论工程地质勘探定量理论与方法

论工程地质勘探定量理论与方法

柳俊峰

新疆生产建设兵团建工设计研究院有限责任公司新疆石河子832000

摘要：改革开放以来，我国的工程地质应用也不断增加，但是工程地质的应用必须要面临多方面的因素，比如地质勘探就是一个重要的先决因素。目前，我过面临着地质勘探方面的诸多困难，包括在地质应用时对周围环境的影响、是否会引起多度开发以及环保新技术在地质应用中的应用。土地的应用和开采确实存在着诸多问题，因此，我国也在不断发掘关于地质勘探的理论，希望能促进工程地质的工作进程。

关键词：工程地质勘探；地质勘探定量理论；矿业开采应用

引言：

工程地质勘探工作是工程地质工作的基础，它能够为接下来的工程应用中提供地质岩土条件，判断工程场地的地质是否适合工程的顺利进行，提出地质方面的问题与措施，专业应对工程中的地质问题。另外，地质勘探能为工程的地基设计和施工方案的定制提供一个强有力的基础，以地质条件为依据作出的工程建设方案显然比无视工程地质的建设方案更稳固。一个建筑的建设必须考虑多方面的因素，地质就是其中最不能忽视的一个。比如对我国地震多发区的建筑设计之前就需要考虑当地的地质条件，设计符合人们需要的安全建筑[1]。

1当前工程地质的勘探存在的问题及引发的后果

地质工程学是通过工程地质勘探对地质工程建设服务的，在有关的规范和各类建筑的不同要求中运用地质勘探中的基础理论，比如地质理论、工程地质理论和一些相关的学科理论，对工程中的地质和环境进行勘探，获得相关资料及数据，为工程建设提供科学依据。依次，达到建筑能安全、经济、正常使用的标准，并符合可持续发展的环境要求。此外，通过工程地质勘探研究建筑有关的地质条件以及可能出现的地质问题，选择最佳的建筑场地，拟定方案对不良的建筑地质建议和措施，并能预测工程进行中出现的地质状况，预制保护措施。这是工程地质勘探的人物也是一个建筑的建设基础。

工程地质正处于一个不断开发并发展的阶段，因此，在工程地质勘探中往往存在这一些问题。目前，工程地质的勘探在定量理论中存在这一些缺陷需要通过科学的纠正来达到好的效果。现阶段的地质勘探中往往会运用到定量理论，但是，通过研究发现定量理论有一些根本上的缺陷，主要有地基承载力和地层性质参数的确定存在一些问题。公式的不正确和参数的不合理会带来原位测试或者室内测试所得到的底层承载力和底层性质度量参数不准确、可靠性不高等一系列错误。这些参考数据的不准确就会带来投机取巧的空间，这也是当今市场上无法杜绝作弊、造成腐败的原因之一[2]。

参数不合理的现象最早出现于力学的参数引入，这种参数引用一般不考虑正确率以及量纲统一问题，因此也与客观事实不能达到完美的统一。比如胡可定律以及应力应变理论都是通过在两个两之间添加一个参数得到一个理论公式。然而这种方式得到的理论和公式并非完全正确，却长期存在。人们之所以对这种公式和基本理论的错误忽视，究其原因，也是因为利用现有的公式和理论更方便快捷，不用考虑是否符合客观事实，也无须动脑。

2工程地质勘探科学技术革新方案

2.1正确认识地层性质和底层承载力概念

在作用学新理论中，工程地质中涉及的地层性质概念是地层变形或不变形的性质，而其本质就是关于变形或者不变形的程度问题。而其中的变形程度主要与底层松软程度和风化程度有关，也就是说地层的变形程度是取决于变形空间的存在的。这种变形程度在作用学中被称为虚度。反之，不变形程度就取决与地层的密度，也就是地层内部的空间含量以及质点的排列组合关系，这种不变形程度就称之为实度。一虚一实分别用来度量地层的柔软程度和硬实程度。图1为某地区土地：

图1工程土质

地层承载力是在保持不产生任何变形的情况下所能承载的最大作用强度，这种作用强度就是一个物体对单位作用面的作用力，这种作用力用σ表示，单位是t/m或者N/m，而其中地层在不变形的情况下，能承受的最大承载力就记为σmax。

2.2正确认识地层实度、虚度、承载力与作用强度、变形强度之间的关系规律

首先应该明白的是，实度和虚度不是固定不变，而是根据作用强度和变形强度的变化，而不断随之变化的。在这种变化中，作用强度与变形量和虚度称正比，与实度成反比。也就是说，作用强度越大，变形量和虚度就越大，实度就越小，反之亦然。在这几个关系两种，承载力是不会发生变化的，数值也是固定的。任何地层都可以满足实度为1，虚度为0的作用强度范围。

2.3工程地质勘探新技术和设备的确定

新的关于地基极限承载力的测量方法中关于虚度、实度和探测力之间的关系式可以表达为：地基承载力Fmax=EF。可以通过这个公式简化工程地质勘探程序，并运用超载荷的探测作用来探测地层性质与地层作用力。如图2所示的新型测量设备：

图2新型测量设备

专门用于工程地质钻机的设备包括：运用的履带、安装使用的机械托盘、托盘上安装的液压机械、空压机、探头、探杆以及探头探杆升降用的探架。另外，还包括，重锤、冲击钻，以及探测过程中需用的时间记录仪、作用强度记录仪以及探测深度记录仪器。在探测软弱地层和硬质地层时的方法不同。在探测土层、砂层、风化层度很强的软弱岩层时，采用的是静压探测的方法。这种静压探测方法使用液压装置，直接将将探头压入地层。探头的使用材料可以选择合金钻头，也可以配置那种可以取芯替换的岩芯管。探头材料的选用以便于取土为准。当探测碎石层等地基岩层等硬质地层时，就可以采用锤击法。同时还有一种岩石是风化程度低或者未风化的岩石，这类岩石的探测可以采用的就是冲击钻探测方法。探测期间，必须用以上说过的时间、作用强度和探测深度记录仪记录数据。地层的性质不同，其探测力就不同，而不同的探测力就有不同的虚度、实度等数据[3]。

3结语

通过以上的探讨，我们可以明白目前的工程地质勘探确实存在一些内在和外在的问题，而最重要的是勘探的理论不能实时更新，所引起的工程中的勘探误差。为了避免这类误差，我们就不能一味遵守旧的理论，而应该在工程实践中不断革新技术，更新方法，提高地质勘探的科学水平[4]。

参考文献：

[1]徐娜.工程地质勘察学若干理论问题探讨[J].低碳世界，2017（03）：87-88.

[2]周绪鸿.探究工程地质勘查中常用的工程物探方法[J].城市建设理论研究（电子版），2017（03）：174-175.

[3]马仲文.工程地质勘探中的钻探技术[J].资源信息与工程，2017，32（01）：16-17.

[4]马先峰，王晓琴，马敬仁.关于工程地质勘察信息资源的研究[J].世界有色金属，2016（13）：156-157.