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工程地質論文范文10篇

時間：2024-08-15 14:03:41 49

工程地質論文

工程地質論文范文第1篇

關鍵詞：工程地質巖土工程

1.工程地質學科的爭議

教科書對工程地質學的三種定義：①工程地質學是研究與工程有關的地質問題的科學；②工程地質學是研究人類工程活動與地質環境相互作用的科學；③工程地質學是研究人類工程建設活動與自然地質環境相互作用和相互影響的一門地質科學。

從以上三種定義的實質中均不難看出，工程地質學強調的工程和地質的關系，研究的是人類工程活動與自然地質環境的相互作用。但是，近年來工程地質學科卻正在經歷著前所未有的挑戰，工程地質學被異名為巖土工程學，工程地質勘察被稱之為巖土工程勘察。工程界有此呼聲，學術界有此呼應，一些大專院校也紛紛效仿，甚至工程地質這個專業在高校也被取消了。一時間，似乎工程地質已經成了守舊傳統，巖土工程才是先進時髦的，才是可以適應市場經濟并與國際接軌的。這是近年來分歧最大的爭議。

這些年來工程地質勘察的不景氣以及市場競爭的不規范化，工程地質勘察隊伍增加了巖土工程的業務是完全必要的，但將巖土工程作為工程地質的救世主，則值得商榷了。

根據筆者的理解，巖土工程是一項工程應用技術，是針對地質體的工程缺陷實施的工程措施而進行的一系列設計和施工過程的總稱。巖土工程的任務是“處理”地質體的工程缺陷,使之滿足工程建筑物對地基的工程要求，因此又有“巖土工程處理技術”的別名，說明巖土工程的確是一項實實在在的工程技術。確立工程地質學是一門獨立的學科，盡管也僅僅是本世紀初的事，并不象數學、物理學、天文學等等著名學科那樣歷史悠久，然而，之所以將工程地質定義在“學科”這樣的高度上，是因為她具備學科的一些基本特性和基本理論，這就是地質學的基本特性和基本理論，換句話說，工程地質學的基本理論就是地質學(當然更包括數學、力學、化學等等)，因此，又將工程地質學界定為地質學的一個分支學科或應用學科，這是符合實際的。工程地質學的最新定義也是較為全面的：研究人類工程活動與地質環境相互作用的科學。顯然，工程地質與巖土工程盡管有相似之處，但也有天地之別。如果將巖土工程界定為工程地質學科的一個分支，好象還說得過去；而反過來用巖土工程來代替工程地質，則實在有些牽強附會。

1997年6月20-27日，國際工程地質學會在希臘召開了一次學術討論會，會上決定將本學會名稱改為：國際工程地質學與環境學會。我國組團15人參加，王思敬任團長。隨后國內也有人提出工程地質學會改名，以便與國際接軌，但一直未獲通過。在近幾年的中國地質學會工程地質專委會會議上，學科和學會更名問題的交鋒一直也沒有停止過。我國工程地質界的前輩專家學者們多數也不同意更名，認為如此嚴肅的基礎性應用性學科，沒有必要放棄自己的傳統風格，我國的工程建設任務十分繁重，工程地質學科的研究和發展前景仍然是艱巨和光明的。

2.工程地質工作的任務

在工程建設中，工程地質工作的任務十分繁重，也異常艱巨，主要任務是：①選址，選擇在地質條件上相對最優的工程建筑地區或場地；②評價，闡明工程建筑區或場地的工程地質條件，進行定性和定量的工程地質評價，準確界定工程地質問題；③預測工程建筑物興建和運用過程中地質條件的可能變化，為研究改善和防治工程地質缺陷的措施提供依據；④調查工程建筑物所需的天然建筑材料等。

3.工程地質專業的尷尬

工程地質專業是工程建設的基礎性專業，沒有這個專業，一切工程建設均將成為空中樓閣，這是常識性問題，我們在這里反復強調好象有些多于。然而，現實確讓這一基礎性專業處于一個十分尷尬的境地，主要表現在：

①工程地質專業本身的特殊性、復雜性和實踐性；

②專業不景氣，社會地位和經濟地位與工程地質專業不相適應，工作環境、工作條件的局限，擇業行為中的浮躁動機，專業本身的局限性；

③規程規范存在的問題；

④工程地質勘察技術的局限性；

⑤相關專業對工程地質專業的輕視；

⑥長官意志，某些決策者對工程地質專業的無知或輕視；

⑦世人對工程地質專業的不了解與不理解。

4.在工程建設中的地質教訓

由于地質問題而嚴重影響工程建設的實例太多，教訓太深刻，順手拈來幾個實例：

①云南漫灣水電站左壩肩順層滑坡和建材問題；

②貴州天生橋二級水電站廠址、隧洞等問題；

③貴州東風水電站右壩肩和帷幕線上的巖溶問題；

④烏江彭水水利樞紐前期工作重復問題；

⑤雅礱江錦屏二級水電站巖溶地下水問題；

⑥軟弱夾層的遺漏對工程建設的重大影響，葛州壩、西津溢洪道等。

5.工程地質在工程建設中的決定性作用

任何地質條件下都可以建工程，對嗎？這個問題也是這些年來工程界的一個熱門話題，筆者認為答案是否定的。

①陜西東莊水庫灰巖壩址滲漏嚴重不能建壩；

②小浪底滑坡性質界定對設計的影響；

③天生橋二級水電站移民區是否滑坡對移民安置的影響；

④堤防工程中的堤基垂直防滲引起的環境地質問題，有時可能是決定性的；

⑤地質邊界條件和地質參數對工程設計的影響。

6.相關學科在工程地質中的應用

①系統工程在工程地質中的應用；

②計算機技術在工程地質中的應用；

③遙感、物探、GPS等；

④水工設計施工與工程地質的關系。

清晰的工程概念是地質師所必需的。潘家錚院士對地質師的要求：應該有系統地學習水工建筑物的基本設計理論，計算方法，以及地基缺陷的影響，各種處理的措施，各種成功和失敗的經驗；最好補一些數學、力學、水力學、巖土力學、巖石試驗、有限元分析和計算機應用等方面的基礎課。五十年代初，由于我國水利水電工程地質專業人才奇缺，一批設計師改行從事工程地質專業的學習和工作，后來大都成為工程地質專業的優秀專家。實踐證明，地質師的工程概念清晰，地質工作會得心應手；反之則可能事倍功半。

7.工程地質要面對現實著眼未來

汪恕誠部長最近講話強調：不能老修改設計，因為搞招投標尤其是國際合同，修改設計就意味著被索賠。修改一個設計，似乎節省了某一個工程量，而索賠量比這個還大，大量修改設計怎么得了？汪部長的這段講話似乎在批評設計，實則是水利水電工程地質的一個千載難逢的新的契機。

如何理解汪部長的這段話？我們認為首先要搞清楚為什么修改設計，水利工程因為地質問題而修改設計的可以舉出若干例子來。

修改設計往往賴地質，我們當然可以理直氣壯地說：前期地質工作投入不夠，工程地質條件不清楚，地質基礎資料不準確，工程地質分析出力不夠或分析工作的深度不到家，工程地質問題的界定不明確或界定有錯誤，學術技術問題得不到廣泛的討論和爭論，工程地質問題的真理有時往往掌握在少數人手里。

很明顯，要想不修改設計，地質工作必須做到家，基本的地質工作量必須保證。作為地質師，既要尊重事實，堅持真理，實事求是，還要努力學習，開拓進取，勇于創新，更要勤于實踐，不迷信權威，不違心唯上。工程地質專業的形象靠地質師們去樹立，去維護；工程地質專業在工程建設中的地位也只有靠地質師們自己去爭取

地質師是當今社會最優秀的人才之一，許多人成不了地質師。

工程地質論文范文第2篇

自2003年中國地質學會工程地質專業委員會發起建立“全國工程地質專家庫”以來，得到全國各界工程地質（含巖土工程和地質工程相關專業）行業高科技人員的積極響應，已經收到420余份反饋回來的專家登記表，均已錄入數據庫。“全國工程地質專家庫”已初具規模，從針對服務的行業來說，包括水利電力、鐵路交通、礦山和工業民用建筑等；從專業領域來說，包括工程地質勘察、巖土工程施工、地質災害研究等；從遍及的單位來說，包括高等院校、科研院所、各部委直屬勘測設計院和公司等一百多家；從職稱分布來說，包括工程院院士、勘察大師、教授級高級工程師、高級工程師、教授、副教授、研究員、副研究員等；從工作職務來說，包括院長、副院長、總工程師、副總工程師、經理、校長、系主任等。

入庫的單位及其人數情況：北京國電華北電力工程有限公司14人；長安大學地質工程與測繪工程學院11人；成都理工大學環境與土木工程學院12人；國家電力公司成都勘測設計研究院43人；國家電力公司貴陽勘測設計研究院15人；國家電力公司昆明勘測設計研究院39人；建設綜合勘察研究設計院11人；水利部天津水利水電勘測設計研究院11人；中國科學院地質與地球物理研究所17人；中航勘察設計研究院39人（這里只列出了10人以上的單位）。

2軟件功能

2.1基本功能

①顯示工程地質（地質工程、巖土工程及相關專業）專家基本信息，包括姓名、性別、出生年月、技術職稱、工作職務、工作單位、單位性質、聯系方式。②顯示專家專業特長，工作領域。③打印專家表。④按照入庫序號、姓名和工作單位排序，方便檢索。⑤可隨時登記入庫。

2.2查詢

按照姓名、出生年月、工作單位、單位性質、技術職稱、專業特長、工作領域等單個字段查詢，查詢的結果可顯示專家基本信息、專業特長和工作領域，打印專家表。

2.3高級查詢

多個字段的組合條件查詢，查詢結果可制作報表。

2.4數據庫維護

數據庫管理員能夠輕松完成數據庫的日常維護工作，如添加、刪除、查詢等。

專家庫可用于人事檔案管理、查找工程咨詢專家、聘請工程項目評審專家、查找稿件評閱人、聘任學位論文審閱人等。

3系統界面及功能模塊

3.1主界面

全國工程地質專家庫系統主界面如圖1所示。界面包括菜單區、查詢區、信息管理區和信息顯示區。菜單包括記錄、查詢、管理員和幫助等項。查詢區包括單個字段的簡單查詢和高級查詢按鈕。信息管理區由基本資料、專業特長、工作領域、備注、全表瀏覽、打印、退出按鈕組成，點選不同的按鈕，信息顯示區將顯示不同的信息。

3.2高級查詢界面

點擊主界面窗口中查詢區的高級查詢按鈕會彈出高級查詢窗口，如圖2所示。通過該窗口可生成查詢條件、選擇結果中要顯示的字段、選擇排序字段、選擇組合查詢條件，并執行查詢。查詢結果由查詢結果窗口（圖3）顯示出來。

3.3查詢結果窗口

點擊高級查詢窗口中的開始查詢按鈕就可彈出查詢結果窗口。查詢結果窗口左上部分顯示符合查詢條件的記錄，右上部分是打印全部結果按鈕和打印選中結果按鈕。下部是選中專家的詳細信息，當點選左上部的不同專家，其詳細信息會改變。

3.4查詢結果報表打印窗口

點擊查詢結果窗口中的打印全部結果按鈕將彈出查詢結果報表打印窗口，如圖4所示。上部是打印按鈕、導出按鈕和縮放比例下拉列表框，中間是報表顯示區，下部是頁碼顯示和翻頁按鈕。

3.5選中結果報表打印窗口

點擊主界面信息管理區打印按鈕和查詢結果窗口中的打印選中結果按鈕將彈出選中專家資料報表打印窗口，如圖5所示。

3.6數據庫管理員界面

點擊主界面管理員菜單下的管理員登陸菜單項后，彈出管理員登陸對話框（圖6）,輸入帳號和密碼后，點擊確定按鈕進入數據庫管理員界面（圖7）。

數據庫管理員界面由菜單、工具按鈕、專家信息編輯區和全表數據瀏覽和編輯區組成。工具按鈕包括移動記錄、添加、刪除等按鈕組成，專家信息編輯區用來編輯專家信息，全表數據瀏覽、編輯區瀏覽和編輯數據庫記錄。

4工程地質專家庫系統開發

4.1數據庫

（1）信息來源

通過學術會議、信件和網上下載（見/xwdt-040106.htm）等途徑分發“全國工程地質專家庫專家登記表”，收集反饋回來的原始登記表，錄入數據庫中。

（2）創建數據庫

在MicrosoftOfficeAccess軟件中建立專家數據庫。數據庫中包括的字段有：姓名、性別、出生年月、工作單位、技術職稱、工作職務、專家特長、工作領域、通信地址、郵政編碼、聯系電話、傳真和電子郵箱等，基本涵蓋了專家的基本信息、特長、工作領域和聯系方式。

（3）數據錄入

數據錄入方式有兩種方式：①在Access中錄入；②數據維護方式，即在數據庫管理員界面中輸入數據。

所有專家的信息存儲在一個數據表中，每位專家的信息在數據表中表現為一條記錄。

4.2系統功能的代碼實現

采用MicrosoftVisualBasic6.0作為開發工具，運用其集成開發環境和快速應用程序開發技術，根據軟件的功能模塊分別創建程序界面和窗口（圖1－圖7）。開發過程中使用了ADOData控件、DataGrid控件、DataEnviornment設計器、DataReport設計器等。

下面著重敘述高級查詢的實現。在高級查詢窗口中，用戶填寫的查詢條件包括查詢結果中顯示的字段、where子句查詢條件、字段排序子句，用字符串連接生成SQL查詢語句。然后在專家數據表中查找符合查詢條件的專家記錄并在查詢結果窗口中顯示給用戶。完成高級查詢功能的程序片段如下：

PrivateSubcmdQuery_Click()

DimstrKeyAsString

DimstrSQLAsString,strsqlAllAsString

DimstrOrderSQLAsString

DimstrOrderAsString

DimintLenKeyAsInteger

DimiAsInteger,jAsInteger

''''查詢結果至少要顯示一個字段

IflstKey.SelCount=0Then

MsgBox"查詢結果中至少要顯示一個字段!",vbMsgBoxSetForeground,"缺少字段"

ExitSub

EndIf

IftxtCondition.Text=vbNullStringThen

MsgBox"請加入查詢條件！",vbOKOnly+vbInformation,"提示"

ExitSub

EndIf

''''查詢結果中顯示的字段

strKey=vbNullString

strkeys=vbNullString

Fori=0TolstKey.ListCount-1

IflstKey.Selected(i)=TrueThen

strKey=strKey&lstKey.List(i)&","

EndIf

strkeys=strkeys&lstKey.List(i)&","

strKey=Mid(strKey,1,Len(strKey)-1)

strkeys=Mid(strkeys,1,Len(strkeys)-1)

''''where子句查詢條件

strWhere=vbNullString

IfLen(Trim(strQuerySQL))>0Then

strWhere="where"&Trim(strQuerySQL)

Else

strWhere=vbNullString

EndIf

''''字段排序字句

IflstOrderKey.ListCount>0Then

mstrOrderSQLs=""

intLenKey=0

Forj=0TolstOrderKey.ListCount-1

strOrderSQL=lstOrderKey.List(j)

IfoptOrder(0).Value=TrueThen

intLenKey=InStr(1,strOrderSQL,"(升序)",vbTextCompare)

strOrder="ASC"

Else

intLenKey=InStr(1,strOrderSQL,"(降序)",vbTextCompare)

strOrder="DESC"

EndIf

IfintLenKey>0Then

strOrderSQL=Mid(strOrderSQL,1,intLenKey-1)

IfmstrOrderSQLs<>""Then

mstrOrderSQLs=mstrOrderSQLs&","

EndIf

mstrOrderSQLs=mstrOrderSQLs&strOrderSQL&strOrder

EndIf

Nextj

mstrOrderSQLs="orderby"&mstrOrderSQLs

Else

mstrOrderSQLs=""

EndIf

''''字符串連接生成SQL查詢語句

strSQL="select"&strKey&"from"&"專家庫"&strWhere&mstrOrderSQLs

strsqlAll="select"&strkeys&"from"&"專家庫"&strWhere&mstrOrderSQLs

adoconnection.ExecutestrSQL

adoconnection.ExecutestrsqlAll

IfErrThen

MsgBoxErr.Number&vbCrLf&Err.Description&Err.Source,vbCritical,"SQL語句錯誤"

Err.Clear

ExitSub

EndIf

SetrecResult=NewADODB.Recordset

SetrecKeyword=NewADODB.Recordset

frmQueryResult.strSQL=strSQL

frmQueryResult.strSQL=strsqlAll

recKeyword.OpenstrSQL,adoconnection,adOpenStatic,adLockOptimistic

recResult.OpenstrsqlAll,adoconnection,adOpenDynamic,adLockOptimistic

IfrecKeyword.RecordCount<=0Then

MsgBox"沒有您要查找的記錄!",vbInformation+vbOKOnly,"找不到記錄"

ExitSub

EndIf

''''查詢結果顯示

frmQueryResult.ShowvbModal

EndSub

5結語

工程地質論文范文第3篇

在一些比較復雜的地質環境下,如果存在地下水,則其和普通的水資源具有很大的相似性,主要表現在整體性和系統性等方面,通常也會表現出再生性和可調節性。可以通過對賦存環境進行系統勘查,劃出不同的單元系統,水文地質類型在劃分區域的時候,通常都是將賦存環境相類似的地下水地貌地質歸為一類,這樣做可以更好地進行系統性的管理。

1.1水文地質類型區的定義

所謂水文地質類型區,就是根據巖層下面地下水的分布形態、地貌特點以及含水層的成因相似性即其附近的巖石結構條件等內容對地下水進行不同區域的劃分,使其按照各自的特點形成獨立或相對獨立的地下水分布區域。

1.2水文地質類型區的特征

在將地下水劃分為不同水文地質類型區時,要使其形成一定的特色,即能夠與其他水文地質類型區有著明顯的不同特征。一般來講,每個水文地質類型區獨特的特征應該從地下水的流域面積及水流流動特點開始分析,并對其周邊的地質與水文地質情況進行調查,指出其在自身空間范圍內的地下水存儲與運動,以及其自我補給、徑流和排泄的方式和過程。

1.3水文地質類型區的劃分原則

從上述對水文地質類型區的定義域特征分析可以看出,其區域的劃分并不是隨意進行的,而是通過一定的原則、規律和標準而進行區分的。一般來講應該遵循以下原則:¹水文地質類型區的勘查要能夠與地下水的評價進行密切的配合,只有這樣,才能夠提高類型區勘查的實際作用。水文地質的成因主要是由于地下水與巖層共同作用而形成的,因此,在水文地質的勘查中也要能夠密切注意地質成因的研究工作。»要能夠將地下含水層的各種介質類型與地質的巖性、埋藏條件以及地下水化學類型等進行密切的結合,只有這樣,才能夠擴大水文地質勘查的范圍。水文地質勘查區的劃分要能夠達到分類命名簡單、便于水政管理等目的。

2工程勘查中水文地質的勘查要求

在實際的建筑工程設計中,對于水文地質的勘查各自有著不同的側重點,因此,應該在明確了巖土工程對于水文地質勘查的要求以后再進行實地的地質勘查。繼而通過勘查所得的資料,對當地的水文地質條件進行分析。一般來講,需要注意以下幾點要求:

2.1自然地理條件

在水文地質勘查中,首先需要對自然地理條件情況進行勘查和研究。自然地理條件主要包括地貌地形以及氣象水文特征等內容。其中,氣象水文特征主要指的是建筑工程所在地的氣候條件,主要包括氣候帶的分布情況,熱量以及濕潤情況等。

2.2地質環境

在水文地質的勘查過程中,水文條件與地質是分不開的,因此,需要對地質情況進行熟悉和了解。地質環境涉及的內容主要包括工程所在區域的地質構造特征、基底構造及其對第四系厚度的控制、地層巖性、新構造運動等方面的內容。

2.3地下水位情況

地下水位勘查是水文地質勘查的重點項目,其勘查的內容主要包括近年來地下水位的最高水位以及最低水位以及水位的變化趨勢,地表水與地下水的補給關系以及地下水的補給排泄條件等,地下水位的變化情況對于巖土工程的建設和后期使用都具有重要的影響,因此要加強對地下水位的勘查工作。各含水層和隔水層的埋藏條件、地下水類型、流向、水位及其變化幅度。主要研究的內容包括,含水層的分布、厚度及埋深;通過現場試驗測定地層滲透系數等水文地質參數等;場地地質條件下對地下水賦存和滲流狀態的影響、判定地下水水質對建筑材料的腐蝕性等。

3工程地質勘查中水文地質問題評價內容分析

在工程建設過程中,對于工程質量影響較大的水文地質因素有很多,主要包括地下水位及變動幅度、地下水的類型、土層或巖層滲透性的強弱及滲透系數以及含水層和隔水層的厚度和分布及組合關系等。為了綜合提高地質勘查水平,需要對地質勘查中涉及到的水文地質問題進行重點研究。通過對水文地質條件的分析,不僅能夠對水文地質問題有明確的認識,而且能夠對地下水對工程地質的影響做出明確的評價,進而能夠針對可能出現的情況采取一定的措施。這能夠在很大程度上消除建筑工程建設的盲目性,提高建筑工程的整體建設水平。很少有針對實際的工程需要來分析地下水可能會產生的危害的報告,這是當前的地質勘查工作中的缺陷與問題,必須要進行改進與完善。為此,筆者提出,在未來的工程進行地質勘查時,至少需要從下述幾點內容對水文地質進行評價:

3.1注重地下水對巖土體和建筑的影響

在工程建設過程中,地下水是影響建筑質量的重要因素,因此,在工程地質勘查中,應重點評價地下水對巖土體和建筑的作用和影響,預測可能產生的巖土工程危害,做出相應的防治措施的準備工作。

3.2水文地質對地基的影響

對于一項建筑工程來講,地基是最重要的部位,其施工質量的好壞,直接關系到整個建筑工程的質量。因此,在工程地質勘查的過程中,要能夠加強研究與地基有關的水文地質問題。工程地質勘查中要密切結合建筑物地基基拙類型,查明與該地基基拙類型有關的水文地質問題,提供選型所需的水文地質資料。

3.3加強對地下水賦存狀態和變化規律的研究

在工程地質的勘查過程中,要能夠對水文地質自身的狀態進行分析和研究。在地下水勘查過程中,應該對地下水的天然存在形態和今后可能的變化情況進行科學的研究,此外,更為重要的是,要能夠對地下水的存在對于建筑工程的建設以及使用情況產生的影響進行分析,從而能夠避免地下水對建筑工程造成的負面影響。此外,值得注意的是,地下水位的存在和變化情況對于每一種建筑物都具有很大的影響。因此,在進行工程地質分析的時候,要能夠對地下水位之上和地下水位之下的情況進行區別對待。

4地下水位變化對巖土工程的影響

膨脹性巖土如果產生不均勻的脹縮變形,大多數情況下都是因為地下水位的升級所引起的,如果升降變化比較大就會導致嚴重的地裂災害的發生,進而對建筑物產生較大的破壞,甚至會造成坍塌。所以在發現地下水位出現頻繁升降變化的時候,要給予足夠的重視,在進行膨脹性巖土地區的勘查工作過程中,應著重對該地區的水文進行詳盡的研究和數據分析,進而掌握地下水位的升降變化規律。只有通過對地基基拙深度的選擇依據水文的地下水位變化這個原則的有效執行,就可以盡可能避免出現變形和受損。如果當水位壓縮層的范圍內變化,就可能會讓地基發生軟化現象,導致地基強度降低,就可能讓建筑物發生沉降和變形,所以在實際施工中一定要對地下水位的升降變化給予高度重視,以避免對巖土工程產生破壞和影響。

5結束語

在工程建設中,如果能夠對地質問題進行全面的了解,就會及時避免地質存在狀態以及可能的變動對工程的負面影響,從而全面提升建筑工程的質量。而在地質勘查過程中,水文地質勘查是重要的組成部分,其對于地質勘查水平具有決定性的影響。因此,相關工作人員應該加強對水文地質勘查及相關問題的研究。本文主要介紹和分析了工程地質勘查中水文地質勘查的相關內容,希望對工程建設中水文地質勘查工作有所借鑒。

工程地質論文范文第4篇

摘要：隨著城市建設的大力發展，地下工程建設越來越多，由此引發的各類工程地質問題也逐漸顯現出來，根據城市地下工程的特點，對地下工程開挖引起的工程地質問題進行了分析并提出了預防措施。

關鍵詞：地下工程；工程地質問題；預防

城市地下工程具有現場環境條件復雜、施工難度大、技術要求高、工期長、對環境影響控制要求高等特點，是一項相當復雜的高風險性系統工程。但是，地下工程建設一般都在市區內，在其施工過程中常常會引起周圍地層的位移、變形、沉降與塌陷等環境地質效應，對周圍地面建筑物及基礎、地下早期人防和其他構筑物、公共地下管線和各種地下設施以及城市道路的路基、路面等都可能構成不同程度的危害，已經出現并且孕育諸多工程地質問題。

1地下工程開挖引起的工程地質問題

1.1地面沉降

1.1.1地層初始應力狀態的改變引起的地表沉降：地下工程開挖是在存在初始應力場的地層中進行的，開挖引起地層初始應力狀態的改變，即二次應力場，它是由地層初始應力場與開挖引起的附加應力場的疊加應力場，對應二次應力場開挖的位移場僅是由開挖引起的附加應力場。地表沉降的主要機理是由開挖面的應力釋放，附加應力等引起地層的彈塑性變形。引起初始地應力狀態改變的主要原因有：

（1）地下工程開挖引起的附加應力；

（2）地下工程施工對地層的擾動和地層損；

（3）地下水滲流引起的地下水位的變化。

1.1.2土體的固結沉降：地下工程施工引起的地表沉降與時間有關。土體內部含水滲出，體積逐漸減少，這一現象成為土的“固結”。隨著土體的固結，土體的壓縮變形和強度逐漸增長。因此，土的固結所產生的沉降是城市地下工程施工中最值得注意的問題之一。根據地下工程施工的特點總結固結沉降的主要原因有：

（1）地下水位下降引起的固結沉降；

（2）土體空隙水壓力變化，引起土體的固結沉降；

（3）土體擾動后，重新固結后產生沉降；

（4）土體的次固結和流變。

1.2洞室圍巖失穩

地下開挖后，洞壁圍巖由于失去了原有的巖體的支持而向洞內產生松脹變形，如果變形超過了圍巖所能承受的能力，圍巖就會被破壞。圍巖的變形破壞程度常取決于圍巖的應力狀態、巖體結構和洞室的斷面形狀等。洞室開挖使地下原來的應力狀態被破壞，圍巖應力重分布，產生變形位移。

均質巖土體中應力未達到或未超過其強度以前，在開挖過程中的變形，以彈性變形為主，變形速度快，變量小，瞬時完成，一般不易察覺；當應力達到或超過巖土體強度時，塑性變形十分明顯，發生壓碎、拉裂或剪破。當巖體強度主要由結構面控制時，與上述情況基本一樣，但當結構面組合構成圍巖不穩定條件時，巖體除了彈性變形外，塑性變形也比較明顯，它表現為圍巖分離體（巖塊）的相互錯動，圍巖松動時圍巖穩定性降低，為進一步松動創造了條件。

1.3斜坡破壞

斜坡破壞主要發生在山區城市，除直接經濟損失外，還可能造成人員傷亡，其原因主要是:由于自然地質作用和工程地質作用引發的，而工程地質作用造成的斜坡破壞較自然地質作用頻率大。當然決非任何斜坡破壞都能稱為地質災害，但斜坡破壞確屬重大的地質災害類型之一。

斜坡破壞主要形式為滑坡，其影響因素主要有巖性、構造、地形、地震、降雨及人類活動等。其中，許多山體滑坡現象是由地下工程活動引發的，即主要是由于地下工程的開挖或采掘影響到了上部的山體，使巖體開裂，地面傾斜，并在一定條件的配合下，導致山體失穩形成滑坡。在隧道建設中，滑坡現象主要發生在淺埋、偏壓及進出口等地段，其危害常常比較嚴重。為評價斜坡巖土的穩定性，預防斜坡破壞導致的地質災害，認識引起斜坡破壞的內在原因與外部條件，掌握其運動發展規律顯得非常重要，尤其是當前在城市這個人類經濟活動的密集區，斜坡破壞造成的經濟損失和人員傷亡都是巨大的，都是由于工程活動不合理造成的。

1.4地下水污染

在城市環境地質中地下水的不良作用主要表現為地下水的侵蝕。地下水的不良作用和地下水污染主要由人為引起。隨著經濟持續穩定發展，人類活動加劇，對地下水的污染越來越嚴重，主要表現為：多數城市垃圾隨意堆放；工業廢水和廢液不經處理或初步處理后任意排放。首先污染地表水，經地表水補給地下水或滲入地下水，再污染地下水，使地下水具有侵蝕性，對城市的建筑物基礎及地下工程不斷侵蝕破壞。

2防治措施

2.1開展詳盡的工程地質勘察

工程地質勘察資料是地下工程施工的重要依據，通過詳細的工程地質勘察，為設計施工提供需要的參數和指標，確定合理的開挖方案、開挖步驟，如果地下工程建設所涉及勘察資料不詳細、不準確，勢必給支護工程帶來事故隱患。

2.2做好開挖方案的優化選擇

地下工程的開挖方法很多，以基坑工程為例，有分層全開挖、中心島式開挖等等。開挖順序不同，引起的位移不同，中心島法的開挖順序就比從一個方向按順序向另一個方向的開挖方法，對基底隆起和樁后地面沉降有一定程度地減少。因此，基坑開挖時應做好開挖方案的優化選擇。

2.3實行科學的降水設計

水是影響基坑工程穩定的重要因素之一，從實際統計資料來看，約有70%的基坑事故與地下水有關，因此，地下工程建設中應特別注意地下水的影響。地下工程建設絕大多數都需要進行人工降低地下水。要降低地下水位，就要合理地選擇降水方法，在此基礎上進行人工降水的方案設計，以及進行降水方案的水位預測，通過預測進行降水方案的優化，從而達到最佳的降水方案。

2.4做好現場監測，開展信息化施工技術

地下工程是土體與圍護結構體相互共同作用的一個動態變化的復雜系統，僅依靠理論分析和經驗估計是難以把握在復雜的開挖和降雨等條件下支護結構與土體的變形破壞，也難以完成可靠而經濟的開挖設計。通過施工時對整個工程進行系統的監測，可以了解變化的態勢，利用監測信息的反饋分析，就能較好地預測系統的變化趨勢。當出現險情預兆時，可做出預警，及時采取措施，保證施工和環境的安全；當安全儲備過大時，可及時修改設計，削減圍護措施。

2.5積極采用新技術、新方法

工程實踐證明，采用基坑內降水、坑內側土體加固（化學灌漿、石灰樁加固等）、及時支撐并預加軸力、增加擋墻的入土深度、墻外地層中筑帷幕、坑內降水坑外注水、分步開挖、逆作法施工、信息反饋施工法的采用等，對改善基坑變形、提高其穩定性有重要意義。計算機技術方法應廣泛地應用到地下工程建設中，如進行數據分析與計算、計算機制圖、計算機輔助深基坑設計、信息施工與管理等領域具有十分廣闊的前景。

結語

工程地質論文范文第5篇

1礦山開采影響范圍

1．1放炮影響范圍根據開發方案，采場每次布置3排鉆孔，每排10個孔，排距4．6m，孔距5．6m，共布置30個孔，每孔深16．5m，超深1．5m，以確保爆破后臺階高度達15m。

1．2采礦可能引發的地質災害影響范圍礦山開采過程中采用自上而下臺階式分層開采，高度為15m；開采時工作臺階切向坡和反向坡最終開采的邊坡角不大于55°。由此可確定采礦可能引發的地質災害影響范圍為礦區開采最終邊界外延15m。綜上所述：礦山開采影響范圍為露天采場外延215m。

2地質災害危險性預測根據開發技術方案，礦山開采后四周將形成5段高度為110m的邊坡，邊坡編號分別為AB、BC、CD、DE、EF，邊坡位置詳見福祿鎮周家槽周家槽水泥用石灰巖礦山礦區范圍及開采平面圖

3水文地質預測礦區范圍內開采三疊系下統嘉陵江組三段（T1j3）石灰巖礦層，開采標高均高于當侵蝕基準面；開采范圍內無河流、水庫等地表水體；地下水與地表水沒有必然的水力聯系。礦山開采對巖溶裂隙水的補給條件破壞小，礦山開采后不會對含水層結構破壞，不會造成地下水水位下降、疏干等。對礦山地質環境影響程度較輕。

4地形地貌預測按照開發利用方案，礦山開采后將形成高度0～105m的邊坡，礦山采礦活動對地形地貌景觀影響嚴重。

5土地資源影響預測璧山縣福祿鎮周家槽水泥用石灰巖礦不單獨設置料場及廢渣場，在礦區東側采區50m外設置破碎站及運輸道路，占用耕地資源4．41ha；工業廣場修建占用耕地資源1．59ha；礦區為露天采場，占用耕地資源43ha；石灰巖礦山開采共占用耕地49ha。因此，璧山縣福祿鎮周家槽水泥用石灰巖礦開采后對土地資源影響嚴重。

6建（構）筑物影響預測礦山為露天開采，將會對礦區范圍內的所有建（構）筑物全部破壞。根據計算的爆破地震波安全距離為158．45m，計算的爆破產生飛石最遠飛散距離為200m；對礦區周邊200m范圍內的建（構）筑物造成較嚴重破壞。因此，璧山縣福祿鎮周家槽水泥用石灰巖礦開采后對建（構）筑物影響嚴重。

二、礦山地質環境防治

針對礦山開采影響范圍及采后地質環境因素的影響預測結果，將礦山地質環境保護與治理恢復劃分為重點區、次重點區、一般區，設計以下防治工程：1）礦山開采時應及時清除邊坡上的掉塊，特別是在BC邊坡東段邊坡可能會發生局部掉塊。2）對礦山采坑四周形成的邊坡采用生物工程護坡；對采坑坑底進行綠化或土地復墾。3）對礦區道路、破碎站和工業廣場區域進行環境恢復。4）修建截排水工程。

1邊坡防治工程

1．1邊坡放坡根據開發方案礦山開采的最終邊坡角為55°，自上而下臺階式分層開采，采高15m，臺階寬度約10．5m；AB邊坡長約600m，高2～50m；BC邊坡長約440m，高50～106m；CD邊坡長約360m，高40～96m3；DE邊坡長約526m，高17～42m3；EF邊坡長約210m，高2～17m；放坡處理各段邊坡。

1．2清理危石及時清理采場邊坡上的危石，避免發生危石滾落傷人事故。按照“邊采邊治”的原則，對各邊坡上的危石清理完成后，才能進行下一臺階的開采。

1．3截水溝礦區位于瀝鼻峽背斜軸部，地形呈渾圓狀的小型獨立山包，自然排水條件良好，匯水面積小，在礦區DE、EF邊坡頂部修建截水溝長約300m，以防治地表水進入礦區。在其余每個臺階坡面每隔50m，高差10～20m，設置橫向和豎向的截排水溝，將邊坡頂部的地表水匯入采坑內的排水溝，避免對坡面草籽植物造成沖刷，豎向的排水溝按急流槽設計。迎坡面溝壁需設置泄水孔。

2水文防治工程礦山開采后的采場地面標高高于當地侵蝕基準面，對地下水的影響小。對礦山地質環境影響程度較輕。故本次不對其進行處理。但未解決礦山生產、生活用水，需在工業廣場內修建一個蓄水池。蓄水池尺寸為15m×15m×2m，墻體寬度為0．3m，預計砌筑工程量約為36m3。生產廢水主要為清洗礦車及挖掘機所排除的污水，設計每個污水處理池采用尺寸為2．5m×2．5m×1．6m，容積10m3污水處理池3個，墻體寬度為0．3m。預計開挖工程量30m3；砌筑工程量約為14．4m3，污水經生化處理后由砼管排放。露天采石場的作業點應實行濕式作業和噴霧灑水，對采場及裝載點設2臺灑水器進行了灑水降塵，防止粉塵飛揚。

三、地形地貌景觀防治工程礦山環境恢復治理設計方案圖。

1露天采場采坑地貌景觀恢復根據劃定礦界和開發方案，露天開采結束后采坑的平面面積為302013m2，礦山開采前礦區土地主要為耕地，以種植果樹為主；礦山開采難以恢復原來的地面植物，故礦山環境恢復治理主要以綠化為主。可采取治理方案如下：（1）回填土壤，平均厚度不得小于0．8m，預計回填方量為241610m3；（2）平整場地，場地平整應采坑中間高，四周低，便于地表水排入排水溝中；（3）植樹，行距×株距為5m×5m，預計12080株，建議種植樟樹或果樹等經濟類樹木（4）排水，沿采坑邊坡坡腳圍繞采坑修建截排水溝，保證采坑內地表水排泄通暢，將礦區的地表水有序的排放到礦區東側地形較低地段，用以灌溉耕地。排水溝采用梯形斷面，底寬400mm，頂寬700mm，高800mm，壁厚300mm，預計長度約2350m。排水溝每隔10～15m設置一道伸縮縫，用瀝青麻絲進行有效止水。

2采坑邊坡地貌景觀恢復采坑邊坡采用坡面綠化＋截排水的礦山環境恢復設計方案。對于采坑邊坡主要采取分階放坡＋綠化處理。每級邊坡分階高度取15m，每階平臺寬度取10．5m，種植蔓藤類植物綠化坡面，在坡頂設置截排水溝。臺階邊緣修砌墻體，墻體嵌入基巖0．1m，墻體截面0．3m×0．5m（寬×高）。墻背回填0．3m厚的土壤，蔓藤種植行距×株距為5m×3m。截排水工程在邊坡防治工程中實施。

3礦區公路及破碎站礦區公路兩側及破碎站區域的空地進行植樹綠化，預計植樹60株。待礦山閉坑后，建筑垃圾清除干凈，將表層1．0m范圍土地掘松，種植樟樹等經濟類樹木。礦區公路和破碎站的平面面積約為4410m2，可采用挖掘機松土，植樹綠化，行距×株距為5m×5m，預計176株。

4土地資源的采后處理礦區主要的土地資源占用和破壞為礦區范圍內的采場、礦區東側的破碎站及工業廣場，礦山閉坑后，采場及破碎站將對其進行地貌景觀恢復，工業廣場建（構）筑物提供給當地使用，不進行處理。

5地表建（構）筑物的處理礦山為露天開采，將會對礦區范圍內的所有建（構）筑物全部破壞，對礦區周邊200m范圍內的建（構）筑物造成較嚴重破壞。為保護村民的人身財產安全，對在影響范圍內的村民實施搬遷。

四、結論

1）分析了礦山地質條件，認為礦山開發技術條件的級別為中等；

2）根據礦山開采方式，采用赤平投影的方法，對礦山采后地質環境進行評估，得出礦山開采影響范圍為露天采場外延215m；水泥用石灰巖礦采礦活動誘發地質災害的可能性大，造成的損失小，危險性中等，影響嚴重；對含水層影響較輕；對地形地貌景觀影響嚴重；對土地資源影響嚴重。因此，預測礦山采礦活動對礦山地質環境影響嚴重。

3）結合露采對石灰石礦區各地質要素的影響程度，提出相應的防治措施，對采后礦區環境的恢復起到指導作用。

工程地質論文范文第6篇

1堤防工程地質勘察的過去與現狀

我國已建江河堤防工程總長20余萬公里，98特大洪水后尚有大量堤防工程正在規劃建設中。許多已建堤防工程過去基本上沒有進行過真正工程意義上的工程地質勘察，更談不上各大江河湖海堤防工程系統化規范性的地質資料的匯編與分析整理工作。正因為如此，許多堤防工程在98特大洪水期間險象環生，出險堤段堤基的地質條件沒有足夠的資料可供搶險分析，為確保萬無一失，只能按最壞情況進行搶險，其人力物力的巨大付出實在是不得已而為之；洪水期間上至中央下到地方的各級領導以及全國人民的精神緊張程度和精力耗費更是無法用實物價值去衡量。如此被動局面，一方面是大自然教訓人類的生動一課，另一方面則是祖先給我們留下的世紀難題。

建國以來，隨著大規模工程建設的需要，工程地質專業從無到有，日益發展壯大，成為國家工程建設不可缺少的重要基礎性專業。工程地質勘察的法規性準則也逐漸成熟與完善，與工程地質相關的規程規范相繼出臺，并結合工程實踐的反饋信息進行修訂修編。水利部1997年2月了行業標準《堤防工程地質勘察規程》（以下簡稱《規程》，編號SL/T188,同年5月1日起實施），這是我國堤防工程地質勘察的第一部法規性行業標準。而國家標準《堤防工程設計規范》(以下簡稱《規范》，編號為GB50286-98，自1998年10月15日起施行)則是98特大洪水之后出臺的。特大洪水前后出臺的這兩部法定標準或許是歷史的巧合，也許是歷史的必然。巧合與必然都說明這樣一個事實：工程地質是工程建設的基礎和偵察兵，具有超前意識和預見性，信不信由你。

《規程》頒布前的堤防工程地質勘察工作基本上沒有什么標準。《規程》頒布后，地質工作有規可循，有法可依。更為98特大洪水后大規模堤防建設奠定了基礎。首次頒布此《規程》，與工程實際存在一些差異再所難免。《規程》實施三年多來，主要存在三方面的問題，一是《規程》本身的實踐性與可操作性問題；二是地質師對《規程》的理解程度與把握尺度；三是人們對堤防工程地質勘察的認識程度與理解程度。近兩年來，生產第一線的廣大地質師對《規程》提出了許多好的意見和建議，我們在工程審查過程中，也在逐漸地深化對堤防工程和《規程》的理解，力求較準確地把握審查尺度，緊密地與工程實際相結合，避免教條和呆板地執行《規程》中明顯與工程實際不相符合的條款，要求客觀地、創造性地應用和執行《規程》，同時也強調執行《規程》的嚴肅性。

近年來，堤防工程地質勘察工作基本上可以滿足堤防工程設計與施工的要求。隨著工程實踐經驗的積累和對堤防工程深層次的認識與理解，一些具有全局性和普遍性的問題，迫切需要提出來進行討論，以便引起足夠的重視。

2堤防工程隱患與險情分類

2.1分類的意義與原則

堤防工程存在隱患出現險情，導致大洪水時十分緊張。大規模的堤防工程建設正是針對隱患和險情而提出來的“整險加固”或“除險加固”。顯然，對隱患和險情實施科學分類，不僅是從實踐上升到理論的成熟過程，也為堤防工程的勘測設計工作明確了任務，同時為“加固”工程指明方向，提供依據。

在分類之前，我們先給出險情和隱患的定義：

險情是指正在發生或發生過程中被搶險保住了的事故堤段，具有直觀性，措施明確性等特點。針對險情，需要分析出險原因，界定險情性質，預測再次出險的可能性，落實工程措施，確保大堤安全。

隱患是指尚未發生或可能將要發生險情的事故堤段，具有隱伏性，隨機性，再生性等特點，更需要技術人員的分析判斷，以便對癥下藥，采取措施消除隱患。

險情與隱患有明顯區別但又并沒有嚴格的界線，往往在險情中存在著隱患，在隱患中孕育著險情。辯證地看，險情是隱患發展到一定程度后的質變或必然結果，隱患是潛藏著的險情。從過程時態來看，險情是現在進行時或過去完成時態；隱患是過去、現在和將來組成的全過程時態，或單個過程時態。

本文分類的原則主要體現在：水工建筑物(堤身、穿堤建筑物)與天然地質體(堤基)區別開來，出險堤段和存在隱患的堤段與非出險堤段和不存在隱患的堤段區別開來，再按險情和隱患的性質進一步細化，作為指導后續工作的綱要。

2.2堤防工程險情分類

按出險部位可分為堤基險情、崩岸險情、堤身險情和穿堤建筑物險情，這是出險時首先要明確的基本類型。前兩類與地質條件直接有關，后兩類與地質條件間接有關。可進一步劃分如下：

(1)與地質條件與河勢演變均有關系的險情：崩岸險情，具有可預見性、直觀性、發展性和多變性特征。

崩岸類險情多發生在河流凹岸迎流頂沖或深弘逼岸區段，地質條件往往是抗沖刷能力較差的細砂類土或粘性土。由于河水位與河勢流態的變化關系，有的崩岸險情并不發生在洪水期(高水位)而是在退水期(低水位)，因此可以進一步將崩岸險情分為洪水期崩岸險情和枯水期崩岸險情，前者搶險緊張，后者可以從容對待。

(2)與地質條件直接有關的險情(主要為堤基險情，包括穿堤建筑物地基險情)：堤基滲透破壞險情、堤基滑動破壞險情和堤基沉降破壞險情等。

堤基滲透破壞險情具有一定的隱伏性，往往不易準確判斷，洪水期發生的滲透破壞實例與理論計算有較大出入。另外，還需注意將承壓水性質的滲透破壞與堤基接觸沖刷或砂性土堤基滲透破壞區別開來，因為滲透破壞機制不同，工程措施當然也不一樣。

存在滑動或沉降破壞險情的堤段，堤基大多分布有軟弱土層，土體抗剪強度低，壓縮系數大；另一類滑動或沉降破壞是隨著崩岸險情而產生的，此類險情危害最大，搶險最困難。此外，堤基內或堤基外可能存在陡坎或堤坡太陡，或堤身填筑施工速度太快，都可能出現類似破壞。

以上險情實際上也就是我們通常要求界定明確的堤防工程的三大主要工程地質問題：崩岸、滲透破壞、滑動或沉降破壞。

(3)與地質條件基本無關或關系不大的險情(主要為堤身險情)：堤身滲透破壞險情(與堤身質量有關，如堤身土體的密實程度、填筑土體的滲透性質和堤身單薄等)、堤身滑動破壞險情和堤身沉降破壞險情等。

2.3堤防工程隱患分類

按隱患存在的部位可分為：堤身隱患、穿堤建筑物隱患和堤基隱患。

按隱患的性質可分為：常規患和特殊患。

常規患：堤身單薄，堤坡太陡，填筑質量差，填筑體中存在砂性土夾層，有明顯的堤身裂縫等。與地質條件直接有關的主要為堤基類隱患(包括穿堤建筑物地基)。例如上覆粘性土層薄，或本身即為砂性土堤基(包括淺層砂性土透鏡體)，存在滲透破壞的可能性；堤基有軟弱土層分布，存在滑動穩定問題。

常規患具有直觀性和可檢測性，隱患的分析和工程處理措施都較為明確，一般情況下可以通過常規性的堤防工程維修加固予以消除。

特殊患：進一步可分為隨機患(堤身或堤基隨機分布有生物洞穴、植物腐爛物等)、再生患(生物洞穴類隱患具有再生性)、人類活動留下的隱患(例如城市區與堤外江河相通的早已被廢棄了的各類排泄管道，工程勘探留下的封堵不合格的鉆孔等)以及地質條件不明的堤基隱患等等。

特殊患規律性差，檢測困難，在洪水期一旦演變成險情，其突發性質增加了搶險難度。

2.4險情和隱患與堤型之間的關系

堤防工程的主體～防洪大堤，絕大多數為就地取材填筑的土堤類型，由于筑堤的歷史條件、筑堤材料、自然環境等等因素復雜，為后人留下了長期隱患，洪水期險情不斷，令人心驚。鑒于土堤存在的這些問題，近年來一些城市區的堤防工程比較傾向于改土堤為混凝土防洪墻(堤)。混凝土墻可以基本排除堤身隱患和險情，但卻增加了堤基的出險負擔。一是堤基的受力條件發生了較大變化，原來的土堤是大面積分布荷載，混凝土墻改為集中荷載；二是堤基較長滲徑變為水頭集中的較短滲徑。混凝土墻顯然對堤基地質條件提出了更高的要求，這是地質工作需要重視的。

另一方面，險情和隱患與堤防工程的擋水性質在很大關系。例如一些丘陵山區城市堤防工程，其擋水性質為暴漲暴落，遠不能與長江中下游堤防工程高水位較長時間運行情況相提并論，其險情和隱患的性質也是有差別的，需要區別對待。而《規范》中只是對堤防工程的等級標準有所規定，并沒有對反映出險情和隱患與等級標準之間的關系，需要由有經驗的地質師和設計師根據具體情況去理解與把握。

3堤基工程地質分段

3.1堤基工程地質分段存在的問題

自然界的地質條件千差萬別。堤防工程是長距離線狀工程，跨越了不同的地質單元，不進行分段分類區別對待顯然是不行的。堤基工程地質分段又稱堤基工程地質分類。在實際工程中，一些勘測設計單位不進行工程地質分段，或分段不合理，或即便是進行了地質分段，但其巖土體的物理力學參數又不進行分段統計分析，工程地質條件明顯不同的堤段沒有區別開來。還有一些堤基工程地質分段的結果不同程度地存在自相矛盾性，對工程設計和工程措施的選定缺乏針對性。當然，更多的情況是工程地質分段的合理性與科學性不足。

例如某設計院參加過大量堤防工程地質勘察，有豐富的堤防工程地質勘察經驗，他們進行堤基工程地質分段所考慮的因素有：上覆粘性土層的厚度、外灘寬度和歷史險情等，將堤基分為工程地質條件好、較好、較差和差四個等級。如此分段其大原則沒有什么問題，但對于一些特殊組合則不易明確。例如，某堤基段其上覆粘性土層足夠厚，堤內也沒有任何險情，但堤外無灘，受水流沖刷崩岸嚴重，是典型的險工險段。將這種堤段分成工程地質條件差或較差都不一定合適。因為出現的險情不是堤基本身的工程地質條件差，而是堤外腳受水流沖刷產生的崩塌或塌滑，且在不同水位條件下其險情不同，與江河水流及河勢變化都有關系。顯然，崩岸類險工險段在堤基工程地質分段時應結合河勢水流特征單獨進行分類，以便于有針對性考慮工程處理措施。例如對某一類崩岸問題，拋石護腳是有效的，而另一類崩岸問題或許要與“丁壩”挑流改變流態相結合才能從根本上解決問題，或者無建“丁堤”的條件，則需考慮“樁”、“籠”等工程措施。

另一方面，對于堤基工程地質條件用“好”與“差”來評價，其針對性不強。例如，存在滲透破壞的堤基劃為工程地質條件差，而實際上可能此類堤基的承載能力和抗滑穩定性都是很好的，如砂性土堤基。又如淤泥質土類堤基，其承載能力和抗滑穩定性差些，但滲透系數卻很小，抗滲條件是好的。如此等等，用常規的工程地質條件好或差來評價，都存在明顯的矛盾。

目前各勘測單位自行制定的堤基工程地質分段原則，基本上是以工程地質條件為基礎，再考慮一些自然因素和工程因素，筆者認為這種分段法的思路源自于常規的工程地質分類法，跳不出傳統思維的約束，不能較好地適應堤防工程的實際，需要探索新路。

3.2堤基工程地質分段

我們在進行傳統意義上的工程地質評價時，通常從工程地質條件出發，結合工程建筑物特點，界定出主要工程地質問題。在堤基工程地質分段中，我們不妨借用逆向思維的思想，以工程地質問題為主線，以工程地質條件為基礎，再結合歷史險情類型，爭取探討出一個符合工程實際的堤基工程地質分段法。

本文強調的是“工程地質”分段，因此主要是對堤基而言的。我們知道，無論堤基地質條件有多復雜，其主要工程地質問題則是明確的，歸納起來主要為三類(即三大主要工程地質問題)：崩岸、滲透破壞、滑動與沉降變形。絕大多數堤基巖土體不外乎為：砂性土、粘性土和砂性土與粘性土的混合結構；城市區雜填土較為復雜，另當別論。

根據以上以工程地質問題為主線的分段原則，我們首先將堤基分為三大類：Ⅰ類(不存在問題的堤基)、Ⅱ類(可能存在問題的堤基)和Ⅲ類(存在問題的堤基)。對于Ⅱ類和Ⅲ類堤基，按其存在問題的性質可繼續劃分亞類。

(1)Ⅲ類(存在問題的堤基)

堤基發生過歷史險情，尤其是一些每年汛期都要出險的部位，在汛期要投入大量的人力物力搶險才能保證大堤安全的堤段。按出除性質又分為兩個亞類：Ⅲ-1和Ⅲ-2類。

Ⅲ-1類：主要指崩岸類，這是在堤基分段時對有問題的堤基段應首先分出來的一類。

Ⅲ-2類：除崩岸之外的一切堤基存在問題的堤段。按工程地質問題繼續分出兩個子類：

Ⅲ-2-1類：存在滲透破壞的堤基段。汛期出現過冒砂、涌混水等險情；堤基為砂性土，或表層粘性土較薄，或淺層有砂性土透境體分布，或堤身與堤基接觸部位存在滲漏破壞問題。

Ⅲ-2-2類：存在滑動與沉降變形的堤基段。運行期或施工期發生過堤基土層滑動，或沉降過大導致堤身開裂；堤基有壓縮性大、承載力和抗剪強度低的軟弱土層分布，或堤基清基不徹底，導致堤身與堤基接觸面存在滑動軟弱帶。

(2)Ⅱ類(可能存在問題的堤基段)

此類與前述的堤基隱患相對應。在汛期有一定滲水情況發生，但并未發展成為險情；或經地質勘察，地基中存在砂性土透鏡體、軟弱夾層等不利地質條件，經滲控或穩定性驗算，安全系數達不到規范要求的堤基；或存在生物洞穴等其它隱患的堤基。

(3)Ⅰ類（不存在問題堤基段）

歷史上無險情發生，堤基為厚度較大的粘性土或基巖，物性指標和力學指標均較好，不存在三大主要工程地質問題。

(4)結合工程實際進一步細分亞類的原則

以上分類法，從宏觀上將堤基分為三大類別，但在具體實施過程中，還可以根據工程實際按不同工程地質條件和工程地質問題進一步細化。例如，對于Ⅱ類堤基段，可以按可能存在問題的性質進一步細化；對于Ⅲ類堤基段，也可以按存在問題的嚴重程度或巖土體的性質等進一步細化。堤基分段的科學性、合理性、實用性和可操作性，不但是地質師對堤防工程理解程度的反映，更是一項創造性的工作。本文所提出的分段原則和方法，尚有待工程實踐去檢驗。

3.3堤基工程地質分段對勘測設計工作的指導作用

在進行工程地質勘察時，Ⅲ類是重點，應根據具體情況加密勘探點；Ⅱ類次之，實施常規性勘探即可；Ⅰ類基本上可以不考慮地質勘察。設計方面，Ⅲ類堤基必須考慮工程措施；Ⅱ類堤基應視具體情況而定，也可以通過進一步勘探和檢測或監測結果來確定工程措施；Ⅰ類堤基則不需要采取工程措施，僅僅通過堤防工程的常規性維護即可。

4執行《堤防工程地質勘察規程》的基本原則

從《堤防工程地質勘察規程》頒布實施三年多來的實踐可以看到，除了《規程》本身存在一些尚需修訂的問題之外，能夠將《規程》與工程實際相結合，創造性地執行和應用《規程》，準確地把握《規程》的原則性與靈活性，是對地質師綜合素質的高標準要求。業務能力和創新意識，是檢驗和考察我們對堤防工程的認識深度與理解能力。筆者的理解主要反映在以下幾個方面。

4.1勘測階段

已建堤防除險加固工程可以一次進場，達到初設深度；新建堤防可按可研和初設兩個階段進行。其理由是：新建堤防存在線路比選問題，不可能將比選堤線的工程地質條件都按初設要求做到相同深度；已建堤防一般不存在線路比選問題，因此也就不存在多階段多方案的反復比選問題。另外，新建堤防工程應該在規劃階段即開展工程地質工作，以便將規劃線路從地質專業的角度先期界定其可行性。

4.2勘測深度及勘探工作量

在實際工作中，對于堤防工程勘測深度與勘探工作量問題，在理解和把握上有較大差異。有人喜歡嚴格按《規程》要求布置勘探工作量，而少在工程地質條件的查明與工程地質問題的分析方面下功夫。筆者強烈主張，一是將安全正常運行的堤段與險工險段區別開來，二是將堤身出險情況與堤基出險情況區別開來，分別對待。這也是本文費了較多筆墨進行險情隱患分類和堤基工程地質分段的目的之一。特別是經歷了98特大洪水考驗過的堤防工程，未出險的堤段完全沒有必要“嚴格”按照《規程》要求的勘探工作量去實施地質勘探，即使按照《規程》中的上限要求，也是一種毫無意義的巨大浪費。而應在分析險工險段的具體問題之基礎上明確勘察目的，研究和選擇勘探方法，合理布置勘探工作量，重點在工程地質問題的分析上下功夫。如果認可本文提出的堤基分段原則和方法，地質勘探工作的布置則更為方向明確目標清楚。

4.3《規程》原則性與靈活性的準確把握

《規程》的原則性和嚴肅性是不可置疑的，這并不等于“死”規定。明顯與工程實際不相符合的具體問題，需要由地質師的創造性勞動加以“靈活”處理。規程規范是指導技術工作的法規性文件，并不等同于為犯罪分子定罪的法律條款，因此執行規程規范是可以有“靈活”性的。靈活性的把握原則是：不應因忠實嚴格執行規程規范而遺漏重大工程地質問題，留下工程隱患造成工程事故；也不應造成不必要的浪費。例如，對于某些特殊的險工險段、Ⅲ類堤基、城市區規律性差的雜填土和人類活動留下的隱患管道等，《規程》規定的勘探工作量可能就不能滿足要求；而對于安全正常運行多年的Ⅰ類堤基，按《規程》規定的勘探工作量又顯得沒有必要。總之，準確把握執行規程規范的原則性與靈活性，需要地質師的責任心、業務水平和創新意識，同時也體現出了工程地質專業的特殊性與復雜性。

5不同行業標準之間的關系

堤防工程地基多為土質地基，其工程地質評價的基本理論依據是土力學，因而容易與工民建基礎設計相混淆。目前反映比較集中的是執行水利行業標準還是執行以工民建為主要對象的《巖土工程勘察規范》(國家標準GB50021—94簡稱《巖土規范》)。兩個標準既有共同之處，又有一定的差異。我們認為應該以水利行業標準為主要依據，同時參照《巖土規范》。原因是：①《巖土規范》主要是針對一般性工民建地基勘察與評價，而水工建筑物與工民建有根本性的區別，前者地基所承受的荷載以垂直向為主，建筑物對地基的要求主要反映在承載力；后者的荷載是垂向與水平向的組合，地基巖土體處于復雜應力狀態，特別是水荷載對地基巖土體的復雜作用，是水工建筑物與工民建的根本區別。②《巖土規范》在總則中表示該規范適用于除水利工程、……以外的工程建設巖土工程勘察。明確了不適用于水利工程。③《巖土規范》中對勘探量的安排和勘探工作的布置主要依照巖土工程勘察等級來制定，而堤防工程則主要從工程勘測設計的階段來確定。

關于土的分類問題，也是近年來較為混亂的問題之一。1990年以前，土的分類主要以1962年版的《土工試驗操作規程》為依據，采用土的分類三角坐標，這種分類法以顆分為基礎，以礫石、砂粒和細粒的含量百分比來給細粒土定名。廣大設計院應用這種分類方法比較成熟。1991年國標《土的分類標準》(GBJ145-90)頒布，此標準以顆分為基礎，以塑性指數和液限為控制指標對土進行分類，1999年頒布的水利行業標準《土工試驗規程》對土的分類也沿用此國標。我們認為，目前兩種分類都有各自的特點，原則上應使用國標和最新的行業標準為主，現階段也可以根據各單位對標準的理解和與工程相結合的具體情況，互相參照使用，只要能夠客觀地反映工程實際，滿足為工程設計提供有關地質參數的要求即可。另一方面，我們也提倡和鼓勵對此類問題深入探討，為進一步統一標準進行實踐和理論準備。

6堤防工程地質勘察的成果資料

堤防工程地質勘察所獲得的基礎性資料數據，具有種類繁多數量巨大的特點。這些資料數據的分析整理歸納匯總，要求標準化，計算機化，最后形成能夠通過計算機綜合管理的數字化的基礎資料數據庫系統，并與堤防工程的其它資料數據庫系統集成，充分應用計算機網絡技術，為堤防工程建設、管理和抗洪搶險提供使用方便功能強大的檢索查詢指揮調度系統。集成后的系統可在局域網、城域網、廣域網和Internet/Intranet上運行。系統要求具有靈活的結構定義、多種存儲方式、強大方便的查詢定位功能、豐富的統計報表功能以及可靠的數據安全保證體系等；能夠通過圖示圖表提供隱患預測、險情分析、搶險提示、決策支持、模擬潰堤和決口后洪水進堤的演變趨勢。目前的基礎性工作是制定目標，統一規劃，結構設計，系統集成。

堤防工程數據庫系統需要列為專題研究，力爭全國統一，至少也應該全流域統一。各類資料數據的使用權限、歸檔管理、存儲格式和形式、存儲介質等等，都應該及早研究，統一規定。

7結語

98特大洪水期間，抗洪搶險場面之驚心動魄，至今仍然令人難以忘懷。大洪水給人以大啟示。中國歷史上前所未有的大規模堤防工程建設在98特大洪水之后迅速拉開序幕。經歷了98特大洪水洗禮過的江河堤防工程，其工程隱患基本暴露無遺，認真研究堤防工程的出險機理，總結未出險工程的成功范例，吸取前人修建堤防工程的歷史經驗，做好堤防工程的勘測設計工作，是肩負著堤防工程建設的各級領導和工程技術人員的神圣職責。

近幾年來我們參加了大量堤防工程審查，在向生產第一線的廣大工程技術干部學習的同時，也對堤防工程地質勘察中普遍存在的一些問題進行了認真思考。本文對于執行《規程》的原則、勘探工作量的控制、勘測資料的整理等等問題表明了我們的觀點；關于堤防工程險情和隱患分類，我們認為是實踐上升到理論的必然過程；關于堤基分段分類的原則與方法，屬于工程地質理論與實踐相結合的探討性課題，同時又是指導工程勘測設計的基礎性工作。

本文觀點供同行們參考，愿與大家共同討論。

參考文獻：

1韋港、冀建疆，關于《堤防工程地質勘察規程》中若干問題的探討，《水利水電技術》，1999年第10期。

2韋港、冀建疆，堤防工程與環境地質問題，《水利規劃設計》，水利部水利水電規劃設計總院院刊，2000年第1期。

3《巖土工程勘察規范》,中華人民共和國國家標準，GB50021-94，中國建筑工業出版社1995年。

4《堤防工程地質勘察規程》,中華人民共和國行業標準，SL/T188-96，中國水利出版社1997年。

工程地質論文范文第7篇

1在工程地質剖面圖中繪制平切圖

在剖面圖系統中有一項功能是繪制平切圖，如圖1所示。

使用方法為首先進入工程地質剖面圖子系統，然后繪制高程標尺、地形線、鉆孔、地質結構面。繪制到圖面上的地質結構面，其附加數據已定義為結構面的產狀，如圖3所示。

點取如圖1的“地質結構面”－“切制某一高程地質結構面數據”，顯示的提示信息如下：

本項功能是計算某一高程的地質結構面數據并存入一文件

本剖面高程上限(米):520。00

高程下限(米):230。00

當你要繪制高程為300米的平切圖時，請在提示“欲切平切面高程”對話框中輸入“300”，點取“OK”按鈕后，自動在高程300處繪制一直線，如圖3中的AB，程序自動計算出線段AB與地質結構面的交點，反算出每個交點在本剖面的水平距離，并連同地質結構面的編號、產狀等數據顯示在屏幕上。

計算完成后有提示信息，出現請輸入文件名的對話框如圖4所示。

為便于記憶，文件名的確定最好與高程值有關，例如定為：A2-300。文件內容如下所示：

0,84.61,d2,NW315SW<75,0,0,0.0

1,139.83,d1,NW315SW<75,0,0,0.0

2,146.56,DP1,NW320SW<75,0,0,0.0

3,208.17,d3,NW315SW<75,0,0,0.0

4,417.29,dp3,NW306NE<75,0,0,0.0

5,419.18,dp3,NW306NE<75,0,0,0.0

6,458.32,F1,NW305SW<76,0,0,0.0

7,490.18,F1,NW305SW<76,0,0,0.0

8,613.32,DP3,NW305SW<80,0,0,0.0

9,618.99,DP3,NW305SW<80,0,0,0.0

10,738.55,dp4,NW322NE<37,0,0,0.0

11,742.41,dp4,NW322NE<37,0,0,0.0

12,786.87,q2,NW330SW<80,0,0,0.0

13,787.93,q2,NW330SW<80,0,0,0.0

其中每一行是一個地質結構面數據，分別為序號、水平距離、結構面編號、產狀等數據。存入磁盤的文件可以在平面圖子系統中調用繪制平切圖。

2在平硐展示圖中切出平切圖數據

在平硐展示圖中切出某一高程平切面圖數據之前，請先進入平硐展示圖子系統，繪制出平硐展示圖，至少應繪制出平硐展示圖邊框、地質結構面、技術說明等。繪制到圖面上的地質結構面，其附加數據是結構面的產狀。下面以本系統提供的例題/PDLT/PD10為例，繪制出平硐展示圖，由于展示圖很長，圖5僅顯示展示圖的局部：

平硐展示圖中出現如圖6界面：

點取切制某一高程地質結構面數據功能以后，用戶可選擇的有左壁、右壁和頂拱，提示信息如圖7所示。

接下來是確定平切面高程。在命令提示行顯示平硐硐口的底部高程和頂部高程，輸入以上兩點的界面如圖8所示。

點取“OK”按鈕后，自動在用戶確定的兩點上繪制一直線，程序計算出該線段與地質結構面的交點，反算出每個交點在本平硐展示圖的水平距離，并連同地質結構面的編號、產狀等數據顯示在屏幕上。計算完成后提示信息如下：

現在將切出的地質結構面數據存入一指定文件,文件名自定義。

最好是本平硐文件名和高程相關聯來定義。

接下來提示用戶輸入文件名，其界面與圖4相同。

為便于記憶，文件名的確定最好與高程值有關，例如定為：PD10-300或PD10.300。

3在平面圖子系統中繪制平切圖

使用平面圖子系統繪制平切圖之前，最好先繪制一張底圖,底圖是你所要繪制平切圖范圍內水工建筑物布置圖，及其它需在平切圖上繪制的內容，以便于將不同高程平切圖都繪制在底圖上。同時根據底圖的范圍，確定好平面圖的總體參數，諸如左下角坐標、右上角坐標、比例尺等，然后再開始繪制平切圖。平面圖子系統繪制平切圖可以采用以下幾種方法：

3.1手工描繪

如果你已經繪制好地質平面圖，并已繪制好地質結構面在地表的出露軌跡線，那么請先建立一個圖層，圖層名由用戶自己確定，例如繪制高程為300米的平切圖，建立的圖層名為PQT300，并設為當前層。然后使用“繪制有關實體”－“繪構造面出露軌跡線”－“給定若干點繪制構造面出露軌跡線”,選擇圖面坐標點，在圖面上尋找高程300米的地形等高線與地質結構面的交點連接，依次繪制各地質結構面，形成高程為300的平切圖。

3.2自動切繪

如果你已經繪制好地質平面圖，并已繪制好地質結構面在地表的出露軌跡線，繪制完鉆孔。那么請選擇如圖4所示的“繪制平切圖”－“切制某一高程的平切面圖”，程序開始運行后，提示信息如下：

請輸入平切面高程:

第一角:

第二角:

輸入平切面高程例如300，并通過選擇第一角和第二角確定范圍以后，自動將高程為300米的地形線復制到圖層PQ上，計算鉆孔是否打到高程300米處，如果打到300米，在圖層PQ上繪制一鉆孔符號。按照地質結構面在地表繪制的出露線，根據其傾向、傾角折算到高程300米，繪制結構面。在此說明一點，出露線的繪制如果完全符合V字型法則，那么切出的地質結構面是正確的，即是沿結構面的走向方向繪制一條直線。否則，在平切圖上繪制的結構面不是一條直線，可能是由若干折線組成，方向也不一定是走向方向。

3.3根據剖面圖中切出的數據繪制結構面

在繪制平切圖之前，使用PLSR.EXE建立平切圖總體參數文件，請先調出包含有水工建筑物的底圖，進入平面圖子系統。選擇圖9所示的“繪制平切圖”－“根據工程地質剖面圖切制出的數據繪結構面”，顯示的提示信息如下：

本程序是給定當前剖面線的一個水平距離和產狀，繪制一結構面的走向線

然后彈出一對話框如圖10所示：

結構面文件名是由工程地質剖面圖中切出的地質結構面數據，在這里輸入你當時確定的文件名。計算機繪制地質結構面時，是在剖面線上切出地質結構面那一點，沿走向方向繪制結構面，兩個方向延長的距離，就是在圖10中你所輸入的第一點和第二點延長的距離。繪制完成后，可以通過手工對平切圖上的地質結構面進行修改，修改時請注意不要修改線型或分解，以免丟失地質結構面數據，將來再切制其它高程的平切圖時會出現問題。

3.4根據平硐展示圖中切出的數據繪制結構面

在繪制平切圖之前，使用PLSR.EXE建立平切圖總體參數文件，并調出包含有水工建筑物的底圖，進入平面圖子系統。選擇圖9所示的“繪制平切圖”－“根據平硐展示圖切制出的數據繪結構面”，就是讀取在平硐展示圖切出的數據繪制地質結構面。程序開始運行后顯示的提示信息如下：

本程序是給定當前平硐的一個水平距離和產狀，繪制結構面的走向線

然后彈出一對話框如圖11所示：

繪制結構面文件名是由平硐展示圖中切出的地質結構面數據，在這里輸入你當時確定的文件名。計算機繪制地質結構面時，是在平硐上切出地質結構面那一點，沿走向方向繪制結構面，兩個方向延長距離，就是你在圖11中輸入的第一點和第二點延長的距離。繪制完成后，可以通過手工對平切圖上的地質結構面進行修改，修改時請注意不要修改線型或分解，以免丟失地質結構面數據，將來再切制其它高程的平切圖時會出現問題。

以本例題為例，繪制出平切面圖如圖12(a)所示，經過手工編輯修改后的平切面圖如圖12(b)所示。

3.5根據當前高程平切圖切出某一高程的平切圖數據

當你已經繪制好某一高程的平切圖后，可以在這張平切圖的基礎上，切出任何其它高程的平切圖數據，方法是選擇““繪制平切圖”－“根據當前高程平切圖切出某一高程的平切圖數據”，以圖12(b)為例，可以切制任意高程的平切圖數據，程序開始運行后，提示信息如下：

本程序是根據當前某一高程的平切圖切出另外一高程的平切圖

當前高程(m):236

欲切平切圖高程(m):230

輸入完以上數據后，計算機自動讀取當前平切圖上的全部地質結構面實體，根據坐標位置、傾向、傾角、高差等，計算出新高程（230）平切圖的地質結構面數據，存入文件，文件名是“PQT”＋高程值，例如切高程為230米的平切圖，文件名是PQT230。文件中包含若干地質結構面數據，每一個結構面的數據占三行，格式如下：

結構面起點坐標

結構面終點坐標

結構面編號產狀等數據

坐標是實際坐標，最后顯示“數據已存盤”和文件名。程序自動返回到提示用戶輸入“欲切平切圖高程：”，繼續切制其它任意高程的平切圖。

3.6讀取某一高程的數據繪制平切圖

在繪制平切圖之前，使用PLSR.EXE建立平切圖總體參數文件，請先調出包含有水工建筑物的底圖，進入平面圖子系統。選擇“地質結構面”－“讀取某一高程的數據繪制平切圖”，可以繪制出平切圖，程序運行后顯示的提示信息如下：

根據切制出的某一平切圖數據文件繪制結構面

并出現提示用戶輸入地質結構面文件名的界面與圖4相同。

輸入正確的文件名后，計算機自動讀取數據文件，在圖面上繪制地質結構面，繪制出的高程為230米的平切面圖。

以上介紹的方法，實際上是一種給定實際坐標點和地質結構面數據，繪制平切圖的方法，用戶也可按4.5節所介紹的數據格式，建立任意高程的地質結構面數據，然后按照本節介紹的方法，繪制地質結構面。

4.結束語

工程地質論文范文第8篇

國外三維地質建模和可視化研究發展較快。加拿大阿波羅科技集團公司推出的三維建模與分析軟件MicroLYNX，通過對離散點采樣、鉆探采樣和探槽采樣等空間數據的處理，產生剖面、塊和面等模型，確定礦藏分布和等級變化并計算礦藏儲量。加拿大GemcomSoftwareInternationalInc.公司開發的Gemcom軟件通過鉆孔、點、多邊形等數據，利用實用的圖形編輯和生成工具，顯示鉆孔孔位分布，運用不規則三角網建立表面和實體模型，運用多義線圈閉巖層和礦體邊界進行儲量和品位分析，提供了交互操作功能并允許用戶根據自己的經驗和專家知識勾畫地質模型，實現任意剖面切割任意角度觀察和實體與實體或實體與表面的交切與布爾運算等。國外軟件主要是瞄準采礦工程，能夠較好地滿足采礦工程活動中的礦產資源勘探和評價、地下礦井和露天礦坑設計和規劃、礦產資源管理和采礦生產管理等需求。美國Kinetix公司開發的3DStudioMAX，Alias/Wavefront公司開發的Maya和微軟公司開發的Softimage等大眾化的三維建模軟件，在構建工業和建筑模型與動畫制作方面有其獨到之處，但交互查詢的功能較弱，與工程勘測數據庫結合并應用于工程地質三維建模方面還有較大距離。

張菊明等對風化帶分布、多層地層等地質信息的可視化和斷層錯斷巖層的表達和顯示的算法[1,2]進行了較為深入的研究，為工程地質三維可視化軟件的開發準備了數學基礎，并借助AutoCAD平臺實現了復雜三維地質圖形的顯示。國內的靈圖VRMap地理信息系統軟件有較強的地形模擬和地表地物的查詢功能，但不是真三維的地質建模工具。北京東方泰坦科技有限公司開發TITAN三維建模軟件，基于框架建模的思想，利用平行或基本平行的剖面數據，建立起三維空間復雜形狀物體的真三維實體模型，但目前只是初步的三維建模與圖形處理的引擎，在面向具體專業時，需要添加或擴充專業模塊，比如工程地質專業模塊等。

縱觀國內外幾種軟件的研究與開發現狀，它們為工程地質三維建模與可視化打下了很好的技術基礎，提供了很寶貴的開發經驗。但是，對于工程地質專業的地質體建模與可視化分析的針對性不強，不能夠很好地滿足工程地質生產與研究的專業功能需要。因此本文將從分析工程地質的三維建模和可視化的關鍵技術問題入手，簡單描述作者在工程地質三維建模和可視化方面的初步開發研究成果。

2關鍵技術問題分析2.1離散數據的插值與擬合

工程地質復雜地質體中的各種地質信息，包括地表地形、地下水位、地層界面、斷層、節理、風化帶分布、侵入體及各種地球物理、地球化學、巖土體的物理力學參數或數據的等值面(線)等，都可以看作是三維空間中的函數，它們的擬合函數要根據實際勘測數據建立，實測數據越豐富，越能夠真實描繪出這些信息的空間分布規律。地表地形測量數據、地下水位埋深測量信息等的單值曲面圖形生成可歸結為雙自變量離散數據的插值和擬合，多值曲面如倒轉褶皺和空間等值面等，則應采用多參變量插值等其他一些較復雜的方法。空間曲面插值函數有以下構造方法，如與距離成反比的加權方法(Shepard方法)，徑向基函數插值法(Multiquadric方法)[3]，平面彈性理論插值法[1,2]等，它們同樣適用于單個連續地層界面、地球物理勘探數據、地球化學勘探數據以及巖土體物理力學參數在地質體空間的分布。

2.2三維數據結構

工程地質體一般是不規則形體，在計算機圖形學中曲線和曲面總是分別通過很多微小直線段和微小三角面逼近來模擬地層巖性界線和巖層曲面，即巖層界面（和地表曲線、地下水位面等地質層面界線）和巖層曲面都分別是許多微小直線段和微小三角面的集合。地質體三維空間數據結構是工程地質三維建模和可視化的基礎，這就要求必須具備有效的分層的三維數據結構，能夠確保人機交互和查詢的實現。

2.3曲面求交

地質體中存在大量各種層面，當出現地層不整合、斷層錯斷巖層、地層尖滅和地下水出露于河谷地表等情形時，就自然會遇到曲面間求交的問題；地質體三維模型的上部邊界是地表曲面，通過數學方法擬合出的巖層面或地下水位面不應超出地表曲面，即超出部分不應顯示。同樣的，當顯示多層地層時，下面的每一巖層應以其上一巖層為邊界。因此，為了可視化地層界面必須要解決地層面與地表、斷層面和其他地層面的求交問題。另一方面，在剖面圖成圖時，地質界線的繪制是通過顯示剖面(平面)與各種地質界面(曲面)求交所得出的交線。因此曲面求交包括地質界面（層面）之間的相交，和地質界面與剖面的相交兩類問題。

2.4三維拓撲結構分析

從地質學角度看，拓撲是地質對象間關系的表格，拓撲表存儲層位間上覆、下伏和交切(被斷層切割后地層的拓撲表達)等的地層學關系及地質空間位置關系。拓撲也可視為允許這些地質關系合理儲存的數據結構。例如，考慮多層地層，上一個巖層的底面和與其相鄰的下一個巖層的頂面是上下巖層這兩個實體的公共部分或共享邊界，它們之間的拓撲關系就是相鄰和同一的關系，在存儲數據時只存儲上一個巖層的底面或其相鄰的下一個巖層的頂面，即相鄰巖層的邊界曲面可以存為一個地層曲面，大大減少數據存儲量。評價地質模型系統的優缺點往往決定于描述地質對象所用的拓撲結構[4]。

2.5可視化技術

工程地質復雜地質體可視化，是利用計算機技術將工程勘測獲得的數據，轉換為形象直觀的便于進行交互分析的地下地質結構空間形態的立體圖和剖面圖形，其基礎是工程數據和測量數據的可視化〔5〕。利用可視化技術可以從龐大的地質勘測數據中構造出地質工程中對于邊破穩定性和地下硐室變形破壞等起關鍵作用的巖層和結構面，并顯示其范圍、走向和相互交切關系，幫助工程地質人員對原始數據做出正確解釋，繼而為工程地質分析具體問題提供決策支持。

3工程地質三維可視化技術的初步開發與應用3.1研究框圖

工程地質復雜地質體三維建模與可視化的研究框圖如圖1所示。

基于離散采樣數據的插值與擬合的思想，即將離散數據轉化為連續曲線曲面,工程地質復雜地質體三維建模與可視化的過程是，從勘探數據庫中提取各種地質信息的坐標位置及巖土體的物理力學參數，通過不同的擬合與插值函數得到地質層面(曲面)和地質實體的三維計算機圖形顯示，表達地質信息在研究區域內的分布規律。生成地質巖層面和地質實體后，實現從任意角度觀察建立的模型，實現根據指定的剖面走向、傾向和傾角生成垂直剖面。

3.2初步開發與應用3.2.1工程勘測空間數據庫管理

在收集整理現場勘測數據后錄入金沙江某水電工程勘測空間數據庫各分項數據表，這些數據表不僅包括地質信息的位置數據，更重要的是提供屬性數據。

以地層巖性數據表為例，要求錄入鉆孔編號、巖層起始深度、巖層終止深度、層厚、巖性（地層名稱）、地層代碼（地層年代）、巖層走向、巖層傾向、巖層傾角、接觸關系、地質描述等數據。隨著工程勘測的進展，能夠方便地修改補充和管理勘測數據。圖2是工程勘測數據庫中鉆孔地層系統數據表的管理界面。

3.2.2三維瀏覽

通過孔口坐標和測量數據等的離散數據的擬合和插值法繪制壩址區的右岸地表曲面網格（圖3），進而可在三維圖形環境中進行虛擬現實瀏覽觀察（圖4）。

3.2.3三維地質立體圖

利用工程勘測數據，建立了壩址區右岸三維立體地質圖。該壩址區自上而下地層巖性組合為：第四系崩坡堆積物，侏羅系泥巖、粉砂質泥巖、泥質粉砂巖，三疊系上統厚至巨厚層狀細至中粒砂巖，三疊系上統薄至中厚層狀粉細紗巖、粉砂巖，三疊系上統中厚至厚層狀中粗砂巖。通過有限的工程勘測數據得出的立體圖，能夠較好地滿足工程地質的精度。圖5表達了該壩址區右岸三維地質圖。

3.2.4三維可視化查詢

通過圖形與工程勘測數據庫中的屬性數據的鏈接，實現可視化查詢地層巖性和其他工程地質信息，最終完成向三維地質信息系統的轉變。圖6是一簡單的被斷層錯斷的水平多層地層模型，通過模型的每個地層實體名稱與數據表中的巖石名稱字段對應鏈接，能夠查詢地層的巖性，地質年代，起止深度和地質描述等工程地質人員關心的地質信息。

4結論

(1)運用先進的可視化技術與交互圖形技術建立數據庫，存儲和管理現場勘探實測和試驗數據，建立工程地質體的三維模型，工程地質工作者可隨著勘察或研究工作的不斷深入細致，對研究(工作)區域隨時補充信息來自動顯示地質信息在研究(工作)區域內的分布，從而不斷提高模型精度，并且利用模型反饋回來的信息及時發現已有勘察工作中的不足，從而及時修改勘察或研究工作方案，指導下一步勘探或研究工作的實施。

(2)工程地質三維建模與可視化的深入研究，可以充分利用已有現場勘探實測或試驗數據，達到節約投資減少勘察或研究成本的目的。當現場勘探和試驗數據資料不足情況下，通過對已有數據的插值與擬合到建立三維模型，可以推斷和預測未知區域或研究較少區域的地質信息或巖土體物理力學參數的分布趨勢，從而為減少勘探工作量提供科學的可靠的依據，達到節約花費，為生產或研究部門產生直接經濟效益的目的。

(3)工程地質巖土體是復雜的不規則形體，存在各種地質巖性層面、結構面以及各種空間分布的地質與力學信息，完全表達地質信息的空間分布及巖層和結構面間的位置關系，工程地質三維建模與可視化研究是大有作為的。

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