勘察类型的施工技术中的地质分析和设计方法研究.pdf

中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 188 勘察类型的施工技术中的地质分析和设计方法研究 刘江超 江西省地质局第三地质大队，江西 九江 332000 摘要：摘要：地质分析和设计方法是勘察类型的施工技术中不可或缺的部分。地质分析包括地质勘探、岩土力学试验、地质雷达探测、地球物理勘测等各项技术，可以有效评估地质稳定性和承载能力。设计方法包括岩土工程设计基本原理、基础设计、地下工程设计和岩土边坡设计等方面，为工程设计提供了有力的支持。本文介绍了地质分析和设计方法的研究现状，通过实例分析阐述其应用效果。关键词：关键词：地质分析；设计方法；施工技术；地质勘探；岩土力学试验 中图分类号：中图分类号：U215 0 引言 地质环境具有复杂性和不确定性，对于任何建筑工程来说，都是一个重要的因素。合适的地质分析和设计方法能够为工程建设提供重要的保障，避免出现地质灾害和工程事故。目前，在勘察类型的施工技术中，地质分析和设计方法得到了广泛的应用。本文将介绍地质分析方法和设计方法的研究内容，并通过实例分析展示其应用效果，为勘察工作顺利开展奠定良好的基础保障，也能够推动其行业的持续性发展。1 地质分析方法研究 1.1 地质勘探 地质勘探是一种重要的地学实践，旨在通过对地下岩层、土层等进行勘探，了解地质条件和地形特征，为矿产资源开发、环境保护、基础设施建设等提供科学依据。地质勘探方法有多种，其中最常用的包括地震勘探、电法勘探、磁法勘探、重力勘探、地球物理勘探等。这些方法各自具有不同的原理和适用范围。例如，地震勘探利用地震波在地下传播的速度和反射特性，探测地下结构和介质分布；电法勘探则是通过测量地下不同电阻率区域之间的电位差，了解地下岩性、水文地质条件等。除了物理勘探方法外，还有许多其他的勘探手段，如地质钻探、堆积相勘探、遥感勘探、地质地球化学勘探等。这些方法可以互相协作，得到更加准确的地质信息。地质勘探是一项技术密集型的工作，需要丰富的经验和专业知识。同时，其成本也相对较高。因此，在实际应用中需要根据勘探目的和地质条件等因素来选择合适的勘探方案，以取得最佳效果。1.2 岩土力学试验 岩土力学试验是一种通过对地质样本进行物理力学实验，评估其稳定性和承载能力的方法。其目的是研究土、岩、混凝土等材料在外力作用下的性质和变形规律，为工程设计提供科学依据。岩土力学试验主要包括剪切试验、压缩试验、拉伸试验等多种类型。这些试验都是基于不同的实验原理和测试方法，来评估材料的力学性质和特点。剪切试验是一种用于测量材料抗剪强度和刚度的试验方法。其基本原理是将试样置于剪切应力状态中，测量其所承受的最大剪切力以及产生该剪切力时的剪切应变。常用的剪切试验有直剪试验、三轴剪切试验、定向剪切试验等。压缩试验是一种用于测量材料抗压强度和刚度的试验方法。其基本原理是将试样置于纵向压缩应力状态中，测量其所承受的最大压缩力以及产生该压缩力时的应变。常用的压缩试验包括轴向压缩试验、侧压试验等。拉伸试验是一种用于测量材料抗拉强度和刚度的试验方法。其基本原理是将试样置于纵向拉伸应力状态中，测量其所承受的最大拉伸力以及产生该拉伸力时的应变。常用的拉伸试验包括轴向拉伸试验、横向拉伸试验等。除了这些基础试验外，还有许多其他的岩土力学试验类型，如磨损试验、冻融试验、动态试验等。这些试验可以模拟不同环境下的实际工况，更好地评估材料的性质和特点。在实际应用中，岩土力学试验通常需要配合现场观测和数值模拟等手段来综合分析材料特征和工程要求，并确定合适的设计方案。因此，岩土力学试验是一个基础而重要的技术环节，中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 189 对于各种建筑工程的设计和施工都具有重要意义。1.3 地质雷达探测 地质雷达探测是一种利用电磁波穿透地下，测量地下介质性质的无损检测技术。它广泛应用于矿产勘探、地下水资源调查、工程地质勘察等领域，为地下岩层结构、沉降变形等提供重要的信息。地质雷达仪器由发射器和接收器组成，发射器产生高频电磁波向地下辐射，被地下物体反射后再由接收器接收。通过记录信号的传播时间和强度，可以得到地下介质的性质以及存在的异常体。地质雷达探测可以测量的范围比较宽，一般可以达到数十米深度。不同介质对电磁波的吸收和反射特性不同，因此可以通过分析信号的反射和衰减情况，获得地下岩层的厚度、结构、纹理、含水性等信息。在矿产勘探中，地质雷达探测可以帮助识别矿体位置、规模和形态，进一步指导采矿方案设计。在地下水资源调查中，可以了解地下水位、地下水流动方向和速度等信息，为水资源监管提供依据。在工程地质勘察中，可以发现地下空洞、隐蔽破裂带等不稳定因素，预测区域内的地质灾害风险。1.4 地球物理勘测 地球物理勘测是一种通过对地球物理场的测量和分析，为了推断地下结构、岩性、矿床、水文地质条件等提供科学依据的方法。它是一个多学科交叉的研究领域，包括重力勘探、电磁勘探、地震勘探等多种技术手段。重力勘探是利用重力场的变化来推断地下结构的一种方法。根据万有引力定律，不同密度的物体会在地球表面上产生不同的重力场变化。重力勘探通过测量地表重力场变化的大小和方向，进而推断出地下岩体密度、厚度、形态等信息。电磁勘探是利用地下岩石和土壤的电磁特性来推断地下结构的一种方法。它通过测量电磁波在地下介质中传播的速度和反射特性，得到地下岩层结构、空洞和裂缝等信息。电磁勘探广泛应用于矿产勘探、对地下水资源调查、工程地质勘察等领域。地震勘探是利用地震波在地下介质中传播的特性来推断地下结构的一种方法。它通过测量地震波的传播速度、幅度和反射、折射等情况，获得地下岩层结构、裂缝、地下水等信息。地震勘探广泛应用于石油勘探、煤炭勘探、地震灾害预测等领域。除了以上三种方法外，地球物理勘探还包括磁法勘探、声波勘探、辐射勘探等多种技术手段。这些方法各具特点，在不同的勘探任务中都有其独特的应用价值。2 设计方法研究 2.1 岩土工程设计基本原理 岩土工程设计是指在地质和力学等方面综合分析，结合工程实际需求，确定岩土工程的构造、材料、尺寸和稳定性等问题。其基本原理是建立岩土体的力学模型，采用经验公式或数值分析方法计算力学参数，并依据岩土工程设计规范进行设计。岩体力学模型的建立是岩土工程设计的关键。一般来说，应根据地质勘探资料和现场勘察数据，对地下岩土进行分类、划分区域，确定隧道、坑口及其他开挖部位的构造和尺寸。然后，根据不同的岩土类型（如弱化岩石、软土等），采用相应的力学模型，并进行岩土参数测试和计算。最后，根据设计要求，通过经验公式或数值分析方法计算出岩土体的稳定性，评估工程的可行性。2.2 基础设计方法 基础设计是指为了承受建筑物及其他结构荷载而进行的岩土工程设计。基础设计的目标是确保结构的稳定、长期可靠，以满足工程建设的要求和使用需求。常用的基础设计方法包括以下几种，其一、承载力设计法：该方法是以地基土承载力作为设计依据，根据地基土壤的强度特性、荷载类型和荷载组合等因素，对地基土壤进行承载力计算并确定基础尺寸和形式。其二、变形限制设计法：该方法是以地基土壤变形控制为设计依据，根据地基土壤稳定性和变形特性，采用一定的变形控制指标和限值，确定基础尺寸和形式。其三、弹性支承设计法：该方法是以加强地基土壤弹性支承能力为设计依据，通过在地基土壤上铺设或注入填充材料，增加地基土壤的强度和刚度，从而改善基础的支承条件。2.3 地下工程设计方法 地下工程设计是指将建筑物或其他结构部分或全部置于地下，如隧道、地下室、地铁站等的岩土工程设计。其设计目标是确保结构的稳定、施工的顺利进行。常用的地下工程设计方法有几种，其一、围岩分类设计法：该方法是将地下岩体按照强度、稳定性等特征分为不同的类别，根据围岩类别和结构荷载，确中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 190 定合适的支护形式，如钢筋混凝土衬砌、锚杆支护等。其二、地面与地下工程统一设计法：该方法是将地上和地下工程作为一个整体进行设计，采用基础设计原理，考虑地下结构与地面建筑之间相互作用的影响，并进行力学计算和可靠性评估。其三、施工期保护设计法：该方法是考虑在地下工程施工期间，对周边环境和地质条件的保护问题。通过科学合理的施工方案和支护措施，保证施工期间地下结构的稳定，同时减少对周边环境和地质条件的影响。2.4 岩土边坡设计方法 岩土边坡设计是指将建筑物或道路等结构置于山体或土坡上时，为了防止岩石和土壤滑坡、塌方或崩塌而进行的岩土工程设计。其设计目标是保证边坡的稳定性，以防止岩石和土壤滑坡、塌方或崩塌。常用的岩土边坡设计方法包括几点，其一、固结预压法：该方法是通过岩土边坡中加入钢筋或其他支撑材料，并施加水平或垂直预压力，增强土体的抗剪强度和稳定性。其二、排水降渗法：该方法是通过改善岩土边坡的排水和降渗能力，减少水分对土体力学特性的影响，提高土体的抗剪强度和稳定性。其三、模型试验法：该方法是通过制作边坡模型，在模拟不同荷载和地质条件下的变形和破坏过程，确定最优的边坡设计方案。在岩土边坡的施工过程中，也应该考虑到相应的施工技术应用。例如，在固结预压法中，需要选择合适的钢筋和支撑材料，并根据实际情况施加正确的预压力；在排水降渗法中，需要采用合适的排水系统和防渗措施，确保岩土边坡的排水效果和稳定性；在模型试验法中，需要精确测量变形和破坏过程，并根据试验结果调整边坡设计方案。3 地质分析和设计实例分析 3.1 工程背景介绍 该工程位于一个地震活跃区域，建设一座高层建筑物。由于该区域具有复杂的地质构造和不稳定的地基条件，因此需要进行地质分析和设计实例分析。3.2 地质分析技术应用 在进行地质分析时，采用了多种技术，包括地质勘察、岩土力学测试、地震响应分析等。其中，地质勘察通过对地质构造、岩性、断层情况等进行详细的观测和分析，为后续的设计提供了重要的数据支持。岩土力学测试主要采用了钻孔取样和室内试验相结合的方法，通过对土壤和岩石力学性质的测试，为设计提供了精确的参数。地震响应分析则是通过模拟地震过程，评估建筑物在地震中的响应情况，为设计提供了保障。3.3 设计方法和方案 在进行建筑物设计时要考虑了建筑物自身的结构特点和受力荷载特征，并根据该区域的地质条件确定了适配于该区域的结构形式和材料选用。可以采用了钢筋混凝土框架结构，并选择了高强度混凝土和高强度钢材等材料，以提高建筑物的抗震性能和耐久性。此外还进行了地质勘察和岩土力学测试，以获得更加精确的地质信息和特定场地下土壤和岩石的力学参数。进而对地基处理和加固措施进行设计，以进一步提高建筑物对地震的抗震性能。工程建设采用了超前地下连续墙、桩基及地基加固等方法。超前地下连续墙能够增加地基的稳定性和刚度，从而提高建筑物的抗震性能，桩基可以承受大荷载和强烈震动，也是常见的地基加固方式之一，地基加固技术包括灌浆加固和预应力锚杆加固等，能够加强地基的承载能力和抗震性能。通过上述措施的组合应用，成功提高了建筑物对地震的抗震性能和稳定性。3.4 实施效果分析 经过多次模拟和实测，该工程顺利完成，建筑物在地震中表现良好，未出现任何结构不稳定问题。同时，通过监测发现，地基处理和加固措施在实际使用中也取得了良好的效果，有效地保护了建筑物的稳定性。总体而言，通过地质分析和设计实例分析，为该工程的顺利建设提供了有力的技术支持。4 结语 地质分析和设计方法是勘察类型的施工技术中非常重要的一部分。它能够在勘察和施工过程中提供精确的数据支持和技术指导，为工程的顺利实施提供保障。通过对不同地质情况的分析和研究，可以采取相应的地基处理和加固措施，提高建筑物的抗震性能和稳定性。因此，在今后的勘察类型的施工技术中，将继续加强地质分析和设计方法的研究，为工程的顺利开展实施提供更为有效的技术保障。中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 191 参考文献 1谌蛟,罗杰涛.复杂地质环境下高速公路隧道施工技术分析J.工程技术研究,2023,8(04):72-74.2韦柳春.地质工程勘察在工程设计和施工中的作用分析C/中国智慧城市经济专家委员会.2023 智慧城市建设论坛论文集（一）.2023 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