土木工程地质实习结课论文

皖西学院WESTANHUIUNIVERSITY土木工程地质结课论文题 目地下水对土木工程建设的影响姓 名马晨旭学 号2014012052专业班级土木工程1401班指导老师蔡金龙摘要:水既是一种人类生活和生产不可缺少的重要资源，又是一种重要的地质作用动力，它促使地表形态和地壳表层物质的物理性质和化学成分不断发生变化。我国正在进行大规模的工程建设，必须充分发挥水对工程建设的有利作用，防治水的有害影响。在土木工程建设中，地下水的活动是威胁施工安全、造成工程病害的重要因素。关键词：土木工程，工程地质，地下水工程一、地下水的基本知识1.1地下水的概念储藏和运动于岩土的孔隙和裂隙的水叫地下水。在土木工程建设中，一方面地下水是生产生活供水的重要来源，特别是在干旱地区，地表水缺乏，供水主要靠地下水。另一发面，地下水的活动又是威胁施工安全、造成工程病害的重要因素，例如，基坑、隧道涌水、滑坡活动价、基础沉陷和冻胀变形等都与地下水活动有直接关系。1.2水在岩土中的存在状态地下水储藏和运动于岩土的孔隙和裂隙中，根据岩土中水的物理力学性质不同及水与岩土颗粒间的相互关系，可以有以下几种状态：气态水、吸着水（强结合水）、薄膜水（弱结合水）、毛细水（非结合水）、重力水（非结合水）、固态水。3.岩土的主要水理性质岩土与水作用时表现出来的性质都被称为水理性质，从水在岩土中储存、运动的观点来研究，包括岩土的容水性、持水性、给水性和透水性等；从水对岩土工程性质的影响的观点来研究，则主要指岩土的溶解性、吸水性、透水性、软化性、抗冻性、膨胀性及崩解性等。二、 地下水的物理性质与化学成分地下水的物理性质包括温度、颜色、透明度、嗅味、口味、比重、导电性及放射性等。地下水的化学成分包括纯水及其中所含的各种离子、化合物和气味。地下水的物理性质受周围环境条件和所含化学成分的影响。地下水的化学成分与流经的岩土性质和成分、地下水的补给条件和气候有密切关系。因此，地下水的物理性质与化学成分随空间和时间的变化而改变。地下水的物理性质与化学成分决定了地下水的质量。不同用水目的，对水的质量有不同的要求标准。此外，地下水的侵蚀性来源于水中有害的化学成分。因此，地下水的物理性质和化学成分对于把地下水作为供水水源，或把地下水作为工程病害重要因素进行研究时，都是非常重要的。三、 地下水的基本类型为了有效地利用地下水和对地下水某些特征进行深入的研究，必须进行地下水分类。由于利用地下水和研究地下水的目的和要求不同，有许多不同的地下水分类方法。总的看来有两大分类法：一是根据地下水某一方面或几个方面的因素对其进行分类；而是尽可能得全面的考虑到影响地下水特征的各种因素对其进行综合分类。前者例如地下水按温度分类，按总矿化度分类，按硬度分类及按pH分类等。后者则主要按埋藏条件和含水层性质对地下水进行综合分类。地下水按埋藏条件分类：上层滞水、潜水、承压水地下水按含水层性质分类：孔隙水、裂隙水、岩溶水四、 地下水的地质作用地下水对岩层的破坏和建造作用称为地下水的地质作用。地下水在流动过程中对流经的岩石可产生破坏作用，并把破坏的产物从一地搬运到另一地，在适宜的条件下再沉积下来。因此，地下水的地质作用包括剥蚀作用、搬运作用、沉积作用。地下水的剥蚀作用是在地下进行的，所以又称为潜蚀作用。按作用的方式分为机械潜蚀作用与化学溶蚀作用。机械潜蚀作用是地下水在流动过程中，对土、石的冲刷破坏作用。化学溶蚀作用是地下水可溶解可溶性岩石所产生的破坏作用。地下水将其剥蚀产物沿垂直或水平运动方向进行搬运称搬运作用。地下水沉积作用包括机械沉积作用和化学沉积作用，以化学沉积作用为主。五、地下水对基础工程施工的影响5.1渗流渗流对坝基、边坡、地下工程等均有直接或潜在的破坏作用，容易产生流砂、管涌等，往往对工程造成严重影响。5.2边坡工程地下水是影响边坡稳定性的重要因素。许多滑坡都与地下水的租用有关，如著名的长江鸡爪子滑坡、甘肃的洒勒山滑坡等都与地下水的活动有关。5.3.基坑工程基坑工程一般位于地下水位以下，地下水问题比较突出，地下水对基坑工程的主要影响有：（1）恶化基坑开挖施工的条件。地下水流入基坑，淹没工作面，将严重影响开挖施工的质量和效率，同时坑内排水会造成基坑周围地面沉降、变形，导致周围建筑物下降、变形、开裂、倾斜等破坏。（2）造成流砂、管涌等不良现象。在颗粒细小的非粘土中开挖基坑，由于坑内外产生水头差，导致地下水向坑内渗流，甚至产生流砂、管涌等破坏作用，严重威胁基坑工程及其周围建筑物的安全。（3）软化基坑周围的土质，降低坑壁，坑底岩土体的强度，产生侧壁变形、底鼓等。对于放坡开挖的基坑，由于谁对边坡土体的软化及渗流作用，还会造成边坡塌陷、滑坡等事故。（4）造成基坑突涌。当基坑下都有承压水时，开挖基坑减小了含水层的上覆隔水层厚度。（5）增大支护结构上的压力。由于地下水的存在，设计挡土止水结构上的水土压力增大，相应的增加基坑支护的费用和施工难度。5.4地下工程地下工程多位于地下水位以下。地下水对地下工程的影响尤为突出，无论是设计还是施工或是正常运行，都必须考虑和控制地下水对地下工程产生的不良影响。地下水对地下工程的影响主要表现为：（1）产生静水压力作用于洞石衬砌，增加支护结构上的压力，造成硐室围岩沿软弱结构面滑动，造成硐室变形、失稳等。地下水还会产生渗漏、管涌，影响地下工程的正常使用。（2） 地下水使岩土软化，强度降低；使围堰中软弱夹层泥化，减小层间阻力；还会使某些岩土（如石膏、岩盐、高岭土等）产生溶解、膨胀，造成硐室变形。（3） 造成地下工程施工中产生涌水、流砂、涌泥等现象，引起洞室变形、塌方和冲溃，甚至淹没和堵塞洞室，砂、水混合物涌入洞室，常常造成严重事故，影响地下工程的施工和地下建筑物的使用。六、地下水对土木工程的影响地下水对土木工程的不良影响主要有：某些地下水对混凝土产生腐蚀；降低地下水会使软土地基产生固结沉降；不合理的地下水流动会诱发某些土层出现流砂现象和机械潜蚀；地下水对位于水位以下的岩石、土层和建筑物基础产生浮托作用等。6.1地下水对混凝土和钢筋的侵蚀性土木工程建筑物，如房屋桥梁基础、地下室衬砌和边坡支挡建筑物等，都要长期与地下水相接触，地下水中各种化学成分与建筑物中的混凝土产生化学反应，使混凝土中某些物质被溶蚀，强度降低，结构遭到破坏；或者在混凝土中生成某些新的化合物，这些新化合物生成时体积膨胀，是混凝土开裂破坏。地下水对混凝土的侵蚀有以下几种类型：溶出侵蚀，碳酸侵蚀，硫酸盐侵蚀，一般酸性侵蚀，镁盐侵蚀。6.2地下水位上升引起的工程问题由于地质、水文、气象或地面建筑设施的大量兴建，改变了地表或地下的径流条件，则可能引起局部潜水位上升。地下水位上升引起的工程问题主要有：增强地下水的腐蚀性，引起不良地质现象，产生砂土液化、流砂、管涌，影响洞室和基础安全。6.3地下水位下降引起工程问题集中过量的抽取地下水，上游河流进行人工改道，上游修建水库，筑坝截流或上游地区新建或扩建水源地，在含水层中进行地下洞室、地铁或深基础施工时，往往引起含水层水位下降，导致地表塌陷、地面沉降、海水入侵、地裂缝