广东省冶金建筑设计研究院 510080
摘要：岩土水理性质在岩土工程地质中占有重要地位，本文主要阐述影响地质作用的岩土水理性质，提出岩土水理性质在工程中的主要形式，分析地下水作用对岩土水理性质的影响，提出岩土工程勘察中水文地质评价内容。
关键词：岩土工程勘察 水文地质 岩土水理性质
1 引言
随着我国改革开放的不断深入，工程建设行业有了突飞猛进的发展。在工程建设中，地下水的作用引起很多工程问题，造成很多地质灾害，但是工程技术人员一般比较重视岩土工程地质作用，往往对水文地质作用的重视不足，对主要水理性质的影响认识不够，对水文地质的评价不明确。本文对此浅谈自己的认识，以为抛砖引玉之用。
2岩土水理性质
所谓岩土的水理性质，简单的说就是由于岩土与地下水之间的相互作用而显示出来的性质。不同的地下水在岩土中存在的形式也不同，进而对岩土水理性质的影响也不同，岩土的水理性质不仅会影响到岩土的强度和性状，而且有些性质甚至会影响到建筑物的稳定性。
首先地下水的存在形式有多种，按其形态分为气态水、液态水、固态水。在广东地区，影响岩土水理性质的主要为液态水。液态地下水按其在岩土中的赋存形式又可分为结合水、毛细管水和重力水三种[1]，其中结合水又可分为强结合水和弱结合水两种。
强结合水密度比普通水大一倍左右，可以抗剪切，但不传递静水压力，粘性土仅含强结合水时呈现为固体状态，砂土也含微量的强结合水；弱结合水抗剪强度小，在外界压力下可以变形。粘性土的一系列物理力学性质都与弱结合水有关。
毛细管水和重力水为自由水，均不能抗剪切，对工程的影响是显而易见的。
岩土的主要水理性质在工程上主要表现在软化性、透水性、崩解性、给水性、胀缩性等。
a.软化性，是指岩土体浸水后，力学强度降低的特性，一般用软化系数表示，其是判断岩石耐风化、耐水浸能力的指标。岩石浸水后后普遍软化，泥质粉砂岩的软化系数随着黏粒含量的增加继续减小[2]。在岩石层中存在易软化岩层时，在地下水的作用下往往会形成软弱夹层，降低抗剪强度和摩擦系数。各类成因的粘性土层、泥岩、页岩、泥质砂岩等均普遍存在软化特性。
b.透水性，是指水在重力作用下，岩土容许水透过自身的性能。松散岩中的颗粒愈细、愈不均匀，其透水性便愈弱。坚硬岩石的裂隙或岩溶愈发育，其透水性就愈强。透水性一般可用渗透系数表示，岩上体的渗透系数可通过抽水试验求取。
c.崩解性，是指岩土浸水湿化后，由于土粒连接被削弱，破坏，使岩土体崩敞、解体的特性。崩解性主要体现在泥岩中，泥岩崩解机理可分为两类：矿物组成中含有蒙脱石的，崩解主要由岩体遇水时内部差异膨胀引起；矿物组成中不含蒙脱石的，崩解主要由岩体遇水时内部孔裂隙相界面受水的楔裂压力作用，孔裂隙扩容引起[3]。
d.给水性，是指在重力作用下饱水岩土能从孔隙、裂隙中自由流出一定水的性能，以给水度表示。给水度是含水层的重要水文地质参数，也影响场地疏松时间。给水度一般采用实验室方法测定。
e.胀缩性，是指岩土吸水后体积增大，失水后体积减小的特性，岩土涨缩性是由于颗粒表面结合水膜吸水变厚，失水变薄造成的。
胀缩性主要体现在膨胀土中，膨胀土含有的粘粒成分主要有亲水矿物组成，伊利石、蒙脱石占有主导地位。在广东地区一般出现在花岗岩风化残积土中，同时，当液限大于40%时为高液限土。
3 地下水引起的岩土水理作用及岩土工程危害
3.1地下水升降变化引起的岩土工程危害
地下水位变化可由天然因素或人为因素引起，当地下水位的变化达到一定程度时，岩土的水理性质发生变化或起作用，造成软化、崩解、膨胀、缩小等，具体主要体现在：
3.1.1水位上升引起的岩土工程危害。潜水位上升的原因是多种多样的，其主要受地质因素如含水层结构、总体岩性产状；水文气象因素如降雨量、气温等及人为因素如灌溉、施工等的影响，有时往往是几种因素的综合结果。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆由于潜水面上升对岩土工程可能造成：
a.土壤沼泽化、盐渍化，岩土及地下水对建筑物腐蚀性增强。
b.斜坡、河岸等岩土体岩产生滑移、崩塌等不良地质现象。
c.一些具特殊性的岩土体结构破坏、强度降低、软化。
d.引起粉细砂及粉土饱和液化、出现流砂，管涌等现象。
e.地下洞室充水淹没，基础上浮，建筑物失稳。
3.1.2地下水位下降引起的岩土工程危害。地下水位的降低多是由于人为因素造成的，如集中大量抽取地下水．采矿活动中的矿床疏干以及上游筑坝，修建水库截夺下游地下水的补给等。地下水的过大下降，常诱发地裂、地面沉降、地面塌陷等地质灾害及地下水源枯竭、水质恶化等环境问题，对岩土体、建筑物的稳定性和人类自身的居住环境造成很大威胁。
3.1.3地下水频繁升降对岩土工程造成的危害。地下水的升降变化能引起膨胀性岩土产生不均匀的胀缩变形，当地下水升降频繁时．不仅使岩上的膨胀收缩变形往复，而且会导致岩土的膨胀收缩幅度不断加大，进而形成地裂引起建筑物特别是轻型建筑物的破坏。地下水升降变动带内由于地下水渗透，会将土层中的铁、铝成分淋失，土层失去胶结物将造成土质变松、含水量孔隙比增大，压缩模量、承载力降低，给岩土工程基础选择、处理带来较大的麻烦。
3.2地下水动压力作用引起岩土工程危害
地下水在天然状态下动水压力作用比较微弱，一般不会造成什么危害，但在人为工程活动中由于改变地下水天然动力平衡条件，在移动的动水压力作用下，往往会引起一些严重的岩土工程危害，如软化、透水、崩解、膨胀、缩小等，具体现在：流砂、管涌、基坑突涌等。
4 岩土工程勘察中水文地质评价内容[4]
4.1工程地质勘察中还应密切结合建筑物地基基础类型的需要，查明有关水文地质问题，提供基础选型所需的水文地质资料。
4.2应重点评价地下水对岩土体和建筑物的作用和影响，预测可能产生的岩土工程危害，提出防治措施。
4.3 应从工程角度，按地下水对工程的作用与影响，提出不同条件下应着重评价的地质问题。
a．对埋藏在地下水位以下的建筑物基础中水对砼及砼内钢筋的腐蚀性，重点查明地下水的化学类型。
b．对选用软质岩石、强风化岩等岩土体作为基础持力层的建筑场地，应着重评价地下水活动对上述岩土体可能产生的软化、崩解等作用，评价岩土的软化系数等。
c.对花岗岩残积土、膨胀土地层，应着重评价地下水活动造成地基土的膨缩性、高液限性，评价岩土的膨胀系数、高液限指标等指标。
d.在地基基础压缩层范围内存在松散、饱和的粉细砂、粉土，应预测产生潜蚀、流砂、管涌的可能性。
e．当基础下部存在承压含水层，应对基坑开挖后承压水冲毁基坑底板的可能性进行计算和评价。
f．在地下水位以下开挖基坑，应进行渗透和富水试验，并评价由于人工降水引起土体沉降、边坡失稳进而影响周围建筑物稳定的可能性；
g．其它情况需评价地下水的运动规律，调查因人工开采和各类工程建设引起的地下水补给、径流、排泄条件的改变，水质变异和由此引起的地质环境问题。
结束语：综上所述，水文地质工作在建筑物持力层选择、基础设计、工程地质灾害防治等方面都起着重要的作用。在工程勘察和工程施工中应掌握岩土水理性质，并对地下水对岩土水理性质的影响有必要的认识。
参考文献
[1]常世骠主编 工程地质手册 第四版 2007
[2] 张咸恭 地下水对工程和环境的中作用 工程地质学报 1993.9
[3]柴肇云等 泥岩耐崩解性与矿物组成相关性的试验研究 《煤炭学报》 2015年第5期
[4]贾显卓等 岩土工程勘察中的水文地质问题分析 《建筑技术开发》2017年第3期137-138，共2页
论文作者:董荣
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第35期
论文发表时间:2018/5/28
标签：岩土论文; 地下水论文; 水文地质论文; 理性论文; 作用论文; 建筑物论文; 评价论文; 《建筑学研究前沿》2017年第35期论文;