岩土工程勘察在地质灾害防治中研究及应用

安京龙

中煤光华地质工程有限公司 河北 邯郸 056004

地质灾害是一种严重威胁人类生命和财产安全的自然灾害。山体滑坡、地震、泥石流等地质灾害频繁发生，给人们的生活和产业带来了巨大的损失。因此，开展地质灾害防治工作具有重要的意义。岩土工程勘察是地质灾害防治中的关键环节，它能够提供地质灾害发生的原因和机理，并为制定有效的防治措施提供科学依据。

本文旨在综述岩土工程勘察在地质灾害防治中的研究和应用。首先，我们将介绍地质灾害对人类社会造成的危害，并强调预防的重要性。接着，我们将解释岩土工程勘察在地质灾害防治中的作用和意义，以及其与其他科学领域的联系。随后，我们将详细讨论岩土工程勘察方法和技术在地质灾害预测、评估和监测中的应用。最后，我们将总结岩土工程勘察在地质灾害防治中的局限性，并提出未来的研究方向，以期为地质灾害防治工作提供参考和指导。

1 地质灾害及其影响

地质灾害是指由地球内部和地表活动引起的自然灾害，包括地震、火山喷发、地质滑坡和地面塌陷等[1]。这些灾害对人类生命、财产以及社会经济发展和环境保护带来深远影响。地震是最常见的地质灾害之一，在全球范围内频率和强度不断增加。地震的破坏性可以摧毁建筑物、道路和基础设施，造成大量伤亡和无家可归的人口。此外，地震还可能引发次生灾害，如火灾、洪水和泥石流，进一步加剧破坏程度[2]。火山喷发也是一种常见的地质灾害，其爆发释放大量火山灰、烟气和熔岩，对周围地区造成严重污染和破坏。火山灰可以阻塞天空，干扰航空运输和通信系统的正常运行；火山烟气中的有害气体和颗粒物会对人类和生物健康构成威胁；而熔岩则能快速覆盖城镇和农田，使其无法继续使用。地质滑坡和地面塌陷是由于地表土壤和岩石的运动而引起的灾害。这些灾害往往是由人类不合理的开发和利用所致，如过度采矿、不当建筑和违规填海等。地质滑坡和地面塌陷会导致房屋倒塌、土地沉降、水源污染等问题，并在严重情况下造成人员伤亡和耕地损失。

首先，地质灾害对人类生命和财产造成直接威胁。灾害带来的破坏性能够摧毁建筑物、道路和基础设施，导致大量人员伤亡和经济损失。特别是在发展中国家，缺乏有效的应对措施和救援能力，地质灾害对当地居民的生存和安全构成巨大威胁。

其次，地质灾害对社会经济发展造成严重影响。灾害带来的破坏性不仅需要花费大量资金进行修复和重建，还可能导致生产力的丧失和经济活动的中断。例如，地震摧毁了人们的住房和工厂，使得当地居民无家可归，企业无法正常运作，导致就业率下降、经济活动停滞。

此外，地质灾害还对环境保护产生深远影响。火山喷发释放出的有害气体和颗粒物可以污染空气和水源，威胁周围生态系统的平衡和健康。地震引发的地震裂缝和地质滑坡会破坏土地的稳定性，导致土壤侵蚀和水源污染，进而影响生态系统的恢复和生物多样性的保护。此外，地质灾害还对社会稳定和人类居住区的规划与建设产生重大影响。由于地质灾害的存在，人们需要考虑地震、火山活动和滑坡等因素，来制定合理的城市规划和建筑设计标准。这不仅增加了城市建设的成本，还需要加强监测和预警系统的建设，以提高公众对地质灾害的防范意识和应对能力。

最后，地质灾害还对社会心理和社会文化产生长期影响。灾害带来的恐慌、焦虑和失去亲人的痛苦，会给当地居民带来巨大的心理压力。而一些具有历史和文化价值的遗址、建筑物等也可能在地质灾害中被摧毁，从而对当地社会文化遗产造成不可挽回的损失[3]。

2 岩土工程勘察的作用和意义

岩土工程勘察是岩土工程领域中至关重要的一项工作，其作用和意义十分显著。本文将从几个方面阐述岩土工程勘察的重要性和意义。

2.1 确保工程安全

岩土工程勘察在工程设计初期起到了预测、评估和识别地质环境特征的作用，可以帮助工程师获取地质资料和参数，从而更好地理解工程地质条件。准确的勘察结果可以为工程设计提供可靠的依据，确保工程的稳定性和安全性。通过详细的岩土工程勘察，可以发现地下水位、土壤层厚度、岩体裂隙等关键信息，避免工程基础沉降、滑动以及其他地质灾害的发生。

2.2 提高工程效益

岩土工程勘察可以帮助工程师合理选择建筑材料、结构形式和施工方法，从而降低工程成本并提高工程效益。通过对地质条件的深入了解，可以进行合理的土方开挖和填筑设计，减少土方工程量，节约施工时间和成本。此外，岩土工程勘察还可以为工程质量控制提供依据，避免因地质条件的变化而导致施工质量问题。

2.3 保护环境

岩土工程勘察可以评估工程对环境的影响，并提出相应的保护措施。通过对地质环境和水文地质条件的综合分析，可以预测工程建设对周边地下水系统的影响程度，从而采取相应的措施进行保护。另外，在勘察中还可以发现可能存在的污染源，及时采取防治措施，保障环境的安全和可持续发展。

2.4 为工程后续阶段提供参考

岩土工程勘察结果是工程设计、施工和监测的基础，也是工程后续阶段决策的重要依据。通过岩土工程勘察，可以获得地质和地下水信息，为选择合适的工程方法和技术提供指导。此外，勘察结果还可以用于施工过程中的地质灾害预警和风险评估，确保工程在运营阶段的稳定性和可持续性发展。

3 岩土工程勘察方法与技术

岩土工程勘察是为了获取地下岩土体的信息和参数，以支持岩土工程设计和施工过程。在进行岩土工程勘察时，需要采用一系列方法和技术来获取准确的数据。以下将介绍几种常用的岩土工程勘察方法与技术。

3.1 钻探勘察

钻探是最常用的岩土工程勘察方法之一，它通过钻进地下，获取不同深度的岩土样本，进行物理力学性质测试和分析。常见的钻探方法包括岩芯钻探、土质钻探和孔洞钻探等。通过钻探可以获得地下岩土层的完整剖面，并了解其厚度、分布、结构和性质等重要参数。

3.2 地球物理勘察

地球物理勘察利用地球物理现象和仪器设备测量地下岩土体的性质和结构。常见的地球物理勘察方法包括地震勘察、重力勘察、电阻率勘察和地磁勘察等。地球物理勘察能够提供地下岩土层的物理性质、构造特征和水文地质信息，为工程设计提供重要参考。

3.3 非破坏性测试

非破坏性测试（NDT）是一种通过测量材料或结构的响应来评估其质量和性能的方法。在岩土工程勘察中，常用的非破坏性测试方法包括超声波测试、地质雷达、电磁波测试和地表位移监测等。这些方法可以无损地获取地下岩土体的性质和变形特征，为工程设计和施工提供重要参数[4]。

3.4 实地观测与取样

实地观测与取样是一种通过直接观察和采集现场样本的方法。包括现场地质调查、沉降观测、地下水位测量和土壤取样等。通过实地观测和取样，可以了解地下岩土层的实际情况，验证勘察结果的准确性，并获取更详细的地质和岩土数据。

3.5 实验室测试

实验室测试是对采集到的岩土样本进行物理力学、水文地质和工程性质测试的过程。常见的实验室测试包括抗压强度试验、剪切试验、渗透性试验和颗粒分析等。通过实验室测试，可以获取岩土样本的详细性质参数，为工程设计和施工提供准确可靠的数据。

4 岩土工程勘察在地质灾害预测和评估中的应用

地质灾害是岩土工程设计和施工过程中必须要面对和解决的重要问题之一。岩土工程勘察在地质灾害预测和评估中发挥着核心作用。以下将介绍岩土工程勘察在地质灾害预测和评估中的具体应用。

4.1 地质灾害预测

岩土工程勘察通过获取地下岩土体的地质信息和参数，为地质灾害的发生提供预测依据。通过钻探勘察和地球物理勘察等方法，可以了解地下岩土层的分布、结构、性质，以及可能存在的裂隙、断层等地质构造。同时，实地观测和取样可以获取现场地质数据，并进行地质调查和分析。基于这些信息，可以利用地质灾害预测模型和经验判断，预测可能发生的地质灾害类型和潜在风险。

4.2 地质灾害评估

岩土工程勘察在地质灾害评估中扮演着重要角色。通过获取地下岩土体的物理力学性质和变形特征，可以评估地质灾害对工程的影响和风险程度。实验室测试和非破坏性测试可以获得岩土样本的抗压强度、剪切强度、渗透系数等参数，并进行岩土力学模型和地质灾害模拟分析。此外，实地观测和监测可以获取地质灾害发生前后的地表位移、沉降情况等数据，进一步评估地质灾害风险。

4.3 地质灾害防治措施设计

岩土工程勘察为地质灾害防治措施的设计提供了必要的依据。通过对地下岩土体的勘察，可以确定相应的地质灾害防治措施，如地下水位的控制、土体加固和边坡稳定等。钻探勘察可以揭示潜在的地质灾害隐患，指导防治措施的设计和实施。同时，实地观测和取样可以验证预测结果和方案的可行性，并进行现场监测和评估。

4.4 地质灾害监测与预警

岩土工程勘察还可以用于地质灾害的实时监测和预警。通过地下水位的监测、地表位移的监测以及其他相关参数的采集，可以对地质灾害发生前的变化进行实时监测和分析。当监测数据超过事先设定的阈值时，可以发出预警信号，及时采取避让措施或紧急救援措施，减少地质灾害带来的损失。

5 岩土工程勘察在地质灾害防治工程中的应用

地质灾害是对人类生命财产安全和自然环境造成威胁的重大自然灾害。岩土工程勘察在地质灾害防治工程中发挥着至关重要的作用。以下将介绍岩土工程勘察在地质灾害防治工程中的具体应用。

5.1 地质灾害识别与评估

岩土工程勘察通过获取地下岩土体的地质信息和参数，为地质灾害的识别与评估提供基础数据。通过钻探勘察、地球物理勘察等方法，可以了解地下岩土层的分布、结构、性质，以及可能存在的裂隙、断层等地质构造。实地观测和取样可以获取现场地质数据，进一步分析地质灾害的潜在风险。这些数据为地质灾害的识别与评估提供科学依据，帮助确定合适的防治措施。

5.2 地质灾害监测与预警

岩土工程勘察可用于地质灾害的实时监测和预警。通过安装监测设备，如地下水位监测仪、地表位移监测仪等，在关键区域进行监测。这些设备可以实时采集地质灾害相关参数的变化情况。当监测数据超过事先设定的阈值时，可以发出预警信号，及时采取避让措施或紧急救援措施，减少地质灾害带来的损失。

5.3 抗震设防与抗滑稳定设计

岩土工程勘察为地质灾害防治工程中的抗震设防和抗滑稳定设计提供重要依据。通过获取地下岩土体的物理力学性质和变形特征，可以评估地质灾害对工程的影响和风险程度。实验室测试和非破坏性测试可以获得岩土样本的抗压强度、剪切强度、渗透系数等参数，并进行岩土力学模型和地质灾害模拟分析。基于这些数据，可以合理设计抗震设防措施和抗滑稳定措施，增加工程的抗灾能力。

5.4 防治工程设计与施工监管

岩土工程勘察在地质灾害防治工程的设计与施工中起着至关重要的作用。通过对地下岩土体的勘察，可以确定相应的地质灾害防治措施，并进行设计和施工方案的制定。钻探勘察可以揭示潜在的地质灾害隐患，指导防治措施的设计和实施。同时，实地观测和取样可以验证预测结果和方案的可行性，并进行现场监测和评估。此外，在施工过程中，对地质条件进行严格监管，确保施工符合设计要求，降低地质灾害的风险。岩土工程勘察还可以提供施工过程中的实时监测数据，以及对施工质量的评估和监管，确保防治工程的有效实施。

5.5 防治效果评估与优化

岩土工程勘察在地质灾害防治工程中的最后一步是防治效果的评估与优化。通过实地观测和监测，收集地质灾害发生前后的数据，包括地表位移、沉降情况等。将这些数据与预测结果进行对比分析，评估防治措施的有效性和可行性。如果发现防治效果不理想，可以进行方案的调整和优化，进一步提高地质灾害防治的效果。

通过识别与评估，监测与预警，抗震设防与抗滑稳定设计，防治工程设计与施工监管以及防治效果评估与优化，岩土工程勘察为地质灾害防治提供了科学的依据和技术支持。只有通过全面、准确的勘察工作，才能有效地预防和控制地质灾害的发生，保护人民群众的生命财产安全。

6 结论

岩土工程勘察在地质灾害防治工程中扮演着重要的角色。通过获取地下岩土体的地质信息和参数，岩土工程勘察提供了地质灾害预测、评估、防治工程设计与施工监管等方面的基础数据和技术支持。地质灾害识别与评估是岩土工程勘察的首要任务。通过钻探勘察、地球物理勘察等方法，获取地下岩土层的分布、结构、性质等信息，评估地质灾害潜在风险。并通过实地观测和取样，进一步分析地质灾害的可能影响。

岩土工程勘察还可用于地质灾害的实时监测与预警。安装监测设备，如地下水位监测仪、地表位移监测仪等，实时采集地质灾害相关参数的变化情况，及时发出预警信号，以减少地质灾害带来的损失。抗震设防与抗滑稳定设计是地质灾害防治工程的重要组成部分。通过获取地下岩土体的物理力学性质和变形特征，评估地质灾害对工程的影响和风险，并设计合适的抗震设防和抗滑稳定措施，提高工程的抗灾能力。

在地质灾害防治工程的设计与施工中，岩土工程勘察发挥着重要作用。通过钻探勘察、实地观测和取样，揭示潜在的地质灾害隐患，指导防治措施的设计和实施。并进行现场监测和评估，确保施工符合设计要求，降低地质灾害的风险。

最后，岩土工程勘察还可以用于对地质灾害防治效果的评估与优化。通过实地观测和监测数据的收集和对比分析，评估防治措施的有效性，并进行方案的调整和优化，提高地质灾害防治的效果。

综上所述，岩土工程勘察在地质灾害防治工程中的应用具有重要意义。只有通过全面、准确的勘察工作，并结合科学技术手段，才能有效预防和控制地质灾害的发生，保护人民群众的生命财产安全。