分析地下水作用对岩土工程的影响

分析地下水作用对岩土工程的影响一、地下水作用对岩土工程的影响（一）地下水升降作用所带来的影响地下水不论是上升或者是下降，都将在一定程度上影响岩土工程的施工。1、地下水上升可能带来的影响在诸多地质因素与水文气象因素的影响下，例如总体岩性、水层结构、气温、降雨量等，同时再加上一些人为因素（施工、灌溉），潜水位会发生上升。而潜水位上升将带来极大的危害，具体表现为：将造成严重的土壤沼泽化，强化地下水对建筑物或构筑物的腐蚀；极易引发丘陵山地地区的地质灾害，例如泥石流、山体滑坡以及岩土体崩塌等等；同时还可能引发建筑物失稳、地下洞室充水淹没等等。2、地下水下降可能带来的影响地下水下降，这主要是人为因素引发的，例如因灌溉、采矿等需要而抽取地下水，在河流上游兴建水库与水坝致使河流下游地下水不足，这些都将导致地下水下降。一旦地下水下降，将引发极为严重的后果，例如地面下沉、土地干裂；与此同时，还将引发一些环境问题，例如水质下降、地下水枯竭等。（二）地下水动力作用所带来的影响通常，地下水的动力作用，当其处于天然状态下时，对岩土工程的作用并不大，相对而言，其对岩土工程的危害也并不很大；然而，在人为因素的作用之下所形成的地下水运动，一般都有比较大的动力作用，缺乏规律性的地下水运动，将造成极为严重的后果，例如可能引发基坑突涌、流砂等，进而对岩土工程的施工质量带来极大的影响。地下水能够增加岩土体的容重与含水量，且对岩体产生化学作用和物理作用，进而致使岩土结构面发生软化现象，且使得岩土体性质发生变化，此外，地下水的力学作用，将对边坡的平衡造成破坏，最终对边坡的稳定带来影响。二、水文地质评价的内容在过去有很多关于工程勘察的报告，其中在基础设计与施工方面对于水文地质并没有做出深入的研究与评价，这就使得很多地区发生过许多因地下水造成的基础下沉与建筑物质量事件，通过实际的调研和以往案例的总结，在以后的工程勘察过程中，对水文地质问题要引起足够的重视，同时也要做出合理的评价，一般来说水文地质问题可以从以下几个方面来进行分析：工程地质勘察中水文地质的评价内容一般可以分为三个部分：第一部分应该重点评价的是地下水对于岩土体和建筑物的影响和作用，根据其影响和作用来预测将来有可能产生的工程危害，同时也要提出相应的防治措施。第二部分是指在实际的工程勘察中应该以建筑物的地基类型为基础，找出相关工程中水文地质存在的问题，并且要提供出所需的水文资料。第三部分要从工程地质勘察的角度，认真分析地下水对于实际工程的作用，提出在不同的条件下应该重点评价哪方面的问题。由上图所示第三部分又可以分为四点：①针对那些埋在地下水位以下的建筑物要着重分析地下水对于混凝土和混凝土内钢产生的腐蚀性；②在建筑物建设过程中如果岩土体选择的是一些软质强风化岩石、膨胀土体为基础的，可以重点分析地下水对于以上岩石和土体的软化和崩解作用；③如果建筑地基的压缩过于松散或存在饱和的粉细砂，则重点考虑这种地基产生潜蚀、流砂以及管涌的可能性；④如果建筑地基下面是承受压力的含水层，那么就应该对基坑开挖后承压水冲毁基坑底板的可能性进行重点分析和探讨。三、岩土工程勘察中的几个重要的水文地质问题（一）做好水文地质勘察的关键因素1、岩石的裂隙性裂隙的成因多种多样，岩石和裂隙合在一起统称为“岩体”，并将其中的裂隙概化为“结构面”。显然，结构面是岩体中最薄弱的环节。搞清结构面的产状、参数和分布，是水文地质勘察设计的重点，也是难点。岩体中的地下水是沿着岩体中的裂隙和洞穴流动的，随着裂隙和洞穴的形态和分布的不同，有脉状裂隙水、网状裂隙水、层状裂隙水、洞穴水等不同的地下水类型，这些不同类型的裂隙地下水对岩土工程勘察的影响是各不相同的。2、土的孔隙性土是一种散体材料，存在孔隙。对于土的孔隙性，应明确以下问题：（1）对于饱和土是固、液两相，对于非饱和土是固、液、气三相，于是产生了有效压力和孔隙压力，孔隙压力又有孔隙水压力和孔隙气压力。（2）在饱和土中，由于孔隙水压力的增长和消散，不同的加荷速率导致地基承载力不同，是否及时支撑，对软土基坑稳定有不同的表现。（3）渗透系数和地层组合的差别，导致基础沉降速率的差别。（4）饱和土中的超静水压力可导致挤土效应，使桩被挤断、挤歪和上浮；地震时的超静水压力可导致砂土和粉土液化等情况的出现。（5）非饱和土的孔隙气压力形成基质吸力，基质吸力随着土中含水量的增加而降低，因而是不稳定的。（二）地下水的腐蚀问题1、腐蚀机理地下水的类型具有多种多样，水位的变化受到水文条件的影响，并随着降水量的不同而有季节性的变化。同地表水一样，地下水也有腐蚀性，主要原因是地下水的某种矿物含量过高。当地下水受到污染，某种化学成分过高，它同样会有腐蚀性。在进行岩土工程勘察和建筑工程设计中，需要对地下水的腐蚀性进行考虑。通过对地下水的测量和分析，发现下层地下水比上层地下水的矿化度更高，腐蚀性更强。研究表明，深度小于十五米的地下水，其水质正常或者稍咸，腐蚀性较弱。而深度大于十五米的地下水，其水质稍咸或者特咸，腐蚀性较强。2、地下水腐蚀的防治措施防止、降低地下水腐蚀要采取广泛的综合措施。因为地下水的污染是由整个周围环境的污染造成的，地下水污染是可以防治的，把生产的工业废料减少到最低程度，改善污水净化排放工艺，加工利用工业和日常生活的废料是解决地下水污染的重要措施。（三）岩土的主要水理性质及其测试方法1、软化性是指岩土体浸水后，力学强度降低的特性，一般用软化系数表示，它是判断岩石耐风化、耐水浸能力的指标。在岩石层中存在易软化岩层时，在地下水的作用下往往会形成软弱夹层。各类成因的粘性土层、泥岩、页岩、泥质砂岩等均普遍存在软化特性。2、透水性是指水在重力作用下，岩土容许水透过自身的性能。松散岩土的颗粒愈细、愈不均匀，其透水性便愈弱。坚硬岩石的裂隙或岩溶愈发育，其透水性就愈强。透水性一般可用渗透系数表示，岩土体的渗透系数可通过抽水试验、渗水试验和压水试验求取。3、崩解性是指岩土浸水湿化后，由于土粒连接被削弱、破坏，使土体崩散、解体的特性。岩土的崩解性与土的颗粒成分、矿物成分、结构等关系极大，以蒙脱石、水云母、高岭土为主的残积土以散开方式崩解，而以石英为主的残积土多以裂开状崩解为主。4、给水性