工程地质与环境地质
A. 水文地质、工程地质和环境地质调查的发展趋势
一、水工环调查新领域的拓展和商业化
国际水工环新领域的调查工作,潜在的领域十分广阔,内容极其丰富,正逐步开拓。当前,除继续进行已开展的工作外,为专门利用目的提供服务的水工环新领域的调查工作越来越多,由于这些服务大多为小的地域或企业,在发达国家商业化水工环调查将得到进一步发展,既提高了水工环新领域的调查工作的服务范围又使地质调查单位得到发展。
二、加强调查与研究的紧密结合
世界各国都非常重视资源环境地质调查工作,在查明地质环境的质量及其与工程-经济活动之间的相互作用的基础上,研究这种作用的发展趋势与作用程度,并从环境地质学的角度,评价地区开发、工程建设和环境改善的可行性与最优方案,提出意见与建议。加强基础水工环调查和研究工作的结合,会大大增强水工环地质调查在建设中的作用。
三、水资源管理与地下水污染专门调查
水文地质工作有向水资源管理与地下水污染专门调查发展的趋势,在发达国家,地下水作为最大的资源环境因素,既要考虑资源的充分利用问题,也要考虑开发后可能产生的环境后果,这对于水资源紧张、环境脆弱的那些地区尤其重要。专门调查的目的是为了在一个地质环境单元内,最大限度地开发利用水资源,取得最优的社会经济效益,对生态环境的影响保持在允许限度。
四、水工环地质调查与土地资源利用调查的协调发展
土地的开发利用有时未很好地考虑对生态环境的影响,致使环境质量下降,土地资源紧张。在土地的利用调查中水工环地质工作可以发挥重要的作用。几乎所有国家在国土整治、流域或区域的综合开发,都要涉及土地的合理利用和环境保护问题,水工环地质调查与土地资源利用调查的协调发展具有极其广阔的发展前景。
五、地质灾害调查与灾害监测相结合
地质灾害调查是了解过去发生过的静态灾情,掌握地质灾害的环境信息;灾害监测是记录现在地质灾害的发生-发展的动态变化,两者结合会大大提高地质灾害预测、预报精度,更有利于灾害的防治和地质环境的保护。这在经济开发区、城市区和大型工程建设地区、以及动力地质作用强烈发育的其它建设地区尤为重要。这是国内外发展的趋势。
六、多种先进技术的综合运用
随着科学技术的不断发展,水工环地质调查工作普遍运用“3S”技术即地理信息系统(GIS)、全球定位系统(GPS)、遥感系统(RS)和先进的物探及测试等高新技术,从野外调查电子手簿到成果使用全程计算机化,向调查成果成图的数字化、调查信息传输的网络化及地质体空间分析三维分析可视化等先进技术综合运用方面发展。
B. 地质工程与工程地质的区别
地质工程Geological Engineering 。工程地质学是研究人类的工程活动与地质环境的相互作用,以便认识回评价,改造和保护答地质环境。是地质学的一个分支。是一门研究与工程建设有关的地质问题的专门学科。 研究对象是工程地质条件和工程地质问题。工程地质条件是工程地质环境各个要素的总和。包括: (1)岩土类型及其工程地质性质(2)地形地貌条件(3)地质结构与地应力(4)水文地质条件(5)物理地质现象(6)天然建筑材料 (像一些地质灾害之类的都属于地质工程管)
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。本书可作为高等学校土建类专业工程地质课程教材,也可作为水利工程、采矿工程等相关专业的教材和参考书,还可供其他相关专业方向的师生及工程技术人员参考使用。(像盖房子 要考察地质适合不适合建筑啊 就归工程地质管了)
C. 环境地质与工程地质监测技术的任务和作用
9.1.1 环境地质和工程地质监测的内容
人类生存在由大气圈、水圈、生物圈和岩石圈组成的地球表层环境中,环境监测的对象就是组成地球表层环境系统的各个部分或局部,监测的内容是监视和检测影响人类生存环境的各种有害物质和因素的变化趋势及对环境质量的影响程度。
9.1.1.1 环境地质与工程地质监测的对象
在相对稳定的生态环境系统中,任一种因素的变化都可能引起生态环境系统的平衡失调或破坏。由于环境系统具有一定的稳定性和适应外界变化的能力,当外界变化较小时,环境系统能自动调节恢复平衡。通常把环境所具有的自动调节和恢复系统动态平衡的能力称为自净能力(self-purification ability)。环境的自净能力不仅与进入环境的有害物的量有关,还与环境的容量有关。环境容量和环境的自净能力都有一定的限度。当地质作用或人类活动使环境因素的变化超过了环境生态系统动态平衡的恢复能力时,环境系统恢复不到原来的动态平衡状态,这种超过部分即构成了对环境系统的污染(或危害)。环境学中把产生(或排放)物理的、化学的和生物的有害物质和因素的发生源称为污染源(pollution source)。每一种对环境产生污染(或危害)的物质或因素称为污染物或污染因子。
环境监测的目的是及时、准确、全面地反映环境质量和污染现状及发展趋势为环境管理、环境规划和环境治理提供依据。环境地质与工程地质监测是环境监测的重要组成部分。其监测的对象是岩石圈浅表层地质环境,监测的内容是监视和检测导致地质环境恶化和地质灾害发生的天然污染源和人类工程活动引发的污染源的变化趋势及对环境质量的影响程度。
环境地质与工程地质监测的内容,以其监测的介质(或环境要素)可归纳为以下三个方面。
(1)环境介质污染监测(pollution monitoring of enviromental media):包括对大气污染监测,水质污染监测,土质污染监测,生物污染监测,振动、放射性等物理污染的监测。
(2)地质灾害监测(monitoring of geological calamity):包括对火山、地震、崩塌、滑坡、泥石流等地球内力和外力地质作用造成的地质灾害的监测。
(3)岩土工程环境监测(enviromental monitoring in geotechnical engineering):包括对地基变形、地面沉陷、边坡变形、围岩变形、坝体安全、诱发地震等人类工程活动引发的地质环境效应的监测。
在上述各对象的监测中,都包括有许多项目。例如,水质污染监测的主要监测项目可分两类:一类是反映水质污染的综合指标,如温度、色度、浊度、pH、电导率、悬浮物、溶解氧、化学耗氧量和生化需氧量等;另一类是有毒物质,如酚、氰、砷、铅、铬、镉、汞、镍等。此外还有水体流速、流量的测定等。在实际工作中因人力、物力、技术条件及环境条件等限制不可能对所涉及的项目全部监测,须根据监测的意图、污染物的性质和危害程度,对监测项目进行必要的筛选,从中挑选最关键和最迫切需要解决的项目实施监测。
9.1.1.2 环境监测的类型
9.1.1.2.1 监视性监测(general monitoring)
又称常规监测或例行监测,是按一定的要求和计划,定时、定点地测定污染源的变化情况,分析污染物超标程度和频率,评价环境质量,预测环境变化趋势。这是一项经常性的监测工作,使管理部门和研究机构可及时掌握环境要素的受害现状和变化趋势,以便随时调整控制措施和实施治理方案。
9.1.1.2.2 特定目的性监测(special monitoring)
又称应急监测或特例监测,是为完成某项特种任务而进行的专门监测。有如下方面。
(1)事故监测:在危害环境事件发生后进行现场追踪监测,测定危害的影响范围和程度,为防止事态发展提供监测依据。此外,通过监测可发现事故的苗子,预报事故再次发生的可能性。这种监测对查清事故的原因、控制事故的发展及善后处理起着重要作用。如核电站泄漏事故引起放射性对周围环境的污染、地质灾害和岩土工程事故等突发性危害的监测等均属此类。
(2)仲裁监测:是为解决执行环境法规过程中所发生的矛盾和纠纷,而向管理部门或司法部门提供仲裁意见的监测。
(3)考核验证监测:为检查环境管理制度和措施的实施情况而进行的监测,以及建设项目的竣工验收监测、治理项目的竣工验收监测等。
9.1.1.2.3 研究性监测(scientific monitoring)
又称科研监测,属高层次、高水平、技术比较复杂的监测,是探索危害环境的因子和因素的形成原因和发展规律,研究危害环境事件对人体和自然环境的危害性质及影响程度,研究如何提高环境监测和环境治理的水平,以及对某个环境工程或建设项目的开发预评进行综合性研究等。
环境监测在环境管理中起重要作用,占有主要地位。随科技进步和生活水平的提高,在环境管理中科学化、定量化的要求将更为严格,从而将更加依赖环境监测。
9.1.2 环境地质和工程地质监测技术的任务和作用
环境地质和工程地质监测技术是实施环境地质和工程地质监测任务的手段和保证。随科学技术的进步,环境监测技术迅速发展,仪器分析、计算机控制等现代化手段在环境监测中已广泛应用。环境监测技术从以化学分析为主的单一环境分析发展到物理监测、生物监测、流动监测及卫星遥感监测等。监测的范围从一个断面发展到一个城市、一个国家乃至全球。监测的过程从间断性监测逐步过渡到自动连续监测,各种连续监测系统相继问世。地理信息系统(GIS)、大地定位系统(GPS)和遥感技术(RS)的3S技术用于区域性地质灾害及地质环境的监测与评价,已在国民经济建设中发挥了重要作用。
9.1.2.1 环境地质和工程地质监测技术的任务
环境地质和工程地质监测技术的任务是运用现代科学技术方法,间断地或连续地监视和检测,导致地质环境恶化和地质灾害发生的自然地质作用或人类工程活动的现状、变化趋势及对环境质量的影响程度,为环境管理、环境规划、环境治理和保证工程质量与安全提供科学依据。地质环境的监测技术不仅仅是各种测试技术,还包括布点技术、采样技术、数理技术和综合评价技术等,所涉及的知识面广、专业面宽,需要化学、物理学、生物学、生态学、气象学、地质学、工程学等多方面的知识。此外,环境质量综合评价时还必须考虑社会性问题。据统计,发展中国家每年由地质灾害和地质环境恶化所造成的经济损失,达国民生产总值的5%以上。在我国由地质灾害造成的损失约占整个灾害损失的35%,其中,崩塌、滑坡、泥石流及人类活动诱发的地质灾害所造成的损失约占55%。自上世纪80年代以来,这类灾害已造成千余人死亡,直接经济损失达数亿元,事故的善后处理和整治费用高达数十亿元。而由此给社会带来的间接损失,则更无法估量。近十年来,直接由工程建设活动诱发的地质灾害造成的工程处理费用达数千万至上亿元的有近十起。随着进一步的开发,必将带来更大规模、更大范围的灾害与环境问题。正确评价和监测地质环境的恶化、及时预测地质灾害的发生、严格控制和规范人类工程建设活动,以提高地质环境的质量,减轻灾害对人类的威胁,从而保持人类文明的可持续发展。因此,不断提高环境地质和工程地质监测技术水平,已不仅是学科发展的需要,而是提高人类生存环境质量的需要,更是维护人类社会可持续发展的迫切需要。
9.1.2.2 环境地质和工程地质监测技术的作用
环境地质和工程地质监测技术有如下主要作用:
(1)地质环境质量信息的获取必须依靠环境地质和工程地质监测技术。及时、准确的环境质量信息是确定环境管理目标,进行环境决策的重要依据。而信息的获取必须依靠监测技术,否则难以实现科学的目标管理。
(2)强化环境管理和保护制度的贯彻执行必须依靠监测技术。因为没有监视和督察,制度和措施将流于形式。
(3)评价和检验环境管理和保护的效果必须依靠监测技术,否则难以提高科学管理水平。
(4)环境地质和工程地质监测技术工作在防范地质灾害、避免工程事故方面的社会效益和经济效益是不可估量的。
D. 区域环境工程地质评价
4.3.1区域稳定性分析
黄河三角洲是在基底构造甚为破碎、济阳凹陷的一个次级负向构造单元上发育形成的。由于区内东北部位于北西向的燕山——渤海地震带及北东向的沂沫断裂地震带的交汇部位,因而与新构造运动有关的构造地震异常活跃。据山东省地震局1985年10月布设的东营—垦利、陈家庄—河口的现代形变及牛庄—新刁口的两次a径迹测量结果,埕子口断裂、孤北断裂、陈南断裂、胜北断裂和东营断裂的现代活动都有显示,说明区内的区域稳定性较差。区内新生代以来的断裂活动表现为具有继承性脉动活动的特点。尤其是5号桩,桩西至海港一带位于上述两条活动断裂地震带的交汇复合部位,新生代以来断陷幅度最大,历史上曾发生过3次7~7.5级地震,区域稳定性差。根据以上的地震预测,影响烈度一般都在Ⅶ度以上,5号桩一带为Ⅷ度。根据我国建筑规范规定,一切建筑物都应设防加固,以保安全。
区内饱和砂土、饱和粉土具有液化的宏观条件。在历史地震发生时,曾有喷水冒砂、地面裂缝等现象发生。其液化程度受以下因素影响:土的颗粒特征、密度、渗透性、结构、压密状态、上覆土层、地下水位埋深、排水条件、应力历史、地震强度和地震持续时间等。
由于黄河三角洲地质体物质组成主要是粉砂,且孔隙度较高,加之形成期堆积速率快,造成地质体中含水量高。随着时间推移,在上覆沉积物挤压下,孔隙中水逐渐被挤压,造成地质体压缩,导致地面下沉。根据1988年在黄河海港地区实测,该地区压实下沉速率可达6cm/a,因此由于地面下沉所引起的海面相对上升则更加剧了海岸侵蚀。
另外,近几十年来的人为活动加剧了本区地面沉降的发展,如:建筑地基承载力不足引起的土体压缩,地下水、石油、卤水的开采所引起的含水层、储油层压缩等。
由此可见,黄河三角洲地区环境工程地质问题颇多,本节将对直接影响东营市经济发展和规划的地表下25m土体工程地质类型及其物理力学性质、工程地质性质的区域性变化等进行深入研究。
4.3.2土体的工程地质分类及工程地质特征
区内小清河以北为黄河三角洲平原,小清河以南多为山前冲洪积平原,基岩埋深在数百米以下,表层均为第四系松散沉积物,鉴于一般工业与民用建筑物地基持力层一般均在15m以上,一般中高层建筑物持力层一般在25m以上的特点,下面仅以0~25m的土体为对象,进行分析和研究(图4-6)。
图4-6地表土体类型示意图
1.土体的岩性与结构特征
(1)土体岩性分类
区内0~25m深度内的地层多为第四系全新统地层,其沉积环境受黄河和海洋交互或共同影响,形成了以细颗粒为主的地层。所表现出的岩性以粉土最为广泛,其次为粉质粘土、粉砂、粘土,局部有细砂,其主要岩性特征见表4-6。
表4-6黄河三角洲0~25m地层岩性分类及主要特征表
(2)土体结构特点
区内土体结构无单层结构,多为多层结构,(多层结构是指一定深度内由3层或3层以上的地层构成),这也是区内的沉积环境所决定的,该区濒临渤海,是河流的最下游段,河道游荡较频繁,古地貌特点反复变化,携带泥、砂的水动力特点也随之变化,因此,区内一般无巨厚的单层岩性沉积。
2.土体工程地质特征
(1)山前冲洪积平原区土体工程地质特征该区地面下25m的沉积物为第四系全新统冲积、洪积(
)物,岩性以土黄—灰黄色粉质粘土、粉土为主,古河道带有粉砂、细砂分布,湖沼相沉积的灰黑色淤泥、淤泥质土比较少见。土层物理力学性质较好,承载力较高。
(2)古黄河三角洲区土体工程地质特征该区地面下25m的沉积物为第四系全新统冲积、海积、湖沼相沉积(
),上部多以土黄色—褐黄色粉土、粉质粘土为主,古河道带有粉砂分布;中部多有灰黑色淤泥质粉质粘土分布;局部有粉砂分布,下部以土黄色粉土、粉砂为主。土层的物理力学性质在水平和垂向上均有较大的变化,局部有小片的软土和高盐渍土分布。
(3)现代黄河三角洲平原区土体工程地质特征
该区地面下25m的沉积物为第四系全新统冲积海积物(
),上部多以土黄—灰黄色粉土、粉质粘土;中部为灰黑色粉质粘土或淤泥质土,具腥味;下部多为浅灰色粉砂土层的物理力学性质在水平和垂向上均有较大的变化,软土分布面积较大,盐渍土呈片状分布,为弱—中等盐渍土。
3.地表下0~25m土体物理力学指标的变化规律
(1)古黄河三角洲区的物理力学性质总体上好于现代黄河三角洲,这正是由于现代黄河三角洲的成陆时间晚于古黄河三角洲,其自重固结的程度差于前者。
(2)无论是古黄河三角洲区还是现代黄河三角洲区各类岩性土层的物理力学指标显示出一个较明显的规律,即从地表向下随深度的增加土层的物理力学指标以较好—较差—好发生变化。一般较差的深度段在5~10m和10~15m。这一变化规律也与区内的沉积环境相吻合,力学指标较差的深度段为1855年黄河改道以前沉积的冲湖积、冲海积相为主的地层。
4.3.3天然地基承载力、饱和砂土液化及软土与盐渍土
1.天然地基承载力
黄河三角洲地区基土承载力在不同位置、不同层位均有较大变化,从小于80kPa到大于300kPa。天然地基承载力指自地表算起的第一层或第二层基土(当第一层厚度小于3m,且第二层基土承载力高于第一层时,取第二层承载力数据)的承载力。区内天然地基承载力可分为4个等级(表4-7),其分布与变化规律与地貌单元有较密切的相关关系(图4-7)。
(1)承载力低区(fk<80kPa)的分布
① 呈条带状分布于现代黄河三角洲工程地质区内。如利津县虎滩乡西南—河口区义和镇南部、河口东南孤河水库—渤海农场总场北以及现代黄河入海口北侧等地,以上各地带多为1855年以后成陆,且位于滨海低地或洼地内,排水条件差,自重固结程度低。
表4-7天然地基承载力分区特征表
② 呈小片状分布于古黄河三角洲平原区。如东营区胜利乡南部,利津县王庄乡南部等。
(2)承载力较低区(80≤fk<100kPa)的分布
① 沿海岸线分布,宽度不一。
② 沿黄河泛流主流带边缘、前缘和洼地展布。如利津县大赵乡—虎滩—罗镇—河口区一带、集贤乡—渤海农场总场、孤北水库北部、利津前刘乡—东营区西城,以及东营区龙居乡—西范乡一带。
(3)承载力中等区(100≤fk<120kPa)的分布
① 分布于决口扇的顶部及缓平坡地区。如利津县南宋—北宋—明集,东营区龙居乡—油郭乡—六户镇—广饶县丁庄乡以及胜坨乡—高盖乡等地。
② 分布于现代黄河三角洲顶点附近。如宁海乡—汀河乡、宁海乡—傅窝乡一带。
③ 分布于现代黄河三角洲北部、东部。如河口区新户—刁口乡、孤东水库—五号桩、垦利县建林乡—孤东水库、建林—西宋乡。
(4)承载力较高区(fk>120kPa)的分布
① 分布于古黄河三角洲的南部。如牛庄—陈官—小清河一带。
② 分布于小清河以南的山前冲洪积平原区。
③ 零星分布于近代黄河三角洲平原区的地势较高处。
2.饱和砂土液化
砂土液化是指处于地下水位以下松散的饱和砂土,受到震动时有变得更紧密的趋势。但饱和砂土的孔隙全部为水充填,因此,这种趋于紧密的作用将导致孔隙水压力骤然上升,而在地震过程的短暂时间内,骤然上升的孔隙水压力来不及消散,这就使原来由砂粒通过其接触点所传递的压力(有效压力)减少,当有效压力完全消失时,砂层会完全丧失抗剪强度和承载能力,变得像液体一样的状态,即通常所说有砂土液化现象。
区内的饱和砂土、饱和粉土具有液化的宏观条件,在历史地震发生时,曾有喷水冒砂、地面裂缝等现象发生。其液化程度受以下因素影响:土的颗粒特征、密度、渗透性、结构、压密状态、上覆土层、地下水位埋深、排水条件、应力历史、地震强度和地震持续时间等。
液化判别就是根据土的物理力学性质及其他工程地质条件,对土层在地震过程中发生液化的可能性的判别。国家标准《建筑基础抗震设计规范》(GBJ11-89)中规定了饱和砂土、饱和粉土的液化判别方法,在对区内饱和砂土、饱和粉土的液化判别时,即依照了前述规范提供的方法,在液化势宏观判定的基础上,采用了原位测试资料——标准贯入试验进行了液化临界值和液化指数的计算。根据液化指数对地基液化等级的划分见表4-8。区内液化砂土的分布规律见图4-8。
(1)严重液化区
① 分布于现代黄河三角洲顶点,向北向东呈扇形展布的黄河泛流主流带的中上游部位,主要在陈庄镇—六合乡、虎滩乡—义和镇一带。
图4-7天然地基承载力分区示意图
表4-8地基液化等级表
② 零星分布于废弃河道带和决口扇,如下述地带:东营区永安乡—广北水库一线,呈条带状分布,为废弃河道带;利津县店子乡—前刘乡,呈片状分布,为决口扇的中部;东营区史口乡附近、东营区六户镇西侧、河口区新户乡东北等地。
该区内的饱和粉土、饱和粉砂颗粒均匀,粘粒含量低,沉积厚度较大,形成年代新,固结程度差,因此是最易发生液化的地区。
(2)中等液化区
① 分布于较大的决口扇及决口扇前缘坡地地带,利津县城东—明集乡—大赵乡、东营区胜利乡—董集乡—油郭乡一带。
② 分布于黄河泛流主流带或其边缘地带。宁海乡—垦利县城;陈庄镇—傅窝乡;渤海农场总场东—建林乡—新安乡;义和水库南—河口区。
③ 在滨海低地带内有零星片状分布,五号桩及以东地区;刁口码头东北—孤北水库北部;新户乡以西及以北的近海地带。该区一般位于严重液化区的外围及决口扇顶部位或零星分布于小规模的黄河主流带,饱和粉土、粉砂的粘粒含量较低,固结程度较差,因此是较易发生液化的地区。
(3)轻微液化区
① 分布于古黄河三角洲泛滥平原及决口扇边缘,如下述地带:利津县南宋乡—北宋乡;东营区龙居乡—广饶县陈官乡—丁庄乡。
② 分布于现代黄河三角洲的非黄河泛流主流带区,如下述地带:利津县王庄乡—垦利县胜坨乡;利津县集贤乡—垦利县城东部;河口区太平乡—义和水库。
该区粉土、粉砂的沉积厚度较小,粘粒含量较高,因此液化程度较轻。
(4)非液化区
① 分布于工作区小清河以南的山前冲洪积平原,该区地下水位埋藏深,水位以下的饱和粉土,粉砂密实程度较好,因此不易液化。
② 分布于沿海地带的滨海低地,该区除河口相沉积外,地层粘粒含量较高或以粘性土为主,因此不易液化。
3.软土与盐渍土
(1)软土
软土一般是指天然含水量高、压缩性大、承载力低的一种软塑到流塑状态的粘性土。如淤泥、淤泥质土以及其他高压缩性饱和粘性土、粉土等。黄河三角洲地区地处渤海之滨,具有软土的沉积环境,钻探资料亦证明,区内呈片状分布着软土。
① 软土的划分标准
本次划分软土时采用如下方法:当满足下列条件之一时,并且厚度大于0.50m,将其确定为软土:承载力标准值fk<80kPa;标贯锤击数N63.5≤2;静力触探锥头阻力qc<0.5MPa;流塑状态。
② 软土的空间分布
软土主要分布于区内的东北部滨海地带、河口—刁口码头一带。利津县罗镇—黄河故道西、垦利县下镇乡东部,另外在利津县明集乡—广南水库一线呈不连续片状、碟状分布。
③ 软土的成因及主要物理力学性质
区内的软土具有两种成因:①烂泥湾相沉积:在历次河口的两侧,沉积的以细粒成分为主的土层,一直处于饱和状态,排水固结过程进展缓慢,所以土的力学性质很差。颜色以灰褐色为主,流塑态,土质细腻,岩性以粉质粘土为主,夹粉土和粘土薄层。②滨海湖沼相沉积:颜色以灰—灰黑色为主,有机质含量较高,具腥臭味,为淤泥或淤泥质土。
图4-8地基砂土液化分区示意图
表4-9软土的主要物理力学指标统计表
从表4-9中可以看出:区内软土具有含水量高、孔隙比大、压缩性高、承载力低的特点,在荷载作用下变形较大,对建筑物极为不利。因此,在工程建设规划时,应尽量避开有软土分布的地区。在无法避开软土的建筑物,应对区内的软土有足够的重视,采取一定的处理措施,对于一般工业民用建筑可采取粉喷桩法进行处理,对于高层重型建筑物应采取深基础,如沉管灌注桩等,以避开软土的不利影响(图4-9)。
(2)盐渍土
当土中的易溶盐含量大于0.5%,且具有吸湿、松胀等特性的土称为盐渍土。区内的盐渍土为滨海盐渍土,按含盐性质则大部分属氯盐渍土,局部为硫酸盐渍土,盐渍土按含盐量可分为弱盐渍土(0.5%~1%),中盐渍土(1%~5%)、强盐渍土(5%~8%)和超盐渍土(>8%),区内的盐渍土主要为弱盐渍土,局部地段有中盐渍土(见图4-10)。
4.3.4工程地基适宜性评价
工程建筑地基适宜性受多种因素的影响,为达到评价结果清晰简洁、合理反映出区内建筑适宜性等级的目的,选用了专家聚类法(亦称总分法)进行评价。评价过程为:首先拟定评价因子,对各评价因子量化、分级并给定各级别的标准分,其次用傅勒三角形法确定各评价因子的权重,然后计算各勘测点单项因子分值和总分值,再按各点的总分值进行分区。最终的评价结果见表4-10、4-11、4-12、4-13。
图4-9软土分布示意图
图4-10盐碱土分布示意图
表4-10一般工业与民用建筑地基适宜性评价方案(评价深度10m)
① 沉降因子
式中:Mi——土层i的厚度;Zi——土层i的埋深;eli——土层i的天然孔隙比。
② DⅠ——山前冲洪积平原;DⅡ——古黄河三角洲平原;DⅢ——现代黄河三角洲平原。
表4-11一般工业与民用建筑地基适宜性评价分区说明表
表4-12高层重型建筑物地基适宜性评价方案(评价深度25~30m)
表4-13高层重型建筑物地基适宜性评价分区说明表
一般建筑、高层建筑物地基适应性评价分区见图4-11、4-12。
图4-11一般建筑物地基适宜性评价分区示意图
图4-12高层建筑物地基适宜性评价分区示意图
E. 烟台市工程地质分区与地质-生态环境质量评价
一、地质环境质量现状评价
1.市区工程地质环境质量评价
工程地质环境质量评价系统是一个多层次、多因素的复杂系统,结合烟台市本身的特点,建立了烟台市区工程地质环境质量评价指标,将评价结果分为Ⅰ类区、Ⅱ类区、Ⅲ类区和Ⅳ类区,因此,各评价因素取4级变化指标。
本次评价范围为烟台市区,以1∶5万工程地质图为底图,将评价区域划分为5939个500m×500m的单元,对每个单元进行评价,根据评价结果,编制出烟台市区工程地质环境质量分区图。
计算中首先确定每个单元工程地质环境质量评价指标特征值,然后,根据工程地质环境质量分级与对应评价指标的取值,并参考在烟台市区从事地质环境监测、工程地质勘察、城市规划等专家对工程地质环境质量分级的意见,选定39个样本(单元)为神经网络BP模型学习样本,并分别给出每个样本的目标值。计算中样本输入指标数量为15个指标,输出节点为1个,学习率为0.7,隐层数为1个,隐节点为25个,最大总误差为0.01,最大个体误差为0.001,只需训练200次左右即可,正常系统误差数点后6位,系统收敛情况很好。样本学习结束之后,就可以判断其余样本的归属问题,根据输出结果,判定某一样本属于哪一类工程地质环境质量区。整个计算根据上述神经网络的BP模型,由计算机完成。
计算结果与实际情况吻合相当好,烟台市区的工程地质环境质量分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类区。
计算结果表明,Ⅰ类工程地质环境质量区,主要分布在烟台市区的低山丘陵区,如塔山、磁山等,该区一般基岩裸露,岩石类型以花岗岩、片岩、片麻岩、石英岩为主,地基承载力高,地下水综合污染指数小于0.3,除了个别地段边坡不稳定外,一般无其他环境工程地质问题发生,该区域人口密度低,人类工程活动强度低,是工程地质环境质量好的地区;Ⅱ、Ⅲ类工程地质环境质量区,地域分布情况有两种,一是在山前、河谷平原,二是在人类工程活动强烈的丘陵地带或地质灾害与环境工程地质问题发育地带,前者具有双层岩土体结构,一般无淤泥质软弱层,地下水综合污染指数在0.3~1.0之间,人类工程活动强度较高,后者为矿山开采或边坡失稳地段,是工程地质环境质量较好或中等地区;Ⅳ类工程地质环境质量区,分布在烟台市区滨海地带,以夹河下游、养马岛南部分布面积最大,地貌单元属滨海平原,地基土中均含淤泥质软土,地基承载力较低,地下水位低,局部地段具侵蚀性,地下水综合污染指数大于1.0,海水入侵现象较普遍,粉细砂、粉土地段有沙土液化现象,该区人口密度大,人类工程活动强度高,是工程地质环境质量差的地区。
2.区域地质环境质量现状评价
正确选择评价指标是真实地揭示地质环境质量优劣的前提和基础,评价指标体系是由若干个单项评价指标组成的层次分明的有机整体,本次地质环境质量评价一般应满足:一级评价3个指标,二级评价14个指标。
本次评价范围以烟台市环境地质问题分布图作为底图,将评价区域划分为2224个2.5m×2.5km评价单元,对每个单元的指标进行赋值评价。
上述各指标赋值的方法有3种:一是根据实测结果得到,如地形高度等;二是根据统计计算得到,如人口密度、单位面积国民生产总值等;三是根据实际情况及地质环境质量分级指标,对Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类工程地质环境质量分别用1、2、3、4标度。
评价模型仍采用上述神经网络BP模型,根据烟台市区工程地质环境质量的评价经验,参照分区指标,确定50个样本(单元)为学习样本,输入指标12个,输出层神经元1个,隐层神经元1个,隐节点数20个,误差要求同上,迭代次数只需几十次即可,系统收敛情况很好。然后将其余样本输入计算机,进行判断并输出结果,根据该模型的判断结果,编制烟台市地质环境质量分区,其地域分布见图13-3。
图13-3 烟台市地质环境质量评价与分区
计算结果表明,烟台市分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类地质环境质量区,它们所占的比例分别是35.61%、40.96%、15.96%和7.46%。Ⅰ类区分布在莱州东北、招远市附近、龙口北部、牟平北部、莱阳和海阳市附近地区,为地质环境质量最好地区;Ⅱ类区分布在莱州市附近、栖霞西部、蓬莱北部、福山北部、莱阳和海阳市附近的广大区域,是地质环境质量较好地区;Ⅲ类区分布在烟台市沿海一带,是地质环境质量中等地区;Ⅳ类区主要分布在北部沿海一带和中部矿产资源开发地区,是地质环境质量较差地区。
二、烟台市地质-生态环境质量风险度与风险评价
1.地质-生态环境质量风险评价优势指标与层次结构分析模型
地质-生态环境风险评价是按计算的地质-生态环境恶化程度分成不同等级风险区,针对不同风险区的特点提出减少风险的各项策略。
根据烟台市的实际情况和现有的地质-生态环境资料,将地貌单元、场地类型、地下水开采现状、区域地壳稳定性、地震烈度、地面变形灾害、斜坡环境变异灾害、地下水污染状况、海水入侵、滨岸侵蚀、人口密度和单位面积国民生产总值17个指标作为制定烟台市地质环境与生态环境问题风险评价优势指标。
2.地质-生态环境质量风险评价优势指标权值的确定
层次分析法(AHP)是把一个复杂的问题表示为有序统一处理决策中的定性与定量因素,具有实用性、系统性、简洁性等特点,本质上是一种决策思维方式。层次分析法将复杂的问题分解成各组成要素,将这些要素按支配关系组成有序的层次递阶结构,通过两两比较的方式确定层次中诸因素的相对重要性,然后结合人的判断决定诸因素的相对重要性的总和顺序。层次分析法体现了人们决策思维的基本特征,即分解、判断、综合。具体包括:①建立层次递阶结构;②构造两两比较判断矩阵;③计算单一准则下元素的相对权重;④计算各层因素的组合权重。最终计算结果得出最低层次元素相对重要性排序,即权重向量。
于是,各区域地质环境与生态环境问题风险评价优势指标对总区域地质环境与生态环境问题风险评价优势指标据重要性权值进行总排序。经检验,总排序具有满意的一致性。
3.地质-生态环境质量风险度的定量评定与风险评价
将烟台市划分为2224个独立单元,根据分区指标对每个单元的区域地质环境与生态环境问题风险评价优势指标进行赋值、评价,将所得数值进行加权。根据17个烟台市风险度优势指标,确定每个单元内各因素(指标)的特征值(fij(x)),再乘以其权值,即得到每个单元的风险度基准值(图13-4)。
计算结果表明,当风险度基准值小于50时,表明该区域地质环境与生态环境问题风险程度小、安全,一般不用采取防治措施;当风险度基准值在50~70之间时,表明该区域地质环境与生态环境问题风险程度中等、一般,除在特别地区需注意避免问题恶化外,一般也不采取防治措施;当风险度基准值在70~90之间时,表明该区域地质环境与生态环境问题风险程度较大、较严重,应考虑区域地质环境与生态环境问题的影响,并采取一定的防治措施;当风险度基准值大于90时,表明该区域地质环境与生态环境问题风险程度大、严重,处于问题恶化的极限值,进行工程建设时,应注意评价该工程建成后将引起或遇到何种地质环境问题和生态环境问题,应进行地质环境和生态环境的预防与防治研究,避免地质与生态环境问题的进一步恶化。
图13-4 烟台市地质-生态环境质量风险评价
F. 环境工程地质学的兴起与进展
传统的工程地质学的主要任务是对工程建设的地质条件进行评价,为保证工程建设的安全而作为设计施工的定性依据。但现代人类工程活动的规模和数量越来越大,导致对周围地质环境的影响越来越大,产生许多负效应,这给工程地质学的研究提出了新的重要任务,就是要对工程建设作用于环境地质条件所产生的影响作出评价和预测。这种作用不仅是单向的,通常还是双向的。就是要研究人类工程活动和地质环境的相互依存、相互制约、相互作用关系。在1980年第26届国际地质大会上,国际工程地质协会就发表了工程地质学家参与解决环境问题的宣言,从此以后,环境工程地质学开始蓬勃发展起来。所以环境工程地质学的兴起是比较晚的。对于环境工程地质学的地位虽然还有不同的看法,如有的认为这是工程地质学的新发展的学科分支,也有的认为是工程地质学发展的新阶段和新方向。但毋庸置疑,对环境工程地质学的重要性和研究内容的认识基本是一致的。
地质环境对人类工程活动的制约,王思敬归纳为5个方面:宏观环境、地质灾害、岩土地质、水文地质、次生地质。它们通过对工程地区的区域稳定性、深部稳定性、地面稳定性、山体稳定性和围岩稳定性而直接影响到工程的规划、选址、设计、施工和运行。而人类工程活动对地质环境系统的作用方式是通过工程荷载、岩土开挖、水流、水体调节和工程热力作用进行的。人类工程活动与地质环境系统在相互作用中的物质交换、能量交流,主要体现为加载、卸载、渗流和热流等四大作用。相互作用所产生的环境效应可以有正负两方面。重大的环境工程地质问题诸如矿山开采引起的地表沉降、地下塌陷、滑坡崩塌、占用农田土地资源、泥石流、尾矿坝的稳定性及其环境问题;兴建水利水电工程引起水库诱发地震的评价和预测;公路、城市建设的环境地质工程质量等。因此环境工程地质研究的核心应是人类工程活动与地质环境的协调。为此建立了地质环境评价指标体系。通过不确定性数学方法,选择或建立地质环境适宜性评价模型,对地质环境的敏感性进行评价预测,在此基础上进行工程活动与地质环境的协调分析,并采取相应的对策。
G. 工程地质学与地质学的关系是什么
一、专业不同
1、地质学是一门探讨地球如何演化的自然哲学。地质学专业培养具备地质学基本理论、基本知识、基本技能和相关学科基础知识,具有较好的科学素养及初步的研究、教学和管理能力。
能在科研机构、学校从事地质科学研究或教学工作,在地矿、冶金、建材、石油、煤炭、材料、环境、基础工程、旅游开发从事技术开发与技术管理工作以及在行政部门从事管理工作的高级专门人才。
2、地质工程专业是研究人类工程活动与地质环境之间相互制约关系,主要研究如何获取地质环境条件,并分析研究人类工程活动与地质环境相互制约形式。
进而研究认识、评价、改造和保护地质环境的一门科学,是地质学的一个分支,是地质学与工程学相互渗透、交叉的边缘学科。
二、主修课程不同
1、地质学专业
地质学、结晶矿物学、古生物学、地史学、岩石学、构造地质学、矿床学、地球物理及勘探方法、地球化学、遥感技术等。
2、地质工程专业
《高等数学》、《大学外语》、《大学物理》、《大学化学》、《工程制图》、《大学计算机信息技术》、《程序设计语言》、《概率论与数理统计》、《普通地质学》、《矿物岩石学》、《水文地质学基础》、《地质工程设计》、《基础工程》等。
三、就业方向不同
1、地质学专业
地质学专业的学生毕业后不仅可在高等院校从事地质科学的教学工作,也可以向国家资源能源勘探、开发与环保、城市建设、城市交通、港口、水利水电建设、国防和地质灾害监测与防治等机构从事研究工作。
2、地质工程专业
毕业后可在国土资源、工矿企业、工程设计院、资源勘查与评价,环境评价,城市与环境水文地质,工程勘察、设计和施工、生产管理等方面的开发、科研与管理工作。
H. 什么是环境地质工程技术
环境地质工程是指防治地质灾害和其他不良的环境地质问题的工程技术体系,它是以专环境地质学为理论基属础,是环境地质学与工程的结合。
“环境地质”一词最早出现于20世纪60年代末、70年代初一些西方工业发达国家的文献中。那时这些工业发达国家,已感到环境问题迫切性,开始把滑坡、泥石流、地面沉降、城市地质等问题研究列为环境地质研究的范畴。1982年再版的Michael Allaly主编的《环境辞典》中,将环境地质一词定义为:应用地质数据和原理,解决人类占有或活动造成的问题(如矿物的采取、腐败物容器的建造、地表侵蚀等的地质评价)。环境地质在我国出现和使用较晚,但也是随着一系列严重的环境问题(如环境污染、地质灾害等)对生产、生活的影响愈来愈突出而提出的。
应当指出,地质环境与环境地质,有完全不同的含义和性质,两者不能互相通用,混淆不分。与地质环境的区别在于,环境地质是研究人类技术—经济活动与地质环境相互作用、影响的学科,是以地质环境为研究对象的科学。地质环境是有空间概念的,而环境地质没有空间概念。
I. 工程地质学的发展展望
21世纪可以预计的大型工程建设,如跨流域的调水工程、大型水电工程、深部露天采矿工程、地下工程、海洋工程等,其可能发生的复杂的工程地质问题,从理论到设计、施工实践,从预测到防治,需要我们作为重要研究方向,在原有认识和经验的基础上,进一步去创新发展,与其它多学科联合攻关。
(1)岩、土体工程地质力学的理论方法体系还应进一步发展
工程地质力学具有我国的特色,并在工程实践中获得了广泛的应用。研究岩、土体稳定性中的关键问题,如节理面的各种工程地质特性,区域构造应力场和工程区实测点地应力场的研究,岩体稳定性的时间尺度,根据岩体变形破坏的实例建立“地质模型”等(孙玉科)。此外还应进行工程地质技术的开发研究,包括地质探测技术,岩组物理力学测试技术,岩体变形观测技术和变形破坏模拟实验技术等。
(2)环境工程地质将获得迅速的发展
目前大型工程建设涉及的环境工程地质问题很多。如大型露天开采,地下开挖,深埋长隧道工程,大型水利枢纽,地下硐室,城市垃圾的处置和卫生填埋工程等的建设,就遇到前所未有的更复杂情况。如深埋长隧道工程的开挖,需要查明其所遇到的地质灾害问题的形成条件和发生机理,作出科学的评价预测。大型水域水岩相互作用导致水库诱发地震、库岸崩滑、大坝溃决、水库淤积、大面积环境恶化等问题。水库诱发地震产生的可能性及发震强度的预测难度较大。现中国学者建立了两种震级预测的神经网络模型,具有较高的预测能力。新的动向是引入突变理论,分析水库诱震机制,建立诱震的充要条件判据和地震能量的表达式,提出断层带弱化和岩体软化效应诱震的新假说。
当前环境工程地质的研究又进一步延伸向环境地质工程,即主要研究解决和处理地质环境问题的假说和方法。90年代国际环境地质工程的热点领域是各国城市化和资源开发中固体、液体、气体废弃物的排放、填埋处理以及与城市工程建设有关的环境工程问题研究。总体来说,环境工程地质还有些基本问题,如工程环境影响场问题,工程建筑的适应度与环境灵敏度之间关系问题,环境容量问题,监测技术、环境综合分析及反信息技术等问题的研究还有待深入。
(3)区域地壳稳定性的研究
目前应进一步加深对影响和制约稳定性因素的认识。如何分析、确定和量化这些因素,直接关系到区域地壳稳定性评价由定性到定量方向发展的问题。近来有用分数维理论描述断裂和地震的分形结构,耗散、浑沌和协同学等用以描述地壳结构及其动态之自组织过程及探讨其内部的相关性。但这些探索尚处于初始阶段。此外在技术方法方面,应大力开展深部探测、监测、遥感、计算机、制图技术和深部地应力测试技术等应用研究,提高区域地壳稳定性诸因素的时空变化的量测精度。
工程地质学发展至今日,需要与现代系统科学理论思维相结合,尤其是非线性科学对于工程地质学的提高和发展具有重要意义。黄润秋根据系统科学原理结合工程地质的应用与实践,提出了工程地质问题的系统分析原理。应用这些原理可以建立地质过程的机制分析-定量评价,建立过程地质模型和模拟再现,建立过程地质分级、分类系统,认识过程地质体(或环境)和人类活动相互作用,认识灾害地质作用发展过程,描述地质体复杂的结构和工程地质问题过程,研究过程预报等。在工程地质学拓展到地质工程的新领域时,做好施工监测与信息反馈,这就是以监控-反馈原理为核心指导思想的“信息化施工”。总之,系统科学的引入,必将把传统的工程地质学推向新的阶段和新的水平。
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J. 我国工程地质的研究现状
我国的工程地质学经过近50年的发展,今天已成为一门研究内涵丰富、理论体系严谨,具有中国特色的综合性学科,并且是国际工程地质界的重要一员。
纵览中国工程地质学的研究领域,是相当广阔的。主要的有以下几方面:
一、岩体工程特性研究和岩体工程地质力学的创立
大量的岩体工程实践遇到的是地基、边坡和地下工程围岩的变形破坏问题,促使工程地质学家与岩石力学家、土木工程师们关注对岩体介质特性的研究,认识到岩体与岩石是既有着本质区别又相互联系的介质。著名工程地质学家谷德振和他的同事们在一系列岩体工程勘察中,发现岩体的力学性质和行为主要受控于软弱结构面的展布,包括层面、断裂面、节理、片理等,使岩体成为非连续、非均质、各向异性的介质。他们首先从地质建造着手,划分工程地质岩组,运用地质力学理论方法,研究结构面的形成机制和空间分布规律,进而研究岩体结构特性,划分岩体结构类型。再按不同结构类型和工程建筑要求进行岩体力学试验及测试,最后再根据岩体结构特征和力学属性,建立力学模型作数学模拟和稳定性分析。将工程地质学与地质力学、岩石力学有机地结合起来,创立了岩体工程地质力学。它的理论体系、研究思路和方法,在国际上独树一帜。
20世纪80年代中期以来,在中国科学院地质研究所设立了工程地质力学开放研究实验室,吸收国内学者共同协作,开展工程地质前沿课题和生产上需要解决的问题的研究工作,每次学术委员会上都要讨论工程地质学发展的趋势和应制定的科研方向。无形中成为我国工程地质学的研究中心,推动着我国工程地质学的不断发展。
二、区域工程地质和区域地壳稳定性研究
我国地域辽阔,受地质和自然地理条件制约,区域工程地质条件复杂。因此,区域工程地质研究对国土资源开发利用,工程规划布置以及地质环境保护等意义重大。早在20世纪50年代末,老一辈工程地质学家刘国昌、张咸恭、姜达权等就开展了此项研究工作,出版专著和编制全国工程地质分区图。几十年来,各大河流域、部分省区和西南、西北山区都开展了较系统的区域工程地质和环境地质研究,积累了丰富的资料。经过数年的努力,于1990年首次出版了由任国林主编的1∶400万《中国工程地质图及说明书》,并附有全国工程地质分区图;1992年出版了由段永侯主编1∶600万《中国环境地质图系》,图系以工程地质内容为主。标志着我国区域工程地质环境研究取得了丰硕的成果。
“区域地壳稳定性”的术语是由原苏联工程地质学家最早提出的,但未作说明和专门研究。在20世纪50年代末,我国学者谷德振和刘国昌倡导此项研究工作。它的涵意是指岩石圈内正在进行的地质、地球物理作用对地壳表层及工程建筑安全的影响,即地壳现代活动对工程安全的影响程度。其研究思路是以地质力学理论为指导,强调以地质构造研究为基础,以断裂活动性、现代地应力场和地震活动性为主要研究内容,最终进行区域稳定性分级,分区和评价。在该研究领域,胡海涛等依据李四光的“安全岛”思想,指导重大工程场址的选择,取得了重要成果。例如,二滩水电站和大亚湾核电站的成功选址即是。区域地壳稳定性研究对我国工程地质勘察来说,具有特殊的意义,这也是具有中国特色,且在国际上处于领先地位的研究领域。
三、环境工程地质和地质灾害的研究
环境工程地质是现代工程地质学的一个分支,是研究由于人类工程—经济活动所引起的区域性和危害人类及工程安全的工程地质作用。这些有害的工程地质作用是诱发地震、地面沉降、地面塌陷、土地荒漠化、滑坡、泥石流等,它们常导致地质灾害。环境工程地质就是研究这些作用(或问题)产生的机制和条件,进行预测和防治,其目的为了合理利用和保护地质环境。我国正式研究环境工程地质始自20世纪60年代的新丰江水库诱发地震和上海的地面沉降。80年代初以来,共召开了四次全国性的环境工程地质学术讨论会,涉及的内容丰富多采。有些研究成果在国际上处于先进地位。例如,上海地面沉降的防治,区域性滑坡预测模型。1995年出版了第一本由刘传正著的《环境工程地质学导论》,全面论述了环境工程地质理论体系,基本研究内容以及各类环境工程地质作用研究的内容和方法,展示了环境工程地质的前景。
与环境工程地质相关的地质灾害的研究,也主要由工程地质界承担的。近十多年来,对危及人类和工程安全的各种地质灾害,都进行了广泛而深入的研究。在1989年1月召开的全国地质灾害防治工作会议期间,成立了主要由工程地质学家参加的全国地质灾害研究会,次年又创办了《中国地质灾害及防治学报》,对地质灾害的研究起了促进作用,对地质灾害的分类,形成机制、分布规律,预测方法及防治对策与措施等研究成果,及时在学报上开展交流。90年代还编制了中国地质灾害类型图,出版了段永侯等的专著《中国地质灾害》。众多的研究成果及著作,还有具体防治工程的成功,确立了我国在这一领域的国际地位。
四、特殊土结构和工程特性的研究
藉助于测试技术的现代化,我国在特殊土的微观结构及其工程特性的研究方面也有了长足的发展。所谓特殊土,指的是成分和结构特殊,其工程(地质)性质也特殊的土类。我国几乎所有的特殊土皆有分布,诸如淤泥土、黄土类土、膨胀土、盐渍土、红粘土,多年冻土等,它们的分布都具地域性,因此也可称之为区域性土。由于特殊的不良工程性质,对当地工程建设以及生命财产的安全意义重大,因而促使学者们开展了这方面的研究。这里需要特别指出的是,张宗祜、高国瑞、黄熙龄、孔德坊、李生林等学者长期以来对黄土类土、膨胀土和淤泥类土所进行的卓有成效的研究成果,有关它们的微结构特征和分类、物质成分、工程特性及指标,建筑稳定性评价以及处理措施等,都进行了深入的研究。
五、工程地质勘察的理论和技术方法
工程地质学为工程建设服务是通过勘察工作来实现的。工程建筑与其所在的地质环境之间存在着相互作用和相互制约的矛盾关系,要通过工程地质勘察才能搞清楚。50年来,难以计数的大大小小各类工程建筑通过勘察,积累了十分丰富的经验和教训。总地说,我国的工程地质勘察经历了三个历史阶段:第一阶段是1966年以前,勘察工作体制由全盘学习苏联到自主独立发展,勘察工作严格按规范要求进行,为国家基本建设的一批重大工程项目提供了地质依据。当时在工程选址和场地评价中,着重于工程地质条件的阐明和定性评价为主。第二阶段是1966年到1978年,“文革”期间工程地质勘察受到严重干扰而很不正常,破坏了基本建设程序,一些大工程搞了边勘察、边设计、边施工的“三边”方针,盲目简化勘察程序,有的重大工程实际上搞了一次性勘察,造成严重损失。如葛洲坝水利枢纽、焦枝铁路、第二汽车制造厂等工程即是。第三阶段1978年以来,以经济建设为中心的改革开放年代,形成了较完整的工程地质勘察体制,制定新的勘察规范,与国际接轨,勘察质量大大提高。在土木工程中又引进欧美国家的岩土工程技术体制,两种技术体制并存。一些重大工程采取国际招标方式,以引进国外先进的勘察技术和资金。工程地质勘察工作进入了一个新的历史阶段。
经过数十年实践和理论研究,逐渐形成和完善了我国工程地质勘察的理论体系,即“以工程地质条件的研究为基础,以工程地质问题的分析为核心,以工程地质勘察技术方法为手段,以工程地质评价决策为目的。”这一理论体系在由张咸恭、王思敬和张倬元主编的《中国工程地质学》中得到了充分体现。可以无愧地说,我国的工程地质勘察事业在上述勘察理论体系的指引下取得了巨大成就,令世人嘱目。例如,三峡、小浪底、二滩、刘家峡、龙羊峡等一批巨型水利枢纽和水电站工程;大亚湾、秦山核电站;宝成、兰新、成昆、南昆、大秦、京九等铁路干线;还有许多新兴的城市、矿山等等。所取得的优质勘察成果,保证了工程的顺利设计、施工和运行,也得到了国际同行们的赞许。在勘察基础上,形成了“水利水电工程地质”、“铁路工程地质”、“矿山工程地质”和“城市及房屋建筑工程地质”等专门工程地质系列。
当前,新技术方法在工程地质勘探中被推广应用,已取得了较好效果。例如,遥感图像(航卫片)在工程地质测绘填图中的应用;大口径钻进和小口径金刚石钻进在水电工程地质勘探中的采用,砂卵石层钻探与取样新技术,套钻和岩芯定向钻进技术;声波探测、地质雷达、地球物理层析成像技术(CT)、钻孔彩色电视录像及图像处理系统等物探技术的使用;计算机技术在工程地质勘察中普遍采用,各种专用软件的开发等。
50年来我国的工程地质教育一直兴旺不衰。至今全国有十余所高等学校设置有培养工程地质专业人才的院系,为国家培养输送了大批研究生和本科生。此外,在中国科学院地质研究所等多所科研机构专门培养工程地质专业研究生。形成了一支宏大的工程地质专业队伍。在教学实践中,编写出了各具特色的系列工程地质专业教材。高校和科研院所还承担了一些重大的生产和科研课题,既完成了生产、科研任务,又培养了优秀专业人才。
中国工程地质界与国际工程地质协会的联系密切,在20世纪80年代初不少同行加入了国际工程地质协会,建立中国国家小组,随工程地质专业委员会一起活动。中国工程地质界积极参加国际工程地质协会组织的学术活动。自1983年起我国组团参加了历届国际工程地质大会,所提交的论文数都位居前列。现任国际工程地质与环境协会主席,是我国工程院院士王思敬教授,他是1998年在荷兰阿姆斯特丹举行的第8届国际工程地质大会上被推选担任此职的,这是中国工程地质界的骄傲!