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工程地質學的研究方法

發布時間: 2021-01-21 12:38:58

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。

㈡ 工程地質學的研究內容是什麼他們之間有何聯系

工程地質問題主要有區域穩定問題、岩體穩定問題、與地下滲流有關的問題以及與侵蝕淤積有關的工程地質問題等四個方面。
區域穩定問題討論在特定的地質條件中產生的,並影響到廣大區域的工程地質問題,包括活斷層、地震、水庫誘發地震、地震砂土液化和地面沉降。掌握這些問題的規律性,對規劃選場,或者說對地質環境的合理開發與有效保護,具有重要意義。某些自然(物理)地質現象的區域性分布規律,則在以後的有關章節討論。
岩(土)體穩定問題論述斜坡、洞室、地基岩(土)體穩定性的成因發展歷史分析和力學機制分析,主要用於具體場地的穩定性評價,但在開發與保護地質環境中也有意義,特別是斜坡、洞室圍岩(土)體的穩定性。
與地下滲流有關的工程地質問題包括岩溶及岩溶滲漏分析和滲透變形分析兩章。前者以保證水工建築物正常工作為目的,後者主要討論滲流作用下土體的穩定性。
與侵蝕淤積有關的工程地質問題,包括河流侵蝕淤積和海湖邊岸磨蝕堆積規律及人為工程活動對它們的影響兩章,前者對改造河流後者對開發海洋都有重要意義。
岩體結構特徵及其變形破壞機制,是進行區域穩定和岩體穩定分析的基礎理論。決定岩體變形破壞的主導因素是岩石材料的性質、岩體結構特徵、岩體的應力狀態、孔隙裂隙中水和時間因素。岩石材料是工程岩土學討論范圍,所以首先對岩體結構特徵進行地質歷史的、力學的和統計的分析。之後討論岩體應力狀態的總背景,地殼岩體的天然應力狀態。在此基礎上討論岩體變形與破壞,其中包括了岩體變形破壞中的孔隙水壓力效應和時間效應。

㈢ 工程地質學的研究方法

包括地來質學方法、實驗和自測試方法、計算方法和模擬方法。地質學方法,即自然歷史分析法,是運用地質學理論查明工程地質條件和地質現象的空間分布,分析研究其產生過程和發展趨勢,進行定性的判斷,它是工程地質研究的基本方法,也是其他研究方法的基礎。實驗和測試方法,包括為測定岩、土體特性參數的實驗、對地應力的量級和方向的測試以及對地質作用隨時間延續而發展的監測。計算方法,包括應用統計數學方法對測試數據進行統計分析,利用理論或經驗公式對已測得的有關數據,進行計算,以定量地評價工程地質問題。
模擬方法,可分為物理模擬(也稱工程地質力學模擬)和數值模擬,它們是在通過地質研究深入認識地質原型,查明各種邊界條件,以及通過實驗研究獲得有關參數的基礎上,結合建築物的實際作用,正確地抽象出工程地質模型,利用相似材料或各種數學方法,再現和預測地質作用的發生和發展過程。電子計算機在工程地質學領域中的應用,不僅使過去難以完成的復雜計算成為可能,而且能夠對數據資料自動存儲、檢索和處理,甚至能夠將專家們的智慧存儲在計算機中,以備咨詢和處理疑難問題,即所謂的工程地質專家系統(見數學地質)。

㈣ 構造地質學的研究方法

岩石圈或地殼中的各種地質構造是在漫長的地質演化過程中形成的。人們無法直接觀察到各種地質構造的形成過程,也很難在實驗室中再造,因此,只能通過野外地質調查,研究岩石變形的幾何學、運動學特徵;研究構造變形時的作用力性質、大小、方向及應力場在空間上的變化;結合野外觀察和室內對有關資料的綜合研究,分析各種地質構造的形成過程、構造演化和地球動力學背景。這種研究方法稱為「反序法」。

盡管目前有多種研究地質構造的方法,但野外地質調查和地質填圖是構造地質學研究的最重要方法。通過地質填圖不僅可以了解研究區的岩石、岩層、岩體的分布、產狀、相互間的關系和形成的先後順序,而且可以認識研究區各種地質構造的幾何特徵、組合型式和變形序列等。地質構造是三維空間的地質實體,將野外觀測到的各種地質現象用一定比例尺反映在平面圖和剖面圖上,這對於分析構造的幾何形態是十分重要的。通過繪制地質剖面圖或者根據地表構造形態的觀測及鑽井和地球物理手段獲得的資料編制的構造等高線圖、地層厚度分布圖等,都能較好地反映深部地質構造的形態特徵。

變形模擬實驗是構造地質學研究的另一個重要研究方法,也是構造地質學研究中進展比較顯著的一個領域。由於透射電鏡、電子計算機及高溫、高壓設備的引入,構造模擬已從定性的物理模擬發展到定量的數學模擬;從宏觀的岩石礦物的實驗發展到微觀的模擬礦物變形實驗;從常溫、常壓條件下的實驗發展到高溫、高壓條件下的實驗。這些實驗手段的更新不但使構造變形研究深入到超微觀的晶體變形中,而且對不同層次構造的形成條件、形成機制和形成過程提供了重要依據。但自然界地質構造形成時的內部和外部邊界條件十分復雜,而且變形作用經歷的地質歷史十分漫長,這些都是實驗室所不能模擬的,所以在進行地質構造形成的力學機制的分析和探討中,模擬實驗仍然是一種有用的輔助手段。

現代航空、航天技術的進步與發展,為構造地質學的研究提供了大量的地球表面遙感信息,擴大了構造地質的視野和深度,彌補了野外地質調查的局限性。鑽探和地球物理方法在構造地質學研究中的應用,為研究深部地質構造提供了重要資料。

近年來,數學地質的發展和計算機技術的應用,使構造地質的研究向定量的數理分析方向發展。如應用概率統計處理分析構造數據;應用有限單元法來計算一定地區內的各點的應力方向和大小,進而對該地區的構造應力場做出數學模擬,據此推斷相應的構造圖像,並與該地區的地質構造特徵進行比較。

地質構造是在漫長的地質歷史中形成的,這種過程是人類歷史無法經歷和難以重復的,也是野外地質調查中難以觀察到的。因此,對地質構造的研究,應該是在野外觀測、收集的各種地質資料綜合整理和變形實驗研究的基礎上,進行全面的綜合分析,以便取得對地質構造的幾何學和運動學特徵、變形機制、構造演化等方面的理論認識。把取得的理性認識,再應用到工作實踐中,解決工作中遇到的各種地質問題,使研究成果不斷得到修正、補充和完善。

㈤ 工程地質常用的研究方法有哪些

1、定性評價方法
以自然歷史分析法確定不同工程地質性質的形成原因版、演變趨勢和發展預測(條件分權析)
2、 定性分析基礎上,通過定量計算,進行定性與定量評價相結合的地質過程機制分析—定量評價.
3、數學分析/
4、力學分析
5、概率分析

㈥ 工程地質學研究三大問題

工程地質學是:研究人類的工程活動與地質環境的相互作用,以便認識評價,改造和保護地質環境。是地質學的一個分支。工程地質是一門研究與工程建設有關的地質問題的專門學科。工程地質學的研究對象是:工程地質條件和工程地質問題。所謂工程地質條件是:工程地質環境各個要素的總和。包括:(1)岩土類型及其工程地質性質(2)地形地貌條件(3)地質結構與地應力(4)水文地質條件(5)物理地質現象(6)天然建築材料地質工程GeologicalEngineering地質工程領域是以自然科學和地球科學為理論基礎,以地質調查、礦產資源的普查與勘探、重大工程的地質結構與地質背景涉及的工程問題為主要對象,以地質學、地球物理和地球化學技術、數學地質方法、遙感技術、測試技術、計算機技術等為手段,為國民經濟建設服務的先導性工程領域。國民經濟建設中的重大地質問題、所需各類礦產資源、水資源與環境問題等是社會穩定持續發展的條件和基礎。地質工程領域正是為此目的而進行科學研究、工程實施和人才培養。地質工程領域服務范圍廣泛,技術手段多樣化,目前,從空中、地面、地下、陸地到海洋,各種方法技術相互配合,交叉滲透,已形成科學合理的、立體交叉的現代化綜合技術和方法。本工程領域涉及到數學、物理學、地質學、油氣及固體礦產的礦產普查與勘探、水文地質、工程地質、岩土工程、遙感地質、數學地質、應用地球物理和應用地球化學、計算機應用技術等學科。培養目標地質工程領域為適應國民經濟建設和社會發展的需要,為地質調查、工程勘察、礦產資源的普查勘探與開發相關的工礦企業和工程建設部門培養應用型、復合型高層次工程技術人才和工程管理人才。地質工程領域工程碩士要求掌握地質工程領域堅實的基礎理論和寬廣的專業知識及管理知識,了解地質工程領域工程技術的國內外現狀和發展趨勢,掌握解決地質工程有關問題的先進技術方法和現代化技術手段,具有獨立擔負工程技術或工程管理的能力,具有較強的創新意識和一定的創新能力,掌握一門外國語,能較熟練地閱讀與地質工程領域有關的專業文獻和撰寫論文的外文摘要,能熟練運用計算機技術解決地質工程領域中有關問題。領域范圍地質工程領域適用的行業包括:地質調查,油氣及固體礦產資源的普查勘探與評價,大型工礦企業和水利水電建設,公路和鐵道建設,工程地質,水文地質,地質環境及地質災害的調查,勘察及監測等。地質工程領域覆蓋的范圍包括:地質調查技術和方法與礦產資源勘查與評價,區域礦產基地及礦產遠景區預測與評價,礦區與礦床的勘探、開發與評價,地質工程領域建設、勘查評價項目可行性研究與決策,地質勘探的新技術與新方法,水文地質、工程地質、環境地質、地質災害的預測、評價、監測與保護,地質結構、地質環境、地質過程及地質災害研究中的計算機應用,地質工程實施過程中的質量檢測及新方法、新技術的設計、開發、應用,地質資源與地質工程行業的工程管理。

㈦ 研究地質學的基本方法有哪些

我是學地理的,書上的原話是這樣的:1.野外調查(最基本、最主要的研究方法);2.室內實驗和模擬實驗;3.歷史比較法(現實類比法);4.數字研究法:利用3s技術進行研究

㈧ 工程地質學的研究對象和任務

人類的工抄程建築活動襲實在地表或地殼淺部的一定地質環境中進行的,地質環境必然要對建築物的施工和建築物建成以後的正常使用發生不同程度的影響,而且,建築物的修建又必然對地質環境產生不同性質和不同程度的反作用。為了使所修建的建築物能夠正常地發揮預期的效益又造價低廉,而且不會對周圍的環境造成不良後果,在修建建築物之前,必須根據實際需要深入研究地質環境,預測和評價可能產生的,與建築物及其周圍環境有關的地質問題——工程地質問題,為建築物的設計和施工提供必要而充分的地質依據。工程地質問題是多種多樣的,在具體情況下可能出現何種問題及其對建築物和周圍環境的影響程度如何,取決於建築物特點和地質條件,
工程地質學就是研究工程建築物與地質環境相互作用而產生的工程地質問題的學科

㈨ 工程地質學的研究內容

可概括為4個方面:①研究建設地區和建築場地中岩體、土體的空間分回布規律和工程答地質性質,控制這些性質的岩石和土的成分和結構,以及在自然條件和工程作用下這些性質的變化趨向;制定岩石和土的工程地質分類。②分析和預測建設地區和建築場地范圍內在自然條件下和工程建築活動中發生和可能發生的各種地質作用和工程地質問題,例如:地震、滑坡、泥石流,以及誘發地震、地基沉陷、人工邊坡和地下洞室圍岩的變形和破壞、開采地下水引起的大面積地面沉降、地下采礦引起的地表塌陷,及其發生的條件與過程、規模和機制,評價它們對工程建設和地質環境造成的危害程度。③研究防治不良地質作用的有效措施。④研究工程地質條件的區域分布特徵和規律,預測其在自然條件下和工程建設活動中的變化和可能發生的地質作用,評價其對工程建設的適宜性。
由於各類工程建築物的結構和作用及其所在空間范圍內的環境不同,所以可能發生和必須研究的地質作用和工程地質問題往往各有側重。據此,工程地質學又常常分為水利水電工程地質學與道路工程地質學、采礦工程地質學、海港和海洋工程地質學、城市工程地質學等。

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