工程地質(zhì)學的研究方法匯總十篇

序論：好文章的創(chuàng)作是一個不斷探索和完善的過程，我們?yōu)槟扑]十篇工程地質(zhì)學的研究方法范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質(zhì)，帶來更深刻的閱讀感受。

篇（1）

中圖分類號：TU 文獻標識碼：A 文章編號：1008-925X(2012)O8-0116-01

1、引言

19世紀中葉，國外的地質(zhì)工作者開始對工程地質(zhì)條件進行系統(tǒng)理論研究，逐步形成了工程地質(zhì)學的學科體系[1]。工程地質(zhì)學是研究與工程建設、人類活動有關(guān)的各種地質(zhì)作用與環(huán)境，研究工程與地質(zhì)體之間的相互作用關(guān)系及其產(chǎn)生的有關(guān)問題的科學[2]。工程地質(zhì)學的研究對象，從根本上講就是工程地質(zhì)條件與工程建筑之間的運動和發(fā)展，其實質(zhì)就是各類工程地質(zhì)問題，工程地質(zhì)問題的提出、分析和解決是工程地質(zhì)學的主旋律，構(gòu)成了其的基本的矛盾運動，并有力地推動了其發(fā)展。

2、工程地質(zhì)問題的回顧

2.1.1 學科性質(zhì)

傳統(tǒng)工程地質(zhì)的核心任務就是查明工程地質(zhì)條件，結(jié)合工程作出相關(guān)的工程地質(zhì)評價[2]；從工程學角度來看，工程地質(zhì)學科必須深化到工程中去，將查明條件、評價評判再往前延伸，開展工程設計和施工工程地質(zhì)。因此，從工程地質(zhì)學科特性來說應是地質(zhì)學與工程的交叉結(jié)合，它和基礎地質(zhì)學不同，具有理學和工學的雙重特性，這就決定了工程地質(zhì)問題是工程地質(zhì)學永恒的主題。

2.1.2 學科產(chǎn)生與發(fā)展的歷程

學科的產(chǎn)生和發(fā)展與工程建設及人類工程活動相伴生，工程地質(zhì)學作為一門應用學科，它的形成和發(fā)展依賴于工程建設的需求和發(fā)展。經(jīng)過40多年的工程實踐和理論創(chuàng)新，工程地質(zhì)學的內(nèi)涵和外延不斷拓展，步入了現(xiàn)代科學技術(shù)的行列。從引進蘇聯(lián)工程地質(zhì)學理論和方法開始，經(jīng)過50年成千上萬項工程的多方實踐和理論創(chuàng)新，使我國的工程地質(zhì)學得到突飛猛進的發(fā)展，取得顯著成就，積累大量經(jīng)驗，獲得突破性進展，在一定程度上形成了具有我國自己特色的工程地質(zhì)學體系。舉世矚目的三峽工程，黃河小浪底水利工程等的興建，標志著中國工程地質(zhì)實踐的廣度、深度都達到了很高的水平，反映了中國工程地質(zhì)發(fā)展的歷程及與其相匹配的工程地質(zhì)水平。

工程地質(zhì)人員通過對工程地質(zhì)問題的分析解決，逐漸形成了特定的思維方式，它是理論和實踐的結(jié)合和概括。因此，思維方式的發(fā)展反映了工程地質(zhì)學科的進步和發(fā)展歷程。工程地質(zhì)思維主要經(jīng)歷了以下幾種形式:地質(zhì)演化思維、地質(zhì)結(jié)構(gòu)思維、地質(zhì)工程(巖土工程)思維、環(huán)境工程地質(zhì)思維、工程地質(zhì)系統(tǒng)思維[3]。這些思維的發(fā)展體現(xiàn)著工程地質(zhì)工作者在長期的工作中所總結(jié)出來的優(yōu)秀經(jīng)驗，同時體現(xiàn)了人類認識自然改造自然的辯證過程。

從工程地質(zhì)學發(fā)展的過程我們可以發(fā)現(xiàn)這個過程是人類對自然的一個認識過程，從被動到主動，從主動到拓展，逐步完善使得地質(zhì)工程發(fā)展更加趨向于完美。

3、工程地質(zhì)問題的發(fā)展

3.1.1 工程地質(zhì)問題的提出基于學科知識領(lǐng)域

任何一門學科都有其研究對象、研究內(nèi)容、研究方法、基本問題、基本理論和研究前沿等，并由此構(gòu)成一門學科的知識領(lǐng)域。因此，在研究事物的某一層面時，對象的內(nèi)核與外延的界定必然涉及相應學科的知識領(lǐng)域，并使學科功能得到一定的體現(xiàn)。

一個現(xiàn)象或問題的產(chǎn)生可能有多個原因，各自依賴于一定的學科知識，因此就有相應的解決方法。以滑坡為例，滑坡的破壞可能是由于斜坡巖土體強度不夠、可能是由于河流沖刷坡腳使斜坡形狀發(fā)生變化，也有可能是由于斜坡內(nèi)應力狀態(tài)發(fā)生變化所致。相應地，對這些滑坡的研究需要運用滑坡動力學、地震工程學、工程地質(zhì)學及巖體力學等學科知識，并因此提出不同的抗滑減災措施，使各個學科的研究目標得以實現(xiàn)

3.1.2 工程地質(zhì)問題的界定體現(xiàn)學科的發(fā)展

工程地質(zhì)條件并非一成不變，而是具有一定的生命特征，有其產(chǎn)生演化特性因此工程地質(zhì)學發(fā)展的過程是一個不斷創(chuàng)新的過程，體現(xiàn)的是一種發(fā)展的思維而不是定勢思維。傳統(tǒng)工程地質(zhì)學中，工程地質(zhì)條件通常包括區(qū)域構(gòu)造地質(zhì)、地形地貌、地層巖性、物理力學性質(zhì)、地下水、動力地質(zhì)現(xiàn)象等方面，顯然無法包容制約工程建設活動的各類因素，工程地質(zhì)環(huán)境代替工程地質(zhì)條件，可理解為地質(zhì)環(huán)境與工程環(huán)境的迭加與復合，是當代工程地質(zhì)學的研究對象。環(huán)境工程地質(zhì)不僅要研究工程活動中地質(zhì)環(huán)境對工程安全的影響，而且要研究工程活動對人類生存環(huán)境的影響，其主要目的是保護地質(zhì)環(huán)境，使人類工程活動與地質(zhì)環(huán)境保持良好的協(xié)調(diào)關(guān)系。體現(xiàn)的是人與自然和諧相處的思想。這是工程地質(zhì)人員以發(fā)展的眼光在不斷變化的工程中總結(jié)的規(guī)律也是寶貴的經(jīng)驗。

基于工程地質(zhì)條件環(huán)境化、活性化思想提出的工程地質(zhì)問題稱為具有環(huán)境化、活性化思想的工程地質(zhì)問題[3]。由于問題的提出基于學科的知識領(lǐng)域，因此對這類工程地質(zhì)問題的界定就必然反映出工程地質(zhì)學科的發(fā)展水平。目前，我國在水土保持、水庫運用管理、庫壩聯(lián)合運用以及加高淤積水庫大壩的勘察研究方面積累了許多寶貴經(jīng)驗，提出了研究水庫淤積問題的主要工程地質(zhì)任務，并總結(jié)出“蓄清排混”的運用規(guī)律。

水庫泥沙淤積問題的界定反映出在水庫工程地質(zhì)工作中考慮水庫建設與地質(zhì)環(huán)境相互影響的重要性，充分體現(xiàn)了工程地質(zhì)條件環(huán)境化的思想。

4、結(jié)束語

工程地質(zhì)問題是地質(zhì)學科和工程學科的交叉點，工程地質(zhì)學通過這一交叉點不斷和邊緣以外的學科結(jié)合、交織和滲透，從而改進內(nèi)涵、擴大外延，促進學科發(fā)展，并形成了特定的思維方式，因此，工程地質(zhì)問題是工程地質(zhì)學發(fā)展的源動力。具有環(huán)境化、活性化思想的工程地質(zhì)問題的提出基于本學科的知識領(lǐng)域，因此，對這類工程地質(zhì)問題以工程地質(zhì)環(huán)境作為研究對象，全面研究工程建設與地質(zhì)環(huán)境的相互聯(lián)系、相互制約和相互作用，保護環(huán)境，保證社會、經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展已成為當代工程地質(zhì)學的主要特征，表明工程地質(zhì)學發(fā)展進入了新的發(fā)展階段。

參考文獻：

篇（2）

作者簡介：汪演強（1955-），男，廣東石油化工學院建筑工程學院工程師，主要從事巖土工程勘察及工程地質(zhì)學研究，（E-mail）。

摘要：工程地質(zhì)學在土木工程專業(yè)中具有至關(guān)重要的學科地位。針對目前工程地質(zhì)學課程存在的主要問題，對工程地質(zhì)學課程建設及教學方法提出切實可行的改革措施。全方位培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際能力、分析問題和解決問題的能力、創(chuàng)新能力和工程意識，培養(yǎng)具有較高素質(zhì)的高級技術(shù)人才。

關(guān)鍵詞：工程地質(zhì)學；土木工程專業(yè)； 教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1005-2909（2013）03-0091-04 一、 工程地質(zhì)學的學科地位

土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案提出的培養(yǎng)目標是：畢業(yè)生能在房屋建筑、工程勘察、地基基礎、地下建筑、道路、橋梁等設計、研究、施工、教育、管理、投資開發(fā)部門從事技術(shù)或管理工作。工程地質(zhì)學是土木工程專業(yè)一門必修的專業(yè)基礎課，一方面為土力學與基礎工程學等專業(yè)課程的學習奠定基礎，另一方面擔負著與工程地質(zhì)勘察有關(guān)的應用地質(zhì)學基礎理論知識學習及實踐實習的重要任務，培養(yǎng)學生的實踐能力及創(chuàng)新精神。工程地質(zhì)學通過巖土工程勘察為工程建設服務。在工程建設中首先要查明建設地區(qū)或建筑場地的工程地質(zhì)條件，分析、預測和評價可能存在和發(fā)生的工程地質(zhì)問題，及其對建筑物和地質(zhì)環(huán)境的影響和危害，提出防治不良地質(zhì)作用的措施。可見必須要有扎實的工程地質(zhì)學知識才能在實際工程建設中完成工程地質(zhì)勘察任務。

工程地質(zhì)問題，是涉及生命和財產(chǎn)安全的大問題，稍有疏忽即可釀成大禍。西安建筑科技大學舊圖書館、鐵一局幼兒園教學樓以及西安化工六院某家屬樓等，都是由于建筑場地地質(zhì)條件沒勘察清楚，剛好建在地裂縫上而遭到破壞。1976年7月28日唐山7.8級大地震，造成65萬多間房屋坍塌，24萬多人死亡，主要是建筑結(jié)構(gòu)防震措施缺失及地基液化造成的房屋倒塌，原唐山礦冶學院的圖書館樓因地基液化下陷了一層半。委內(nèi)瑞拉曾發(fā)生6.4級地震，致使樓房地基土液化下陷（圖1），也屬于地基處理方案不合理造成的工程地質(zhì)問題。2009年6月27日上海“倒樓”工程事故， 13層樓房（7號樓）整體倒覆（圖2），事故原因是施工方將樓房南側(cè)開挖4.6 m深的地下室挖出的土方堆置在樓北側(cè)，高度達10 m左右，加上雨水滲入誘發(fā)土體失穩(wěn)，致使基礎樁折斷樓房失去支撐而倒覆。該工程事故屬人工改變地質(zhì)環(huán)境及雨水滲入誘發(fā)土體失穩(wěn)的工程地質(zhì)問題。從以上工程事故案例可以看出，天災固然不可抗拒，但人禍可以避免，這就要求土木工程師熟練掌握工程地質(zhì)學知識。可見工程地質(zhì)學課程設置，在土木工程建設中具有舉足輕重的學科地位。

圖1 地基土液化樓房下陷

圖2 上海倒樓事故現(xiàn)場

二、工程地質(zhì)學課程存在的主要問題

據(jù)調(diào)查了解及結(jié)合學院的實際情況，目前土木工程專業(yè)工程地質(zhì)學教學在師資、實踐教學方面存在許多問題[1]，而最突出的問題主要有以下兩方面。

首先是課程授課學時少。土木工程專業(yè)工程地質(zhì)學為30學時，實際授課課時為26學時。其他多數(shù)院校的課時設置為36學時[2]。而按新專業(yè)設置，工程地質(zhì)學教學內(nèi)容多，在教學內(nèi)容安排上除了滿足主要的工業(yè)與民用建筑專業(yè)方向外，還要兼顧道路與橋梁工程、巖土工程、地下工程等專業(yè)方向。地質(zhì)基礎知識是學科基礎，必須牢固掌握，而工程巖土學、水文地質(zhì)學基礎、工程地質(zhì)分析及巖土工程勘察是分析和解決工程地質(zhì)問題的專業(yè)應用部分，這些知識更加重要。課時設置太少，教學深度難以達到人才培養(yǎng)方案中的培養(yǎng)目標。

其次，室內(nèi)實驗及野外實習少，個別院校沒有開設實驗實習。 因課時少，在課程設計中往往是首先減少實驗實習，致使實踐教學環(huán)節(jié)薄弱或缺失。同時，非地質(zhì)院校開設的土木工程專業(yè)，基本上都沒有地質(zhì)基礎方面的實驗室，如礦物巖石實驗室、地質(zhì)構(gòu)造模型室，以及野外地質(zhì)實習基地。野外地質(zhì)實習的師資力量也不足，一般非地質(zhì)院校僅有1～2位工程地質(zhì)學任課教師，不具備帶領(lǐng)野外實習的條件，所以基本上都沒有開設野外實習。學生在學習中缺少感性認識，紙上談兵使這門實踐性很強的課程教學大打折扣。

三、教學改革措施

基于工程地質(zhì)學課程目前存在的主要問題及課程設置的重要性，在適當增加教學課時及工程地質(zhì)實驗實習資金投入的同時，依據(jù)多年教學經(jīng)驗，應從以下兩方面著手改革。

（一）課程建設方面的改革

（1）相關(guān)課程的任課教師組成教學科研團隊，開展相關(guān)的教學科研活動。由于工程地質(zhì)學課程教學課時少，所以從事工程地質(zhì)學教學的教師相對較少，不能形成強大的師資隊伍。但工程地質(zhì)學、土力學及基礎工程學課程知識相關(guān)性較大，可以組成一個教學科研團隊，開展相關(guān)的教學科研活動及設計性、綜合性實驗研究。對這些課程中相互交叉、重復的部分內(nèi)容進行協(xié)商調(diào)整。如工程地質(zhì)學中土的工程地質(zhì)特性，包括土的物質(zhì)組成、土的物理力學性質(zhì)、土的分類與分級，以及地下水的徑流狀態(tài)等，在土力學中屬于重點內(nèi)容。房屋建筑工程地質(zhì)問題及深基坑開挖工程地質(zhì)問題，在基礎工程學中有較詳細講授。這些內(nèi)容在工程地質(zhì)學中不宜重復授課。

（2） 充分利用實驗室教學資源。 據(jù)調(diào)查了解，許多理工科院校在開辦土木工程專業(yè)的同時，也開設有地理科學類專業(yè)，廣東石油化工學院也開設了這兩個專業(yè)。地理科學類專業(yè)開設的地質(zhì)學也都需要進行地質(zhì)基礎實驗。為充分利用實驗室教學資源，節(jié)約實驗室重復建設的資金投入，建議兩個專業(yè)共同建設使用礦物巖石實驗室、地質(zhì)構(gòu)造模型室，完善地質(zhì)基礎實驗教學。開展常見造巖礦物及三大類巖石的認識、鑒定實驗，增強學生對礦物、巖石的感性認識，開展地質(zhì)構(gòu)造模型實驗，使學生理解并掌握地質(zhì)構(gòu)造的立體空間展布。

（3）開設巖土工程勘察綜合性實驗。在土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標中可見，畢業(yè)生應能在工程勘察部門從事技術(shù)及管理工作。因此，在加強巖土工程勘察理論知識講授的同時，有必要開設巖土工程勘察綜合性實驗。把工程地質(zhì)學、土力學、基礎工程學與工程測量等課程中簡單、分散、獨立的相關(guān)實驗統(tǒng)一起來，組合成為巖土工程勘察綜合性實驗。實驗內(nèi)容包括對某一建筑場地測量定位、鉆探、原位測試、采取巖土試樣、鑒定描述、室內(nèi)土工試驗，綜合分析評價，確定土巖層承載力特征值，建議建筑物的基礎持力層及基礎類型，提出與建筑場地、環(huán)境相關(guān)的巖土工程綜合治理建議。綜合性實驗旨在把實驗項目與生產(chǎn)實際聯(lián)系起來，培養(yǎng)學生的動手能力、綜合運用能力、創(chuàng)新能力。巖土工程勘察綜合性實驗應連續(xù)進行，獨立設置課程，時間具有連續(xù)性，可以培養(yǎng)學生連續(xù)工作的毅力和能力，利于學生提前熟悉就業(yè)環(huán)境，增強工程意識，形成嚴謹?shù)目茖W態(tài)度。巖土工程勘察綜合性實驗更貼近土木工程專業(yè)實際，體現(xiàn)大工程觀的教育思想。

（4） 開設工程地質(zhì)相關(guān)的專題講座。 定期開設工程地質(zhì)相關(guān)專題講座，介紹工程地質(zhì)與工程建設的依附關(guān)系，介紹工程建設、巖土工程治理等方面有關(guān)工程地質(zhì)的典型案例和最新研究成果，提高學生對工程地質(zhì)學的學習興趣和日后工程建設設計施工時對工程地質(zhì)條件的重視。介紹工程地質(zhì)的新理論、新技術(shù)和新方法，拓寬學生的知識面，開闊視野，使學生更多地了解、接受最新的前沿科技成果，使學生能站在更高、更廣的角度分析問題，為學生將來成為優(yōu)秀的土木工程師打下扎實的基礎。

（二） 教學方法改革

（1）首先要教會學生獲取知識及創(chuàng)新的能力。 大學本科教學的核心并不是讓學生去掌握某一種實驗方法或某一個專業(yè)知識，而是讓學生學會發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的思路及方法，培養(yǎng)學生獲取知識及創(chuàng)新的能力[3]，實現(xiàn)青出于藍而勝于藍。根據(jù)專業(yè)特點，掌握地質(zhì)學“將今論古、以古證今”的思維方式和研究方法，養(yǎng)成從地質(zhì)演化角度分析工程地質(zhì)條件的思維習慣。地球的內(nèi)外力地質(zhì)作用是永不停息的，無時無刻都在按地質(zhì)演化規(guī)律發(fā)生著變化，特定的建筑工程與場地地質(zhì)環(huán)境之間是有條件的、動態(tài)的平衡，一旦某一因素的變化超越了平衡極限，平衡被打破，工程地質(zhì)條件就要發(fā)生變化，甚至危害建設工程，引發(fā)建設工程事故。學會分類、總結(jié)、歸納及演繹的邏輯思維方法，將復雜的地質(zhì)現(xiàn)象（問題）簡單化，將特殊的地質(zhì)現(xiàn)象（問題）典型化，將一般的地質(zhì)現(xiàn)象（問題）規(guī)律化[4]。提高學生自主獲取知識的能力，拓展思維，使學生能在課堂授課時間以外，通過自學獲得更多有關(guān)工程地質(zhì)的知識，為日后的拓展學習奠定基礎，增強創(chuàng)新意識，提升創(chuàng)新能力。

（2）重視學生對實物標本的接觸觀摩鑒定，實施全開放實驗。為學生認識、鑒定常見造巖礦物及常見巖石創(chuàng)造條件，實施全開放實驗。也就是在相應的內(nèi)容講授及實物標本鑒定演示后，把多套常見礦物巖石標本分組留給學生長時間保管。如圖3所示，學生在宿舍利用課余時間做常見礦物巖石鑒定實驗，學生在做鑒定實驗時允許其刻劃、敲打標本，讓學生有較多機會接觸、認識、鑒定實物標本，并相互交流討論鑒定體會，反復識記常見造巖礦物及巖石的主要特征。填補部分院校沒有地質(zhì)基礎實驗室的缺陷，可以收到在實驗室實驗異曲同工的效果。在實際工作中常見的礦物主要有石英、長石、云母、方解石等，常見的巖石主要有花崗巖、閃長巖、玄武巖、礫巖、砂巖、泥巖、頁巖、石灰?guī)r、片麻巖、千枚巖等，這些礦物巖石標本比較容易采集。可利用野外實量采集這些常見的礦物巖石標本，或到地質(zhì)勘察及地質(zhì)礦產(chǎn)生產(chǎn)單位收集這些標本，個別難采集的標本應投入資金購買。正由于這些標本容易采集，可當作易耗品借給學生保管，課程結(jié)束后才回收標本，提高實驗標本的利用率。

圖3 學生利用課余時間鑒定礦物巖石標本

（3）重視地質(zhì)理論與工程實踐的密切聯(lián)系。 地質(zhì)是工程地質(zhì)，不能脫離工程建設而單純講授地質(zhì)理論。如講授三大類巖石時，應結(jié)合工程實例分析其工程性質(zhì)，介紹其作為建筑材料、地基、邊坡與周圍環(huán)境的工程性質(zhì)。在講授地下水對工程建設的影響、常見不良地質(zhì)作用及其防治、不同工程類型常見工程地質(zhì)問題等內(nèi)容時，緊密結(jié)合較典型的實際工程案例講授。如茂名市某單位辦公樓建筑基礎工程案例，建筑物設計有一層地下室，設計采用天然地基箱型基礎，由于設計人員對地下水設防水位不重視，沒有抗浮設計，在樓房建到地面時回填了基坑邊坡，平整了室外地面。當建到第二層時，一場暴雨使整棟建筑物上浮，升高了38 cm，造成工程事故。通過具體工程案例，與學生共同分析、討論，找出工程事故的工程地質(zhì)原因，提出有關(guān)工程地質(zhì)問題的防治措施，培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際的能力，及分析問題、解決問題的能力。

（4）充分利用多媒體技術(shù)教學。 多媒體教學不僅可以擴大課堂教學的信息量，而更主要的是增強教學直觀性，提高教學質(zhì)量。如將各種地質(zhì)現(xiàn)象、工程地質(zhì)問題、不良地質(zhì)作用及其防治措施，特別是由于地質(zhì)原因造成的工程事故及處理措施，以圖片的形式給學生演示，輔助教學。把地質(zhì)構(gòu)造、地層接觸關(guān)系等地質(zhì)演化形成過程制作成動畫，使學生更容易理解并增強記憶。如背斜、向斜構(gòu)造的形成過程及在地面出露的巖層新老關(guān)系特征，以動畫展示各階段的過程：地殼下降的同時沉積一套從下至上、由老到新的地層層序地層受水平運動擠壓形成背斜、向斜褶皺構(gòu)造顯示背斜核部為老巖層，兩翼為新巖層，向斜核部為新巖層，兩翼為老巖層地殼上升的同時背斜、向斜上部地層被風化剝蝕削平或背斜成谷向斜成山從地表面顯示中間為老巖層，兩側(cè)新巖層對稱重復出現(xiàn)的為背斜；中間為新巖層，兩側(cè)老巖層對稱重復出現(xiàn)的為向斜。利用錄像設備將野外地質(zhì)實習、巖土工程勘察施工（包括各種測試、鉆探等）制作成電視錄像片，在講授相應的內(nèi)容時播放，或放在網(wǎng)絡教學平臺，讓學生隨時下載觀看。增強感性認識，為實踐實習打好基礎，也可以節(jié)省實踐實習時間，或代替部分實踐實習，填補部分院校沒有開設實踐實習教學的不足。生動、形象、直觀的教學使學生更容易理解。

四、結(jié)語

工程地質(zhì)學是土木工程專業(yè)必修的專業(yè)基礎課，是一門學時不多、內(nèi)容豐富、教學難度較大、富有挑戰(zhàn)性的課程。要培養(yǎng)基礎理論知識充實，具有較強的實踐能力和創(chuàng)新精神，綜合素質(zhì)高的優(yōu)秀土木工程師，學校必須要加大對專業(yè)建設的投入：完善基礎地質(zhì)實驗室并定期補充足夠數(shù)量的實驗標本，建立野外地質(zhì)實習基地，確保相應的實踐實習，包括工程地質(zhì)勘察實習。任課教師更要加強學習，不斷總結(jié)、改革教學方法，更新工程地質(zhì)新技術(shù)、新方法，收集積累工程實踐案例，從工程建設實際出發(fā)培養(yǎng)具有綜合素質(zhì)的高級工程技術(shù)人才。

參考文獻：

[1]潘文勝.工程地質(zhì)學課程教學存在的問題及其教學改革[J].教育與職業(yè)，2008（9）：87-88.

[2]李斌，馮柯.土木工程地質(zhì)學課程教學改革研究[J].山西建筑， 2011，37（3）：233-234.

[3]張俊林.在本科畢業(yè)設計中培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的改革與實踐[J].重慶科技學院學報：社會科學版，2008（1）：20-21.

[4]曹麗文.工程地質(zhì)學思維方法培養(yǎng)的教學研究[J].中國地質(zhì)教育，2002（4）： 54-57.

Teaching reform on engineering geology

WANG Yanqiang

篇（3）

    1.工程地質(zhì)學科的爭議

    教科書對工程地質(zhì)學的三種定義:①工程地質(zhì)學是研究與工程有關(guān)的地質(zhì)問題的科學;②工程地質(zhì)學是研究人類工程活動與地質(zhì)環(huán)境相互作用的科學;③工程地質(zhì)學是研究人類工程建設活動與自然地質(zhì)環(huán)境相互作用和相互影響的一門地質(zhì)科學。

    從以上三種定義的實質(zhì)中均不難看出,工程地質(zhì)學強調(diào)的工程和地質(zhì)的關(guān)系,研究的是人類工程活動與自然地質(zhì)環(huán)境的相互作用。但是,近年來工程地質(zhì)學科卻正在經(jīng)歷著前所未有的挑戰(zhàn),工程地質(zhì)學被異名為巖土工程學,工程地質(zhì)勘察被稱之為巖土工程勘察。工程界有此呼聲,學術(shù)界有此呼應,一些大專院校也紛紛效仿,甚至工程地質(zhì)這個專業(yè)在高校也被取消了。一時間,似乎工程地質(zhì)已經(jīng)成了守舊傳統(tǒng),巖土工程才是先進時髦的,才是可以適應市場經(jīng)濟并與國際接軌的。這是近年來分歧最大的爭議。 

    這些年來工程地質(zhì)勘察的不景氣以及市場競爭的不規(guī)范化,工程地質(zhì)勘察隊伍增加了巖土工程的業(yè)務是完全必要的,但將巖土工程作為工程地質(zhì)的救世主,則值得商榷了。

    根據(jù)筆者的理解,巖土工程是一項工程應用技術(shù),是針對地質(zhì)體的工程缺陷實施的工程措施而進行的一系列設計和施工過程的總稱。巖土工程的任務是“處理”地質(zhì)體的工程缺陷,使之滿足工程建筑物對地基的工程要求,因此又有“巖土工程處理技術(shù)”的別名,說明巖土工程的確是一項實實在在的工程技術(shù)。確立工程地質(zhì)學是一門獨立的學科,盡管也僅僅是本世紀初的事,并不象數(shù)學、物理學、天文學等等著名學科那樣歷史悠久,然而,之所以將工程地質(zhì)定義在“學科”這樣的高度上,是因為她具備學科的一些基本特性和基本理論,這就是地質(zhì)學的基本特性和基本理論,換句話說,工程地質(zhì)學的基本理論就是地質(zhì)學(當然更包括數(shù)學、力學、化學等等),因此,又將工程地質(zhì)學界定為地質(zhì)學的一個分支學科或應用學科,這是符合實際的。工程地質(zhì)學的最新定義也是較為全面的:研究人類工程活動與地質(zhì)環(huán)境相互作用的科學。顯然,工程地質(zhì)與巖土工程盡管有相似之處,但也有天地之別。如果將巖土工程界定為工程地質(zhì)學科的一個分支,好象還說得過去;而反過來用巖土工程來代替工程地質(zhì),則實在有些牽強附會。

    1997年6月20-27日,國際工程地質(zhì)學會在希臘召開了一次學術(shù)討論會,會上決定將本學會名稱改為:國際工程地質(zhì)學與環(huán)境學會。我國組團15人參加,王思敬任團長。隨后國內(nèi)也有人提出工程地質(zhì)學會改名,以便與國際接軌,但一直未獲通過。在近幾年的中國地質(zhì)學會工程地質(zhì)專委會會議上,學科和學會更名問題的交鋒一直也沒有停止過。我國工程地質(zhì)界的前輩專家學者們多數(shù)也不同意更名,認為如此嚴肅的基礎性應用性學科,沒有必要放棄自己的傳統(tǒng)風格,我國的工程建設任務十分繁重,工程地質(zhì)學科的研究和發(fā)展前景仍然是艱巨和光明的。

    2.工程地質(zhì)工作的任務

    在工程建設中,工程地質(zhì)工作的任務十分繁重,也異常艱巨,主要任務是:①選址,選擇在地質(zhì)條件上相對最優(yōu)的工程建筑地區(qū)或場地;②評價,闡明工程建筑區(qū)或場地的工程地質(zhì)條件,進行定性和定量的工程地質(zhì)評價,準確界定工程地質(zhì)問題;③預測工程建筑物興建和運用過程中地質(zhì)條件的可能變化,為研究改善和防治工程地質(zhì)缺陷的措施提供依據(jù);④調(diào)查工程建筑物所需的天然建筑材料等。

    3.工程地質(zhì)專業(yè)的尷尬

    工程地質(zhì)專業(yè)是工程建設的基礎性專業(yè),沒有這個專業(yè),一切工程建設均將成為空中樓閣,這是常識性問題,我們在這里反復強調(diào)好象有些多于。然而,現(xiàn)實確讓這一基礎性專業(yè)處于一個十分尷尬的境地,主要表現(xiàn)在:

    ①工程地質(zhì)專業(yè)本身的特殊性、復雜性和實踐性;

    ②專業(yè)不景氣,社會地位和經(jīng)濟地位與工程地質(zhì)專業(yè)不相適應,工作環(huán)境、工作條件的局限,擇業(yè)行為中的浮躁動機,專業(yè)本身的局限性;

    ③規(guī)程規(guī)范存在的問題;

    ④工程地質(zhì)勘察技術(shù)的局限性;

    ⑤相關(guān)專業(yè)對工程地質(zhì)專業(yè)的輕視;

    ⑥長官意志,某些決策者對工程地質(zhì)專業(yè)的無知或輕視;

    ⑦世人對工程地質(zhì)專業(yè)的不了解與不理解。

    4. 在工程建設中的地質(zhì)教訓

    由于地質(zhì)問題而嚴重影響工程建設的實例太多,教訓太深刻,順手拈來幾個實例:

    ①云南漫灣水電站左壩肩順層滑坡和建材問題;

    ②貴州天生橋二級水電站廠址、隧洞等問題;

    ③貴州東風水電站右壩肩和帷幕線上的巖溶問題;

    ④烏江彭水水利樞紐前期工作重復問題;

    ⑤雅礱江錦屏二級水電站巖溶地下水問題;

    ⑥軟弱夾層的遺漏對工程建設的重大影響,葛州壩、西津溢洪道等。

    5. 工程地質(zhì)在工程建設中的決定性作用

    任何地質(zhì)條件下都可以建工程,對嗎?這個問題也是這些年來工程界的一個熱門話題,筆者認為答案是否定的。

    ①陜西東莊水庫灰?guī)r壩址滲漏嚴重不能建壩;

    ②小浪底滑坡性質(zhì)界定對設計的影響;

    ③天生橋二級水電站移民區(qū)是否滑坡對移民安置的影響;

    ④堤防工程中的堤基垂直防滲引起的環(huán)境地質(zhì)問題,有時可能是決定性的;

    ⑤地質(zhì)邊界條件和地質(zhì)參數(shù)對工程設計的影響。

    6.相關(guān)學科在工程地質(zhì)中的應用

    ①系統(tǒng)工程在工程地質(zhì)中的應用;

    ②計算機技術(shù)在工程地質(zhì)中的應用;

    ③遙感、物探、GPS等;

    ④水工設計施工與工程地質(zhì)的關(guān)系。

    清晰的工程概念是地質(zhì)師所必需的。潘家錚院士對地質(zhì)師的要求:應該有系統(tǒng)地學習水工建筑物的基本設計理論,計算方法,以及地基缺陷的影響,各種處理的措施,各種成功和失敗的經(jīng)驗;最好補一些數(shù)學、力學、水力學、巖土力學、巖石試驗、有限元分析和計算機應用等方面的基礎課。五十年代初,由于我國水利水電工程地質(zhì)專業(yè)人才奇缺,一批設計師改行從事工程地質(zhì)專業(yè)的學習和工作,后來大都成為工程地質(zhì)專業(yè)的優(yōu)秀專家。實踐證明,地質(zhì)師的工程概念清晰,地質(zhì)工作會得心應手;反之則可能事倍功半。

    7.工程地質(zhì)要面對現(xiàn)實著眼未來

    汪恕誠部長最近講話強調(diào):不能老修改設計,因為搞招投標尤其是國際合同,修改設計就意味著被索賠。修改一個設計,似乎節(jié)省了某一個工程量,而索賠量比這個還大,大量修改設計怎么得了?汪部長的這段講話似乎在批評設計,實則是水利水電工程地質(zhì)的一個千載難逢的新的契機。

    如何理解汪部長的這段話?我們認為首先要搞清楚為什么修改設計,水利工程因為地質(zhì)問題而修改設計的可以舉出若干例子來。

    修改設計往往賴地質(zhì),我們當然可以理直氣壯地說:前期地質(zhì)工作投入不夠,工程地質(zhì)條件不清楚,地質(zhì)基礎資料不準確,工程地質(zhì)分析出力不夠或分析工作的深度不到家,工程地質(zhì)問題的界定不明確或界定有錯誤,學術(shù)技術(shù)問題得不到廣泛的討論和爭論,工程地質(zhì)問題的真理有時往往掌握在少數(shù)人手里。

篇（4）

中圖分類號：G712 文獻標識碼：A 文章編號：1672-5727（2012）05-0106-02

改革開放三十多年來，各行各業(yè)大興土木，城市建設日新月異。要保證項目建設安全，需要對建設場地進行工程地質(zhì)條件勘察，才能進入設計、施工、建設階段。縱觀世界各國的建筑工程事故，以地基基礎事故為主。地基基礎是建筑物的地下隱蔽工程，費用約占總造價的20%～25%，一旦出現(xiàn)事故不易覺察，修補處理較為困難，所需費用較高。實踐證明，地基基礎問題在相當程度上與工程地質(zhì)問題相關(guān)，是涉及人的生命和財產(chǎn)安全的大問題。而土木工程專業(yè)的畢業(yè)生大多從事工程設計、施工、監(jiān)理等工作，也有人進入相關(guān)領(lǐng)域從事工程地質(zhì)勘察設計、規(guī)劃和管理工作。可見，具有良好的工程地質(zhì)知識對他們以后所從事的工作意義重大。

工程地質(zhì)學課程的特點

工程地質(zhì)學是研究人類的工程活動與地質(zhì)環(huán)境相互關(guān)系的學科。它的任務是為各類工程建筑的規(guī)劃、設計、施工提供地質(zhì)依據(jù)，以便從地質(zhì)條件上保證工程建筑的安全可靠、經(jīng)濟合理、使用方便、運行順利。為大型項目工程建設提供可行性研究報告，對擬建工程場地進行工程地質(zhì)條件評價，為地基基礎設計提供合理建議，對于場地存在的地質(zhì)問題在深入分析的基礎上提出處理措施，為地基加固工程的設計和施工提供依據(jù)。同時，還要研究評價由于工程興建引起的環(huán)境地質(zhì)問題，以及可能誘發(fā)的地質(zhì)災害對工程建筑本身及周圍環(huán)境的影響、如何及時消除安全隱患等問題。

對于土木工程專業(yè)而言，工程地質(zhì)學是一門專業(yè)基礎課程，主要培養(yǎng)學生閱讀地質(zhì)資料、查明和分析工程地質(zhì)條件、解決工程地質(zhì)問題的能力，工程技術(shù)人員必須能夠看懂地質(zhì)資料，必須清楚建設范圍內(nèi)的地質(zhì)條件，了解可能出現(xiàn)的地質(zhì)問題及應該采取的防治措施。只有這樣，才能進行正確的設計和施工，才能有效保證建筑物的安全和穩(wěn)定。為后續(xù)的土力學、基礎工程等專業(yè)課程的學習奠定基礎，為以后所從事的工程建設工作提供相關(guān)專業(yè)知識。課程特點表現(xiàn)為：（1）教學內(nèi)容多，涉及多個學科。僅就土木工程專業(yè)而言，工程地質(zhì)學講授的主要內(nèi)容包括礦物與巖石、地質(zhì)作用和地質(zhì)年代，地質(zhì)構(gòu)造，巖、土體的工程地質(zhì)性質(zhì)，地下水，地貌及第四紀松散堆積物，不良地質(zhì)條件下的工程地質(zhì)問題，巖體工程穩(wěn)定性問題，巖土的工程地質(zhì)分級分類，工程地質(zhì)勘察等。該課程涉及礦物學、巖石學、構(gòu)造地質(zhì)學、土質(zhì)學、土力學、巖石力學、動力工程地質(zhì)學、區(qū)域工程地質(zhì)學、工程地質(zhì)勘察、地基處理等相關(guān)內(nèi)容。（2）概念多，實踐性強。工程地質(zhì)學涉及許多名詞概念及專業(yè)術(shù)語，許多理論知識比較抽象，直接理解往往有一些困難，需要通過實驗、實習、實訓的途徑加以解決，表現(xiàn)出較強的實踐性。（3）學時不多。一般土木工程專業(yè)只有30~40個課時。由于教學內(nèi)容豐富、教學難度大，要上好這門課具有挑戰(zhàn)性。

土木工程專業(yè)工程地質(zhì)學教學現(xiàn)狀

重視不夠 工程地質(zhì)學作為土木工程專業(yè)的基礎性學科，學生還沒有感覺到它的重要性，以為不是主要專業(yè)課程，在專業(yè)中的作用不大，導致學生不具備工程地質(zhì)方面的專業(yè)技能和專業(yè)素質(zhì)，對以后所從事的工作造成不良影響。

部分內(nèi)容比較枯燥 初次接觸本課程的學生感覺比較陌生，由于工程地質(zhì)基礎知識理論性較強，概念多，與工程實際聯(lián)系較少，學生會感覺乏味，學習興趣降低。

野外地質(zhì)實習基地缺乏 工程地質(zhì)學實踐教學包括室內(nèi)實驗和野外實踐實訓教學。室內(nèi)實驗涉及土工方面的實驗及各類礦物、巖石標本實驗室、地質(zhì)構(gòu)造模型室等，大部分高校都有。一般地質(zhì)類的工科高校都有野外固定的地質(zhì)實習基地，而對于大部分土木工程專業(yè)的高校來說，野外實習基地相對比較匱乏。由于實踐教學條件不足，使大部分土木工程專業(yè)的學生在短時間內(nèi)具有地質(zhì)學方面的感性知識往往是很困難的。

綜合利用多種教學

方法和手段提高教學質(zhì)量

隨著社會的發(fā)展和科學技術(shù)的不斷進步，多媒體、網(wǎng)絡技術(shù)已成為人們?nèi)粘W習、生活、工作交流的工具之一。傳統(tǒng)的授課方式也在逐漸發(fā)生改變，充分利用各種教學資源，采取多種教學方法和手段提高學習興趣和教學質(zhì)量成為關(guān)鍵。筆者通過多年教學實踐總結(jié)出以下幾點。

結(jié)合專業(yè)需要優(yōu)化教學內(nèi)容、精選整編教材 首先，應結(jié)合土木工程專業(yè)方向和專業(yè)需要，以及土木工程專業(yè)的學生以前從未接觸或很少接觸過工程地質(zhì)的有關(guān)知識的特點，通過本課程的學習，使學生能讀懂地質(zhì)資料，能夠利用地質(zhì)資料完成工程項目的設計、施工、監(jiān)理等工作。教學內(nèi)容不僅應包括工程地質(zhì)的基本理論知識，同時要重點突出實踐性教學環(huán)節(jié)， 要在知識覆蓋面、深度、廣度上下工夫，不斷完善工程地質(zhì)學的教學內(nèi)容，保證學生在工程地質(zhì)學方面的專業(yè)素質(zhì)，構(gòu)建優(yōu)良的教學體系結(jié)構(gòu)。任課教師可以根據(jù)教學內(nèi)容設計優(yōu)選教材。教材是教學的基礎，是教育思想、教學觀念、教學內(nèi)容、教學方法與手段的載體，是人才培養(yǎng)的依據(jù)，只有使用高質(zhì)量的教材才能培養(yǎng)出高素質(zhì)的人才。由于工程地質(zhì)學教材很多，且各有特點，從中選出適合土木工程專業(yè)的理想教材至關(guān)重要。一本好的工程地質(zhì)學教材，不僅要涵蓋工程地質(zhì)領(lǐng)域的基礎知識，還要通俗易懂、重點突出，將整個工程地質(zhì)領(lǐng)域眾多基本理論和方法濃縮成系統(tǒng)性和專業(yè)性兼顧的知識體系。由于土木工程專業(yè)教學計劃的限制，適合自身專業(yè)特色的工程地質(zhì)學教材不多，因此，授課內(nèi)容不能僅僅局限于教材。優(yōu)化教學的方法是在查閱大量參考文獻基礎上，對教材內(nèi)容進行重新組織、加工精練、補充提高，及時汲取最新的研究成果和工程實例，加入工程地質(zhì)勘察新技術(shù)、新規(guī)范，積極整合優(yōu)秀教改成果，做到理論知識恰如其分地與具體工程實際緊密結(jié)合，使學生不出課堂就能夠把主要知識點與實際工程無縫對接，在有限的時間內(nèi)獲取盡可能多的知識。堅持以提高學生整體素質(zhì)為基礎，以培養(yǎng)學生綜合能力，特別是創(chuàng)新能力和實踐能力為主線，對教學內(nèi)容進行整合。

合理運用現(xiàn)代多媒體、網(wǎng)絡技術(shù)提高教學效果 應用多媒體技術(shù)可以大大提高學生的學習興趣與效率，增加信息量。比如，在講“礦物與巖石”這一章節(jié)時，若僅采用傳統(tǒng)板書教學，很難講清楚，而且學生也難以理解、想象出各種礦物與巖石的特征，而利用多媒體將常見的礦物和巖石的真實圖片放在大屏幕上講解后，再進行室內(nèi)實習，學生很容易就能識別出常見礦物與巖石標本。同理，把地質(zhì)圖的閱讀、地質(zhì)災害的形成、預防與處理、地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造、常見工程事故及處理措施、工程地質(zhì)現(xiàn)場勘察技術(shù)等內(nèi)容采用圖片、聲音、動畫、文字、錄像的形式展現(xiàn)出來，可使學生有身臨其境的感覺。可見多媒體教學不僅可以擴大課堂教學的信息量，而且還能增強教學的直觀性、主動性，提高教學質(zhì)量。應構(gòu)建課程教學網(wǎng)站，將教學內(nèi)容、教學大綱、教學方法、教學課件、錄像、實綱、作業(yè)練習、在線測試、交流、答疑等掛在校園網(wǎng)上供學生隨時查閱，為學生提供一個交互、開放式的理論與實踐結(jié)合的教學環(huán)境。同時，也為學生自主學習提供良好的教學平臺，彌補課堂教學課時少的缺點。

將理論教學與案例教學相結(jié)合 單純理論教學不能充分調(diào)動學生學習的積極性，因為聽課時間稍長，學生就容易疲憊，導致精神不集中。只有理論與案例教學結(jié)合，才能調(diào)動學生思維能動性，使學生在不知不覺中由傳統(tǒng)教學中的被動接受知識變?yōu)榉e極運用知識，有效提高學生的理論水平和實踐能力。將理論知識實踐化，其捷徑是采用工程實例分析，即案例教學。在教學中有針對性地運用適宜的工程實例資料，通過學生的獨立思考與集體協(xié)作，對具體實例進行分析、研究和討論。案例教學具有參與性、啟發(fā)性和時效性的特點。如對于常見的地震等地質(zhì)災害，先采用多媒體課件講授地震等地質(zhì)災害的成因、發(fā)生、發(fā)展以及結(jié)果和危害等，再通過如“5.12汶川地震”等地質(zhì)災害進行案例教學，學生會對授課內(nèi)容產(chǎn)生強烈的共鳴，并在短時間內(nèi)銘記于心。

創(chuàng)建完善的教學實習基地，加強實踐性教學環(huán)節(jié) 工程地質(zhì)學是一門實踐性比較強的課程，實踐性教學環(huán)節(jié)是該課程的重要組成部分，良好的實習條件是教學質(zhì)量的重要保證。實踐教學的基本任務就是讓學生親自接觸各種真實的地質(zhì)現(xiàn)象及工程地質(zhì)問題，并利用已學到的理論知識來考察、辨析它們，進而加深對課堂教學內(nèi)容的理解。可根據(jù)實綱要求，安排校內(nèi)實驗與野外實習。校內(nèi)實驗主要包括實驗室礦物與巖石標本觀察和地質(zhì)圖的閱讀等，是為了培養(yǎng)學生對常見礦物和巖石的識別能力，訓練學生地質(zhì)圖的讀圖能力。實驗內(nèi)容為：觀察標本、鑒別區(qū)分常見的造巖礦物與常見三大類巖石（巖漿巖、沉積巖和變質(zhì)巖）；通過閱讀地質(zhì)圖，要求學生講述圖上所表示的地形、地貌、地質(zhì)構(gòu)造、地層巖性及其產(chǎn)狀、接觸關(guān)系等。每次實驗前根據(jù)實綱要求，教師制定實習任務，讓學生做預習，設計實驗方案。實習時以教師現(xiàn)場指導、教學示范、學生自主探究方式進行。比如，對礦物、巖石的鑒定及描述等方面，通過實物介紹、實習操作示范等，使學生在短時間掌握要領(lǐng)，順利完成實習任務。野外實習也是必不可少的教學環(huán)節(jié)。野外實習的內(nèi)容主要是進行各種地質(zhì)構(gòu)造的野外觀察、地質(zhì)繪圖、工程地質(zhì)勘察，地質(zhì)資料的現(xiàn)場記錄整理等。教師在野外現(xiàn)場對實習內(nèi)容要點反復講解，示范操作要領(lǐng)、步驟；要求學生必須做到勤思考、勤動手、勤問、勤記錄，即勤于動手考察地質(zhì)現(xiàn)象、勤于思考產(chǎn)生這種地質(zhì)現(xiàn)象的內(nèi)外因素、勤于對某些問題進行較深入探索和研究。通過野外實踐環(huán)節(jié)鍛煉學生對自然地質(zhì)現(xiàn)象的觀察識別、動手能力、分析問題和解決問題的能力以及對原始數(shù)據(jù)資料的收集和編錄的能力，能夠讓學生懂得野外地質(zhì)工作的基本方法，在加深理解的基礎上學會分析土木工程與地質(zhì)的密切關(guān)系，熟悉土木工程建設中常見的地質(zhì)問題及處理方法，及時消化和鞏固所學的基本理論知識。此外，走出校門進行野外地質(zhì)實習，還可以培養(yǎng)土木工程專業(yè)學生吃苦耐勞、遵守紀律、團結(jié)協(xié)作等優(yōu)良品質(zhì)，有利于增強學生體魄和意志力。

改變現(xiàn)有成績考核辦法 工程地質(zhì)成績分為兩個部分，即理論教學與實習、實訓成績。理論教學成績考核應多方面考核評定學生成績。其中，考試成績占60%（理論知識的考核應結(jié)合工程地質(zhì)學課本，以閉卷的形式考核基本知識、基本理論，要求學生在規(guī)定的時間內(nèi)完成）；平時成績占40%，其中，課堂教學成績考核占平時成績的15%（主要考查上課表現(xiàn)）；課后作業(yè)及論文等占平時成績的25%。這種考核方式注重學習過程的考核，可避免學生考前突擊記憶，考完后很快忘記的弊端，提高學習效果。在實習成績考核中，實習紀律占20%（考察學生實習是否缺席、遲到、早退等），集中實習占60%（其中原始記錄及實習表現(xiàn)占20%，實習報告占40%），同學之間相互考評成績占20%。這種考核方式有利于對實習全過程進行考評，促進學生的學習積極性。

多年來的教學實踐證明，在教學過程中不斷完善教學內(nèi)容，改進教學方法與手段，充分利用現(xiàn)代科技成果服務于教學，針對專業(yè)需要進行課程教學設計，堅持理論聯(lián)系實際，加強實踐性教學環(huán)節(jié)，改革考核辦法有利于增強學生學習的興趣，有利于培養(yǎng)學生的動手能力和工程地質(zhì)方面，專業(yè)素質(zhì)，為土木工程專業(yè)學生從事工程建設工作奠定良好的基礎。

參考文獻：

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[2]白明洲，王勐，劉瑩，鞏慧.工程地質(zhì)課程教學改革[J].高等建筑教育，2006，（2）.

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工程地質(zhì)學是研究與工程建設有關(guān)的地質(zhì)問題的科學。它的研究對象是地質(zhì)環(huán)境與工程建筑二者相互制約、相互作用的關(guān)系，以及由此而產(chǎn)生的地質(zhì)問題，包括對工程建筑有影響的工程地質(zhì)問題，和對地質(zhì)環(huán)境有影響的環(huán)境地質(zhì)問題。它的任務是為各類工程建筑的規(guī)劃、設計、施工提供地質(zhì)依據(jù)，以便從地質(zhì)上保證工程建筑的安全可靠、經(jīng)濟合理、使用方便、運行順利。

1.工程地質(zhì)學與巖土力學的研究對象

工程地質(zhì)學與巖土力學是將巖土作為建筑物的地基材料或介質(zhì)來研究的一門學科，主要研究土的工程性質(zhì)及土在荷載作用下的應力，變形和強度問題，為設計與施工提供土的工程性質(zhì)指標與評論方法，土的工程問題的分析計算原理，是土木工程技術(shù)專業(yè)的技術(shù)基礎。

工程地質(zhì)學從土的成因與成分出發(fā)，研究土的工程性質(zhì)的本質(zhì)與機理。對土的荷載，溫度及濕度等因素作用下發(fā)生的變化作出數(shù)量上的評價，并根據(jù)土的強度，變形機理提出改良土質(zhì)的有效途徑。

2.巖土力學發(fā)展歷程

18世紀以前，許多土力學問題只憑借經(jīng)驗解決。

1773-1776年，法國庫侖（Coulomb）根據(jù)試驗，提出了土的抗剪強度和土壓力和滑動土鍥理論，土力學進入古典理論時期1857年，朗肯（Rankine）從塑性應力場出發(fā)建立了新的土壓力理論。

1885年，法國辛納斯克（Roussinesq）求得半無限空間彈性體在豎向集中力作用下，全部6個應力分量和3個形變分量的理論解，為以后計算地基變形建立了理論基礎。

達西（Darcy，1856年）通過水在砂中的滲流試驗，建立達西公式，為以后研究滲流和固結(jié)理論打下了基礎。

1922年瑞典費倫紐斯（Fellenius）在處理鐵路滑坡問題時，提出了土坡穩(wěn)定分析方法。

1925年，美國土力學家太沙基（Terzaghi）的“土力學”（Erdbaumec

hanik）出版，土力學進入了一個新的時期，使土力學成為一門獨立的學科。

為了總結(jié)和交流世界各國的理論和經(jīng)驗，1936年國際土力學基礎工程學會成立，之后每4年召開一次國際土力學和基礎工程會議，推動了這門學科在世界范圍的發(fā)展。

1956年進入近代土力學時期。這是以美國科羅拉多州波德爾（Bouder，colorado）舉行的粘土抗剪強度學術(shù)會議以及英國正在開展的土應力—應變性質(zhì)研究工作為時代的標志。

在以后的時間里，由于計算機的普及應用，促使土力學在基本理論、計算方法、室內(nèi)和現(xiàn)場的試驗設備等諸多方面都取得了革命性的發(fā)展。

3.巖體工程地質(zhì)力學的建立與巖體力學研究

巖體就是由結(jié)構(gòu)面和結(jié)構(gòu)體組合而成的。結(jié)構(gòu)面按其延續(xù)的長短可以分級，但其形成則受巖石成因和后期地質(zhì)構(gòu)造變動的控制，因而其分布規(guī)律和形狀、寬度等可以通過地質(zhì)力學加以分析。這樣他們就把地質(zhì)力學與巖石力學結(jié)合起來對巖體結(jié)構(gòu)加以分析，創(chuàng)立了一門新的分支學科：巖體工程地質(zhì)力學。把巖體結(jié)構(gòu)分為塊狀結(jié)構(gòu)、鑲嵌結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)、層狀結(jié)構(gòu)、層狀碎裂結(jié)構(gòu)、散體結(jié)構(gòu)等類型。不同結(jié)構(gòu)類型的巖體其力學性質(zhì)和變形破壞規(guī)律也不同。我國在軟弱、破碎巖體的研究方面也取得較大進展，例如斷層巖的分類及其物理力學特性和穩(wěn)定性評價的研究；泥化夾層的物質(zhì)與結(jié)構(gòu)特征及其力學性質(zhì)的研究；膨脹巖的膨脹機理和處理措施的研究等。

4.工程地質(zhì)學與土力學的專業(yè)關(guān)系

工程地質(zhì)學與土力學是一門研究土的工程問題的學科，是土木工程學科的一部分。土是一種自然地質(zhì)歷史產(chǎn)物，是一種特殊的變形體材料，它既服從連續(xù)介質(zhì)力學的一搬規(guī)律，又是其特殊的的應力——應變關(guān)系和特殊的強度，變形規(guī)律，形成了巖土力學不同于一般固體力學的分析方法和計算方法。巖體力學是近展較快的科學分支，巖體力學是在巖體結(jié)構(gòu)控制論的基礎上，對巖體的力學性狀及其變形、位移及破壞過程和規(guī)律的研究。巖土力學的理論與方法又是學習專業(yè)課程與從事土木工程技術(shù)工作必需的基礎知識。

在路基工程中，土是修筑路堤的基本材料，同時它又是支撐路堤的地基。路堤的臨界高度和邊坡的取值都與土地抗剪強度指標及土體的穩(wěn)定性有關(guān)；未了獲得具有一定強度和良好水穩(wěn)定性的地基，需要采用碾壓的施工方法壓實填土，而碾壓的質(zhì)量控制方法正是基于對土的擊實特性的研究成果；擋土墻設計的側(cè)向荷載——土壓力的取用需借助于土壓力理論計算；近年來，我國高速公路大量修建，對路基的沉降計算與控制提出了很高的技術(shù)要求，而解決沉降問題需要對土地壓縮特性進行深入的研究。

在路面工程中，土基的凍脹與翻漿在我國北方地區(qū)是非常突出的問題，防治凍害的有效措施也是以土質(zhì)學的原理為基礎的；穩(wěn)定土是比較經(jīng)濟的基層材料，它就是根據(jù)土的物理化學性質(zhì)提出的一種土質(zhì)改良措施，目前深層攪拌水泥土樁在公路的軟基處理中就得到了廣泛應用；道路一般在車輛的重復荷載作用下工作，因此需要研究土在重復荷載作用下的變性特征，而抗震設計更需要研究土的動力特征。

在橋梁工程中，基礎工程常常是能否在預選橋址建橋的技術(shù)關(guān)鍵，基礎工程的造價占總造價的比重很大，經(jīng)濟、合理的橋梁基礎設計需要依靠土力學基本理論的支持；對于超靜定的大跨度橋梁結(jié)構(gòu)，基礎的沉降、傾斜或水平位移是引起結(jié)構(gòu)過大次應力的重要因素；在軟土地區(qū)高速公路建設中的“橋頭跳車”是影響工程質(zhì)量的技術(shù)難題，解決這一難題的技術(shù)關(guān)鍵在于如何處理好橋墩與高路堤之間沉降差，這涉及樁基和高路堤的沉降計算與控制、填土的碾壓質(zhì)量控制以及軟基地加固處理等問題。我國蘇州的虎丘塔和意大利的比薩斜塔都是因為基礎的不均勻沉降造成塔身嚴重傾斜，危及了塔的安全。因此需要計算出不同時間的基礎沉降量，還需確定地基容許承載力。特別對于超靜定結(jié)構(gòu)的橋梁更為重要。另外，橋臺背后的土壓力等，也需要應用土力學的方法進行計算。

【參考文獻】

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關(guān)鍵詞:工程地質(zhì)學;發(fā)展;應用;成就

Key words:Engineering Geology;development;application;achievement

中圖分類號:TU19 文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2010)04-0187-01

1 我國工程地質(zhì)學的發(fā)展歷程

20世紀60年代,工程地質(zhì)的實踐,積累了大量資料和一定的實際經(jīng)驗,學科進入獨立發(fā)展階段,各建設部門制定自己的勘察規(guī)范,以山區(qū)工程建設為主,對工程地質(zhì)提出更高的要求,巖土測試技術(shù)提高,定量評價有所發(fā)展。到了以經(jīng)濟建設為中心和改革開放的年代,各方面的建設蓬勃發(fā)展,工程地質(zhì)在已往基礎上取得了重大發(fā)展。勘察質(zhì)量提高,新的勘察規(guī)范制定,向著工程領(lǐng)域拓展,承擔勘測、工程處理的系列工作。新型、巨型工程向工程地質(zhì)勘察提出了新的要求。科學研究工作取得豐碩成果,創(chuàng)立了自己的新的理論,引入有關(guān)科學的新理論、新方法;學術(shù)活動頻繁。

2 工程地質(zhì)勘察質(zhì)量不斷提高

工程地質(zhì)的任務就在于為工程建筑進行工程地質(zhì)勘察,認識擬建工程所在地區(qū)的工程地質(zhì)條件,為建筑的位置選擇和設計、施工提供地質(zhì)依據(jù)。

國家規(guī)定的基建程序是:任何工程建設不進行勘察工作就不準設計,沒有設計不準施工。這就賦予了工程地質(zhì)重大而光榮的職責,避免了不顧地質(zhì)條件是否適宜而盲目興建工程給國家造成的損失。建筑設計分為可行性研究、初步設計、技(術(shù))施(工)設計等階段,工程地質(zhì)勘察也隨之分階段進行,對工程地質(zhì)條件的了解愈來愈深入,這是完全符合認識規(guī)律的。建筑位置的選擇具有戰(zhàn)略意義,起著充分利用有利的地質(zhì)條件、避開不利條件的作用。位置選得好,不但能保證工程的安全,而且工程處理也較簡單,經(jīng)濟上合理。位置的地質(zhì)選擇只是一個方面,還要看政治、經(jīng)濟等方面的因素,最后綜合考慮選定。

3 我國工程地質(zhì)學理論體系的形成

工程地質(zhì)問題和環(huán)境地質(zhì)問題是可以預測的,只要查清工程地質(zhì)條件,又有了規(guī)劃設計部門所提供的有關(guān)工程建筑的類型和規(guī)模,尤其是建筑物作用力的大小和性質(zhì),就可以建立二者相互作用的物理模型,進而建立計算模型,做出問題的定性分析和定量分析,對建筑場地給予工程地質(zhì)評價,指出問題的嚴重,哪些地質(zhì)因素不利,不能滿足工程建筑的要求。應當采取何種措施予以補救,是減小建筑物的規(guī)模以適應地質(zhì)條件,還是采取工程處理措施,改善條件,以滿足建筑物的要求、消除不良影響。這要從技術(shù)條件上和經(jīng)濟合理性上進行比較才能確定。由上述可知,工程地質(zhì)學研究的目標在于協(xié)調(diào)工程建筑與工程地質(zhì)條件之間的矛盾關(guān)系,既保證工程建筑造福人類,又避免它對環(huán)境造成不良影響。

4 三維建模在工程地質(zhì)工作中的應用

4.1 運用先進的可視化技術(shù)與交互圖形技術(shù)建立數(shù)據(jù)庫,存儲和管理現(xiàn)場勘探實測和試驗數(shù)據(jù),建立工程地質(zhì)體的三維模型,工程地質(zhì)工作者可隨著勘察或研究工作的不斷深入細致,對研究(工作)區(qū)域隨時補充信息來自動顯示地質(zhì)信息在研究(工作)區(qū)域內(nèi)的分布,從而不斷提高模型精度,并且利用模型反饋回來的信息及時發(fā)現(xiàn)已有勘察工作中的不足,從而及時修改勘察或研究工作方案,指導下一步勘探或研究工作的實施。

4.2 工程地質(zhì)三維建模與可視化的深入研究,可以充分利用已有現(xiàn)場勘探實測或試驗數(shù)據(jù),達到節(jié)約投資減少勘察或研究成本的目的。當現(xiàn)場勘探和試驗數(shù)據(jù)資料不足情況下,通過對已有數(shù)據(jù)的插值與擬合到建立三維模型,可以推斷和預測未知區(qū)域或研究較少區(qū)域的地質(zhì)信息或巖土體物理力學參數(shù)的分布趨勢,從而為減少勘探工作量提供科學的可靠的依據(jù),達到節(jié)約花費,為生產(chǎn)或研究部門產(chǎn)生直接經(jīng)濟效益的目的。

4.3 工程地質(zhì)巖土體是復雜的不規(guī)則形體,存在各種地質(zhì)巖性層面、結(jié)構(gòu)面以及各種空間分布的地質(zhì)與力學信息,完全表達地質(zhì)信息的空間分布及巖層和結(jié)構(gòu)面間的位置關(guān)系,工程地質(zhì)三維建模與可視化研究是大有作為的。

5 五十年來的科研成就

5.1 巖體工程地質(zhì)力學的建立與巖體力學研究。與土力學相比,巖體力學直到20世紀60年代還是知之甚少。在工程地質(zhì)勘察中發(fā)現(xiàn)巖體中的裂隙發(fā)育情況不同對巖體的力學性質(zhì)與行為影響很大,而巖體的變形破壞實際上是受其中的軟弱結(jié)構(gòu)面的控制,包括層面、斷層面、裂隙、片理、劈理等,也稱不連續(xù)面,使巖體成為非均質(zhì)、各向異性的不聯(lián)系介質(zhì)。結(jié)構(gòu)面之間的巖石體稱為結(jié)構(gòu)體。總體上來說巖體就是由結(jié)構(gòu)面和結(jié)構(gòu)體組合而成的。結(jié)構(gòu)面按其延續(xù)的長短可以分級,但其形成則受巖石成因和后期地質(zhì)構(gòu)造變動的控制,因而其分布規(guī)律和形狀、寬度等可以通過地質(zhì)力學加以分析。這樣就把地質(zhì)力學與巖石力學結(jié)合起來對巖體結(jié)構(gòu)加以分析,創(chuàng)立了一門新的分支學科:巖體工程地質(zhì)力學。把巖體結(jié)構(gòu)分為塊狀結(jié)構(gòu)、鑲嵌結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)、層狀結(jié)構(gòu)、層狀碎裂結(jié)構(gòu)、散體結(jié)構(gòu)等類型。不同結(jié)構(gòu)類型的巖體其力學性質(zhì)和變形破壞規(guī)律也不同。

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2工程地質(zhì)勘察對工程建設的重要性

工程地質(zhì)的任務就在于為工程建筑進行工程地質(zhì)勘察，為建筑的位址選擇和設計、施工提供地質(zhì)依據(jù)。國家規(guī)定的基建程序是：任何工程建設不進行勘察工作就不準設計，沒有設計不準施工。這就賦予了工程地質(zhì)重大而光榮的職責，避免了不顧地質(zhì)條件是否適宜而盲目興建工程給國家造成的損失。建筑設計分為可行性研究、初步設計、技（術(shù)）施（工）設計等階段，工程地質(zhì)勘察也隨之分階段進行，對工程地質(zhì)條件的了解愈來愈深入，這是完全符合認識規(guī)律的。建筑位址的選擇具有戰(zhàn)略意義，起著充分利用有利的地質(zhì)條件、避開不利條件的作用。位址選得好，不但能保證工程的安全，而且工程處理也較簡單，經(jīng)濟上合理。位址的地質(zhì)選擇只是一個方面，還要看政治、經(jīng)濟等方面的因素，最后綜合考慮選定。工程地質(zhì)學為工程建設服務，是通過工程地質(zhì)勘查來實現(xiàn)的，通過勘察和分析研究，闡明建筑地區(qū)的丁程地質(zhì)條件，指出并解決所存在的工程地質(zhì)間題，為建筑物的設、施工以至使用提供所需的地質(zhì)資料。它的主要任務是：（1）闡明建筑地區(qū)的工程地質(zhì)條件，并指出對建筑物有利的和不利的岡京；（2）論證建筑物所存在的工程地質(zhì)問題，進行定性和定計的評價，作出確切的結(jié)論；（3）選擇地質(zhì)條件優(yōu)良的建筑場址，并根據(jù)場址的地質(zhì)條件合職配段各個注筑物；（4）根據(jù)建筑場址的具體地質(zhì)條件，提出有關(guān)建筑物類型、規(guī)模、糾構(gòu)和施工力法的合理建議，以及保證建筑物正常使用所應注意的地質(zhì)要求；（5）研究工程建筑物興建后對地質(zhì)環(huán)境的影響，預測義發(fā)展演化趨勢，并提山對地質(zhì)環(huán)境合理利用和保護的建議；（6）為擬定改善和防治不良地頂作用的措施方案提供地質(zhì)依據(jù)。工程建筑的類型很多，如工業(yè)民用建筑物、鐵路、公路、水運建筑、水利水電建筑、礦山建筑、海港工程和近海石油開采以及國防工程等。每一類型建筑又有一系列建筑物群體組成，如高樓大廈、工業(yè)廠房、道路、橋梁、隧道、地鐵、運河、海港、堤壩、電站、礦井、巷道、油庫、飛機場等。這些建筑物有些位于地面上，有的埋于地下，都脫離不開地殼，無不與地質(zhì)環(huán)境息息相關(guān)。他們的形式不同、規(guī)模各異，對地質(zhì)環(huán)境的適應性以及對地質(zhì)環(huán)境的相互作用也越來越強烈，越來越復雜。我國的各類工程、鐵路公路、水利水電、城鄉(xiāng)建設、工業(yè)、國防、礦山、港口等建筑，尤其是大型建筑，都是先做了反復的工程地質(zhì)勘察工作才進行設計、施工、修建完成的，因而基本上沒有因為地質(zhì)問題而失敗。

3我國工程地質(zhì)學理論體系的形成

工程地質(zhì)問題和環(huán)境地質(zhì)問題是可以預測的，只要查清工程地質(zhì)條件，又有了規(guī)劃設計部門所提供的有關(guān)工程建筑的類型和規(guī)模，尤其是建筑物作用力的大小和性質(zhì)，就可以建立二者相互作用的物理模型，進而建立計算模型，做出問題的定性分析和定量分析，對建筑場地給予工程地質(zhì)評價，指出問題的嚴重，哪些地質(zhì)因素不利，不能滿足工程建筑的要求。應當采取何種措施予以補救，是減小建筑物的規(guī)模以適應地質(zhì)條件，還是采取工程處理措施，改善條件，以滿足建筑物的要求、消除不良影響。這要從技術(shù)條件上和經(jīng)濟合理性上進行比較才能確定。由上述可知，工程地質(zhì)學研究的目標在于協(xié)調(diào)工程建筑與工程地質(zhì)條件之間的矛盾關(guān)系，既保證工程建筑造福人類，又避免它對環(huán)境造成不良影響。

4工程地質(zhì)的科研成就

4.1巖體工程地質(zhì)力學的建立與巖體力學研究

與土力學相比，巖體力學直到20世紀60年代還是知之甚少。在治淮工程、武漢和南京長江大橋以及三峽工程等一系列工程地質(zhì)勘察中發(fā)現(xiàn)巖體中的裂隙發(fā)育情況不同對巖體的力學性質(zhì)與行為影響很大，而巖體的變形破壞實際上是受其中的軟弱結(jié)構(gòu)面的控制，包括層面、斷層面、裂隙、片理、劈理等，也稱不連續(xù)面，使巖體成為非均質(zhì)、各向異性的不聯(lián)系介質(zhì)。結(jié)構(gòu)面之間的巖石體稱為結(jié)構(gòu)體。總體上來說巖體就是由結(jié)構(gòu)面和結(jié)構(gòu)體組合而成的。結(jié)構(gòu)面按其延續(xù)的長短可以分級，但其形成則受巖石成因和后期地質(zhì)構(gòu)造變動的控制，因而其分布規(guī)律和形狀、寬度等可以通過地質(zhì)力學加以分析。這樣他們就把地質(zhì)力學與巖石力學結(jié)合起來對巖體結(jié)構(gòu)加以分析，創(chuàng)立了一門新的分支學科：巖體工程地質(zhì)力學。把巖體結(jié)構(gòu)分為塊狀結(jié)構(gòu)、鑲嵌結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)、層狀結(jié)構(gòu)、層狀碎裂結(jié)構(gòu)、散體結(jié)構(gòu)等類型。不同結(jié)構(gòu)類型的巖體其力學性質(zhì)和變形破壞規(guī)律也不同。我國在軟弱、破碎巖體的研究方面也取得較大進展，例如斷層巖的分類及其物理力學特性和穩(wěn)定性評價的研究；泥化夾層的物質(zhì)與結(jié)構(gòu)特征及其力學性質(zhì)的研究；膨脹巖的膨脹機理和處理措施的研究等。

4.2環(huán)境工程地質(zhì)與地質(zhì)災害研究

20世紀80年代以來，環(huán)境問題日益嚴重。為了合理利用和保護地質(zhì)環(huán)境，我國開展了環(huán)境工程地質(zhì)的研究。幾十年來在一些重點地區(qū)和大型工程地區(qū)做了不少研究工作，以工程建筑所引起的閃生地質(zhì)環(huán)境研究為主，包括對人類生存和生產(chǎn)造成損失和威脅的各種地質(zhì)災害，諸如地面沉降、地面塌陷、地裂縫、滑坡、崩塌、泥石流、水庫誘發(fā)地震、沙漠化、水土流失等。

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Abstract: the engineering geology information design is engineering geology of the application of development and extension, it means that engineering geology of the application of technology has been greatly improved, and the engineering design optimization is of great significance, according to the engineering practice and engineering geology of the theoretical foundation, and the engineering geological problems of informatization related summed up and summarized, the paper analyzes the engineering geological information design of the rock mass structure surface of the network simulation technology and numerical simulation method.

Keywords: engineering geology, numerical simulation, information design, the rock mass structure surface network simulation

中圖分類號：S611文獻標識碼：A 文章編號：

1 前言

工程地質(zhì)學在最近十幾年取得了重大技術(shù)進步，已經(jīng)形成了理論與方法的工程地質(zhì)學體系。尤其是最近幾年交通工程的大力發(fā)展，工程地質(zhì)信息化在其中得到廣泛應用，邊坡工程地質(zhì)的理論得到深化，地質(zhì)災害勘察、設計、施工一條龍思想逐漸成型，工程地質(zhì)信息化設計在這種環(huán)境下得到了很好的發(fā)展。.

在傳統(tǒng)工程地質(zhì)中，其主要任務就是簡單地為工程建筑提供必需的地質(zhì)資料，工程地質(zhì)在這個過程中沒有參與設計，更不用談什么優(yōu)化設計，以致得在復雜的工程地質(zhì)條件下，設計與地質(zhì)嚴重脫節(jié)，最終導致事故的發(fā)生或者工程建造忽略地質(zhì)條件而使成本過高等問題。

現(xiàn)代工程地質(zhì)較傳統(tǒng)的有了很大的變化，前者要求從工程設計的角度進行工程地質(zhì)工作的布置，并完成資料的收集與更新工作。現(xiàn)代工程地質(zhì)要求工程地質(zhì)直接參加設計，甚至很多時候工程的設計必須主要圍繞著工程地質(zhì)來進行。工程地質(zhì)的相關(guān)工作在整個工程的設計與施工階段都占據(jù)著舉足輕重的角色，根據(jù)地質(zhì)條件的不斷反饋，來完成工程設計的優(yōu)化目的。

工程地質(zhì)信息化設計是現(xiàn)代工程地質(zhì)學中一個重要的特征，也是區(qū)別于傳統(tǒng)的工程地質(zhì)學的主要特征，它包含了兩項重要技術(shù)，即巖體結(jié)構(gòu)面網(wǎng)絡模擬與數(shù)值模擬，兩者不斷地發(fā)展與成熟，為信息化設計提供了重要保證。

2 工程地質(zhì)化設計的基本思路

工程信息化的設計基本思路可以從邊坡工程信息化設計的過程來說明，如圖1所示，：

圖1 工程地質(zhì)信息化設計思路及過程

工程地質(zhì)信息化設計十分注重全過程地質(zhì)與設計的協(xié)調(diào)、不同工作步驟之間的協(xié)調(diào)。這種設計思路的核心可以歸結(jié)為兩點，即設計過程模擬和穩(wěn)定性分析。設計過程模擬是整個工程地質(zhì)信息化設計的重要部分，占有舉足輕重的作用，模擬過程就是好比于實際工程的“試驗”過程，相當于實際工程的演練。穩(wěn)定性分析則是應用于設計之前和加入治理工程結(jié)構(gòu)之后，它與設計過程模擬兩個部分缺一不可。

由此可見，設計是整個工程的核心部分，預測則是關(guān)鍵部門，工程地質(zhì)分析是整個預測環(huán)節(jié)的中心工作，兩個部分共同決定了工程地質(zhì)信息化設計的重要地位。

3 工程地質(zhì)化設計的數(shù)值模擬技術(shù)

最近十幾年中，電子計算機技術(shù)得到了飛速的發(fā)展，各行各業(yè)的工作開展都開始得益于計算機的強大功能，工程地質(zhì)問題的解決在從中受益，這包括了工程地質(zhì)問題中的數(shù)值模擬理論和方法都開展于計算機。

數(shù)值方法的突出優(yōu)點眾多，其中最大的優(yōu)點是能夠較好地考慮復雜邊界條件、非均質(zhì)特性、介質(zhì)的各向異性及其隨時間的變化、介質(zhì)不連續(xù)性等復雜地質(zhì)條件。它通過計算機技術(shù)將巖土體工程結(jié)構(gòu)作為整體進行模擬仿真，經(jīng)過這種模擬的試驗階段來取得一種最佳的方案。

目前，在工程地質(zhì)學中常用的數(shù)值方法主要有：塊體理論（biock theory，BT）、有限單元法中的節(jié)理單元法（joint eiement，JE）、不連續(xù)變形分析（discontinuous deformation anaiysis，DDA）、快、塊體彈簧元法（BSM）、速拉格朗日法（ fast Lagrangian anaiysis ofcontinue，F(xiàn)LAC）、無網(wǎng)絡伽遼金法（eiement free Gaierkin method，EGM）和數(shù)值流形法。這幾種方法對巖土工程與工程地質(zhì)方面的特殊問題的解決都十分有效。

4 巖體結(jié)構(gòu)面網(wǎng)絡模擬技術(shù)

巖體結(jié)構(gòu)面網(wǎng)絡模擬是以Monte-Carior 為原理，通過較少量結(jié)構(gòu)面資料，按照一定的測量方法，推測巖體空間結(jié)構(gòu)面分布特征。圖2 為根據(jù)精測線法獲取的某公路邊坡結(jié)構(gòu)面資料模擬出的巖體空間三維結(jié)構(gòu)面網(wǎng)絡圖。

圖2 某工程巖體三維網(wǎng)絡模擬成果

此外，通過網(wǎng)絡模擬，還能獲取巖體各類幾何參數(shù)，作為工程設計的參考資料。圖3 示出了巖體結(jié)構(gòu)面線密度的分布特征.：

圖3 某工程巖體結(jié)構(gòu)面線密度分布特征

通過網(wǎng)絡模擬獲取的巖土結(jié)構(gòu)面信息，尤其是施工過程中的相關(guān)結(jié)構(gòu)面方面的信息，可以反復不斷進行模擬，不斷優(yōu)化設計，修正設計，以求達到最佳。

5結(jié)束語

隨著科技的不斷發(fā)展，工程地質(zhì)的理論和實踐知識都將會得到程度更大的提高，工程地質(zhì)信息化將為工程地質(zhì)施工的主要發(fā)展方向，其技術(shù)的不斷發(fā)展和深化在整個工程地質(zhì)學中都具有重要的意義。

參考文獻

[1] 工程地質(zhì)學 張忠苗主編/2007-02-01/中國建筑工業(yè)出版社

[2] 工程地質(zhì)倪宏革，時向東主編/2009-08-01/北京大學出版社

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中圖分類號：F416文獻標識碼： A 文章編號：

一、引言

本文從工程地質(zhì)以及巖土工程的特點，介紹了工程地質(zhì)與巖土工程的區(qū)別，指出兩者之間的關(guān)系，進一步介紹兩者的發(fā)展，方便讀者更好地去理解工程地質(zhì)與巖土工程兩個概念。

二、工程地質(zhì)與巖土工程的區(qū)別

工程地質(zhì)是研究與工程建設有關(guān)地質(zhì)問題的科學。工程地質(zhì)學的應用性很強,各種工程的規(guī)劃、設計、施工和運行都要做工程地質(zhì)研究,才能使工程與地質(zhì)相互協(xié)調(diào),既保證工程的安全可靠、經(jīng)濟合理、正常運行,又保證地質(zhì)環(huán)境不因工程建設而惡化,造成對工程本身或地質(zhì)環(huán)境的危害。工程地質(zhì)學研究的內(nèi)容有:土體工程地質(zhì)研究、巖體工程地質(zhì)研究、工程動力地質(zhì)作用與地質(zhì)災害的研究、工程地質(zhì)勘察理論與技術(shù)方法的研究、區(qū)域工程地質(zhì)研究、環(huán)境工程地質(zhì)研究等。

巖土工程是土木工程中涉及巖石和土的利用、處理或改良的科學技術(shù)。巖土工程的理論基礎主要是工程地質(zhì)學、巖石力學和土力學;研究內(nèi)容涉及巖土體作為工程的承載體、作為工程荷載、作為工程材料、作為傳導介質(zhì)或環(huán)境介質(zhì)等諸多方面;包括巖土工程的勘察、設計、施工、檢測和監(jiān)測等等。

由此可見,工程地質(zhì)是地質(zhì)學的一個分支,其本質(zhì)是一門應用科學;巖土工程是土木工程的一個分支,其本質(zhì)是一種工程技術(shù)。

三、工程地質(zhì)與巖土工程的關(guān)系

雖然工程地質(zhì)與巖土工程分屬地質(zhì)學和土木工程,但關(guān)系非常密切,這是不言而喻的。有人說:工程地質(zhì)是巖土工程的基礎,巖土工程是工程地質(zhì)的延伸,是有一定道理的。

工程地質(zhì)學的產(chǎn)生源于土木工程的需要,作為土木工程分支的巖土工程,是以傳統(tǒng)的力學理論為基礎發(fā)展起來的。但單純的力學計算不能解決實際問題,從一開始就和工程地質(zhì)結(jié)下了不解之緣。與結(jié)構(gòu)工程比較,結(jié)構(gòu)工程面臨的是混凝土、鋼材等人工制造的材料,材質(zhì)相對均勻,材料和結(jié)構(gòu)都是工程師自己選定或設計的,可控的。計算條件十分明確,因而建立在材料力學、結(jié)構(gòu)力學基礎上的計算是可信的。而巖土材料,無論性能或結(jié)構(gòu),都是自然形成,都是經(jīng)過了漫長的地質(zhì)歷史時期,在多種復雜地質(zhì)作用下的產(chǎn)物,對其材質(zhì)和結(jié)構(gòu),工程師不能任意選用和控制,只能通過勘察查明,而實際上又不可能完全查清。巖土工程師不敢相信單純的計算結(jié)果,單純的計算是不可靠的,原因就在于工程地質(zhì)條件的不確知性和巖土參數(shù)的不確定性,不同程度地存在計算條件的模糊性和信息的不完全性。因而雖然土力學、巖石力學、計算技術(shù)取得了長足進步,并在巖土工程設計中發(fā)揮了重要作用,但由于計算假定、計算模式、計算方法、計算參數(shù)等與實際之間存在很多不一致,計算結(jié)果總是與工程實際有相當大的差別,需要進行綜合判斷。“不求計算精確,只求判斷正確”,十分強調(diào)概念設計,已是巖土工程界的共識。

綜合判斷的成敗,關(guān)鍵在于對地質(zhì)條件的判斷是否正確。既然巖土體是地質(zhì)歷史長期演化的產(chǎn)物,研究其規(guī)律性,對關(guān)鍵性的問題進行預測和判斷,就只能靠工程地質(zhì)專家了。譬如要建造一條隧道,沒有工程地質(zhì)專家?guī)椭?土木工程師只能“望山興嘆”。即使進行了鉆探,面對一大串巖芯、土木工程師雖然能夠辨別哪一段硬,哪一段軟,哪一段完整,哪一段破碎,但難以建立整體概念,“只見樹木、不見森林”。而有經(jīng)驗的工程地質(zhì)專家,通過地面地質(zhì)調(diào)查,就可大致判斷地下地質(zhì)構(gòu)造的輪廓,就可預測建造隧道時可能發(fā)生哪些工程地質(zhì)問題。再根據(jù)需要,采用物探、鉆探、等手段,由粗而細,由淺而深,構(gòu)造出工程地質(zhì)模型,明確哪些地段條件簡單,哪些地段條件復雜,哪些地段可能冒頂,哪些地段可能突水。沒有深厚的地質(zhì)基礎,哪能識別斷層的存在,軟夾層的空間分布,哪能搞清結(jié)構(gòu)面的優(yōu)勢方向,地下水的賦存和運動規(guī)律,哪能說清巖溶、膨脹巖,初始地應力對工程的影響等等。可以說,在地質(zhì)條件復雜的地區(qū),巖土工程師離開了工程地質(zhì)專家將寸步難行。譬如醫(yī)療、工程地質(zhì)專家的任務是協(xié)助醫(yī)生對病情做出正確的診斷,并提出治療的建議。診斷是否正確是治療能否成功的關(guān)鍵,這是人所共知的。

四、工程地質(zhì)與巖土工程的發(fā)展

關(guān)于工程地質(zhì)與巖土工程今后發(fā)展的方向和重點,已有不少專家通過不同方式發(fā)表了意見,本文不擬具體涉及。從大方向觀察,筆者認為,工程地質(zhì)與巖土工程這兩個專業(yè),既不會逐漸歸為一體,也不會逐漸分離,而是像兩條纏繞在一起的鏈子,在互相結(jié)合,互相滲透,互相依存中發(fā)展。

1.地學與力學的結(jié)合

地質(zhì)學和力學是巖土工程的兩大支柱。地質(zhì)學有一套獨特的研究方法,通過調(diào)查,獲取大量數(shù)據(jù),進行對比綜合,去粗取精,去偽存真,由此及彼,由表及里,找出科學規(guī)律。這是一種歸納推理的思維方式,側(cè)重于成因演化,宏觀把握和綜合判斷。巖土工程是以力學為基礎發(fā)展起來的,力學以基本理論為出發(fā)點,結(jié)合具體條件,構(gòu)建模型求解。這是一種演繹推理的思維方式,側(cè)重于設定條件下的定量計算。但是,工程地質(zhì)學家如果不掌握力學,則對工程地質(zhì)問題難以做出定量而深入的評價,難以對工程處理發(fā)表中肯的意見;巖土工程師如果不懂得地質(zhì),則難以理解地質(zhì)與工程之間的相互作用,也難以對癥下藥,提出合理的處置方案。這兩種思維方式有很好的互補性,應互相滲透,互相嫁接,必能在學科發(fā)展和解決復雜巖土工程問題中發(fā)揮巨大作用。

2.抓住機遇,努力創(chuàng)新

半個世紀來,無論工程地質(zhì)還是巖土工程,我國取得的巨大成就和科技創(chuàng)新是有目共睹的。現(xiàn)在的中國,一方面是工業(yè)化尚待繼續(xù)完成,城市化和新鄉(xiāng)村的建設正在加速進行;另一方面,保護環(huán)境,使社會經(jīng)濟協(xié)調(diào)和可持續(xù)發(fā)展的任務已經(jīng)擺在我們的面前。21世紀對中國,將是水利、水電、道路、橋隧、高層建筑和地下工程并駕齊驅(qū)的世紀,工業(yè)化、城市化、鄉(xiāng)村現(xiàn)代化、保護和改善環(huán)境等并舉的世紀。我國地質(zhì)條件異常復雜,環(huán)境特別脆弱,對工程地質(zhì)和巖土工程帶來了許多世界級的難題,也為創(chuàng)新提供了空間和機遇。希望工程地質(zhì)專家和巖土工程師抓住機遇,在完成工程任務的同時,發(fā)揚創(chuàng)新精神,提出更先進的科學理論和實用技術(shù)。要結(jié)合重大工程問題創(chuàng)新,結(jié)合中國特點創(chuàng)新,更要在原創(chuàng)性和概念創(chuàng)新方面狠下功夫。只有原始創(chuàng)新,從概念上突破,才能領(lǐng)導國際潮流,將我國工程地質(zhì)和巖土工程的科技水平推向新的高度,走在世界前列。

3.關(guān)于專業(yè)人才的培養(yǎng)

過去設置工程地質(zhì)專業(yè),培養(yǎng)了大批工程地質(zhì)人才,是學習蘇聯(lián)和計劃經(jīng)濟的結(jié)果。現(xiàn)在高校本科撤消了工程地質(zhì)專業(yè),大批工程地質(zhì)人員轉(zhuǎn)向巖土工程,是向市場經(jīng)濟轉(zhuǎn)軌和工程建設的需要。但絕不是巖土工程可以替代工程地質(zhì),不再需要工程地質(zhì)人才了。今后的巖土工程師主要來自土木系,他們雖然學過工程地質(zhì),但深度是有限的。投入工作后,側(cè)重點和注意力主要放在工程問題的處理上,很難下功夫修補地質(zhì)學功底,遇到復雜地質(zhì)問題還得請教地質(zhì)學家。中國的地質(zhì)條件如此復雜,工程建設規(guī)模如此巨大,沒有高素質(zhì)的工程地質(zhì)專門人才難以設想。因此,高校應將工程地質(zhì)和巖土工程作為重要二級學科,培養(yǎng)相應的碩士和博士,作為技術(shù)骨干,不斷充實到建設隊伍中去。

五、結(jié)語

綜上所述，工程地質(zhì)是地質(zhì)學的一個分支，其本質(zhì)是一門應用科學;巖土工程是土木工程的一個分支,其本質(zhì)是一種工程技術(shù)，兩者有本質(zhì)上的區(qū)別。因此，筆者希望通過本文的介紹，能夠讓讀者認清工程地質(zhì)與巖體工程的關(guān)系，認清這兩個不同的概念。

參考文獻：

篇（10）

中圖分類號：TV文獻標識碼： A

一般來說,工程地質(zhì)是調(diào)查、研究、解決與人類活動及各類工程建筑有關(guān)的地質(zhì)問題的科學。工程地質(zhì)研究的主要內(nèi)容有：確定巖土組分、組織結(jié)構(gòu)（微觀結(jié)構(gòu)）、物理、化學與力學性質(zhì)（特別是強度及應變）及其對建筑工程穩(wěn)定性的影響，進行巖土工程地質(zhì)分類，提出改良巖土的建筑性能的方法；研究由于人類工程活動的影響而破壞的自然環(huán)境的平衡，以及自然發(fā)生的崩塌、滑坡、泥石流及地震等物理地質(zhì)作用對工程建筑的危害及其預測、評價和防治措施；研究解決各類工程建筑中的地基穩(wěn)定性，如邊坡、路基、壩基、橋墩、硐室，以及黃土的濕陷、巖石的裂隙的破壞等，制定一套科學的勘察程序、方法和手段，直接為各類工程的設計、施工提供地質(zhì)依據(jù)；研究建筑場區(qū)地下水運動規(guī)律及其對工程建筑的影響，制定必要的利用和防護方案；研究區(qū)域工程地質(zhì)條件的特征，預報人類工程活動對其影響而產(chǎn)生的變化，作出區(qū)域穩(wěn)定性評價，進行工程地質(zhì)分區(qū)和編圖。隨著大規(guī)模工程建設的發(fā)展，其研究領(lǐng)域日益擴大。除了巖土學和工程動力地質(zhì)學、專門工程地質(zhì)學和區(qū)域工程地質(zhì)學外，一些新的分支學科正在逐漸形成，如礦山工程地質(zhì)學、海洋工程地質(zhì)學、城市工程地質(zhì)及環(huán)境工程地質(zhì)學、工程地震學。但是隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展現(xiàn)代化建設與環(huán)境存在沖突，而且現(xiàn)在大學生雖多，但真正的人才卻少之又少，因此我們要抓住機遇，迎接挑戰(zhàn)，正確處理工程地質(zhì) 環(huán)境 人才 機遇之間的關(guān)系，總之工程地質(zhì)與人類的生活密切相關(guān)。

一、崩塌的概念

崩塌是指陡峻斜坡的巨大巖塊，在重力作用下突然而猛烈地向下傾倒、翻滾、崩落的現(xiàn)象。崩塌經(jīng)常發(fā)生在山區(qū)河流、河谷的陡峻山坡上，有時也發(fā)生在高陡的邊坡上。它來勢迅猛，對道路交通可造成直接危害。在設計中應避免使用不合理的高陡邊坡，避免大挖大切。在施工中應清除坡面危石或采取坡面加固、調(diào)整水流等措施。

二、滑坡的概念:

滑坡的概念:滑坡是指斜坡巖土體在重力作用下，一定的軟弱面或華東帶整體下滑的現(xiàn)象。西南地區(qū)（云、貴、川、藏）是我國滑坡分布的主要地區(qū)，其他地區(qū)的山區(qū)、丘陵區(qū)、包括黃土高原，亦有不同類型的滑坡分布。

1、滑坡的發(fā)育過程

（1）、蠕動變形階:歷時長，是滑坡預測和預防的重要階段。

（2）、滑動破壞階段: 速度大、來勢猛、破壞力大。

（3）、漸趨穩(wěn)定階段。

2、影響滑坡的因素

（1），邊坡形態(tài)；坡高，坡角。

（2）、巖土性質(zhì)；強度，含水量，完整性。

（3）；構(gòu)造面的產(chǎn)狀。

（4），水；靜水，動水

（5）、振動荷載；地震。

三、泥石流的概念：

由暴雨或冰雪迅速融化形成的一種突然爆發(fā)性的含大量泥沙、石塊的急驟水流，并且攜帶堆積在緩坡或山谷中的大量堆積物成為泥石洪流沖向山前地帶的現(xiàn)象，稱泥石流泥。石流是主要發(fā)生在地質(zhì)不良、地形陡峻的山區(qū)或山前區(qū)，與水文氣象、人類活動有關(guān)，是突然爆發(fā)性的，由泥砂石塊組成的特殊洪流。泥石流的防治可考慮水土保持、跨越、排導和滯流攔截等措施。

其形成原因主要有；

（1）.溝槽縱坡較大、便于積水、集物的陡坡的地形地貌。

（2）.流域內(nèi)有豐富的松散固體物。

（3）.流域中上游有大量的降雨，急劇消融的冰雪或水庫的潰決短時間內(nèi)有大量的水源供給。

四、水利水電工程地質(zhì)的特點

1 特殊性與復雜性

在水利水電、電力、工民建、交通、港航、航天、航空、地礦、市政建設等等凡是存在土建工程，要與地質(zhì)體(地基)打交道的行業(yè)，都有工程地質(zhì)專業(yè)，因此，我們稱工程地質(zhì)專業(yè)是工程建設的基礎性專業(yè)，是不必爭議的。由于水利水電工程建設自身的特殊性和復雜性，使得水利水電工程地質(zhì)又是所有這些不同行業(yè)的工程地質(zhì)專業(yè)中涉及面最廣、問題最復雜、任務最艱巨、聲望最高、最具權(quán)威性的業(yè)界龍頭。

水利水電工程建設的特殊性首先表現(xiàn)在工程建筑物的特殊性。工業(yè)與民用建筑到處可以見到基本相同甚至完全相同的建筑物，可以部分或全部套用標準設計圖紙。而水工建筑物則不然，世界上有成千上萬座水庫大壩，你就很難找到兩座完全相同的大壩。決定大壩的規(guī)模、壩型、結(jié)構(gòu)等工程要素的自然條件很復雜，而工程地質(zhì)條件則是最主要的自然條件之一。水工建筑物的第二個特殊性是與水打交道，所承受的主要荷載是水荷載。水利水電工程不允許失事，一旦失事，損失將十分慘重。

2 實踐性與經(jīng)驗性

水利水電工程地質(zhì)的另一特點是強烈的實踐性與經(jīng)驗性。在中國水利學會勘測專委會1999年度學術(shù)研討會上，工程地質(zhì)界知名前輩專家天津院的李仲春教授語重心長地警示工程界：工程地質(zhì)這個專業(yè)太難了，工程地質(zhì)決策不是通過計算和試驗所能左右的，很大程度上取決于我們的工程經(jīng)驗，即是十分成功的工程，也很難證明它既安全可靠又經(jīng)濟合理。李仲春教授的肺腑之言充分表達了工程地質(zhì)專業(yè)的實踐性與經(jīng)驗性的深刻含義。 工程地質(zhì)理論上的任何一項新進展，新方法，新技術(shù)，都必須通過大量試驗研究、分析論證和工程實踐的檢驗。例如，近二十年來隨著數(shù)理基礎學科和計算機技術(shù)的發(fā)展，壩基、洞室和邊坡穩(wěn)定性分析計算的理論和方法有了長足的進展，但是這些計算成果仍然只能是工程設計和決策的一種參考，因此在工程界有一種通用說法：不可不信也不可全信。許多工程實例足以說明采取慎重態(tài)度的必要性。有些工程從分析計算上看是安全的，實際上卻出了問題；而另一些工程通過計算認為不安全，但卻安全運行了數(shù)十年。因此我們搞工程建設，工程經(jīng)驗往往又是起決定作用的。

3工程地質(zhì)測不準原理

著名的量子力學測不準原理：“不能同時測準粒子在某一瞬間的速度和位置”。我們不妨借用這個原理來揭示工程地質(zhì)的一些本質(zhì)性問題事實上，地質(zhì)體中的某些性質(zhì)的確是測不準的。例如某一組結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀，你只能用一個區(qū)間值來表述，如果僅用一個確定值來表述則肯定不符合客觀實際。又如工程地基巖體的物理力學參數(shù)，它只能是一個區(qū)間值或統(tǒng)計值，因為地質(zhì)體中每一點的性質(zhì)都可能是變化的。地質(zhì)參數(shù)精確到某一個具體數(shù)值的時候，千萬不要把它當成是絕對準確的，否則會誤導精確評價的可信性。

五、小結(jié)

人類社會的進步與發(fā)展，實際上又是一部人與自然相互協(xié)調(diào)和相互影響的壯麗史詩。以前我們把人與自然的關(guān)系當成是與天斗與地斗的斗爭關(guān)系，實踐證明，人與大自然斗爭的結(jié)果，雖然取得了一些局部性的小勝利，而大自然反過來對人類的懲罰卻是災難性的。人類的每一次產(chǎn)業(yè)革命，無不與工程建設有直接關(guān)系，與地質(zhì)環(huán)境有直接或間接關(guān)系。建國以來，我國的基本建設此起彼伏，新一輪的建設正在興起。在多專業(yè)組成的基建隊伍這個龐大樂團中，地質(zhì)師要起到指揮和首席演奏家的作用，甚至還要擔負起獨奏華彩樂章的作用。盡管工程地質(zhì)學科正在經(jīng)歷著前所未有的挑戰(zhàn)，工程地質(zhì)工作也存在著這樣那樣的問題和難題，然而這更是機遇。抓住機遇迎接挑戰(zhàn)，順應自然，保護環(huán)境，防止災害，造福人類，是工程地質(zhì)學家和地質(zhì)師的艱巨任務和不可推卸的責任。

參考文獻

1：韋港 《工程地質(zhì)隨想》 1996年4月24日