工程地质学发展前沿
Ⅰ 我国工程地质的研究现状
我国的工程地质学经过近50年的发展,今天已成为一门研究内涵丰富、理论体系严谨,具有中国特色的综合性学科,并且是国际工程地质界的重要一员。
纵览中国工程地质学的研究领域,是相当广阔的。主要的有以下几方面:
一、岩体工程特性研究和岩体工程地质力学的创立
大量的岩体工程实践遇到的是地基、边坡和地下工程围岩的变形破坏问题,促使工程地质学家与岩石力学家、土木工程师们关注对岩体介质特性的研究,认识到岩体与岩石是既有着本质区别又相互联系的介质。著名工程地质学家谷德振和他的同事们在一系列岩体工程勘察中,发现岩体的力学性质和行为主要受控于软弱结构面的展布,包括层面、断裂面、节理、片理等,使岩体成为非连续、非均质、各向异性的介质。他们首先从地质建造着手,划分工程地质岩组,运用地质力学理论方法,研究结构面的形成机制和空间分布规律,进而研究岩体结构特性,划分岩体结构类型。再按不同结构类型和工程建筑要求进行岩体力学试验及测试,最后再根据岩体结构特征和力学属性,建立力学模型作数学模拟和稳定性分析。将工程地质学与地质力学、岩石力学有机地结合起来,创立了岩体工程地质力学。它的理论体系、研究思路和方法,在国际上独树一帜。
20世纪80年代中期以来,在中国科学院地质研究所设立了工程地质力学开放研究实验室,吸收国内学者共同协作,开展工程地质前沿课题和生产上需要解决的问题的研究工作,每次学术委员会上都要讨论工程地质学发展的趋势和应制定的科研方向。无形中成为我国工程地质学的研究中心,推动着我国工程地质学的不断发展。
二、区域工程地质和区域地壳稳定性研究
我国地域辽阔,受地质和自然地理条件制约,区域工程地质条件复杂。因此,区域工程地质研究对国土资源开发利用,工程规划布置以及地质环境保护等意义重大。早在20世纪50年代末,老一辈工程地质学家刘国昌、张咸恭、姜达权等就开展了此项研究工作,出版专著和编制全国工程地质分区图。几十年来,各大河流域、部分省区和西南、西北山区都开展了较系统的区域工程地质和环境地质研究,积累了丰富的资料。经过数年的努力,于1990年首次出版了由任国林主编的1∶400万《中国工程地质图及说明书》,并附有全国工程地质分区图;1992年出版了由段永侯主编1∶600万《中国环境地质图系》,图系以工程地质内容为主。标志着我国区域工程地质环境研究取得了丰硕的成果。
“区域地壳稳定性”的术语是由原苏联工程地质学家最早提出的,但未作说明和专门研究。在20世纪50年代末,我国学者谷德振和刘国昌倡导此项研究工作。它的涵意是指岩石圈内正在进行的地质、地球物理作用对地壳表层及工程建筑安全的影响,即地壳现代活动对工程安全的影响程度。其研究思路是以地质力学理论为指导,强调以地质构造研究为基础,以断裂活动性、现代地应力场和地震活动性为主要研究内容,最终进行区域稳定性分级,分区和评价。在该研究领域,胡海涛等依据李四光的“安全岛”思想,指导重大工程场址的选择,取得了重要成果。例如,二滩水电站和大亚湾核电站的成功选址即是。区域地壳稳定性研究对我国工程地质勘察来说,具有特殊的意义,这也是具有中国特色,且在国际上处于领先地位的研究领域。
三、环境工程地质和地质灾害的研究
环境工程地质是现代工程地质学的一个分支,是研究由于人类工程—经济活动所引起的区域性和危害人类及工程安全的工程地质作用。这些有害的工程地质作用是诱发地震、地面沉降、地面塌陷、土地荒漠化、滑坡、泥石流等,它们常导致地质灾害。环境工程地质就是研究这些作用(或问题)产生的机制和条件,进行预测和防治,其目的为了合理利用和保护地质环境。我国正式研究环境工程地质始自20世纪60年代的新丰江水库诱发地震和上海的地面沉降。80年代初以来,共召开了四次全国性的环境工程地质学术讨论会,涉及的内容丰富多采。有些研究成果在国际上处于先进地位。例如,上海地面沉降的防治,区域性滑坡预测模型。1995年出版了第一本由刘传正著的《环境工程地质学导论》,全面论述了环境工程地质理论体系,基本研究内容以及各类环境工程地质作用研究的内容和方法,展示了环境工程地质的前景。
与环境工程地质相关的地质灾害的研究,也主要由工程地质界承担的。近十多年来,对危及人类和工程安全的各种地质灾害,都进行了广泛而深入的研究。在1989年1月召开的全国地质灾害防治工作会议期间,成立了主要由工程地质学家参加的全国地质灾害研究会,次年又创办了《中国地质灾害及防治学报》,对地质灾害的研究起了促进作用,对地质灾害的分类,形成机制、分布规律,预测方法及防治对策与措施等研究成果,及时在学报上开展交流。90年代还编制了中国地质灾害类型图,出版了段永侯等的专著《中国地质灾害》。众多的研究成果及著作,还有具体防治工程的成功,确立了我国在这一领域的国际地位。
四、特殊土结构和工程特性的研究
藉助于测试技术的现代化,我国在特殊土的微观结构及其工程特性的研究方面也有了长足的发展。所谓特殊土,指的是成分和结构特殊,其工程(地质)性质也特殊的土类。我国几乎所有的特殊土皆有分布,诸如淤泥土、黄土类土、膨胀土、盐渍土、红粘土,多年冻土等,它们的分布都具地域性,因此也可称之为区域性土。由于特殊的不良工程性质,对当地工程建设以及生命财产的安全意义重大,因而促使学者们开展了这方面的研究。这里需要特别指出的是,张宗祜、高国瑞、黄熙龄、孔德坊、李生林等学者长期以来对黄土类土、膨胀土和淤泥类土所进行的卓有成效的研究成果,有关它们的微结构特征和分类、物质成分、工程特性及指标,建筑稳定性评价以及处理措施等,都进行了深入的研究。
五、工程地质勘察的理论和技术方法
工程地质学为工程建设服务是通过勘察工作来实现的。工程建筑与其所在的地质环境之间存在着相互作用和相互制约的矛盾关系,要通过工程地质勘察才能搞清楚。50年来,难以计数的大大小小各类工程建筑通过勘察,积累了十分丰富的经验和教训。总地说,我国的工程地质勘察经历了三个历史阶段:第一阶段是1966年以前,勘察工作体制由全盘学习苏联到自主独立发展,勘察工作严格按规范要求进行,为国家基本建设的一批重大工程项目提供了地质依据。当时在工程选址和场地评价中,着重于工程地质条件的阐明和定性评价为主。第二阶段是1966年到1978年,“文革”期间工程地质勘察受到严重干扰而很不正常,破坏了基本建设程序,一些大工程搞了边勘察、边设计、边施工的“三边”方针,盲目简化勘察程序,有的重大工程实际上搞了一次性勘察,造成严重损失。如葛洲坝水利枢纽、焦枝铁路、第二汽车制造厂等工程即是。第三阶段1978年以来,以经济建设为中心的改革开放年代,形成了较完整的工程地质勘察体制,制定新的勘察规范,与国际接轨,勘察质量大大提高。在土木工程中又引进欧美国家的岩土工程技术体制,两种技术体制并存。一些重大工程采取国际招标方式,以引进国外先进的勘察技术和资金。工程地质勘察工作进入了一个新的历史阶段。
经过数十年实践和理论研究,逐渐形成和完善了我国工程地质勘察的理论体系,即“以工程地质条件的研究为基础,以工程地质问题的分析为核心,以工程地质勘察技术方法为手段,以工程地质评价决策为目的。”这一理论体系在由张咸恭、王思敬和张倬元主编的《中国工程地质学》中得到了充分体现。可以无愧地说,我国的工程地质勘察事业在上述勘察理论体系的指引下取得了巨大成就,令世人嘱目。例如,三峡、小浪底、二滩、刘家峡、龙羊峡等一批巨型水利枢纽和水电站工程;大亚湾、秦山核电站;宝成、兰新、成昆、南昆、大秦、京九等铁路干线;还有许多新兴的城市、矿山等等。所取得的优质勘察成果,保证了工程的顺利设计、施工和运行,也得到了国际同行们的赞许。在勘察基础上,形成了“水利水电工程地质”、“铁路工程地质”、“矿山工程地质”和“城市及房屋建筑工程地质”等专门工程地质系列。
当前,新技术方法在工程地质勘探中被推广应用,已取得了较好效果。例如,遥感图像(航卫片)在工程地质测绘填图中的应用;大口径钻进和小口径金刚石钻进在水电工程地质勘探中的采用,砂卵石层钻探与取样新技术,套钻和岩芯定向钻进技术;声波探测、地质雷达、地球物理层析成像技术(CT)、钻孔彩色电视录像及图像处理系统等物探技术的使用;计算机技术在工程地质勘察中普遍采用,各种专用软件的开发等。
50年来我国的工程地质教育一直兴旺不衰。至今全国有十余所高等学校设置有培养工程地质专业人才的院系,为国家培养输送了大批研究生和本科生。此外,在中国科学院地质研究所等多所科研机构专门培养工程地质专业研究生。形成了一支宏大的工程地质专业队伍。在教学实践中,编写出了各具特色的系列工程地质专业教材。高校和科研院所还承担了一些重大的生产和科研课题,既完成了生产、科研任务,又培养了优秀专业人才。
中国工程地质界与国际工程地质协会的联系密切,在20世纪80年代初不少同行加入了国际工程地质协会,建立中国国家小组,随工程地质专业委员会一起活动。中国工程地质界积极参加国际工程地质协会组织的学术活动。自1983年起我国组团参加了历届国际工程地质大会,所提交的论文数都位居前列。现任国际工程地质与环境协会主席,是我国工程院院士王思敬教授,他是1998年在荷兰阿姆斯特丹举行的第8届国际工程地质大会上被推选担任此职的,这是中国工程地质界的骄傲!
Ⅱ 地质工程的地质工程前景
随着地质工程行业竞争的不断加剧,大型地质工程企业间并购整合与资本运作日趋频繁,国内优秀的地质工程生产企业愈来愈重视对行业市场的研究,特别是对企业发展环境和客户需求趋势变化的深入研究。正因为如此,一大批国内优秀的地质工程品牌迅速崛起,逐渐成为地质工程行业中的翘楚。
我国开始进入现代工程地质,面临国内外的一系列严峻挑战:
1、世界工程地质学迅速发展,中国工程地质学必须赶上其发展步伐。
2、中国工程地质学所面临的人口、资源、环境问题,不但特别严重,而且将长期存在。
3、随着四化建设的发展,工程建设将具有领域多、规模大、速度快、质量和安全要求高、难度大等特点。这将使中国工程地质学面临一系列严重的环境工程地质问题。以上问题仅用目前中国工程地质学的理论、方法和技术是难以解决的。因此,中国工程地质学面临的任务是多方面的、繁重的,其研究课题是众多的、高难度的。
现阶段中国地质工程具有以下几个发展趋势:
一、从广度和深度拓宽地质工程领域,进一步发展和完善其学科体系;
二、在积极引进吸收和推广应用世界工程地质学及相关学科先进理论的同时,紧密结合经济建设实际,大力加强理论研究,不断提高理论水平;
三、在地质工程理论和应用研究中,以定性研究为基础,加强定量研究,把定性研究与定量研究有机地结合起来;
四、加强工程地质勘察方法手段和规范规程的研究,努力实现工程地质勘察的标准化和现代化;
五、与有关学科相互渗透和联合发展,多学科、多专业、多手段综合研究和联合攻关,开展国内外科技交流与合作。
Ⅲ 应用地质学科的发展
(一)煤炭地质
经过我国煤炭地质工作者数十年的努力,基本形成了具有中国特色的煤炭地质理论体系,这一理论体系在聚煤规律研究和构造控煤作用研究两方面取得了巨大成果:煤系高分辨层序地层模式、陆相成煤模式、海侵成煤模式、幕式成煤作用等新观点的提出,深化了对聚煤规律的认识;盆地动力学分析、煤田滑脱构造研究、控煤构造样式的划分等新成果推动着构造控煤作用日趋深入和实用化(徐水师等,2009;贾建称等,2010)。与此同时,以三维地震和3S技术为代表的新技术手段推动煤炭地质勘查向深度和广度两方面发展,形成了一个以煤炭资源遥感技术、高精度地球物理勘查技术、快速地质钻探技术、煤炭资源勘查信息化技术、煤矿区环境遥感监测技术为主体的中国煤炭资源综合勘查理论与技术新体系。该体系集理论研究、工作方法、技术装备于一体,涵盖了从煤炭资源勘查→采前建设→开采→采后治理的多个方面,实现了我国煤炭地质勘查理论和技术的跨越式发展。
(二)石油及天然气地质
我国石油天然气地质理论在以下5个方面取得了重大进展:第一,中国海相油气藏成藏理论得到发展和完善。随着一批新的油气田的发现和探明,深化了我国海相油气藏成藏控制因素和规律的认识。一是古隆起及古斜坡控制油气运移、集聚与成藏。古生代克拉通盆地和中新生代前陆盆地的叠合盆地,环古生代大型克拉通生油坳陷的古隆起、古斜坡是油气聚集成藏的有利部位。二是古岩溶储集体提供了有利储集空间。三是长期的低温背景是长期生烃、多期成藏的重要条件。四是成藏封闭系统的演化控制了成藏特征。早期封闭系统的演化,形成了重质海相原生油藏;晚期封闭系统的重建,则是轻质油气藏尤其是天然气藏形成的重要条件。第二,在盆山耦合关系及中国陆内前陆盆地勘探与地质认识方面取得重要进展。中国前陆盆地构造背景、形成演化有其自身的特殊性,中国学者称之为陆内前陆盆地,由于其复杂的构造背景和演化历史,导致中国主要发育有叠加型、改造型、早衰型和新生型4种类型的前陆盆地,在此认识基础上,确立我国中西部前陆盆地下部“近源自生”和上部“远源它生”两大成藏体系,上部“远源它生”成藏体系比下部“近源自生”成藏体系更具高效性;受4类前陆盆地演化控制,有4种相应的油气聚集模式。第三,隐蔽油气藏成藏理论和研究思路得到进一步丰富和发展,提出一系列新的认识和概念。在东部断陷盆地形成的断坡控砂、复式输导和相势控藏为核心的隐蔽油气藏成藏理论基础上,针对西部地层油气藏提出了富油气凹陷“满凹含油”、“三面控藏”和“构造-层序成藏组合”等认识。第三,在我国南方、中西部海相盆地为主的叠合盆地油气勘探和地质理论方面有重要进展,提出了“叠合盆地多期构造叠加控制的多元生烃和多期生烃模式”,沥青裂解可能成为叠合盆地深层天然气的一种来源。第四,在天然气理论方面,建立了高效天然气藏形成的地质认识框架。包括天然气生成理论(生物气-低熟气成因、海相有机质和煤系气源岩高演化阶段生气潜力),大气田成藏过程示踪研究(海相叠合盆地深层、陆相深层砂岩和火成岩大气田),非烃气体地球化学特征及成因(CO2等H2S),非常规天然气地球化学特征(致密砂岩气、页岩气和煤层气),天然气实验新技术和新方法等,这些研究进展丰富了天然气地质学理论,促进了中国大气田的发现。第五,我国油气勘探的配套技术方法取得了显著进展。包括:高精度三维地震采集-处理技术、三维资料处理技术、储层地震描述技术和井筒工程配套技术为核心的隐蔽油气藏勘探技术系列,以三维地震联片处理技术、碳酸盐岩储层预测技术、超深层复杂地层钻井技术、测井解释与评价技术、碳酸盐岩储层酸压改造技术为主的碳酸盐岩古岩溶缝洞型油藏勘探的方法技术系列等(朱立新等,2007;宋岩等,2012)。
(三)水文地质
水文地质学主要是研究地下水的分布和形成规律,地下水的物理性质和化学成分,地下水资源及其合理利用,地下水对工程建设和矿山开采的不利影响及其防治等。
20世纪80年代以来,由于地下水系统理论、非稳定流理论的输入,以数值解或解析解为代表的现代应用数学以及计算机系统的广泛应用,使地下水资源的研究发生了根本性的变化,把重点从传统研究方法转入模型研究方面,研究范畴也由单纯研究地下水系统与自然环境系统之间的相互关系,扩大到研究与社会经济系统的相互关系。冉全等以华北平原为研究区,提出了利用GRACE卫星反演区域地下水开采量的新方法。
20世纪90年代的岩溶研究取得了较系统的理论成果,采用现代技术获得保存在岩溶形态中的古环境变化的信息,提出了岩溶环境系统的概念,使岩溶地质学发展成为水文地质学中的一个新的分支。
20世纪90年代中期实施西北找水计划,1999~2004年实施西部严重缺水区人畜饮用地下水勘查示范工程。与此同时,建立了水文地质数据库和数据处理系统,建立了城市地下水资源-环境管理专家系统。水文地质学进入信息时代和地下水资源管理时代(中国地质学会,2010)。
21世纪前10年,水文地质研究成果主要集中在三个方面:完成了新一轮全国地下水资源评价,重新评价了我国地下水量及其分布,评价出全国地下水天然补给量多年平均为9235亿立方米,地下水允许开采量为3500亿立方米;实施了全国地下水资源及其环境调查计划,尤其是对华北平原地下水形成、演化和更新有了更进一步的认识;圈定了一批大中型地下水资源勘查远景地段(朱立新等,2007)。
(四)工程地质
工程地质学是20世纪建立发展起来的一门地球科学。工程地质学主要研究建设地区和建筑场地中的岩体、土体的空间分布规律和工程地质性质,控制这些性质的岩石和土的成分和结构,以及在自然条件和工程作用下这些性质的变化趋向;制定岩石和土的工程地质分类等。
新中国建立之初,我国从苏联引进了工程地质学。60多年来,中国工程地质取得了长足的发展,获得了一系列重要成就。工程地质在治淮和治理海河的系列工程,长江、黄河、珠江、黑龙江四大流域的水利水电开发,宝成、成昆、襄渝、湘黔、兰新等铁道干线的建设,武汉长江大桥、南京长江大桥和黄河大桥的修建,鞍钢、武钢、攀钢、金川、白银等矿山开采,以及石油、煤炭基地的建设,港口和海岸工程、国防及尖端技术工程建设,攀枝花、嘉峪关、白银、三门峡、金昌、大庆等新兴城市和大量城市的扩建改建等方面作出了突出的贡献。改革开放后,工程地质在龙羊峡、乌江渡、鲁布格、天生桥、五强溪、二滩、三峡、南水北调等水利水电工程,秦山、大亚湾核电站,焦柳线、黔桂线、大秦线、京九线等铁道线路以及许多大桥、长隧道工程,新的大型矿山油田建设,深圳和一大批经济开发城市建设,高速公路、高速铁路和高层建筑、立交桥的建设等方面发挥了重要作用。
在工程地质实践中,形成了一门新的学科——岩土工程学。这是在工程地质学、土力学、岩体力学和水文地质学的基础上发展起来的交叉学科。中国科学院地质与地球物理研究所以谷德振为首的工程地质研究集体在地质力学和岩体力学的基础上,将裂隙岩体的结构面作为研究核心,提出岩体结构力学的概念,创立了岩体工程地质力学和岩体结构控制论,强调岩体结构及其对岩体稳定性的控制作用,充分论述岩体结构类型及其力学性质和变形破坏机制、岩体质量及其稳定性评价等(中国地质学会,2010)。
此外,在土体研究方面,对土的微结构开展了广泛研究,有了深入了解;在区域地壳稳定性研究方面,发展了相对稳定区和“安全岛”等理论。其核心问题是断层发育情况与活动性,地应力状况,以及区域地震危险性分析,据此做出区域地壳稳定性的分区和评价;在地质灾害意识和研究方面,把过去工程动力地质现象的研究引向偏重地质灾害方面,并与环境工程地质研究结合起来,进行地质灾害的监测、预测预报及防治措施;在工程地质勘察质量方面,在详细可靠的基础地质工作和大量勘探试验工作的基础上,使用各种新技术、新方法,做了较充分的地质分析和定量评价。
(五)环境地质
环境地质学是研究人类活动和地质环境相互作用的学科,其研究内容为自然和人为引起的环境地质问题,20世纪70年代初期中国开始探讨环境地质学的范畴、理论和方法,组建研究机构,到70年代中期,发展成为一门较系统的新学科。
我国环境地质研究近年来取得了一系列重要成就,主要体现在以下几个方面:①围绕着城市快速发展,开展了全国330个地级城市,北京、天津、上海三大城市群和巨型城市的环境地质调查与评价,以及环渤海环境地质调查,为城市规划、建设和管理提供了科学依据。②对大江大河(长江、黄河)开展了新一轮环境地质调查。如对长江上游斜坡的稳定性开展了脆弱性评价;对长江中游,特别是三峡水库蓄水135米、175米岸坡的稳定性与斜坡变形做了专门调查与监测;对长江中游水患区,即江汉湖群、洞庭湖、鄱阳湖、巢湖地区开展了调查。③开展了新一轮东南沿海及重要经济区环境地质调查。④全国矿山环境地质调查,弄清了矿山现状,初步查明了主要环境地质问题,分析了潜在危害,为合理开发矿产资源、保护矿山环境和实现矿山整治、生态恢复与重建,以及矿山地质环境监督管理提供了科学依据。⑤专门开展了北京地区、苏锡常地区、珠江三角洲地区浅层地下水有机污染调查。初步查明城市及周边地区的加油站几乎都有油罐渗漏现象,导致浅层水烃类污染严重(哈承祐,2006)。
我国的环境地质学参与了地方病防治调查、环境水文地质和环境工程地质调查、地质灾害调查、地下水污染调查等,通过调查和研究提出对策,特别是对地震、崩塌、滑坡、泥石流、地面沉降和地面塌陷等问题,在广发调查和深入研究的基础上,提出了防治的措施。同时,编制了1:600万比例尺的《中国环境地质图系》(11幅),编写了《中国地质灾害》(中国地质学会,2010)。
Ⅳ 国际工程地质的研究现状
20世纪下半叶,全世界经济在相对稳定的环境中发展,各类工程建设的规模愈来愈大,对地质体的干扰也愈益严重,促使工程地质学科的长足发展,其理论基础和学科体系更趋完善、成熟。20世纪50年代后期至60年代中期,欧洲几处水利工程的重大事故都是由地质问题引起的。例如,1959年法国马尔帕塞(Malpasset)薄拱坝的溃决,就是由于片麻岩坝基内陡倾软弱结构面在水库蓄水后产生张裂,以至其中空隙水压力剧增,使左坝肩岩体压裂而导致整个坝的崩溃。1963年意大利瓦依昂水库左岸大滑坡更是举世震惊。当水库壅水至225.4m(坝高261.6m,是当时世界上最高的双曲拱坝)时,左岸约3亿m3岩体突然以28m/s的速率下滑,将水库中5000万方水挤出,以高过坝顶150m的涌浪冲向下游,导致近3000人死亡。惨痛的教训促使国际工程地质界认识到有必要成立一个国际性学术组织,共同切磋重大的工程地质问题,进行学术交流,探讨发展趋向。在1968年召开的第23届国际地质大会上成立了国际地质学会工程地质分会,后改名为国际工程地质协会(英文缩写名IAEG),并下设多个专业委员会。
国际工程地质协会决定每四年召开一次国际工程地质大会,还不定期地举行专题学术讨论会。至今已召开了八届大会。历届大会报告与研讨的专题有:岩土体的工程特性;特殊岩土的工程地质研究;区域规划与城市区工程地质;工程建设区的工程地质问题和场址选择的工程地质评价;重大环境工程地质问题;地质灾害评价、预测和防治;工程地质勘察技术等。参加历届大会的代表中,还有不少土力学家、岩石力学家和岩土工程学家。专题性学术讨论会十分活跃,内容丰富多采,有人类活动与地质环境、建筑材料、诱发地震、大坝工程地质、采矿与地质、环境地质学与城市发展、斜坡及块体移动、可溶岩工程地质问题、山区环境地质、工程地质填图、工程地质与古遗址古建筑保护等。
在对地基、边坡和地下工程有关的岩土体稳定分析及评价时,世界各国的工程地质学家都意识到,应与土力学家和岩石力学家配合协作,来研究解决这些问题。为此国际工程地质学会于1975年与国际土力学及基础工程学会(ISSMCE)、国际岩石力学学会(ISRM)决定定期举行三个学会的秘书长联席会议,以讨论协作问题。它反映了工程地质学的发展趋势。
1976年先后出版的Q.Zaruba和他的学生V.Mence合著的《工程地质学》(Engineering Geology)和P.B.Attewell及I.W.Farmer的《工程地质学原理》(Principles of Engineering Geology)这两本著作,可代表20世纪70年代国际工程地质学的水平。
人类活动导致严峻的环境形势,需要工程地质学家作出响应。在1980年巴黎第26届国际地质大会上,时任国际工程地质协会主席的原苏联学者Е.М.Сергеев列举了人类工程经济活动的大量数据和事实,来说明现今时代人是强大的地质力量,并认为人类活动使自然地质作用改变和新的灵生作用的发展。在大会上工程地质学家们一致通过了《国际工程地质协会关于解决环境问题的宣言》,标志着现代工程地质向环境地质学进军的时代开始了。愈来愈多的工程地质学家参与环境保护与自然灾害的研究领域。在联合国教科文组织协调下,主要由工程地质学家参与的《国际减灾十年》计划的制定,为全人类在20世纪最后十年内减轻自然灾害的困扰作出了贡献。为了体现工程地质学家将环境保护作为义不容辞的已任,在1997年于希腊雅典召开的一次会议上,协会正式改名为国际工程地质与环境协会(英名缩写名仍为IAEG)。
至今,工程地质研究已经由欧美国家向发展中国家扩展,国际工程地质学科研究和工程地质工作实践正在稳步发展。
Ⅳ 地质工程未来前景
专业名称:地质工程
业务培养目标:本专业培养具备基础地质学、地球物理学、地球化学、水文地质学、工程地质学、地质工程等方面的基本理论知识,具有从事资源地质勘查的初步能力和解决常见地质工程问题的基本能力,能在资源勘查、工程勘察、设计、施工、管理等领域从事资源勘查与评价、管理、各类工程建设地质等方面工作的高级工程技术人才。
业务培养要求:本专业学生在学习数学、物理、化学、外语、计算机的墓础上,主要学习基础地质、矿产地质,水文地质、工程地质、应用地球物理、应用地球化学、地质工程的基本理论和基本知识,受到工程师的基本训练,掌握运用现代地质学理论和先进科技手段,进行资源地质工作及解决与各类工程建设有关的地质工程问题的基本能力,并具有合理利用与保护自然地质环境的初步能力。本专业在培养方向上可以在矿产资源勘查、矿产资源评价与管理、勘察技术与工程等方面有所侧重。
毕业生应获得以下几方面的知识和能力:
1.掌握地质资源与地质工程学科的基本理论和基本知识;
2.掌握区域地质调查、矿产资源普查勘探的基本方法,初步掌握工程勘察、地球物理勘探、地球化学勘探的常用技术和测试方法,掌握常见地质工程问题的分析方法;
3.具有对区域地质、矿床地质、成矿地质条件、矿产分布规律等进行综合分析及矿产资源评价、管理的初步能力;具有钻探工程、地球物理勘探、地球化学勘探等现代勘探方法的选择、设计、施工、数据处理以及成果地质解释和运用的初步能力,具有解决工程建设中各种地质问题的初步能力,具有对环境地质作出评价和规划的初步能力;
4.熟悉地质资源、环境、工程建设等方面的方针、政策和法规;
5.了解地质资源与地质工程的理论前沿及技术发展动态;
6.掌握文献检索、资料查询的基本方法,具有初步的科学研究能力和一定的实际工作能力。
主干学科:地质资源与地质工程。
主要课程:基础地质学、矿产地质学、水文地质学、工程地质学、地球物理勘探、地球化学勘探、钻掘工程学、基础工程施工、环境地质学、地质工程等。
主要实践性教学环节:包括认识实习、地质填图实习、课程设计、生产实习、毕业实习和毕业设汁,一般安排34周。
主要专业实验:矿物、岩石、化石鉴定实验、岩士测试实验、钻探实验、物探实验、水文地质实验等。
修业年限:四年。
授予学位:工学学士。
相近专业:资源勘查工程、勘察技术与工程。
你可以登陆到 查询专业的详细情况
Ⅵ 工程地质学的发展简史
工程地质学孕育、萌芽于地质学的发展和人类工程活动经验的积累中。17世纪以前,许多内国家成功地建成了容至今仍享有盛名的伟大建筑物,但人们在建筑实践中对地质环境的考虑,完全依赖于建筑者个人的感性认识。17世纪以后,由于产业革命和建设事业的发展,出现并逐渐积累了关于地质环境对建筑物影响的文献资料。第一次世界大战结束后,整个世界开始了大规模建设时期。1929年,奥地利的K·太沙基出版了世界上第一部《工程地质学》。
1937年苏联的Ф·П·萨瓦连斯基的《工程地质学》一书问世。50年代以来,在世界工程建设发展中,工程地质学逐渐吸收了土力学、岩石力学和计算数学中的某些理论和方法,更加完善和发展了本身的内容和体系。在中国,工程地质学的发展基本上始自50年代。谷德振在岩体稳定性问题中提出的结构控制论以及刘国昌在区域工程地质方面,都对工程地质学的发展作出了重要的贡献。
Ⅶ 工程地质学的发展及地质工程学的形成
地质工程学是工程地质学发展形成的新的分支学科,实际上是工程地质学和土木工程学的边缘杂交学科。因此在研究地质工程学之前,有必要回顾一下工程地质学的发展。
工程地质学研究已经经历了三个阶段:
第一阶段:20世纪60年代以前,以工程地质条件研究和质量评价为主要工作。一方面是对作为工程建筑载体、工程建筑材料、工程建筑结构的地质体质量评价;另一个方面是对作为工程建筑环境的地质环境质量评价,这阶段的评价主要是定性的。在20世纪60年代末,世界各国大体同时都开始了工程建筑中能否出现地质灾害,或者说能否出现工程地质灾害的成灾条件研究,开始了成灾预报研究工作。
第二阶段:开始于20 世纪60 年代末,以开展地质体稳定性分析为特征的工程地质灾害预测预报研究阶段。如谷德振教授在20 世纪60 年代末开始提出地基稳定性、边坡稳定性、地下洞室稳定性评价研究课题;20 世纪70 年代他进一步提出地基稳定性、边坡稳定性、地下洞室稳定性、山体稳定性、地壳稳定性评价研究五大课题,开始了工程地质研究的第二阶段。当时研究内容主要是稳定性评价。实际上开始了工程地质预报研究工作。
第三阶段:20世纪80年代以来出现了许多新技术(实际上60、70年代也零星地在做),“中国岩土锚固工程协会”和中国岩石力学与工程学会下成立了“岩石注浆与锚固工程分会”,大力开展不良地质条件改造。工程地质发展第三阶段是以工程地质灾害预测预报及地质灾害防治、施工地质超前预报和地质体改造等主要课题为特征的地质工程研究阶段,明确地提出了地质监控施工法。地质监控施工法的核心就是超前地质预报和超前地质体改造,而超前地质预报和超前地质体改造正是工程地质工作进入第三阶段的重要标志。这样,今天的工程地质工作已经不仅仅作工程地质条件评价、各类地质工程稳定性评价或工程地质预报,而且还应该研究不良地质条件的改造及地质工程施工问题。今天已经有一些办法能够对不良的地质体进行改造,使之适应工程建筑的要求。过去解决地质体不稳定的办法主要是支护,不让它失稳,这种做法现在看来是不够的。今天可以进行地质体改造,使之满足工程建筑要求。地质体赋存环境也可以改造,改造后的地质体照样可以建筑工程,这样工程地质就发展到以工程地质超前预报和地质体改造为核心的地质工程阶段。
事物的发展总是经过渐变到突变。人类的认识也是经过渐变到突变产生飞跃。人们对地质工程的认识也是经历了这样一个过程。在工程地质学发展的第二阶段,工程地质工作者和岩土力学工作者在认识上已经孕育着地质工程的意识,提出地基稳定性、边坡稳定性和地下洞室稳定性课题就意味着孕育着地质工程的意识。具有工程地质和岩土力学双学科知识的工作者是这个认识的先觉者。有文字记载的则有1974年Hock E.和Bray J.W.发表了《ROCK SLOPE ENGINEERING》专著,明确地提出了“岩石边坡工程”概念。首次把岩体边坡作为工程来研究,他的主要工作也是在地质基础上对边坡进行岩体力学研究。Hock E.的岩体边坡工程概念对工程地质学的发展和地质工程的形成具有很大的推动作用。1976年R.E.Goodman,发表了《METHOD OF GEOLOGICAL ENGINEERING IN DISCONTINUOUS ROCK》专著,首先使用了“地质工程(Geological Engineering)”术语,他提的地质工程方法实际上是岩体力学与工程地质相结合进行工程地质工作的方法。1983年著者在主持“大同煤矿坚硬顶板有控压裂放顶理论和技术研究”课题中首次提出了岩体结构改造概念。1984年在第二届全国工程地质大会上提出了岩体改造原理,同时提出了“工程地质、岩体力学和地质工程三位一体”开展工作的学术思想,在中国率先提出了“地质工程”命题。1986~1989年主持了“大秦线军都山隧道快速施工地质超前预报”课题,并在这项工作中提出了以地质为基础开展地质预报,其中包括超前预防,实际上深化了地质体改造理论,深化了地质工程概念,明确地提出了地质工程定义是“以地质体为工程结构,以地质体为建筑材料,以地质环境为建筑环境建筑起来的一种特殊工程”。1990年10月著者应葛洲坝水电工程学院的邀请,在宜昌开办了“工程地质与地质工程”讲座,对著者关于地质工程的认识进行了系统的总结,1993年出版了《工程地质与地质工程》专著,这本书是著者对地质工程认识的一次升华,该书对地质工程定义、地质工程特性、工作内容、工作方法进行了系统的论述。1996年出版了《地质工程理论与实践》一书,系统地论述了地质工程概念、定义、理论和方法,明确地提出了地质工程的基本原理是“地质控制论”,阐述了地质工程理论体系。
从20世纪90年代初开始,中国出现了地质工程公司,地质工程勘察设计院等机构,实际上已经出现了地质工程行业。1997年6月国务院学位委员会和国家教育委员会在联合颁布的“授予博士、硕士学位和培养研究生的学科、专业目录”里正式提出了地质工程学,现在地质工程已经不仅是一个行业,而且已经形成为一个学科了。一个学科的形成必须具备三个条件,这就是有特定的研究对象,有独特的理论,有专门的技术手段。对地质工程学来说,这三者已经具备了。地质工程的研究对象是以地质体为工程结构,以地质体做建筑材料,以地质环境作为建筑环境的特殊工程建筑;地质工程的基本原理是地质控制论;地质工程建筑的专门技术:地质超前预报技术和地质体改造技术已经形成了。今天来说,地质工程学已经形成为一门独立学科是客观存在的。
Ⅷ 工程地质学的发展展望
21世纪可以预计的大型工程建设,如跨流域的调水工程、大型水电工程、深部露天采矿工程、地下工程、海洋工程等,其可能发生的复杂的工程地质问题,从理论到设计、施工实践,从预测到防治,需要我们作为重要研究方向,在原有认识和经验的基础上,进一步去创新发展,与其它多学科联合攻关。
(1)岩、土体工程地质力学的理论方法体系还应进一步发展
工程地质力学具有我国的特色,并在工程实践中获得了广泛的应用。研究岩、土体稳定性中的关键问题,如节理面的各种工程地质特性,区域构造应力场和工程区实测点地应力场的研究,岩体稳定性的时间尺度,根据岩体变形破坏的实例建立“地质模型”等(孙玉科)。此外还应进行工程地质技术的开发研究,包括地质探测技术,岩组物理力学测试技术,岩体变形观测技术和变形破坏模拟实验技术等。
(2)环境工程地质将获得迅速的发展
目前大型工程建设涉及的环境工程地质问题很多。如大型露天开采,地下开挖,深埋长隧道工程,大型水利枢纽,地下硐室,城市垃圾的处置和卫生填埋工程等的建设,就遇到前所未有的更复杂情况。如深埋长隧道工程的开挖,需要查明其所遇到的地质灾害问题的形成条件和发生机理,作出科学的评价预测。大型水域水岩相互作用导致水库诱发地震、库岸崩滑、大坝溃决、水库淤积、大面积环境恶化等问题。水库诱发地震产生的可能性及发震强度的预测难度较大。现中国学者建立了两种震级预测的神经网络模型,具有较高的预测能力。新的动向是引入突变理论,分析水库诱震机制,建立诱震的充要条件判据和地震能量的表达式,提出断层带弱化和岩体软化效应诱震的新假说。
当前环境工程地质的研究又进一步延伸向环境地质工程,即主要研究解决和处理地质环境问题的假说和方法。90年代国际环境地质工程的热点领域是各国城市化和资源开发中固体、液体、气体废弃物的排放、填埋处理以及与城市工程建设有关的环境工程问题研究。总体来说,环境工程地质还有些基本问题,如工程环境影响场问题,工程建筑的适应度与环境灵敏度之间关系问题,环境容量问题,监测技术、环境综合分析及反信息技术等问题的研究还有待深入。
(3)区域地壳稳定性的研究
目前应进一步加深对影响和制约稳定性因素的认识。如何分析、确定和量化这些因素,直接关系到区域地壳稳定性评价由定性到定量方向发展的问题。近来有用分数维理论描述断裂和地震的分形结构,耗散、浑沌和协同学等用以描述地壳结构及其动态之自组织过程及探讨其内部的相关性。但这些探索尚处于初始阶段。此外在技术方法方面,应大力开展深部探测、监测、遥感、计算机、制图技术和深部地应力测试技术等应用研究,提高区域地壳稳定性诸因素的时空变化的量测精度。
工程地质学发展至今日,需要与现代系统科学理论思维相结合,尤其是非线性科学对于工程地质学的提高和发展具有重要意义。黄润秋根据系统科学原理结合工程地质的应用与实践,提出了工程地质问题的系统分析原理。应用这些原理可以建立地质过程的机制分析-定量评价,建立过程地质模型和模拟再现,建立过程地质分级、分类系统,认识过程地质体(或环境)和人类活动相互作用,认识灾害地质作用发展过程,描述地质体复杂的结构和工程地质问题过程,研究过程预报等。在工程地质学拓展到地质工程的新领域时,做好施工监测与信息反馈,这就是以监控-反馈原理为核心指导思想的“信息化施工”。总之,系统科学的引入,必将把传统的工程地质学推向新的阶段和新的水平。
主要参考文献
王思敬.1992.工程地质学的前沿及其拓展.见:王思敬,易善锋主编.90年代的地质科学.北京:海洋出版社,234~239.
王思敬.1997.论人类工程活动与地质环境的相互作用及其环境效应.地质灾害与环境保护,第8卷第1期,19~26.
王思敬,戴福初.1997.环境工程地质评价、预测与对策分析.地质灾害与环境保护,第8卷第1期,27~34.
毛同夏,石宏仁,张丽君.1996.区域地质环境的定量评价和预测.地学前缘,第3卷第2期,141~146.
文宝萍.1996.滑坡预测预报研究现状与发展趋势.地学前缘,第3卷第1期,86~92.
中国21世纪议程——中国21世纪人口环境与发展白皮书.1994.北京:中国环境科学出版社.
中国科学院地学部.1998.中国水问题的出路.地球科学进展,第13卷第2期,113~117.
中华人民共和国全国人民代表大会环境与资源保护委员会编.1995.中国环境.
冯彦勋,陈德基.1997.三峡工程前期地质研究与施工期地质验证.水文地质工程地质,第2期,4~6.
古迅.1995.核电工程地质(一).工程地质学报,2.
孙广忠执笔.1992.十年来我国工程地质科学成就与展望.见:中国地质学会编.八十年代中国地质科学.北京:北京科学技术出版社,100~104.
孙玉科.1995.21世纪中国大型工程与工程地质问题.工程地质学报,第3卷第4期,1~11.
孙成权,施永辉.1997.中国全球变化研究能力评价.地球科学进展,第12卷第6期,564~573.
刘东生,郭正堂,韩家懋等.1997.当前国际古全球变化研究的主要科学问题和任务——极地-赤道-极地大断面.地学前缘,第4卷第1期,63~69.
刘传正.1997.区域地壳稳定性评价和核电站选址核废料处置的工程电站及环境地质问题.水文地质工程地质,第2期,32~34.
刘怡芬,胡瑞林,石建省等.1996.地质灾害预测防治智能决策系统设计与应用.北京:中国环境科学出版社.
刘树臣.1993.第四纪全球变化地质学.见:肖庆辉,李晓波,刘树臣等著.当代地质科学前沿——我国今后值得重视的前沿研究领域.武汉:中国地质大学出版社,39~48.
朱兴贤,朱锦旗.1997.苏锡常地区地面沉降灾害与经济损失分析.水文地质工程地质,第3期,24.
许兵,牟会宠.1992.90年代矿山边坡的主攻方向——高陡边坡稳定性.见:王思敬,易善锋主编.90年代的地质科学.北京:海洋出版社.243~247.
汪民,吴永峰.1996.地下水微量有机污染.地学前缘,第3卷第2期,169~175.
李秀彬.1996.全球环境变化研究中的核心领域——土地利用/土地覆被变化的国际研究动向.地理学报,第51卷第6期,553~557.
吴树仁,王瑞江.1996.地质灾害与地壳稳定性有机的某些发展趋势.地质力学学报,第2卷第3期,72~74.
吴锡浩.1993.过去全球变化研究.见:肖庆辉,李晓波,刘树臣等著.当代地质科学前沿——我国今后值得重视的前沿研究领域.武汉:中国地质大学出版社,470~473.
张之一.1990.工程地质问题的研究现状和动向.见:中国地质学会主编.当今世界地球科学动向——中国科学家谈第28届国际地质大会,124~128.
张宗祜.1991.地质环境与环境地质.北京:地震出版社,1~4.
张宗祜,袁道先.1995.我国跨世纪的重大地学问题——环境地学发展前景.地质科技管理,第5期,60~69.
张梁,郝秀英.1995.地质灾害经济学导论.地质灾害与环境保护,第6卷第2期,1~11.
陈泮勤,孙成权主编.1992.国际全球变化研究核心计划(一)、(二).北京:气象出版社.
陈汉宗,周蒂.1997.天然气水合物与全球变化研究.地球科学进展.第12卷第1期,37~40.
陈梦熊.1994.参加“地下水资源未来危机”国际学术会议的报导.水文地质工程地质,第6期,52~53.
陈梦熊,段永侯,哈承佑等.1998.“八五”水文地质工程地质环境地质研究的主要成就与进展.地质科技管理,第2期,55~58;第3期,63~64;第4期,55~56;第5期,45~49;第6期,50~54.
陈梦熊.1995.环境水文地质学的最新发展与今后趋向.地质科技管理,第3期,28~35.
陈葆仁,吴吉春,刘淑云.1994.地下水管理模型在我国实践中存在问题的讨论.水文地质工程地质,第6期,36~39.
陈毓川,张之一,项礼文等编.1997.90年代地球科学的动向——第30届国际地质大会学术报导.北京:地质出版社.
杨志法,王思敬.1996.工程地质学一个新的研究方向.地质灾害与环境保护.第7卷第6期,1~6.
杨学洋,陈震,刘淑琴等.1997.地球内核快速旋转的发现与全球变化的轨道效应.地学前缘,第4卷第2期,187~191.
贺学海.1997.水资源管理模型的研究过程和发展趋势.水文地质工程地质,第5期,24~26.
胡海涛,刘传正.1993.区域地壳稳定性研究的后顾与前瞻.工程地质学报,创刊号,7~13.
胡瑞林,李向全,官国琳等.1999.土体微结构力学——概念·观点·核心.地球学报,第20卷第2期,150~156.
阎世骏,刘长礼.1996.城市地面沉降研究现状与展望.地学前缘,第3卷第1期,93~98.
施德鸿.1990.从应用地学与基础研究看水文地质学的发展现状与趋势.见:中国地质学会主编.当今世界地球科学动向——中国科学家谈第28届国际地质大会.116~124.
钱祥麟.1997.固体地球科学与全球变化研究.地学前缘,第40卷第1-2期,71~75.
费瑾.1996.地下淡水资源管理研究的发展方向.地学前缘,第3卷第2期,156~160.
徐卫亚,孙广忠.1992.地质灾害学.见:90年代的地质科学.北京:海洋出版社,253~257.
殷跃平,胡海涛,康宏达.1993.区域地壳稳定性评价专家系统(CKUSTAB)及其在黄河黑山峡大柳树坝址中的应用.见:地矿部环境地质研究所主编.工程地质水文地质.环境地质论文集.北京:地震出版社,100~112.
殷跃平,张颖,康宏达等.1996.全国地质灾害趋势预测及预测图编制.第四纪研究,第2期,123~129.
柴育成,田兴有,马福臣.1997.中国的“过去全球变化”(PAGES)研究跃居世界前列.科学通报,第42卷第15期,1679~1680.
郭亚曦.1997.国际全球变化计划与世界数据中心的联合行动——1997年联合数据会议及其启示.地球科学进展,第12卷第6期,574~580.
郭进义,洪业扬.1998.过去全球变化研究中环境地球化学进展.地质科学,第33卷第3期,374~379.
黄润秋.1997.现代系统科学理论与工程地质系统观.水文地质工程地质,第1期,1~6.
熊尚发,丁仲礼,刘东生.1998.第四纪气候变化机制研究的进展与问题.地球科学进展,第13卷第3期,265~270.
籍传茂,王兆馨.1996.区域地下水资源研究的进展和前沿问题.地学前缘,第3卷第2期,147~155.
Broecker W S,Denton G H.1989.The role of ocean-atmosphere recoganizations in glacial cycles.Geochimica et Cosmochimica Acta,2465~2501.
Chen Mengfang,Soulsby C.1998.英国地下水保护战略.见:第30届国际地质大会论文集(第22卷),水文地质.北京:地质出版社,205~209.
Chin-Fu Tsang,Yvonne W.Tsang.1996.Research Directions in Hydrogeology.地学前缘,第3卷第1期,43~48.
Chin-Fu Tsang.1998.低渗透性岩层水文地质问题的讨论.见:第30届国际地质大会论文集(第22卷),水文地质.北京:地质出版社,85~89.
Dansgaard W S,Johnsen S J,Clausen H B,et al..1993.Evidence for general instability of past climate from a 250-kyr ice-core record.Nature,364:218~220.
1996 Geoscience Highlights(Hydrogeology).Geotimes,1997,Feb.,37.
1997 Geoscience Highlights(Hydrogeology).Geotimes,1998,Feb.,38~39.
International Conference on Water and the Environment:Development Issues for the 21st Century.Dublin Statement on Water and Sustainable Development,Dublin,1992.
Song X D,Richards P G.Seismological evidence for differential rotation of the earth’s inner core.Nature,1996,382:221~224.
Vrba J.1998.地下水保护的战略、政策及管理.见:第30届国际地质大会论文集(第22卷),水文地质.北京:地质出版社,199~204.
Ⅸ 工程地质学的未来
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。同时,为了实施可持续发展战略,要重视环境保护,加强自然灾害的防治。我国的工程地质学将会担负起新的更为艰巨的任务,面临更为严峻的挑战。
我国要在今后50年内赶上中等发达国家的水平,开发西部地区是关键一环。最近,已吹响了西部大开发的进军号。西部地区占国土面积的三分之二,自然资源丰富。我国西南以金沙江、雅砻江、澜沧江、大渡河等西南目标水能资源的开发将提上日程,在规划的近20座大水电站中,大多具有数百至上千万千瓦装机容量,其中有的工程已在兴建之中。该地区正处于印度次大陆板块与欧亚板块碰撞带东侧挤压区,剧烈的构造活动世所罕见。工程的兴建将会出现区域地壳稳定、山体稳定以及高陡边坡稳定等一系列前所未见的工程地质问题。辽阔的西北地区土地资源丰富,开发潜力大,但水资源匮乏,成为大开发的瓶颈,所以位于青藏高原的西线南水北调工程势必要上马,将要兴建一批深埋长大输水隧洞,它们要穿越大活动构造断裂带,高地应力和碎裂岩体导致的围岩稳定性又是前所未遇的一大工程地质难题。交通工程是西部地区大开发中居于首位的基本建设事业。已有若干条正在规划设计或兴建的连接东西部的铁路干线,将穿越东部丘陵山地向云贵高原过渡的地形梯度带以及秦岭山地。进藏的青藏和滇藏铁路则位于高原永冻层和活动构造带上,工程十分艰巨。它们地形陡峻,构造复杂,内外动力地质作用均十分活跃,工程地质学家也可大展身手。西部地区自然条件复杂,地质和生态环境脆弱,是我国地质灾害多发区,灾种多、强度大、复发频繁,往往遭致严重后果。地震、滑坡、崩塌、泥石流、土地荒漠化等制约了当地社会经济的发展,对地质灾害的风险评估、预测预报以及防治对策的措施,又给工程地质学家们提出了新的研究课题。可以这样说,西部大开发战略的实施将会带动我国工程地质学的理论水平和勘察技术方法更上一个新的台阶。
我国的核电站、高速铁(公)路、长距离输油(气)管道等工程建设,虽起步较晚,但进展迅猛,在21世纪上半叶将要大力发展。核电站主要兴建于东部沿海地区,已建成的有大亚湾和秦山两座。由于核电装置的特殊性,选址时区域稳定性评价是关键的工程地质问题。此外,高放射核废料地质处置工作又给工程地质学家提出了全新的研究课题。首先在东部地区兴建京沪、京广等高速铁路干线,纵贯南北,将跨越长江、黄河,有的还要越海,解决其地基、桥基及海底隧道等工程难题已经提上日程。横贯东西的塔里木—上海输气管线工程已经规划,其投资仅次于三峡工程。线路将通过众多的大地貌和大地构造单元,工程地质选线也将实施。
为了实施可持续发展战略,在21世纪要十分重视保护环境和防治自然灾害的发生。在此领域内工程地质学家将担负更多的以前不熟悉的任务。我国城市化进程很快,城市地质工作将更为加强。为了优化城市居民的生活环境,住宅工程、地下和轻轨铁道、高架道路等各项市政建设以及生活和工业废物的地质处置工程等有关的工程地质问题,都将需要工程地质学家有更新的思路和技术去解决。
我国工程地质学经历了半个世纪的发展,已经成为比较成熟的现代地球科学的分支。当前我国工程地质界在创新开拓中思路活跃,年青的工程地质学家正茁壮成长,能在新世纪担负起工程建设、环境保护和灾害防治的重任,发展工程地质学科。