复杂地形地质条件岩土工程勘察及实践研究

1 引言

在基础设施建设进程中，不可避免地会遭遇各种复杂地形地质条件。复杂地形如山区、丘陵地区、河岸等，地质条件涵盖地层结构复杂、岩土层间变化大等情况。这种复杂状况给岩土工程勘察带来极大挑战，然而准确的勘察结果对于工程设计和施工的安全性、稳定性及经济性起着决定性作用。因此，深入研究复杂地形地质条件下的岩土工程勘察具有重要的现实意义。

2 复杂地形地质条件的特点

2.1 地形起伏大

复杂地形地质条件下，地表起伏剧烈，山地沟谷纵横交错，地形变化多端。这种地形特点极大地增加了地质勘察以及工程建设等活动的难度。例如在山区进行勘察，地势陡峭，交通不便，勘察设备的搬运和操作面临诸多困难。

2.2 地质条件复杂

地层结构复杂，岩土层间变化大，不同岩土层的物理力学性质差异显著。可能存在多种岩石类型，如花岗岩、砂岩、页岩等，且其分布无规律可循。同时，可能出现断层、褶皱等地质构造，进一步增加了地质条件的复杂性。

2.3 地质灾害易发

由于地形和地质条件的复杂性，地质灾害发生的概率增大。常见的地质灾害有山体滑坡、泥石流、地震等。地质条件复杂意味着地质灾害的潜在风险更高，对工程建设和周边环境构成严重威胁。

2.4 土地利用受限

部分复杂地形地质区域适宜的开发利用方式有限，土地利用受到一定程度的限制。例如在岩溶地区，由于地下溶洞发育，不适宜进行大规模的重型建筑建设，需要谨慎规划和管理土地资源。

3 岩土工程勘察的难点

3.1 地质条件的不确定性

复杂的地质构造和岩土层变化使得准确判断地下地质情况变得困难。不同地层的分布、厚度以及岩土体的物理力学性质难以精确确定，这给勘察工作带来极大挑战。例如在断层附近，岩土体的破碎程度和力学性质变化较大，难以准确评估。

3.2 勘察方法的选择与应用

针对不同的复杂地形地质条件，需要选择合适的勘察方法。然而，由于地质条件的多样性，单一勘察方法往往难以满足需求，需要综合运用多种勘察方法。但在实际操作中，如何合理组合勘察方法，以及在不同地质条件下每种方法的有效应用范围难以准确把握。

3.3 原位测试的准确性

原位测试对于获取岩土体在天然状态下的物理力学性质至关重要，但在复杂地形地质条件下，原位测试的准确性受到多种因素影响。如在地形起伏大的区域，测试设备的安装和操作可能受到影响，导致测试结果偏差。此外，岩土体的不均匀性也会对原位测试结果的代表性产生影响。

3.4 地下水的影响

复杂地形地质条件下，地下水的分布和运动规律复杂。地下水可能对岩土体的稳定性产生影响，如在岩溶地区，地下水的溶蚀作用可能导致溶洞扩大，影响地基稳定性。同时，地下水的存在也会增加勘察工作的难度，如在地下水位较高的区域进行钻探时，可能出现涌水现象，影响钻探进度和质量。

4 岩土工程勘察技术与方法

4.1 工程地质测绘

工程地质测绘是岩土工程勘察的基础工作，通常在勘察初期进行。通过运用地质学和工程地质学的理论，对地面地质体和现象进行观察与描述，并将结果填绘在地形图上。其目的是准确把握测区工程地质条件的关键因素，绘制工程地质图，为后续的勘探、测试工作提供依据。例如，通过地质测绘可以初步确定地层的分布、地质构造的位置以及可能存在的不良地质现象。在地形地貌和地质条件较复杂的场地，工程地质测绘尤为重要，高质量的测绘工作甚至能推断地下地质情况，为其他勘察方法提供指导。

4.2 勘探与取样

4.2.1 探井、探槽

探井和探槽是通过人力或机械开挖，直接暴露地层结构的勘探方法。这种方法能够获取详细的地质资料和原状土样，直观地了解地层情况。但该方法受地形条件限制较大，在地形起伏大或地下水位较高的区域应用受限。

4.2.2 钻探

钻探是应用最广泛的勘探技术，借助钻探机械深入地下。它不仅能鉴别和划分地层，测量地下水位，还能通过采取原状土样和水样进行室内试验，确定土的物理力学性质和地下水的化学成分。钻孔中还可进行原位测试，如标准贯入试验、动力触探试验等。钻探的钻进方式多样，包括回转式、冲击式、振动式及冲洗式，可根据不同地质条件选择。例如，在坚硬岩石地层中，可采用回转式钻进；在松散地层中，可采用冲击式钻进。

4.3 原位测试与室内试验

4.3.1 原位测试

原位测试借助勘探工程进行，是详细勘察阶段的重要勘察手段。包括静力触探、动力触探、标准贯入试验等方法。原位测试能反映岩土宏观结构和原位应力条件，代表性好，效率高。例如，静力触探可连续测定土的锥尖阻力、侧壁摩阻力等参数，为岩土工程设计提供重要依据。但原位测试受场地条件限制较大，在狭窄或地形复杂区域操作不便。

4.3.2 室内试验

室内试验旨在深入探究土和岩石的物理、力学特性，为工程设计提供可靠依据。涵盖土的物理性质试验（测定土的含水量、密度等基本参数）、土的压缩固结试验（研究土的压缩性和固结特性）、土的抗剪强度试验（确定土在受剪切时的强度）、土的动力性质试验（评估土在动力作用下的反应）以及岩石试验（了解岩石的物理力学性质和结构特征）。室内试验条件易控制，可大量取样，但试样在采集和运输过程中可能受到扰动，导致其代表性相对较差。

4.4 现场检验与监测

4.4.1 现场检验

现场检验主要在施工阶段进行，用于验证先前勘察成果以及监控岩土工程施工过程的质量。通过对施工过程中揭露的地质情况与勘察报告进行对比分析，及时发现问题并调整勘察成果。例如，在基础施工过程中，观察地基土的实际情况与勘察报告是否相符，如有差异及时采取相应措施。

4.4.2 现场监测

现场监测的范畴广泛，包括对施工作用和各种荷载作用下岩土反应性状的观察，以及施工和运营过程中结构物的稳定监测和对环境影响的持续监控。现场通常部署多种传感器，如测斜仪、钢筋计、渗压计等，用于监测建筑物的变形、基坑的稳定、边坡和洞室的安全性以及滑坡等地质灾害的预警。通过实时监测数据，能够及时发现潜在问题，为工程的安全施工和运营提供保障。

5 结论

复杂地形地质条件下的岩土工程勘察工作面临诸多挑战，准确把握地质条件的特点和难点，合理运用勘察技术与方法是确保勘察结果准确性的关键。工程地质测绘为勘察工作奠定基础，勘探与取样获取地下地质信息，原位测试与室内试验确定岩土体参数，现场检验与监测保障工程施工和运营安全。在实际工作中，应根据具体的地形地质条件，综合运用多种勘察手段，提高勘察工作的质量和效率，为工程建设提供可靠的地质依据，确保工程的安全稳定、经济合理。

参考文献

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