0.2 工程地质学的主要任务和研究方法
工程地质学在经济建设和国防建设中应用非常广泛,由于它在工程建设中占有重要地位,从而早在20世纪30年代就获得迅速发展,成为一门独立的学科。我国工程地质学的发展始于新中国成立初期。经过50年的努力,不仅能适应国内建设的需要并开始走向世界,而且建立了具有中国特色的学科体系。纵观各种规模、各种类型的工程,其工程地质研究的基本任务,可归结为三方面:①区域稳定性研究与评价,是指由内力地质作用引起的断裂活动中,地震对工程建设地区稳定性的影响的研究和评价;②地基稳定性研究与评价,是指对地基的牢固、坚实性的研究和评价;③工程地质环境影响评价,是指对人类工程活动对工程地质环境的相互作用与影响的研究和评价。
工程地质学的具体任务:①评价工程地质条件,阐明地上和地下建筑工程兴建和运行的有利和不利因素,选定建筑场地和适宜的建筑形式,保证规划、设计、施工、使用、维修的顺利进行;②从地质条件与工程建筑相互作用的角度出发,论证和预测有关工程地质问题发生的可能性、发生的规模和发展趋势;③提出及建议改善、防治或利用有关工程地质条件的措施、加固岩土体和防治地下水的方案;④研究岩体、土体分类和分区及区域性特点;⑤研究人类工程活动与地质环境之间的相互作用与影响。
工程地质学在工程规划、设计以及在解决各类工程建筑物的具体问题时必须根据不同设计阶段开展相应的岩土工程勘察、工程地质勘察工作,为了说明方便,以下统称为工程勘察工作。工程地质勘察的目的是取得有关建筑场地工程地质条件的基本资料和进行工程地质论证。
工程地质学的研究对象是复杂的地质体,所以其研究方法应是地质分析法与力学分析法、工程类比法与实验法等的密切结合,即通常所说的定性分析与定量分析相结合的综合研究方法。要查明建筑区工程地质条件的形成和发展以及它在工程建筑物作用下的发展变化,首先必须以地质学和自然历史的观点分析研究建筑区周围其他自然因素和条件,分析历史地质条件可能对建筑区工程的影响和制约程度,这样才有可能认识建筑区地质条件形成的原因和预测其发展趋势和变化。这就是地质分析法,它是工程地质学基本研究方法,也是进一步定量分析评价的基础。对工程建筑物的设计和运用来说,仅有定性的论证是不够的,还要求对一些工程地质问题进行定量预测和评价。在阐明主要工程地质问题形成机制的基础上,建立模型进行计算和预测,例如,地基稳定性分析,地面沉降量计算,地震液化可能性计算等。当工程地质条件十分复杂时,还可根据条件类似地区已有资料对研究区的问题进行定量预测,这就是采用类比法进行评价。采用定量分析方法论证工程地质问题时,都需要采用实验测试方法,即通过室内或现场试验,取得所研究的岩土的物理性质、水理性质、力学性质等数据。长期观测工程地质现象的发展速度也是常用的试验方法。综合应用上述定性分析和定量分析方法,才能取得可靠的结论,对可能发生的工程地质问题制定出合理的防治对策。
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