探讨地下水对岩土工程的影响

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 探讨地下水对岩土工程的影响 摘要：地下水位的升降可以引起 多种岩土工程问题，这些岩土工程问题 与人类的生产、生活密切相关。人类在 进行工程活动时，应充分考虑地下水位 的升降变化对工程本身存在的影响及其 潜在隐患。本文探讨了地下水对岩土工 程的影响。 中国论文网 /2/view-12794852.htm 关键词：地下水；岩土；工程； 影响 中图分类号：K826.16 文献标识 码：A 文章编号： 在岩土工程勘察工作中，水文地 质问题也是一个容易被忽视的问题，由 于勘察报告中很少直接涉及水文参数的 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 利用，水文地质问题往往只被认为是象 征性的工作，只是简单地对水文地质条 件作一般性评价。一些水文地质条件较 复杂的地区，特别是水文地质条件对高 层建筑或重要工程有重大影响时，对水 文地质问题研究不够重视，不够深入， 没有做专门的水文地质勘察，设计人员 又忽视了水文地质问题，因此在工程建 设中经常发生由于地下水而引发的流砂、 管涌、基坑突涌等各种岩土工程危害问 题，从而影响到施工进度、施工安全和 工程质量，令勘察和设计单位处于尴尬 的境地。所以有必要对地下水对岩土工 程的影响进行探讨。 一、地下水位的上升对岩土工程 的影响 1、随着地下水位的上升，地下 水与岩土体之间相互作用加强，导致地 基岩土体承载力及抗碱性能的减弱，由 此引发了诸如承载力降低、砂土液化、 震陷加剧、土壤盐泽沼泽化、冻胀等一 系列不良岩土工程问题：浅基础地基承 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 载力降低；砂土地震液化加剧；建筑物 震陷加剧；土壤沼泽化、盐泽化。 2、岩土体产生变形、滑坡、崩 塌、失稳等不良地质现象 在河谷阶地、斜坡及岸边地带， 地下潜水位或河水位上升时，岩土体侵 润范围增大，侵润程度加剧，岩土被水 饱和、软化、降低了抗剪强度；当河水 或地表水位下降时，在动水压力作用下， 地下水向坡外渗流，可能产生潜蚀、流 沙、管涌等现象，破坏了岩土体的结构 和强度；地下水位的升降变化还可能增 大动水压力。以上种种因素，促使岩土 体产生变形、坍塌、滑移等，都将对工 程产生不利影响。因此，在河谷、斜坡 地带修建建筑物时，应特别重视地下水 位的升降变化对斜坡稳定的影响。 （1）冻胀作用的影响。在寒冻 地区，地下潜水位升高，地基土中含水 量亦增多。由于冻结作用，岩土中水分 往往迁移并集中分布，形成冰夹层或冰 椎等，使地基土产生冻胀、地面隆起、 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 桩台隆胀等，冻结状态的岩土体具有较 高的强度和较低的压缩性，但温度升高 岩土解冻后，其抗压和抗剪强度大大降 低。对于含水量很大的岩土体，融化后 的粘聚力约为冻胀时的 110，压缩性 增高，可使地基产生融沉，易导致建筑 物失稳开裂。 （2）对建筑施工的影响。当地 下水位在基础底面以下压缩层范围内上 升，地下水侵湿、软化地基土，使其强 度降低、压缩性增大，建筑物就可能产 生较大的沉降变形。在粉、细砂及粉土 为主的场地，地下水位上升还将导致基 坑开挖过程中可能产生流沙、管涌、底 鼓、侧壁变形、坍塌等不良物理地质现 象，这些不仅降低了地基土的力学强度， 而且给施工带来了不少困难。 （3）对地下洞室的影响。地下 水位上升，地下水通过裂隙、断层破碎 带、溶洞等通道流入洞体内，造成洞室 淹没。同时，对于上覆荷重较小的地下 广场或建筑物，还可使基础上浮，使建 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 筑物失稳。 （4）对湿陷性黄土、崩解性岩 土、盐泽岩土的影响。当地下水位上升 后，水与岩土相互作用，湿陷性黄土、 崩解性岩土、盐泽岩土产生湿陷、崩解、 软化，其岩土结构破坏，强度降低，压 缩性增大。这些将导致岩土体产生不均 匀沉降，引起其上部建筑物的倾斜、失 稳和开裂，引起地面或地下管道被拉断 等现象，尤其对结构不稳定的湿陷性黄 土更为严重。 3、膨胀性岩土体产生膨胀变形 在膨胀性岩土地区，浅层地下水 多为上层滞水或裂隙水，无统一的地下 水位，且水位季节性变化显著。地下水 位季节性升降变化或岩土体内水分的增 减变化，可促使膨胀性岩土体产生不均 匀胀缩变形。当地下水位变化频繁或变 化幅度大时，不仅岩土的膨胀收缩变形 往复，而且胀缩幅度也大。地下水位的 上升还能使坚硬岩土软化、水解、膨胀， 抗剪强度和力学强度降低，产生滑坡 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 (沿裂隙面) 、地裂、崩塌等不良地质现 象，导致岩土体自身强度的降低或消失， 引起其上部建筑物的变形和破坏。因此， 对膨胀性岩土的地基进行评价时，应特 别重视对场区水文地质条件的分析，预 测在自然及人类活动下水文地质条件的 变化趋势。 二、地下水位下降对岩土工程的 影响 地下水位的持续下降，不仅影响 农业的生产、人民的生活，而且会引起 许多岩土工程问题。地下水位的降低大 部分是由于人为因素造成的，如大量抽 取地下水、对河流进行人工改道，上游 筑坝、修建水库截止下游地下水的补给 等。地下水位下降可能引起岩土工程的 危害体现在以下几方面。 1、地下水的过大下降会引发地 质灾害，如地裂缝的产生、海水入侵、 地表塌陷及地面沉降等。 2、地下水的过大下降会引发环 境问题，如地下水资源枯竭、地下水中 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 有害离子增多，矿化度增高以及水质恶 化等，对人类自身的居住环境造成很大 威胁。 三、地下水频繁升降对岩土工程 的影响 地下水的升降变化能引起膨胀性 岩土产生不均匀的胀缩变形，当地下水 升降频繁时，不仅使岩土的膨胀收缩变 形往复，而且会导致岩土的膨胀收缩幅 度不断加大，进而形成地裂引起建筑物 非凡是轻型建筑物的破坏。地下水在天 然状态下动水压力作用比较微弱，一般 不会造成什么危害，但在人为工程活动 中由于改变了地下水天然动力平衡条件， 在移动的动水压力作用下，往往会引起 一些严重的岩土工程危害，如流砂、管 涌、基坑突涌等。 四、地下水位对岩土力学性质的 影响 土体从地下水位以上至地下水位 变动带到地下水位以下，天然含水量、 孔隙比由小大小，压缩模量、承载 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 力由大小大的变化规律。这是由于 地下水位以上。经长期淋滤作用，铁铝 富集，并对土颗粒起胶结和充填作用， 增大了土粒间连接力，往往形成“硬壳 层”，因而含水量、孔隙比小而压缩模 量和承载力增高；位于地下水位变动带 的土层，由于地下水积极交替，土中的 铁铝成分淋失，土质变松，因而含水量、 孔隙比增大，压缩模量、承载力降低； 位于地下水位以下的土层，由于地下水 交替缓慢，氧化、水解作用减弱，加之 上覆土层的自重压力作用，土质比较密 实，因而含水贫、孔隙比减小，压缩模 量、承载力增高。 总之，在工程勘察、设计和施工 过程中，水文地质问题始终是一个极为 重要但也是一个易于被忽视的问题。之 所以重要，是因为水文地质和工程地质