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工程地质学的研究方法范文

发布时间:2023-09-18 16:33:00

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工程地质学的研究方法

篇1

中图分类号:TU 文献标识码:A 文章编号:1008-925X(2012)O8-0116-01

1、引言

19世纪中叶,国外的地质工作者开始对工程地质条件进行系统理论研究,逐步形成了工程地质学的学科体系[1]。工程地质学是研究与工程建设、人类活动有关的各种地质作用与环境,研究工程与地质体之间的相互作用关系及其产生的有关问题的科学[2]。工程地质学的研究对象,从根本上讲就是工程地质条件与工程建筑之间的运动和发展,其实质就是各类工程地质问题,工程地质问题的提出、分析和解决是工程地质学的主旋律,构成了其的基本的矛盾运动,并有力地推动了其发展。

2、工程地质问题的回顾

2.1.1 学科性质

传统工程地质的核心任务就是查明工程地质条件,结合工程作出相关的工程地质评价[2];从工程学角度来看,工程地质学科必须深化到工程中去,将查明条件、评价评判再往前延伸,开展工程设计和施工工程地质。因此,从工程地质学科特性来说应是地质学与工程的交叉结合,它和基础地质学不同,具有理学和工学的双重特性,这就决定了工程地质问题是工程地质学永恒的主题。

2.1.2 学科产生与发展的历程

学科的产生和发展与工程建设及人类工程活动相伴生,工程地质学作为一门应用学科,它的形成和发展依赖于工程建设的需求和发展。经过40多年的工程实践和理论创新,工程地质学的内涵和外延不断拓展,步入了现代科学技术的行列。从引进苏联工程地质学理论和方法开始,经过50年成千上万项工程的多方实践和理论创新,使我国的工程地质学得到突飞猛进的发展,取得显著成就,积累大量经验,获得突破性进展,在一定程度上形成了具有我国自己特色的工程地质学体系。举世瞩目的三峡工程,黄河小浪底水利工程等的兴建,标志着中国工程地质实践的广度、深度都达到了很高的水平,反映了中国工程地质发展的历程及与其相匹配的工程地质水平。

工程地质人员通过对工程地质问题的分析解决,逐渐形成了特定的思维方式,它是理论和实践的结合和概括。因此,思维方式的发展反映了工程地质学科的进步和发展历程。工程地质思维主要经历了以下几种形式:地质演化思维、地质结构思维、地质工程(岩土工程)思维、环境工程地质思维、工程地质系统思维[3]。这些思维的发展体现着工程地质工作者在长期的工作中所总结出来的优秀经验,同时体现了人类认识自然改造自然的辩证过程。

从工程地质学发展的过程我们可以发现这个过程是人类对自然的一个认识过程,从被动到主动,从主动到拓展,逐步完善使得地质工程发展更加趋向于完美。

3、工程地质问题的发展

3.1.1 工程地质问题的提出基于学科知识领域

任何一门学科都有其研究对象、研究内容、研究方法、基本问题、基本理论和研究前沿等,并由此构成一门学科的知识领域。因此,在研究事物的某一层面时,对象的内核与外延的界定必然涉及相应学科的知识领域,并使学科功能得到一定的体现。

一个现象或问题的产生可能有多个原因,各自依赖于一定的学科知识,因此就有相应的解决方法。以滑坡为例,滑坡的破坏可能是由于斜坡岩土体强度不够、可能是由于河流冲刷坡脚使斜坡形状发生变化,也有可能是由于斜坡内应力状态发生变化所致。相应地,对这些滑坡的研究需要运用滑坡动力学、地震工程学、工程地质学及岩体力学等学科知识,并因此提出不同的抗滑减灾措施,使各个学科的研究目标得以实现

3.1.2 工程地质问题的界定体现学科的发展

工程地质条件并非一成不变,而是具有一定的生命特征,有其产生演化特性因此工程地质学发展的过程是一个不断创新的过程,体现的是一种发展的思维而不是定势思维。传统工程地质学中,工程地质条件通常包括区域构造地质、地形地貌、地层岩性、物理力学性质、地下水、动力地质现象等方面,显然无法包容制约工程建设活动的各类因素,工程地质环境代替工程地质条件,可理解为地质环境与工程环境的迭加与复合,是当代工程地质学的研究对象。环境工程地质不仅要研究工程活动中地质环境对工程安全的影响,而且要研究工程活动对人类生存环境的影响,其主要目的是保护地质环境,使人类工程活动与地质环境保持良好的协调关系。体现的是人与自然和谐相处的思想。这是工程地质人员以发展的眼光在不断变化的工程中总结的规律也是宝贵的经验。

基于工程地质条件环境化、活性化思想提出的工程地质问题称为具有环境化、活性化思想的工程地质问题[3]。由于问题的提出基于学科的知识领域,因此对这类工程地质问题的界定就必然反映出工程地质学科的发展水平。目前,我国在水土保持、水库运用管理、库坝联合运用以及加高淤积水库大坝的勘察研究方面积累了许多宝贵经验,提出了研究水库淤积问题的主要工程地质任务,并总结出“蓄清排混”的运用规律。

水库泥沙淤积问题的界定反映出在水库工程地质工作中考虑水库建设与地质环境相互影响的重要性,充分体现了工程地质条件环境化的思想。

4、结束语

工程地质问题是地质学科和工程学科的交叉点,工程地质学通过这一交叉点不断和边缘以外的学科结合、交织和渗透,从而改进内涵、扩大外延,促进学科发展,并形成了特定的思维方式,因此,工程地质问题是工程地质学发展的源动力。具有环境化、活性化思想的工程地质问题的提出基于本学科的知识领域,因此,对这类工程地质问题以工程地质环境作为研究对象,全面研究工程建设与地质环境的相互联系、相互制约和相互作用,保护环境,保证社会、经济可持续发展已成为当代工程地质学的主要特征,表明工程地质学发展进入了新的发展阶段。

参考文献:

篇2

安全科学与工程作为一级学科始,前人在学科发展[1][2]、课程建设[3][4]、教学方法[5]、人才培养[6-8]等方面进行了卓有成效的研究,工程地质学是安全工程专业一门重要的基础课程,四川师范大学在构建安全工程卓越工程师教育教学体系过程中,工程地质学课程结构、教学方法及教学模式相对滞后,本文结合工程地质学课程及安全工程专业特点,探讨安全工程专业工程地质学课程存在的问题,提出课程改革的思路和措施。

1.工程地质学的特点

工程地质学以地质问题为研究对象,是工程科学、地质科学及环境科学相互渗透、交叉形成的一门边缘科学[9]。我校安全工程专业开设的工程地质学涉及建筑、矿山两大学科领域,涉及内容包括基础地质学、岩土工程性质、地质勘察与评价等,具有鲜明的专业特色。

1.1基础地质学特点。基础地质学是研究地球及其演变的一门自然科学[10],涉及内容包括矿物岩石学、构造地质学、资源、环境学等多门学科。当前很难为学生传授一种统一的思想来解决今后可能遇到的地质问题,因此在讲授基础地质学基本理论的同时,重点启发学生应用地质学基本原理具体问题具体分析,为培养能分析、解决实际问题,具有创新能力的卓越工程师奠定基础。

1.2岩土工程性质特点。岩土工程性质是讨论岩土的成因类型、岩石矿物学特征、组成成分、结构和构造,他们的物理性质和力学性质,岩土工程分类以及不良性质的改善和处理等。不同矿物形成的岩体或土体其性质不同。岩土的物理、力学性质影响岩、土体的强度、变形及其渗流构成了岩土工程地质性质的理论基础,是教学的核心内容。

1.3地质勘察与评价特点。工程地质勘察是为查明影响工程建筑物的地质因素而进行的地质调查研究工作[9]。主要是对地质灾害、工业与民用建筑物、地下建筑工程、水利水电及矿山地质的勘察。在教学过程中,不仅要讲授工程地质勘察的通用方法,还要让学生了解不同方法的适用性、工程地质勘察与评价的研究进展及发展趋势。

1.4工程地质学课程特点。工程地质学课程涉及基础地质学、岩土工程学、地质勘察学、土木工程学及煤矿地质学等相关学科领域内容,其研究对象具有复杂性,研究方法具有多样性,课程内容广泛、知识点多、理论性强等特点,内容相对抽象、难以理解,在教学过程中应充分研究内容特点,综合应用不同的教学方法,引导学生对知识进行理解掌握,以达到教学目的。

2.工程地质教学存在的问题

大规模工程建设、煤炭资源开发带来众多新的复杂的工程地质问题(如高边坡工程、深基坑工程、长隧道工程、深部煤炭开发、高温高压矿井等),安全生产存在众多隐患。如何在有限的学时内,让学生既能夯实理论基础,又具备能解决实际问题的能力是摆在本课程教学面前重要的问题。当前教学过程中还存在着教学内容不合理、教学方法单一、教学模式落后等问题影响课程教学质量。

2.1教学内容不合理。安全工程专业目前使用的教材为赵法锁教授等编写的“工程地质学”[11] ,主要参考书为李智毅教授编写的“工程地质学概论”[9]、李隽蓬教授编写的“土木工程地质”[12] 和胡绍祥教授编写的“矿山地质学”[13],使用教材重点突出基础地质、岩土及地质灾害内容。但未包含矿山工程中常见的工程地质问题,缺少与本校安全工程相适应的知识结构,很难让学生全面了解矿山工程地质的特点和问题。而“矿山地质学”则缺少与建筑安全相适应的知识构架。

2.2教学方法单一。目前,工程地质学的教学依然采用课堂讲授辅以ppt演示的传统方式。且ppt未经过合理的开发,造成一些具体讲解的基本原理和公式的推导过程被忽略[14],教学效果不理想。

2.3教学模式落后。以往的工程地质学教学以“教师书本讲解――学生接受学习”为主。缺少对实际问题的分析及不确定问题的探讨;教学以教师为主体,忽略了学生的主体地位;缺少与学生的有效交流和沟通,学生的主观能动性得不到发挥。

3.工程地质学课程改革

由于“工程地质学”课程对安全工程本科生的培养立足于掌握基础地质、岩土工程性质及工程勘察的基础知识,初步具备分析建筑工程、矿山工程实际地质问题的能力。因此,针对目前课程存在的问题,从课程结构、教学手段、教学模式三个方面提出了课程改革思路和措施。

3.1优化教学模块,调整课程结构。将“工程地质学”课程内容分为基础理论模块和专业特色模块。基础理论模块包括基础地质学、岩土工程性质、工程地质勘察三篇内容,重在强化理论基础。专业特色模块兼有建筑、矿山特色,其中建筑特色选取地基工程、边坡工程及地下工程中与工程地质相关知识内容,重在面向建筑安全;矿山特色选取煤炭资源、煤矿工程与工程地质相关内容,重在面向矿山,培养学生初步分析实际问题的能力,各模块的具体内容见表1。

表1 “工程地质学”课程模块分配表

3.2丰富教学手段,夯实基础知识。基础知识是进行生产和科研的基础,考虑到工程地质学课程特点,传统的单一教学方式讲解不便,学生听讲积极性不高,教学效果不理想。图文并茂的多媒体课件调动课堂情绪;典型案例分析提高学生学习主动性及自主分析实际问题的能力;引导式教学引导学生主动思考,思维发散;讨论式教学让学生进行思想碰撞,总结归纳;实验教学提高学生的专业素质及科研思维。通过多种教学方法的结合达到夯实基础知识,提升专业素质,提高科研思维的效果。

3.3 “课上思考学习、线上交流学习”教学模式充分发挥学生的“主体”地位,教师作为“客体”在教学课程中起到引导及监督作用。课堂上主要通过图片、视频等引出问题,学生分析基础知识,引导学生学习思路,由学生自主思路完成基本知识的学习,实现“课上思考学习”。如在讲解土的三相介质物质组成时,首先展示建筑倾倒照片,引出地基失稳工程地质问题,使学生带着问题去思考,然后通过讲解抽取地下水引起地面沉降引导学生去发现、理解土是由固相、液相、气相组成的三相介质。

篇3

1.工程地质学科的争议

教科书对工程地质学的三种定义:①工程地质学是研究与工程有关的地质问题的科学;②工程地质学是研究人类工程活动与地质环境相互作用的科学;③工程地质学是研究人类工程建设活动与自然地质环境相互作用和相互影响的一门地质科学。

从以上三种定义的实质中均不难看出,工程地质学强调的工程和地质的关系,研究的是人类工程活动与自然地质环境的相互作用。但是,近年来工程地质学科却正在经历着前所未有的挑战,工程地质学被异名为岩土工程学,工程地质勘察被称之为岩土工程勘察。工程界有此呼声,学术界有此呼应,一些大专院校也纷纷效仿,甚至工程地质这个专业在高校也被取消了。一时间,似乎工程地质已经成了守旧传统,岩土工程才是先进时髦的,才是可以适应市场经济并与国际接轨的。这是近年来分歧最大的争议。

这些年来工程地质勘察的不景气以及市场竞争的不规范化,工程地质勘察队伍增加了岩土工程的业务是完全必要的,但将岩土工程作为工程地质的救世主,则值得商榷了。

根据笔者的理解,岩土工程是一项工程应用技术,是针对地质体的工程缺陷实施的工程措施而进行的一系列设计和施工过程的总称。岩土工程的任务是“处理”地质体的工程缺陷,使之满足工程建筑物对地基的工程要求,因此又有“岩土工程处理技术”的别名,说明岩土工程的确是一项实实在在的工程技术。确立工程地质学是一门独立的学科,尽管也仅仅是本世纪初的事,并不象数学、物理学、天文学等等著名学科那样历史悠久,然而,之所以将工程地质定义在“学科”这样的高度上,是因为她具备学科的一些基本特性和基本理论,这就是地质学的基本特性和基本理论,换句话说,工程地质学的基本理论就是地质学(当然更包括数学、力学、化学等等),因此,又将工程地质学界定为地质学的一个分支学科或应用学科,这是符合实际的。工程地质学的最新定义也是较为全面的:研究人类工程活动与地质环境相互作用的科学。显然,工程地质与岩土工程尽管有相似之处,但也有天地之别。如果将岩土工程界定为工程地质学科的一个分支,好象还说得过去;而反过来用岩土工程来代替工程地质,则实在有些牵强附会。

1997年6月20-27日,国际工程地质学会在希腊召开了一次学术讨论会,会上决定将本学会名称改为:国际工程地质学与环境学会。我国组团15人参加,王思敬任团长。随后国内也有人提出工程地质学会改名,以便与国际接轨,但一直未获通过。在近几年的中国地质学会工程地质专委会会议上,学科和学会更名问题的交锋一直也没有停止过。我国工程地质界的前辈专家学者们多数也不同意更名,认为如此严肃的基础性应用性学科,没有必要放弃自己的传统风格,我国的工程建设任务十分繁重,工程地质学科的研究和发展前景仍然是艰巨和光明的。

2.工程地质工作的任务

在工程建设中,工程地质工作的任务十分繁重,也异常艰巨,主要任务是:①选址,选择在地质条件上相对最优的工程建筑地区或场地;②评价,阐明工程建筑区或场地的工程地质条件,进行定性和定量的工程地质评价,准确界定工程地质问题;③预测工程建筑物兴建和运用过程中地质条件的可能变化,为研究改善和防治工程地质缺陷的措施提供依据;④调查工程建筑物所需的天然建筑材料等。

3.工程地质专业的尴尬

工程地质专业是工程建设的基础性专业,没有这个专业,一切工程建设均将成为空中楼阁,这是常识性问题,我们在这里反复强调好象有些多于。然而,现实确让这一基础性专业处于一个十分尴尬的境地,主要表现在:

①工程地质专业本身的特殊性、复杂性和实践性;

②专业不景气,社会地位和经济地位与工程地质专业不相适应,工作环境、工作条件的局限,择业行为中的浮躁动机,专业本身的局限性; 转贴于

③规程规范存在的问题;

④工程地质勘察技术的局限性;

⑤相关专业对工程地质专业的轻视;

⑥长官意志,某些决策者对工程地质专业的无知或轻视;

⑦世人对工程地质专业的不了解与不理解。

4. 在工程建设中的地质教训

由于地质问题而严重影响工程建设的实例太多,教训太深刻,顺手拈来几个实例:

①云南漫湾水电站左坝肩顺层滑坡和建材问题;

②贵州天生桥二级水电站厂址、隧洞等问题;

③贵州东风水电站右坝肩和帷幕线上的岩溶问题;

④乌江彭水水利枢纽前期工作重复问题;

⑤雅砻江锦屏二级水电站岩溶地下水问题;

⑥软弱夹层的遗漏对工程建设的重大影响,葛州坝、西津溢洪道等。

5. 工程地质在工程建设中的决定性作用

任何地质条件下都可以建工程,对吗?这个问题也是这些年来工程界的一个热门话题,笔者认为答案是否定的。

①陕西东庄水库灰岩坝址渗漏严重不能建坝;

②小浪底滑坡性质界定对设计的影响;

③天生桥二级水电站移民区是否滑坡对移民安置的影响;

④堤防工程中的堤基垂直防渗引起的环境地质问题,有时可能是决定性的;

⑤地质边界条件和地质参数对工程设计的影响。

6.相关学科在工程地质中的应用

①系统工程在工程地质中的应用;

②计算机技术在工程地质中的应用;

③遥感、物探、GPS等;

④水工设计施工与工程地质的关系。

清晰的工程概念是地质师所必需的。潘家铮院士对地质师的要求:应该有系统地学习水工建筑物的基本设计理论,计算方法,以及地基缺陷的影响,各种处理的措施,各种成功和失败的经验;最好补一些数学、力学、水力学、岩土力学、岩石试验、有限元分析和计算机应用等方面的基础课。五十年代初,由于我国水利水电工程地质专业人才奇缺,一批设计师改行从事工程地质专业的学习和工作,后来大都成为工程地质专业的优秀专家。实践证明,地质师的工程概念清晰,地质工作会得心应手;反之则可能事倍功半。

7.工程地质要面对现实着眼未来

汪恕诚部长最近讲话强调:不能老修改设计,因为搞招投标尤其是国际合同,修改设计就意味着被索赔。修改一个设计,似乎节省了某一个工程量,而索赔量比这个还大,大量修改设计怎么得了?汪部长的这段讲话似乎在批评设计,实则是水利水电工程地质的一个千载难逢的新的契机。

如何理解汪部长的这段话?我们认为首先要搞清楚为什么修改设计,水利工程因为地质问题而修改设计的可以举出若干例子来。

修改设计往往赖地质,我们当然可以理直气壮地说:前期地质工作投入不够,工程地质条件不清楚,地质基础资料不准确,工程地质分析出力不够或分析工作的深度不到家,工程地质问题的界定不明确或界定有错误,学术技术问题得不到广泛的讨论和争论,工程地质问题的真理有时往往掌握在少数人手里。

篇4

中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1672-5727(2012)05-0106-02

改革开放三十多年来,各行各业大兴土木,城市建设日新月异。要保证项目建设安全,需要对建设场地进行工程地质条件勘察,才能进入设计、施工、建设阶段。纵观世界各国的建筑工程事故,以地基基础事故为主。地基基础是建筑物的地下隐蔽工程,费用约占总造价的20%~25%,一旦出现事故不易觉察,修补处理较为困难,所需费用较高。实践证明,地基基础问题在相当程度上与工程地质问题相关,是涉及人的生命和财产安全的大问题。而土木工程专业的毕业生大多从事工程设计、施工、监理等工作,也有人进入相关领域从事工程地质勘察设计、规划和管理工作。可见,具有良好的工程地质知识对他们以后所从事的工作意义重大。

工程地质学课程的特点

工程地质学是研究人类的工程活动与地质环境相互关系的学科。它的任务是为各类工程建筑的规划、设计、施工提供地质依据,以便从地质条件上保证工程建筑的安全可靠、经济合理、使用方便、运行顺利。为大型项目工程建设提供可行性研究报告,对拟建工程场地进行工程地质条件评价,为地基基础设计提供合理建议,对于场地存在的地质问题在深入分析的基础上提出处理措施,为地基加固工程的设计和施工提供依据。同时,还要研究评价由于工程兴建引起的环境地质问题,以及可能诱发的地质灾害对工程建筑本身及周围环境的影响、如何及时消除安全隐患等问题。

对于土木工程专业而言,工程地质学是一门专业基础课程,主要培养学生阅读地质资料、查明和分析工程地质条件、解决工程地质问题的能力,工程技术人员必须能够看懂地质资料,必须清楚建设范围内的地质条件,了解可能出现的地质问题及应该采取的防治措施。只有这样,才能进行正确的设计和施工,才能有效保证建筑物的安全和稳定。为后续的土力学、基础工程等专业课程的学习奠定基础,为以后所从事的工程建设工作提供相关专业知识。课程特点表现为:(1)教学内容多,涉及多个学科。仅就土木工程专业而言,工程地质学讲授的主要内容包括矿物与岩石、地质作用和地质年代,地质构造,岩、土体的工程地质性质,地下水,地貌及第四纪松散堆积物,不良地质条件下的工程地质问题,岩体工程稳定性问题,岩土的工程地质分级分类,工程地质勘察等。该课程涉及矿物学、岩石学、构造地质学、土质学、土力学、岩石力学、动力工程地质学、区域工程地质学、工程地质勘察、地基处理等相关内容。(2)概念多,实践性强。工程地质学涉及许多名词概念及专业术语,许多理论知识比较抽象,直接理解往往有一些困难,需要通过实验、实习、实训的途径加以解决,表现出较强的实践性。(3)学时不多。一般土木工程专业只有30~40个课时。由于教学内容丰富、教学难度大,要上好这门课具有挑战性。

土木工程专业工程地质学教学现状

重视不够 工程地质学作为土木工程专业的基础性学科,学生还没有感觉到它的重要性,以为不是主要专业课程,在专业中的作用不大,导致学生不具备工程地质方面的专业技能和专业素质,对以后所从事的工作造成不良影响。

部分内容比较枯燥 初次接触本课程的学生感觉比较陌生,由于工程地质基础知识理论性较强,概念多,与工程实际联系较少,学生会感觉乏味,学习兴趣降低。

野外地质实习基地缺乏 工程地质学实践教学包括室内实验和野外实践实训教学。室内实验涉及土工方面的实验及各类矿物、岩石标本实验室、地质构造模型室等,大部分高校都有。一般地质类的工科高校都有野外固定的地质实习基地,而对于大部分土木工程专业的高校来说,野外实习基地相对比较匮乏。由于实践教学条件不足,使大部分土木工程专业的学生在短时间内具有地质学方面的感性知识往往是很困难的。

综合利用多种教学

方法和手段提高教学质量

随着社会的发展和科学技术的不断进步,多媒体、网络技术已成为人们日常学习、生活、工作交流的工具之一。传统的授课方式也在逐渐发生改变,充分利用各种教学资源,采取多种教学方法和手段提高学习兴趣和教学质量成为关键。笔者通过多年教学实践总结出以下几点。

结合专业需要优化教学内容、精选整编教材 首先,应结合土木工程专业方向和专业需要,以及土木工程专业的学生以前从未接触或很少接触过工程地质的有关知识的特点,通过本课程的学习,使学生能读懂地质资料,能够利用地质资料完成工程项目的设计、施工、监理等工作。教学内容不仅应包括工程地质的基本理论知识,同时要重点突出实践性教学环节, 要在知识覆盖面、深度、广度上下工夫,不断完善工程地质学的教学内容,保证学生在工程地质学方面的专业素质,构建优良的教学体系结构。任课教师可以根据教学内容设计优选教材。教材是教学的基础,是教育思想、教学观念、教学内容、教学方法与手段的载体,是人才培养的依据,只有使用高质量的教材才能培养出高素质的人才。由于工程地质学教材很多,且各有特点,从中选出适合土木工程专业的理想教材至关重要。一本好的工程地质学教材,不仅要涵盖工程地质领域的基础知识,还要通俗易懂、重点突出,将整个工程地质领域众多基本理论和方法浓缩成系统性和专业性兼顾的知识体系。由于土木工程专业教学计划的限制,适合自身专业特色的工程地质学教材不多,因此,授课内容不能仅仅局限于教材。优化教学的方法是在查阅大量参考文献基础上,对教材内容进行重新组织、加工精练、补充提高,及时汲取最新的研究成果和工程实例,加入工程地质勘察新技术、新规范,积极整合优秀教改成果,做到理论知识恰如其分地与具体工程实际紧密结合,使学生不出课堂就能够把主要知识点与实际工程无缝对接,在有限的时间内获取尽可能多的知识。坚持以提高学生整体素质为基础,以培养学生综合能力,特别是创新能力和实践能力为主线,对教学内容进行整合。

合理运用现代多媒体、网络技术提高教学效果 应用多媒体技术可以大大提高学生的学习兴趣与效率,增加信息量。比如,在讲“矿物与岩石”这一章节时,若仅采用传统板书教学,很难讲清楚,而且学生也难以理解、想象出各种矿物与岩石的特征,而利用多媒体将常见的矿物和岩石的真实图片放在大屏幕上讲解后,再进行室内实习,学生很容易就能识别出常见矿物与岩石标本。同理,把地质图的阅读、地质灾害的形成、预防与处理、地形地貌、地质构造、常见工程事故及处理措施、工程地质现场勘察技术等内容采用图片、声音、动画、文字、录像的形式展现出来,可使学生有身临其境的感觉。可见多媒体教学不仅可以扩大课堂教学的信息量,而且还能增强教学的直观性、主动性,提高教学质量。应构建课程教学网站,将教学内容、教学大纲、教学方法、教学课件、录像、实纲、作业练习、在线测试、交流、答疑等挂在校园网上供学生随时查阅,为学生提供一个交互、开放式的理论与实践结合的教学环境。同时,也为学生自主学习提供良好的教学平台,弥补课堂教学课时少的缺点。

将理论教学与案例教学相结合 单纯理论教学不能充分调动学生学习的积极性,因为听课时间稍长,学生就容易疲惫,导致精神不集中。只有理论与案例教学结合,才能调动学生思维能动性,使学生在不知不觉中由传统教学中的被动接受知识变为积极运用知识,有效提高学生的理论水平和实践能力。将理论知识实践化,其捷径是采用工程实例分析,即案例教学。在教学中有针对性地运用适宜的工程实例资料,通过学生的独立思考与集体协作,对具体实例进行分析、研究和讨论。案例教学具有参与性、启发性和时效性的特点。如对于常见的地震等地质灾害,先采用多媒体课件讲授地震等地质灾害的成因、发生、发展以及结果和危害等,再通过如“5.12汶川地震”等地质灾害进行案例教学,学生会对授课内容产生强烈的共鸣,并在短时间内铭记于心。

创建完善的教学实习基地,加强实践性教学环节 工程地质学是一门实践性比较强的课程,实践性教学环节是该课程的重要组成部分,良好的实习条件是教学质量的重要保证。实践教学的基本任务就是让学生亲自接触各种真实的地质现象及工程地质问题,并利用已学到的理论知识来考察、辨析它们,进而加深对课堂教学内容的理解。可根据实纲要求,安排校内实验与野外实习。校内实验主要包括实验室矿物与岩石标本观察和地质图的阅读等,是为了培养学生对常见矿物和岩石的识别能力,训练学生地质图的读图能力。实验内容为:观察标本、鉴别区分常见的造岩矿物与常见三大类岩石(岩浆岩、沉积岩和变质岩);通过阅读地质图,要求学生讲述图上所表示的地形、地貌、地质构造、地层岩性及其产状、接触关系等。每次实验前根据实纲要求,教师制定实习任务,让学生做预习,设计实验方案。实习时以教师现场指导、教学示范、学生自主探究方式进行。比如,对矿物、岩石的鉴定及描述等方面,通过实物介绍、实习操作示范等,使学生在短时间掌握要领,顺利完成实习任务。野外实习也是必不可少的教学环节。野外实习的内容主要是进行各种地质构造的野外观察、地质绘图、工程地质勘察,地质资料的现场记录整理等。教师在野外现场对实习内容要点反复讲解,示范操作要领、步骤;要求学生必须做到勤思考、勤动手、勤问、勤记录,即勤于动手考察地质现象、勤于思考产生这种地质现象的内外因素、勤于对某些问题进行较深入探索和研究。通过野外实践环节锻炼学生对自然地质现象的观察识别、动手能力、分析问题和解决问题的能力以及对原始数据资料的收集和编录的能力,能够让学生懂得野外地质工作的基本方法,在加深理解的基础上学会分析土木工程与地质的密切关系,熟悉土木工程建设中常见的地质问题及处理方法,及时消化和巩固所学的基本理论知识。此外,走出校门进行野外地质实习,还可以培养土木工程专业学生吃苦耐劳、遵守纪律、团结协作等优良品质,有利于增强学生体魄和意志力。

改变现有成绩考核办法 工程地质成绩分为两个部分,即理论教学与实习、实训成绩。理论教学成绩考核应多方面考核评定学生成绩。其中,考试成绩占60%(理论知识的考核应结合工程地质学课本,以闭卷的形式考核基本知识、基本理论,要求学生在规定的时间内完成);平时成绩占40%,其中,课堂教学成绩考核占平时成绩的15%(主要考查上课表现);课后作业及论文等占平时成绩的25%。这种考核方式注重学习过程的考核,可避免学生考前突击记忆,考完后很快忘记的弊端,提高学习效果。在实习成绩考核中,实习纪律占20%(考察学生实习是否缺席、迟到、早退等),集中实习占60%(其中原始记录及实习表现占20%,实习报告占40%),同学之间相互考评成绩占20%。这种考核方式有利于对实习全过程进行考评,促进学生的学习积极性。

多年来的教学实践证明,在教学过程中不断完善教学内容,改进教学方法与手段,充分利用现代科技成果服务于教学,针对专业需要进行课程教学设计,坚持理论联系实际,加强实践性教学环节,改革考核办法有利于增强学生学习的兴趣,有利于培养学生的动手能力和工程地质方面,专业素质,为土木工程专业学生从事工程建设工作奠定良好的基础。

参考文献:

[1]孙家齐,陈新民.工程地质[M].武汉:武汉理工大学出版社,2007.

[2]白明洲,王勐,刘莹,巩慧.工程地质课程教学改革[J].高等建筑教育,2006,(2).

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一、煤炭院校水文与水资源工程专业工程地质学课程教学存在的问题

(一)课程内容多,授课学时少

根据国家高等教育对人才培养的要求,近些年来,多数院校在培养方案的制定上存在着向公共课倾斜的现象,这使得专业课学时被不断压缩。主要表现在课程学时少,尤其是实践教学环节。过去动辄几十学时乃至上百学时的课程,现在多为32~48学时。在多数煤炭院校中,水文与水资源工程专业开设有基础地质学、矿物岩石学、构造地质学等课程,具有一定的地学背景。即便如此,工程地质学课程仍涉及工程岩土学、工程动力地质作用、岩土工程勘察等方面的内容,这使得该课程教学内容繁杂,教师上课难度增大。在此情况下,如不进行课程教学改革,教师就无法很好地完成相关内容的讲授;同时学生对专业领域知识的学习也将停留在较浅的感性认知阶段,不能理解机理性的问题,更不能深刻地认识该课程在国民经济建设中的作用,这势必对学生未来就业产生不利的影响。

(二)教学方法单调

工程地质学课程基本概念和基本原理较多,同时该课程又具有很强的实践性,因此,单一的多媒体或板书授课模式很难调动学生的积极性。加之个别教师实践经验不足,存在照本宣科的现象;而个别教师授课又完全脱离指定教材,这些都容易使学生产生厌学心理。此外,课程中涉及的一些教学内容,诸如崩塌、滑坡等灾害的形成机理及演化过程等比较抽象,单纯在PPT中以图片形式展示,不能很好地呈现,学生缺少感性的认识,这在一定程度上挫伤了学生学习的积极性和主动性。

(三)实践环节薄弱

近些年来,随着高校的不断扩张,教学资源的投入问题已经成为高校普遍面临的问题。具体到实践教学环节,主要体现两个方面:一方面野外实践场地或基地功能缺失,满足不了野外实践教学的需求;另一方面学生人数与设备台套数不成比例,同时也存在部分试验仪器无场地安放的尴尬局面,导致部分试验无法开出,学生动手能力得不到培养。此外,还存在实验教学方式和时间不灵活等问题。目前多数院校的室内实验都是教师准备好试验后,学生在制定的条件下按照实验指导书进行,学生真正思考的较少,部分学生既不动脑也不动手,而是依靠同组其他同学来完成实验,这不利于学生实践能力的培养,容易导致学生实践能力不足或丧失。

(四)考核方式单一

考核成绩比例分配不合理,多数院校该课程考核成绩都是由期末考试成绩(约占70%~80%)和平时成绩(占20%~30%)组成,而平时成绩又多以上课出勤率、课外作业以及实践环节表现等形式存在,其中上课出勤率占主导地位。这样难免会存在一些学生到课不听课,考前突击且考分很高的现象。此外,考核的内容也不够全面,多侧重于理论知识,往往忽视学生动手能力的考核,最终导致校内所学知识与实际工作脱节,不利于综合人才的培养。

二、课程教学改革探索

针对当前教学过程中存在的问题,结合近年来的教学和实践经验,提出从教学内容、教学手段和教学环节等几方面对课程教学进行改革。

(一)合理优化教学内容,改专业通识教学为行业特色教学

在教学内容的选择上,要突出院校的特色优势。针对煤炭院校水文与水资源工程专业具有地学背景这一特点,工程地质学课程教学可主要讲解三部分的内容,即岩土体工程地质性质研究、工程动力地质作用研究以及工程地质勘察等。岩土体工程地质性质研究是该课程的基础,该部分主要讲授土的物质组成、物理力学性质以及岩土体的工程地质特性;工程动力地质作用研究是该课程的核心内容,讲授学时应占总学时的一半以上。该部分主要讲授活断层和地震、斜坡、岩溶、泥石流及地下硐室的工程地质研究;工程地质勘察部分主要讲授工程地质测绘、勘探、试验以及长期观测等几种工程地质勘察方法。课程教学要确保在有限的学时内突出重点,同时也要注意前后所学课程内容上的衔接,避免重复。

(二)丰富教学方法和手段,改单一的满堂灌为交互式教学

工程地质学具有较强的实践性,其教学目标是要培养学生对于工程地质现象的认识、判断能力和工程地质问题的分析、处理能力,这需要在传统教学模式的基础上,紧扣学科的发展前沿和热点问题,丰富教学方法和手段,灵活组织课堂教学。

传统课堂教学方式使学生获取的知识较多地局限在抽象的经验上,而现代化的教学手段不仅可以使学生获取抽象的理论知识,还可以提供丰富的观察经验,在一定程度上将理论与实践相结合,因此要充分利用现代化的教学手段。如在讲授滑坡、泥石流等内容时可采用flash动画或影像资料展示灾害的形成过程、危害以及其防治措施;在讲授地震的工程地质研究内容时可结合典型的地震(512汶川大地震),讲解地震发生的机理及预警预防措施;在讲解地下硐室位置的工程地质论证时,可借助物理模型来分析地形、地质构造、岩性特征等对硐室位置的影响等等。这些方法和手段的引入不仅可增强教学的直观性、主动性,同时也可节省一定的时间,扩大课堂教学的信息量,提高教学效果。

鉴于该课程内容多,课时少,可采取学生自学、教师课堂讲解和课外辅导答疑相结合的教学方法,以锻炼学生的自学能力。还可就工程地质学领域的热点问题,设置课堂辩论。通过教师布置论题学生收集资料学生课堂辩论教师讲解剖析的教学过程,改过去教学单行道(教师到学生)为双行道(教师到学生,学生到教师),引导学生分析问题和解决问题。例如,针对近期发生的崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害,可设置地质灾害的主要诱因?人类活动or自然条件的论题,让学生通过查阅与崩塌、滑坡、泥石流等灾害相关的资料,展开讨论与辩论,从而达到牢固掌握崩塌、滑坡、泥石流等相关知识的目的。此外,还可增加一些工程实例课,让学生尝试用所学知识去解决实际问题。例如利用最新发生的地震、滑坡及泥石流等地质灾害的工程实例,探讨这些灾害的发生机理及防治措施,从而锻炼学生发现问题和分析问题的能力。

(三)加强实践环节教学,改被动式接受为主动式探索

在实施实践教学活动时,要强调以学生为主体,培养学生的动手能力,充分发挥实验教师的引导作用。在进行实验之前,指导教师可提出实验要求及注意事项,并给出参考意见,让学生自行设计实验方案,将原来的验证性实验改为设计性实验。尽量创造条件让学生开拓思维,发挥想象力和创造力,激发学生学习的主动性和积极性,提高洞察力,培养严肃认真和实事求是的工作作风,提高学生的综合素质。

野外实践应有效地将理论与实际相结合。因此,在进行野外实践教学时地点应尽可能选择工程地质现象丰富的地方。对河南理工大学而言,可在市区北部的缝山针公园进行为期半天的实践教学活动。结合园区内原有采石场开挖形成的人工边坡讲解边坡的应力分布状态及变化特征,边坡变形破坏类型及稳定性的影响因素,同时还可结合该园区的生态恢复治理工程讲解边坡变形破坏的防治原则和措施。此外,可结合水文与水资源工程专业学生未来就业意愿和方向,在毕业设计(论文)环节安排一些与工程地质有关的实践内容,例如岩土工程勘察设计或岩土工程分析与评价、边坡稳定性分析与评价以及煤矸石堆积体稳定性分析等。在毕业设计(论文)过程中要充分发挥学生的主观能动性,让学生多动手、多动脑,多方位培养学生获取知识的能力和创新能力。

(四)完善考核内容与方式,改重视理论考核为突出实践性考核

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工程地质对于工程师来说并不陌生。然而,由于人类工程活动引起地质环境的改变,工程地质问题造成工程建设的被动与失败的若干实例证实,许多人对工程地质又是陌生的。人类历史刚刚翻开新千年新世纪的第一页,一场以高新技术为前导的产业革命却早已开始了,工程地质学科必将在这场革命中获得新生。当然,我们更应该看到技术的每一次革命性进步,都伴随着矛盾与冲突,特别是体制和机制问题,是生产力与生产关系的相互作用,需要协调与适应,改革就成为必然。

当前,工程地质学科正在经历着前所未有的挑战,工程地质专业正面临着新的发展机遇。人类与自然的关系不是斗争而是相互作用和相互影响;人类工程活动不是改造自然而是如何顺应自然。人类赖以生存的地球环境问题,工程地质学家和地质师都要认真关注,并勇敢地承担起应尽的职责。

1 工程地质学科的起源与发展

工程地质学是研究人类工程建设活动与自然地质环境相互作用和相互影响的一门地球科学。20世纪初,为了适应兴建各种工厂、水坝、铁路、运河等工程建设的需要,地质学家开始介入解决工程建设中与地质有关的工程问题,不断地进行着艰苦的工程实践和开拓性的理论探索,首次出版了“工程地质学”专著,工程地质学开始成为地球科学的一个独立分支学科,工程地质勘察则成为工程建设中不可缺少的一个重要组成部分。二次世界大战以后,全世界有了一个较为稳定的和平环境,工程建设的发展十分迅速,工程地质学在这个阶段迅速成长起来了。经过半个多世纪的工程实践和理论探索,工程地质学大为长进,内涵和外延都焕然一新,成为了现代科学技术行列中的重要分支学科。

中国的工程地质事业在解放前基本上是空白,建国后才有了长足的进步和发展。50年代初开始引进苏联工程地质学理论和方法,走过了我们自己的工程实践和理论创新的辉煌历程,形成了有自己特色的工程地质学体系。举世瞩目的三峡、小浪底等特大型水利枢纽工程及西气东输,南水北调等大型工程的开工建设,充分积累了在各类岩性地区和各种复杂地质条件下进行地质工作的丰富经验,建立了一套比较完整的工程地质勘察规程规范。重大工程建设不断地将数理学科的新成就和高新技术及时吸收进来,极大地丰富了工程地质学科的内容,有力地促进了工程地质学科的发展,使我国工程地质学达到现代科技水准,逐渐成为国际工程地质界的重要成员之一。

今天,工程地质专业学科的内涵已经远远超出了传统工程地质定性描述和定性评价的范畴,发展成为集多种勘探手段去获取基础性地质资料,并对这些资料进行归类汇总、整理分析、定性评价、定量评价、地质预测、工程措施的建议等等既特殊又复杂的综合性专业。任何一个成熟的设计师,都会清楚地意识到工程地质专业在工程设计中的重要位置。无数重大工程成败的实例足以证明工程地质专业在工程建设中的权威性。

2 工程地质的技术进步

工程地质勘察技术近二十年来有了长足的进展。测量、物探、钻探、试验等在仪器、设备、新技术、新方法、新手段方面不断推陈出新,为工程地质提供了强有力的技术依托。由于有了各种新技术的支持,工程地质分析从定性到定量就成为可能。定量分析的新理论层出不穷,在学术界十分活跃。

计算机技术的发展对工程地质来说是一场真正的技术革命,从外业资料收集和内业资料整理的工作程序、工作方法、产品成果、质量标准等等均与传统的工程地质有较大的差异,应用前景振奋人心。“工程地质计算机应用技术协作网”业已正式成立,必将对工程地质技术进步起到积极的推动作用。工程地质计算机应用主要包括六大课题:①数值计算;②制图;③数据库;④文档管理;⑤专家系统;⑥网络系统。这六大课题既是多年来本专业计算机应用的实践,也是我们将继续探讨的主要课题,还需要在今后的实践中赋予新的内涵。

3 工程地质专业的任务与责任

工程地质专业的主要任务是:①选址,选择在地质条件上相对最优的工程建筑地区或场地;②评价,阐明工程建筑区或场地的工程地质条件,进行定性和定量的工程地质评价,准确界定工程地质问题;③预测工程建筑物兴建和运用过程中地质条件的可能变化,为研究改善和治理工程地质缺陷的措施提供依据;④调查工程建筑物所需的天然建筑材料等。归纳起来的表述:为工程建设提供基础性和专门性地质资料,为工程选址、建筑物设计以及不良地质条件的工程处理提供技术依据,同时对地质环境的变化作出预测。

为了完成以上任务,需要针对工程建筑物区进行工程地质勘察和工程地质分析,界定和研究主要工程地质问题。工程地质勘察需要勘察目的明确,工程概念清晰,勘察手段多样,勘探精度满足要求。工程地质分析要求方法正确,计算可靠,参数可信,建议措施符合工程实际。工程设计最关心的是建筑物地基的工程地质条件和物理力学性质,因此工程地质工作的最终体现是工程地质定性和定量评价。

工程地质专业只对提交给设计采用的地质资料负责,其物理力学参数也仅仅是建议值,不在建议值范围之内的设计采用值和不适应地质条件的设计方案,地质师不负责。但是,地质师有责任对不符合或不适应地质条件的设计方案提出质疑,对可能存在的工程隐患要与设计师充分交底,对不良工程地质缺陷有责任提出工程处理措施的建议。一般说来,正规勘测设计院的勘测队伍,已经过几十年工程实践的检验,在正常情况下都可以完成以上任务并尽到地质专业的责任。本文以下章节列出的工程地质工作中存在的若干问题,是归纳了笔者从事工程地质工作十多年来的所见所闻,供地质师们分析问题时参考。

4 工程地质工作存在的问题与对策

4.1 工程地质勘察的质量问题在工程地质勘察过程中,一般问题较多的是工程概念不清,勘探侧重点不明确,针对性不强,方法不当,手段落后;工程地质分析工作中所选择的理论、方法、计算公式等与实际情况有较大出入,其适应条件的物理意义混淆不清;地质报告中基本地质条件不清楚,主要工程地质问题界定不准确或论证不充分,有问题遗漏甚至结论性错误;有些地质报告没有地质结论,也有些工程没有做多少地质工作就先下结论,极不严肃。此类问题往往造成阶段性工程审查不能一次性通过,可能延误开发时机;或者尽管通过了审查,但却给工程留下了隐患,这种情况的危险性更大。

4.2 相关专业的理解问题一种情况是地质师对其它专业不理解,这需要加强跨专业的学习。另一类现象是设计施工等相关专业对工程地质的不理解。有的不懂地质却偏要提出一些不切实际的勘探要求,有的工程由设计人员来布置地质勘探工作;有的设计人员对地质专业知其然不知其所以然,自以为是包打天下,不结合地质条件设计不当;也有的是不尊重自然地质规律,野蛮施工,严重破坏地质体的自然结构,造成重大工程事故。所有这些非地质专业的问题,往往在出了问题之后又向地质专业推卸责任,令地质师们不知所云。工程地质界知名专家学者孙广忠教授指出:“实际上,在地质工程实践中脱离地质实际的实例随手可拾,可以说,地质工程施工中出现事故的绝大部分是设计和施工脱离地质实际的结果,或者是对工程地质条件没有搞清楚或认识不清的结果,如果离开了地质基础,则其理论必将脱离地质实际必将作出错误的结论”。

4.3 勘测周期不合理的问题从工程地质勘察到地质报告的提交需要一定的工作周期,这是再简单不过的道理。但有些工程没有基础性的前期投入,一旦要报项目,立即就要求提交地质报告;还有些工程是今天提交了可研报告,明天就提交初设报告。此类情况多为地方性工程,一般国家投资的大型工程出现这种局面的不多。没有足够的勘测周期所造成的后果是严重的,地质条件不清楚,投资控制不住,施工后修改设计,或由于地质问题造成承包商巨额索赔等等。更可怕的是留下了工程隐患,可能造成重大工程事故。

4.4 人才问题十年造成的人才断层已经出现。有丰富工程实践经验的前辈地质师相继离岗,各勘测设计院明显缺地质总工人才,八十年代期间各院比较整齐的地质副院长和院级地质总工,近年来在一些勘测设计院已经相继断档,或后继无人,或后备人才尚不成熟。勘测行业不景气,社会地位和经济地位与工程地质专业不相适应,工作环境、工作条件的局限,人才资源开发机制的问题,择业行为中的浮躁动机等等,都不同程度地影响着优秀地质师的成长。

高质量高水平的工程地质分析成果,出自于高水平高素质的地质师。有人说二、三年就可以培养出地质专家,实属无知。要培养出一个具有工程地质分析能力,能够解决复杂问题的地质师,没有十年以上的功夫,大量的工程实践,自身的敬业精神,理论联系实际,相关学科专业的学习和渗透,是决不可能的。十年树木百年树人,在地质师的培养过程中可以充分体现出来。培养优秀地质师的难度可以说远远超过培养博士、研究员和教授的难度。社会的发展和日趋激烈的竞争市场,对地质师素质的要求也将越来越高,最好是跨专业的复合型人才。竞争的实质是人才的竞争。勘测队伍要走向市场,必须重视高素质人才的培养,重视人才资源的开发。

4.5 技术管理问题工程地质勘察质量的控制,技术管理是主要环节之一。近年来一些单位提交的勘测设计报告中的地质章节不是地质师写的,报告的编制人中没有地质专业负责人,或地质报告没有院级地质负责人审查把关,报告和图纸中的错误较多。这种情况给总院增加了审查难度,同时也有损勘测设计单位的质量和水平形象,还会延误工程报批的时机。当然也有上级单位工程审查把关不严,助长了这种技术责任心不强的现象。

4.6其它问题前期工作投入不够,有些地方部门长期拖欠勘测经费;体制问题,市场竞争不规范,技术要求和工程地质评价等方面的差异;勘测工作经费仍然按落后的实物工作量计算,造成多勘探多争钱,地质分析多出力多赔本的事实上的不合理现象,长期以来得不到解决。勘测技术的科技含量低,新技术新方法投入少,不能满足现代工程技术发展的要求。

4.7 解决问题的对策解决问题首先要分清责任。规程规范和部分技术管理方面的问题应该由总院负责;勘测周期不合理,前期工作投入不够等问题应该是地方部门或者计划部门负责;质量、人才、相关专业的协调等问题自然应该由勘测设计单位负责;其它问题大家都有责任,但主要还是取决于大环境。

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2工程地质勘察对工程建设的重要性

工程地质的任务就在于为工程建筑进行工程地质勘察,为建筑的位址选择和设计、施工提供地质依据。国家规定的基建程序是:任何工程建设不进行勘察工作就不准设计,没有设计不准施工。这就赋予了工程地质重大而光荣的职责,避免了不顾地质条件是否适宜而盲目兴建工程给国家造成的损失。建筑设计分为可行性研究、初步设计、技(术)施(工)设计等阶段,工程地质勘察也随之分阶段进行,对工程地质条件的了解愈来愈深入,这是完全符合认识规律的。建筑位址的选择具有战略意义,起着充分利用有利的地质条件、避开不利条件的作用。位址选得好,不但能保证工程的安全,而且工程处理也较简单,经济上合理。位址的地质选择只是一个方面,还要看政治、经济等方面的因素,最后综合考虑选定。工程地质学为工程建设服务,是通过工程地质勘查来实现的,通过勘察和分析研究,阐明建筑地区的丁程地质条件,指出并解决所存在的工程地质间题,为建筑物的设、施工以至使用提供所需的地质资料。它的主要任务是:(1)阐明建筑地区的工程地质条件,并指出对建筑物有利的和不利的冈京;(2)论证建筑物所存在的工程地质问题,进行定性和定计的评价,作出确切的结论;(3)选择地质条件优良的建筑场址,并根据场址的地质条件合职配段各个注筑物;(4)根据建筑场址的具体地质条件,提出有关建筑物类型、规模、纠构和施工力法的合理建议,以及保证建筑物正常使用所应注意的地质要求;(5)研究工程建筑物兴建后对地质环境的影响,预测义发展演化趋势,并提山对地质环境合理利用和保护的建议;(6)为拟定改善和防治不良地顶作用的措施方案提供地质依据。工程建筑的类型很多,如工业民用建筑物、铁路、公路、水运建筑、水利水电建筑、矿山建筑、海港工程和近海石油开采以及国防工程等。每一类型建筑又有一系列建筑物群体组成,如高楼大厦、工业厂房、道路、桥梁、隧道、地铁、运河、海港、堤坝、电站、矿井、巷道、油库、飞机场等。这些建筑物有些位于地面上,有的埋于地下,都脱离不开地壳,无不与地质环境息息相关。他们的形式不同、规模各异,对地质环境的适应性以及对地质环境的相互作用也越来越强烈,越来越复杂。我国的各类工程、铁路公路、水利水电、城乡建设、工业、国防、矿山、港口等建筑,尤其是大型建筑,都是先做了反复的工程地质勘察工作才进行设计、施工、修建完成的,因而基本上没有因为地质问题而失败。

3我国工程地质学理论体系的形成

工程地质问题和环境地质问题是可以预测的,只要查清工程地质条件,又有了规划设计部门所提供的有关工程建筑的类型和规模,尤其是建筑物作用力的大小和性质,就可以建立二者相互作用的物理模型,进而建立计算模型,做出问题的定性分析和定量分析,对建筑场地给予工程地质评价,指出问题的严重,哪些地质因素不利,不能满足工程建筑的要求。应当采取何种措施予以补救,是减小建筑物的规模以适应地质条件,还是采取工程处理措施,改善条件,以满足建筑物的要求、消除不良影响。这要从技术条件上和经济合理性上进行比较才能确定。由上述可知,工程地质学研究的目标在于协调工程建筑与工程地质条件之间的矛盾关系,既保证工程建筑造福人类,又避免它对环境造成不良影响。

4工程地质的科研成就

4.1岩体工程地质力学的建立与岩体力学研究

与土力学相比,岩体力学直到20世纪60年代还是知之甚少。在治淮工程、武汉和南京长江大桥以及三峡工程等一系列工程地质勘察中发现岩体中的裂隙发育情况不同对岩体的力学性质与行为影响很大,而岩体的变形破坏实际上是受其中的软弱结构面的控制,包括层面、断层面、裂隙、片理、劈理等,也称不连续面,使岩体成为非均质、各向异性的不联系介质。结构面之间的岩石体称为结构体。总体上来说岩体就是由结构面和结构体组合而成的。结构面按其延续的长短可以分级,但其形成则受岩石成因和后期地质构造变动的控制,因而其分布规律和形状、宽度等可以通过地质力学加以分析。这样他们就把地质力学与岩石力学结合起来对岩体结构加以分析,创立了一门新的分支学科:岩体工程地质力学。把岩体结构分为块状结构、镶嵌结构、碎裂结构、层状结构、层状碎裂结构、散体结构等类型。不同结构类型的岩体其力学性质和变形破坏规律也不同。我国在软弱、破碎岩体的研究方面也取得较大进展,例如断层岩的分类及其物理力学特性和稳定性评价的研究;泥化夹层的物质与结构特征及其力学性质的研究;膨胀岩的膨胀机理和处理措施的研究等。

4.2环境工程地质与地质灾害研究

20世纪80年代以来,环境问题日益严重。为了合理利用和保护地质环境,我国开展了环境工程地质的研究。几十年来在一些重点地区和大型工程地区做了不少研究工作,以工程建筑所引起的闪生地质环境研究为主,包括对人类生存和生产造成损失和威胁的各种地质灾害,诸如地面沉降、地面塌陷、地裂缝、滑坡、崩塌、泥石流、水库诱发地震、沙漠化、水土流失等。

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Abstract: Engineering geology is one of the important specialized courses for civil engineering. In order to adapt to the rapid-speed development of the civil engineering, satisfy thesociety higher and higher ability request for the students of civil engineering major, and combining with the educational reform of civil engineering major, we have carried out the reform to teaching of this course. Practice has proved that the results of educational reform are satisfied, and is helpful for training students’ project consciousness and the ability of analysing and solving problems.

Keywords:engineering geology; educational reform; practice teaching

中图分类号: H319.1文献标识码:A文章编号:

引言

《工程地质》是一门实践性非常强的专业课程, 是调查、研究、解决与人类活动及各类工程建筑有关的地质问题的科学。近年来,随着大规模工程建设的发展,其研究领域也日益扩大。为了适应这种发展,满足社会对土木工程专业学生综合应用能力越来越高的要求,结合我校土木工程专业的教学改革试点工作,根据该课程的特点,进行了改革探索,取得较好效果。

1教学内容的改革

我们以“立足教材,跟踪发展”为指导思想,在讲授教材基本内容的同时,补充介绍了工程地质学科有关的刊物及最新的技术参考书中涉及到的工程地质新型检测方法等内容[1]。如我们介绍了随着大规模工程建设的发展,其研究领域日益扩大。除了岩土学和工程动力地质学、专门工程地质学和区域工程地质学外,一些新的分支学科正在逐渐形成,如矿山工程地质学、海洋工程地质学、城市工程地质及环境工程地质学、工程地震学。从而使学生能够了解工程地质学科当前新的应用及发展方向。

2实验教学内容的改革

为使学生对地质现象和地质作用有初步的感性认识,我们在加强工程地质常规实验室建设的同时,引进和购置一批先进的教学科研设备,如地质雷达、工程地震仪、直剪仪、数显电子荷载仪、孔隙水压力监测仪、大型多功能泥石流模拟系统、岩石流变仪、土体流变仪等。这些仪器对学生的动手能力和实际能力的提高有很大的促进作用。实验教学为理论教学和野外实习奠定基础。实验教学时丰富的标本模型能够激发学生的识别兴趣,提高学习积极性。但此时,学生很容易把注意力和时间花费在标本的色彩和外形上,忽视对矿物、岩石本质的认识。因此我们对传统实验内容教学方法进行改进,将矿物岩石辨识实验教学内容分四步进行[3]。第一步:给学生一定的时间任其观察各类标本模型,以满足学生的好奇心;第二步:对每一种矿物、岩石标本进行特征分析,此时最好是结合显微镜观察其内部结构,让学生了解矿物、岩石的结构构造特征;第三步:给出典型的、常见的矿物、岩石标本,要求学生在规定时间内完成其特征描述,以验证实验效果;第四步:让学生相互讨论,提出问题,以此加深对工程地质理论内容的理解,提高认识问题分析问题的能力。

不良地质现象形成过程及地质作用过程比较抽象,若采用大量的动画来模拟地质现象和地质作用的实际发生过程,让学生更能了解其发生的原理及本质,这样既提高了教学效率,也增加了学生获得的信息量.

最后为了培养学生的综合能力以及创新思维能力,我们根据工程地质课程内容的要求,结合实验设备仪器及实物。增加了综合性、研究性实验项目,事先由工程地质课堂教学教师和实验指导教师共同设计好不同的实验项目,学生根据自己的兴趣自行选择一个或几个题目进行实验。培养他们解决问题的能力,从而达到学生对科学研究方法进行一定的训练目的,同时也达到了对基本技能的训练。

3 实习教学的改革

工程地质学是一门实践性很强的科学,仅通过书本上的概念理论,而不配合一定的实习,是收不到良好的教学效果的。通过实习让学生直接观察, 增强感性认识.

3.1 做好室内实习中的思想教育, 提升实习教学的作用

室内实习主要是矿物、岩石、土的观察鉴定。有的同学认为:每次实习只是跟几十块岩土标本打交道,枯燥无味, 缺乏新奇感。有的学生来上实验课只是为了考试及格,以为走马观花就能完成实习,有的学生在实习过程中心不在焉,做实习不按实验步骤和要求进行, 应付式填写实习报告,少数学生对实验极不认真的态度和不理想的实验效果令人担忧。针对这些问题, 指导教师必须在实验前作好思想教育工作, 对实验有轻视情绪的学生,动之以情、晓之以理, 进行说服教育。抓好思想教育工作,提升实践性教学的作用和地位[2]。

3.2 做好室外实习前的准备工作, 改进实验方法, 调整实验内容

实习前的准备工作是地质实习不能忽略的环节。首先,做好实习动员工作,让学生们明确实习目的和要求。其次,应准备足够的实习中需要用到的仪器设备, 如地质标本、地质模型、地质图件、罗盘仪、地质锤、放大镜等。改进实验方法,调整实验内容,充分调动学生学习的主动性和积极性,让学生变被动的学为主动的学,达到提高实习教学的质量[4]。在野外的地质实习过程中,让学生多看多听多写多想,注重基本功的训练, 并结合工程实例,加强理论联系实践, 提高分析问题和解决问题的综合能力。教学是一个双向交流、互动的过程。针对地质实习过程中出现的问题,可以由已知物的鉴定改为部分已知物和部分未知物的鉴别。每次实习前指导教师提出实习要求及参考意见,让学生做预习,自行设计实习方案。让他们在实习中充当主角,创造条件让他们发挥想象力和创造力。有利于激发学生学习的主动性和积极性,也有利于老师及时发现实习中存在的问题,进行因材施教,提高教学质量。

3.3 启发学生思维, 建立科学的考核体系

在实习过程中, 老师与学生朝夕相处,是培养学生各种能力的一个好时期。在实习过程中学生们会提出不少问题。对于简单的概念问题, 问什么,答什么;对于比较复杂的问题,先让学生掌握分析问题的方法、弄清问题的分析思路和关键之所在,引导学生充分思考,最后找出问题的正确答案;对于难度较大的问题、模棱两可或具有多难性的问题, 可师生共同研究,找出最合理的答案(方案)。合理的评定实习成绩, 能有效调动学生的积极性, 是直接影响教学质量好坏的一个不容忽视的重要因素。过去,往往是实习报告或凭印象给分,成绩的可信度和区分度均不高,学与不学成绩相差不大。因此,建立科学实习成绩的评定体系十分必要。量化考核指标,我们将实习成绩由三部分组成:第一部分(占30% ),根据学生在实验中的态度、纪律、设计方案、操作能力和实验结果评定;第二部分(占40%)根据学生所完成的实习报告的质量评定; 第三部分(占30% ),根据考试情况决定。采用这种办法评定实习成绩能较客观反映学生对实习的态度和动手、动脑能力,能有效调动学生对实习的积极性。

4 结论

工程地质教学应该课堂讲授与实验室以及野外实习紧密联系。课堂教学是进行知识传授过程,而实验室以及实习教学对于培养学生创新能力,独立工作能力和实践能力能发挥不可替代的作用;也是教学、科研学科建设的结合点。工程地质教学改革是一个复杂的系统工程,只有坚持改革,才能紧跟时展需要,从而培养出更多适合社会需要的高素质创新人才。

参考文献

[1]肖武权.土木工程专业《工程地质》课程实践教学探讨[J].长沙铁道学院学报,2006,7(3)

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工程地质对于工程师来说并不陌生。然而,由于人类工程活动引起地质环境的改变,工程地质问题造成工程建设的被动与失败的若干实例证实,许多人对工程地质又是陌生的。

人类历史刚刚翻开新千年新世纪的第一页,一场以高新技术为前导的产业革命却早已开始了,工程地质学科必将在这场革命中获得新生。当然,我们更应该看到技术的每一次革命性进步,都伴随着矛盾与冲突,特别是体制和机制问题,是生产力与生产关系的相互作用,需要协调与适应,改革就成为必然。

当前,工程地质学科正在经历着前所未有的挑战,工程地质专业正面临着新的发展机遇。人类与自然的关系不是斗争而是相互作用和相互影响;人类工程活动不是改造自然而是如何顺应自然。人类赖以生存的地球环境问题,工程地质学家和地质师都要认真关注,并勇敢地承担起应尽的职责。

1 工程地质学科的起源与发展

工程地质学是研究人类工程建设活动与自然地质环境相互作用和相互影响的一门地球科学。20世纪初,为了适应兴建各种工厂、水坝、铁路、运河等工程建设的需要,地质学家开始介入解决工程建设中与地质有关的工程问题,不断地进行着艰苦的工程实践和开拓性的理论探索,首次出版了“工程地质学”专著,工程地质学开始成为地球科学的一个独立分支学科,工程地质勘察则成为工程建设中不可缺少的一个重要组成部分。二次世界大战以后,全世界有了一个较为稳定的和平环境,工程建设的发展十分迅速,工程地质学在这个阶段迅速成长起来了。经过半个多世纪的工程实践和理论探索,工程地质学大为长进,内涵和外延都焕然一新,成为了现代科学技术行列中的重要分支学科。

3 工程地质的技术进步

工程地质勘察技术近二十年来有了长足的进展。测量、物探、钻探、试验等在仪器、设备、新技术、新方法、新手段方面不断推陈出新,为工程地质提供了强有力的技术依托。由于有了各种新技术的支持,工程地质分析从定性到定量就成为可能。定量分析的新理论层出不穷,在学术界十分活跃。

计算机技术的发展对工程地质来说是一场真正的技术革命,从外业资料收集和内业资料整理的工作程序、工作方法、产品成果、质量标准等等均与传统的工程地质有较大的差异,应用前景振奋人心。“工程地质计算机应用技术协作网”业已正式成立,必将对工程地质技术进步起到积极的推动作用。工程地质计算机应用主要包括六大课题:①数值计算;②制图;③数据库;④文档管理;⑤专家系统;⑥网络系统。这六大课题既是多年来本专业计算机应用的实践,也是我们将继续探讨的主要课题,还需要在今后的实践中赋予新的内涵。

4 工程地质专业的任务与责任

工程地质专业的主要任务是:①选址,选择在地质条件上相对最优的工程建筑地区或场地;②评价,阐明工程建筑区或场地的工程地质条件,进行定性和定量的工程地质评价,准确界定工程地质问题;③预测工程建筑物兴建和运用过程中地质条件的可能变化,为研究改善和治理工程地质缺陷的措施提供依据;④调查工程建筑物所需的天然建筑材料等。归纳起来的表述:为工程建设提供基础性和专门性地质资料,为工程选址、建筑物设计以及不良地质条件的工程处理提供技术依据,同时对地质环境的变化作出预测。

为了完成以上任务,需要针对工程建筑物区进行工程地质勘察和工程地质分析,界定和研究主要工程地质问题。工程地质勘察需要勘察目的明确,工程概念清晰,勘察手段多样,勘探精度满足要求。工程地质分析要求方法正确,计算可靠,参数可信,建议措施符合工程实际。工程设计最关心的是建筑物地基的工程地质条件和物理力学性质,因此工程地质工作的最终体现是工程地质定性和定量评价。

工程地质专业只对提交给设计采用的地质资料负责,其物理力学参数也仅仅是建议值,不在建议值范围之内的设计采用值和不适应地质条件的设计方案,地质师不负责。但是,地质师有责任对不符合或不适应地质条件的设计方案提出质疑,对可能存在的工程隐患要与设计师充分交底,对不良工程地质缺陷有责任提出工程处理措施的建议。

一般说来,正规勘测设计院的勘测队伍,已经过几十年工程实践的检验,在正常情况下都可以完成以上任务并尽到地质专业的责任。本文以下章节列出的工程地质工作中存在的若干问题,是归纳了笔者从事工程地质工作十多年来的所见所闻,供地质师们分析问题时参考。

5 工程地质工作存在的问题与对策

5.1 工程地质勘察的质量问题

在工程地质勘察过程中,一般问题较多的是工程概念不清,勘探侧重点不明确,针对性不强,方法不当,手段落后;工程地质分析工作中所选择的理论、方法、计算公式等与实际情况有较大出入,其适应条件的物理意义混淆不清;地质报告中基本地质条件不清楚,主要工程地质问题界定不准确或论证不充分,有问题遗漏甚至结论性错误;有些地质报告没有地质结论,也有些工程没有做多少地质工作就先下结论,极不严肃。此类问题往往造成阶段性工程审查不能一次性通过,可能延误开发时机;或者尽管通过了审查,但却给工程留下了隐患,这种情况的危险性更大。

5.2 相关专业的理解问题

一种情况是地质师对其它专业不理解,这需要加强跨专业的学习。另一类现象是设计施工等相关专业对工程地质的不理解。有的不懂地质却偏要提出一些不切实际的勘探要求,有的工程由设计人员来布置地质勘探工作;有的设计人员对地质专业知其然不知其所以然,自以为是包打天下,不结合地质条件设计不当;也有的是不尊重自然地质规律,野蛮施工,严重破坏地质体的自然结构,造成重大工程事故。所有这些非地质专业的问题,往往在出了问题之后又向地质专业推卸责任,令地质师们不知所云。工程地质界知名专家学者孙广忠教授指出:“实际上,在地质工程实践中脱离地质实际的实例随手可拾,可以说,地质工程施工中出现事故的绝大部分是设计和施工脱离地质实际的结果,或者是对工程地质条件没有搞清楚或认识不清的结果,如果离开了地质基础,则其理论必将脱离地质实际必将作出错误的结论”。

潘家峥院士等前辈专家早已强调过地质学水工,水工学地质。足以可见专业之间的交叉渗透问题,早已被专家们的真知灼见道出了关键,就看我们作何行动。

5.3 勘测周期不合理的问题

从工程地质勘察到地质报告的提交需要一定的工作周期,这是再简单不过的道理。但有些工程没有基础性的前期投入,一旦要报项目,立即就要求提交地质报告;还有些工程是今天提交了可研报告,明天就提交初设报告。此类情况多为地方性工程,一般国家投资的大型工程出现这种局面的不多。没有足够的勘测周期所造成的后果是严重的,地质条件不清楚,投资控制不住,施工后修改设计,或由于地质问题造成承包商巨额索赔等等。更可怕的是留下了工程隐患,可能造成重大工程事故。

5.4 规程规范的问题

规程规范的问题较多,甚至产生了一些混乱。水利系统与水电系统的勘测设计阶段不一致,规程规范也有区别。历经十多年的编写报批,1999年才颁布的国家标准《水利水电工程地质勘察规范》,在勘测程序和新技术的应用方面都已经明显地落后于时代的发展,一经颁布实施就难以把握。更为令人难以理解的是另一部国标《岩土工程勘察规范》并不完全适合于水利水电工程地质,而建设部的一些工程勘察监督机构则以此为依据对水利水电勘测设计单位实施质量检查,使勘测单位不得不准备满足两种规范的两套地质报告分别对付审查和检查。规程规范的修订和出台周期太长,完全不能满足工程建设的需要。水利与水电分家之后,对于工程地质这个专业来说其工作性质是一样的,但却存在不同的技术标准和勘测程序,这种情况还要继续下去,需要寻求解决或协调方案。

5.5 人才问题

十年造成的人才断层已经出现。有丰富工程实践经验的前辈地质师相继离岗,各勘测设计院明显缺地质总工人才,八十年代期间各院比较整齐的地质副院长和院级地质总工,近年来在一些勘测设计院已经相继断档,或后继无人,或后备人才尚不成熟。勘测行业不景气,社会地位和经济地位与工程地质专业不相适应,工作环境、工作条件的局限,人才资源开发机制的问题,择业行为中的浮躁动机等等,都不同程度地影响着优秀地质师的成长。

高质量高水平的工程地质分析成果,出自于高水平高素质的地质师。有人说二、三年就可以培养出地质专家,实属无知。要培养出一个具有工程地质分析能力,能够解决复杂问题的地质师,没有十年以上的功夫,大量的工程实践,自身的敬业精神,理论联系实际,相关学科专业的学习和渗透,是决不可能的。十年树木百年树人,在地质师的培养过程中可以充分体现出来。培养优秀地质师的难度可以说远远超过培养博士、研究员和教授的难度。

社会的发展和日趋激烈的竞争市场,对地质师素质的要求也将越来越高,最好是跨专业的复合型人才。竞争的实质是人才的竞争。勘测队伍要走向市场,必须重视高素质人才的培养,重视人才资源的开发。

5.6 技术管理问题

工程地质勘察质量的控制,技术管理是主要环节之一。近年来一些单位提交的勘测设计报告中的地质章节不是地质师写的,报告的编制人中没有地质专业负责人,或地质报告没有院级地质负责人审查把关,报告和图纸中的错误较多。这种情况给总院增加了审查难度,同时也有损勘测设计单位的质量和水平形象,还会延误工程报批的时机。当然也有上级单位工程审查把关不严,助长了这种技术责任心不强的现象。

5.7 其它问题

前期工作投入不够,有些地方部门长期拖欠勘测经费;体制问题,市场竞争不规范,非水利水电勘测单位从事水利水电勘测工作存在工作方法、技术要求和工程地质评价等方面的差异;勘测工作经费仍然按落后的实物工作量计算,造成多勘探多争钱,地质分析多出力多赔本的事实上的不合理现象,长期以来得不到解决。勘测技术的科技含量低,新技术新方法投入少,不能满足现代工程技术发展的要求。

5.8 今后十年将进入工程事故的高发期

鉴于对以上若干问题的担忧,今后十年有可能是我国水利水电工程事故的又一个高发期,这一悲观性预测有些危言耸听,但愿不要成为被不幸言中的事实。

5.9 解决问题的对策

解决问题首先要分清责任。规程规范和部分技术管理方面的问题应该由总院负责;勘测周期不合理,前期工作投入不够等问题应该是地方部门或者计划部门负责;质量、人才、相关专业的协调等问题自然应该由勘测设计单位负责;其它问题大家都有责任,但主要还是取决于大环境。

责任分清楚了,落实到要有人来抓,所有问题虽然我们不敢说都能很好地得到全面解决,但至少可以前进一大步。最可怕的是大家都在畅谈必要性重要性,结果都是纸上谈兵,没有实际行动。笔者在这里也就是夸夸其谈而已,不可能提出可以操作的具体解决方案,这种方案也不该我们提,该谁提?当然应该是谁负责抓,谁就提方案追落实精指挥勤检查,最终归结到谁领导的关键问题上。到此为此,我们的对策就算出台了。

其实,我们这里列出来的众多实际问题,本质上和深层次的是体制和机制问题,需要通过改革才能从根本上解决。随着勘测设计市场化进程的加快,新技术与旧管理的冲突,老观念与新思想的交锋,既是矛盾又是改革的动力,这是不难理解的。

6 工程地质要抓住机遇迎接挑战

汪恕诚部长曾经讲话强调:“不能老修改设计,因为搞招投标尤其是国际合同,修改设计就意味着被索赔”。少修改或不修改设计,是对工程地质提出的更高要求。基本地质资料不准,修改设计就是必须的。高标准严要求就是挑战和机遇。

人类社会的进步与发展,实际上又是一部人与自然相互协调和相互影响的壮丽史诗。以前我们把人与自然的关系当成是与天斗与地斗的斗争关系,实践证明,人与大自然斗争的结果,虽然取得了一些局部性的小胜利,而大自然反过来对人类的惩罚却是灾难性的。人类的每一次产业革命,无不与工程建设有直接关系,与地质环境有直接或间接关系。建国以来,我国的基本建设此起彼伏,水利水电工程建设从无到有,新一轮的建设正在兴起。在多专业组成的基建队伍这个庞大乐团中,地质师要起到指挥和首席演奏家的作用,甚至还要担负起独奏华彩乐章的作用。

尽管工程地质学科正在经历着前所未有的挑战,工程地质工作也存在着这样那样的问题和难题,然而这更是机遇。抓住机遇迎接挑战,顺应自然,保护环境,防止灾害,造福人类,是工程地质学家和地质师的艰巨任务和不可推卸的责任。

主要参考文献:

1 王思敬,工程地质学的任务与未来,《工程地质学报》1999年第3期

2 崔政权,《系统工程地质学导论》水利电力出版社,1992.5

3 孙广忠,论地质工程的基础理论,《工程地质学报》1996.第4期

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中图分类号:TV文献标识码: A

一般来说,工程地质是调查、研究、解决与人类活动及各类工程建筑有关的地质问题的科学。工程地质研究的主要内容有:确定岩土组分、组织结构(微观结构)、物理、化学与力学性质(特别是强度及应变)及其对建筑工程稳定性的影响,进行岩土工程地质分类,提出改良岩土的建筑性能的方法;研究由于人类工程活动的影响而破坏的自然环境的平衡,以及自然发生的崩塌、滑坡、泥石流及地震等物理地质作用对工程建筑的危害及其预测、评价和防治措施;研究解决各类工程建筑中的地基稳定性,如边坡、路基、坝基、桥墩、硐室,以及黄土的湿陷、岩石的裂隙的破坏等,制定一套科学的勘察程序、方法和手段,直接为各类工程的设计、施工提供地质依据;研究建筑场区地下水运动规律及其对工程建筑的影响,制定必要的利用和防护方案;研究区域工程地质条件的特征,预报人类工程活动对其影响而产生的变化,作出区域稳定性评价,进行工程地质分区和编图。随着大规模工程建设的发展,其研究领域日益扩大。除了岩土学和工程动力地质学、专门工程地质学和区域工程地质学外,一些新的分支学科正在逐渐形成,如矿山工程地质学、海洋工程地质学、城市工程地质及环境工程地质学、工程地震学。但是随着我国经济的迅速发展现代化建设与环境存在冲突,而且现在大学生虽多,但真正的人才却少之又少,因此我们要抓住机遇,迎接挑战,正确处理工程地质 环境 人才 机遇之间的关系,总之工程地质与人类的生活密切相关。

一、崩塌的概念

崩塌是指陡峻斜坡的巨大岩块,在重力作用下突然而猛烈地向下倾倒、翻滚、崩落的现象。崩塌经常发生在山区河流、河谷的陡峻山坡上,有时也发生在高陡的边坡上。它来势迅猛,对道路交通可造成直接危害。在设计中应避免使用不合理的高陡边坡,避免大挖大切。在施工中应清除坡面危石或采取坡面加固、调整水流等措施。

二、滑坡的概念:

滑坡的概念:滑坡是指斜坡岩土体在重力作用下,一定的软弱面或华东带整体下滑的现象。西南地区(云、贵、川、藏)是我国滑坡分布的主要地区,其他地区的山区、丘陵区、包括黄土高原,亦有不同类型的滑坡分布。

1、滑坡的发育过程

(1)、蠕动变形阶:历时长,是滑坡预测和预防的重要阶段。

(2)、滑动破坏阶段: 速度大、来势猛、破坏力大。

(3)、渐趋稳定阶段。

2、影响滑坡的因素

(1),边坡形态;坡高,坡角。

(2)、岩土性质;强度,含水量,完整性。

(3);构造面的产状。

(4),水;静水,动水

(5)、振动荷载;地震。

三、泥石流的概念:

由暴雨或冰雪迅速融化形成的一种突然爆发性的含大量泥沙、石块的急骤水流,并且携带堆积在缓坡或山谷中的大量堆积物成为泥石洪流冲向山前地带的现象,称泥石流泥。石流是主要发生在地质不良、地形陡峻的山区或山前区,与水文气象、人类活动有关,是突然爆发性的,由泥砂石块组成的特殊洪流。泥石流的防治可考虑水土保持、跨越、排导和滞流拦截等措施。

其形成原因主要有;

(1).沟槽纵坡较大、便于积水、集物的陡坡的地形地貌。

(2).流域内有丰富的松散固体物。

(3).流域中上游有大量的降雨,急剧消融的冰雪或水库的溃决短时间内有大量的水源供给。

四、水利水电工程地质的特点

1 特殊性与复杂性

在水利水电、电力、工民建、交通、港航、航天、航空、地矿、市政建设等等凡是存在土建工程,要与地质体(地基)打交道的行业,都有工程地质专业,因此,我们称工程地质专业是工程建设的基础性专业,是不必争议的。由于水利水电工程建设自身的特殊性和复杂性,使得水利水电工程地质又是所有这些不同行业的工程地质专业中涉及面最广、问题最复杂、任务最艰巨、声望最高、最具权威性的业界龙头。

水利水电工程建设的特殊性首先表现在工程建筑物的特殊性。工业与民用建筑到处可以见到基本相同甚至完全相同的建筑物,可以部分或全部套用标准设计图纸。而水工建筑物则不然,世界上有成千上万座水库大坝,你就很难找到两座完全相同的大坝。决定大坝的规模、坝型、结构等工程要素的自然条件很复杂,而工程地质条件则是最主要的自然条件之一。水工建筑物的第二个特殊性是与水打交道,所承受的主要荷载是水荷载。水利水电工程不允许失事,一旦失事,损失将十分惨重。

2 实践性与经验性

水利水电工程地质的另一特点是强烈的实践性与经验性。在中国水利学会勘测专委会1999年度学术研讨会上,工程地质界知名前辈专家天津院的李仲春教授语重心长地警示工程界:工程地质这个专业太难了,工程地质决策不是通过计算和试验所能左右的,很大程度上取决于我们的工程经验,即是十分成功的工程,也很难证明它既安全可靠又经济合理。李仲春教授的肺腑之言充分表达了工程地质专业的实践性与经验性的深刻含义。 工程地质理论上的任何一项新进展,新方法,新技术,都必须通过大量试验研究、分析论证和工程实践的检验。例如,近二十年来随着数理基础学科和计算机技术的发展,坝基、洞室和边坡稳定性分析计算的理论和方法有了长足的进展,但是这些计算成果仍然只能是工程设计和决策的一种参考,因此在工程界有一种通用说法:不可不信也不可全信。许多工程实例足以说明采取慎重态度的必要性。有些工程从分析计算上看是安全的,实际上却出了问题;而另一些工程通过计算认为不安全,但却安全运行了数十年。因此我们搞工程建设,工程经验往往又是起决定作用的。

3工程地质测不准原理

著名的量子力学测不准原理:“不能同时测准粒子在某一瞬间的速度和位置”。我们不妨借用这个原理来揭示工程地质的一些本质性问题事实上,地质体中的某些性质的确是测不准的。例如某一组结构面的产状,你只能用一个区间值来表述,如果仅用一个确定值来表述则肯定不符合客观实际。又如工程地基岩体的物理力学参数,它只能是一个区间值或统计值,因为地质体中每一点的性质都可能是变化的。地质参数精确到某一个具体数值的时候,千万不要把它当成是绝对准确的,否则会误导精确评价的可信性。

五、小结

人类社会的进步与发展,实际上又是一部人与自然相互协调和相互影响的壮丽史诗。以前我们把人与自然的关系当成是与天斗与地斗的斗争关系,实践证明,人与大自然斗争的结果,虽然取得了一些局部性的小胜利,而大自然反过来对人类的惩罚却是灾难性的。人类的每一次产业革命,无不与工程建设有直接关系,与地质环境有直接或间接关系。建国以来,我国的基本建设此起彼伏,新一轮的建设正在兴起。在多专业组成的基建队伍这个庞大乐团中,地质师要起到指挥和首席演奏家的作用,甚至还要担负起独奏华彩乐章的作用。尽管工程地质学科正在经历着前所未有的挑战,工程地质工作也存在着这样那样的问题和难题,然而这更是机遇。抓住机遇迎接挑战,顺应自然,保护环境,防止灾害,造福人类,是工程地质学家和地质师的艰巨任务和不可推卸的责任。

参考文献

1:韦港 《工程地质随想》 1996年4月24日

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1.工程地质概述

工程地质是调查、研究、解决与人类活动及各类工程建筑有关的地质问题的科学。工程地质勘查的目的是为了查明各类工程场区的地质条件,对场区及其有关的各种地质问题进行综合评价、分析、预测在工程建筑作用下,地质条件可能出现的变化和作用。选择最优场地,并提出解决不良地质问题的工程措施,为保证工程的合理设计、顺利施工及正常使用,提供可靠的科学依据。工程地质研究的主内容有:确定岩土组分、组织结构、物理、化学与力学性质及其对建筑工程稳定性的影响,进行岩土工程地质分类,提出改良岩土的建筑性能的方法。研究由于人类工程活动的影响而破坏的自然环境的平衡以及自然发生的崩塌、滑坡、泥石流及地震等物理地质作用对工程建筑的危害及其预测、评估和防治措施。研究解决各类工程建筑中的地基稳定性,如边坡、路基、坝基、桥墩、硐室以及黄土的湿陷、岩石的裂隙破坏等,制定一套科学的勘察程序、方法和手段,直接为各类工程的设计、施工提供地质依据。研究建筑场区地下水运动规律及其对工程建筑的影响,制定必要的利用和防护方案。研究区域工程地质条件的特征,预测人类工程活动对其影响而产生的变化,作出区域稳定性评价,进行工程地质分区和绘图。

随着大规模工程建设的发展,其研究领域日益扩大。除了岩土学和工程动力地质学、专门工程地质学和区域工程地质学外,一些新的分支学科正在逐渐形成,如矿山工程地质学、海洋工程地质学、城市工程地质及环境工程地质学、工程地震学等。

2.水文地质概述

水文地质主要研究地下水的分布、运动和形成规律,地下水的物理性质和化学成分,地下水资源评价、开发及其合理利用,地下水对工程建设和矿山开采的不利影响及其防治等。在不同环境中地下水的埋藏、分布、运动和组成成分均不相同。查明上述各方面状况,可为科学地利用或防治地下水提供根据。水文地质学对地下水的研究,着重自然历史和地质环境的影响,同主要用水文循环和水量平衡原理研究地下水的地下水水文学关系密切,只是研究的侧重点稍有不同。

随着科学的发展和生产建设的需要,水文地质学又分为区域水文地质学、地下水动力学、水文地球化学、供水水文地质学、矿床水文地质学、土壤改良水文地质学等分支学科。近年来,水文地质学与地热、地震、环境地质等方面的研究相互渗透,又形成了若干新领域,如环境水文地质学、地下水资源管理、同位素水文地质学等。

3.工程地质与水文地质密切相关

实践证明,在工程勘察、设计和施工过程中,水文地质问题始终是一个极为重要但也是一个易于被忽视的问题。之所以重要,是因为水文地质和工程地质二者关系极为密切,互相联系和互相作用。地下水既是岩土体的组成部分,直接影响岩土体工程特性,又是基础工程的环境,影响建筑物的稳定性和耐久性。至于容易被忽视,是在实际的地质勘察工作中,在勘探成果内因为很少直接涉及水文参数的利用,水文地质问题往往只被认为是象征性的工作,在勘察中大多只是简单地对天然状态下的水文地质条件作一般性评价。在一些水文地质条件较复杂的地区,由于工程勘察中对水文地质问题研究不深入,设计中又忽视了水文地质问题,经常发生由地下水引发的各种岩土工程危害问题,令勘察和设计处于难堪的境地。

为提高工程勘察质量,在勘察中加强水文地质问题的研究是十分必要的,在工程勘察中不仅要求查明与岩土工程有关的水文地质问题,评价地下水对岩土体和建筑物的作用及其影响,更要提出预防及治理措施的建议,为设计和施工提供必要的水文地质资料,以消除或减少地下水对岩土工程的危害。

3.1工程地质勘察中水文地质评价内容

3.1.1应重点评价地下水对岩土体和建筑物的作用和影响,预测可能产生的岩土工程危害,提出防治措施。

3.1.2工程勘察中还应密切结合建筑物地基基础类型的需要,查明有关水文地质问题,提供选型所需的水文地质资料。

3.1.3不仅要查明地下水的天然状态和天然条件下的影响,更重要的是分析预测在人为工程活动中地下水的变化情况及对岩土体和建筑物的反作用。

3.1.4应从工程角度,按地下水对工程的作用与影响,提出不同条件下应当着重评价的地质问题。

3.2岩土水理性质的测试和研究。

岩土水理性质是指岩土与地下水相互作用时显示出来的各种性质。岩土水理性质与岩土的物理性质都是岩土重要的工程地质性质。岩土的水理性质不仅影响岩土的强度和变形,而且有些性质还直接影响到建筑物的稳定性。以往在勘察中对岩土的物理力学性质的测试比较重视,对岩土的水理性质却有所忽视,因而对岩土工程地质性质的评价是不够全面的。结合水是地下水在粘性土中的主要赋存形式,在砂土中含量甚微。结合水尤其是弱结合水与粘性土相互作用时显示出来的性质如可塑性、膨胀性、收缩性等归为粘性土的物理力学性质,因其受强力束缚,活动范围极为有限,对岩土的动态水理性质影响较小。

3.3由水文地质引起的工程地质危害。

3.3.1地下水升降变化引起的岩土工程危害

在岩土工程勘察中,要注意调查了解地下水位条件及其升降变化。在天然条件下地下水位一般是季节性变化的,雨季水位水位上升旱季水位下降,其天然变化是区域性渐变的,而且变幅较小。但是,人为因素引起的局部性地下水位升降变化的幅度往往大于天然变化所引起的岩土工程危害更为严重。

3.3.1.1水位上升引起的岩土工程危害

潜水水位上升的原因是多种多样的,其主要受地质因素如含水层结构、总体岩性产状;水文气象因素如降雨量、气温等及人为因素如灌溉、施工等的影响,有时往往是几种因素的综合结果。由于潜水面上升对岩土工程可能造成如下影响:土壤沼泽化、盐渍化,岩土及地下水对建筑物腐蚀性增强;斜坡、河岸塌陷等岩土体产生滑移、崩塌等不良地质现象;一些具特殊性的岩土体结构破坏、强度降低、软化;引起粉细砂及粉土饱和液化、出现流砂、管涌等现象;地下硐室充水淹没,基础上浮、建筑物失稳。

3.3.1.2地下水位下降引起的岩土工程危害

地下水位的降低多是由于人为因素造成的,如集中大量抽取地下水、采矿活动中的矿床疏干以及上游筑坝、修建水库截夺下游地下水的补给等。地下水的过大下降,常常诱发地裂、地面沉降、地面塌陷等地质灾害以及地下水源枯竭、水质恶化等环境问题,对岩土体、建筑物的稳定性和人类自身的居住环境造成很大威胁。

3.3.2地下水位对岩土物理力学性质的影响

地下水的升降变化能引起膨胀性岩土产生不均匀的胀缩变形,严重时形成地裂,引起建筑物特别是低层或轻型建筑物的破坏。当地下水升降频繁时或变化幅度大时,不仅使岩土的膨胀收缩变形往复,而且会导致岩土的膨胀收缩幅度加大。因此,在膨胀性岩土地区进行工程勘察时应特别注意对场地水文地质条件的研究,特别是地下水升降变化高度和变化规律,这对地基基础深度的选择(宜选在地下水位以上或地下水位以下,不宜选在地下水位变动带内)有主要的参考价值。

在建筑工程的地基内,当地下水位在基础底面以下压缩层范围内发生变化时,就能直接影响建筑物的稳定性。若水位在压缩层范围以上时,软化地基土,使其强度降低、压缩性增大,建筑物可能产生较大的沉降变形。若水位在压缩层范围以下时,岩土的自重应力增加,可能引起地基基础的附加沉降,如果土质不均匀或地下水位的突然下降也可能使建筑物发生变形破坏。在地下水位以上、地下水位变动带和地下水位以下,具有明显的变化规律。土体从上到下,天然含水量、孔隙比由小一大一小,压缩模量、承载力由大一小一大的变化规律。这是由于地下水位以上部位,经长期淋滤作用,铁铝富集,并对土颗粒起胶结和充填作用,增大了土粒间连接力,往往形成“硬壳层”,因而含水量、孔隙比小而压缩模和承载力高。而位于地下水位变动带的土层,由于地下水积极交替,土中的铁铝成分流失,土质变松,因而含水量、孔隙比增大,压缩模量、承载力降低。位于地下水位以下的土层,由于地下水交替缓慢, 氧化、水解作用减弱,加之上覆土层的自重压力作用,土质比较密实,因而含水量、孔隙比减小,压缩模量、承载力增高。岩土特别是各类软质岩石、风化残积土、不同成因的粘性土等,其物理力学性质的变化规律,与地下水位有着密切的联系。因此,在分析研究岩土物理力学的变化规律时,应充分重视地下水位这一重要影响因素。

4.结语

工程地质问题中,水文地质在建筑物持力层选择、基础设计、工程地质灾害防治等方面都起着重要的作用,准确合理地查明地下水位,不仅使资料的可靠程度更高,而且可更好地发挥岩土体的潜在能力。因此,为提高工程勘察质量,在工程勘察中要求查明与岩土工程有关的水文地质问题,以消除地下水对岩工程的危害。随着工程地质勘察的发展,水文地质必将受到越来越广泛的重视,切实做好水文地质工作,将对工程地质勘察水平的提高起极大的推动作用。

参考文献:

[1] 工程地质手册/《工程地质手册》编委会编.-4版.北京:中国建筑工业出版社,2007.

[2] 孔德坊.工程岩土学[M].北京:地质出版社,1994.

[3] 中华人民共和国建设部,岩土工程勘察规范[M],中国建筑工业出版社,2002.

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[中图分类号] P641.69 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2014)-8-184-1

近几年来我国的经济进入了高速的发展期,各地水利工程也得到了蓬勃的发展,水工环地质勘察是地学研究的重要组成部分,主要包括水文地质,工程地质,环境地质。在研究内容上也有所不同,工程地质学研究对象是岩土工程地质性质、工程动力地质作用、工程地质勘察理论和技术方法、区域工程地质和环境工程地质;水文地质学的研究对象是水资源,通过对水资源的形成、运动、分布规律的研究,从而对水资源进行充分地开发和利用;环境地质学的研究对象是生态环境、地质灾害、环境地质问题等。由于所研究对象都与人类的生存和发展息息相关,这一点表明水工环各部分的研究之间是有关联的,虽然说研究对象和研究方法是不相同的,但是它们的依据基础都是以研究水土为基础。因此,水土环地质勘察工作的可持续发展是保障人类生存和发展的重要因素,它担负着改造人类生存环境,提高生活质量的艰巨任务。

1水工环地质研究现状概述

水工环地质研究现状概述分为以下几个方面:①水文地质研究现状:近年来在水文地质学领域不断研究新的理论、新的技术、新的方法,在实际应用过程中推动了水文地质学的发展。主要表现为基本概念与基本理念得到了很大程度上的转变,先是从用模型进行模拟研究,再到成果展示的数字化,由原来的定性分析转变成定量研究,新阶段的突破是水文地质学研究的一大进步。另外随着现代科技的不断研发,在水文地质勘察工作过程中提高了野外探测和室内测试技术,因此在水文地质学中综合运用这些新理论,新技术,新方法极大的促进了水文地质学的发展。②工程地质研究现状:工程地质学诞生在20世纪20年代,经过长时间的摸索发展,不断的完善,现今已经有了坚实的理论基础,研究内容充实,同时与工程建设和人类的生活有着密不可分的联系,且具有各分支学科,是应用性很强的地学学科,并且借鉴国外的先进理论和技术方法,总结出了适合自己运用的新理论,形成了具有中国特色的工程地质学理论体系。③环境地质研究现状:目前我国生态环境破坏严重,自然灾害又屡发不止,成为了影响人类生存的重要因素。而现今要想保障水工环地质的可持续发展,解决环境地质问题是必然的。而且生态环境的保护又离不开环境地质工作,因此必须重视环境地质工作,把环境地质勘察工作放在首位,促进水工环的可持续发展。

2水工环地质勘察工作存在的难点

虽然水工环地质工作促进了我国经济的发展,提高了人们的生活水平,但是还需要不断的加强国民经济和社会发展的关系,为国民经济和社会发展提供更全面的服务。目前水工环地质勘察工作中还存在一些难点需要改进和加强,主要表现在以下几个方面:①勘察技术人员的短缺:为了实现资源开发与环境保护目标的共同前进,我国地质勘察单位成立了专门的水工环部,提高了水工环地质勘察工作进行的有效管理,并针对这一目标进行规划。在勘察工作中,主要还是以老一代有经验、技术的地质工作者为主力开展工作,对于参加工作不久的青年骨干队伍用的甚少,因为这一部分人员还不具备高战略分析和综合分析能力,因此需要加强青年骨干队伍的培养。②国家层次的地调项目不够:目前水工环大调查工作普及范围比较广,但是投入资金有限,因此,像“400个县市地质灾害调查与区划”,“鄂尔多斯周缘地下水”等反映国家意志,体现公益性、战略性和基础性,对人们影响较大的项目少之又少。这就需要水工环地质工作重新进行规划,遵照“有所为有所不为”的实际原则,以有限的投资投入产生更大的效益。③成果转化亟待加强:现今部分水工环地质勘察工作小有成果,应趁热打铁借助这股力量把水工环地质调查成果推向社会,并参与到这些地区社会与经济建设当中去,促进当地经济发展,如:长江中下游水患区地质环境调查”、“黄河中下游地质环境调查”、“首都圈地区环境地质与水文地质调查”等。

3水工环工作的建议

首先,工作部署原则:水工环地质大调查工作部署原则,总体上必须以副总理提出的“一个根本转变,两个更加”作为开展工作的战略方针,以寿嘉华副部长提出的“四个定位,五个提升,九个部署”为工作重点,它要求:①要以促进我国经济发展为目的。水工环地质工作的形成是我国社会经济建设的需要,其不断的完善和发展与我国经济建设是分不开的。②要从新规划勘察项目,提高勘察水平,投入相应的资金加大效益,提高影响力,更有代表性的突出国家意志。③要超前规划、实施、并服务于全过程。因此,要及早对三峡库区地质展开调查,要以生态环境地质为主题,重点了解库区第四纪地质与库岸变迁、移民迁建区人工开挖与地质灾害、25°以上斜坡地与生态环境保护等问题。

4如何提高水工环勘察工作水平

要提高水工环勘察工作水平,应坚持以下基本准则:一要坚持资源环境和社会效益相统一,在保护中开发、在开发中保护,促进人与自然和谐发展;二要统筹规划、适度超前,面向社会需求,超前部署和开展矿产资源勘查工作;三要完善体制、健全机制,建立政府与企业合理分工、相互促进的矿产资源勘查体系;四要依靠科技、全面推进,突出重点矿种和重点成矿区带矿产资源勘查;五要化解矛盾、确保稳定,正确处理好政府、企业和群众的利益关系问题;六要充分发挥基层组织作用,积极做好群众思想工作,保证矿产资源勘查工作顺利开展。

5结语

总之,我国社会经济的发展与水工环地质工作有着密切的联系,虽然目前水工环地质勘察工作在不断的完善,但是其中还存在一些难点,本文提出了这些难点并指出相应的建议,希望能对以后的水工环地质勘察工作带来帮助,并促进水工环地质勘察工作的可持续发展。

参考文献

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中图分类号:TU984 文献标识码: A

一、城市环境工程地质研究的内容

工程地质是为适应人类工程经济活动的需要,为合理地开发使用、改造和维护地质环境而兴起的。它是以工程地质学的理论和方法为基础,结合环境科学及有关学科的基础理论和工作方法,用以查明区域工程地质条件和天然地质的效果,在此基础上研讨人类工程经济活动与地质环境之间相互关系及相互影响。详细地讲,一是经过工程地质环境研讨、评估场所稳定性,猜测不良环境地质效果对人类工程经济的影响程度与不良后果。并提出切实可行的防治措施及技能处理计划,配合工程地质学对场所进行综合评估,为取得合理的规划与施工设计提供可靠的工程地质资料及根据。二是在上述前提下研讨评估、猜测人类工程经济活动对地质环境的损坏,侧重说明人类活动作用于天然界所导致的地质质量问题,以及这种改变反过来对人类生产、生活和健康的影响、损害问题。例如,人类活动所发生的水库诱发地震、地面沉降、边坡变形失稳,无计划采伐导致的水土流失、腐蚀等。总归,展开环境工程地质的意图是为了查明人类工程经济活动对地质环境的损坏影响,一起防治地质环境对人类活动的影响,为合理使用维护地质环境提供工程地质依据。

二、城市环境地质问题

1、地表工程建设造成的环境工程地质问题

随着城市人口的不断增加,大力建设高层建筑以及开发地下空间仍很难缓解城市用地紧张的局面,平原地区的城市建设便开始占用农业用地,山区城市建设便开始向山坡开发土地,由此引发的水土流失、软土地基、边坡失稳等问题时有发生,而水土流失、边坡失稳等问题又会继续破坏环境,所引发的后果甚至会危机后代。

2、地下工程设施造成的环境工程地质问题

发展城市地下空间是城市规划发展的一大趋势,但是大规模的地下工程建设对地质环境也造成了很多不利的影响,如地面变形、地下水流场改变、洞室围岩失稳、生态环境恶化等。地下工程设施造成的最常见的环境工程地质问题就是地面变形,最为典型的就是日本东京地铁施工引发的地面塌陷事件,这对我国当前的地下交通建设无疑起到了警示作用。

3、水资源开发造成的环境工程地质问题

我国水资源总量居世界第6位,但人均水量却是世界人均水量的1/4,属于典型的贫水国家,全国缺水的城市已经超过2/3,水资源的日益短缺严重限制了我国的经济发展,很多城市,如上海、宁波、天津、太原等,都因超采地下水,造成了地面沉降、塌陷等环境工程地质问题,以上海为例,累计沉降量已达2.63m,据不完全统计,全国范围内因超采地下水而引起的地面塌陷已有800多处。

4、固体废弃物堆放造成的环境工程地质问题

随着城市工业的不断发展,人口的不断增加,产生的人工废弃物也越来越多,固体废弃物堆放造成的环境工程地质问题也越来越突出。以城市生活垃圾为例,我国城市生活垃圾的总量正在以每年8%~10%的速度增长,这个增速无疑是对我国GDP增速的一个巨大讽刺(我国GDP曾长期以8%的增速创造了世界经济发展的奇迹),目前,我国已经有超过一半的城市被生活垃圾的所包围。固体废弃物堆放不适宜,就会造成很多环境工程地质问题,如影响地表土壤性质、污染地下水系统等。

三、对现代城市规划中环境工程地质问题的研究

1、环境工程地质研究的关键技术

现代城市规划引发的环境工程地质问题越来越多且日益严重,目前,城市环境工程地质技术研究已经成为城市地学研究的一项重要内容,现代城市环境工程地质研究的关键技术主要有预测工程地质环境质量的技术、评价工程地质环境质量的技术、改造工程地质环境质量的技术、以及计算和制图技术等。环境工程地质学研究的主要内容就是预测人类工程建设对环境的影响,当前,现代城市环境工程地质问题越来越严重,对其进行预测已经成为地学研究中的一项关键性工作,加强预测工作,能够更好地掌握城市工程地质环境质量的变化趋势。一些大的工程在选址和规划之前都要对工程地质环境质量进行评价,如三峡工程和南水北调工程。环境工程地质技术在防治工程地质环境污染、抑制工程地质环境恶化等方面已经取得了一定的进展,其应用前景十分广阔,环境工程地质技术的应用能够更好地发挥地址工作的主观能动性。

2、现代城市环境工程地质研究的主要方向

就目前的发展现状和发展形势来看,今后现代城市环境工程地质研究的主要方向体现在四个方面,其一,必须尽快建立城市工程环境质量数据库,随着计算机应用技术的不断发展,工程地址数据库以及制图技术已经受到国外众多研究者的重视,在工程地址数据库系统的基础上,应尽快建立起城市工程环境质量数据库,这是今后现代城市环境工程地质研究的主要方向之一;其二,应重视对城市三维空间的工程地质环境质量的预测和评价工作,形成一个多层次、多目标、多因素的预测和评价体系,更好地揭示人类工程建设对环境的影响程度;其三,应加强对城市工程环境质量相关理论以及标度方法的研究,使环境工程地质学取得突破性的进展和跨越式的发展;其四,应注重对城市规划与工程地质环境质量调控系统的协调发展理论的研究,探索出一条城市规划与工程地质环境协调发展的道路

四、环境工程地质的作用

环境工程地质,是整个工程项目施工前的必要条件,是通过工程地质的环境评估、研讨、剖析,猜测不良环境地质作用对城市建筑安全、人类的生命健康的影响及后果,并制定、执行科学合理的应对计划与防治方法,按照环境工程地质学对场所展开整个的、归纳的评估,为取得更合理、科学的施工设计、规划设计,提供的材料。或以上述方法为前提,猜测、研讨人类活动对环境地质的影响,研究和讨论人类对自然环境所形成的破坏与影响,以及通过这些影响与破坏,反过来对人类生命安全、生活环境、建筑安全等方面发作的危害与影响。例如,山林过度的采伐,形成山体地质不结实而引发山体滑坡、泥石流;地下煤矿资本过度开发,导致地上陷落、地下水污染等,实施环境工程地质的首要意图,即是为了防治人类活动对环境质量的过度影响、破坏,搭档防治自然环境对人类财产安全的要挟,为合理、科学的使用维护地质环境,提供最有力的根据。当发生地震、洪水、山体塌方等自然灾害时,根据环境工程地质有关勘探、剖析、评估后,所做的对应计划,可敏捷、及时、有序的展开救援等应急方法。

结语:

城市规划各阶段开展城市地质环境工程的思路、内容与工作方法。目的是通过对地质环境质量的综合治理,为城市规划、建设、土地利用和防灾减灾等提供具有针对性、实用性和超前性的详细地质数据资料成果,有效避免城市土地开发的盲目性; 在开发建设和调整内部用地结构时可以予以指导,合理利用土地,提高土地经济效益和生态效益。还可根据地质环境的制约因素,提高地质环境优势区域利用率,控制地质环境劣势,治理主要的地质灾害; 地质环境评价工作让城市规划设计管理者合理地选择较为经济、安全的城市规划方案,因地制宜利用土地,实现地质灾害“以防为主,防治结合”,防止地质灾害的发生或减轻地质灾害的影响

参考文献:

[1]梁京京,王宜楠. 探讨关于城市规划中环境工程地质的作用[J]. 科技与企业,2013,07:165.

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