一、前言
广东省茂名市存在着大面积民房裂缝问题。为此，1989年，我们与茂名石油工业公司的有关人员共同进行了调查研究，除宏观调查外，在房裂的13个村庄布置了25个钻孔，对5～10m 深的岩土进行取土分析。研究表明，民房裂缝的主要原因是膨胀土灾害所致。
二、房屋开裂的特征
1）房屋开裂成群出现：不仅一个村庄的房裂成群出现，而且成群房裂的村庄也是成群出现，现已发现有45个村庄的房屋出现成群的裂缝，这些村庄分布在约200km2范围内；
2）裂缝一般随气候的变化而变化：旱天裂缝张开或增大，雨季则裂缝减小或合闭，经反复胀缩，直至房屋不能使用；
3）特殊的裂缝形态：斜裂缝多，多见于墙角和山墙，前、后墙和隔墙也有，常呈倒八字形，垂直裂缝多出现在前、后墙的中部；交叉裂缝一般出现于变形比较严重的房屋，是斜裂缝的发展。
三、气候条件
茂名地区属亚热带海洋性气候。根据矿气象站1956～1987年的资料，年平均降雨量为1560mm，年平均蒸发量为，蒸发量大于降雨量，从1978～1987年，10年的平均值计算，其干燥度Kc=，属于亚湿润区。由于这种气候是季节性的干湿交替。引起膨胀土含水量的变化，导致季节性胀缩，房屋裂隙在旱季张开，雨季闭合，地裂情况也是如此。
四、地质地貌概况
茂名盆地属于中、新生代的沉积盆地，其中分布了白垩纪的红色砂岩及火山岩，上覆的第三纪（古、新近纪）河相、湖相，以及滨海沼泽相的沉积物，常出露在地表，组成陇岗的丘陵地形；第四纪的坡积、冲积层则分布于低洼处，所占面积较小。新第三纪（新近纪）的黄牛岭组、老虎岭组和高棚岭组的岩性，多各有差异，但主要是砂砾层、砂质粘土层、粘质砂土层和粘土的各种过渡层和交叉层，都属于河相、河湖相的沉积。裂缝的民房位于这3组中的粘土质土层即膨胀土层之上（图1）。
茂名膨胀土分布在陇岗的丘陵地带，地形坡度一般为2°～8°，开裂严重的民房大多位于山腰处，而山麓及山顶平坦场地上的民房一般不出现或开裂较微。究其原因是山腰处膨胀土层分布不均匀，且水分变化幅度大，造成差异胀缩大。此类膨胀土，在邻近的广西和云南等省（区）也有分布，这说明我国有一个有利于这类膨胀土的形成和演化的环境。
图1 露天矿采掘场上部黄牛岭地层剖面图
1—黄褐色粘土质砂；2—铁质沉积层；3—花斑状粘土（膨胀土）；4—黄色粘土质砂；5—灰白色粘土（膨胀土）；6—黄色粘土质砂；7—灰白色粘土（膨胀土）
五、岩土工程性质
1）颗粒成分：茂名膨胀土的颗粒成分示于表1，从表中看出，小于的粒径的含量一般较多，由于高分散性，这就增加了土的活性。
表1 茂名膨胀土的颗粒成分
2）化学成分：表2是样品的化学全分析结果，碱金属及碱土金属氧化物含量偏低，仅K20 含量稍高，主要原因是该区岩土风化程度较高。此外，由于铁质含量较高，为了弄清对胀缩性及岩土强度有否影响，采用了穆斯堡尔谱对结构铁和胶结铁进行区分。LZ11和M T13两个样分析表明，结构铁的含量分别占全铁的和，说明铁质主要以结构铁形式存在，对胀缩性影响不大。
样品阳离子交换量均偏低，但在与胀缩性指标对比后仍发现阳离子交换量值越大，胀缩性越高。
表2 茂名膨胀土的化学成分
3）矿物成分：样品的X 光粉末衍射（图2）、差热分析及红外光谱分析结果表明，粘土矿物主要为高岭石和伊利石，少量埃洛石和绿泥石，半定量分析结果见表3。
图2 X射线粉末衍射图
表3 茂名膨胀土粘土矿物半定量结果
4）微结构特征：在扫描电镜下，样品主要呈现4种微结构类型，面—面叠片结构、层状定向结构、蜂窝状结构和边面搭接的架空结构。
面—面叠片结构一般是以高岭石为主的土的结构特征，蜂窝状结构一般是以伊利石为主的土所特有，而层状定向结构及架空结构一般见于高岭石、伊利石为主的土中。
与膨胀力Pe对比后发现，具蜂窝状结构的土具较强的膨胀势，层状定向结构次之，而具面—面叠片结构及架空结构的土的膨胀势较弱。
表4 茂名膨胀土的物理性质
5）物理力学性质：物理性质中的液限是判别膨胀土的重要指标，从表4中看出，液限的平均值都大于49%，一般应判为膨胀土，其他物理指标也符合一般膨胀土的特征。
6）胀缩特征：胀缩特征示于表5。这些指标是按我国《膨胀地区建筑技术规范》的要求试验的，自由膨胀率是扰动土试验的结果，是判别指标，其范围值的40%～89%，膨胀潜势属弱到中等。其他3项指标是原状土试验的结果，用这些指标，按照上述规范的计算公式，结合膨胀土层的厚薄和土中含水量的变化幅度，可以计算出分级胀缩量的大小，以确定膨胀土地基的等级。
表5 茂名膨胀土的胀缩特征
六、水文地质条件
膨胀土所属的3个地层组即黄牛岭组、老虎岭组和高棚岭组，其岩性多变，含水条件复杂，特点是粘土隔水层和砂砾含水层交替出现，承压水、半承压水、自由水交替出现。
3个含水层的共同特点是大气降水为其主要补给源。图3表明了含水层的水位变化幅度随季节变化较大，一般为2～5m，为岩土的胀缩提供了外界条件。
图3 民井水位曲线
七、结论
通过大片民房裂缝的上部建筑结构和破坏特征的调查，下部地基基础的岩土测试，以及建筑场地的区域性的地质地貌、水文地质和气候等环境因素的分析，可以得出，茂名民房裂缝的主要原因是膨胀土灾害。有了这样的结论，茂名民房裂缝的重建和修复可以建立在正确认识的基础上了。
（本文原载：《中国地质灾害与防治学报》，第二届全国地质灾害与防治学术讨论会论文集，第5卷增刊，1994年10月，201～206页；作者还有李姗林、邓红灯、焦景有、蔡娌妮、郭福江）
土力学学术论文篇二 土力学发展概况 摘 要：随着社会的高度现代化，土力学在工程上的应用范围越来越广，人类对土力学的研究也更加的深入。本文通过回顾土力学发展历程，分析当前土力学研究的缺陷，包括土力学经典理论的局限性，非饱和土力学研究的缺陷性，动荷载作用下土体研究的不成熟性。最后结合土力学研究的缺陷，对今后土力学的发展提出预测。 关键词：饱和土 非饱和土 动荷载 中图分类号：TU41 文献标识码：A 文章编号：1672-3791(2014)04(b)-0225-01 土力学是运用工程力学的理论和方法来研究土体力学性质的学科[1]。它在实际工程如地基、挡土墙、土工建筑物中都有重要的应用。研究土力学，对我们从事土木工程活动的人士来说具有重要意义。本文根据土力学发展历史，分析当前土力学研究缺陷，预测土力学未来的发展。 1 土力学的发展历程 土力学历史悠久，起源于人类生产生活所积累的经验，古时候人们用压实土料修筑堤坝防洪，用夯实土基兴修各类工程等均属于土力学的范畴。近代土力学的发展开始于1776年库仑土压力理论的提出[1]。此后，1856年法国科学家达西发表了著名的达西渗透定律，1857年英国科学家郎肯发表了郎肯土压力理论，这些理论促进了近代土力学的发展。1925年太沙基提出了有效应力原理及渗透固结理论，从此土力学成为一门独立的科学。1950年后人类在土的基本性质、测试手段、计算技术、加固方法等方面均有较大发展。1980年后，土力学出现了新的分支，如计算土力学[2]，海洋土力学等。 土力学自成立以来经历两个发展阶段。第一阶段即1925年―1960年的近代土力学阶段，这一阶段土力学都是以太沙基理论为基础而展开研究的，但由于该理论过于片面，土体性质过于复杂，导致很多问题无法深入研究。第二阶段即1960年后的现代土力学阶段，以罗斯科为代表的临界土力学创立，从此人类对土体本构关系的研究步入了新的境界。人们开始综合考虑研究土体受力后的应力、应变、强度、稳定性以及它们和时间之间的关系[3]。 2 土力学当前发展中存在的问题 纵观土力学的发展历程，虽然取得了很大的进步，但是仍然存在着不少问题。 土力学理论不够完备 土力学是一门以实验为基础的理论学科，但是由于土体性质复杂，到目前为止，仍处于半经验办理论的发展阶段，未能形成公认的基础理论。太沙基把土体的压密和渗透结合起来推导出的一维固结微分方程能很好的反映土体单向固结的机理，但是在多维固结问题上并不适用。比奥固结理论能解出孔压分布，给出位移场，获得土体应力应变非线性、弹塑性和骨架的流变情况，但是参数确定的偏差会导致工程计算结果和实际测量结果差别很大[1]。所以这些理论都有自身的局限性，不能符合一般土体受力状态下的性能。 解决非饱和土问题方法欠缺 传统土力学理论只适用于解决饱和土的问题，其规律也是根据饱和土试验得出。然而工程中遇到饱和土的情况十分罕见，即使是软土地区，其表层土也不会是饱和的。将处理饱和土的方法应用于非饱和土不是很妥当，因为土的特性随其含水量有很大的不同，如膨胀土遇水后体积会膨胀，而失陷性黄土遇水后体积会收缩，而且它们的强度也会因遇水而降低[3]。于是有人提出了非饱和土强度理论，这些理论都是以吸力及为计算依据，但是由于吸力测试技术不够成熟，存在很多问题，不能被广泛采纳。 动荷载作用下土体规律的研究还不成熟 研究动荷载作用尤其是循环动荷载作用下土的力学特性，在道路的建设和维护方面具有重要意义[4]。尽管国内外开展了不少这方面的研究，提出了相关理论，但是动荷载作用下土体的变形、强度、以及液化规律比静荷载作用更复杂、更难把握，所以相关研究结论适用条件和范围都很有限，理论就更不成熟了。 3 土力学发展方向预测 土力学是研究土体特性的学科，土是经过漫长的地壳运动而形成的，不同地域的土其成分有很大的差异，即使是同一地方的土因所处的地层不同性质而相差很大，而且土的构造和结构对土的性质也有至关重要的影响，因此土的特性很强。土有的时候是饱和的，有的时候是不饱和的，有时可以看成是连续的介质，有时又不能看成连续的介质，它具有弹性、粘性和塑性等性能，这些都说明了土体的性质十分复杂。因此研究土力学需要采用理论、试验相结合的方式。 土的微观和细观研究 土是由固、液、气三相组合而成，土颗粒之间固液气三相的相互作用决定了土的力学性质区别于其他一切材料。土体强度、变形的宏观规律是与其微观结构直接相关的，通过微观试验研究，以探究土的非线性、弹塑性、各向异性、流变性等问题，可以更清楚的认识宏观规律的机理，从而初步把握其宏观规律。因此，微观和宏观相结合有可能使土体力学特性的研究出现转机。 土体的原位试验和无损探测 室内试验和原位试验之间存在着不可忽视的差别，室内试验时，压缩模量是在无侧向变形条件下测出的，而土的初始应力状况与沉积条件有关;在完全相同的条件下测量土的沉降量，试验结果表明压缩模量越大的土，它的计算沉降和实测沉降相差越大[3]。现有原位实验方法如标准贯入试验，触探试验只能用于小型工程，钻孔取土愈深，土的结构破坏愈大，试验结果的可靠度也就越差。因此发展更加先进的测探技术，可以克服取土后土结构的巨大变化和应力状态的改变，能大大提高试验结果的精确性。 非饱和土的研究 非饱和土力学理论之所以没能像饱和土力学理论一样同步发展，最主要的原因是影响非饱和土性质因素众多，关系复杂，它很难像饱和土那样找出应力应变之间一一对应的关系。此外非饱和土特性测试技术难度比饱和土大得多，这进一步制约了非饱和土理论的发展。由于非饱和土中存在气体，较之饱和土性质大有区别而且更加的复杂，研究非饱和土中固、液、气之间的相互影响关系成为解决非饱和土问题的重要出路。今后非饱和土的研究将着重于土体表面吸力的测定，土-水特征性能表征等方面。 4 结语 正如太沙基所说：土力学既是一门科学，又是一门艺术[1]。工程实践经验具有不可替代的重要意义。随着科技的进步，各种研究方法和手段不断进步，各种各样的工程勘察设备和试验设备得以研制，电子计算机的应用水平和实验测试技术的自动化程度不断提高，今后土力学的发展将呈现蓬勃的朝气。 参考文献 [1] 姜晨光.土力学与地基基础[M].北京：化学工业出版社，2013：8-12. [2] 蔡东，李国方.土力学的研究内容与学科发展[J].黑龙江水利科技，2008，36(2)：92. [3] 赵成刚，韦昌富，蔡国庆.土力学理论的发展和面临的挑战[J].岩土力学，2011，32(12)：3521-3522. [4] 焦贵德，赵淑萍，马巍.循环荷载下高温冻土的变形和强度特性[J].岩土工程学报，2013，35(8)：1553. 看了“土力学学术论文”的人还看： 1. 发表学术论文的心得 2. 关于学术论文的格式范文 3. 关于圆的学术论文 4. 大学物理学术论文2500字 5. 建筑学术论文范文
土工试验常见问题探讨论文
摘 要：根据工作经验与国家现行规范及行业标准相结合，针对土工试验中存在的问题，从试样制备、土物理性质试验及力学性质试验三个方面进行了剖析，提出了解决问题的办法。
关键词：土工试验；试样制备；土的物理性质试验；土的力学性质试验
土工试验是岩土工程勘察的重要组成部分，是野外勘察工作的延续。野外勘探与室内土工试验有机地结合，将准确完成土样的定性、定量分析与评价，为建设单位提交符合现场实际情况的勘察成果。由于岩土体的不均匀性，取样、运输、保管过程中的扰动，试验仪器及操作方法的差异等使得岩土试验结果出现部分失真，在一定程度上影响勘察成果的真实性与准确性。本文就岩土样试验中经常出现的部分问题进行剖析，以便勘察单位在过程质量控制中采取相应措施，为设计部门提交真实、准确的勘察成果。
1、试样的制备
岩土工程勘察市场竞争激烈，勘察费用较低，勘察单位的设备技术更新改造投入较少，勘察手段的单一，导致采取的原状岩土样质量较差，土体结构受到严重扰动和破坏(尤其是采用岩芯管岩芯切样)；部分样品采集后没有在现场用蜡封堵，水分蒸发；冬天没有防冻措施，使样品受冻；运输过程中没有减震措施，特别是灵敏度较高的粉土和软塑土。由以上原因造成的土体结构破坏和含水量变化，严重影响到岩土体的原状，该类样品根本不能作为力学试验样使用。
采样不合格的岩土样，在试样制备时应注意。开启土样筒后，先检查土样结构，确定土样是否已受扰动或取土质量是否符合规定，对不符合规范要求的试样必须舍弃。
对合格土样用环刀切取时，首先应做好以下几点：
①应在环刀内壁涂一薄层凡士林，目的是为减少环刀与土样间的摩擦，避免土样压密扰动。
②将环刀垂直下压，环刀垂直下压是避免环刀偏向受压时环刀一侧出现相对压密而另一侧出现样品与环刀间的小缝隙，造成土的容重失真及压缩时压缩模量偏小。
③环刀下压过程中，边压边削，可避免土样受到环刀外侧壁与土样间的过大摩擦而使土样受到一定程度的压密。
④压入环刀后对土样的上下端面削平，对于软土要用钢丝锯修复平整，若用切土刀整平则刀面极易带起软土形成二次扰动，对其它土可采用切土刀削平。这四种措施都可有效避免土样在室内试验时受到扰动。
在制样过程中要对土样的颜色、名称、包含物、矿物成分、软硬程度、塑性状态、结构构造等进行描述，不仅是判定土类别的依据，也有利于后期数据整理时进行对比和综合分析处理，得出符合工程实际的数据。
2、土的物理性质试验
含水率试验
土层的不均匀、取样扰动或进水、取土器和筒壁的挤压、原状样密封不严、土样在运输和存放期间保护不当而失水等均会引起含水率的变化。除此之外在试验室若操作不当对土样含水率的测试结果也会造成偏差：
①取样点的位置不同，尤其是对粉质含量高的粉质粘土、粉土、砂土，样的上、中、下不同部位含水量会有较大的差别，为克服这种影响可分上中下不同部位同时取等量样品，加以混合后再取为含水量试验样品。
②铝盒烘干时应开口，以利水的充分蒸发。铝盒质量应定期标定：铝盒在长期使用过程中由于氧化、磨损其质量也有一定变化，定期标定能有效降低试验误差。
③烘干时间及温度对含水量测试数据影响较大，从而影响到地基土承载力基本值。以粉土为例，含水量每提高5%，承载力基本值降低约5%～10%。因而应严格掌握烘干时间和温度。
红粘土、膨胀土等粘粒含量很高的土类，有较大的比表面积，吸附水能力强，需在105℃～110℃温度下烘干8h，粉土、粉砂土不得小于6h，但对含有机质的土(尤其是有机质含量大于5%的土)，应在65℃～70℃烘至恒重，温度过高会造成有机质的损失，使含水量偏大。决不能为赶工期而省时省工，更不能不分土类别、不分温度、不分时间地进行烘干。
土粒比重试验
从理论上讲要得到一个准确的土粒比重值较为困难，因为国标中采用的试验方法存在下列因素的影响：
①结合水的影响。土粒带负电荷，与其周围的水相互作用，形成结合水，结合水吸附在粘粒表面，使测出的土粒体积大于实际体积，导致测试结果偏小。
②土粒间胶结物固化的影响。制备试样在烘干过程中，不可溶的胶质矿物如SiO2、Al2O3、粘土矿物等易固化形成团粒，形成的团粒较难靠水的作用分散，加热煮沸对团粒不能达到完全分散的作用，使计算出的'土粒相对密度偏小。
土粒比重是土的基本物理指标之一，是一个相对稳定的值，它决定于土的矿物成分，一般无机物矿物颗粒的比重为～，有机质为～，泥炭为～，土粒的比重变化幅度很小，同一地区同一类型的土相对密度基本接近，通常可按地区经验数据选用。由于土粒比重试验相对复杂且费时，但也不能在一个地区根本就没有进行过土粒比重试验，而盲目套用其它地区的经验，这是不科学的。
界限含水量试验
液、塑限联合测定法的界限含水量土样制备方式对比较均匀的土可采用天然含水状态的土样；对不均匀的土样，采用风干土样。当试样中含有粒径大于的土粒和杂物时，应过的筛。进行界限含水率试验时应将试验样品加入不同水量充分调和均匀，填入试样杯中，按规范测定三个不同含水率的点。
在实际试验时操作人员能够对含砾石、岩屑、杂物的土样过筛后进行试验，但当土中含原生的铁、锰质结核时而往往忽视过筛，直接将土中的铁、锰质结核压碎混入土中，这种方法造成土的液、塑限含水量偏小。
土样加水后应充分拌和，拌合后试验样品的含水量必须均匀，否则锥体下落试验点处的含水量难以代表实际样品的含水量。
试样调好后填入盛土杯也是一个关键环节，填入的样品要均匀，不能有空洞，杯口土面应平整。低含水量的试验样易在盛土杯中产生土体密实度差异现象，高含水量试验样易出现盛土杯土体空洞现象，操作时应注意。杯口土面平整时，不能用调土刀过分抹平，尤其对易失水的粉土更容易造成杯表面含水量降低，产生试验误差。在具体试验过程中可在一杯土的不同位置测试两次，以此来检验试样是否均匀。对于搓条法进行塑限试验，虽然规范允许，试验时人为影响因素较大，试验误差过大。这种方法虽然简便，但应慎重选用。
土体的定名
土体定名应规范，在土体定名时经常出现粉土定名的误区。规范规定：粉土是粒径大于的颗粒质量不超过总质量的50%，且塑性指数不大于10的土。在实际运用中，由于颗分试验较繁杂，仍采用按塑性指数不大于10来划定粉土的做法。土工试验时，粉砂有时也具有一定的塑性指数，若仅按塑性指数划分粉土可能会造成误判。另外，按《建筑地基基础设计规范》(GB50021-2001)规定粉土承载力特征值深宽修正时、按《建筑抗震设计规范》(GB5007-2002)进行液化判别时，均需根据粉土粘粒含量数值来进行计算和判别，虽然对地震烈度小于等于6度的地区，对非持力层粉土一般建筑不需进行液化判别和承载力特征值深宽修正，但也不能仅以塑性指数作为判定粉土的条件。
3、土力学性质试验
固结试验
土的固结试验是测定土体在压力作用下的压缩特性，以此计算建筑物的沉降量，是地基设计的重要参数之一。在试验时常有以下因素影响其准确度。
①由于频繁折卸仪器、透水石磨损、滤纸规格的变化等因素，均会影响测试结果，因而仪器应定期校正。
②上透水石的含水量差异会对土体固结产生一定程度的变化，这种变化对一般的土样影响比较隐蔽，不易发现，但对具膨胀性的土样会有很大的影响，当透水石的含水量较土样含水量大时会引起土样吸水膨胀，出现前后级荷载百分表读数差别很小的现象，有时甚至出现后级读数较前级读数小的异常情况。在透水石含水量较土样含水量小时，会加速土样的失水呈收缩趋势，造成压缩量过大。因而下透水石的含水量未接近土的天然含水量。
③安装试样仪器归零必须严格到位，环刀上、下土面必须紧密与上、下透水石处的滤纸接触。由于环刀使用时外力破坏会出现外径变化情况，使得环刀不能有效放入规定限位，造成透水石不能与环刀上、下土面有效接触，使初级压缩偏大，产生实验误差。
④百分表归零时应使百分表量测的活动轴杆有足够的量程，以避免压缩变形量较大时，仪器量程小于土样压缩变形而造成压缩试验的失真。
⑤试验稳定标准在《土工试验方法标准》(GB/T50123-1999)中规定：施加每级压力后，每小时变形达时，测定试验高度变化作为稳定标准。
原来的1h快速法由于缺少理论依据而不再使用，但实际工作中，由于固结仪器数量的限制、试验工期的紧迫仍会沿用，这种违背规范的现象，应禁止。
抗剪强度试验
直剪试验受力条件复杂(如发生剪切位移时法向加荷由最初轴心受压变为偏心受压，剪切破坏面人为限制)，排水条件不易控制，按《土工试验方法标准》GB/T50123-1999第18条规定快剪试验一般适用于渗透系数小于10-6cm/s的细粒土，粉质粘土渗透系数一般大于10-5cm/s，粉土K值更大，用直剪试验已非常勉强，在室内试验对较软的粉土及粉质粘土直剪时，发现四级荷载下很少存在峰值强度，绝大部分需剪切至位移6mm处，剪切强度指标回归性差(尤其最后一级荷载强度偏低，再现性差)，剪切强度指标仅能作为参考。另外较软弱的土即使渗透系数满足要求，当后二级荷载加上时会发生土样挤入透水石与剪切盒之间缝隙的情况而无法剪切。虽然直剪试验方便简单，但其对粉土、粉质粘土及较软弱土强度指标可信度较差，三轴试验可取得较好的效果，在一个勘查项目的土工试验中可进行一定数量的三轴剪切试验进行对比。
另外在进行固结快剪及快剪试验时，应严格控制剪切速度，对粘性土速度控制在为宜，严禁提高剪切速度，造成剪切强度偏低，误导设计。
4、体会
土工试验是对野外采取的土样进行试验，土样在采取、保管、运输的各个环节稍有不慎都会对“原状土样”试验数据的真实性产生重大影响，因此：一是务必要求野外勘察机台选用符合国家规范要求的标准取样器静压取样，严禁采用轻锤多击法取样或岩芯管回转岩芯切样；二是在取样过程中精心操作，特别是要防止压取长度超过取样器长度，造成土样挤压；三是对取出的土样立即密封妥善保管，做到防晒、防冻；四是对取出的土样及时送到试验室，在运送时装箱置于减震垫上，防止互相碰撞；五是在试验过程中应尽可能地减少对土样的再次扰动，采取有效措施保证试验结果的可靠性，并对试验过程中易出现问题的环节引起高度重视，在试验结果分析整理时应结合具体土样特点进行对比，充分考虑试验过程中可能引起试验结果误差的影响，提交真实、合理的工程试验数据，更好地为工程建设服务。
评价目的 在我国的社会经济生活一次能源消费结构中，煤炭占75%，煤炭在21世纪仍将是我国的主要能源，对国民经济增长提供重要的能源保障。但随着煤炭资源的大规模开采，一方面满足了我国经济建设的需要，另一方面也带来了一系列生态环境题。生产营运期的煤炭开采对生态的影响，则主要表现在采空区形成后引起的地表沉陷、地表水的渗漏、植物生长、土壤侵蚀强度的增强等多方面。本专题通过生态环境影响评价分析识别对生态环境的破坏因素，对可能存在的破坏因素采取削减措施，以保护建设项目周围生态环境。 评价范围 评价范围确定为矿井采区、工业场地、矸石排放场地。 评价对象 以评价区地表塌陷、矸石山、生态植被、农业生态等为对象。 2 项目生态环境现状调查与评价 地形地貌现状 该矿区属中低山侵蚀斜坡地貌，地势北东高、南西低，区内最高点高程为+750m，最低点+475m，区内地形高差+275m，地势较平缓，松林成片，植被茂密。 地质现状 该矿区位于****盆地东南川东弧形褶皱带、黄草背斜南延之东翼部位，轴向北东～南西，在这个区域岩层倾斜平缓，未见有大的构造断裂发育，地质构造尚属简单。出露地层为三叠系和第四系残坡积层。 矿区为一南西～北东向发育的不规则箱状短轴背斜，地层产状，倾向122°，倾角∠23°，区内未见有破坏煤层的断裂构造。 水文地质现状 地表水 矿区位于黄草峡背斜南延之东翼部位，地势总体为南高北低，地形坡向NE，坡度角6～20°，一般15°，有利于地表水排泄。 矿区内无大的地表水体，仅有季节性冲沟，大气降水大多沿冲沟向东排泄。 地下水 地下水主要赋存于长石石英砂岩层中，为裂隙水，主要接受大气降水补给。据观测，开采区只有少量的滴水和淋水。由于矿井浅部有大量采空区，构造裂隙及采动裂隙成为地表水与地下水的联系通道，大气降水通过裂隙进入矿井，成为矿井的补给水源。 含水层 矿区内须家河四段（T3xj4）长石石英岩岩石孔隙率高，构造裂隙较发育，含水性强，为矿井直接充水的含水层。 隔水层 矿区内须家河二段（T3xj2）长石石英砂岩间夹薄层状黄绿色页岩，岩层倾斜平缓，岩溶地下水不发育，含水性弱，为矿区弱含水层，具一定隔水性，为矿井隔水层。 动植物资源现状 矿区内生态系统以林地（主要为灌丛）生态系统为主，其次为农田生态系统，分布于平坦、山地和丘陵的缓坡。该项目井田所在区域植被主要是人工林及农田。项目区受人为干扰较大，土地垦殖指数高，现基本为早地和坡地，无成片的原生植被，主要树种为松树。其余占地上的植物以农作物为主，主要是玉米、小麦和一些蔬菜类，部分坡地和田埂间生长有芭茅、芦苇、苔草、菖蒲等。在道路边以及部分山头上零星分布有少许桦树、榕树、竹子和柑橘树。由于受人为活动干扰较大，在项目区没有发现属国家保护的处于野生状态的濒危珍稀动植物，其它野生兽类动物也极少见。 井田范围内的地表塌陷沉降现状 ****煤矿已开采近15 年，矿山开采薄煤层，多年来采矿未诱发地质灾害发生,未引起地面开裂和地面下沉现象，塌陷裂隙等不良地质问题。该区现状整体稳定。 矸石山现状 *****煤矿已开采近15年,地表已形成矸石山堆填物。矸石山由井下生产产生的矸石堆积而成。矿井目前的排矸量主要为掘进时的矸石，量少，年排矸量为万吨。掘进时产生的矸石2/3用于回填矿井采空区，剩余部分连同地面手选产生的矸石部分卖给砖厂及水泥厂用作原材料，剩余的约万吨临时堆积在工业广场的南侧，现矸石场高约10m左右,宽约20m。矸石山无截排水沟，矸石山前也未建挡矸墙，随着矸石量的不断增加，矸石山可能产生滑动，且在雨季受雨水的冲刷，污染矸场旁的林地,而且容易造成水土流失。 3 生态环境影响分析 煤矿开采过程中引起的生态破坏，主要包括下述三个过程： 过程一，开采活动对土地的直接破坏，如开采会直接摧毁地表土层和植被，从而引起土地和植被的破坏； 过程二，矿山开采过程中的废弃物（如煤矸石、废弃泥土等）需要大面积的堆置场地，从而导致对土地的过量占用和对堆置场原有生态系统的破坏； 过程三，矿山废弃物中的有害成分，通过径流和大气飘尘，会破坏周围的土地、水域和大气，其污染影响面将远远超过废弃物堆置场的地域和空间。 建设项目开采期满后，由于开采及废弃物堆放等对环境还存在一些潜在的影响，影响主要表现在以下二个方面： （1）由于该项目地处山区，局部的地表岩移、沉陷和跨落会从一定程度上加剧地表岩土侵蚀速度，增加边坡泻溜、泥石流灾害发生的危险性，所以开采完成后采空区的影响应引起注意； （2）本建设项目属小型矿山采区，煤矸石堆未加设挡护墙，在—些高危边坡区，可能会有小型泻溜和泥石流发生。修建挡护墙后，也存在着经不住特大暴雨、山洪冲击而形成大规模泥石流的潜在危险。煤矸石堆不但存在着泻溜、滑坡，并构成发生大规模滑坡、泥石流灾害的危险，而且破坏了植被、生态景观。 通过上述对煤矿开采及开采期满后可能破坏生态环境的途径分析，该煤矿生产营运期间、闭坑后造成的生态负面效应对植被、动植物、土地利用和景观等方面的影响是比较突出的，现简要分析如下。 对自然景观的影响 矿区现为中低山侵蚀斜坡地貌，区内最高点高程为+750m，最低点+475m，开采标高+575～+513m。开采区为高度适宜的小山峰，植被生长季节表现为绵延起伏的绿色山峦。 本项目煤炭生产是以矿井掘进的形式开采，不会对原有地貌景观造成较大的影响，主平硐工业场地、道路及矸石场等地的建设改变原有地貌景观，但影响范围小，并且远离干线公路。由于煤层开采后地表可能会发生移动，同时伴有裂缝及塌陷坑的产生。矿区煤炭开发后的地貌形态为原有地貌与地表沉陷叠加的结果，但由于井田范围内为起伏较大的中低山区，地表下沉值远不如地形变化大，而且地表裂缝及塌陷坑规模都不大，地貌形态的改变并不十分明显。因此，该煤矿的开采不会使其所在区域层峦叠嶂的视觉景观发生根本变化。 对矿区范围内地表塌陷的影响 地表塌陷预测 地表变形深陷裂缝影响因素很多,涉及面广,既有自然因素的控制,又有人为因素的影响,但不论何种原因,最关键的是环境地质基础。如果地质条件好,构造简单,岩性组合以坚硬岩层为主,单层厚度大,岩石力学指标强,则难以发生地质变形,即使发生,其影响程度也较轻,反之则易于发生,影响程度比前者严重。该矿地质构造简单，经多年采矿未诱发地质灾害发生，未引发地面开裂和塌陷变形。该区现状稳定。未来采矿范围将向深部扩大后，地质条件和采矿工程与已采区的基本相同，且采深更大，采用类比法认为，未来采矿工程对地表造成破坏的可能性小。 地表移动与变形值预计 结合评价区域地形条件，根据国家煤炭局《压煤开采规程》中山区地表移动与变形值计算方法，其计算公式如下，计算结果列于表1。 最大下沉值 （mm）： 主要影响半径( r0)：r0 = H0/tgβ (tgβ) 倾斜斜率(i)：i= Wmax/r 曲率值（k）：k = 水平变形值（ε）：ε= 水平移动值（u）：u= b·Wmax 最大下沉角（ ）： = 90°－ 冒落带高度 计算（按K3煤层计算）： 导水裂隙带高度 ： 式中： ——煤层开采高度为； ——煤层倾角23°； H0——煤层平均采深，； ——下沉系数，取经验值； b——水平移动系数,取经验值； ——岩石碎膨胀系数，取经验值。 走向边界角、上山、下山边界角 、 、 ，取经验值，分别55°、55°、49°。 表1 地表移动变形预计值一览表 最大下沉值 Wmax（m） 386 主要影响半径 r0（m） 地表变形值 斜率 (mm/m) 曲率 (10-3/m) 水平变形 (mm/m) 水平移动 （mm） 边界角（°） 下山（ ） 49 上山（ ） 55 走向（ ） 55 最大下沉角（°） 76°2′ 冒落带高度（m） 导水裂隙带高度（m） ± 开采传播影响角（°） 73°36′ 根据表1计算得到的地表变形值i、k、ε，并对照《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》（煤行管局字[2000]第81号）建筑物损坏等级划分标准，对地面建（构）筑物的破坏等级属Ⅱ级（轻微损坏），结构处理为小修。说明矿山移动盆地沉陷造成地表建构筑物受损的可能性中等，损失中等，危险性中等。 ****煤矿井田范围内无居民居住。据实地调查，该煤矿采矿影响范围共有民房3户，房屋多为砖混结构（2F），房屋基础多为条石，基础持力层以石灰岩为主，经调查未发现民房墙体开裂和地面裂缝等破坏现象。但随着煤矿的进一步开采，采空区面积的扩大，采煤活动可能对地面居民建筑物造成一定的影响。 水土流失和土壤侵蚀的影响 该项目的在建设期已对原地表具有水土保持功能的植被进行彻底的破坏，开挖后形成的裸露面完全暴露，虽然开挖迹地最终裸露面为基岩，短期内无松散颗粒存在，无土壤流失源，但其中对径流入渗量及汇流时间的减少，极易造成径流量和径流侵蚀能力的增加。 项目开采多年，多余的矸石堆放在矸石场，形成一个松散的堆积体，受降水渗入的影响及弃渣在自然沉降、人为活动的作用下，降低渣体摩擦角，易发生冲刷、滑塌等水土流失现象，若经降水冲刷流入下游农田中，会对种植的农作物产生较大危害，造成不良影响。 煤炭开采、施工带平整、道路开通、生产服务设施等工程，会造成施工区域内地表植被的完全破坏，使土壤的结构、组成及理化性质等发生变化，进而影响土壤的侵蚀状况，新增一定量的土壤侵蚀。临时性占地，也将破坏植被和扰动原地表，使土壤变得疏松，以及开采过程中产生的弃渣等，也将新增一定量的水土流失。 对植被的影响 井田开采造成地表植被的完全破坏。弃渣、生活垃圾等构成的固废物，井下排水、生产生活污水，煤尘、粉尘土等，以及地表塌陷等，均会对周围的植被产生不良影响。尽管项目建设会使原有植被遭到局部损失，但于本矿建设的规模很小，占用的土地十分有限，不会使评价区植物群落的种类组成发生变化，也不会造成某一植物种的消失。且该矿已开采15年，经现场调查并询问当地居民知道，地表植被未发生根本性变化，据此也可类比认为，****煤矿以后的开采对地表植被影响很小。 对野生动物的影响 对动物的影响主要体现在两个方面：一方面是地表沉陷破坏植被使陆生动物失去赖以生存的条件以及地表沉陷新朔地貌导致动物物种的改变。因地表沉陷对植被的影响主要发生在非连续变形的区域，本井田小且无该区域，因此开采破坏植被的量很少，不会破坏井田范围内的生物群落结构。另一方面是施工人员的活动将会使施工区及周围一定范围内野生动物的活动和栖息产生一定影响，引起野生动物局部的迁移，使其群落组成和数量发生一定变化，然而，由于评价区野生动物种类较少，且多为一些常见种类，因此这种不利影响是轻微的。 对土壤的影响 煤炭开采过程中产生的粉尘污染物通过自降和降水淋溶等途径进入土壤环境，从物理、化学和物理化学等方面影响周围土壤的孔隙度、团粒结构、酸碱度、土壤肥力及微量元素含量等，具体分析如下： a、粉尘量很少，不会改变附近土壤酸碱度； b、粉尘中重金属元素含量低且难以被植物直接吸收利用，因而对土壤和作物不会产生污染； c、从静态分析，粉尘在土壤中累积会增强土壤粘结性，造成土壤板结，并且降低了土壤孔隙度，使土壤表层严重结壳，阻碍土壤与大气的气体交换，从而抑制土壤微生物活动，影响土壤地力正常发挥，降低了土壤肥力。但从评价区域土壤理化性质来讲，质地以壤土为主，明显地反映出粘粒不足，增加一些细小颗粒并不会改变土壤的结构。据安徽农学院研究，粉尘对土壤影响的实验结果，粉尘量达到每年每kg土壤接纳2g粉尘条件下，经过20年的积累，方对土壤产生明显影响，本煤矿的开采排尘强度远远低于该数值，所以不会对土壤理化性质产生明显影响。 对土地利用的影响 项目建设对当地土地利用的影响主要是井田开挖、道路建设、和辅助系统等工程建设用地，这些设施对土地的占用使这些土地失去原有的生物生产功能和生态功能。从而对局地的土地利用产生一定的影响，影响到当地的农、林用地。采煤结束后，一般1年（对于耕地）或3~4年（对于灌丛林地）内基本上可恢复原有的土地利用功能，临时占地对整个区域土地利用和经济的不利影响是有限的。 对区域环境功能的影响 生态环境类型由自然生态系统变为人工生态系统，由林地（主要为灌丛）变为矿区，区域生物生产力降低，而人口将大幅度增加。矿井服务期间，水源涵养及水质净化、生物多样性保持、景观及娱乐功能有所减弱，大气污染及噪声功能区基本不发生变化。矿井服务期满进行生态恢复后，植被覆盖率将恢复接近开采前水平，且乔、灌、草搭配协调，物种多样性有所增加，各项环境功能恢复接近开采前水平。 矿井报废期对生态环境影响 矿井在衰竭后期至报废期的时段内，与初采期和盛采期相比对自然环境诸要素的影响将趋于减缓，主要体现在以下几个方面： a、煤炭行业特有的地表变形环境问题，将随着开采活动的减少乃至停止而逐渐趋于稳定，不会再有新的沉陷区出现。但是矿井闭矿时矿井采空区最大，地表沉陷也将达到最大值，因此在地表沉陷区，应采取土地重塑措施，恢复其土地的使用功能。 b、随着资源的枯竭，与矿井有关的煤炭开采、加工和利用的各产污设备也将完成其服务功能，因此这些产污环节也将减弱或消失，如井下及地面污废水的排放、设备噪声、环境空气污染物等，区域环境质量有所好转。 c、在矿井关闭之后，矿井矸石山不仅占用土地，还将继续污染环境，因此应对排矸场所占用的土地进行恢复其原有功能，如平整后覆土复垦或绿化。之后，所贮存的固体废弃物的性质趋于稳定，对环境的不利影响将逐步消失，填沟造地、复垦绿化的完成，形成区域新气象。 d、在闭矿后，矿井工业广场场地景观与自然景观不相协调，应对其平整，恢复植被以减轻对自然景观的影响。 e、矿井报废期还将会面临矿井有害气体继续溢出的环境问题，应采取有力措施予以防范。 4 生态恢复与建设措施 煤矿的开采破坏了原有的林地景观。应加强矿区土地复垦，最大程度上恢复矿区原有的自然景观。 生态恢复与建设方案思路 充分利用工程措施的控制性和速效性，同时发挥植物措施的长效性，植物措施和工程措施相结合，土地整治与复垦措施相辅；以植物措施为主，全面防治与 重点防治相结合；发挥各项措施的综合防护效能，实现总体防治目标。 生态恢复措施 矿井生产、施工保护措施 项目施工过程是应加强管理，要采取少占少破坏的原则；施工过程损毁的灌木，要制定补偿措施。 掘进工作面在接近含沙层、导水断野时，必须打超前钻孔控放水；进下有突水危险的地区，必须在其附近设置水闸门或水闸墙；在掘进工作面或其他地点发生明显的突水征兆或大量涌水时，应立即停止工作，采取相应的保护措施，确保含水层不受破坏。 工程施工营地，料场临时占地及弃渣堆放占地会破坏地表植被，临时占地在施工结束时应进行绿化，恢复植被。 对于矿区中废水都应采取措施使其达到污水排放标准后才能向外排放，在井口设立沉降池，使井下煤、泥混浊水沉清后排放。将生产污水经过除铅中和满足排放标准后排放。生活污水集中生化处理后排放。 经常进行洒水除尘，防止煤尘飞扬，保护矿区的空气质量。 工业场地绿化美化区 由于工业广场既是煤矿煤炭开采基地，又是职工生产生活场所，故本区的水土流失防治措施既要具备保持水土功能，又要满足提高环境质量的要求。在做好排水、边坡防护的前提下营造分隔林带划分功能区，同时对场区道路和场区空地进行绿化美化，点缀园林趣味小品，使之成为生态矿区、园林矿区。关于煤矿绿化，提出以下建议： 根据工业场地建筑物平面布置的特点，按功能分区进行场地绿化。综合楼前栽植观赏性较强的树木、花卉、绿篱，并辅以绿地；锅炉房、污水处理站、坑木房、煤仓等产生粉尘、噪声大的生产系统四周，职工宿舍地带，应以乔、灌林相配种植以防尘降噪。 排矸场重点治理 焦子沟煤矿采用沟谷排矸，开采过程中产生大量的矸石,堆放在矸石场。目前对中西部煤矿区沟谷型排矸场的综合整治，已有较为成熟的技术可供运用，本项目可采取的主要措施有：a、拦渣坝：作用是拦蓄弃渣；b、渗水盲沟：其作用是有效排除弃渣区域沟道渗水，防止拦渣坝坝体因沟道长期渗水浸泡而损坏；c、汇流急流槽：目的是排除拦渣坝坝前区域及弃渣阶坎田面洪水；d、排水沟：主要用于排除弃渣堆积面上的汇流洪水；e、渣坎砌护：保护每阶渣坎堆积体稳定；f、弃渣场封闭：作用是防止矸石自燃；g、塬边埂及截水沟：防止塬面超强径流进入弃渣沟道；h、从沟头开始分段堆矸，分段整治，封闭堆矸面。 塌陷区的治理 ****煤矿矿井拟采地区为中山山地，矿区内及影响区居民少、地面无大建筑物，无地表水体，且煤层薄，根据前述预测分析,焦子沟煤层开采后不会引起大的采空区塌陷，对在地面的影响很小。因此建议采取以下措施进行防范： a、开采中应加强山体滑坡区的监测、监控工作，产采取预防措施。对土崖和坡度大于45度以上的山坡，设置危险标志，在边缘修建排水沟减少雨水对其的润滑，在重点保护区修挡土墙、防滑桩和其他护坡工程、植物工程辅以综合治理。 b、对产生裂缝的土地，应根据裂缝宽度的大小，对较小的裂缝平整恢复原状，对较大的裂缝采取充填、平整，使其恢复以减少雨水侵蚀引起的水土流失；对破坏严重的土地，进行复垦复种，并按有关规定进行一定的补偿；若造成土地绝产，并没有按征地处置。 c、选取典型房屋建立岩移观测站点和预警系统，根据监测数据及时进行加固或修缮、赔偿。 植被恢复 由于采煤形成地下采空区，致使其对应地面的地下水和土壤水环境发生变化，地表植被因此衰退，严重时林木会连片枯萎。对于严重衰退地段，应及时采取措施予以恢复。在矿山生态恢复过程中： a、首先选择耐旱、耐贫瘠、速生的作物或牧草，以便在矿山上迅速生长，并获得持久的植被； b、在基质得到一定程度改良后，可采用混播草种使之迅速覆盖废弃地，或与豆科作物轮作、套作的方式达到“种地、养地相结合”的目的； c、根据土壤的元素组成和肥力，辅之一定的水肥(尤其是微生物肥)措施，建立可以维持的土壤生态系； d、按原来疏密度和乔、灌木种类种植树木，封育5年以上，使植被数量和种类接近和达到原有水平。 闭矿期生态恢复 由于我国大多数矿区目前仍处于盛采期至衰竭期这一阶段，加上发达国家所形成的废弃矿井环境对策并不适于中国国情和前些年我国对废弃矿井环境问题重视不够等因素，因此对废弃矿井的环境问题的预测及其对策尚未形成系统的理论和方法。 随着对废弃矿井环境问题的重视和我国部分老矿区报废期的临近（2000～2010年约有224处矿井报废），妥善解决废弃矿井环境问题已提上了议事日程。加大理论研究并在实践中不断完善，坚持“以人为本”的原则，合理利用废弃矿井的自然资源和人文资源，使报废期矿井的环境问题提前得以化解。 总之，煤矿在衰竭后期至报废后的时段内，与初采期和盛采期相比，对自然环境和社会环境的影响因素及影响程度均经历从量变到质变的过程，只要能较准确地预见与量化这些环境问题并采取积极的对策，即可避免一系列的社会与环境负面影响，使区域发展趋于正常化。 本矿开采时间还有年,对于闭矿期生态恢复，现拟定以下几点： a、矸石渣场停止使用，对于不能外运进行综合利用的部分应立即压实覆土，栽种树木、花草； b、工业广场内所有建筑物全部拆除， 并对场地进行平整，然后覆土植树； c、生活区所有建筑物拆除，绿化地和树林留存，其他土地植被采取其自然恢复方式，但必须将建筑垃圾全部清理干净。 生态保护计划 煤矿在制定开采计划时应同时制定污染防治、生态保护或恢复计划。煤矿在正常关闭和报废前，必须落实污染和生态恢复计划，提前土地复垦利用、环境保护的资料，经环境保护行政主管部门和其他有关主管部门审核后，再按有关规定办理关闭手续。 5 小结 本矿井规模为3万t/a，采动对地表的影响较小，预计在采空区和采动影响范围内产生大的地表塌陷及地裂缝等对周围生态环境产生不良破坏影响的现象可能性很小。 在开采期及闭矿期，业主必须落实好生态保措施和水土流失防护措施减小对生态系统的破坏。通过采取合理措施，杜绝掠夺式开采，可将该煤矿对生态环境的影响程度降低，闭矿后通过对采空区的回填和进行覆土复植，可基本消除煤矿开采带来的生态问题。
膨胀土是一类结构性不稳定的高塑性粘土，也是典型的非饱和土，它在世界范围内分布极广，迄今发现存在膨胀土的国家达40多个。我国是膨胀土分布最广的国家之一，先后有20多个省、市和自治区发现有膨胀土，总面积在10×104 km2以上，成因以残积或坡积为主。
膨胀土的典型特征是具有裂隙性、膨胀性和超固结性，对气候变化特别敏感。它们对其强度都有强烈的衰减影响，使得膨胀土的工程性能极差，病害十分严重。
膨胀土的灾害防治处理，按工程对象划分，可划分成建筑物地基的变形、边坡稳定性、堤坝建筑和硐室稳定性问题。引起膨胀土灾害的内因主要为亲水性矿物和以SiO2、Al2O3、Fe2O3为主的化学成分、粘粒含量、孔隙比、含水量及其微结构和结构强度；外因是气候条件，如降雨及蒸发、作用压力、地形地貌及绿化、日照和室温。其中膨胀土的水分转移与含水量变化是诱发其危害的关键因素，对其地基处理主要控制其胀缩性。
膨胀土地基的处理，应从上部结构与地基基础两方面着手，设计中除着重抓住控制膨胀土胀缩性这一主要矛盾，选择合理的地基处理方法外，还需考虑上部结构的措施，加强构筑物的整体性与抗变形能力。基于上述考虑，膨胀土地基处理的基本原则如下：
1）在膨胀土地基设计及处理时，首先应考虑场地地形的复杂程度及其对工程的影响，根据地形地貌条件可将场地分为平坦场地与斜坡场地两种。针对前者，膨胀土地基按变形控制设计，并考虑气候条件；后者除按变形控制设计外，还需验算地基的稳定性，防止外部水分侵入与水平变形给边坡带来的严重危害，结合排水系统、坡面防护和设置支挡结构物综合防治。
2）按照建筑物对地基不均匀胀缩变形的适应能力和使用要求进行分类并区别对待，膨胀土地基处理应根据不同类型采取相应措施，使可能发生的变形量控制到容许变形值范围内。同一建筑物不宜跨越不同的地貌单元、土层和工程地质分区，力求规划简单，不要局部突出或拐弯过多。必要时，应设置沉降缝断开。
3）根据场地膨胀土的特性与胀缩等级、当地材料、工程类型与施工条件，并结合膨胀土埋深、厚度、大气影响、上部荷载等因素，回避或减缓膨胀土的不良特性、保持膨胀土工程特性的相对稳定性、改良膨胀土的本身性质以克服其湿热敏感性，以及改变基础形式与埋深，以提高地基的适应性，可选用有针对性的单一或综合方法处理膨胀土地基。
目前国内外有关膨胀土地基处理的方法较多，加固技术也在逐渐发展，下面介绍膨胀土地基的几种常用处理方法。
1.湿度控制法
湿度控制法是通过控制膨胀土含水量的变化，保持地基中的水分不受蒸发及降雨入渗的影响，从而抑制地基的胀缩变形。目前比较成功的保湿方法有：预浸水法、暗沟保湿法、帷幕保湿法和全封闭法。
（1）预浸水法
预浸水法是在施工前用人工方法增加土的含水量，使膨胀土层全部或部分膨胀，并维持高含水量，从而消除或减少膨胀变形量。
预浸水法只有在基底压力不大且能保持地基土现有含水量的少数建筑物施工时可以采用，如蓄水池、冷却塔等。其最常用的施工方法是在场地上挖一系列80cm深的明沟，设置几排调整含水量的竖井，沟底铺25cm厚的熟石灰，再填满石子，使沟内充水约1个月，直到周围的土都已湿润为止。
（2）暗沟保湿法
暗沟保湿法的原理与预浸水法相近，主要是利用膨胀土的胀缩性与含水量密切相关的原理，让膨胀土地基充分浸水至膨胀稳定含水量，并保证该含水量不发生变化，则地基既不会产生膨胀变形，也不会产生收缩变形，从而保证建筑物不因地基胀缩变形而引起破坏。保湿暗沟适用于有经常水源的3层以下房屋的处理，对无经常水源的房屋、强膨胀土地基和长期干旱地区不得采用。
暗沟保湿法的具体做法：施工前预先在基槽中浸水，使地基在整个过程中不产生胀缩变形，建筑施工结束后在地基两侧修建干砌砖石暗沟或接头不密封的水泥管保湿暗沟，土沟底用％的坡度，干砌砖暗沟沟底用1∶3水泥砂浆抹平，沟外侧用砂填实，沟顶铺砂25cm，上部回填素土，应分层夯实，定期向暗沟内供水。由于暗沟中的水向地基土渗透，故建筑物使用过程中地基不产生膨胀变形。
（3）帷幕保湿法
帷幕保湿法是在建筑物两侧设置用不透水材料做成的帷幕，用来截断地基中水分向外转移或地基外的水分进入，保证地基中水分的相对稳定，防止地基土胀缩变形。帷幕形式有砂帷幕、填砂的塑料薄膜帷幕、填土的塑料薄膜帷幕、沥青油毡帷幕以及塑料薄膜灰土帷幕等。
帷幕埋深由建筑场地条件和当地大气影响急剧层深度来确定，根据地基土层水分变化情况，在房屋四周分别采取不同帷幕深度，以截断侧向土层水分的转移，帷幕配合宽散水进行地基处理，效果明显，尤其当膨胀土地基上部覆盖层为卵石、砂质土等透水层时，采用该法防止侧向渗水进入地基，效果良好。帷幕保湿法既可用于新建房屋，也可用于已损坏房屋的处理，前者通常情况下是在建房的同时建造帷幕。
建造帷幕时，帷幕深度应不小于基础的最小埋深；不透水材料可用油毡，但一般应选用较厚的聚乙烯薄膜，一般宜用两层，铺设时台阶部分不应少于10cm，并采用热合处理；隔水宜采用2∶8或3∶7灰土回填，在塑料薄膜失效时，灰土仍可起防水作用，散水宽度一般不小于，但必须覆盖帷幕，做法严格遵守规范规定。
（4）全封闭法
全封闭法一般在膨胀土路堤中应用，也称为包盖法或包边路堤，主要在膨胀土广泛分布的地区，出于经济上的考虑和受填料条件所限，不得不采用弱膨胀土和中膨胀土填筑路堤时，可直接用接近最佳含水量的中、弱膨胀土填筑路堤堤心部位，用普通粘土或改性土作为路堤两边边坡与基底及顶面的封层，从而形成包心填方，让膨胀土永久地封存在非膨胀土之中，避免膨胀土与外界大气直接接触，保持膨胀土湿度，使其失去胀缩性，从而成为良好的路基填料。在通常情况下，全封闭法仅适用于非浸水路堤。
为了能确保封闭效果，有效地限制堤内膨胀土湿度变化，封层应有相当的厚度。在用膨胀土填筑路基时，每一层铺设厚度宜控制在30cm以内，先用普通粘土填包边层，之后再填筑膨胀土夹心层，包边层和夹心层可同时碾压，压实后必须形成人字形路拱，并平整坡面。封顶层可用普通粘土填筑，厚度一般不应小于，表面用碾压机碾压平整。边坡包边宽度不小于，并按设计要求做好梯形路拱，每一段路堤按标准施工完毕后，人工刷好边坡，并拍打密实、平整，施工应选在非雨水季节。
2.土质改良法
土质改良法顾名思义就是在膨胀土中掺入其他材料，使其物理、力学特性得到改善，克服其不良的湿热敏感性，从而能满足工程的使用性能。目前对土质改良法子类归属尚不规范，不同部门、不同行业与工程手册等还没有统一。从膨胀土的土质改良法实质出发，按其加固机理不同而区比较合适。为此，将膨胀土的土质改良法划分为物理改良法、化学改良法与综合改良法。
（1）物理改良法
物理改良法是在膨胀土中添加其他非膨胀性固体材料，通过改变膨胀土原有的土颗粒组成及级配，从而减弱膨胀土的胀缩能力，达到改善其工程性质的目的。厂家的掺和料有风积土、砂砾石、粉煤灰与矿渣等。
物理改良法并没有改变膨胀土的本性，主要适用于弱膨胀土的改良。采用该法处理膨胀土，需掺和较高的添加材料，实际选用时，需慎重考虑。
（2）化学改良法
化学改良法是利用在膨胀土中加入某种其他物质，并添加材料使加入物质与膨胀土中的粘土颗粒发生某种化学反应或物质交换过程，以达到降低膨胀土膨胀潜势、增加强度和提高水稳定性的目的。该种处理方法的最大优点在于能从本质上改善膨胀土的不良工程性质，理论上可以根本消除膨胀土的胀缩性，是国内外膨胀土工程处理技术中的热点领域，应用广泛。
当前，应用化学加固膨胀土的添加材料种类较多，按形态既有固体添加剂、也有液体添加剂，按其化学成分划分还有无机添加剂和有机添加剂等。
（3）综合改良法
综合改良法是利用物理改良与化学改良加固机理，既改变膨胀土的物质组成结构，又改变其物理力学性质，集化学改良土水稳定性较好和较大的凝聚力及物理改良材料有较高内摩擦角和无胀缩性的优点，达到强化膨胀土的土质改良效果。由于该法充分利用了一些固体废弃物与价格低廉的材料，如粉煤灰、矿渣与砂砾石等，有利于环保，且改良质量良好，得到了工程界的普遍重视。当前在膨胀土工程建设中应用较多的有二灰土、石灰砂砾料与矿渣复合料等。
需要说明的是，在膨胀土的各种土质改良法中，均普遍存在着如何能达到添加剂均匀有效地改良膨胀土的施工问题，以及如何科学合理地确定质量控制指标与快速准确地进行掺入料计量问题。因此，除需继续研究各种改良新方法外，加强其施工工艺的研究也十分必要。
此外，还可采用换填法、压实控制法、桩基等方法进行膨胀土的处理，其设计和施工方法可参考相关规范。
城市地下岩土工程是岩土工程的一部分，是城市可持续发展，特别是我国大城市可持续发展所面临的诸多问题之一，更是摆在岩石力学工作者面前的新课题和新任务。 1 城市地下岩土工程是新世纪城市建设的重要环节 随着国民经济的高速发展，我国城市化水平正在快速提高，从1990年的提高到1997年末的。城市化水平的提高标志着城市工程建设的飞速发展。但是，我国城市建设基本上沿用“摊大饼”的粗放发展模式，给国民经济带来不应有的损失。主要是： (1)城市范围无限制地外延扩展，耕地损失严重。据卫星遥感资料判断和测算，1986～1996年间，全国31个特大城市城区实际占地规模扩大，有的城市占地成倍增长。另据预测，至2010年，我国城市总数将从1996年的640座增加到1 000座，其结果是占用了大量耕地。到下世纪中叶，我国城市化水平将提高到65%左右，这意味着城市人口将比1990年增加7亿多人，按每个城市人口用地100 m2计，将占用耕地1亿多亩。土地问题是我国可持续发展的关键，城市人口急剧增长与地域规模的限制已成为城市发展的突出矛盾，城市 发展非走节约土地的集约化发展模式不可。 (2)城市人口密度大，形成了所谓的“城市综合症”。首先表现在城市交通阻塞，行车速度缓慢。例如北京市干道的平均车速比10年前降低50%以上，且正以年递减2 km/h的速度持续下降。上海、北京每公里道路的汽车拥有量相应为506辆与345辆，为发达国家大城市相应拥有量的1倍及至数倍。其次是，由于城市基础设施落后于城市面积的扩展和城市人口的增长，造成城市环境的恶化。当前我国城市环境形势日趋严重，大气污染日趋加剧，全国500多座城市大气质量达到一级标准的不到1%，酸雨面积超过国土面积的40%，重庆等城市尤为严重；城市污水80%未经处理排入江河；城市地下水受到污染；垃圾围城现象普遍；噪声污染普遍超标，建筑空间拥挤，城市绿地减少，生态恶化。 (3)城市总体抗灾抗毁能力偏低。在城市总体规划中，除防洪、防空外，目前尚缺少综合防灾的内容，城市基础设施的防灾措施处于空白。为了克服这方面的弊端，解决城市人口、环境、资源三大危机，医治“城市综合症”，实施城市可持续发展，世界发达国家都在把地下空间作为新的国土资源，开发利用城市地下空间，成为越来越受到重视的城市建设指导方针和发展方向。 城市功能空间能转入和宜转入地下的领域是很广阔的，包括商业、交通、部分市政设施、文化娱乐休闲、部分工业生产、仓储、防灾(避难)和救灾空间等。充分利用地下空间是城市立体化开发的最重要组成部分。它可以达到扩大空间容量、提高开发集约度、消除步车混杂、交通顺畅、商业更加繁荣，地面绿地增加，环境优美开敞，购物与休闲，娱乐相互交融的多功能效果，与向城市上空发展的模式相比，是一种更为合理的发展模式。 向地下要土地、要空间已成为城市建设发展的必然趋势，显示了无比的优越性。我国及国外大城市的地下商业城(街)、地下车库、地下影剧院、地下铁道、地下人防系统，是众所周知的城市地下工程。有的国家已开始实施和计划采用地下污水收集和处理设施、地下垃圾处理厂、地下超导磁直接储存电能、地下供热供冷系统、地下多功能公用隧道(共同沟)以及具有抗灾功能的地下空间系统。它们是未来城市建设的发展方向。 2 城市地下岩土工程的特点及难点 众所周知，地下岩土工程是一个具有悠久历史的领域。可以说自有人类以来就有岩土工程，特别是进入工业社会以后岩土工程处处存在，但是城市岩土工程，除了传统的地面房层工程外，地下岩土工程却是随着现代城市的兴起而发展的。经过最近几十年的实践，无论从设计、施工、设备和工艺，还是理论、技术和经验，都已达到相当高的水平，特别是深埋地下岩石工程，更是达到了较成熟的程度。 但是，城市地下岩土工程却具有与一般岩土工程不同的特点，主要是：多数埋深较浅。地面建筑、交通设施密集，地下管线多，开挖造成的影响大，地质条件复杂，多以土体为主，常有膨胀土、沙层、地下水，尤其是沿海沿江城市，淤土、软土的开挖难度更大。因此，城市地下岩土工程存在许多需要解决的特殊问题。主要是： (1)浅埋、超浅埋暗挖施工技术。城市地下工程的埋深，不仅直接影响工程造价，而且关系到工程使用方便与否，因此，城市地下工程一般埋深较浅。在浅埋、特别是超浅埋的条件下，地下工程需要穿越建筑物和线路、街道，地面保护成为施工技术中的首要问题。 (2)复杂、恶劣环境下的开挖技术。诸如流砂层、膨胀土、高压缩性软土淤土、风化破碎岩石、高浓度瓦斯地层、大涌水、硫化氢、岩溶、高应力、地下管线、地面大车流量、大型载重车多、建筑物密集等等，都是地下岩土工程施工中的难题。 (3)大断面隧道开挖、支护技术。主要是地铁车站及商场、仓库、厅、室，其跨度尺寸达10 m以上。 (4)开挖影响控制技术。随着工程埋深的减小，开挖对地面的影响越来越大，在超浅埋条件下，开挖影响的控制与开挖方式、施工工艺、支护方法等众多因素有关，是地下工程施工中最为复杂的问题。 3 城市地下岩土工程的开挖技术及其适应条件 我国城市地下工程建设起步较晚，随着人防、地铁、地下商场、仓库、影剧院等大量工程的建设，特别是近年来的工程实践，城市地下空间开挖技术得到了长足发展和提高。我国城市地下隧道及井孔工程先后采用了明挖法、暗挖法、盖挖法、盾构法、沉管法、冻结法及注浆法等，这些技术有的已达到国际先进水平。 明挖法 明挖法具有施工简单、快捷、经济、安全的优点，城市地下隧道式工程发展初期都把它作为首选的开挖技术。其缺点是对周围环境的影响较大。 明挖法的关键工序是：降低地下水位，边坡支护，土方开挖，结构施工及防水工程等。其中边坡支护是确保安全施工的关键技术。主要有： (1)放坡开挖技术。适用于地面开阔和地下地质条件较好的情况。基坑应自上而下分层、分段依次开挖，随挖随刷边坡，必要时采用水泥粘土护坡。 (2)型钢支护技术。一般使用单排工字钢或钢板桩，基坑较深时可采用双排桩，由拉杆或连梁连结共同受力，也可采用多层钢横撑支护或单层、多层锚杆与型钢共同形成支护结构。 (3)连续墙支护技术。一般采用钢丝绳和液压抓斗成槽，也可采用多头钻和切削轮式设备成槽。连续墙不仅能承受较大载荷，同时具有隔水效果，适用于软土和松散含水地层。 (4)混凝土灌注桩支护技术。一般有人工挖孔或机械钻孔两种方式。钻孔中灌注普通混凝土和水下混凝土成桩。支护可采用双排桩加混凝土连梁，还可用桩加横撑或锚杆形成受力体系。 (5)土钉墙支护技术。在原位土体中用机械钻孔或洛阳铲人工成孔，加入较密间距排列的钢筋或钢管，外注水泥砂浆或注浆，并喷射混凝土，使土体、钢筋、喷射混凝土板面结合成土钉支护体系。 (6)锚杆(索)支护技术。在孔内放入钢筋或钢索后注浆，达到强度后与桩墙进行拉锚，并加预应力锚固后共同受力，适用于高边坡及受载大的场所。 (7)混凝土和钢结构支撑支护方法。依据设计计算在不同开挖位置上灌注混凝土内支撑体系和安装钢结构内支撑体系，与灌注桩或连续墙形成一个框架支护体系，承受侧向土压力，内支撑体系在做结构时要拆除。适用于高层建筑物密集区和软弱淤泥地层。 暗挖法 适用于城市中不能采用明挖法施工的地方，亦适用于松散层及含水松散层地层。 一般应按照“新奥法”原理设计和施工，采用较强的初期支护，先注浆后开挖的方法。施工原则是：“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”。一般用30～50 mm钢管超前棚顶导管，然后注入水泥或化学浆，形成“结石体”，以增强围岩自稳能力。每次开挖进尺 m左右，先进行环状开挖，留核心土，预喷5～8 cm混凝土，架拱架和钢筋网，再喷25～30 cm混凝土，形成初期支护，做防水层后再做二次衬砌。 暗挖法有单拱单跨和多拱多跨暗挖施工技术。北京地铁西单车站为多拱多跨。也有三连拱、四连拱、五连拱地铁车站、公路隧道和地下商场。北京天外天地下商场为五连拱结构。还有平直墙暗挖施工技术。国际上传统的暗挖法其顶部都是拱形结构，我国创造出平顶直墙超浅埋暗挖施工技术，如北京长安街过街道。 在岩石中进行暗挖施工时，一般采用钻爆法。为了保护围岩的自承能力，普遍采用光面爆破技术。为了减少对地面的振动影响，还采用微差爆破及合理设计爆破参数等减振技术。 盖挖法 指的是边坡支护为连续墙、混凝土灌注桩，其上为盖板所构成的框架结构，并在其保护下开挖及结构施工的方法。它具有快速、经济、安全的优点，是较明挖法对环境影响少，较暗挖法成本低的一种方法。适于市区高层建筑密集区。 盖挖法可分为由浅而深地逐层开挖、逐层做结构的盖挖逆作法以及依次开挖至底后再做结构的正作法两种。前者适用于地质条件复杂、开挖断面大的情况，后者反之。 盾构法 指的是全断面推动园筒状钢盾构进行开挖的方法。施工方法有人工、半机械及全机械化多种。盾构由液压千斤顶推进。用盾构法能完成直径几十厘米至十多米尺寸的隧道，以及双联、三联和四联盾构的大型工程。它适于稳定和不稳定松散含水地层。 从施工技术上看，盾构法有泥水盾构法、土压平衡法(可控制地面沉降)、开敞式机械化盾构、气压盾构、插刀盾构及混合盾构等多种。在岩石地层中，也可采用隧道掘进机(岩石盾构)。 此外，国内外还开发了称为“地老鼠”的非开挖技术，包括导向钻进、定向钻进、冲击矛、夯管、水平顶管及螺旋钻等。我国首都机场跑道下采用这种方法完成一次顶进�273 mm、壁厚8 mm、长110 m作为安装通讯电缆用的钢管。我国最长铺管长度可达500 m，最大铺管直径800 mm，铺设设备达到国际先进水平。 冻结法 地层冻结法是采用人工制冷固结不稳定松散砂土地层或软岩地层，并隔断地下水的施工方法。在拟开凿的地下工程周围钻凿一定数量的冻结孔，通过冻结管中的供液管，循环由制冷设备提供的低温盐水，使地层局部形成不透水且有一定强度能抵抗地压的冻结壁，并在其保护下进行开挖施工，工程完工后，冻结壁融化，地层岩土恢复原状。此法适用于松散含水地层，已在煤矿广泛采用。上海地铁1#线、2#线的联结通道及泵站、上海杨树浦水厂泵站基坑、北京地铁大北窑区间隧道等复杂高难地段，均用此法获得成功，并首次试成水平冻结技术及液氮快速冻结技术。 沉管(箱)法 沉管(箱)法是采用将事先预制的钢筋混凝土结构，焊封头部钢板、然后放水浮运沉入到设计的位置来建造水下岩土工程的方法。国外及我国煤矿均有大量施工实例。广州珠江隧道采用了这种方法。适于修建过江、过海隧道的水中部分及浅表土层中的竖井施工。 钻井法 钻井法是一种用途广泛、技术先进的岩土井、孔施工方法，其全部开挖工程在地面操作，工人不需“入地”，劳动强度小，它是通过专门的大直径钻机(我国最大钻井直径 m)驱动钻杆及钻头钻进，泥浆护壁，压气排渣，井壁漂浮下沉，壁后充填固井等工序，一次超前钻进，分级扩孔成井。我国煤矿已成功采用此法完成47个深井井筒。此外还有由下而上施工的反井钻进技术。钻井法在我国矿山、铁路、交通、国防、水电等复杂及水下岩土工程中得到成功应用。 注浆法 注浆法指的是通过注浆设备以选定的注浆工艺利用钻孔进行岩土加固的一种施工技术。它早就被广泛应用。根据注浆材料不同有单液和双液注浆，水泥注浆、粘土水泥和化学材料注浆；根据注浆机具不同有重力注浆和压力注浆，有渗透注浆和喷射注浆等。 近年来发展起来的高压喷射注浆法，在岩土工程的加固和治水中更是发挥了独特作用，例如高压旋喷桩法、高压定喷墙法以及水平旋喷法。三重管高压旋喷桩法在上海地铁1#线的施工中，对淤泥地层进行帷幕堵水、防渗加固，效果十分理想。高压旋喷桩与灌注桩结合法在高层建筑地基基坑护坡工程中更是得到广泛应用。 4 城市地下岩土工程中的开挖影响及环境保护 城市地下岩土工程中的开挖影响指的是开挖引起的围岩移动与地面沉降，不包括其它扰民影响。地下开挖必然会在其周围岩土体中引起位移与变形。由于开挖深度小，其影响必然要波及到地面上，但由于开挖宽度有限，其影响也是可以控制的。影响的程度与范围，取决于众多因素。对于浅理、超浅埋隧道式开挖工程，主要取决于开挖方式、断面跨度、导坑形式、机具、支护方式与时机、构件刚度、回填、地面载荷(动、静载)、岩土体性质及地下水抽排等。 据实测研究，隧道式开挖引起的地面沉降，其横剖面一般呈盆状，大体上用可概率积分曲线来描述。 对于浅埋和超浅埋隧道式开挖引起的地面沉降，其最大下沉值大致由开挖空间支护前的下沉、地下水抽排引起的下沉以及开挖空间支护后的下沉等构成。这些下沉可通过采取一定的减沉措施减少到最小程度。从北京、上海和广州等城市的地铁施工实例结果看，北京地铁“复—八线”两侧高大建筑物累计下沉量最大仅为 mm，北京地铁西单车站正上方累计地表最大下沉量也未超过30 mm；广州地铁有一段隧道横穿市区主干道天河路，隧道顶距路面7 m，地层为饱含水细砂层，地下密布有供水管、污水管及电缆线，地面昼夜车流量约12万辆，还有载重30～60 t大型集装箱运输车快速通过。开挖后，据对128个测点观测，最大下沉为 mm，低于国际上地面沉降控制标准。 根据国内外浅埋开挖实践，地面减沉的措施有： (1)围岩预加固。为了加固软弱和松散岩、土体，一般采取导坑或全断面预注浆。对于软弱或破碎岩体，采用单液或双液压力预注浆；对于松散土体，采用单液或双液高压旋喷预注浆。 (2)强力支护。包括预支护、提高支护构件刚度及壁后充填等。预支护有管棚和插板两种方法。管棚钻孔深度受导坑尺寸限制，可兼作注浆管，适用条件广泛。插板需用千斤顶顶进，具有防水效果，但不能用于卵石地层。及时支护可以有效减少支护前的下沉。锁脚锚管是用于分步支护构件基础的稳定，为下部开挖与支护安装创造良好条件，减少上部支护构件的沉降。提高支护构件刚度可以减少支护后的下沉。壁后充填是减少支护构造与岩土体之间空隙的有效措施，在一次支护和二次支护后采用小导管注浆法进行充填。 (3)分步开挖，及时支护。实践证明，分步开挖、及时支护可以有效地减少围岩及地面下沉。例如北京长安街过街道，跨度大(开挖跨度 m)、超浅埋(表土厚度仅～ m)、有动载、地下管线多，为了减少地面下沉，采用“中洞法”分步施工，地面下沉减到24 mm，效果良好。 (4)降水—回灌技术，是治理地下水和减少地面下沉的有效方法，已在北京地铁施工中推广应用。一般是“浅抽深灌”或“前抽后灌”。据北京地铁“复—八线”实测，采用此法后其两侧高大建筑物下沉未超过 mm。 值得研究的是，近年来我国试验成功的“高水速凝材料”，具有快速固结含水砂层的性能。如能在地下工程中进行试验，对于阻隔地下水渗入施工空间，将具有良好的应用前景。 5 国外地下岩土工程开挖技术的新进展 (1)全过程机械化。从护坡、土方开挖、结构施工，包括暗挖法施工的拱架安装、喷射混凝土、泥浆配制和处理等工序的机械化，同时采用计算机技术进行监控，从而保证了施工安全、快速施工和优良的工程质量。 (2)盾构法得到较大发展。近30年内英、美、法、日等国大量采用盾构施工技术，日本已生产盾构近万台，用于地铁、铁路、公路，水工及管网施工，已出现双联、三联、四联盾构，能完成三跨地铁车站，开挖宽度达17 m。日本正设想设计直径80 m的盾构，在地下建造人造太阳和住宅区。 (3)微型盾构和非开挖技术已广泛应用。主要用于建造各种直径的雨、污水、自来水管道和电缆管道。微型盾构就是直径2 m以下的盾构。刀盘掘进，遥控和卫星定位控制方向和坡度，然后安装管片。非开挖技术就是采用微型钻机，通过切割轮成孔，退回钻杆后安装管线或电缆。 (4)预砌块法施工技术。拱圈是在土方开挖后采用拼装机安装，管片上留有注浆孔，衬砌拼装完成后，由注浆孔向壁后注浆，堵塞空隙，增强围岩与衬砌的共同作用。法国用此法施工的最大单拱跨度达 m。 (5)预切槽法施工技术。意、法等国制造了一种地层预切槽机，采用链条沿拱圈将地层切割出一条宽15 cm，长4～5 m的槽缝，然后向槽缝内喷射混凝土，并在其保护下开挖土方，做防水层及二次衬砌，形成隧道。 (6)顶管大管棚法。修建地铁车站时，在顶管内灌混凝土，形成大管棚，再在其保护下进行暗挖施工。 (7)微气压暗挖法。就是在具有1个大气压以下的压缩空气环境下，按照“新奥法”原理进行施工。优点是可以排出地下水，保证工作面干燥；由于气压存在，可减少地面沉降；还可降低衬砌成本。 (8)数字化掘进，又称计算机化掘进(Data drilling，Computerised drilling)，应用于硬岩工程的开挖。在数字化掘进时，钻杆的推进是程序化的，从一个洞到另一个洞也是自动的。掘进机手可以同时管理3套钻杆，其作用是监督钻杆的运动，必要时予以调整。孔位、孔深和掘进序列预先已在掘进机的计算机软件中安排，掘进方向由激光束控制，实现了孔的严格定位，从而可以实现掘进工艺的最优化以及曲线隧道的掘进。数字化掘进的优点是：控制隧道掘进的超挖；实现掘进方案的优化；消除了工作面上的人工测量。 作者简介 刘天泉 教授，院士，1927年生，1958年毕业于波兰克拉科夫矿冶学院采矿系，获硕士学位，1959年起至今，在煤炭科学研究总院从事地下开挖影响理论与控制技术研究工作。地址：北京市和平里煤炭科学研究总院，邮码：100013。 作者单位：刘天泉（中国工程院院士，煤炭科学研究总院） 钱七虎（中国工程院院士，总参军事科学技术委员会） 参 考 文 献 1 城市地下空间开发利用设计与施工技术.中国建筑科学研究院，1998(8) 2 钱七虎.可持续城市化与地下空间开发利用.世界科技研究与发展，1998(10) 3 邵根大.北京地下铁路建设中最新的技术进步.北京地铁建设，1994(5) 4 侯景岩等.北京地铁工程降水—回灌技术研究.北京地铁建设，1996(4) 5 洪伯潜等.地下工程特殊施工技术.能源与矿业工程学部学术报告汇编，1998 6 傅同雷.从广州地铁施设中探求防止地面下沉的方法.北京地铁建设，1996(3) 这个很有权威性哦,对您有帮助么?
鄂北膨胀土的矿物组成和化学成分分析然后利用X射线能谱(EDX)对鄂北膨胀土中的化学元素组成进行了测定和分析，最后对鄂北膨胀土的结核现象进行了分析。...化学成分XRDEDX膨胀土的特殊工程性质是受其矿物组成和化学成分控制的。研究膨胀土矿物组成和化学成分不...
课题是什么？论文题目是什么？氢能源一．氢能源简介作为现有主要燃料的汽油和柴油，生产它们几乎完全依靠化石燃料。随着化石燃料耗量的日益增加，其储量日益减少，终有一天这些资源将要枯竭，这就迫切需要寻找一种不依赖化石燃料的、储量丰富的新的含能体能源。氢能正是一种在常规能源危机的出现、在开发新的能源的同时人们期待的新的能源。氢位于元素周期表之首，它的原子序数为1，在常温常压下为气态，在超低温高压下又可成为液态。作为能源，氢有以下特点：1. 所有元素中，氢重量最轻。在标准状态下，它的密度为；在℃时，可成为液体，若将压力增大到数百个大气压，液氢就可变为固态氢。2. 所有气体中，氢气的导热性最好，比大多数气体的导热系数高出10倍，因此在能源工业中氢是极好的传热载体。3. 氢是自然界存在最普遍的元素，据估计它构成了宇宙质量的75％，除空气中含有氢气外，它主要以化合物的形态贮存于水中，而水是地球上最广泛的物质。据推算，如把海水中的氢全部提取出来，它所产生的总热量比地球上所有化石燃料放出的热量还大90O0倍。4. 除核燃料外氢的发热值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的，为，是汽油发热值的3倍。5. 氢燃烧性能好，点燃快，与空气混合时有广泛的可燃范围，而且燃点高，燃烧速度快。6. 氢本身无毒，与其他燃料相比氢燃烧时最清洁，除生成水和少量氮化氢外不会产生诸如一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、铅化物和粉尘颗粒等对环境有害的污染物质，少量的氮化氢经过适当处理也不会污染环境，而且燃烧生成的水还可继续制氢，反复循环使用。7. 氢能利用形式多，既可以通过燃烧产生热能，在热力发动机中产生机械功，又可以作为能源材料用于燃料电池，或转换成固态氢用作结构材料。用氢代替煤和石油，不需对现有的技术装备作重大的改造，现在的内燃机稍加改装即可使用。8. 氢可以以气态、液态或固态的金属氢化物出现，能适应贮运及各种应用环境的不同要求。由以上特点可以看出氢是一种理想的新的能源。目前液氢已广泛用作航天动力的燃料，但氢能的大规模的商业应用还有待解决以下关键问题：1. 廉价的制氢技术。因为氢是一种二次能源，它的制取不但需要消耗大量的能量，而且目前制氢效率很低，因此寻求大规模的廉价的制氢技术是各国科学家共同关心的问题。2. 安全可靠的贮氢和输氢方法。由于氢易气化、着火、爆炸，因此如何妥善解决氢能的贮存和运输问题也就成为开发氢能的关键。许多科学家认为，氢能在二十一世纪有可能在世界能源舞台上成为一种举足轻重的能源。氢能是一种二次能源，因为它是通过一定的方法利用其它能源制取的，而不象煤、石油和天然气等可以直接从地下开采。在自然界中，氢已和氧结合成水，必须用热分解或电分解的方法把氢从水中分离出来。如果用煤、石油和天然气等燃烧所产生的热或所转换成的电分解水制氢，那显然是划不来的。现在看来，高效率的制氢的基本途径，是利用太阳能。如果能用太阳能来制氢，那就等于把无穷无尽的、分散的太阳能转变成了高度集中的干净能源了，其意义十分重大。目前利用太阳能分解水制氢的方法有太阳能热分解水制氢、太阳能发电电解水制氢、阳光催化光解水制氢、太阳能生物制氢等等。利用太阳能制氢有重大的现实意义，但这却是一个十分困难的研究课题，有大量的理论问题和工程技术问题要解决，然而世界各国都十分重视，投入不少的人力、财力、物力，并且业已取得了多方面的进展。因此在以后，以太阳能制得的氢能，将成为人类普遍使用的一种优质、干净的燃料。二.氢的应用及展望早在第二次世界大战期间，氢即用作A—2火箭发动机的液体推进剂。196O年液氢首次用作航天动力燃料。1970年美国发射的“阿波罗”登月飞船使用的起飞火箭也是用液氢作燃料。现在氢已是火箭领域的常用燃料了。对现代航天飞机而言，减轻燃料自重，增加有效载荷变得更为重要。氢的能量密度很高，是普通汽油的3倍，这意味着燃料的自重可减轻2／3，这对航天飞机无疑是极为有利的。今天的航天飞机以氢作为发动机的推进剂，以纯氧作为氧化剂，液氢就装在外部推进剂桶内，构成燃料电池。每次发射需用H21450 m3，重约100t。反应方程式如下：(以氢氧化钠为电解质)负极：2H2-2e-+2OH-＝2H2O正极：O2+4e-+2H2O＝4OH-总反应方程式：2H2＋O2＝2H2O现在科学家们正在研究一种“固态氢”的宇宙飞船。固态氢既作为飞船的结构材料，又作为飞船的动力燃料。在飞行期间，飞船上所有的非重要零件都可以转作能源而“消耗掉”。这样飞船在宇宙中就能飞行更长的时间。戴姆勒·奔驰公司的燃氢汽车在超声速飞机和远程洲际客机上以氢作动力燃料的研究已进行多年，目前已进入样机试飞阶段。在交通运输方面，美、德、法、日等汽车大国早已推出以氢作燃料的示范汽车，并进行了几十万公里的道路试验。其中美、德、法等国是采用氢化金属贮氢，而日本则采用液氢。试验证明，以氢作燃料的汽车在经济性、适应性和安全性三方面均有良好的前景，但目前仍存在贮氢密度小和成本高两大障碍。前者使汽车连续行驶的路程受限制，后者主要是由于液氢供应系统费用过高造成的。美国和加拿大已联手合作拟在铁路机车上采用液氢作燃料。在进一步取得研究成果后，从加拿大西部到东部的大陆铁路上将奔驰着燃用液氢和液氧的机车。氢不但是一种优质燃料，还是石油、化工、化肥和冶金工业中的重要原料和物料。石油和其他化石燃料的精炼需要氢，如烃的增氢、煤的气化、重油的精炼等；化工中制氨、制甲醇也需要氢。氢还用来还原铁矿石。用氢制成燃料电池可直接发电。采用燃料电池和氢气-蒸汽联合循环发电，其能量转换效率将远高于现有的火电厂。随着制氢技术的进步和贮氢手段的完善，氢能将在21世纪的能源舞台上大展风采。白色污染变燃油城市周围堆积如山的塑料垃圾和交通沿线满地飘飞的塑料食品袋完全可以被回收冶炼为汽油、柴油，北京市梦蓝固体废弃物再生利用公司经过八年多的研究和中试，成功解决了废弃塑料油化技术中焦化、排渣、温控等关键问题，开发出自已的工艺系统和成套设备。国家石油产品质量监督检验中心对该公司送审的样品进行了严格检测并认定其符合国家对车用燃油的标准和环境排放标准。有关专家建议尽快组织推广应用，以缓解白色污染给人类带来的环境危机。目前，废弃塑料的治理渠道，国内外多年普遍采取填埋和焚烧方式。但研究表明，废弃塑料在填埋后200多年才能分解完毕，且分解过程中会溶出有毒物质，易产生对土质的破坏；焚烧方式会使有害气体释放到空中，影响大气环境及周边环境。北京市梦蓝固体废弃物再生利用技术有限公司认为把废弃塑料经催化裂解制为燃料，才是物质重新循环同时也能避免二次污染的重要途径，代表着废弃塑料的处理方向。实践证明，采用该项技术设备在连续生产的情况下，日处理废弃塑料能力强、汽柴油转化率高，符合车用燃油的标准和环境排放标准。可燃冰——人类能源的新希望可燃冰的学名为“天然气水合物”，是天然气在0℃和30个大气压的作用下结晶而成的“冰块”。“冰块”里甲烷占80% �未来能源”。1立方米可燃冰可转化为164立方米的天然气和立方米的水。科学家估计，海底可燃冰分布的范围约4000万平方公里，占海洋总面积的10%，海底可燃冰的储量够人类使用1000年。随着研究和勘测调查的深入，世界海洋中发现的可燃冰逐渐增加，1993年海底发现57处，2001年增加到88处。据探查估算，美国东南海岸外的布莱克海岭，可燃冰资源量多达180亿吨，可满足美国105年的天然气消耗；日本海及其周围可燃冰资源可供日本使用100年以上。据专家估计，全世界石油总储量在2700亿吨到6500亿吨之间。按照目前的消耗速度，再有50－60年，全世界的石油资源将消耗殆尽。可燃冰的发现，让陷入能源危机的人类看到新希望。重大战略意义下的联手勘测今年6月2日，26名中德科学家从香港登上德国科学考察船“太阳号”，开始了对南海42天的综合地质考察。通过海底电视观测和海底电视监测抓斗取样，首次发现了面积约430平方公里的巨型碳酸盐岩。中德科学家一致建议，将该自生碳酸盐岩区中最典型的一个构造体命名为“九龙甲烷礁”。其中“龙”字代表了中国，“九”代表了多个研究团体的合作。同位素测年分析表明，“九龙甲烷礁”区域的碳酸盐结壳最早形成于大约万年前，至今仍在释放甲烷气体。中方首席科学家、广州海洋地质调查局总工程师黄永样对此极为兴奋，他说，探测证据表明：仅南海北部的可燃冰储量，就已达到我国陆上石油总量的一半左右；此外，在西沙海槽已初步圈出可燃冰分布面积5242平方公里，其资源估算达万亿立方米。我国从1993年起成为纯石油进口国，预计到2010年，石油净进口量将增至约1亿吨，2020年将增至2亿吨左右。因此，查清可燃冰家底及开发可燃冰资源，对我国的后续能源供应和经济的可持续发展，战略意义重大。黄永样介绍，在未来十年，我国将投入亿元对这项新能源的资源量进行勘测，有望到2008年前后摸清可燃冰家底，2015年进行可燃冰试开采。战略性与危险性共同打造的“双刃剑”迄今，世界上至少有30多个国家和地区在进行可燃冰的研究与调查勘探。1960年，前苏联在西伯利亚发现了第一个可燃冰气藏，并于1969年投入开发，采气14年，总采气亿立方米。美国于1969年开始实施可燃冰调查。1998年，把可燃冰作为国家发展的战略能源列入国家级长远计划，计划到2015年进行商业性试开采。日本关注可燃冰是在1992年，目前，已基本完成周边海域的可燃冰调查与评价，钻探了7口探井，圈定了12块矿集区，并成功取得可燃冰样本。它的目标是在2010年进行商业性试开采。但人类要开采埋藏于深海的可燃冰，尚面临着许多新问题。有学者认为，在导致全球气候变暖方面，甲烷所起的作用比二氧化碳要大10 20倍。而可燃冰矿藏哪怕受到最小的破坏，都足以导致甲烷气体的大量泄漏。另外，陆缘海边的可燃冰开采起来十分困难，一旦出了井喷事故，就会造成海啸、海底滑坡、海水毒化等灾害。由此可见，可燃冰在作为未来新能源的同时，也是一种危险的能源。可燃冰的开发利用就像一柄“双刃剑”，需要小心对待。新闻背景羌塘盆地可能富藏可燃冰我国冻土专家在对青藏高原进行多年研究后认为,青藏高原羌塘盆地多年冻土区具备形成天然气水合物的温度和压力条件,可能蕴藏着大量可燃冰。据中国科学院寒区旱区环境与工程研究所研究员吴青柏介绍,青藏高原是中纬度最年轻、最高大的高原冻土区,石炭、二叠和第三、第四系沉积深厚,河湖海相沉积中有机质含量高。第四系伴随高原强烈隆升,遭受广泛的冰川——冰缘作用,冰盖压力使下伏沉积物中天然气水合物稳定性增强,尤其是羌塘盆地和甜水海盆地,完全有可能具备可燃冰稳定存在的条件。可燃冰又称天然气水合物,是固态的天然气,广泛存在于地球上,其储量预计是常规储量的倍。它还是一种清洁的能源,燃烧几乎不会产生有害的污染物质。这使得这种有望成为新世纪能源新贵的物质的开采利用正紧锣密鼓地展开。我国是世界上多年冻土分布面积第三大国,约占世界多年冻土面积的10%,其中青藏高原多年冻土区面积占世界多年冻土面积的7%。中国科学院兰州冰川冻土研究所在20世纪60年代和70年代,分别在祁连山海拔4000米的多年冻土区和青藏高原海拔4700米的五道梁多年冻土区钻探发现类似天然气水合物显示的大量征兆和现象。中国地质大学 武汉 和中南石油局第五物探大队在藏北高原羌塘盆地开展的大规模地球物理勘探成果表明 继塔里木盆地后,西藏地区很有可能成为我国21世纪第二个石油资源战略接替区。吴青柏说,目前,他们正在开展寻找可燃冰的计划,大量在实验室内做的前期工作已经开始。此后,他们将分三步研究 在羌塘盆地寻找天然气水合物,如确实存在,则研究其分布规律和基本性质;估算储量和研究开发前景;研究开采工艺和环境保护问题。“但这是一个非常长的阶段,至少要10多年时间。”“一旦找到这些可燃冰,将对我国宏观能源战略决策、开拓新学科领域和保持人类社会可持续发展均有重要理论意义和广阔的应用前景。”
工程地质是一门认知工程-地质相互作用规律和过程的科学,它的使命是保障人类工程活动的安全。下面是我为大家整理的工程地质论文，供大家参考。
工程地质论文 范文 一：隧道工程地质雷达检测分析
【摘要】通过实际工程应用，介绍地质雷达的特点、原理和探测解析 方法 ;在隧道工程的超前地质探测预报以及隧道结构检测的应用中，证明了地质雷达的实用性、先进性及其实际应用中的重要作用。
【关键词】公路隧道;地质雷达;检测;超前预报;应用
1、工程概况
小北山二号隧道为长隧道，按左、右线分离布设。左线隧道起讫里程ZK19+571～ZK21+091，长1520m，揭阳端洞口采用削竹式，洞口设计标高，惠来端洞门采用削竹式，洞口设计标高，坡高～，隧道最大埋深约209m。右线隧道起讫里程ZK19+599～ZK21+081，长1482m，揭阳端洞口采用削竹式，洞口设计标高，惠来端洞门采用削竹式，洞口设计标高，坡度～，隧道最大埋深约212m。隧道位于丘陵地区，山体地形陡峭，山体植被较发育，山体发育花岗岩孤石，大小不一。隧址区基底主要为燕山期花岗岩，局部见辉绿岩岩脉，覆盖层由粘土、全～强风岩组成，基岩由中~微风化岩组成。隧址区地下水类型主要为 潜水 ，含水层主要为第四系松散层的孔隙及中～微风化岩的风化裂隙。
2、地质雷达的发展及其应用
随着社会的高速发展，有很多的方便加上很多的仪器可以在岩土勘察中使用，重要的方法有弹性波法及其电磁波法。在实际工程当中经常使用的电磁波法就是地质雷达，隧道地震探测仪比较适合远距离宏观的地质问题探测;并且地质雷达方法可以结合高频电磁波而进行非常快的无损伤探测，因此频段非常高的话可以在隧道结构当中进行检测。公路的隧道工程埋深、规模以及数量随着时间的增加而不断地变多，而在施工的过程当中也遇到了很多复杂的工程地质条件。虽然说在设计以前都作了非常详细地质勘察，但是在隧道实际的开挖施工当中，还会有非常多的问题发生的。从这些方面就可以很好地说明，在隧道施工过程当中的围岩稳定性状况以及一些掌子面前方的实际情况，并且做出及时地超前预报。当隧道发生一些事故或者竣工以后，应该结合现行的规范上面要求以及隧道本身的结构特性，不但应该在隧道的表面进行观测以及净空断面进行测量，需要的时候还应该采用地质雷达进行一些更深入的检测，例如围岩的密实完整稳定的情况、钢拱架的分布情况、有无离析以及蜂窝麻面、衬砌混凝土的均匀一致性以及相对应的完整性以及衬砌有效厚度等等。经过实际的情况可以证明，地质雷达技术可以在隧道的施工当中作出非常详细的超前地质预报。现在，地质雷达检测技术已经发展到了单点探测以及连续探测的实时自动成图。而国外的国家探地雷达基本上是单脉冲雷达，其工作的频率在50到2G赫兹，最为代表性的国家是美国和加拿大。我们国家所生产的一系列地质雷达，结合地下工程的超前预报的特点，采用的是脉冲调制式，这个的探测距离非常大，而且分辨率也非常高，其工作的频率大约在160到220兆赫兹，其探测的距离可以达到40到60米，可以很好地适应超前地质预报以及部分的工程检测。
3、探测的原理以及方法
结合设计的图纸以及设计的任务书按照规定进行开展地质超前预报的工作，其预测应该是沿着隧道纵向三十米的范围以内对一些不安全的地质问题进行检查，对前面的地层岩性变化以及水文地质特征(软弱岩层的分布、断层发育及其影响带、水的赋存情况等)进行探测，对隧道围岩的级别进行分析，并列出一些施工的建议，确保隧道施工的安全，减少一些不必要的损失，为动态的设计提供所需要的地质参数，从而可以更好地为隧道施工进行服务。本次的地质预报使用的是地质雷达系统，运用了空气耦合型100兆赫兹的天线，结合探测的前方岩石的特点以及现场施工的条件，对距离30米左右进行详细地探测。而这次预报的工作面位于ZK19+735里处的地方，使用一些点测的方式，使用一系列的方法对工作面的正前方进行详细地预测。
4、数据的处理以及得出来的结果
对实际测量出来的资料用一系列的软件进行处理分析，再结合现场的岩性所具体的实际情况，选择一个比较适合的相对介电常数，进而得出来一些成果，在成果的解释当中，开始的时候，假如发现了有非常明显的反相位反射波组出现的话，就应该岩性变坏的一个表现;假如发现了有非常明显的正相位强波反射波组出现的话，就应该是岩层岩性变好的一个表现，结合反射波反射强度的实际大小就可以区分反射界面前方介质的一系列的特征。依据雷达数据处理结果并结合地质资料分析得出以下预报结果：(1)掌子面为强风化花岗岩，上方自稳能力差，中部伴随严重掉块，局部潮湿明显，推断围岩级别为Ⅴ级。(2)掌子面右侧前方4~10m(ZK19+739~ZK19+745)区域反射信号强烈，同相轴紊乱，推测此区域与掌子面情况类似，有明显破碎带，围岩完整性差，推断围岩级别为Ⅴ级。(3)掌子面前方10~15m(ZK19+745~ZK19+750)区域反射信号衰退稳定，同相轴平稳但仍存在断开处，推测此区域岩性略微好转，但依旧破碎且含水，推断围岩级别为IV级。(4)掌子面前方15~30m(ZK19+750~ZK19+765)区域信号较弱，加大增益后发现同相轴较为连续，推测此区域岩性好转，级别应为IV级。依据结果给出的建议：(1)ZK19+735掌子面围岩为强风化花岗岩，自稳能力差，局部潮湿明显，中部掉块严重，应严格控制进尺，加强支护，预防坍塌。(2)掌子面前方10m区域围岩与掌子面情况相似，稳定性差，破碎带明显，容易坍塌。严格控制进尺，及时做好初期支护工作并保证强度，防止掉块与坍塌，同时做好排水工作。(3)掌子面前方20m区域后，岩性有所好转。建议采用上下台阶方法，并严格控制进尺，及时做好初期支护工作并保证强度，防止掉块与坍塌，同时做好排水工作。
5、结束语
地质雷达在隧道工程施工或者是后期的运营过程当中，可以很好地对工程的质量进行详细地检测，可以更严格地控制工程的质量，更好地检查工程的缺陷。假如说天线的频率特性以及工作的方法有一定的影响，而地质雷达在对介质参数的探测当中，还存在很多的争议，那么经过不断地完善以及发展，地质雷达在隧道工程检测当中一定有一个非常重要的角色。综上所述，应用地质雷达在地质超前预报当中可以精准地探测预报隧道施工当中危害的工程施工安全的相关地质灾害。而地质雷达可以探测出来隧道的结构中重要的施工缺陷，可以为有问题的隧道提供一些非常可靠的依据，这样就可以提高工作的效率，并且节省一些资金。
工程地质论文范文二：福仁山隧道工程地质研究
【摘要】福仁山隧道是中国水电十四局承建的西成铁路西安至江油段(陕西境内)站前工程XCZQ-5标段的一座典型隧道工程。该隧道地处秦岭南麓低中山区，位于商丹断裂带和勉略-巴山弧形断裂构造带夹持的南秦岭构造带，内部组成与构造变形十分复杂，工程地质现象较为特殊，具有一定的研究意义。
【关键词】福仁山隧道;工程地质特征;地质构造
1福仁山隧道工程概述
目前在建的西成客运专线按国铁Ⅰ级、双线建设，设计时速250公里每小时，功能以客运为主，从西安出发，穿越秦岭经陕西汉中、翻越米仓山进入四川境内，经四川广元至江油与绵成乐客运专线相接直抵成都，预计线路通车后，将大大缩短西安到成都的直线距离。从西安到汉中仅需1小时、到成都需3小时。该项目由西安至四川江油段和成绵乐城际铁路两段组成，全长660公里，项目投资估算总额约为688亿元。西成客专陕西段全长公里，建设工期5年。中国水电十四局负责西成铁路西安至江油段(陕西境内)站前工程XCZQ-5标段，正线全长。该标段主要包括：罗曲隧道进出口路基工程，隧道工程4座(包括部分得利隧道6330m、福仁山隧道、罗曲隧道、范家咀隧道)总长度，桥梁3座(金水河特大桥、酉水河大桥、金龙河大桥)总长度。福仁山隧道地处秦岭南麓低中山区，隧道范围平均海拔1200m，最高海拔为，洞身地表起伏较大，地表自然坡度为30°~40°，分布有众多基岩“V”形侵蚀谷，多为南北展布，隧道区域山高坡陡，基岩裸露，沟壑纵横，地形复杂，植被茂密。隧道起讫里程为DK159+。进口位于金水河牛角坝，出口位于酉水河宋家堰，最大埋深929m，最小埋深46m，洞身均位于直线以上，隧道以3‰上坡进洞至DK162+900后以8‰下坡出洞。进口位于金水河右岸坡地上，隧道中含有一座斜井，为本标段重点控制隧道。本隧道建筑限界采用《高速铁路设计规范》(TB10621—2009)中规定的限界尺寸，隧道内采用“通隧(2008)0201”中的衬砌内轮廓，轨面有效面积为92m2，隧道内线间距为.曲线上隧道衬砌内轮廓不加宽，施工针对围岩情况采取短进尺、分部开挖和初期支护，二次衬砌及时跟进，以确保施工安全。
2沿线气候条件
本区域为亚热带湿润季风气候，特点是温暖湿润，四季分明，降水量多集中在夏秋季节，常有暴雨灾害，年平均气温℃，极端最高气温℃，极端最低气温℃，年平均降水量，年平均蒸发量，最大积雪厚度4cm。
3工程地质特征
地层岩性
隧道通过的地层主要有第四系全新统(Q4)，志留系下统(S1)，元古界中上统(Pt2-3)及太古界(Ar)的构造岩类。(1)第四系全新统(Q4)主要包括：膨胀土(Q4d19)、卵石土(Q4d17)、碎石土(Q4d17、p17)、块石土(Q4d18)，多为灰黄色，粒径小于或等于2-60mm的约占10%，大于60-100mm的约占25%，大于200mm的约占55%。(2)志留系下统(S1)：片岩夹大理岩(S1Sc+Mb)，大理岩(S1Mb)、片岩(S1Sc)、主要为灰黄青灰色变晶结构，片状块状构造。(3)元古界中上统(Pt2-3)：变粒岩夹大理岩(Pt2-3Gr+Mb)，大理岩夹片麻岩(Pt2-3Mb+Mb)。多为灰褐色，浅灰色，风化厚度约为1-10mm。(4)太古界(Ar)：片麻岩夹大理岩(Pt2-3Gr+Mb)，灰褐色，浅灰色粒状变晶结构，块状结构，风化厚度2-8mm。(5)构造岩类主要包括：碎裂岩，多为青灰色、灰褐色，宽度约20-65m，工程地质较差。
地质构造
福仁山隧道位于商丹断裂带和勉略-巴山弧形断裂构造带夹持的南秦岭构造带，相当于秦岭造山带的蜂腰部位，隧道主体位于佛坪窟窿的南半部，历经多次地质构造活动的影响，其内部组成与构造变形十分复杂。目前已经发现的主要断层包括：f66、f67、f68、f69、f70、f70-1、f71、f71-1、f71-2，其中f66为逆断层，产状N65°-N80°W(65°-N75°)，破碎带宽约为10-30m，断层带物质成分为碎裂岩，局部夹断层角砾岩，断裂带内部岩体较为破碎，隧道洞身通过地段为DK159+856~DK159+。f67为逆断层，产状N60°-N80°W(50°-N65°)，断裂带宽30~40m，内部成分为断层角砾，洞身通过地段为DK160+281~DK160+318。另外，隧道段还发育两处背斜及一处向斜，背斜核部洞身中心里程为DK165+543~DK169+062，岩体破碎，节理发育，向斜核部未穿过洞身，富水，岩体破碎，节理发育，由于隧道区各地质体的发育时代，构造运动强烈，区域性大断裂贯穿东西，发育数条低序次断裂，岩石节理裂隙较发育，分布较多节理密节带，岩体较破碎-较完整。
不良地质及特殊岩土
(1)隧道范围内不良地质为隧道进口处左侧分布的大理岩岩溶，岩溶现象主要发育在隧道进口左侧金水河右岸的大理岩中，以溶洞形式发育，溶洞直径约1-3m，可见延伸深度大于10m，不完全填充，充填物为角砾及杂砂土。(2)隧道范围内的特殊岩土为膨胀土，具弱-中等膨胀性。
4工程设计情况
针对福仁山隧道地层岩性多样、地质构造复杂、不良地质现象多发的工程地质特点，施工单位在详细的实地勘察和室内研究的基础上，制定了较为科学合理的设计方案：(1)洞口工程采用斜切式洞门，并设置明洞段，出口采用倒斜切式洞口边仰坡设置截水天沟，边坡采用锚网喷支护。(2)洞身工程隧道内部采用“通隧(2008)0201”中的衬砌内轮廓，轨面有效面积为92m2，隧道采用复合式衬砌，初期支护采用喷锚支护设置喷混凝土，锚杆，钢筋网，钢架，二次衬砌等，各衬砌类型预留变形量，特殊地形地质地段对支护 措施 采用管棚，小导管等措施进行了加强。
参考文献：
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通货膨胀(Inflation)通货膨胀的定义在经济学上，通货膨胀意指整体物价水平持续性上升。一般性通货膨胀为货币之市值或购买力下降，而货币贬值为两经济体间之币值相对性降低。前者用于形容全国性的币值，而后者用于形容国际市场上的附加价值。两者之相关性为经济学上的争议之一。通货膨胀之反义为通货紧缩。无通货膨胀或极低度通货膨胀称之为稳定性物价。在若干场合中，通货膨胀一词意为提高货币供给，此举有时会造成物价上涨。若干（奥地利学派）学者依旧使用通货膨胀一词形容此种情况，而非物价上涨本身。因之，若干观察家将美国1920年代的情况称之为“通货膨胀”，即使当时的物价完全没有上涨。以下所述，除非特别指明，否则“通货膨胀”一词意指一般性的物价上涨。通货膨胀之反义可为“通货再膨胀”，即在通货紧缩的情况下物价上涨，或紧缩的程度降低。也就是说，一般物价水平虽然下降，但幅度缩小。相关词为“通货膨胀率减缓”，即通货膨胀上升速率减缓，但不足以造成通货紧缩。部份学者认为，中文“通货膨胀”一词字面上容易给人通货本身价值增加的联想，建议改称“物价膨胀”，但并未广获使用。--------------------------------------------------通货膨胀的分类（一）温和的或爬行的通货膨胀这是一种使通货膨胀率基本保持在2%-3%，并且始终比较稳定的一种通货膨胀。一些经济学家认为，如果每年的物价上涨率在以下，不能认为是发生了通货膨胀。当物价上涨率达到时，叫做不知不觉的通货膨胀。一些经济学家认为，在经济发展过程中，搞一点温和的通货膨胀可以刺激经济的增长。因为提高物价可以使厂商多得一点利润，以刺激厂商投资的积极性。同时，温和的通货膨胀不会引起社会太大的动乱。温和的通货膨胀即将物价上涨控制在1%-2%、至多5%以内，则能象润滑油一样刺激经济的发展，这就是所谓的“润滑油政策”。（二）疾驰的或飞奔的通货膨胀疾驰的或飞奔的通货膨胀亦称为奔腾的通货膨胀、急剧的通货膨胀。它是一种不稳定的、迅速恶化的、加速的通货膨胀。在这种通货膨胀发生时，通货膨胀率较高（一般达到两位数以上），所以在这种通货膨胀发生时，人们对货币的信心产生动摇，经济社会产生动荡，所以这是一种较危险的通货膨胀。（三）恶性的或脱缰的通货膨胀恶性的或脱缰的通货膨胀也称为极度的通货膨胀、超速的通货膨胀。这种通货膨胀一旦发生，通货膨胀率非常高（一般达到三位数以上），而且完全失去控制，其结果是导致社会物价持续飞速上涨，货币大幅度贬值，人们对货币彻底失去信心。这时整个社会金融体系处于一片混乱之中，正常的社会经济关系遭到破坏，最后容易导致社会崩溃，政府垮台。这种通货膨胀在经济发展史上是很少见的，通常发生于战争或社会大动乱之后。目前公认的恶性通货膨胀在世界范围内只出现过3次。第一次发生在1923年的德国，当时第一次世界大战刚结束，德国的物价在一个月内上涨了2500%，一个马克的价值下降到仅及战前价值的一万亿分之一。第二次发生在1946年的匈牙利，第二次世界大战结束后，匈牙利的一个便哥价值只相当于战前的828×1027分之一。第三次发生在中国，从1937年6月到1949年5月，伪法币的发行量增加了1445亿倍，同期物价指数上涨了36807亿倍。（四）隐蔽的通货膨胀隐蔽的通货膨胀又称为受抑制的（抑制型的）通货膨胀。这种通货膨胀是指社会经济中存在着通货膨胀的压力或潜在的价格上升危机，但由于政府实施了严格的价格管制政策，使通货膨胀并没有真正发生。但是，一旦政府解除或放松价格管制措施，经济社会就会发生通货膨胀，所以这种通货膨胀并不是不存在，而是一种隐蔽的通货膨胀。--------------------------------------------------测量通货膨胀通货膨胀之测量由观察一经济体中之大量的劳务所得或物品价格之改变而得，通常是基于由政府所收集的资料，而工会与商业杂志也做过这样的调查。物价与劳务所得两者共同组成物价指数，为整组物品的平均物价水平之测量基准。通货膨胀率为该项指数的上升幅度。物价水平量测整体物价，而通货膨胀是指整体物价的上扬幅度。对通货膨胀没有单独性的确实量测法，因通货膨胀值取决于物价指数中各特定物品之价格比重，以及受测经济区域的范围。通用的量测法包括：生活指数CLI（Cost of Living Index）为个人生活所需费用的理论增幅，以消费者物价指数（Consumer Price Indexes）概估之。经济学家对特定的CPI值应估计为高于或低于CLI值有不同的看法。这是因为CPI值公认具"偏向性"（bias）。CLI可用"购买力平价"（PPP, purchasing power parity）来调整以反应区域性商品与世界物价的广泛差距。消费者物价指数CPI（consumer price index）测量由‘典型消费者’所购物品之价格。在许多工业国家中，该指数的年度性变化百分比为最通用的通货膨胀曲线报告。该项测量值通常用于薪资报酬谈判中，因为雇员希望薪资（名目）能相等或高于CPI。有时劳资合约中会包含按生活指数调整条款（cost of living escalators），表示名目薪资会随CPI的升高自动调整，其调整之时机通常于通货膨胀发生之后，幅度较实际通货膨胀率为低。生产者物价指数（PPI）测量生产者收购物料的价格，与CPI于物价津贴、盈利、与税负上有所不同，导致生产者之所得与消费者之付出产生差距。PPI反应于CPI升高而上升，具有典型的延迟。虽说其具多样化的组合，一般相信这种延迟的特性使得根据今日的PPI通货膨胀粗估（rough-and-ready）明日的CPI通货膨胀成为可能；各种的论述与内容有极重要的不同。批发物价指数（wholesale price index）测量选择性货品之批发价格变化（特别是销售税），与PPI极为类似。商品价格指数（commodity price index）测量选择性商品售价之变化。若使用金本位制，则其所选择的商品为黄金。美国使用复本位制，其指数包含黄金与白银两者。GDP平减指数（GDP deflator）为基于国内生产总值的计算：名目GDP与经通货膨胀修正后的GDP（即不变价格（constant-price）GDP或实质GDP）两者间所使用的金钱之比例。这是对价格水平最宏观测量。本指数也用来计算GDP的组成部分，如个人消费开支。美国联邦储备改用核心个人消费平减指数（personal consumption deflator）及其他平减指数作为制订“反通胀政策”的参考。个人消费支出价格指数PCEPI（personal consumption expenditures price index）。2000年2月17日，美国在半年一度的国会金融政策报告（亦即Humphrey-Hawkins报告）中，联邦公开市场委员会FOMC（Federal Open Market Committee）声称将主要的通货膨胀测量法自CPI改为连锁式个人消费开支价格指数。因为每一种测量法都基于他种测量法，并以固定模式结合在一起，经济学家经常争议在各测量法及通货膨胀模式中是否有‘偏差’存在。例如，Boskin委员会于1995年找出美国劳工部统计局（BLS）所计算出的CPI具有偏差。在对其偏差进行定量分析后，他们认为当年度的通货膨胀遭过分夸大。因‘快乐论’（hedonic ）所带来的科技创新增加与以平价品取代昂贵的商品，两者都会降低CPI-U的升高率。另一个例子是在1980年代早期，无人居住的出租单位并不计入CPI-U与CPI-W的租金收入部分；在加计此部分后，通货膨胀率实际上是极度的受低估，于是在1982年的CPI计算中加入了这项改变。现存的争论为应否计入关于快乐论的调整部分，包含人们会在高物价的地区不可企及时搬迁到较便宜的地区。也有人认为指数中的购屋部分极度低估了日常生活费用对房价的冲击，亦极度低估了医疗费用在退休者的日常费用中的重要性。--------------------------------------------------通货膨胀在经济学上的角色稳定的小幅度通货膨胀一般会被认为对经济有益。其中一个原因是某些价格难以重新谈判降价，特别是对薪资与合约而言更是如此。所以物价若缓步上涨，则相关的价格便较易于调整。有多种物价会‘抗拒降价’,而倾向于不断上涨。所以试图达到零通货膨胀（物价维持平准）的做法会导致其他行业的价格、盈利、与雇员数降低。所以，若干公司的执行部门视温和的通货膨胀为‘润滑商业巨轮’。追求完完全全的价格稳定会带来极具毁灭性的通货紧缩（物价持续降低），将导致破产与经济衰退（甚至经济萧条）。金融体系视通货膨胀之‘潜在风险’为高于储蓄累积财富的基本投资诱因。换句话说，通货膨胀就是市场对金钱的时间价值之措辞。也就是说，因为今天的一元较明年的一元更具价值，所以未来的资本价值在经济学上有所扣减。此种观点视通货膨胀为对未来资本价值的不确定性。对低阶层者而言，通货膨胀通常会提高由经济活动之前的贴现所产生的负面影响。通货膨胀通常导因于政府提高货币供给政策。政府对通货膨胀的所能进行的影响是对停滞的资金课税。通货膨胀升高时，政府提高对停滞的资金的税负以刺激消费与借支，于提高了资金的流动速度，又增强了通货膨胀，形成恶性循环。在极端的情形下会形成恶性通货膨胀（hyperinflation）增强不确定性可能会打击投资与储蓄。重新分配从效果上将收入从固定收入者(收入来源于养老金之类)手中重新分配至非固定收入者(收入来源于薪水或投资回报)，因为薪水或投资回报会随通货膨胀而上涨。同样的，固定金额的放款者，其资产可能会重新分配给贷方（若放款方对通货膨胀预期不足从而利率偏低）。例如，政府通常是贷方，通货膨胀使政府实际负债降低,从而会将资金重新分配回政府手中。这种情况有时被视为通货膨胀税国际贸易：若国内通货膨胀率较低，遭削减的贸易余额会破坏固定汇率。鞋底成本：因为现金的价值在通货膨胀时会萎缩，在通货膨胀时期人们因此会倾向持有较少的现金。这种行为会导致成本增高，比如去银行的次数增加。（鞋底成本一词是句玩笑话，意指因走到银行而磨损鞋底所产生的成本。）菜单成本：商号须更勤于改变产品价格，这导致成本增加。一个例子是餐厅由于改印菜单所增加的成本。恶性通货膨胀：若通货膨胀升高的程度失去控制，会干扰到正常的经济活动，损害供给能力。在一经济体中，会有若干部门编入通货膨胀指数，而若干部门没有，通货膨胀行为会自未编入的部门向编入的部门重新分配。在影响幅度小时，这属于一种政策性的选择，不对储蓄而对变现优先权与手头资金课税。若影响超出一定幅度时，则其效应歪曲，成为个人‘对通货膨胀的投资’，也就是鼓励对通货膨胀的预期心理。因为以上打击通货膨胀的理由都高于打击其预期行为与打击持有大量资金所需的小幅影响，大部分的中央银行顾及物价稳定性，都以可见但极低的通货膨胀为目标。--------------------------------------------------痛苦指数（Misery index）痛苦指数于1970年代发表，代表令人不快的经济状况，等于通货膨胀与失业率之总合。其公式为：痛苦指数 = 通货膨胀百分比 + 失业率百分比，表示一般大众对相同升幅的通货膨胀率与失业率感受到相同程度的不愉快。现代经济学家不同意以完全负面的‘痛苦’一词来形容上述通货膨胀机转的负面冲击。实际上，经济学家中有许多认为公众对温和通货膨胀的成见是来自其相互影响：群众只记得在高通货膨胀时期相关的经济困难状况。以现代经济学家的观点来说，温和的通货膨胀是较不重要的经济问题，可由对抗滞胀[stagflation]（可能由货币主义[monetarist]所刺激）来作部分中止。许多经济学家（特别是在日本）曾鼓吹以较高的通货膨胀作为经济衰退的一个解决方案。所有对通货膨胀的调查都显示出新古典经济学派学者与一般大众对温和通货膨胀所造成的损害有岐见：公众仍然认为其损害剧烈，而财政型经济学者视其损害为微不足道，许多学者甚至说一点伤害也没有。因通货膨胀具重分配之性质，反对承受通货膨胀重负的意见落居下风。因为资本利得税为名目数额，所以通货膨胀被主张为与“富人税”一样重要，而低度通货膨胀的社会会倾向于财富凝结--------------------------------------------------通货膨胀的起因不同学派对通货膨胀的起因有不同的学说。货币主义的解释对于通货膨胀最广为人知也最直接的理论是：通货膨胀导因于货币供给率高于经济规模增长。此说主张以比较GDP平减指数与货币供给增长来作测量，并由中央银行设定利率来维持货币数量。此观点不同于下述之奥地利学派者在于其着重于货币之数量而非实质。在货币主义架构下，货币的聚集是重点所在。货币数量理论，简单的说，就是经济体所耗货币总量取决于现存货币总量。下列公式创自此说：DCP=--SCP 为一般消费品物价水平，DC 为消费品总需求量，而SC 为消费品总供给量。公式背后的观念是：在消费品总供应量对消费品总需求量相对下降，或消费品总需求量对消费品总供应量相对上升时，一般消费品物价会随之提高。基于总开销主要基于现存货币总量的观点，经济学者们以货币总量计算消费品总需求量。于是乎，他们断定总开销与消费品总需求量随著货币总量提高。于是相信货币数量理论的学者们同样也相信物价上涨的唯一原因就是经济成长（表示消费品总供给量正提高），以及央行因之以货币政策提高现存货币总量。以此观点来说，通货膨胀的最根本原因是货币供给量多于需求量，于是‘通货膨胀是一定会到处发生的货币现象’，弗里德曼如是说。意指通货膨胀的控制有赖于货币上与财政上的限制。政府不可令借支过于容易，其自身亦不可超额贷款。此观点着重于中央政府预算赤字与利率，以及经济生产力，也就是由生产成本（总供应）所推动的通货膨胀( Cost - Pull Inflation )。--------------------------------------------------新凯恩斯主义（Neo-Keynesian）的解释依新凯恩斯主义，通货膨胀有三种主要的形式，为Robert J. Gordon所说的"三角模型"[1]之一部分:需求拉动通货膨胀 - 通货膨胀发生于因GDP所产生的高需求与低失业，又称菲利普斯曲线型通货膨胀。成本推动通货膨胀 - 今称‘供给震荡型通货膨胀’（supply shock inflation），发生于油价突然提高时。固有型通货膨]（Built-in inflation） - 因合理预期所引起，通常与物价／薪资螺旋（price/wage spiral）有关。工人希望持续提高薪资，其费用传递至产品成本与价格，形成恶性循环。固有型通货膨胀反应已发生的事件，被视为残留型通货膨胀，又称‘惯性通货膨胀’，甚至是‘结构性通货膨胀’。这三型的通货膨胀可随时合并解释现行的通货膨胀率。然而，大多时前两种型态的通货膨胀（及其实际的通货膨胀率）会影响固有型通货膨胀的大小：持续性的高（或低）通货膨胀带动提高（或降低）固有型通货膨胀。三角模型中有两项基本元素：沿著菲利普斯曲线移动，如低失业率刺激升高通货膨胀；以及转移其曲线，如通货膨胀升高或降低对失业率的影响。--------------------------------------------------菲利普斯曲线菲利普斯曲线（Phillips Curve）（或称需求面）通货膨胀说需求带动理论主要集中于货币供给：通货膨胀可由流通中的货币数量与经济供应力（其潜在输出）相关。这点在政府（可能于对外战争或内战期间）印行超额的货币引起金融危机时特别鲜明，有时会导致恶性通货膨胀使得物价飞涨（或达每月上涨一倍的程度）。货币供给在程度温和的通货膨胀中也扮演主要角色，但其重要性有争议。货币主义经济学家相信其具强力连结；相反地，凯恩斯主义经济学者强调总体需求在其中的角色，而货币供给仅只是总体需求的决定性因素。凯恩斯主义解释法的基本观念为通货膨胀与失业率之间的关系，称之为菲利普斯曲线模型。此模型在物价稳定度与失业率之间权衡（trade off）；故为将失业率降至最低，可允许一定程度的通货膨胀。菲利普斯曲线模型极佳的描述出美国在1960年代的经历，但不足以诠释其于1970年代所遭遇到的通货膨胀升高与经济停滞结合。现今菲利普斯曲线用以关联薪资总额增长与一般性通货膨胀的关系而非失业率与通货膨胀率。参考资料：MBA百科
摘 要：中国未来将在较长时期面临着要素成本持续上升的压力，这是推动中国目前通货膨胀最重要的也是最难对付的要素。长期以来，不少经济学家一直认为通货膨胀是一种货币现象，更严格的说是纸币现象，即当纸币发行超过流通所需要的金属货币量，纸币购买力将会下降，纸币购买力下降推动货币加速流通，从而导致通货膨胀。说明通货膨胀的原因以及并提出解决的对策是经济学家研究的重要任务。 关键词：通货膨胀；原因；研究综述 通货膨胀是当前研究的热门话题，说明通货膨胀的原因以及并提出解决的对策是经济学家研究的重要任务。理论界对通货膨胀的原因以及解决这一问题的对策进行较为深入的研究。本文试图对这一研究进行综述。 一、关于通货膨胀的原因 1.“流动性过剩说”。在宏观经济运行中，流动性过剩通常被理解为货币发行过多，也就是“钱多”。长期以来，不少经济学家一直认为通货膨胀是一种货币现象，更严格的说是纸币现象，即当纸币发行超过流通所需要的金属货币量，纸币购买力将会下降，纸币购买力下降推动货币加速流通，从而导致通货膨胀。 王海峰在《规避通胀风险须准确把握宏观调控的着力点》中提出中国通胀压力与国内流动性过剩有一定关系。他在文章中说，货币供给大于实体经济需求是通货膨胀压力剧增的根本原因。张五常在《中国的通货膨胀》一文提出，中国当前的通货膨胀主要是由货币发行过快，导致市场上通胀反应过快[1]。 “成本推动说”。当前许多经济学家把中国当前的通货膨胀主要原因归于生产要素成本的上涨。刘世锦在《通货膨胀与发展转型——宏观经济三人谈》提出，从整个宏观面上，中国正在进入一个生产要素成本周期性上升的阶段，成本推动的压力趋于加大。具体地看有以下三方面：第一，劳动力成本的上升；第二，部分生产要素价格体系离市场化的目标还有相当大的差距，由于政府管制造成的价格扭曲的状况还普遍存在；第三，全球初级产品价格的波动对中国的影响日益增大。基于以上三方面原因，中国未来将在较长时期面临着要素成本持续的上升的压力，这是推动中国目前通货膨胀最重要的也是最难对付的要素。 前任央行副行长吴晓灵同样提出中国当前面临的通货膨胀主要是成本推动型的，这个成本推动包括了劳动力的成本必须上升以及中国现在资源的价格是世界的“洼地”，必须对其价格进行适当的调整。 张平和王宏淼在《“双膨胀”的挑战与宏观政策选择》中提出资产重估引致的资产价格膨胀传导到了实体部门，推高了可贸易工业部门的成本。其次，农业部门的成本也不断提高，导致一些农产品价格走高。再次，第三产业也积累了大量的“价格压抑”。这一潜在的压力是未来价格上涨的主要推动力。 “需求拉动说”。面对物价的上涨，许多经济学家把通货膨胀的原因归于对有限资源的需求量增大，从而促使了物价的上涨。王建在《通胀是长期的，反通胀要触及深层次矛盾》一文中，提出在中国人口与土地的矛盾自新世纪以来进入到拐点，单产增长率呈停滞状态，但工业化与城市化占地仍在持续，人均收入的增长也不断提升着人均食品消费水平，由此导致了食品供求缺口被拉开与拉大。这样食品的需求带动的物价压力在长期内就不是趋于缓和，而是趋于严重，通胀也就会长期化。 “二元结构说”。当前中国部分行业比较热，产品供不应求，部分行业却比较冷，产能过剩，过冷过热同时并存，过冷行业由于发展困难，大量资金从过冷部门转移到过热部门，导致过冷部门的生产减少、供给失衡，过热部门出现泡沫。 着名经济学家郎咸平提出，目前中国正处于一个二元经济环境，过热和过冷部门同时存在。过冷部门主要是制造业，也包括猪肉生产、矿泉水生产等部门。由于大量资源从过冷部门转移到过热部门，由此造成通货膨胀。 “混合因素说”。面对中国目前发生的通货膨胀，有不少经济学家认为其原因是来自多方面，既有需求方面的原因，也有供给方面的原因。经济学家刘伟在《供求失衡的特点与通货膨胀的治理》一文中提出影响当前通货膨胀的两大因素，具体来讲，需求方面因素主要表现在固定资产投资仍然增长过快、银行流动性过多和国际收支失衡等，供给方面因素主要表现在市场化进程对于生产成本的影响、增长因素对生产成本的影响、看发展要素对于生产成本的影响。 张曙光在《中国进入中度通货膨胀时期》一文中指出，通货膨胀的原因是多方面的，既有输入性通货膨胀，即中国经济和国际接轨，国际生产要素价格上涨，从而导致一些进口生产要素价格上涨；又有需求方面、供给方面、结构性通货膨胀方面。 6.“价格管制说”。当前物价上涨，中国政府采取一系列措施来抑制通货膨胀，既有间接的货币政策，也有直接的价格管制，从而来控制价格上涨，然而，在大家都肯定这些政策的正面效应，中国也有部分学者认为，正是政府采取的价格管制政策，才促使治理通货膨胀的效果打折。周其仁在《通货膨胀与价格管制》提出，实行价格管制会产生一个打击生产的效果，而这对于治理通货膨胀是不利的。 同样易宪容在《通货膨胀：2008中国经济第一关》中也提出：“从中国式的通货膨胀来看，价格上涨往往与权力远近有关，越是靠近权利的产品，其上涨时间就越早，上涨的速度也就越快。比如，这一轮的价格上涨就是从房价开始，就是从政府完全垄断的产品开始。” 7.“GDP增长说”。最近中国经济增长与宏观稳定课题组在《外部冲击与中国的通货膨胀》中提出GDP的增长是决定通胀的最主要因素计量结果表明：短期内，国际食品价格是导致国内物价上涨的主要因素；国际原油价格对国内物价的影响在中长期逐步上升；人民币升值抑制通胀的效果要经过一段时间才能体现；国际利率变化对国内物价有影响；全球流动性的转化因央行的有效对冲对物价的直接影响并不明显。综合而言，外部冲击只是导致通胀的因素之一，而GDP增长率仍是影响物价的主要因素。
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邢永强1，2温宏亮2
（1.天津大学，天津 300072；2.河南省地质科学研究所，郑州 400053）
《洛阳大学学报》文章编号：1007-113X-(2004)-02-0077-04
摘要 石灰桩作为一种技术可靠、经济、快速的软弱地基加固方法已得到了广泛应用。本文介绍了河南省地质科学研究近两年来利用石灰桩处理软弱地基的成功经验。文章阐述了石灰桩的加固机理、使用条件和成桩应注意的问题，说明了加固后复合地基的加固效果。
关键词 软弱地基 石灰桩 复合地基 地基加固
1 前言
在地质条件差的软弱地基上修建建筑物会遇到地基强度和抗变形能力不能满足设计要求的问题，因而，需要采取措施进行地基处理。其目的是提高软弱地基的强度，保证地基的稳定及降低土的压缩性以减少基础的沉降和不均匀沉降。迄今，人们已发展了许多种地基处理的方法，其中，石灰桩作为一种地基处理技术，具有可靠、快速加固的特点，因而得到了广泛应用，并取得了良好的经济效益。这一方法是在软弱地基中用人工或机械成孔，填入作为固化剂的生石灰及粉煤灰，夯实成柱体，即为石灰桩。利用生石灰的吸水、膨胀、放热作用和土与石灰的离子交换反应、凝硬反应等，改善桩周土的物理力学性质，石灰桩和周围被改良的土体一起组成复合地基以达到地基加固的目的。
2 石灰桩加固机理
桩周土的加固
膨胀挤密
石灰桩在成孔后，灌入生石灰后因吸水膨胀，对桩间土产生强大挤压，这种挤压对地下水位以下软粘土的挤密起主导作用。
脱水固结
生石灰消化反应要吸收周围土的水分，同时，反应中放出的大量热量提高了地基土的温度，使土产生一定的脱水，从而使土中含水量降低，孔隙比减小，土体被挤密。地下水位以上受桩影响范围内的土孔隙水几乎全部被生石灰吸收。
胶凝作用
生石灰吸水生成的Ca（OH）2中有一部分与土中CO2发生碳酸化反应，使桩周土硬结，另一部分与粉煤灰中的 SiO2，Al2O3，Fe2O3发生火山灰反应，生成高强度水化硅酸钙［CaO·SiO2·（n+1）H2O］、水化铝酸钙［CaO·Al2O3·（n+1）H2O］、水化铁酸钙［CaO·Fe2O3·（n+1）H2O］等水化物。水化物对土颗粒产生胶结作用，使土聚集体增大，从本质上改变了土的结构，提高了土的强度，并且土体的强度随龄期增长而增加。
桩体强度增强、压缩性降低
生石灰吸水膨胀，在周围土的约束下，桩体本身亦被挤密。另外，生石灰与粉煤灰拌和夯实成桩后，生石灰通过吸水膨胀、放热及综合反应等作用与含有较高SiO2，Al2O3，Fe2O3的粉煤灰产生火山灰反应，生成具有高强度、水硬性及水稳性的水化硅酸钙、水化铝酸钙和水化铁酸钙。因而，桩体强度增强，压缩性降低，同时还解决了石灰桩在地下水位以下的硬化问题。
3 石灰桩复合地基承载力和沉降计算方法
加固后的复合地基必须满足建筑物对承载力和沉降的要求，具体计算公式如下：
复合地基承载力
复合地基承载力标准值可按下式计算：
环境·生态·水文·岩土：理论探讨与应用实践
式中：fck为复合地基承载力标准值；n为石灰桩与桩周土的应力分担比，根据实测，n取值范围为3～5；m′为石灰桩膨胀后的面积置换率，m′=（～）m，m为置换率设计值； 为加固后桩间土承载力标准值， =ηfsk；fsk为原状土承载力标准值；η为地基土承载力增长系数，按实测分析η=。
软弱下卧层承载力验算
地基压缩层范围内软弱下卧层的承载力按下式验算：
σz+σcz≤fz（2）
式中：σz为软弱下卧层顶面处的附加应力；σcz为自重应力；fz为下卧层的容许承载力。
基底处的附加压力P0往下传递时，可假定按某一角度θ向外扩散，并均匀分布在扩散后的面积上。压力扩散角θ应根据处理后的土层情况而定。
地基沉降计算
石灰桩复合地基在建筑物荷载作用下的沉降，包括复合土层的压缩变形和下卧层的压缩变形，故总沉降量S由下式计算：
S=S1+S2（3）
式中：S1为复合地基加固区的压缩量；S2为下卧土层的压缩量。
沉降量S1的计算采用天然地基的计算方法（分层总和法），地基变形模量则采用反映石灰桩和桩周土共同作用的复合地基压缩模量Esp。
Esp=［1+m′（n-1）］E′s
式中：E′s为加固后桩间土压缩模量。
4 工程实录
场区地质概况
场区位于黄河一级阶地，工程地质条件较为复杂，不利工程地质因素较多。其中1层为杂填土，2—1层为淤泥及淤泥质土，2—2 层为粉质粘土夹粉土，均属高压缩性土，是石灰桩重点加固层。其下为粉土质粘土，属中压缩性土，分布较稳定，埋深3～5m，是石灰桩较理想的桩端持力层。
水文地质条件较为简单，除杂填土中含浅层水外，其余各层土为弱含水或相对隔水层，水质有利于石灰桩加固。
石灰桩加固地基
石灰桩加固机理已被公认，但紧邻黄河一级阶地，地下水位埋深仅～，水下石灰桩会不会膏化？通过我们实践体会到，在施工中只要用小水泵排干孔内积水，使桩体密实，水下石灰桩是不会膏化的。
由于石灰桩加固层均为高压缩土，且淤泥类土分布广泛，土的不排水抗剪强度Cu=12-20kPa，按Cu＜30kPa 应布设维护桩的经验，5 栋楼需增加维护桩1 440 根，增加造价230 400元。通过现场地质分析，在淤泥类土上部普遍覆盖有1～3m较密实的杂填土，地面平整，不存在淤泥类高压缩土侧向挤出的临空面，且桩底平面下无软弱层。因此，未设维护桩，大大节省了地基处理造价。
根据地质条件，桩长一般左右，比较适合人工洛阳铲成孔，桩径。桩距大多为×，置换率～。淤泥类土分布区，采用长短桩配合，分两个序次施工，多为梅花形排列，置换率～。
经复合地基载荷试验、桩土动力触探、静力触探原位检测，加固后的复合地基承载力大于设计值170kPa，压缩模量大于，满足了设计要求。
石灰桩的质量控制与成桩工艺
在石灰桩复合地基加固实践中，要控制好桩体选材、桩材配比和成桩工艺3个关键环节。
桩体选材
构成桩体的主材是生石灰和粉煤灰。生石灰的活性CaO含量应大于85%，灰块直径以5cm左右为宜，粉灰含量应小于20%，矸石含量小于5%；粉煤灰为SiO2，Al2O3活性元素含量较高的新鲜粉煤灰，含水量应小于40%。
材料配比
在孔底有余水残浆时，桩端生石灰与粉煤灰比（灰比）为1：1，其他桩体为1：2（均为体积比）。桩端增加灰比解决了桩身密实度和施工安全，但留下了人为的软弱桩段，因此，在桩端掺入5%～7%的水泥，亦可消除人为膏化段。
成桩工艺
（1）成孔顺序应由外围向中心推进，以减少和隔离周边水流。为避免塌孔，应间隔成孔。
（2）桩孔要圆滑垂直，上下一致，深度以设计桩长和取土观察进入桩端持力层的双控原则。
（3）灌孔前孔内应水干浆净（余水残浆应小于20cm），灌孔时速度要快，配比要准，拌和要匀，夯击要实。这是确保成桩质量的要诀。
（4）每次虚投厚度应小于40cm，以2～3个强劳力着力夯击5～8击，以夯击声沉闷停夯。
5 复合地基检测与加固效果评述
复合地基检测布点原则是：①不同地质单元；②面上合理控制；③地质条件较差地段；④施工质量欠佳处；⑤建筑物应力集中，结构体复杂处。根据上述原则，布置5组复合桩静载荷试验和68组（136点）桩体，1/2处桩间土进行N10动力触探和静力触探原位检测。
静载荷试验按复合地基承载力2倍加荷（k=2），以沉降比s/b=确定承载力。标载承载力fck=176～205kPa，标载沉降量s=～，满足设计和规范要求。
桩土的动静触探检测，检测深度大于桩长，一般在左右。桩体承载力fpk=186～278kPa，压缩模量Eps=10～；1/2桩间土承载力fsk=82～108kPa，压缩模量Ess=～，较原土仍有较大提高（表1）。复合地基承载力fck：176～205kPa，压缩模量Ecs=～，与静载荷试验结果十分接近。两种检测手段同步进行，龄期28d左右。其桩身强度仅为后期强度的50%～60%，还有较大的安全储备。
表1 加固前后1/2桩间土强度提高率
6 结语
在实际工程中应用石灰桩加固软弱地基的实践表明，在进行石灰桩设计时，应根据具体情况如场区地质条件和荷载情况的不同，调整配合化、置换率、桩长等，以满足建筑物对复合地基的承载力和沉降要求，防止不均匀沉降的产生。通过石灰桩加固，其土性和强度均有较大改善，变形量有较大减小。石灰桩具有造价低、施工速度快，便于就地取材等优点，是一种值得推广的适用于各种软弱地基的加固方法。
参考文献
龚晓南.复合地基.杭州：浙江大学出版社，1996.
刘鹏.水泥土桩设计探讨.洛阳大学学报，1999，14（4）：66～68.
史佩栋，陈环.石灰加固软基技术现状与展望.岩土工程师，1994，（2）：12～20.
王伟堂.石灰桩加固大面积厂房软土地基.地基处理，1995，（1）：82～90.
Stabilizing Soft Foundation with Quicklime Piles
Xing Yong-qiang1，2Weng Hong-liang2
（ University，Tianjin 300072； institute of Henan Province，Zhengzhou 400053）
Abstract：As a reliable technique with a low cost and a high speed of construction，stabili-zing soft foundations by quicklime piles has been widely this paper，the successful experiences in studying and applying quicklime piles obtained by Geo-sciences institute of Henan Province are stabilization mechanism of the quicklime pile is analyzed，use condition，the problem to make a pile and the stabilizing effect are expounded.
Key words：soft foundation；quicklime pile；composite foundation；stabilizing foundation
高速公路路基雨季施工技术研究论文
摘要： 高速公路工程路线的主体路基，施工质量直接影响道路的使用效应。高速公路路基的质量对高速公路的表现有很大的影响。因此，在雨季施工中应严格按照监管要求。本文对高速公路路基的雨季施工技术作进一步地分析研究。
关键词： 高速公路;雨季;路基施工
随着社会主义经济的发展，交通运输业也逐渐地发展壮大。但公路建设也取得了一定成效。近年来，公路路基施工过程受到许多不利因素的影响。但可以说，路基施工技术从简单包含复杂。在雨季，降雨将严重影响到施工进度和路基稳定。克服这些不利因素，使路基工程质量得到保证。虽然公路路基施工是一个复杂而经济的活动，但遇到雨季将给道路施工带来很大的挑战，。南于雨季特点不稳定，降水难以估计，对于公路项目的建设，是一个很大的障碍j但由于时间长短，必须保证施工进度，还要保证安全质量的建设。因此，在高速公路的建设中，如果遇到雨季，我们必须采取一切预防措施来保护施工安全和施工质量。以下专题研究对公路路基雨季施工技术进行深入研究和分析。
1 雨季对路基施工的影响
工期方面
在施工过程中，如果遇到下雨则不能进行施工。雨后虽然有一些水流走，但还有很多水留在土壤中，不能开始路基充填工作，只能在干燥后才能使土壤水分达到合理的范围可以填满工作。在干燥过程中，待测土壤的含水量，但对于土壤干燥，最重要的是通过自然干燥是最好的。面对路基施工期的紧张局面，为了减少土壤含水量和通过混合石灰来减少。如果时间完全允许，土壤最好自然干燥。用石灰进行土壤改良，是在破碎的情况下，为了打架施工的时间，只能采取这样的方式进行。工程开工前通过当地水文地质和气象部门提供的资料和走访当地群众，了解易发生洪水沟壑的情况，在危险地段布置必要的防洪堤等设施。
质量方面
对于带有土壤的路基，最好的情况是水分含量较少，这样在一定程度上可以加强压实效果。如果土壤含水量太多，路基上的春季情况就很容易出现。通过深入考察，在施工控制中，含水量应高于最佳含水量。在出现橡胶土的情况下，如不能压实，挠度值大，强度低，这是路基含水量高的`原因。如果路面在这样的土壤基础上进行，会造成一些疾病。另外，路基上有一层软土层，因为在实际施工作业中，路基填料和含水量控制有一定的误差，这是非常不稳定的。由于整个道路故障或使用中不能交付，这是由一层软土引起的。所以在雨季建设的路基上要谨慎，制定一些防治措施的措施，防治雨后的治理措施，建材发展导向不能够盲目地进行。
同时，需要合理地布置施工现场，临时房屋及一些临时设施不得修筑在受洪水和山洪暴发威胁。机械停放场地应选择地势较高的地方，不得将机械停放在低洼、沟底处，以免山洪暴发时不能够及时地撤离。
2雨季路基施工常见病害及形成原因
弯沉偏大
为了防止路基路面出现裂缝，沉陷，车辙等现象，只要达到足够的偏转程度即可。南于假设第一年完成第一年不利季节的偏转控制指标，这是中国道路设计偏转控制指标。引起剧烈变化的诸多因素，如压实，湿度，温度和环境条件。在施工过程中，为了能够控制压缩后压实的主要手段尽可能地提高了干燥和潮湿的道路状况。
路基翻浆
由于路基本体发生变形造成的基床结霜，下沉等疾病的变形。霜冻泥沙和床塌陷之外的挤压疾病，是由于床床变形的不同阶段的特征，结霜泥土，导致陷阱，严重危及道路安全。路基淤泥则是由于床层排水不畅，承载能力不足和土路基承载能力下降所导致。如果水来自雨水，霜冻泥浆的表现为季节性，旱季不发生，但雨季发生; 水如果从地下水，结霜泥的表现为多年生，所以雨季更严重。如果床土膨胀土没有被更换或改善，其排水系统不完善，这是由床床土壤承载能力下降的原因造成的。
路基两侧积水
路基一侧的积水太多，水在短时间内难以排放，雨水则会进入到路基内部，影响路基的整体稳定性。在挖掘涵洞基坑中，围堰周围没有固定坑，也没有施工临时排水渠，使得涵洞排水不能得到保证，导致水分过多，路基的稳定性因雨下雨而损坏，这是产生危害的原因。
3路基在雨季施工技术的研究
雨季施工前的准备
在雨季施工中，定期降雨施工造成很大的不便。地球被雨水浸泡是最重要的问题，使得时间表受到不利影响，项目质量已经有一定的影响。原因是因为土壤含水量缓慢增加，不能滚动，容易发生结垢，使施工不能开始，施工道路难以通过等原因。所以在雨季施工中，要采取一些有效的技术措施。在雨之前，要开展一些规划和现场设置1些排水系统，可以及时下雨，并得到保证。在临时施工部分，可设置输水管道将通过路基挖掘段引水，使沟沟，河流降低原排水能力。这是渡槽斜坡的保证;为了满足用水要求，您必须掌握渡槽段的尺寸。为了满足道路清关要求，在下游高程和渡槽高度进行精确控制。
雨季对路堤的填筑
在雨季堤防施工过程中，对施工现场的其他车辆严格控制交通，并允许车辆建设进入。在填满堤坝之前，先挖下排水沟，但必须在填筑脚下。使现场不能保持水分，鹅卵石，砾石，沙子等土壤作为填料。但是在雨季施工填料中，路堤要分层灌装，否则在雨季施工填料不能进行，原因是水太大，土壤不能干。
需要借土时，要满足路基稳定的要求。在雨期施工中，对洞内加强超前支护和喷锚支护管理，防止因雨水沿裂隙渗入，增大水压力，引起支护变形，防止断层破碎带渗水量加大，减弱层间的相互作用力，造成裂隙张开，引起围岩失稳。
合理处理过湿的土壤
对于土壤湿润的现象，要进行科学合理的分析处理。对于湿土深度不超过2米的水分含量可以挖土，填充相应的干土或挖石渣，天然砂砾等，层压真正需要密度。污泥排出后，土壤将被粉碎并与5%至10%的石灰粉混合，以确保土层的厚度达到所需的压实标准，使其成为稳定的土壤加固层。当处理湿土也可以用来填充大型风化石，在选择厚度约50厘米的岩石层填充地板后，软土和湿土挖掘，有一个间隙，使用砾石填充，然后使用重的滚筒被压碎，然后填充路基。
，混凝土施工
对于道路施工来说，天气变化的密切控制是非常重要的一环。在施T模板涂刷时，必须在阳光灿烂的日子进行处理。在雨中涂刷层将被冲洗出来，需要预先准备防冲刷措施。具体说来，雨较大时不适合施工。其次在施工时，最好是测量混凝土的含水量，还可以根据实际情况调整混凝土中的含水量，其次是施工时要多留几个施工缝。另外下雨天不进行钢铁焊接的工作，如果迫切需要这样的施工，要做好防雨水的措施。
4结语
公路路基施工是一种露天作业，一般受自然条件的制约较大，特别是水土流失最严重的影响，是影响项目质量和进度的主要因素。但只要施工人员掌握一些天气变化的自然规律，采取一些有效的应对措施，就可以尽量减少影响。因此，在雨季施工中，要严格按照路基施工技术规范，使建设效果更加满意，使施工技术进一步完善。
对于高速公路路基的施工建设，遇到雨季的情况非常频繁，由于公路建设本身遇到的特点，雨季施工质量将大大降低。所以即使施工工作不管多么好，遇到雨季也没有及时采取手段保护施工路基，那么施工质量会更糟，甚至产生不良的后果。所以在实际施工中，每个环节的施工都要严格按照规定进行，同时对于施工的监督管理工作也要加强，这样可以更好的保证施工的顺利进行。
参考文献
[1]许尔明.高速公路路基雨季施工技术研究[J]，江西建材，2015(24).
[2]胡国英，高速公路路基雨季施工技术研究[J]工程技术：文摘版，2016(7):00117-00117.
[3]赵东斌，王成忠，浅析高速公路路基雨季施工技术研究[J].工程技术：全文版，2016(12):00139-00139.