地球物理勘探及地球化学勘探方法在城市建设中的应用

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出版者:地质出版社
作者:雷卓翰
出品人:
页数:323
译者:
出版时间:2006-5
价格:50.00元
装帧:平装
isbn号码:9787116048706
丛书系列:
图书标签:
  • 地球物理勘探
  • 地球化学勘探
  • 城市建设
  • 工程地质
  • 勘探技术
  • 地质灾害
  • 岩土工程
  • 市政工程
  • 地下空间
  • 环境地质
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具体描述

城市地质与环境工程:理论、技术与实践 本书聚焦于现代城市建设与管理中不可或缺的地质学、环境科学与工程技术交叉领域,旨在为城市规划、基础设施建设、环境修复及可持续发展提供系统性的理论指导和实用的工程技术方案。 第一部分:城市地质环境的认知与评价 第一章:城市地质背景的形成与演化 本章深入探讨城市地质环境的形成机制。城市地质背景并非自然状态下的地质构造,而是人类活动与自然过程长期相互作用的产物。内容涵盖: 1.1 城市岩土工程分类:基于城市化进程中地层的改造与堆积特征,建立适用于工程建设的岩土体分类体系,区分原生土层、人工填土、堆积层和特殊工程地质体(如溶洞、滑坡残余体)。 1.2 城市地质灾害风险评估:系统分析城市地区常见的地质灾害类型,包括地面沉降、基坑工程失稳、边坡与高边坡稳定性分析、以及城市活动断裂带的识别与风险量化。重点阐述了基于GIS与遥感技术的灾害动态监测方法。 1.3 城市地下空间资源潜力评估:探讨城市地下空间在交通、能源存储、防灾避难等方面的开发潜力。评估标准包括围岩的力学性质、水文地质条件以及与既有地下管线和结构的相互影响。 第二章:城市地下水文地质特征与水资源管理 本章是城市基础设施设计与环境安全的基础。详细描述了城市化对地下水系统的影响及其管理策略。 2.1 城市含水层系统结构解析:分析城市化过程中,地表水文循环被截断或改变后,对深层、中层、浅层含水层的补给、径流和排泄格局的影响。重点讨论了人工回灌与超采导致的地下水位动态变化。 2.2 城市地下水污染源识别与迁移转化:识别城市污染物(如工业废水、生活渗漏、垃圾渗滤液)进入地下水的途径和主要污染物组分。采用数值模拟方法,预测污染物在不同地质条件下的迁移路径、速度与转化机制。 2.3 城市水土资源可持续利用:提出城市雨洪资源收集利用、中水回用以及地下水资源优化调度的工程技术方案,平衡城市发展对水资源的需求与生态环境的承载能力。 第二部分:城市基础设施建设中的岩土工程技术 第三章:复杂地质条件下的基础工程设计与施工 本章针对城市建设中普遍遇到的软弱土层、高水压、深基坑等难题,提供了前沿的工程解决方案。 3.1 深厚软土地基处理技术:比较和评估当前主要的软土地基处理技术,包括真空预压、超高压喷射灌浆、CFG桩、高分子材料注浆等。重点分析其在不同地质剖面下的适用性、经济性和环境友好性。 3.2 深基坑工程的支护与监测:系统阐述了城市中心区超深基坑的支护结构选择(如地下连续墙、SMW工法、临时支撑体系)。详细介绍了利用光纤传感、自动化水文监测系统进行实时、三维位移和应力监测的集成化技术。 3.3 既有建筑物保护:针对城市更新和地铁穿越既有建筑群的工程挑战,阐述了对周边结构进行沉降预测、应力重新分布分析,以及采用微注浆、桩顶荷载转移等非侵入性保护技术。 第四章:城市地下交通与管线工程的结构安全 本章关注城市生命线系统(交通隧道、综合管廊)在复杂地质环境下的耐久性和安全性。 4.1 城市轨道交通盾构法施工的动力学效应:分析盾构机掘进过程中对周边土体和既有结构产生的振动、噪声和超前地层扰动。提出动态控制参数(如土仓压力、泥水压力)的优化策略,以减小沉降和开裂风险。 4.2 综合管廊的选型与环境耦合分析:探讨综合管廊在不同工程地质条件下的结构形式选择(现浇、预制装配)。着重分析管廊与地下水、热力、腐蚀性土壤之间的电化学耦合作用及其对材料耐久性的影响。 4.3 既有基础设施的健康监测与评估:引入无损检测技术(如探地雷达GPR、声发射AE)对城市地下管网的腐蚀、破损、渗漏进行早期诊断,并建立基于概率风险的剩余寿命评估模型。 第三部分:城市环境的修复与可持续发展 第五章:城市固体废弃物填埋场环境风险控制与修复 本章聚焦于城市化遗留的场地污染问题,特别是历史填埋场对周边土壤和地下水构成的长期威胁。 5.1 填埋场渗滤液的形成、迁移与控制:分析不同年代填埋物(生活垃圾、工业残渣)产生的渗滤液组分特征。重点介绍衬垫系统(HDPE、粘土)的防渗设计标准、运行监测与失效评估。 5.2 土壤污染的风险评估与分级:根据城市规划用途,建立针对重金属、持久性有机污染物(POPs)的土壤环境风险评估指标体系,并据此确定修复工程的优先等级。 5.3 污染场地的生态修复与再利用技术:系统介绍物理修复(固化/稳定化、热脱附)、化学修复(氧化还原、植物修复)技术的原理及其在城市受限空间内的应用可行性。强调修复后的场地安全等级确认与后续土地利用规划的衔接。 第六章:城市工程建设中的环境地球科学方法应用 本章探讨如何将先进的地球科学勘探方法应用于城市建设的全生命周期管理,提升工程决策的科学性。 6.1 地下空间信息建模与可视化:介绍基于多源异构数据(钻孔、地球物理探测、历史记录)的三维地质模型(地质信息模型,Geo-BIM)的构建流程。重点阐述模型在施工模拟、风险预警和应急响应中的应用。 6.2 城市环境地球化学基线调查:建立城市地质本底值数据库,用于区分自然背景值与人为污染值。采用微量元素、同位素示踪等技术,追溯城市水体和土壤污染的历史输入源。 6.3 城市岩土体参数的快速原位测试:介绍先进的现场测试技术(如静力触探CPT、孔隙水压力计PWP、波速测试)在快速获取工程参数中的优势,以及数据实时传输与后处理技术,以适应城市建设对高效率的要求。 本书的特点: 本书内容紧密结合中国快速城市化的实际工程案例和规范要求,强调理论与实践的结合。它不仅仅是地质工程学的专业参考书,更是城市规划师、环境工程师和基础设施管理者进行科学决策的重要工具。通过系统学习,读者将能全面掌握现代城市建设对复杂地下环境进行认知、利用和保护的全过程技术体系。

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坦白说,我对技术手册类的书籍通常抱持着一种敬而远之的态度,总担心读起来会像是在啃一块硬邦邦的石头,缺乏阅读的乐趣。然而,这本书却给了我一个惊喜。作者的文字功底非常扎实,即便是在描述复杂的成像技术,比如反射地震数据处理中的速度分析环节,他也能用一种近乎散文的流畅笔触来引导读者理解其中的物理意义。书中穿插的那些关于勘探工作者在极端天气或复杂城市环境下克服困难的“小插曲”,虽然篇幅不长,却极大地增强了阅读的代入感和人情味。它让我认识到,每一个精准的地下结构模型背后,都凝聚着勘探人员大量严谨的野外工作和细致的室内分析。这种对行业精神的尊重和细致的刻画,使得这本书在技术深度之外,多了一层人文关怀的底色。

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这本书的价值在于它打破了传统学科壁垒的尝试。通常,地球物理和地球化学的内容往往是分册论述的,但在这里,作者巧妙地将两者融合在“城市建设”这一应用场景下进行统一阐述。我发现,在很多复杂地质条件下,单一方法的解释往往存在模糊性,而当物理场的异常与化学元素的富集规律相互印证时,结论的可信度便呈几何级数增长。书中对多方法联合解释的案例分析部分尤其精彩,它展示了如何利用电法勘探圈定地下水流动的路径,再结合水化学特征来预测污染羽的扩散趋势。这种跨学科的思维模式,极大地拓宽了我的专业视野。更不用说,书中对新兴技术如高密度电法和便携式XRF分析仪在现场快速响应中的应用也进行了介绍,使得全书内容兼具前沿性和实用性。

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这本关于城市地球物理和地球化学勘探方法的专著,在我看来,最成功的一点是它对“数据可视化”的极致追求。在这个信息爆炸的时代,如何高效地将地下三维的复杂信息传递给非专业决策者,是所有勘探人员面临的共同难题。本书在这方面提供了大量的范例。无论是二维剖面的色彩梯度选择,还是三维体数据的切片展示,抑或是污染物迁移风险的概率分布图,都体现了极高的专业水准和审美标准。作者似乎非常清楚,一张好的图胜过千言万语。特别是书中关于“城市地下空间信息建模”那一章,详细介绍了如何将多源异构数据融合到统一的GIS平台中,并最终生成交互式的虚拟模型。这不仅极大地提升了勘探成果的汇报效率,也为后续的城市规划和基础设施维护提供了坚实可靠的数字基础。这本书无愧于“应用”二字,它真正做到了将高深的科学语言,转化为直观可感的工程语言。

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这本书的封面设计和排版都给我留下了非常深刻的印象,那种沉稳又不失现代感的风格,很符合它所涵盖的主题——那些与我们脚下大地息息相关的科学。 刚翻开前几页,我就被作者那种娓娓道来的叙事方式所吸引,它不像我预想中的那样充斥着晦涩难懂的专业术语。相反,作者似乎非常善于将复杂的地球物理概念,比如地震波的传播特性或是电磁场的响应机理,用非常生活化的比喻和清晰的逻辑结构呈现出来。特别是关于城市地基稳定性评估的部分,我感觉自己仿佛是跟着勘探队一起在工地上考察,每一步数据采集、每一种图件的解读,都清晰地展现在眼前。书中关于区域地质背景的梳理也做得很到位,让你在进入具体技术细节之前,对研究区域的自然环境有一个宏观的把握,这对于理解为什么选择某种特定的勘探方法至关重要。这种由宏观到微观,再到实际应用案例的组织结构,使得初学者也能较快地建立起完整的知识框架,而经验丰富的同行也能从中找到新的思考角度。

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阅读这本著作的过程,更像是一次对现代工程建设幕后英雄的深入探访。我尤其欣赏其中对地球化学方法在环境影响评价中的应用所给予的篇幅和深度。要知道,在城市快速扩张的背景下,土壤和地下水污染的溯源与风险评估是多么关键。书中详尽地阐述了如何通过采集不同深度的岩土样本,运用光谱分析和元素地球化学指纹等手段,精确锁定污染源头。那些关于重金属迁移路径的分析图表,简洁而有力地揭示了潜在的长期危害。而且,作者并没有止步于理论,而是结合了多个实际的城市更新项目案例,展示了勘探数据如何直接转化为具体的工程对策和政策建议。这种理论与实践紧密结合的论述方式,让我深刻体会到,科学研究的最终价值在于服务于人类的福祉和安全。这本书绝不仅仅是教科书,更像是一份高质量的行业白皮书。

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