工程地質(zhì)學(xué)

工程地質(zhì)學(xué)是研究與人類工程建筑活動有關(guān)的地質(zhì)問題的學(xué)科,是地質(zhì)學(xué)的一個分支。
工程地質(zhì)學(xué)的目的在于查明建設(shè)地區(qū)或建筑場地的地質(zhì)條件,分析、預(yù)測和評價可能存在和發(fā)生的工程地質(zhì)問題,及其對建筑物和地質(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、建筑物的正確設(shè)計、順利施工和正常使用,提供可*的地質(zhì)科學(xué)依據(jù)。
工程地質(zhì)學(xué)產(chǎn)生于地質(zhì)學(xué)的發(fā)展和人類工程活動經(jīng)驗的積累中。17世紀(jì)以前,許多國家成功地建成了至今仍享有盛名的偉大建筑物,但人們在建筑實踐中對地質(zhì)環(huán)境的考慮,完全依賴于建筑者個人的感性認(rèn)識。17世紀(jì)以后,由于產(chǎn)業(yè)革命和建設(shè)事業(yè)的發(fā)展,出現(xiàn)并逐漸積累了關(guān)于地質(zhì)環(huán)境對建筑物影響的文獻(xiàn)資料。
第一次世界大戰(zhàn)結(jié)束后,整個世界開始了大規(guī)模建設(shè)時期。1929年,奧地利的太沙基出版了世界上第一部《工程地質(zhì)學(xué)》;1937年蘇聯(lián)的薩瓦連斯基的《工程地質(zhì)學(xué)》一書問世。50年代以來,工程地質(zhì)學(xué)逐漸吸收了土力學(xué)、巖石力學(xué)和計算數(shù)學(xué)中的某些理論和方法,完善和發(fā)展了本身的內(nèi)容和體系。在中國,工程地質(zhì)學(xué)的發(fā)展基本上始自50年代。
工程地質(zhì)學(xué)主要研究建設(shè)地區(qū)和建筑場地中的巖體、土體的空間分布規(guī)律和工程地質(zhì)性質(zhì),控制這些性質(zhì)的巖石和土的成分和結(jié)構(gòu),以及在自然條件和工程作用下這些性質(zhì)的變化趨向;制定巖石和土的工程地質(zhì)分類。
工程地質(zhì)學(xué)要分析和預(yù)測在自然條件和工程建筑活動中可能發(fā)生的各種地質(zhì)作用和工程地質(zhì)問題,例如:地震、滑坡、泥石流,以及誘發(fā)地震、地基沉陷、人工邊坡和地下洞室圍巖的變形,因破壞、開采地下水引起的大面積地面沉降、地下采礦引起的地表塌陷,及其發(fā)生的條件、過程、規(guī)模和機(jī)制,評價它們對工程建設(shè)和地質(zhì)環(huán)境造成的危害程度。研究防治不良地質(zhì)作用的有效措施。
工程地質(zhì)學(xué)還要研究工程地質(zhì)條件的區(qū)域分布特征和規(guī)律,預(yù)測其在自然條件下和工程建設(shè)活動中的變化,和可能發(fā)生的地質(zhì)作用,評價其對工程建設(shè)的適宜性。
由于各類工程建筑物的結(jié)構(gòu)和作用,及其所在空間范圍內(nèi)的環(huán)境不同,因而可能發(fā)生和必須研究的地質(zhì)作用和工程地質(zhì)問題往往各有側(cè)重。據(jù)此,工程地質(zhì)學(xué)又常分為水利水電工程地質(zhì)學(xué)、道路工程地質(zhì)學(xué)、采礦工程地質(zhì)學(xué)、海港和海洋工程地質(zhì)學(xué)、城市工程地質(zhì)學(xué)等。
工程地質(zhì)學(xué)的主要研究方法包括地質(zhì)學(xué)方法、實驗和測試方法、計算方法和模擬方法。
地質(zhì)學(xué)方法即自然歷史分析法,是運(yùn)用地質(zhì)學(xué)理論,查明工程地質(zhì)條件和地質(zhì)現(xiàn)象的空間分布,分析研究其產(chǎn)生過程和發(fā)展趨勢,進(jìn)行定性的判斷。它是工程地質(zhì)研究的基本方法,也是其他研究方法的基礎(chǔ)。
實驗和測試方法,包括為測定巖、土體特性參數(shù)的實驗、對地應(yīng)力的量級和方向的測試,以及對地質(zhì)作用隨時間延續(xù)而發(fā)展的監(jiān)測。
計算方法,包括應(yīng)用統(tǒng)計數(shù)學(xué)方法對測試數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析,利用理論或經(jīng)驗公式對已測得的有關(guān)數(shù)據(jù),進(jìn)行計算,以定量地評價工程地質(zhì)問題。
模擬方法,可分為物理模擬(也稱工程地質(zhì)力學(xué)模擬)和數(shù)值模擬,它們是在通過地質(zhì)研究,深入認(rèn)識地質(zhì)原型,查明各種邊界條件,以及通過實驗研究獲得有關(guān)參數(shù)的基礎(chǔ)上,結(jié)合建筑物的實際作用,正確地抽象出工程地質(zhì)模型,利用相似材料或各種數(shù)學(xué)方法,再現(xiàn)和預(yù)測地質(zhì)作用的發(fā)生和發(fā)展過程。
電子計算機(jī)在工程地質(zhì)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用,不僅使過去難以完成的復(fù)雜計算成為可能,而且能夠?qū)?shù)據(jù)資料自動存儲、檢索和處理,甚至能夠?qū)<覀兊闹清绱鎯υ谟嬎銠C(jī)中,以備咨詢和處理疑難問題。
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