地质学主要研究范例6篇

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地质学主要研究

地质学主要研究范文1

关键词:工程地质 学科价值 科学发展 分析

工程地质的研究内容主要包括确定岩土成分、组织结构、性质等,同时研究分析特殊地质队建筑工程稳定性的影响。对工程地质进行研究主要是为了对建筑工程所在地区的地质进行勘察,对可能存在的问题进行分析。这样就可以为选择合适的场地,解决建筑过程中可能面临的问题做好准备。

一、工程地质学科的发展及其科学性

每一门学科都有存在的价值和意义,工程地质学科也不例外。人类要生存和发展就要进行建设。近些年来,建筑工程的规模不断扩大,对工程地质的运用也越来越频繁。在前期,工程地质的主要任务是对工程进行选址,对地质进行评价,以保证工程的安全。这个时候对工程地质的要求主要在于发现地质的规律及其对工程的作用以及适应性。

从工程地质学科的发展来看,主要分为以下三个阶段:

传统工程地质学阶段。这一阶段存在于50年代到70年代,在这一阶段,工程地质的主要作用在于提供全面的资料和数据以便进行工程选址和设计。这一时期在理论、方法和实际操作中和世界地质工程学还是有较大差距的。人们也没有认识到工程地质在社会发展中的作用。

传统地质工程学到现代地质工程学的过渡阶段。这一阶段从70年代到80年代。在这一阶段工程地质已经慢慢走上正轨,发展很顺利。主要进行工程地质灾害的评价和监测。这个时候逐渐引进了西方发达国家的先进理论和技术。

现代工程地质学阶段。这一阶段是80年代中后期,世界科学技术飞速发展,各国形势也发生了很大变化。人口、资源以及环境等问题成为世界性的问题。随着人口的逐渐增多,对资源的需求量越来越大、环境污染越来越严重。而地质问题与这三者息息相关。这个时候需要对工程地质的理论和技术进行研究,逐步实现科学现代化。

因为工程地质学的特殊性,很多人觉得这是一个技术性问题,忽视了它的科学性和理论性。事实上,工程地质学包括工程学、力学、地质学等多个方面。不仅帮助人们认识自然还可以改造自然。

二、工程地质学科的理论及发展

工程地质学科的基本理论形态包括“成因演化论”、“ 结构控制论”和“ 相互作用论”。

成因演化论。这一理论体系是从欧美引入的。强调的是地质体的成因决定工程地质的性质,而演化能改变性质。工程地质条件的形成是内外动力作用综合的结果。主要任务是查清工程地质的条件以及形成的原因,以此为路径解决工程地质问题。

结构控制论。结构控制论是由中国工程地质学家建立的,强调地质结构控制地质体力学行为。所有的活动包括人类活动都会改变地质体的结构,从而改变地质力学行为。所以我们要查行处地质结构,然后进行分析,以解决工程建设过程中可能出现的地质问题。

相互作用论。就像力的作用是相互的一样,人类活动和地质之间也是相互作用的。一方面来说,地质环境的好坏与适合与否决定了人们对地质区域的选择。人们会经过研究分析后对地质进行评价然后对工程环境进行选择。而另一方面,人们的建设活动也在改造者地质环境。前后两者之间是相互影响的,工程地质的作用就在于协调这两者之间的关系,达到一定的平衡。

三、新时代工程地质存在问题的特点

近年来,我国经济获得高速发展,经济发展时期一个重要的部分就是建设。随着建设规模的不断扩大,埋藏越来越深,地下的设施也越来越多。工程地质面临着新的严峻的挑战。

在大型水利工程建设过程中,存在着库岸崩塌滑坡的现象、水库诱发地震和动力学问题以及深岩体精密探测和隧道的提前预报等问题。

在能源开发工程中, 峡谷区岸坡(应力场)演化与山体卸荷变形成因, 大规模开挖中高储能岩体变形破坏机理与过程, 地表水入渗非线性模型与各向异性岩体水力学规律, 大型土石混杂堆积体的结构、力学与水力学特性, 万年尺度核废料地质处置中水岩热化耦合作用, 深层地热开发利用等。

在铁路、公路等交通网络工程中, 含杂质碳酸盐岩溶规律与隧洞岩溶塌陷和涌水, 峡谷区深厚松散层桥基及边坡动力变形破坏机理, 高速铁路软基零沉降控制计算理论, 地下采空区地球物理特性与判别标准, 跨海通道高压突水等工程地质问题。

也就是说,随着工程规模的扩大,埋藏深度的增加,地震等作用的风险越来越高。人类工程活动频繁的参与使得地质体成因等理论已经不能够完全适应现在的状况。岩体结构对工程地质过程的控制作用在常温下和在高温等特殊环境下也是不相同的。原来的经典理论在现在复杂的地质状况下,面临着挑战。

四、工程地质科学发展分析

在现在复杂的情况下,对工程地质学的研究显得尤为重要。在未来,我们主要对一下几个方面进行研究:

首先是地质环境。主要是指动力学地质环境和灾害地质环境。灾害地质环境主要包括水文地质环境、风化、崩滑流破坏等物理地质作用环境。

其次是地质体工程性质研究。这个主要包括结构性质和力学性质。所谓结构性质研究就是对地质的非连续性、随机性等进行研究。而物理学性质则是指对高温、高压等物理特性下的地质环境进行研究。大体上从80年代中期开始,中国工程地质学进入了现代工程地质学阶段。这个阶段的背景是:世界科学技术飞速发展,地球科学向着国际化和统一化方向迅速发展;全世界面临人口、资源、环境三大课题;由于人类工程经济活动的广度和深度不断扩大,环境的污染和破坏日益严重,使合理开发利用和保护、治理环境成为迫切需要解决的世界性重大课题,从而促进了环境科学学科体系的迅速形成和发展。工程地质学与人口、资源、环境这三大课题的研究都有着密切的关系。这就为工程地质学开辟了广阔的发展前景。在这个阶段,中国工程地质学的基本任务是通过引进和创新,加强基础理论、方法和技术的研究,用先进的理论、方法和技术武装自己,逐步实现学科现代化。这个阶段最主要的标志是中国环境工程地质学的形成和发展。因此,可以把这个阶段说成是“环境工程地质学”阶段。

工程地质学是复杂的,交叉性强的一门学科。涉及到地质、工程、物理学等各个方面。所以在未来的研究中我们要积极的将这些技术相结合,利用各自的优势作为分析和参考的依据。同时,研究学家们要将自己纳入世界范围之内,地质研究要与时俱进,与国外的先进团队和机构进行交流探讨,引进先进的理论和技术以为己用。

总而言之,随着经济的发展和建设现代化城市的需要,城市建设成为国家关注的重点。工程地质经过多年的发展,无论从技术上还是理论上,较之原来都有很大的提升。但是,随着城市建设规模的扩大以及地下建设的深入,我们面临的地质环境问题也越来越多。在新的时期,国家的建设依赖于工程地质科学的迅速发展。我们应该更多的关注工程地质科学,从而为国家的建设和发展做出应有的贡献。

参考文献:

[1] 王思敬;傅冰俊;杨志法等;中国岩石力学与工程的世纪成就[M];南京: 河海大学出版社;2004

[2] 王思敬;地圈动力学--地质环境、灾害与工程研究基础[J];工程地质学报;2004(02)

地质学主要研究范文2

在当前时代背景下,各个学科之间相互渗透,加上新技术的广泛应用,为新兴学科和交叉学科的发展带来了无限生机,工程地质学就属于交叉学科,工程地质学的基础是地质学与工程学,不同学科之间的相互影响、相互渗透,使得工程地质学的适用范围越来越广,发展势头也越来越强劲。在当前时代,工程地质学更关注其核心价值,例如工程地质思维、工程地质预测、工程地质风险的防范等,这些都是工程地质学领域研究的重点内容。

1 工程地质学的渊源

地质学的发展已经经过两百多年的时间,初始阶段主要应用与土木工程中,为地质开挖提供相应的理论依据,例如古生物、地质学依据,对地质学的理论发展有十分重要的促进作用。十九世纪土木工程建设规模越来越大,土木工程师发现,由于工程地质资料的缺乏,使得工程项目无法开展,因此地质学受到的重视程度骤然提高,地质学领域开始注重地质调查研究,为工程设计提供专业的地质资料和图件。这一阶段使得地质学在工程建设中的应用越来越广泛,但是并没有形成实质性的工程地质学。上世纪五十年代以来,我国的工程地质学经过了快速发展,取得了很大进步,在研究过程中,将地质学与工程学进行融合,地质学专家与工程学专家相互探讨,为工程地质工作的发展提供了理论支持。而且我国对工程地质专业的重视程度不断提高,高校开设的专业也越来越全面,例如采矿、力学、水工、土木等学科相继在高校开设,成为很多工科院校的主要课程,培养了众多高素质、综合型工程地质人才。

同时,由于现代科技的发展,计算机技术、信息技术、通信技术的不断革新,为工程地质学科的全面发展也提供了相应的支持,使得工程地质勘探更深入、工程地质数据分析更准确、数据信息传递更及时,为工程建设提供了很大的帮助。

2 工程地质预测和决策

2.1 工程地质预测

工程地质的本质工作是预测,从地质情况的发展历史、地质情况现状对地质情况未来的走势进行预测,是工程地质研究的主要内容。工程地质预测首先建立在工程地质要素判别的基础上,要对场地的工程地质条件进行预测,尤其是根据地表以及浅部的地质资料,对深层次的地质结构和地质条件进行预测。其次,要预测工程场地的工程地质,即对工程施工场地的地质进行评价,论证选址是否会影响工程项目施工。在这个过程中,要考虑工程项目施工对周围地质环境、周边工程的影响,从而实现可持续发展目标。

工程地质的预测包括定性预测和定量预测两种,具体的预测过程是定性与定量预测的结合,定性预测是一种基本预测,对一些常规参数进行测试,在工程地质预测过程中,由于地质环境比较复杂,地质勘探工作量较大,因此定量预测的结果也很难达到预期要求,所以一般都将定量预测的结果用作半定量或准定量应用,例如将测量的结果用作问题评级预测。虽然定量预测存在一些不确定性,但是定量预测却是工程地质预测过程中的一个主要内容。在当前工程地质预测基础之上,定量预测还应该要注重建立相应的地质力学模型或地质数理模型,从而对地质预测过程中的各个要素之间的关系进行准确反映,描述工程地质的作用。

2.2 工程地质的决策

工程地质的决策作用主要体现在系统决策的可靠性以及安全风险决策评价方面。

第一,系统决策。系统决策是对整个工程进行规划设计的前提,在工程建设过程的各个阶段,都应该要做出相应的决策方案,比如对工程选址进行确定,对工程建筑物的布置方案进行确定,对工程施工线路进行确定等。工程地质决策具有很强的综合性,一方面要考虑地质条件的制约和限制,另一方面还要考虑到工程结构的功能以及适应性。工程地质决策是一种综合性决策,其中的经验、推理和测量过程缺一不可,从三个出发进行决策得到的结果相差不多的时候,决策方案可以参考,但如果从三个方面着手得到的决策结果相差较大,则要对总体的决策方案进行调整,谨慎决策。

第二,安全决策、风险决策、极端风险评价

在工程地质决策过程中,必须要做好地质安全决策、地质风险决策以及地质极端风险的评价,从而为工程施工提供准确的依据。这些决策的目的都是为了确保工程施工过程中的安全性,风险决策以及极端风险评价的目的,是为了对工程的风险情况进行判定,从而采取相应的措施对风险进行规避,提高工程项目施工过程中的安全性。

地质学主要研究范文3

一、构造地质学的内涵

地质构造的内容概括为两个方面:一是建造即形成,是指地壳岩石圈的物质组成,它是地壳运动的物质基础,也是地壳运动发展演化的物质反映;二是改造即形变,它是指在力的作用下所发生的构造变形,这是地壳运动的结果或具体表现。狭义的构造地质学侧重于中、小型构造的研究。主要研究这些构造的几何形态、组合型式、形成机制和演化过程,探讨产生这些构造的作用力的方向、方式和性质。然而在研究中、小型构造时,必然要涉及到区域构造和大地构造背景,另外为了探索构造与其内部组构的关系以及构造的运动学和动力学问题,必然要涉及显微和超显微构造的研究,从而扩展了构造地质学的研究内涵。因此,广义的构造地质学加丰富多彩,使构造地质学步入大科学、大综合、大协调的研究领域,成为地质科学中的当采学科,从而起到保持领导各种分支学科的地位。

二、构造地质学在地质学研究中的地位和作用

构造地质学是地质学分支学科之一,主要研究组成岩石圈的各种地质体的构造现象、组合型式及其形成和发育规律。一般根据其研究对象和研究内容的差异,将构造地质学区分为狭义构造地质学和广义构造地质学。前者主要是对小区域或中、小尺度地质体的各种构造变形、变位现象,如褶皱、断裂、面理、线理等构造现象进行识别、描述和成因分析。具体研究内容包括:各种构造的几何学形态、产状、规模、组合及其空间关系和发展过程;各种构造的发生条件和形成机制;并进而探讨产生这些构造的构造运动方向、方式、强度和动力学过程。而广义构造地质学的研究对象大到岩石圈的结构及地壳的巨大单元,如岩石圈板块、大陆和大洋、山脉和盆地等的形成和发展;小到岩石内部组构的细微变化,乃至矿物晶格位错。

三、我国构造地质学科主要研究进展

我国构造地质学与地球动力学领域研究方向集中在华北克拉通破坏、华南大地构造及演变、中亚造山过程与燕辽构造带、青藏高原隆升与构造-岩浆作用及成矿效应、中央造山带与大陆深俯冲、盆山耦合与油气开发、构造成矿与矿产资源、活动构造、地震与自然灾害等方面。近年来的主要进展有以下几方面:

1.大陆动力学研究向纵深发展

板块构造学说面临的上述众多挑战,很多是源于对大陆构造的研究。板块构造理论框架建立之后,国际上先后实施的“地球动力学计划”、“国际岩石圈对比计划”,掀起了研究和识别大陆上的混杂岩、蓝片岩、蛇绿岩、古裂谷和古岛弧的,并据此进行了古板块再造,使板块构造基本理论在大陆地质构造演化研究中的应用得到进一步加深。同时也发现,源于大洋岩石圈研究的板块构造基本理论所不能解释的众多大陆地质构造现象。正是由于所遇到的越来越多的令人费解的问题,在过去十多年来固体地球科学基础理论研究的焦点又集中在阐明大陆地质特征、形成与演化过程方面。1980年代末以来许多国家或国际组织先后提出并实施的固体地球科学研究计划当中,大陆动力学成为其中重要的科学研究目标之一。

我国开展大陆动力学相关研究几乎与国际同步。20世纪90年代初, 我国地学界对开展中国大陆动力学研究问题展开了热烈讨论, 并将大陆动力学作为优先研究领域列入国家九五有关基础研究的战略规划之中。为推动我国大陆动力学研究, 科学技术部设立了大陆科学钻探、现代地壳运动观测网等重大科学工程和青藏高原形成演化及其环境、资源效应、大陆深俯冲作用等国家重点基础研究发展计划项目; 中国科学院、国土资源部和中国地震局等部门也针对大陆动力学问题部署了相关的大型观测、调查和研究项目, 特别是近年来, 国土资源部组织了中国大陆深部探测工程(东海大陆钻探和汶川地震钻探工程), 并启动了相关的技术和试验研究。国家自然科学基金也陆续设立了大批与大陆动力学有关的重大和重点研究项目。

2.构造、地表过程和气候之间耦合关系研究得以深入

造山带的隆升受构造作用主导,构造作用通过地表隆升和地势增加影响局部气候特征(如地形降雨),甚至改变大尺度的气候格局。然而近年来的研究表明,构造与气候之间并非单向关系,气候因素(主要为降雨和冰川作用)通过地表剥蚀,在剥蚀区产生应力集中和均衡作用进而诱发并维持构造抬升。气候-构造响应过程为深部岩石的剥露及地貌演化等提供了新的机制,成为当前国际地球科学研究的前沿和热点。近年来我国学者也十分关注气候-构造耦合作用对造山带隆升剥露及地貌发展演化的作用,特别是对诸如青藏高原东、西构造结、喜马拉雅造山带等一些抬升剥露和地貌演化十分迅速的地区开展了卓有成效的探索。

构造模拟的结果表明,造山带的演化是在气候与构造及其动态相互作用控制下的产物,气候因素以地表剥蚀作用为纽带影响和控制构造作用,而构造作用通过地形地貌影响和控制地表剥蚀作用及气候变化;气候、地表剥蚀与构造作用动态相互作用的理想终极状态是彼此达到稳态,构造隆升与地表剥蚀相互抵消,造山带地形地貌从而保持稳定。

地质学主要研究范文4

【关键词】工程地质学;工程实践;教学改革

【Abstract】Practical teaching will be reinforced in higher school.And cultivating practical talents will be the key direction.“Engineering geology”is just the course which needs reinforcing the practical teaching.According to the engineering case,this paper has analysed the importance of practical teaching of“Engineering geology”in the modern engineering construction field.And the thinking of practical teaching has been summarized.

【Key words】Engineering geology;Engineering practice;Educational reform

根据我国2010-2020年中长期教育改革和发展规划纲要,全国高等学校结合专业和人才培养要求,加强实践教学环节,向应用型人才的培养方向转变。应用型本科人才培养的目标突出表现为培养具备继续学习能力的高素质应用型、技术技能型、复合型人才。而《工程地质学》正是在这一背景下的需要加强实践型教学的课程。在工程建设领域,无论是建筑工程、道路工程,还是水利水运工程和矿业工程,大量成功或失败工程案例都表明只有充分重视建(构)筑物所处的地质环境,协调人、工程与环境的关系,才可能得到自然的尊重,创造人类历史的文明。正是认识到这一点,各大院校中相关专业开设有《工程地质学》这门课程,也足以显示了该课程的专业基础性和重要性。

1 工程地质学在应用型本科教学中的定位

《工程地质学》是研究和解决与工程建设相关的地质问题,为工程建设服务的一门学科,是工程地质专业的一门重要专业课,也是岩土工程、矿业工程等其他非地质专业的专业基础课[3],与工程建设活动紧密的结合在一起。各种大型工程活动都在一定的地质环境中才能进行,研究工程建设与地质环境之间的相互制约、相互影响就是工程地质学的主要内容。因此,《工程地质学》运用地质学理论和方法研究地质环境,查明地质灾害的规律和防治对策,以确保工程建设安全、经济和正常运行。工程地质学的主要内容包括多个方面,如岩土体的属性、地壳的动力地质作用、工程稳定性等等。工程地质学的研究方法也是多种多样的,有地质学方法、室内实验和现场测试方法、计算和模拟方法等等。按照以“建设工程中的工程地质问题”为目标,课程所构建的框架和内容如图1。

2 工程建设中的地质问题

《工程地质学》这门课程实践性较强[4-5],涉及到的工程地质问题非常广泛,如与生产建设紧密相关的建筑工程、采矿工程、水利水电工程、交通运输工程等都与工程地质问题紧密联系(图2)。

发生的地质问题主要有区域稳定问题,如活断层、地震、水库诱发地震、砂土液化和地面沉降等等。搞清楚这些地质问题发育的规律性,对于工程建设选址具有重要意义。另外还有岩土体稳定性问题,如斜坡稳定、洞室稳定、地基岩土体稳定的成因、发展史和力学机制的分析等,这些用于具体场地稳定性评价具有重要意义。工程地质问题还包括与地下渗流有关的岩溶渗漏分析和渗透变形分析;与侵蚀堆积有关的河流侵蚀堆积和海湖边岸磨蚀堆积等等问题。工程建设过程中工程地质问题时刻都在发生,影响和改变着我们的生活。下面以实例说明工程地质问题在生活中的体现。

甘肃舟曲县于2010年8月突发特大泥石流灾害,人员损失惨重。据地质专家分析此次灾害的发生与该区的地理环境以及该区的气候特点相关。该区地势西北高、东南低,垂直高差大,气候垂直变化显著,而且灾害发生前突降暴雨,正是这些地质条件的变化促发泥石流的发生。因此工程地质问题中斜坡稳定性问题的专项研究对于减少或预防地质灾害具有指导意义。

日本于2011年3月发生9级地震,地震引发了大规模海啸,造成重大人员伤亡。据美国地质勘探局分析,此次地震由太平洋板块和北美板块的运动所致。太平洋板块每年相对于北美板块向西运动数厘米,太平洋板块在日本海沟俯冲入日本下方,并向西侵入欧亚板块,此次大地震正是运动过程中积累的能量突然释放导致的结果。因此工程地质问题中区域稳定性的活断层问题的研究对于近些年频发的地震问题具有一定的工程意义。

另外北京地区2012年7月份遭受雨之后,多处路面出现规模较大的天坑,严重影响到市民的出行,天坑的出现同样属于工程地质灾害问题是本课程研究的内容之一。所以工程地质问题存在于人类建设的方方面面,当今学好《工程地质学》这门课程是解决此类问题的首要前提。

3 工程地质的教学实践思路

3.1 工程地质教学中所存在的问题

1)重理论轻实践方面。

2)按传统教学和思路进行,过于强调单一的地质学,未能与工程地质相结合,(换句话就是现在的教学仍按地质学专业的要求去教学,未与工程结合,这会导致课时不够,同时学生学的无趣)。

3)于课程的重视不够,认为工程地质与专业关联不大。

3.2 工程地质教学实践思路

1)轻地质重工程地质,突出与工程的相关性。

2)实践教学的实施。

针对周边环境遭受破坏的影响,目前大多学校找到典型的地质剖面较难。除了常规的地质体和地质现象实习,还应结合当地建设的特点,有针对性地进行地质实习,如与建设单位相联系,在揭开地表的时候看一些相关的地质现象;另一方面,与勘察单位相联系,正确认识地质体和岩土体。

3.3 教、学相长

要成为合格的工程地质工作者,一方面要具备较强的专业知识,同时还要有创新的思想和灵活的头脑[6],特别是在工程建设过程中,处理随机出现的各种地质问题,不仅需要有工程地质知识的灵活运用,还要有多学科理论的融合与提升的能力,因此,在《工程地质学》这门课程的教学过程中要重点培养学生做好这样几点:首先,做到基础地质知识要扎实;第二,是积累丰富的工程实践经验;第三,分析工程地质问题要思路周密,遇事沉稳且果断。因此要培养出优秀的工程地质人员应该从教与学两个方面入手:

1)教

(1)课堂

《工程地质学》是一门实践性很强的学科,所以不能脱离实际案例而单纯讲授抽象的理论知识。如讲授岩石的分类、结构和构造特征时,要结合实际现场讲解当其作为建筑材料、地基、边坡与洞室围岩时对工程性质的不同要求等。在讲授滑坡、崩塌、泥石流等现象对工程的影响时,更要结合实际案例进行具体的分析,让授课不再是抽象而空洞的理论。

(2)实验环节

学院为方便学生认识和鉴定常见造岩矿物及三大类岩石,投资购买全套的矿物和岩石标本,并全面开放实验室。让学生有较多机会接触、认识、鉴定标本,学生之间相互交流讨论实验体会,对常见造岩矿物及岩石的主要特征熟记于心。

(3)实践环节

工程地质实习地点选择地层出露比较完全,地质现象比较丰富、与课堂内容结合紧密的基础工程建设工地。通过实习使学生更加深入的理解课堂上讲授的抽象理论,并学会结合实际分析工程建设与地质条件的关系,熟悉工程建设中常见的地质条件并给以正确的评价和合理的处理方法。

2)学

学生既是教学的载体,更是学习的主人,只有调动起学生学习的主动性,才会培养出优秀的工程地质工作者。

(1)培养一名优秀工程地质工作者是一个长期的过程,所以在学习过程中要有耐心和信心。每一个人的成功都是从点点滴滴累积的。

(2)大脑中知识的增长是累进的过程,工程地质学是一门综合学科,因此与地质学科相关联的以及与工程建设相关的学科都应该打好基础,作为工程地质学课程的铺垫。

(3)不能忽略实践教学环节,让学生们在实践中加深对理论知识的理解。要意识到地质工作的复杂性和灵活多变性。

3)考核

本课程强调理论与实践的结合,教师结合实际的工程地质问题,强调互动性和问题实质的理解。每位同学的成绩由三部分综合构成,即:

(1)期末考试卷面成绩(50%);

(2)课堂讨论及考勤(20%);

(3)案例分析作业成绩(30%)。

成绩分为五个等级:优秀(90分以上)、良好(80-89分)、中等(70-79分)、及格(60-69分)、不及格(60分以下)。

4 结语

《工程地质学》是非地质专业的专业基础课程,本课程学时不多,但课程内容涵盖广、教学内容比较抽象,所以教学过程是一个不断完成挑战的过程。在教学过程中, 教师首先要培养学生具备工程地质的思维和创新的能力, 使学生学会工程地质思维方法, 让学生们的创新能力得到充分的发展。同时也要保证足够的工程地质实践课时,参观现场并搜集相关的工程地质案例,从而培养出具有综合素质的高级工程技术人才。

【参考文献】

[1]刘海燕,吕大炜,王东东,刘莹,王平丽,田红.多门课程融合的教学方法研究――以《煤地质学》课程为例[J].教育教学论坛,2016(4)16:171-173.

[2]吕大炜,王东东,李增学,等.“多学科一体化”地质教学模式及其应用――以“岩相古地理”教学为例[J].高等理科教育,2014(4):112-117.

[3]徐文杰.工程地质教学改革、创新与MOOC建设――以清华大学《工程地质》课程为例[J].工程地质学报,2015,S1.123.

[4]李增升,田磊.工程地质课程实践性教学浅析[J].内江科技,2015(7):145-146.

[5]师伟,徐一沣,鲍国.《工程地质》课程实践教学改革探讨[J].新课程(教育学术),2011(1):39.

地质学主要研究范文5

关键词:海洋;地质;课程;教材;实践;教师队伍

中图分类号:G423.07 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2012)04-0235-03

海洋科学是一个多系统、多学科交叉的综合性学科体系。一个多世纪以来,对海洋资源的开发利用带动了海洋科学的发展。随着对海洋重要性认识的逐步提高,人类对海洋科学的发展产生了重大而深远的影响。勿庸置疑的是,海洋将成为21世纪科学发展和技术开发研究的重要领域之一,21世纪将是“海洋的世纪”。《全国海洋经济发展规划纲要》也指出,我国是海洋大国,管辖海域广阔,海洋资源可开发利用的潜力很大。然而,由于海洋长期以来在我国不受重视,我国海洋科学发展一直比较缓慢,设立海洋学科的学校比较少。当然,由于海洋事业发展缓慢的限制,人才需求增长也比较缓慢。随着政府对海洋学科(例如海洋地质)的投入加大,我国的海洋科学研究和教育与国家、社会、经济和科学技术的发展紧密地联系在一起,海洋科学高等教育成为了我国高等教育的一个重要组成部分。然而,我国与国外还有着很大差距。幸运的是,海洋热潮的出现,对海洋科学类专业的发展提供了广阔的社会背景,给高等教育带来了难得的历史机遇。与此同时,中国石油大学(华东)海洋学科的建设也正在起步。我校东营校区面向渤海,黄岛校区面向黄海,海洋学科的发展应该具有独特的优势,然而目前来讲,基础却较为薄弱。目前,学校和学院进行了大量工作以推动海洋学科建设。

一、整合资源、寻求支持,推进海洋学科建设

实验室建设方面。2008年11月,中国石油大学(华东)与国家海洋局第一海洋研究所共建了海洋信息技术实验室,为海洋石油与海域管理的和谐发展提供了科技支撑。

1.联合培养、科研合作方面。2009年9月至2010年1月,地学院院长、书记等领导一行连续走访了国家海洋局第一海洋研究所、中国科学院海洋研究所、国土资源部青岛海洋地质研究所、中国海洋大学海洋地球科学学院等单位,与几家驻青高校和科研院所建立了合作关系,以期借助各涉海单位的力量发展我院海洋地质、第四纪地质学两个二级学科和地质灾害与环境保护方向等。2010年4月,中科院海洋所副所长李铁刚研究员等一行赴中国石油大学(华东)探讨了交流合作事宜。

2.学术交流方面。2009年6月,中国科学院院士、中国科学院海洋研究所研究员秦蕴珊应中国石油大学(华东)研究生院邀请来校,为师生作了题为《海洋地质科学的进展与国家需求》的学术报告。2010年3月至11月,来自国土资源部青岛海洋地质研究所和中国科学院海洋研究所的几位研究员,专程来校做了相关学术报告。

可以看出,学校和学院进行了大量工作以推动海洋学科建设。然而,不得不承认的是最基本的课程建设明显不足。下面以《海洋地质学》课程建设为例进行浅显的探讨。

二、依托特色、加快《海洋地质学》课程建设

1.《海洋地质学》课程联合授课。2011年6月份,笔者承担了学院安排的研究生课程《海洋地质学》,明显感觉力所不及。经过长时间思索与联系,联系了涉及到中国科学院海洋研究所、中国科学院南海海洋研究所、国土资源部青岛海洋地质研究所、国家海洋局第一海洋研究所以及中国石油大学(华东)的部分青年研究人员,专程来校授课、报告。实际上,这些研究人员除了以上提及的单位,其学术思想和经历还涉及到中国海洋大学、同济大学、南京大学、吉林大学、美国和德国等的高校与研究单位。研究海域从极地到日本海―渤海―黄海―东海―南海,从浅水中国陆架―陆坡―西太平洋―东南太平洋;研究方向从海水―海气―海陆作用,涉及沉积学、古生物学、地球化学、构造地质学、古地磁学、大洋铁锰结核、可燃冰、洋中脊岩浆作用及与地幔柱相互作用等;涉及的尺度从秒―天―季―年一直到亿年,从地质尺度到实时观测,从海面以上数十千米到海底以下数千米。研究生课程的此番进行,使得课程内容更加丰富,课程质量得到了提升。实际上,课程仍然存在问题,其最大的问题就是没有适合我校特色的《海洋地质学》教材。

2.教材编写。《海洋地质学》是地质学专业海洋地质方向的必修课程。针对目前国际海洋科学发展态势和我国国家海洋发展战略需求,考虑到我校东营校区面向渤海,黄岛校区面向黄海的独特优势,我们应该将海洋地质学课程定位为地质学专业的必修专业基础课程。目前我们已经开设了《地球科学概论》、《普通地质学》两门相关的课程,另外还应增加一门《海洋科学导论》课程,这些课程都是学习《海洋地质学》课程的基础预备课程。

不可否认的是,随着国际地球科学的迅速发展,海洋地质学科的发展也面临着新的挑战和机遇。面对国际海洋科学的发展特点和我国海洋战略需求,我们(以及未来的)的教学队伍应当吸取国内主要教材的一些特色内容,吸收国际海洋地质发展的最新动态,尽快结合我校特色制定出适合我们的《海洋地质学》课程教学框架,完成《海洋地质学》教材的建设,为同学们将来从事海洋地质及相关研究工作打下坚实基础。

3.教师队伍建设。因为海洋地质学科包容性非常强,目前关于海洋方向教师队伍的严重不足。能够参与到教学中来的教师人员严重不足,在学术研究背景方面势单力薄,在课程教学中无法完成分工合作、优势互补,甚至连基本的教学任务的完成也难以保证,教学质量更是不可保障。值得高兴的是,海洋地质方向的人才引进工作得到了学院、系领导的关注。

4.实践教学。地球科学本身就是一门实践性非常强的科学。海洋地质学虽然是一门以基础理论教学为主要特点的专业课程,但是实践教学也是非常重要的组成部分。然而,由于客观条件的限制难以组织学生进行实际得海上地质调查工作和实习。我们可以将海洋地质学的部分教学内容与普通地质认识实习和综合地质认识实习相结合,利用陆上的河北秦皇岛、安徽巢湖、鲁东等实践教学基地,针对一些海相地层的发育特征,现场进行海洋地质学的基础内容教学。另外,可以组织学生到学校周边如金沙滩、银沙滩、唐岛湾、灵山岛等地开展海洋地质考察和现场教学,这样的教学方式应该会得到学生的欢迎。2011年9月,地学院地质系在灵山岛开展了一堂生动的野外地质现场教学公开课,吕洪波教授担任主讲,授课对象主要是来自地球科学与技术学院的100余名本科生、硕士研究生和博士研究生。这种现场教学不但开拓了视野,激发了灵感,还提高了专业素养,取得了课堂教学不可替代的良好效果。当然,海洋地质研究终究离不开海上的科学考察,虽然该课程不可能安排学生到船上出海实习,但是青岛港口内断断续续停靠着非常多的科考船,比如科学三号、向阳红09号,“东方红”号等科学考察船,可以考虑组织学生到这些海洋调查船上进行参观考察,和船上的科学家直接进行交流学习。通过与涉海单位的加强沟通,这或许可行。

三、海洋学科发展的主要设想

2011年10月,山东省委、省政府召开蓝黄两大发展战略实施情况督促检查工作总结会议,提出“振奋精神,再接再厉,努力开创蓝黄两区建设新局面”。中国石油大学的中期发展目标是,到2020年,建成国内著名、石油学科国际一流的高水平研究型大学。为了与学校的中期发展目标一致,海洋学科的发展以及海洋类专业的设置应该体现我校的办学特色,海洋类专业与传统石油类专业的结合是必然的选择。

综上所述,要加强与涉海单位的合作交流,需要组织力量,编写一本适合我校特色专业的海洋地质教材,加强海洋方向人才的引进力度。实践教学方面,必须将海洋地质学的相关教学内容与普通地质认识实习和综合地质认识实习相结合,组织学生到学校周边地区进行现场教学,组织学生到相关单位的海洋调查船上进行直接的参观考察,我校的海洋(地质)学科建设将会不断完善。

参考文献:

[1]冯士,王修林,高艳.适应新形势加快海洋科学教育的发展[J].中国大学教学,2002,(3):23-25.

[2]中华人民共和国国务院.全国海洋经济发展规划纲要[Z].北京,2003.

[3]全国高等学校教学研究中心.海洋科学学科专业发展战略研究报告[R].2007.

地质学主要研究范文6

关键词:工程地质;思维方式;土木工程

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2012)04-0117-02

人类要求发展,必须与地球和谐相处,这是科学发展观的主要内容。任何建筑工程都离不开地质环境。近代工业化进程中出现大规模的土木工程,工程师表现出了对地球科学的需求,从而使工程地质学在30年代从前苏联开始形成了一门独立的学科。工程地质学研究的根本目的是使工程建设和运营最大限度地适应地质条件并尽可能地保护环境。为了达到这一目的,工程地质学既要研究天然工程地质条件对工程的影响,又要研究工程对地质环境的反作用,特别是人为地质灾害的可能性。在这些研究过程中,都必须充分发挥地质思维的特点,在空间上从区域到场地再到区域、从深部到浅表再到深部,在时间上从历史到现状再到未来。地质学研究对象涉及的时空跨度大,地质思维方式注重系统性、强调演化,思维过程重视观察和想象,以定性分析为主,思维成果具有相对性。土木工程师注重工程结构形式,考虑材料特征和荷载,追求问题的确定答案。这两种思维方式有明显的区别,以下简要地质思维的几个主要特征,并分析这些思维方式对工程技术人员的意义。

一、地质学思维特点

1.系统性思维。从20世纪60年代末开始,地质思维进入了新的发展阶段,即全方位系统思维阶段,它是以在时间上和空间上都达到或开始达到整体综合和系统思维为特征的。系统性思维方式指导地质工作者从问题各要素所固有的联系来考察整体性事物,分析工程地质问题的成因联系、构成工程地质问题的组合关系、不同层次的工程地质问题整体与其背景的关系等等。例如,2008年发生的汶川地震和2010年发生的舟曲泥石流灾害,看似是两个孤立的事件,实际上是有成因联系的。地壳运动造成地震活动的发生,地震使斜坡上的岩土体失稳发生滑坡,松散的滑坡体岩土堆积在沟谷中,在集中降雨中遭到浸泡,在重力作用下与水一起流动,形成泥石流。目前,大部分地质研究人员把地球视为一个由许多相互联系、相互作用的地质体所构成的统一整体,在此基础上研究系统内各个组成部分的特征及其相互之间的关系,最终从整体上把握地球的规律。在这个统一整体中,不仅仅包括纯自然界,还包括人的作用和影响。已故中科院院士、著名地质学家刘东生先生撰文指出:随着人类环境意识的增强和科学技术的发展,人类对环境的认识不断深入和提高,地质学家逐渐认识到人类活动作为一种地质营力,其能量已超过了自然界本身的变动,这是一个必须面对的事实。因此必须把人为因素作为驱动地球环境变化的动力,使其参与到可持续发展的研究中来,这种人与自然的全球观正在受到越来越多的重视。

2.逆向思维。由于地质学的研究对象是各种地质作用的最终产物,作用本身的实际过程不能直接观察到,往往也无法重演。因此,地质学中的许多概念只能依据对地质作用产物的观察研究,反演地质作用的过程和作用前的物质基础,然后经过实践和实验(包括模拟实验)的检验而建立和发展起来。这种思维走向称为逆向思维。例如,在地质史料中人类对岩石的认识过程,充分说明了逆向思维的重要性。最初由德国的魏尔纳发现了地层的空间分布规律,认为岩石只有形成在水中才具有连续性和分带性,从而提出水成说;然后,英国的郝屯经过野外实践检验,发现花岗岩、斑岩、暗色岩以岩墙、岩枝的形式插入围岩,推测这些岩石是岩浆冷凝形成的,提出了火成说,突破了岩石的单一成岩理论,实现了人类认识岩石的一次飞跃;最后,经过英国霍尔的玄武岩溶化―冷凝的模拟实验和白垩含生物质灰岩在封闭系统中加热生成大理岩的模拟实验,证实了岩石的岩浆来源和变质来源,确立了地壳上三大岩石类型的成岩理论。

3.灾变论和渐变论的辩证统一。19世纪,苏格兰地质学家伊莱尔出版了《地质学原理》,通过描述旧岩层不断破坏、新岩层不断形成的过程,阐述了渐变地球史观,认为地球是古今一致、不断重复的均一过程。灾变论的代表人物是法国古生物学家居维叶,他在19世纪初出版了《地球表面灾变论》,认为不同时代地层中的古生物差别很大,说明地球历史上必定发生过灾难性的变革,从而造成物种的灭绝和更新。灾变论和渐变论的争论一直在持续,目前多数地质学家倾向于把这两个对立的观点统一起来,承认地球演变过程中既存在渐近变化也有急剧突变,渐变论强调量变过程,灾变论强调质变过程。这种观点体现在各种地质学研究中,例如在滑坡灾害研究中,截止目前,大量的研究成果表明,滑坡的发生实质上是均变和灾变的相互转化过程。斜坡上的岩土体在重力作用下发生蠕变,是一个缓慢渐变过程;而这种渐变过程积累到一定程度,一旦受到地震、暴雨等突发外界因素的干扰,斜坡体上的岩土体就有可能突然快速下滑,形成滑坡灾害,渐变就转化为灾变。

二、地质学思维工程中的应用

工程地质学需要解决的问题涉及到地质、环境和工程等很多方面,很多因素在时间和空间上相互交织,同时必须考虑人为地质作用力与自然地质作用力混合作用。因此,在研究与工程相关的地质问题时,必须充分发挥系统性思维的优势,从对各要素自身特征及其相互联系的充分研究的基础上来考察和分析整体性问题。分析过程中要贯彻时空统一的原则,详细分析各级各类工程地质问题的成因联系、组合关系等等,力争全面、综合、均衡地反映客观问题的整体性。同时要注意从灾变和渐变辩证统一的运动变化角度去考虑工程地质问题的演化。任何工程地质问题所涉及到的都是一个动态、开放的系统,通过与周围环境的物质与能量交换及其内部各部分之间的相互作用与影响,系统始终处在一个运动变化过程中。因此,在研究工程地质问题时,思维绝不可仅仅停留在某一个阶段上,而应要把研究对象看成是不断演化的动态整体。工程建筑物的修建,地质工作不仅仅局限在施工前的勘察,还要充分预测工程修建后的影响,这一点对大型工程特别重要。例如三峡大坝建成后,2007年中科院长江水利委的《长江保护与发展报告》显示,2003年三峡水库蓄水以来,三峡地区微震活动频率明显增加,塌岸和局部滑移危及到部分居民点的安全。

参考文献:

[1]姜正国.贯彻落实科学发展观重在思维方式的转变[J].湖南师范大学教育科学学报,2010,9(4):51-52.

[2]黄润秋,面向21世纪中国工程地质学的发展[J].

[3]蔡祖煌,浅谈工程地质学的基本理论与方法――工程・环境整体论与整体观方法论[J].工程地质学报,2003,11(2):220-222.

[4]白屯.地质思维方式的历史演变[J].河北地质学院学报,1989,12(1):111-117.