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工程地質(zhì)學(xué)的研究方法實用13篇

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工程地質(zhì)學(xué)的研究方法

篇1

1.道橋工程專業(yè)工程地質(zhì)學(xué)概述

道橋工程專業(yè)是專門培養(yǎng)各類掌握道橋工程基本知識理論技能,能夠在公路隧道、橋梁建筑、地下工程、輸水工程以及地基處理等領(lǐng)域中從事規(guī)劃設(shè)計、施工管理和技術(shù)研究的高級工程人才的學(xué)科體系。工程地質(zhì)學(xué)是研究與人類工程建筑活動有關(guān)地質(zhì)問題的學(xué)科,工程地質(zhì)學(xué)主要運用地質(zhì)學(xué)原理或方法研究建設(shè)工程現(xiàn)場工地的地質(zhì)巖層、土體結(jié)構(gòu)性質(zhì)以及水文變化空間分布規(guī)律,根據(jù)施工工程地質(zhì)條件環(huán)境進行科學(xué)分析和預(yù)測可能存在的工程地質(zhì)問題以及相關(guān)具有破壞性能的影響因素,并及時研究和制定合理的應(yīng)對措施,控制不良地質(zhì)現(xiàn)象的危害性。為保障工程建設(shè)的合理規(guī)劃與正確設(shè)計、順利施工及正常使用提供可靠的地質(zhì)科學(xué)依據(jù)。工程地質(zhì)學(xué)屬于地質(zhì)學(xué)研究的重要科學(xué)門類。

2.高職院校工程地質(zhì)學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀

道橋工程專業(yè)的工程地質(zhì)學(xué)是培養(yǎng)道橋工程技術(shù)應(yīng)用型人才的教學(xué)。工程地質(zhì)學(xué)作為道橋工程專業(yè)課程體系不可缺少的一門專業(yè)基礎(chǔ)課,其教學(xué)內(nèi)容和方法要不斷地適應(yīng)道橋工程建設(shè)的需要。工程地質(zhì)學(xué)是研究和解決與工程建設(shè)有關(guān)地質(zhì)問題的一門學(xué)科,是培養(yǎng)建設(shè)工程開發(fā)在人員必須具備的工程地質(zhì)素質(zhì)的系統(tǒng)工程,涉及到教材內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)資源等各個環(huán)節(jié),體現(xiàn)工程地質(zhì)專業(yè)特點。當(dāng)前市場經(jīng)濟環(huán)境條件下,高職院校的人才培養(yǎng)模式由文化型、學(xué)科型專門人才培養(yǎng)逐漸向創(chuàng)新能力高素質(zhì)人才的培養(yǎng)方式進行轉(zhuǎn)變。

長期以來,由于職業(yè)技術(shù)教育的職業(yè)性特點,高職院校道橋工程專業(yè)工程地質(zhì)學(xué)教學(xué)呈現(xiàn)了教學(xué)師資力量薄弱,教學(xué)資源與教學(xué)環(huán)境缺失、教學(xué)模式手段滯后,實踐與理論嚴(yán)重脫節(jié)的弊端和問題。教學(xué)理念的創(chuàng)新意識浮淺,淡化了道橋?qū)I(yè)學(xué)生創(chuàng)新應(yīng)用能力的培養(yǎng)。目前來說,由于工程地質(zhì)學(xué)學(xué)科特點涉及面較為廣泛,內(nèi)容相對繁雜、邏輯性強,很多高職院校道橋工程專業(yè)工程地質(zhì)學(xué)教學(xué)不能與時俱進,應(yīng)用實踐性差,不利于學(xué)生的綜合能力提升。很多高職學(xué)校在工程地質(zhì)學(xué)教學(xué)中,師資力量與學(xué)生基礎(chǔ)落差大,受客觀條件制約,多媒體等教學(xué)手段在很多高職院校的工程地質(zhì)學(xué)教學(xué)方面得不到有效利用,導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)潛力得不到創(chuàng)造性發(fā)掘。當(dāng)前社會經(jīng)濟的多元化發(fā)展推動了道橋工程的規(guī)模化發(fā)展,市場化人才教育改革理念促進了高職院校工程地質(zhì)學(xué)教育教學(xué)的深化改革與創(chuàng)新實踐。如何推動工程地質(zhì)學(xué)教學(xué)改革的深入落實,成為新形勢下高職院校道橋工程專業(yè)教學(xué)的重要研究方向。

3.當(dāng)前深化工程地質(zhì)學(xué)的教學(xué)改革措施

隨著現(xiàn)代職業(yè)教育教學(xué)理念的逐步深化與拓展,加強高職院校工程地質(zhì)學(xué)教學(xué)改革,適應(yīng)工程建設(shè)人才資源時代性需求的具體措施如下:

3.1 強化工程地質(zhì)學(xué)教學(xué)改革理念

教學(xué)理念的積極轉(zhuǎn)變是實現(xiàn)當(dāng)前職業(yè)教育教學(xué)改革的重要前提。相對來說,道橋工程專業(yè)工程地質(zhì)學(xué)作為一門理論性、實踐性都很強的學(xué)科,涉及的知識領(lǐng)域相當(dāng)廣泛,隨著當(dāng)前社會經(jīng)濟人才資源發(fā)展的多元化,道橋工程專業(yè)人才具有較強的市場化需求趨向。立足于當(dāng)前教育改革理念的深化與落實,強化教學(xué)服務(wù)意識,充分認(rèn)識高職院校教學(xué)改革的重要性和必要性,加強高職院校道橋工程專業(yè)工程地質(zhì)學(xué)教學(xué)理念創(chuàng)新,是推動道橋工程專業(yè)工程地質(zhì)學(xué)教學(xué)發(fā)展的關(guān)鍵。

3.2 優(yōu)化工程地質(zhì)學(xué)專業(yè)教學(xué)內(nèi)容

教學(xué)內(nèi)容是教學(xué)活動的重要載體。工程地質(zhì)學(xué)是道橋工程與地質(zhì)學(xué)相結(jié)合的一門邊緣科學(xué)。針對當(dāng)前高職院校工程地質(zhì)學(xué)教學(xué)內(nèi)容抽象繁雜、枯燥繁瑣的普遍問題,應(yīng)基于為社會培養(yǎng)高等技術(shù)應(yīng)用人才的職業(yè)教育目標(biāo),注重教學(xué)內(nèi)容的實用性和可操作性選擇,在基礎(chǔ)知識理論方面的教學(xué)內(nèi)容上,盡量多涉及與專業(yè)相關(guān)的工程地質(zhì)問題,把生活中的各類工程地質(zhì)問題與理論內(nèi)容密切聯(lián)系起來。3.3 創(chuàng)新工程地質(zhì)學(xué)教學(xué)模式方法

教學(xué)方法和教學(xué)模式是實現(xiàn)教育教學(xué)質(zhì)量提高的重要手段,堅持實踐創(chuàng)新原則,優(yōu)化教學(xué)手段,采用多種形式的教學(xué)方法來吸引學(xué)生,有效發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性和創(chuàng)造性潛能,激發(fā)學(xué)生對于工程地質(zhì)學(xué)研究的學(xué)習(xí)積極性。隨著計算機信息技術(shù)的不斷開發(fā)和應(yīng)用,多媒體網(wǎng)絡(luò)等現(xiàn)代化開放式教學(xué)手段已經(jīng)被越來越多的應(yīng)用到工程地質(zhì)學(xué)課程中,堅持實踐教學(xué)創(chuàng)新,開展校內(nèi)實踐活動,加大校外實踐資源活動基地建設(shè),結(jié)合生產(chǎn)實踐中的工程實例資料,采用行為導(dǎo)向教學(xué)法等多種教學(xué)模式引導(dǎo)學(xué)生加強對工程現(xiàn)場的直觀感受與觀摩體驗,在實踐活動中獲得各種工程地質(zhì)構(gòu)造知識,提高教學(xué)效果。

3.4 加強學(xué)生創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)

面對當(dāng)前的知識經(jīng)濟時代,職業(yè)教育必須面向時展需求,職業(yè)能力培養(yǎng)成為當(dāng)前時代人才發(fā)展的重要目標(biāo)。工程地質(zhì)學(xué)是研究地質(zhì)學(xué)與道橋工程關(guān)系的地質(zhì)學(xué)學(xué)科,學(xué)生必須具備相當(dāng)敏銳和獨特的地質(zhì)工程思維方法和觀察思考能力,提高學(xué)生創(chuàng)新思維素質(zhì),培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力,成為當(dāng)前高職院校工程地質(zhì)教學(xué)改革的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

結(jié)束語:

總之,道橋工程專業(yè)工程地質(zhì)學(xué)科教學(xué),是當(dāng)前高職院校培養(yǎng)土木工程綜合型人才的有效途徑。新形勢下,堅持教育教學(xué)理論改革,深化教學(xué)方法研究,優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容資源,是促進高職院校工程地質(zhì)學(xué)教學(xué)可持續(xù)發(fā)展的重要策略。

參考文獻(xiàn):

篇2

1.工程地質(zhì)學(xué)的特點

工程地質(zhì)學(xué)以地質(zhì)問題為研究對象,是工程科學(xué)、地質(zhì)科學(xué)及環(huán)境科學(xué)相互滲透、交叉形成的一門邊緣科學(xué)[9]。我校安全工程專業(yè)開設(shè)的工程地質(zhì)學(xué)涉及建筑、礦山兩大學(xué)科領(lǐng)域,涉及內(nèi)容包括基礎(chǔ)地質(zhì)學(xué)、巖土工程性質(zhì)、地質(zhì)勘察與評價等,具有鮮明的專業(yè)特色。

1.1基礎(chǔ)地質(zhì)學(xué)特點。基礎(chǔ)地質(zhì)學(xué)是研究地球及其演變的一門自然科學(xué)[10],涉及內(nèi)容包括礦物巖石學(xué)、構(gòu)造地質(zhì)學(xué)、資源、環(huán)境學(xué)等多門學(xué)科。當(dāng)前很難為學(xué)生傳授一種統(tǒng)一的思想來解決今后可能遇到的地質(zhì)問題,因此在講授基礎(chǔ)地質(zhì)學(xué)基本理論的同時,重點啟發(fā)學(xué)生應(yīng)用地質(zhì)學(xué)基本原理具體問題具體分析,為培養(yǎng)能分析、解決實際問題,具有創(chuàng)新能力的卓越工程師奠定基礎(chǔ)。

1.2巖土工程性質(zhì)特點。巖土工程性質(zhì)是討論巖土的成因類型、巖石礦物學(xué)特征、組成成分、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造,他們的物理性質(zhì)和力學(xué)性質(zhì),巖土工程分類以及不良性質(zhì)的改善和處理等。不同礦物形成的巖體或土體其性質(zhì)不同。巖土的物理、力學(xué)性質(zhì)影響巖、土體的強度、變形及其滲流構(gòu)成了巖土工程地質(zhì)性質(zhì)的理論基礎(chǔ),是教學(xué)的核心內(nèi)容。

1.3地質(zhì)勘察與評價特點。工程地質(zhì)勘察是為查明影響工程建筑物的地質(zhì)因素而進行的地質(zhì)調(diào)查研究工作[9]。主要是對地質(zhì)災(zāi)害、工業(yè)與民用建筑物、地下建筑工程、水利水電及礦山地質(zhì)的勘察。在教學(xué)過程中,不僅要講授工程地質(zhì)勘察的通用方法,還要讓學(xué)生了解不同方法的適用性、工程地質(zhì)勘察與評價的研究進展及發(fā)展趨勢。

1.4工程地質(zhì)學(xué)課程特點。工程地質(zhì)學(xué)課程涉及基礎(chǔ)地質(zhì)學(xué)、巖土工程學(xué)、地質(zhì)勘察學(xué)、土木工程學(xué)及煤礦地質(zhì)學(xué)等相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域內(nèi)容,其研究對象具有復(fù)雜性,研究方法具有多樣性,課程內(nèi)容廣泛、知識點多、理論性強等特點,內(nèi)容相對抽象、難以理解,在教學(xué)過程中應(yīng)充分研究內(nèi)容特點,綜合應(yīng)用不同的教學(xué)方法,引導(dǎo)學(xué)生對知識進行理解掌握,以達(dá)到教學(xué)目的。

2.工程地質(zhì)教學(xué)存在的問題

大規(guī)模工程建設(shè)、煤炭資源開發(fā)帶來眾多新的復(fù)雜的工程地質(zhì)問題(如高邊坡工程、深基坑工程、長隧道工程、深部煤炭開發(fā)、高溫高壓礦井等),安全生產(chǎn)存在眾多隱患。如何在有限的學(xué)時內(nèi),讓學(xué)生既能夯實理論基礎(chǔ),又具備能解決實際問題的能力是擺在本課程教學(xué)面前重要的問題。當(dāng)前教學(xué)過程中還存在著教學(xué)內(nèi)容不合理、教學(xué)方法單一、教學(xué)模式落后等問題影響課程教學(xué)質(zhì)量。

2.1教學(xué)內(nèi)容不合理。安全工程專業(yè)目前使用的教材為趙法鎖教授等編寫的“工程地質(zhì)學(xué)”[11] ,主要參考書為李智毅教授編寫的“工程地質(zhì)學(xué)概論”[9]、李雋蓬教授編寫的“土木工程地質(zhì)”[12] 和胡紹祥教授編寫的“礦山地質(zhì)學(xué)”[13],使用教材重點突出基礎(chǔ)地質(zhì)、巖土及地質(zhì)災(zāi)害內(nèi)容。但未包含礦山工程中常見的工程地質(zhì)問題,缺少與本校安全工程相適應(yīng)的知識結(jié)構(gòu),很難讓學(xué)生全面了解礦山工程地質(zhì)的特點和問題。而“礦山地質(zhì)學(xué)”則缺少與建筑安全相適應(yīng)的知識構(gòu)架。

2.2教學(xué)方法單一。目前,工程地質(zhì)學(xué)的教學(xué)依然采用課堂講授輔以ppt演示的傳統(tǒng)方式。且ppt未經(jīng)過合理的開發(fā),造成一些具體講解的基本原理和公式的推導(dǎo)過程被忽略[14],教學(xué)效果不理想。

2.3教學(xué)模式落后。以往的工程地質(zhì)學(xué)教學(xué)以“教師書本講解――學(xué)生接受學(xué)習(xí)”為主。缺少對實際問題的分析及不確定問題的探討;教學(xué)以教師為主體,忽略了學(xué)生的主體地位;缺少與學(xué)生的有效交流和溝通,學(xué)生的主觀能動性得不到發(fā)揮。

3.工程地質(zhì)學(xué)課程改革

由于“工程地質(zhì)學(xué)”課程對安全工程本科生的培養(yǎng)立足于掌握基礎(chǔ)地質(zhì)、巖土工程性質(zhì)及工程勘察的基礎(chǔ)知識,初步具備分析建筑工程、礦山工程實際地質(zhì)問題的能力。因此,針對目前課程存在的問題,從課程結(jié)構(gòu)、教學(xué)手段、教學(xué)模式三個方面提出了課程改革思路和措施。

3.1優(yōu)化教學(xué)模塊,調(diào)整課程結(jié)構(gòu)。將“工程地質(zhì)學(xué)”課程內(nèi)容分為基礎(chǔ)理論模塊和專業(yè)特色模塊。基礎(chǔ)理論模塊包括基礎(chǔ)地質(zhì)學(xué)、巖土工程性質(zhì)、工程地質(zhì)勘察三篇內(nèi)容,重在強化理論基礎(chǔ)。專業(yè)特色模塊兼有建筑、礦山特色,其中建筑特色選取地基工程、邊坡工程及地下工程中與工程地質(zhì)相關(guān)知識內(nèi)容,重在面向建筑安全;礦山特色選取煤炭資源、煤礦工程與工程地質(zhì)相關(guān)內(nèi)容,重在面向礦山,培養(yǎng)學(xué)生初步分析實際問題的能力,各模塊的具體內(nèi)容見表1。

表1 “工程地質(zhì)學(xué)”課程模塊分配表

3.2豐富教學(xué)手段,夯實基礎(chǔ)知識。基礎(chǔ)知識是進行生產(chǎn)和科研的基礎(chǔ),考慮到工程地質(zhì)學(xué)課程特點,傳統(tǒng)的單一教學(xué)方式講解不便,學(xué)生聽講積極性不高,教學(xué)效果不理想。圖文并茂的多媒體課件調(diào)動課堂情緒;典型案例分析提高學(xué)生學(xué)習(xí)主動性及自主分析實際問題的能力;引導(dǎo)式教學(xué)引導(dǎo)學(xué)生主動思考,思維發(fā)散;討論式教學(xué)讓學(xué)生進行思想碰撞,總結(jié)歸納;實驗教學(xué)提高學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)及科研思維。通過多種教學(xué)方法的結(jié)合達(dá)到夯實基礎(chǔ)知識,提升專業(yè)素質(zhì),提高科研思維的效果。

3.3 “課上思考學(xué)習(xí)、線上交流學(xué)習(xí)”教學(xué)模式充分發(fā)揮學(xué)生的“主體”地位,教師作為“客體”在教學(xué)課程中起到引導(dǎo)及監(jiān)督作用。課堂上主要通過圖片、視頻等引出問題,學(xué)生分析基礎(chǔ)知識,引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)思路,由學(xué)生自主思路完成基本知識的學(xué)習(xí),實現(xiàn)“課上思考學(xué)習(xí)”。如在講解土的三相介質(zhì)物質(zhì)組成時,首先展示建筑傾倒照片,引出地基失穩(wěn)工程地質(zhì)問題,使學(xué)生帶著問題去思考,然后通過講解抽取地下水引起地面沉降引導(dǎo)學(xué)生去發(fā)現(xiàn)、理解土是由固相、液相、氣相組成的三相介質(zhì)。

篇3

    教科書對工程地質(zhì)學(xué)的三種定義:①工程地質(zhì)學(xué)是研究與工程有關(guān)的地質(zhì)問題的科學(xué);②工程地質(zhì)學(xué)是研究人類工程活動與地質(zhì)環(huán)境相互作用的科學(xué);③工程地質(zhì)學(xué)是研究人類工程建設(shè)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(xué)。

    從以上三種定義的實質(zhì)中均不難看出,工程地質(zhì)學(xué)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(xué)科卻正在經(jīng)歷著前所未有的挑戰(zhàn),工程地質(zhì)學(xué)被異名為巖土工程學(xué),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(xué)術(shù)界有此呼應(yīng),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(yīng)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(wù)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(yīng)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(shè)計和施工過程的總稱。巖土工程的任務(wù)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(xué)是一門獨立的學(xué)科,盡管也僅僅是本世紀(jì)初的事,并不象數(shù)學(xué)、物理學(xué)、天文學(xué)等等著名學(xué)科那樣歷史悠久,然而,之所以將工程地質(zhì)定義在“學(xué)科”這樣的高度上,是因為她具備學(xué)科的一些基本特性和基本理論,這就是地質(zhì)學(xué)的基本特性和基本理論,換句話說,工程地質(zhì)學(xué)的基本理論就是地質(zhì)學(xué)(當(dāng)然更包括數(shù)學(xué)、力學(xué)、化學(xué)等等),因此,又將工程地質(zhì)學(xué)界定為地質(zhì)學(xué)的一個分支學(xué)科或應(yīng)用學(xué)科,這是符合實際的。工程地質(zhì)學(xué)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(xué)。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(xué)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(xué)會在希臘召開了一次學(xué)術(shù)討論會,會上決定將本學(xué)會名稱改為:國際工程地質(zhì)學(xué)與環(huán)境學(xué)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(xué)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(xué)會工程地質(zhì)專委會會議上,學(xué)科和學(xué)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(xué)者們多數(shù)也不同意更名,認(rèn)為如此嚴(yán)肅的基礎(chǔ)性應(yīng)用性學(xué)科,沒有必要放棄自己的傳統(tǒng)風(fēng)格,我國的工程建設(shè)任務(wù)十分繁重,工程地質(zhì)學(xué)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(wù)

    在工程建設(shè)中,工程地質(zhì)工作的任務(wù)十分繁重,也異常艱巨,主要任務(wù)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(zhǔn)確界定工程地質(zhì)問題;③預(yù)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(shè)的基礎(chǔ)性專業(yè),沒有這個專業(yè),一切工程建設(shè)均將成為空中樓閣,這是常識性問題,我們在這里反復(fù)強調(diào)好象有些多于。然而,現(xiàn)實確讓這一基礎(chǔ)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(fù)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(yīng),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(shè)中的地質(zhì)教訓(xùn)

    由于地質(zhì)問題而嚴(yán)重影響工程建設(shè)的實例太多,教訓(xùn)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(fēng)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(fù)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(shè)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(shè)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(rèn)為答案是否定的。

    ①陜西東莊水庫灰?guī)r壩址滲漏嚴(yán)重不能建壩;

    ②小浪底滑坡性質(zhì)界定對設(shè)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(shè)計的影響。

    6.相關(guān)學(xué)科在工程地質(zhì)中的應(yīng)用

    ①系統(tǒng)工程在工程地質(zhì)中的應(yīng)用;

    ②計算機技術(shù)在工程地質(zhì)中的應(yīng)用;

    ③遙感、物探、GPS等;

    ④水工設(shè)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(yīng)該有系統(tǒng)地學(xué)習(xí)水工建筑物的基本設(shè)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(xué)、力學(xué)、水力學(xué)、巖土力學(xué)、巖石試驗、有限元分析和計算機應(yīng)用等方面的基礎(chǔ)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(shè)計師改行從事工程地質(zhì)專業(yè)的學(xué)習(xí)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(yīng)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(shè)計,因為搞招投標(biāo)尤其是國際合同,修改設(shè)計就意味著被索賠。修改一個設(shè)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(shè)計怎么得了?汪部長的這段講話似乎在批評設(shè)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(rèn)為首先要搞清楚為什么修改設(shè)計,水利工程因為地質(zhì)問題而修改設(shè)計的可以舉出若干例子來。

    修改設(shè)計往往賴地質(zhì),我們當(dāng)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(chǔ)資料不準(zhǔn)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(xué)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

Keywords: rock mechanics; engineering geology; geological model of rock mass structure;

中圖分類號:P55文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:

世界上, 最早的工程地質(zhì)學(xué)的精典著作, 一是太沙基教授著的《工程地質(zhì)學(xué)》( 1929) ; 二是薩瓦連斯基教授著的《工程地質(zhì)學(xué)》( 1937) 。這兩部書問世之后, 對推動各國的工程地質(zhì)學(xué)的發(fā)展起了很大的作用。在此之后, 各國也相繼發(fā)表了很多版本的《工程地質(zhì)學(xué)》, 雖然在內(nèi)容方面有新發(fā)展, 但其學(xué)術(shù)思想還是屬于太沙基教授和薩瓦連斯基教授的學(xué)術(shù)思想范疇, 他們多注重地殼表層的地質(zhì)作用及其所產(chǎn)生的各種工程地質(zhì)現(xiàn)象, 并對土質(zhì)方面的工程地質(zhì)問題, 進行了比較深入地研究。由于當(dāng)時的鐵路工程、隧道工程、水壩工程的規(guī)模較小, 基本上滿足了工程建設(shè)的需要。

我國著名的工程地質(zhì)學(xué)家谷德振教授著的《巖體工程地質(zhì)力學(xué)基礎(chǔ)》( 1979) 具有新的學(xué)術(shù)思想, 是從地質(zhì)歷史的發(fā)展過程—建造與構(gòu)造, 并運用地質(zhì)力學(xué)的觀點, 研究了巖體的工程地質(zhì)特性及力學(xué)的成因問題, 具有工程地質(zhì)學(xué)方面的新的理論特色, 對解決大型巖體工程建設(shè)問題起了很大的作用。對完善各國的工程地質(zhì)學(xué)的理論體系, 具有重大的意義。

巖石力學(xué)做為一門新興學(xué)科是在50 年代逐步形成的。第一本《巖石力學(xué)》( J. 塔洛布爾著) 直到1957 年才出版。當(dāng)時的巖石力學(xué)的占有支配地位的理論是材料力學(xué)、即把材料力學(xué)中的連續(xù)介質(zhì)力學(xué)理論引用到巖石力學(xué)之中, 這是巖石力學(xué)初期發(fā)展的特點。到了70 年代, 人們對巖體有了新的認(rèn)識, 開始建立了“巖體”與“巖塊”的兩個不同的概念。巖體是具有裂隙的, 巖體力學(xué)性質(zhì)是與裂隙性質(zhì)密切相關(guān)。所以, 裂隙巖體力學(xué)特性成為巖體力學(xué)研究的中心課題, 從而使巖體力學(xué)有了新的發(fā)展。其代表作是1974 年米勒教授( L.Muller) 主編的《巖石力學(xué)》文集。

巖體力學(xué)的發(fā)展具有十分重要的意義, 為巖體力學(xué)的新突破提出了理論基礎(chǔ)。對于巖體中看起來雜亂無章的裂隙, 稱之為結(jié)構(gòu)面的分布與組合, 是有規(guī)律可循的。這就為巖體力學(xué)規(guī)律性的研究奠定了基礎(chǔ)。

孫廣忠教授著《巖體力學(xué)基礎(chǔ)》( 1983)和《巖體結(jié)構(gòu)力學(xué)》( 1988 年) 的書中明確提出了“巖體結(jié)構(gòu)控制論”做為巖體力學(xué)的基礎(chǔ)理論, 書中比較全面地的論述了: ①巖體的地質(zhì)特征—巖體力學(xué)的地質(zhì)基礎(chǔ);②巖體結(jié)構(gòu)的力學(xué)效應(yīng)—巖體力學(xué)的基本規(guī)律;③巖體力學(xué)分析原理及方法。《巖體結(jié)構(gòu)力學(xué)》可稱為當(dāng)今階段的巖體力學(xué)發(fā)展的代表作。從生產(chǎn)實踐觀點來看, “巖體工程地質(zhì)力學(xué)”與“巖體結(jié)構(gòu)力學(xué)”的研究對象是相同的, 即邊坡、地基、地下隧道與硐室等工程巖體穩(wěn)定問題; 它們的服務(wù)目標(biāo)也是一致的, 即為工程設(shè)計與施工服務(wù)。這兩門學(xué)科既有不可分割的緊密聯(lián)系, 又各有側(cè)重, 分別進行深入細(xì)致的研究工作。兩者的關(guān)系見圖

根據(jù)圖1 可見: 以工程設(shè)計為服務(wù)目標(biāo)來講, 巖體工程地質(zhì)力學(xué)研究與巖體結(jié)構(gòu)力學(xué)研究是一個整體。

巖體工程地質(zhì)力學(xué)研究主要有三個內(nèi)容:

( 1) 巖體結(jié)構(gòu)形成的物質(zhì)基礎(chǔ)

巖體結(jié)構(gòu)特性的好與壞與地質(zhì)建造的形成環(huán)境、形成時代、成巖作用和演變過程有著內(nèi)在的有機聯(lián)系, 所以弄清組成各種建造的巖石組合特征和巖石的工程地質(zhì)性質(zhì), 并依此進行巖層的工程地質(zhì)分組。每類巖組均有自身的巖體結(jié)構(gòu)的規(guī)律性。

( 2) 巖體結(jié)構(gòu)的地質(zhì)力學(xué)分析

在認(rèn)識巖體結(jié)構(gòu)特性的過程中, 既要重視地質(zhì)建造, 也更要重視建造的改造和再改造。巖體結(jié)構(gòu)特性與褶皺斷裂有著密切的關(guān)系, 為了弄清巖體結(jié)構(gòu)類型與及其規(guī)律性, 必須應(yīng)用地質(zhì)力學(xué)理論與方法, 研究構(gòu)造變形場形成的時間性, 空間性和力學(xué)性, 并探索褶皺斷裂形成的力學(xué)機制和構(gòu)造型式及其構(gòu)造應(yīng)力場的特征等等。

( 3) 地質(zhì)模型

根據(jù)工程地質(zhì)巖組的特性和巖體結(jié)構(gòu)的類型, 并結(jié)合巖體工程的性質(zhì)、形狀、尺寸及所處的地質(zhì)背景位置, 以巖體結(jié)構(gòu)控制論的觀點對上述各種要素進行綜合分析, 最后抽象為地質(zhì)模型, 依此來判斷工程巖體變形破壞形式。

巖體結(jié)構(gòu)力學(xué)研究,主要有兩大內(nèi)容:

( 1) 將地質(zhì)模型轉(zhuǎn)化為力學(xué)模型地質(zhì)模型

不僅是巖體工程地質(zhì)力學(xué)的主要研究內(nèi)容, 同時又是巖體結(jié)構(gòu)力學(xué)的主要研究內(nèi)容。前者側(cè)重于研究地質(zhì)模型的成因和類型, 而后者是側(cè)重于研究地質(zhì)模型的力學(xué)效應(yīng)。即依賴于巖體結(jié)構(gòu)及其力學(xué)效應(yīng), 將地質(zhì)模型轉(zhuǎn)化為力學(xué)模型。

( 2) 將力學(xué)模型轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)語言

巖體工程地質(zhì)力學(xué)研究, 以目前的研究水平來講, 多屬于定性研究, 雖然也可以作為工程設(shè)計的依據(jù), 但尚不夠充分。所以, 必須經(jīng)過地質(zhì)模型, 轉(zhuǎn)化為力學(xué)模型, 再將力學(xué)模型中與巖體變形破壞機制有關(guān)的各種要素, 從定性的轉(zhuǎn)化為定量的, 并用數(shù)學(xué)語言表達(dá)出來, 才能進行巖體穩(wěn)定性的力學(xué)分析。

巖體穩(wěn)定性的力學(xué)分析成果, 從某種意義上講, 是巖體工程地質(zhì)力學(xué)與巖體結(jié)構(gòu)力學(xué)的共同的最終成果, 是工程設(shè)計最充分的依據(jù)。但一項最佳的工程設(shè)計, 除應(yīng)用最終成果之外, 還應(yīng)對其他的研究內(nèi)容: 工程地質(zhì)巖組, 巖體結(jié)構(gòu), 地質(zhì)模型和力學(xué)模型等的含義有充分了解、消化、吸收, 才能使工程設(shè)計達(dá)到最佳的目標(biāo)。

孫廣忠教授著《巖體結(jié)構(gòu)力學(xué)》一書, 不僅是發(fā)展了巖體工程地質(zhì)力學(xué), 也發(fā)展了巖體力學(xué), 它具有我國巖體力學(xué)的理論特點。作者將這一理論特點概括為以下五條:

( 1) 巖體力學(xué)是研究環(huán)境應(yīng)力改變時的巖體再變形和再破壞的科學(xué)。

( 2) 巖體結(jié)構(gòu)控制巖體變形、破壞及其力學(xué)性質(zhì)。巖體結(jié)構(gòu)控制作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于巖石材料的作用。

( 3) “巖體結(jié)構(gòu)控制論”是巖體力學(xué)基礎(chǔ)理論, “巖體結(jié)構(gòu)力學(xué)效應(yīng)”是巖體力學(xué)的力學(xué)基礎(chǔ), 巖體結(jié)構(gòu)分析方法是巖體力學(xué)研究的基本方法。

( 4) 巖體賦存于一定的地質(zhì)環(huán)境中, 巖體賦存環(huán)境條件可改變巖體結(jié)構(gòu)力學(xué)效應(yīng)和巖石力學(xué)性能。

篇5

(一)課程內(nèi)容多,授課學(xué)時少

根據(jù)國家高等教育對人才培養(yǎng)的要求,近些年來,多數(shù)院校在培養(yǎng)方案的制定上存在著向公共課傾斜的現(xiàn)象,這使得專業(yè)課學(xué)時被不斷壓縮。主要表現(xiàn)在課程學(xué)時少,尤其是實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。過去動輒幾十學(xué)時乃至上百學(xué)時的課程,現(xiàn)在多為32~48學(xué)時。在多數(shù)煤炭院校中,水文與水資源工程專業(yè)開設(shè)有基礎(chǔ)地質(zhì)學(xué)、礦物巖石學(xué)、構(gòu)造地質(zhì)學(xué)等課程,具有一定的地學(xué)背景。即便如此,工程地質(zhì)學(xué)課程仍涉及工程巖土學(xué)、工程動力地質(zhì)作用、巖土工程勘察等方面的內(nèi)容,這使得該課程教學(xué)內(nèi)容繁雜,教師上課難度增大。在此情況下,如不進行課程教學(xué)改革,教師就無法很好地完成相關(guān)內(nèi)容的講授;同時學(xué)生對專業(yè)領(lǐng)域知識的學(xué)習(xí)也將停留在較淺的感性認(rèn)知階段,不能理解機理性的問題,更不能深刻地認(rèn)識該課程在國民經(jīng)濟建設(shè)中的作用,這勢必對學(xué)生未來就業(yè)產(chǎn)生不利的影響。

(二)教學(xué)方法單調(diào)

工程地質(zhì)學(xué)課程基本概念和基本原理較多,同時該課程又具有很強的實踐性,因此,單一的多媒體或板書授課模式很難調(diào)動學(xué)生的積極性。加之個別教師實踐經(jīng)驗不足,存在照本宣科的現(xiàn)象;而個別教師授課又完全脫離指定教材,這些都容易使學(xué)生產(chǎn)生厭學(xué)心理。此外,課程中涉及的一些教學(xué)內(nèi)容,諸如崩塌、滑坡等災(zāi)害的形成機理及演化過程等比較抽象,單純在PPT中以圖片形式展示,不能很好地呈現(xiàn),學(xué)生缺少感性的認(rèn)識,這在一定程度上挫傷了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性。

(三)實踐環(huán)節(jié)薄弱

近些年來,隨著高校的不斷擴張,教學(xué)資源的投入問題已經(jīng)成為高校普遍面臨的問題。具體到實踐教學(xué)環(huán)節(jié),主要體現(xiàn)兩個方面:一方面野外實踐場地或基地功能缺失,滿足不了野外實踐教學(xué)的需求;另一方面學(xué)生人數(shù)與設(shè)備臺套數(shù)不成比例,同時也存在部分試驗儀器無場地安放的尷尬局面,導(dǎo)致部分試驗無法開出,學(xué)生動手能力得不到培養(yǎng)。此外,還存在實驗教學(xué)方式和時間不靈活等問題。目前多數(shù)院校的室內(nèi)實驗都是教師準(zhǔn)備好試驗后,學(xué)生在制定的條件下按照實驗指導(dǎo)書進行,學(xué)生真正思考的較少,部分學(xué)生既不動腦也不動手,而是依靠同組其他同學(xué)來完成實驗,這不利于學(xué)生實踐能力的培養(yǎng),容易導(dǎo)致學(xué)生實踐能力不足或喪失。

(四)考核方式單一

考核成績比例分配不合理,多數(shù)院校該課程考核成績都是由期末考試成績(約占70%~80%)和平時成績(占20%~30%)組成,而平時成績又多以上課出勤率、課外作業(yè)以及實踐環(huán)節(jié)表現(xiàn)等形式存在,其中上課出勤率占主導(dǎo)地位。這樣難免會存在一些學(xué)生到課不聽課,考前突擊且考分很高的現(xiàn)象。此外,考核的內(nèi)容也不夠全面,多側(cè)重于理論知識,往往忽視學(xué)生動手能力的考核,最終導(dǎo)致校內(nèi)所學(xué)知識與實際工作脫節(jié),不利于綜合人才的培養(yǎng)。

二、課程教學(xué)改革探索

針對當(dāng)前教學(xué)過程中存在的問題,結(jié)合近年來的教學(xué)和實踐經(jīng)驗,提出從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段和教學(xué)環(huán)節(jié)等幾方面對課程教學(xué)進行改革。

(一)合理優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容,改專業(yè)通識教學(xué)為行業(yè)特色教學(xué)

在教學(xué)內(nèi)容的選擇上,要突出院校的特色優(yōu)勢。針對煤炭院校水文與水資源工程專業(yè)具有地學(xué)背景這一特點,工程地質(zhì)學(xué)課程教學(xué)可主要講解三部分的內(nèi)容,即巖土體工程地質(zhì)性質(zhì)研究、工程動力地質(zhì)作用研究以及工程地質(zhì)勘察等。巖土體工程地質(zhì)性質(zhì)研究是該課程的基礎(chǔ),該部分主要講授土的物質(zhì)組成、物理力學(xué)性質(zhì)以及巖土體的工程地質(zhì)特性;工程動力地質(zhì)作用研究是該課程的核心內(nèi)容,講授學(xué)時應(yīng)占總學(xué)時的一半以上。該部分主要講授活斷層和地震、斜坡、巖溶、泥石流及地下硐室的工程地質(zhì)研究;工程地質(zhì)勘察部分主要講授工程地質(zhì)測繪、勘探、試驗以及長期觀測等幾種工程地質(zhì)勘察方法。課程教學(xué)要確保在有限的學(xué)時內(nèi)突出重點,同時也要注意前后所學(xué)課程內(nèi)容上的銜接,避免重復(fù)。

(二)豐富教學(xué)方法和手段,改單一的滿堂灌為交互式教學(xué)

工程地質(zhì)學(xué)具有較強的實踐性,其教學(xué)目標(biāo)是要培養(yǎng)學(xué)生對于工程地質(zhì)現(xiàn)象的認(rèn)識、判斷能力和工程地質(zhì)問題的分析、處理能力,這需要在傳統(tǒng)教學(xué)模式的基礎(chǔ)上,緊扣學(xué)科的發(fā)展前沿和熱點問題,豐富教學(xué)方法和手段,靈活組織課堂教學(xué)。

傳統(tǒng)課堂教學(xué)方式使學(xué)生獲取的知識較多地局限在抽象的經(jīng)驗上,而現(xiàn)代化的教學(xué)手段不僅可以使學(xué)生獲取抽象的理論知識,還可以提供豐富的觀察經(jīng)驗,在一定程度上將理論與實踐相結(jié)合,因此要充分利用現(xiàn)代化的教學(xué)手段。如在講授滑坡、泥石流等內(nèi)容時可采用flash動畫或影像資料展示災(zāi)害的形成過程、危害以及其防治措施;在講授地震的工程地質(zhì)研究內(nèi)容時可結(jié)合典型的地震(512汶川大地震),講解地震發(fā)生的機理及預(yù)警預(yù)防措施;在講解地下硐室位置的工程地質(zhì)論證時,可借助物理模型來分析地形、地質(zhì)構(gòu)造、巖性特征等對硐室位置的影響等等。這些方法和手段的引入不僅可增強教學(xué)的直觀性、主動性,同時也可節(jié)省一定的時間,擴大課堂教學(xué)的信息量,提高教學(xué)效果。

鑒于該課程內(nèi)容多,課時少,可采取學(xué)生自學(xué)、教師課堂講解和課外輔導(dǎo)答疑相結(jié)合的教學(xué)方法,以鍛煉學(xué)生的自學(xué)能力。還可就工程地質(zhì)學(xué)領(lǐng)域的熱點問題,設(shè)置課堂辯論。通過教師布置論題學(xué)生收集資料學(xué)生課堂辯論教師講解剖析的教學(xué)過程,改過去教學(xué)單行道(教師到學(xué)生)為雙行道(教師到學(xué)生,學(xué)生到教師),引導(dǎo)學(xué)生分析問題和解決問題。例如,針對近期發(fā)生的崩塌、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害,可設(shè)置地質(zhì)災(zāi)害的主要誘因?人類活動or自然條件的論題,讓學(xué)生通過查閱與崩塌、滑坡、泥石流等災(zāi)害相關(guān)的資料,展開討論與辯論,從而達(dá)到牢固掌握崩塌、滑坡、泥石流等相關(guān)知識的目的。此外,還可增加一些工程實例課,讓學(xué)生嘗試用所學(xué)知識去解決實際問題。例如利用最新發(fā)生的地震、滑坡及泥石流等地質(zhì)災(zāi)害的工程實例,探討這些災(zāi)害的發(fā)生機理及防治措施,從而鍛煉學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和分析問題的能力。

(三)加強實踐環(huán)節(jié)教學(xué),改被動式接受為主動式探索

在實施實踐教學(xué)活動時,要強調(diào)以學(xué)生為主體,培養(yǎng)學(xué)生的動手能力,充分發(fā)揮實驗教師的引導(dǎo)作用。在進行實驗之前,指導(dǎo)教師可提出實驗要求及注意事項,并給出參考意見,讓學(xué)生自行設(shè)計實驗方案,將原來的驗證性實驗改為設(shè)計性實驗。盡量創(chuàng)造條件讓學(xué)生開拓思維,發(fā)揮想象力和創(chuàng)造力,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性,提高洞察力,培養(yǎng)嚴(yán)肅認(rèn)真和實事求是的工作作風(fēng),提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。

野外實踐應(yīng)有效地將理論與實際相結(jié)合。因此,在進行野外實踐教學(xué)時地點應(yīng)盡可能選擇工程地質(zhì)現(xiàn)象豐富的地方。對河南理工大學(xué)而言,可在市區(qū)北部的縫山針公園進行為期半天的實踐教學(xué)活動。結(jié)合園區(qū)內(nèi)原有采石場開挖形成的人工邊坡講解邊坡的應(yīng)力分布狀態(tài)及變化特征,邊坡變形破壞類型及穩(wěn)定性的影響因素,同時還可結(jié)合該園區(qū)的生態(tài)恢復(fù)治理工程講解邊坡變形破壞的防治原則和措施。此外,可結(jié)合水文與水資源工程專業(yè)學(xué)生未來就業(yè)意愿和方向,在畢業(yè)設(shè)計(論文)環(huán)節(jié)安排一些與工程地質(zhì)有關(guān)的實踐內(nèi)容,例如巖土工程勘察設(shè)計或巖土工程分析與評價、邊坡穩(wěn)定性分析與評價以及煤矸石堆積體穩(wěn)定性分析等。在畢業(yè)設(shè)計(論文)過程中要充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性,讓學(xué)生多動手、多動腦,多方位培養(yǎng)學(xué)生獲取知識的能力和創(chuàng)新能力。

(四)完善考核內(nèi)容與方式,改重視理論考核為突出實踐性考核

篇6

Key words:Engineering Geology;development;application;achievement

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

1 我國工程地質(zhì)學(xué)的發(fā)展歷程

20世紀(jì)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(xué)科進入獨立發(fā)展階段,各建設(shè)部門制定自己的勘察規(guī)范,以山區(qū)工程建設(shè)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(shè)為中心和改革開放的年代,各方面的建設(shè)蓬勃發(fā)展,工程地質(zhì)在已往基礎(chǔ)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(dān)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(xué)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(xué)的新理論、新方法;學(xué)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(wù)就在于為工程建筑進行工程地質(zhì)勘察,認(rèn)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(shè)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(shè)不進行勘察工作就不準(zhǔn)設(shè)計,沒有設(shè)計不準(zhǔn)施工。這就賦予了工程地質(zhì)重大而光榮的職責(zé),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(shè)計分為可行性研究、初步設(shè)計、技(術(shù))施(工)設(shè)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(rèn)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(xué)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(yù)測的,只要查清工程地質(zhì)條件,又有了規(guī)劃設(shè)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(yán)重,哪些地質(zhì)因素不利,不能滿足工程建筑的要求。應(yīng)當(dāng)采取何種措施予以補救,是減小建筑物的規(guī)模以適應(yīng)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(xué)研究的目標(biāo)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(yīng)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(xì)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(dǎo)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(dá)到節(jié)約投資減少勘察或研究成本的目的。當(dāng)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(yù)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(xué)參數(shù)的分布趨勢,從而為減少勘探工作量提供科學(xué)的可靠的依據(jù),達(dá)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(fù)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(xué)信息,完全表達(dá)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(xué)的建立與巖體力學(xué)研究。與土力學(xué)相比,巖體力學(xué)直到20世紀(jì)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(xué)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(xué)加以分析。這樣就把地質(zhì)力學(xué)與巖石力學(xué)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(xué)科:巖體工程地質(zhì)力學(xué)。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(xué)性質(zhì)和變形破壞規(guī)律也不同。

篇7

1 《工程地質(zhì)與土力學(xué)》教學(xué)現(xiàn)狀

1.1 教學(xué)方式過于落后

傳統(tǒng)的“滿堂灌”和“填鴨式”的教學(xué)方式,顯然不能適應(yīng)現(xiàn)代高等教育的要求。課堂講授主要以教材為主,講得精,講得細(xì),但繁多的教學(xué)內(nèi)容,高難度的計算,再加上缺乏理論聯(lián)系實際,使得學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動性難以提高,教學(xué)效果大打折扣。灌輸式和應(yīng)試式上的課程教學(xué)最大的詬病是缺少互動性,缺少討論,忽視了課外實踐,其教學(xué)深度難以達(dá)到人才培養(yǎng)方案中的培養(yǎng)目標(biāo)。

1.2 教學(xué)內(nèi)容陳舊

與大多數(shù)課程一樣, 課程內(nèi)容偏于陳舊,教學(xué)內(nèi)容的更新程度遠(yuǎn)落后于本學(xué)科的發(fā)展。土力學(xué)在教學(xué)內(nèi)容改革時,應(yīng)該注意夯實基礎(chǔ)知識,兼顧學(xué)科前沿動態(tài),重視知識運用能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

1.3 師資力量過于薄弱

教學(xué)手段單一,主要是依靠課堂板書講授,多媒體教學(xué)很少;課程教學(xué)仍停留在灌輸式和應(yīng)試式上,缺少師生互動以及理論聯(lián)系實際。

1.4 實踐性教學(xué)不足

因課時少,在課程教學(xué)中往往是首先減少實驗實習(xí)這個環(huán)節(jié),導(dǎo)致實踐教學(xué)薄弱或缺失。我們知道土力學(xué)是理論性和實踐性都很強的自然科學(xué),大部分土力學(xué)的理論是建立在實驗和現(xiàn)場測試基礎(chǔ)上的。目前教學(xué)中普遍存在過分重視理論教學(xué)而輕視實踐教學(xué)的現(xiàn)象,這種教學(xué)方式不能滿足土木專業(yè)人才培養(yǎng)方案的要求。

1.5 教學(xué)設(shè)施不齊全

從教學(xué)設(shè)施來看, 非地質(zhì)院校開設(shè)的土木工程專業(yè),基本上都沒有地質(zhì)基礎(chǔ)方面的實訓(xùn)室,如礦物巖石實訓(xùn)室、地質(zhì)構(gòu)造模型室以及野外地質(zhì)實習(xí)基地。由于該課程缺少實驗設(shè)備,目前還不能完全滿足教學(xué)要求。此外,部分高校雖然有健全、完善的教學(xué)設(shè)施,但是在實際的教學(xué)活動中卻沒能充分地對其加以利用,造成了資源的浪費。

2 《工程地質(zhì)與土力學(xué)》課程的具體可行性措施

2.1 革新《工程地質(zhì)與土力學(xué)》的課程內(nèi)容

土力學(xué)理論性較強,內(nèi)容相對較枯燥,在教學(xué)中應(yīng)盡可能的將一些巖土方面的工程案例,結(jié)合講課內(nèi)容介紹給學(xué)生,或者以講座的形式介紹典型的工程實例、最新研究成果以及學(xué)科前沿動態(tài),拓寬學(xué)生的視野,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。課程內(nèi)容選擇的原則除根據(jù)實際教學(xué)需要和工程地質(zhì)課程特點之外,還要考慮教學(xué)學(xué)時數(shù)以及與工程地質(zhì)學(xué)相關(guān)課程的銜接內(nèi)容,以學(xué)生能正確使用勘察成果為主線,以掌握工程地質(zhì)學(xué)基本理論為基礎(chǔ),精選教學(xué)內(nèi)容。工程地質(zhì)學(xué)課程共選擇八章,內(nèi)容包括緒論、巖石的成因類型及其工程地質(zhì)特征、地質(zhì)構(gòu)造及其對工程的影響、土的工程性質(zhì)及分類、地下水、不良地質(zhì)現(xiàn)象的工程地質(zhì)問題、工程地質(zhì)原位測試、工程地質(zhì)勘察,對于不同模塊應(yīng)采取不同教學(xué)方法和學(xué)時分配。

2.2 改變《工程地質(zhì)與土力學(xué)》的教學(xué)方式

正確處理教師的主導(dǎo)作用和學(xué)生主體地位的關(guān)系,建立一種互動式課堂教學(xué)模式,多提問題,讓學(xué)生進行廣泛的討論,由“一言堂”變?yōu)椤岸嘌蕴谩薄T谥v課中我一般都按照“提出問題――分析問題――解決問題”這條思想路線進行講授,學(xué)生的思維可以從這種教學(xué)模式中一次次得到鍛煉和加強。另外,由“填鴨式”教學(xué)變?yōu)椤皢l(fā)式”或“互動式”教學(xué),會使課堂氣氛更活躍,更具感染力。比方說,通過介紹國內(nèi)外一些有重大影響失事工程的實例,講授如果不進行工程地質(zhì)勘察,不查清場地工程地質(zhì)條件,或不重視場地地質(zhì)環(huán)境因素,盲目進行設(shè)計和施工,可能會帶來嚴(yán)重的后果,讓學(xué)生從這些教訓(xùn)中能真正意識到工程地質(zhì)在土木工程專業(yè)中的地位和重要性。

2.3 增加實踐教學(xué)環(huán)節(jié)

本課程實驗教學(xué)應(yīng)側(cè)重培養(yǎng)的學(xué)生動手能力和科學(xué)研究能力。目前,我們只設(shè)置教學(xué)大綱規(guī)定的常規(guī)實驗科目,包括液塑限測定、擊實試驗、固結(jié)試驗、直剪試驗等。實踐中我們可以根據(jù)不同的教學(xué)目的和要求,適當(dāng)增設(shè)一些綜合性和探索性的實驗,除了在教學(xué)過程中組織學(xué)生到施工現(xiàn)場進行觀摩,閱讀實際工程勘察資料,聘請生產(chǎn)單位給學(xué)生進行實際操作以外,還可安排野外工程地質(zhì)實習(xí)。其宗旨在于把實驗項目與生產(chǎn)實際聯(lián)系起來,培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、綜合運用能力及創(chuàng)新能力,有利于學(xué)生提前熟悉就業(yè)環(huán)境,增強工程意識,培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度,讓學(xué)生在走出校門,走上工作崗位之后,能夠?qū)⒃趯W(xué)校學(xué)到的知識合理、嫻熟地運用到實際生產(chǎn)建設(shè)之中,為學(xué)生成為優(yōu)秀的土木工程師打下扎實的基礎(chǔ)。

3 結(jié)論

“質(zhì)量工程”是高等教育領(lǐng)域改革的一項重要工程,是新時期的教學(xué)改革,是提高教學(xué)質(zhì)量的重大舉措。高素質(zhì)的人才培養(yǎng)離不開高水平的課程建設(shè),實踐證明,將案例法、錄像教學(xué)法、現(xiàn)場教學(xué)等教學(xué)方法運用到不同教學(xué)內(nèi)容當(dāng)中,可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,完成人才培養(yǎng)方案的培養(yǎng)目標(biāo),有效地提高了教學(xué)課堂的效率,學(xué)生通過理論結(jié)合實際,利用所學(xué)的基本知識原理來解決實際工程中遇到的棘手問題,為將來從事工程設(shè)計和施工設(shè)計奠定了扎實的基礎(chǔ)。

篇8

Keywords:engineering geology; educational reform; practice teaching

中圖分類號: H319.1文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:

引言

《工程地質(zhì)》是一門實踐性非常強的專業(yè)課程, 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(xué)。近年來,隨著大規(guī)模工程建設(shè)的發(fā)展,其研究領(lǐng)域也日益擴大。為了適應(yīng)這種發(fā)展,滿足社會對土木工程專業(yè)學(xué)生綜合應(yīng)用能力越來越高的要求,結(jié)合我校土木工程專業(yè)的教學(xué)改革試點工作,根據(jù)該課程的特點,進行了改革探索,取得較好效果。

1教學(xué)內(nèi)容的改革

我們以“立足教材,跟蹤發(fā)展”為指導(dǎo)思想,在講授教材基本內(nèi)容的同時,補充介紹了工程地質(zhì)學(xué)科有關(guān)的刊物及最新的技術(shù)參考書中涉及到的工程地質(zhì)新型檢測方法等內(nèi)容[1]。如我們介紹了隨著大規(guī)模工程建設(shè)的發(fā)展,其研究領(lǐng)域日益擴大。除了巖土學(xué)和工程動力地質(zhì)學(xué)、專門工程地質(zhì)學(xué)和區(qū)域工程地質(zhì)學(xué)外,一些新的分支學(xué)科正在逐漸形成,如礦山工程地質(zhì)學(xué)、海洋工程地質(zhì)學(xué)、城市工程地質(zhì)及環(huán)境工程地質(zhì)學(xué)、工程地震學(xué)。從而使學(xué)生能夠了解工程地質(zhì)學(xué)科當(dāng)前新的應(yīng)用及發(fā)展方向。

2實驗教學(xué)內(nèi)容的改革

為使學(xué)生對地質(zhì)現(xiàn)象和地質(zhì)作用有初步的感性認(rèn)識,我們在加強工程地質(zhì)常規(guī)實驗室建設(shè)的同時,引進和購置一批先進的教學(xué)科研設(shè)備,如地質(zhì)雷達(dá)、工程地震儀、直剪儀、數(shù)顯電子荷載儀、孔隙水壓力監(jiān)測儀、大型多功能泥石流模擬系統(tǒng)、巖石流變儀、土體流變儀等。這些儀器對學(xué)生的動手能力和實際能力的提高有很大的促進作用。實驗教學(xué)為理論教學(xué)和野外實習(xí)奠定基礎(chǔ)。實驗教學(xué)時豐富的標(biāo)本模型能夠激發(fā)學(xué)生的識別興趣,提高學(xué)習(xí)積極性。但此時,學(xué)生很容易把注意力和時間花費在標(biāo)本的色彩和外形上,忽視對礦物、巖石本質(zhì)的認(rèn)識。因此我們對傳統(tǒng)實驗內(nèi)容教學(xué)方法進行改進,將礦物巖石辨識實驗教學(xué)內(nèi)容分四步進行[3]。第一步:給學(xué)生一定的時間任其觀察各類標(biāo)本模型,以滿足學(xué)生的好奇心;第二步:對每一種礦物、巖石標(biāo)本進行特征分析,此時最好是結(jié)合顯微鏡觀察其內(nèi)部結(jié)構(gòu),讓學(xué)生了解礦物、巖石的結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征;第三步:給出典型的、常見的礦物、巖石標(biāo)本,要求學(xué)生在規(guī)定時間內(nèi)完成其特征描述,以驗證實驗效果;第四步:讓學(xué)生相互討論,提出問題,以此加深對工程地質(zhì)理論內(nèi)容的理解,提高認(rèn)識問題分析問題的能力。

不良地質(zhì)現(xiàn)象形成過程及地質(zhì)作用過程比較抽象,若采用大量的動畫來模擬地質(zhì)現(xiàn)象和地質(zhì)作用的實際發(fā)生過程,讓學(xué)生更能了解其發(fā)生的原理及本質(zhì),這樣既提高了教學(xué)效率,也增加了學(xué)生獲得的信息量.

最后為了培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力以及創(chuàng)新思維能力,我們根據(jù)工程地質(zhì)課程內(nèi)容的要求,結(jié)合實驗設(shè)備儀器及實物。增加了綜合性、研究性實驗項目,事先由工程地質(zhì)課堂教學(xué)教師和實驗指導(dǎo)教師共同設(shè)計好不同的實驗項目,學(xué)生根據(jù)自己的興趣自行選擇一個或幾個題目進行實驗。培養(yǎng)他們解決問題的能力,從而達(dá)到學(xué)生對科學(xué)研究方法進行一定的訓(xùn)練目的,同時也達(dá)到了對基本技能的訓(xùn)練。

3 實習(xí)教學(xué)的改革

工程地質(zhì)學(xué)是一門實踐性很強的科學(xué),僅通過書本上的概念理論,而不配合一定的實習(xí),是收不到良好的教學(xué)效果的。通過實習(xí)讓學(xué)生直接觀察, 增強感性認(rèn)識.

3.1 做好室內(nèi)實習(xí)中的思想教育, 提升實習(xí)教學(xué)的作用

室內(nèi)實習(xí)主要是礦物、巖石、土的觀察鑒定。有的同學(xué)認(rèn)為:每次實習(xí)只是跟幾十塊巖土標(biāo)本打交道,枯燥無味, 缺乏新奇感。有的學(xué)生來上實驗課只是為了考試及格,以為走馬觀花就能完成實習(xí),有的學(xué)生在實習(xí)過程中心不在焉,做實習(xí)不按實驗步驟和要求進行, 應(yīng)付式填寫實習(xí)報告,少數(shù)學(xué)生對實驗極不認(rèn)真的態(tài)度和不理想的實驗效果令人擔(dān)憂。針對這些問題, 指導(dǎo)教師必須在實驗前作好思想教育工作, 對實驗有輕視情緒的學(xué)生,動之以情、曉之以理, 進行說服教育。抓好思想教育工作,提升實踐性教學(xué)的作用和地位[2]。

3.2 做好室外實習(xí)前的準(zhǔn)備工作, 改進實驗方法, 調(diào)整實驗內(nèi)容

實習(xí)前的準(zhǔn)備工作是地質(zhì)實習(xí)不能忽略的環(huán)節(jié)。首先,做好實習(xí)動員工作,讓學(xué)生們明確實習(xí)目的和要求。其次,應(yīng)準(zhǔn)備足夠的實習(xí)中需要用到的儀器設(shè)備, 如地質(zhì)標(biāo)本、地質(zhì)模型、地質(zhì)圖件、羅盤儀、地質(zhì)錘、放大鏡等。改進實驗方法,調(diào)整實驗內(nèi)容,充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性,讓學(xué)生變被動的學(xué)為主動的學(xué),達(dá)到提高實習(xí)教學(xué)的質(zhì)量[4]。在野外的地質(zhì)實習(xí)過程中,讓學(xué)生多看多聽多寫多想,注重基本功的訓(xùn)練, 并結(jié)合工程實例,加強理論聯(lián)系實踐, 提高分析問題和解決問題的綜合能力。教學(xué)是一個雙向交流、互動的過程。針對地質(zhì)實習(xí)過程中出現(xiàn)的問題,可以由已知物的鑒定改為部分已知物和部分未知物的鑒別。每次實習(xí)前指導(dǎo)教師提出實習(xí)要求及參考意見,讓學(xué)生做預(yù)習(xí),自行設(shè)計實習(xí)方案。讓他們在實習(xí)中充當(dāng)主角,創(chuàng)造條件讓他們發(fā)揮想象力和創(chuàng)造力。有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性,也有利于老師及時發(fā)現(xiàn)實習(xí)中存在的問題,進行因材施教,提高教學(xué)質(zhì)量。

3.3 啟發(fā)學(xué)生思維, 建立科學(xué)的考核體系

在實習(xí)過程中, 老師與學(xué)生朝夕相處,是培養(yǎng)學(xué)生各種能力的一個好時期。在實習(xí)過程中學(xué)生們會提出不少問題。對于簡單的概念問題, 問什么,答什么;對于比較復(fù)雜的問題,先讓學(xué)生掌握分析問題的方法、弄清問題的分析思路和關(guān)鍵之所在,引導(dǎo)學(xué)生充分思考,最后找出問題的正確答案;對于難度較大的問題、模棱兩可或具有多難性的問題, 可師生共同研究,找出最合理的答案(方案)。合理的評定實習(xí)成績, 能有效調(diào)動學(xué)生的積極性, 是直接影響教學(xué)質(zhì)量好壞的一個不容忽視的重要因素。過去,往往是實習(xí)報告或憑印象給分,成績的可信度和區(qū)分度均不高,學(xué)與不學(xué)成績相差不大。因此,建立科學(xué)實習(xí)成績的評定體系十分必要。量化考核指標(biāo),我們將實習(xí)成績由三部分組成:第一部分(占30% ),根據(jù)學(xué)生在實驗中的態(tài)度、紀(jì)律、設(shè)計方案、操作能力和實驗結(jié)果評定;第二部分(占40%)根據(jù)學(xué)生所完成的實習(xí)報告的質(zhì)量評定; 第三部分(占30% ),根據(jù)考試情況決定。采用這種辦法評定實習(xí)成績能較客觀反映學(xué)生對實習(xí)的態(tài)度和動手、動腦能力,能有效調(diào)動學(xué)生對實習(xí)的積極性。

4 結(jié)論

工程地質(zhì)教學(xué)應(yīng)該課堂講授與實驗室以及野外實習(xí)緊密聯(lián)系。課堂教學(xué)是進行知識傳授過程,而實驗室以及實習(xí)教學(xué)對于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力,獨立工作能力和實踐能力能發(fā)揮不可替代的作用;也是教學(xué)、科研學(xué)科建設(shè)的結(jié)合點。工程地質(zhì)教學(xué)改革是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程,只有堅持改革,才能緊跟時展需要,從而培養(yǎng)出更多適合社會需要的高素質(zhì)創(chuàng)新人才。

參考文獻(xiàn)

[1]肖武權(quán).土木工程專業(yè)《工程地質(zhì)》課程實踐教學(xué)探討[J].長沙鐵道學(xué)院學(xué)報,2006,7(3)

篇9

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(shè)有關(guān)地質(zhì)問題的科學(xué)。工程地質(zhì)學(xué)的應(yīng)用性很強,各種工程的規(guī)劃、設(shè)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(shè)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(xué)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(zāi)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(xué)技術(shù)。巖土工程的理論基礎(chǔ)主要是工程地質(zhì)學(xué)、巖石力學(xué)和土力學(xué);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(dǎo)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(shè)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(xué)的一個分支,其本質(zhì)是一門應(yīng)用科學(xué);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(xué)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(chǔ),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(xué)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(xué)理論為基礎(chǔ)發(fā)展起來的。但單純的力學(xué)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(shè)計的,可控的。計算條件十分明確,因而建立在材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)基礎(chǔ)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(fù)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(xué)、巖石力學(xué)、計算技術(shù)取得了長足進步,并在巖土工程設(shè)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(dāng)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(shè)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(yù)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(yù)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(xì),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(fù)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(chǔ),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(yīng)力對工程的影響等等。可以說,在地質(zhì)條件復(fù)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(wù)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(rèn)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(xué)與力學(xué)的結(jié)合

地質(zhì)學(xué)和力學(xué)是巖土工程的兩大支柱。地質(zhì)學(xué)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(xué)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(xué)為基礎(chǔ)發(fā)展起來的,力學(xué)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(shè)定條件下的定量計算。但是,工程地質(zhì)學(xué)家如果不掌握力學(xué),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(yīng)互相滲透,互相嫁接,必能在學(xué)科發(fā)展和解決復(fù)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(jì)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(shè)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(wù)已經(jīng)擺在我們的面前。21世紀(jì)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(jì),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(jì)。我國地質(zhì)條件異常復(fù)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(wù)的同時,發(fā)揚創(chuàng)新精神,提出更先進的科學(xué)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(dǎo)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(shè)置工程地質(zhì)專業(yè),培養(yǎng)了大批工程地質(zhì)人才,是學(xué)習(xí)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(shè)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(xué)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(xué)功底,遇到復(fù)雜地質(zhì)問題還得請教地質(zhì)學(xué)家。中國的地質(zhì)條件如此復(fù)雜,工程建設(shè)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(shè)想。因此,高校應(yīng)將工程地質(zhì)和巖土工程作為重要二級學(xué)科,培養(yǎng)相應(yīng)的碩士和博士,作為技術(shù)骨干,不斷充實到建設(shè)隊伍中去。

五、結(jié)語

綜上所述,工程地質(zhì)是地質(zhì)學(xué)的一個分支,其本質(zhì)是一門應(yīng)用科學(xué);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(rèn)清工程地質(zhì)與巖體工程的關(guān)系,認(rèn)清這兩個不同的概念。

參考文獻(xiàn):

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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(xué)。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(xué)與力學(xué)性質(zhì)(特別是強度及應(yīng)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(yù)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(xué)的勘察程序、方法和手段,直接為各類工程的設(shè)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(yù)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(shè)的發(fā)展,其研究領(lǐng)域日益擴大。除了巖土學(xué)和工程動力地質(zhì)學(xué)、專門工程地質(zhì)學(xué)和區(qū)域工程地質(zhì)學(xué)外,一些新的分支學(xué)科正在逐漸形成,如礦山工程地質(zhì)學(xué)、海洋工程地質(zhì)學(xué)、城市工程地質(zhì)及環(huán)境工程地質(zhì)學(xué)、工程地震學(xué)。但是隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展現(xiàn)代化建設(shè)與環(huán)境存在沖突,而且現(xiàn)在大學(xué)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(shè)計中應(yīng)避免使用不合理的高陡邊坡,避免大挖大切。在施工中應(yīng)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)、蠕動變形階段;歷時長,是滑坡預(yù)測和預(yù)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(dǎo)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(fù)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(shè)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(shè)的基礎(chǔ)性專業(yè),是不必爭議的。由于水利水電工程建設(shè)自身的特殊性和復(fù)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(fù)雜、任務(wù)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(shè)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(biāo)準(zhǔn)設(shè)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(fù)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(xué)會勘測專委會1999年度學(xué)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(dá)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(chǔ)學(xué)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(shè)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(rèn)為不安全,但卻安全運行了數(shù)十年。因此我們搞工程建設(shè),工程經(jīng)驗往往又是起決定作用的。

.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(xué)會勘測專委會1999年度學(xué)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(dá)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(chǔ)學(xué)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(shè)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(rèn)為不安全,但卻安全運行了數(shù)十年。因此我們搞工程建設(shè),工程經(jīng)驗往往又是起決定作用的。

4 工程地質(zhì)測不準(zhǔn)原理

著名的量子力學(xué)測不準(zhǔn)原理:“不能同時測準(zhǔn)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(zhǔn)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(xué)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(dāng)成是絕對準(zhǔn)確的,否則會誤導(dǎo)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(dāng)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(zāi)難性的。人類的每一次產(chǎn)業(yè)革命,無不與工程建設(shè)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(shè)此起彼伏,新一輪的建設(shè)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(dān)負(fù)起獨奏華彩樂章的作用。盡管工程地質(zhì)學(xué)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(yīng)自然,保護環(huán)境,防止災(zāi)害,造福人類,是工程地質(zhì)學(xué)家和地質(zhì)師的艱巨任務(wù)和不可推卸的責(zé)任。

參考文獻(xiàn);

1:韋港 《工程地質(zhì)隨想》 1996年4月24日

篇11

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(xué)。工程地質(zhì)勘查的目的是為了查明各類工程場區(qū)的地質(zhì)條件,對場區(qū)及其有關(guān)的各種地質(zhì)問題進行綜合評價、分析、預(yù)測在工程建筑作用下,地質(zhì)條件可能出現(xiàn)的變化和作用。選擇最優(yōu)場地,并提出解決不良地質(zhì)問題的工程措施,為保證工程的合理設(shè)計、順利施工及正常使用,提供可靠的科學(xué)依據(jù)。工程地質(zhì)研究的主內(nèi)容有:確定巖土組分、組織結(jié)構(gòu)、物理、化學(xué)與力學(xué)性質(zhì)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(yù)測、評估和防治措施。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、巖石的裂隙破壞等,制定一套科學(xué)的勘察程序、方法和手段,直接為各類工程的設(shè)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(yù)測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)和繪圖。

隨著大規(guī)模工程建設(shè)的發(fā)展,其研究領(lǐng)域日益擴大。除了巖土學(xué)和工程動力地質(zhì)學(xué)、專門工程地質(zhì)學(xué)和區(qū)域工程地質(zhì)學(xué)外,一些新的分支學(xué)科正在逐漸形成,如礦山工程地質(zhì)學(xué)、海洋工程地質(zhì)學(xué)、城市工程地質(zhì)及環(huán)境工程地質(zhì)學(xué)、工程地震學(xué)等。

2.水文地質(zhì)概述

水文地質(zhì)主要研究地下水的分布、運動和形成規(guī)律,地下水的物理性質(zhì)和化學(xué)成分,地下水資源評價、開發(fā)及其合理利用,地下水對工程建設(shè)和礦山開采的不利影響及其防治等。在不同環(huán)境中地下水的埋藏、分布、運動和組成成分均不相同。查明上述各方面狀況,可為科學(xué)地利用或防治地下水提供根據(jù)。水文地質(zhì)學(xué)對地下水的研究,著重自然歷史和地質(zhì)環(huán)境的影響,同主要用水文循環(huán)和水量平衡原理研究地下水的地下水水文學(xué)關(guān)系密切,只是研究的側(cè)重點稍有不同。

隨著科學(xué)的發(fā)展和生產(chǎn)建設(shè)的需要,水文地質(zhì)學(xué)又分為區(qū)域水文地質(zhì)學(xué)、地下水動力學(xué)、水文地球化學(xué)、供水水文地質(zhì)學(xué)、礦床水文地質(zhì)學(xué)、土壤改良水文地質(zhì)學(xué)等分支學(xué)科。近年來,水文地質(zhì)學(xué)與地?zé)帷⒌卣稹h(huán)境地質(zhì)等方面的研究相互滲透,又形成了若干新領(lǐng)域,如環(huán)境水文地質(zhì)學(xué)、地下水資源管理、同位素水文地質(zhì)學(xué)等。

3.工程地質(zhì)與水文地質(zhì)密切相關(guān)

實踐證明,在工程勘察、設(shè)計和施工過程中,水文地質(zhì)問題始終是一個極為重要但也是一個易于被忽視的問題。之所以重要,是因為水文地質(zhì)和工程地質(zhì)二者關(guān)系極為密切,互相聯(lián)系和互相作用。地下水既是巖土體的組成部分,直接影響巖土體工程特性,又是基礎(chǔ)工程的環(huán)境,影響建筑物的穩(wěn)定性和耐久性。至于容易被忽視,是在實際的地質(zhì)勘察工作中,在勘探成果內(nèi)因為很少直接涉及水文參數(shù)的利用,水文地質(zhì)問題往往只被認(rèn)為是象征性的工作,在勘察中大多只是簡單地對天然狀態(tài)下的水文地質(zhì)條件作一般性評價。在一些水文地質(zhì)條件較復(fù)雜的地區(qū),由于工程勘察中對水文地質(zhì)問題研究不深入,設(shè)計中又忽視了水文地質(zhì)問題,經(jīng)常發(fā)生由地下水引發(fā)的各種巖土工程危害問題,令勘察和設(shè)計處于難堪的境地。

為提高工程勘察質(zhì)量,在勘察中加強水文地質(zhì)問題的研究是十分必要的,在工程勘察中不僅要求查明與巖土工程有關(guān)的水文地質(zhì)問題,評價地下水對巖土體和建筑物的作用及其影響,更要提出預(yù)防及治理措施的建議,為設(shè)計和施工提供必要的水文地質(zhì)資料,以消除或減少地下水對巖土工程的危害。

3.1工程地質(zhì)勘察中水文地質(zhì)評價內(nèi)容

3.1.1應(yīng)重點評價地下水對巖土體和建筑物的作用和影響,預(yù)測可能產(chǎn)生的巖土工程危害,提出防治措施。

3.1.2工程勘察中還應(yīng)密切結(jié)合建筑物地基基礎(chǔ)類型的需要,查明有關(guān)水文地質(zhì)問題,提供選型所需的水文地質(zhì)資料。

3.1.3不僅要查明地下水的天然狀態(tài)和天然條件下的影響,更重要的是分析預(yù)測在人為工程活動中地下水的變化情況及對巖土體和建筑物的反作用。

3.1.4應(yīng)從工程角度,按地下水對工程的作用與影響,提出不同條件下應(yīng)當(dāng)著重評價的地質(zhì)問題。

3.2巖土水理性質(zhì)的測試和研究。

巖土水理性質(zhì)是指巖土與地下水相互作用時顯示出來的各種性質(zhì)。巖土水理性質(zhì)與巖土的物理性質(zhì)都是巖土重要的工程地質(zhì)性質(zhì)。巖土的水理性質(zhì)不僅影響巖土的強度和變形,而且有些性質(zhì)還直接影響到建筑物的穩(wěn)定性。以往在勘察中對巖土的物理力學(xué)性質(zhì)的測試比較重視,對巖土的水理性質(zhì)卻有所忽視,因而對巖土工程地質(zhì)性質(zhì)的評價是不夠全面的。結(jié)合水是地下水在粘性土中的主要賦存形式,在砂土中含量甚微。結(jié)合水尤其是弱結(jié)合水與粘性土相互作用時顯示出來的性質(zhì)如可塑性、膨脹性、收縮性等歸為粘性土的物理力學(xué)性質(zhì),因其受強力束縛,活動范圍極為有限,對巖土的動態(tài)水理性質(zhì)影響較小。

3.3由水文地質(zhì)引起的工程地質(zhì)危害。

3.3.1地下水升降變化引起的巖土工程危害

在巖土工程勘察中,要注意調(diào)查了解地下水位條件及其升降變化。在天然條件下地下水位一般是季節(jié)性變化的,雨季水位水位上升旱季水位下降,其天然變化是區(qū)域性漸變的,而且變幅較小。但是,人為因素引起的局部性地下水位升降變化的幅度往往大于天然變化所引起的巖土工程危害更為嚴(yán)重。

3.3.1.1水位上升引起的巖土工程危害

潛水水位上升的原因是多種多樣的,其主要受地質(zhì)因素如含水層結(jié)構(gòu)、總體巖性產(chǎn)狀;水文氣象因素如降雨量、氣溫等及人為因素如灌溉、施工等的影響,有時往往是幾種因素的綜合結(jié)果。由于潛水面上升對巖土工程可能造成如下影響:土壤沼澤化、鹽漬化,巖土及地下水對建筑物腐蝕性增強;斜坡、河岸塌陷等巖土體產(chǎn)生滑移、崩塌等不良地質(zhì)現(xiàn)象;一些具特殊性的巖土體結(jié)構(gòu)破壞、強度降低、軟化;引起粉細(xì)砂及粉土飽和液化、出現(xiàn)流砂、管涌等現(xiàn)象;地下硐室充水淹沒,基礎(chǔ)上浮、建筑物失穩(wěn)。

3.3.1.2地下水位下降引起的巖土工程危害

地下水位的降低多是由于人為因素造成的,如集中大量抽取地下水、采礦活動中的礦床疏干以及上游筑壩、修建水庫截奪下游地下水的補給等。地下水的過大下降,常常誘發(fā)地裂、地面沉降、地面塌陷等地質(zhì)災(zāi)害以及地下水源枯竭、水質(zhì)惡化等環(huán)境問題,對巖土體、建筑物的穩(wěn)定性和人類自身的居住環(huán)境造成很大威脅。

3.3.2地下水位對巖土物理力學(xué)性質(zhì)的影響

地下水的升降變化能引起膨脹性巖土產(chǎn)生不均勻的脹縮變形,嚴(yán)重時形成地裂,引起建筑物特別是低層或輕型建筑物的破壞。當(dāng)?shù)叵滤殿l繁時或變化幅度大時,不僅使巖土的膨脹收縮變形往復(fù),而且會導(dǎo)致巖土的膨脹收縮幅度加大。因此,在膨脹性巖土地區(qū)進行工程勘察時應(yīng)特別注意對場地水文地質(zhì)條件的研究,特別是地下水升降變化高度和變化規(guī)律,這對地基基礎(chǔ)深度的選擇(宜選在地下水位以上或地下水位以下,不宜選在地下水位變動帶內(nèi))有主要的參考價值。

在建筑工程的地基內(nèi),當(dāng)?shù)叵滤辉诨A(chǔ)底面以下壓縮層范圍內(nèi)發(fā)生變化時,就能直接影響建筑物的穩(wěn)定性。若水位在壓縮層范圍以上時,軟化地基土,使其強度降低、壓縮性增大,建筑物可能產(chǎn)生較大的沉降變形。若水位在壓縮層范圍以下時,巖土的自重應(yīng)力增加,可能引起地基基礎(chǔ)的附加沉降,如果土質(zhì)不均勻或地下水位的突然下降也可能使建筑物發(fā)生變形破壞。在地下水位以上、地下水位變動帶和地下水位以下,具有明顯的變化規(guī)律。土體從上到下,天然含水量、孔隙比由小一大一小,壓縮模量、承載力由大一小一大的變化規(guī)律。這是由于地下水位以上部位,經(jīng)長期淋濾作用,鐵鋁富集,并對土顆粒起膠結(jié)和充填作用,增大了土粒間連接力,往往形成“硬殼層”,因而含水量、孔隙比小而壓縮模和承載力高。而位于地下水位變動帶的土層,由于地下水積極交替,土中的鐵鋁成分流失,土質(zhì)變松,因而含水量、孔隙比增大,壓縮模量、承載力降低。位于地下水位以下的土層,由于地下水交替緩慢, 氧化、水解作用減弱,加之上覆土層的自重壓力作用,土質(zhì)比較密實,因而含水量、孔隙比減小,壓縮模量、承載力增高。巖土特別是各類軟質(zhì)巖石、風(fēng)化殘積土、不同成因的粘性土等,其物理力學(xué)性質(zhì)的變化規(guī)律,與地下水位有著密切的聯(lián)系。因此,在分析研究巖土物理力學(xué)的變化規(guī)律時,應(yīng)充分重視地下水位這一重要影響因素。

4.結(jié)語

工程地質(zhì)問題中,水文地質(zhì)在建筑物持力層選擇、基礎(chǔ)設(shè)計、工程地質(zhì)災(zāi)害防治等方面都起著重要的作用,準(zhǔn)確合理地查明地下水位,不僅使資料的可靠程度更高,而且可更好地發(fā)揮巖土體的潛在能力。因此,為提高工程勘察質(zhì)量,在工程勘察中要求查明與巖土工程有關(guān)的水文地質(zhì)問題,以消除地下水對巖工程的危害。隨著工程地質(zhì)勘察的發(fā)展,水文地質(zhì)必將受到越來越廣泛的重視,切實做好水文地質(zhì)工作,將對工程地質(zhì)勘察水平的提高起極大的推動作用。

參考文獻(xiàn):

[1] 工程地質(zhì)手冊/《工程地質(zhì)手冊》編委會編.-4版.北京:中國建筑工業(yè)出版社,2007.

[2] 孔德坊.工程巖土學(xué)[M].北京:地質(zhì)出版社,1994.

[3] 中華人民共和國建設(shè)部,巖土工程勘察規(guī)范[M],中國建筑工業(yè)出版社,2002.

篇12

1.水工環(huán)地質(zhì)研究現(xiàn)狀概述

1.1水文地質(zhì)研究現(xiàn)狀

隨著社會的額發(fā)展,水文地質(zhì)學(xué)的發(fā)展速度也明顯加快。在現(xiàn)代的水文地質(zhì)學(xué)研究中,所研究的對象十分廣泛且異常復(fù)雜。現(xiàn)代的水文地質(zhì)學(xué)研究通常是對地下水進行研究,然后就地下水的實際情況進行總結(jié),從而得出其是否能被人類所利用。在這一系列的工作中,雖然看似簡單,但是卻涉及到了各方面的知識。總而言之,隨著可續(xù)技術(shù)的進步,一些先進的新理論和新技術(shù)不斷產(chǎn)生,從而有效的促進了水文地質(zhì)學(xué)的長足發(fā)展。

1.2工程地質(zhì)研究現(xiàn)狀

就工程地質(zhì)學(xué)發(fā)展的實際情況而言,工程地質(zhì)學(xué)起初只是地質(zhì)學(xué)中的一部分,指導(dǎo)90年前才從地質(zhì)學(xué)中分離開來。而工程地質(zhì)學(xué)經(jīng)過了這90年的快速發(fā)展,其早已成為了一門獨立,并且具有豐富理論知識和研究內(nèi)容的學(xué)科。隨著工程地質(zhì)學(xué)學(xué)科的獨立,為促進現(xiàn)代工程地質(zhì)研究工作起到了不可估量的作用。隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展,我國的工程地質(zhì)學(xué)的發(fā)展速度也隨之加快。在我國工程地質(zhì)學(xué)的發(fā)展過程中,不斷引進國外比較先進的工程地質(zhì)研究理論,并且結(jié)合我國的實際情況,創(chuàng)造出了符合我國國情的工程地質(zhì)研究新理論。

1.3環(huán)境地質(zhì)研究現(xiàn)狀

隨著全球性生態(tài)環(huán)境的日益惡化和自然災(zāi)害危害的不斷加大,人類的生存和發(fā)展受到了嚴(yán)重的威脅。世界各國都加強了環(huán)境保護和治理及自然災(zāi)害的防治工作,以保護和改善人類賴以生存的地球環(huán)境。環(huán)境地質(zhì)工作作為環(huán)境質(zhì)量評價、環(huán)境變化趨勢預(yù)測、自然災(zāi)害防治和減輕的基礎(chǔ)工作,在國土整治和規(guī)劃及環(huán)境保護中起著重要的作用。20世紀(jì)80年代以來,環(huán)境地質(zhì)工作得到了迅速的發(fā)展。在國際地質(zhì)工作大波動、大重組、大調(diào)整的過程中。各地區(qū)加強了環(huán)境地質(zhì)工作,環(huán)境地質(zhì)工作成為當(dāng)前地質(zhì)工作的主要任務(wù)和內(nèi)容之一,環(huán)境地質(zhì)學(xué)已成為現(xiàn)代地質(zhì)學(xué)的中心或焦點,地質(zhì)科學(xué)發(fā)展的希望和重要的生長點。

2.我國現(xiàn)階段水工環(huán)存在問題

2.1思想觀念落后

相關(guān)部門和水工環(huán)工作人員在進行抵制勘察工作的時候,對于水工環(huán)地質(zhì)的內(nèi)涵和可持續(xù)發(fā)展認(rèn)識不夠,從而形成了工作中思想觀念存在著滯后性。基于這種工作觀念,容易引起工作人員單純的追求眼前經(jīng)濟利益而忽略了與其相關(guān)的社會價值、生態(tài)價值以及科研價值的協(xié)調(diào)要求,造成長久利益受損和限制的弊端。

2.2工作人員素質(zhì)不高

在一般情況下,水工環(huán)地質(zhì)施工中施工單位并未曾建立科學(xué)、良好的思想道德素質(zhì)的隊伍,使得這些工作人員普遍存在著觀念認(rèn)識不高、研究能力不強、眼光短淺且人員分配不夠科學(xué),這就導(dǎo)致了在工作中無法真正有效的發(fā)揮工作人員才能和應(yīng)有的勞動力,使得工作沒有團結(jié)力與凝聚力。

2.3科研成果未曾得到落實

在通常情況下,我們在工作中往往對于前人工作研究成果沒能夠及時的得到落實,使得其對于社會經(jīng)濟的發(fā)展而言不具備任何作用,以致于我們在工作中要想發(fā)揮科研工作應(yīng)有的作用于效果也能夠得到有效的實施與發(fā)揮,還需要對其進一步的創(chuàng)新與優(yōu)化。

2.4工作管理制度不科學(xué)

就目前有關(guān)部門工作管理制度分析而言,其中存在著諸多的缺陷與不足,主要表現(xiàn)在各種制度不健全或者是完善的管理制度得不到落實的情況。

3.水工環(huán)問題的防治對策

為了控制和防治水工環(huán)地質(zhì)問題的發(fā)生、發(fā)展就必須對問題產(chǎn)生的原因進行全面系統(tǒng)的分析,深入了解,因地制宜提出具有針對性的防治對策:

3.1水文地質(zhì)問題的防治對策

隨著人口的快速增長以及工業(yè)活動的日趨頻繁,使用水量不斷上升的同時也在不斷遭受污染,水質(zhì)惡化的后果不僅會影響到人們的身體健康,而且還會破壞地下水的平衡,從而引發(fā)一系列水文地質(zhì)問題,所以必須做好防治工作。對于水源極度匱乏的地區(qū),無法保證人們的生活用水,需要查明地下水的埋藏條件以及各類含水層的富水程度,并圈出具有集中供水前景的富水區(qū)范圍。計算與評價地下水資源,地下附屬區(qū)范圍內(nèi),根據(jù)《中華人民共和國地質(zhì)礦產(chǎn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)一地下水動態(tài)監(jiān)鋇8規(guī)程》地下水可開采量的計算精度應(yīng)該達(dá)ND級以上的儲量要求,并且論證開發(fā)利用的條件以及開采后對地質(zhì)環(huán)境的影響預(yù)測,在開發(fā)利用是還要進行科學(xué)合理的規(guī)劃,在開采的過程中時刻了解地下水含量變化以及空間變化規(guī)律,并且堅持可持續(xù)發(fā)展的原則,防止過度開采底下水,造成水位下降導(dǎo)致含水層變千形成降落漏斗,對于已經(jīng)形成降落漏斗的區(qū)域應(yīng)該及時采取人工回灌等補救措施。

3.2工程地質(zhì)問題的防治策略

工程地質(zhì)問題具有隱蔽性強,危害性大等特點例如泥石流、地震、滑坡、巖溶以及崩塌等,這些都會對工程的安全和使用起到不同程度的影響,所以防治工作的關(guān)鍵就是要事先做好地質(zhì)勘探工作。調(diào)查工作區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造,特別是活動構(gòu)造,地震活動等,對區(qū)域地殼的穩(wěn)定性作出客觀評價。查明地貌形態(tài)特征以及外力地質(zhì)象的分布規(guī)律,發(fā)育程度與規(guī)模,對區(qū)域地標(biāo)穩(wěn)定性機械能評價。查明各巖土體巖性、成因類型、地質(zhì)時代、空間分布規(guī)律以及工程地質(zhì)特征,劃分巖土體工程地質(zhì)類型,分別對地基穩(wěn)定性進行評價。主要的防治對策要圍繞預(yù)防為主,防治結(jié)合,綜合整治的原則,然后再根據(jù)不同的工程地質(zhì)問題采取適宜的防治方法。

3.3環(huán)境地質(zhì)問題的防治策略

近年來環(huán)境的不斷惡化以及自然災(zāi)害的頻發(fā),使得環(huán)境地質(zhì)研究越來越受人們的關(guān)注。在進行防治時首先需要查明自然地質(zhì)作用與人類工程經(jīng)濟活動所引起的環(huán)境地質(zhì)問題,進行綜合分析評價。初步調(diào)查天然建筑材料,旅游景觀資源的分布,對開發(fā)前景作出正確估價。對適宜于生活和工業(yè)固體廢物處置場地的地質(zhì)條件進性客觀評價。另外對區(qū)域環(huán)境質(zhì)量作出綜合評價與趨勢預(yù)測,對重點防護地區(qū)要進行環(huán)境地質(zhì)調(diào)查以及脆弱性評價。例如河北曹妃旬濱海地區(qū)海岸帶環(huán)境地質(zhì)調(diào)查評價,收集相關(guān)資料進行基礎(chǔ)性圖件編制,初步掌握曹妃甸新區(qū)地面沉降現(xiàn)狀速率以及成因,簡稱曹妃旬島區(qū)地面沉降分層標(biāo),補充完善已有的地面沉降監(jiān)測網(wǎng),并且與中科院。航遙中心合作開展地面沉降記錄研究,從區(qū)域上開展近岸潮流場、懸浮泥沙、海床沖淤等水動力環(huán)境數(shù)值模型,開展曹妃旬工業(yè)區(qū)建設(shè)工程布局與海洋水動力環(huán)境的影響評價,為保障重大供餐詮釋視以及曹妃旬的生態(tài)保護提供了重要依據(jù)。

4.結(jié)束語

在社會經(jīng)濟高速發(fā)展的新時代,水工環(huán)研究工作除了保證我國經(jīng)濟建設(shè)發(fā)展的需要,更為重要的是要保證人類社會的可持續(xù)發(fā)展。在水工環(huán)研究工作中,其應(yīng)該與國民家經(jīng)濟宏觀規(guī)劃精密聯(lián)系,且在研究工作中,要結(jié)合我國的實際情況和基本國情。從而合理進行相關(guān)的研究工作,從而有效解決我國人口、資源、環(huán)境可持續(xù)發(fā)展所面臨的重大課題,最大限度地緩解我國水資源短缺、地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)、生態(tài)環(huán)境惡化等重大問題,提高國土資源的調(diào)查和研究程度,實現(xiàn)水工環(huán)地質(zhì)為全社會服務(wù),在理論水平與技術(shù)水平方面進入先進國家行列。

參考文獻(xiàn):

[1]殷躍平.關(guān)于水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查工作的思考[J].國土資源科技管理,2002,02:1-4.

篇13

1.巖土工程與工程地質(zhì)之間的關(guān)系

雖然巖土工程與工程地質(zhì)分別屬于土木工程和地質(zhì)學(xué),但二者具有非常密切的關(guān)系。有專家概括巖土工程作為工程地質(zhì)的基礎(chǔ),是工程地質(zhì)的進一步延伸。工程地質(zhì)學(xué)是源于土木工程的需要而產(chǎn)生。

巖土工程的基礎(chǔ)理論是傳統(tǒng)的力學(xué)理論,但僅僅依靠力學(xué)計算難以解決工程中出現(xiàn)的實際問題,與工程地質(zhì)在發(fā)生之初就具有密切的關(guān)系。結(jié)構(gòu)工程研究的是鋼材、混凝土等人工生產(chǎn)制造的材料,具有均勻的材質(zhì),由于是工程師設(shè)計或選定的結(jié)構(gòu)和材料,所以具有很強的可控性,具有十分明確的計算條件,所以說建立在結(jié)構(gòu)力學(xué)和材料力學(xué)基礎(chǔ)上進行計算可信度非常高。但對于巖土材料而言,不管是結(jié)構(gòu)還是性能,都是經(jīng)過漫長的地質(zhì)時期在自然中形成,是復(fù)雜地質(zhì)條件相互作用的產(chǎn)物,工程師不能控制結(jié)構(gòu)和材質(zhì),必須通過仔細(xì)勘察,但是在實際工作中難以做到勘察清楚。因為工程地質(zhì)條件的不確定性和地下巖土體的區(qū)域性和不確定性,巖土工程師對工程的計算就會存在信息不全面和計算條件的模糊,不能僅僅依靠計算的結(jié)果,對工程經(jīng)驗要求較高。因此,盡管巖石力學(xué)、土力學(xué)和計算技術(shù)都取得了非常大的進步,也在巖土工程設(shè)計施工中起到了很大的作用,但因為存在計算參數(shù)、計算假定、計算方法等與工程的實際有一定的誤差,就會導(dǎo)致計算結(jié)果與工程實際之間存在不同程度的誤差,這就需要對巖土工程進行綜合判斷。

對工程地質(zhì)的正確認(rèn)識和研判,對巖土工程設(shè)計和施工有著關(guān)鍵的前期引導(dǎo)作用。巖土工程設(shè)計和施工過程中,首先遇到的研究對象是巖土體,對其工程特性以及在地質(zhì)演化過程中產(chǎn)生的一些地質(zhì)規(guī)律進行研究和推測,就當(dāng)前我國工程建設(shè)中的分工而言,必須依靠相關(guān)的工程地質(zhì)工程師。比如隧道工程,由于土木工程師缺乏對工程地質(zhì)的深入了解,對在工程設(shè)計和施工過程中遇到的工程地質(zhì)問題的預(yù)測就會存在一些困難。在進行隧道鉆探施工過程中,雖然土木工程師可以分辨巖芯的軟硬狀態(tài),但是不能全面掌握在何種巖土體情況下使用何種鉆進方法,對其中可能出現(xiàn)的工程地質(zhì)問題采取何種應(yīng)對措施就存在欠缺。但對于經(jīng)驗豐富的的工程地質(zhì)工程師而言,通過工程地質(zhì)勘察手段,運用工程地質(zhì)經(jīng)驗,就能夠?qū)r土體的工程性質(zhì)進行初步的判斷,預(yù)測隧道施工過程中可能遇到的工程地質(zhì)問題,作出預(yù)案建議。巖土工程需要工程地質(zhì)方面知識來服務(wù),工程地質(zhì)研判出的地質(zhì)問題、巖土特性及其它問題需要對巖土工程發(fā)揮科學(xué)的指導(dǎo)作用,根據(jù)工程條件和地質(zhì)條件,為設(shè)計師提供合理的巖土參數(shù)和建議,為工程施工選擇合適的施工機械、施工方法以及預(yù)測施工過程中可能遇到的地質(zhì)工程問題,提出處理建議。

2.巖土工程與工程地質(zhì)的共同發(fā)展

2.1力學(xué)與地質(zhì)學(xué)的互相結(jié)合

力學(xué)和地質(zhì)學(xué)共同支撐著巖土工程的發(fā)展,力學(xué)是巖土工程是發(fā)展的基礎(chǔ)。力學(xué)的出發(fā)點是力學(xué)的基本理論,與具體條件相互結(jié)合,構(gòu)建模型,然后進行求解,注重在條件設(shè)定情況下的定量計算,是演繹推理。地質(zhì)學(xué)的研究方法比較獨特,主要是通過調(diào)查,收集較多的數(shù)據(jù)信息,然后進行綜合對比分析,找出內(nèi)在的科學(xué)規(guī)律,注重成因演化,對問題進行宏觀把握,最后進行綜合的判斷,是歸納推理。對于工程地質(zhì)學(xué)家來講,假如力學(xué)理論掌握的不夠精通,就難以對工程地質(zhì)問題進行定量分析,從而做出有深度的評價,就不能科學(xué)處理工程中出現(xiàn)的問題;對于巖土工程師來講,假如地質(zhì)學(xué)知識掌握較少,就不能把握好工程與地質(zhì)之間的作用,難以提出科學(xué)的解決方案。演繹推理和歸納推理具有良好的互補性,綜合應(yīng)用才能很好的解決巖土工程問題,促進學(xué)科發(fā)展。

2.2巖土工程和工程地質(zhì)相互依托發(fā)展

近幾十年來,不管是巖土工程還是工程地質(zhì),在我國都得到了長足的發(fā)展和不斷的創(chuàng)新。我國建筑行業(yè)正處于較快的發(fā)展階段,向著高空和地下同時追求最大化空間利用,深基坑越來越深,高層建筑也在追逐或者超越世界水平。城鎮(zhèn)化、工業(yè)化發(fā)展與環(huán)境改善共同存在。但我國幅員遼闊,各項工程建設(shè)中涉及的工程地質(zhì)條件有其獨特性,給巖土工程和工程地質(zhì)帶來了非常突出的問題,但是也給巖土工程技術(shù)和工程地質(zhì)技術(shù)的發(fā)展與創(chuàng)新提供了良好的機遇與廣闊的發(fā)展空間。比如在軟土地區(qū),進行深基坑開挖和隧道掘進的同時,如何很好的保護好周邊環(huán)境條件,特別是在城市中心的工程,周邊環(huán)境復(fù)雜,既要保證工程進度的順利,也要保證地面建筑、已有道路和紛繁復(fù)雜的地下管線及其他構(gòu)筑物的安全。這就需要工程地質(zhì)人員對地下土層的分布,巖土工程性質(zhì)進行科學(xué)、合理的研判,充分發(fā)揮土質(zhì)土力學(xué)理論知識和工程實踐經(jīng)驗相結(jié)合的利用能力。同巖土工程設(shè)計師進行相互溝通和交流,進行反復(fù)假設(shè)和論證,選擇合適的設(shè)計方案和施工方案。巖土工程設(shè)計及施工以地質(zhì)工程為基礎(chǔ)前提,而地質(zhì)工程又以巖土工程為服務(wù)對象,在地質(zhì)工程師掌握項目工程條件時,其目的性就更明確,更加經(jīng)濟合理的開展地質(zhì)工程工作。

在巖土工程技術(shù)不斷創(chuàng)新的同時,地質(zhì)工程的勘探技術(shù)和分析技術(shù)也在發(fā)展。巖土工程技術(shù)的發(fā)展,對地質(zhì)資料的準(zhǔn)確性要求就會越高。只有地質(zhì)工程勘探技術(shù)和分析技術(shù)發(fā)展起來了,才能提供更精確、更多的地質(zhì)條件,多種勘探方法的同時利用,對地質(zhì)條件的解讀也更加準(zhǔn)確。比如地質(zhì)數(shù)值模型的建立,將有利于巖土工程技術(shù)數(shù)值模擬的比較和選型。這需要兩個領(lǐng)域的相互穿插和知識的相互融合,依托發(fā)展,兩者共同構(gòu)成工程建設(shè)的重要組成部分。對工程技術(shù)的創(chuàng)新,創(chuàng)造高質(zhì)量精品工程是工程領(lǐng)域共同追求的目標(biāo)。這就要求巖土工程師和工程地質(zhì)工程師克服各種困難,抓住機遇,在工程建設(shè)和生產(chǎn)中不斷創(chuàng)新,探究更加科學(xué)、更加先進的實用技術(shù)和方法。只有不斷的創(chuàng)新,才能在國際競爭中領(lǐng)先,才能推動我國巖土工程和工程地質(zhì)的科技進步。

2.3人才培養(yǎng)

當(dāng)前,很多高等院校都將工程地質(zhì)學(xué)科與巖土工程學(xué)科進行合并,培養(yǎng)具有綜合素質(zhì)和綜合應(yīng)用能力的人才。但在這過程中也存在不少問題,高等院校在培養(yǎng)人才時,注重理論知識的培養(yǎng),缺少理論與工程實踐的結(jié)合,而此過程中容易造成學(xué)員缺乏對所學(xué)學(xué)科的認(rèn)識,容易造成學(xué)員認(rèn)為配置的教材與所學(xué)專業(yè)缺少直接聯(lián)系,以至于我們的學(xué)員在學(xué)習(xí)期間或者畢業(yè)后總覺得所學(xué)內(nèi)容無所用處。我認(rèn)為在高校期間的人才培養(yǎng),需要利用工程實例,特別是一些失敗的工程案例結(jié)合理論知識進行解析,培養(yǎng)學(xué)員對學(xué)科重要性的認(rèn)識,培養(yǎng)其分析能力,充分調(diào)動學(xué)員的學(xué)習(xí)興趣和探索能力。在高校外,學(xué)員進入各工作單位后,工作單位應(yīng)根據(jù)學(xué)員所學(xué)專業(yè)配置情況,結(jié)合工程實際進行經(jīng)驗傳授,讓學(xué)員學(xué)會應(yīng)用規(guī)范、規(guī)程等工具書。對于人才的培養(yǎng),是一個長期過程,既需要學(xué)校的科學(xué)文化知識教育,也需要社會工程實踐的鍛煉。作為一個合格或優(yōu)秀的工程師,在實際工程中,如何很好利用理論知識,什么樣的工程問題需要尋求什么樣的理論分析,什么樣的技術(shù)在工程實際中可以得到創(chuàng)新,這是一個長期理論知識的積累和豐富工程實踐經(jīng)驗的總結(jié)結(jié)果。

3.結(jié)語

巖土工程和地質(zhì)工程的發(fā)展,為工程建設(shè)提供了更加科學(xué)、可靠、經(jīng)濟的工程技術(shù),兩者之間互為依托,巖土工程技術(shù)的發(fā)展促使地質(zhì)工程勘探技術(shù)和解析方法的發(fā)展,地質(zhì)工程提供的高精度、高準(zhǔn)確性的地質(zhì)解讀,為巖土工程技術(shù)的發(fā)展提供了巖土數(shù)據(jù)基礎(chǔ),兩者共同組成工程建設(shè)的重要組成部分。對兩者的發(fā)展和探索一直是工程建設(shè)領(lǐng)域不斷追求的目標(biāo),同時,對具有綜合素質(zhì)和綜合應(yīng)用能力人才的培養(yǎng)也勢在必行。

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