環境工程地質問題研究
A. 工程地質有哪些常用的研究方法
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。
B. 環境地質學主要研究哪些科學問題
環境地質學屬地球科學,是應用地質學和地理學原理,合理利用地質資源,改善人類生存環境的一門學科,是一門介於地質學、地理學和環境科學之間的科學。
環境地質學具有廣泛的研究領域,它包括這樣一些研究內容:
①區域地質環境研究,為區域規劃、經濟發展、國土整治及資源開發等提供科學依據。
②地質災害的環境地質問題的研究,為預報地質災害提供依據,為減免災害提出防範措施。
③地球化學環境對人類的影響問題。研究不同地區地球化學背景,各種元素豐度及其分布特點;研究空氣、水體、土壤和礦物原料中有益、有害元素及致病物質富集、遷移規律;研究地質環境與人畜健康關系,防治某些地方病和職業病,最大限度地減輕由於某些元素的天然富集或短缺對人畜健康和植物生長帶來的不良影響。一些城市飲用水水質惡化問題也是當前亟需研究的問題。
④古氣候的變化規律,主要利用地質環境中沉積物反映氣候變化的標志,研究地質歷史時期特別是第四紀以來氣候變化的情況、原因和規律,預測今後氣候變化趨勢可能產生的危害和提出防範措施。
⑤工程建設中可能引起的環境惡化問題。大量的工程活動,如城市建設、水利工程、道路建設、礦山、海港工程、電站建設等常常引起人為地質作用,在興利的同時往往造成地質環境的破壞,引起環境惡化。對人為地質作用及其地質環境可能產生的影響做出評價和預測,為區域經濟建設規劃和大型工程設計提出科學論證。
⑥自然資源開發中的環境地質問題。水資源、能源和礦產資源的開發可以造福人民,但同時又往往引起地質環境的改變,甚至導致人為的地質災害。地下水過量開采常常引起地面沉降,在沿海地區常常導致海水入侵和土地鹽鹼化;礦山開采往往引起地面塌陷、山崩和人工滑坡;某些礦產,特別是放射性礦產的勘探和開采往往引起環境污染。環境地質工作就是要在自然資源的開發過程中詳細研究導致環境惡化原因,提出防止減輕地質環境惡化的措施。
C. 環境地質學研究進展
沈照理
1 環境地質學的研究對象、內容與分科
1.1 研究對象
環境地質學是地質科學中的一門新興的分支學科,也是環境科學的重要組成部分。其研究對象是人類社會與地質環境組成的復雜系統。它的任務是研究人類活動與地質環境的相互關系,揭示環境地質問題的發生、發展和演化趨勢,全面評價地質環境質量,提出地質環境合理開發、利用和保護的對策與方法,為實現人類社會、經濟的可持續發展提供科學依據。
1.2 研究內容
(1)Environmental Geology(Edward A.Keller,Univ.of California Santa Barbara,7thE-dition,1996)中所列的,研究內容:土地利用及與土壤有關的環境問題、人口增長與自然災害、洪災、滑坡、地震、火山活動、岸邊災害、水資源短缺與水污染、環境與健康、礦產開發導致的環境問題、全球變暖(CO2,O3,酸雨等)、大氣污染等。
(2)環境地質學(修訂版)(潘懋、李鐵鋒編著,高等教育出版社,2003)中所列的研究內容:全球變化的研究、區域環境地質問題的研究、資源開發環境地質問題的研究、地質災害研究與防治、城市環境地質研究、重大工程建設的環境地質研究、醫學環境地質研究、生態環境地質研究、現代科學技術在環境地質學中的研究等。
1.3 分科狀況與學科歸屬
目前,環境地質學還沒有形成系統的學科體系,已經沿用過的主要有:①環境水文地質學;②環境工程地質學;③環境地球化學;④災害地質學;⑤城市環境地質學;⑥礦山環境地質學;⑦農業環境地質學等。
按國務院學位委員會和國家教育委員會1997年頒布的《授予博士、碩士和培養研究生的學科、專業目錄》,環境地質調整到現一級學科:環境科學與工程(可授工學、理學、農學學位)(0830)之環境工程學科、專業(083002)。(見下表)
地球科學進展
2 我國環境地質問題研究概述
在自然(原生)和人為(次生)因素作用或影響下形成的環境地質問題。(全面的、簡略的、擇重點簡介)
3 環境問題成為全世矚目的問題之一
(1)可持續發展理論與《中國21世紀議程》。劉培哲文章簡介,在《地學前緣》1996年3卷1期。
(2)瀕臨失衡的地球——生態與人類精神[美]阿爾·戈爾著,陳嘉映等譯。中央編譯出版社一書簡介。
(3)Resources vital to humans。
(4)地球科學新的優先考慮的問題。(W.S.Fyfe文章)簡介,在《地學前緣》1996年3卷1期。
地球科學進展
4 與專題相關資料
(1)書籍:①《Environmental Geology》Edward A.Keller著;②《環境地質學》(修訂版)潘懋,李鐵鋒編著;③《瀕臨失衡的地球——生態與人類精神》[美]阿爾·戈爾著,陳嘉映等譯。
(2)期刊:①Water Research;②Environmental Sciences&Technology;③Contaminated Hydrogeology;④Applied Geochemistry;⑤地學前緣。
D. 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。
E. 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。
F. 請簡要說明環境工程中的一個問題(環境工程問題),上完環境工程地質學,老師布置的作業,字數不限
西部大開發中的環境工程地質問題研究
從20世紀50年代開始,世界進入了可持續發展的時代,隨著下業經濟的快速發展,一系列污染事件的發生,形成了第一輪環境問題。80年代,新一輪經濟的快速發展使環境與發展的矛盾再次突出,隨著人類下程和經濟話動的規模和范I舊益擴大從而引起了具有代表性的問題—環境下程地質問題。我們必須解決下程話動對地質環境的作用所產生的新問題,這就形成現代下程地質學的新分支—環境下程地質。
1環境工程地質特徵
環境下程地質是下程地質學的一個分支,是研究由於人類下程—經濟話動所引起或誘發)的區域性和有害的下程地質作用的科學,這此有害的地質作用會誘發地震、滑坡、泥石流等。環境下程地質,就是研究這此作用產生的條件和機制,提出減弱或消除它的下程措施,為制定、保護和改造地質環境方案提出依抓。環境下程地質的產生是經濟話動不斷加劇的必然產物,也就是說,在現代科學技術條件卜,人類的下程創造給人類帶來了極大利益,同時也給人類環境帶來極大影響,出現了各種不良的下程地質現象,自接或間接地對人類環境產生反作用。為解決這個問題開展了環境下程地質研究,它的主要研究日fig;,是為了合理地進行下程開發,在滿足人類發展需要的同時,保護地質環境,使人類下程話動與地質環境保持良好的協調關系,更有利於人類的生存生話和生產的發展。
2環境工程地質與城市聯系
隨著off:界人II的增加,城鎮規模和數錄在急劇增加,全球出現城市化的趨勢。以我國為例,20 世紀80年代以前,中國的城市化發展緩慢,十一屆三中全會以來,隨著國民經濟發展戰略的轉變,城市發展迅速,城市個數由1980年的223個增加到1993年的570個,1980年一1993年城鎮人口增長了77.36 %,城鎮人II比例從16.20%上升到24 %,小城市與小城鎮由1980年的2870個增加到1993年的13000多個,增長了近4倍,城鎮已成為人類話動對地殼表層施以強烈影響的地區。
城市的產生、運動和發展,都是與地球組成物質及其運動密切相關的,也就是說城市與其它地質環境條件不斷進行相互作用,這種相互作用的過程是城市形成演化過程的重要物質基礎,又是對城市環境改造的過程,在這一過程中城市施加給地質環境的作用總和,可稱之為城市地質作甩或城市下程地質作用),城市地質作用,必將產生特有的城市環境下程地質問題。
近20年來,}If:界各國的地質學家都對城市地質給r了很大的關汁,出版或發表了一系列著作,如R.F.萊格特1973年發表的《城市與地質學》,B.科特洛夫1977年發表的《城市地區的人為地質作用和地質現象》,R.O.維特加德1978年發表的《城市環境地質學》,D"萊維森1980年發表的《地質學與城市環境》,大木靖衛1983年發表的《都市地質學及其現狀》等等。自1980年第26屆
國際地質大會提出地質環境問題宣傳開始, 1985年亞太經互會還組織了關於以「城市規劃中的地質學」為主題的討論會,1987年在我國_}匕京舉辦的「山區環境下程地質國際研討會」著重就山
區環境下程地質,自然地質災害及下程違法與地質環境作用進行了卓有成效的研討。1993年8月,在我國_}匕京還舉了「國際城市發展中心地球科學學術討論會」,雖然很多討論偏於粗略乃至重
復已有的下作,但仍為城市環境地質學的創立、發展打卜了扎實的基礎。
我國幅員)』闊,城市眾多,城市依人II的多少可分為特大型(人口超過100萬)、大型(100- 50萬)和中小型(少於50萬)等不同規模,依其所處的地理位置,又可分為沿海城市和內陸城市,依其所擁有的自然資源,又可分為礦山城市、旅遊城市和港口城市等。由於區域自然條件和地質環境的差異,城市在建設和發展過程中而臨的主要環境地質問題也各不相同。如酉部城市、北方城市以資源型缺水為主,南方城市則以水質型缺水為主,平原地區、沿海城市,主要受水上資源污染,地而沉降、地裂縫、軟上變形、海水入侵等緩變形地質災害危害,山區城市除了要受崩塌、
滑坡、泥石流、地而塌陷等突變地質災害的影響和破壞,還因城市下程建設的地而地卜Jf-挖、棄上、排水等話動而誘發新的人為崩塌、滑坡、泥石流、地而塌陷等,從而增加對下程木身和外lvl環境的危害。
3西部大開發中的環境工程地質
目前,我國正處於酉部大開發時期,對開發酉部而言,下程設施建設是關鍵,酉部地區是我國三級地貌地勢的第一級,高海拔高原,山地.片絕對優勢,從某種意義上說開發酉部地區也就是山
區城市的開發,山區城市環境的最大特點是環境脆弱,對人類開發話動敏感、忍耐力低、生態系統易受損,由其是在酉部山區城市的道路下程建設中,因受特殊地形、地層岩性、地質構造等因系的影響,自然環境地質災害類J}t!J眾多,}川此,不僅要論證下程設施的可靠性和下程建設的經濟效益,而且必須考慮和合理利用地質環境的問題,做到既能使城市基礎設施建設安全、經濟穩定,又能合理開發和保護城市地質環境。
在基礎設施建設中道路交通下程是先行和基礎,城市中進行道路下程設施建設,受城市規劃等因索限制,線路的線形、路基的防護,橋隧的架設等下程重要因索會受到一定的影響,而道路下
程作為一項大而復雜的系統下程,可能會跨越不同的地區或不同的地質單元區,會改變原來的地貌,破壞自然的生態環境,從而誘發新的地質災害,由其是在路基下程的設計施下中,會產生諸如破壞邊坡穩定性、使地卜水位卜降、路而沉陷等一系列的環境地質問題。因此,要結合道路下程的下程特點,根抓具體的災害和環境問題的機理,選取少門卜發研究適宜的下程技術體系,從而進行優化設計與防治實施。
4結論
城鎮環境下程地質學,研究的就是城鎮環境下程地質問題,以求合理開發、利用城鎮地質環境,合理規劃和控制城市社會生話,特別是控制城鎮地質作用的規模、范lvl及強度,保證城市與地質環境間的相互作用和發展演化向良性循環方向發展,也就是協調和緩解城鎮經濟開發和空間與地質環境載體間的矛盾,促使地質環境對城鎮經濟開發和空間開發的載體作用不斷加強、不斷避免或減緩城鎮經濟開發和空間開發對地質環境的破壞作用。
G. 環境地質問題有哪些
環境地質一詞最早出現於20世紀60年代末、70年代初一些西方工業發達國家的文獻版中。那時這些工權業發達國家,已感到環境問題的迫切性,開始把滑坡、泥石流、地面沉降、城市地質等問題的研究列為環境地質研究的范疇。
環境地質問題主要包括:
崩塌、滑坡、泥石流等地質災害
地面塌陷愈來愈突出,影響城市建設
城市地下水超采,產生許多區域性地下水降落漏斗。
地下水的局部污染較嚴重,影響城市供水安全。
活動斷裂與地震威脅城市安全。
沿海城市海水人侵、海岸侵蝕與淤積問題
H. 我國工程地質的研究現狀
我國的工程地質學經過近50年的發展,今天已成為一門研究內涵豐富、理論體系嚴謹,具有中國特色的綜合性學科,並且是國際工程地質界的重要一員。
縱覽中國工程地質學的研究領域,是相當廣闊的。主要的有以下幾方面:
一、岩體工程特性研究和岩體工程地質力學的創立
大量的岩體工程實踐遇到的是地基、邊坡和地下工程圍岩的變形破壞問題,促使工程地質學家與岩石力學家、土木工程師們關注對岩體介質特性的研究,認識到岩體與岩石是既有著本質區別又相互聯系的介質。著名工程地質學家谷德振和他的同事們在一系列岩體工程勘察中,發現岩體的力學性質和行為主要受控於軟弱結構面的展布,包括層面、斷裂面、節理、片理等,使岩體成為非連續、非均質、各向異性的介質。他們首先從地質建造著手,劃分工程地質岩組,運用地質力學理論方法,研究結構面的形成機制和空間分布規律,進而研究岩體結構特性,劃分岩體結構類型。再按不同結構類型和工程建築要求進行岩體力學試驗及測試,最後再根據岩體結構特徵和力學屬性,建立力學模型作數學模擬和穩定性分析。將工程地質學與地質力學、岩石力學有機地結合起來,創立了岩體工程地質力學。它的理論體系、研究思路和方法,在國際上獨樹一幟。
20世紀80年代中期以來,在中國科學院地質研究所設立了工程地質力學開放研究實驗室,吸收國內學者共同協作,開展工程地質前沿課題和生產上需要解決的問題的研究工作,每次學術委員會上都要討論工程地質學發展的趨勢和應制定的科研方向。無形中成為我國工程地質學的研究中心,推動著我國工程地質學的不斷發展。
二、區域工程地質和區域地殼穩定性研究
我國地域遼闊,受地質和自然地理條件制約,區域工程地質條件復雜。因此,區域工程地質研究對國土資源開發利用,工程規劃布置以及地質環境保護等意義重大。早在20世紀50年代末,老一輩工程地質學家劉國昌、張咸恭、姜達權等就開展了此項研究工作,出版專著和編制全國工程地質分區圖。幾十年來,各大河流域、部分省區和西南、西北山區都開展了較系統的區域工程地質和環境地質研究,積累了豐富的資料。經過數年的努力,於1990年首次出版了由任國林主編的1∶400萬《中國工程地質圖及說明書》,並附有全國工程地質分區圖;1992年出版了由段永侯主編1∶600萬《中國環境地質圖系》,圖系以工程地質內容為主。標志著我國區域工程地質環境研究取得了豐碩的成果。
「區域地殼穩定性」的術語是由原蘇聯工程地質學家最早提出的,但未作說明和專門研究。在20世紀50年代末,我國學者谷德振和劉國昌倡導此項研究工作。它的涵意是指岩石圈內正在進行的地質、地球物理作用對地殼表層及工程建築安全的影響,即地殼現代活動對工程安全的影響程度。其研究思路是以地質力學理論為指導,強調以地質構造研究為基礎,以斷裂活動性、現代地應力場和地震活動性為主要研究內容,最終進行區域穩定性分級,分區和評價。在該研究領域,胡海濤等依據李四光的「安全島」思想,指導重大工程場址的選擇,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。區域地殼穩定性研究對我國工程地質勘察來說,具有特殊的意義,這也是具有中國特色,且在國際上處於領先地位的研究領域。
三、環境工程地質和地質災害的研究
環境工程地質是現代工程地質學的一個分支,是研究由於人類工程—經濟活動所引起的區域性和危害人類及工程安全的工程地質作用。這些有害的工程地質作用是誘發地震、地面沉降、地面塌陷、土地荒漠化、滑坡、泥石流等,它們常導致地質災害。環境工程地質就是研究這些作用(或問題)產生的機制和條件,進行預測和防治,其目的為了合理利用和保護地質環境。我國正式研究環境工程地質始自20世紀60年代的新豐江水庫誘發地震和上海的地面沉降。80年代初以來,共召開了四次全國性的環境工程地質學術討論會,涉及的內容豐富多采。有些研究成果在國際上處於先進地位。例如,上海地面沉降的防治,區域性滑坡預測模型。1995年出版了第一本由劉傳正著的《環境工程地質學導論》,全面論述了環境工程地質理論體系,基本研究內容以及各類環境工程地質作用研究的內容和方法,展示了環境工程地質的前景。
與環境工程地質相關的地質災害的研究,也主要由工程地質界承擔的。近十多年來,對危及人類和工程安全的各種地質災害,都進行了廣泛而深入的研究。在1989年1月召開的全國地質災害防治工作會議期間,成立了主要由工程地質學家參加的全國地質災害研究會,次年又創辦了《中國地質災害及防治學報》,對地質災害的研究起了促進作用,對地質災害的分類,形成機制、分布規律,預測方法及防治對策與措施等研究成果,及時在學報上開展交流。90年代還編制了中國地質災害類型圖,出版了段永侯等的專著《中國地質災害》。眾多的研究成果及著作,還有具體防治工程的成功,確立了我國在這一領域的國際地位。
四、特殊土結構和工程特性的研究
藉助於測試技術的現代化,我國在特殊土的微觀結構及其工程特性的研究方面也有了長足的發展。所謂特殊土,指的是成分和結構特殊,其工程(地質)性質也特殊的土類。我國幾乎所有的特殊土皆有分布,諸如淤泥土、黃土類土、膨脹土、鹽漬土、紅粘土,多年凍土等,它們的分布都具地域性,因此也可稱之為區域性土。由於特殊的不良工程性質,對當地工程建設以及生命財產的安全意義重大,因而促使學者們開展了這方面的研究。這里需要特別指出的是,張宗祜、高國瑞、黃熙齡、孔德坊、李生林等學者長期以來對黃土類土、膨脹土和淤泥類土所進行的卓有成效的研究成果,有關它們的微結構特徵和分類、物質成分、工程特性及指標,建築穩定性評價以及處理措施等,都進行了深入的研究。
五、工程地質勘察的理論和技術方法
工程地質學為工程建設服務是通過勘察工作來實現的。工程建築與其所在的地質環境之間存在著相互作用和相互制約的矛盾關系,要通過工程地質勘察才能搞清楚。50年來,難以計數的大大小小各類工程建築通過勘察,積累了十分豐富的經驗和教訓。總地說,我國的工程地質勘察經歷了三個歷史階段:第一階段是1966年以前,勘察工作體制由全盤學習蘇聯到自主獨立發展,勘察工作嚴格按規范要求進行,為國家基本建設的一批重大工程項目提供了地質依據。當時在工程選址和場地評價中,著重於工程地質條件的闡明和定性評價為主。第二階段是1966年到1978年,「文革」期間工程地質勘察受到嚴重干擾而很不正常,破壞了基本建設程序,一些大工程搞了邊勘察、邊設計、邊施工的「三邊」方針,盲目簡化勘察程序,有的重大工程實際上搞了一次性勘察,造成嚴重損失。如葛洲壩水利樞紐、焦枝鐵路、第二汽車製造廠等工程即是。第三階段1978年以來,以經濟建設為中心的改革開放年代,形成了較完整的工程地質勘察體制,制定新的勘察規范,與國際接軌,勘察質量大大提高。在土木工程中又引進歐美國家的岩土工程技術體制,兩種技術體制並存。一些重大工程採取國際招標方式,以引進國外先進的勘察技術和資金。工程地質勘察工作進入了一個新的歷史階段。
經過數十年實踐和理論研究,逐漸形成和完善了我國工程地質勘察的理論體系,即「以工程地質條件的研究為基礎,以工程地質問題的分析為核心,以工程地質勘察技術方法為手段,以工程地質評價決策為目的。」這一理論體系在由張咸恭、王思敬和張倬元主編的《中國工程地質學》中得到了充分體現。可以無愧地說,我國的工程地質勘察事業在上述勘察理論體系的指引下取得了巨大成就,令世人囑目。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。所取得的優質勘察成果,保證了工程的順利設計、施工和運行,也得到了國際同行們的贊許。在勘察基礎上,形成了「水利水電工程地質」、「鐵路工程地質」、「礦山工程地質」和「城市及房屋建築工程地質」等專門工程地質系列。
當前,新技術方法在工程地質勘探中被推廣應用,已取得了較好效果。例如,遙感圖像(航衛片)在工程地質測繪填圖中的應用;大口徑鑽進和小口徑金剛石鑽進在水電工程地質勘探中的採用,砂卵石層鑽探與取樣新技術,套鑽和岩芯定向鑽進技術;聲波探測、地質雷達、地球物理層析成像技術(CT)、鑽孔彩色電視錄像及圖像處理系統等物探技術的使用;計算機技術在工程地質勘察中普遍採用,各種專用軟體的開發等。
50年來我國的工程地質教育一直興旺不衰。至今全國有十餘所高等學校設置有培養工程地質專業人才的院系,為國家培養輸送了大批研究生和本科生。此外,在中國科學院地質研究所等多所科研機構專門培養工程地質專業研究生。形成了一支宏大的工程地質專業隊伍。在教學實踐中,編寫出了各具特色的系列工程地質專業教材。高校和科研院所還承擔了一些重大的生產和科研課題,既完成了生產、科研任務,又培養了優秀專業人才。
中國工程地質界與國際工程地質協會的聯系密切,在20世紀80年代初不少同行加入了國際工程地質協會,建立中國國家小組,隨工程地質專業委員會一起活動。中國工程地質界積極參加國際工程地質協會組織的學術活動。自1983年起我國組團參加了歷屆國際工程地質大會,所提交的論文數都位居前列。現任國際工程地質與環境協會主席,是我國工程院院士王思敬教授,他是1998年在荷蘭阿姆斯特丹舉行的第8屆國際工程地質大會上被推選擔任此職的,這是中國工程地質界的驕傲!
I. 主要環境地質和地質災害問題研究現狀
從廣義上講,環境地質問題包括地質災害在內。為了便於區分,把地質作用造成的災害如火山活動、地震等作為自然地質災害;而人類活動誘發的地質災害,如地面沉降,地下水污染等則納入狹義的環境地質問題的范疇。當然,自然規律是十分復雜的,有些地質災害是兩種作用,即地球的內、外動力作用,再加上人類活動的作用造成的。如地裂縫、滑坡等。因此這只是相對的區分,並不是在任何情況下都能截然分開的。
1)大江、大河開發中的環境地質問題
在大江、大河興建水利樞紐工程,使地質環境(岩土體環境、地應力環境、水環境)發生變化,導致庫岸崩塌、滑坡、浸沒、水庫滲漏、淤積甚至可能誘發水庫地震等及其它次生地質災害發生。目前世界上已有100餘座水庫發生了誘發地震。研究多圍繞災害的成因機制、預測評價進行。中國的長江、黃河,巴西的亞馬遜河、美國密西西比河、俄羅斯伏爾加河等的開發中,都曾有各自不同的環境地質問題發生。近年來開始重視對工程興建後造成流域內生態地質環境的變化。在第30屆國際地質大會上交流了這方面的研究成果。中國學者提出在江湖整治和長江中下游防洪中一個重大的環境地質問題是:洞庭湖地質環境系統由於受到構造沉降、沉積物的淤積和人為圍墾因素的相互作用,很可能湖區將會繼續逐漸縮小,以致消失。黃河三門峽水庫淤積造成環境惡化,無法達到原設計效益,雖然後來採取泄洪排沙等措施,但已造成很大的影響。這是個沉重的教訓。
2)核廢料處置的環境地質問題
核能的利用在各國能源結構中的比例近年來有所上升。現實的地質問題就是核電站的選址及核廢料的處置庫選址。對於後者,尤其是高水平放射性廢物處置庫的環境水文地質、工程地質條件要求很高。德國、中國、瑞士、日本等國都開展了這方面的研究工作。他們提出除了考慮場址的地殼構造穩定性,介質的低透水性和一定的對核素吸附滯留能力外,對地震的影響也要考慮。
高放核廢物的泄漏主要原因是和地下水接觸。在處置後長達104~106a內高放核廢物仍保持其有害性質。在此期間北半球有可能經歷幾次冰河期,地表水、地下水及其物化性質都將發生變化,對此英國學者作了重要的探索。Boulton G.S利用過去幾次冰河期的數據建立了冰河作用下岩石水力學和地球化學模式,重現了冰河期地表水加速入滲,地下水流速及物化性質的變化,並探討了處置庫主岩在冰河作用下的長期特性。King-ClaytonLouisa M等和瑞典合作,研究了今後100ka內北歐四次冰河對一個假設的瑞典南部深度為500m的核廢料處置庫的安全影響,進行了預測性的探討。這里涉及到全球和當地的海平面變化,冰蓋厚度、永久凍土厚度的變化以及地形變化等問題。美國新墨西哥州WIPP(Waste Isolation Pilot Plant)開展了軍用超鈾廢物處置庫的研究。處置庫主岩為岩鹽,深度300m左右,重點研究不同地質概念模式對處置庫性能預測的影響。
低滲透性介質一般選擇結晶岩、粘土和蒸發岩等。比利時、韓國學者對粘土的主要特性(如吸附性)以及處置的可行性和安全性進行了研究。中國從80年代中期開始研究高放核廢物的處置。
3)地質資源、礦業開發的環境地質問題
采礦活動不僅造成地表破壞,引起地面沉降、塌陷或邊坡崩塌、水土流失等災害,還因廢渣、尾礦堆放造成土壤和水以及大氣的污染。捷克西部波希米亞地區因采礦引起土壤、水和空氣的污染。從發電廠排出的廢物酸化了土壤和地表水,每燃燒1t煤就會向大氣釋放60kg的SO2。1987年捷克全國就有2.9×106t排放物,此外還有各種痕量金屬,結果之一是本地的雲杉完全枯萎,另一結果是當地地表水中鈹的含量增加。溶解法開采鈾已引起了嚴重而復雜的環境問題。烏茲別克地質科學院開展了對KEMIN采礦聯合體的多金屬礦、稀有金屬及稀土礦周圍地區被重金屬污染的研究。一些西方發達國家如加拿大80年代便開始重視礦業開發環境的研究,如減輕酸性排水和發展生物工程技術,從廢水中除硒、銅等,取得成效。美國、加拿大、澳大利亞等國還制定了相應的礦業環境法規以加強環境管理。德國學者指出,當今采礦搬運量為17.8km3/a,遠遠超過先前全球河流搬運物4.5km3/a。這說明人類采礦活動對環境影響是原來風化作用的4倍。據不完全統計,中國因采礦塌陷造成環境破壞的城市近40個。因采礦產生的大量廢水、廢液未經處理自然排放,處理率不到5%。固體廢物、尾礦的治理量也很低。礦山環境惡化趨勢尚未得到有效遏制。
工業區排放的大量工業廢氣,尤其是SO2,NO2等與水汽結合,降落成為含硫酸、硝酸腐蝕性很強的「酸雨」(pH<5)。它不僅使地表水水質變壞,土壤酸化,還滲入地下污染地下水。世界現有三大酸雨區:北美酸雨區、歐洲(北歐)酸雨區以及中國西南華南酸雨區。前兩地區正在治理。中國SO2年排放量約1800×104t,超過美國現在水平(1600×104t),雨水中pH值已低於4.5。據1995年的分析觀測資料,我國酸雨面積逐漸擴大,已佔國土面積29%,出現頻率也在上升,個別南方省市還有年平均pH<4.0的地區。
4)城市建設的環境地質問題
城市建設牽涉到土地利用、地下資源開發、水資源(主要是地下水)利用和環境污染等環境地質問題。香港、加德滿都和麥德林等城市,由於在不穩定斜坡上大量建築,發生滑坡和其它塊體運動,遭到很大損害。
現在世界各大城市如何安全處理大量的固體廢棄物(垃圾)、有毒廢液和工業廢料已成為一個重要問題。一些主要城市每天垃圾產生量東京高達3×104t,紐約、巴黎也各有1.4×104t和0.9×104t,不過這些都經過處理。北京日產垃圾量1.2×104t,只有部分處理,這就成為污染水源、土壤和大氣的重要來源。
當前側重研究的問題有:垃圾填埋場的選址,垃圾淋濾液的控制與調查,污染水暈的阻滲牆設計,廢液含水層注射以及廢物綜合利用等方面。國外在城市垃圾填坑設計和運轉方面防治環境污染的對策,主要採取沖洗-減緩法和包容方法,即填坑頂底部有蓋層和墊層。第30屆國際地質大會交流了對地質環境污染指數因子的研究,如澳大利亞利用瀉湖深部特殊沉積物(底棲有孔蟲)查明了人為污染來源。日本學者利用地質污染單元的概念,將地質環境污染劃分為地下空氣污染、沉積介質污染和地下水污染。由於有機物污染在治理上難度較無機物更大,現研究重點已逐漸由「無機污染」轉向「有機污染」,如研究地下水中非水相有機重液監控和有機物在含水層中的轉化程式等問題。
城市水源污染問題也日益嚴重。墨西哥城、聖保羅的飲用水源面臨工業廢物的污染。第30屆國際地質大會上,英、俄、南非、中國學者介紹了城市環境地質問題及評價方法,城市規劃中的土地利用、評價、水資源開發、地震等方面的研究現狀。會議認為目前大城市建設規劃只注意了地表條件,對於深層次的地質環境問題和地質災害問題重視不夠,導致許多環境與災害問題未能及早發現和治理。在城市地質研究中值得重視的是地質信息如何及時提取表述,以便規劃和決策者使用。這方面荷蘭De Mulder E.F.Jyz研製的「地下市政信息系統」(MUIS),存入了有關地質、環境及市政建設數據和圖形信息,使用很方便。國際地科聯地學環境委員會組織了國際城市地質工作組以推動城市地質學和城市地質工作的進展。
5)不合理的土地利用和水資源開發引起的環境地質問題
人類過度墾殖、放牧、砍伐森林、灌溉不善,造成土地荒漠化或水土流失的危害達到了驚人的程度。全球每年有600×104hm2土地變成沙漠,經濟損失每年約423億美元。中國荒漠化總面積已達國土總面積的8%。到80年代中國每年有2100km2淪為沙漠。據專家調查統計,中國北方土地沙漠化的成因類型中,有89.7%是由於過度放牧、開墾和樵採,有9.6%是由於水資源利用不當造成的。水土流失在歐洲各國中,以西班牙最嚴重,造成植被減少,農業產量降低,流入河中泥沙增多,導致洪水爆發頻率及嚴重程度的增加。中國水土流失面積達179萬km2,每年流失土壤總量達50×108t。黃河每年的泥沙攜帶量50年代為16×108t,實際上現已達到19.7×108t。這絕大部分是黃河上、中游水土流失造成的。
由於人類對地表水與地下水資源開發缺乏統一協調和綜合利用,使①有限的水資源嚴重浪費,大水漫灌,造成大面積的土壤鹽鹼化。如中國西北地區因此形成的土壤鹽鹼化面積達113×104hm2。新疆1/3以上耕地不同程度地發生鹽鹼化,寧夏灌區也存在類似問題。②流域上游大量消耗水資源、興建水庫等,造成下游水量減少,甚至河流斷流、湖泊乾涸、水質惡化、沙漠化、荒漠化現象擴展、地下水補給減少、泉水枯竭。如著名的黃河下游斷流已由1995年的122天延至1997年的226天。新疆的羅布泊湖現已全部乾涸,成為一片荒漠。據統計,近30年來全疆沙漠面積擴大了3.4萬km2,使333×104hm2土地和草原被沙漠所吞沒。
6)超采水資源(主要是地下水)造成的環境地質問題
超采地下水引起水位大幅度下降,導致水井變干,水質惡化,地面沉降,在沿海地區發生海水入侵等。中國長江三角洲平原及河北平原的區域性地面沉降就是由於大面積超采地下水造成的。前者在5000km2內的累計沉降量約1m。地處三角洲腹地的蘇錫常地區已沿滬寧線形成沉降窪地,地面沉降量大於0.3m的面積超過1000km2。地面沉降發展過程與地下水開采強度有關,其沉降量與地下開采量大小呈同步變化趨勢。河北平原以農業用水為主。70年代以來大量開發利用深層地下水,現累計沉降量超過0.1m的區域面積已達3.6萬km2。城市地面沉降影響損失更為突出。上海地區已下沉1~2m,天津50年下降了2.7m。地面沉降造成地裂縫、洪澇積水、工程破壞等危害。世界上不少城市,如休斯敦、威尼斯、曼谷、雅加達和加爾各答等,位於河流三角洲和濱海平原,都有嚴重的地面沉降。
沿海城市由於超采地下水還受到海水入侵的災害。主要表現在淡水資源日益短缺和地下水環境逐漸惡化。如中國,位於渤海的遼東灣、渤海灣、萊州灣,黃海的膠州灣、海州灣,都受到海水入侵的災害。其中尤以山東萊州灣最為嚴重,入侵面積1995年已發展到970km2。研究的內容側重海水入侵規律、水-岩作用及其數值模擬和水資源的開發、管理等。
7)主要地質災害問題
地質災害災種繁多,危害嚴重且突發性強的有地震、火山噴發、岩崩、滑坡、泥石流、地面塌陷、岩溶災害,還有煤礦突水、瓦斯爆炸等。
(1)地震災害。從地質角度當前主要側重研究其區域活動構造(特別是大陸內部的活斷層),古地震,破壞性大地震的地震地質構造以及與地震危險性評價有關的地震地質問題等熱點。在第30屆國際地質大會上探討了1995年日本阪神大地震的地震構造、地面斷層、活動斷裂、海下和城區活動層等問題,反映了在大城市附近的強破壞性地震的最新研究動向。
地震預報近期在國際上的新進展突出表現在空間技術的應用,從方法、機理到實際震例。地震前兆觀測還引進了地熱觀測,地氣(Hg、He等)觀測等新技術方法,反映了在地球物理、深部氣體地球化學等方面探索地震前兆的工作。地震預報的分析研究方法運用遺傳演算法、神經元方法、非線性理論等取得良好效果。俄羅斯提出多種前兆綜合時空動態圖像的分析方法,地下水應力場研究,以及地下水形變場的動力學研究都有較高的水平。
在地震災害方面正在執行兩個大型的國際合作計劃:「全球地震危險性評估計劃」(GSHAP)和「全球地震災害圖計劃」(WSRM)。印度、尼泊爾、巴基斯坦、中國協調合作研究喜馬拉雅地區地震災害定量分析時,建立了跨國家的地區級資料庫,並規劃了方法,這在以往研究中是不多見的。據陳祺福研究,關於全球地震損失估計的研究在科學上的重要突破主要表現在:發展了地震危險性評價的面源、潛在震源模型;提出了估計面源模型參數及其不確定性的新方法;得到了地震發生概率和超越概率之間關系的公式;用GDP作為表示社會財富的宏觀指標體系;首次得到了GDP-地震動-損失關系曲線;發展了估計未來地震災害損失基於GIS的計算機演算法。
(2)火山活動。第30屆國際地質大會反映了以中國吉林長白山天池近代火山活動為例的最新研究進展,如該火山噴發的年代學,噴發的物理過程及動力學,深部岩漿囊探測及大噴發觸發機制,火山噴發氣候效應等。
(3)海平面上升。全球性氣候變暖導致全球性海平面上升,而沿海地帶首當其沖受害:低地淹沒,風暴潮和海蝕加劇,鹹水入侵,河口生態環境發生變化。如淤積、倒灌、污染程度加重,沿海防禦工程抗災能力降低,需要提高設計標准。經過實地考察及有關資料綜合分析預測,中國學者對中國沿海三大三角洲地區,到2050年海平面可能上升的幅度作出評估:珠江三角洲地區50~60cm,長江三角洲地區60~80cm,天津地區70~90cm。沿海城市如上海、天津由於超采地下水形成的地面沉降幅度遠大於海平面上升率,因此相對海平面的上升還要疊加上地殼下沉的幅度。
(4)滑坡、崩塌、泥石流等地質災害。這類地質災害突發性強,造成損失很大。據中國統計每年發生的滑坡數以萬計,泥石流溝有一萬多條,多集中在中部南北帶。40年研究結果表明,在時間上1954~1960年,1963~1975年,1980~1985年均為頻次高發期。泰國南部的山麓地帶由於花崗岩岩石風化形成1~10m厚的砂礫質土,坡度達35°以上,1988年發生大規模滑坡及泥石流,損失達2.5億美元。
當前在研究地區性滑坡及實例方面,對於其形成機制、穩定性分析、預測及控制措施問題,較廣泛採用模型模擬及數值模擬的方法。在災害區劃方面運用了遙感及地理信息系統(GIS)。在空間預測方面有採用人工神經網路方法的。在滑坡發生時間預測方面不少研究論文採用離散元分析、離散元與時序分析相結合的方法。在滑坡發生時間預報方面有用滑坡變形功率的新理論准確(僅差22h)預報甘肅永登黃泗滑坡的實例。黃泗滑坡總體積近6×106m3,居民因預先撤離,無一傷亡。這在世界滑坡預報史上是一個極為罕見的成功實例。
J. 環境工程地質學的興起與進展
傳統的工程地質學的主要任務是對工程建設的地質條件進行評價,為保證工程建設的安全而作為設計施工的定性依據。但現代人類工程活動的規模和數量越來越大,導致對周圍地質環境的影響越來越大,產生許多負效應,這給工程地質學的研究提出了新的重要任務,就是要對工程建設作用於環境地質條件所產生的影響作出評價和預測。這種作用不僅是單向的,通常還是雙向的。就是要研究人類工程活動和地質環境的相互依存、相互制約、相互作用關系。在1980年第26屆國際地質大會上,國際工程地質協會就發表了工程地質學家參與解決環境問題的宣言,從此以後,環境工程地質學開始蓬勃發展起來。所以環境工程地質學的興起是比較晚的。對於環境工程地質學的地位雖然還有不同的看法,如有的認為這是工程地質學的新發展的學科分支,也有的認為是工程地質學發展的新階段和新方向。但毋庸置疑,對環境工程地質學的重要性和研究內容的認識基本是一致的。
地質環境對人類工程活動的制約,王思敬歸納為5個方面:宏觀環境、地質災害、岩土地質、水文地質、次生地質。它們通過對工程地區的區域穩定性、深部穩定性、地面穩定性、山體穩定性和圍岩穩定性而直接影響到工程的規劃、選址、設計、施工和運行。而人類工程活動對地質環境系統的作用方式是通過工程荷載、岩土開挖、水流、水體調節和工程熱力作用進行的。人類工程活動與地質環境系統在相互作用中的物質交換、能量交流,主要體現為載入、卸載、滲流和熱流等四大作用。相互作用所產生的環境效應可以有正負兩方面。重大的環境工程地質問題諸如礦山開采引起的地表沉降、地下塌陷、滑坡崩塌、佔用農田土地資源、泥石流、尾礦壩的穩定性及其環境問題;興建水利水電工程引起水庫誘發地震的評價和預測;公路、城市建設的環境地質工程質量等。因此環境工程地質研究的核心應是人類工程活動與地質環境的協調。為此建立了地質環境評價指標體系。通過不確定性數學方法,選擇或建立地質環境適宜性評價模型,對地質環境的敏感性進行評價預測,在此基礎上進行工程活動與地質環境的協調分析,並採取相應的對策。