嚴(yán)禁用水，確保取樣質(zhì)量，取樣位置應(yīng)從地面下1到3.5米，間距宜為0.5到1米。
室內(nèi)試驗(yàn)：可按擬建工程的設(shè)計(jì)要求選作不同的試驗(yàn)項(xiàng)目，對低矮磚混建筑物和市政工程建設(shè)除了進(jìn)行常規(guī)項(xiàng)目的測試且，還應(yīng)按要求做特殊試驗(yàn)。
資料整理：膨脹土地基變形量的計(jì)算，在不同地區(qū)的不同條件下應(yīng)注意采用相適應(yīng)的計(jì)算方法，考慮到天氣氣候等條件的影響。
七．膨脹土的處理方法
膨脹土最大的危害在于其脹縮性引起地基基礎(chǔ)的變化，因此，膨脹土的處理方法也是針對該特點(diǎn)來進(jìn)行的：
1、墊層：對于埋藏較小的膨脹土層，且下伏非膨脹土層較深時(shí)，可將表層強(qiáng)風(fēng)化層挖除后采取砂或砂石墊層來進(jìn)行處理，以充分利用膨脹土承載力較高的優(yōu)點(diǎn)。
2、砂樁：砂樁與墊層相結(jié)合的的辦法在于改變膨脹土的內(nèi)因特性。布莊宜采用梅花點(diǎn)或矩形點(diǎn)布樁，砂樁的長度應(yīng)大于大氣影響深度，樁徑及樁距視膨脹土等級而定，一般取置換率為6.5-12%，砂為中砂，墊層頂面必須有防水措施，但該方法只有膨脹土等級較高時(shí)才采用。
3、樁基礎(chǔ)：對于埋深較大（大于8.0 米）上覆土層強(qiáng)度指標(biāo)較低的膨脹土層，可考慮采用樁及擴(kuò)底樁等基礎(chǔ)形式，膨脹土首選為樁基持力層。據(jù)有關(guān)資料，此時(shí)膨脹土可按一般粘性土考慮，結(jié)合其特點(diǎn)，樁側(cè)平均摩阻力值宜取180kPa，通過幾種樁型試驗(yàn)和應(yīng)用情況的分析比較，認(rèn)定擴(kuò)底樁是較為理想的樁基形式。
八．結(jié)束語
膨脹土是影響房屋建筑安全穩(wěn)定的不良地質(zhì)，其危害性較大，在房屋設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量將基礎(chǔ)埋在大氣影響深度以下，或直接坐在非膨脹土層上，避開膨脹土的膨脹應(yīng)力，否則應(yīng)采取安全有效的措施對其進(jìn)行處理，最大限度地減少膨脹土帶來的危害，以確保建筑物的安全使用。
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞：巖土工程；實(shí)施；地質(zhì)勘查；數(shù)字信息化
Abstract: with the geotechnical investigation technical requirements in practice and increases project, for exploration geology exploration process the related data appear unified paper, geology exploration of the design used by the analysis of the data, in view of the geotechnical engineering work well early planning and unified effective implementation of geotechnical investigation work for the unity of the digital information processing, ensure the overall construction of geotechnical engineering smoothly.
Keywords: geotechnical engineering; Implementation; Geological exploration; Digital information
中圖分類號：TU71文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：
【正文】：施工過程中地基的承載力是整個(gè)勘察中實(shí)時(shí)性的一個(gè)全面總結(jié)，整體巖土勘察工程狀況是依據(jù)有效的工程設(shè)計(jì)參數(shù)做好合理的規(guī)劃，對地質(zhì)的穩(wěn)定性做出評估做好地質(zhì)承載力和壓縮模量，由此便可以更好的保證整體工程的設(shè)計(jì)和實(shí)施。在勘察勘察過程中，對于地質(zhì)的整體控制是需要根據(jù)每個(gè)不同的工程中所出現(xiàn)的不同地質(zhì)而進(jìn)行的更加準(zhǔn)確的勘察方法。
一、地質(zhì)勘察工程的承載力確定
施工技術(shù)人員在對巖土勘察工作進(jìn)行施工的過程中，對于地基的能力勘察設(shè)計(jì)，主要有三種方法：①荷載實(shí)驗(yàn)法；②理論公式化；③規(guī)范查表法。在建筑物的整體實(shí)施中對于地基的荷載力的確定是最直接最準(zhǔn)確的建筑物工程整體的實(shí)施情況。整體的工程實(shí)施再結(jié)合工程實(shí)踐綜合確定。在應(yīng)用中主要是對土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)c、值的確定，由于在實(shí)際的現(xiàn)場操作過程中，針對現(xiàn)場的取樣和工程的檢驗(yàn)以及對于承載量的認(rèn)為因素的控制進(jìn)行有效的綜合性分析，這樣才能夠更好的對工程檢驗(yàn)進(jìn)行有效的保證，許多地方差距的整體控制的表述進(jìn)行地區(qū)經(jīng)驗(yàn)值分析，可以運(yùn)用土工試驗(yàn)的數(shù)據(jù)以及對于工程的施工地基承載力進(jìn)行分析，保證工程的整體施工質(zhì)量。
二、壓縮模量的確定
壓縮模量的確定值，在具體工程的實(shí)施中有著多種不同的方法，而且在巖土工程勘察工程中對于這些方法的使用也并是不太規(guī)范。施工員在巖土勘察的過程中，總體而言還是需要針對具體工程中出現(xiàn)的粘土性質(zhì)和標(biāo)貫基數(shù)進(jìn)行有效的確定，但是所得出來的數(shù)據(jù)數(shù)值也不是完全的明確，有著較大的差異存在，通過模擬間的變換的出來的數(shù)據(jù)所顯的誤差依舊是很大的。
不論是低級的荷載力的計(jì)算還是對于土質(zhì)的壓縮模量變換的計(jì)算都需要具有一定的技術(shù)手段為依據(jù)。在巖土工程地質(zhì)勘察過程中，對于工程的整體施工需要進(jìn)一步更加充分的利用有效的技術(shù)手段進(jìn)行搜集勘察信息和科學(xué)的進(jìn)行整理，保證工程施工的準(zhǔn)確性和合理性。由于在巖土勘察過程的技術(shù)使用，對于所得的參數(shù)計(jì)算有誤不夠準(zhǔn)確，需要針對工程的整體施工進(jìn)行有效而全面的控制，在一定的基礎(chǔ)上能夠做到開銷平衡。
三、巖土勘察信息化工程的應(yīng)用
巖土勘察首先需要做的是對巖土層的土質(zhì)進(jìn)行針對性的分析，分析施工現(xiàn)場的土質(zhì)也是整個(gè)施工工程的必要條件。在整體工程施工中，對于地貌和底層以及底下各種各樣的物質(zhì)進(jìn)行勘探，將勘察出來的資料信息進(jìn)行匯總，初步的出來的數(shù)據(jù)都是比較零散，那么由此整體的數(shù)據(jù)就沒有一定意義上的工程應(yīng)用性。所以，對于巖土勘察工程整體的進(jìn)展還是必須要做好數(shù)據(jù)資料的匯總工作。針對以往傳統(tǒng)的巖土勘察工程，對于所得到的數(shù)據(jù)處理都還是處于二維靜態(tài)的表達(dá)模式上。所以，針對整體工程的數(shù)據(jù)運(yùn)算和巖土工程空間變化的規(guī)律，施工技術(shù)人員就很難對其進(jìn)行比較完善的系統(tǒng)性調(diào)整，那么在日常實(shí)際工作當(dāng)中就有必要做好信息化的預(yù)測和分析，這樣才可以保障整體巖土勘察工作的正確實(shí)施。
數(shù)字化巖土勘察是指應(yīng)用當(dāng)代測繪技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和CAD技術(shù)，通過計(jì)算機(jī)及其軟件，建立綜合的計(jì)算機(jī)輔助信息流程，這也使得勘察的手段從人工的勘察記錄轉(zhuǎn)向現(xiàn)代化的勘察技術(shù)手段進(jìn)行。作到數(shù)據(jù)采集信息化、勘察資料處理數(shù)字化、硬件系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化、圖文處理自動(dòng)化，逐步形成和建立適應(yīng)多專業(yè)、多工種生產(chǎn)的高效益、智能化的工程勘察設(shè)計(jì)體系。從該技術(shù)體系的整體控制手段就是針對工程的施工觀點(diǎn)把設(shè)計(jì)的圖像、文字等藝術(shù)字信息化的方式進(jìn)行存數(shù)，使勘察的質(zhì)量更準(zhǔn)確。
（一）巖土工程的數(shù)字建模方法
對于巖土工程地質(zhì)建模所采用的方法目前主要是利用表面模型法，這種方法也被稱之為數(shù)字表面模型，這種方法的使用由來已久，此方法在運(yùn)用中的基本內(nèi)容是通過精確的表示出工程地質(zhì)的外表來表示均質(zhì)地質(zhì)的建模方法。表面模型法的數(shù)據(jù)來源是通過測點(diǎn)而獲得的一系列零散的測點(diǎn)數(shù)據(jù)資料，其中包括測點(diǎn)的幾何特征數(shù)據(jù)和屬性特征數(shù)據(jù)，然后對所測出來的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析以及解釋結(jié)果重構(gòu)地質(zhì)提界面。可以抽象為把一系列同屬性的按照一定的規(guī)則連接起來，構(gòu)成網(wǎng)狀曲面片，進(jìn)而確定整個(gè)地質(zhì)體的空間屬性。
不規(guī)則格網(wǎng)法(TIN)是將區(qū)域內(nèi)有限個(gè)點(diǎn)將區(qū)域劃分為相連的三角面網(wǎng)絡(luò)。區(qū)域中任意點(diǎn)落在三角面的頂點(diǎn)、邊上或三角形內(nèi)，如果任意點(diǎn)不在頂點(diǎn)上，則該點(diǎn)的數(shù)字屬性值通常通過線性插值的方法得到(在邊上用邊的兩個(gè)頂點(diǎn)的高程，在三角形內(nèi)則用三個(gè)頂點(diǎn)的高程)，所以TIN 是一個(gè)三維空間的分段線性模型，在整個(gè)區(qū)域內(nèi)連續(xù)但不可微。有許多種表達(dá)TIN 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的存儲方式，這里采用一個(gè)簡單的記錄方式是：對于每一個(gè)三角形、邊和節(jié)點(diǎn)都對應(yīng)一個(gè)記錄，三角形的記錄包括三個(gè)指向它三個(gè)邊的記錄的指針，邊的記錄有四個(gè)指針字段，包括兩個(gè)指向相鄰三角形記錄的指針和它的兩個(gè)頂點(diǎn)的記錄的指針；也可以直接對每個(gè)三角形記錄其頂點(diǎn)和相鄰三角形。每個(gè)節(jié)點(diǎn)包括三個(gè)坐標(biāo)值的字段，分別存儲X，Y，Z 坐標(biāo)。這種拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是：對于給定一個(gè)三角形，查詢其三個(gè)頂點(diǎn)屬性和相鄰三角形所用的時(shí)間是定長的。它在沿直線計(jì)算地形剖面線時(shí)具有較高的效率，當(dāng)然可以在此結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增加其它變化，以提高某些特殊運(yùn)算的效率。
（二）數(shù)字化的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)
基于GIS 的巖土工程勘察涉及到的原始數(shù)據(jù)主要為地理信息方面的空間數(shù)據(jù)和非空間數(shù)據(jù)，數(shù)字化巖土勘察工程數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)可以按以下幾個(gè)步驟實(shí)施構(gòu)建：①巖土工程勘察數(shù)據(jù)庫的概念模型設(shè)計(jì)。對于巖土工程勘察數(shù)據(jù)庫的管理，作為巖土工程數(shù)字化系統(tǒng)的一項(xiàng)基礎(chǔ)工作是一個(gè)具有密集型和處理復(fù)雜的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用問題，為了能夠獲取反映實(shí)施的概念性數(shù)據(jù)模型，將會(huì)與實(shí)體和聯(lián)系相關(guān)的功能與行為相互剝離出來，僅僅是從現(xiàn)實(shí)世界中實(shí)體的數(shù)據(jù)側(cè)面來建立模型即研究數(shù)據(jù)對象與屬性及其關(guān)系，并在此基礎(chǔ)上建立相對應(yīng)的數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)。
② 數(shù)據(jù)庫的建立。巖土工程一體化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)有以下類：用戶輸入的原始數(shù)據(jù)、系統(tǒng)生成的中間數(shù)據(jù)及最終數(shù)據(jù)。原始數(shù)據(jù)均是由測點(diǎn)數(shù)據(jù)組成，然而測點(diǎn)數(shù)據(jù)又是由測點(diǎn)幾何屬性數(shù)據(jù) (位置)和測點(diǎn)信息屬性數(shù)據(jù)；中間數(shù)據(jù)包括根據(jù)原始數(shù)據(jù)系統(tǒng)自動(dòng)生成的地層層面等值線模型、三維表面模型、剖面模型等，根據(jù)這些模型可以生成用戶需要的各種圖件。
（三）數(shù)字化管理的發(fā)展
通過對巖土工程勘察數(shù)字化的改造，已經(jīng)構(gòu)成了一套較為完整的模塊，以標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)作為參照，固定管理程序作為整個(gè)程序的管理機(jī)制。巖土工程勘察在進(jìn)行數(shù)字化管理手段之后，全部的施工信息就可以通過數(shù)字化進(jìn)行表示。有了這些數(shù)字化管理的基礎(chǔ)和環(huán)境，就可以引進(jìn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等高科技含量的管理技術(shù)，對這些施工信息進(jìn)行搜集、處理和反饋，促使勘察施工管理達(dá)到數(shù)字信息化水平。勘察施工的同一模塊編碼、特征數(shù)據(jù)以及標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值等，都能夠通過建立數(shù)據(jù)庫進(jìn)行處理和存儲反饋，標(biāo)準(zhǔn)化的管理過程能夠通過先進(jìn)的管理分析軟件進(jìn)行落實(shí)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等為施工信息的搜集、處理、反饋和共享提高了快速有效的平臺。
【總結(jié)】：現(xiàn)代社會(huì)信息技術(shù)的高速發(fā)展，對于巖土工程勘察方法的全面改進(jìn)，在勘察過程中融入現(xiàn)代化信息化技術(shù)，由此不僅僅是將土質(zhì)勘察的手段進(jìn)行了全面有效的改善，而且對此還做出了相應(yīng)的推廣，這也是巖土勘察工程整體的發(fā)展模式。因此，在順應(yīng)符合社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求基礎(chǔ)上，對于巖土的勘察工作還需要進(jìn)一步加強(qiáng)，在勘探施工方面做好工作人員的統(tǒng)一分配，將信息數(shù)字化的應(yīng)用保證在巖土勘察建筑過程中得以廣泛使用。
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【關(guān)鍵詞】：巖土勘測；技術(shù)問題；提高方法；
【 abstract 】 : geotechnical investigation is the important foundation of the construction project, the survey for the accurate or not, decided the engineering construction safety and investment efficiency. In this paper, we introduced the geotechnical engineering survey problems of technology and puts forward improving the method of geotechnical engineering survey.
【 key words 】 : geotechnical survey; Technical problems; Improve methods;
中圖分類號：TU74文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：
0. 引言
巖土工程勘察其主要作用是為設(shè)計(jì)配套服務(wù)，提供設(shè)計(jì)需要的勘察資料，工程勘察體現(xiàn)的主要是認(rèn)知作用，通過必要的勘察手段和工作，認(rèn)識地基巖土的物理力學(xué)屬性，為設(shè)計(jì)提供必要的依據(jù)。對工程地質(zhì)條件作出正確的評價(jià)分析，將直接影響到工程的安全性及工程造價(jià)的高低，故在勘察過程中，要選擇最為適合及全面的勘察方法。
1. 我國巖土工程勘測發(fā)展現(xiàn)狀
在建國初，我國開始引進(jìn)國外的勘測技術(shù)，把只負(fù)責(zé)查明工程場地的地質(zhì)、評估地質(zhì)條件等等的工程地質(zhì)勘察演變?yōu)閹r土工程勘察，由原來的不參與解決工程實(shí)際問題或具體辦法的狀態(tài)，逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榭辈旃ぷ鲌?bào)告中還要涉及擬定工程地基基礎(chǔ)的合理方案、相關(guān)的注意事項(xiàng)、選定施工方案的理由等等工作。因此，它既不作出指導(dǎo)性的建議，也不用走進(jìn)基層工作中，導(dǎo)致其工程勘察工作范圍比較狹隘，其發(fā)展也比較緩慢，“重前期輕后期”的現(xiàn)象令勘測工作與工程設(shè)計(jì)和工程實(shí)際施工不相符，也令勘察成效在工程整體操作流程中不能有效的發(fā)揮作用，但在當(dāng)時(shí)國內(nèi)巖土工程體系已經(jīng)逐漸形成。
2. 巖土工程勘測中存在的技術(shù)問題
20世紀(jì)以來，巖土工程技術(shù)作為近代科學(xué)中的一部分，被廣泛應(yīng)用于社會(huì)建設(shè)的各個(gè)領(lǐng)域，得到了較大發(fā)展，也存在許多不足。巖土工程技術(shù)是實(shí)踐性很強(qiáng)的一門年輕學(xué)科，發(fā)展至今還是一門不夠嚴(yán)謹(jǐn)、不夠完善、不夠成熟的技術(shù)學(xué)科。因其難度大，發(fā)展?jié)摿σ哺螅枰獜V大巖土工程師的繼續(xù)努力和不斷實(shí)踐，為祖國的現(xiàn)代化建設(shè)多做貢獻(xiàn)。隨著我國國民經(jīng)濟(jì)不斷高速發(fā)展，眾多基礎(chǔ)建設(shè)項(xiàng)目和現(xiàn)代化超高層建筑物不斷興建，基礎(chǔ)和基坑開挖深度越來越深，各種公共建筑物的建筑風(fēng)格迥異。其平面和立面變化大，給結(jié)構(gòu)和勘察專業(yè)帶來諸多的新課題，采用傳統(tǒng)的勘察方法和傳統(tǒng)的勘察手段已經(jīng)很難滿足設(shè)計(jì)的需要，存在著許多急需解決的巖土工程勘察技術(shù)問題。這些問題主要以下幾個(gè)方面：
2.1界面劃分問題
由于我國地域遼闊，地質(zhì)形態(tài)也較為多樣，各省市、地區(qū)的地質(zhì)、地形、地貌、巖層等都有較大的差別．因此，在巖土工程勘察技術(shù)應(yīng)用和管理中普遍會(huì)面臨界面劃分的問題。巖土界面的劃分主要是依據(jù)巖土體和巖石風(fēng)化程度等，并且使用勘察儀器、設(shè)備。以及實(shí)驗(yàn)室檢測技術(shù)對于地質(zhì)構(gòu)造和軟弱結(jié)構(gòu)面進(jìn)行判定結(jié)，進(jìn)而才能準(zhǔn)確對巖土層面進(jìn)行科學(xué)的劃分。但是由于技術(shù)管理中存在操作、數(shù)據(jù)采集、資料分析、綜合處理等方面的問題，進(jìn)而導(dǎo)致所得出的巖土參數(shù)與實(shí)際不符，進(jìn)而影響到勘察工作的整體效果。
2.2地質(zhì)形態(tài)問題
主要有不明地下物體、空洞及其分布形態(tài)、埋藏位置和埋藏深度的確定。
2.3巖土參數(shù)問題
主要是那些難于取到原狀巖土樣和難于進(jìn)行室、內(nèi)外試驗(yàn)的巖土層即粗顆粒土、殘積土和風(fēng)化巖等。其巖土設(shè)計(jì)參數(shù)(承載力、變形指標(biāo)等)難于確定。
2.4綜合能力問題
主要表現(xiàn)在一部分勘察技術(shù)人員缺乏對勘察各專業(yè)的野外和室內(nèi)原始資料的整理、分析、利用的能力，缺乏如何辨別真?zhèn)巍⑷未嬲妗⒀a(bǔ)充印證、歸納總結(jié)的能力，缺乏建筑、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的知識，常造成勘察的目的性不明確，所提供的資料不能滿足設(shè)計(jì)的需要。
2.5技術(shù)素質(zhì)問題
目前，國內(nèi)巖土工程勘察技術(shù)應(yīng)用和管理中，技術(shù)人員數(shù)量不足、專業(yè)素質(zhì)相對較差、操作水平薄弱、數(shù)據(jù)綜合分析能力不強(qiáng)等問題是客觀存在的，也是影響勘察技術(shù)實(shí)際應(yīng)用效果的重要因素。目前，我國僅有部分綜合性高等院校開設(shè)了巖土工程勘察專業(yè)，而培養(yǎng)出的專業(yè)人才數(shù)量和綜合素質(zhì)與實(shí)際工作要求仍然存在一定的差距，這是造成國內(nèi)勘察技術(shù)水平低于西方國家的因素之一。同時(shí)，在巖土工程勘察工作中，技術(shù)人員對于野外及室內(nèi)相關(guān)地質(zhì)數(shù)據(jù)、資料的整理和分析能力較差，難以及時(shí)、準(zhǔn)確為工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)方提供科學(xué)、可靠的地質(zhì)數(shù)據(jù)，進(jìn)而導(dǎo)致設(shè)計(jì)、施工工作的延誤。
3.提高巖土工程勘測技術(shù)的方法
3.1實(shí)用新型設(shè)備并控制其管理質(zhì)量水平
伴隨著電子、電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，近十幾年來，工程物探專業(yè)根據(jù)彈性波理論、電磁波理論和電學(xué)原理發(fā)展了許多新的工程物探方法并相應(yīng)發(fā)展了一大批集適時(shí)采集處理，軟、硬件功能于一體的工程物探探測設(shè)備，它具有采樣密度大、速度快、成本低、信息量大等特點(diǎn)。可以利用工程物探可連續(xù)加密測點(diǎn)的辦法來獲得連續(xù)的地質(zhì)界面。從而有效的解決傳統(tǒng)鉆探手段以點(diǎn)帶面劃分地質(zhì)界面時(shí)常帶來的漏判、劃分不準(zhǔn)確等缺點(diǎn)；并且可以利用綜合工程物探方法有效地解決傳統(tǒng)勘察手段難于解決的諸多巖土工程問題，如地下不明物體、洞穴、軟弱結(jié)構(gòu)面、滑動(dòng)面、斷層、破碎帶等在地下的分布特征、形態(tài)、埋藏深度、位置。并且可以提供許多工程建設(shè)所需的巖土動(dòng)力參數(shù)和設(shè)計(jì)地震動(dòng)參數(shù)。相對傳統(tǒng)的鉆探方法，工程物探技術(shù)使用時(shí)受場地、地形條件的限制較少，具有節(jié)省時(shí)間、節(jié)省費(fèi)用、勘探精度高等特點(diǎn)。但是，各種工程物探方法的有效性決定于它對探測對象的適用性，物性條件的適用性越強(qiáng)，解決問題的可靠性越大，因此，為了有效地解決某些復(fù)雜的巖土工程技術(shù)難題，必須采用多種工程物探手段和鉆探聯(lián)合使用的方法，起到互相補(bǔ)充、互相驗(yàn)證的作用。合理地選擇、運(yùn)用工程物探技術(shù)與傳統(tǒng)勘探手段相結(jié)合，無疑是解決巖土工程勘察中存在的主要問題的有效手段之一。
加強(qiáng)勘察設(shè)備的生產(chǎn)監(jiān)管力度，嚴(yán)格監(jiān)督和檢查勘察儀器設(shè)備的質(zhì)量水平。對于不符合規(guī)范和要求的設(shè)備，嚴(yán)禁出廠。另外，應(yīng)嚴(yán)肅、嚴(yán)格地核查各企業(yè)現(xiàn)有勘察儀器設(shè)備，一旦發(fā)現(xiàn)不合格的儀器設(shè)備，要求其立即更換，并處以相應(yīng)的懲罰。從儀器設(shè)備的生產(chǎn)廠家到儀器設(shè)備的使用單位，都要進(jìn)行設(shè)備質(zhì)量的大普查。
3.2加強(qiáng)對于新型勘察技術(shù)的應(yīng)用
加強(qiáng)室內(nèi)、外測試新技術(shù)（比如多功能靜力觸探頭、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、波速測試、靜載荷試驗(yàn)等）和施工檢測、監(jiān)測技術(shù)的使用，通過其所獲得的數(shù)據(jù)和資料，經(jīng)過分析、對比，建立它們之間的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系，并通過工程施工檢測、監(jiān)測所獲取的實(shí)測資料反算得到的參數(shù)作為對比依據(jù)，確保所提供的巖土工程設(shè)計(jì)參數(shù)的可靠性。
3.3加強(qiáng)勘察技術(shù)人員的培訓(xùn)和管理
隨著現(xiàn)代電子計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展．巖土工程勘察工作對于技術(shù)人員的素質(zhì)要求已經(jīng)由單純的地質(zhì)知識向綜合能力提升的方向轉(zhuǎn)變，特別是在部分地質(zhì)條件較為復(fù)雜區(qū)域的勘察工作中，技術(shù)人員往往需要借助裝配專業(yè)軟件的計(jì)算機(jī)進(jìn)行承載力、受壓層深度、土壓力、基坑支護(hù)等項(xiàng)目的數(shù)據(jù)分析和處理。因此，勘察技術(shù)人員必須掌握較強(qiáng)的計(jì)算機(jī)和相關(guān)軟件的實(shí)際操作能力。同時(shí)，巖土工程勘察單位也要定期組織技術(shù)人員進(jìn)行崗位培訓(xùn)。并逐漸選拔和構(gòu)建一支業(yè)務(wù)精湛、野外適應(yīng)能力強(qiáng)的高素質(zhì)勘察隊(duì)伍，以便能夠從容應(yīng)對較為復(fù)雜的巖土工程勘察工作。
4.結(jié)語
總而言之，巖土工程勘察是巖土工程的一項(xiàng)基礎(chǔ)性工作，也是整個(gè)巖土工程工作的重要組成部分之一。進(jìn)行巖土工程勘察工作時(shí)，應(yīng)根據(jù)工程建設(shè)各勘察階段的要求，查明地質(zhì)災(zāi)害和不良地質(zhì)作用，正確反映工程地質(zhì)條件，精心分析，精心勘察，提出評價(jià)正確、資料完整的勘察報(bào)告，供設(shè)計(jì)、監(jiān)理和施工使用。對于當(dāng)前巖土工程勘察技術(shù)管理中存在的問題，應(yīng)嚴(yán)格對待，提出相應(yīng)的解決辦法，以便于巖土工程勘察技術(shù)管理的提高和完善。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵字：巖土工程；勘察；技術(shù)；應(yīng)用；處理方法
Abstract: this article from the current our country the reality of the development of geotechnical engineering exploration technology, the present survey technology in the application potential of some of the contradictions in the process of analysis, focusing on the contradiction at the same time put forward the corresponding processing method, hope to have a certain reference value.
Key words: geotechnical engineering; Survey; Technology; Applications; Processing method
中圖分類號：TF769.9文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：
一我國巖土工程制度大體上形成
巖土工程勘察準(zhǔn)求跟工程作業(yè)規(guī)劃、檢查緊密聯(lián)系，是一個(gè)有機(jī)結(jié)合的整體。巖土工程勘察是要為工程建設(shè)所服務(wù)。要在準(zhǔn)時(shí)獲取精準(zhǔn)性材料的前提下，對巖土工程運(yùn)用、相關(guān)處理方案進(jìn)行深入求證，提出高科技含量、具備可執(zhí)行性的巖土技術(shù)資料。巖土工程專業(yè)工作者能夠在巖土工程施工規(guī)劃及監(jiān)管崗位上承擔(dān)起自己的義務(wù)和責(zé)任，重視對工程存在現(xiàn)實(shí)矛盾，嚴(yán)格壓球技術(shù)工作人員具備全方位的技術(shù)知識，以便于更好的為巖土工程貢獻(xiàn)出自己的力量。
最近十多年以來，因建設(shè)部門及工程勘察協(xié)會(huì)對巖土工程勘察工作在資金和科技專業(yè)人員上的支持，在很大程度上推動(dòng)了巖土工程勘察的進(jìn)步和發(fā)展，目前巖土工程專業(yè)制度已經(jīng)逐漸形成，但是該制度存在很多不完善的地方。為此，需要我們不斷的進(jìn)行努力，運(yùn)用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)方法及成熟的相關(guān)體制，促使我國巖土工程向成熟化發(fā)展，以滿足當(dāng)下市場經(jīng)濟(jì)各方面的需求，巖土工程必然會(huì)成為工程建設(shè)領(lǐng)域當(dāng)中一個(gè)具備良好社會(huì)及經(jīng)濟(jì)效益的行業(yè)。
二針對我國巖土工程勘察技術(shù)與國外發(fā)達(dá)國家進(jìn)行的對比
在一些發(fā)達(dá)國家中，巖土工程重要的作用在于咨詢服務(wù)。這些單位擁有一大批具備豐富經(jīng)驗(yàn)及理論知識的工程師，他們?yōu)橥顿Y人、工程項(xiàng)目施工設(shè)計(jì)、工程監(jiān)管等所服務(wù)。他們對產(chǎn)品所供應(yīng)的相關(guān)信息知識、科學(xué)技術(shù)都是非常高的，歸屬于知識密集型企業(yè)。在這樣的公司當(dāng)中，擁有非常多的高科技專業(yè)人員及高質(zhì)量的儀器設(shè)備，他們才是巖土工程勘察的中流砥柱。
因我們國家的社會(huì)主義市場經(jīng)濟(jì)處于最初的起步階段，巖土工程制度上還有很多不足之處，為此當(dāng)下進(jìn)行巖土工程的單位企業(yè)類型上市各不相同的。有咨詢類、勘察類、施工類等，這種多類型下的巖土工程勘察單位的存在是很正常的一種現(xiàn)象。
當(dāng)下我國勘察業(yè)從業(yè)人員非常多，工人占據(jù)的比重較大，人員整體素質(zhì)比較低，跟國外發(fā)達(dá)國建比較存在很大的距離。依據(jù)國家《建筑勘察技術(shù)政策》(1996～2010)，此種現(xiàn)狀必將產(chǎn)生變化，國家將逐漸創(chuàng)立較為完善的市場經(jīng)濟(jì)制度，合理調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，激勵(lì)巖土工程企業(yè)單位逐漸向國際化的高科技性質(zhì)發(fā)展。
歷經(jīng)國家創(chuàng)建之后十多年的不斷發(fā)展，尤其是在改革開放以后，巖土工程勘察技術(shù)水準(zhǔn)有一個(gè)大范圍的提升，逐漸開始能夠順利的完成一些大型工程的勘察規(guī)劃及施工，包含一些超高層及高層建筑、復(fù)雜地基處理、深基坑開挖、大型邊坡工程、移山填溝、圍海造陸、海上平臺、核電站等。隔一年會(huì)評選出一個(gè)優(yōu)秀的勘察項(xiàng)目，過獎(jiǎng)的巖土工程勘察企業(yè)都具備了國際化的水準(zhǔn)。與此同時(shí)，存在很多勘察技術(shù)水準(zhǔn)相差很多的情況，更為過分的是一些企業(yè)竟弄虛作假，巖土工程勘察施工技術(shù)、技術(shù)方法及成果明顯低于國際上的水平。
能夠預(yù)測的是，在將來的十多年的時(shí)間中，我國市場體制逐漸趨于成熟，我國與國際大市場將逐漸融合。譬如，我國不少知名企業(yè)開始于不少的大型建筑巖土工程項(xiàng)目合作，像我國的黃河小浪底、長江三峽水利樞紐工程都是有發(fā)達(dá)國家知名企業(yè)與我國巖土工程積極配合的作用下完成的。因巖土具備非常顯著的地域性，工程勘察企業(yè)對前期一席經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)就變得極為重要。所以，在今后一定要倡導(dǎo)基本框架結(jié)構(gòu)的支持，發(fā)展出專屬自己的優(yōu)點(diǎn)和特征，促使巖土工程業(yè)走向世界性的軌道。
當(dāng)下我國巖土工程在取樣的質(zhì)量上潛在的矛盾是非常大的。第一，圖樣質(zhì)量低，特別是工程技術(shù)工作者對專屬自己負(fù)責(zé)的工程是極為懷疑的。譬如，有的工程在開展深層取樣的時(shí)候，通常運(yùn)用單層巖心管，卸取圖樣的時(shí)候需要運(yùn)用慣性辦法甩出來，一旦有粘性土容易甩出來的時(shí)候，圖樣將會(huì)出現(xiàn)好幾次的變形，有縮頸狀況的出現(xiàn)，遭受很大的干擾。這樣的圖樣也做為Ⅰ級原狀樣開展室內(nèi)試驗(yàn)，這就是為什么工程技術(shù)負(fù)責(zé)人員對室內(nèi)實(shí)驗(yàn)結(jié)果潛存疑慮的原因所在。第二，取樣科學(xué)技術(shù)與國際上通用的標(biāo)準(zhǔn)存在很大的差異性，不被國外發(fā)到國家所認(rèn)可。針對后者形成的矛盾，我國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范工作人員已經(jīng)做出了很多的工作，《巖土工程勘察規(guī)范》、《原狀取樣技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》、《原狀取土器標(biāo)準(zhǔn)》相繼出臺，讓巖土工程勘察有法可依。且所出臺的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)章體制與國際上標(biāo)準(zhǔn)相符，同時(shí)也兼顧到了我國現(xiàn)有國情。
在建筑物中承擔(dān)整體重量的是地基，地基的穩(wěn)定性能及強(qiáng)度對建筑物能否正常運(yùn)用有直接性的影響作用。為了有效的適應(yīng)黃土地區(qū)建設(shè)發(fā)展的需求，文章以陜北黃土地基為研究對象，首先對黃土地基承載力原位試驗(yàn)結(jié)果開展淺析，同時(shí)針對運(yùn)用強(qiáng)夯法對黃土地基處理開展承載力的試驗(yàn)。第三，運(yùn)用現(xiàn)有單元法針對路堤修筑施工中復(fù)合黃土地基的受力和變形特征進(jìn)行淺析。
針對那些嚴(yán)重失陷性、失陷下限深度較大的失陷性黃土地區(qū)建筑物地基護(hù)理的時(shí)候，需要對所在場地進(jìn)行相關(guān)治理，做好場地排水及建筑物基礎(chǔ)的隔水層，預(yù)防失陷性黃土地基浸水，達(dá)到預(yù)防場地、地基失陷的目的，同時(shí)能夠掌控建筑物的比例，提升建筑物整體性能的結(jié)構(gòu)措施。
通過探究能夠?yàn)辄S土地區(qū)工程的現(xiàn)實(shí)狀況供應(yīng)技術(shù)支持，通常包含以下幾方面的工作：
⒈運(yùn)用靜力觸探、旁壓試驗(yàn)、動(dòng)力觸探等原位試驗(yàn)對黃土地基的特理力學(xué)性質(zhì)以及地基的承載力開展試驗(yàn)，同時(shí)對各種辦法所獲得的試驗(yàn)成果進(jìn)行對比，來確定黃土地區(qū)承載的最佳方式，同時(shí)經(jīng)過試驗(yàn)確定本場地黃土濕陷等級，為地基處理供應(yīng)充足的根據(jù)。
⒉針對強(qiáng)夯法處理地基的特征及機(jī)理進(jìn)行淺析，提出運(yùn)用強(qiáng)夯法處理黃土地基，同時(shí)運(yùn)用現(xiàn)場靜力觸探、旁壓試驗(yàn)、動(dòng)力觸探等試驗(yàn)對經(jīng)過處理的復(fù)合黃土地基進(jìn)行承載力實(shí)驗(yàn)，同時(shí)運(yùn)用試驗(yàn)成果淺析強(qiáng)夯法處理效果。
⒊首先對灰土樁和透水樁加固黃土地基的機(jī)理進(jìn)行分析，再對處理后的復(fù)合黃土地基承載力進(jìn)行計(jì)算，最后基于Biot固結(jié)理論，并結(jié)合有限單元法對采用灰土樁和散體材料透水樁加固飽和黃土的變形和固結(jié)性狀進(jìn)行分析，同時(shí)跟試驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行對比。
三 巖土工程勘察技術(shù)中矛盾的處理方法：
1、工程現(xiàn)實(shí)情況表現(xiàn)：科學(xué)的挑選、運(yùn)用工程勘察技術(shù)及保守的勘察技術(shù)進(jìn)行緊密的結(jié)合，這是對巖土工程勘察潛在技術(shù)矛盾進(jìn)行處理的最佳方法。但由于不管是哪種技術(shù)都會(huì)存在很大的局限性，為此只有有效的解決巖土工程勘察技術(shù)中潛在的矛盾，就一定要運(yùn)用多種形式的勘察方法，才能夠使其獲得驗(yàn)證。
2、各種間接勘察手段所獲取的資料應(yīng)與傳統(tǒng)的勘察方法(如鉆探、原位測試、巖土試驗(yàn)等)、施工檢測、施工監(jiān)測成果進(jìn)行對比、驗(yàn)證，建立相對應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系，從而建立定量分析、判定標(biāo)準(zhǔn)，確保工程勘察質(zhì)量。
3、提高工程勘察技術(shù)人員業(yè)務(wù)水平和綜合能力的關(guān)鍵是：①培養(yǎng)勘察技術(shù)人員的技術(shù)素質(zhì);②拓寬專業(yè)知識的廣度和深度;③積極參與工程實(shí)踐。
四結(jié)束語
伴隨著巖土工程業(yè)制度的創(chuàng)建和不斷完善，使其變成獨(dú)具潛在發(fā)展能力的行業(yè)。為此，增加技術(shù)工作者的責(zé)任心，必然會(huì)促使巖土工程勘察工作得到一個(gè)很大程度的提升。因巖土勘工程勘察會(huì)受到市場經(jīng)濟(jì)的巨大影響，這就需要有效的運(yùn)用先進(jìn)的科技手段、優(yōu)良的工程勘探設(shè)備等獨(dú)特優(yōu)勢，開拓全新的運(yùn)用空間變成了未來發(fā)展的道路。
五參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞：水利工程；工程地質(zhì)；水文地質(zhì)
前言
水文地質(zhì)是勘查水利工程地質(zhì)的重要組成部分，它對建設(shè)場地地基巖土體的特性有很大影響，特別是對水利工程地基的穩(wěn)定性及耐用性的作用，更為突出。在水利工程地質(zhì)勘查中，主要是對工程建設(shè)相關(guān)的地質(zhì)因素進(jìn)行勘探，然而勘查人員一般都只注重對巖土類型、地質(zhì)性質(zhì)及結(jié)構(gòu)的研究，很少會(huì)將注意力放在水文地質(zhì)上，水文地質(zhì)成了可有可無的勘查因素。然而在勘查工作中，工作人員常常將水文地質(zhì)勘查放在一個(gè)無不起眼的位置，在勘查報(bào)告上只是做了一般性的評價(jià)，特別是在一些水文地質(zhì)條件較復(fù)雜的地區(qū)，沒有進(jìn)行深入研究，常因沒有意識到水文地質(zhì)對整個(gè)工程的影響而導(dǎo)致由此引發(fā)的各種巖土工程危害問題，進(jìn)而威脅到整個(gè)工程的質(zhì)量安全。筆者基于此，分析了水利工程地質(zhì)問題及水文地質(zhì)危害，望能夠相關(guān)工作人員一些啟示。
一、水利工程地質(zhì)情況
1、關(guān)于壩基巖體
不同的壩型具有自己的工作特點(diǎn)，也決定了其對地質(zhì)條件要求的差異。由此可知，要做好壩基巖體的地質(zhì)工作，在了解不同類型壩體的工作特點(diǎn)的同時(shí)，還應(yīng)掌握每種壩型對地質(zhì)條件的適應(yīng)性及對工程地質(zhì)條件的要求。另外，還應(yīng)注意研究壩區(qū)巖體本身存在的地質(zhì)缺陷，防止因缺陷而引起的壩基不穩(wěn)和壩區(qū)滲漏情況。
2、關(guān)于邊坡
引起邊坡變形破壞的因素有多種，如地形地貌條件、巖土類型和性質(zhì)、水等，此外還有風(fēng)化因素、人工挖掘、振動(dòng)、地震等。邊坡不穩(wěn)的類型主要包括四種：松弛張裂、蠕動(dòng)變形、崩塌、滑坡。
3、關(guān)于地下洞室圍巖穩(wěn)定性
圍巖變形的類型有以下幾種：脆性破裂、塊體滑動(dòng)和塌方、層狀彎折和拱曲、塑性變形和膨脹。一般對于工作人員來說，洞室地質(zhì)較簡單、巖層厚、具有一定的間距，不存在影響洞室穩(wěn)定性的斷裂帶，整體的巖體具有較強(qiáng)的硬度及完整性、整個(gè)地形沒有滑坡及塌方等的趨勢、地形完整、地下水其地基基礎(chǔ)影響小、環(huán)境好、無異常地?zé)岬龋邆溥@些條件的建洞山體是比較理想的。
4、關(guān)于水庫工程
水庫包括兩類：地面水庫和地下水庫。前者即人工湖泊，是通過筑壩在河流上攔水形成的；后者則是通過地下蓄水構(gòu)造，然后進(jìn)行人為的控制所形成的。水庫蓄水雖然能夠造福于人類，然而庫區(qū)及庫周的水文條件都會(huì)發(fā)生較大的變化，從而影響周圍的地質(zhì)情況，如庫水升高浸潤庫岸，風(fēng)浪作用沖蝕庫岸及地下水位上升浸沒洼地等，這些情況都會(huì)影響工程地質(zhì)，從而影響工程的施工、質(zhì)量。
5、關(guān)于軟土基坑
軟土基坑的地質(zhì)問題主要涉及到土質(zhì)邊坡穩(wěn)定和基坑降排水兩個(gè)方面。為了保證邊坡穩(wěn)定，在施工中常會(huì)采取坡度及邊坡護(hù)面的合理設(shè)置、基坑支護(hù)、降低地下水位等措施，確保施工安全。而基坑降排水的途徑主要有兩種：明排法和人工降水，后者常選用輕型井點(diǎn)或管井井點(diǎn)的降水方式。進(jìn)行軟土基坑降排水有很多好處，不僅保證了邊坡的穩(wěn)定，防止了流砂和管涌的發(fā)生，還在下臥承壓含水層的黏性土基坑中，避免了基坑底部的隆起。另外，軟土基坑降排水后，基坑土體相關(guān)干燥，方便了施工。
二、地下水引起的各種巖土工程危害
地下水主要是通過地下水位升降變化和地下水動(dòng)水壓力作用來引起巖土工程危害的。一般來說，地下水位變化引起的危害可分為三種：
1、 關(guān)于潛水位上升
在附近修建水庫，導(dǎo)致河流、湖泊、水庫中的水位上升是引起潛水位升高的重要因素，另外灌溉工程（包括引水渠道和水澆地滲漏工程施工、工業(yè)廢水和各種地下給排水管道的滲漏等）也是影響潛水位上升的一個(gè)方面。潛水位上升對建筑物的安全穩(wěn)定性構(gòu)成了巨大的威脅：
（1）地下水滲入地基，導(dǎo)致粘性土含水率增高、整體強(qiáng)度下降、可壓縮性大大增加，長此以往，建筑物很容易發(fā)生沉降變形；
（2）地基無法保持穩(wěn)定，出現(xiàn)隆起，或產(chǎn)生側(cè)向位移，地基不穩(wěn)，引起上浮，最終導(dǎo)致建筑物不穩(wěn)定，更甚者發(fā)生位移；
（3）砂土及粉土出現(xiàn)含水量飽和，引發(fā)砂土地震液化問題，或者引發(fā)流砂、管涌等現(xiàn)象；
（4）斜坡、河岸臨空面的巖土體力學(xué)性能降低，引發(fā)滑移、崩塌等危害，使得其失去原有的功能；
（5）沒有進(jìn)行防護(hù)的地下室出現(xiàn)浸水而無法使用；
（6）土壤沼澤化、鹽漬化嚴(yán)重，對建筑物的腐蝕性大大增強(qiáng)。
2、關(guān)于地下水位下降
此種危害大多由人為因素引起。抽取地下水沒有節(jié)制、采礦活動(dòng)中的礦床疏干以及上游筑壩、修建水庫截奪下游地下水的補(bǔ)給等人為操作都可引起地下水位下降。地下水位急劇下降對地質(zhì)災(zāi)害及自然環(huán)境都造成很大的影響，前者主要表現(xiàn)在地裂、地面沉降、地面塌陷等，后者主要是地下水源的缺乏、水質(zhì)污染等，嚴(yán)重的地區(qū)還會(huì)出現(xiàn)沙漠化或海水倒灌現(xiàn)象。因此其嚴(yán)重影響了建筑物的穩(wěn)定安全及人類的居住環(huán)境。
3、關(guān)于地下水位升降
氣候、季節(jié)的變化，地球與月球引力的變化，河流、湖泊水位的變化，潮汐的變化等都會(huì)影響地下水位波動(dòng)。此類危害對工程建設(shè)的影響也很大：
（1）地下水位波動(dòng)，引起土體卸載再加載，而加載后的土體密度比原來的大，因此導(dǎo)致土壓密；
（2）建筑基礎(chǔ)工程材料的使用期限受到影響，加劇了腐蝕性；
（3）干濕交替較頻繁，誘發(fā)木樁腐爛，因此跟埋于水下的地基相比，泥炭土地基的使用年限大大減少；
（4）石膏層和鈉鹽層等含鹽地層出現(xiàn)溶解現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致建筑物發(fā)生位移。
三、結(jié)語
綜上所述，水利工程的地質(zhì)問題分析可以讓我們了解到在勘查過程中，應(yīng)注意哪些問題，防止一些小的問題引起大的危害，而水文地質(zhì)因其常被勘查人員所忽略，在工程中引發(fā)較多的危害，因此本文重點(diǎn)介紹其引起的各類巖石危害，望能給相關(guān)工作人員一些思考。
參考文獻(xiàn)：
[1]會(huì)議論文.水利工程中的工程地質(zhì)環(huán)境分析.中國水利學(xué)會(huì)勘測專業(yè)委員會(huì).2002年學(xué)術(shù)研討會(huì)，2002.
[2]水利工程中的水文地質(zhì)問題[J].民營科技，2011（05）
土以碎散的顆粒為骨架，由固、液、氣三相物質(zhì)組成；在其由巖石風(fēng)化的生成、搬運(yùn)和沉積過程中幾經(jīng)滄桑，形成了不同于其他材料的復(fù)雜的力學(xué)性質(zhì)，而不同時(shí)空條件下土的性狀也各不相同。所以盡管已提出的土的本構(gòu)關(guān)系理論數(shù)學(xué)模型不下百種，動(dòng)用了傳統(tǒng)力學(xué)和現(xiàn)代力學(xué)的各種理論和手段，但是到目前為止，還沒有一種為人們所公認(rèn)的，能夠準(zhǔn)確、全面反映各種土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的數(shù)學(xué)模型。是否存在這樣的模型也是值得懷疑的。
在計(jì)算機(jī)和計(jì)算技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，以有限元為代表的數(shù)值計(jì)算是解決邊值問題的強(qiáng)有力的手段。當(dāng)用來計(jì)算彈性體時(shí)其精確程度令人嘆為觀止。其計(jì)算結(jié)果與光彈試驗(yàn)結(jié)果毫厘不差，結(jié)果光彈試驗(yàn)很快被廢止。土是碎散材料，而在一般數(shù)值計(jì)算中首先被假設(shè)為連續(xù)體，然后被離散化，假設(shè)各單元間的結(jié)點(diǎn)位移協(xié)調(diào)，計(jì)算土體的應(yīng)力變形關(guān)系。這常常不能反映土的變形的微觀機(jī)理。以DDA（DiscontinuousDeformationAnalysis）為代表的離散單元計(jì)算方法在計(jì)算某些農(nóng)產(chǎn)品（如谷類）和工業(yè)零件（如滾珠）時(shí)是相當(dāng)成功的。以至被稱為“數(shù)值試驗(yàn)”可以精確地代替模型試驗(yàn)。在定性地探索土的變形的微觀機(jī)理時(shí)，也是很有價(jià)值的。但是用以描述由不同尺寸、不同形狀、不同礦物成分的顆粒組成的土，反映不同三相成分及其物理、化學(xué)和力學(xué)的相互作用，即使是可能，恐怕也是相當(dāng)遙遠(yuǎn)的事。
數(shù)學(xué)模型和數(shù)值計(jì)算預(yù)測的另一個(gè)難點(diǎn)是土的參數(shù)的選取，它受到取樣(制樣)和試驗(yàn)手段的限制。原狀土在取樣過程中不可避免地受到擾動(dòng)和發(fā)生應(yīng)力釋放，會(huì)破壞其結(jié)構(gòu)性。即使是重塑土試樣，制樣的方式、器具和操作程序的差別也嚴(yán)重影響試驗(yàn)的結(jié)果。另一方面，目前使用的土工試驗(yàn)儀器也存在局限性。以真三軸儀為例，由于邊界之間的干擾，試樣的應(yīng)力和應(yīng)變的均勻是很難保證的。
在對地基和土工建筑物的探測方面，土層的時(shí)空變異及人類活動(dòng)給勘探測試及其結(jié)果的判釋造成困難。除此以外，巖土工程中的復(fù)雜邊界條件和施工過程中的諸多因素也嚴(yán)重影響工程的實(shí)際結(jié)果。
在我國每年發(fā)表和撰寫了大量的論文和報(bào)告，提出了各種理論、模型、計(jì)算方法、計(jì)算程序和技術(shù)手段，常常伴以試驗(yàn)或者實(shí)測數(shù)據(jù)的驗(yàn)證，其結(jié)果也常常是“符合得很好”。自己的試驗(yàn)或觀測證實(shí)了理論或者方法的完美，正是：“各夸自家顏色好，百花園中各稱王。”這種結(jié)果的可信性很值得懷疑。筆者在評閱一些論文和成果時(shí)，對于那些二者符合得完美到天衣無縫的圖與曲線，常常懷有很大的不信任感；而對于存在相當(dāng)差別，甚至坦率地承認(rèn)預(yù)測的不成功的情況，則是完全理解的。可惜后者較少。
近年來，主要在國外進(jìn)行了多次的“考試”或者“競賽”活動(dòng)：首先委托一個(gè)（或幾個(gè)）單位進(jìn)行所謂的“目標(biāo)試驗(yàn)”，亦即需要預(yù)測或者預(yù)算的試驗(yàn)或?qū)嵗Ｆ浣Y(jié)果是保密的，或者預(yù)測前不做試驗(yàn)，預(yù)測以后在試驗(yàn)。事先公布有關(guān)的土的一般資料、基本試驗(yàn)的數(shù)據(jù)（為確定有關(guān)參數(shù)）和目標(biāo)試驗(yàn)的應(yīng)力（應(yīng)變）路徑。在全世界或者一定范圍征求參賽者（參加目標(biāo)試驗(yàn)的人不參賽）。全部預(yù)測結(jié)果上交以后，公布試驗(yàn)結(jié)果。一般是召開研討會(huì)，評估或者評分。參賽者也常常進(jìn)行申辯和總結(jié)。這是一種客觀、公正和有權(quán)威性的檢查比較方式。也是推動(dòng)巖土工程發(fā)展的十分有益的活動(dòng)和手段。它使我們認(rèn)識到在巖土工程領(lǐng)域，我們的認(rèn)識能力和預(yù)測能力到底有多高。
試驗(yàn)方法和設(shè)備的檢驗(yàn)比較
1.不同儀器的相同試驗(yàn)的檢驗(yàn)
1982年在法國Grenoble召開的“土的本構(gòu)關(guān)系國際研討會(huì)”上①，用劍橋式的立方體真三軸儀分別由德國的Karlsrube大學(xué)和法國的Grenoble大學(xué)對同樣的砂土和粘性土進(jìn)行復(fù)雜應(yīng)力路徑和應(yīng)變路徑的真三軸試驗(yàn)，兩份試驗(yàn)結(jié)果是存在著差別的。由于使用的儀器與土料都是相同的，差別主要源于操作方法和技巧。
1987年在美國克里夫蘭召開的“非粘性土的本構(gòu)關(guān)系國際研討會(huì)”上②，利用美國Case大學(xué)的空心圓柱扭剪儀和法國Grenoble大學(xué)的劍橋式立方體真三軸儀進(jìn)行砂土的相同應(yīng)力路徑的試驗(yàn)。試驗(yàn)內(nèi)容包括：
(1)b＝不同常數(shù)的不同密度兩種砂土的真三朝試驗(yàn)；其中，b=（σ1-σ2）／（σ1-σ3）
(2)在π平面上應(yīng)力路徑為圓周（兩周）的的真三軸試驗(yàn)。
（b=常數(shù)的真三軸試驗(yàn)與空心圓柱試驗(yàn)的比較）表示了對于Hostun密砂（干密度ρd＝1.65g/cm3）在b＝不同常數(shù)，中主應(yīng)力ρ2=500kPa保持不變，用兩種儀器試驗(yàn)得到的軸向應(yīng)力與軸向應(yīng)變關(guān)系曲線，軸向應(yīng)變和體應(yīng)變的關(guān)系曲線。可見在b=0和0.28時(shí)，不同儀器試驗(yàn)結(jié)果的差別是很大的。但是在評價(jià)它們時(shí)，主持者說：對于軸應(yīng)變，除了0.286的結(jié)果很差（verypoor）以外，其他的曲線符合的很好(verywell)；（b.體應(yīng)變εv與軸向應(yīng)變εz間試驗(yàn)曲線）的曲線認(rèn)為符合得很優(yōu)良（excellent）。對比我們的一些論文中理論與實(shí)際曲線二者絲絲入扣的符合，就顯得很不真實(shí)。在這兩個(gè)試驗(yàn)中試樣的破壞形態(tài)也有很大不同：空心圓柱試樣發(fā)生頸縮；立方體試樣產(chǎn)生V形的剪切帶。這些差別可能是由于試樣的制樣方法不同，試樣中的實(shí)際應(yīng)力分布不同和試驗(yàn)中的邊界條件不同引起的。
2.土工離心機(jī)模型試驗(yàn)
1986年由歐洲共同體資助，發(fā)起“土工離心機(jī)的合作試驗(yàn)”③。參賽者有三家：英國的劍橋大學(xué)、法國的道橋中心研究室和丹麥的工程院。試驗(yàn)的內(nèi)容是模擬飽和砂土地基上的圓形淺基礎(chǔ)的承載力和荷載—沉降關(guān)系。試驗(yàn)土料統(tǒng)一為巴黎盆地天然沉積的一種均勻石英細(xì)砂。模型地基的孔隙比規(guī)定為e=0.66(相對密度Dr=86％)，規(guī)定圓形基礎(chǔ)的模型尺寸為直徑D=56.6mm,離心加速度＝28.2g，基底完全粗糙。此前，由丹麥巖土研究所對于這種土進(jìn)行了物性試驗(yàn)和三軸試驗(yàn)，其結(jié)果公布于眾。要求荷載—沉降關(guān)系表示成無量綱的變量q/γˊnb-s/b公關(guān)系曲線。
其中：
q=基礎(chǔ)上施加的荷載(kPa)
γˊ=乙土的浮容重(kN-m3)
n=重力加速度水平，即模型比尺
b=模型基礎(chǔ)的尺寸(m)
s=基礎(chǔ)的中心垂直沉降(m)
同時(shí)也進(jìn)行了相同條件下的現(xiàn)場載荷試驗(yàn)，以便與模型試驗(yàn)結(jié)果對比。
這三家使出了渾身解數(shù)，精心制樣、安裝、運(yùn)轉(zhuǎn)和量測，反復(fù)摸索，反復(fù)校驗(yàn)，校正各種參數(shù)和影響因素。劍橋大學(xué)還在離心機(jī)上作了靜力觸探試驗(yàn)。最后，劍橋大學(xué)提交了一組試驗(yàn)結(jié)果，另外兩家按要求給出了一條曲線。圖2（圓形天然淺基礎(chǔ)的試驗(yàn)荷載-沉降關(guān)系曲線）表示了其試驗(yàn)結(jié)果，其中劍橋大學(xué)是筆者選取的最接近于要求的條件的試驗(yàn)結(jié)果(e＝0.664)。
可見，這種世界先進(jìn)水平的土工離心模型試驗(yàn)的誤差在±30%以上。值得提出的是，這是一種條件非常簡單明確的模型試驗(yàn)。而現(xiàn)場的工程實(shí)際情況的條件和影響因素遠(yuǎn)比這復(fù)雜。在這個(gè)試驗(yàn)中，加載速率、模型地基砂的密度、制樣方法和運(yùn)行程序?qū)υ囼?yàn)結(jié)果都有影響。例如劍橋大學(xué)的試驗(yàn)表明，砂土的孔隙比變化0.01（相當(dāng)于相對密度變化3％），則其承載力變化18％，如圖3（地基承載力與模型地基孔隙比間關(guān)系—?jiǎng)虼髮W(xué)試驗(yàn)結(jié)果）所示。而由于模型地基是先制樣，后運(yùn)轉(zhuǎn)，保證地基內(nèi)砂土處處均勻，孔隙比誤差在0.01范圍內(nèi)是有較大難度的。
3.單樁的動(dòng)測法的考試
1992年在荷蘭海牙進(jìn)行了一次動(dòng)測樁的“考試”④。在第一輪，10根預(yù)制樁預(yù)先被沉入地基，樁徑250mm，樁長18m（7#樁17m）。要求測出其預(yù)制的“缺陷”。其中一根樁完整無缺；其余的9根樁各有缺陷：頸縮、擴(kuò)徑和在不同部位的10mm寬，130mm深的刻槽。事先由特爾夫公司進(jìn)行了地基勘察，將土層資料公布于眾。有12家具有國際聲譽(yù)的公司參賽，用小應(yīng)變動(dòng)測法檢測。結(jié)果是：平均測對4根；最多對7根，最少對兩根。沒有一家測出那根完整無損的樁。他們認(rèn)為對于只有10mm寬的缺痕很難分辨。
第二輪是沉入11.5m-19m長的5根樁，然后用靜載荷試驗(yàn)測出極限承載力。10家公司用大應(yīng)變動(dòng)測法測試其極限承載力。其結(jié)果也不樂觀。比如，由靜載試驗(yàn)為340kN的一根樁，各家給出的結(jié)果分布在90kN-510kN的范圍。
4.堤防隱患檢測的“大比武”
我國目前有各類堤防25萬公里，很多已具有幾百年的歷史。是民堤逐年加高培厚或者在汛期搶修形成的。地質(zhì)條件及堤身土料和質(zhì)量千差萬別，隱患很多。1998年洪水期間發(fā)生的許多險(xiǎn)情和決口都是由于滲透通道形成的管涌和蟻穴鼠洞、裂隙異物和局部疏松土體等造成的。為此水利部和防汛辦于1999年3月在湖南宜陽召開了“堤防隱患綜合檢測技術(shù)檢驗(yàn)會(huì)”也北被稱為“大比武”。
有我國的十幾家科研院所、大專院校和少數(shù)廠家（包括美國的勞雷公司）參加。檢測堤段位于宜陽的一段廢堤上。每個(gè)參賽的檢測方法負(fù)責(zé)200米堤段，時(shí)間是兩小時(shí)。幾處“隱患”是事先人工布置的，埋設(shè)了稻草、鋼管，模擬蟻穴和鼠洞。一般在兩米深范圍內(nèi)。人們使用的測試手段包括：高密度電阻率法、瞬變電磁法、地震波法、彈性波法和探地雷達(dá)等。這些方法都有一定的分辨率限制，即分辨尺寸與深度之比一般是相對固定的。因而兩米深的隱患的檢測不應(yīng)算是難題。檢測結(jié)果聘請有關(guān)專家評審，打分。圖4（堤防隱患的檢測結(jié)果評分）所給的分?jǐn)?shù)只是相對的。組織者對于測試結(jié)果是不滿意的。參賽者各自對其結(jié)果的誤差的原因進(jìn)行了解釋。針對這種結(jié)果，水利部斥資幾百萬，開展專題研究，目標(biāo)是“傻瓜”式的快速檢測儀器和方法。關(guān)鍵問題可能是要結(jié)合各地具體情況和長期的抗洪防汛經(jīng)驗(yàn)，因地制宜，積累資料和經(jīng)驗(yàn)，合理判釋，儀器才會(huì)發(fā)揮作用。很難想象，可以身背“傻瓜機(jī)”，走遍天下都會(huì)靈驗(yàn)。
土的本構(gòu)關(guān)系的檢驗(yàn)
80年代以來，關(guān)于土的本構(gòu)關(guān)系的“考試”至少進(jìn)行了3次。1980年美國和加拿大召開了“巖土工程中極限平衡、塑性理論和一般的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系北美研討會(huì)”⑤。會(huì)前用兩種天然粘土、一種重塑的高嶺粘土和渥太華砂進(jìn)行了一系列試驗(yàn)。試驗(yàn)包括：
平均主應(yīng)力p=常數(shù)的三軸試驗(yàn)，
b＝常數(shù)的真三軸試驗(yàn)
砂土在π平面上應(yīng)力路徑為圓周的真三軸試驗(yàn)
天然粘土大主應(yīng)力方向與其沉積方向成不同角度的三軸試驗(yàn)。
事先將土的物性參數(shù)和基本試驗(yàn)的結(jié)果公開提供。然后在全世界范圍征求參賽者。參加預(yù)測的有個(gè)不同國家的17個(gè)本構(gòu)模型。從給出的結(jié)果看，軸向應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系（σ1-σ3）~ε1預(yù)測的精度一般尚可；體應(yīng)變預(yù)測的精度差別很大。對于應(yīng)力路徑在π平面上為圓周的情況，許多模型無能為力。由于原狀土的各向異性，對于其循環(huán)加載和超固結(jié)性狀很難預(yù)測，只有少數(shù)模型參加了預(yù)測。結(jié)果表明，沒有一個(gè)模型能夠合理地預(yù)測所有的試驗(yàn)情況。正如會(huì)議主席Finn所說：“沒有給任何一個(gè)本構(gòu)模型戴上王冠”。這也是符合當(dāng)前的土力學(xué)理論發(fā)展的現(xiàn)狀的。
1982年在法國召開了“土的本構(gòu)關(guān)系國際研討會(huì)”人們用不同的理論模型對砂土和粘土的復(fù)雜應(yīng)力路徑和應(yīng)變路徑的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了類似的預(yù)測。如上所述，也對試驗(yàn)本身進(jìn)行了檢驗(yàn)⑥。
1987年在美國克里夫蘭召開了“非粘性土的本構(gòu)關(guān)系國際研討會(huì)”⑦。會(huì)議征求對真三軸試驗(yàn)和空心扭剪試驗(yàn)結(jié)果用理論模型進(jìn)行預(yù)測。共有世界各國的32個(gè)土的本構(gòu)模型參賽。其中包括：
3個(gè)次彈性模型(H)
3個(gè)增量非線性彈性模型(I)
1個(gè)內(nèi)時(shí)模型(E)
9個(gè)具有一個(gè)屈服面的彈塑性模型(EP1)
10個(gè)具有兩個(gè)屈服面的彈塑性模型(EP2)
6個(gè)其他形式的彈塑性模型(EP)
會(huì)議將預(yù)測結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果比較，按四個(gè)單項(xiàng)評分。評分的標(biāo)準(zhǔn)見圖5（本結(jié)構(gòu)模型預(yù)測的評分標(biāo)準(zhǔn)）。規(guī)定了上下限，按統(tǒng)計(jì)方法打分。圖6（軸向應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系得分的直方圖—滿分100）與圖7（體應(yīng)變與軸向應(yīng)變關(guān)系得分的直方圖—滿分100）表示出b＝常數(shù)的真三軸試驗(yàn)的預(yù)測得分情況。可見其軸向應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系預(yù)測經(jīng)過還差強(qiáng)人意；而體應(yīng)變的預(yù)測則基本是全不及格。
這些“考試”基本上反映了人們當(dāng)前認(rèn)識和描述土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的能力和水平。它表明，即使對于實(shí)驗(yàn)室制作的重塑土試樣，其應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系也是相當(dāng)復(fù)雜的。現(xiàn)有的關(guān)于土的本構(gòu)關(guān)系的數(shù)學(xué)模型的描述能力在精度和條件方面都是有限的。有的模型使用了20多個(gè)，甚至40多個(gè)常數(shù)，結(jié)果仍然不另人滿意。
1．土工加筋擋土墻的計(jì)算
60年代以來，隨著計(jì)算機(jī)和計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，土工數(shù)值計(jì)算大大加強(qiáng)了我們解決復(fù)雜的巖土工程邊值問題的能力。有人提出可將土力學(xué)分成理論土力學(xué)、實(shí)驗(yàn)土力學(xué)和計(jì)算土力學(xué)三部分。由于它幾乎可以精神任何邊值問題，似乎一臺打計(jì)算機(jī)，幾頁打印紙，就可以馳騁在巖土工程的所有領(lǐng)域。這種表現(xiàn)上的簡單、快捷和“精確”，常使青年巖土工作者產(chǎn)生誤解，忽視了其與實(shí)際工程問題間的距離，輕視在巖土工程實(shí)踐中積累經(jīng)驗(yàn)的重要意義。
加筋土的計(jì)算是巖土數(shù)值計(jì)算中很有代表性的課題。它涉及到土的本構(gòu)模型，筋材的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系模型和筋土間的界面模型及這些模型涉及的參數(shù)。目前已經(jīng)有較多的計(jì)算程序和經(jīng)驗(yàn)。1991年在美國的科羅拉多大學(xué)，由美國聯(lián)邦公路局資助，在足尺試驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了加筋土計(jì)算的競賽⑧。
目標(biāo)試驗(yàn)是在一個(gè)高3.05米，寬1.22米，長2.084米的大型的試驗(yàn)槽中進(jìn)行的。鋪設(shè)了12層長為1.68米的無紡?fù)凉た椢铮鞒赏凉た棽技咏顡跬翂Α敳捎脷饽壹訅骸饽蚁落佋O(shè)5厘米的砂墊層。試驗(yàn)用的土料有兩種：一種是均勻的砂土，D50=0.42m；另一種為粉質(zhì)粘土，塑限Wp=19％，液限Wl=37%。事先公布了砂土的三軸試驗(yàn)，粘土的不同排水條件下的三軸試驗(yàn)，土工布的拉伸試驗(yàn)和筋土問的界面直剪試驗(yàn)等試驗(yàn)的結(jié)果。征求世界各國同行們進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，預(yù)算試驗(yàn)觀測結(jié)果。預(yù)測項(xiàng)日有：
(1)兩種加筋擋土墻在頂部加載103.5kPa以后的墻頂最大位移、不同位置的墻面位移及筋的應(yīng)變
(2)在加載100小時(shí)后的以上各項(xiàng)位移和應(yīng)變
共有15個(gè)不同國家的大學(xué)和研究單位參賽。包括美國的科羅拉多大學(xué)等8家，英國的哥拉斯格大學(xué)等兩家，日本的東京大學(xué)等3家。中國和加拿大各一家。其中14家參加了荷載—變形和應(yīng)變關(guān)系的預(yù)測。計(jì)算的結(jié)果見圖8（砂土加筋擋土墻的墻頂最大位移計(jì)算的誤差）和圖9（粘土加筋擋土墻的墻頂最大位移計(jì)算的誤差）。它們分別表示了砂土和粘土在上述荷載下的墻頂最大位移的預(yù)測誤差。有幾家沒有預(yù)測粘土加筋擋土墻，有幾家計(jì)算得到的結(jié)果表明，在此荷載下?lián)跬翂υ缇推茐摹Ｖ挥猩贁?shù)計(jì)算的誤差在30％以內(nèi)。
對于砂土加筋擋土墻試驗(yàn)的破壞荷載是207kPa，預(yù)測值從10kPa到517kPa不等。粘土加筋擋土墻在荷載加到230kPa時(shí)由于氣囊爆破而未能繼續(xù)試驗(yàn)，但擋土墻并沒有破壞。計(jì)算的破壞荷載在21kPa到207kPa之間。其誤差之大令人沮喪。
2．土的液化分析方法的檢驗(yàn)
在1989-1994年間由美國NSF撥款350萬美元，資助用離心機(jī)模型試驗(yàn)來檢驗(yàn)地震反應(yīng)分析方法。這是NSF歷年來投入單項(xiàng)經(jīng)費(fèi)最多的項(xiàng)目。項(xiàng)目簡稱VELACS。參加的單位和個(gè)人包括：
美國加州大學(xué)戴維斯分校，加州理工大學(xué)，英國劍橋大學(xué)等7座大學(xué)；其中有10名美國國家科學(xué)院院士和英國皇家學(xué)會(huì)會(huì)員。參加考試的考生有美、加、日和歐洲的23個(gè)數(shù)值計(jì)算專家和研究組。
項(xiàng)目動(dòng)用了9臺帶有振動(dòng)臺的土工離心機(jī)，并且進(jìn)行了平行試驗(yàn)。模擬地震的振動(dòng)模型試驗(yàn)內(nèi)容包括：
(1)水平自由地基
(2)傾斜地基
3)組合地基（一半是密砂，另一半是松砂）
(4)成層水平地基(剛性箱和柔性箱各一種)
(5)護(hù)岸的重力式擋土墻
(6)堤壩
(7)心墻壩
(8)砂基礎(chǔ)上的剛性建筑物
涉及以上9種邊值問題的模型試驗(yàn)，都是相當(dāng)簡單的工程問題。在土工離心機(jī)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，提出了三類考題：
A在離心機(jī)試驗(yàn)前，提供試驗(yàn)的初始條件和邊界條件，在尚無任何試驗(yàn)資料的情況下，進(jìn)行數(shù)值計(jì)算。是一種“盲測”。
B離心試驗(yàn)完成以后，但不公布試驗(yàn)結(jié)果。但向計(jì)算者提供試驗(yàn)的較為詳細(xì)的條件和細(xì)節(jié)。
C公布試驗(yàn)結(jié)果，讓“考生”用自己的數(shù)值計(jì)算進(jìn)行計(jì)算，比較。
考試的成績按照ABC的次序有所提高，對于A類考題，有30多個(gè)數(shù)值計(jì)算模型參加考試。預(yù)測的地震反應(yīng)加速度比較接近；計(jì)算的靜孔壓和沉降量與試驗(yàn)量測的結(jié)果比較，趨勢還是相同的。但二者差別很大，多達(dá)幾十倍。但是在試驗(yàn)后，考慮了試驗(yàn)中的具體條件量測方法，修正計(jì)算條件和參數(shù)，計(jì)算結(jié)果明顯改善。
結(jié)論與討論
土的力學(xué)性質(zhì)是非常復(fù)雜多變的，巖土工程問題具有很強(qiáng)的不確定性。目前我們的理論分析、數(shù)值計(jì)算和勘探試驗(yàn)還遠(yuǎn)不能精確定量地描述，反映和預(yù)測它們。對此應(yīng)當(dāng)有清醒的認(rèn)識。但是正確的理論和有效的方法應(yīng)當(dāng)能夠揭示土受力變形的基本規(guī)律，反映巖土工程中的影響因素及影響的范圍。
對于巖土工程問題，正面的純理論和數(shù)值預(yù)測和計(jì)算，往往是很難奏效的。必須詳細(xì)地了解實(shí)際的條件和過程，熟悉當(dāng)?shù)氐那闆r，積累經(jīng)驗(yàn)，對理論和參數(shù)進(jìn)行合理修正；在工程中不斷觀測和積累數(shù)據(jù)，在其基礎(chǔ)上合理選取參數(shù)，再計(jì)算和預(yù)測以后的變化，往往達(dá)到很高的精度。因而，有人提出在復(fù)雜的巖土工程中需要“理論導(dǎo)向，經(jīng)驗(yàn)判斷，精心觀測，合理反算”。這是非常中肯和寶貴的認(rèn)識。
在土力學(xué)和巖土工程中逐步引進(jìn)不確定性的理論方法是一個(gè)重要的發(fā)展方向。
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關(guān)鍵詞：地震勘探 爆破安全 技術(shù)條件 論證
中圖分類號:P624.8
文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
文章編號:1004-4914（2012）03-291-04
一、論證依據(jù)
1.《中華人民共和國安全生產(chǎn)法》（中華人民共和國主席令【2002】第70號）。
2.中華人民共和國安全生產(chǎn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（AQ2004-2005）《地質(zhì)勘探安全規(guī)程》（國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局）。
3.爆破安全規(guī)程（2003年9月12日國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局自2004年5月1日起實(shí)施）。
4.中華人民共和國煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)MT/T897-2000《煤炭煤層氣地震勘探規(guī)范》。
5.爆破基礎(chǔ)理論。
6.《化工礦物與加工》科技刊物（2010第8期）《炮孔爆破堵塞研究現(xiàn)狀及存在的問題》論文成果。
二、地震勘探爆破機(jī)理
地震勘探是地球物理勘探中的重要方法之一。它是以巖石的彈塑性為基礎(chǔ)，利用炸藥的爆炸能量對介質(zhì)作功，使淺層激發(fā)層位產(chǎn)生地震波，在沿測線的不同位置用地震勘探儀器檢測大地的振動(dòng),并把數(shù)據(jù)記錄在磁帶上,以探明礦產(chǎn)目的層位在地下的賦存形態(tài)，為礦山企業(yè)安全生產(chǎn)提供可靠的地質(zhì)技術(shù)資料。
地震勘探爆破的機(jī)理是：炸藥爆轟時(shí),對周圍巖土的作用稱作爆破作用。在藥包爆破作用下,由于藥包周圍介質(zhì)巖性的不均質(zhì)性和各向異性及藥包爆炸反應(yīng)的高溫、高壓、高速度等復(fù)雜因素的影響,人們目前只能通過爆破產(chǎn)生的宏觀現(xiàn)象,對爆破作用分為爆破內(nèi)部作用和外部作用。
（一）爆破內(nèi)部作用
當(dāng)埋置在距地表很深處的藥包爆炸時(shí),藥包的爆破作用只局限在地面以下,在地面沒有顯現(xiàn)出爆破作用,這種條件下的爆破作用叫做內(nèi)部作用。通常按巖石被破壞的特征,可將爆破作用范圍內(nèi)的巖石劃分為三個(gè)圈。
1.壓縮圈。在壓縮粉碎圈內(nèi),由于巖石直接受到藥包爆炸的巨大壓力和高溫作用,如果巖石是可塑性的,就會(huì)遭受到壓縮而形成空腔,如果巖石是彈脆性,就會(huì)遭受到粉碎。
在此圈內(nèi)內(nèi),由于巖石遭受到壓縮或粉碎性破壞,能量消耗很大,爆破作用力急劇減小，所以壓縮粉碎圈得范圍很小，其半徑不超過藥包半徑的2-3倍。
2.破碎圈。圍繞在壓縮粉碎圈以外的一圈巖石，雖然受到的爆炸作用力較壓縮圈中的巖石小得多，但受到巖石結(jié)構(gòu)性破壞，生成縱橫交錯(cuò)的裂隙，巖體被割裂成塊，此范圍叫破裂圈。破裂圈的范圍大約為藥包半徑的8―10倍。
3.震動(dòng)圈。在破裂圈以外的范圍內(nèi),爆破力的作用以衰減到不能使巖石結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞,而只能引起巖石顆粒產(chǎn)生彈性振動(dòng)。這一圈叫做震動(dòng)圈。震動(dòng)圈的范圍很大，直到爆破作用力完全被巖土所吸收為止。
（二）爆破外部作用
當(dāng)藥包埋置深度不大，接近地表時(shí)，藥包除了使巖石破裂和震動(dòng)外，被破裂的巖塊由于碎脹而在地表隆起,或被拋離地表并形成一個(gè)爆破坑――爆破漏斗。爆破作用已顯現(xiàn)在地表,這種情況叫做爆破的外部作用。也就是炸藥爆破后的能量分解為爆破內(nèi)部作用和爆破外部作用。
三、影響地震勘探安全爆破的技術(shù)參數(shù)
地震勘探爆破是以巖石的彈塑性為基礎(chǔ), 利用炸藥的爆炸能量對介質(zhì)作功,使淺層激發(fā)層位產(chǎn)生地震波，也就是說將藥包的爆破作用只局限在地面以下,在地面上不產(chǎn)生飛石、沖擊波、面波等危害因素，與工程爆破有著本質(zhì)的區(qū)別。工程爆破是利用炸藥的爆炸能量粉碎周圍介質(zhì)，使其按照一定方向搬運(yùn)或拋擲。
為了便于研究地震勘探爆破的安全技術(shù)條件，提高地震勘探爆破內(nèi)部作用，下面把影響爆破外部作用的因素?cái)⑹鋈缦?
（一）自由面
自由面又叫臨空面,通常是指被爆巖石與空氣的交界面,也是對爆破作用能發(fā)生影響并能使爆后巖石發(fā)生移動(dòng)的那個(gè)巖面。一般情況下，自由面越多,爆破破巖越容易,爆破效果越好。當(dāng)巖石性質(zhì)、炸藥品種相同時(shí),隨著自由面的增多,炸藥的單耗將明顯降低。對地震勘探而言，尤其是進(jìn)入山區(qū)地震勘探，炮孔面臨的自由面主要有兩個(gè)：
1.炮孔與地面垂直的臨界面。炮孔方向與自由面垂直,爆破效果最差，爆破破環(huán)量最小。考慮到地震勘探爆破的安全性和地震資料的采集問題，地震勘探炮孔方向在規(guī)程規(guī)范設(shè)計(jì)上，都采取豎井成孔。這樣既利于安全爆破，又利于地震資料的采集。
2.自由面位于炮孔的一側(cè)。根據(jù)多年的生產(chǎn)實(shí)踐證明，當(dāng)自由面位于炮孔一側(cè)，并且距離小于5米時(shí)，炸藥起爆后能使陡坎或懸崖炸塌，產(chǎn)生飛石，爆破破壞量較大。
（二）最小抵抗線
最小抵抗線是指爆破時(shí)巖石產(chǎn)生抵抗力(阻力)最小的方向。在爆破中,通常將藥包中心或重心到最近自由面的最短距離,稱為最小抵抗線,一般常用W表示。
最小抵抗線是工程爆破中的一個(gè)重要參數(shù)，對它選取的是否合理，將影響到爆破的各項(xiàng)重要指標(biāo)。由于它代表了爆破時(shí)巖石阻力最小的方向，所以在此方向上巖石運(yùn)動(dòng)速度最高，爆破作用最集中。因此，最小抵抗線是爆破作用的主導(dǎo)方向，也是拋擲作用的主導(dǎo)方向。
（三）起爆藥卷的位置
起爆藥卷的位置決定起爆方向和炸藥爆炸時(shí)氣體壓縮運(yùn)動(dòng)方向。起爆藥卷應(yīng)放在孔口第一藥卷中，炸藥能量往下傳播，屬于正向起爆。這個(gè)起爆方法有利于地震勘探能量往下傳播，能提高礦產(chǎn)目的層地震反射波的能量。放在裝藥的中部屬于中部正向起爆，炸藥能量被分解為向上和向下傳播。放在孔底藥卷中，屬于反向起爆，炸藥能量往上傳播。中向和反向起爆只適用于工程爆破，提高爆破的破巖量，不利于地震勘探資料的采集和安全施工，應(yīng)當(dāng)是禁止的作業(yè)行為。
（四）爆破漏斗
爆破漏斗是炸藥被埋置在一個(gè)合適深度的水平自由面下，巖石爆破的變形產(chǎn)物。它是由爆破漏斗半徑、最小抵抗線、漏斗破裂半徑、漏斗可見深度、漏斗張開角組成。其分類由爆破作用指數(shù)決定。
在巖石性質(zhì)和爆破條件一定,當(dāng)裝藥量不變而改變藥包的埋置深度或藥包埋置深度固定不變而改變裝藥量時(shí)，都可發(fā)現(xiàn)爆破漏斗尺寸發(fā)生變化。這種變化可用爆破漏斗底圓半徑r與最小抵抗線的比值來表征，此比值稱為爆破作用指數(shù)，用n來表示。即n=r/W。當(dāng)n發(fā)生變化時(shí)，爆破的作用性質(zhì)、爆破漏斗的大小、巖塊的拋擲量和拋擲距離都將發(fā)生變化。所以根據(jù)n的不同，可將爆破作用性質(zhì)和爆破漏斗進(jìn)行如下分類：
1.標(biāo)準(zhǔn)拋擲爆破漏斗。當(dāng)爆破作用指數(shù)n=1時(shí)，藥包爆破后即可形成標(biāo)準(zhǔn)拋擲爆破漏斗，此時(shí)爆破漏斗不僅全部破碎，而且有相當(dāng)數(shù)量的巖塊被拋擲到漏斗以外，出現(xiàn)了明顯的漏斗坑，且漏斗半徑r等于最小抵抗線W，漏斗張開角等于90°，形成這種標(biāo)準(zhǔn)拋擲爆破漏斗的爆破作用，稱為標(biāo)準(zhǔn)爆破。
2.加強(qiáng)拋擲爆破漏斗。當(dāng)1＜n＜3時(shí)，藥包爆破后，漏斗中的大部分巖塊將被拋擲到漏斗以外，所形成的漏斗半徑r大于最小抵抗線W，漏斗張開角也大于90°，這種漏斗稱為加強(qiáng)拋擲爆破漏斗。
3.減弱拋擲爆破漏斗。當(dāng)0.75＜n＜1時(shí),藥包形成的爆破漏斗的底圓半徑r小于最小抵抗線W,漏斗張開角也小于90°,漏斗范圍內(nèi)的巖石遭到破壞,而且有少部分巖塊被拋擲到漏斗以外,出現(xiàn)深度不大的漏斗坑。這種漏斗坑稱為減弱漏斗坑，或叫加強(qiáng)松動(dòng)爆破漏斗。
4.松動(dòng)爆破漏斗。當(dāng)爆破作用指數(shù)n在0.4-0.75的范圍內(nèi)時(shí),藥包爆破后只使漏斗范圍內(nèi)的巖石被破碎，基本上沒有拋擲作用，地表上只看到鼓包現(xiàn)象，而看不到爆破漏斗，這樣的漏斗稱為松動(dòng)爆破漏斗，起爆破作用叫松動(dòng)爆破。松動(dòng)爆破由于裝藥量較小，爆堆比較集中，幾乎不產(chǎn)生飛石，炸藥爆破的能量向底下傳播的多。
由上述可見，爆破作用指數(shù)n表征著爆破作用的性質(zhì)，因此在爆破工程中，可通過選擇適宜的n值來控制爆破作用的性質(zhì)，從而達(dá)到預(yù)期爆破的目的。在一定范圍內(nèi)n值愈大，拋擲方量愈大，拋擲距離愈大，炸藥爆破能量向地表或臨空界面分解的愈多。在地震勘探中，如果要控制飛石、沖擊水柱和空氣沖擊波的危害，在藥量一定的情況下，必須最大限度地提高最小抵抗線值即井深，使n值趨于無窮小。
四、地震勘探爆破事故風(fēng)險(xiǎn)分析
隨著地震勘探技術(shù)的不斷發(fā)展和礦山企業(yè)對地震勘探技術(shù)成果高度的重視，地震勘探技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入全面發(fā)展的時(shí)代。由過去的只能在平原地區(qū)進(jìn)行勘探，現(xiàn)已進(jìn)入山區(qū)；由過去的單純二維地震勘探轉(zhuǎn)變?yōu)楦呙芏鹊娜S地震勘探。由于地形條件復(fù)雜和施工難度進(jìn)一步加大，地震勘探安全爆破面臨著以下幾種事故風(fēng)險(xiǎn)。
（一）爆破飛石傷人
起因有三個(gè)方面：
1.孔淺，實(shí)際井深不足1.5米。山區(qū)坡積物或河溝地段，由于碎石、河卵石松散，鉆機(jī)在鉆進(jìn)過程中因松散層塌孔原因，不易成孔，炮井深度普遍小于3米，有的甚至在河床地段靠挖坑放坑炮來完成施工任務(wù)，致使地震勘探爆破形成強(qiáng)擲爆破漏斗現(xiàn)象，漏斗中的大部分巖塊將以拋物線運(yùn)動(dòng)方式被拋擲到漏斗以外，另外加上山區(qū)地形復(fù)雜高差大，炮孔中沖起的飛石在水平方向上將產(chǎn)生200-500米運(yùn)動(dòng)距離，有的甚至更長，從而導(dǎo)致以炮井中心，在距離炮井200-500米范圍內(nèi)的人員和設(shè)備將會(huì)受到致命的傷害。
2.炮孔處于懸崖或陡崖邊界。炮孔處于懸崖或陡崖邊界導(dǎo)致藥包中心（重心）到懸崖壁的垂向距離成為炸藥起爆時(shí)的巖石產(chǎn)生抵抗力(阻力)最小的方向，是爆破作用和拋擲作用的主導(dǎo)方向，從而將懸崖壁炸塌，將產(chǎn)生的飛石以拋物線運(yùn)動(dòng)軌跡拋擲在懸崖底下，對在懸崖底部200-500米范圍內(nèi)的人員和設(shè)備產(chǎn)生致命的危害。
3.起爆卷的位置處在炸藥底端。起爆藥卷的位置決定起爆方向和炸藥爆炸時(shí)氣體壓縮運(yùn)動(dòng)方向。過去在山區(qū)地震勘探中，施工單位為了節(jié)約成本，采用45mm鉆頭成孔，炸藥采用紙皮小節(jié)硝胺炸藥，藥節(jié)長0.25米，每節(jié)炸藥僅有0.2公斤，每個(gè)孔需下5節(jié)炸藥，才能滿足地震勘探的需要，也就是說3米深的炮井內(nèi)藥柱高度為1米。對于雷管位置究竟放在炸藥底端還是頂端，起初人們憑借經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為雷管應(yīng)放在炸藥底端，可以完全引爆炸藥，造成地震勘探爆破成為反向起爆，使炸藥能量沖向井炸，產(chǎn)生飛石，對炮區(qū)內(nèi)的人和設(shè)備造成危害。
（二）爆破觸電事故
起因是在高壓線附近、黃土地區(qū)潛水位以下施工放炮，因爆生氣體把孔內(nèi)積水和爆炸線沖出孔外，在風(fēng)力的作用下把水柱和爆炸線搭在高壓線上，使高壓線短路產(chǎn)生觸電事故，造成燒毀儀器、人員觸電和用電戶因停電帶來生產(chǎn)損失。
在黃土區(qū)成孔，地震勘探一般用水鉆成孔，由于黃土層含有一層較厚的紅色膠泥層，一般不滲水，成孔下藥后積水仍然保留在孔內(nèi)。起爆后，孔內(nèi)積水在爆生氣體的沖力下，將孔內(nèi)積水沖出孔外形成水柱，水柱高度一般為10-20米。另外水柱在上沖瞬間，其周圍1米范圍內(nèi)將會(huì)形成真空帶，使空氣流動(dòng)產(chǎn)生紊亂，形成風(fēng)力，使水柱產(chǎn)生移動(dòng)，同時(shí)如果遇有刮風(fēng)天氣，水柱將會(huì)產(chǎn)生傾斜，倒向下風(fēng)方向，對周圍50米范圍內(nèi)的高壓線產(chǎn)生危害，形成觸電事故，造成高壓線短路、地震儀器、設(shè)備燒毀、人員傷亡。
（三）對炮點(diǎn)附近的居民區(qū)建筑物、地下水氣管道等造成危害
地震勘探爆破同工程爆破一樣，炸藥起爆后會(huì)產(chǎn)生沖擊波、地震波，其中地震波的橫波對居民建筑物、地下水氣管道、水庫等破壞力較為強(qiáng)烈，造成居民住家玻璃震裂、地下水管道震斷等事故。其原因是主要有三個(gè)方面：一是炮點(diǎn)離居民區(qū)、地下水管太近，實(shí)際距離不足30米；二是藥量太大，沒有實(shí)行減藥措施；三是井口沒有采取埋壓措施，造成爆生氣體沖出井口形成空氣沖擊波。
五、地震勘探爆破安全生產(chǎn)技術(shù)條件效果評估與論證
鑒于對地震勘探爆破機(jī)理、爆破技術(shù)參數(shù)、爆破事故風(fēng)險(xiǎn)分析等多方面的研究和論證，筆者在地震勘探生產(chǎn)實(shí)踐中，分三個(gè)階段推行了“震源藥柱+炮孔偏移+深孔+小藥量+填塞+沙袋”等六項(xiàng)安全技術(shù)措施為一體的地震勘探爆破安全安全生產(chǎn)技術(shù)條件，做到了對地震勘探爆破安全技術(shù)措施最差效果的研究與改進(jìn)，為實(shí)現(xiàn)地震勘探爆破安全提供了技術(shù)支撐。
（一）單純的扣壓沙袋階段
扣押沙袋安全技術(shù)措施不是筆者的發(fā)明，主要借鑒于兄弟單位的做法。2003年我們在某礦區(qū)進(jìn)行三維地震勘探時(shí)，發(fā)現(xiàn)相鄰測區(qū)兄弟單位在每個(gè)井口上，都壓有三袋土砂，沙袋口用炮線封口，實(shí)行縱橫交錯(cuò)扣壓沙袋。炮點(diǎn)炸藥起爆后，僅見沙袋中部有裂縫，沙袋原地不動(dòng)。為了控制井口飛石，壓制空氣沖擊波，筆者借鑒了兄弟單位這一做法，并對這一做法進(jìn)行了改進(jìn)。我們采取的措施是，將沙袋口朝下，倒立在炮點(diǎn)井口上，一方面減少了壓砂袋數(shù)量，減少了沙袋封口工作環(huán)節(jié)，另一方面利用沙袋直立加大沙袋對井口的壓強(qiáng)，基本保證了井口飛石被壓制的安全效果。
（二）“震源藥柱+炮井偏移+深孔+小藥量+扣押沙袋”綜合措施階段
實(shí)施單純的扣押沙袋安全措施，基本控制了井口飛石。對不好采集資料的地段如坡積物松散層、河床地帶，技術(shù)人員往往通過施工組合炮或加大藥量來激發(fā)資料，當(dāng)時(shí)為了保證爆破安全，雖然在井口上壓制5-6袋沙袋，但是經(jīng)現(xiàn)場試驗(yàn)，有的炮井扣押的沙袋起不到控制飛石的效果，有時(shí)沙袋會(huì)被沖起5-10米高。
為了徹底解決這一問題，筆者綜合分析了現(xiàn)場施工存在的井淺、藥量大、井口介質(zhì)疏松、雷管位置設(shè)置錯(cuò)誤等因素，采取了“雷管設(shè)置在炸藥頂端+炮井偏移+深孔+小藥量+扣押沙袋”等五個(gè)方面的安全技術(shù)措施。
1.雷管位置設(shè)置。針對采取紙皮硝銨炸藥作為起爆炸藥，雷管位置必須設(shè)置在炸藥頂端，使地震勘探爆破形成正向起爆，并且將這一措施列入地震勘探安全生產(chǎn)管理制度中，持續(xù)執(zhí)行。如雷管位置設(shè)置示意圖，給現(xiàn)場職工明確示意雷管設(shè)置的具置，從根本上解決了地震勘探采用正向起爆的安全技術(shù)問題，有效地減少井炸能量。
2009年之后，為了減少包藥工作環(huán)節(jié)，提高地震勘探現(xiàn)場采集質(zhì)量，確保地震勘探爆破安全，采用了震源藥柱和瞬發(fā)電雷管作為起爆器材，一方面可以提高炸藥搬運(yùn)的安全性，一方面解決了人為安裝雷管的操作失誤行為。震源藥柱的雷管位置就設(shè)在炸藥的頂端，包藥員在安裝雷管時(shí)，必然將雷管安裝在炸藥的頂端，克服了過去紙皮炸藥安裝雷管時(shí)，人為的操作失誤。
2.炮井偏移+深孔。炮孔偏移主要針對坡積物松散層和處在懸崖或陡崖邊界的設(shè)計(jì)炮點(diǎn)，其目的是在地震勘探規(guī)范允許的范圍內(nèi)，將不符合安全要求的設(shè)計(jì)炮點(diǎn)在測點(diǎn)中心10米的范圍內(nèi)進(jìn)行挪動(dòng)，解決松散層不易成孔和改變炮點(diǎn)最小抵抗線方向的問題，有效壓制爆破飛濺物起飛高度。如炮點(diǎn)位置偏移圖，明確告訴現(xiàn)場職工遇到陡坎或懸崖邊界的炮孔，要么采取就低不就高，改變炮井的位置，要么將炮井位置向懸崖里挪動(dòng)10米，排除炸藥起爆時(shí)井壁坍塌的事故隱患。對松散層不易成孔的地段，采用偏移炮井設(shè)計(jì)位置，把炮井選在基巖上成孔，確保成孔井深達(dá)到3米以上。
3.小藥量+扣押沙袋。上述三項(xiàng)安全技術(shù)措施是提高地震勘探爆破內(nèi)部作用，合格采取地震勘探資料的基礎(chǔ)參數(shù)。為了實(shí)現(xiàn)炸藥在井中起爆時(shí)不起飛濺物，保證作業(yè)安全，實(shí)施一井一下公斤炸藥，一井扣押一袋沙土措施，起到了保證安全和提高地震勘探采集質(zhì)量的雙重效果。從井口埋壓沙袋效果示意圖中，可以看出，井口扣押沙袋不僅控制了炸藥起爆時(shí)飛濺的產(chǎn)生，而且保存了炸藥能量，使爆生沖擊波二次向下沖擊，增強(qiáng)了礦層目的波的反射能量。
（三）實(shí)施炮孔爆破堵塞，完善地震勘探爆破安全技術(shù)條件
對于黃土測區(qū)如何壓制孔內(nèi)積水沖擊水柱帶來的觸電事故危害，一直是困擾地震勘探爆破安全的問題之一。起初，通過單純的扣押沙袋，改變了孔內(nèi)積水沖擊水柱的運(yùn)動(dòng)方向，使沖擊水柱由垂直向上，改變?yōu)橄蛏炒闹車娰v，緩解了水柱沖擊高度和沖擊速度。但是由于水是彈性介質(zhì)，尤其是在黃土潛水位以下放炮，由于地震勘探爆破礦層目的波的二次反射與首次激發(fā)彈性波疊加，使爆破沖擊水柱能量加大，單靠壓沙袋已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能解決爆破沖擊水柱帶來的危害。2011年，筆者查閱了大量的炮孔爆破堵塞研究資料，在潞安三維地震勘探測區(qū)施工中引用了《化工礦物與加工》科技刊物（2010第8期）《炮孔爆破堵塞研究現(xiàn)狀及存在的問題》論文成果，就黃土層積水孔堵塞作用及技術(shù)參數(shù)進(jìn)行了專題研究，認(rèn)為炮孔在爆破前進(jìn)行堵塞具有三個(gè)方面的作用。一是堵塞可以降低爆生氣體運(yùn)動(dòng)速度，延長爆生氣體在孔內(nèi)作用時(shí)間；二是堵塞物可增強(qiáng)對沖擊波的衰減作用；三是堵塞物填實(shí)后，可增強(qiáng)堵塞物與孔壁的摩擦力，在沖擊波的作用下堵塞物的顆粒發(fā)生相互錯(cuò)移，產(chǎn)生新的粘結(jié)力，產(chǎn)生側(cè)向膨脹，與孔壁成為一體，不但有利于爆炸能量的聚集，而且延長了它對巖石的作用時(shí)間，同時(shí)能改變藥包最小抵抗線方向，人為地將爆炸能量最大限度地引至目標(biāo)方向，而把非目標(biāo)方向的能量損失減少到最低程度。
基于科技成果的指導(dǎo)，對潞安黃土測區(qū)三維地震勘探孔內(nèi)積水沖擊水柱的問題，采取了三個(gè)方面的技術(shù)措施：
1.抽水。為了最大限度地減少孔內(nèi)積水沖擊力，鉆機(jī)成孔后，用鉆機(jī)壓井式水泵抽取孔內(nèi)積水，使水位降低3-5米。
2.埋孔。在抽水、降低水位的基礎(chǔ)上，用細(xì)粒干黃土填塞孔，具體要求是，每當(dāng)向孔內(nèi)填塞3-5鐵鍬黃土后，用鍬把搗實(shí)一次被填黃土，如此反復(fù)直至填滿填實(shí)，以增強(qiáng)填塞物與孔壁間的摩擦力和粘結(jié)指數(shù)。如果孔內(nèi)積水沒有明顯下降，埋孔時(shí)用干土吸水、排水，用鍬把先把孔內(nèi)積水變成泥漿，再填土使孔內(nèi)堵塞物成為濕土，直至用鍬把把孔內(nèi)填土搗實(shí)。
3.壓沙袋。在填埋孔的基礎(chǔ)上，對高壓線附近炮孔還采取了壓沙袋措施，具體方法是將井炸線捆在沙袋上，采取沙袋與爆炸線捆綁制，防止爆炸線飛起，搭在高壓線上。第二是在第一袋沙袋的基礎(chǔ)上，再壓一袋沙土，增強(qiáng)井口壓力，抑制爆破沖擊力。
通過采取以上三個(gè)方面的措施，測區(qū)10000多個(gè)炮井中僅有10個(gè)炮井有沖起物，沖起物高度不足3米，沖起物的運(yùn)動(dòng)速度和能量大為減少，對測區(qū)高壓線、人和設(shè)備器材沒有構(gòu)成危害，實(shí)現(xiàn)了安全生產(chǎn)。
六、論證結(jié)論
通過對地震勘探爆破安全生技術(shù)產(chǎn)條件的研究與論證，筆者在保證地震勘探爆破安全方面得出三個(gè)方面的結(jié)論。
（一）地震勘探爆破屬于危險(xiǎn)性作業(yè)，加強(qiáng)安全生產(chǎn)技術(shù)條件論證是實(shí)現(xiàn)地震勘探爆破安全作業(yè)必不可少的工作
長期以來人們在地震勘探工作中只注重現(xiàn)場采集資料質(zhì)量，對地震勘探放炮產(chǎn)生的危害現(xiàn)象缺乏足夠的認(rèn)識，總以為炸藥起爆后井口產(chǎn)生飛石或水柱是地震勘探工作中不可避免的現(xiàn)象，把爆炸線搭在高壓線上、飛石砸死、砸傷人員的事故歸結(jié)為操作員反應(yīng)遲鈍，警戒人員不負(fù)責(zé)任等，缺少從地震勘探爆破安全生產(chǎn)技術(shù)條件上找原因、找差距，從而使地震勘探爆破安全同類事故周期性重復(fù)發(fā)生。2005年初，筆者負(fù)責(zé)單位安全生產(chǎn)管理工作后，對地震勘探爆破應(yīng)滿足的安全生產(chǎn)技術(shù)條件進(jìn)行了論證，就炸藥起爆時(shí)控制井口飛濺物、沖擊水柱、炸塌巖壁、炸塌田坎等安全生產(chǎn)問題，進(jìn)行了長達(dá)六年的理論研究和生產(chǎn)驗(yàn)證，分三個(gè)階段推行了“震源藥柱+炮孔偏移+深孔+小藥量+填塞+沙袋”等六項(xiàng)安全技術(shù)措施為一體的地震勘探爆破安全安全生產(chǎn)技術(shù)條件。為單位實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)提供了可行的技術(shù)管理措施。
（二）明確地震勘探爆破作業(yè)目的，選擇合理的爆破參數(shù)，是論證地震勘探爆破安全生產(chǎn)技術(shù)條件的前提
地震勘探爆破作業(yè)是以巖石的彈塑性為基礎(chǔ), 利用炸藥的爆炸能量對介質(zhì)作功,使淺層激發(fā)層位產(chǎn)生地震波的作業(yè)方法，與工程爆破既有密切的聯(lián)系，又有著本質(zhì)的區(qū)別。工程爆破是利用炸藥的爆炸能量粉碎周圍介質(zhì)，使其按照一定方向搬運(yùn)或拋擲，所以要想實(shí)現(xiàn)地震勘探爆破作業(yè)安全，必須選擇合理的爆破參數(shù)，人為地將爆炸能量最大限度地引至目標(biāo)方向，而把非目標(biāo)方向的能量損失減少到最低程度，使炸藥起爆時(shí)井口不產(chǎn)生飛濺物、沖擊水柱和沖擊波，為野外作業(yè)人員和設(shè)備提供一個(gè)安全可靠的作業(yè)環(huán)境。
（三）“震源藥柱+炮孔偏移+深孔+小藥量+填塞+沙袋”等六項(xiàng)安全技術(shù)措施為一體的地震勘探爆破安全生產(chǎn)技術(shù)條件簡便、經(jīng)濟(jì)，具有科學(xué)性、可行性
“震源藥柱+炮孔偏移+深孔+小藥量+填塞+沙袋”安全技術(shù)措施，是在學(xué)習(xí)研究爆破理論基礎(chǔ)知識的基礎(chǔ)上，根據(jù)地震勘探專業(yè)規(guī)范、地質(zhì)勘探安全規(guī)程和爆破安全規(guī)程規(guī)定要求研究實(shí)施的。它既符合規(guī)程要求，又能最大限度地滿足施工現(xiàn)場安全要求，并在在生產(chǎn)實(shí)踐中取得了明顯的效果，是切實(shí)可行的安全技術(shù)管理辦法，對地震勘探爆破安全生產(chǎn)有實(shí)際的指導(dǎo)意義。
參考文獻(xiàn)：
關(guān)鍵詞：可靠度地下結(jié)構(gòu)巖土參數(shù)概率特征
1.前言
地下結(jié)構(gòu)和其它巖土工程一樣，在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中存在大量的不確定性。傳統(tǒng)方法設(shè)計(jì)時(shí)用一個(gè)籠統(tǒng)的安全系數(shù)來考慮眾多不確定性的影響。對各參數(shù)、變量都假定未定值。這就是常規(guī)的定值設(shè)計(jì)法。雖然以后對某些參數(shù)（如材料的強(qiáng)度）取值時(shí)也用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法找出其平均值或某個(gè)分位值，但未能考慮各參數(shù)的離散性對安全度的影響。所以安全系數(shù)法不能真正反映結(jié)構(gòu)的安全儲備。
60年代末期，數(shù)理統(tǒng)計(jì)和概率方法在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中成功應(yīng)用，鼓勵(lì)和啟發(fā)了隧道工作者尋求用概率方法研究地下工程中各種不確定性并估計(jì)他們的影響。進(jìn)入70年代，可靠度分析方法擴(kuò)大到更多的設(shè)計(jì)領(lǐng)域。但是，這種方法仍然受到一些巖土工作者的反對和質(zhì)疑。原因在于巖土工程本身的機(jī)理比較復(fù)雜，有些問題還沒有充分認(rèn)識；巖土工程概率方法還處在發(fā)展階段，不少概念還不很明確，計(jì)算方法也不夠簡便；一些人對概率論和方法不很熟悉。這些困難也促使一些巖土工作者潛心鉆研，他們吸收地面結(jié)構(gòu)概率分析成果，針對巖土和地下工程的特點(diǎn)開展專題攻關(guān)，雖未完全解決技術(shù)上的關(guān)鍵，也取得了可喜的成果。研究表明，概率和可靠度分析方法在不確定性越嚴(yán)重的問題中越能顯示出活力來。
1992年，國家技術(shù)監(jiān)督局《工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》，作為其它各類工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)共同遵循的準(zhǔn)則。鐵路、公路、水利、港口等行業(yè)先后開展結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的編制工作。作為上述各類工程的重要組成部分的隧道及地下工程，采用概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)也提到日程上來。一些技術(shù)難題有待繼續(xù)攻克，實(shí)用化問題也要同時(shí)解決。目前，可靠度分析在地下工程中的應(yīng)用正在經(jīng)歷由粗糙到精細(xì)，由簡單到復(fù)雜再回到簡單并進(jìn)入實(shí)用這一過程。
2.巖土參數(shù)概率特征的研究
確定圍巖的物理力學(xué)參數(shù)和原始應(yīng)力狀態(tài)時(shí)分析地下結(jié)構(gòu)力學(xué)行為的先決條件。對于重要的大型結(jié)構(gòu)（如水電站地下廠房等）通常要在周圍地層鉆孔取樣并進(jìn)行一系列試驗(yàn)以取得有關(guān)參數(shù)。交通用途隧道縱向長度比橫向長度大得多，經(jīng)過的圍巖也化，通常按各類圍巖的綜合力學(xué)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算。引入可靠度后，必須考慮這些物性參數(shù)的概率特征。這方面的研究成果對地下結(jié)構(gòu)可靠度分析至關(guān)重要。
2.1圍巖分級判據(jù)的可靠性研究
一般隧道設(shè)計(jì)時(shí)都要現(xiàn)場確定該隧道所處的圍巖類別。各種圍巖分類法都有各自的一套標(biāo)準(zhǔn)。但由于標(biāo)準(zhǔn)本身常存在模糊性或不確定性，或者不同人對標(biāo)準(zhǔn)的理解和處理不盡相同，不同人對同一圍巖的評價(jià)結(jié)果總體會(huì)趨于一致，具體還不會(huì)完全同一。圍巖分類的隨機(jī)性值得我們進(jìn)一步研究。
我國在圍巖分類和分級方面已有不少成果，可惜各部門還不統(tǒng)一。東北大學(xué)林韻梅教授等提出圍巖穩(wěn)定性動(dòng)態(tài)分級法，李強(qiáng)提出模糊聚類分析法。在動(dòng)態(tài)分析法中對分級判據(jù)的分布進(jìn)行初步分析，應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法對分級判據(jù)進(jìn)行研究。在定義分級判據(jù)可靠性的函數(shù)上，用柯爾莫洛夫法對其分布規(guī)律進(jìn)行檢驗(yàn)。還提出了分級標(biāo)準(zhǔn)和分級方法的評價(jià)準(zhǔn)則。
2.2地質(zhì)資料的概率處理
對于大型地下工程和重點(diǎn)長大隧道都要進(jìn)行比較細(xì)致的地質(zhì)勘探。但要從有限的勘探資料中獲得隧道全長或大型地下工程周邊圍巖的地質(zhì)狀況和有關(guān)參數(shù)，必然存在不確定性和偶然性。用概率法可減少誤判的機(jī)率。例如長江科學(xué)院包承綱研究員等以概率方法處理水壩地基鉆孔之間的地層分界線，取得更為合理的結(jié)果。
地層中常有一些異常地質(zhì)點(diǎn)存在，如軟弱夾層、空洞等。他們對地下工程施工和運(yùn)營有很大影響。為此，首先要弄清楚它們出現(xiàn)的可能性、大概的位置及其性質(zhì)，然后通過可靠度分析法去分析它們的影響。Bercher(1979)及Tang(1987)等都對某地區(qū)在給定鉆孔布置與地質(zhì)歷史推斷情況下，對異常地質(zhì)出現(xiàn)的概率和統(tǒng)計(jì)特征做過估計(jì)，先給予一個(gè)不出現(xiàn)異常的先驗(yàn)概率，然后根據(jù)一系列鉆孔資料按Bayesion公式推得修正的不出現(xiàn)概率和聯(lián)合分布。
2.3土性參數(shù)的隨機(jī)場研究
據(jù)研究，土性參數(shù)變異系數(shù)可達(dá)0.29，比計(jì)算模型的不定性影響大得多。土性參數(shù)概率特征經(jīng)歷了兩個(gè)階段。早期研究建立在隨機(jī)變量基礎(chǔ)上。后期研究集中在隨機(jī)場理論的應(yīng)用上。
不難理解，巖土工程的性狀是由某一空間范圍內(nèi)巖土的平均特征所控制。根據(jù)一個(gè)個(gè)試樣求得的統(tǒng)計(jì)特征稱為點(diǎn)特征。點(diǎn)特征與空間特性之間由一定的關(guān)系。空間平均特征的方差應(yīng)小于點(diǎn)特征的方差。控制巖土工程可靠度的是土性參數(shù)的空間平均值方差而不是點(diǎn)方差。因此，土性參數(shù)的概率分析是一個(gè)隨機(jī)場問題。對于空間分布的地層，由于沉積和埋藏等條件的聯(lián)系，不同點(diǎn)之間雖有差別又有一定的相關(guān)性。這種相關(guān)性將隨二點(diǎn)距離的增大而減弱。相關(guān)距離是巖土可靠度隨機(jī)場研究中的一個(gè)重要參數(shù)。有關(guān)學(xué)者提出了相關(guān)距離的物理意義、集合意義及實(shí)際計(jì)算方法，提出了不同地層相關(guān)距離的年經(jīng)驗(yàn)值。研究了不同統(tǒng)計(jì)方法的參數(shù)對可靠度分析的影響。
2.4巖體特性統(tǒng)計(jì)特征的研究有待加強(qiáng)
近幾年由于土坡穩(wěn)定、樁基承載力及地基承載力等方面可靠度分析實(shí)用化的需要，推動(dòng)了土體概率特征的研究。而土性概率特征的研究成果又促進(jìn)了上述幾種典型工程實(shí)用可靠度分析。由于巖體的本構(gòu)關(guān)系更為復(fù)雜，節(jié)理、裂隙、層狀等對巖體特性影響更多，巖石地下工程計(jì)算模型不定性更為突出。對于眾多不定性相互作用的巖石工程，更需要可靠度分析。國內(nèi)勘察設(shè)計(jì)部門也積累過大量巖石資料，但用概率方法加以整理的參加橫過較少。日本在這方面做過的工作值得重視。他們對各類圍巖（如花崗巖、閃綠巖、礫巖、砂巖、泥巖等）的主要指標(biāo)（如單軸抗壓強(qiáng)度、壓縮變形系數(shù)、抗剪強(qiáng)度、干密度等）的分布特征，均值及變異性以及相互關(guān)系等都做過分析整理，這些資料可供參考。
3.作用效應(yīng)隨機(jī)分析方法的成果
作用效應(yīng)是可靠度分析中重要的綜合隨機(jī)變量，它占用很大的計(jì)算工作量。地下結(jié)構(gòu)作用效應(yīng)的定值分析方法不論是“荷載—結(jié)構(gòu)”模式或“地層—結(jié)構(gòu)”模式，目前大多采用有限元分析，考慮空間作用時(shí)還用三維有限元。對裂縫、節(jié)理發(fā)育的巖石地層主要有兩種方法：
a.仍然利用連續(xù)介質(zhì)力學(xué)理論，但要尋求反映不連續(xù)巖體特點(diǎn)的本構(gòu)關(guān)系或把節(jié)理裂隙的力學(xué)性質(zhì)作為附加條件加以考慮，然后求解；
b.應(yīng)用塊體理論，尋求關(guān)鍵塊。利用量測到的位移信息反求地層的力學(xué)指標(biāo)也是常用的方法。引入可靠度以后如何在上述各方法基礎(chǔ)上進(jìn)行隨機(jī)分析時(shí)必須解決的問題。
3.1隨機(jī)有限元的進(jìn)展
有限元法在隨機(jī)介質(zhì)中的應(yīng)用始于70年代初期。當(dāng)時(shí)主要用于巖土理論與應(yīng)力分析。其基本思路是采用蒙特卡洛模擬法。該法建立在大量確定性計(jì)算基礎(chǔ)之上，費(fèi)用較為昂貴。結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算的隨機(jī)有限元法70年代中期由瑞典的K.Handa首先提出，80年代末日本的Hisada和Nagagri等對隨機(jī)有限元作了較為系統(tǒng)的研究。至此以后隨機(jī)有限元理論朝著兩個(gè)方向發(fā)展，一是基于攝動(dòng)展開的有限元統(tǒng)計(jì)分析；另一是隨機(jī)場的局部平均。具體的方法有：紐曼隨機(jī)有限元法；隨機(jī)有限元最大熵法；有限元一次二階矩法；隨機(jī)有限元響應(yīng)面法；攝動(dòng)隨機(jī)有限元法等。上述各種方法各有其特點(diǎn)，有的理論上較為嚴(yán)密，但計(jì)算量大；有的較近似而計(jì)算簡便。響應(yīng)面法，攝動(dòng)法及蒙特卡洛法在我國隧道可靠度分析中都已實(shí)際應(yīng)用。
作為隨機(jī)有限元的深入，有人還提出非線性隨機(jī)有限元，但該理論正處于嘗試中。采用目前流行的隨機(jī)有限元通常只能確定荷載效應(yīng)的某些數(shù)值特征，如均值、方差、相關(guān)矩等，難以確定荷載效應(yīng)的概率分布及高階矩，故還不能很好的滿足可靠度分析的要求。蒙特卡洛法可求出概率分布，但計(jì)算量較大。成都電子科技大學(xué)張新培教授提出了改進(jìn)的隨機(jī)有限元法。該法以有限元為基礎(chǔ)，利用荷載列陣與剛度矩陣各元素之間特征函數(shù)確定結(jié)構(gòu)各單元荷載效應(yīng)的特征函數(shù)，再根據(jù)特征函數(shù)與分布密度函數(shù)及數(shù)字特征的關(guān)系，求出荷載效應(yīng)分布密度函數(shù)積極數(shù)字特征。此法概念簡單，容易實(shí)行，較好地滿足可靠度分析的要求。
3.2隨機(jī)塊體理論的提出和應(yīng)用
塊體理論是我國學(xué)者石根華和美國學(xué)者R.Goodman首先提出的巖體工程分析方法，為巖體洞室和邊坡穩(wěn)定分析開辟了新的途徑，在國際上受到重視并得到日益廣泛的應(yīng)用。塊體理論中關(guān)于巖體被不連續(xù)的空間平面切割成分離塊體以及切割面上的力學(xué)參數(shù)c、Φ等都作為定值。由于實(shí)際巖體不連續(xù)面形成因素復(fù)雜，同一組不連續(xù)面的產(chǎn)狀在一定范圍內(nèi)發(fā)生變化，連續(xù)空間平面切割成的變形狀空間塊體具有隨機(jī)性。切割面力學(xué)參數(shù)也使隨機(jī)變量。因此更適合概率分布。河海大學(xué)王保田、吳世偉提出的隨機(jī)塊體理論，用隨機(jī)抽樣法尋找可動(dòng)塊體的概率，并用一次二階矩法求關(guān)鍵塊的概率。二者結(jié)合可較好的解決已知結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀概型和力學(xué)性態(tài)是隨機(jī)值的問題。南京航空專科學(xué)校的張廣健等應(yīng)用隨機(jī)塊體理論編制出計(jì)算程序，用以對隧道圍巖穩(wěn)定性進(jìn)行可靠度分析，求得各類圍巖的塊體穩(wěn)定可靠指標(biāo)。所得結(jié)論與設(shè)計(jì)和施工經(jīng)驗(yàn)基本一致。若能用現(xiàn)場實(shí)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，其結(jié)果將更能反映工程實(shí)際。
3.3三維隨機(jī)邊界元法的提出
地下結(jié)構(gòu)的有限元分析特別是三維分析需要?jiǎng)澐衷S多單元，計(jì)算機(jī)工作量和對計(jì)算機(jī)內(nèi)存的要求都很大。特別對無限區(qū)域的課題，在一定范圍內(nèi)離散將忽略外方廣大區(qū)域的影響而帶來誤差。因此人們的注意力又轉(zhuǎn)到一些邊界解法上，相應(yīng)的邊界單元法得到發(fā)展。隧道的邊界元分析有其明顯的優(yōu)點(diǎn)，日益受到國內(nèi)外重視。針對地下結(jié)構(gòu)分析中參數(shù)都具有明顯不確定性的特點(diǎn)，隨機(jī)邊界元法的研究和應(yīng)用將對隧道可靠度分析起到新的推進(jìn)作用。
武漢水利電力學(xué)院潘國寧等提出的三維隨機(jī)邊界法是將邊界元計(jì)算過程作為函數(shù)轉(zhuǎn)換過程，再參數(shù)取值時(shí)對函數(shù)過程做泰勒展開。通過邊界計(jì)算得到應(yīng)力和位移的均值；然后計(jì)算有關(guān)變量對參數(shù)的一階導(dǎo)數(shù)和二階導(dǎo)數(shù)在取均值時(shí)的值。最后考慮參數(shù)的變異性來分析計(jì)算結(jié)果的變異性。此法公式簡潔，計(jì)算工作量小，對隧道分析有重要參考價(jià)值。
3.4圍巖參數(shù)的隨機(jī)反分析
由于圍巖的物理力學(xué)指標(biāo)不容易確定，現(xiàn)場取樣試驗(yàn)或直接測試資料也只是得到點(diǎn)特性而不是我們所要求的圍巖空間平均特性。因此，利用施工監(jiān)測得到的位移信息反演求出圍巖參數(shù)的方法在一定條件下能滿足地下結(jié)構(gòu)分析的要求。目前定值的反演分析比較成熟，已開發(fā)出很多程序可供應(yīng)用。但是反演分析所依據(jù)的信息實(shí)際是帶有一定離散性的隨機(jī)變量，可靠度分析也要求反分析的結(jié)果能表示出概率特征。因此，隨機(jī)反分析也逐漸受到重視。專門著作《反演理論》對反分析概率化有重要論述。同濟(jì)、北方交大、西南交大巖土和地下工程專業(yè)的博士研究生的論文都曾涉及隧道隨機(jī)反分析問題。目前采用的方法有傳統(tǒng)的蒙特卡洛法、隨機(jī)攝動(dòng)法。
4.針對巖土工程特點(diǎn)的可靠度分析方法的新發(fā)展
《工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》在附錄一中推薦用一次二階矩法計(jì)算結(jié)構(gòu)的可靠指標(biāo)。同時(shí)指出對于變異系數(shù)很大、極限狀態(tài)方程非線性程度很高等情況，宜用更精確的方法計(jì)算。巖土物性變異性比較大，常呈現(xiàn)一定的相關(guān)性，如內(nèi)摩擦角與內(nèi)聚力之間負(fù)相關(guān)，容重與壓縮模量、內(nèi)聚力等正相關(guān)。忽視這些相關(guān)性，會(huì)使計(jì)算結(jié)果出現(xiàn)誤差。而一次二階矩法是假定基本變量間是相互獨(dú)立的。
目前針對相關(guān)性提出兩種一次二階矩的改進(jìn)方法。一是將相關(guān)變量變?yōu)榛ゲ幌嚓P(guān)的變量，新變量的方差矩陣是由原變量標(biāo)準(zhǔn)化后的方差矩陣構(gòu)成。另一方法是將極限狀態(tài)方程的標(biāo)準(zhǔn)差展開后求得分離變量作為新變量的靈敏系數(shù)，在新的靈敏系數(shù)重反映與之相關(guān)的另一變量的影響。前法適用于多個(gè)相關(guān)的基本變量，后法只適用于兩個(gè)相關(guān)變量。
對于非線性極限狀態(tài)方程，用當(dāng)量正態(tài)法有時(shí)計(jì)算誤差過大，有時(shí)不易收斂。此時(shí)將蒙特卡洛模擬引入可靠度分析中，只要模型次數(shù)多就能得到精確的失效概率值。對于很小的失效概率需要很大的模擬次數(shù)。為節(jié)省機(jī)時(shí)，可從計(jì)算方法上改進(jìn)。為避免概型擬和引入的誤差，采用高階矩發(fā)值得進(jìn)一步探索。
對于一些判別準(zhǔn)則易受人為因素影響的問題，也可將模糊數(shù)學(xué)方法引入可靠度分析中，發(fā)展成為模糊可靠度分析法。坑道穩(wěn)定性位移判別的方法和準(zhǔn)則就有很多主觀和客觀不確定性因素，坑道穩(wěn)定性模糊概率分析法，把“坑道穩(wěn)定性”作為一模糊隨機(jī)事件，求其模糊概率，用模糊統(tǒng)計(jì)分析試驗(yàn)法結(jié)合專家綜合評判來確定地下坑道周邊位移與坑道穩(wěn)定性的隸屬函數(shù)，推導(dǎo)出坑道穩(wěn)定性可靠度計(jì)算的一般表達(dá)式。
5.圍繞《鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》的修訂，隧道可靠性
鐵路隧道在我國地下工程中占很大比例，第二層次的《鐵路工程可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》也已。第三層次的鐵路各專業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范可靠度設(shè)計(jì)修訂工作已提上日程。針對人們對可靠度理論在隧道中的應(yīng)用有懷疑態(tài)度甚至否定這一情況，鐵道部先組織幾批專家進(jìn)行“以可靠性理論為基礎(chǔ)修訂鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范的可行性研究”，得出可行的結(jié)論，并分別從“荷載—結(jié)構(gòu)”模式、“地層—結(jié)構(gòu)”模式和以工程類比為基礎(chǔ)的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)模式等幾個(gè)方面提出實(shí)現(xiàn)可靠度設(shè)計(jì)的途徑和需要攻關(guān)研究的課題。該項(xiàng)研究經(jīng)鐵道部組織專家評審驗(yàn)收，人為結(jié)論正確，所建議的隧規(guī)改革目標(biāo)明確，路徑可行，可作為今后隧規(guī)改革的指導(dǎo)性文件。
為了使鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范按可靠度設(shè)計(jì)加以修訂這一難度較大的工作能逐步深入開展，鐵道部主管部門已立項(xiàng)開展《按可靠度理論修改隧規(guī)的基礎(chǔ)性研究》。研究內(nèi)容包括圍巖物性指標(biāo)及深埋隧道圍巖松動(dòng)壓力統(tǒng)計(jì)特征研究；淺埋隧道覆土荷載統(tǒng)計(jì)特征研究；明洞、棚洞填土荷載統(tǒng)計(jì)特征試驗(yàn)研究；襯砌混凝土偏壓構(gòu)件抗力計(jì)算方法及偏壓強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)特征研究；隧道襯砌幾何特征研究等。由鐵路各高校分別承擔(dān)。鐵路高校研究生論文選題也開始轉(zhuǎn)向隧道可靠度設(shè)計(jì)這一領(lǐng)域。
與此同時(shí)，有關(guān)院校對人防工程按可靠度設(shè)計(jì)也提出過方法及若干建議。水電部門針對工程特點(diǎn)正對隧道工程的作用及作用效應(yīng)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)參數(shù)整理。
【關(guān)鍵詞】地質(zhì)工作、煤礦生產(chǎn)、重要性
中圖分類號：X752文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：
一、前言
在煤礦生產(chǎn)活動(dòng)中，地質(zhì)工作是其關(guān)鍵的構(gòu)成部分。地質(zhì)工作的勘察、探討、控制標(biāo)準(zhǔn)的程度都對煤礦的安全生產(chǎn)與快速發(fā)展具有十分巨大的影響力，可以說煤礦開發(fā)、使用一直到廢棄的整個(gè)周期都有地質(zhì)工作的參與。根據(jù)相關(guān)調(diào)查數(shù)據(jù)，在煤礦的很多意外事故中，冒頂、瓦斯爆炸、透水等意外事故大概占據(jù)了所有事故的六成到七成，而且在地方性私營煤礦事故所占比重還更大，然而這些嚴(yán)重的意外事故都和地質(zhì)工作有很大的關(guān)系。因此，提升礦井地質(zhì)工作的力度能夠防止或者是杜絕這些意外事故的發(fā)生，可以有效控制煤礦的安全性，提升我國煤礦事業(yè)的抗災(zāi)害能力，對提高國民生產(chǎn)總值具有重要意義。
二、煤礦生產(chǎn)中地質(zhì)災(zāi)害的種類
因?yàn)闅w類標(biāo)準(zhǔn)不一樣，所以煤礦地質(zhì)災(zāi)害事故的種類也不盡相同。根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害的空間布局可以分為巖土體變形災(zāi)害、水文災(zāi)害及煤礦內(nèi)在原因?qū)е碌氖鹿省Ｒ运臑?zāi)害為例，根據(jù)水源的不同可以劃分為地下水、地表水、老窖水事故。地表水也就是煤礦沖水水源，包括江河、水庫、魚塘及自然降雨等。比如因?yàn)橄噜徝旱V地表的排水不暢所引起的煤礦透水事故，或者雨水滲入煤層縫隙進(jìn)入礦井所導(dǎo)致的滲井事故這些都屬于是地表水災(zāi)害類型。基巖裂隙水、松散層孔隙水及巖溶溶洞水等等都屬于地下水，在煤礦開采中如果挖掘到或者是接近這些地下水就很容易引起透水災(zāi)害。在煤礦開采過程時(shí)會(huì)留下比較大的挖掘空間，這其中會(huì)貯存大量的水就形成了老窖水，在接下來的開采工作中會(huì)因?yàn)闆]有注意或者其他一些原因?qū)е峦杆馔獾陌l(fā)生。
三、煤礦生產(chǎn)中地質(zhì)災(zāi)害事故的成因
我國的煤礦生產(chǎn)地質(zhì)災(zāi)害種類比較多，因此事故的成因也比較復(fù)雜。這就給防治地質(zhì)災(zāi)害工作帶來了很多困難。但是根本原因還是可以看出是部分煤礦工作者沒有對地質(zhì)工作認(rèn)真了解研究，勘探測試技術(shù)應(yīng)用上存在很多缺點(diǎn)，煤礦的管理工作、監(jiān)督工作沒有做好才是引起煤礦地質(zhì)災(zāi)害的最主要原因。一些小型私營煤礦對地質(zhì)工作研究不夠細(xì)致謹(jǐn)慎，了解的地質(zhì)情況也有限，對引起煤礦各種地質(zhì)災(zāi)害的原理還沒有認(rèn)識清楚，這在一定程度上導(dǎo)致了煤礦地質(zhì)災(zāi)害事故的發(fā)生。在勘探技術(shù)層面上還包含較大的缺陷。再者一些煤礦由于接替采掘緊張，不能嚴(yán)格履行預(yù)防地質(zhì)災(zāi)害規(guī)程要求，在一定程度上提升了煤礦災(zāi)害事故發(fā)生機(jī)率。
四、礦井地質(zhì)工作在煤礦生產(chǎn)中的重要性
1、預(yù)防煤礦水文意外事故的發(fā)生
煤礦的水文意外事故具有突發(fā)性、危害比較嚴(yán)重的特點(diǎn)，水文事故在嚴(yán)重的時(shí)候能夠在很短暫的時(shí)期里就對煤礦帶來顛覆性的災(zāi)害，合理增設(shè)排水設(shè)施可以有效控制水文災(zāi)害的發(fā)生，除此之外更重要的是對煤礦的水文地質(zhì)工作進(jìn)行深入的研究。在對煤礦水文地質(zhì)特征進(jìn)行認(rèn)真細(xì)致地勘察過程中，記錄煤礦水文地質(zhì)特征，再對其進(jìn)行綜合歸類整理，形成一套完整的科學(xué)分析水文地質(zhì)特征的流程，這樣能夠使得我們掌握特定的范圍內(nèi)的主要含水巖系及其水文特點(diǎn)，主要含水層呢過的含水性隨季節(jié)、年度及降雨量的改變而變化的客觀規(guī)律，這樣能夠使得煤礦工作人員能夠把握煤礦的整體生產(chǎn)布局；與此同時(shí)可以在煤礦生產(chǎn)活動(dòng)中對有可能會(huì)有意外事故發(fā)生的地區(qū)和地形復(fù)雜的老塘、舊巷等提前進(jìn)行打鉆排水，以“有疑問必須探明、先探明情況再進(jìn)行挖掘”為開采準(zhǔn)則，這樣做才能夠在宏觀上控制水文地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，可以有效減小煤礦水文災(zāi)害的發(fā)生幾率，降低其給人們帶來的危害。
2、防止發(fā)生瓦斯泄露、爆炸事故。
礦井中的瓦斯泄露、瓦斯爆炸屬于煤礦重大安全事故之一，瓦斯事故具有突發(fā)性極強(qiáng)、涉及面積廣、損害程度及其惡劣的特征。抑制和消滅瓦斯事故在煤礦安全工作中起著決定和主導(dǎo)作用。我國在以前的煤礦安全生產(chǎn)防治過程中，往往會(huì)比較從通風(fēng)、預(yù)防這些方面來開展工作，但是卻忽略了對煤礦瓦斯地質(zhì)工作的探索。這樣做的最終效果只是使人們處于被動(dòng)預(yù)防的位置，卻缺少高效預(yù)見和提前計(jì)劃，不能從根本上控制這類重大安全事故的發(fā)生。以雙鴨山一座煤礦為例，在高度為-109的位置挖掘巖石平巷的時(shí)候，根據(jù)設(shè)計(jì)巷道是將自底板至頂板穿越A8 煤層以及一個(gè)落差達(dá)4m 的正斷層F14。因?yàn)槟菚r(shí)候?qū)@一片地區(qū)的煤礦地質(zhì)工作還沒有進(jìn)行更深入的研究，沒有認(rèn)識到煤與瓦斯突發(fā)和埋藏深度，結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，在掘進(jìn)中當(dāng)巷道接近A8層頂板及F14 斷層的預(yù)定位置，此時(shí)觀察到大量的瓦斯進(jìn)入，煤層構(gòu)成混亂和其他一些狀況的時(shí)候，沒有受到相應(yīng)的重視，只是采用加大通風(fēng)量，降低放炮火藥的含量的處理方式來控制瓦斯含量。在一次炮后20分鐘后，突然發(fā)生煤與瓦斯突出事故，噴煤距離50米,有18米的巷道全斷面被煤粉封嚴(yán)。突出煤量627噸，沼氣大概1180立方米。幸運(yùn)的是發(fā)生事故的時(shí)候正是交接班的時(shí)間，礦井內(nèi)沒有工人，沒有產(chǎn)生更嚴(yán)重的后果。事故發(fā)生之后，煤礦安全生產(chǎn)工作人員研究了這次事故的原因，這才確定了安全工作的主要方向，從此之后對煤礦地質(zhì)工作、尤其是瓦斯地質(zhì)工作進(jìn)行了深入研究探討。經(jīng)過理論與實(shí)踐相結(jié)合，最后確定了煤與瓦斯突出和煤層的埋藏深度、構(gòu)成及其它原因之間的緊密聯(lián)系。
3、防止因?yàn)椴缓侠淼脑O(shè)計(jì)所帶來的安全隱患
在煤礦開采過程中，開采人員一定要按照操作規(guī)程和規(guī)定來進(jìn)行開采工作，而這些操作規(guī)程和規(guī)定的制定就是建立在煤礦地質(zhì)工作所得到的資料和成績的基礎(chǔ)之上的。清楚掌握一個(gè)地區(qū)的煤層狀態(tài)、結(jié)構(gòu)、特征、深度及其橫向變化、瓦斯?fàn)顩r、水文特點(diǎn)、火區(qū)及巖漿巖侵入等煤礦地質(zhì)資料，煤礦安全生產(chǎn)人員才能夠提出更加科學(xué)合理的建議。這種建議的科學(xué)合理性富含著非常多內(nèi)涵，它可以確保煤礦生產(chǎn)安全、規(guī)范、高效地進(jìn)行，其中安全生產(chǎn)是重中之重。煤礦地質(zhì)資料的完整性、準(zhǔn)確性、真實(shí)性是煤礦能否安全生產(chǎn)的關(guān)鍵。例如，井田范圍內(nèi)某一地區(qū)存在火成巖侵入及局部含水層，假如地質(zhì)資料能夠真實(shí)、完整、詳盡地表達(dá)這一情況，就會(huì)做出避開這一地區(qū)的施工建議，應(yīng)該能夠預(yù)先做出有利的方式來防止意外事故的產(chǎn)生，促使整個(gè)開采工作能夠有預(yù)見性和安全性；假如不是這樣，煤礦地質(zhì)工作沒有認(rèn)真完成，不能提供準(zhǔn)確的、真實(shí)的地質(zhì)資料，那么施工安全設(shè)計(jì)就成了無源之河流，無根之樹木，不能夠隨著外界環(huán)境的改變而迅速做出應(yīng)對，煤礦開采工作就會(huì)混亂、盲目。這樣就非常容易引起透水事故的發(fā)生，同時(shí)也可能會(huì)引起一些間接意外的發(fā)生。間接事故的意思就是不是直接引起的煤礦意外事故，可是卻是未來可能發(fā)生的意外事故的一個(gè)原因。地質(zhì)資料不詳盡是導(dǎo)致類似事故發(fā)生的主要原因。實(shí)際上，施工周期和工程量等原因與意外事故的發(fā)生幾率是成正比的關(guān)系。盡最大可能地提升工程的利用率，降低工程量，減縮工程時(shí)間才是一個(gè)真正優(yōu)質(zhì)的施工設(shè)計(jì)。想要獲得這樣的效果，就應(yīng)該提高設(shè)計(jì)工作者的整體素質(zhì)，防止人為的原因產(chǎn)生，與此同時(shí)還需要加強(qiáng)煤礦地質(zhì)工作研究，盡最大可能地提升煤礦地質(zhì)資料的準(zhǔn)確性，這是能夠減少和防止各種意外事故發(fā)生的基本要求，同時(shí)也是從根源上確保安全開采的關(guān)鍵原因。
4、 防止發(fā)生頂板事故
煤礦開采過程中的另一種比較容易發(fā)生的是頂板事故。最近幾年，我國煤礦開采技術(shù)和管理方法逐漸得到了提升，這種類型的意外事故的發(fā)生幾率已經(jīng)有所下降，可是在一些落后區(qū)域、小型私營煤礦企業(yè)中，頂板事故仍然是一個(gè)多發(fā)事故。引起這種事故的因素有很多種，例如開采工藝不先進(jìn)，開采工序不適合煤礦的實(shí)際狀況；開采工人沒有統(tǒng)一培訓(xùn)、不能夠全面了解開采技術(shù)，防范工作沒有做好；煤礦的地質(zhì)情況限制，地質(zhì)結(jié)構(gòu)影響等等。其中發(fā)生頂板事故的主要因素就是對地質(zhì)條件與地質(zhì)結(jié)構(gòu)不夠了解。假如是以準(zhǔn)確、詳細(xì)的地質(zhì)資料作為參考，在進(jìn)行開采工作之前施工人員是可以對開采位置的圍巖特征，斷層、褶曲及煤層產(chǎn)狀掌握準(zhǔn)確，這樣能夠根據(jù)實(shí)際情況，科學(xué)地建立不同區(qū)域的開采方式，尤其是掘進(jìn)爆破工藝及支護(hù)方式。材料、設(shè)備及人員配置等生產(chǎn)要素能提前到位，這樣就能夠在管理和技術(shù)層面上確保有效預(yù)防頂板事故的發(fā)生，大幅度地降低和防止這類事故的發(fā)生。
五、結(jié)束語
地質(zhì)工作對煤礦安全生產(chǎn)起到了重要的作用，做好煤礦地質(zhì)工作對水文地質(zhì)災(zāi)害、瓦斯泄露爆炸事故及頂板事故具有預(yù)見性的意義，從而確保煤礦開采工作順利進(jìn)行，有效提高煤礦的開采效率帶來經(jīng)濟(jì)收益。進(jìn)行煤礦開采的企業(yè)，必須要對煤礦地質(zhì)工作的特征有全面的掌握才能夠發(fā)展好煤礦企業(yè)。因此，煤礦地質(zhì)工作不僅僅是一項(xiàng)勘察技術(shù)，更重要的是關(guān)系著煤礦的實(shí)際運(yùn)行，在煤礦開采活動(dòng)中起到著無可替代的作用。
參考文獻(xiàn)
[1]劉洋.水文地質(zhì)對煤礦防治水工作的重要性 [期刊論文] 《中州煤炭》-2005年06期
