工程地质的稳定性和适宜性
❶ 工程地质稳定性评价方法——以丽江-香格里拉段为例
一、概述
随着滇藏铁路工程的分段实施,丽江-香格里拉段的规划设计已纳入日程。但是,由于该段地形地貌和地质条件非常复杂,虽然经过多轮论证,线路仍难最后确定。按照初期规划(图13-1),滇藏铁路丽江-香格里拉段共有3个走向方案可以比选:①丽江-长松坪-虎跳峡上峡口-香格里拉方案(西线方案);②丽江-大具-白水台-小中甸-香格里拉方案(组合方案);③丽江-大具-白水台-天生桥-香格里拉方案(东线方案)。初步分析认为,西线方案工程地质条件相对较好,可以作为推荐方案,该方案需要新建铁路隧道34座,总长87130 m,占该段线路总长的54.4%,最长的隧道是位于丽江西北的玉峰寺隧道,全长10970 m;需要新建铁路大桥39座(10253 m),涵洞182座(4547 m),桥涵占线路总长的9.2%。复杂的工程地质条件使得该方案仍存在许多问题,且工程建设难度大。
为了更好地指导该段铁路选线,我们在区域地壳稳定性评价的基础上,将基于GIS技术的层次分析法引入到丽江-香格里拉段铁路规划区的工程地质稳定性评价(工程地质条件评价)。在评价过程中,综合考虑地形坡度、工程地质岩组、斜坡结构、地质灾害发育现状、地壳稳定性、微地貌类型(地形与铁路设计高程高差)、人类工程活动、降水量、距离沟谷距离等因素,充分利用GIS技术处理海量数据信息的优势,采用层次分析法模型,进行丽江-香格里拉段铁路规划区的工程地质稳定性评价。基于评价结果,可以很好的指导该段线路比选和优化。
二、基于GIS的层次分析法原理
层次分析法(Analytical Hierarchy Process,简称AHP)是美国数学家SattyT.L.在20世纪70年代提出的一种将定性分析和定量分析相结合的系统分析方法。它适用于多准则、多目标的复杂问题的决策分析,可以将决策者对复杂系统的决策思维过程实行数量化,为选出最优决策提供依据(图13-2)。经过多年的应用实践,不少研究者开始将GIS技术与AHP方法相结合,大大提高了传统的AHP方法在地学研究中的应用效果(Harris et al.,2000;刘振军,2001;彭省临等,2005)。基于GIS的层次分析法充分利用GIS技术的空间分类和空间分析功能,在评价指标数据采集、处理和自动成图方面具有明显的优势,不仅可以对工程地质稳定性的相关影响因素进行更细致的逐次分析,而且在计算过程中不受计算单元数量的限制,因而评价结果更直观、更便于应用。
图13-1 滇藏铁路丽江-香格里拉段线路方案示意图
图13-2 基于GIS的层次分析法技术路线图
基于GIS层次分析法的工程地质稳定性分区评价过程大致可分为以下步骤:
(1)确定研究区、研究对象及研究目标,并进行数据分析,确定进行工程地质稳定性分区所需要的数据,包括数据来源、数据质量指标等。
(2)将收集的各种资料进行数据处理,包括在MapGIS 6.7软件平台上进行数字化、格式转换、投影转换、分层及属性编码等,建立研究区、研究对象的空间数据库。
(3)根据研究目标的特征,分析影响目标的因素,建立目标的层次指标模型和层次结构,构造判断矩阵,由专家对影响因素进行综合评分,并进行层次单排序、求解权向量和一致性检验,从而获得各指标因素值,并运用GIS空间分析功能提取分析因子。
(4)采用ArcGIS 9.2软件平台,对评价区域进行栅格化,每一个栅格作为模型评价的一个运算单元,并将数据库中的数据按照规则进行栅格化处理。再采用图形叠加的模型评价方式,将参与评价的各个因素权值分配到不同的栅格上。将各个因素进行图形叠加,对属性值进行代数运算,再将叠加后的栅格数据化,生成新的图形,并形成最终评价结果。
(5)工程地质稳定性分区评价的数学模型:
滇藏铁路沿线地壳稳定性及重大工程地质问题
式中:B——工程地质稳定性指数,aj——权重,Nj——指数。
(6)通过分析计算获得的工程地质稳定性指数值的分布范围,结合野外实际调查结果验证,对不同区域的铁路工程建设适宜性进行综合分区评价。
❷ 工程地质测绘方法
工程地质需要的测绘资料有很多,测绘方法有很多。
如果非要选择两种的版话,就是工程地权质图测绘、工程地质钻孔放样。
如果将工程地质测绘进行分类的话,有如下两类:
根据研究内容的不同,工程地质测绘可分为综合性测绘和专门性测绘两种。
1、综合性工程地质测绘是对工作区内工程地质条件的各要素全面研究并进行综合评价,为编制综合工程地质图提供资料;
2、专门性工程地质测绘是为某一特定建筑物服务的,或者是对工程地质条件的某一要素进行专门研究以掌握其变化规律,为编制专用工程地质图或工程地质分析图提供依据。
❸ 地质灾害危险性与建设用地适宜性的分级问题
国土资发〔1999〕392号《关于实行建设用地地质灾害危险性评估的通知》的附件《建设用地地质灾害危险性评估技术要求》(试行)规定,建设用地区地质灾害危险性划分为大、中等、小三级,并确定以地质灾害稳定状态、危害对象和损失情况为评估三要素。这只是一个原则的规定,并未具体确定指标体系。西气东输管道工程是一项规模巨大的线型工程,沿线地质灾害有十余种,它们对管线工程的施工和正常运营可造成不同程度的危害。为此,针对西气东输管道工程的特点和要求,制定了《西气东输管道工程建设用地地质灾害危险性评估技术要求》(见附件);关于地质灾害危险性等级划分,对不同灾种参照了有关的国家标准、行业标准及文献资料,规定了按严重(危险性大)、中等(危险性中等)、轻微(危险性小)三级划分的定量指标体系。
各省(自治区)评估时一般都是按上述规定划分建设用地危险性等级的。若同一地段内有两种以上地质灾害叠加分布时,则按“就大不就小”的原则,以某危险性最大级别的灾种作为该地段的危险性等级。
需要指出的是:有的省(自治区)因累积资料和本次评估工作条件限制等种种原因,有些灾种定量指标不可能确切地获取,而是采用经验类比方法评估的。例如,对滑坡稳定性评价,其定量指标稳定性系数K,是需要通过详细的勘探、测试工作获取有关参数后才能计算确定的。若无以往专门勘察资料的话,在本次评估工作期间,计算参数就难以求得。所以,我们采用了经验类比的方法,根据该滑坡体影响稳定性的因素以及变形破坏的现状,作稳定性的趋势预测。
经综合评估,分段划分出地质灾害危险性等级后,相应的建设用地适宜性等级也随之可以划分出来。土地适宜性等级亦划分为适宜、基本适宜和适宜性差三级。一般的情况是:地质灾害危险性小和中等的地段,则土地适宜性为适宜和基本适宜;地质灾害危险性大的地段土地适宜性差。
❹ 工程地质评价
1、工程场地的稳定性与适宜性;
2、工程地质、水文地质条件;
3、预测工程对既有建筑的影响,工程建设产生的地质环境变化,以及地质环境变化对工程的影响;
4、提出各类建筑物工程措施建议意见;
5、预测施工、运营过程中可能出现的工程地质问题,并提出相应的防治措施和合理的施工方法。
❺ 工程地质条件和水文地质条件怎么分析
工程地质条件分抄析:
工程袭地质条件是指与工程建设有关的地质条件总和,它包括土和岩石的工程性质、地质构造、地貌、水文地质、地质作用、自然地质现象和天然建筑材料等几个方面。
主要通过以下几点对不同地区进行具体分析:
1、对工程场地稳定性与适宜性分析、评价。
2、对工程场地环境工程地质条件评价。在评价场地自然条件的同时,还应预测工程与场地的相互影响及可能引发的工程地质问题。
3、为设计提供地质参数。
4、根据场地地质条件,为设计提供工程措施意见。
水文地质条件分析:
水文地质指自然界中地下水的各种变化和运动的现象。水文地质学是研究地下水的科学。它主要是研究地下水的分布和形成规律,地下水的物理性质和化学成分,地下水资源及其合理利用,地下水对工程建设和矿山开采的不利影响及其防治等。
因此根据分析地点具体特征根据以上要素进行分析。
❻ 可行性研究勘察时应对拟建场地的稳定性和适宜性做出评价,其具体要求有哪些
①从区域地质来构造上,有无断裂构自造,有无破碎带,有无节理、裂隙发育,地震活动记录处于什么状态,有没有全新世活动断裂等。
②该场地液化程度,或岩石风化程度,对抗震要求是否有利;设计是否需要处理,腐蚀性渗透性等评价
③综合拟建场地的稳定性良好或差和适宜性良好或差,对需要注意和处理的土层或岩石层,分布均匀不均匀,作地基稳定性及均匀性评价等。
❼ 场地的稳定性和适宜性怎么评价93
①从区域地质构造上,有无断裂构造,有无破碎带,有无节理、裂隙发育,地版震活动记录处于什么状权态,有没有全新世活动断裂等。
②该场地液化程度,或岩石风化程度,对抗震要求是否有利;设计是否需要处理,腐蚀性渗透性等评价
③综合拟建场地的稳定性良好或差和适宜性良好或差,对需要注意和处理的土层或岩石层,分布均匀不均匀,作地基稳定性及均匀性评价等。
❽ 建设工程地质环境适宜性评价
6.4.1 评价因子的选取
建设工程地质环境适宜性评价是城市建设功能区划和城市规划的基本依据之一。对环胶州湾城市建设工程来说,地质环境的适宜性评价因子主要有5个方面(第一层)的22项(第二层)评价因子:环境地质条件对城市建设的适宜程度,包括地貌、植被分布、地下水质量等;工程地质条件对城市建设的适宜程度,包括断裂活动性、岩土体工程地质类型、软土顶板埋深、软土厚度等;地质灾害和环境地质问题的发育程度,包括崩塌、滑坡、海(咸)水入侵、海岸侵淤、土壤污染、土壤盐碱化等;地质资源的丰富程度和合理开发利用程度,包括水资源、地热资源、矿产资源、地质遗迹旅游资源等;人类工程活动,主要表现在重大建设项目及其类型、主要交通干线、港口码头等的发达程度。部分地质环境因子见城市建设主要地质环境问题分布图(图6.3)。
❾ 那本规范有介绍场地的稳定性和适宜性
CJJ 57-2012 城乡规划工程地质勘察规范第8章