巖土工程勘察在地質災害防治中研究及應用

安京龍

中煤光華地質工程有限公司 河北 邯鄲 056004

地質災害是一種嚴重威脅人類生命和財產安全的自然災害。山體滑坡、地震、泥石流等地質災害頻繁發生，給人們的生活和產業帶來了巨大的損失。因此，開展地質災害防治工作具有重要的意義。巖土工程勘察是地質災害防治中的關鍵環節，它能夠提供地質災害發生的原因和機理，并為制定有效的防治措施提供科學依據。

本文旨在綜述巖土工程勘察在地質災害防治中的研究和應用。首先，我們將介紹地質災害對人類社會造成的危害，并強調預防的重要性。接著，我們將解釋巖土工程勘察在地質災害防治中的作用和意義，以及其與其他科學領域的聯系。隨后，我們將詳細討論巖土工程勘察方法和技術在地質災害預測、評估和監測中的應用。最后，我們將總結巖土工程勘察在地質災害防治中的局限性，并提出未來的研究方向，以期為地質災害防治工作提供參考和指導。

1 地質災害及其影響

地質災害是指由地球內部和地表活動引起的自然災害，包括地震、火山噴發、地質滑坡和地面塌陷等[1]。這些災害對人類生命、財產以及社會經濟發展和環境保護帶來深遠影響。地震是最常見的地質災害之一，在全球范圍內頻率和強度不斷增加。地震的破壞性可以摧毀建筑物、道路和基礎設施，造成大量傷亡和無家可歸的人口。此外，地震還可能引發次生災害，如火災、洪水和泥石流，進一步加劇破壞程度[2]?；鹕絿姲l也是一種常見的地質災害，其爆發釋放大量火山灰、煙氣和熔巖，對周圍地區造成嚴重污染和破壞。火山灰可以阻塞天空，干擾航空運輸和通信系統的正常運行；火山煙氣中的有害氣體和顆粒物會對人類和生物健康構成威脅；而熔巖則能快速覆蓋城鎮和農田，使其無法繼續使用。地質滑坡和地面塌陷是由于地表土壤和巖石的運動而引起的災害。這些災害往往是由人類不合理的開發和利用所致，如過度采礦、不當建筑和違規填海等。地質滑坡和地面塌陷會導致房屋倒塌、土地沉降、水源污染等問題，并在嚴重情況下造成人員傷亡和耕地損失。

首先，地質災害對人類生命和財產造成直接威脅。災害帶來的破壞性能夠摧毀建筑物、道路和基礎設施，導致大量人員傷亡和經濟損失。特別是在發展中國家，缺乏有效的應對措施和救援能力，地質災害對當地居民的生存和安全構成巨大威脅。

其次，地質災害對社會經濟發展造成嚴重影響。災害帶來的破壞性不僅需要花費大量資金進行修復和重建，還可能導致生產力的喪失和經濟活動的中斷。例如，地震摧毀了人們的住房和工廠，使得當地居民無家可歸，企業無法正常運作，導致就業率下降、經濟活動停滯。

此外，地質災害還對環境保護產生深遠影響?；鹕絿姲l釋放出的有害氣體和顆粒物可以污染空氣和水源，威脅周圍生態系統的平衡和健康。地震引發的地震裂縫和地質滑坡會破壞土地的穩定性，導致土壤侵蝕和水源污染，進而影響生態系統的恢復和生物多樣性的保護。此外，地質災害還對社會穩定和人類居住區的規劃與建設產生重大影響。由于地質災害的存在，人們需要考慮地震、火山活動和滑坡等因素，來制定合理的城市規劃和建筑設計標準。這不僅增加了城市建設的成本，還需要加強監測和預警系統的建設，以提高公眾對地質災害的防范意識和應對能力。

最后，地質災害還對社會心理和社會文化產生長期影響。災害帶來的恐慌、焦慮和失去親人的痛苦，會給當地居民帶來巨大的心理壓力。而一些具有歷史和文化價值的遺址、建筑物等也可能在地質災害中被摧毀，從而對當地社會文化遺產造成不可挽回的損失[3]。

2 巖土工程勘察的作用和意義

巖土工程勘察是巖土工程領域中至關重要的一項工作，其作用和意義十分顯著。本文將從幾個方面闡述巖土工程勘察的重要性和意義。

2.1 確保工程安全

巖土工程勘察在工程設計初期起到了預測、評估和識別地質環境特征的作用，可以幫助工程師獲取地質資料和參數，從而更好地理解工程地質條件。準確的勘察結果可以為工程設計提供可靠的依據，確保工程的穩定性和安全性。通過詳細的巖土工程勘察，可以發現地下水位、土壤層厚度、巖體裂隙等關鍵信息，避免工程基礎沉降、滑動以及其他地質災害的發生。

2.2 提高工程效益

巖土工程勘察可以幫助工程師合理選擇建筑材料、結構形式和施工方法，從而降低工程成本并提高工程效益。通過對地質條件的深入了解，可以進行合理的土方開挖和填筑設計，減少土方工程量，節約施工時間和成本。此外，巖土工程勘察還可以為工程質量控制提供依據，避免因地質條件的變化而導致施工質量問題。

2.3 保護環境

巖土工程勘察可以評估工程對環境的影響，并提出相應的保護措施。通過對地質環境和水文地質條件的綜合分析，可以預測工程建設對周邊地下水系統的影響程度，從而采取相應的措施進行保護。另外，在勘察中還可以發現可能存在的污染源，及時采取防治措施，保障環境的安全和可持續發展。

2.4 為工程后續階段提供參考

巖土工程勘察結果是工程設計、施工和監測的基礎，也是工程后續階段決策的重要依據。通過巖土工程勘察，可以獲得地質和地下水信息，為選擇合適的工程方法和技術提供指導。此外，勘察結果還可以用于施工過程中的地質災害預警和風險評估，確保工程在運營階段的穩定性和可持續性發展。

3 巖土工程勘察方法與技術

巖土工程勘察是為了獲取地下巖土體的信息和參數，以支持巖土工程設計和施工過程。在進行巖土工程勘察時，需要采用一系列方法和技術來獲取準確的數據。以下將介紹幾種常用的巖土工程勘察方法與技術。

3.1 鉆探勘察

鉆探是最常用的巖土工程勘察方法之一，它通過鉆進地下，獲取不同深度的巖土樣本，進行物理力學性質測試和分析。常見的鉆探方法包括巖芯鉆探、土質鉆探和孔洞鉆探等。通過鉆探可以獲得地下巖土層的完整剖面，并了解其厚度、分布、結構和性質等重要參數。

3.2 地球物理勘察

地球物理勘察利用地球物理現象和儀器設備測量地下巖土體的性質和結構。常見的地球物理勘察方法包括地震勘察、重力勘察、電阻率勘察和地磁勘察等。地球物理勘察能夠提供地下巖土層的物理性質、構造特征和水文地質信息，為工程設計提供重要參考。

3.3 非破壞性測試

非破壞性測試（NDT）是一種通過測量材料或結構的響應來評估其質量和性能的方法。在巖土工程勘察中，常用的非破壞性測試方法包括超聲波測試、地質雷達、電磁波測試和地表位移監測等。這些方法可以無損地獲取地下巖土體的性質和變形特征，為工程設計和施工提供重要參數[4]。

3.4 實地觀測與取樣

實地觀測與取樣是一種通過直接觀察和采集現場樣本的方法。包括現場地質調查、沉降觀測、地下水位測量和土壤取樣等。通過實地觀測和取樣，可以了解地下巖土層的實際情況，驗證勘察結果的準確性，并獲取更詳細的地質和巖土數據。

3.5 實驗室測試

實驗室測試是對采集到的巖土樣本進行物理力學、水文地質和工程性質測試的過程。常見的實驗室測試包括抗壓強度試驗、剪切試驗、滲透性試驗和顆粒分析等。通過實驗室測試，可以獲取巖土樣本的詳細性質參數，為工程設計和施工提供準確可靠的數據。

4 巖土工程勘察在地質災害預測和評估中的應用

地質災害是巖土工程設計和施工過程中必須要面對和解決的重要問題之一。巖土工程勘察在地質災害預測和評估中發揮著核心作用。以下將介紹巖土工程勘察在地質災害預測和評估中的具體應用。

4.1 地質災害預測

巖土工程勘察通過獲取地下巖土體的地質信息和參數，為地質災害的發生提供預測依據。通過鉆探勘察和地球物理勘察等方法，可以了解地下巖土層的分布、結構、性質，以及可能存在的裂隙、斷層等地質構造。同時，實地觀測和取樣可以獲取現場地質數據，并進行地質調查和分析?；谶@些信息，可以利用地質災害預測模型和經驗判斷，預測可能發生的地質災害類型和潛在風險。

4.2 地質災害評估

巖土工程勘察在地質災害評估中扮演著重要角色。通過獲取地下巖土體的物理力學性質和變形特征，可以評估地質災害對工程的影響和風險程度。實驗室測試和非破壞性測試可以獲得巖土樣本的抗壓強度、剪切強度、滲透系數等參數，并進行巖土力學模型和地質災害模擬分析。此外，實地觀測和監測可以獲取地質災害發生前后的地表位移、沉降情況等數據，進一步評估地質災害風險。

4.3 地質災害防治措施設計

巖土工程勘察為地質災害防治措施的設計提供了必要的依據。通過對地下巖土體的勘察，可以確定相應的地質災害防治措施，如地下水位的控制、土體加固和邊坡穩定等。鉆探勘察可以揭示潛在的地質災害隱患，指導防治措施的設計和實施。同時，實地觀測和取樣可以驗證預測結果和方案的可行性，并進行現場監測和評估。

4.4 地質災害監測與預警

巖土工程勘察還可以用于地質災害的實時監測和預警。通過地下水位的監測、地表位移的監測以及其他相關參數的采集，可以對地質災害發生前的變化進行實時監測和分析。當監測數據超過事先設定的閾值時，可以發出預警信號，及時采取避讓措施或緊急救援措施，減少地質災害帶來的損失。

5 巖土工程勘察在地質災害防治工程中的應用

地質災害是對人類生命財產安全和自然環境造成威脅的重大自然災害。巖土工程勘察在地質災害防治工程中發揮著至關重要的作用。以下將介紹巖土工程勘察在地質災害防治工程中的具體應用。

5.1 地質災害識別與評估

巖土工程勘察通過獲取地下巖土體的地質信息和參數，為地質災害的識別與評估提供基礎數據。通過鉆探勘察、地球物理勘察等方法，可以了解地下巖土層的分布、結構、性質，以及可能存在的裂隙、斷層等地質構造。實地觀測和取樣可以獲取現場地質數據，進一步分析地質災害的潛在風險。這些數據為地質災害的識別與評估提供科學依據，幫助確定合適的防治措施。

5.2 地質災害監測與預警

巖土工程勘察可用于地質災害的實時監測和預警。通過安裝監測設備，如地下水位監測儀、地表位移監測儀等，在關鍵區域進行監測。這些設備可以實時采集地質災害相關參數的變化情況。當監測數據超過事先設定的閾值時，可以發出預警信號，及時采取避讓措施或緊急救援措施，減少地質災害帶來的損失。

5.3 抗震設防與抗滑穩定設計

巖土工程勘察為地質災害防治工程中的抗震設防和抗滑穩定設計提供重要依據。通過獲取地下巖土體的物理力學性質和變形特征，可以評估地質災害對工程的影響和風險程度。實驗室測試和非破壞性測試可以獲得巖土樣本的抗壓強度、剪切強度、滲透系數等參數，并進行巖土力學模型和地質災害模擬分析?；谶@些數據，可以合理設計抗震設防措施和抗滑穩定措施，增加工程的抗災能力。

5.4 防治工程設計與施工監管

巖土工程勘察在地質災害防治工程的設計與施工中起著至關重要的作用。通過對地下巖土體的勘察，可以確定相應的地質災害防治措施，并進行設計和施工方案的制定。鉆探勘察可以揭示潛在的地質災害隱患，指導防治措施的設計和實施。同時，實地觀測和取樣可以驗證預測結果和方案的可行性，并進行現場監測和評估。此外，在施工過程中，對地質條件進行嚴格監管，確保施工符合設計要求，降低地質災害的風險。巖土工程勘察還可以提供施工過程中的實時監測數據，以及對施工質量的評估和監管，確保防治工程的有效實施。

5.5 防治效果評估與優化

巖土工程勘察在地質災害防治工程中的最后一步是防治效果的評估與優化。通過實地觀測和監測，收集地質災害發生前后的數據，包括地表位移、沉降情況等。將這些數據與預測結果進行對比分析，評估防治措施的有效性和可行性。如果發現防治效果不理想，可以進行方案的調整和優化，進一步提高地質災害防治的效果。

通過識別與評估，監測與預警，抗震設防與抗滑穩定設計，防治工程設計與施工監管以及防治效果評估與優化，巖土工程勘察為地質災害防治提供了科學的依據和技術支持。只有通過全面、準確的勘察工作，才能有效地預防和控制地質災害的發生，保護人民群眾的生命財產安全。

6 結論

巖土工程勘察在地質災害防治工程中扮演著重要的角色。通過獲取地下巖土體的地質信息和參數，巖土工程勘察提供了地質災害預測、評估、防治工程設計與施工監管等方面的基礎數據和技術支持。地質災害識別與評估是巖土工程勘察的首要任務。通過鉆探勘察、地球物理勘察等方法，獲取地下巖土層的分布、結構、性質等信息，評估地質災害潛在風險。并通過實地觀測和取樣，進一步分析地質災害的可能影響。

巖土工程勘察還可用于地質災害的實時監測與預警。安裝監測設備，如地下水位監測儀、地表位移監測儀等，實時采集地質災害相關參數的變化情況，及時發出預警信號，以減少地質災害帶來的損失。抗震設防與抗滑穩定設計是地質災害防治工程的重要組成部分。通過獲取地下巖土體的物理力學性質和變形特征，評估地質災害對工程的影響和風險，并設計合適的抗震設防和抗滑穩定措施，提高工程的抗災能力。

在地質災害防治工程的設計與施工中，巖土工程勘察發揮著重要作用。通過鉆探勘察、實地觀測和取樣，揭示潛在的地質災害隱患，指導防治措施的設計和實施。并進行現場監測和評估，確保施工符合設計要求，降低地質災害的風險。

最后，巖土工程勘察還可以用于對地質災害防治效果的評估與優化。通過實地觀測和監測數據的收集和對比分析，評估防治措施的有效性，并進行方案的調整和優化，提高地質災害防治的效果。

綜上所述，巖土工程勘察在地質災害防治工程中的應用具有重要意義。只有通過全面、準確的勘察工作，并結合科學技術手段，才能有效預防和控制地質災害的發生，保護人民群眾的生命財產安全。