土木工程地質實習結課論文

皖西學院WESTANHUIUNIVERSITY土木工程地質結課論文題 目地下水對土木工程建設的影響姓 名馬晨旭學 號2014012052專業(yè)班級土木工程1401班指導老師蔡金龍摘要: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作用動力，它促使地表形態(tài)和地殼表層物質的物理性質和化學成分不斷發(fā)生變化。我國正在進行大規(guī)模的工程建設，必須充分發(fā)揮水對工程建設的有利作用，防治水的有害影響。在土木工程建設中，地下水的活動是威脅施工安全、造成工程病害的重要因素。關鍵詞：土木工程，工程地質，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動于巖土的孔隙和裂隙的水叫地下水。在土木工程建設中，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、基礎沉陷和凍脹變形等都與地下水活動有直接關系。1.2水在巖土中的存在狀態(tài)地下水儲藏和運動于巖土的孔隙和裂隙中，根據(jù)巖土中水的物理力學性質不同及水與巖土顆粒間的相互關系，可以有以下幾種狀態(tài)：氣態(tài)水、吸著水（強結合水）、薄膜水（弱結合水）、毛細水（非結合水）、重力水（非結合水）、固態(tài)水。3.巖土的主要水理性質巖土與水作用時表現(xiàn)出來的性質都被稱為水理性質，從水在巖土中儲存、運動的觀點來研究，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、 地下水的物理性質與化學成分地下水的物理性質包括溫度、顏色、透明度、嗅味、口味、比重、導電性及放射性等。地下水的化學成分包括純水及其中所含的各種離子、化合物和氣味。地下水的物理性質受周圍環(huán)境條件和所含化學成分的影響。地下水的化學成分與流經(jīng)的巖土性質和成分、地下水的補給條件和氣候有密切關系。因此，地下水的物理性質與化學成分隨空間和時間的變化而改變。地下水的物理性質與化學成分決定了地下水的質量。不同用水目的，對水的質量有不同的要求標準。此外，地下水的侵蝕性來源于水中有害的化學成分。因此，地下水的物理性質和化學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行深入的研究，必須進行地下水分類。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對地下水進行綜合分類。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分類：孔隙水、裂隙水、巖溶水四、 地下水的地質作用地下水對巖層的破壞和建造作用稱為地下水的地質作用。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)物從一地搬運到另一地，在適宜的條件下再沉積下來。因此，地下水的地質作用包括剝蝕作用、搬運作用、沉積作用。地下水的剝蝕作用是在地下進行的，所以又稱為潛蝕作用。按作用的方式分為機械潛蝕作用與化學溶蝕作用。機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?；瘜W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)物沿垂直或水平運動方向進行搬運稱搬運作用。地下水沉積作用包括機械沉積作用和化學沉積作用，以化學沉積作用為主。五、地下水對基礎工程施工的影響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，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。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，將嚴重影響開挖施工的質量和效率，同時坑內排水會造成基坑周圍地面沉降、變形，導致周圍建筑物下降、變形、開裂、傾斜等破壞。（2）造成流砂、管涌等不良現(xiàn)象。在顆粒細小的非粘土中開挖基坑，由于坑內外產(chǎn)生水頭差，導致地下水向坑內滲流，甚至產(chǎn)生流砂、管涌等破壞作用，嚴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，降低坑壁，坑底巖土體的強度，產(chǎn)生側壁變形、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）增大支護結構上的壓力。由于地下水的存在，設計擋土止水結構上的水土壓力增大，相應的增加基坑支護的費用和施工難度。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，無論是設計還是施工或是正常運行，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，增加支護結構上的壓力，造成硐室圍巖沿軟弱結構面滑動，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)象和機械潛蝕；地下水對位于水位以下的巖石、土層和建筑物基礎產(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、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，地下水中各種化學成分與建筑物中的混凝土產(chǎn)生化學反應，使混凝土中某些物質被溶蝕，強度降低，結構遭到破壞；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、水文、氣象或地面建筑設施的大量興建，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：增強地下水的腐蝕性，引起不良地質現(xiàn)象，產(chǎn)生砂土液化、流砂、管涌，影響洞室和基礎安全。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)新建或擴建水源地，在含水層中進行地下洞室、地鐵或深基礎施工時，往往引起含水層水位下降，導致地表塌陷、地面沉降、海水入侵、地裂縫