地質賦存環境有哪些

Ⅰ 常見的自然地質有哪些

地質泛指地球的性質和特徵。主要是指地球的物質組成、結構、構造、發育歷史等，包括地球的圈層分異、物理性質、化學性質、岩石性質、礦物成分、岩層和岩體的產出狀態、接觸關系，地球的構造發育史、生物進化史、氣候變遷史，以及礦產資源的賦存狀況和分布規律等。
地質遺跡是指在地球演化的漫長地質歷史時期，由於內外動力的地質作用，形成、發展並遺留下來的珍貴的、不可再生的地質自然遺產。包括旅遊中的山水名勝、自然風光等自然遺跡，也包括在晚近地質歷史時期人類形成過程中，人類與地質體相互作用和人類開發利用地質環境、地質資源的遺跡以及地質災害遺跡等。
地質遺跡依其形成原因、自然屬性等可分為下列6種類型：
（1）標准地質剖面：如中國最古老的岩石——遼寧鞍山白家墳花崗岩；天津薊縣中、上元古界地層剖面等。
（2）著名古生物化石遺址：如北京周口店北京猿人遺址；世界奇觀——河南西峽恐龍蛋化石等。
（3）地質構造形跡：如西藏雅魯藏布江縫合帶；河南嵩山前寒武紀地層及三個整合遺跡等。
（4）典型地質與地貌景觀：如安徽黃山奇峰；澎湖列島的地形景觀等。
（5）特大型礦床：如世界上最大的稀土礦床——內蒙古白雲鄂博；中國稀有金屬和寶石明珠——新疆阿爾泰偉晶岩；黑龍江大慶油田等。
（6）地質災害遺跡：如遼寧大連金石灘震旦系——寒武系地層中的地震遺跡；河北唐山地震遺跡；雲南東川市泥石流及防治等。

Ⅱ 環境地質學主要研究哪些科學問題

環境地質學屬地球科學，是應用地質學和地理學原理，合理利用地質資源，改善人類生存環境的一門學科，是一門介於地質學、地理學和環境科學之間的科學。
環境地質學具有廣泛的研究領域，它包括這樣一些研究內容：

①區域地質環境研究，為區域規劃、經濟發展、國土整治及資源開發等提供科學依據。
②地質災害的環境地質問題的研究，為預報地質災害提供依據，為減免災害提出防範措施。

③地球化學環境對人類的影響問題。研究不同地區地球化學背景，各種元素豐度及其分布特點；研究空氣、水體、土壤和礦物原料中有益、有害元素及致病物質富集、遷移規律；研究地質環境與人畜健康關系，防治某些地方病和職業病，最大限度地減輕由於某些元素的天然富集或短缺對人畜健康和植物生長帶來的不良影響。一些城市飲用水水質惡化問題也是當前亟需研究的問題。

④古氣候的變化規律，主要利用地質環境中沉積物反映氣候變化的標志，研究地質歷史時期特別是第四紀以來氣候變化的情況、原因和規律，預測今後氣候變化趨勢可能產生的危害和提出防範措施。

⑤工程建設中可能引起的環境惡化問題。大量的工程活動，如城市建設、水利工程、道路建設、礦山、海港工程、電站建設等常常引起人為地質作用，在興利的同時往往造成地質環境的破壞，引起環境惡化。對人為地質作用及其地質環境可能產生的影響做出評價和預測，為區域經濟建設規劃和大型工程設計提出科學論證。

⑥自然資源開發中的環境地質問題。水資源、能源和礦產資源的開發可以造福人民，但同時又往往引起地質環境的改變，甚至導致人為的地質災害。地下水過量開采常常引起地面沉降，在沿海地區常常導致海水入侵和土地鹽鹼化；礦山開采往往引起地面塌陷、山崩和人工滑坡；某些礦產，特別是放射性礦產的勘探和開采往往引起環境污染。環境地質工作就是要在自然資源的開發過程中詳細研究導致環境惡化原因，提出防止減輕地質環境惡化的措施。

Ⅲ 地質體賦存環境條件改造

地質環境改造主要指的是改造地質工程中的地應力和地下水條件。地下水條件改造主要指地面防滲和地下水疏干，這是地質工程中防治地質災害的老問題，但近年來又有了發展，如為了提高岩體強度，大力降低地質體中含水量，而出現了負壓抽水技術。這一技術在邊坡加固和豎井施工中，愈來愈多地發揮作用。這方面的技術比較成熟，而經驗也比較多，故在這里不再詳談了。下面主要談談地應力改造技術問題。

地應力改造的基本原理可以用圖10-6說明。圖中斜線是代表岩體強度，圖中大莫爾圓是地質工程開挖後形成的應力狀態σ₁ 及σ₃。我們知道當莫爾圓位於地質體強度曲線下面時，則地質工程處於穩定狀態，當莫爾圓超出地質體強度曲線時，地質工程就處於不穩定狀態。為了保持地質工程穩定性，就是將地應力加以改造，使莫爾圓變小，使之位於地質體強度曲線下面，變不穩定地質體為穩定的地質體，提高地質工程穩定性。解決的辦法有提高σ₃ 和降低σ₁。圖10-6中a為提高σ₃ 後得到的莫爾圓，它位於地質體強度曲線下面，在改造後的應力條件下，地質工程顯然是處於穩定狀態；圖10-6中b為降低σ₁ 後形成新的應力狀態的莫爾圓，它也位於地質體強度曲線下面，經過地應力改造後，地質工程也處於穩定狀態，達到了地應力改造的目的。

圖10-6 地應力改造原理

地應力改造也有強化和弱化兩種。為了強化地質體而進行的地應力改造有三套方法。

圖10-7 提高作用於地質體上圍限應力的技術措施

第一套即增加σ₃，應力轉移及維持初始應力狀態。提高σ₃ 是改善地質體強度、提高地質工程穩定性的常用方法之一。為了提高σ₃，通常採用的技術有支護和錨固兩種（圖10-7）。從理論上來講支護是可以提高σ₃，但是很難做到支護結構與地質體構成緊密接觸，故在實際工作中支護往往發揮不了提高σ₃的作用。這里經常存在著假象，這種假象使地質工程中常常存在地質災害的隱患，故這種方法提高σ₃ 不如用錨固的辦法來得更可靠。為了改進這一缺點，可以採取對襯砌與地質體接觸面間灌漿的辦法進行補救。用錨固技術提高σ₃ 一種是砂漿錨桿，另一種是用預應力錨索。預埋錨桿是提高σ₃的很好辦法，近年來愈來愈受到重視。從概念上講，預應力錨索是提高σ₃的最好辦法，它可以根據設計施加所需要的圍限應力σ₃，可以實現人工控制。

第二套辦法為應力轉移法。這個方法在地下工程建築中可以發揮極大的作用。在高地應力地區地下工程破壞的主要方式為洞壁岩體切向應力過大引起洞壁破壞，我們可以採用減弱洞壁圍岩剛度或增加洞壁圍岩內部剛度的辦法使洞壁處切應力向洞壁圍岩內部轉移，減少洞壁圍岩表部的切向應力，也就是減少洞壁圍岩表層內應力差，提高洞壁圍岩穩定性。這兩套技術愈來愈受到重視，現在已經形成了切縫和鑽孔兩種減弱洞壁圍岩剛度的辦法（圖10-8），通過切縫或鑽孔可以使洞壁圍岩表部切向應力大大降低，而洞壁圍岩表部降低的應力轉移到圍岩內部，圍岩內部應力大大提高了。圖10-9為切縫後應力變化的計算結果，計算結果表明，原型時洞壁切向應力集中系數為2.36～2.5，切縫後應力集中系數降低為0.25～0.35，效果十分明顯。切縫技術僅適用於完整結構岩體，對碎裂結構岩體來說可能引起洞壁岩體連鎖破壞，而鑽孔技術則是對完整結構岩體和碎裂結構岩體都適用。鑽孔改造應力技術的技術參數設計是一個很復雜的問題。

圖10-8 洞壁切縫或鑽孔使洞壁圍岩內切向應力向圍岩內部轉移示意圖

（a）洞壁切縫；（b）洞壁鑽孔

圖10-9 切縫後洞壁切向應力變化

圖10-10 用硬包囊轉移洞壁應力模型

關於提高圍岩內部變形剛度使圍岩內應力向里轉移的辦法，現在僅僅是從原理上提出了一個技術方案，就是向地質體內部注射漿液在地質體內部形成硬包囊，提高地質體內部的剛度，使應力向內轉移（圖10-10）。這在目前來說還沒有實踐經驗，在技術上、經濟上可行性如何還有待於探討。

第三套辦法實際上是維持初始應力狀態的辦法。如圖10-11所示，這個辦法實際上是在未開挖之前在開挖線裡面預埋上錨桿，當預埋錨桿外面的地質體被開挖時，預埋錨桿限制地質體卸荷回彈，這就等於預埋錨桿對地質體施加一個圍限應力σ₃，實際上這是維持初始應力狀態的一種辦法。因為錨桿存在著彈性變形，所以預埋錨桿不能100%地維持初始應力狀態，經過預埋錨桿處理後的地質體內部的應力狀態要比初始狀態略低一些。這個方法在地質體改造中有很多用處，它可以用於限制高地應力地區壩基清基岩體開裂（圖10-12）、提高邊坡陡度（圖10-13）、限制地下洞室收斂變形等。

圖10-11 預埋錨桿維持初始地應力原理

a—開挖前預埋錨桿；b—開挖後預埋錨桿作用原理

圖10-12 用預應力錨桿限止高地應力地區壩基清基引起岩體開裂

圖10-13 用預埋錨桿減少邊坡開挖

a—原開挖方案；b—用預埋錨桿處理邊坡方案

上面談了地質體改造的一般原理和技術，在具體地質工程中究竟採用什麼方法和技術，應根據具體情況而定。有時採取對岩體材料、岩體結構改造為宜，有時採取對環境應力條件改造為宜，究竟採用哪一種辦法，將取決於技術可能性和經濟合理性。下面以地下工程為例再作些進一步的說明。

地下工程的破壞有的受岩體材料控制，有的是受岩體結構控制，有的是受環境應力控制。隨此，防治地下工程破壞的技術措施有時採用岩體材料改造，有時採用岩體結構改造，有時採用環境應力改造技術。當地下洞室組成岩體為塊裂結構岩體和板裂結構岩體時，為了保證地下洞室穩定性，首先應採取岩體結構改造技術對岩體結構進行改造。對塊裂結構岩體和板裂結構岩體的岩體結構的改造技術前面已經說過了，在此不再重復。如果岩體屬於完整結構和碎裂結構岩體時，首先應考慮採用地應力改造技術，局部地方可以考慮進行岩體結構改造。可用於地下洞室地質改造技術方案，一般來說，有如下一些。

（1）支護：支護作用是提高σ₃，它系藉助於限制洞壁圍岩開挖回彈變形形成σ₃，對洞壁圍岩施加σ₃。

（2）噴射混凝土：它的作用是癒合洞壁表層圍岩岩體裂縫，增加洞壁圍岩表層抗拉強度，它屬於一種柔性結構，允許洞壁圍岩產生一定量變形。

（3）錨固支撐環：它是由短錨桿構成的加固環，錨桿本身可以對洞壁圍岩施加σ₃，而錨固體形成的支撐環對其裡面的地質體又施加有附加的σ₃，這種技術對完整結構岩體和碎裂結構岩體都比較適用。

（4）預應力錨索：這種技術一方面具有對圍岩施加人工可控制的σ₃的作用，特別是對分割岩體的結構面施加σ₃ 最為有效，也對分離塊體具有牽引作用，它常用於塊裂結構岩體的加固處理。

（5）預埋錨桿維持初始應力技術：它可用於掌子面前方超前加固，因為施工比較麻煩，故不常用，而在邊坡工程中採用維持初始地應力狀態，提高邊坡角時會用到。

（6）卸載環：這是近年來興起的改變地下洞室穩定性的一項技術。可用切縫法和鑽孔法降低洞壁圍岩剛度，使洞壁處最大切向力向岩體內部轉移，減少洞壁圍岩表層主應力表差，即減小（σ₁-σ₃），提高洞壁穩定性。

這些技術究竟選用哪一種，在設計時應進行技術經濟論證。

高地應力地區地質工程問題除地下工程外，還有許多問題，如壩基問題、邊坡問題等。高地應力地區壩基承載力一般問題不大，而在壩基開挖清基的時候常常遇到一個麻煩。如1978年河南省正在施工的金剛台壩址，壩基由花崗岩組成，清基時清掉一層就又開裂一層，自動剝皮。這是高地應力作用的結果，當時沒有更好的解決辦法，只是建議他們不要再挖了，立即回澆混凝土，把它壓住，然後在壩基內進行固結灌漿處理。以現在的技術處理的話，看來採用預埋錨桿的辦法來防止它的開裂是比較好的。又如二灘電站壩基的地應力很高，將來壩基開挖過程中很可能也出現金剛台現象。我們建議用預埋錨桿辦法解決。如圖10-12所示，在壩基開挖前，在開挖深度線以下預埋上砂漿錨桿，在開挖後岩體產生回彈，使錨桿內產生拉應力，這樣就可以防止剝裂發生。錨桿設計要求必須保證錨桿的抗拉能力大於岩體的回彈力，這就要求合理地給出錨桿的直徑、間距、長度。我們國家許多地區都是高地應力地區，西南地區高山峽谷中修建電站肯定要出現這個問題。剝裂的深度與壩基尺寸有關。壩基越寬剝裂的深度越大，預埋錨桿的深度必須超過剝裂帶的厚度。

在高地應力地區開挖邊坡時也會遇到一些特殊問題，如金川露天礦曾產生巨大的傾倒變形，主要是開挖卸荷使板裂岩體內部產生鬆弛變形引起的。過去只把傾倒變形的原因歸結於岩體結構，這是對的，但這不是全部。產生傾倒變形還有一個原因，這就是開挖卸荷，卸掉水平向支撐的地應力，板裂岩體很容易產生向外錯動變形，反傾向邊坡就表現為傾倒變形。可以利用預埋錨桿進行防治。預埋錨桿的辦法實際上是維持開挖前的地應力狀態的一種辦法，利用這種辦法我們可以防止由於開挖引起地應力的變化而導致岩體破壞，保持岩體穩定。利用這個原理我們曾對漫灣電站溢洪道邊坡提出過這種建議，該邊坡原設計選定為40°邊坡角，邊坡開挖高度達120m，我們到現場看了以後，建議用預埋錨桿的辦法處理，將邊坡角放陡到80°，因為有一組傾向邊坡外的節理的傾角為80°，這樣邊坡高度就變為如圖10-13所示的30m左右了。這樣，作第一大大地減少了挖方量；第二減少了對環境的破壞；第三也減少了後期的維護工作，事實證明這是很經濟的一個辦法。

地質改造是正在興起的一項技術，地質工程建築愈來愈離不開這項技術，我們可以藉助這項技術，實現在復雜的地質條件下的地質工程建築，這是十分值得倡導和推廣的一項技術。

Ⅳ 常見的自然地質有哪些

地質泛指地球的性質和特徵。主要是指地球的物質組成、結構、構造、發育歷史等，包括地球的圈層分異、物理性質、化學性質、岩石性質、礦物成分、岩層和岩體的產出狀態、接觸關系，地球的構造發育史、生物進化史、氣候變遷史，以及礦產資源的賦存狀況和分布規律等。 地質遺跡是指在地球演化的漫長地質歷史時期，由於內外動力的地質作用，形成、發展並遺留下來的珍貴的、不可再生的地質自然遺產。包括旅遊中的山水名勝、自然風光等自然遺跡，也包括在晚近地質歷史時期人類形成過程中，人類與地質體相互作用和人類開發利用地質環境、地質資源的遺跡以及地質災害遺跡等。 地質遺跡依其形成原因、自然屬性等可分為下列6種類型: (1)標准地質剖面:如中國最古老的岩石--遼寧鞍山白家墳花崗岩;天津薊縣中、上元古界地層剖面等。 (2)著名古生物化石遺址:如北京周口店北京猿人遺址;世界奇觀--河南西峽恐龍蛋化石等。 (3)地質構造形跡:如西藏雅魯藏布江縫合帶;河南嵩山前寒武紀地層及三個整合遺跡等。 (4)典型地質與地貌景觀:如安徽黃山奇峰;澎湖列島的地形景觀等。 (5)特大型礦床:如世界上最大的稀土礦床--內蒙古白雲鄂博;中國稀有金屬和寶石明珠--新疆阿爾泰偉晶岩;黑龍江大慶油田等。 (6)地質災害遺跡:如遼寧大連金石灘震旦系--寒武系地層中的地震遺跡;河北唐山地震遺跡;雲南東川市泥石流及防治等。

Ⅳ 環境地質條件有哪些

參照《礦區水文地質工程地質勘探規范》GB 12719-91做。
6.1.1 區域穩定性調查，收集礦區附近歷史地震資料，調查新構造活動情況，分析其是否有活動性斷裂的存在。
6.1.2 調查礦區所處社會環境（建築物的類型、密度）和自然地理環境（旅遊區、文物保護區、自然保護區等）。
6.1.3 勘探礦區調查內容
6.1.3.1 調查、收集地表水、地下水的環境背景值（污染起始值）或對照值。
6.1.3.2 對礦區開發影響范圍的滑坡，崩塌，山洪、泥石流等物理地質現象進行野外調查。
6.1.3.3 調查地質體中可能成為污染源的物質的賦存狀態、含量及分布規律。
6.1.3.4 當調查區有熱（氣）水時，應查明其分布、控制因素、水溫、流量，水中氣體及化學疽分，了解熱（氣）水補給、徑流、排泄條件。
6.1.3.5 當礦體埋深較大（垂深＞500 m）應在不同構造部位選擇代表性鑽孔進行地溫測量，確定恆溫帶深度、溫度及地溫梯度。
6.1.3.6 礦區放射性調查
a. 礦區發現有放射性元素，但確認無工業價值時，應對其影響安全生產和環境污染作出評價。
b. 在鈾礦區應對有水鑽孔和地下水露頭取樣，測試水中放射性元素含量，同位素比值和化學成分，水文地球化學指標，研究其在水平與垂向的分布規律。

Ⅵ 地質體賦存環境條件研究

地質體賦存環境條件有地應力、地下水、地溫。這些問題不弄清楚，地質工程建設和地質災害防治就要出問題。

地應力問題在地質工程工作中，已經開始被重視起來了，但是對地應力的規律目前還缺乏認識。地應力隨深度的變化目前還是作為線性規律看待，實際上不是，而是具有三帶性變化，即從地表向下首先是卸荷帶，其次是地應力集中帶，裡面才是正常地應力帶。關於這個規律不弄清楚，在地質工程建設中會遇到許多難處理的問題。一個地區的地應力的高低也是受地質構造控制的。目前地應力測量已經受到重視，但是測的結果是否可靠，經常有爭論，特別是關於地應力方向問題爭論很大，這個問題的解決必須依靠地質構造分析才能得到比較符合實際的結論。如十三陵抽水蓄能電站、大柳樹壩址的爭論，問題就在於不認識這個地區存在巨大的卸荷帶引起的，實際上是地應力問題。

地下水和地溫也是一樣，如果離開了地質構造控制觀點，常常也弄不清楚。如平頂山煤礦井下地溫很高，怎麼降溫，首先要弄清楚平頂山煤礦井下溫度為什麼那麼高。華北那麼多煤礦井下溫度都不高，趙各庄煤礦井下深1250m，井下溫度並不太高，這又是為什麼？這是地質構造和地下水控制的。因為華北煤礦底下都有一層奧灰水（奧陶紀石灰岩含水層），深部的地溫通過它進行調節，溫度上不來。平頂山煤礦底下沒有奧灰水，所以溫度很高。像這樣的環境你不清楚的話，盲目地去治，可能治不住。華北這些煤礦里的問題是突水，有承壓的奧灰水存在。突水的原因有兩個：一個是有承壓水；一個是采場底板有缺陷。許多提出突水課題研究方案丟掉了地質背景。突水從哪兒發生，不是一般意義上的導高，而是沿著底板岩體內的斷裂帶、陷落柱上來的。這些薄弱環節控制著能否產生突水，必須把這些薄弱環節查清了以後才能解決突水問題，還是地質構造控制。所以著者認為地質構造控制是地質工程基礎理論裡面最重要部分之一，這對於開展地質工程工作具有重要的指導意義。

Ⅶ 岩體賦存環境因素的力學效應

岩體與其他物體的主要不同點，除結構特徵外，賦存環境亦有其特殊性。從岩體力學作用來說，必須考慮地應力、地下水和地溫等環境因素的作用。在岩體力學性質研究中，亦必須對這三種環境因素的作用進行研究，並對其力學效應進行修正。

1.地應力

岩體賦存環境因素的力學效應表現在兩個方面：①對岩體變形及破壞機制的影響；②對岩體力學性質的影響。

實驗研究結果表明，隨著地應力的增高有：

（1）完整結構岩體：①破壞機制由脆性向塑性轉化；②破壞強度由低逐漸增高。

（2）碎裂結構岩體：①結構面由起作用向不起作用轉化；②岩體結構的力學效應由顯著逐漸向消失轉化；③破壞強度由低逐漸增高；④岩體力學介質由碎裂向連續轉化。

（3）塊裂結構岩體：它主要反映在起伏結構面破壞機制上，由爬坡滑動向啃斷轉化，其抗剪強度亦隨之增高。

（4）板裂結構岩體：板裂結構岩體同碎裂結構岩體；軟弱結構面同塊裂結構岩體內的軟弱結構面的力學效應相同。

2.地下水

地下水的力學效應則表現在兩個方面：①孔隙-裂隙水壓力作用；②軟化作用。這兩種作用往往是有聯系的，其綜合的力學效應可用下式表達：

地質工程學原理

式中：Δτ為地下水作用引起岩體抗剪強度的降低值；σ_w為孔隙-裂隙水壓力；c、ϕ為浸水前岩體的聯結力和摩擦角；c_w、ϕ_w 為浸水後岩體的聯結力和摩擦角。

孔隙、裂隙水壓力作用對所有岩體都一樣，而水的軟化作用則主要對粘土岩起作用。圖3-18是水分對粘土岩岩體力學性質影響的一組試驗結果，試驗結果表明，岩體由於濕度變化可使其單軸抗壓強度及變形模量變化高達10倍。一般砂岩、礫岩僅降低 30%～50%，變化並不十分顯著。

圖3-18 磚紅色粘土單軸抗壓強度與變形模量和含水量的關系

3.地溫

已有資料表明，岩體由於溫度作用產生的應力是很可觀的。溫度變化1℃可使岩體產生400～800kPa的溫度應力，這種溫度應力實際上是地應力的一部分，它和其他成分的地應力一起對岩體力學作用和力學性質產生影響。

Ⅷ 什麼是地質環境，地質環境有何特徵

廣義的地質環境效應是指特定的地質環境在其自然因素、人為因素及其它因內素發生變化時，容地質環境相應的變化及反饋作用。我們常說的地質環境效應是狹隘的，主要指人類活動造成的效應：包括：地質環境的質量、地質環境的容量和地質環境的反饋作用等方面。地質環境質量包括：自然地質條件的穩定性、原生地球化學背景、抗人類活動干擾的能力和受污染或受破壞的程度等；地質環境容量是指特定地質空間可能提供人類利用的地質資源量和對人類排放的有害

Ⅸ 土體賦存環境

土體作為一種地質體有其特有的賦存環境。土體是賦存於一定的地質環境中，它不是脫離地質環境而賦存於大氣中的。作為土體淺部也賦存於大氣環境中，但它仍沒有脫離開地質體的環境。作為地質體的一部分的土體總是賦存於一定的環境應力、環境水和氣體環境中，即土體賦存環境因素有3個：地應力、地下水和空氣。在研究土的固結曲線時人們早就發現土的固結曲線有如圖4-1所示的兩種類型，即正常固結曲線和超固結曲線。正常固結曲線是土體在連續沉積的條件下形成的產物，即土體在其形成過程中形成了自己的應力環境。正常固結土體中的應力系土體在自重作用和側脹作用下形成的，即土體中的垂直應力為其上覆土體質量。設土體自重為 γ，上覆土體厚度為 h，則土體中垂直應力為σ_z：

地質工程學原理

其側向或水平向應力為σ_h：

地質工程學原理

在土體中含水量較低時，低於4%～6%時土體處於一定的彈性狀態，則側向應力系數為

地質工程學原理

式中μ為泊桑比。當土體中含水量較高時，則土體處於一定的塑性狀態，這時形成土體的側向應力系數為

地質工程學原理

上述方法僅適用於正常固結的土體狀態。

圖4-1 原狀土固結曲線

關於超壓密狀態以下土體中的應力狀態比較復雜，目前仍假定與正常固結土體中應力計算方法相同，即：

地質工程學原理

式中γ′為超壓密狀態土體的自重。

地質工程學原理

其側壓力系數仍採用

地質工程學原理

圖4-2 黑城河No.2試坑黃土重度的變化

實際並不一定是這樣，超固結土體一般為上覆土體被剝蝕掉而殘存的土體，這種土體中有的可能殘存有較高水平應力。如圖4-2所示，上部新黃土中的應力可採用正常固結土體應力計算公式來估算，而其下部的老黃土顯然是經過剝蝕而殘存的。西北地區老黃土曾經歷過構造擠壓作用，產生過褶曲和斷裂，存在有大量的節理，而且節理多正交。這表明它曾經歷過構造應力作用，且中間主應力面為垂直的，最大和最小主應力為水平的，也就是說最大水平主應力曾經高於土體中的垂直應力。原生岩石有一個特點，即對地應力有記憶能力，因此歷史上經歷的地應力能被記憶下來。土體是否有這種能力，目前沒有研究。估計土體的記憶能力遠不如岩石強，但是還是會存在的，且土體密度越大，記憶能力可能越大。這里有一個問題，土體中含水量可能像溫度一樣具有退磁性能一樣，對土體中構造應力存在有退應力能力。至於能退掉多少，保留多少應該通過實際測量來確定。估計土體中還是可能存在一定量的殘余構造應力的，這個問題對在土體中建築地下工程和豎井工程具有重要影響。應該研究土體中應力測量問題，特別是對深埋地下工程和深挖豎井工程來說更為重要。因為淺層土體中構造應力很可能鬆弛掉，深層土體中地應力就不一定會全都鬆弛掉，很可能還保留一部分，且還存在各向異性。如果不了解這一點，而按正常固結土體中應力計算，很可能作出錯誤的設計結果，施工時將出現嚴重的塑性變形和塌方破壞事故（如大寨嶺隧道施工時曾產生大量收斂變形）。這是應該引起重視的一個問題。

土體中的水，包括重力水和吸附水兩部分。吸附水前面已經講了很多，這里就不討論了，下面重點討論重力水。土體賦存於重力水環境中時，由於水的浮力作用，土體中有效應力減小了。水的應力或者水的浮力可用下式表示，即：

地質工程學原理

式中：γ_w為土的濕重度，通常等於1；h為水深或水柱高，則處於水深為h的土體內有效應力σ₀為

地質工程學原理

由此，使水下的土體強度降低了，即

地質工程學原理

其減小量為

地質工程學原理

式中：φ_w及C_w為飽水土體抗剪強度參數。這就是土體中水的孔隙壓作用。因此在水下建築地質工程時，必須考慮孔隙壓效應。為改善土體強度常採用疏乾地下水的辦法，其原理就在於此。

重力水在其內部水動力差作用下，可由壓力高方向向壓力低方向運動，其運動速度v與水力坡降i和土體的滲透系數k有關，即

地質工程學原理

這是達西方程，進一步研究發現，這個方程對砂性土是合適的，而對粘性土就不一定合適。有人提出對粘性土來說不是線性，而是與有關iⁿ，即

地質工程學原理

可是目前地質工程實際中仍用線性方程。還有一個問題需要提一下，這就是比較緻密的粘性土，必須高於一定的水力坡降才能產生滲流運動。如圖4-3所示，I₀為起始滲流坡降，如此則達西方程應進行初始水力坡降改正。改正後的達西方程為

地質工程學原理

初始水力坡降可通過試驗求得。滲透法則也是土體力學三大法則之一。

作為土體賦存環境的第三個因素為空氣，土體上部總是或多或少的賦存於空氣之中。賦存於空氣內的土體內也含有水，是吸附水，常常以含水量來表示。空氣流動可減低土體的濕度，也可以增加土體的濕度。當土體內空氣濕度高於地表上的空氣濕度時，它可以通過蒸發使土體內濕度降低；如果土體內空氣濕度低於地表上空氣濕度時，又可通過水汽運移使土體內濕度增加。還有一種情況，特別在夏天空氣濕度較高土體溫度較低時，通過水汽凝結作用空氣中水分凝聚在土體表面，然後通過水膜轉移作用向土體內部運移，改變著土體濕度狀態。毛細管作用也可以改變土體濕度，地下水位以上的土體里有這種現象，這一帶仍屬於空氣帶。

圖4-3 土體滲透特性曲線

上述三種土體賦存狀態，地應力、地下水和空氣對地質工程建築有重要影響。在土體地質工程建築中，必須給予重視。

Ⅹ 環境地質問題有哪些

環境地質一詞最早出現於20世紀60年代末、70年代初一些西方工業發達國家的文獻版中。那時這些工權業發達國家，已感到環境問題的迫切性，開始把滑坡、泥石流、地面沉降、城市地質等問題的研究列為環境地質研究的范疇。

環境地質問題主要包括：

1. 崩塌、滑坡、泥石流等地質災害

2. 地面塌陷愈來愈突出，影響城市建設

3. 城市地下水超采，產生許多區域性地下水降落漏斗。

4. 地下水的局部污染較嚴重，影響城市供水安全。

5. 活動斷裂與地震威脅城市安全。

6. 沿海城市海水人侵、海岸侵蝕與淤積問題