水文地质在工程地质中的作用分析

摘要：本文首先介绍了工程地质勘察中水文地质评价内容，然后分析了岩土水理性质，最后探讨了地下水引起的岩土工程危害。

关键词：水文地质，工程地质勘察，危害。

中图分类号：K826.16 文献标识码：A 文章编号：

一、工程地质勘察中水文地质评价内容

在工程地质勘察中，水文地质的评价主要有以下几方面内容要加以考虑：

（１）水文地质评价首先要重点评价地下水对于岩土和建筑的影响作用，预测地下水的存在对建筑工程可能造成的损失和危害性，并且针对性地提出相应措施。

（２）工程的勘察过程还要密切联系建筑的类型和其对地基类型的需求，查明建筑厂区的水文地质情况，提供水文地质的相关资料，以供地质选型所用。

（３）从工程的角度来分析地下水对于工程的影响作用，不同的条件需对地质问题进行重新评价，例如：①分析对于埋藏在地下水中的建筑物基础部分，水对于砼及砼内钢筋存在的腐蚀性。②如果建筑场地的基础是风化岩、软质岩、膨胀土或残积土等岩土体，那么就要重点评价地下水与岩土体可能产生的软化、缩胀、崩塌等影响。如果在地基压缩层的范围内存在粉细砂、松散土层时，就要对流砂、潜蚀或者管涌的可能性做出预测。③当建筑基础的下部分存在承压的含水层是，要对开挖基坑时基坑所要承载的地下水的冲击力做相应的计算和评估。④在地下水位以下部分挖掘基坑，要做渗透性及富水的实验，同时评价由于降雨降水会引起的土体底层沉降、边坡失稳的影响，进而进行建筑物的整体稳定性能。

二、岩土水理性质

岩土水理性质是指岩土与地下水相互作用时显示出来的各种性质。岩土水理性质与岩土的物理性质都是岩土重要的工程地质性质。岩土的水理性质不仅影响岩土的强度和变形,而且有些性质还直接影响到建筑物的稳定性。以往在勘察中对岩土的物理力学性质的测试比较重视,对岩土的水理性质却有所忽视,因而对岩土工程地质性质的评价是不够全面的。岩土的水理性质是岩土与地下水相互作用显示出来的性质,下面首先介绍一下地下水的赋存形式及对岩土水理性质的影响,然后再对岩土的几个重要的水理性质及研究测试方法进行简单的介绍。

（１）地下水的赋存形式：地下水按其在岩土中的赋存形式可分为结合水、毛细管水和重力水三种,其中结合水又可分为强结合水和弱结合水两种。①强结合水,又称吸湿水,吸湿水被分子力吸附在岩土颗粒周围形成极薄的水膜,是紧附于颗粒表面结合最牢固的一层水,其吸附力高达10MPa,在强压下其密度接近普通水的两倍,具有极大粘滞性和弹性,可以抗剪切但不受重力作用,也不能传递静水压力。弱结合水：又称弱薄膜水,它处于吸着水之外,厚度大于吸着水。弱结合水所受的吸附力小于强结合水,可以在颗粒水膜之间作缓慢的移动,薄膜水在外界压力下可以变形,但同样不受重力影响,且不能传递静水压力。②毛细管水：是指由毛细管作用保持在岩土毛细管空隙中的地下水,可细分为孤立毛细管水、悬挂毛细管水、真正毛细管水。它同时受毛细管力和重力的作用,当毛细管力大于重力时,毛细管水就上升,因此地下水潜水面以上的普遍形式是一个与保水带有水力联系的含水量较高的湿水层。毛细管水能传递静水压力,并能在空隙中垂直上下运动,对岩土体能起到软化的作用,有时会引起土壤的沼泽化或盐渍化增强岩土体及地下水对建筑材料的腐蚀性。毛细管水在砂土和粉土中含量较高,在砂砾层含量较少,在粘土中含量很少。③重力水：是指在重力作用下能在岩土孔隙、裂隙中自由运动的水,即我们通常所称的狭义“地下水”。它不受分子力的影响,不能抗剪切,可以传递静水压力。由于重力水在天然和人为因素的影响下,在岩土中的渗流活动非常活跃,对岩土的水理性质有显著的影响。重力水是我们研究岩土水理性质的重点关注对象。

（２）岩土的主要的水理性质及其测试办法:①软化性：是指岩土体浸水后,力学强度降低的特性,一般用软化系数表示,它是判断岩石耐风化、耐水浸能力的指标。在岩石层中存在易软化岩层时,在地下水的作用下往往会形成软弱夹层。各类成因的粘性土层、泥岩、页岩、泥质砂岩等均普遍存在软化特性。②透水性：是指水在重力作用下,岩土容许水透过自身的性能。松散岩土的颗粒愈细、愈不均匀,其透水性便愈弱。坚硬岩石的裂隙或岩溶愈发育,其透水性就愈强。透水性一般可用渗透系数表示,岩土体的渗透系数可通过抽水试验求取。③给水性：是指在重力作用下饱水岩土能从孔隙、裂隙中自由流出一定水量的性能,以给水度表示。给水度是含水层的一个重要水文地质参数,也影响场地疏干时间。给水度一般采用实验室方法测定。

三、地下水引起的岩土工程危害

地下水对岩土工程的危害主要有两个方面：一是地下水位的升降变化对工程的影响，而是地下水的流动的压力作用对工程的影响。

１．地下水升降变化引起的岩土工程危害

地下水位的变化有两种原因，一是人为因素，二是天然因素。然而不管什么原因，地下水位变化到一定程度时，就会对岩土产生危害。地下水位对岩土工程的危害主要分为三种方式。

（１）水位上升引起的岩土工程危害

地下水位升高的原因有很多，主要地质因素有水层结构、岩土性状；水文气象方面的因素有气温、降水量等；人为的因素有灌溉、施工等，当然有时候地下水位上升是几种因素的综合影响。地下水位的上升对工程可能造成的影响有：①土壤出现盐渍化和沼泽化，岩土和地下水对建筑的腐蚀性加强。②处于斜坡或者河岸边的岩体容易产生滑坡或者崩塌等情况。③具有良好结构的岩土体被破坏，被软化，强度减弱。④粉细砂、粉土达到饱和，出现流沙和管涌现象。⑤地下洞有被淹没的可能，建筑基础出现上浮，建筑物失去稳定性。

（２）地下水位下降引起的岩土工程危害

在现实情况中，地下水位降低大多是由认为因素造成，例如人们大量的抽取地下水，在采矿过程中，矿床疏干，上游建筑水坝，建筑水库使用地下水等。地下水的大幅度使用，水位的大幅度下降容易导致地面沉降、地裂、地面塌陷等问题，地下水的枯竭和地下水质的恶化产生一系列环境问题，这对地下岩土和地表建筑的稳定性都有着很大的威胁。

（３）地下水频繁升降对岩土工程造成的危害

对于膨胀性的岩土体，地下水位的变化会对这类岩土产生不均匀的缩胀变形，如果地下水位变化频繁时，那么岩土的收缩膨胀变形就会不断重复，收缩变形的幅度也不断变大，长久下来容易造成地裂，对地表建筑尤其是轻型建筑产生破坏。由于地下水的渗透作用，地下水位变化浮动的部分会出现铝、铁等成分的流失，土壤中缺少胶结物就会造成质地松软，含水空隙增大，承载能力下降等，这些都会给工程的基础选择带来麻烦。

２．地下水动压力作用引起岩土工程危害

在天然状态下，地下水流动产生的眼里作用还是比较微弱的，对建筑一般没有太大危害，但是人为活动打破了地下水的平衡，移动的地下水产生的压力作用往往加大，容易对岩土工程造成危害，例如如流沙、管涌等。

四、结语

近年来，随着我国工程勘察技能的快速发展，人们开始逐渐认识到水文地质在勘察工作中的重要性。通过科学合理的方法精确计算出与水文地质相关的参数，并全面发挥水文地质应有的效用已成为各工程项目最为关注的问题。按照实际情况对水文地质进行全面勘察，在很大程度上可以降低水文地质对工程项目造成的损害，这不仅关系到工程投入使用后的稳定性、安全性和耐久性，还关系到人们的日常生活。所以在工程勘察阶段一定要高度重视因水文地质而产生的问题，并在实际勘察工作中将水文地质的有效性作用充分发挥出来，这对于提升工程勘察水平来说具有极为重要的促进作用。

【参考文献】

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