水工環(huán)地質(zhì)工作的趨勢(shì)與展望 --工程地質(zhì)工作研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 水工環(huán)地質(zhì)是水文地質(zhì)、工程地質(zhì)和環(huán)境地質(zhì)的統(tǒng)稱,是地學(xué)研究領(lǐng)域的重 要組成部分。其中工程地質(zhì)學(xué)在20 世紀(jì)20 年代在地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)上開(kāi)始發(fā)展,而今 已成為一門理論基礎(chǔ)堅(jiān)實(shí)、研究?jī)?nèi)容豐富、與工程建設(shè)及人類環(huán)境密切相關(guān)、且 具有各分支學(xué)科、應(yīng)用性很強(qiáng)的地學(xué)學(xué)科。

 

  一、工程地質(zhì)學(xué)的涵義和發(fā)展簡(jiǎn)史

 

  1、工程地質(zhì)學(xué)的涵義   工程地質(zhì)學(xué)(engineering geology)是研究與人類工程建筑等活動(dòng)有關(guān)的地 質(zhì)問(wèn)題的學(xué)科,它是地質(zhì)學(xué)的一個(gè)分支。工程地質(zhì)學(xué)的研究目的在于查明建設(shè)地 區(qū)或建筑場(chǎng)地的工程地質(zhì)條件,分析、預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)可能存在和發(fā)生的工程地質(zhì)問(wèn) 題及其對(duì)建筑物和地質(zhì)環(huán)境的影響和危害,提出防治不良地質(zhì)現(xiàn)象的措施,為保 證工程建設(shè)的合理規(guī)劃以及建筑物的正確設(shè)計(jì)、順利施工和正常使用,提供可靠 的地質(zhì)科學(xué)依據(jù)。

 

  2、工程地質(zhì)學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史

 

  (1)萌芽時(shí)期

 

  人們?cè)?a href="http://www.0417jobs.cn/t/工程建設(shè).html" >工程建設(shè)活動(dòng)中,自覺(jué)或不自覺(jué)地用地質(zhì)知識(shí)于建筑事業(yè),使建筑物 與地質(zhì)環(huán)境相適應(yīng),以保證建筑物能發(fā)揮預(yù)期的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)和社會(huì)效應(yīng)。該階段可 追溯到千余年之前。我國(guó)河北洨河上的趙州橋、四川岷江上的都江堰等便是很好 的例證。可見(jiàn),當(dāng)時(shí)人們已具有相當(dāng)?shù)墓こ痰刭|(zhì)知識(shí)。該時(shí)期的特點(diǎn)是沒(méi)有形成 系統(tǒng)的工程地質(zhì)理論知識(shí),也沒(méi)有任何經(jīng)驗(yàn)資料的積累和記載,人們?cè)?a href="http://www.0417jobs.cn/t/工程建設(shè).html" >工程建設(shè) 實(shí)踐中按各自的經(jīng)驗(yàn)辦事。盡管當(dāng)時(shí)生產(chǎn)力低下,工程規(guī)模不大,但沒(méi)有系統(tǒng)的 工程地質(zhì)學(xué)理論知識(shí)作指導(dǎo),因地制宜成功的工程建設(shè)活動(dòng)亦僅為少數(shù)。

 

  (2)奠基時(shí)期

 

  20 世紀(jì)人類社會(huì)快速發(fā)展,各類工程建設(shè)突飛猛進(jìn),使地質(zhì)學(xué)越來(lái)越多的 介入其中,為工程的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營(yíng)提供地質(zhì)依據(jù),推動(dòng)了工程地質(zhì)學(xué) 的形成。完整、系統(tǒng)的工程地質(zhì)理論是由原蘇聯(lián)科學(xué)家首先奠定的,主要觀點(diǎn)是 工程地質(zhì)學(xué)是"研究建筑和使用工程建筑物的地質(zhì)環(huán)境的科學(xué),它所探討的對(duì)象 都是屬于地質(zhì)方面的。它研究由于人類工程活動(dòng)而引起的地殼(主要是它的最上層)變動(dòng)。實(shí)際任務(wù)就是預(yù)測(cè)工程建筑物在施工及使用時(shí)與地質(zhì)環(huán)境的相互作 用。"與此同時(shí),歐美資本主義國(guó)家中也出現(xiàn)了工程地質(zhì)學(xué),但研究方向不同, 附屬于土木工程中,主要從事一般地質(zhì)構(gòu)造和地質(zhì)作用與工程建設(shè)關(guān)系的研究, 是"土木工程師適用的地質(zhì)學(xué)",并未形成獨(dú)立的科學(xué)體系。 我國(guó)的工程地質(zhì)學(xué)是在新中國(guó)建立后隨著大規(guī)模國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要而發(fā) 展起來(lái)的,一開(kāi)始就按原蘇聯(lián)的模式建立工程地質(zhì)學(xué)科和勘察體制。

 

  (3)獨(dú)立發(fā)展時(shí)期

 

  進(jìn)入20 世紀(jì)60 年代,大量實(shí)踐積累了豐富的資料和實(shí)際經(jīng)驗(yàn),促進(jìn)我國(guó)工 程地質(zhì)進(jìn)入了獨(dú)立發(fā)展的階段。一些產(chǎn)業(yè)部門制定了各自的工程地質(zhì)勘察規(guī)范, 巖土測(cè)試技術(shù)提高,定量評(píng)價(jià)有所發(fā)展。此時(shí)期一批重大工程項(xiàng)目,例如烏江渡、 劉家峽、龍羊峽等水利樞紐,成昆、蘭新、焦柳等鐵路干線;南京、九江長(zhǎng)江大 橋等的工程地質(zhì)勘察,都取得了重要成果,有的已建成運(yùn)行。

 

  (4)快速發(fā)展時(shí)期 從20 世紀(jì)70 年代后期以來(lái),我國(guó)進(jìn)入了以經(jīng)濟(jì)建設(shè)為中心和改革開(kāi)放的時(shí) 代,也是工程地質(zhì)學(xué)大發(fā)展的時(shí)期。在大量吸取國(guó)外先進(jìn)理論和技術(shù)方法的同時(shí), 創(chuàng)立了自己新的理論,形成了具有中國(guó)特色的工程地質(zhì)學(xué)理論體系。工程地質(zhì)學(xué) 研究領(lǐng)域不斷拓展。在能源和礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)、城市化建設(shè)、交通路線和地質(zhì)災(zāi)害 預(yù)測(cè)防治等方面,開(kāi)展了廣泛而深入的研究。將系統(tǒng)論、信息論、耗散結(jié)構(gòu)等現(xiàn) 代科學(xué)方法滲透到學(xué)科領(lǐng)域中。

 

  二、工程地質(zhì)學(xué)的研究現(xiàn)狀

 

  1、國(guó)外工程地質(zhì)的研究現(xiàn)狀

 

  20 世紀(jì)下半葉,全世界經(jīng)濟(jì)在相對(duì)穩(wěn)定的環(huán)境中發(fā)展,各類工程建設(shè)的規(guī) 模越來(lái)越大,對(duì)地質(zhì)體的干擾也愈益嚴(yán)重,隨著歐洲一些水利工程的重大事故的 發(fā)生與地質(zhì)問(wèn)題密切相

 

  關(guān),國(guó)際工程地質(zhì)界認(rèn)識(shí)到有必要成立一個(gè)國(guó)際學(xué)術(shù)性組織,共同切磋重大的工程地質(zhì)問(wèn)題,進(jìn)行學(xué)術(shù)交流,探討發(fā)展趨勢(shì)。在 1968 年 召開(kāi)的第23 界國(guó)際地質(zhì)大會(huì)上成立了國(guó)際地質(zhì)學(xué)會(huì)工程地質(zhì)分會(huì),后改名為國(guó) 際工程地質(zhì)協(xié)會(huì)。國(guó)際工程地質(zhì)協(xié)會(huì)四年召開(kāi)一次國(guó)際工程地質(zhì)大會(huì),還不定期 地舉行專題學(xué)術(shù)討論會(huì),研討的專題有:巖土體的工程特性,特殊沿途的工程地 質(zhì)研究,區(qū)域規(guī)劃與城市區(qū)工程地質(zhì),工程建設(shè)區(qū)的工程地質(zhì)問(wèn)題和場(chǎng)址選擇的 工程地質(zhì)評(píng)價(jià),重大環(huán)境工程地質(zhì)問(wèn)題,地質(zhì)災(zāi)害評(píng)價(jià)、預(yù)測(cè)和防治,工程地質(zhì) 勘查技術(shù)等。 1976 年先后出版的 Q.Zaruba 和他的學(xué)生 V.Mence 合著的《工程地質(zhì)學(xué)》 (Engineering Geology)和 P.B.Attewell 及 L.W.Farmer 的《工程地質(zhì)學(xué)原理》 (Principles of Engineering Geology)這兩本著作,可代表20 世紀(jì)70 年代國(guó)際工 程地質(zhì)學(xué)的水平。 在1980 年第26 屆國(guó)際地質(zhì)大會(huì)上,地質(zhì)學(xué)家們一致通過(guò)了《國(guó)際工程地質(zhì)協(xié)會(huì)關(guān)于解決環(huán)境問(wèn)題的宣言》,標(biāo)志著現(xiàn)代工程地質(zhì)向環(huán)境地質(zhì)學(xué)進(jìn)軍的時(shí)代 開(kāi)始,越來(lái)越多的工程地質(zhì)學(xué)專家參與環(huán)境保護(hù)與自然災(zāi)害的研究領(lǐng)域。為了體 現(xiàn)工程地質(zhì)學(xué)家將環(huán)境保護(hù)作為義不容辭的己任,在 1997 年于希臘雅典召開(kāi)的 一次會(huì)議上,協(xié)會(huì)正式改名為國(guó)際工程地質(zhì)與環(huán)境協(xié)會(huì)。 至今,工程地質(zhì)研究已經(jīng)郵歐美國(guó)家向發(fā)展中國(guó)家擴(kuò)展,國(guó)際工程地質(zhì)學(xué)科 研究和工程工作實(shí)踐正在穩(wěn)步發(fā)展。

 

  2、我國(guó)工程地質(zhì)的研究現(xiàn)狀

 

  經(jīng)過(guò)盡60 年的發(fā)展,我國(guó)工程地質(zhì)學(xué)已成一門研究?jī)?nèi)容豐富、理論體系嚴(yán) 謹(jǐn),具有中國(guó)特色的綜合性學(xué)科,并且是國(guó)際工程地質(zhì)界的重要一員。我國(guó)工程 地質(zhì)學(xué)家的研究領(lǐng)域廣闊,主要有巖土工程特性研究和巖體工程地質(zhì)力學(xué)創(chuàng)立、 區(qū)域工程地質(zhì)和區(qū)域地殼穩(wěn)定性研究、環(huán)境工程地質(zhì)和地質(zhì)災(zāi)害研究、特殊土結(jié)構(gòu)和工程特性研究以及工程地質(zhì)勘查的理論和技術(shù)方法等方面。

 

  (1)巖土工程特征研究和巖體工程地質(zhì)力學(xué)的創(chuàng)立

 

  地基、邊坡和地下工程圍巖的變性破壞問(wèn)題使工程地質(zhì)學(xué)家與巖石力學(xué)家、 土木工程師們開(kāi)始關(guān)注對(duì)巖體介質(zhì)特性的研究,認(rèn)識(shí)到巖體與巖石是既有著本質(zhì) 區(qū)別又相互聯(lián)系的介質(zhì)。著名工程地質(zhì)學(xué)家谷德振和他的同事們?cè)谝幌盗?巖體 工程勘察中,發(fā)現(xiàn)巖體的力學(xué)性質(zhì)和行為主要受控于軟弱結(jié)構(gòu)面的展布,包括層 面、斷裂面、節(jié)理、片理等,使巖體成為非連接、非均質(zhì)、各向異性的介質(zhì)。他 們首先從地質(zhì)建造著手,劃分工程地質(zhì)巖組,運(yùn)用地質(zhì)力學(xué)理論方法,研究結(jié)構(gòu) 面的形成機(jī)制和空間分布規(guī)律,進(jìn)而研究巖體結(jié)構(gòu)特性,劃分巖體結(jié)構(gòu)類型。再按不同結(jié)構(gòu)類型和工程建筑要求進(jìn)行穩(wěn)定性分析。將工程地質(zhì)學(xué)與地質(zhì)力學(xué)、巖 石力學(xué)有機(jī)地結(jié)合起來(lái),創(chuàng)立了巖體工程地質(zhì)力學(xué)。它的理論體系、研究思路和 方法,在國(guó)際上獨(dú)樹一幟。20 世紀(jì)80 年代中期以來(lái),在中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)研究所 設(shè)立了工程地質(zhì)力學(xué)開(kāi)放研究實(shí)驗(yàn)室,吸收國(guó)內(nèi)學(xué)者共同協(xié)作,開(kāi)展工程地質(zhì)前 沿課題和生產(chǎn)上需要解決的問(wèn)題的研究工作,每次學(xué)術(shù)委員會(huì)上都要討論工程地 質(zhì)學(xué)的趨勢(shì)和應(yīng)制定的科研方向。無(wú)形中成為我國(guó)工程地質(zhì)學(xué)的研究中心,推動(dòng) 著我國(guó)工程地質(zhì)學(xué)的不斷發(fā)展。

 

  (2)區(qū)域工程地質(zhì)和區(qū)域地殼穩(wěn)定性研究

 

  受地質(zhì)和自然地理?xiàng)l件制約,區(qū)域工程地質(zhì)條件復(fù)雜,對(duì)區(qū)域工程地質(zhì)的研 究對(duì)國(guó)土資源開(kāi)發(fā)利用、工程規(guī)劃布置以及地質(zhì)環(huán)境保護(hù)等意義重大。20 世紀(jì) 50 年代末,劉國(guó)昌、張咸恭、姜達(dá)權(quán)等就開(kāi)展了此項(xiàng)研究工作,出版專著和編 制全國(guó)工程地質(zhì)分區(qū)圖。幾十年來(lái),各大河流域、部分省區(qū)和西南、西北山區(qū)都開(kāi)展了較系統(tǒng)的區(qū)域工程地質(zhì)和環(huán)境地質(zhì)研究,積累了豐富的資料。經(jīng)過(guò)數(shù)年的 努力,于1990 年首次出版了1:400 萬(wàn)《中國(guó)工程地質(zhì)圖及說(shuō)明書》,1992 年出 版了1:600 萬(wàn)《中國(guó)環(huán)境地質(zhì)圖系》。這些成果標(biāo)志著我國(guó)區(qū)域工程地質(zhì)環(huán)境研 究取得了豐碩的成果。 20 世紀(jì)50 年代末,我國(guó)學(xué)者谷德振和劉國(guó)昌倡導(dǎo)研究"區(qū)域地殼穩(wěn)定性", 指出區(qū)域地殼穩(wěn)定性是巖石圈內(nèi)正在進(jìn)行的地質(zhì)、地球物理作用對(duì)地殼表層及工 程建筑安全的影響,即地殼現(xiàn)代活動(dòng)對(duì)工程安全的影響程度。其研究思路是以地質(zhì)力學(xué)理論為指導(dǎo),強(qiáng)調(diào)以地質(zhì)構(gòu)造研究為基礎(chǔ),以斷裂活動(dòng)性、現(xiàn)代地應(yīng)力場(chǎng) 和地震活動(dòng)性為主要研究?jī)?nèi)容,最終進(jìn)行區(qū)域穩(wěn)定性分級(jí),分區(qū)和評(píng)價(jià)。在該研 究領(lǐng)域,胡海濤等依據(jù)李四光的"安全島"思想,指導(dǎo)重大工程場(chǎng)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(qū)域地殼穩(wěn) 定性研究對(duì)我國(guó)工程地質(zhì)勘察來(lái)說(shuō),具有特殊的意義,這也是具有中國(guó)特色,且 在國(guó)際上處于領(lǐng)先地位的研究領(lǐng)域。

 

  (3)環(huán)境工程地質(zhì)和地質(zhì)災(zāi)害的研究

 

  環(huán)境工程地址是現(xiàn)代工程地質(zhì)學(xué)的一個(gè)分支,是研究由于人類工程-經(jīng)濟(jì)活 動(dòng)所引起的區(qū)域性和危害人類及工程安全的工程作用的產(chǎn)生機(jī)制和條件并進(jìn)行 預(yù)測(cè)和防治,這些作用是誘發(fā)地震、地面沉降、地面塌陷、土地荒漠化、滑坡、 泥石流等。我國(guó)正式研究環(huán)境工程地質(zhì)始自20 世紀(jì)60 年代的新豐江水庫(kù)誘發(fā)地 震和上海的地面沉降。80 年代初以來(lái),共召開(kāi)了四次全國(guó)性的環(huán)境工程地質(zhì)學(xué) 術(shù)討論會(huì),涉及的內(nèi)容豐富多彩,有些研究成果在國(guó)際上處于先進(jìn)地位。對(duì)上海 地面沉降的防治,區(qū)域性滑坡預(yù)測(cè)模型。1995 年劉傳正出版了《環(huán)境工程地質(zhì) 學(xué)導(dǎo)論》,全面論述了環(huán)境工程地址理論體系,基本研究?jī)?nèi)容以及各類環(huán)境工程 地質(zhì)作用研究的內(nèi)容和方法,展示了環(huán)境工程地質(zhì)的前景。

 

  與環(huán)境工程地質(zhì)相關(guān)的地質(zhì)災(zāi)害的研究,也主要由工程地質(zhì)界承擔(dān)的。近十 多年來(lái),對(duì)危及人類和工程安全的各種地質(zhì)災(zāi)害,都進(jìn)行了廣泛而深入的研究。 1989 年 1 月召開(kāi)的全國(guó)地質(zhì)災(zāi)害防治工作會(huì)議期間,成立了主要由工程地質(zhì)學(xué) 家參加的全國(guó)地質(zhì)災(zāi)害研究會(huì),次年又創(chuàng)辦了《中國(guó)地質(zhì)災(zāi)害及防治學(xué)報(bào)》,對(duì) 地質(zhì)災(zāi)害的研究起了促進(jìn)作用,對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的分類,形成機(jī)制、分布規(guī)律,預(yù)測(cè) 方法及防治對(duì)策與措施等研究成果,及時(shí)在學(xué)報(bào)上開(kāi)展交流。90 年代還編制了 中國(guó)地質(zhì)災(zāi)害類型圖,出版了段永侯等的專著《中國(guó)地質(zhì)災(zāi)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(guó)在這一領(lǐng)域的國(guó)際地位。

 

  (4)特殊土結(jié)構(gòu)和工程特性的研究

 

  特殊土指的是成分和結(jié)構(gòu)特殊,其工程(地質(zhì))性質(zhì)也特殊的土類。如淤泥 土、黃土類土、膨脹土、鹽漬土、紅粘土、多年凍土等。張宗、高國(guó)瑞、黃熙齡、 孔德坊、李生林等學(xué)者長(zhǎng)期以來(lái)對(duì)黃土類土、膨脹土和淤泥類土所進(jìn)行的卓有成 就的研究成果,有關(guān)它們的微結(jié)構(gòu)特征和分類、物質(zhì)成分、工程特性及指標(biāo),建 筑穩(wěn)定性評(píng)價(jià)以及處理措施等,都進(jìn)行了深入的研究。

 

  (5)工程地質(zhì)勘察的理論和技術(shù)方法

 

  工程地質(zhì)學(xué)為工程建設(shè)服務(wù)是通過(guò)勘查工作來(lái)實(shí)現(xiàn)的。工程建筑與其所在的 地質(zhì)環(huán)境之間存在著相互作用和相互制約的矛盾關(guān)系,要通過(guò)工程地質(zhì)勘查才能 搞清楚。我國(guó)的工程地質(zhì)勘察經(jīng)歷了三個(gè)歷史階段:第一階段是 1966 年以前, 勘查工作體制由全盤學(xué)習(xí)蘇聯(lián)到自主獨(dú)立發(fā)展,勘察工作嚴(yán)格按規(guī)范要求進(jìn)行, 為國(guó)家基本建設(shè)的一批重大工程項(xiàng)目提供了地質(zhì)依據(jù)。在工程選址和場(chǎng)地評(píng)價(jià) 中,著重于工程地質(zhì)條件的闡明和定性評(píng)價(jià)為主。第二階段是 1966 年到 1978 年,"文革"期間工程地質(zhì)勘察受到嚴(yán)重干擾而很不正常,破壞了基本建設(shè)程序, 一些大工程搞了邊勘察、邊設(shè)計(jì)、邊施工的"三邊"方針,盲目簡(jiǎn)化勘察程序, 有的重大工程實(shí)際上搞了一次性勘察,造成嚴(yán)重?fù)p失。第三階段 1978 年以來(lái), 以經(jīng)濟(jì)建設(shè)為中心的改革開(kāi)放年代,形成了較完整的工程地質(zhì)勘察體制,制定新 的勘察規(guī)范,與國(guó)際接軌,勘察質(zhì)量大大提高。在土木工程中引進(jìn)歐美國(guó)家的巖 土工程技術(shù)體制,兩種技術(shù)體制并存。一些重大工程采取國(guó)際招標(biāo)方式,以引進(jìn) 國(guó)外先進(jìn)的勘察技術(shù)和資金。工程地質(zhì)勘察工作進(jìn)入了一個(gè)新的歷史階段。 經(jīng)過(guò)數(shù)十年實(shí)踐和理論研究,逐漸形成和完善了我國(guó)工程地質(zhì)勘察的理論體 系,即"以工程地質(zhì)條件的研究為基礎(chǔ),以工程地質(zhì)問(wèn)題的分析為核心,以工程地質(zhì)勘查技術(shù)方法為手段,以工程地質(zhì)評(píng)價(jià)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(guó)工程地質(zhì)學(xué)》中得到了充分體現(xiàn)。我國(guó)的工 程地質(zhì)勘察事業(yè)在上述勘查理論體系的指引下取得了巨大成就。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。在勘察基礎(chǔ)上形成了"水利水電工程地質(zhì)"、"鐵路工程地質(zhì)"、 "礦山工程地質(zhì)"和"城市及房屋建筑工程地質(zhì)"等專門工程地質(zhì)系列。

 

  目前,新技術(shù)方法在工程地質(zhì)勘探中被推廣應(yīng)用,已取得較好效果。例如, 遙感圖像(航衛(wèi)片)在工程地質(zhì)測(cè)繪填圖中的應(yīng)用;大口徑鉆進(jìn)和小口徑金剛石 鉆進(jìn)在水電工程地質(zhì)勘探中的應(yīng)用，砂卵石層鉆探與取樣新技術(shù),套鉆和巖芯向 鉆進(jìn)技術(shù);聲波探測(cè)、地質(zhì)雷達(dá)、地球物理層析成像技術(shù)(CT)、鉆孔彩色電視 錄像及圖像處理系統(tǒng)等物探技術(shù)的使用;計(jì)算機(jī)技術(shù)在工程地質(zhì)勘察中普遍采 用,各種專用軟件的開(kāi)發(fā)等。

 

  三、工程地質(zhì)學(xué)的未來(lái)

 

  1、國(guó)際工程地質(zhì)學(xué)發(fā)展趨勢(shì)

 

  從世界范圍看,工程地質(zhì)研究繼續(xù)由發(fā)達(dá)國(guó)家向發(fā)展中國(guó)家擴(kuò)展。發(fā)展中國(guó) 家的各類工程建設(shè)將以前所未有的規(guī)模和速度發(fā)展著,各種不同復(fù)雜程度的地質(zhì) 環(huán)境將向工程地質(zhì)學(xué)家提出許多研究課題,也要求工程地質(zhì)勘查技術(shù)手段不斷創(chuàng) 新和改進(jìn)。

 

  由于巖石圈、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(shì)必促使工程地質(zhì)學(xué)家們從全球演化的角度來(lái)研究工程地質(zhì)特征的多 樣性以及各層圈對(duì)工程地質(zhì)條件的影響,進(jìn)行全球性的工程地質(zhì)研究和對(duì)比。作 為地學(xué)分支的工程地質(zhì)學(xué)與工程科學(xué)、環(huán)境科學(xué)以及地球科學(xué)的其它分支學(xué)科關(guān) 系密切,所以工程地質(zhì)學(xué)與各相關(guān)學(xué)科更好的交叉和結(jié)合能夠促進(jìn)基本理論、分 析方法和研究手段等各方面不斷更新和前進(jìn),進(jìn)而使工程地質(zhì)學(xué)的內(nèi)涵不斷變 化,外延不斷擴(kuò)展。此外,工程地質(zhì)學(xué)必將融入現(xiàn)代數(shù)理化、計(jì)算機(jī)科學(xué)、空間 科學(xué)及材料科學(xué)等更多的新鮮知識(shí),以保證在未來(lái)的信息世界里工程地質(zhì)學(xué)的適 應(yīng)性。

 

  2、我國(guó)工程地質(zhì)學(xué)未來(lái)的任務(wù)和發(fā)展趨勢(shì)

 

  在 21 世紀(jì)上半葉,根據(jù)我國(guó)的發(fā)展戰(zhàn)略,將大大提高綜合國(guó)力,加速現(xiàn)代 化建設(shè)。為保持較快的穩(wěn)步發(fā)展速度,在能源、交通、現(xiàn)代城市化建設(shè)和礦產(chǎn)資 源開(kāi)發(fā)方面將要有更大、更快發(fā)展。同時(shí),為了實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,要重視環(huán) 境保護(hù),加強(qiáng)自然災(zāi)害的防治。我國(guó)的工程地質(zhì)學(xué)應(yīng)重點(diǎn)解決好環(huán)境工程地質(zhì)、 災(zāi)害防治等方面的問(wèn)題以及復(fù)雜地質(zhì)體建模理論技術(shù)、崩滑地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生機(jī)理等 工程地質(zhì)方面的理論與技術(shù)的發(fā)展。

 

  今后工程地質(zhì)學(xué)的主要任務(wù)是研究并解決以下問(wèn)題:

 

  (1)環(huán)青藏高原淺表層動(dòng)力學(xué)條件及其環(huán)境效益

 

  (2)深埋長(zhǎng)大隧道災(zāi)害地質(zhì)問(wèn)題評(píng)價(jià)及預(yù)測(cè)

 

  (3)地下開(kāi)挖的地面地質(zhì)效應(yīng)研究

 

  (4)流域開(kāi)發(fā)及重大工程建設(shè)(前期、后期)的環(huán)境地質(zhì)效應(yīng)評(píng)價(jià)

 

  (5)城市(及重大工程建設(shè)區(qū))環(huán)境地質(zhì)信息系統(tǒng)及防災(zāi)減災(zāi)決策支持系統(tǒng)

 

  (6)沿海地區(qū)海面上升對(duì)地質(zhì)環(huán)境的影響研究

 

  (7)城市垃圾衛(wèi)生填埋處置的環(huán)境地址效應(yīng)分析

 

  (8)核電站選址及中-低放射性核廢料處置的環(huán)境地質(zhì)效應(yīng)研究  今后工程地質(zhì)學(xué)應(yīng)重點(diǎn)發(fā)展的理論與技術(shù)有:

 

  (1)復(fù)雜地質(zhì)體的建模理論與技術(shù)研究,深化開(kāi)挖卸荷條件下節(jié)理巖體的 力學(xué)響應(yīng)及其地質(zhì)-力學(xué)模型、深埋(埋深 1000-2000)條件下巖溶介質(zhì)的地質(zhì)- (水動(dòng))力學(xué)模型和強(qiáng)震條件下水-巖力學(xué)作用模型及工程巖體穩(wěn)定性的研究工 作。

 

  (2)崩滑地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生機(jī)理及其非線性評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)理論,加強(qiáng)災(zāi)害性地質(zhì)過(guò) 程的非線性及全息預(yù)報(bào)系統(tǒng)理論研究。即以系統(tǒng)工程和信息工程理論為基礎(chǔ),針 對(duì)地質(zhì)體結(jié)構(gòu)和信息源的復(fù)雜性,充分考慮地質(zhì)體可能發(fā)出的各種信息,采用信 息工程理論對(duì)多源復(fù)雜信息進(jìn)行加工處理,再將傳統(tǒng)的確定性預(yù)測(cè)方法和處理復(fù) 雜系統(tǒng)與探索復(fù)雜性的非線性理論有機(jī)結(jié)合,建立災(zāi)害性地質(zhì)過(guò)程的全息預(yù)報(bào)系 統(tǒng)理論。

 

  (3)新一代地質(zhì)災(zāi)害評(píng)價(jià)與防治理論-地質(zhì)災(zāi)害過(guò)程模擬與過(guò)程控制,全過(guò) 程動(dòng)態(tài)模擬的主攻關(guān)鍵問(wèn)題是復(fù)雜地質(zhì)結(jié)構(gòu)體的三維描述、基于復(fù)合材料的復(fù)雜 介質(zhì)體結(jié)構(gòu)模型、崩滑地質(zhì)災(zāi)害全過(guò)程的數(shù)學(xué)-力學(xué)描述及結(jié)構(gòu)關(guān)系(重點(diǎn)是大 變形描述理論和變形耦合理論)、全過(guò)程模擬的數(shù)學(xué)力學(xué)算法,關(guān)鍵是三維算法 及其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、治理工程的模擬及動(dòng)態(tài)優(yōu)化理論和全過(guò)程模擬的成本成像技術(shù)。

 

  (4)高精度工程地質(zhì)解釋系統(tǒng),基本構(gòu)架包括三維地質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、 二維和三維地質(zhì)資料分析處理及成圖、人機(jī)聯(lián)作數(shù)據(jù)-圖形分析處理系統(tǒng)、高精 度層析成像技術(shù)和高精度定量分析預(yù)測(cè)技術(shù)。

 

  (5)災(zāi)害評(píng)價(jià)與預(yù)測(cè)的 3S 技術(shù),3S 手段特別適用于區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害及地質(zhì) 環(huán)境的評(píng)價(jià)與管理決策,這方面研究在國(guó)內(nèi)外地學(xué)研究領(lǐng)域中尚屬起步階段。3S 技術(shù)核心是地理信息系統(tǒng)GIS,在環(huán)境工程地質(zhì)領(lǐng)域GIS 技術(shù)應(yīng)用于空間環(huán)境、 災(zāi)害、工程地質(zhì)信息系統(tǒng)及數(shù)字制圖,建立地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)與管理系統(tǒng)以 及建立地質(zhì)災(zāi)害動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、評(píng)價(jià)與空間預(yù)測(cè)系統(tǒng)。 綜上所述,隨著人類工程建設(shè)事業(yè)以及有關(guān)的科學(xué)理論和技術(shù)的迅速發(fā)展, 工程地質(zhì)研究不僅在廣度上正在開(kāi)辟新的、更加廣闊的領(lǐng)域,在深度上也將進(jìn)入 一個(gè)新的境界,而且工程地質(zhì)學(xué)理論也將會(huì)與有關(guān)的學(xué)科理論相聯(lián)系、交叉,形 成新的獨(dú)立學(xué)科。