与人类工程活动相关的地质环境主要是什么
Ⅰ 人类工程活动与地质灾害
随着经济社会的迅猛发展,人类工程活动无论是在深度上还是在广度上都日益加剧,显示出强大的威力。特别是对自然斜坡的不合理开挖,打破了地质历史时期形成的斜坡平衡状态,造成斜坡变形失稳,已成为触发地质灾害的主要因素之一。
调查区人类工程活动主要包括:农林牧业活动、城镇与农村建设、道路工程建设、水利工程建设和矿产资源开发等。
黄土高原地区自古就有斩坡挖窑居住的习惯,虽然现在经济条件有所改善,但是受地形条件制约,斩坡平基建宅、箍窑以及修建工程设施现象仍然不可避免(图4-20)。特别是改革开放以来,经济快速发展,城市建设加快,农村人口大量涌入城内,宝塔区三山夹两川的狭窄城区成为调查区人口最为密集的地方,仅16km2的城区就分布有13万常住人口和5万外来及流动人口,人口密度高达1万/km2以上。人口的过量增加,在客观上加大了对居住用地的要求,土地资源日趋紧张,人们的居住场所呈现出向冲沟及附近更危险地带扩展的趋势,斩坡现象加剧。
在经济建设方面,基础建设大规模动用土方工程,已修建有高速公路一条,省道3条,区道5条,乡道6条,村级道路297条,公路密度为45.2km/100km2。西(安)延(安)-延(安)神(木)铁路全面开通;延安机场现已进行跑道改造,210 国道纵贯南北;黄陵-延安,延安-榆林,延安-安塞高速公路已建成通车。通往邻县的公路全部进行了提级改造。靖边-西安的天然气输气管道横贯全区。上述工程建设,都离不开大规模地动用土石方工程,难免对原本稳定的自然地质环境形成干扰和破坏,其作用强度超过历史上任何一个时期,由此所触发的地质灾害也呈现增高的态势。
图4-20 人类工程活动改变斜坡原始坡度状态示意图
人类工程活动一般多选择在较宽阔的河谷。黄土地层遭受地质时期的长期侵蚀,已形成坡度相对平缓的黄土梁或峁,尤其是全新世以来,地壳活动变缓,气候干旱少雨,谷坡经过地质历史时期的各种侵蚀作用,应力释放和调整亦基本完成,斜坡一般处于稳定或基本稳定状态。在自然条件下,一般不会发生重大滑坡崩塌灾害。人类工程活动,如削坡、加载等作用,将原有的平衡状态打破,使斜坡产生卸荷、拉张和风化裂隙,在雨季易产生滑坡和崩塌地质灾害。本次调查的新滑坡和崩塌灾害,无一不与人类不合理的工程经济活动有关。13处滑坡中有10处与削坡建窑建房有关,2处与公路铁路建设有关,1处由水利工程引发;16个崩塌灾害点,有9处是与建窑建房削坡过陡有关,7处与公路建设边坡处理不当有关。人类不合理的工程经济活动这一因素应当引起人们足够的重视(图4-21)。
图4-21 不同人类工程活动诱发的地质灾害比例图
1—削坡建窑建房;2—公路铁路建设;3—水利工程建设
采用FLAC3D模拟软件对黄土边坡进行模拟,结果表明,在40m坡高条件下,30°和45°边坡的强度折减在坡脚处最为显著(图4-22),从力学机制上也证明了,斩坡是触发滑坡崩塌地质灾害的直接因素。
图4-22 30°(上)和45°(下)边坡强度折减模拟图
综上,在地质灾害诸多形成条件中,地质环境条件变化缓慢,人类工程活动和降雨则是最活跃的因素,二者的双重作用是诱发地质灾害最活跃最积极的因素。
Ⅱ 人类活动对地质环境的影响
评估区横贯陕西中部地区,除在千阳、陇县段穿越山区外,大部分管线沿社会经济比较发达的关中平原敷设,沿途的人类工程活动程度较高,尤其是在西安、咸阳、渭南等主要城市,人类工程活动强烈,对地质环境条件影响较大。在人类工程经济活动中引发地质灾害的相关因素主要有如下几个方面:
1.斜坡地带的过度垦荒种植,引发斜坡失稳,加快了水土流失
由于人口增加,经济活动频繁,大面积的坡地开垦,破坏了坡面上原有的植被,表面裸露,增加了雨水的冲刷、入渗速度,加剧了水土流失。评估区西段的千阳谷地坡地面积较大,为当地重要的农耕区,谷地两侧虽有部分已退耕还林,但还有很大一部分坡地仍在耕种,受人为改造,坡体结构变形,稳定性降低,易产生滑坡、崩塌灾害。
2.开辟宅基,挖掘窑洞,破坏了斜坡稳定性
因受自然条件及经济状况的限制,在黄土塬区人们沿沟谷两侧或塬边居住时,部分是削坡开辟宅基地,部分是在垂直的黄土崖壁上挖掘窑洞,由于削切坡脚,使边坡陡立,稳定性变差,为灾害的形成创造了条件。
3.筑路修渠,改变了斜坡形态
近年来,公路拓宽改道、县乡公路建设方兴未艾,农业灌溉设施建设也在不断更新改造中,由此造成的塬边、沟边坡脚被挖,改变了斜坡形态,形成了许多高陡边坡,加之护坡治理工作的滞后,容易引发新的地质灾害。
4.河道挖砂,形成了新的高陡边坡
河流阶地底层埋藏着大量建筑用砂卵石。管线经过的渭河、泾河、千河等都存在大量开挖建材用砂卵石现象,不仅河道形态被改造,而且造成阶地两侧在采挖过程中边坡稳定性降低,加剧河流对岸边的侵蚀。
5.煤矿开采,形成采空区
宝鸡市戚家坡煤矿位于千阳县与陇县交界处的戚家坡村,为掩埋式井田,开采煤层属侏罗系延安组。原生产能力15万吨/年,现增产到90万吨/年。煤田开采位于千河以北的黄土梁峁区,在煤层埋藏较浅处已形成4个采空区,采空区内出现了局部塌陷和地裂缝。由于管线在该段从千河南岸经过,故煤矿采空区对管线敷设工程影响不大。
Ⅲ 人类工程活动对地质环境的影响和岩土工程问题
应对全球气候变化中的岩土工程问题 2009-11-14 12:15:28 阅读 213 次 在乔治梅森大学认真学习了全球气候变化等课程,使我们认识到目前全球气候正在而且还将继续变暖,其主要特征表现为全球平均气温升高、海平面上升和冰冻圈覆盖面积逐渐变小。全球气候变暖对人类生活的影响涉及到方方面面,是极其广泛和深入的,其可能带来的灾害主要表现为旱灾扩大、洪涝灾害扩大、海平面上升海岸带灾害加剧、滑坡泥石流灾害增多、水土流失和土壤侵蚀加剧以及极端灾害气候发生率增加等。 人类可以采取主动缓解和被动适应的措施来应对因全球气候变化而带来的灾害,即主动地减少温室气体排放使全球气候超着有利于人类生活的方向发展,这是问题的关键,同时也可采取有效措施来被动地减少、减缓因全球气候变化而造成的灾害。在这样的背景下,一些与全球气候变化相关的岩土工程问题将得到更多的关注和思考。 (1)极端天气下的岩土工程问题:全球气候变暖将带来更为频繁的极端灾害天气,而极端天气将引发大量的滑坡、泥石流、洪水等自然灾害,这些灾害的监控、预报、预防和灾害治理是岩土工程问题研究的重点。 (2)废气(料)及资源储备岩土工程问题:CO2气体的大量排放是全球气候变暖的元凶,为了解决这个问题,一些国家已开始进行CO2 气体深埋研究,而核废料与垃圾废弃物等填埋和处置其永久安全性及其对地质环境和生物圈的影响也是人们十分关注和担忧的问题,同时石油、天然气和水仍然是人类生产和生活的重要资源,一旦发生危机,将会破坏经济发展,引起社会的严重动荡,这些资源的地下储备也已经被许多国家提到战略日程上。对于这些废气(料)和资源的储备,不管采用什么样的方式,它们与储存介质相互作用问题都是岩土工程新的研究方向。 (3)近海岩土工程问题:海平面上升将加速沿岸滩涂被海水的冲蚀、地下淡水被上升的海水推向更远的内陆地方,这使得近海土壤沼泽化、盐渍化,而抵御海水侵袭的防护设施(海堤等)安全、使用和养护也面临新的要求和问题,海岸带灾害的预防与控制也给岩土工程提出了新的要求。 (4)生态岩土工程问题:全球气候变化已经改变了冻土地区、沙漠地区等自然的原生状态,对本已脆弱的环境带来极为不利的影响,生态环境的变化反过来也将制约了人类的活动,如何协调工程建设活动与生态环境的之间关系是岩土工程面临的一个新课题。 (5)历史文化遗产保护岩土工程问题:世界范围内存在着大量的石质和土质文物,随着时间的推移,由于全球气候变化和和人为因素造成的破坏日趋严重,如何采用岩土工程的手段对这些文物加以保护是一个十分有意义的课题,如研究温度、酸雨、气候等环境因素的变化对文物的影响以及采用岩土工程的原理和方法对其风化程度、风化速率加以预防和控制,从而达到保护的目的。 为了应对全球气候变化,不论是主动减缓还是被动适应,都蕴含大量的传统岩土工程问题,同时也催生了一系列新的岩土工程问题,而新的岩土工程问题所面临的问题更为复杂,规模更大,不确定性因素更多,这正是应对全球气候变化中岩土工程面临的困难与挑战。(
Ⅳ 什么是工程地质问题
工程地质问题是指与人类工程活动有关的地质问题。它影响建筑物修建的技术可能性、经济合理性和安全可靠性。如建筑物所处地质环境的区域构造稳定问题、地基岩体稳定问题、地下硐室围岩稳定问题和边坡岩体稳定问题、水库渗漏问题、淤积问题、浸没问题、边岸再造及坝下游冲刷问题,以及与上述问题相联系的建筑场地的规划、设计和施工条件等方面的问题。工程地质工作的基本任务在于对人类工程活动可能遇到或引起的各种工程地质问题作出预测和确切评价,从地质方面保证工程建设的技术可行性、经济合理性和安全可靠性。
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、地下睡涌水等。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。
Ⅳ 人类工程活动与斜坡环境
人类的工程活动,是在人地界面上进行的,如修筑公路、铁路,兴建水利枢纽、城市发展等。在这些工程活动中,不同的工程对斜坡环境的要求和作用是不同的。
7.5.1 人类工程活动的特点
人类的工程活动,某些方面的强度已超过了自然地质作用对地质环境的改造强度。越来越多的学者已经认识到对人为地质作用研究的重要性。由于我们对自然环境的特性及其发展演化规律认识不够,对人类工程活动与自然环境的相互作用可能造成的严重后果估计不足,因而出现了今天人-地关系的动态系统严重失调。人类对自然环境的破坏的加剧,原因有三:第一,人口膨胀,为了维持人类生存对物资和空间的需求,加剧了对自然资源的掠夺式开发;第二,技术革命,加剧了对自然环境改造的力度;第三,战争,在猛烈摧残人类自身的同时,也在猛烈摧残自然环境。人类工程活动由以下一些特点。
7.5.1.1 人类工程活动主要集中于地球表层
人类的工程活动,涉及地壳以下最深的是石油勘探与开采,一般深度在4 000~7 000m。而对地球结构、物质组成和地球深部环境条件的研究,目前的最大钻探深度已达17 000m左右。但这与地壳厚度乃至地球半径比较,仍然是一小部分而已。因此,人类的工程活动目前仍是在地壳表层进行,如移山填海工程、南水北调工程等等,都是对地表物质的挖掘、搬运和重新堆积。而采矿、开采地下流体、气体等工程活动,是将这些获取的地壳物质,经加工、循环使用后形成新生的废弃物,再返回地表或大气环境中。这些人类的工程活动所引发的地质作用,主要以外生地质作用为主,其结果不仅加剧了外力地质作用的进行,而且还能使地壳的局部应力场、地温场、地下水动力场和地球化学场发生剧烈变化,进而引发相应的外生地质作用。人类工程活动所引起的内生地质作用,主要表现在水库诱发地震等方面。如我国的新丰江水库,自建成运行时起,引起库区周边的小规模地震不断发生,最大震级可达5.3级。
7.5.1.2 人为地质作用具有强度大、速度快的特点
人为地质作用强度大、速度快,这一点已经被人们所认识。据有关资料,人类每年消耗的矿产资源量约为500×108t,而大洋中脊地壳增生带每年新生的岩石圈物资约为300×108t,世界河流每年搬运物资总量约165×108t,加上每年因工程活动所形成的废弃渣,人类工程活动所运移的物资总量已远远超过了自然地质作用的物资运移量。这些工程活动正以惊人的速度改变着地球的表面形态、自然景观、物资组成和分布,改变着岩石圈、水圈、大气圈和生物圈的物质构成和能量转换功能,打破了长期的地质历史所建立的地质作用和生态环境的平衡状态,干扰了地质历史的发展进程和发展方向。
7.5.1.3 人为地质作用具有广泛性和多样性特点
人类的工程活动具有广泛性和多样性,由此带来人为地质作用的形式的广泛性和多样性,并且对地表环境的改变也具有广泛性和多样性特点。从广泛性角度看,当今人为活动的踪迹已经涉及到了世界的各个角落。目前的人类工程活动主要集中在城市和大型矿山、电站等工矿企业,但其排放物的影响面非常广泛,就连南极洲也检测到人类排放物的存在。至2000年,城市的覆盖面积已经达到了陆地面积的10%。从多样性角度看,人为地质作用从各个反面对地球的各圈层进行着改变:如对地表岩土的挖除和堆积改变着地应力;污水排放和污水入渗改变着岩土体的赋存条件,大气圈、水圈的污染改变着自然环境和能量交换;对生物链的破坏防碍了生态系统的协调发展和对自然环境系统的调控作用,新材料的发现和应用改变着地壳物资组成和结构等等。甚至人类的某些工程活动将会给我们赖以生存的地球带来什么样的不良后果至今我们还一无所知。
7.5.1.4 人为地质作用具有明显的正、负效应特点
人类在认识自然、利用自然、改造自然和保护自然的过程中,取得了举世瞩目的成绩,也走过了一段弯路。我们通过改造自然来增强人类抵御自然灾害的能力,扩大生活空间,改善人们的生活,同时也给自然系统的平衡造成了干扰甚至破坏。因此,人类改造自然的工程活动实际是一把双刃剑,它可能为我们带来实际利益,也可能造成对环境的极大破坏,进而招致自然的严重惩罚。例如,前苏联在20世纪50年代曾动员大批的共青团员大西北利亚开荒种地,垦殖处女地达4×104km2面积,开头几年确实收获甚丰,但随着生态环境的不断恶化,产量不断降低,并且遭受春天黑风暴的强烈袭击,大面积土地受到污染,受到了自然的无情惩罚。埃及的阿斯旺电站建成于1970年,这是集蓄水、发电、灌溉、防洪等综合效益的特大型工程;工程运行后,发电量增加了100×108kW,2.66668×102km2以上的旱地获得了灌溉,10a内,埃及的国民生产总值翻了一番,经济效益十分明显。然而,一连串未能预料到的后果也相继发生:由于富含有机质的沉积物堆积于库内,河水变清,下游三角洲的土壤肥力不断下降;失去沉积物的河水流速加大破坏桥梁数百座;河口三角洲失去沉积物,岸蚀作用增强,导致海岸后退,海水倒灌,土壤盐度上升;海洋浮游生物减少,大批沙丁鱼失去了原有的生存条件;灌溉能力的提高使干旱季节消失,导致血吸虫蔓延等等。这些负面效应是规划设计时未能预料到的。我国“大跃进”年代所做的毁林开荒、大炼钢铁的荒唐事儿,今天不正在接受大自然的无情惩罚吗!因此,我们在进行工程活动中,必须进行全面的科学的论证,做到趋利避害,才能做到最大限度的利用自然、科学的改造自然,保护自然环境,与自然和睦相处,造福人类。
7.5.2 线路工程活动与斜坡环境
7.5.2.1 线路工程对地形的要求
线路工程主要指铁路和公路,亦包括输电线路、引水渠、输油和输气地下管道等。线路工程对斜坡坡度有特殊的要求。当道路坡度太大时,线路展线将很困难,有时为了展线而不得不设计多道反复回头的弯道,形成盘山公路,这对斜坡表面的破坏强度很大,有条件延伸线路以降坡的地方宜尽量避免高密度盘山公路的设计。铁路和公路选线时,线路的纵向坡度对线路的选择关系很大。纵坡太陡,既影响行车速度,又影响行车安全。有时,为了获得一段线路较为理想的纵坡坡度而不得不在较大范围的线路段进行调坡。表7.6和表7.7为铁路和公路的纵向坡度与最小曲率半径。
表7.6 铁路线路纵向坡度与最小曲率半径表
表7.7 公路线路纵向坡度与最小曲率半径表
山区修建道路时,如果斜坡的坡度太大即道路的横坡过大,往往会形成道路的高边坡,并且增大工程的开挖量。斜坡坡度愈陡,往往岩石也非常坚硬,工程难度可想而知。因此,在山区修筑道路,斜坡坡度的选择十分重要。
7.5.2.2 线路工程对斜坡稳定性的要求
线路工程一般很长,跨越的地质单元多,地质条件复杂,山区的线路常常会遇到崩塌、滑坡、泥石流等不良地质现象发育的地带。
在山区修建交通线,边坡稳定性问题关系十分重大。因此,在山区选线过程中,必须注意预防边坡稳定性问题的发生,注意研究岩土体种类、性质、结构和构造,边坡高度和合理的施工方法,以保证线路工程长期安全,减少线路运营的维护费用。我国的宝成铁路是有名的病害线路。由于当时选线经验不足,工程地质工作做得不深入,因而在铁路运营期间为治理不断出现的地质灾害而不得不付出高额的维修费用,部分路段被迫大规模改线,教训十分深刻。因而在成昆线选线的时候,尽管其地质条件较宝成线复杂,我国的工程技术人员历尽艰险,高质量完成了任务,该线路许多地段成功地避开了地质灾害多发地带,如安宁河谷段成功避开了山前崩塌、滑坡和泥石流危险地带,避免了许多不必要的损失。
7.5.3 水利、水电工程活动与斜坡环境地质问题
水利水电工程所依赖的地质环境主要为斜坡。水库边岸的稳定性和水库坝区边坡的稳定性历来是工程地质人员关注的重点。
7.5.3.1 水库库岸稳定性问题
水库修建以后,由于库水位抬升,使斜坡坡脚浸水,地下水位抬升。库水的浸润、浮托作用往往是诱发斜坡失稳的主要因素。滑坡体失稳后除减少部分库容外,主要的危险在于滑落体所激起的涌浪可能翻越坝顶,这不仅给大坝造成强大的冲击力,也给下游造成重大危害,造成了国家和人民生命财产的损失。本章开头所提及的意大利瓦伊昂水库失事便是有力的例证。
库水对库岸斜坡的影响的另一表现形式为边岸再造,风浪和行船所引起的水浪不断地击打岸坡脚,促使岸坡坍塌从而改变了斜坡的外形。这种作用对土质斜坡就尤其明显。
7.5.3.2 坝区边坡稳定性问题
坝区边坡岩体的稳定性受边坡岩体的结构特征的制约。在水电工程活动中,边坡岩体因坝基开挖而卸荷。大坝建成以后,库水压力通过大坝传递到坝肩,使坝肩岩体受到水平推力作用。特别是拱坝,坝体传递来的水压力主要由坝肩岩体承担,水平推力极大。当坝肩岩体存在着不利于岩体稳定的结构面时,情况十分危险。例如法国的马尔帕塞坝,坝高66.5m,大坝于1954年建成蓄水。1959年12月2日蓄水至距坝顶2.43m时大坝失事。据事后调查,大坝失事的原因是由于左坝肩上游几条向下游倾斜的小断层与下游断层面相交成“V”字形,在强大的水压力作用下使左坝肩岩体沿上述软弱面滑动而造成溃坝事故。该坝失事造成下游378人死亡,一百多人失踪,造成了严重的损失。
7.5.4 岩土开挖工程活动与斜坡环境
岩土开挖工程活动包括基坑开挖、露天矿开挖和公路路堑开挖等。这些工程活动的共同特点是其形成的斜坡环境均是人工开挖所构成的。在开挖过程中,岩土体边坡强烈卸荷,造成边坡稳定性问题。其主要表现有三:
(1)由于边坡变形,引起相邻边坡附近的建筑物变形甚至破坏。
(2)由于边坡内应力的重分布,致使边坡失稳,对工程施工和后期的工程运行构成威胁。
(3)边坡岩体差异性卸荷回弹,对工程设计和施工造成影响。
如葛洲坝水电工程的坝基开挖过程中,由于岩体的差异性卸荷,形成基坑边坡“朝挖夕长”的现象,给工程施工带来极大的影响。
7.5.5 堆填工程与斜坡环境
堆填工程主要包括路基构造、土石坝堆筑、废矿渣和垃圾堆放等。这些堆筑工程有些经过了一定的工程处理,如碾压、灌浆支挡等,有些则完全是自然堆放。这些人工斜坡所造成的斜坡环境问题主要表现有二:
(1)斜坡的变形和破坏造成工程施工不能正常运行甚至完全失效。
(2)在水的作用下斜坡冲毁,造成大面积的环境问题。
水坝的失稳后果是十分严重,这是众所周知的。拦渣坝工程的失效,同样能造成严重的地质环境问题。矿渣或垃圾堆放场地的选择,一般是选取地势低洼地带如冲沟等,这些场地周围一般易于积水,甚至某些废渣堆放场的上游就存在集水工程设施。在水的作用下,废弃渣将形成泥石流或水石流,其影响亦十分严重。
Ⅵ 举例说明人类活动与工程地质环境的相互作用
1、采矿活动导致地陷 2、人工挖掘破坏岩土体稳定性 3、水坝导致诱发地震 4、过度抽取地下水导致地陷
Ⅶ 人类工程经济活动与地质环境的相互作用
目前大量的工程技术活动对地质环境的影响程度越来越显著。由于认为的工程技术活动多集中于人口聚集经济建设活跃的地区,因此,对这些地区带来的环境影响更为严重。
例如,在山区或者山前平原的斜坡地带,修建铁路、公路、水利工程,工业与民用建筑,常常由于缺乏环境意识,人为的造成破题稳定性破坏,形成崩塌、滑坡以及在暴雨季节导致泥石流等灾害。如云南东川至昆明公路因修公路及睡去使山体破坏,泥石流不断的发生,泥石流不断的发生,我国铁路史上最严重的滑坡灾害---铁西滑坡就是由于对山体频繁采石造成的。
我国山区面积占三人之二,在山区铁路修建中,隧道工程占相当大的比例。自1965年以来每年修建铁路隧道长度可达50—100公里,由于铁路隧洞建于地下2公里范围以内,人的工程活动改变了地质环境,从而引发不同程度的环境问题,如洞内塌方引起的地面变形,造成三体滑坡,等等。
矿山是人类作用最强烈的地区,据统计,每开采一百万吨煤炭就造成地面塌陷面积约20公顷。我国已有数十处大型矿区,如恩口、水口山、平凡、平顶山、铜绿山等矿区强烈的地面塌陷都十分典型。
矿山开采过程中排除的尾矿,废渣的不合理堆弃也造成了环境污染。例如我国的煤矿开采每年排出矿渣约1亿吨,累计存量已达16亿吨,而1500座矿渣堆中有140个在自燃,每年排出甲烷超过50亿立方米。采矿的废弃物堆积区也是地质灾害严重、生态环境恶化的地区。如四川冕宁沪沽铁矿不合理堆放弃土矿渣,1972年暴雨时造成矿山泥石流於埋了成昆铁路300米及喜—西公路250米。是有天然气的开采往往也造成严重的环境地质问题。比如倒置地面变形、诱发地震、熔岩塌陷等等。一些大城市如上海,天津,常州等大城市,由于过量开采地下水导致大面积地面沉降早已为人所知。
Ⅷ 什么是工程地质条件和工程地质问题
工程地质条件
定义:与工程建筑有关的地质要素的综合(或者说各种对工程建筑回有影响的答地质因素的总称).
包括以下六个方面:
1.地形地貌条件
2.地质结构和地应力
3.岩土类型及其工程地质性质
4.水文地质条件
5.物理地质现象
6.天然建筑材料
工程地质问题的定义:与人类工程活动有关的地质问题.
它影响建筑物修建的技术可能性、经济合理性和安全可靠性.如建筑物所处地质环境的区域构造稳定问题,地基岩体稳定问题,地下硐室围岩稳定问题和边坡岩体稳定问题,水库渗漏问题,淤积问题,浸没问题,边岸再造及坝下游冲刷问题,以及与上述问题相联系的建筑场地的规划、设计和施工条件等方面的问题.工程地质工作的基本任务在于对人类工程活动可能遇到或引起的各种工程地质问题作出预测和确切评价,从地质方面保证建设事业的技术可能性、经济合理性和安全可靠性.
Ⅸ 举例说明工程活动如何影响地质环境
在乔治梅森大学认真学习了全球气候变化等课程,使我们认识到目前全球气候正在而且还将继续变暖,其主要特征表现为全球平均气温升高、海平面上升和冰冻圈覆盖面积逐渐变小。全球气候变暖对人类生活的影响涉及到方方面面,是极其广泛和深入的,其可能带来的灾害主要表现为旱灾扩大、洪涝灾害扩大、海平面上升海岸带灾害加剧、滑坡泥石流灾害增多、水土流失和土壤侵蚀加剧以及极端灾害气候发生率增加等。
人类可以采取主动缓解和被动适应的措施来应对因全球气候变化而带来的灾害,即主动地减少温室气体排放使全球气候超着有利于人类生活的方向发展,这是问题的关键,同时也可采取有效措施来被动地减少、减缓因全球气候变化而造成的灾害。在这样的背景下,一些与全球气候变化相关的岩土工程问题将得到更多的关注和思考。
(1)极端天气下的岩土工程问题:全球气候变暖将带来更为频繁的极端灾害天气,而极端天气将引发大量的滑坡、泥石流、洪水等自然灾害,这些灾害的监控、预报、预防和灾害治理是岩土工程问题研究的重点。
(2)废气(料)及资源储备岩土工程问题:CO2气体的大量排放是全球气候变暖的元凶,为了解决这个问题,一些国家已开始进行CO2 气体深埋研究,而核废料与垃圾废弃物等填埋和处置其永久安全性及其对地质环境和生物圈的影响也是人们十分关注和担忧的问题,同时石油、天然气和水仍然是人类生产和生活的重要资源,一旦发生危机,将会破坏经济发展,引起社会的严重动荡,这些资源的地下储备也已经被许多国家提到战略日程上。对于这些废气(料)和资源的储备,不管采用什么样的方式,它们与储存介质相互作用问题都是岩土工程新的研究方向。
(3)近海岩土工程问题:海平面上升将加速沿岸滩涂被海水的冲蚀、地下淡水被上升的海水推向更远的内陆地方,这使得近海土壤沼泽化、盐渍化,而抵御海水侵袭的防护设施(海堤等)安全、使用和养护也面临新的要求和问题,海岸带灾害的预防与控制也给岩土工程提出了新的要求。
(4)生态岩土工程问题:全球气候变化已经改变了冻土地区、沙漠地区等自然的原生状态,对本已脆弱的环境带来极为不利的影响,生态环境的变化反过来也将制约了人类的活动,如何协调工程建设活动与生态环境的之间关系是岩土工程面临的一个新课题。
(5)历史文化遗产保护岩土工程问题:世界范围内存在着大量的石质和土质文物,随着时间的推移,由于全球气候变化和和人为因素造成的破坏日趋严重,如何采用岩土工程的手段对这些文物加以保护是一个十分有意义的课题,如研究温度、酸雨、气候等环境因素的变化对文物的影响以及采用岩土工程的原理和方法对其风化程度、风化速率加以预防和控制,从而达到保护的目的。
为了应对全球气候变化,不论是主动减缓还是被动适应,都蕴含大量的传统岩土工程问题,同时也催生了一系列新的岩土工程问题,而新的岩土工程问题所面临的问题更为复杂,规模更大,不确定性因素更多,这正是应对全球气候变化中岩土工程面临的困难与挑战。(
Ⅹ 人类工程活动和地质环境之间的相互关系是什么
人类工程活动都是在一定的地质环境中进行的,两者之间必然产生特定方式的相互关联和相互制约。这种相互的关联与制约,始终是客观存在的。一方面,地质环境制约着人类工程活动;另一方面,人类工程活动又会以各种方式影响着地质环境 地质环境制约着人类工程活动:
①影响工程活动的安全活动断层和强烈地震区。
②影响工程建筑物的稳定性和正常使用不良地基处理不当、岩溶地区水库的防渗等。
③由于某些地质条件不具备而使工程造价提高场址选择不当、建筑材料选择不当(建筑形式与材料)。
人类工程活动影响地质环境:人类活动进入工业革命以来,已成为巨大的不容忽视的地质营力,它所产生的后果不但等同于外动力地质作用,而且无论是强度还是速度都远远超过地质作用。大量抽取地下水、修建水库蓄水、工程开挖等等。
(10)与人类工程活动相关的地质环境主要是什么扩展阅读
地质环境的区域差异,导致生物向不同方向进化。生物是地质环境的产物,但又改变地质环境,例如土壤是植物和地质环境相互作用下形成的。
生命在长期演化中,同环境愈来愈适应,因此生物体的物质组成及其含量同地壳的元素丰度之间有明显的相关关系。除原生质中主要组分(碳、氢、氧、氮)和岩石中的主要组分(硅)外,人体组织(特别是血液)中的元素平均含量和地壳中这些元素的平均含量具有明显的相关性。
地质环境向人类提供矿产和能源。人类每年从地层中开采的矿石达4立方公里,从中提取金属和非金属物质。
人类还从煤、石油、天然气、水力、风力、地热以及放射性物质中获得能源。矿产资源是经过漫长的地质时代形成的,属于不可更新资源,经人类开发利用后,很难恢复,因此矿产资源的合理开发和有节制地使用是非常重要的。