工程地質前沿的工程項目
⑴ 重大工程建設的工程地質研究
近幾十年來眾多的大型工程建設項目紛紛上馬興建。在水利水電工程地質研究方面,如1996年第30屆國際地質大會報道的希臘Evinos高壩及29.4km長的引水隧道、土耳其幼發拉底河梯級大壩工程、我國的長江三峽工程、黃河小浪底工程等。三峽工程的前期地質勘察研究工作已開展了40多年,主要集中在壩址(壩區)比較、區域穩定性和地震活動性,水庫工程地質、環境地質及庫岸穩定性,水庫移民遷建工程地質、環境地質問題,水庫誘發地震問題,壩址及建築物工程地質水文地質問題,天然建築材料等6個方面。研究工作涉及地球科學中近10個學科。工程於1994年12月正式開工,1997年11月大江截流成功。在鐵道工程地質特別是深埋長隧道建設方面,據國內外數十個隧道工程實例統計,最長的達19.8km,最大的埋深達2480m。遇到的地質災害問題就有高地溫、高地應力、涌水突泥、地震震害、有害氣體等。採用了工程地質、水文地質、遙感地質、地球物理勘探、構造應力場分析等綜合勘探技術,為隧道建成積累了豐富的經驗。在沿海港口建設方面,如為香港沿岸港口及機場的擴展開展了近海地質調查,取得了大量的地質信息,奠定了建立地質資料庫及編制基礎圖件的基礎,並成功地應用於填海造地、擋海牆、防洪堤、海底斜坡及管道等的設計和建設中。其它如直布羅陀海峽通道工程、法國阿爾卑斯高速公路、荷蘭海岸工程、加拿大達林頓核電站等在工程地質領域的實踐方面都代表了最新的國際水平。
以往重大工程的工程地質研究主要放在前期論證上,如對壩址的勘測、分析、工程地質條件的評價、預測等方面。工程建設過程中的問題是施工部門的事。現在幾乎所有的大型工程建設自始至終甚至建成以後都要求工程地質工作者的參與,從而大大的促進了施工工程地質的發展和工程地質研究領域的拓寬。實踐證明,施工階段可以加深、驗證前期對一些工程地質條件和問題的認識。同時,快速採集、分析施工階段所揭露的大量地質信息,可及時反饋修改設計,指導施工,這種信息化施工可以收到很好的效果。
⑵ 工程地質的研究內容
工程地質研究的主內容有:確定岩土組分、組織結構(微觀結構)、物理、化學與力學性質(特別是強度及應變)及其對建築工程穩定性的影響,進行岩土工程地質分類,提出改良岩土的建築性能的方法;研究由於人類工程活動的影響而破壞的自然環境的平衡,以及自然發生的崩塌、滑坡、泥石流及地震等物理地質作用對工程建築的危害及其預測、評價和防治措施;研究解決各類工程建築中的地基穩定性,如邊坡、路基、壩基、橋墩、硐室,以及黃土的濕陷、岩石的裂隙的破壞等,制定一套科學的勘察程序、方法和手段,直接為各類工程的設計、施工提供地質依據;研究建築場區地下水運動規律及其對工程建築的影響,制定必要的利用和防護方案;研究區域工程地質條件的特徵,預報人類工程活動對其影響而產生的變化,作出區域穩定性評價,進行工程地質分區和編圖。隨著大規模工程建設的發展,其研究領域日益擴大。除了岩土學和工程動力地質學、專門工程地質學和區域工程地質學外,一些新的分支學科正在逐漸形成,如礦山工程地質學、海洋工程地質學、城市工程地質及環境工程地質學、工程地震學。
1工程地質與岩土工程的區別工程地質是研究與工程建設有關地質問題的科學(張咸恭等著《中國工程地質學》)。工程地質學的應用性很強,各種工程的規劃、設計、施工和運行都要做工程地質研究,才能使工程與地質相互協調,既保證工程的安全可靠、經濟合理、正常運行,又保證地質環境不因工程建設而惡化,造成對工程本身或地質環境的危害。工程地質學研究的內容有:土體工程地質研究、岩體工程地質研究、工程動力地質作用與地質災害的研究、工程地質勘察理論與技術方法的研究、區域工程地質研究、環境工程地質研究等。岩土工程是土木工程中涉及岩石和土的利用、處理或改良的科學技術(國家標准《岩土工程基本術語標准》)。岩土工程的理論基礎主要是工程地質學、岩石力學和土力學;研究內容涉及岩土體作為工程的承載體、作為工程荷載、作為工程材料、作為傳導介質或環境介質等諸多方面;包括岩土工程的勘察、設計、施工、檢測和監測等等。由此可見,工程地質是地質學的一個分支,其本質是一門應用科學;岩土工程是土木工程的一個分支,其本質是一種工程技術。從事工程地質工作的是地質專家(地質師),側重於地質現象、地質成因和演化、地質規律、地質與工程相互作用的研究;從事岩土工程的是工程師,關心的是如何根據工程目標和地質條件,建造滿足使用要求和安全要求的工程或工程的一部分,解決工程建設中的岩土技術問題。
2工程地質與岩土工程的關系雖然工程地質與岩土工程分屬地質學和土木工程,但關系非常密切,這是不言而喻的。有人說:工程地質是岩土工程的基礎,岩土工程是工程地質的延伸,是有一定道理的。工程地質學的產生源於土木工程的需要,作為土木工程分支的岩土工程,是以傳統的力學理論為基礎發展起來的。但單純的力學計算不能解決實際問題,從一開始就和工程地質結下了不解之緣。與結構工程比較,結構工程面臨的是混凝土、鋼材等人工製造的材料,材質相對均勻,材料和結構都是工程師自己選定或設計的,可控的。計算條件十分明確,因而建立在材料力學、結構力學基礎上的計算是可信的。而岩土材料,無論性能或結構,都是自然形成,都是經過了漫長的地質歷史時期,在多種復雜地質作用下的產物,對其材質和結構,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。岩土工程師不敢相信單純的計算結果,單純的計算是不可靠的,原因就在於工程地質條件的不確知性和岩土參數的不確定性,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、岩石力學、計算技術取得了長足進步,並在岩土工程設計中發揮了重要作用,但由於計算假定、計算模式、計算方法、計算參數等與實際之間存在很多不一致,計算結果總是與工程實際有相當大的差別,需要進行綜合判斷。
⑶ 地質工程勘察專業目前前景如何
業務培養目標:本專業培養具備基礎地質學、地球物理學、地球化學、水文地質學、工程地質學、地質工程等方面的基本理論知識,具有從事資源地質勘查的初步能力和解決常見地質工程問題的基本能力,能在資源勘查、工程勘察、設計、施工、管理等領域從事資源勘查與評價、管理、各類工程建設地質等方面工作的高級工程技術人才。
業務培養要求:本專業學生在學習數學、物理、化學、外語、計算機的墓礎上,主要學習基礎地質、礦產地質,水文地質、工程地質、應用地球物理、應用地球化學、地質工程的基本理論和基本知識,受到工程師的基本訓練,掌握運用現代地質學理論和先進科技手段,進行資源地質工作及解決與各類工程建設有關的地質工程問題的基本能力,並具有合理利用與保護自然地質環境的初步能力。本專業在培養方向上可以在礦產資源勘查、礦產資源評價與管理、勘察技術與工程等方面有所側重。
畢業生應獲得以下幾方面的知識和能力:
1.掌握地質資源與地質工程學科的基本理論和基本知識;
2.掌握區域地質調查、礦產資源普查勘探的基本方法,初步掌握工程勘察、地球物理勘探、地球化學勘探的常用技術和測試方法,掌握常見地質工程問題的分析方法;
3.具有對區域地質、礦床地質、成礦地質條件、礦產分布規律等進行綜合分析及礦產資源評價、管理的初步能力;具有鑽探工程、地球物理勘探、地球化學勘探等現代勘探方法的選擇、設計、施工、數據處理以及成果地質解釋和運用的初步能力,具有解決工程建設中各種地質問題的初步能力,具有對環境地質作出評價和規劃的初步能力;
4.熟悉地質資源、環境、工程建設等方面的方針、政策和法規;
5.了解地質資源與地質工程的理論前沿及技術發展動態;
6.掌握文獻檢索、資料查詢的基本方法,具有初步的科學研究能力和一定的實際工作能力。
主幹學科:地質資源與地質工程。
主要課程:基礎地質學、礦產地質學、水文地質學、工程地質學、地球物理勘探、地球化學勘探、鑽掘工程學、基礎工程施工、環境地質學、地質工程等。
主要實踐性教學環節:包括認識實習、地質填圖實習、課程設計、生產實習、畢業實習和畢業設汁,一般安排34周。
主要專業實驗:礦物、岩石、化石鑒定實驗、岩士測試實驗、鑽探實驗、物探實驗、水文地質實驗等。
修業年限:四年。
授予學位:工學學士。
相近專業:資源勘查工程、勘察技術與工程。
⑷ 我國工程地質的研究現狀
我國的工程地質學經過近50年的發展,今天已成為一門研究內涵豐富、理論體系嚴謹,具有中國特色的綜合性學科,並且是國際工程地質界的重要一員。
縱覽中國工程地質學的研究領域,是相當廣闊的。主要的有以下幾方面:
一、岩體工程特性研究和岩體工程地質力學的創立
大量的岩體工程實踐遇到的是地基、邊坡和地下工程圍岩的變形破壞問題,促使工程地質學家與岩石力學家、土木工程師們關注對岩體介質特性的研究,認識到岩體與岩石是既有著本質區別又相互聯系的介質。著名工程地質學家谷德振和他的同事們在一系列岩體工程勘察中,發現岩體的力學性質和行為主要受控於軟弱結構面的展布,包括層面、斷裂面、節理、片理等,使岩體成為非連續、非均質、各向異性的介質。他們首先從地質建造著手,劃分工程地質岩組,運用地質力學理論方法,研究結構面的形成機制和空間分布規律,進而研究岩體結構特性,劃分岩體結構類型。再按不同結構類型和工程建築要求進行岩體力學試驗及測試,最後再根據岩體結構特徵和力學屬性,建立力學模型作數學模擬和穩定性分析。將工程地質學與地質力學、岩石力學有機地結合起來,創立了岩體工程地質力學。它的理論體系、研究思路和方法,在國際上獨樹一幟。
20世紀80年代中期以來,在中國科學院地質研究所設立了工程地質力學開放研究實驗室,吸收國內學者共同協作,開展工程地質前沿課題和生產上需要解決的問題的研究工作,每次學術委員會上都要討論工程地質學發展的趨勢和應制定的科研方向。無形中成為我國工程地質學的研究中心,推動著我國工程地質學的不斷發展。
二、區域工程地質和區域地殼穩定性研究
我國地域遼闊,受地質和自然地理條件制約,區域工程地質條件復雜。因此,區域工程地質研究對國土資源開發利用,工程規劃布置以及地質環境保護等意義重大。早在20世紀50年代末,老一輩工程地質學家劉國昌、張咸恭、姜達權等就開展了此項研究工作,出版專著和編制全國工程地質分區圖。幾十年來,各大河流域、部分省區和西南、西北山區都開展了較系統的區域工程地質和環境地質研究,積累了豐富的資料。經過數年的努力,於1990年首次出版了由任國林主編的1∶400萬《中國工程地質圖及說明書》,並附有全國工程地質分區圖;1992年出版了由段永侯主編1∶600萬《中國環境地質圖系》,圖系以工程地質內容為主。標志著我國區域工程地質環境研究取得了豐碩的成果。
「區域地殼穩定性」的術語是由原蘇聯工程地質學家最早提出的,但未作說明和專門研究。在20世紀50年代末,我國學者谷德振和劉國昌倡導此項研究工作。它的涵意是指岩石圈內正在進行的地質、地球物理作用對地殼表層及工程建築安全的影響,即地殼現代活動對工程安全的影響程度。其研究思路是以地質力學理論為指導,強調以地質構造研究為基礎,以斷裂活動性、現代地應力場和地震活動性為主要研究內容,最終進行區域穩定性分級,分區和評價。在該研究領域,胡海濤等依據李四光的「安全島」思想,指導重大工程場址的選擇,取得了重要成果。例如,二灘水電站和大亞灣核電站的成功選址即是。區域地殼穩定性研究對我國工程地質勘察來說,具有特殊的意義,這也是具有中國特色,且在國際上處於領先地位的研究領域。
三、環境工程地質和地質災害的研究
環境工程地質是現代工程地質學的一個分支,是研究由於人類工程—經濟活動所引起的區域性和危害人類及工程安全的工程地質作用。這些有害的工程地質作用是誘發地震、地面沉降、地面塌陷、土地荒漠化、滑坡、泥石流等,它們常導致地質災害。環境工程地質就是研究這些作用(或問題)產生的機制和條件,進行預測和防治,其目的為了合理利用和保護地質環境。我國正式研究環境工程地質始自20世紀60年代的新豐江水庫誘發地震和上海的地面沉降。80年代初以來,共召開了四次全國性的環境工程地質學術討論會,涉及的內容豐富多采。有些研究成果在國際上處於先進地位。例如,上海地面沉降的防治,區域性滑坡預測模型。1995年出版了第一本由劉傳正著的《環境工程地質學導論》,全面論述了環境工程地質理論體系,基本研究內容以及各類環境工程地質作用研究的內容和方法,展示了環境工程地質的前景。
與環境工程地質相關的地質災害的研究,也主要由工程地質界承擔的。近十多年來,對危及人類和工程安全的各種地質災害,都進行了廣泛而深入的研究。在1989年1月召開的全國地質災害防治工作會議期間,成立了主要由工程地質學家參加的全國地質災害研究會,次年又創辦了《中國地質災害及防治學報》,對地質災害的研究起了促進作用,對地質災害的分類,形成機制、分布規律,預測方法及防治對策與措施等研究成果,及時在學報上開展交流。90年代還編制了中國地質災害類型圖,出版了段永侯等的專著《中國地質災害》。眾多的研究成果及著作,還有具體防治工程的成功,確立了我國在這一領域的國際地位。
四、特殊土結構和工程特性的研究
藉助於測試技術的現代化,我國在特殊土的微觀結構及其工程特性的研究方面也有了長足的發展。所謂特殊土,指的是成分和結構特殊,其工程(地質)性質也特殊的土類。我國幾乎所有的特殊土皆有分布,諸如淤泥土、黃土類土、膨脹土、鹽漬土、紅粘土,多年凍土等,它們的分布都具地域性,因此也可稱之為區域性土。由於特殊的不良工程性質,對當地工程建設以及生命財產的安全意義重大,因而促使學者們開展了這方面的研究。這里需要特別指出的是,張宗祜、高國瑞、黃熙齡、孔德坊、李生林等學者長期以來對黃土類土、膨脹土和淤泥類土所進行的卓有成效的研究成果,有關它們的微結構特徵和分類、物質成分、工程特性及指標,建築穩定性評價以及處理措施等,都進行了深入的研究。
五、工程地質勘察的理論和技術方法
工程地質學為工程建設服務是通過勘察工作來實現的。工程建築與其所在的地質環境之間存在著相互作用和相互制約的矛盾關系,要通過工程地質勘察才能搞清楚。50年來,難以計數的大大小小各類工程建築通過勘察,積累了十分豐富的經驗和教訓。總地說,我國的工程地質勘察經歷了三個歷史階段:第一階段是1966年以前,勘察工作體制由全盤學習蘇聯到自主獨立發展,勘察工作嚴格按規范要求進行,為國家基本建設的一批重大工程項目提供了地質依據。當時在工程選址和場地評價中,著重於工程地質條件的闡明和定性評價為主。第二階段是1966年到1978年,「文革」期間工程地質勘察受到嚴重干擾而很不正常,破壞了基本建設程序,一些大工程搞了邊勘察、邊設計、邊施工的「三邊」方針,盲目簡化勘察程序,有的重大工程實際上搞了一次性勘察,造成嚴重損失。如葛洲壩水利樞紐、焦枝鐵路、第二汽車製造廠等工程即是。第三階段1978年以來,以經濟建設為中心的改革開放年代,形成了較完整的工程地質勘察體制,制定新的勘察規范,與國際接軌,勘察質量大大提高。在土木工程中又引進歐美國家的岩土工程技術體制,兩種技術體制並存。一些重大工程採取國際招標方式,以引進國外先進的勘察技術和資金。工程地質勘察工作進入了一個新的歷史階段。
經過數十年實踐和理論研究,逐漸形成和完善了我國工程地質勘察的理論體系,即「以工程地質條件的研究為基礎,以工程地質問題的分析為核心,以工程地質勘察技術方法為手段,以工程地質評價決策為目的。」這一理論體系在由張咸恭、王思敬和張倬元主編的《中國工程地質學》中得到了充分體現。可以無愧地說,我國的工程地質勘察事業在上述勘察理論體系的指引下取得了巨大成就,令世人囑目。例如,三峽、小浪底、二灘、劉家峽、龍羊峽等一批巨型水利樞紐和水電站工程;大亞灣、秦山核電站;寶成、蘭新、成昆、南昆、大秦、京九等鐵路干線;還有許多新興的城市、礦山等等。所取得的優質勘察成果,保證了工程的順利設計、施工和運行,也得到了國際同行們的贊許。在勘察基礎上,形成了「水利水電工程地質」、「鐵路工程地質」、「礦山工程地質」和「城市及房屋建築工程地質」等專門工程地質系列。
當前,新技術方法在工程地質勘探中被推廣應用,已取得了較好效果。例如,遙感圖像(航衛片)在工程地質測繪填圖中的應用;大口徑鑽進和小口徑金剛石鑽進在水電工程地質勘探中的採用,砂卵石層鑽探與取樣新技術,套鑽和岩芯定向鑽進技術;聲波探測、地質雷達、地球物理層析成像技術(CT)、鑽孔彩色電視錄像及圖像處理系統等物探技術的使用;計算機技術在工程地質勘察中普遍採用,各種專用軟體的開發等。
50年來我國的工程地質教育一直興旺不衰。至今全國有十餘所高等學校設置有培養工程地質專業人才的院系,為國家培養輸送了大批研究生和本科生。此外,在中國科學院地質研究所等多所科研機構專門培養工程地質專業研究生。形成了一支宏大的工程地質專業隊伍。在教學實踐中,編寫出了各具特色的系列工程地質專業教材。高校和科研院所還承擔了一些重大的生產和科研課題,既完成了生產、科研任務,又培養了優秀專業人才。
中國工程地質界與國際工程地質協會的聯系密切,在20世紀80年代初不少同行加入了國際工程地質協會,建立中國國家小組,隨工程地質專業委員會一起活動。中國工程地質界積極參加國際工程地質協會組織的學術活動。自1983年起我國組團參加了歷屆國際工程地質大會,所提交的論文數都位居前列。現任國際工程地質與環境協會主席,是我國工程院院士王思敬教授,他是1998年在荷蘭阿姆斯特丹舉行的第8屆國際工程地質大會上被推選擔任此職的,這是中國工程地質界的驕傲!
⑸ 地質工程未來前景
專業名稱:地質工程
業務培養目標:本專業培養具備基礎地質學、地球物理學、地球化學、水文地質學、工程地質學、地質工程等方面的基本理論知識,具有從事資源地質勘查的初步能力和解決常見地質工程問題的基本能力,能在資源勘查、工程勘察、設計、施工、管理等領域從事資源勘查與評價、管理、各類工程建設地質等方面工作的高級工程技術人才。
業務培養要求:本專業學生在學習數學、物理、化學、外語、計算機的墓礎上,主要學習基礎地質、礦產地質,水文地質、工程地質、應用地球物理、應用地球化學、地質工程的基本理論和基本知識,受到工程師的基本訓練,掌握運用現代地質學理論和先進科技手段,進行資源地質工作及解決與各類工程建設有關的地質工程問題的基本能力,並具有合理利用與保護自然地質環境的初步能力。本專業在培養方向上可以在礦產資源勘查、礦產資源評價與管理、勘察技術與工程等方面有所側重。
畢業生應獲得以下幾方面的知識和能力:
1.掌握地質資源與地質工程學科的基本理論和基本知識;
2.掌握區域地質調查、礦產資源普查勘探的基本方法,初步掌握工程勘察、地球物理勘探、地球化學勘探的常用技術和測試方法,掌握常見地質工程問題的分析方法;
3.具有對區域地質、礦床地質、成礦地質條件、礦產分布規律等進行綜合分析及礦產資源評價、管理的初步能力;具有鑽探工程、地球物理勘探、地球化學勘探等現代勘探方法的選擇、設計、施工、數據處理以及成果地質解釋和運用的初步能力,具有解決工程建設中各種地質問題的初步能力,具有對環境地質作出評價和規劃的初步能力;
4.熟悉地質資源、環境、工程建設等方面的方針、政策和法規;
5.了解地質資源與地質工程的理論前沿及技術發展動態;
6.掌握文獻檢索、資料查詢的基本方法,具有初步的科學研究能力和一定的實際工作能力。
主幹學科:地質資源與地質工程。
主要課程:基礎地質學、礦產地質學、水文地質學、工程地質學、地球物理勘探、地球化學勘探、鑽掘工程學、基礎工程施工、環境地質學、地質工程等。
主要實踐性教學環節:包括認識實習、地質填圖實習、課程設計、生產實習、畢業實習和畢業設汁,一般安排34周。
主要專業實驗:礦物、岩石、化石鑒定實驗、岩士測試實驗、鑽探實驗、物探實驗、水文地質實驗等。
修業年限:四年。
授予學位:工學學士。
相近專業:資源勘查工程、勘察技術與工程。
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⑹ 工程地質學的未來
人類在跨入21世紀後,將隨著工程設施的興建和對地質環境保護的重視,對工程地質學的期望也更多、更高,工程地質學科面臨新的挑戰和機遇。
一、國際工程地質學發展趨勢
從世界范圍看,工程地質研究繼續由發達國家向發展中國家擴展。發展中國家的各類工程建設將以前所未有的規模和速度發展著,各種不同復雜程度的地質環境將向工程地質學家們提出許多研究課題,也要求工程地質勘察技術手段不斷創新和改進。
可持續發展又是一個影響工程地質學發展的重要概念。工程地質學家要把人類賴以生存的環境的保護(包括地質災害防治在內)作為義不容辭的己任,尤其是重大工程環境影響問題需要切切實實地加以研究和解決。由於岩石圈與水圈、大氣圈、生物圈各層圈之間相互作用影響著,它們又具有全球觀念,所以勢必促使工程地質學家們從全球演化的角度來研究工程地質特徵的多樣性以及各層圈對工程地質條件的影響,進行全球性的工程地質研究和對比。
作為地學分支的工程地質學與工程科學、環境科學以及地球科學的其它分支學科關系密切,所以工程地質學與各相關學科必須更好地交叉和結合,以促進基本理論、分析方法和研究手段等各方面不斷更新和前進,進而使工程地質學的內涵不斷深化,外延不斷擴展。此外,工程地質學必將融入現代數理化、計算機科學、空間科學及材料科學等更多的新鮮知識,以保證在未來的信息世界裡工程地質學的適應性。
二、我國工程地質學未來的任務和發展趨勢
在21世紀的上半葉,根據我國的發展戰略,將大大提高綜合國力,加速四個現代化建設,趕上中等發達國家的水平。為了保持較快的穩步發展速度,在能源、交通、現代城市化建設和礦產資源開發方面將要有更大、更快的發展。同時,為了實施可持續發展戰略,要重視環境保護,加強自然災害的防治。我國的工程地質學將會擔負起新的更為艱巨的任務,面臨更為嚴峻的挑戰。
我國要在今後50年內趕上中等發達國家的水平,開發西部地區是關鍵一環。最近,已吹響了西部大開發的進軍號。西部地區占國土面積的三分之二,自然資源豐富。我國西南以金沙江、雅礱江、瀾滄江、大渡河等西南目標水能資源的開發將提上日程,在規劃的近20座大水電站中,大多具有數百至上千萬千瓦裝機容量,其中有的工程已在興建之中。該地區正處於印度次大陸板塊與歐亞板塊碰撞帶東側擠壓區,劇烈的構造活動世所罕見。工程的興建將會出現區域地殼穩定、山體穩定以及高陡邊坡穩定等一系列前所未見的工程地質問題。遼闊的西北地區土地資源豐富,開發潛力大,但水資源匱乏,成為大開發的瓶頸,所以位於青藏高原的西線南水北調工程勢必要上馬,將要興建一批深埋長大輸水隧洞,它們要穿越大活動構造斷裂帶,高地應力和碎裂岩體導致的圍岩穩定性又是前所未遇的一大工程地質難題。交通工程是西部地區大開發中居於首位的基本建設事業。已有若干條正在規劃設計或興建的連接東西部的鐵路干線,將穿越東部丘陵山地向雲貴高原過渡的地形梯度帶以及秦嶺山地。進藏的青藏和滇藏鐵路則位於高原永凍層和活動構造帶上,工程十分艱巨。它們地形陡峻,構造復雜,內外動力地質作用均十分活躍,工程地質學家也可大展身手。西部地區自然條件復雜,地質和生態環境脆弱,是我國地質災害多發區,災種多、強度大、復發頻繁,往往遭致嚴重後果。地震、滑坡、崩塌、泥石流、土地荒漠化等制約了當地社會經濟的發展,對地質災害的風險評估、預測預報以及防治對策的措施,又給工程地質學家們提出了新的研究課題。可以這樣說,西部大開發戰略的實施將會帶動我國工程地質學的理論水平和勘察技術方法更上一個新的台階。
我國的核電站、高速鐵(公)路、長距離輸油(氣)管道等工程建設,雖起步較晚,但進展迅猛,在21世紀上半葉將要大力發展。核電站主要興建於東部沿海地區,已建成的有大亞灣和秦山兩座。由於核電裝置的特殊性,選址時區域穩定性評價是關鍵的工程地質問題。此外,高放射核廢料地質處置工作又給工程地質學家提出了全新的研究課題。首先在東部地區興建京滬、京廣等高速鐵路干線,縱貫南北,將跨越長江、黃河,有的還要越海,解決其地基、橋基及海底隧道等工程難題已經提上日程。橫貫東西的塔里木—上海輸氣管線工程已經規劃,其投資僅次於三峽工程。線路將通過眾多的大地貌和大地構造單元,工程地質選線也將實施。
為了實施可持續發展戰略,在21世紀要十分重視保護環境和防治自然災害的發生。在此領域內工程地質學家將擔負更多的以前不熟悉的任務。我國城市化進程很快,城市地質工作將更為加強。為了優化城市居民的生活環境,住宅工程、地下和輕軌鐵道、高架道路等各項市政建設以及生活和工業廢物的地質處置工程等有關的工程地質問題,都將需要工程地質學家有更新的思路和技術去解決。
我國工程地質學經歷了半個世紀的發展,已經成為比較成熟的現代地球科學的分支。當前我國工程地質界在創新開拓中思路活躍,年青的工程地質學家正茁壯成長,能在新世紀擔負起工程建設、環境保護和災害防治的重任,發展工程地質學科。
⑺ 地質工程的地質工程前景
隨著地質工程行業競爭的不斷加劇,大型地質工程企業間並購整合與資本運作日趨頻繁,國內優秀的地質工程生產企業愈來愈重視對行業市場的研究,特別是對企業發展環境和客戶需求趨勢變化的深入研究。正因為如此,一大批國內優秀的地質工程品牌迅速崛起,逐漸成為地質工程行業中的翹楚。
我國開始進入現代工程地質,面臨國內外的一系列嚴峻挑戰:
1、世界工程地質學迅速發展,中國工程地質學必須趕上其發展步伐。
2、中國工程地質學所面臨的人口、資源、環境問題,不但特別嚴重,而且將長期存在。
3、隨著四化建設的發展,工程建設將具有領域多、規模大、速度快、質量和安全要求高、難度大等特點。這將使中國工程地質學面臨一系列嚴重的環境工程地質問題。以上問題僅用目前中國工程地質學的理論、方法和技術是難以解決的。因此,中國工程地質學面臨的任務是多方面的、繁重的,其研究課題是眾多的、高難度的。
現階段中國地質工程具有以下幾個發展趨勢:
一、從廣度和深度拓寬地質工程領域,進一步發展和完善其學科體系;
二、在積極引進吸收和推廣應用世界工程地質學及相關學科先進理論的同時,緊密結合經濟建設實際,大力加強理論研究,不斷提高理論水平;
三、在地質工程理論和應用研究中,以定性研究為基礎,加強定量研究,把定性研究與定量研究有機地結合起來;
四、加強工程地質勘察方法手段和規范規程的研究,努力實現工程地質勘察的標准化和現代化;
五、與有關學科相互滲透和聯合發展,多學科、多專業、多手段綜合研究和聯合攻關,開展國內外科技交流與合作。
⑻ 工程地質學的發展展望
21世紀可以預計的大型工程建設,如跨流域的調水工程、大型水電工程、深部露天采礦工程、地下工程、海洋工程等,其可能發生的復雜的工程地質問題,從理論到設計、施工實踐,從預測到防治,需要我們作為重要研究方向,在原有認識和經驗的基礎上,進一步去創新發展,與其它多學科聯合攻關。
(1)岩、土體工程地質力學的理論方法體系還應進一步發展
工程地質力學具有我國的特色,並在工程實踐中獲得了廣泛的應用。研究岩、土體穩定性中的關鍵問題,如節理面的各種工程地質特性,區域構造應力場和工程區實測點地應力場的研究,岩體穩定性的時間尺度,根據岩體變形破壞的實例建立「地質模型」等(孫玉科)。此外還應進行工程地質技術的開發研究,包括地質探測技術,岩組物理力學測試技術,岩體變形觀測技術和變形破壞模擬實驗技術等。
(2)環境工程地質將獲得迅速的發展
目前大型工程建設涉及的環境工程地質問題很多。如大型露天開采,地下開挖,深埋長隧道工程,大型水利樞紐,地下硐室,城市垃圾的處置和衛生填埋工程等的建設,就遇到前所未有的更復雜情況。如深埋長隧道工程的開挖,需要查明其所遇到的地質災害問題的形成條件和發生機理,作出科學的評價預測。大型水域水岩相互作用導致水庫誘發地震、庫岸崩滑、大壩潰決、水庫淤積、大面積環境惡化等問題。水庫誘發地震產生的可能性及發震強度的預測難度較大。現中國學者建立了兩種震級預測的神經網路模型,具有較高的預測能力。新的動向是引入突變理論,分析水庫誘震機制,建立誘震的充要條件判據和地震能量的表達式,提出斷層帶弱化和岩體軟化效應誘震的新假說。
當前環境工程地質的研究又進一步延伸向環境地質工程,即主要研究解決和處理地質環境問題的假說和方法。90年代國際環境地質工程的熱點領域是各國城市化和資源開發中固體、液體、氣體廢棄物的排放、填埋處理以及與城市工程建設有關的環境工程問題研究。總體來說,環境工程地質還有些基本問題,如工程環境影響場問題,工程建築的適應度與環境靈敏度之間關系問題,環境容量問題,監測技術、環境綜合分析及反信息技術等問題的研究還有待深入。
(3)區域地殼穩定性的研究
目前應進一步加深對影響和制約穩定性因素的認識。如何分析、確定和量化這些因素,直接關繫到區域地殼穩定性評價由定性到定量方向發展的問題。近來有用分數維理論描述斷裂和地震的分形結構,耗散、渾沌和協同學等用以描述地殼結構及其動態之自組織過程及探討其內部的相關性。但這些探索尚處於初始階段。此外在技術方法方面,應大力開展深部探測、監測、遙感、計算機、制圖技術和深部地應力測試技術等應用研究,提高區域地殼穩定性諸因素的時空變化的量測精度。
工程地質學發展至今日,需要與現代系統科學理論思維相結合,尤其是非線性科學對於工程地質學的提高和發展具有重要意義。黃潤秋根據系統科學原理結合工程地質的應用與實踐,提出了工程地質問題的系統分析原理。應用這些原理可以建立地質過程的機制分析-定量評價,建立過程地質模型和模擬再現,建立過程地質分級、分類系統,認識過程地質體(或環境)和人類活動相互作用,認識災害地質作用發展過程,描述地質體復雜的結構和工程地質問題過程,研究過程預報等。在工程地質學拓展到地質工程的新領域時,做好施工監測與信息反饋,這就是以監控-反饋原理為核心指導思想的「信息化施工」。總之,系統科學的引入,必將把傳統的工程地質學推向新的階段和新的水平。
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