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工程建設中的巖土工程論文
摘 要:本文主要對巖土工程中的巖土地基、巖土洞室、巖土環(huán)境,以及巖土工程與工程地質的關系進行了分析。
關鍵詞:工程建設;巖土工程;工程地質
巖土工程主要涉及巖石和土的研究。巖土工程是一門綜合性較強的學科,工程地質學是巖土工程的一個重要理論基礎,二者關系非常密切。對于工程建設來講,巖土具有很大的挑戰(zhàn)性,巖土的性質在復雜的地質影響下很容易發(fā)生變化。由此可見,巖土工程研究對于工程建設來講是非常重要的。
1.工程建設中的巖土工程
工程建設中的巖土工程主要涉及以下內容:巖土地基、巖土洞室、巖土環(huán)境。
1.1巖土地基
在工程建設中,強度和滲漏問題是巖土地基存在問題的主要表現形式。對于巖土基地存在問題的處理主要采用固結灌漿和帷幕灌漿來進行。土質地基的強度變化在工程建設中表現得較為明顯,地基變形是其主要出現的問題。在對這類問題進行處理時,高壓縮性的軟粘土、可液化的飽和砂土和輕壓枯土、強濕陷性的黃土、高寒地區(qū)的季節(jié)性凍土、高膨脹性的膨脹土和新淤積的淤積土等都是處理這些問題的主要方法,因為這些特殊的研究對象是出現這類問題的出路,并且如今已經取得了一定的成果。隨著社會文明的進步發(fā)展,其研究對象也發(fā)生了巨大的變化,研究者已經將注意力放在了海洋土、尾礦料和粉煤灰上,也許將不久的將來也會放在工程建設問題的解決上。土質地基的處理已經發(fā)展了一些列新形式和新工藝,且沿置換、預壓、夯實、深基、擠密和加筋等途徑。當前研究的一個新課題就是建立復合地基新理論,主要以土的加強體和自然體共同承擔載荷為特征。
1.2巖土洞室
巖土洞室問題的出現和近代人文的高度快速發(fā)展有關,在交通、煤炭、采礦等建設中遇到的巖土洞室問題也越來越常見。因為這些文明的發(fā)展所帶來了一個共同的結果,就是在工程建設之中,地下洞室的開挖規(guī)模越來越大,最具代表的就是地鐵地下庫等地下建筑的興建,將巖土洞室問題發(fā)展到嶄新的階段。洞室在開挖過程中,由于周遭環(huán)境的變化,其內在的受力和形狀性質都發(fā)生了改變,大大降低其內在穩(wěn)定性和相應結構。在此基礎上,就很容易影響到地面建筑物的沉降與安全。在這樣大尺寸洞室周圍巖體中必然存在的節(jié)理裂隙等巖體結構面大大增加了問題的復雜性。目前既能考慮工程地質、水文地質條件,又能考慮地下結構類型尺寸,還能考慮施工開挖、支撐、襯砌等影響的計算機仿真分析也是解決巖土洞室問題的新途徑。巖體洞室中的錨固技術也得到了迅速的發(fā)展。反演理論(反饋設計)方法,在大型地下洞室領域的應用,取得了很大的社會經濟效益。在各種大型的工程問題尤其是巖土邊坡問題中,作為巖土材料所特有的非均質性、各向異性、剪縮剪脹性、硬化軟化性和應力歷史、應力路徑、應力水平以及時間相關的流變特性和殘余強度、長期強度與有效應力原理等,在系統(tǒng)研究的基礎被引入穩(wěn)定計算,體現了對巖土材料復雜力學特性研究和認識的新深度。在巖土問題的解決中,逐步從一些新的理論和方法中尋求更大的幫助與出路也是一個較新的動向。
1.3巖土環(huán)境
隨著人們生活水平的不斷提高,環(huán)境問題越來越受人們的重視,對于巖土環(huán)境問題也是如此,慢慢地被人們重視起來,巖土環(huán)境問題從某個角度講其仍然是一個新的課題。對于巖土工程而言,其研究中肯定要包括對巖土環(huán)境問題的研究,但是事實上這方面問題的研究,還只是從近些年發(fā)展起來的,才開始被研究巖土工程的研究者重視,由此可見,對于巖土工程科學研究而言,巖土環(huán)境問題是其研究的一大缺陷。對其問題的治理主要是用巖土工程的理論知識、及時和方法來進行,并且根據此來對環(huán)境進行保護。由于被開挖以及很多外界環(huán)境的影響使得巖土的很多性質發(fā)生的改變。對于巖土的性質而言,其受到外界環(huán)境中很多人類日常生活產生的廢物的影響,例如,廢水、廢渣等;另外,其還受到在日常的工業(yè)生產中生長的廢棄物的影響,例如,尾礦、污水、建筑垃圾等?梢,外界環(huán)境對巖土的性質影響是很大的,如果對巖土進行有效的管理或者保護采取不切實際的方法,那么將對工程的開展和建設產生影響,甚至對工程建成之后的使用質量產生影響。對于被推置于坑地、山谷和埋于地下的污染源,必須建立防污屏障,且在它與巖土體及水體之間進行,從而使得各種系統(tǒng)能夠相互配合,對材料與結構的合理方案進行研究。對于工業(yè)廢渣、尾礦等而言,這是一種特殊的巖土材料,需要對其基本性質進行研究,在堤壩、樁基、地基等巖土問題上充分利用。目前,對于巖土環(huán)境問題的研究已經取得了相應的成效,但是廣大的研究者還沒有在一些相關的問題上取得明顯的成效,因此,需要他們進行對此問題進行深化研究。
2.巖土工程與工程地質的關系
巖土工程與工程地質具有緊密的關系,具體表現在以下幾個方面:
(1)巖土工程是工程地質的分支。
。2)巖土工程是巖土力學在巖體工程和土體工程上的應用。
(3)巖土工程是把巖土體既作為建筑材料也作為地基、介質或環(huán)境的結構工程,更確切地說是基礎工程(下部結構)和地下結構工程。
巖土工程的學科范疇是包括多種學科、技術和方法的土木建筑工程,即巖土工程是多種技術和方法相結合的綜合技術方法,巖土工程學科是多學科相互滲透且結合的邊緣學科,它不可能由某單一學科主宰。巖土工程是為某項專門目的工程服務所做的工程地質勘察、基礎和地下結構的方案選擇與設計、基礎和地下結構施工三位一體的工程。專門目的的工程是指與國民經濟建設有關的建筑工程、水電工程、鐵道工程和礦山工程等;A是指上述專門工程涉及的下部結構,即建筑基礎、大壩基礎、道橋基礎等。工程地質學是巖土工程學的地質理論基礎,與巖土力學和結構學既相區(qū)別又緊密結合。因此,巖土工程學是上述三門學科的邊緣學科,不能籠統(tǒng)地稱為工程地質學分支。
參考文獻:
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