地質工程勘察論文范文
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篇1
水文地質與工程地質有著緊密的關系,沿途的主要組成結構就是地下水,所以它對巖土體工程有著重要的影響,同時也會影響基礎工程的建設,從而影響到建筑的安全性和穩定性。工程地質效果在很大程度上是受地下水位影響的,工程地質土質發生轉變的原因是由于水位的升降變化。地下水位對工程地質的影響主要表現在以下四個方面。
1)地下水位上升引起的工程危害。巖土工程所出現土壤沼澤化、鹽漬化等現象及其所導致的成巖土工程質量下降是由水位上升引起的,地下水位上升對于建筑物的腐蝕會造成更加嚴重的影響,建筑物更容易壞掉,不能長久的使用,導致人力,物力,財力的大量浪費,給國家經濟造成不利影響。部分水位上升還是引起巖土結構破壞的主要因素,同時會造成巖土層結構強度降低而出現流砂、管涌等現象。在實際地質工程中,大量降雨、溫度上升、含水層結構及總體巖土性質改變等是導致水位上升的主要因素。
2)地下水位下降引起的工程危害。地下水位降低可以導致地面下降,工程地面出現塌陷,整個建筑物會坍塌,不僅造成財力的浪費,還可能會造成人員傷亡,后果不可想象。地下水位的惡化主要就是地下水的枯竭造成的,會影響到工程地質的穩定性和安全性。導致正常地質地下水位下降的主要的原因包括采礦人員采礦活動、建筑水庫補給、地下水大量抽取等一些人為因素。
3)地下水位頻繁升降造成的工程危害。頻繁升降的現象有時候會在地下水中出現。巖土層膨脹以及巖土出現不均勻脹縮都是由地下水位頻繁升降導致的,巖土層出現變形往復所導致的地下巖土層中的鋁、鐵等物質喪失的主要原因就是膨脹收縮。進而出現上層土層失去膠結物以及巖土層表面出現松動的現象,降低了整體的巖土層效果降低??梢姷叵滤活l繁升降造成的后果也是十分嚴重的。
4)地下水動壓力作用引起的工程危害。地下水天然動力平衡效果降低導致的移動水壓的改變在很大程度上是由地下水動壓力改變引起的,同時巖土層所出現的流砂、管涌、基坑突涌等導致的水文地質整體狀況大幅降低的現象也是巖土工程地下水動壓力改變引起的。除此之外,地下水動壓力作用還可以導致地下水天然動力平衡的條件發生轉變。
2解決水文地質問題的有效措施
水文地質對于地質勘查越來越重要,采取切實有效的方法對水文地質的各種有關參數進行測定對于提高工程施工的安全性。保證建筑的穩定性以及避免人為誘發水文地質災害的發生有著非常重要的作用,應當對其進行正確客觀的評價。為了充分發揮水文地質在工程地質勘察中的積極作用就要做好水文地質勘察工作,那么,面對以上水文地質問題,我們該采取哪些措施去有效防治呢?
1)詳細的水文地質評價內容。巖土工程勘察報告是展示工程地質勘察的最終成果的主要方式,建筑工程地基基礎設計及施工都是以巖土工程勘察報告為主要科學依據的。全面可靠的報告內容能夠保證后期工程設計施工的安全性,報告內容的錯誤會造成非常嚴重的后果,一點點的差錯就會引發不可想象的后果,因此要求技術人員必須要有耐心與責任心。在水文地質評價的報告中除了要將下水類型,含水層的埋深以及具體的分布狀況、巖土類型、巖土厚度,靜止水位、涌水量、地下水流向以及水力坡度內容包括在內以外,還應該包括各個含水層間的水力聯系以及含水層與地表水體間的水力聯系;地下水的補給和排泄情況等
2)調查準確的工程地質條件。應該將地形地貌、水文地質、巖土的物理力學性質,地質現象等條件作為工程地質勘察中的工程地質條件。在調查這些工程地質條件時,要做到準確詳細。為確保建筑的安全防護措施提供相關科學準確的依據。為了預測工程地質作用會帶來什么樣的影響應當給出正確的客觀的評價,應當查明工程地質條件并結合項目的具體特點,確保對建筑實施具有科學準確性的安全措施。
3結束語
篇2
(一)可行性研究勘查階段
可行性研究勘查階段科學的評價了擬建場地的穩定性以及適宜性。這一階段對工程地質工作的要求如下:1、考察當地的地質、地形地貌以及附近地區的工程地質資料等;2、在搜集資料的基礎上對場地的地層以及構造等工程地質條件進行了解;3、對于那些工程地質條件較為復雜的情況,要根據實際情況來測繪工程地質,開展勘探工作。
(二)初步勘查階段
在初步勘查這一階段,合理的評價建筑場地內建筑地段的地質狀況。這一階段的工程地質勘查工作如下:1、搜集一些可行性研究報告、建設規模等相關資料;2、對地層、構造、水質以及物理地質現象的成因、分部進行詳細的了解;3、對建筑材料的場地以及儲量進行合理的確定。
(三)詳細勘查階段
詳細勘查這一階段要與技術設計充分結合起來,并且在分析以及評價巖土工程的時候,要根據不同的建筑物來進行。詳細勘查可以為基礎設計、處理地基以及物理地質現象的防治提出了堅實的基礎。
二、高層建筑物的主要工程地質問題
本文主要分析了高層建筑物的工程地質問題,由于高層建筑物具有重大的負荷以及分布不均勻,一般情況下要采用深基礎,促使地基變形的深度加大。
(一)建筑物場地的穩定性問題
高層建筑物以及超高層建筑物地基變形會產生較大的影響,這一類建筑物的范圍不僅會影響地表的松軟土,而且也會影響到基巖風化帶。在高層建筑物中,不僅要重視地基土體的穩定性,而且要注重下臥層的穩定性。巖性以及成因類型、土體結構等都影響著下臥層的穩定性。所以,在選擇建筑場地的時候,要以城市地震基本烈度區劃為基礎,在勘探過程中驗證以及查明建筑場地周圍的地質結構,通過分析與比較選擇合適的建筑場地。
(二)基礎類型選擇的工程地質論證
目前,高層建筑的主要形式是指箱基、樁基以及復合基礎。第一,箱形基礎。其中箱形基礎的特點如下:較大的基底面積、整體性較好等特點。如果地基中的土體較為軟弱以及分布不均勻的時候,此時要選擇箱形基礎,這種形式不僅會減少建筑物的不均勻沉降,而且可以合理利用其中的空部分。第二,樁基。樁基包括了鋼管、墩基等幾個部分。樁基具備較高的承載能力,而且可以避免基坑邊緣的穩定性等問題。在上覆較厚軟土層的地基中比較適合使用樁基。所以要按照地基工程的實際施工條件來進行,選擇有效的樁基類型。第三,復合基礎。如果僅僅采用復合基礎這一種形式不能滿足高層建筑對地基強度以及變形的實際要求。如果在施工過程中出現了困難,此時要選擇箱基下樁基的復合基礎類型,采用復合地基處理來降低承載量?,F階段,在實際施工過程中要采用深層攪拌樁。然而如果施工條件較為復雜,造價較高的時候,此時要結合建筑物的實際要求來進行,促使建筑物工程的順利開展。
三、加強高層建筑工程地質勘查工作的途徑
(一)詳細了解以及掌握建設單位對巖土勘測的要求
工程師在勘查工作開展之前,要詳細了解以及掌握建設單位對巖土勘測的要求,并且要充分結合工程的用途以及載荷大小,同時還要充分結合施工現場的實際情況編制科學的制度。另外在制定時間計劃的時候要聯系實際情況,注重資料整理、土木試驗等環節,對試驗、鉆探施工等技術提出了合理的要求。
(二)工程地質勘查人員要充分結合施工現場實際條件進行勘查工作
在開工之前,工程地質勘查人員要從實際情況出發做好勘測以及核實工作,并且要核對鉆機所使用鉆桿的尺寸以及長度,確保各部門技術參數滿足實際施工的具體要求。在巖土勘測這一工作中,要按照相關的規章制度來進行,選擇合理的鉆進方式。在測量高程和水位的時候,要選擇黃海高程,如果條件不合適要采用假定高程,等到施工工程結束之后來測量地下水位。同時工程師要核對以及驗收相關資料來確定相關數量,并且做好現場監督工作,提高勘查技術的質量。
(三)做好地質勘查工作,分析數據,做好整理勘查數據工作
在整理以及分析數據之后要查明現場等實際情況,促使施工工程的順利進行。同時還要檢測地基處理的質量,特別是做好記錄工作,認真分析相關數據,便于日后工作的順利進行,提高工程地質勘查的整體質量。
(四)加強回訪工作,查明其中的不良地質問題
為了能夠促使地基的質量與現實施工條件相符合,這就要采取有效的措施來檢測工程的質量,特別是對于那些施工過程中的數據域勘查報告不相符,此時要合理的分析,減少工程過程中的質量問題。
四、結語
篇3
關鍵詞:工程;地質勘探;水文環境
中圖分類號:F407 文獻標識碼:A
水文地質勘探工作在很多方面都有重要的作用,例如對建筑物持力層的確定、基本設計以及工程整體的地址危害控制等內容都離不開對水文地質的勘探,因此,做好水文地質勘探工作具有重要的現實意義。
1 水文勘探活動應包含的內容
水文地質環境勘探過程實踐中,一般要從以下幾個方面入手進行,首先要研究地下水文環境對建筑物基樁及巖土工程作業所產生的影響,并提出相應的應對措施。
1.2 地下水文勘探工作中,要根據各個建筑物樁基的具體情況來進行分析,結合其實際需要確定相關的地質內容,只有這樣,才能夠保證水文地質材料的真實性、科學性,同實際狀況相符合。
1.3 要根據地下水文環境對巖土工程的影響提出具體的應對措施。
①地下水水位線以下的建筑物基樁中水對砼及砼內鋼筋的腐蝕性。②對選用軟質巖石、強風化巖、殘積土、膨脹土等巖土體作為基礎持力層的建筑場地,地表下含水層中持續的水源活動會導致地下巖土層硬度下降、開裂、體積變大或縮小,所以地下水活動對地質的應該被著重記錄。據研究可知,當建筑物基樁所在的地層深度含有松散、飽和的粉細砂、粉上時,應預測產生潛蝕、流砂、管涌的可能性。③如果勘探地區的地層結構中存在承壓含水層,應對基坑開挖后承壓水沖毀基坑底板的可能性進行計算和評價。④在地下水水位下建設建筑物深基坑,應進行滲透和富水試驗,要充分分析人為降低地下水水位導致的地下環境改變對附近建筑物結構帶來的危害。
2 巖土水位環境研究
巖土水理性質說的是在地下水互相作用的同時表現的物理特性,巖土水理性質在地下水文勘探中主要用于研究巖土強度變化和脫水或吸水后巖土層物理形變產生的對附近建筑物結構安全造成隱患。以前的勘探工作中,對其水理性質的研究就不夠充分。巖土的水理性質是巖土和地下水互相作用展現的結果。
2.1 地表下水儲存按貯存形式和物理性的不同可以分為重力水、毛細管水以及結合水三大類型。其中結合水根據結合強度的不同又可以細分為弱結合水和強結合水。
2.2 巖土水理性質及測試辦法:①軟化性,主要是對演示耐水浸水能力、耐風化能力加以判斷的指標。一般粘土層、頁巖、泥沙質巖、泥巖等都存在一定的軟化性。據研究得知,如果地下環境中存在易軟化巖層,在地下水的長期持續侵蝕下逐漸產生軟弱夾層。②透水性,是指巖土層可以析出水分的物理特性。巖上體滲透系數,是一項重要紙幣,在地質調查中靠抽水試驗獲取,在勘探后活動中,物理特性中的透水性通常用滲透系數測算。③崩解性,說的是巖浸水濕化之后,因為土粒遭受到損壞,使得其整體的土質崩解。④給水性,飽水巖土在地球重力影響下從縫隙中滲出水分,通常用給水度來衡量滲出水的量。在地質勘探活動中給水度是一項重要的指標,對場地疏時間產生重要影響,給水度主要通過幾項實驗進行測定。⑤脹縮性,說的是巖土在吸收充足的水分之后體積有所增加,在失去水分之后體積有所減少,這種特性的根本就是因為其表面的顆粒通過吸水增加水膜的厚度,以及水膜脫水導致形變而產生的。
3 要充分考慮地下水文條件對巖土工程的影響
地下水水位的降低和升高以及其壓力變化等原因導致了地下巖土工程施工過程中的安全隱患。
3.1 地下水位環境的變化會給巖土工程作業帶來一系列的不良影響。自然力和人為因素都會導致地下水文環境的變化。如果地下水水位劇變,會對建筑深基坑工程造成不可挽回的損失,也會嚴重影響周圍建筑物的結構穩定性。地下水位環境的變化所引發的損害還有以下幾種形式
3.1.1 地下水水位升高會導致巖土工程安全隱患
導致地下潛水水位升高的原因很多,最重要原因是受水位環境的影響使地下含水層和總體巖發生的改變以及水文氣象原因的變化引起的作用,包括降水和氣溫等內容,另外還有人為影響的灌溉和施工等方面的內容的作用,還有的會是多方面因素作用的效果。
3.1.2 地下水水位降低會對巖土工程作業的安全進行產生影響。人為活動也可以使地下水水位降低,假如用抽水泵大量抽取地下水,為開采化石能源將地下水抽出,再如一些大型水利工程的建設會對地下水水位產生影響。地下水水位降低速度的增長,會引起包括地裂、地面塌陷或者沉陷等自然現象,嚴重的情況還會有水源枯竭、水質遭污染的現象,這些情況會對水體、土質和建筑以及人類的正常生活產生不良影響。
3.1.3 地下水水位變化會妨礙勘探活動。地下水水位上升與下降,地下巖土會不均勻的膨脹,導致地下環境變化。地下水水位如果變化幅度多大,地下巖土環境的形變量也隨之增長,再有一些小型的建筑也會因此產生地裂的現象。地下水升降的變化會受到多方面原因的影響,包括地下水滲透在內的多種原因會淋失土壤當中的鐵鋁成分,這樣一些膠結物的流失會引起土層的松散,另一方面其水分的含量也會有所增加,同時壓縮模量和土壤的承受力也不如從前,對于基礎性的工程內容和后續處理有一定的影響。
3.2 地下水動壓力給與巖土工程的壓力損害
在自然環境下地下水的壓力的作用不大,這樣就會形成一定的巖土工程損害,包括流砂、管涌、基坑突涌等。這些內容的構成和預防都已經具備了詳細的記錄,有關人員可以獨立搜集查閱。
結語
根據以上內容總結,我們可以知道水文地質工作在多方面都有重要的應用,包括建筑物持力層的確定、基本設計以及工程整體的地址危害控制等內容,工程勘察領域的工作水平不斷發展,必然會使得這方面的工作受到更好的管理和關注,落實完善水文地質工作會對提升其勘察能力有重要的作用。
參考文獻
篇4
水文地質勘察是巖土工程勘察中必不可少的組成部分之一,它和巖土工程相互影響,互利共生,下面以地下水環境的建筑物為例研究水文地質的勘察的重要性。在建筑物周圍存在這地下水,這些水影響建筑物周邊的土壤和巖石的耐久性和壽命,建筑物也會同時受到很大的影響,同時地下水作為巖土資源的一部分,對于其他的巖土體的特性也有很大的影響,對于巖土工程的勘察工作的效率也會有很大的作用。在勘查工作中加強水文地質勘察,這不僅提高了巖土工程的勘察效率和質量,而且還為工程的后續開展提供了理論依據。然而在很多的官方和非官方的巖土工程勘查中,水文類的地質因素經常被忽視,被當做是象征性的工作之一,在后續的施工過程中,因為缺乏水文地質的資料和分布狀態,往往會發生一些重大的安全事故。因此水文地質勘察對于巖土工程的勘察極為重要。
2巖土地質和水的關系
建筑和地下工程的穩定性和巖土的地質情況有著很大的關系,在建筑和土木工程中發生的事故往往是由于巖石的強度不夠或者土壤的勘查工作不夠充分造成的。在巖土中的材料主要分為兩種,一種是土壤,一種是巖石,這兩個材料的成形都和水息息相關,土壤中一般都含有大量的水,而巖石的形狀的成形是河流沖刷之后形成的,因此巖土地質和水有著重要的聯系,主要可以分為以下三個方面。2.1巖土體的脹縮性巖土體的脹縮性是在空氣的氣氛下,在失去水之后體積收縮或者在吸收水之后體積膨脹的物理反應。由于巖土存在著和周圍的空氣交換水的現象,土壤中的水因為溫度的升高而蒸發,散發到空氣中,最后體積減??;然而在下雨天或者濕潤氣候的時候,土壤顆粒之間的間隙提高,吸收了水之后,在表面形成了一層水薄膜,最后體積增大,因此巖土體因為水文地質而存在縮脹性。
2.2巖土的軟化性質
由于巖土體的只要成分包含了土壤和巖石,土壤顆粒之間存在著大量的空氣,是一種膨脹的物質,與之相反的是巖石顆粒之間的間隙較小,基本不會體積縮小,但是在水中浸泡之后會存在強度和硬度減小的現象,因此巖土體存在著軟化效應。一般的巖土體都存在著軟化的問題,例如頁巖,泥巖,松土巖等等,由于巖土地質中的水文因素的存在,巖土表現出了很強的軟化現象。2.3巖土體的透水性質巖土體的透水性巖土體由于重力的作用,其中吸收的水分會逐漸流失并穿過土壤顆粒的現象。相對而言,松散的巖土的透水性較強,而堅硬的泥土的透水性較強。在巖土工程過程中,由于土壤中透過了水,土壤的結構會受到很大的影響和破壞,還可能造成土壤直接混入水中形成泥石流等重大自然災害。水分子沒有透過土壤的部分可以把土壤黏在一起加強土壤的強度和硬度,因此水文因素在透水方面對于巖土工程的規劃和勘察有著很多的影響,整體上改變了巖體的結構和強度。
3水文地質對巖土工程的危害
水是地球上最寶貴的東西,生命正是因為水而蘊育產生,因此水文地質對巖土工程有著很獨特的作用,其中地下水對巖土工程有一定的危害。當地下水水位發生變化時,巖土體也會受到極大的傷害:水位上升,會造成一系列的問題,包括巖土沼澤化,斜體滑坡,山崩,溶洞坍塌,地下項目工程完全毀壞等等;當地下水水位降低時,往往是因為植被遭到破壞或者降雨不足引起的,這樣會帶來地質干枯,水質惡化,河流營養化等問題;地下水位頻繁升降,由于地下水對巖土的軟化作用和脹縮作用,巖土將會出現硬度發生改變,頻繁的地下水水位升降會使得巖土層達到疲勞,土壤和巖石解體,造成土地坍塌,建筑損壞,土壤營養流失等問題。因此地下水位對巖土體的影響可以分為以下三類:
3.1地下水上升引起的巖土工程危害
水文地質的水位上升有很多的影響因素,主要的原因包括了氣候因素如強降雨,降雪,氣溫變化等等以及人為因素如建筑工程如水壩建立,水電站的建造等等因素。這些問題會對巖土資源的分布和結構帶來很大的影響,由于突然的軟化效應,強降雨會造成泥石流和道路坍塌等問題,而由于巖土體的透水性,水位上升會導致過高的水位對地下項目如地鐵,挖礦,隧道等等工程帶來致命性的傷害,抑制項目的進度,同時由于水位過高,巖土的強度也會受到很大的影響,橋梁和山體的硬度都急劇降低,會導致山體崩塌和橋梁斷裂的問題。因此水文地質的水位過高對巖土工程有著很大的傷害。
3.2地下水下降引起的巖土工程危害
地下水位過低會對巖土工程帶來同樣巨大的危害,水位降低主要是因為人為的因素造成的,人們大量的抽取地下水而浪費水資源,砍伐樹木,毀壞植被,填湖造田等等,這些都會對地下水造成極大的傷害。地下水下降過多,會導致山崩地裂的問題,湖泊水源干枯,水中的生物死亡導致水質過于營養化,同時由于巖土體的脹縮性,巖土質量會受到很大的影響,土壤會過硬,導致植被也無法生存,農民的收入大幅度降低,農產品枯萎死亡。因此水文地質的水位過低對巖土工程有著很大的傷害。
3.3地下水頻繁升降對建筑帶來的影響
地下水的頻繁升降會引起巖土產生不均勻,導致建筑的質量大幅度降低,由于地下水的大幅度升降會帶來土壤中營養如鐵,鋁等缺失,同時頻繁的地下水水位升降會使得巖土層達到疲勞,土壤和巖石解體,造成土地坍塌,建筑損壞,土壤營養流失等問題。
4結束語
篇5
[關鍵字] 基礎地質 巖土工程 勘察
[中圖分類號] P5 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X(2013)-2-129-2
0引言
隨著時間的推移,巖土工程勘察工作正如火如荼的開展著,有關于這方面的規章制度也在不斷完善。然而人的思想不同,能力上也有所區別,就對這些規章制度產生了分歧,引發不必要的損失。與實際中,此類情況不勝枚舉,是工程建設在規范性上達不到標準。下面就對此展開討論。
1基礎地質和巖土工程勘察概況
巖土工程地質勘察的主要目的是弄清楚工程現場的地質情況并為其設計、施工提供地質勘察成果及各項巖土的工程參數,其勘察報告的質量對工程的安全和造價起到舉足輕重的作用。施工的安全問題以及成本的問題都與初期工程勘察的成果有著密切的關系。施工過程中的很多環節都涉及到了基礎地質中巖石的實際情況。對巖土工程進行考察包含了很多步驟,這些包括現場鉆探、原狀土取樣、室內試驗和現場進行原位測試等方面,這些都是要在國家的支持下才能夠進行,經驗豐富能為施工帶來很多好處,少走很多彎路。一份巖土工程的勘察報告要做到真實可靠,這樣才能如實反映出真實的情況,才能找出存在問題,就可以進行探討改正,給出適當的建議,有利于工程的發展。
2基礎地質在巖土工程勘察中的應用
2.1對基礎地質巖土的室內測試
工程基礎地質室內測試的主要問題是地質巖土樣送達試驗室后未及時進行開樣測試,或不按操作規程要求進行試驗操作。舉一些例子來說明吧:對于時間上比較隨意,沒有很好的把握;巖石固結試驗的壓力值達不到上覆自重應力與附加應力之和的要求,但很多固結測試并未按規范要求進行平行測試,這樣就會是得出的結果真實度不高,不易令人信服,常常自相矛盾,浪費人力,物力,財力。這樣一來,就要求地質室內的試驗要有時效性,并遵守國家相關的規章制度。
巖土的室內試驗可以測定巖土的物理力學性質指標,但這是建立在原狀的土、巖樣和科學、正確的試驗分析方法基礎上的,沒有其中一個,都會大大降低真實性。這些情況就表現在:原狀土、巖樣的采取、保管。
不同的巖石和土要有不同的取樣器,要根據巖石和土的性質,分別采取適應自身的取樣器,這樣才會對試驗有所幫助。樣品要及時進行試驗,否則就要儲存好;要根據土質的特性進行一定的劃分。要充分了解土質的方面的特性,這樣才能對土質有一個整體的概念。如膨脹土的特征是液限及塑性指數高、具裂隙,而且在50及100kPa壓力固結試驗時會出現百分表測出的變形量小于同級荷載作用下的儀器變形量的情況(因我國膨脹土的膨脹力一般在50~100kPa之間)。此外,對粉土定名時不能只重視塑性指數≤10的指標,還要注意粒徑>0.075mm的顆粒質量不超過總質量的50%的指標,若僅按塑性指數劃分必然會造成一些誤判,另外,對粉土進行承載力深寬修正和液化判別時均須根據其粘粒含量數值來進行計算,因此,地質中粉土的粘粒含量是必做的工作;工程剪切方法的選擇。直剪試驗剪切破壞面與實際土石體剪切破壞面不一致,剪切時排水條件不易控制,按《土工試驗方法標準》(GB/T50123- 1999) 規定,快剪試驗只適用于滲透系數
2.2基礎地質的野外踏勘和資料搜集
進行野外的勘察是十分必要的,這樣可以收集最新的數據,進行分析了解就可以得出最新的成果,所以工作人員要在思想意識樹立起這樣的一個概念。進行野外勘察,工作人員可以得到很多知識,而且由于是實際考察得出的,所以真實性不容置疑,這樣勘察工作也為后期工作的展開打下了基礎,指明了前進的道路,避免在錯誤的方向上越走越遠。
在野外進行勘察的時候,就要對巖土進行勘探,要想使工作進展順利,就要做好前期工作,明確自己的目標,確定自己勘察的內容以及在這過程中會用的知識方法。準備工作是至關重要的,做好了準備工作,后期才會更加通暢,有計劃的進行下去,否則只會是一盤散沙。
原始基礎地質資料的獲取,巖土工程勘察一般時間短、任務重,獲取準確、全面的原始資料是巖土工程勘察中最基本的工作,任何誤判和假象均會直接影響工程勘察的質量。從這些方面就可以看出:工程野外勘察地層的劃分要十分仔細,要根據工程野外勘察地層的劃分,而這就需要在勘察時做出必要的收集資料。對多鉆機共同作業情況,應首先集中技術人員勘探1~2個鉆孔,統一勘察編錄形式,避免野外勘察資料的分層、定性、描述等難以統一,給勘察資料整理帶來困難;勘察工作的原位測試應嚴格按規范進行。靜力觸探試驗時為減少零漂應定深調零,尤其是在施工區域的氣溫與地溫相差較大的季節,工程勘察的觸探指標相差較大;標準貫入試驗按照規定進行桿長和孔深校正,不僅可以保證在縮徑和孔底有殘留時測試位置控制在應測試段,還為及時發現極軟弱地層標貫自陷、自沉現象,從而確保標工程貫入數據的真實性。重型及超重型動力觸探按規定需連續貫入。由于碎石類土采樣難、巖心采取率低(因鉆進多采用泥漿循環,細顆粒易沖失),對碎石類土的相對軟弱夾層較難發現,而且碎石土的承載力一般較好,但其均勻性對基礎地基變形的影響很大,現實中不乏因碎石土的局部夾層導致建筑不均勻變形過大的實例,連續貫入是發現碎石土有無相對軟弱夾層、判定碎石土均勻性和密實程度的必然要求。但也有人認為,連續貫入效率較低且起桿困難,在勘探時不能做到連續貫入;區域地下水位的觀測,不僅要充分考慮周圍地下水開采因素,還應在觀測的最后一個鉆孔施工24小時后進行,其次,水位觀測宜與鉆孔標高回測相結合。水位換算地下水的正確流向允許±2cm的誤差,水位量測直接參照孔口是根本無法滿足要求的。
篇6
[關鍵詞]地質勘查 礦產工程勘查 方法介紹 應用分析
[中圖分類號] F407.1 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X(2015)-2-132-1
0引言
地質勘查技術包括技術種類較多,主要就是利用物探、鉆探、遙感、測繪等對地質結構進行研究與分析,近些年此類技術在礦產工程中的應用也日趨廣泛和深入,為礦產工程提供了重要的技術支持。
1礦產工程地質勘查的工作
1.1對資源進行拓展勘查
礦產開發有一定的資源局限性,在開發中礦產開發的年限決定其生產的發展,任何礦產的開發都是有時間限制的,所以多數礦產工程都必須重視持續性開發,所以在礦產工程中必須利用勘查技術對潛在的資源進行勘查,尤其是對銅礦、鉛礦等更應進行持續的勘查,發現潛在的資源以保證礦產生產的持續性。
1.2幫助生產勘查
在礦山進行開發的過程中,必須進行持續的地質勘查才能為礦產工程提供必要的數據支持,指導制定的相關的工作計劃和生產計劃,因為礦山開采是一個持續的過程,且在開發中會不斷遇到新的地質問題,所以在生產的過程中也必須進行地質勘查,以此保證礦山的合理開發與充分開發。對于生產中的礦山而言,開采對地質結構是一種破壞和干擾,所以必須對地質情況進行及時的勘查,同時也是對周圍礦產蘊藏情況的調查,以此指導進行進一步的開發工作。對已經開發的礦區進行安全評估,對未開發的地區進行礦物勘測,對于礦山生產顯然意義重大。
1.3對礦產進行綜合性評價
礦產生產與工程中往往存在礦產綜合開發的問題,即對礦產的類型以及伴生礦等情況進行分析,進行綜合性評價,并制定相關開發計劃等,綜合開發或者緊缺礦產開發甚至是尾礦生產都離不開地質勘查,因此勘查技術可以幫助其實現綜合性開發,提高資源的利用效率。
1.4關閉階段的地質勘查
礦山生產接近尾聲時需要對礦山進行關閉處理以及復墾工作,這些都需要對礦山地質情況進行勘查,并提供重要的資料,指導礦產工程進行后期的坑道關閉以及環境保護等。開發完成之前應進行必要的地質評估,關閉前應提交地質報告方便工作的開展。對于廢棄的礦山或者閉坑礦山等,必須進行地質和環境評估主要是保證環境以周圍的居民生產和生活的安全。并可以根據資料對礦山的地質環境進行綜合性的利用或者開發,因此勘查資料的作用是不容忽視的。
2礦產地質中所采用的勘查方法
2.1地質填圖
此類技術就是在礦產地質勘查的過程中利用相關地質理論對所需要開發的地質結構進行分析,對地質礦產的生成以及結構進行全面的分析,主要是細致調查生產區域內的地質結構以及巖層的基本性質,對其成礦的規律以及地質信息進行匯總,除了獲得必要的礦產資源分布信息外,也對地質情況進行了解。
2.2礫石分析
礫石分析也是一種重要的地質勘查技術,主要是對礦體表層風化的礫石進行調查與分析,或者根據與礦化相關礫石性質進行分析,因為重力和冰川、水流等作用,礫石會呈現出大范圍的分布,且與礦床的分布有直接關系因此通過對礫石的研究與分析可以直接獲得山坡、水系、冰川的活動規律從而找到對應的礦床位置。該技術通常可以通過直接的觀察與分析來獲得最為直接的地質資料,從而幫助礦產工程獲得第一手的資料。
2.3重砂分析
在礦產地質分析中可以利用各種疏松的沉積物中的自然礦砂來進行分析比對,從而獲得礦床的性質和位置等,并將砂礦作和原生礦作為尋找的目標,通過對重砂的分析來獲得礦產的位置與分布情況。
3礦產工程地質勘查技術應用
3.1地形結合工程測量
地形和工程測量就是采用國家地理高程的基準點來對礦區的位置進行標定,如果在勘查中需要對邊緣的礦區進行勘查則可以利用全球定位系統進行全面的測量與分析,獨立構建一個坐標系統完成測圖,獲得礦區相關的數據資料。在測圖的過程中應選擇適應勘查的儀器設備等,并確定定位時間、定位程序等,并對測量的精度等進行全面的規劃與分析,確定標準與明確說明,以此提高勘查的準確性。同時對于精度應嚴格的要求,執行規范中的標準,滿足勘查的要求,對于不同的勘探剖面比例尺,應保證實測剖面的準確。
3.2地質填圖的應用
地質填圖在應用時不論是比例如何其都應作為地質勘查的基礎,填圖必須精確,必須滿足規范中的精度要求。對于比例尺較大的填圖而言其服務的對象時礦產勘查、礦山建設等。因此選擇比例時應根據實際的工程需求選擇,以礦體規模、復雜程度、勘查階段等作為標準。做好地質點設置的工作,當布點完成后,應利用儀器幫助繪制具體的點的位置。如果是薄礦體、標志層等抑或是特殊地質對象等,應可以擴大進行標識。
3.3水文地質技術應用
水文地質尤其重要的勘查意義,水文地質工作也是勘查的過程之一,對于不同比例的水文地質、工程地質、環境地質等調查的結果,其都應滿足相關比例尺的約束范圍。同時應滿足礦區內的水位地質、工程地質等基本的需求,對于專業的水文地質工作以及巖層礦物物理學性質檢測而言,其都應滿足向規范的要求,并保證檢測結果的真實性。
3.4探礦應用
探礦時應按照勘查技術的應用特征進行選擇性應用,利用勘查結果對有利于成礦的區域進行重點勘查,這樣容易獲得更好的效果。在實際的應用中應重點弄清斷裂帶的相關分布情況,并對礦田、礦床的展布層次進行細致分析,獲得其分布的特征??刂频V田、礦床的斷裂曾與控制區域的深大斷裂帶有著相關的規律。同時在不同的地質構造作用下,形成礦床的條件也會發生改變,此時應注意與區域深大斷裂帶近于平行或斜交的次級斷裂構造控制的礦田、礦床成礦帶,并也以一定的間距行排列產出。因此,沿不同級次與成礦關系密切的斷裂追索,對比成礦地質條件,易于取得好的找礦效果。
4結束語
技術發展促進了礦產勘查工作的發展,未來可以在礦產工程中獲得更好的生產效率,使得自然資源得到利用,并對礦山周圍的環境加以保護,勘查技術已經被重視并大范圍的應用到生產中,而未來的發展的集中在將傳統技術和方法與新技術結合起來,并使之發揮更好的勘查效果上。
參考文獻
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篇7
本專業主要培養具備能從事各類工程建設的場地評價,巖土體特性分析,特種地基加固處理,地質災害評價與治理等地質工程領域的各項工作的高級工程技術人才。
二、培養要求
畢業生應獲得以下幾方面的知識和能力:
具有較扎實的自然科學基礎,了解當代科學技術的主要方面和應用前景,熟悉地質工程勘察、設計施工。 掌握工程地質、工程力學、巖土力學的基本理論,地下工程、工程材料、結構分析與設計、地基處理方面的基本知識,掌握有關電工、工程測量與試驗、施工技術與組織等方面的基本知識。具有工程制圖、計算機應用、主要測試和試驗儀器使用的能力;具有綜合應用各種手段(包括外語工具)查詢資料、獲取信息的初步能力。熟悉國家有關工程勘察,建筑工程等方面的政策、規范和法規。具有進行工程勘察、設計、試驗、施工、管理和研究的初步能力。
三、主干學科 地質工程
四、主要課程
英語、高等數學、大學物理、普通化學、計算機基礎、材料力學、結構力學、巖土力學、建筑材料、鋼筋混凝土結構、道路勘測與設計、地下結構、施工技術與施工組織、地質工程經濟與企業管理。
五、主要實踐性教學環節(內容、要求)
設計1——鋼筋混凝土課程設計
時間:1周
內容:鋼筋混凝土結構
目的與要求:
通過本課程設計,使學生進一步掌握鋼筋混凝土結構設計的基本原理、方法和步驟。受到鋼筋混凝土結構設計的初步訓練。設計分兩部分進行,一部分為鋼筋混凝土樓蓋設計,一部分為單層廠房結構設計。要求學生完成相應的計算說明書及結構設計圖紙。
設計2——巖土體工程課程設計
時間:1周
內容:巖土體穩定性評價、巖土體工程設計
目的與要求:
通過本課程設計,使學生進一步掌握巖土體穩定性評價及巖土體工程設計的原理、方法和步驟,受到巖土體工程設計的初步訓練。要求學生在教師的指導下,完成相應的計算說明書和設計圖紙。
設計3——基礎工程設計
時間:1周
內容:根據工程地質勘察報告及有關資料選擇基礎方案,并進行設計、計算、繪出施工圖。
目的與要求:
通過本課程設計,使學生進一步掌握基礎工程設計的原理、方法和步驟。受到基礎工程設計的初步訓練。要求學生在教師的指導下,完成相應的計算說明書和設計圖紙。
測量實習,安排在第5學期,時間1周,內容為工程測量,要求學生在實習結束后,編寫一份實習報告。
認識實習,安排在第4學期,時間3周,內容為地質認識實習。
教學實習,安排在第6學期,時間7周,內容包括工程地質勘察、原位測試、室內資料分析與整理。要求編寫一份實習報告。
畢業實習及畢業設計(論文),安排在第8學期,時間12周。
畢業實習及畢業設計(論文)是實現本科培養目標的重要階段,是學生學習、研究與實踐成果的全面總結,也是對學生綜合素質與工程實踐能力培養效果的全面檢驗。通過畢業實習和畢業設計(論文),使學生達到工程師工作能力的初步訓練。
要求:選題盡可能結合生產實踐,做到一人一題,要求學生在教師的指導下,獨立完成畢業設計(論文)。
答辯:畢業設計(論文)完成后,由系統一組織答辯。
六、主要實驗
室內試驗(巖土物理力學性質測試、建筑材料試驗等)、野外現場試驗(巖土物理力學性質現場原位測試、工程監測及檢測等)
七、最低畢業課內總學時:2500學時
最低畢業總學分:模塊A:176學分+分 模塊B:178學分+7學分
篇8
關鍵詞:橋梁 巖土工程 勘察 關鍵點
進入21世紀以來,社會經濟迅猛發展,我國的基礎設施得到了前所未有的發展。橋梁建設是我國基礎建設工程中的重中之重,是交通運輸的關鍵。橋梁的架設與安置不是隨意而為的,它除了要考慮通行的基本要求,還要滿足技術和經濟的可行性。開展巖土工程勘察的目的就在于充分了解和掌握橋梁架設地的環境巖土工程地質條件和水文地質條件,為橋梁設計提供相關巖土參數及技術支持。
橋梁工程不同于其他基本建設工程,有其特殊性,其勘察基本關鍵點在于:勘察大綱編制、勘察目的及其任務確定、勘察手段選取、鉆孔布置及孔深確定、鉆探質量控制、參數確定及建議、地基基礎方案分析論證等。
一、勘察大剛編制
勘察大綱是巖土工程勘察的主要依據之一,大綱編制的質量直接關系勘察成果質量的優劣,對工程建設起到重要作用,但其重要性往往被一些勘察單位忽略,很多單位在勘察前無勘察大綱或勘察大綱簡單編制,無針對性,不能很好的指導勘察工作。
為有效指導勘察工作,保證勘察成果質量,勘察前應認真收集工程特性資料、項目所正在地質及地震資料、區域氣象水文資料、鄰近工程勘察資料等,有針對性的進行現場踏勘,編制勘察大綱,勘察大綱一般應包含如下內容:項目概況(如建設規模和標準、橋梁特征、任務依據和已做過的地質工作等),勘察依據的主要技術標準,自然地理和工程地質概況,勘察實施方案,組織機構、人員組成、設備配置、進度計劃、質量管理、安全和環境保護措施等,提交的成果資料和其他需要說明的問題。
勘察大綱應由具備注冊巖土工程師的人員編制,經審核后方可用于指導勘察工作,項目組勘察人員應嚴格按審核后的勘察剛要實施,在勘察過程中對存在的問題應及時反饋給公司技術部門,進行技術會商,共同研究解決勘察中遇到的技術問題。
二、勘察目的和任務確定
勘察前應根據相關規范要求認真收集勘察目的和任務,勘察目的和任務書一般由設計單位提供,勘察前只需收集即可??辈烊蝿諘鴳w設計單位章。
但需要注意的是,勘察任務書不是一成不變的,勘察單位如發現設計單位提供的勘察任務書不全面或是針對性不強等,應及時提出,和設計單位共同研究探討,完善任務書要求,以便更好的指導勘察工作。
三、勘察手段選取
常用的勘察手段為工程地質調繪、工程地質勘探、原位測試及室內試驗等。在實際勘察過程中,勘察手段應根據項目所在地的巖土工程條件,結合工程特點合理選取,對同一工程應采取多手段進行,并對不同勘察手段形成的成果進行整理、分析,以查明場地環境巖土工程條件、水文地質條件,為設計及施工所需的巖土工程參數提供基礎依據。
四、鉆孔布置及孔深確定
鉆探是勘察的基礎工作之一,也是重要勘探手段之一,鉆孔布置的合理與否、鉆探深度的合理確定等關系勘察質量,對工程造價及安全起到很重要作用。
鉆孔布置及孔深的確定應在收集橋梁位置所在地的地形圖、地質圖、相關設計資料、鄰近工程勘察資料等基礎上,按《公路工程地質勘察規范》(JTG C20-2011)5.11.4、6.11.3條的要求確定。
鉆孔的布置和孔深應滿足查明橋位區的地層分布情況及特征,滿足巖土定名、取樣、設計等要求。鉆孔的布置和孔深的確定不是一成不變的,應根據實際勘察過程中所查明的地質情況結合橋梁特征等進行調整,必要時應會同設計單位進行協商,共同確定鉆孔位置及孔深。
在山區勘察,鉆孔的布置和孔深的確定更是要做好探究,以免把孤石錯定為基巖。
五、鉆探質量控制
鉆探工作是巖土工程勘察的基礎工作之一,其鉆探質量直接關系巖土定名是否準確、樣品級別是否滿足試驗要求、地基基礎方案選取是否合理等,勘察過程中應嚴格按《建筑工程地質勘探與取樣技術規程》(JGJ/T87-2012)執行,記錄鉆探相關參數及鉆探情況等,及時、準確的做好現場編錄工作。為了保證樣品的原狀,在勘察中應當嚴格控制巖芯采取率、合理選取鉆頭類型、鉆進方法和取土器類型等,并做好記錄,通過對比分析結果,控制鉆探質量,避免因鉆探質量差造成勘察嚴重失誤。
六、參數的確定及建議
巖土參數的確定和建議是否合理及正確,直接關系橋梁設計的造價及安全性,其重要性不言而喻??辈靸葮I整理時,應對不同測試手段所得的參數進行分析比較,當差異較大時,應找出原因,必要時進行補充測試工作。所建議的參數應明確其試驗方法和取值標準,并注意測試方法與計算模型的配套性,力求提供滿足設計要求的合理參數。
此外,巖土參數的建議還應結合地區經驗等進行綜合取值,必要時應進行現場載荷試驗。
七、地基基礎方案分析論證
地基基礎方案的分析和選取是否合理,直接關系梁設計的造價及安全性。應根據橋梁類型、規模及特征,結合場地巖土工程、水文地質條件及地區經驗等對橋梁地基基礎方案進行分析論證,一般可按天然地基上的擴大基礎人工地基上的擴大基礎樁基礎等深基礎方案進行分析評價。對同一橋梁工程的地基基礎分析評價類型應不小于1種,并分析各方案的優缺點,推薦最優方案,必要時應和設計人員進行溝通,共同確定地基基礎方案。
結束語
橋梁架設作為道路工程中的關鍵節點,其重要性不言而喻。而巖土工程勘察作為橋梁設計的基礎,勘察設計單位一定要做好巖土工程勘察工作,找到勘察的關鍵點,對其進行分析探究,提供滿足規范及設計要求的巖土工程勘察報告,為橋梁設計的經濟性、安全性提供重要技術依據及保障。
參考文獻
[1]《公路工程地質勘察規范》JTG C20-2011.
[2]《建筑工程地質勘探與取樣技術規程》JGJ/T87-2012.
[3]倪川,孔凡芬.淺談橋梁工程巖土工程勘察[J].技術與市場,2011,08:102.
篇9
關鍵詞:課程體系 教學改革 水文與水資源工程 創新能力
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2015)06(c)-0133-03
Curriculum System Construction of Hydrology and Water Resources Engineering
Zhang Yongbo Zhang Zhixiang Yang Junyao Zhao Zhihuai Zhao Xuehua
(College of Water Resources Science and Engineering,Taiyuan University of Technology,Taiyuan Shanxi,030024,China)
Abstract:In order to meet the social requirements of engineering innovative talents,it is necessary to construct the hydrology and water resources engineering professional curriculum system of Taiyuan University of Technology,and it has great significance in cultivating students innovation capability.Based on the analysis of existing problems in hydrology and water resources engineering curriculum system in the College of Water Resources Science and Engineering of Taiyuan University of Technology,hydrology and water resources engineering professional curriculum system construction under the conditions of new situation is proposed,including new curriculum,setting up a reasonable curriculum order,curriculum content reform,selection of reasonable teaching materials,increasing the experimental teaching and scientific research transformation teaching,to lay the foundation for the further improvement of quality of undergraduate teaching and the cultivation of innovative talents of hydrology and water resources engineering.
Key Words:Curriculum system;Teaching reform;Hydrology and water resources engineering;Innovation capability
水文與水資源工程是太原理工大學水利科學與工程學院的主要專業之一,其前身是原“水文地質與工程地質”專業,1975年第一屆招生,1997年國家專業調整時取消,2004年水文與水資源工程專業獲山西省教育廳批準,2005年恢復招生。作為目前山西省高校中惟一一個水資源類本科專業,堅持立足山西、面向全國的發展方向,針對山西山丘區多、干旱缺水、污染嚴重、礦山開采誘發地質災害及水循環系統嚴重破壞等自然地理和經濟發展特點,制訂培養計劃,開設的課程涉及地表水和地下水兩個方面,并且有機地將地表水和地下水結合起來培養專門人才。近年來,我校水文與水資源工程專業取得了較大成績,畢業生的就業形勢良好,但面對新形勢條件下我國經濟社會發展對創新人才的要求,還存在一定的差距和不足,特別是教學環節中的課程體系存在一些問題,已直接影響到課堂教學效果和學生創新能力的提高。為了適應水文與水資源工程專業目錄調整的需要以及滿足工程領域發展迅速、知識更新快、工程創新人才需求緊迫的要求,有必要對我校水文與水資源工程專業課程體系進行構建,對提高教學效果及培養學生創新能力等具有重要的理論和現實意義。盡管已有學者針對水文與水資源工程專業進行了諸如課程體系、實踐等教學改革[1-8],但是從總體上看,目前全國關于水文與水資源工程專業教學改革的理論研究成果仍然較少,而山西省在這方面的研究還屬于空白。從水利工程高等教育發展角度來說,必須進一步加強我校水文與水資源工程專業課程體系構建,才能為我省水利工程高等教育提供參考和理論支持。
1 課程體系存在的問題
我校水文與水資源工程專業本科生的培養,主要是通過課堂理論教學以及實驗、實習等環節來完成的,培養具有水文與水資 源、水與地質環境等方面的專業及專業基礎理論,能從事水文與水資源、水與地質環境保護和防治方面的勘察、設計、規劃、管理、技術開發、科學研究等的高級工程技術和管理人才。通過近年來對我校水文與水資源工程專業畢業生、本科生及授課教師的調查和訪問,水文與水資源工程專業課程體系存在如下問題。
1.1 課程設置不合理
我校水文與水資源工程專業的課程有綜合基礎課、公共選修課、學科基礎課和專業課,在學科基礎課和專業課中開設有必修課和選修課,一般先開綜合基礎課、公共選修課,后開學科基礎課和專業課。從總體上講,這種課程設置仍存在一些不合理現象:(1)同期開課或課程順序顛倒,造成一些學科基礎課與專業課次序不清,不能很好地體現課程之間的相互遞進關系;(2)有的課程無法體現本專業的特點,使學生感到學的有些雜亂。如《土力學》和《地基基礎與基礎工程》,前者屬于學科基礎課,后者屬于專業課,兩課程之間本應該有很好的遞進關系,卻都安排在第五學期。再如《水利工程經濟學》和《水利工程概論》,前者屬于學科基礎課,而后者屬于專業課,卻把課程順序顛倒了,將前者安排在第六學期,后者安排在第五學期。另外,對于所開設的《環境影響評價理論與方法》,屬于環境工程的專業課,對于水文與水資源工程專業的學生來說,由于沒有前期《環境學》等基礎課做鋪墊,學生總體上感到該課程偏離本專業,對課程內容不能很好地理解。
1.2 課程之間的銜接性差
課程之間的銜接性好壞直接影響著學生對專業知識的掌握和鞏固。我校水文與水資源工程專業課程之間的銜接性總體上比較符合教學規定,但也有個別課程之間的銜接性差,以至于學生們感到課程安排有點零亂。如同樣為專業課的《水資源工程勘察》《水資源開發利用》《礦床水文地質學》,分別由三位主講教師進行授課,但由于課程之間的銜接性考慮不夠,將《礦床水文地質學》被安排在第六學期開課,而《水資源開發利用》《水資源工程勘察》被安排在第七學期開課,這就造成學生在學習《礦床水文地質學》之前還沒有掌握《水資源工程勘察》的專業知識,在學習《水資源開發利用》之前還沒有掌握《水資源工程勘察》的專業知識。由于前期《水資源工程勘察》專業知識的缺乏,學生普遍反映在學習過程中對《礦床水文地質學》《水資源開發利用》的部分內容不好理解。這種課程之間的銜接性差的狀況,已阻礙了學生對地下水專業知識的鞏固,導致課堂學習效果相對較差。
1.3 課程內容交叉重復
課程內容安排是否合理對課堂教學效果的影響也很大。我校水文與水資源工程專業課程內容存在的問題是部分課程內容交叉重復,加上授課教師之間沒有做好溝通,對課程內容交叉重復的部分沒有進行適當的協調和刪減,造成部分課程內容已由某一位老師前期在課堂上進行了講解,另一位老師后期又在課堂上進行重復講解。如《水文分析與水利計算》《水資源工程勘察》這兩門課,課程內容交叉重復的是地表水勘察這一部分,包括水文測驗、水文調查和水文實驗等。再如《水文與工程物探》《水資源工程勘察》這兩門課,課程內容交叉重復的是水文地質物探這一部分。課程內容交叉重復不僅浪費學生的寶貴時間,而且降低了學生對課程學習的主動性和積極性。
1.4 教學內容重理論輕實踐
理論與實踐密不可分,二者緊密結合才能促進教學效果的鞏固和提高。多年來,由于我校水文與水資源工程專業實驗教學條件的限制,部分學科基礎課和專業課無法開展正常的實驗,不能滿足實踐教學活動的要求,致使一些課程的教學內容重理論輕實踐,無法取得良好的教學效果。如《水文地質學基礎》,學生對基本概念與原理容易理解,但深入掌握并靈活運用就困難,這是因為學生無法在實驗室進行達西滲流實驗、潛水模擬演示實驗、承壓水模擬演示實驗、地下水流動系統模擬演示等實驗,對地下水缺乏感性認識。再如《地下水動力學》,由于學生沒有在實驗室進行過裘布依潛水穩定流井流實驗、壩基滲流水電比擬實驗、非飽和帶水運動實驗等實驗,影響學生對課程知識的鞏固及實踐技能水平的提高。還有《水文分析與水利計算》,學生雖然學了許多水文方面的理論知識,但卻沒有機會進行水文測驗和水文實驗。教學內容重理論輕實踐造成學生的科學實驗基本能力無法得到有效訓練,降低了學生畢業后在社會上的競爭力或進一步深造的實驗實踐能力。
2 課程體系的構建
根據我校水文與水資源工程專業課程體系存在的問題,我們認為,必須嚴格從人才培養目標出發,按照專業發展需求,以促進校企合作、產學研共同培養學生工程創新能力及就業等為前提,科學優化和重組課程體系,篩選符合當前教育現狀及經濟社會發展所需的課程,為學生專業水平的提高及創新能力的培養打下堅實的基礎。因此,結合水文與水資源工程專業即包含地表水又兼顧地下水的特點,提出新形勢條件下我校水文與水資源工程專業課程體系構建。
2.1 新增課程
在確保我校水文與水資源工程專業本科培養計劃中所設課程總門數不變的情況下,根據本學科發展的需要,考慮到《水文分析與水利計算》《水資源工程勘察》兩門課程在地表水勘察內容上的交叉重復,可刪除《水資源工程勘察》,新增《水文地質勘察》,既避免課程內容的重復,又使學生能較好地掌握水資源工程勘察的方法及最新的技術。考慮到目前地下水環境影響評價在我國建設項目環境影響評價占有越來越重要的地位及環境保護部《環境影響評價導則――地下水環境》(HJ610-2011年)的出版,結合我校水文與水資源工程專業特點、地下水環評人才短缺以及環評單位對地下水環評人員的迫切需求,可刪除《環境影響評價理論與方法》,新增《地下水環境監測與評價》,并把《環境影響評價理論與方法》作為教學參考書,使學生掌握地下水環境影響評價的理論方法,為其就業創造良好條件。考慮到《水文地質勘察》與《水文與工程物探》內容的重復以及同位素技術在地下水研究中的廣闊應用前景,可刪除《水文與工程物探》,新增《環境同位素水文地質》,使學生多掌握一項水文地質新技術,增強其未來應用同位素技術從事水文地質勘察的能力。
2.2 設置合理課程次序
為了體現課程內容之間的相互遞進關系,必須對不合理的課程次序進行相應調整,理順課程開設的前后順序,使學生在學習過程中達到循序漸進,真正所學課程專業知識的積累。為此,把《土力學》安排在第五學期,《地基基礎與基礎工程》安排在第六學期,確保學生在充分掌握《土力學》的基礎理論知識后,對《地基基礎與基礎工程》相關專業知識的學習有更深入的理解和鞏固。把《水利工程經濟學》安排在第五學期,《水利工程概論》安排在第六學期,確保學生在充分了解水利工程經濟的基礎上,對各項水利工程專業知識的學習有更深層次的掌握。把《水文地質勘察》安排在第六學期,《水資源開發利用》《礦床水文地質學》安排在第七學期,確保學生在前期掌握了《水文地質勘察》的技術方法和手段后,能更好地運用所學知識理解和掌握《水資源開發利用》的理論與方法以及《礦床水文地質學》的調查評價方法。
2.3 課程內容改革
在科學技術日益發展的今天,水文與水資源工程專業知識更新較快,但課程教材更新卻相對較慢,其中的一些知識已經無法滿足經濟社會發展的需求。因此,在課程專業知識的教學過程中,教師必須與時俱進,對課程內容進行合理改革,刪除一些課程中內容陳舊、理論與實際脫節的內容,對課程內容要突出其科學性和先進性,深入淺出,能夠反映新理論、新技術、新方法及前沿性的新視點,把原來分散的課程內容聯成一個有機的整體。如在《水文地質學基礎》課程內容改革中,可增加區域尺度非均質性、斷裂帶滲透性、海洋―陸地界面處的地下水等內容,與學生分析和探討這些因素對地下水資源的分布、循環、水質和可持續性利用的影響。在《水環境化學》課程內容改革中,可增加水文、化學、生物過程的耦合及水文和地球化學過程的計算機模擬等內容,使學生了解目前水文地球化學研究的熱點和方向。在《水污染控制與修復理論》課程內容改革中,可增加有機污染物的野外最有效的降解路徑及強放射性廢料的地質處置等內容,增強學生在水污染控制與修復中的自我創新能力。
2.4 選用合理教材
合理的教材對促進學生專業知識的學習起著非常重要的作用。為此,嚴格要求本專業教師對所授課程選用合理教材,必須是國家規劃教材和專業規范核心課程教材,且教材名稱與所開設課程的名稱一致或接近,對于未納入國家教材計劃的非正規教材或正規出版的書籍,嚴禁用做教材給學生使用,可作為課程參考書使用。通過選用合理教材,不僅避免課程知識交叉重復,而且能反映新理論、新技術、新方法,可使學生比較系統的接受學科基礎知識及專業知識的學習。同時結合山西省礦山開采對水循環系統造成嚴重破壞的實際,加強我校水文與水資源工程專業教材建設,通過申請水文與水資源工程專業委員會下達的教材指標,組織主要骨干教師編寫出理論聯系實際、基礎知識與技術知識兼容的《礦床水文地質學》《水文水利計算》等專業教材,為學生課堂的學習提供更符合實際的教材,達到進一步提高學生創新能力的目的。
2.5 增加實驗教學
實驗課在教學環節中非常重要,實踐性很強。通過實驗教學,可進一步鞏固學生所學的學科基礎知識和專業知識,培養學生的創新意識、創新思維和創新能力。為此,我校水文與水資源工程專業在中央財政支持地方高校發展專項資金及山西省財政專項資金的支持下,對整體水平落后的實驗室進行了改造,共建設有6個實驗室,包括氣候氣象實驗室、飽和與非飽和帶水實驗室、水文工程勘察實驗室、水文實驗室、水環境污染與修復實驗室、礦山水文地質實驗室,并制定詳細的實驗計劃,使實驗室能開設出符合教學大綱規定的實驗,如人工模擬降雨實驗、土壤入滲性能測量實驗、淺層水流流速測量實驗、達西滲流實驗、潛水模擬實驗、承壓水模擬實驗、裘布依潛水穩定流井流實驗、壩基滲流水電比擬實驗、地表水溶質遷移轉化實驗、水質分析實驗等。同時為了確保實驗的順利開展,加強實驗教學隊伍建設,提高實驗教師的業務素質,為提高實驗教學質量打下堅實的基礎。
2.6 科研轉化教學
太原理工大學作為教學研究型大學,對教學和科研非常重視。從辯證的角度來看,教學和科研是相輔相成的,缺一不可。我校水文與水資源工程專業授課教師都從事有關科研項目的研究,如國家自然科學基金、山西省自然科學基金、?;稹⑿袠I基金及其他橫向科研項目等,在國內外核心期刊上或國際會議論文集上發表了諸如水文地質、工程地質、環境地質、徑流趨勢預測、水資源、水環境、水污染、土壤、水土保持等不同方向的專業學術論文,并有多篇論文被EI、SCI收錄及他人參考引用。針對水文與水資源教師在科研上的優勢,提倡各位授課教師以科研促進教學,鼓勵教師積極將科研成果轉化到教學中。通過科研轉化教學,不僅使學生了解各位教師的主要研究方向,從教師的科研成果中學到最新的理論知識,而且能激發學生的科研興趣,促進學生學習效果的提高及創新能力的培養。
3 結語
課程體系對學生專業知識的學習和創新能力的培養至關重要,必須給予高度重視。太原理工大學水利科學與工程學院水文與水資源工程專業課程體系存在的問題主要是課程設置不合理、課程之間的銜接性差、課程內容交叉重復、教學內容重理論輕實踐。水文與水資源工程專業課程體系構建主要包括新增課程、設置合理課程次序、課程內容改革、選用合理教材、增加實驗教學及科研轉化教學。通過課程體系構建,為進一步提高本科教學質量及水文與水資源工程專業創新人才的培養奠定基礎。
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篇10
關鍵詞:巖土工程;數字化;概述
Abstract: With the development of computer information technology, investigation of geotechnical engineering of digital technology has been widely applied. In the analysis of the shortcomings of traditional survey techniques, and introduced the digital surveying technology in geotechnical engineering, the thesis analyses key technologies to realize the application of digital survey technology, has a certain reference for further research and application of digital technology to promote investigation of geotechnical engineering.
Key words: geotechnical engineering; digitization; Overview
中圖分類號:P25 文獻標識碼: 文章編號
引言:巖土工程勘察是工程設計的先決條件。一般巖土工程信息,包括地形地貌、地層界面、斷層、地下水位、風化層厚度以及各種物探、化探資料,這些資料只是一些離散的數據,巖土工程技術人員較難直接利用它們再去分析場地中工程地質參數的分布規律,更何況傳統的巖土工程資料分析和解釋一般都局限于二維、靜態的表達,這種表達描述空間構造起伏變化的直觀性差,往往不能充分揭示它們空間變化的規律,難以使人們直接、完整、準確地理解,也就越來越不能滿足工程的空間分析要求。
隨著計算機圖形處理技術的完善,已經完全可以集成以巖土工程建模、巖土工程數字化、巖土工程數據庫管理、巖土工程特性分析、巖土工程地質解釋以及空間分析和預測、地學統計和圖形可視化的一體化系統,繼而發展成為現代化、信息化為一體的巖土工程勘察數字化新體系。本論文就將主要對數字化的巖土工程勘察進行簡單的探討,以期和同行分享。
一、數字化勘察技術概述
數字化巖土工程勘察是指應用當代測繪技術、數據庫技術、計算機技術、網絡通信技術和CAD技術,通過計算機及其軟件,把一個工程項目的所有信息(勘察、設計、進度、計劃、變更等數據)有機地集成起來,建立綜合的計算機輔助信息流程,使勘察設計的技術手段從手工方式向現代化CAD技術轉變,作到數據采集信息化、勘察資料處理數字化、硬件系統網絡化、圖文處理自動化,逐步形成和建立適應多專業、多工種生產的高效益、高柔性、智能化的工程勘察設計體系。該技術體系用系統工程觀點,把勘察、設計的圖紙、圖像、表格、文字等以數字化形式存貯,供各專業設計使用。
二、巖土工程勘察技術中存在的主要問題
1.采用傳統的勘察方法和傳統的勘察手段已經很難滿足設計的需要,存在著許多急需解決的巖土工程勘察技術問題,這些問題主要有以下幾個方面:
(1)界面劃分,主要有巖土體和巖石風化程度的界面劃分,地質構造和軟弱結構面的判定,以及不良地質體的地質界面等。
(2)地質形態,主要有不明地下物體、空洞及其分布形態、埋藏位置和埋藏深度的確定。
(3)巖土參數,主要是那些難于取到原狀巖土樣和難于進行室、內外試驗的巖土層即粗顆粒土、殘積土和風化巖等。
(4)綜合能力,主要表現在一部分勘察技術人員缺乏對勘察各專業的野外和室內原始資料的整理、分析、利用的能力,缺乏如何辨別真偽、歸納總結的能力,缺乏建筑、結構設計方面的知識,常造成勘察的目的不明確,所提供的資料不能滿足設計的需要。
2.探討問題的對策
(1)可以利用工程物探可連續加密測點的辦法來獲得連續的地質界面。從而有效的解決傳統鉆探手段以點帶面劃分地質界面時常帶來的漏判、劃分不準確等缺點;并且可以利用綜合工程物探方法有效地解決傳統勘察手段難于解決的諸多巖土工程問題。
(2)加強室內、外測試新技術和施工檢測技術的使用,通過其所獲得的數據和資料,經過分析、對比,建立它們之間的關系,并通過工程施工檢測所獲取的實測資料反算所得到的參數作為對比依據,確保所提供的巖土工程設計參數的可靠性。
(3)加強勘察技術人員的再教育和技術培訓并形成定期制度,促進其知識的更新換代??辈靻挝皇┬袃炔繊徫惠啌Q制度,促成勘察技術交流、知識滲透,盡可能組織技術人員參加各種有關的學術活動和講座,達到擴大勘察技術人員的知識廣度和深度的目的。強調計算機技術的應用,以提高他們的技術綜合能力。
三、數字化巖土工程勘察應用實現的關鍵技術
1.巖土工程數字化建模方法
巖土工程地質建模的方法目前采用的主要有表面模型法,表面模型法(也叫數字表面模型)的歷史較早,它的基本內容就是通過精確的表示出工程地質體的外表面來表示均質地質體的建模方法,也是目前廣泛使用的建模方法。表面模型法的數據來源是通過測點獲得的一系列離散的測點資料,包括測點的幾何特征數據和屬性特征數據,然后利用數據解釋結果重構地質體界面。可以抽象為把一系列同屬性的點按照一定的規則連接起來,構成網狀曲面片,進而確定整個地質體的空間屬性,有很多方法用來表示表面,常用的方法主要有數學模型法和圖示模型法。常用的圖示模型法有邊界表示法、規則格網法、等值線法、不規則格網法等,其中不規則格網法是本系統選用的模型表示法,將做詳細分析討論。不規則格網法(TIN)是將區域內有限個點將區域劃分為相連的三角面網絡。區域中任意點落在三角面的頂點、邊上或三角形內,如果任意點不在頂點上,則該點的數字屬性值通常通過線性插值的方法得到(在邊上用邊的兩個頂點的高程,在三角形內則用三個頂點的高程),所以TIN是一個三維空間的分段線性模型,在整個區域內連續但不可微。有許多種表達TIN拓撲結構的存儲方式,這里采用一個簡單的記錄方式是:對于每一個三角形、邊和節點都對應一個記錄,三角形的記錄包括三個指向它三個邊的記錄的指針,邊的記錄有四個指針字段,包括兩個指向相鄰三角形記錄的指針和它的兩個頂點的記錄的指針;也可以直接對每個三角形記錄其頂點和相鄰三角形。每個節點包括三個坐標值的字段,分別存儲X,Y,Z坐標。這種拓撲網絡結構的特點是:對于給定一個三角形,查詢其三個頂點屬性和相鄰三角形所用的時間是定長的。它在沿直線計算地形剖面線時具有較高的效率,當然可以在此結構的基礎上增加其它變化,以提高某些特殊運算的效率。
2.場地虛擬實現技術
場地虛擬數字化技術的實現,即建立數字化巖土勘察工程的數據庫系統。該系統囊括兩方面的內容,一是勘察區域內的地理規劃、道路、市政設施、住宅區等地理信息,二是勘察區域內的山川、河流等自然地貌地形的情況。關于數據庫系統的建立,需具備以下幾方面的基本條件:(1)收集勘察區域內的地質勘察資料,包括勘察點的地理、環境、土質、地層等信息。(2)根據系統信息需求,為弄清楚所需數據類型和數據之間的關系,把用戶的數據需求用較為形象方法表現出來,需要設計能夠反映信息世界的概念性模型。(3)數據庫需要囊括三種數據,一是用戶輸入的原始數據,二是系統自動生成的中間數據,三是最終的數據。(4)數據庫的主要功能,首先是輸入數據注意有效性和規范化,以保證輸入庫內的數據資料精準性,減少誤差。第二是讓用戶能夠在最短時間內利用檢索功能獲取數據中的地質信息,搜索的條件是圖示點、圖示矩形、區域、交叉條件等。第三是疊加、緩沖區和多層立體疊加三種空間分析功能。第四是數據庫單向、多向和多組合的輸出方式。
四、結束語
計算機技術是當今學科發展的一大支柱。巖土工程勘察領域應該要運用這種新技術手段。巖土工程勘察設計數字化建設是多專業多學科結合的一項長期而艱巨的任務。要完成這項任務,首先需要建立一個統一的框架結構和協同工作環境,制定切實的系統實施方案,還要充分利用如虛擬現實技術、數據挖掘和知識發現技術,專家系統等大量已經成熟的技術和尋求新的有待于開發的技術的支持,,隨著計算機圖形處理技術的完善,將為巖土勘探設計、建模工程提供數字化分析、空間分析,幫助預測、地學統計和圖形可視化的一體化系統,幫助我們解釋巖土地質工程,建立現代化、信息化為一體的巖土工程勘察設計數字化新體系。
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