地质工程解决哪些社会问题
❶ 地质工程主要研究哪些方面
1、概念:地质工程也叫工程地质学,是研究人类的工程活动与地质环境回的相互作用答,以便认识评价,改造和保护地质环境它是地质学的一个分支,专门研究与工程地质有关的地质问题。
2、研究对象:是工程地质条件和工程地质问题。工程地质条件是工程地质环境各个要素的总和。包括:(1)岩土类型及其工程地质性质(2)地形地貌条件(3)地质结构与地应力(4)水文地质条件(5)物理地质现象(6)天然建筑材料 。
3、适用的行业:包括地质调查,油气及固体矿产资源的普查勘探与评价,大型工矿企业和水利水电建设,公路和铁道建设,工程地质,水文地质,地质环境及地质灾害的调查,勘察及监测等。
4、覆盖的范围:地质调查技术和方法与矿产资源勘查与评价,区域矿产基地及矿产远景区预测与评价,矿区与矿床的勘探、开发与评价,地质工程领域建设、勘查评价项目可行性研究与决策,地质勘探的新技术与新方法,水文地质、工程地质、环境地质、地质灾害的预测、评价、监测与保护,地质结构、地质环境、地质过程及地质灾害研究中的计算机应用,地质工程实施过程中的质量检测及新方法、新技术的设计、开发、应用,地质资源与地质工程行业的工程管理。
❷ 常见的工程地质问题有哪些
风化、破碎岩层。风化一般在地基表层,可以挖除。破碎岩层有的较浅,可以挖除。有的埋藏较深,如断层破碎带,可以用水泥浆灌浆加固或防渗;风化、破碎处于边坡影响稳定的,可根据情况采用喷混凝土或挂网喷混凝土罩面,必要时配合注浆和锚杆加固。
断层、泥化软弱夹层。对充填胶结差,影响承载力或抗渗要求的断层,浅埋的尽可能清除回填,深埋的注水泥浆处理;浅埋的泥化夹层可能影响承载能力,尽可能清除回填,深埋的一般不影响承载能力。断层、泥化软弱夹层可能是基础或边坡的滑动控制面。
松散、软弱土层。对不满足承载力要求的松散土层,如砂和砂砾石地层等,可挖除,也可采用固结灌浆、预制桩或灌注桩、地下连续墙或沉井等加固;对不满足抗渗要求的,可灌水泥浆或水泥黏土浆,或地下连续墙防渗;对于影响边坡稳定的,可喷射混凝土或用土钉支护。
滑坡体。斜坡内可能沿滑动面下滑的岩体称为滑坡体。滑坡发生往往与水有很大关系,渗水降低滑坡体尤其是滑动控制面的摩擦系数和黏聚力,要注重在滑坡体上方修筑截水设施,在滑坡体下方筑好排水设施。防止滑坡,经过论证可以在滑坡体的上部刷方减重,未经论证不要轻易扰动滑坡体。
地下水发育地层。当地下水发育影响到边坡或围岩稳定时,要及时采用洞、井、沟等措施导水、排水,降低地下水位。
对结构面不利交汇切割和岩体软弱破碎的地下工程围岩,地下工程开挖后,要及时采用支撑、支护和衬砌。支撑多采用柱体、钢管排架、钢筋或型钢拱架,拱架的间距根据围岩破碎的程度决定。
岩溶与土洞。当建筑工程不可能避开时,可挖除洞内软弱充填物后回填石料或混凝土。不方便挖填的,可采用长梁式、桁架式基础或大平板等方案跨越洞顶,也可对岩溶进行裂隙钻孔注浆,对土洞进行顶板打孔充砂、砂砾,或做桩基处理。
❸ 常见工程地质有哪些问题与防治
工程地质问题是指已有的工程地质条件在工程建筑和运行期间会产生一些新的变化和发展,构成威胁影响工程建筑安全的地质问题称为工程地质问题。由于工程地质条件复杂多变,不同类型的工程对工程地质条件的要求又不尽相同,所以工程地质问题是多种多样的。就土木工程而言,主要的工程地质问题包括:(1) 地基稳定性问题:是工业与民用建筑工程常遇到的主要工程地质问题,它包括强度和变形两个方面。此外岩溶、土洞等不良地质作用和现象都会影响地基稳定。铁路、公路等工程建筑则会遇到路基稳定性问题。(2) 斜坡稳定性问题:自然界的天然斜坡是经受长期地表地质作用达到相对协调平衡的产物,人类工程活动尤其是道路工程需开挖和填筑人工边坡(路堑、路堤、堤坝、基坑等),斜坡稳定对防止地质灾害发生及保证地基稳定十分重要。斜坡地层岩性、地质构造特征是影响其稳定性的物质基础,风化作用、地应力、地震、地表水、和地下水等对斜坡软弱结构面作用往往破环斜坡稳定,而地形地貌和气候条件是影响其稳定的重要因素。(3) 洞室围岩稳定性问题:地下洞室被包围于岩土体介质(围岩)中,在洞室开挖和建设过程中破坏了地下岩体原始平衡条件,便会出现一系列不稳定现象,常遇到围岩塌方、地下水涌水等。一般在工程建设规划和选址时要进行区域稳定性评价,研究地质体在地质历史中受力状况和变形过程,做好山体稳定性评价,研究岩体结构特性,预测岩体变形破坏规律,进行岩体稳定性评价以及考虑建筑物和岩体结构的相互作用。这些都是防止工程失误和事故,保证洞室围岩稳定所必需的工作。(4) 区域稳定性问题:地震、震陷和液化以及活断层对工程稳定性的影响,自1976年唐山地震后越来越引起土木工程界的注意。对于大型水电工程、地下工程以及建筑群密布的城市地区,区域稳定性问题应该是需要首先论证的问题。
❹ 节理的工程地质评价要解决的三个基本问题是什么
节理的工程地质评价要解决的三个基本问题是:节理的发育方向, 节理的发育程度, 节理的性质。
❺ 什么事地质工程
地质工程领域是以自然科学和地球科学为理论基础,以地质调查、矿产资源的普版查与勘探、重大工程权的地质结构与地质背景涉及的工程问题为主要对象,以地质学、地球物理和地球化学技术、数学地质方法、遥感技术、测试技术、计算机技术等为手段,为国民经济建设服务的先导性工程领域。国民经济建设中的重大地质问题、所需各类矿产资源、水资源与环境问题等是社会稳定持续发展的条件和基础。地质工程领域正是为此目的而进行科学研究、工程实施和人才培养。地质工程领域服务范围广泛,技术手段多样化,目前,从空中、地面、地下、陆地到海洋,各种方法技术相互配合,交叉渗透,已形成科学合理的、立体交叉的现代化综合技术和方法。 本工程领域涉及到数学、物理学、地质学、油气及固体矿产的矿产普查与勘探、水文地质、工程地质、岩土工程、遥感地质、数学地质、应用地球物理和应用地球化学、计算机应用技术等学科。
❻ 地质工程就业方向及前景
地质工程是地质资源与地质工程一级学科下属的二级学科,以原二级学科水文地质与工程地质和探矿工程为主体,相互交叉渗透发展起来的,本工程领域涉及到数学、物理学、地质学、油气及固体矿产的矿产普查与勘探、水文地质、工程地质、岩土工程、遥感地质、数学地质、应用地球物理和应用地球化学、计算机应用技术等学科。
1.地质工程专业研究方向
该专业研究方向有:
01 钻掘工程与钻掘机械
02 基础工程
03 非开挖施工技术
04 地质工程数值模拟与信息系统
05 地质工程中的力学问题
06 地质灾害防治理论与方法
07 工程区域稳定性评价
2.地质工程专业培养目标
地质工程领域为适应国民经济建设和社会发展的需要,为地质调查、工程勘察、矿产资源的普查勘探与开发相关的工矿企业和工程建设部门培养应用型、复合型高层次工程技术人才和工程管理人才。要求掌握地质工程领域坚实的基础理论和宽广的专业知识及管理知识,了解地质工程领域工程技术的国内外现状和发展趋势,掌握解决地质工程有关问题的先进技术方法和现代化技术手段,具有独立担负工程技术或工程管理的能力,具有较强的创新意识和一定的创新能力;掌握一门外国语,能较熟练地阅读与地质工程领域有关的专业文献和撰写论文的外文摘要;能熟练运用计算机技术解决地质工程领域中有关问题。
3.地质工程专业就业前景分析
地质工程领域适用于国民经济基础行业,包括地质调查、油气及固体矿产资源的普查勘探与评价、大型工矿企业和水利水电建设、公路和铁道建设、工程地质、水文地质、地质环境及地质灾害的调查、勘察及监测等。
❼ 地质工程专业的问题分析
国内外同类专业的教育发展概况
在国外,有很多大学都设置了与地质工程相同或相近的专业,从事地下资源勘察,岩土工程勘察、设计、施工及相应的管理工作。
国外设置有相近专业的国家有:
⑴俄罗斯圣彼德堡矿业大学、莫斯科矿业大学、托姆斯克工业大学等;
⑵美国路易斯安娜大学、科罗拉多矿业学院、新墨西哥矿业与工业学院;
⑶德国波鸿大学;
⑷乌克兰顿涅斯克工业大学、第聂波尔工业大学。
除此之外,捷克、保加利亚、匈牙利等东欧国家的许多大学也设置了与此相近的专业。
这些大学每年培养了相当数量的从事资源勘察、岩土钻凿工程施工、油气钻井、海洋钻井工程、极地钻探等工作的科技专家。在国外,有很多大学都设置了与工程地质和探矿工程(岩土钻凿工程)相同或相近的专业,从事地下资源勘察、油气钻井、海洋钻井工程、极地钻探、岩土工程勘察、设计、施工及相应的管理工作。
地质工程专业人才培养质量现状
地质工程专业中的两个专业方向是原工程地质专业和探矿工程专业,它们都是一个相对比较老的专业,有半个多世纪的办学历史。在长期的办学过程中具有一个很完整的师资队伍和科研力量,有较先进的实验设备和仪器,办学经验丰富,各校都在长期的办学过程中形成了自己鲜明的特色;同时有比较完整的教学配套设置和完整的学科体系,注重教学研究和教学改革,不断改革自己的课程体系,根据社会对人才的需求变化,及时调整专业培养计划,对地质工程专业进行了较大幅度的调整,拓宽了学科基础,增加了岩土工程设计、岩土工程勘察、岩土工程施工、工程地质、建筑基础工程施工、地质灾害评价与防治、地下矿产的钻孔开采与利用、非开挖施工技术、岩土工程施工管理等。所培养的学生基本上达到了勘察、设计、施工、管理、监理的综合培养目标,受到用人单位的一致好评。
地质工程专业当前存在的主要问题
❽ 地质工程问题解决的途径
我们经过实践研究概括提出,地质工程工作有如下三大支柱:①构造地质与地质结构;②工程地质力学;③地质技术。
第一个支柱是构造地质和地质结构。对地质工程来说,构造地质学知识最为重要。它是解决地质工程问题的基础。
第二个支柱是工程地质力学,它是以地质力学分析为基础,开展岩体力学和土体力学,特别是岩体结构力学研究。因为工程规模大了,主要出现的地质工程是岩体工程,岩体边坡已经高达300~500m,国际上最高露天矿边坡为1000m。分析这么高的边坡稳定性时必须搞清楚它的地质构造、地质结构、地质体的力学性质,采用科学的岩体力学理论,即岩体结构力学理论去分析、预测变形和破坏,防止工程地质灾害发生的技术措施,当然也还要有经验。
第三个支柱是地质技术。地质技术包括:地质勘察技术,地质测试及试验技术,地质体改造技术。这三部分合到一起称为地质技术(GEOTHECHNIQE)。上述三大支柱是做好地质工程工作的重要基础。这三大支柱还要大力发展,使之能够满足地质工程建筑的需要。
随着工程建筑规模不断增大,地质工程问题愈来愈突出,这是一类特殊工程。工程地质工作者在这类工程建筑中大有作为,应该责无旁贷地顺应工程地质的发展趋势,担负起地质工程建筑的重担。工程地质工作不应该仅做地质勘察,而且应该积极开展地质工程工作,开展地质工程设计和施工工作。当前的主要任务应该大力开展地质体施工地质超前预报和地质改造研究工作,积极推广地质工程建筑中的地质监控施工法,纠正现行工程建筑中的脱离地质的倾向,提高工程建设质量,避免浪费。
❾ 工程地质学研究三大问题
工程地质学是:研究人类的工程活动与地质环境的相互作用,以便认识评价,改造和保护地质环境。是地质学的一个分支。工程地质是一门研究与工程建设有关的地质问题的专门学科。工程地质学的研究对象是:工程地质条件和工程地质问题。所谓工程地质条件是:工程地质环境各个要素的总和。包括:(1)岩土类型及其工程地质性质(2)地形地貌条件(3)地质结构与地应力(4)水文地质条件(5)物理地质现象(6)天然建筑材料地质工程GeologicalEngineering地质工程领域是以自然科学和地球科学为理论基础,以地质调查、矿产资源的普查与勘探、重大工程的地质结构与地质背景涉及的工程问题为主要对象,以地质学、地球物理和地球化学技术、数学地质方法、遥感技术、测试技术、计算机技术等为手段,为国民经济建设服务的先导性工程领域。国民经济建设中的重大地质问题、所需各类矿产资源、水资源与环境问题等是社会稳定持续发展的条件和基础。地质工程领域正是为此目的而进行科学研究、工程实施和人才培养。地质工程领域服务范围广泛,技术手段多样化,目前,从空中、地面、地下、陆地到海洋,各种方法技术相互配合,交叉渗透,已形成科学合理的、立体交叉的现代化综合技术和方法。本工程领域涉及到数学、物理学、地质学、油气及固体矿产的矿产普查与勘探、水文地质、工程地质、岩土工程、遥感地质、数学地质、应用地球物理和应用地球化学、计算机应用技术等学科。培养目标地质工程领域为适应国民经济建设和社会发展的需要,为地质调查、工程勘察、矿产资源的普查勘探与开发相关的工矿企业和工程建设部门培养应用型、复合型高层次工程技术人才和工程管理人才。地质工程领域工程硕士要求掌握地质工程领域坚实的基础理论和宽广的专业知识及管理知识,了解地质工程领域工程技术的国内外现状和发展趋势,掌握解决地质工程有关问题的先进技术方法和现代化技术手段,具有独立担负工程技术或工程管理的能力,具有较强的创新意识和一定的创新能力,掌握一门外国语,能较熟练地阅读与地质工程领域有关的专业文献和撰写论文的外文摘要,能熟练运用计算机技术解决地质工程领域中有关问题。领域范围地质工程领域适用的行业包括:地质调查,油气及固体矿产资源的普查勘探与评价,大型工矿企业和水利水电建设,公路和铁道建设,工程地质,水文地质,地质环境及地质灾害的调查,勘察及监测等。地质工程领域覆盖的范围包括:地质调查技术和方法与矿产资源勘查与评价,区域矿产基地及矿产远景区预测与评价,矿区与矿床的勘探、开发与评价,地质工程领域建设、勘查评价项目可行性研究与决策,地质勘探的新技术与新方法,水文地质、工程地质、环境地质、地质灾害的预测、评价、监测与保护,地质结构、地质环境、地质过程及地质灾害研究中的计算机应用,地质工程实施过程中的质量检测及新方法、新技术的设计、开发、应用,地质资源与地质工程行业的工程管理。
❿ 地质工程问题
1.上池
上池位于高程570~620m的山顶洼地,除局部地带分布有砾岩外,主要为多次喷发形成的安山岩、凝灰岩及火山岩组成,岩体受卸荷影响,极为疏松。有正长岩和闪长岩脉穿插,池盆内断裂十分发育,除有F3、F118大断层外,沿不同岩性接触带都发生过不同程度的层间剪切错动破坏。节理很发育,将岩体切割成5~30cm不等的碎块。风化卸荷严重,岩体结构松弛,一般表现为碎裂夹泥。断层带及层间剪切破碎带物质一般由断层泥或泥夹碎屑组成,断层泥内蒙脱石含量达50%以上,亲水性强,抗剪强度低。岩体弹性波纵波速度一般为2000~3200m/s,岩体原位变形试验测得,严重破碎带岩体变形模量E0=42~50MPa,泥质软化带E0=15~30MPa,一般较好岩体E0=110MPa左右,断层泥的抗剪强度φ=8°~12°,C=0.01~0.05MPa,破碎夹泥带(含强烈卸荷风化岩体)φ=26°~28°,C=0.01~0.02MPa。
断裂发育并强烈卸荷的地质环境,给上池工程带来下列严重地质工程缺陷:①池盆渗漏严重,需作全面防渗工程处理;②副坝坝基和防渗面板地基压缩变形大,可能产生不均匀变形,可能导致防渗面板破坏;③池盆边坡岩体变形失稳严重。
图5-10 上池卸荷带加固工程示意图
上池以1∶1.5的坡比开挖,一般挖深20~35m,最大达40~70m。池盆坡高为31m,池盆以上边坡高度为0~40m不等。沿池顶计算,开挖池坡总长约1135m,其中705m属于不稳定或潜在不稳定地段,占总长的67%。在开挖过程中,先后出现滑坡、坡体蠕动变形滑动三处,累计变形破坏地段长度达310m,最大滑坡体积达30万m3。为了确保池坡岩体的稳定,分别对滑坡和蠕动变形岩体进行了开挖减载、加抗滑桩、混凝土挡墙、预应力锚索加固、局部固结灌浆和帷幕灌浆进行防渗处理,防止渗透水浸泡外边坡岩体,产生外边坡失稳等(图5-10)。
2.引水压力管道
引水压力管道大部分位于蟒山卸荷带内。岩体卸荷松弛,风化严重,充填次生夹泥多,岩体质量极差,同时又有F3 和F20两条规模较大的断层通过。由于断层构造岩(泥化带)隔水,使地下水形成阶梯状分布的水文地质结构(图5-9)。施工开挖过程中,经常发生突水塌方。其中引水洞挖至F20断层带时,两条引水洞都产生了大体积的突水和塌方。通过断层带时,又产生了大塌方。其中2#塌方冒顶通天(图5-11),位于F20断层带内的1#塌方也接近通天冒顶,塌方高度达20~30 余 m。通过鱼骨排梁顶棚超前支护(图5-12),超前固结灌浆,施工开挖又做全封闭式处理,方通过了该段破碎带岩体。在2#压力管道导洞开挖过程中,曾经产生过三次大体积塌方和突水。第一次突水和塌方历时约半年之久,最初为碎屑流式突水,渐次变为块体塌方和涌水,零星掉块。塌方突水期最大日塌方量达450m3/d,突水时最大涌水量达35~40m3/d。塌穴高32m,直径14~17 m,总塌方量4000 m3。第二次塌方历时3个月,塌方仍由突水引起的。塌形与第一次塌方相似。塌穴高20 m,直径9~13 m,总塌方量约2500 m3。第三次塌方发生在斜洞扩挖过程中(导洞内),塌方量约为200 m3。三次塌方均采取混凝土回填塌穴和灌浆加固处理(图5-13),其塌方皆发生于F20断层带及其影响带内。其余地段由于卸荷风化严重,岩体稳定性极差,不同规模的塌方屡屡发生。所以在高压管道斜井扩挖时,采取了厚度达20~30cm的系统喷锚加固(双网)。由于岩体软弱破碎,结构松弛,所以压力管道必须全部采用钢管衬砌承担内水压力。
图5-11 引水洞2#塌方剖面图
图5-12 引水洞超前支护处理平面图
十三陵抽水蓄能电站建设实践经验表明,地质工程建设必须认真地对环境地应力进行研究。十三陵抽水蓄能电站蟒山卸荷带是一个重大的环境工程地质问题,对这个问题进行专门研究对认识建设场区的工程地质条件具有重要的意义。十三陵抽水蓄能电站蟒山卸荷带是十三陵抽水蓄能电站上池及引水压力管道稳定性的主要控制因素,对这个问题的发现大大提高了对十三陵抽水蓄能电站工程地质条件的认识水平,对其他工程的工程地质条件研究具有重要意义。
图5-13 压力管道塌方图