工程地質學走向定義
Ⅰ 對工程地質學的建議
工程地質學是20世紀才建立和發展起來的一門地球科學。工程地質專業在工程建設中具有十分重要的位置。工程地質工作的質量,對工程方案的決策和工程建設的順利進行至關重要。由於地質問題引起的工程事故時有發生,輕則修改設計延誤工期,嚴重時造成工程失事給人民生命財產帶來重大損失。近年來,工程地質勘察質量有下滑現象,工程地質分析不夠深入,有的甚至出現工程地質評價的結論性錯誤。今後十年,將有可能成為水利水電工程建設的又一個事故高發期。工程地質對地球環境的保護要發揮重要作用。工程地質面臨著新的機遇和挑戰。關鍵詞 。
關鍵詞:工程地質 水利水電 勘察 環境 分析 人才 機遇
工程地質對於工程師來說並不陌生。然而,由於人類工程活動引起地質環境的改變,工程地質問題造成工程建設的被動與失敗的若干實例證實,許多人對工程地質又是陌生的。
人類歷史剛剛翻開新千年新世紀的第一頁,一場以高新技術為前導的產業革命卻早已開始了,工程地質學科必將在這場革命中獲得新生。當然,我們更應該看到技術的每一次革命性進步,都伴隨著矛盾與沖突,特別是體制和機制問題,是生產力與生產關系的相互作用,需要協調與適應,改革就成為必然。
當前,工程地質學科正在經歷著前所未有的挑戰,工程地質專業正面臨著新的發展機遇。人類與自然的關系不是斗爭而是相互作用和相互影響;人類工程活動不是改造自然而是如何順應自然。人類賴以生存的地球環境問題,工程地質學家和地質師都要認真關注,並勇敢地承擔起應盡的職責。
1 工程地質學科的起源與發展
工程地質學是研究人類工程建設活動與自然地質環境相互作用和相互影響的一門地球科學。20世紀初,為了適應興建各種工廠、水壩、鐵路、運河等工程建設的需要,地質學家開始介入解決工程建設中與地質有關的工程問題,不斷地進行著艱苦的工程實踐和開拓性的理論探索,首次出版了「工程地質學」專著,工程地質學開始成為地球科學的一個獨立分支學科,工程地質勘察則成為工程建設中不可缺少的一個重要組成部分。二次世界大戰以後,全世界有了一個較為穩定的和平環境,工程建設的發展十分迅速,工程地質學在這個階段迅速成長起來了。經過半個多世紀的工程實踐和理論探索,工程地質學大為長進,內涵和外延都煥然一新,成為了現代科學技術行列中的重要分支學科。
中國的工程地質事業在解放前基本上是空白,建國後才有了長足的進步和發展。50年代初開始引進蘇聯工程地質學理論和方法,走過了我們自己的工程實踐和理論創新的輝煌歷程,形成了有自己特色的工程地質學體系。特別是在水利水電行業,舉世矚目的三峽、小浪底等特大型水利樞紐工程的開工建設,瀾滄江、紅水河、雅礱江、烏江、黃河等大江大河眾多大型梯級水電站的興建,以及若干正在開展前期工作的其它水利水電工程,充分積累了在各類岩性地區和各種復雜地質條件下進行地質工作的豐富經驗,建立了一套比較完整的工程地質勘察規程規范。重大工程建設不斷地將數理學科的新成就和高新技術及時吸收進來,極大地豐富了工程地質學科的內容,有力地促進了工程地質學科的發展,使我國工程地質學達到現代科技水準,逐漸成為國際工程地質界的重要成員之一。
今天,工程地質專業學科的內涵已經遠遠超出了傳統工程地質定性描述和定性評價的范疇,發展成為集多種勘探手段去獲取基礎性地質資料,並對這些資料進行歸類匯總、整理分析、定性評價、定量評價、地質預測、工程措施的建議等等既特殊又復雜的綜合性專業。任何一個成熟的設計師,都會清楚地意識到工程地質專業在工程設計中的重要位置。無數重大工程成敗的實例足以證明工程地質專業在工程建設中的權威性。
在學術界,有國際工程地質學會,國內的中國地質學會、中國水利學會和水力發電工程學會等全國性學術組織都專門設立有工程地質專業委員會,水利水電行業中全國性的學術組織還有「水利水電工程地質信息網」。此外,全國性的勘測技術協會主要還是工程地質專業。這些學術組織為我國各行各業的工程建設作出了重大貢獻,發揮了巨大作用。
2 水利水電工程地質的特點
2.1 特殊性與復雜性
在水利水電、電力、工民建、交通、港航、航天、航空、地礦、市政建設等等凡是存在土建工程,要與地質體(地基)打交道的行業,都有工程地質專業,因此,我們稱工程地質專業是工程建設的基礎性專業,是不必爭議的。由於水利水電工程建設自身的特殊性和復雜性,使得水利水電工程地質又是所有這些不同行業的工程地質專業中涉及面最廣、問題最復雜、任務最艱巨、聲望最高、最具權威性的業界龍頭。
水利水電工程建設的特殊性首先表現在工程建築物的特殊性。工業與民用建築到處可以見到基本相同甚至完全相同的建築物,可以部分或全部套用標准設計圖紙。而水工建築物則不然,世界上有成千上萬座水庫大壩,你就很難找到兩座完全相同的大壩。決定大壩的規模、壩型、結構等工程要素的自然條件很復雜,而工程地質條件則是最主要的自然條件之一。水工建築物的第二個特殊性是與水打交道,所承受的主要荷載是水荷載。水利水電工程不允許失事,一旦失事,損失將十分慘重。
水利水電工程建設的復雜性主要表現在工程規模大,專業多,涉及面廣,投資大,工期長,建築物的形式、結構、功能、荷載組合等等都十分復雜,特別是大型特大型水利水電工程更是如此。例如舉世矚目的三峽水利樞紐工程,涉及到中國的政治、經濟、社會、資源、環境、文化等方方面面,你很難找到其它基建工程可以等同於這樣的水利水電工程。因此,水利水電工程地質專業的特殊性與復雜性是由水利水電工程建設的特殊性和復雜性所決定的,同時,工程區自然地質環境的復雜性也決定了這個專業的技術難度。
2.2 實踐性與經驗性
水利水電工程地質的另一特點是強烈的實踐性與經驗性。在中國水利學會勘測專委會1999年度學術研討會上,工程地質界知名前輩專家天津院的李仲春教授語重心長地警示工程界:工程地質這個專業太難了,工程地質決策不是通過計算和試驗所能左右的,很大程度上取決於我們的工程經驗,即是十分成功的工程,也很難證明它既安全可靠又經濟合理。李仲春教授的肺腑之言充分表達了工程地質專業的實踐性與經驗性的深刻含義。
工程地質理論上的任何一項新進展,新方法,新技術,都必須通過大量試驗研究、分析論證和工程實踐的檢驗。例如,近二十年來隨著數理基礎學科和計算機技術的發展,壩基、洞室和邊坡穩定性分析計算的理論和方法有了長足的進展,但是這些計算成果仍然只能是工程設計和決策的一種參考,因此在工程界有一種通用說法:不可不信也不可全信。許多工程實例足以說明採取慎重態度的必要性。有些工程從分析計算上看是安全的,實際上卻出了問題;而另一些工程通過計算認為不安全,但卻安全運行了數十年。因此我們搞工程建設,工程經驗往往又是起決定作用的。
2.3 工程地質問題的長期性與隱伏性
水利水電工程地質的第三大特點:在地質體中留下的工程隱患具有長期性和隱伏性,甚至具有不可預見性。法國Malpasset拱壩失事和義大利Vajont水庫大滑坡,均為水工史上震驚世界的慘痛教訓,其地質隱患在整個勘測設計施工的全過程中沒有絲毫警覺。葛州壩工程壩基軟弱夾層問題導致工程停工,重新補充勘探並對設計進行重大修改。南盤江天生橋二級水電站廠房建在一個古滑坡上,開工後實在施工不下去了,搬出滑坡體後又位於另一個滑坡體的腳下。該電站的引水隧洞工程地質條件更是復雜得令建設者們防不勝防。由於地質體中留下的工程隱患造成的工程事故,輕則修改設計,重則工程報廢,或造成生命財產的重大損失,這樣的例子實在太多,舉不勝數。
2.4 工程地質測不準原理
著名的量子力學測不準原理:「不能同時測准粒子在某一瞬間的速度和位置」。我們不妨借用這個原理來揭示工程地質的一些本質性問題。事實上,地質體中的某些性質的確是測不準的。例如某一組結構面的產狀,你只能用一個區間值來表述,如果僅用一個確定值來表述則肯定不符合客觀實際。又如工程地基岩體的物理力學參數,它只能是一個區間值或統計值,因為地質體中每一點的性質都可能是變化的。地質參數精確到某一個具體數值的時候,千萬不要把它當成是絕對准確的,否則會誤導精確評價的可信性。據此,我們可以將工程地質測不準原理表述為:「地質體的工程性質不可能用絕對准確的參數來確定,它們只能是通過地質測繪、勘探、試驗、分析、統計和經驗判斷後提出一個建議區間值,供設計師根據建築物的性質在這個區間值中選取設計採用值」。近二十年來,概率統計、模糊數學、灰色理論等數理學科廣泛應用於工程地質分析領域,可以說是對工程地質測不準原理的有力支持。有些設計師不能理解地質師為什麼只能提出區間值,而不提出確定的數值,當他們對測不準原理透徹理解之後,這種疑問將會自然消除。3 工程地質的技術進步
工程地質勘察技術近二十年來有了長足的進展。測量、物探、鑽探、試驗等在儀器、設備、新技術、新方法、新手段方面不斷推陳出新,為工程地質提供了強有力的技術依託。由於有了各種新技術的支持,工程地質分析從定性到定量就成為可能。定量分析的新理論層出不窮,在學術界十分活躍。
計算機技術的發展對工程地質來說是一場真正的技術革命,從外業資料收集和內業資料整理的工作程序、工作方法、產品成果、質量標准等等均與傳統的工程地質有較大的差異,應用前景振奮人心。「工程地質計算機應用技術協作網」業已正式成立,必將對工程地質技術進步起到積極的推動作用。工程地質計算機應用主要包括六大課題:①數值計算;②制圖;③資料庫;④文檔管理;⑤專家系統;⑥網路系統。這六大課題既是多年來本專業計算機應用的實踐,也是我們將繼續探討的主要課題,還需要在今後的實踐中賦予新的內涵。
4 工程地質專業的任務與責任
工程地質專業的主要任務是:①選址,選擇在地質條件上相對最優的工程建築地區或場地;②評價,闡明工程建築區或場地的工程地質條件,進行定性和定量的工程地質評價,准確界定工程地質問題;③預測工程建築物興建和運用過程中地質條件的可能變化,為研究改善和治理工程地質缺陷的措施提供依據;④調查工程建築物所需的天然建築材料等。歸納起來的表述:為工程建設提供基礎性和專門性地質資料,為工程選址、建築物設計以及不良地質條件的工程處理提供技術依據,同時對地質環境的變化作出預測。
為了完成以上任務,需要針對工程建築物區進行工程地質勘察和工程地質分析,界定和研究主要工程地質問題。工程地質勘察需要勘察目的明確,工程概念清晰,勘察手段多樣,勘探精度滿足要求。工程地質分析要求方法正確,計算可靠,參數可信,建議措施符合工程實際。工程設計最關心的是建築物地基的工程地質條件和物理力學性質,因此工程地質工作的最終體現是工程地質定性和定量評價。
工程地質專業只對提交給設計採用的地質資料負責,其物理力學參數也僅僅是建議值,不在建議值范圍之內的設計採用值和不適應地質條件的設計方案,地質師不負責。但是,地質師有責任對不符合或不適應地質條件的設計方案提出質疑,對可能存在的工程隱患要與設計師充分交底,對不良工程地質缺陷有責任提出工程處理措施的建議。
一般說來,正規勘測設計院的勘測隊伍,已經過幾十年工程實踐的檢驗,在正常情況下都可以完成以上任務並盡到地質專業的責任。本文以下章節列出的工程地質工作中存在的若干問題,是歸納了筆者從事工程地質工作十多年來的所見所聞,供地質師們分析問題時參考。
5 工程地質工作存在的問題與對策
5.1 工程地質勘察的質量問題
在工程地質勘察過程中,一般問題較多的是工程概念不清,勘探側重點不明確,針對性不強,方法不當,手段落後;工程地質分析工作中所選擇的理論、方法、計算公式等與實際情況有較大出入,其適應條件的物理意義混淆不清;地質報告中基本地質條件不清楚,主要工程地質問題界定不準確或論證不充分,有問題遺漏甚至結論性錯誤;有些地質報告沒有地質結論,也有些工程沒有做多少地質工作就先下結論,極不嚴肅。此類問題往往造成階段性工程審查不能一次性通過,可能延誤開發時機;或者盡管通過了審查,但卻給工程留下了隱患,這種情況的危險性更大。
5.2 相關專業的理解問題
一種情況是地質師對其它專業不理解,這需要加強跨專業的學習。另一類現象是設計施工等相關專業對工程地質的不理解。有的不懂地質卻偏要提出一些不切實際的勘探要求,有的工程由設計人員來布置地質勘探工作;有的設計人員對地質專業知其然不知其所以然,自以為是包打天下,不結合地質條件設計不當;也有的是不尊重自然地質規律,野蠻施工,嚴重破壞地質體的自然結構,造成重大工程事故。所有這些非地質專業的問題,往往在出了問題之後又向地質專業推卸責任,令地質師們不知所雲。工程地質界知名專家學者孫廣忠教授指出:「實際上,在地質工程實踐中脫離地質實際的實例隨手可拾,可以說,地質工程施工中出現事故的絕大部分是設計和施工脫離地質實際的結果,或者是對工程地質條件沒有搞清楚或認識不清的結果,如果離開了地質基礎,則其理論必將脫離地質實際必將作出錯誤的結論」。
潘家崢院士等前輩專家早已強調過地質學水工,水工學地質。足以可見專業之間的交叉滲透問題,早已被專家們的真知灼見道出了關鍵,就看我們作何行動。
5.3 勘測周期不合理的問題
從工程地質勘察到地質報告的提交需要一定的工作周期,這是再簡單不過的道理。但有些工程沒有基礎性的前期投入,一旦要報項目,立即就要求提交地質報告;還有些工程是今天提交了可研報告,明天就提交初設報告。此類情況多為地方性工程,一般國家投資的大型工程出現這種局面的不多。沒有足夠的勘測周期所造成的後果是嚴重的,地質條件不清楚,投資控制不住,施工後修改設計,或由於地質問題造成承包商巨額索賠等等。更可怕的是留下了工程隱患,可能造成重大工程事故。
5.4 規程規范的問題
規程規范的問題較多,甚至產生了一些混亂。水利系統與水電系統的勘測設計階段不一致,規程規范也有區別。歷經十多年的編寫報批,1999年才頒布的國家標准《水利水電工程地質勘察規范》,在勘測程序和新技術的應用方面都已經明顯地落後於時代的發展,一經頒布實施就難以把握。更為令人難以理解的是另一部國標《岩土工程勘察規范》並不完全適合於水利水電工程地質,而建設部的一些工程勘察監督機構則以此為依據對水利水電勘測設計單位實施質量檢查,使勘測單位不得不準備滿足兩種規范的兩套地質報告分別對付審查和檢查。規程規范的修訂和出台周期太長,完全不能滿足工程建設的需要。水利與水電分家之後,對於工程地質這個專業來說其工作性質是一樣的,但卻存在不同的技術標准和勘測程序,這種情況還要繼續下去,需要尋求解決或協調方案。
5.5 人才問題
文革十年造成的人才斷層已經出現。有豐富工程實踐經驗的前輩地質師相繼離崗,各勘測設計院明顯缺地質總工人才,八十年代期間各院比較整齊的地質副院長和院級地質總工,近年來在一些勘測設計院已經相繼斷檔,或後繼無人,或後備人才尚不成熟。勘測行業不景氣,社會地位和經濟地位與工程地質專業不相適應,工作環境、工作條件的局限,人才資源開發機制的問題,擇業行為中的浮躁動機等等,都不同程度地影響著優秀地質師的成長。
高質量高水平的工程地質分析成果,出自於高水平高素質的地質師。有人說二、三年就可以培養出地質專家,實屬無知。要培養出一個具有工程地質分析能力,能夠解決復雜問題的地質師,沒有十年以上的功夫,大量的工程實踐,自身的敬業精神,理論聯系實際,相關學科專業的學習和滲透,是決不可能的。十年樹木百年樹人,在地質師的培養過程中可以充分體現出來。培養優秀地質師的難度可以說遠遠超過培養博士、研究員和教授的難度。
社會的發展和日趨激烈的競爭市場,對地質師素質的要求也將越來越高,最好是跨專業的復合型人才。競爭的實質是人才的競爭。勘測隊伍要走向市場,必須重視高素質人才的培養,重視人才資源的開發。
5.6 技術管理問題
工程地質勘察質量的控制,技術管理是主要環節之一。近年來一些單位提交的勘測設計報告中的地質章節不是地質師寫的,報告的編制人中沒有地質專業負責人,或地質報告沒有院級地質負責人審查把關,報告和圖紙中的錯誤較多。這種情況給總院增加了審查難度,同時也有損勘測設計單位的質量和水平形象,還會延誤工程報批的時機。當然也有上級單位工程審查把關不嚴,助長了這種技術責任心不強的現象。
5.7 其它問題
前期工作投入不夠,有些地方部門長期拖欠勘測經費;體制問題,市場競爭不規范,非水利水電勘測單位從事水利水電勘測工作存在工作方法、技術要求和工程地質評價等方面的差異;勘測工作經費仍然按落後的實物工作量計算,造成多勘探多爭錢,地質分析多出力多賠本的事實上的不合理現象,長期以來得不到解決。勘測技術的科技含量低,新技術新方法投入少,不能滿足現代工程技術發展的要求。
5.8 今後十年將進入工程事故的高發期
鑒於對以上若干問題的擔憂,今後十年有可能是我國水利水電工程事故的又一個高發期,這一悲觀性預測有些危言聳聽,但願不要成為被不幸言中的事實。
5.9 解決問題的對策
解決問題首先要分清責任。規程規范和部分技術管理方面的問題應該由總院負責;勘測周期不合理,前期工作投入不夠等問題應該是地方部門或者計劃部門負責;質量、人才、相關專業的協調等問題自然應該由勘測設計單位負責;其它問題大家都有責任,但主要還是取決於大環境。
責任分清楚了,落實到要有人來抓,所有問題雖然我們不敢說都能很好地得到全面解決,但至少可以前進一大步。最可怕的是大家都在暢談必要性重要性,結果都是紙上談兵,沒有實際行動。筆者在這里也就是誇誇其談而已,不可能提出可以操作的具體解決方案,這種方案也不該我們提,該誰提?當然應該是誰負責抓,誰就提方案追落實精指揮勤檢查,最終歸結到誰領導的關鍵問題上。到此為此,我們的對策就算出台了。
其實,我們這里列出來的眾多實際問題,本質上和深層次的是體制和機制問題,需要通過改革才能從根本上解決。隨著勘測設計市場化進程的加快,新技術與舊管理的沖突,老觀念與新思想的交鋒,既是矛盾又是改革的動力,這是不難理解的。
6 工程地質要抓住機遇迎接挑戰
汪恕誠部長曾經講話強調:「不能老修改設計,因為搞招投標尤其是國際合同,修改設計就意味著被索賠」。少修改或不修改設計,是對工程地質提出的更高要求。基本地質資料不準,修改設計就是必須的。高標准嚴要求就是挑戰和機遇。
人類社會的進步與發展,實際上又是一部人與自然相互協調和相互影響的壯麗史詩。以前我們把人與自然的關系當成是與天斗與地斗的斗爭關系,實踐證明,人與大自然斗爭的結果,雖然取得了一些局部性的小勝利,而大自然反過來對人類的懲罰卻是災難性的。人類的每一次產業革命,無不與工程建設有直接關系,與地質環境有直接或間接關系。建國以來,我國的基本建設此起彼伏,水利水電工程建設從無到有,新一輪的建設高潮正在興起。在多專業組成的基建隊伍這個龐大樂團中,地質師要起到指揮和首席演奏家的作用,甚至還要擔負起獨奏華彩樂章的作用。
盡管工程地質學科正在經歷著前所未有的挑戰,工程地質工作也存在著這樣那樣的問題和難題,然而這更是機遇。抓住機遇迎接挑戰,順應自然,保護環境,防止災害,造福人類,是工程地質學家和地質師的艱巨任務和不可推卸的責任。主要參考
Ⅱ 土木工程地質課後答案陳文昭
http://wenku..com/view/c1d66c19c281e53a5802ff89.html?from=search
1工程地質學 工程地質學是地質學的一個分支,是研究與工程建築活動有關的
地質問題的學科
一、礦物 礦物是在地殼中天然形成的,具有一定化學成分和物理性質的自然元
素或化合物,通常是無機作用形成的均勻固體
岩石 岩石是天然產出的具有一定結構構造的礦物集何體。
層理層理是指岩層中物質的成分、顆粒大小、形狀和顏色在垂直方向發生變化
時產生的紋理,每一個單元層理構造代表一個沉積動態的改變
片理 岩石中礦物呈定向平行排列的構造稱為片理構造
岩層 岩層是沉積地層的基本單位,它是物質成分、結構、內部構造和顏色等
特徵上與相鄰層不同的沉積層稱為岩層
岩石結構 岩石結構是指岩石中礦物的結晶程度、晶粒的大小、形狀及它們之
間的相互關系
二、地質構造 構造運動引起地殼岩石變形和變位,這種變形、變位被保留下來
的形態被稱為地質構造。
岩層產狀岩層在空間分布狀態的要素稱岩層產狀要素。一般用岩層面在空間
的水平延伸方向、傾斜方向和傾斜程度進行描述。分別稱為岩層的走向、傾向和傾角。
褶曲 褶皺構造中任何一個單獨的彎曲稱為褶曲,褶曲是組成褶皺的基本單
元。
節理 節理是指岩層受力斷開後,裂面兩側岩層沿斷裂面沒有明顯相對位移
時的斷裂構造。
斷層 斷層是指岩層受力斷開後,斷裂面兩側岩層沿斷裂面有明顯相對位移
時的斷裂構造。
地層 地史學中,將各個地質歷史時期形成的岩石稱為該時期的地層
地質圖 地質圖是把一個地區的各種地質現象,如地層岩性、地質構造等,
按一定比例縮小,用規定的符號、顏色、花紋、線條表示在地形圖上的一種圖件
Ⅲ 工程地質學的主要內容(作者:石證明)
不是幾字能說清的,你自己去查吧 ,推薦《專門工程地質學》
Ⅳ 在工程地質及水文地質學中走向和傾向存在著怎樣的換算關系
加減90度
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工程地質學是世紀才建立和發展起來的一門地球科學。工程地質專業在工程建設中具有十分重要的位置。工程地質工作的質量,對工程方案的決策和工程建設的順利進行至關重要。由於地質問題引起的工程事故時有發生,輕則修改設計延誤工期,嚴重時造成工程失事給人民生命財產帶來重大損失。近年來,工程地質勘察質量有下滑現象,工程地質分析不夠深入,有的甚至出現工程地質評價的結論性錯誤。今後十年,將有可能成為水利水電工程建設的又一個事故高發期。工程地質對地球環境的保護要發揮重要作用。工程地質面臨著新的機遇和挑戰。關鍵詞 。
關鍵詞:工程地質 水利水電 勘察 環境 分析 人才 機遇
工程地質對於工程師來說並不陌生。然而,由於人類工程活動引起地質環境的改變,工程地質問題造成工程建設的被動與失敗的若干實例證實,許多人對工程地質又是陌生的。
人類歷史剛剛翻開新千年新世紀的第一頁,一場以高新技術為前導的產業革命卻早已開始了,工程地質學科必將在這場革命中獲得新生。當然,我們更應該看到技術的每一次革命性進步,都伴隨著矛盾與沖突,特別是體制和機制問題,是生產力與生產關系的相互作用,需要協調與適應,改革就成為必然。
當前,工程地質學科正在經歷著前所未有的挑戰,工程地質專業正面臨著新的發展機遇。人類與自然的關系不是斗爭而是相互作用和相互影響;人類工程活動不是改造自然而是如何順應自然。人類賴以生存的地球環境問題,工程地質學家和地質師都要認真關注,並勇敢地承擔起應盡的職責。
1 工程地質學科的起源與發展
工程地質學是研究人類工程建設活動與自然地質環境相互作用和相互影響的一門地球科學。20世紀初,為了適應興建各種工廠、水壩、鐵路、運河等工程建設的需要,地質學家開始介入解決工程建設中與地質有關的工程問題,不斷地進行著艱苦的工程實踐和開拓性的理論探索,首次出版了「工程地質學」專著,工程地質學開始成為地球科學的一個獨立分支學科,工程地質勘察則成為工程建設中不可缺少的一個重要組成部分。二次世界大戰以後,全世界有了一個較為穩定的和平環境,工程建設的發展十分迅速,工程地質學在這個階段迅速成長起來了。經過半個多世紀的工程實踐和理論探索,工程地質學大為長進,內涵和外延都煥然一新,成為了現代科學技術行列中的重要分支學科。
中國的工程地質事業在解放前基本上是空白,建國後才有了長足的進步和發展。50年代初開始引進蘇聯工程地質學理論和方法,走過了我們自己的工程實踐和理論創新的輝煌歷程,形成了有自己特色的工程地質學體系。特別是在水利水電行業,舉世矚目的三峽、小浪底等特大型水利樞紐工程的開工建設,瀾滄江、紅水河、雅礱江、烏江、黃河等大江大河眾多大型梯級水電站的興建,以及若干正在開展前期工作的其它水利水電工程,充分積累了在各類岩性地區和各種復雜地質條件下進行地質工作的豐富經驗,建立了一套比較完整的工程地質勘察規程規范。重大工程建設不斷地將數理學科的新成就和高新技術及時吸收進來,極大地豐富了工程地質學科的內容,有力地促進了工程地質學科的發展,使我國工程地質學達到現代科技水準,逐漸成為國際工程地質界的重要成員之一。
今天,工程地質專業學科的內涵已經遠遠超出了傳統工程地質定性描述和定性評價的范疇,發展成為集多種勘探手段去獲取基礎性地質資料,並對這些資料進行歸類匯總、整理分析、定性評價、定量評價、地質預測、工程措施的建議等等既特殊又復雜的綜合性專業。任何一個成熟的設計師,都會清楚地意識到工程地質專業在工程設計中的重要位置。無數重大工程成敗的實例足以證明工程地質專業在工程建設中的權威性。
在學術界,有國際工程地質學會,國內的中國地質學會、中國水利學會和水力發電工程學會等全國性學術組織都專門設立有工程地質專業委員會,水利水電行業中全國性的學術組織還有「水利水電工程地質信息網」。此外,全國性的勘測技術協會主要還是工程地質專業。這些學術組織為我國各行各業的工程建設作出了重大貢獻,發揮了巨大作用。
2 水利水電工程地質的特點
2.1 特殊性與復雜性
在水利水電、電力、工民建、交通、港航、航天、航空、地礦、市政建設等等凡是存在土建工程,要與地質體(地基)打交道的行業,都有工程地質專業,因此,我們稱工程地質專業是工程建設的基礎性專業,是不必爭議的。由於水利水電工程建設自身的特殊性和復雜性,使得水利水電工程地質又是所有這些不同行業的工程地質專業中涉及面最廣、問題最復雜、任務最艱巨、聲望最高、最具權威性的業界龍頭。
水利水電工程建設的特殊性首先表現在工程建築物的特殊性。工業與民用建築到處可以見到基本相同甚至完全相同的建築物,可以部分或全部套用標准設計圖紙。而水工建築物則不然,世界上有成千上萬座水庫大壩,你就很難找到兩座完全相同的大壩。決定大壩的規模、壩型、結構等工程要素的自然條件很復雜,而工程地質條件則是最主要的自然條件之一。水工建築物的第二個特殊性是與水打交道,所承受的主要荷載是水荷載。水利水電工程不允許失事,一旦失事,損失將十分慘重。
水利水電工程建設的復雜性主要表現在工程規模大,專業多,涉及面廣,投資大,工期長,建築物的形式、結構、功能、荷載組合等等都十分復雜,特別是大型特大型水利水電工程更是如此。例如舉世矚目的三峽水利樞紐工程,涉及到中國的政治、經濟、社會、資源、環境、文化等方方面面,你很難找到其它基建工程可以等同於這樣的水利水電工程。因此,水利水電工程地質專業的特殊性與復雜性是由水利水電工程建設的特殊性和復雜性所決定的,同時,工程區自然地質環境的復雜性也決定了這個專業的技術難度。
2.2 實踐性與經驗性
水利水電工程地質的另一特點是強烈的實踐性與經驗性。在中國水利學會勘測專委會1999年度學術研討會上,工程地質界知名前輩專家天津院的李仲春教授語重心長地警示工程界:工程地質這個專業太難了,工程地質決策不是通過計算和試驗所能左右的,很大程度上取決於我們的工程經驗,即是十分成功的工程,也很難證明它既安全可靠又經濟合理。李仲春教授的肺腑之言充分表達了工程地質專業的實踐性與經驗性的深刻含義。
工程地質理論上的任何一項新進展,新方法,新技術,都必須通過大量試驗研究、分析論證和工程實踐的檢驗。例如,近二十年來隨著數理基礎學科和計算機技術的發展,壩基、洞室和邊坡穩定性分析計算的理論和方法有了長足的進展,但是這些計算成果仍然只能是工程設計和決策的一種參考,因此在工程界有一種通用說法:不可不信也不可全信。許多工程實例足以說明採取慎重態度的必要性。有些工程從分析計算上看是安全的,實際上卻出了問題;而另一些工程通過計算認為不安全,但卻安全運行了數十年。因此我們搞工程建設,工程經驗往往又是起決定作用的。
2.3 工程地質問題的長期性與隱伏性
水利水電工程地質的第三大特點:在地質體中留下的工程隱患具有長期性和隱伏性,甚至具有不可預見性。法國Malpasset拱壩失事和義大利Vajont水庫大滑坡,均為水工史上震驚世界的慘痛教訓,其地質隱患在整個勘測設計施工的全過程中沒有絲毫警覺。葛州壩工程壩基軟弱夾層問題導致工程停工,重新補充勘探並對設計進行重大修改。南盤江天生橋二級水電站廠房建在一個古滑坡上,開工後實在施工不下去了,搬出滑坡體後又位於另一個滑坡體的腳下。該電站的引水隧洞工程地質條件更是復雜得令建設者們防不勝防。由於地質體中留下的工程隱患造成的工程事故,輕則修改設計,重則工程報廢,或造成生命財產的重大損失,這樣的例子實在太多,舉不勝數。
2.4 工程地質測不準原理
著名的量子力學測不準原理:「不能同時測准粒子在某一瞬間的速度和位置」。我們不妨借用這個原理來揭示工程地質的一些本質性問題。事實上,地質體中的某些性質的確是測不準的。例如某一組結構面的產狀,你只能用一個區間值來表述,如果僅用一個確定值來表述則肯定不符合客觀實際。又如工程地基岩體的物理力學參數,它只能是一個區間值或統計值,因為地質體中每一點的性質都可能是變化的。地質參數精確到某一個具體數值的時候,千萬不要把它當成是絕對准確的,否則會誤導精確評價的可信性。據此,我們可以將工程地質測不準原理表述為:「地質體的工程性質不可能用絕對准確的參數來確定,它們只能是通過地質測繪、勘探、試驗、分析、統計和經驗判斷後提出一個建議區間值,供設計師根據建築物的性質在這個區間值中選取設計採用值」。近二十年來,概率統計、模糊數學、灰色理論等數理學科廣泛應用於工程地質分析領域,可以說是對工程地質測不準原理的有力支持。有些設計師不能理解地質師為什麼只能提出區間值,而不提出確定的數值,當他們對測不準原理透徹理解之後,這種疑問將會自然消除。3 工程地質的技術進步
工程地質勘察技術近二十年來有了長足的進展。測量、物探、鑽探、試驗等在儀器、設備、新技術、新方法、新手段方面不斷推陳出新,為工程地質提供了強有力的技術依託。由於有了各種新技術的支持,工程地質分析從定性到定量就成為可能。定量分析的新理論層出不窮,在學術界十分活躍。
計算機技術的發展對工程地質來說是一場真正的技術革命,從外業資料收集和內業資料整理的工作程序、工作方法、產品成果、質量標准等等均與傳統的工程地質有較大的差異,應用前景振奮人心。「工程地質計算機應用技術協作網」業已正式成立,必將對工程地質技術進步起到積極的推動作用。工程地質計算機應用主要包括六大課題:①數值計算;②制圖;③資料庫;④文檔管理;⑤專家系統;⑥網路系統。這六大課題既是多年來本專業計算機應用的實踐,也是我們將繼續探討的主要課題,還需要在今後的實踐中賦予新的內涵。
4 工程地質專業的任務與責任
工程地質專業的主要任務是:①選址,選擇在地質條件上相對最優的工程建築地區或場地;②評價,闡明工程建築區或場地的工程地質條件,進行定性和定量的工程地質評價,准確界定工程地質問題;③預測工程建築物興建和運用過程中地質條件的可能變化,為研究改善和治理工程地質缺陷的措施提供依據;④調查工程建築物所需的天然建築材料等。歸納起來的表述:為工程建設提供基礎性和專門性地質資料,為工程選址、建築物設計以及不良地質條件的工程處理提供技術依據,同時對地質環境的變化作出預測。
為了完成以上任務,需要針對工程建築物區進行工程地質勘察和工程地質分析,界定和研究主要工程地質問題。工程地質勘察需要勘察目的明確,工程概念清晰,勘察手段多樣,勘探精度滿足要求。工程地質分析要求方法正確,計算可靠,參數可信,建議措施符合工程實際。工程設計最關心的是建築物地基的工程地質條件和物理力學性質,因此工程地質工作的最終體現是工程地質定性和定量評價。
工程地質專業只對提交給設計採用的地質資料負責,其物理力學參數也僅僅是建議值,不在建議值范圍之內的設計採用值和不適應地質條件的設計方案,地質師不負責。但是,地質師有責任對不符合或不適應地質條件的設計方案提出質疑,對可能存在的工程隱患要與設計師充分交底,對不良工程地質缺陷有責任提出工程處理措施的建議。
一般說來,正規勘測設計院的勘測隊伍,已經過幾十年工程實踐的檢驗,在正常情況下都可以完成以上任務並盡到地質專業的責任。本文以下章節列出的工程地質工作中存在的若干問題,是歸納了筆者從事工程地質工作十多年來的所見所聞,供地質師們分析問題時參考。
5 工程地質工作存在的問題與對策
5.1 工程地質勘察的質量問題
在工程地質勘察過程中,一般問題較多的是工程概念不清,勘探側重點不明確,針對性不強,方法不當,手段落後;工程地質分析工作中所選擇的理論、方法、計算公式等與實際情況有較大出入,其適應條件的物理意義混淆不清;地質報告中基本地質條件不清楚,主要工程地質問題界定不準確或論證不充分,有問題遺漏甚至結論性錯誤;有些地質報告沒有地質結論,也有些工程沒有做多少地質工作就先下結論,極不嚴肅。此類問題往往造成階段性工程審查不能一次性通過,可能延誤開發時機;或者盡管通過了審查,但卻給工程留下了隱患,這種情況的危險性更大。
5.2 相關專業的理解問題
一種情況是地質師對其它專業不理解,這需要加強跨專業的學習。另一類現象是設計施工等相關專業對工程地質的不理解。有的不懂地質卻偏要提出一些不切實際的勘探要求,有的工程由設計人員來布置地質勘探工作;有的設計人員對地質專業知其然不知其所以然,自以為是包打天下,不結合地質條件設計不當;也有的是不尊重自然地質規律,野蠻施工,嚴重破壞地質體的自然結構,造成重大工程事故。所有這些非地質專業的問題,往往在出了問題之後又向地質專業推卸責任,令地質師們不知所雲。工程地質界知名專家學者孫廣忠教授指出:「實際上,在地質工程實踐中脫離地質實際的實例隨手可拾,可以說,地質工程施工中出現事故的絕大部分是設計和施工脫離地質實際的結果,或者是對工程地質條件沒有搞清楚或認識不清的結果,如果離開了地質基礎,則其理論必將脫離地質實際必將作出錯誤的結論」。
潘家崢院士等前輩專家早已強調過地質學水工,水工學地質。足以可見專業之間的交叉滲透問題,早已被專家們的真知灼見道出了關鍵,就看我們作何行動。
5.3 勘測周期不合理的問題
從工程地質勘察到地質報告的提交需要一定的工作周期,這是再簡單不過的道理。但有些工程沒有基礎性的前期投入,一旦要報項目,立即就要求提交地質報告;還有些工程是今天提交了可研報告,明天就提交初設報告。此類情況多為地方性工程,一般國家投資的大型工程出現這種局面的不多。沒有足夠的勘測周期所造成的後果是嚴重的,地質條件不清楚,投資控制不住,施工後修改設計,或由於地質問題造成承包商巨額索賠等等。更可怕的是留下了工程隱患,可能造成重大工程事故。
5.4 規程規范的問題
規程規范的問題較多,甚至產生了一些混亂。水利系統與水電系統的勘測設計階段不一致,規程規范也有區別。歷經十多年的編寫報批,1999年才頒布的國家標准《水利水電工程地質勘察規范》,在勘測程序和新技術的應用方面都已經明顯地落後於時代的發展,一經頒布實施就難以把握。更為令人難以理解的是另一部國標《岩土工程勘察規范》並不完全適合於水利水電工程地質,而建設部的一些工程勘察監督機構則以此為依據對水利水電勘測設計單位實施質量檢查,使勘測單位不得不準備滿足兩種規范的兩套地質報告分別對付審查和檢查。規程規范的修訂和出台周期太長,完全不能滿足工程建設的需要。水利與水電分家之後,對於工程地質這個專業來說其工作性質是一樣的,但卻存在不同的技術標准和勘測程序,這種情況還要繼續下去,需要尋求解決或協調方案。
5.5 人才問題
文革十年造成的人才斷層已經出現。有豐富工程實踐經驗的前輩地質師相繼離崗,各勘測設計院明顯缺地質總工人才,八十年代期間各院比較整齊的地質副院長和院級地質總工,近年來在一些勘測設計院已經相繼斷檔,或後繼無人,或後備人才尚不成熟。勘測行業不景氣,社會地位和經濟地位與工程地質專業不相適應,工作環境、工作條件的局限,人才資源開發機制的問題,擇業行為中的浮躁動機等等,都不同程度地影響著優秀地質師的成長。
高質量高水平的工程地質分析成果,出自於高水平高素質的地質師。有人說二、三年就可以培養出地質專家,實屬無知。要培養出一個具有工程地質分析能力,能夠解決復雜問題的地質師,沒有十年以上的功夫,大量的工程實踐,自身的敬業精神,理論聯系實際,相關學科專業的學習和滲透,是決不可能的。十年樹木百年樹人,在地質師的培養過程中可以充分體現出來。培養優秀地質師的難度可以說遠遠超過培養博士、研究員和教授的難度。
社會的發展和日趨激烈的競爭市場,對地質師素質的要求也將越來越高,最好是跨專業的復合型人才。競爭的實質是人才的競爭。勘測隊伍要走向市場,必須重視高素質人才的培養,重視人才資源的開發。
5.6 技術管理問題
工程地質勘察質量的控制,技術管理是主要環節之一。近年來一些單位提交的勘測設計報告中的地質章節不是地質師寫的,報告的編制人中沒有地質專業負責人,或地質報告沒有院級地質負責人審查把關,報告和圖紙中的錯誤較多。這種情況給總院增加了審查難度,同時也有損勘測設計單位的質量和水平形象,還會延誤工程報批的時機。當然也有上級單位工程審查把關不嚴,助長了這種技術責任心不強的現象。
5.7 其它問題
前期工作投入不夠,有些地方部門長期拖欠勘測經費;體制問題,市場競爭不規范,非水利水電勘測單位從事水利水電勘測工作存在工作方法、技術要求和工程地質評價等方面的差異;勘測工作經費仍然按落後的實物工作量計算,造成多勘探多爭錢,地質分析多出力多賠本的事實上的不合理現象,長期以來得不到解決。勘測技術的科技含量低,新技術新方法投入少,不能滿足現代工程技術發展的要求。
5.8 今後十年將進入工程事故的高發期
鑒於對以上若干問題的擔憂,今後十年有可能是我國水利水電工程事故的又一個高發期,這一悲觀性預測有些危言聳聽,但願不要成為被不幸言中的事實。
5.9 解決問題的對策
解決問題首先要分清責任。規程規范和部分技術管理方面的問題應該由總院負責;勘測周期不合理,前期工作投入不夠等問題應該是地方部門或者計劃部門負責;質量、人才、相關專業的協調等問題自然應該由勘測設計單位負責;其它問題大家都有責任,但主要還是取決於大環境。
責任分清楚了,落實到要有人來抓,所有問題雖然我們不敢說都能很好地得到全面解決,但至少可以前進一大步。最可怕的是大家都在暢談必要性重要性,結果都是紙上談兵,沒有實際行動。筆者在這里也就是誇誇其談而已,不可能提出可以操作的具體解決方案,這種方案也不該我們提,該誰提?當然應該是誰負責抓,誰就提方案追落實精指揮勤檢查,最終歸結到誰領導的關鍵問題上。到此為此,我們的對策就算出台了。
其實,我們這里列出來的眾多實際問題,本質上和深層次的是體制和機制問題,需要通過改革才能從根本上解決。隨著勘測設計市場化進程的加快,新技術與舊管理的沖突,老觀念與新思想的交鋒,既是矛盾又是改革的動力,這是不難理解的。
6 工程地質要抓住機遇迎接挑戰
汪恕誠部長曾經講話強調:「不能老修改設計,因為搞招投標尤其是國際合同,修改設計就意味著被索賠」。少修改或不修改設計,是對工程地質提出的更高要求。基本地質資料不準,修改設計就是必須的。高標准嚴要求就是挑戰和機遇。
人類社會的進步與發展,實際上又是一部人與自然相互協調和相互影響的壯麗史詩。以前我們把人與自然的關系當成是與天斗與地斗的斗爭關系,實踐證明,人與大自然斗爭的結果,雖然取得了一些局部性的小勝利,而大自然反過來對人類的懲罰卻是災難性的。人類的每一次產業革命,無不與工程建設有直接關系,與地質環境有直接或間接關系。建國以來,我國的基本建設此起彼伏,水利水電工程建設從無到有,新一輪的建設高潮正在興起。在多專業組成的基建隊伍這個龐大樂團中,地質師要起到指揮和首席演奏家的作用,甚至還要擔負起獨奏華彩樂章的作用。
盡管工程地質學科正在經歷著前所未有的挑戰,工程地質工作也存在著這樣那樣的問題和難題,然而這更是機遇。抓住機遇迎接挑戰,順應自然,保護環境,防止災害,造福人類,是工程地質學家和地質師的艱巨任務和不可推卸的責任。主要參考文獻:
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Ⅵ 工程地質學的發展及地質工程學的形成
地質工程學是工程地質學發展形成的新的分支學科,實際上是工程地質學和土木工程學的邊緣雜交學科。因此在研究地質工程學之前,有必要回顧一下工程地質學的發展。
工程地質學研究已經經歷了三個階段:
第一階段:20世紀60年代以前,以工程地質條件研究和質量評價為主要工作。一方面是對作為工程建築載體、工程建築材料、工程建築結構的地質體質量評價;另一個方面是對作為工程建築環境的地質環境質量評價,這階段的評價主要是定性的。在20世紀60年代末,世界各國大體同時都開始了工程建築中能否出現地質災害,或者說能否出現工程地質災害的成災條件研究,開始了成災預報研究工作。
第二階段:開始於20 世紀60 年代末,以開展地質體穩定性分析為特徵的工程地質災害預測預報研究階段。如谷德振教授在20 世紀60 年代末開始提出地基穩定性、邊坡穩定性、地下洞室穩定性評價研究課題;20 世紀70 年代他進一步提出地基穩定性、邊坡穩定性、地下洞室穩定性、山體穩定性、地殼穩定性評價研究五大課題,開始了工程地質研究的第二階段。當時研究內容主要是穩定性評價。實際上開始了工程地質預報研究工作。
第三階段:20世紀80年代以來出現了許多新技術(實際上60、70年代也零星地在做),「中國岩土錨固工程協會」和中國岩石力學與工程學會下成立了「岩石注漿與錨固工程分會」,大力開展不良地質條件改造。工程地質發展第三階段是以工程地質災害預測預報及地質災害防治、施工地質超前預報和地質體改造等主要課題為特徵的地質工程研究階段,明確地提出了地質監控施工法。地質監控施工法的核心就是超前地質預報和超前地質體改造,而超前地質預報和超前地質體改造正是工程地質工作進入第三階段的重要標志。這樣,今天的工程地質工作已經不僅僅作工程地質條件評價、各類地質工程穩定性評價或工程地質預報,而且還應該研究不良地質條件的改造及地質工程施工問題。今天已經有一些辦法能夠對不良的地質體進行改造,使之適應工程建築的要求。過去解決地質體不穩定的辦法主要是支護,不讓它失穩,這種做法現在看來是不夠的。今天可以進行地質體改造,使之滿足工程建築要求。地質體賦存環境也可以改造,改造後的地質體照樣可以建築工程,這樣工程地質就發展到以工程地質超前預報和地質體改造為核心的地質工程階段。
事物的發展總是經過漸變到突變。人類的認識也是經過漸變到突變產生飛躍。人們對地質工程的認識也是經歷了這樣一個過程。在工程地質學發展的第二階段,工程地質工作者和岩土力學工作者在認識上已經孕育著地質工程的意識,提出地基穩定性、邊坡穩定性和地下洞室穩定性課題就意味著孕育著地質工程的意識。具有工程地質和岩土力學雙學科知識的工作者是這個認識的先覺者。有文字記載的則有1974年Hock E.和Bray J.W.發表了《ROCK SLOPE ENGINEERING》專著,明確地提出了「岩石邊坡工程」概念。首次把岩體邊坡作為工程來研究,他的主要工作也是在地質基礎上對邊坡進行岩體力學研究。Hock E.的岩體邊坡工程概念對工程地質學的發展和地質工程的形成具有很大的推動作用。1976年R.E.Goodman,發表了《METHOD OF GEOLOGICAL ENGINEERING IN DISCONTINUOUS ROCK》專著,首先使用了「地質工程(Geological Engineering)」術語,他提的地質工程方法實際上是岩體力學與工程地質相結合進行工程地質工作的方法。1983年著者在主持「大同煤礦堅硬頂板有控壓裂放頂理論和技術研究」課題中首次提出了岩體結構改造概念。1984年在第二屆全國工程地質大會上提出了岩體改造原理,同時提出了「工程地質、岩體力學和地質工程三位一體」開展工作的學術思想,在中國率先提出了「地質工程」命題。1986~1989年主持了「大秦線軍都山隧道快速施工地質超前預報」課題,並在這項工作中提出了以地質為基礎開展地質預報,其中包括超前預防,實際上深化了地質體改造理論,深化了地質工程概念,明確地提出了地質工程定義是「以地質體為工程結構,以地質體為建築材料,以地質環境為建築環境建築起來的一種特殊工程」。1990年10月著者應葛洲壩水電工程學院的邀請,在宜昌開辦了「工程地質與地質工程」講座,對著者關於地質工程的認識進行了系統的總結,1993年出版了《工程地質與地質工程》專著,這本書是著者對地質工程認識的一次升華,該書對地質工程定義、地質工程特性、工作內容、工作方法進行了系統的論述。1996年出版了《地質工程理論與實踐》一書,系統地論述了地質工程概念、定義、理論和方法,明確地提出了地質工程的基本原理是「地質控制論」,闡述了地質工程理論體系。
從20世紀90年代初開始,中國出現了地質工程公司,地質工程勘察設計院等機構,實際上已經出現了地質工程行業。1997年6月國務院學位委員會和國家教育委員會在聯合頒布的「授予博士、碩士學位和培養研究生的學科、專業目錄」里正式提出了地質工程學,現在地質工程已經不僅是一個行業,而且已經形成為一個學科了。一個學科的形成必須具備三個條件,這就是有特定的研究對象,有獨特的理論,有專門的技術手段。對地質工程學來說,這三者已經具備了。地質工程的研究對象是以地質體為工程結構,以地質體做建築材料,以地質環境作為建築環境的特殊工程建築;地質工程的基本原理是地質控制論;地質工程建築的專門技術:地質超前預報技術和地質體改造技術已經形成了。今天來說,地質工程學已經形成為一門獨立學科是客觀存在的。
Ⅶ 地質工程專業的發展趨勢
現代地球科學的研究對象包括了地球各圈層(岩石圈、水圈、大氣圈、生物圈等)相互作用的物理過程、化學過程和生物過程以及人地關系、人類與環境的相互作用和相互影響,人、資源、災害與可持續協調發展戰略。這就要求我們培養的人才在技術層面上要具備寬廣而扎實的知識,並具備知識不斷更新的能力。
畢業生供需見面所反映的情況來看,市場對地質工程專業技術人才的要求是:
技術層面:具有敏銳的觀察能力和分析解決問題的能力;具有扎實的基礎理論知識;掌握新技術、新方法。
人文層面:具備廣泛的社會交往能力;具有良好的心理素質。
思想層面:具有堅定的專業思想。
體能層面:身體健康。
盡管市場對畢業生上述要求是最基本的,而目前培養的學生離高素質的社會要求還相差甚遠,市場對畢業生的高素質要求也尚未完全體現出來。隨著中國加入WTO以後,市場競爭的國際化,相信未來對學生高素質要求的時間會越來越近。 由於地質工程專業涉及國民經濟建設的領域很廣,經濟建設項目很多,發展的速度很快,為畢業生創造了很好的就業環境,在大學生就業形勢普遍困難的情況下,地質工程專業學生的就業形勢卻仍然非常好,具有比較強的發展勢頭,在全國形成了供不應求的良好局面。
地質工程專業人才供不應求的主要原因表現在以下幾個方面: 中國加入WTO以後,隨著市場競爭的國際化,大批國外技術力量將不斷進入中國。我們培養的地質工程技術人員要面對這種國際競爭的壓力。同時,中國國民經濟的發展要求地質工程專業要培養高質量的人才來滿足經濟建設對人才的需求。
據資料顯示,隨著中國一大批基礎設施建設的完成和城市建設的規模化,從事基礎工程施工的人才將出現下降的趨勢,而地礦行業對人才需求量在未來的10年內將會大幅度地增加。同時,鐵路建設走勢增強,人才需求形勢看好。各勘查院對人才的需求穩中略有走強趨勢,其他行業對工程地質人才的需求減弱,而對岩土鑽鑿工程技術人才的需求增加。值得注意的是,水利水電行業歷來是地質工程專業的人才需求大戶,也是未來地質工程專業發展的一個重要方向。
Ⅷ 請問在地質上岩石的結構面是個什麼概念軟弱結構面又是什麼概念呢斷層的走向又是怎麼來判斷的呢
岩體內存在的原生的層理、層面及以後在地質作用中形成的斷層、節理、劈理、層間錯動面等各種類型的地質界面統稱結構面。由結構面切割成的大小、形狀不同的岩石塊稱結構體。結構面和結構體的組合稱岩體結構。岩體結構的突出特點是不連續性。這種不連續性使岩體在力學性質上的各向異性更加增強。在受到力的作用時,岩體結構控制著岩體的變形和破壞。
岩體結構是岩體工程地質力學的基本概念。所謂岩體結構,即岩體中的結構面以及被這些結構面相互切割而成的結構體共同組合的型式,二者具有內在的聯系,它們是地殼長期活動的結果,隨地球運動而不斷的變化和發展,同時在地應力和工程作用影響下也會變化和發展。因之,岩體結構的兩大要素即是:結構面和結構體。岩體工程地質力學把岩體看做是由結構面與結構體組合而成的有結構的地質體。結構面是指岩體中存在的各類斷層面、節理面、裂隙面、層面、不整合面、接觸面等的地質界面。結構體是指由這些地質界面切割的形狀不一、大小不等的各種各樣的地質塊體。
所以,岩石的結構面是岩體內存在的原生的層理、層面及以後在地質作用中形成的斷層、節理、劈理、層間錯動面等各種類型的地質界面.
而軟弱結構面是對於威脅縣城、重要集鎮、重要公共基礎設施的不穩定斜坡,通過工程地質測繪仍不能查明斜坡結構和軟弱結構面的應進行不穩定斜坡結構和軟弱結構面勘查。
不穩定斜坡穩定性驗算應根據可能的滑動面類型和物質成分,選擇有代表性的分析斷面和合理的計算公式計算,計算方法可參照《滑坡防治工程設計與施工技術規范》DZ0240—2004中的第4.3條執行。
不穩定斜坡穩定性綜合評價,應根據不穩定斜坡在斜坡體構造格局中所處的位置、規模、主導因素、滑坡前兆、不穩定斜坡區的工程地質和水文地質條件,以及穩定性驗算結果等綜合判定,並應分析不穩定斜坡的發展趨勢和危害程度,提出防治措施建議。
不穩定斜坡勘查成果應包括:不穩定斜坡的地質背景和形成條件,不穩定斜坡的形態、性質和演化,不穩定斜坡的平面圖、剖面圖和岩土工程特性指標,不穩定斜坡穩定性分析,不穩定斜坡防治方案建議。
而斷層的走向則指地殼岩層因受力達到一定強度而發生破裂,並沿破裂面有明顯相對移動的構造。
地殼中的一個裂口或破裂帶,而且沿著它相鄰的岩體發生了運動。斷層長度變化很大,從幾厘米至幾百公里不等,兩盤之間的位移量也可有這樣大的變化。
斷層是構造運動中廣泛發育的構造形態。它大小不一、規模不等,小的不足一米,大到數百、上千千米。但都破壞了岩層的連續性和完整性。在斷層帶上往往岩石破碎,易被風化侵蝕。沿斷層線常常發育為溝谷,有時出現泉或湖泊。
是什麼力量倒置岩層斷裂錯位呢?原來是地殼運動中產生強大的壓力和張力,超過岩層本身的強度對岩石產生破壞作用而形成的。岩層斷裂錯開的面稱斷層面。兩條斷層中間的岩塊相對上升,兩邊岩塊相對下降時,相對上升的岩塊叫地壘;常常形成塊狀山地,如我國的廬山、泰山等。而兩條斷層中間的岩塊相對下降、兩側岩塊相對上升時,形成地塹,即狹長的凹陷地帶。著名的東非大裂谷和我國的汾河平原和渭河谷地都是地塹。
斷層對地球科學家來說特別重要,因為地殼斷塊沿斷層的突然運動是地震發生的主要原因。科學家們相信:他們對斷層機制研究越深入,就能越准確地預報地震,甚至控制地震。
斷層的種類:
根據斷層線上原來相鄰接的兩點在斷層運動中的相對運動狀況可以將斷層分類。
如果它們的運動只在水平方向上,並且平行於斷層面,那麼這斷層叫走向滑動斷層。走向滑動斷層又進一步分為右滑和左滑斷層。
如果一個觀察者站在斷層的一側,面向斷層,另一邊的岩塊向他左方滑動,那它就叫左滑斷層。之所以如此稱呼,因為要追索被移動了的地表特徵時,該人需沿斷層線轉向左邊,才能在那一邊找到與這邊相對應的特徵。這種走向滑動斷層也叫右旋或左旋、右行或左行斷層,或統稱走向斷層。加利福尼亞聖安德列斯斷層是一條右旋斷層或滑動斷層。
沿斷層面作上升下降的相對運動,則是傾向滑動斷層。上盤相對下盤向下運動的傾向滑動斷層是正斷層。
當斷層面傾角小於或等於45°,上盤相對下盤作向上運動時,叫沖斷層,而若斷層面傾角大於45°,則稱逆斷層。
兩盤相對運動方向界於走向滑動斷層和傾向滑動斷層之間的,叫斜向滑動斷層。
斷層兩盤之間的相對位移常被叫作斷層落差和平錯。落差反映垂直位移,而平錯反映水平位移。以上所說的斷層都有一個共同的運動特點,即在運動中兩盤的構造保持著平行。
但也可以有這樣的斷層,相鄰兩盤塊體之間發生了扭動、轉動,這樣的斷層被稱為旋轉斷層或剪狀斷層.
上面這張照片里山嶽右邊的線形結構,就是美國加州著名的聖安地列斯斷層,它也是地球表面最長和最活躍的斷層之一。
聖安地列斯斷層的深度有15公里,存在的時間已經超過2000萬年。照片是從奮進號太空梭拍攝的雷達影像和測地衛星的真色影像所組合出來的。巨大的太平洋板塊沿著聖安地列斯斷層,相對於北美板塊向北漂移,平均每年移動數厘米,按這種移動速率,經過數百萬年後,地球表面的陸塊分布和現在比起來,將會有很大的不同。