工程地质学论文

1、 道桥专业学习工程地质学的意义 浅析工程地质对公路桥梁的作用 摘要：工程地质是道路、桥梁设计中非常重要的环节，是其他各项设计工作的基础。作为一门应用科学，工程地质有许多分支，主要解决的是施工区域地质对施工的影响，使用范围十分广泛。具体应用于道路、桥梁设计领域，主要针对道桥修筑地的地质信息的收集、分析和总结，并给出解决办法，因此在许多土木工程中这门应用科学有着十分重要的地位。关键词：工程地质；桥梁；高速公路；工程地质勘察；工程地质选线；工程地质信息；区域稳定性；引言： 工程地质学作为道路桥梁的专业课程有着其特殊的作用。它不光为我们打开了一扇通往地质学的大门，同时也为之后土力学的学习奠定了一些基础

2、，更为重要的是这门课对于公路桥梁设计有着巨大的作用，特别是当我查阅相关论文、学术期刊后更是明白将来如果在道桥方面继续深造必须深谙地质学的相关知识。本文将通过工程地质勘察、工程地质选线、工程地质信息以及区域稳定性四个角度来阐述其对公路桥梁设计、施工的巨大作用。（一）工程地质勘察与桥梁设计桥梁是公路工程建筑的重要组成部分。当线路跨越河流、沟谷或道路时需要架设桥梁，这就决定了桥梁必定是是线路通过地质灾害频发地区的主要工程。在公路工程地质勘测中，如果对桥址周围的工程地质特征了解不足，在桥梁施工、运营时会遇到不少问题，如：有的将墩、台设在滑坡上，基坑开挖时引起滑坡复活，而使已建成的墩、台错位；有的墩、台

3、建在岩溶洞穴上，致使墩、台倾斜，无法使用。查明建筑物场址周围的工程地质条件以确保建筑物的安全、正常使用，这对于桥梁也不例外。通过查阅资料得知：桥位选择、桥梁基坑稳定性和正确选定桥基承载力，是确保桥梁安全的三个重要方面。对于桥梁位置的选择来说，应该综合考虑线路方向、选线设计技术要求、城乡建设、交通水利设施的要求、地形、地质条件等多方面因素。一般中、小桥位置由线路条件决定，特大桥或大桥则往往先选好桥位，然后再统一考虑线路条件。大桥和特大桥位置的选定，除综合考虑政治、经济等因素外，还必须特别重视桥位地段的地质、地貌特征和河流水文特征。这就证明了，工程地质勘察工作是桥梁位置设计中至关重要的一个环节，我

4、们应该按照规范，有计划、按部就班地实施，绝不可以掉以轻心，或是人为地控制勘察工作量，减少勘察工作的资金投入。因为一些地质条件往往是隐伏的或难于确定的，随着勘探工作的深入，往往会发现新的现象和问题。所以在桥梁设计过程中，加强勘察工作力度，一旦发现相关问题及时处理，是保证工程设计质量和工程效益的关键。综上，工程地质勘察工作是设计和施工的基础，如果勘察工作不到位，不良工程地质问题不能被及时发现，即使上部构造的设计、施工达到优质也难免会遭受破坏。不同类型、不同规模的工程活动都会给地质环境带来不同程度的影响，反之，不同的地质条件也会使工程建设产生不同的效果。（二）工程地质选线与公路造价公路工程是一项空间

5、跨度巨大的线性工程,西部特别是贵州、四川、重庆、云南、西藏等省区,地处高原山区,属典型的山岭重丘区,地形地貌复杂多变,地势崎岖坎坷,工程地质条件差异较大,岩土种类繁多,公路穿行于崇山峻岭之间,越岭跨河,纵横蜿蜒,空间跨度大,建设难度高,投资大,成本高,而上述省区的经济条件却相对较差,经济总量小,用于公路建设的资金十分有限,就如何降低公路工程造价,节约投资,已引起有关部门的高度重视。对于平原微丘区的公路工程而言,工程地质条件和地形地貌都比较简单,大部分路基以填方为主,不良地质仅见一些软土地基或沙土液化,地质病害比较简单。而对高原山区来说,山高谷深,工程地质条件十分复杂、恶劣,高速(高等级)公路与

6、一般低等级公路相比,由于其指标高、路基宽,不可能随地形地势布设展线,为满足高速(高等级)公路的技术要求,高填深挖路段、高墩大跨桥梁在所难免,势必导致原有自然地貌状态的破坏,对于存在不良地质的地段,极易诱发滑坡、沉陷等地质病害,为泥石流、水土流失、岩溶塌陷等自然灾害的发生留下后患,不仅处理地质病害本身要造成工程造价的增加,而且产生了大量的人工边坡,增大了环境保护、边坡防护的工程量,毫无疑问,将进一步导致工程投资的飙升。同时,还给施工和养护带来很大困难,使后期养护管理费用加大,即便如此,有些病害还不能彻底根治,长期成为公路管护部门的一块心病。因此,山区高速(高等级)公路建设,从选线设计开始,工程地

7、质条件应是首选因素。因此，工程地质选线的理想目标是使路线方案选在不良地质发育弱、特殊岩土分布少的区域内,最大限度地依附、利用地形和地质条件,寻找对现有地形和地质条件扰动最少、何种构造物最适应的方案,以减少对其进行整治和改造(变更)为目的。（三）区域稳定性与特大型桥梁区域地壳稳定性,是指地壳在内动力作用下一定地区或工程场区地壳现代活动的状态和程度。就工程建设而言,它应是评价工程场区一定范围的稳定性,而不是确定某一个部位的稳定性。主要是研究内动力地质作用及其引起的构造活动、地震活动对建筑物安全的影响程度,为工程宏观决策、环境评价和抗震设计提供依据。目前国内外,对大型水利水电工程、大型火电工程、核电

8、工程除按设计阶段作系统的地基基础工程地质勘察工作外,都要作区域地壳稳定性研究和评价,是前期工程地质勘察的重要内容之一,在勘察规范中对此都有明确规定。对桥梁工程,在公路勘察规范中规定,初勘阶段需作地震基本烈度鉴定和地震安全评价,但尚没有明确提出区域地壳稳定性的问题。特大桥为生命线工程,必须保证绝对安全。大桥安全,不仅设计施工保证安全,重要的是要保证桥基基础的稳定。其基础稳定不仅表现为桥基的承载力和变形问题,还决定于桥址区地壳现代活动程度,不致于因断裂活动、地震活动造成桥梁变形和破坏。因此必须搞清桥址区及一定范围区域构造环境及地壳现代活动特征,分析场地区域地壳稳定条件,评价其稳定程度,为大桥设计提

9、出经济合理的抗震设计依据。特大桥建设多为城市功能扩展和发展选在城市区域内或国道连接处,桥址比较、选线范围有限,对其区域地壳稳定性研究多半是在拟定的位置区进行。不过总的选址原则是:桥位应尽量避开强震震中区;桥址或桥线比较要避开活动断层或不良地质体,尤其是主桥墩和主跨不能有活动断层通过。大桥区域稳定性研究,一是桥位本身(近场)稳定性;二是要考虑构造变形的时空演变特征和构造体系的成生联系,地震活动的不均一性和不确定性及构造的相关性,还需研究一定范围的区域构造环境和区域地震活动特征及与桥位的成生联系和对桥位的影响。其研究的范围一般分两个层次:近场(桥址),以桥址为中心半径约25 km;远场(区域),以

10、桥址为中心半径约150 km。主要研究的问题是:区域构造环境及构造变形;地壳结构和深部构造;新构造活动;断裂活动;地震活动等。（四）工程地质信息与桥梁设计工程地质信息是桥梁设计的基础元素之一,各项信息在桥梁设计中均有一定的应用方式,将信息电子化后,通过编制软件完成工程地质信息的智能应用是需要研究的重要问题。随着科学技术的快速发展,信息化技术已成为最需要探讨和解决的问题,如何充分利用各种信息资源,使之能充分发挥效力成为各行各业正在研究的方向。目前桥梁设计已充分利用了计算机技术完成设计工作,但对工程地质信息的使用仍然停留在人工操作的状态,严重制约了设计效率的提高,因此对工程地质信息的智能化应用研究

11、成为桥梁设计中最大的需求和开发的目标。桥梁设计一般分为上下两部分,上部结构设计主要是梁部及以上构件的外形设计和结构受力分析等,下部结构设计主要是桥墩台和基础的结构尺寸设计和受力分析,上部结构的受力会受到下部结构的影响,作为桥梁最终受力的结构,基础的合理设计对于整个桥梁设计至关重要。由于基础是地面以下的结构,结构受力受地基土的岩性影响很大,而地基土的属性信息在工程地质信息资源中是桥梁设计中最重要的基本信息,因此工程地质信息资源和桥梁设计结果的合理性有着重要的联系。工程地质信息的智能化应用是桥梁设计中一个飞跃,对于桥梁设计流程有着重要的意义。通过简单操作的计算机软件实现地质信息应用的方式能够很好的

12、适应当前桥梁设计快速发展的现状,对于大幅度提高生产效率,效果明显。（五）结语不知谁说过这么一句话：学习真正所学到的东西是你若干年后经过遗忘所剩下的东西。老师总是说在这门课中想让我们留下点东西，我的答案是如果我将来继续从事道路桥梁方面的研究亦或是工作，那么便一定会记得老师对我地质学的入门也会继续学习有关工程地质学的知识，因为我自己经过这门课的学习和查阅相关期刊论文，正如以上所写的那样学习工程地质学的确对道路桥梁有很大作用。而现实状况是我将来所从事的工作极有可能与现在所学的毫无关联，但老师所教的也会是有意义的，因为自己所经历的一切都将是有意义的，老师的课又怎么会没有什么所留下呢？另：本文是我参考大量期刊论文所得，再加