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1、Value Engineering 193 水文地质因素对地质灾害的影响 The Impact of Hydrogeology on Geological Disasters 霍光杰 HUO Guang-jie； 周瑞平 ZHOU Rui-ping； 孙佳茜 SUN Jia-xi （河南省地质环境监测院，郑州 450000） （ Henan Geological Environment Monitoring Institute， Zhengzhou 450000， China） 摘要 ： 水文地质因素对地质灾害具有非常重要的影响 。 不利的水文地质因素，往往能够引发一些地质灾害，给人们的财产和
2、生命 带来威胁 。 因此，要加强对水文地质因素的分析研究，切实做好地质灾害的预防工作 。 在本文研究中，对水文地质因素对地质灾害的影 响进行了重点分析，并对如何采取有效了预防措施，提出一些对策建议 。 希望能够对常见的地质灾害预防和治理起到一定的积极思考 作用 。 Abstract: Hydrogeological factors have a very important influence on geological disasters. Unfavorable hydrogeological factors often lead to some geological disasters,
3、 posing a threat to peoples property and life. Therefore, it is necessary to strengthen the analysis of hydrogeological factors and effectively prevent geological hazards. This article analyzes the impact of hydrogeology on geological disasters, and puts forward some countermeasures and suggestions
4、on how to take effective preventive measures, to prevent and control the common geological disasters. 关键词 ： 水文地质；地质构造；地质灾害；防治措施；预警监测 Key words: hydrogeology； geological structure； geological disasters； prevention and control measures； early warning and monitoring 中图分类号 ： P345 文献标识码 ： A 文章编号 ： 1006-4
5、311（ 2018） 07-0193-03 DOI:10.14018/13-1085/n.2018.07.080 0 引言 水、工农业生产 废水的影响，其自身的 正常循 环系统 会受 我国 是一个地 质灾害多 发的国 家，幅员 辽阔的国 土 到破坏，导致大量的地下水资源被污染。 上，几乎可以找到任何类型的地质环境。也正是因为如此， 2 水文地质因素对地质灾害的影响 地质灾害发生的比较频繁。水文地质因素对地质灾害有着 水文 地质因素会 对地质 灾害产生 比较直 接的影 响作 十分重要的影响作用。很多地质勘测研究数据表 明，水文 用，根据相关地质灾害资料研究，发现在熔岩塌 陷、地面沉 条件因素与地
6、质灾害的发展有着很强的联系。所 以，要加 降、砂土液化、软土变形等情况下，水文地质因 素对地质灾 强对水文地质的研究分析，为有效地防范地质灾 害提供更 害的产生有着比较直接的影响。具体如下： 加科学的对策。 2.1 熔岩塌陷 1 水 文地质及其结构运动 岩溶塌陷是一种比较常见的地质灾害现象，岩溶塌陷 水文 地质主要指 的就是 自然界中 地下水 的各种运 动 的形成需要一定的特殊条件。一般来说，溶洞 的形状是开 和变 化的现象，这 些不同的地 下水运 动情况，构成了水 文 口型 的，并且内 部的岩石成 分以碳酸 盐居多，岩石上 层覆 地质 环境变化的主 要因素。 地下水 是水资源 的重要 组成
7、盖的土壤比较疏松。岩石下层的水流运动有力，能够对岩 部分 ，地下水的水 量比 较 稳定，能够 常年为 城市建设 发 石造成一定的冲击和破坏作用。长期的水流运 动，导致溶 展、农 业生产、工业发展提供稳定 的水源。不过，地 下水在 洞底层结构遭到破坏，降低了岩石底层结构的 牢固性，其 一定 的条件下，其 结构会发生 变化。例 如，地 下水在 一些 承重能力减弱，在达到一定程度时，就会形成自然塌陷。熔 外 在因素 的影响 下，可能会 引起 沼泽 化 、滑坡 、地 面下 沉 岩塌陷常发生在陡河锻炼地带，主要是因为这 些地方的沉 等地质灾 害。 积岩 层厚度较小 ，岩石的埋深 较浅，并且在长 期的地
8、下水 按照地下水的不同来源，地下水的补给形式有 地表水 运动力冲刷作用力下，容易形成塌陷。 的渗入和大气降水。另外，地下水还可以通过地 下暗河渗 2.2 砂土液化 透的方式，对河流、沼泽以及湖泊等进行补给，地 下水也可 砂土液化是指由于砂土受到临界地震作用力 的影响， 能直接流入海洋。地下水的上层部分，在土壤中有 一部分 砂土中的疏松粉会变得充满水分，细砂土会在 很短的时间 水分 直接蒸发掉 了，还有一部 分被植物 的根系 吸收，最 后 内受到破坏，并以液态的形状呈现。在经过震荡之后，饱含 散发到空气中去，促进地球上水资源的循环。在 这个过程 水分的砂土就会变得更致密，层层压力使得砂 土内部空
9、隙 中，由于受到一些地形、地貌的影响，地下水的运 动可能会 的水压会上升。当地震周期性的运动发生积累到一定程度 导致滑坡、溶蚀以及地面沉降等地质灾害。 时，砂土中的空 隙水压力会变 得很高 ，这种较 高的水 压会 随着工农业生产的快速发展，我国很多 地区对 地下水 导致大量的颗粒物质处于悬浮状态，比较接 近于液态。可 超量 开采，导致地 下水位下降 ，进而形 成了不 少地下水 下 以说 ，不同的地 质条件，砂土 发生液化 的具体 程度也 有很 降漏斗，容易诱发地面沉降。另外，地下水受到人类生活废 大差异，这种不同的差异就会导致不同的地质 破坏作用。 有的地方沉积颗粒很粗，颗粒中的水压会随着 土
10、层的不断 作者简介 ：霍光杰（ 1978-），男，河南开封人，大学，地质工 程师，主 增加 而增大，当 水压的力量 超过覆盖 层的压力 时，携 带大 要研究方向为地质环境调查与治理、地质灾害防治。 量沙 粒的地下水 会从地表 冒出来，这 种现象 就是喷 水冒 194 价值工程 砂，它能够给地质 结构造成较 大程度的 破坏，这种情况 一 般在盆地中比较常见。 2.3 地面沉降 由于 水文地质因素 的变化，还 可能引发地 面 沉降。现 实生 活中，经常发 现由于大量 开采地下 水，导 致地面发 生 沉降 。其实，人类 的工农业生 产活动 ，大量的 开采地下 矿 产资 源、油气资源 以及深层地 下水
11、等 ，都可能 导致地面 发 生沉 降。这种原 理比较简单，就是深层地 下的填充物逐 渐 被 掏空，地表的 土层 就会不 断的 下沉 ，以 填充 原来 由水 、 油气 以及矿产等占 据的地下 空间。地 下沉降 一般是 人为 因素 导致的较多，在 我国很 多地方发 生的较 大面积地 面 沉降 都离不开人 类的破坏。人 类大量开采 地下的 水、油气 以及 矿产等资源，改变了原本 地下的物 质结构 ，而地下 水 的 运动，补充不 足，难以保 持平 衡的 状态 下，就会 导致 地 面发 生沉降。地面 沉降会对 地面上的 建筑物 造成较大 的 破坏 作用。 2.4 地基变形 现代建筑工程施工以及其他地址开
12、发工作中 ，经常会 遇到地基变形的问题，从而给正常的施工作业带 来很大困 扰。建筑工程一般是在软土层之上打地基，从地质 结构的 层次 构成上来看 ，软土层并不 是特别稳 定，并 且软土层 受 到地下水运动的作用比较明显。由于软土层的不 稳定性， 会 给 很多地质工程 造成破坏 。而一 些不利的 水文地 质条 件，更是加大了这种破坏作用。软土具有一定的触变特性， 并且容易受到地下水的运动冲击，在其强度不断 降低后， 就会逐渐变成稀释状态。软土层在承压初期，地基 中容易 出现 具有较大压力 的空隙 水柱，四周 受到的 挤压作用 明 显，就会在某一 个较低的地方 ，空隙中 的水压 突破上层 覆 盖土
13、 层的压力，而 形成水柱，在水柱冒 出的水 量达到一 定 程度时，就会减弱。这种地下水的运动，导致地基层的空隙 水位发生变化，容易引发地基的形变，包括变得更 加倾 斜， 地基强度减小，软土排水结构被破坏，剪切变形等 情况，这 些情 况的出现，就 会给底基层 上的建 筑施工活 动，带来 很 多不利影响。 3 防 治 水文 地 质因 素 导致 的 地质 灾 害的 主 要对 策 措 施 由于 一些不利的 水文地 质因素导 致了地 质灾害的 产 生，因此，在防治过程中，就需要加强对水文地质 因素的勘 测力 度，做好监督 检查工作，对于经常 发生地 质灾害的 区 域，要制定应急处理预案，减少人为因素的破
14、坏等 ，以下为 常用的防治措施手段。 3.1 加强勘测力度，做到实时监测 水文地质因素处在不断的变化之中，如果达到 一定的 条件，则会导致地质灾害的产生。因此，从这个角 度来讲， 要加大对水文地质因素的勘测力度，如地下水的 深度、流 动状 况等，通过 实时监测，确 保水文地 质因素 不发生较 大 程度的变化。地下水的开采，不能超过规定的限制指标。在 多雨 季节，地下水 的流速、流量情况 ，要做 到 24 小时 不间 断的 监测，并提前 做好相应的 预防控制 措施，尽量避免 水 文地质因素变化导致的地质灾害。 3.2 要进行科学合理的开发利用 水文地质因素受到现代化工农业生产的影响 较大，人 们
15、在进行工业生产、农业灌溉时，需要大量的地下水。如果 大量的超采地下水，则会导致一定区域内深层地 下水大量 减少，从而形成地下 “漏斗 ”，容易导致地面沉降。除了地下 水资源之外，地下的矿产资源、油气资源等，如果 大量的开 采，也会导致水 文地质因素发 生较大 变化，容 易诱发 一系 列地质灾害。因此，要制定科学合理的开发利用措施，对地 下资源的开发利用要在不破坏地质环境的情况 下进行，并 采取相应的保护措施。在大量开采地下水资源 、油气资源 以及 矿产资源后 ，要对地面 沉降地段 进行填充 ，或 者 开发 人工湖等，通过引入外界的河流水填充地下被挖空 的地质 结构 ，做到合理 的开发利用，尽量
16、避免 因为不 合理开 发利 用导致的地质灾害。 3.3 紧急处理 一旦发生地质灾害，应当组织现场人员及时进 行紧急 处理，将灾害所带来的不利影响控制在最小的 范围。紧急 处理措施应当根据不同的灾害类型进行制定，才 能更加科 学地应对。对于不同的地质灾害要采取不同的 应对措施， 紧急处理措施对于地质灾害的减免是非常关键的。应当坚 持以人为本的原则，对于人员的安全性进行提 前处理，保 障人员安全后再进行财务救助。对 于熔岩塌陷 、砂土液化 等情 况，应当采 取加固处理 的方法，避免进一 步塌陷 和液 化等 情况发生，对于地面沉 降和变形等 情况，要充分考 虑 路面 通行的安全 ，及时设置 危险警示
17、 标志或 进行交 通风 度，防止其他意外事故的发生。 3.4 保护水文地质环境，避免人为因素破坏 水文 地质因素导 致的地质 灾害很 多，因此 ，要保 护好 水文地质环境，避免人为因素破坏。第一，保护 好植被，植 被的覆盖对于保护地表具有十分重要的作用 。在雨季，如 果地表的植被受到破坏，则会导致大量的雨水 冲刷地表， 造成地 表土层的流失，破坏地表结构。第二，工农业污水的 排放，不能直接排放到河流、田间以及地下。污水要经过处 理后 进行循环利 用，如果大量 的污水排 放到地 表，就 会导 致污水不断向地下渗透，长时间的积累就会破坏 正常的地 下水循环结构，容易导致局部的水文地质条件 发生变化
18、。 第三，科学勘测，合理规划。在建设较大规模的工 程时，一 定要做到科学勘测，合理规划。避免在地质条件 不允许的 地方 ，兴建大规 模的工程，例 如，水库、高楼、工 业厂房 等， 这些建筑规模较大，会给水文地质条造成较大的 影响，因 此，要做 好勘测 评估，对那些 超过水文 地质环 境承载力 的 大型工程，要做到坚决取缔。 4 结语 地质灾害受到水文地质因素的影响很大，包 括熔岩塌 陷、地面下沉、砂土液化及地基变形等情况，这些 都是由于 水文地质所导致的地质灾害，对于经济发展与 人们的生命 安全有着很大的影响作用。为了维持社会的安全可持续发 展，应当深入分析地下水运动对于地质灾害的 不同影响，
19、 相关政府及机构应当据此制定出灾害防治的科学 措施，并 且在解决水文地质对地质灾害所产生影响的问 题上，还可 以进一步地优化社会现代化交通建设。 参考文献 ： 1宋睿智 .水文地质因素对矿区地质灾害的影响探析 J.世界 有色金属， 2017， 9， 6. Value Engineering 195 1215 易切削钢中硫化物夹杂行为研究 Study on Sulfide Behavior of 1215 Free-Cutting Steel 马艳杰 MA Yan-jie； 李秋京 LI Qiu-jing ； 戴静 DAI Jing （华北理工大学迁安学院，迁安 064400） （ Qianan
20、 College， North China University of Science and Technology， Qianan 064400， China） 摘要 ： 某钢厂采用转炉 LF 精炼 连铸的工艺流程生产 1215 易切削钢，选取 LF 进站 、 喂 S 线前 、 喂 S 线后 、 LF 出站 、 中间包 、 铸 坯 1 流 、 铸坯 4 流 7 个工序进行取样并编号分析试样中全氧 、 氮含量及显微夹杂物形貌成分 。 结果显示：转炉以较高 O含量出钢，在 LF 中加入铝粒微调氧含量，能增加氧化物夹杂含量，与硫化物夹杂形成复杂化合物，其形状多为球形或纺锤形，均匀分布在钢液中 ；
21、在 LF 中加入适量 S 线，有助于硫化物生成，改善钢材切削性能 。 Abstract: A steel mill used the process of BOFLF refining continuous casting to produce 1215 free -cutting steel. The content of oxygen and nitrogen and micro inclusions each working procedure in steel were systematically comprehensive researched. Research shows: t
22、he converter has higher O content in the steel, and then join in aluminium particles to fine tuning the O content, which will improve the content of oxide inclusion, then the oxide inclusions and sulfide inclusion can form complex compounds, and its shape is mostly spherical or spindle -shaped and i
23、s evenly distributed in the molten steel. Moreover, if joining in sulphur adequacy, it contributes to the formation of sulphide and finally improves the cutting performance of steel. 关键词 ： 易切削钢；硫化物；夹杂物 Key words: free-cutting steel； sulfide； inclusion 中图分类号 ： TG260 文献标识码 ： A 文章编号 ： 1006-4311（ 2018）
24、07-0195-02 DOI:10.14018/13-1085/n.2018.07.081 S O s 式 中：（ %S）、 %S分别为 硫元 素钢 液、钢渣中 的质 量 数。为此，在实际冶炼中，要严格控制碳含量，提高氧含量； 杂物 同时，能保 证能生成一 定氧化物 夹杂，氧 化物夹 杂为 核心，硫化物夹杂包围在氧化物外层，能形成复 杂化合物， 1 硫化物形成机理 降低钢中非金属夹杂物塑性。 炼钢过程中，在脱硫上其主要作用的是发生在钢 -渣界 2 试验条件及取样方案 面的炉渣脱硫。熔渣离子理论提出的脱硫反应已得到公认 ： 选取 1215 易切削钢 为实验钢种，以 转炉 LF 精炼 表 1 12
25、15 易切削钢钢的主要成分 （ %） 基金项目 ： 华北理工大学科学研究基金资助，项目编号： Z201540。 作者简介 ： 马艳杰（ 1988-），女，河北唐山人，讲师，硕士研究生，研 究方向为凝固理论与钢质量 控制。 牌号 1215 C 0.10 Si 0.10 Mn 1.10-1.50 P 0.04-0.10 S 0.20-0.50 2田骞 .水文地质因素对地质灾害的影响分析 J.世界有色金 属， 2017-03-17. 3胡运通，解攀龙，高喜，韩 君健 .谈水文地 质因素对地 质灾 害的影响 J.科技展望， 2016-06-10. 4刘文刚 .试析水文地质因素对地质灾害的影响 J.城市
26、建设 理论研究（电子版）， 2017-07-05. 5郭付三 .豫西地区 金属矿山地 质灾害风 险评价研究 D.中 国地质大学， 2014-10-01. 2- O 平衡常数K = 2- 善可切削 性的化学元素 （如 S、 Pb、 Se、 Te、 Bi、 Ca、 Ti 等），从 1 a 2- f （ %S） L= =K （ 1） 工过程中硫化物夹杂受热变形拉长，破坏基体连续性，并在 %S a S 切削时能覆盖在前刀面上，防止刀具与切屑粘着，减轻 刀具 与切屑间外摩擦，降低刀具磨损，使车屑易断裂，避免车床 2- 2- 2- S O 2-3 卷刀等现象发生 ；同时，加工刀具受力及能耗降低，刀具 a
27、分别是钢液、钢渣中氧、硫的活度。 4 寿命增长 ，降低加工成本。因此，易切削钢在汽车、仪表、自 根据公 式（ 1）可知，硫的 分配系数与 钢中 O含量 呈反 动化机械等领域的零件加工上，使用越来越广泛。 比，与 炉渣碱度呈正比，因此 ，提高炉渣碱 度、降低钢 中O 按照 添加化学 元素不同 ，易切削 钢可以 分为硫易 切 含量有利于脱硫反应进行。 5 削钢、铅易切削钢 、钙易切削 钢、复合易切 削钢 等。 某钢 硫系易切削钢希望增加钢中含硫夹杂物，来改 善钢材 厂采用转炉 LF 精炼 连铸 的工艺 流程 生产 1215 硫 系 切削性能，必须 要提高钢液中 的硫含 量，降低 硫的分 配系 易切 削钢。硫系 易切削钢钢 中添加的硫元 素，通过控 制氧 含量 、调节锰硫比 、进行脱氧 处理、添加 稀土元 素等方 式， 出钢过程加入锰 铁，形成硫化 锰夹杂；在 LF 精炼过程 中， 控制 含硫夹杂物 生成及形态，增加铸 坯组织中 第 、 类 要控制炉渣碱度，防止脱硫，采用铝粒微调氧含量，去除夹 球形 及纺锤形夹杂 ，减少第 类链状 夹杂，进 而改善 钢材 加工 性能。 2- 2- S+ O ） = S ） +O