基于复杂地质条件探讨岩土勘察工程的方法

基于复杂地质条件探讨岩土勘察工程的方法

张凯顺 杨海洪

中国核电工程有限公司郑州分公司 河南省郑州市 450000

摘要：随着我国基础设施建设的不断推进，岩土工程勘察在复杂地质条件下面临着诸多挑战。为了提高岩土工程勘察的准确性和可靠性，本文基于复杂地质条件，探讨了岩土勘察工程的方法。

关键词：复杂地质条件；岩土勘察；方法探讨；基础设施建设；准确性；可靠性

随着我国经济的持续增长，基础设施建设逐渐加速，尤其是在西部地区，复杂的地质条件给岩土工程勘察带来了极大的困难。为了确保岩土工程的安全、经济和合理性，提高勘察成果的准确性和可靠性，本文从复杂地质条件的现状出发，探讨了相应的岩土勘察方法。

1 复杂地质条件下岩土工程勘察的现状

1.1 勘察技术的局限性

在特定的复杂地质条件下，如软土层、高压地下水、断裂带等，传统的钻探、取样和地质测绘技术难以全面适应，需要采用更高级的技术如地质雷达、三维地质扫描等，但这些技术的应用还不够广泛。即便采用了高级勘察技术，复杂地质条件下的数据解析和模型构建仍然充满挑战，需要依赖高级的计算模型和软件，这些往往需要专业的操作和解读。

1.2 勘察周期长、成本高

复杂地质条件要求使用更为先进的勘察设备和技术，这不仅增加了设备的购置和维护成本，也要求作业人员具有更高的技能水平。在一些极端的地质条件下，如滑坡区、活动断层区等，勘察工作面临更大的环境和安全风险，这增加了勘察的难度和成本。

1.3 勘察成果的可靠性低

复杂地质条件下，地质结构的不连续性、非均质性导致勘察结果的可靠性受到影响。这种情况下，即使是使用高精度的勘察技术，也难以确保完全准确的结果。由于勘察点位的有限性，所获得的数据无法完全反映整个工程区域的地质情况，这种数据的局限性进一步降低了勘察成果的可靠性。

2 复杂地质条件下岩土工程勘察的方法

2.1 综合物探技术

综合物探技术是指运用地球物理学的原理，通过不同的物理场（如磁场、电场、重力场和声波等）的变化来探测地下岩土体的结构、性质和分布状态。这种技术能够提供地下深处的信息，对于无法直接观测到的复杂地质条件具有重要的研究和应用价值。综合物探技术能够实现大范围、高效率的地质勘察。通过地面、空中或井下物探方法，可以迅速覆盖广阔区域，初步判断地下的地质情况，为后续的详细勘探提供依据。这对于时间紧迫或地形复杂、难以进入的区域尤为重要。通过不同物探方法的组合使用，可以从多个角度、多种尺度上探测地下结构，有效识别岩土体的类型、裂隙发育情况、水文地质特征等关键信息。这对于设计合理的工程方案、评估潜在风险具有重要意义。综合物探技术对环境的干扰较小，是一种非破坏性勘查方法。相比于传统的钻探等直接勘查方法，物探技术不会破坏地表或地下环境，更加环保，同时也降低了勘察成本。总的来说，在实际应用中，根据具体的工程需求和地质条件，选择合适的物探方法组合，可以极大地提高勘察的准确性和效率。

2.2钻孔勘探技术

钻孔勘探技术主要依靠钻探设备在地表钻设一定深度的孔，并通过这些孔来获取地下岩石、土壤的样品，同时记录地质情况，测定地下水位等。这种技术可以直接观察到地下岩土的实际情况，是评估地下地质结构最直接和最可靠的方法之一。钻孔勘探技术可以提供直接的岩土样品，这对于确定地下岩土的物理和化学性质至关重要。通过对样品的室内分析和测试，可以准确获得岩土的密度、含水量、强度、渗透性等关键参数，为工程设计提供科学依据。通过不同深度的钻孔，可以详细记录地层的厚度、岩石类型、层序关系等信息，有效识别地下的断层、空洞、软弱带等不良地质体，为工程选址和设计提供重要依据。此外，钻孔勘探技术还可以用于地下水位的监测和评估。通过钻孔可以直接测定地下水位的深度，分析地下水的流动特性和水质情况，对于水利工程、地下结构防水设计等具有重要意义。然而，钻孔勘探技术也存在一定的局限性。例如，钻探成本相对较高，尤其是在地形复杂、交通不便的地区；钻孔数据仅能代表钻孔附近的局部地质情况，可能无法完全反映大范围的地质复杂性。因此，在实际应用中，钻孔勘探技术通常与地球物理勘探、地质测绘等其他勘察方法相结合，以获得更全面、更准确的地质信息，为岩土工程的设计和施工提供坚实的基础。

2.3地下水文地质勘察技术

地下水文地质勘察技术通过一系列的方法和手段，对地下水系统进行详细的调查和研究。通过钻设观测井，可以直接采集地下水样，测定水位，记录水位变化，从而了解地下水位的深浅、季节性变化等基本情况。此外，钻孔还能够揭示地下水流动的方向和速度，为评估地下水资源提供重要数据。泵试验（抽水试验）是一种常用的地下水文地质勘察方法，通过对特定井点进行抽水，并监测周围井点水位的变化，可以评估地下水的渗透系数、导水性能等水文地质参数。这些参数对于理解地下水系统的动态特征和设计地下工程的防水、排水措施至关重要。地球物理勘探方法，如电阻率测量和地震波勘探，也被广泛应用于地下水文地质勘察中。这些方法可以在不直接接触地下水的情况下，探测地下水的分布和地下岩土层的结构，为地下水的进一步研究提供辅助信息。水质分析则是评估地下水是否适合工程使用或人类消费的重要手段。通过分析地下水样中的化学成分和微生物含量，可以判断水质的安全性和适用性，对于确保项目的环境可持续性和公众健康具有重要意义。总之，地下水文地质勘察技术通过多种方法的综合应用，能够全面评估地下水的动态特性、水质状况和与地下水相关的地质环境。这些信息对于岩土工程的设计、施工和运营管理，尤其是在复杂地质条件下的工程项目，具有极其重要的参考价值。正确的地下水文地质勘察和评估，可以有效预防和减少工程中可能遇到的地下水相关问题，保障工程的安全性和可靠性。

2.4数值模拟分析

数值模拟分析技术允许工程师和地质学家详细预测和评估复杂地质条件对岩土工程项目的潜在影响。通过这种技术，可以在不实际干预自然环境的情况下，研究地下水流动、应力分布、变形行为、岩土稳定性等多种因素，从而优化工程设计、降低风险、节约成本。通过模拟地下水流动和分布情况，可以预测工程施工和运营过程中可能出现的渗透、排水问题，为设计合理的防水和排水系统提供依据。此外，还能评估地下水抽取或注入对周围环境的影响，确保工程活动的环境可持续性。通过模拟不同的加载条件和工程活动对岩土体的影响，可以预测地基、边坡、隧道等结构的稳定性和变形特性，指导工程设计中的安全系数选择和加固措施的制定。此外，数值模拟分析还能够模拟复杂的地质灾害过程，如滑坡、地面沉降、液化等。通过分析这些灾害的发生机制和影响范围，可以为防灾减灾策略的制定提供科学依据。数值模拟分析技术的另一个优势是其高度的灵活性和适应性。根据工程需求和地质条件的不同，可以调整模型参数，模拟不同的工程方案和施工方法，从而在项目初期进行方案比选，优化设计。

3 结论

复杂地质条件下岩土工程勘察具有较高的挑战性。通过采用综合物探技术、钻孔勘探技术、地下水文地质勘察技术和数值模拟分析等方法，可以提高岩土工程勘察的准确性和可靠性。在实际工程中，应根据具体情况选择合适的勘察方法，为工程设计和施工提供有效的指导。

参考文献：
[1]孙金平.复杂地形地质条件下岩土工程勘察策略分析[J].建筑与装饰, 2023(6):169-171.

[2]马喜云.复杂地质条件下岩土工程勘察技术的运用分析[J].石材, 2023(7):108-110.

[3]钱秀燕,郑加富.复杂地形地质条件岩土工程勘察要点及方法研究[J].中国科技投资, 2023(18):105-107.