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工程地质学的研究方法范文1
收稿日期：2012-11-16
作者简介：汪演强（1955-），男，广东石油化工学院建筑工程学院工程师，主要从事岩土工程勘察及工程地质学研究，（E-mail）。
摘要：工程地质学在土木工程专业中具有至关重要的学科地位。针对目前工程地质学课程存在的主要问题，对工程地质学课程建设及教学方法提出切实可行的改革措施。全方位培养学生理论联系实际能力、分析问题和解决问题的能力、创新能力和工程意识，培养具有较高素质的高级技术人才。
关键词：工程地质学；土木工程专业； 教学改革
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1005-2909（2013）03-0091-04 一、 工程地质学的学科地位
土木工程专业人才培养方案提出的培养目标是：毕业生能在房屋建筑、工程勘察、地基基础、地下建筑、道路、桥梁等设计、研究、施工、教育、管理、投资开发部门从事技术或管理工作。工程地质学是土木工程专业一门必修的专业基础课，一方面为土力学与基础工程学等专业课程的学习奠定基础，另一方面担负着与工程地质勘察有关的应用地质学基础理论知识学习及实践实习的重要任务，培养学生的实践能力及创新精神。工程地质学通过岩土工程勘察为工程建设服务。在工程建设中首先要查明建设地区或建筑场地的工程地质条件，分析、预测和评价可能存在和发生的工程地质问题，及其对建筑物和地质环境的影响和危害，提出防治不良地质作用的措施。可见必须要有扎实的工程地质学知识才能在实际工程建设中完成工程地质勘察任务。
工程地质问题，是涉及生命和财产安全的大问题，稍有疏忽即可酿成大祸。西安建筑科技大学旧图书馆、铁一局幼儿园教学楼以及西安化工六院某家属楼等，都是由于建筑场地地质条件没勘察清楚，刚好建在地裂缝上而遭到破坏。1976年7月28日唐山7.8级大地震，造成65万多间房屋坍塌，24万多人死亡，主要是建筑结构防震措施缺失及地基液化造成的房屋倒塌，原唐山矿冶学院的图书馆楼因地基液化下陷了一层半。委内瑞拉曾发生6.4级地震，致使楼房地基土液化下陷（图1），也属于地基处理方案不合理造成的工程地质问题。2009年6月27日上海“倒楼”工程事故， 13层楼房（7号楼）整体倒覆（图2），事故原因是施工方将楼房南侧开挖4.6 m深的地下室挖出的土方堆置在楼北侧，高度达10 m左右，加上雨水渗入诱发土体失稳，致使基础桩折断楼房失去支撑而倒覆。该工程事故属人工改变地质环境及雨水渗入诱发土体失稳的工程地质问题。从以上工程事故案例可以看出，天灾固然不可抗拒，但人祸可以避免，这就要求土木工程师熟练掌握工程地质学知识。可见工程地质学课程设置，在土木工程建设中具有举足轻重的学科地位。
图1 地基土液化楼房下陷
图2 上海倒楼事故现场
二、工程地质学课程存在的主要问题
据调查了解及结合学院的实际情况，目前土木工程专业工程地质学教学在师资、实践教学方面存在许多问题[1]，而最突出的问题主要有以下两方面。
首先是课程授课学时少。土木工程专业工程地质学为30学时，实际授课课时为26学时。其他多数院校的课时设置为36学时[2]。而按新专业设置，工程地质学教学内容多，在教学内容安排上除了满足主要的工业与民用建筑专业方向外，还要兼顾道路与桥梁工程、岩土工程、地下工程等专业方向。地质基础知识是学科基础，必须牢固掌握，而工程岩土学、水文地质学基础、工程地质分析及岩土工程勘察是分析和解决工程地质问题的专业应用部分，这些知识更加重要。课时设置太少，教学深度难以达到人才培养方案中的培养目标。
其次，室内实验及野外实习少，个别院校没有开设实验实习。 因课时少，在课程设计中往往是首先减少实验实习，致使实践教学环节薄弱或缺失。同时，非地质院校开设的土木工程专业，基本上都没有地质基础方面的实验室，如矿物岩石实验室、地质构造模型室，以及野外地质实习基地。野外地质实习的师资力量也不足，一般非地质院校仅有1～2位工程地质学任课教师，不具备带领野外实习的条件，所以基本上都没有开设野外实习。学生在学习中缺少感性认识，纸上谈兵使这门实践性很强的课程教学大打折扣。
三、教学改革措施
基于工程地质学课程目前存在的主要问题及课程设置的重要性，在适当增加教学课时及工程地质实验实习资金投入的同时，依据多年教学经验，应从以下两方面着手改革。
（一）课程建设方面的改革
（1）相关课程的任课教师组成教学科研团队，开展相关的教学科研活动。由于工程地质学课程教学课时少，所以从事工程地质学教学的教师相对较少，不能形成强大的师资队伍。但工程地质学、土力学及基础工程学课程知识相关性较大，可以组成一个教学科研团队，开展相关的教学科研活动及设计性、综合性实验研究。对这些课程中相互交叉、重复的部分内容进行协商调整。如工程地质学中土的工程地质特性，包括土的物质组成、土的物理力学性质、土的分类与分级，以及地下水的径流状态等，在土力学中属于重点内容。房屋建筑工程地质问题及深基坑开挖工程地质问题，在基础工程学中有较详细讲授。这些内容在工程地质学中不宜重复授课。
（2） 充分利用实验室教学资源。 据调查了解，许多理工科院校在开办土木工程专业的同时，也开设有地理科学类专业，广东石油化工学院也开设了这两个专业。地理科学类专业开设的地质学也都需要进行地质基础实验。为充分利用实验室教学资源，节约实验室重复建设的资金投入，建议两个专业共同建设使用矿物岩石实验室、地质构造模型室，完善地质基础实验教学。开展常见造岩矿物及三大类岩石的认识、鉴定实验，增强学生对矿物、岩石的感性认识，开展地质构造模型实验，使学生理解并掌握地质构造的立体空间展布。
（3）开设岩土工程勘察综合性实验。在土木工程专业人才培养目标中可见，毕业生应能在工程勘察部门从事技术及管理工作。因此，在加强岩土工程勘察理论知识讲授的同时，有必要开设岩土工程勘察综合性实验。把工程地质学、土力学、基础工程学与工程测量等课程中简单、分散、独立的相关实验统一起来，组合成为岩土工程勘察综合性实验。实验内容包括对某一建筑场地测量定位、钻探、原位测试、采取岩土试样、鉴定描述、室内土工试验，综合分析评价，确定土岩层承载力特征值，建议建筑物的基础持力层及基础类型，提出与建筑场地、环境相关的岩土工程综合治理建议。综合性实验旨在把实验项目与生产实际联系起来，培养学生的动手能力、综合运用能力、创新能力。岩土工程勘察综合性实验应连续进行，独立设置课程，时间具有连续性，可以培养学生连续工作的毅力和能力，利于学生提前熟悉就业环境，增强工程意识，形成严谨的科学态度。岩土工程勘察综合性实验更贴近土木工程专业实际，体现大工程观的教育思想。
（4） 开设工程地质相关的专题讲座。 定期开设工程地质相关专题讲座，介绍工程地质与工程建设的依附关系，介绍工程建设、岩土工程治理等方面有关工程地质的典型案例和最新研究成果，提高学生对工程地质学的学习兴趣和日后工程建设设计施工时对工程地质条件的重视。介绍工程地质的新理论、新技术和新方法，拓宽学生的知识面，开阔视野，使学生更多地了解、接受最新的前沿科技成果，使学生能站在更高、更广的角度分析问题，为学生将来成为优秀的土木工程师打下扎实的基础。
（二） 教学方法改革
（1）首先要教会学生获取知识及创新的能力。 大学本科教学的核心并不是让学生去掌握某一种实验方法或某一个专业知识，而是让学生学会发现问题、解决问题的思路及方法，培养学生获取知识及创新的能力[3]，实现青出于蓝而胜于蓝。根据专业特点，掌握地质学“将今论古、以古证今”的思维方式和研究方法，养成从地质演化角度分析工程地质条件的思维习惯。地球的内外力地质作用是永不停息的，无时无刻都在按地质演化规律发生着变化，特定的建筑工程与场地地质环境之间是有条件的、动态的平衡，一旦某一因素的变化超越了平衡极限，平衡被打破，工程地质条件就要发生变化，甚至危害建设工程，引发建设工程事故。学会分类、总结、归纳及演绎的逻辑思维方法，将复杂的地质现象（问题）简单化，将特殊的地质现象（问题）典型化，将一般的地质现象（问题）规律化[4]。提高学生自主获取知识的能力，拓展思维，使学生能在课堂授课时间以外，通过自学获得更多有关工程地质的知识，为日后的拓展学习奠定基础，增强创新意识，提升创新能力。
（2）重视学生对实物标本的接触观摩鉴定，实施全开放实验。为学生认识、鉴定常见造岩矿物及常见岩石创造条件，实施全开放实验。也就是在相应的内容讲授及实物标本鉴定演示后，把多套常见矿物岩石标本分组留给学生长时间保管。如图3所示，学生在宿舍利用课余时间做常见矿物岩石鉴定实验，学生在做鉴定实验时允许其刻划、敲打标本，让学生有较多机会接触、认识、鉴定实物标本，并相互交流讨论鉴定体会，反复识记常见造岩矿物及岩石的主要特征。填补部分院校没有地质基础实验室的缺陷，可以收到在实验室实验异曲同工的效果。在实际工作中常见的矿物主要有石英、长石、云母、方解石等，常见的岩石主要有花岗岩、闪长岩、玄武岩、砾岩、砂岩、泥岩、页岩、石灰岩、片麻岩、千枚岩等，这些矿物岩石标本比较容易采集。可利用野外实量采集这些常见的矿物岩石标本，或到地质勘察及地质矿产生产单位收集这些标本，个别难采集的标本应投入资金购买。正由于这些标本容易采集，可当作易耗品借给学生保管，课程结束后才回收标本，提高实验标本的利用率。
图3 学生利用课余时间鉴定矿物岩石标本
（3）重视地质理论与工程实践的密切联系。 地质是工程地质，不能脱离工程建设而单纯讲授地质理论。如讲授三大类岩石时，应结合工程实例分析其工程性质，介绍其作为建筑材料、地基、边坡与周围环境的工程性质。在讲授地下水对工程建设的影响、常见不良地质作用及其防治、不同工程类型常见工程地质问题等内容时，紧密结合较典型的实际工程案例讲授。如茂名市某单位办公楼建筑基础工程案例，建筑物设计有一层地下室，设计采用天然地基箱型基础，由于设计人员对地下水设防水位不重视，没有抗浮设计，在楼房建到地面时回填了基坑边坡，平整了室外地面。当建到第二层时，一场暴雨使整栋建筑物上浮，升高了38 cm，造成工程事故。通过具体工程案例，与学生共同分析、讨论，找出工程事故的工程地质原因，提出有关工程地质问题的防治措施，培养学生理论联系实际的能力，及分析问题、解决问题的能力。
（4）充分利用多媒体技术教学。 多媒体教学不仅可以扩大课堂教学的信息量，而更主要的是增强教学直观性，提高教学质量。如将各种地质现象、工程地质问题、不良地质作用及其防治措施，特别是由于地质原因造成的工程事故及处理措施，以图片的形式给学生演示，辅助教学。把地质构造、地层接触关系等地质演化形成过程制作成动画，使学生更容易理解并增强记忆。如背斜、向斜构造的形成过程及在地面出露的岩层新老关系特征，以动画展示各阶段的过程：地壳下降的同时沉积一套从下至上、由老到新的地层层序地层受水平运动挤压形成背斜、向斜褶皱构造显示背斜核部为老岩层，两翼为新岩层，向斜核部为新岩层，两翼为老岩层地壳上升的同时背斜、向斜上部地层被风化剥蚀削平或背斜成谷向斜成山从地表面显示中间为老岩层，两侧新岩层对称重复出现的为背斜；中间为新岩层，两侧老岩层对称重复出现的为向斜。利用录像设备将野外地质实习、岩土工程勘察施工（包括各种测试、钻探等）制作成电视录像片，在讲授相应的内容时播放，或放在网络教学平台，让学生随时下载观看。增强感性认识，为实践实习打好基础，也可以节省实践实习时间，或代替部分实践实习，填补部分院校没有开设实践实习教学的不足。生动、形象、直观的教学使学生更容易理解。
四、结语
工程地质学是土木工程专业必修的专业基础课，是一门学时不多、内容丰富、教学难度较大、富有挑战性的课程。要培养基础理论知识充实，具有较强的实践能力和创新精神，综合素质高的优秀土木工程师，学校必须要加大对专业建设的投入：完善基础地质实验室并定期补充足够数量的实验标本，建立野外地质实习基地，确保相应的实践实习，包括工程地质勘察实习。任课教师更要加强学习，不断总结、改革教学方法，更新工程地质新技术、新方法，收集积累工程实践案例，从工程建设实际出发培养具有综合素质的高级工程技术人才。
参考文献：
[1]潘文胜.工程地质学课程教学存在的问题及其教学改革[J].教育与职业，2008（9）：87-88.
[2]李斌，冯柯.土木工程地质学课程教学改革研究[J].山西建筑， 2011，37（3）：233-234.
[3]张俊林.在本科毕业设计中培养学生创新能力的改革与实践[J].重庆科技学院学报：社会科学版，2008（1）：20-21.
[4]曹丽文.工程地质学思维方法培养的教学研究[J].中国地质教育，2002（4）： 54-57.
Teaching reform on engineering geology
WANG Yanqiang
（School of Civil Engineering， Guangdong University of Petrochemical Technology， Maoming 525000， P. R. China）
工程地质学的研究方法范文2
【关键词】岩土力学；工程地质；土压力；岩体
工程地质学是研究与工程建设有关的地质问题的科学。它的研究对象是地质环境与工程建筑二者相互制约、相互作用的关系，以及由此而产生的地质问题，包括对工程建筑有影响的工程地质问题，和对地质环境有影响的环境地质问题。它的任务是为各类工程建筑的规划、设计、施工提供地质依据，以便从地质上保证工程建筑的安全可靠、经济合理、使用方便、运行顺利。
1.工程地质学与岩土力学的研究对象
工程地质学与岩土力学是将岩土作为建筑物的地基材料或介质来研究的一门学科，主要研究土的工程性质及土在荷载作用下的应力，变形和强度问题，为设计与施工提供土的工程性质指标与评论方法，土的工程问题的分析计算原理，是土木工程技术专业的技术基础。
工程地质学从土的成因与成分出发，研究土的工程性质的本质与机理。对土的荷载，温度及湿度等因素作用下发生的变化作出数量上的评价，并根据土的强度，变形机理提出改良土质的有效途径。
2.岩土力学发展历程
18世纪以前，许多土力学问题只凭借经验解决。
1773-1776年，法国库仑（Coulomb）根据试验，提出了土的抗剪强度和土压力和滑动土锲理论，土力学进入古典理论时期1857年，朗肯（Rankine）从塑性应力场出发建立了新的土压力理论。
1885年，法国辛纳斯克（Roussinesq）求得半无限空间弹性体在竖向集中力作用下，全部6个应力分量和3个形变分量的理论解，为以后计算地基变形建立了理论基础。
达西（Darcy，1856年）通过水在砂中的渗流试验，建立达西公式，为以后研究渗流和固结理论打下了基础。
1922年瑞典费伦纽斯（Fellenius）在处理铁路滑坡问题时，提出了土坡稳定分析方法。
1925年，美国土力学家太沙基（Terzaghi）的“土力学”（Erdbaumec
hanik）出版，土力学进入了一个新的时期，使土力学成为一门独立的学科。
为了总结和交流世界各国的理论和经验，1936年国际土力学基础工程学会成立，之后每4年召开一次国际土力学和基础工程会议，推动了这门学科在世界范围的发展。
1956年进入近代土力学时期。这是以美国科罗拉多州波德尔（Bouder，colorado）举行的粘土抗剪强度学术会议以及英国正在开展的土应力—应变性质研究工作为时代的标志。
在以后的时间里，由于计算机的普及应用，促使土力学在基本理论、计算方法、室内和现场的试验设备等诸多方面都取得了革命性的发展。
3.岩体工程地质力学的建立与岩体力学研究
岩体就是由结构面和结构体组合而成的。结构面按其延续的长短可以分级，但其形成则受岩石成因和后期地质构造变动的控制，因而其分布规律和形状、宽度等可以通过地质力学加以分析。这样他们就把地质力学与岩石力学结合起来对岩体结构加以分析，创立了一门新的分支学科：岩体工程地质力学。把岩体结构分为块状结构、镶嵌结构、碎裂结构、层状结构、层状碎裂结构、散体结构等类型。不同结构类型的岩体其力学性质和变形破坏规律也不同。我国在软弱、破碎岩体的研究方面也取得较大进展，例如断层岩的分类及其物理力学特性和稳定性评价的研究；泥化夹层的物质与结构特征及其力学性质的研究；膨胀岩的膨胀机理和处理措施的研究等。
4.工程地质学与土力学的专业关系
工程地质学与土力学是一门研究土的工程问题的学科，是土木工程学科的一部分。土是一种自然地质历史产物，是一种特殊的变形体材料，它既服从连续介质力学的一搬规律，又是其特殊的的应力——应变关系和特殊的强度，变形规律，形成了岩土力学不同于一般固体力学的分析方法和计算方法。岩体力学是近展较快的科学分支，岩体力学是在岩体结构控制论的基础上，对岩体的力学性状及其变形、位移及破坏过程和规律的研究。岩土力学的理论与方法又是学习专业课程与从事土木工程技术工作必需的基础知识。
在路基工程中，土是修筑路堤的基本材料，同时它又是支撑路堤的地基。路堤的临界高度和边坡的取值都与土地抗剪强度指标及土体的稳定性有关；未了获得具有一定强度和良好水稳定性的地基，需要采用碾压的施工方法压实填土，而碾压的质量控制方法正是基于对土的击实特性的研究成果；挡土墙设计的侧向荷载——土压力的取用需借助于土压力理论计算；近年来，我国高速公路大量修建，对路基的沉降计算与控制提出了很高的技术要求，而解决沉降问题需要对土地压缩特性进行深入的研究。
在路面工程中，土基的冻胀与翻浆在我国北方地区是非常突出的问题，防治冻害的有效措施也是以土质学的原理为基础的；稳定土是比较经济的基层材料，它就是根据土的物理化学性质提出的一种土质改良措施，目前深层搅拌水泥土桩在公路的软基处理中就得到了广泛应用；道路一般在车辆的重复荷载作用下工作，因此需要研究土在重复荷载作用下的变性特征，而抗震设计更需要研究土的动力特征。
在桥梁工程中，基础工程常常是能否在预选桥址建桥的技术关键，基础工程的造价占总造价的比重很大，经济、合理的桥梁基础设计需要依靠土力学基本理论的支持；对于超静定的大跨度桥梁结构，基础的沉降、倾斜或水平位移是引起结构过大次应力的重要因素；在软土地区高速公路建设中的“桥头跳车”是影响工程质量的技术难题，解决这一难题的技术关键在于如何处理好桥墩与高路堤之间沉降差，这涉及桩基和高路堤的沉降计算与控制、填土的碾压质量控制以及软基地加固处理等问题。我国苏州的虎丘塔和意大利的比萨斜塔都是因为基础的不均匀沉降造成塔身严重倾斜，危及了塔的安全。因此需要计算出不同时间的基础沉降量，还需确定地基容许承载力。特别对于超静定结构的桥梁更为重要。另外，桥台背后的土压力等，也需要应用土力学的方法进行计算。
【参考文献】
[1]高大钊，袁聚云.土质学与土力学（第3版）.北京：人民交通出版社，2001.3.
工程地质学的研究方法范文3
关键词：工程地质，数值模拟 ，信息化设计 ，岩体结构面网络模拟
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
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
1 前言
工程地质学在最近十几年取得了重大技术进步，已经形成了理论与方法的工程地质学体系。尤其是最近几年交通工程的大力发展，工程地质信息化在其中得到广泛应用，边坡工程地质的理论得到深化，地质灾害勘察、设计、施工一条龙思想逐渐成型，工程地质信息化设计在这种环境下得到了很好的发展。.
在传统工程地质中，其主要任务就是简单地为工程建筑提供必需的地质资料，工程地质在这个过程中没有参与设计，更不用谈什么优化设计，以致得在复杂的工程地质条件下，设计与地质严重脱节，最终导致事故的发生或者工程建造忽略地质条件而使成本过高等问题。
现代工程地质较传统的有了很大的变化，前者要求从工程设计的角度进行工程地质工作的布置，并完成资料的收集与更新工作。现代工程地质要求工程地质直接参加设计，甚至很多时候工程的设计必须主要围绕着工程地质来进行。工程地质的相关工作在整个工程的设计与施工阶段都占据着举足轻重的角色，根据地质条件的不断反馈，来完成工程设计的优化目的。
工程地质信息化设计是现代工程地质学中一个重要的特征，也是区别于传统的工程地质学的主要特征，它包含了两项重要技术，即岩体结构面网络模拟与数值模拟，两者不断地发展与成熟，为信息化设计提供了重要保证。
2 工程地质化设计的基本思路
工程信息化的设计基本思路可以从边坡工程信息化设计的过程来说明，如图1所示，：
图1 工程地质信息化设计思路及过程
工程地质信息化设计十分注重全过程地质与设计的协调、不同工作步骤之间的协调。这种设计思路的核心可以归结为两点，即设计过程模拟和稳定性分析。设计过程模拟是整个工程地质信息化设计的重要部分，占有举足轻重的作用，模拟过程就是好比于实际工程的“试验”过程，相当于实际工程的演练。稳定性分析则是应用于设计之前和加入治理工程结构之后，它与设计过程模拟两个部分缺一不可。
由此可见，设计是整个工程的核心部分，预测则是关键部门，工程地质分析是整个预测环节的中心工作，两个部分共同决定了工程地质信息化设计的重要地位。
3 工程地质化设计的数值模拟技术
最近十几年中，电子计算机技术得到了飞速的发展，各行各业的工作开展都开始得益于计算机的强大功能，工程地质问题的解决在从中受益，这包括了工程地质问题中的数值模拟理论和方法都开展于计算机。
数值方法的突出优点众多，其中最大的优点是能够较好地考虑复杂边界条件、非均质特性、介质的各向异性及其随时间的变化、介质不连续性等复杂地质条件。它通过计算机技术将岩土体工程结构作为整体进行模拟仿真，经过这种模拟的试验阶段来取得一种最佳的方案。
目前，在工程地质学中常用的数值方法主要有：块体理论（biock theory，BT）、有限单元法中的节理单元法（joint eiement，JE）、不连续变形分析（discontinuous deformation anaiysis，DDA）、快、块体弹簧元法（BSM）、速拉格朗日法（ fast Lagrangian anaiysis ofcontinue，FLAC）、无网络伽辽金法（eiement free Gaierkin method，EGM）和数值流形法。这几种方法对岩土工程与工程地质方面的特殊问题的解决都十分有效。
4 岩体结构面网络模拟技术
岩体结构面网络模拟是以Monte-Carior 为原理，通过较少量结构面资料，按照一定的测量方法，推测岩体空间结构面分布特征。图2 为根据精测线法获取的某公路边坡结构面资料模拟出的岩体空间三维结构面网络图。
图2 某工程岩体三维网络模拟成果
此外，通过网络模拟，还能获取岩体各类几何参数，作为工程设计的参考资料。图3 示出了岩体结构面线密度的分布特征.：
图3 某工程岩体结构面线密度分布特征
通过网络模拟获取的岩土结构面信息，尤其是施工过程中的相关结构面方面的信息，可以反复不断进行模拟，不断优化设计，修正设计，以求达到最佳。
5结束语
随着科技的不断发展，工程地质的理论和实践知识都将会得到程度更大的提高，工程地质信息化将为工程地质施工的主要发展方向，其技术的不断发展和深化在整个工程地质学中都具有重要的意义。
参考文献
[1] 工程地质学 张忠苗主编/2007-02-01/中国建筑工业出版社
[2] 工程地质倪宏革，时向东主编/2009-08-01/北京大学出版社
[3] 理正工程地质勘察软件常见疑难问题解答北京理正软件设计研究院有限公司著/2011-11-01/中国建筑工业出版社
工程地质学的研究方法范文4
【关键词】城市 建设 环境 地质
中图分类号：F470.1 文献标识码：A 文章编号：
一、前言
城市环境地质作用
城市地质作用受区域地质环境、气候分带条件和人类对环境的作用三方面的因素所制约。具体可分为六大类：由城市热力场变化引起的地热地质作用；由地下水圈变化引起的水成地质作用；由静力负载引起的重力地质作用；由动力负载引起的岩石动力地质作用；由开采矿产和地下建筑引起的地质作用；人为的岩石成因作用。从城镇的类型和功能看，不同类型、不同功能的城市，其地质作用的侧重点和强度也是不一样的。例如山区城市，挖填方量大，诱发重力地质作用显著；平原城市，常因过量抽汲地下水而诱发地面沉降；老城市环境工程地质问题较多，人工堆积物作用显著；对于新城市，当有较好规划时，环境工程地质问题较少；矿业城市，人为改变渗流场，形成采空区，改变应力场，恶化水质， “三废”污染严重，环境工程地质问题较多；风景旅游城市，城市用地往往紧张，地质环境承受城市地质作用的能力较弱；海港城市，间歇性动荷载较大，等等。
二、城市环境地质的主要研究内容
1、区域地壳稳定性评价。
区域稳定性主要指现代构造运动、地震运动以及岩浆活动影响下地壳的相对稳定程度。它是城市区域工程地质环境质量的主要问题，涉及活动断裂、地震活动、构造成因的地裂缝、火山活动及其它不良地质作用的强度等方面。地质资料表明，二十世纪六七十年代以来，地球岩石圈进入了新的强烈活动与调整时期(地史以来的第五个强烈地震活动期，其延持时间很可能超过未来人类历史)，致使不少城市均发生由新构造运动引起的地裂、地陷、滑坡、危岩、崩坍、泥石流、地震及地下水异常(包括地下水水位及水质等异常变化)等各种地质灾害。决定地壳稳定性的最突出因素是地震活动。我国地震烈度超过7度的大、中城市已达l10座之多，因此，加强地震预报和提高城市整体的综合抗震能力显得越来越重要。
2、地基条件的勘察。
地基条件的勘察主要包括微地貌、岩土体结构及其物理力学性质、水文地质条件等。我国特殊土的分布具有区域性，如软土主要分布在我国沿海城市，天津、塘沽、长江三角洲、浙江、珠江三角洲以及福建的沿海城市。软土具有松软、孔隙比大、压缩性高和强度低的特点，因此，在软土地区进行工程建设经常遇到一些工程地质问题，最常见的是墙体开裂、地面裂缝、基坑边坡塌落或桩基位移、建筑物的不均匀沉降。地下水作为一个易变因素，当其发生变化时经常引起土体物理力学性质的改变。因此，为保证地基的稳定性及建筑的安全使用，查明地基土体的结构特征、物理力学性质及水文地质条件尤为重要。
3、供水条件及水资源保护问题。
随着生产的发展和人口的增加，城市供水量不断地增加，因此，城市水资源成为制约城市发展的重要因素。我国水资源居世界第六位，但人均水量仅为世界人均水量的1／4，属贫水国家。水资源的日趋短缺及由此引起的诸多环境问题已引起世界各国的普遍关注。近年来，由于超采地下水，我国许多城市出现了地面沉降、岩溶塌陷、海水倒灌及泉水枯竭等环境工程地质问题，如上海、天津、西安、济南、太原、杭州、青岛等。供水条件及水资源保护问题主要包括地下水水源地的选择、评价，地下水的调节利用，水资源的合理开发、管理和保护。地下水人工回灌是水资源管理与保护的重要方法，尤其是在干旱、半干旱地区。因此，对城市水资源进行全面调查，制定合理的城市发展计划，不仅可以节减工程建设资金，还将对水资源的保护起到一定的作用。
4、城市垃圾等废弃物。
城市垃圾主要包括生活垃圾和工业废渣、废料。随着城市规模的不断扩大，建筑、工业及生活垃圾等固体废物日益积累，对城市构成了直接和潜在的危害。这种危害可分为三个方面：地表污染、地下岩土体中渗流运移污染和酿成泥石流(垃圾流)等灾害。人工废弃物存放的不适宜会引起诸多环境工程地质问题，如滑坡、泥石流、淤积等，造成地表工程地质环境质量的降低，从而使环境发生恶化。生态学家指出，超大规模垃圾山的形成已使地球生物圈的物质循环产生严重影响。堆放的垃圾通过自身分解，并接受大气降水的淋滤，其污染物必将随同渗出液一起，以不同的运移方式(下渗式径流)间接和直接地污染地下水和地表水。此外垃圾对土壤也可造成污染，大气降水及地下水径流的淋滤作用．使垃圾中的易溶有害成分，渗入土壤中，使土壤土质恶化，危害农作物生长。
三、现代城市环境工程地质研究亟待解决的关键问题
环境工程地质学的产生，是工程活动不断加剧的必然产物，为了在城市建设的同时，保护地质环境，使人类工程活动与地质环境保持良好的坍调关系，今后环境工程地质学研究应重点解决如下问题。
1、建立与完善城市工程地质环境质量数据库
近年来，计算机应用有明显的拓宽，工程地质数据库、专家系统及制图技术得到更多研究着的重视，许多城市的工程地质数据库系统都已建立，并逐步投人使用。但目前尚未建立城市工程地质环境质量数据库，今后应加强这方面的研究。
2、开展城市三维空间的工程地质环境质量预测与评价
工程地质环境质量评价是环境工程地质学的重要研究内容。随着环境工程地质问题的不断出现，相应的评价方法也越来越多，但城市工程地质环境是一个多目标、多层次、多因素的复杂动态大系统，环境工程地质研究的目的在于揭示人类工程活动对地质环境的影响程度，及这种影响给人类所带来的危害程度。城市环境工程地质工作不仅要对工程地质条件中的各个组分的质量作出定量评价，而且还要将人类工程活动、社会经济环境综合成一个系统一并考虑；不仅要进行二维空问的工程地质环境质量评价，而且随着地下工程的建设与发展，还应积极开展三维空问的工程地质环境质量预测与评价；不仅研究城市的工程地质环境质量，还要研究岩土体的保温、隔热、抗震性能。在综合研究的基础上，选择最佳土地使用方案、最佳工程建设区，并指出不利的工程地质条件分布区。
3、研究城市工程地质环境质量标度的制定理论与方法
怎样更好地定量表述人类工程活动对地质环境的影响与改造程度是当今环境工程地质学研究的重点与难点，而加强工程地质环境的规范与标度理论研究，是解决这一问题突破口，为此，应加强工程地质环境质量标度制定理论与方法研究，使环境工程地质学的研究再上一个新的台阶。
4、探讨城市工程地质环境恶化的系统调控与工程建设的协调发展理论
环境工程地质学是环境科学的组成部分，环境工程地质坷题是环境问题的重要类型，而且其危害性往往是巨大的，对待这样的坷题，我们认为也要贯彻可持续发展战略，走城市工程建设与工程地质环境协调发展之路，在城市建设的过程中，采取一系列有效措施，避免、减缓环境工程地质坷题的发生，因此，现代城市的建设，应探讨城市工程地质环境恶化的系统调控与工程建设的协调发展理论。
结论
城市环境与地质作用是相互联系，相互制约的两个因素。城市建设中的环境工程地质问题多种多样，十分复杂，因此应建立综合评价系统对环境地质进行综合的评价。在城市建设过程中应当根据城市环境工程地质状况，合理控制城市发展规模和发展速度，努力协调好城市建设与地质环境之间的关系，对可能出现的地质问题采取相应的措施以达到预防的目的，确保城市建设的安全与稳定。
【参考文献】
工程地质学的研究方法范文5
【关键词】工程地质勘察；目的；主要因素；问题；对策
工程地质学早在20世纪30年代就已成为一门独立学科,近期的研究成果更是高深至运用非线性科学研究其复杂性问题[1]。随着测量、物探、钻探、试验等在仪器、设备、新技术、新方法、新手段方面的不断进步，特别是新时代计算机技术的广泛应用，工程地质有了新的革新，无论是外业资料的收集还是内业资料的整理，工作程序、方法、产品、质量标准等，与传统的工程地质相比，均有了较大的进步。作为一种逐步深化、由浅入深的调查研究过程，我们有必要对工程地质勘察进行探讨和研究。
1工程地质勘察的目的
工程地质勘察是运用工程地质理论和各种勘察测试技术手段和方法，为解决工程建设中地质问题而进行的调查研究工作。工程地质勘察是工程建设的先行工作，其成果资料是工程项目决策、设计和施工等的重要依据。是为了获取建筑场地及其有关地区的工程地质条件的原始材料和工程地质论证，为工程建设、规划、设计、施工提供可靠的地质依据，以充分利用有利的自然和地质条件，避开或改造不利的地质因素，保证建筑物的安全和正常使用，而以坑探、钻探、触探、地球物理勘探等手段和方法，调查研究和分析，评价建筑场地和地基的工程地质条件，为设计和施工提供所需的工程地质资料。
2、决定勘察任务的主要因素
决定勘察任务的主要因素有三个方面，即建筑场地的复杂程度、工程所在的场地地质条件研究及当地建筑工程的经验。根据建筑场地地形情况的不同，可以将建筑场地的复杂程度分成三个级别：复杂场地、中等场地和简单场地。其对建筑的地基的影响程度一次递减。如果是在陌生的区域，由于缺乏对当地地质条件的研究，因此会使勘察的工作量增加；反之，如果有工程施工的经验，那么花费的时间和工作量就会相应的减少。因此，必须认识到工程地质勘察的绝对重要性。
3、工程地质勘察工作存在的问题
3.1对工程地质勘察的重要性和价值认识不够
地质勘察主要有揭示地质构成和提供土体的力学指标两个方面。地质构成决定了基础的处理方案的选择，而力学指标则对工程的造价上的有很大的影响。我们都知道，地下是无法看见或者摸到的，只能够靠钻探来勘察，而建设场地只能是唯一性的，所勘察出的结果也没有任何的可比性，因此勘察单位专业是否技术够强，操作是否足够规范严谨，可以准确的提供出成果就变得尤为重要，这建筑的安全以及工程施工的顺利进行都意义重大。
3.2工程地质勘察质量问题
在工程地质勘察的这个过程中，一般会出现较多以下问题：工程的概念不清楚，针对性也不强，手段落后，勘探侧重点不明确，方法不当；工程地质分析工作中所选择的理论、方法、计算公式等所适应的条件的物理意义混淆不清，与实际情况有很大差别；地质报告中的主要工程地质问题界定不够准确或者提供的论证不够充分充分，如果基本地质条件不是很清楚清楚，那么就会导致遗漏问题，甚至会出现结论性错误；有些地质报告根本就没有做出地质结论，或者还没有做多少地质工作就已经先下结论，工作态度及其不负责任。这些问题通常会造成阶段性工程审查工作无法一次性通过，以致延误开发时机；或者通过了审查，却给工程留下了极大的隐患。
3.3勘探的方法不正确
一些勘察部门用其所谓的静载荷，试验压裂探坑两侧土层为准来确定承载力，这种做法也是不科学的。
3.4工程地质勘察缺乏监管
这种问题主要存在两种情况。第一种情况，工程地质勘察都是在工程的前期进行，而且是由建设单位自主的对勘察单位进行选择，一般的建设单位缺乏相关方面的专业知识，对地质勘察重要性也缺乏认识，因此造成了对勘察单位要求不够高，有成果即可，另外，钻探费用上如果考虑多一点，相对的技术要求就轻了些。第二种情况，地质勘探是野外作业、土工试验和资料整理，这一系列过程只是由勘探单位自己独立完成，而没有任何监督，所以到底钻了多少孔，取了多少土样，钻了多深，土工试验做了多少，等等，这些问题可能都存在很多漏洞。
4、工程地质勘察问题的解决对策和机遇
解决问题首先要分清责任。责任分清楚了，落实要有人来抓，所有问题虽然我们不敢说都能很好地得到全面解决，但至少可以前进一大步。[2]但是，如果人们都只是在讨论其必要性或者重要性，却没有实际行动，那么也就只是纸上谈兵，没有意义。随着勘测设计市场化进程的加快，新旧技术与管理上产生的冲突，新旧思想和思维上的交锋，不仅是矛盾，也是改革前进的动力。因此，我们必须明确责任，确定负责人，精心指挥，追踪落实。
高标准的要求就是勇于面临挑战和抓好机遇，人类社会的发展进步与进步，实际上也是一部人与自然互相协调与影响的壮史。人类社会的产业革命，都与工程建设有直接的联系，而与地质环境也有直接或者间接的关系。当今社会上，工程地质工作正存在着这样或者那样的问题，工程地质学科也正在经历着前所未有的挑战，然而，对于我们来说，这更是一种机遇。抓住机遇，迎接挑战，造福人类，是工程技术人员和地质学家的不可推卸的责任和艰巨任务。
5、结束语
工程地质勘察是工程建设过程中的一个十分重要环节，与工程造价和建筑物的安全都有着十分紧密的联系。因此，工程地质勘察工作技术人员，一定要良好的职业道德和有高度的责任感。在专业水平上，要业务精通，并且努力做好工程地质勘探工作，争取不断提高地勘水平。掌握主要工程地质特征等关键因素，通过缜密的经济与技术评价分析，为设计和施工提供出最为合理、最为优化的工程地质依据。
参考文献
工程地质学的研究方法范文6
1.水文地质勘察工作重点
水是人类赖以生存的基础，现今社会人口不断增加，水资源的需求量也跟随者急剧上涨，一旦水文地质遭到破坏。将会对人们的生活带来不可磨灭的影响，为此，因加强水文地质的勘察工作力度，仔细的勘察出地下水的分布情况，认真的计算和评估水文地质勘察工作对当地的地质环境所带来的影响程度，做到全方位观察、预测。
2.环境地质勘察工作重点
环境地质学是现代地质学发展的基础，由此可见环境地质勘察工作的重要性，特别是近年来全球生态环境日益恶化，各种自然灾害频繁发生，在进行勘察工程时，必须要对可能引起的环境地质问题作出综合性分析、评价，正确的预估到其开发前景，特别是对于重点防护地区，要客观的做好其环境地质调查及相关评估工作。
3.工程地质勘察工作重点
工程地质勘察工作一般都是在比较隐蔽的地方进行的，这必然使得该工作的危险性较强，诸如滑坡、泥石流、地震等自然灾害都会对工程的建设与使用带来重大的影响，而工程地质勘察工作就是为了降低危险性，因此工程地质勘察工作对于工程的建设来说具有重要的意义。对于工程地质问题要依据预防为主、防治结合、综合整治的原则，因地制宜。
二、当前水工环地质研究现状
1.水文地质研究现状
水文地质工作涉及的内容十分广泛，从如何寻找地下水和提供供水水源，到评价地下水资源和如何合理利用地下水资源，再到开采利用地下水资源引起的环境地质问题，亦即从研究地下水系统与自然环境的相互关系，扩大到研究地下水系统与社会经济系统的关系。从基本概念和基本理论，到模型与模拟研究，再到成果展示的数字化，使水文地质工作从定性分析发展到定量研究的新阶段。野外探测和室内测试技术的提高，现代科学的新理论与水文地质学的结合以及新技术、新方法在水文地质领域的应用，都极大地促进了水文地质学的发展。
2.工程地质研究现状
工程地质学是20世纪20年代从地质学中脱胎而出的，经过90年的发展，而今已成为一门理论基础坚实、研究内容丰富、与工程建设及人类环境密切相关、且具有各分支学科、应用性很强的地学学科。在大量吸取国外先进理论和技术方法的同时，创立了自己新的理论，形成了具有中国特色的工程地质学理论体系。在能源和矿产资源开发、城市化建设、交通线路和地质灾害预测防治等方面，开展了广泛而深人的研究。将系统论、信息论、耗散结构等现代科学方法论渗透到学科领域中。从岩体工程特性研究和岩体工程地质力学的创立，到区域工程地质和区域地壳稳定性研究，再到特殊土结构和工程特性的研究及工程地质勘察的理论和技术方法研究，扩展到环境工程地质和地质灾害研究。现代科学的新技术、新方法在工程地质领域的应用，都极大地促进了工程地质学的发展。
3.环境地质研究现状
环境地质工作在自然环境的开发利用与保护、地质矿产勘查开发及对环境综合影响等研究领域的重要性愈发突出。世界和社会在不断的发展变化，地质学科以及其子学科已经不仅仅是研究地质矿产资源的勘探与开发，而且更加重视资源勘探与开发带来的环境问题以及资源的综合利用问题。在中国的可持续发展战略中，环境地质的战略地位逐渐加强，它已经成为了国家环境质量评估与预测、自然灾害预警与防治等重大社会问题的基础支持性工作。
三、水工环研究的薄弱环节
1.地质人才梯队建设不完善
由于水工地质调查工作的艰苦性和专业性很强，人才队伍的缺乏、水工地质调查队伍主要还是以老一代的专家和学者为骨干力量，年轻的新生力量由于经验能够胜任这一工作的越来越少，随着上一代年龄的不断老化，新的人才梯队建设不健全，非常不利于我国水工环地质调查工作的深入开展。
2.科技创新力度不够
经济社会的不断发展，给新时期的水工环地质调查工作提出了新的要求。不少地质队由于历史原因，采用勘察手段还是原有的三件宝（地质锤、罗盘、放大镜），采用常规勘察手段，利用70、80年代的区域调查资料，对现阶段的地灾排查也只是实地校核。高新技术在水工环工作中的应用很差。不论是野外调查、室内实验，缺乏系统的先进的技术和设备，大大的制约了水平的提高，成为创新的阻力。
三、水工环问题的防治对策
1.水文地质问题的防治对策
随着人口的快速增长以及工业活动的日趋频繁，使用水量不断上升的同时也在不断遭受污染，水质恶化的后果不仅会影响到人们的身体健康，而且还会破坏地下水的平衡，从而引发一系列水文地质问题，所以必须做好防治工作。对于水源极度匮乏的地区，无法保证人们的生活用水，需要查明地下水的埋藏条件以及各类含水层的富水程度，并圈出具有集中供水前景的富水区范围。计算与评价地下水资源，地下附属区范围内，根据法律规定地下水可开采量的计算精度应该达ND 级以上的储量要求，并且论证开发利用的条件以及开采后对地质环境的影响预测，在开发利用是还要进行科学合理的规划，在开采的过程中时刻了解地下水含量变化以及空间变化规律，并且坚持可持续发展的原则，防止过度开采底下水，造成水位下降导致含水层变千形成降落漏斗，对于已经形成降落漏斗的区域应该及时采取人工回灌等补救措施。
2.工程地质问题的防治对策
工程地质问题具有隐蔽性强，危害性大等特点例如泥石流、地震、滑坡、岩溶以及崩塌等，这些都会对工程的安全和使用起到不同程度的影响，所以防治工作的关键就是要事先做好地质勘探工作。调查工作区域地质构造，特别是活动构造，地震活动等，对区域地壳的稳定性作出客观评价。查明地貌形态特征以及外力地质现象的分布规律，发育程度与规模，对区域地标稳定性机械能评价。查明各岩土体岩性、成因类型、地质时代、空间分布规律以及工程地质特征，划分岩土体工程地质类型，分别对地基稳定性进行评价。主要的防治对策要围绕预防为主，防治结合，综合整治的原则，然后再根据不同的工程地质问题采取适宜的防治方法。
3.环境地质问题的防治对策
初步调查天然建筑材料，旅游景观资源的分布，对开发前景作出正确估价。对适宜于生活和工业固体废物处置场地的地质条件进性客观评价。另外对区域环境质量作出综合评价与趋势预测，对重点防护地区要进行环境地质调查以及脆弱性评价。例如河北曹妃旬滨海地区海岸带环境地质调查评价，收集相关资料进行基础性图件编制，初步掌握地面沉降现状速率以及成因，简称曹妃旬岛区地面沉降分层标，补充完善已有的地面沉降监测网，并且与中科院航遥中心合作开展地面沉降记录研究，从区域上开展近岸潮流场、悬浮泥沙、海床冲淤等水动力环境数值模型，开展曹妃旬工业区建设工程布局与海洋水动力环境的影响评价，为保障重大供餐诠释视以及曹妃旬的生态保护提供了重要依据。
