工程地質學對工程建設的作用

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1我國工程地質學的發展歷程

20世紀60年代，學科進入獨立發展階段，各建設部門制定自己的勘察規范，以山區工程建設為主，對工程地質提出更高的要求，巖土測試技術提高，定量評價有所發展。到了以經濟建設為中心和改革開放的年代，各方面的建設蓬勃發展，工程地質在已往在基礎上取得了重大發展。勘察質量提高，新的勘察規范制定，向著工程領域拓展，承擔勘測、工程處理的系統工作。新型、巨型工程向工程地質勘察提出了新的要求。科學研究工作取得豐碩成果，創立了自己的新的理論，引入有關科學的新理論、新方法。

2工程地質勘察對工程建設的重要性

工程地質的任務就在于為工程建筑進行工程地質勘察，為建筑的位址選擇和設計、施工提供地質依據。國家規定的基建程序是：任何工程建設不進行勘察工作就不準設計，沒有設計不準施工。這就賦予了工程地質重大而光榮的職責，避免了不顧地質條件是否適宜而盲目興建工程給國家造成的損失。建筑設計分為可行性研究、初步設計、技（術）施（工）設計等階段，工程地質勘察也隨之分階段進行，對工程地質條件的了解愈來愈深入，這是完全符合認識規律的。建筑位址的選擇具有戰略意義，起著充分利用有利的地質條件、避開不利條件的作用。位址選得好，不但能保證工程的安全，而且工程處理也較簡單，經濟上合理。位址的地質選擇只是一個方面，還要看政治、經濟等方面的因素，最后綜合考慮選定。工程地質學為工程建設服務，是通過工程地質勘查來實現的，通過勘察和分析研究，闡明建筑地區的丁程地質條件，指出并解決所存在的工程地質間題，為建筑物的設、施工以至使用提供所需的地質資料。它的主要任務是：（1）闡明建筑地區的工程地質條件，并指出對建筑物有利的和不利的岡京；（2）論證建筑物所存在的工程地質問題，進行定性和定計的評價，作出確切的結論；（3）選擇地質條件優良的建筑場址，并根據場址的地質條件合職配段各個注筑物；（4）根據建筑場址的具體地質條件，提出有關建筑物類型、規模、糾構和施工力法的合理建議，以及保證建筑物正常使用所應注意的地質要求；（5）研究工程建筑物興建后對地質環境的影響，預測義發展演化趨勢，并提山對地質環境合理利用和保護的建議；（6）為擬定改善和防治不良地頂作用的措施方案提供地質依據。工程建筑的類型很多，如工業民用建筑物、鐵路、公路、水運建筑、水利水電建筑、礦山建筑、海港工程和近海石油開采以及國防工程等。每一類型建筑又有一系列建筑物群體組成，如高樓大廈、工業廠房、道路、橋梁、隧道、地鐵、運河、海港、堤壩、電站、礦井、巷道、油庫、飛機場等。這些建筑物有些位于地面上，有的埋于地下，都脫離不開地殼，無不與地質環境息息相關。他們的形式不同、規模各異，對地質環境的適應性以及對地質環境的相互作用也越來越強烈，越來越復雜。我國的各類工程、鐵路公路、水利水電、城鄉建設、工業、國防、礦山、港口等建筑，尤其是大型建筑，都是先做了反復的工程地質勘察工作才進行設計、施工、修建完成的，因而基本上沒有因為地質問題而失敗。

3我國工程地質學理論體系的形成

工程地質問題和環境地質問題是可以預測的，只要查清工程地質條件，又有了規劃設計部門所提供的有關工程建筑的類型和規模，尤其是建筑物作用力的大小和性質，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評價，指出問題的嚴重，哪些地質因素不利，不能滿足工程建筑的要求。應當采取何種措施予以補救，是減小建筑物的規模以適應地質條件，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。這要從技術條件上和經濟合理性上進行比較才能確定。由上述可知，工程地質學研究的目標在于協調工程建筑與工程地質條件之間的矛盾關系，既保證工程建筑造福人類，又避免它對環境造成不良影響。

4工程地質的科研成就

4.1巖體工程地質力學的建立與巖體力學研究

與土力學相比，巖體力學直到20世紀60年代還是知之甚少。在治淮工程、武漢和南京長江大橋以及三峽工程等一系列工程地質勘察中發現巖體中的裂隙發育情況不同對巖體的力學性質與行為影響很大，而巖體的變形破壞實際上是受其中的軟弱結構面的控制，包括層面、斷層面、裂隙、片理、劈理等，也稱不連續面，使巖體成為非均質、各向異性的不聯系介質。結構面之間的巖石體稱為結構體?？傮w上來說巖體就是由結構面和結構體組合而成的。結構面按其延續的長短可以分級，但其形成則受巖石成因和后期地質構造變動的控制，因而其分布規律和形狀、寬度等可以通過地質力學加以分析。這樣他們就把地質力學與巖石力學結合起來對巖體結構加以分析，創立了一門新的分支學科：巖體工程地質力學。把巖體結構分為塊狀結構、鑲嵌結構、碎裂結構、層狀結構、層狀碎裂結構、散體結構等類型。不同結構類型的巖體其力學性質和變形破壞規律也不同。我國在軟弱、破碎巖體的研究方面也取得較大進展，例如斷層巖的分類及其物理力學特性和穩定性評價的研究；泥化夾層的物質與結構特征及其力學性質的研究；膨脹巖的膨脹機理和處理措施的研究等。

4.2環境工程地質與地質災害研究

20世紀80年代以來，環境問題日益嚴重。為了合理利用和保護地質環境，我國開展了環境工程地質的研究。幾十年來在一些重點地區和大型工程地區做了不少研究工作，以工程建筑所引起的閃生地質環境研究為主，包括對人類生存和生產造成損失和威脅的各種地質災害，諸如地面沉降、地面塌陷、地裂縫、滑坡、崩塌、泥石流、水庫誘發地震、沙漠化、水土流失等。

5總結

20世紀50年代以來，中國工程地質學從建國初期的一片空白，發展到今天成為一門內容豐富、理論體系嚴謹、具有中國特色的綜合性學科，發展之迅速是驚人的。當前我國改革開放形勢大好，新世紀的到來，經濟建設任務更為艱巨，新型城鎮、新型鐵路、高速公路的建設、黃河的治理、西南水電資源的開發、南水北調工程、海峽通道等等，為工程地質學研究開拓了美好前景。讓我們加倍努力，把我國工程地質學推向世界高峰。

本文作者:王吉祥工作單位:山東黃金集團