工程地质研究的主内容有:确定岩土组分、组织结构(微观结构)、物理、化学与力学性质(特别是强度及应变)及其对建筑工程稳定性的影响,进行岩土工程地质分类,提出改良岩土的建筑性能的方法;研究由于人类工程活动的影响而破坏的自然环境的平衡,以及自然发生的崩塌、滑坡、泥石流及地震等物理地质作用对工程建筑的危害及其预测、评价和防治措施;研究解决各类工程建筑中的地基稳定性,如边坡、路基、坝基、桥墩、硐室,以及黄土的湿陷、岩石的裂隙的破坏等,制定一套科学的勘察程序、方法和手段,直接为各类工程的设计、施工提供地质依据;研究建筑场区地下水运动规律及其对工程建筑的影响,制定必要的利用和防护方案;研究区域工程地质条件的特征,预报人类工程活动对其影响而产生的变化,作出区域稳定性评价,进行工程地质分区和编图。随着大规模工程建设的发展,其研究领域日益扩大。除了岩土学和工程动力地质学、专门工程地质学和区域工程地质学外,一些新的分支学科正在逐渐形成,如矿山工程地质学、海洋工程地质学、城市工程地质及环境工程地质学、工程地震学。
1工程地质与岩土工程的区别工程地质是研究与工程建设有关地质问题的科学(张咸恭等着《中国工程地质学》)。工程地质学的应用性很强,各种工程的规划、设计、施工和运行都要做工程地质研究,才能使工程与地质相互协调,既保证工程的安全可靠、经济合理、正常运行,又保证地质环境不因工程建设而恶化,造成对工程本身或地质环境的危害。工程地质学研究的内容有:土体工程地质研究、岩体工程地质研究、工程动力地质作用与地质灾害的研究、工程地质勘察理论与技术方法的研究、区域工程地质研究、环境工程地质研究等。岩土工程是土木工程中涉及岩石和土的利用、处理或改良的科学技术(国家标准《岩土工程基本术语标准》)。岩土工程的理论基础主要是工程地质学、岩石力学和土力学;研究内容涉及岩土体作为工程的承载体、作为工程荷载、作为工程材料、作为传导介质或环境介质等诸多方面;包括岩土工程的勘察、设计、施工、检测和监测等等。由此可见,工程地质是地质学的一个分支,其本质是一门应用科学;岩土工程是土木工程的一个分支,其本质是一种工程技术。从事工程地质工作的是地质专家(地质师),侧重于地质现象、地质成因和演化、地质规律、地质与工程相互作用的研究;从事岩土工程的是工程师,关心的是如何根据工程目标和地质条件,建造满足使用要求和安全要求的工程或工程的一部分,解决工程建设中的岩土技术问题。2工程地质与岩土工程的关系虽然工程地质与岩土工程分属地质学和土木工程,但关系非常密切,这是不言而喻的。有人说:工程地质是岩土工程的基础,岩土工程是工程地质的延伸,是有一定道理的。工程地质学的产生源于土木工程的需要,作为土木工程分支的岩土工程,是以传统的力学理论为基础发展起来的。但单纯的力学计算不能解决实际问题,从一开始就和工程地质结下了不解之缘。与结构工程比较,结构工程面临的是混凝土、钢材等人工制造的材料,材质相对均匀,材料和结构都是工程师自己选定或设计的,可控的。计算条件十分明确,因而建立在材料力学、结构力学基础上的计算是可信的。而岩土材料,无论性能或结构,都是自然形成,都是经过了漫长的地质历史时期,在多种复杂地质作用下的产物,对其材质和结构,工程师不能任意选用和控制,只能通过勘察查明,而实际上又不可能完全查清。岩土工程师不敢相信单纯的计算结果,单纯的计算是不可靠的,原因就在于工程地质条件的不确知性和岩土参数的不确定性,不同程度地存在计算条件的模糊性和信息的不完全性。因而虽然土力学、岩石力学、计算技术取得了长足进步,并在岩土工程设计中发挥了重要作用,但由于计算假定、计算模式、计算方法、计算参数等与实际之间存在很多不一致,计算结果总是与工程实际有相当大的差别,需要进行综合判断。
B. 工程地质学的研究方法有哪些
1 地质分析法
即自然历史分析法。是运用地质学的理论,查明工程地质条件和地质现象的空间分布以及它在工程建筑物作用下的发展变化,用自然历史的观点分析研究其产生过程和发展趋势,进行定性的判断。它是工程地质研究的基本方法,也是其他研究方法的基础。
工程地质工作中,必须综合运用上述方法,才能取得可靠的结论,对可能发生的工程地质问题制定出合理的防治对策。
C. 工程地质学的研究内容是什么他们之间有何联系
工程地质问题主要有区域稳定问题、岩体稳定问题、与地下渗流有关的问题以及与侵蚀淤积有关的工程地质问题等四个方面。
区域稳定问题讨论在特定的地质条件中产生的,并影响到广大区域的工程地质问题,包括活断层、地震、水库诱发地震、地震砂土液化和地面沉降。掌握这些问题的规律性,对规划选场,或者说对地质环境的合理开发与有效保护,具有重要意义。某些自然(物理)地质现象的区域性分布规律,则在以后的有关章节讨论。
岩(土)体稳定问题论述斜坡、洞室、地基岩(土)体稳定性的成因发展历史分析和力学机制分析,主要用于具体场地的稳定性评价,但在开发与保护地质环境中也有意义,特别是斜坡、洞室围岩(土)体的稳定性。
与地下渗流有关的工程地质问题包括岩溶及岩溶渗漏分析和渗透变形分析两章。前者以保证水工建筑物正常工作为目的,后者主要讨论渗流作用下土体的稳定性。
与侵蚀淤积有关的工程地质问题,包括河流侵蚀淤积和海湖边岸磨蚀堆积规律及人为工程活动对它们的影响两章,前者对改造河流后者对开发海洋都有重要意义。
岩体结构特征及其变形破坏机制,是进行区域稳定和岩体稳定分析的基础理论。决定岩体变形破坏的主导因素是岩石材料的性质、岩体结构特征、岩体的应力状态、孔隙裂隙中水和时间因素。岩石材料是工程岩土学讨论范围,所以首先对岩体结构特征进行地质历史的、力学的和统计的分析。之后讨论岩体应力状态的总背景,地壳岩体的天然应力状态。在此基础上讨论岩体变形与破坏,其中包括了岩体变形破坏中的孔隙水压力效应和时间效应。
D. 工程地质学的分析方法有哪些
人类在跨入21世纪后,将随着工程设施的兴建和对地质环境保护的重视,对工程地质学的期望也更多、更高,工程地质学科面临新的挑战和机遇。
一、国际工程地质学发展趋势
从世界范围看,工程地质研究继续由发达国家向发展中国家扩展。发展中国家的各类工程建设将以前所未有的规模和速度发展着,各种不同复杂程度的地质环境将向工程地质学家们提出许多研究课题,也要求工程地质勘察技术手段不断创新和改进。
可持续发展又是一个影响工程地质学发展的重要概念。工程地质学家要把人类赖以生存的环境的保护(包括地质灾害防治在内)作为义不容辞的己任,尤其是重大工程环境影响问题需要切切实实地加以研究和解决。由于岩石圈与水圈、大气圈、生物圈各层圈之间相互作用影响着,它们又具有全球观念,所以势必促使工程地质学家们从全球演化的角度来研究工程地质特征的多样性以及各层圈对工程地质条件的影响,进行全球性的工程地质研究和对比。
作为地学分支的工程地质学与工程科学、环境科学以及地球科学的其它分支学科关系密切,所以工程地质学与各相关学科必须更好地交叉和结合,以促进基本理论、分析方法和研究手段等各方面不断更新和前进,进而使工程地质学的内涵不断深化,外延不断扩展。此外,工程地质学必将融入现代数理化、计算机科学、空间科学及材料科学等更多的新鲜知识,以保证在未来的信息世界里工程地质学的适应性。
二、我国工程地质学未来的任务和发展趋势
在21世纪的上半叶,根据我国的发展战略,将大大提高综合国力,加速四个现代化建设,赶上中等发达国家的水平。为了保持较快的稳步发展速度,在能源、交通、现代城市化建设和矿产资源开发方面将要有更大、更快的发展。
E. 工程地质学的研究方法
工程地质学的研究方法包括:地质(自然历史)分析法、力学分析法、工程类比法与实验法