软岩和软土工程地质研究
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深竖井软岩地层快速开挖施工工法探究摘要:采用自主创新的施工工艺对软岩地层深竖井进行松土并运用于实际工程中,确保快速开挖。
结果表明:该工法的应用,大大提高了小空间、密实软岩地层竖井开挖的效率,节约了施工成本,同时降低了被开挖土体的含水率,提高了运输效率,降低了运输费用,减轻了土方开挖及运输过程中环保的压力,为实际工程建设提供一种新思路,同时也为其他类似工程及轨道交通行业整体应用提供重要参考。
关键词:深竖井;软岩;开挖;1.引言随着我国经济建设的高速发展和城市化进程的推进,我国大中型城市的建设空间逐渐向地下空间发展。
城市轨道交通以其经济实惠、方便快捷的特点迅速成为我国大中型城市居民出行的主要交通方式。
在轨道交通成网建设过程中,因线路交叉,导致部分线路区间埋深较大,以及山地城市,地势起伏较大,导致疏散口竖井开挖较深、地层较硬,同时由于安全疏散通道作业空间狭窄,周边建筑物及管线保护要求较高,无法利用传统机械及爆破进行开挖作业,而人工开挖功效较慢。
为确保施工安全、提高施工进度,满足合同工期要求。
进场后针对软岩地层深竖井,作业空间狭小、周边建筑物及管线保护要求高的疏散口明挖竖井施工方法开展了一系列的研究分析,经过实践,提出采用旋挖机提前对疏散口竖井范围岩层进行钻孔松土的开挖工法,极大的提高了开挖效率,节约了施工成本。
2.工艺特点由于密实地层深竖井,作业空间狭小、周边建筑物及管线保护要求高,无法采用机械设备及爆破进行开挖施工,传统的人工开挖效率极慢,无法满足工期节点要求,采用旋挖机提前对竖井范围地层进行松土,极大提高了开挖效率,保证了施工进度;针对疏散口超深竖井范围密实软岩地层,采用传统人工开挖破除,开挖效率极慢,且人工破除量较大,开挖成本较高,而采用旋挖机提前对深竖井范围软岩进行松土,极大的提高了开挖效率,减少了后期人工破除开挖工程量,节约了施工成本;鉴于空间狭窄、超深竖井开挖,必须施工降水井降水辅助开挖,而通过旋挖机提前对竖井范围钻孔,起到基坑降水作用,减少了开挖土体的含水率,提高了土方运输效率,节约降水费用。
岩土工程中的软岩地质特性及处理技术岩土工程是一门研究岩石和土壤在工程施工和结构设计中的力学性质和工程行为的学科。
在岩土工程中,软岩地质是一个重要的研究领域。
本文将介绍软岩地质的特性以及在岩土工程中的处理技术。
一、软岩地质的特性软岩是岩石的一种,其强度较低,易于破碎和变形。
软岩地质的特性主要包括以下几个方面:1. 抗压强度较低:软岩的抗压强度一般较低,容易受到外界应力的影响导致破坏。
这对于工程结构的承载能力和稳定性提出了较高的要求。
2. 易于变形:软岩在外界应力的作用下容易发生各种形式的变形,如压缩变形、剪切变形等。
这种变形性质使得软岩地层在工程中易出现沉陷、变形等问题。
3. 含水量较高:软岩地质中一般存在大量的水分,导致岩土体的稳定性和抗冲刷能力较弱。
同时,软岩地层中的水分还会影响工程结构的抗渗性能。
4. 地质构造复杂:软岩地质往往伴随着复杂的地质构造,如断裂、节理等。
这些地质构造对于软岩地层的稳定性和工程施工带来了较大的挑战。
二、软岩地质的处理技术针对软岩地质的特性,岩土工程中采用了一系列的处理技术,以保证工程的顺利实施和结构的安全可靠。
以下是常用的软岩地质处理技术:1. 地质勘察与分析:在进行软岩地质处理之前,必须进行详尽的地质勘察和分析工作。
通过对软岩地层的地质构造、物理性质等进行综合研究,了解其力学性质和变形规律,为后续处理提供依据。
2. 计算机模拟与数值分析:采用计算机模拟和数值分析软件,可以对软岩地质进行模拟,预测和分析不同工况下的应力响应和变形规律,从而指导实际工程的设计和施工。
3. 改良处理技术:包括土体加固、注浆、灌浆、冻结法等。
通过改变软岩地层的物理性质和力学性质,提高其抗压强度和稳定性,并改善其渗透性和抗冲刷性能。
4. 支护结构设计:对于软岩地层的工程,需要设计合适的支护结构来保护和稳定岩土体。
常用的支护结构包括锚杆支护、喷射混凝土衬砌、预应力锚索等。
5. 施工与监测技术:软岩地质处理过程中,合理施工和监测工艺非常重要。
软土的工程地质特征
软土是一种土质,其工程地质特征在土木工程中至关重要。
以下是软土的一些主要工程地质特征:
流变特性:
软土的流变特性明显,容易发生变形。
其抗剪强度通常较低,导致在外部受力作用下容易发生滑动和沉降。
含水量高:
软土通常含水量较高,水分对其力学性质有显著影响。
含水量高会导致土体的稠密度较低,强度相对较差。
压缩性强:
软土的压缩性强,受外部荷载时容易发生沉降和变形。
这对建筑物和基础设施的稳定性构成挑战。
孔隙水压力:
软土中的孔隙水压力通常较高,这可能对基坑工程和基础工程产生负面影响。
在挖掘和建造过程中需要适当考虑孔隙水的影响。
可压缩性:
软土具有较高的可压缩性,当外部荷载作用于土体时,土体容易发生压缩,导致沉降。
地基沉降:
由于软土的流变特性和压缩性,地基沉降是在软土地区常见的问题。
这可能需要采取适当的加固和处理措施。
地震敏感性:
软土地区通常对地震较为敏感,可能导致液化等地震引发的地质灾害。
因此,在设计和施工中需要充分考虑地震因素。
土体不均匀性:
软土的物理和力学性质在空间上可能表现出较大的不均匀性,这对工程设计和施工提出了挑战。
在软土地区进行工程设计和施工时,需要根据软土的特性采取相应的地基处理、加固措施,以确保工程的稳定性和安全性。
这可能包括使用加固桩、地下连续墙、土体改良等方法。
矿产资源M ineral resources露天矿山地质工程软土地区岩土工程勘察陈寅轩摘要:露天矿山地质工程施工中,软土层是常见的施工地质结构,其具有可压缩性、低强度性、高敏性、低渗透性等特点。
在实际的工程作业中,由于软土层的特性影响,常常导致露天矿山工程出现地基表层变形大、沉降严重不均匀等问题。
为降低软土层对整体工程开采带来的负面影响,应加强对软土层的地质勘探。
基于此,本文首先阐述了软土地区土质的特点,其次对调查软土过程中的重点以及相关注意事项进行研究分析,希望对相关研究提供积极性参考建议。
关键词:露天矿山工程;软土地区;地基表层;地质工程;注意事项分析在软土区矿石地质工程中往往会出现地基沉降量大、地基严重不均匀沉淀、土层不均匀等现象。
这些现象的出现也在一定程度上对工程项目的稳步实施造成了一系列负面影响,如何科学合理的解决这些影响是当前阶段相关领域工作团队最值得重视的问题。
同时为了保证矿山地质工程项目的施工能够长期稳定健康发展,相关施工团队就要高度重视勘探工作的开展,同时还要对勘探工作的质量严加把控,通过这种方式进而有效地为岩土工程项目勘探工作的开展提供坚实的基础。
1 软土特性与常规岩土和砂土相比,软土具有较强的触变性和流动性,这些特点也在一定程度上给岩土工程技术的研究带来了一定的困难。
如果受到干扰,它将遭受结构破坏并降低其强度。
当干扰停止时,它会恢复到原来的强度;软土在长期受力时,会因时间越来越长而发生变形。
软土的性质发生了变化,其强度也会随之降低。
1.1 具有触变性特点软土地基的触变性是其重要特性,其原因是施工过程中受外界影响,可能会发生振动或挤压,造成软土地基的破坏或变形,土层也会随之发生沉降或塌陷。
因此,滑坡将导致软土性质的变化和稳定性的降低。
另一方面由于软土结构强度较低,可能会遭到破坏,甚至失去其原有的稳定性。
而实际上软土地基一旦发生振动,就会导致挤压或滑动。
1.2 具有流变特点松软是软土的主要特征。
第一章软岩的地质特征及其研究现状与发展方向软岩,虽然这个名词在工程界已为人们所熟知,但实际上人们对软岩的概念还是模糊的,怎样才算软?软岩的定义又是什么?在本章中将尽可能给出明确的说明。
软岩在世界上分布非常广泛,泥岩与页岩就占地球表面所有岩石的50%左右。
它与工程建设息息相关,特别是对大坝、遂洞、边坡的稳定性起控制作用,如丹江口、葛洲坝、铜街子、小浪底、恒仁、、上犹江、朱庄等大型水电工程坝基都存在软岩类的软弱夹层,其中葛洲坝工程是一个典型,坝基下埋藏产状近水平的软弱夹层有50多层,为探明软弱夹层成因类型和分布规律,采用小口径钻孔、大口径钻孔、平洞、探井、钻孔彩色电视与地球物理勘探以及现场地应力测量等方法;达开水库输水隧道软岩引起的坍方占坍方量的70%;四川中江县马鞍山遂洞粘土岩膨胀导致变形与垮坍;贵州各地区边坡滑动灾害中由软弱层引起约占60%。
在世界沙上有关水工建筑物事故的统计中,由于软岩的存在而引发的,可以举出如下一些较突出的实例:美国圣佛兰西斯坝,因粘土胶结的沙砾岩被水浸润软化而引起滑动;美国俄亥河26号坝,沿坝基下5cm厚的页岩层发生滑动;美国奥斯丁重力圬工坝,沿石灰岩内的页岩夹层而滑动;法国布泽坝,沿坝基龟裂的红色砂岩上的粘土层发生滑动;印度的堤格拉坝,在砂页岩互层中发生滑动等等。
因此,探讨软岩的成因类型与空间展布规律、物质成分与结构特征、软岩与围岩的接触形态、地质时代与强度的关系都是研究软岩特殊工程性质和优化工程治理的致关重要问题。
软岩的分类及特征是作为工程环境和对象的软岩发挥工程功能的物理基础,为此,本章将对其作较详细的叙述。
一、软岩分类软岩的分类是当前国际力学与基础工程界、岩石力学与工程地质界所关注的问题;许多研究者认为,软岩是介于松散介质和坚硬岩石之间的岩类。
它可以来源于松散介质沉积作用,成岩作用向坚硬岩石过渡的岩类,也可以来源于坚硬岩经构造作用或风化作用向松散介质转化的岩类。
例如蓄厚增提出图1-1的软岩形成基本模式。
露天矿山地质工程软土地区岩土工程勘查要点分析程小兰,朱远胜,周双燕(中南勘察基础工程有限公司,湖北 武汉 430070)摘 要:露天矿山地质工程常覆盖有软土层,软土的特点是可压缩性大、强度低、灵敏性高、透水性差,上述特点导致该类工程软土地区建筑存在地基变形量大,且不均匀沉降严重,地基稳定性低等特点,因而软土地区的岩土工程勘查质量对于保证工程质量具有重要意义。
本文分别从地质调查测绘重点、外业勘探及原位测试工作、室内土工试验及软土勘查数据处理、岩土工程评价分析等四个方面出发,研究分析了该类工程软土地区的岩土工程勘查要点。
本文的研究内容对于提高软土地区的岩土工程勘查工作质量具有一定的参考价值。
关键词:矿山工程软土地区;岩土工程勘查;技术要点 中图分类号:TD167 文献标识码:A 文章编号:1002-5065(2019)07-0248-2Analysis of Geotechnical Engineering Survey Points in Soft Soil Area of Open-pit Mine Geological Engineering CHENG Xiao-lan, ZHU Yuan-sheng, ZHOU Shuang-yan(Central South Exploration Foundation Engineering Co., Ltd., Wuhan 430070,China)Abstract: Open mine Geological engineering often covers soft soil layer, soft soil is characterized by high compressibility, low strength, high sensitivity, and poor permeability. The above characteristics lead to large deformation of the foundation in the soft soil area of this type of project, and the uneven settlement is serious. The stability of the foundation is low, so the quality of geotechnical survey in soft soil area is of great significance to ensure the quality of the project. This paper studies and analyzes the key points of geotechnical survey in soft soil areas of this kind of engineering from four aspects: key points of Geological Survey, field exploration and in-situ testing, indoor geotechnical test and soft soil survey data processing, and geotechnical engineering evaluation and analysis. The research content of this paper has certain reference value for improving the quality of geotechnical survey in soft soil area.Keywords: soft soil area of mine engineering; Geotechnical engineering survey; Technical highlights按照《岩土工程勘查规范》[1]的定义,软土一般是指天然含水率大于等于液限,孔隙比大于等于1.0的土,从土性上来说包括泥炭土,泥炭质土,淤泥,淤泥质土等。
关于地质软岩与工程软岩的探讨摘要:关于软岩,在工程界早已经被人知晓,但许多工程技术人员对于软岩的概念还是模糊的,到底什么样的的岩石才能叫做软岩,软到什么程度,软具有什么衡量判定标准,全世界关于软岩的定义有很多种分类,软弱岩石是岩体力学与和工程地质研究也是始终在进行,但对于软岩主要分为地质软岩与工程软岩2种。
本文结合荣华一矿井下巷道揭露岩石情况进行探讨。
关键词:软岩、岩体、地质一、前言地质软岩单轴抗压强度<25兆帕的岩石,是天然形成的复杂的地质介质;工程软岩定义在力作用下能产生显著塑性变形的工程岩体。
通过看两种定义分析,如巷道埋深较低较浅,地应力水平也较低,<25兆帕的岩石也不会产生软岩的特征;而>25兆帕的岩石,其巷道埋深较深,地应力水平也较高,也可以产生软岩的大变形、大地压和难支护的现象。
二、荣华一矿地质条件荣华一矿井田地层自上而下为新生界的第四系,第三系,中生界的下白垩系、侏罗系,基底为元古界前寒武系。
本区含煤地层有新生界的平阳镇组,虎林组,中生界的穆棱组、城子河组。
泥岩和粉砂岩天然放射性含量高,6D往下6-20米有一层发育稳定的低电阻率,高伽玛异常反映的厚凝灰粉砂岩,是该区城子河区组中部对比的主要标志。
据钻探取芯验证,城子河组地层的主要岩石的视电阻率及天然放射性含量好下表:井田位于鸡西煤田南部,井田内共有主要断层98条。
其中正断层94条,逆断层4条;落差小于30m的18条,30~50m的17条,50~100m的33条,100~200m的16条,大于200m的14条。
另外有49条只断掉个别层位的小断层。
井田内火成岩活动不甚剧烈,对煤层破碎不大,只有燕山晚期的闪长玢岩在井田西部242孔附近呈岩床侵入9煤层,在340孔及315孔附近呈岩脉状侵入6煤层群和2~5煤之间,侵入体使煤变为天然焦,对煤层有局部破坏作用。
喜马拉雅山晚期次辉绿岩侵入虎林组或麻山群中。
三、荣华一矿岩石状况根据工程地质钻孔对7煤及顶板和底板内岩层进行取样分析,岩性主要为砂岩,主要由各种粒级的砂岩、粉砂岩,泥岩、煤和炭质岩及泞灰岩夹层组成,岩石胶结较松散,抗压强度低。
华北水利水电大学
2019年硕士研究生入学考试初试科目考试大纲
工程地质学(科目代码:908)考试大纲
考试形式和试卷结构
一、试卷分值及考试时间
考试时间180分钟(3个小时),满分150分。
二、考试基本要求
考生应掌握工程地质学的基本概念和基本理论,熟练掌握岩土体结构特征、软岩和软土特性、地应力、区域稳定性问题,能够对坝基、边坡、地下洞室、喀斯特等工程稳定性和工程地质问题进行分析,掌握工程地质勘察方法。
三、试卷内容及结构
(一)岩土体结构的工程地质研究
1. 结构面的主要类型及其自然特征
2. 结构面的强度
3. 岩体结构类型及岩体工程分类原则
(二)软岩和软土的工程地质研究
1. 软弱岩石的涵义
2. 软弱夹层的工程地质研究
3. 风化岩石的工程地质研究
(三)地应力的工程地质研究
1. 地应力的种类
2. 地应力场的分布和变化规律
3. 地应力研究的工程意义
4. 地应力工程地质研究的内容和方法
(四)区域稳定性问题
1. 活断层的工程地质研究
2. 地震的工程地质研究
3. 水库地震
(五)坝基稳定性的工程地质研究
1. 坝基(肩)岩体的抗滑稳定性
2. 坝区渗漏与渗透稳定性
3. 坝基处理
(六)边坡稳定性的工程地质研究
1. 边坡变形破坏的基本类型
2. 滑坡的工程地质特征
3. 边坡稳定性的工程地质评价方法。
岩土工程中的软土特性软土是指土体的压缩性和液化性较高,强度较低的土壤。
在岩土工程中,对软土的特性进行准确的了解和分析十分重要,因为软土的特性对于工程设计、施工和地基处理具有重要的影响。
本文将探讨岩土工程中软土的特性。
一、软土的形成和成分分析软土的形成和成分通常与沉积环境有关。
软土主要由粘性颗粒组成,如粘土、粉砂等。
其含水量较高,呈现流塑性和可塑性。
软土的结构松散,容易发生压缩和液化现象。
软土的含水量是其特性的重要参数。
其含水量高,颗粒间的间隙较大,导致土体结构松散,抗剪强度较低。
当软土受到外力作用时,颗粒之间的微观结构发生调整,土体发生塑性变形。
二、软土的力学特性软土的力学特性主要表现为强度低、压缩性大、液化风险高等。
这些特性是工程设计和施工中需要特别关注的问题。
1. 强度低:软土由于结构松散,颗粒间接触面积小,抗剪强度较低。
软土在施工和荷载作用下容易发生变形和破坏,因此在软土地区的建筑设计中,需要考虑增加地基的承载力和稳定性。
2. 压缩性大:软土因为含水量高、颗粒间接触较少,容易发生压缩变形。
在工程设计中,需要充分考虑软土的压缩性,采取适当的地基处理措施,以确保工程的稳定性和安全性。
3. 液化风险高:软土在地震或其他外力作用下,容易发生液化现象。
液化会导致土体的强度和稳定性急剧下降,对工程造成严重破坏。
因此,在软土地区的工程设计中,需要进行液化分析和相应的抗震设计。
三、软土的地基处理方法针对软土的特性,需要采取适当的地基处理方法来提高软土的承载力和稳定性。
1. 土体加固:通过土体加固的方法,可以提高软土的抗剪强度和稳定性。
常见的土体加固方法包括土壤改良、灌注桩、振动加固等。
2. 增加地基面积:增加地基面积可以分散荷载,减小软土的承载压力。
这可以通过扩大基础底面、采取悬挑结构等方式实现。
3. 排水处理:软土中的高含水量是导致其压缩性和液化风险的重要原因之一。
通过进行适当的排水处理,可以减小软土的含水量,提高软土的稳定性。
随着地下工程建设规模不断扩大,在城乡建设、水电、交通、矿山、港口以及国防军事等领域都涉及软岩问题,而国家西部大开发的战略实施,大量的交通、能源与水利工程在西部的兴建,地下工程软弱围岩的稳定性和支护方法更已成为地下工程中迫切需要解决的问题。
在我国天生桥、二滩、小浪底、乌江构皮滩、瀑布沟等大型水电工程中,均存在软弱岩体的流变性及围岩的稳定性问题;许多煤矿开采时间较长,由于资源开采深度的增加,使一些生产矿井软岩巷道大变形、大地压、难支护的工程问题更加突出;在软岩地区修建的桥隧工程中,围岩的稳定性同样是工程设计和施工中的重点和难点,且常常由于围岩地质条件多变,围岩、支护结构失稳事故时有发生,给人民生命财产造成巨大损失。
1 软岩的概念及其物理力学特征1.1 软岩的概念关于软岩的定义,总括起来,大体上可分为描述性定义、指标化定义和工程定义3类。
1984年12月在昆明召开的煤矿矿山压力名词讨论会,将软岩界定为“强度低、孔隙度大、胶结程度差、受构造面切割及风化影响显著或含有大量膨胀性粘土矿物的松、散、软、弱岩层”,并从地质岩体分类的角度指出该类岩石的常见种类多为泥岩、页岩、粉砂岩和泥质矿岩,是天然形成的复杂的地质介质。
这是一种典型的描述性定义方式。
而到了1990年至1993年间,国际岩石力学学会逐步将软岩明确定义为单轴抗压强度( c)在0.5~25MPa之间的一类岩石。
虽然此种包含具体指标的定义方式考虑了岩石的物理力学性质,但这种分类仍然属于从地质角度定义软岩的范畴,未考虑施工条件和使用环境的差异,将该定义用于工程实践中会出现一些矛盾。
如地下硐室所处深度足够的浅,地应力水平足够的低,则单轴抗压强度小于25MPa的岩石也不会产生软岩的特征,工程实践中,采用比较经济的一般支护技术即可奏效;相反,单轴抗压强度大于25MPa的岩石,当其工程部位所处的深度足够的深、地应力水平足够的高,也可以产生软岩的大变形、大地压和难支护的现象。
浅谈露天矿山地质工程软土地区岩土工程勘查要点摘要:本文探讨了露天矿山地质工程软土地区岩土工程勘查的要点。
首先介绍了软土地区岩土工程勘查的重要性和意义。
然后详细描述了前期资料收集与分析的方法和步骤,包括地质图、水文地质资料、地震勘探资料等的收集和综合评价。
接着,讨论了地质勘查、地下水勘查、地震勘查和地面变形与沉降监测的具体方法和技术,并强调软土地区的特殊问题和注意事项。
最后,总结了勘查结果的分析与评价,并提出了针对软土地区岩土工程的建议和措施。
本文旨在提供一份有关软土地区岩土工程勘查的框架,为相关研究和实践提供指导,促进露天矿山地质工程在软土地区的安全和可持续发展。
关键词:露天矿山;地质工程;软土地区;岩土工程;勘查要点露天矿山地质工程在软土地区面临着独特的挑战和风险,岩土工程勘查的准确性和全面性对于确保工程的安全和稳定至关重要[1]。
因此,深入了解软土地区岩土工程勘查的要点是必不可少的。
一、软土地区岩土工程勘查概述软土地区是指土壤中含有高比例的细粒颗粒,具有较高的含水量和较低的强度特征。
这种地区在露天矿山地质工程中具有独特的特点和挑战。
软土地区的岩土工程勘查旨在全面了解土壤的物理、力学和水文特性,以确保工程的安全可靠性[2]。
软土地区岩土工程勘查的目的是收集与软土相关的关键信息和数据,为设计和施工提供依据。
其意义主要体现在以下几个方面:1、工程安全性保障:软土地区的特殊地质条件使得岩土工程在承受荷载和地震等外力作用时更加脆弱。
通过岩土工程勘查,可以准确评估软土地区的地质和力学特性,为工程的安全性提供保障,避免可能的工程事故和灾害发生。
2、工程设计优化:软土地区的岩土特性对工程设计具有重要影响。
通过勘查,可以获取土壤的承载力、压缩性、渗透性等关键参数,为工程设计提供准确的土壤参数,并进行合理的设计优化,提高工程的效益和经济性。
3、施工技术指导:软土地区的施工存在一系列技术难题,如土体稳定性、地基处理等。