與人類工程活動相關的地質環境主要是什麼
Ⅰ 人類工程活動與地質災害
隨著經濟社會的迅猛發展,人類工程活動無論是在深度上還是在廣度上都日益加劇,顯示出強大的威力。特別是對自然斜坡的不合理開挖,打破了地質歷史時期形成的斜坡平衡狀態,造成斜坡變形失穩,已成為觸發地質災害的主要因素之一。
調查區人類工程活動主要包括:農林牧業活動、城鎮與農村建設、道路工程建設、水利工程建設和礦產資源開發等。
黃土高原地區自古就有斬坡挖窯居住的習慣,雖然現在經濟條件有所改善,但是受地形條件制約,斬坡平基建宅、箍窯以及修建工程設施現象仍然不可避免(圖4-20)。特別是改革開放以來,經濟快速發展,城市建設加快,農村人口大量湧入城內,寶塔區三山夾兩川的狹窄城區成為調查區人口最為密集的地方,僅16km2的城區就分布有13萬常住人口和5萬外來及流動人口,人口密度高達1萬/km2以上。人口的過量增加,在客觀上加大了對居住用地的要求,土地資源日趨緊張,人們的居住場所呈現出向沖溝及附近更危險地帶擴展的趨勢,斬坡現象加劇。
在經濟建設方面,基礎建設大規模動用土方工程,已修建有高速公路一條,省道3條,區道5條,鄉道6條,村級道路297條,公路密度為45.2km/100km2。西(安)延(安)-延(安)神(木)鐵路全面開通;延安機場現已進行跑道改造,210 國道縱貫南北;黃陵-延安,延安-榆林,延安-安塞高速公路已建成通車。通往鄰縣的公路全部進行了提級改造。靖邊-西安的天然氣輸氣管道橫貫全區。上述工程建設,都離不開大規模地動用土石方工程,難免對原本穩定的自然地質環境形成干擾和破壞,其作用強度超過歷史上任何一個時期,由此所觸發的地質災害也呈現增高的態勢。
圖4-20 人類工程活動改變斜坡原始坡度狀態示意圖
人類工程活動一般多選擇在較寬闊的河谷。黃土地層遭受地質時期的長期侵蝕,已形成坡度相對平緩的黃土梁或峁,尤其是全新世以來,地殼活動變緩,氣候乾旱少雨,谷坡經過地質歷史時期的各種侵蝕作用,應力釋放和調整亦基本完成,斜坡一般處於穩定或基本穩定狀態。在自然條件下,一般不會發生重大滑坡崩塌災害。人類工程活動,如削坡、載入等作用,將原有的平衡狀態打破,使斜坡產生卸荷、拉張和風化裂隙,在雨季易產生滑坡和崩塌地質災害。本次調查的新滑坡和崩塌災害,無一不與人類不合理的工程經濟活動有關。13處滑坡中有10處與削坡建窯建房有關,2處與公路鐵路建設有關,1處由水利工程引發;16個崩塌災害點,有9處是與建窯建房削坡過陡有關,7處與公路建設邊坡處理不當有關。人類不合理的工程經濟活動這一因素應當引起人們足夠的重視(圖4-21)。
圖4-21 不同人類工程活動誘發的地質災害比例圖
1—削坡建窯建房;2—公路鐵路建設;3—水利工程建設
採用FLAC3D模擬軟體對黃土邊坡進行模擬,結果表明,在40m坡高條件下,30°和45°邊坡的強度折減在坡腳處最為顯著(圖4-22),從力學機制上也證明了,斬坡是觸發滑坡崩塌地質災害的直接因素。
圖4-22 30°(上)和45°(下)邊坡強度折減模擬圖
綜上,在地質災害諸多形成條件中,地質環境條件變化緩慢,人類工程活動和降雨則是最活躍的因素,二者的雙重作用是誘發地質災害最活躍最積極的因素。
Ⅱ 人類活動對地質環境的影響
評估區橫貫陝西中部地區,除在千陽、隴縣段穿越山區外,大部分管線沿社會經濟比較發達的關中平原敷設,沿途的人類工程活動程度較高,尤其是在西安、咸陽、渭南等主要城市,人類工程活動強烈,對地質環境條件影響較大。在人類工程經濟活動中引發地質災害的相關因素主要有如下幾個方面:
1.斜坡地帶的過度墾荒種植,引發斜坡失穩,加快了水土流失
由於人口增加,經濟活動頻繁,大面積的坡地開墾,破壞了坡面上原有的植被,表面裸露,增加了雨水的沖刷、入滲速度,加劇了水土流失。評估區西段的千陽谷地坡地面積較大,為當地重要的農耕區,谷地兩側雖有部分已退耕還林,但還有很大一部分坡地仍在耕種,受人為改造,坡體結構變形,穩定性降低,易產生滑坡、崩塌災害。
2.開辟宅基,挖掘窯洞,破壞了斜坡穩定性
因受自然條件及經濟狀況的限制,在黃土塬區人們沿溝谷兩側或塬邊居住時,部分是削坡開辟宅基地,部分是在垂直的黃土崖壁上挖掘窯洞,由於削切坡腳,使邊坡陡立,穩定性變差,為災害的形成創造了條件。
3.築路修渠,改變了斜坡形態
近年來,公路拓寬改道、縣鄉公路建設方興未艾,農業灌溉設施建設也在不斷更新改造中,由此造成的塬邊、溝邊坡腳被挖,改變了斜坡形態,形成了許多高陡邊坡,加之護坡治理工作的滯後,容易引發新的地質災害。
4.河道挖砂,形成了新的高陡邊坡
河流階地底層埋藏著大量建築用砂卵石。管線經過的渭河、涇河、千河等都存在大量開挖建材用砂卵石現象,不僅河道形態被改造,而且造成階地兩側在採挖過程中邊坡穩定性降低,加劇河流對岸邊的侵蝕。
5.煤礦開采,形成采空區
寶雞市戚家坡煤礦位於千陽縣與隴縣交界處的戚家坡村,為掩埋式井田,開採煤層屬侏羅系延安組。原生產能力15萬噸/年,現增產到90萬噸/年。煤田開采位於千河以北的黃土梁峁區,在煤層埋藏較淺處已形成4個采空區,采空區內出現了局部塌陷和地裂縫。由於管線在該段從千河南岸經過,故煤礦采空區對管線敷設工程影響不大。
Ⅲ 人類工程活動對地質環境的影響和岩土工程問題
應對全球氣候變化中的岩土工程問題 2009-11-14 12:15:28 閱讀 213 次 在喬治梅森大學認真學習了全球氣候變化等課程,使我們認識到目前全球氣候正在而且還將繼續變暖,其主要特徵表現為全球平均氣溫升高、海平面上升和冰凍圈覆蓋面積逐漸變小。全球氣候變暖對人類生活的影響涉及到方方面面,是極其廣泛和深入的,其可能帶來的災害主要表現為旱災擴大、洪澇災害擴大、海平面上升海岸帶災害加劇、滑坡泥石流災害增多、水土流失和土壤侵蝕加劇以及極端災害氣候發生率增加等。 人類可以採取主動緩解和被動適應的措施來應對因全球氣候變化而帶來的災害,即主動地減少溫室氣體排放使全球氣候超著有利於人類生活的方向發展,這是問題的關鍵,同時也可採取有效措施來被動地減少、減緩因全球氣候變化而造成的災害。在這樣的背景下,一些與全球氣候變化相關的岩土工程問題將得到更多的關注和思考。 (1)極端天氣下的岩土工程問題:全球氣候變暖將帶來更為頻繁的極端災害天氣,而極端天氣將引發大量的滑坡、泥石流、洪水等自然災害,這些災害的監控、預報、預防和災害治理是岩土工程問題研究的重點。 (2)廢氣(料)及資源儲備岩土工程問題:CO2氣體的大量排放是全球氣候變暖的元兇,為了解決這個問題,一些國家已開始進行CO2 氣體深埋研究,而核廢料與垃圾廢棄物等填埋和處置其永久安全性及其對地質環境和生物圈的影響也是人們十分關注和擔憂的問題,同時石油、天然氣和水仍然是人類生產和生活的重要資源,一旦發生危機,將會破壞經濟發展,引起社會的嚴重動盪,這些資源的地下儲備也已經被許多國家提到戰略日程上。對於這些廢氣(料)和資源的儲備,不管採用什麼樣的方式,它們與儲存介質相互作用問題都是岩土工程新的研究方向。 (3)近海岩土工程問題:海平面上升將加速沿岸灘塗被海水的沖蝕、地下淡水被上升的海水推向更遠的內陸地方,這使得近海土壤沼澤化、鹽漬化,而抵禦海水侵襲的防護設施(海堤等)安全、使用和養護也面臨新的要求和問題,海岸帶災害的預防與控制也給岩土工程提出了新的要求。 (4)生態岩土工程問題:全球氣候變化已經改變了凍土地區、沙漠地區等自然的原生狀態,對本已脆弱的環境帶來極為不利的影響,生態環境的變化反過來也將制約了人類的活動,如何協調工程建設活動與生態環境的之間關系是岩土工程面臨的一個新課題。 (5)歷史文化遺產保護岩土工程問題:世界范圍內存在著大量的石質和土質文物,隨著時間的推移,由於全球氣候變化和和人為因素造成的破壞日趨嚴重,如何採用岩土工程的手段對這些文物加以保護是一個十分有意義的課題,如研究溫度、酸雨、氣候等環境因素的變化對文物的影響以及採用岩土工程的原理和方法對其風化程度、風化速率加以預防和控制,從而達到保護的目的。 為了應對全球氣候變化,不論是主動減緩還是被動適應,都蘊含大量的傳統岩土工程問題,同時也催生了一系列新的岩土工程問題,而新的岩土工程問題所面臨的問題更為復雜,規模更大,不確定性因素更多,這正是應對全球氣候變化中岩土工程面臨的困難與挑戰。(
Ⅳ 什麼是工程地質問題
工程地質問題是指與人類工程活動有關的地質問題。它影響建築物修建的技術可能性、經濟合理性和安全可靠性。如建築物所處地質環境的區域構造穩定問題、地基岩體穩定問題、地下硐室圍岩穩定問題和邊坡岩體穩定問題、水庫滲漏問題、淤積問題、浸沒問題、邊岸再造及壩下游沖刷問題,以及與上述問題相聯系的建築場地的規劃、設計和施工條件等方面的問題。工程地質工作的基本任務在於對人類工程活動可能遇到或引起的各種工程地質問題作出預測和確切評價,從地質方面保證工程建設的技術可行性、經濟合理性和安全可靠性。
工程地質問題是指已有的工程地質條件在工程建築和運行期間會產生一些新的變化和發展,構成威脅影響工程建築安全的地質問題稱為工程地質問題。由於工程地質條件復雜多變,不同類型的工程對工程地質條件的要求又不盡相同,所以工程地質問題是多種多樣的。就土木工程而言,主要的工程地質問題包括:
(1) 地基穩定性問題:是工業與民用建築工程常遇到的主要工程地質問題,它包括強度和變形兩個方面。此外岩溶、土洞等不良地質作用和現象都會影響地基穩定。鐵路、公路等工程建築則會遇到路基穩定性問題。
(2) 斜坡穩定性問題:自然界的天然斜坡是經受長期地表地質作用達到相對協調平衡的產物,人類工程活動尤其是道路工程需開挖和填築人工邊坡(路塹、路堤、堤壩、基坑等),斜坡穩定對防止地質災害發生及保證地基穩定十分重要。斜坡地層岩性、地質構造特徵是影響其穩定性的物質基礎,風化作用、地應力、地震、地表水、和地下水等對斜坡軟弱結構面作用往往破環斜坡穩定,而地形地貌和氣候條件是影響其穩定的重要因素。
(3) 洞室圍岩穩定性問題:地下洞室被包圍於岩土體介質(圍岩)中,在洞室開挖和建設過程中破壞了地下岩體原始平衡條件,便會出現一系列不穩定現象,常遇到圍岩塌方、地下睡涌水等。一般在工程建設規劃和選址時要進行區域穩定性評價,研究地質體在地質歷史中受力狀況和變形過程,做好山體穩定性評價,研究岩體結構特性,預測岩體變形破壞規律,進行岩體穩定性評價以及考慮建築物和岩體結構的相互作用。這些都是防止工程失誤和事故,保證洞室圍岩穩定所必需的工作。
(4) 區域穩定性問題:地震、震陷和液化以及活斷層對工程穩定性的影響,自1976年唐山地震後越來越引起土木工程界的注意。對於大型水電工程、地下工程以及建築群密布的城市地區,區域穩定性問題應該是需要首先論證的問題。
Ⅳ 人類工程活動與斜坡環境
人類的工程活動,是在人地界面上進行的,如修築公路、鐵路,興建水利樞紐、城市發展等。在這些工程活動中,不同的工程對斜坡環境的要求和作用是不同的。
7.5.1 人類工程活動的特點
人類的工程活動,某些方面的強度已超過了自然地質作用對地質環境的改造強度。越來越多的學者已經認識到對人為地質作用研究的重要性。由於我們對自然環境的特性及其發展演化規律認識不夠,對人類工程活動與自然環境的相互作用可能造成的嚴重後果估計不足,因而出現了今天人-地關系的動態系統嚴重失調。人類對自然環境的破壞的加劇,原因有三:第一,人口膨脹,為了維持人類生存對物資和空間的需求,加劇了對自然資源的掠奪式開發;第二,技術革命,加劇了對自然環境改造的力度;第三,戰爭,在猛烈摧殘人類自身的同時,也在猛烈摧殘自然環境。人類工程活動由以下一些特點。
7.5.1.1 人類工程活動主要集中於地球表層
人類的工程活動,涉及地殼以下最深的是石油勘探與開采,一般深度在4 000~7 000m。而對地球結構、物質組成和地球深部環境條件的研究,目前的最大鑽探深度已達17 000m左右。但這與地殼厚度乃至地球半徑比較,仍然是一小部分而已。因此,人類的工程活動目前仍是在地殼表層進行,如移山填海工程、南水北調工程等等,都是對地表物質的挖掘、搬運和重新堆積。而采礦、開采地下流體、氣體等工程活動,是將這些獲取的地殼物質,經加工、循環使用後形成新生的廢棄物,再返回地表或大氣環境中。這些人類的工程活動所引發的地質作用,主要以外生地質作用為主,其結果不僅加劇了外力地質作用的進行,而且還能使地殼的局部應力場、地溫場、地下水動力場和地球化學場發生劇烈變化,進而引發相應的外生地質作用。人類工程活動所引起的內生地質作用,主要表現在水庫誘發地震等方面。如我國的新豐江水庫,自建成運行時起,引起庫區周邊的小規模地震不斷發生,最大震級可達5.3級。
7.5.1.2 人為地質作用具有強度大、速度快的特點
人為地質作用強度大、速度快,這一點已經被人們所認識。據有關資料,人類每年消耗的礦產資源量約為500×108t,而大洋中脊地殼增生帶每年新生的岩石圈物資約為300×108t,世界河流每年搬運物資總量約165×108t,加上每年因工程活動所形成的廢棄渣,人類工程活動所運移的物資總量已遠遠超過了自然地質作用的物資運移量。這些工程活動正以驚人的速度改變著地球的表面形態、自然景觀、物資組成和分布,改變著岩石圈、水圈、大氣圈和生物圈的物質構成和能量轉換功能,打破了長期的地質歷史所建立的地質作用和生態環境的平衡狀態,干擾了地質歷史的發展進程和發展方向。
7.5.1.3 人為地質作用具有廣泛性和多樣性特點
人類的工程活動具有廣泛性和多樣性,由此帶來人為地質作用的形式的廣泛性和多樣性,並且對地表環境的改變也具有廣泛性和多樣性特點。從廣泛性角度看,當今人為活動的蹤跡已經涉及到了世界的各個角落。目前的人類工程活動主要集中在城市和大型礦山、電站等工礦企業,但其排放物的影響面非常廣泛,就連南極洲也檢測到人類排放物的存在。至2000年,城市的覆蓋面積已經達到了陸地面積的10%。從多樣性角度看,人為地質作用從各個反面對地球的各圈層進行著改變:如對地表岩土的挖除和堆積改變著地應力;污水排放和污水入滲改變著岩土體的賦存條件,大氣圈、水圈的污染改變著自然環境和能量交換;對生物鏈的破壞防礙了生態系統的協調發展和對自然環境系統的調控作用,新材料的發現和應用改變著地殼物資組成和結構等等。甚至人類的某些工程活動將會給我們賴以生存的地球帶來什麼樣的不良後果至今我們還一無所知。
7.5.1.4 人為地質作用具有明顯的正、負效應特點
人類在認識自然、利用自然、改造自然和保護自然的過程中,取得了舉世矚目的成績,也走過了一段彎路。我們通過改造自然來增強人類抵禦自然災害的能力,擴大生活空間,改善人們的生活,同時也給自然系統的平衡造成了干擾甚至破壞。因此,人類改造自然的工程活動實際是一把雙刃劍,它可能為我們帶來實際利益,也可能造成對環境的極大破壞,進而招致自然的嚴重懲罰。例如,前蘇聯在20世紀50年代曾動員大批的共青團員大西北利亞開荒種地,墾殖處女地達4×104km2面積,開頭幾年確實收獲甚豐,但隨著生態環境的不斷惡化,產量不斷降低,並且遭受春天黑風暴的強烈襲擊,大面積土地受到污染,受到了自然的無情懲罰。埃及的阿斯旺電站建成於1970年,這是集蓄水、發電、灌溉、防洪等綜合效益的特大型工程;工程運行後,發電量增加了100×108kW,2.66668×102km2以上的旱地獲得了灌溉,10a內,埃及的國民生產總值翻了一番,經濟效益十分明顯。然而,一連串未能預料到的後果也相繼發生:由於富含有機質的沉積物堆積於庫內,河水變清,下游三角洲的土壤肥力不斷下降;失去沉積物的河水流速加大破壞橋梁數百座;河口三角洲失去沉積物,岸蝕作用增強,導致海岸後退,海水倒灌,土壤鹽度上升;海洋浮游生物減少,大批沙丁魚失去了原有的生存條件;灌溉能力的提高使乾旱季節消失,導致血吸蟲蔓延等等。這些負面效應是規劃設計時未能預料到的。我國「大躍進」年代所做的毀林開荒、大煉鋼鐵的荒唐事兒,今天不正在接受大自然的無情懲罰嗎!因此,我們在進行工程活動中,必須進行全面的科學的論證,做到趨利避害,才能做到最大限度的利用自然、科學的改造自然,保護自然環境,與自然和睦相處,造福人類。
7.5.2 線路工程活動與斜坡環境
7.5.2.1 線路工程對地形的要求
線路工程主要指鐵路和公路,亦包括輸電線路、引水渠、輸油和輸氣地下管道等。線路工程對斜坡坡度有特殊的要求。當道路坡度太大時,線路展線將很困難,有時為了展線而不得不設計多道反復回頭的彎道,形成盤山公路,這對斜坡表面的破壞強度很大,有條件延伸線路以降坡的地方宜盡量避免高密度盤山公路的設計。鐵路和公路選線時,線路的縱向坡度對線路的選擇關系很大。縱坡太陡,既影響行車速度,又影響行車安全。有時,為了獲得一段線路較為理想的縱坡坡度而不得不在較大范圍的線路段進行調坡。表7.6和表7.7為鐵路和公路的縱向坡度與最小曲率半徑。
表7.6 鐵路線路縱向坡度與最小曲率半徑表
表7.7 公路線路縱向坡度與最小曲率半徑表
山區修建道路時,如果斜坡的坡度太大即道路的橫坡過大,往往會形成道路的高邊坡,並且增大工程的開挖量。斜坡坡度愈陡,往往岩石也非常堅硬,工程難度可想而知。因此,在山區修築道路,斜坡坡度的選擇十分重要。
7.5.2.2 線路工程對斜坡穩定性的要求
線路工程一般很長,跨越的地質單元多,地質條件復雜,山區的線路常常會遇到崩塌、滑坡、泥石流等不良地質現象發育的地帶。
在山區修建交通線,邊坡穩定性問題關系十分重大。因此,在山區選線過程中,必須注意預防邊坡穩定性問題的發生,注意研究岩土體種類、性質、結構和構造,邊坡高度和合理的施工方法,以保證線路工程長期安全,減少線路運營的維護費用。我國的寶成鐵路是有名的病害線路。由於當時選線經驗不足,工程地質工作做得不深入,因而在鐵路運營期間為治理不斷出現的地質災害而不得不付出高額的維修費用,部分路段被迫大規模改線,教訓十分深刻。因而在成昆線選線的時候,盡管其地質條件較寶成線復雜,我國的工程技術人員歷盡艱險,高質量完成了任務,該線路許多地段成功地避開了地質災害多發地帶,如安寧河谷段成功避開了山前崩塌、滑坡和泥石流危險地帶,避免了許多不必要的損失。
7.5.3 水利、水電工程活動與斜坡環境地質問題
水利水電工程所依賴的地質環境主要為斜坡。水庫邊岸的穩定性和水庫壩區邊坡的穩定性歷來是工程地質人員關注的重點。
7.5.3.1 水庫庫岸穩定性問題
水庫修建以後,由於庫水位抬升,使斜坡坡腳浸水,地下水位抬升。庫水的浸潤、浮托作用往往是誘發斜坡失穩的主要因素。滑坡體失穩後除減少部分庫容外,主要的危險在於滑落體所激起的涌浪可能翻越壩頂,這不僅給大壩造成強大的沖擊力,也給下游造成重大危害,造成了國家和人民生命財產的損失。本章開頭所提及的義大利瓦伊昂水庫失事便是有力的例證。
庫水對庫岸斜坡的影響的另一表現形式為邊岸再造,風浪和行船所引起的水浪不斷地擊打岸坡腳,促使岸坡坍塌從而改變了斜坡的外形。這種作用對土質斜坡就尤其明顯。
7.5.3.2 壩區邊坡穩定性問題
壩區邊坡岩體的穩定性受邊坡岩體的結構特徵的制約。在水電工程活動中,邊坡岩體因壩基開挖而卸荷。大壩建成以後,庫水壓力通過大壩傳遞到壩肩,使壩肩岩體受到水平推力作用。特別是拱壩,壩體傳遞來的水壓力主要由壩肩岩體承擔,水平推力極大。當壩肩岩體存在著不利於岩體穩定的結構面時,情況十分危險。例如法國的馬爾帕塞壩,壩高66.5m,大壩於1954年建成蓄水。1959年12月2日蓄水至距壩頂2.43m時大壩失事。據事後調查,大壩失事的原因是由於左壩肩上游幾條向下游傾斜的小斷層與下游斷層面相交成「V」字形,在強大的水壓力作用下使左壩肩岩體沿上述軟弱面滑動而造成潰壩事故。該壩失事造成下游378人死亡,一百多人失蹤,造成了嚴重的損失。
7.5.4 岩土開挖工程活動與斜坡環境
岩土開挖工程活動包括基坑開挖、露天礦開挖和公路路塹開挖等。這些工程活動的共同特點是其形成的斜坡環境均是人工開挖所構成的。在開挖過程中,岩土體邊坡強烈卸荷,造成邊坡穩定性問題。其主要表現有三:
(1)由於邊坡變形,引起相鄰邊坡附近的建築物變形甚至破壞。
(2)由於邊坡內應力的重分布,致使邊坡失穩,對工程施工和後期的工程運行構成威脅。
(3)邊坡岩體差異性卸荷回彈,對工程設計和施工造成影響。
如葛洲壩水電工程的壩基開挖過程中,由於岩體的差異性卸荷,形成基坑邊坡「朝挖夕長」的現象,給工程施工帶來極大的影響。
7.5.5 堆填工程與斜坡環境
堆填工程主要包括路基構造、土石壩堆築、廢礦渣和垃圾堆放等。這些堆築工程有些經過了一定的工程處理,如碾壓、灌漿支擋等,有些則完全是自然堆放。這些人工斜坡所造成的斜坡環境問題主要表現有二:
(1)斜坡的變形和破壞造成工程施工不能正常運行甚至完全失效。
(2)在水的作用下斜坡沖毀,造成大面積的環境問題。
水壩的失穩後果是十分嚴重,這是眾所周知的。攔渣壩工程的失效,同樣能造成嚴重的地質環境問題。礦渣或垃圾堆放場地的選擇,一般是選取地勢低窪地帶如沖溝等,這些場地周圍一般易於積水,甚至某些廢渣堆放場的上游就存在集水工程設施。在水的作用下,廢棄渣將形成泥石流或水石流,其影響亦十分嚴重。
Ⅵ 舉例說明人類活動與工程地質環境的相互作用
1、采礦活動導致地陷 2、人工挖掘破壞岩土體穩定性 3、水壩導致誘發地震 4、過度抽取地下水導致地陷
Ⅶ 人類工程經濟活動與地質環境的相互作用
目前大量的工程技術活動對地質環境的影響程度越來越顯著。由於認為的工程技術活動多集中於人口聚集經濟建設活躍的地區,因此,對這些地區帶來的環境影響更為嚴重。
例如,在山區或者山前平原的斜坡地帶,修建鐵路、公路、水利工程,工業與民用建築,常常由於缺乏環境意識,人為的造成破題穩定性破壞,形成崩塌、滑坡以及在暴雨季節導致泥石流等災害。如雲南東川至昆明公路因修公路及睡去使山體破壞,泥石流不斷的發生,泥石流不斷的發生,我國鐵路史上最嚴重的滑坡災害---鐵西滑坡就是由於對山體頻繁採石造成的。
我國山區面積佔三人之二,在山區鐵路修建中,隧道工程占相當大的比例。自1965年以來每年修建鐵路隧道長度可達50—100公里,由於鐵路隧洞建於地下2公里范圍以內,人的工程活動改變了地質環境,從而引發不同程度的環境問題,如洞內塌方引起的地面變形,造成三體滑坡,等等。
礦山是人類作用最強烈的地區,據統計,每開采一百萬噸煤炭就造成地面塌陷面積約20公頃。我國已有數十處大型礦區,如恩口、水口山、平凡、平頂山、銅綠山等礦區強烈的地面塌陷都十分典型。
礦山開采過程中排除的尾礦,廢渣的不合理堆棄也造成了環境污染。例如我國的煤礦開采每年排出礦渣約1億噸,累計存量已達16億噸,而1500座礦渣堆中有140個在自燃,每年排出甲烷超過50億立方米。采礦的廢棄物堆積區也是地質災害嚴重、生態環境惡化的地區。如四川冕寧滬沽鐵礦不合理堆放棄土礦渣,1972年暴雨時造成礦山泥石流於埋了成昆鐵路300米及喜—西公路250米。是有天然氣的開采往往也造成嚴重的環境地質問題。比如倒置地面變形、誘發地震、熔岩塌陷等等。一些大城市如上海,天津,常州等大城市,由於過量開采地下水導致大面積地面沉降早已為人所知。
Ⅷ 什麼是工程地質條件和工程地質問題
工程地質條件
定義:與工程建築有關的地質要素的綜合(或者說各種對工程建築回有影響的答地質因素的總稱).
包括以下六個方面:
1.地形地貌條件
2.地質結構和地應力
3.岩土類型及其工程地質性質
4.水文地質條件
5.物理地質現象
6.天然建築材料
工程地質問題的定義:與人類工程活動有關的地質問題.
它影響建築物修建的技術可能性、經濟合理性和安全可靠性.如建築物所處地質環境的區域構造穩定問題,地基岩體穩定問題,地下硐室圍岩穩定問題和邊坡岩體穩定問題,水庫滲漏問題,淤積問題,浸沒問題,邊岸再造及壩下游沖刷問題,以及與上述問題相聯系的建築場地的規劃、設計和施工條件等方面的問題.工程地質工作的基本任務在於對人類工程活動可能遇到或引起的各種工程地質問題作出預測和確切評價,從地質方面保證建設事業的技術可能性、經濟合理性和安全可靠性.
Ⅸ 舉例說明工程活動如何影響地質環境
在喬治梅森大學認真學習了全球氣候變化等課程,使我們認識到目前全球氣候正在而且還將繼續變暖,其主要特徵表現為全球平均氣溫升高、海平面上升和冰凍圈覆蓋面積逐漸變小。全球氣候變暖對人類生活的影響涉及到方方面面,是極其廣泛和深入的,其可能帶來的災害主要表現為旱災擴大、洪澇災害擴大、海平面上升海岸帶災害加劇、滑坡泥石流災害增多、水土流失和土壤侵蝕加劇以及極端災害氣候發生率增加等。
人類可以採取主動緩解和被動適應的措施來應對因全球氣候變化而帶來的災害,即主動地減少溫室氣體排放使全球氣候超著有利於人類生活的方向發展,這是問題的關鍵,同時也可採取有效措施來被動地減少、減緩因全球氣候變化而造成的災害。在這樣的背景下,一些與全球氣候變化相關的岩土工程問題將得到更多的關注和思考。
(1)極端天氣下的岩土工程問題:全球氣候變暖將帶來更為頻繁的極端災害天氣,而極端天氣將引發大量的滑坡、泥石流、洪水等自然災害,這些災害的監控、預報、預防和災害治理是岩土工程問題研究的重點。
(2)廢氣(料)及資源儲備岩土工程問題:CO2氣體的大量排放是全球氣候變暖的元兇,為了解決這個問題,一些國家已開始進行CO2 氣體深埋研究,而核廢料與垃圾廢棄物等填埋和處置其永久安全性及其對地質環境和生物圈的影響也是人們十分關注和擔憂的問題,同時石油、天然氣和水仍然是人類生產和生活的重要資源,一旦發生危機,將會破壞經濟發展,引起社會的嚴重動盪,這些資源的地下儲備也已經被許多國家提到戰略日程上。對於這些廢氣(料)和資源的儲備,不管採用什麼樣的方式,它們與儲存介質相互作用問題都是岩土工程新的研究方向。
(3)近海岩土工程問題:海平面上升將加速沿岸灘塗被海水的沖蝕、地下淡水被上升的海水推向更遠的內陸地方,這使得近海土壤沼澤化、鹽漬化,而抵禦海水侵襲的防護設施(海堤等)安全、使用和養護也面臨新的要求和問題,海岸帶災害的預防與控制也給岩土工程提出了新的要求。
(4)生態岩土工程問題:全球氣候變化已經改變了凍土地區、沙漠地區等自然的原生狀態,對本已脆弱的環境帶來極為不利的影響,生態環境的變化反過來也將制約了人類的活動,如何協調工程建設活動與生態環境的之間關系是岩土工程面臨的一個新課題。
(5)歷史文化遺產保護岩土工程問題:世界范圍內存在著大量的石質和土質文物,隨著時間的推移,由於全球氣候變化和和人為因素造成的破壞日趨嚴重,如何採用岩土工程的手段對這些文物加以保護是一個十分有意義的課題,如研究溫度、酸雨、氣候等環境因素的變化對文物的影響以及採用岩土工程的原理和方法對其風化程度、風化速率加以預防和控制,從而達到保護的目的。
為了應對全球氣候變化,不論是主動減緩還是被動適應,都蘊含大量的傳統岩土工程問題,同時也催生了一系列新的岩土工程問題,而新的岩土工程問題所面臨的問題更為復雜,規模更大,不確定性因素更多,這正是應對全球氣候變化中岩土工程面臨的困難與挑戰。(
Ⅹ 人類工程活動和地質環境之間的相互關系是什麼
人類工程活動都是在一定的地質環境中進行的,兩者之間必然產生特定方式的相互關聯和相互制約。這種相互的關聯與制約,始終是客觀存在的。一方面,地質環境制約著人類工程活動;另一方面,人類工程活動又會以各種方式影響著地質環境 地質環境制約著人類工程活動:
①影響工程活動的安全活動斷層和強烈地震區。
②影響工程建築物的穩定性和正常使用不良地基處理不當、岩溶地區水庫的防滲等。
③由於某些地質條件不具備而使工程造價提高場址選擇不當、建築材料選擇不當(建築形式與材料)。
人類工程活動影響地質環境:人類活動進入工業革命以來,已成為巨大的不容忽視的地質營力,它所產生的後果不但等同於外動力地質作用,而且無論是強度還是速度都遠遠超過地質作用。大量抽取地下水、修建水庫蓄水、工程開挖等等。
(10)與人類工程活動相關的地質環境主要是什麼擴展閱讀
地質環境的區域差異,導致生物向不同方向進化。生物是地質環境的產物,但又改變地質環境,例如土壤是植物和地質環境相互作用下形成的。
生命在長期演化中,同環境愈來愈適應,因此生物體的物質組成及其含量同地殼的元素豐度之間有明顯的相關關系。除原生質中主要組分(碳、氫、氧、氮)和岩石中的主要組分(硅)外,人體組織(特別是血液)中的元素平均含量和地殼中這些元素的平均含量具有明顯的相關性。
地質環境向人類提供礦產和能源。人類每年從地層中開採的礦石達4立方公里,從中提取金屬和非金屬物質。
人類還從煤、石油、天然氣、水力、風力、地熱以及放射性物質中獲得能源。礦產資源是經過漫長的地質時代形成的,屬於不可更新資源,經人類開發利用後,很難恢復,因此礦產資源的合理開發和有節制地使用是非常重要的。