绪论
0.1 工程地质学及其研究目的和主要内容
工程地质学是调查、研究、解决与各种建筑工程活动有关的地质问题的学科。它是地质学的一个分支。工程地质学的研究目的是为了查明各类工程建筑场区的地质条件;分析、预测在工程建筑物作用下,地质条件可能出现的变化;对工程建筑地区的各种地质问题进行综合评价,并提出解决不良地质问题的措施,以便保证对工程建筑物进行正确合理的规划、设计、施工和运营。水利工程地质则主要是研究水利水电工程建设中的工程地质问题。
所谓工程地质问题,即与工程活动有关的地质问题,包括以下两个方面。
(1)自然环境地质因素对工程活动的制约和影响而产生的问题。这种环境地质因素通常称为工程地质条件,它们是自然历史发展演变的产物,主要有:地形地貌、地层岩性、地质构造、水文地质条件、物理地质现象(滑坡、崩塌、泥石流、风化、侵蚀、岩溶、地震等)及天然建筑材料等方面。
(2)由于工程活动引起环境地质条件的变化,从而形成不利于工程建设的、新的地质作用,通常称为工程地质作用。主要有:建筑物荷载引起地基岩土体的沉陷变形和剪切滑动;人工开挖造成边坡或地下洞室岩土体的变形和失稳破坏;水库诱发地震、渗漏、坍岸和浸没;砂土振动液化;管涌、流土等。
这些工程地质问题都关系到建筑物的安全稳定和经济效益,所以都是工程地质学的主要研究内容。除此以外,工程地质勘察理论和技术方法等,也都是工程地质学的主要研究内容。
随着工程地质学研究的深入和发展,目前已形成了一些独立的分支学科,主要有以下几种。
(1)工程岩土学。它专门研究土和岩石的工程地质性质及其形成和变化规律,并探讨改善不良岩土体性质的途径。它是工程地质学的基础部分。
(2)工程动力地质学。或称工程地质分析学,主要研究各种工程地质问题产生的环境地质条件、力学机制和发展演化规律,并提出合理的防治措施。
(3)工程地质勘察。也称专门工程地质学,主要内容是研究查明建筑地区的工程地质条件的手段和方法,论证可能发生的工程地质问题,并作出合理的分析与评价,以便提供设计和施工所需的地质资料。
(4)区域工程地质学。主要研究区域性工程地质条件的形成、演化特征和规律,评价其对工程的影响,并进行工程地质分区,编制工程地质区划图等。
(5)环境工程地质学。主要研究人类工程经济活动与地质环境之间的相互作用和相互影响。既注意地质环境的优劣对建筑物安全、经济的影响;又注意工程建筑作用于地质环境,引起地质环境的变化。其目的在于合理地开发、利用地质环境和治理保护地质环境。传统的工程地质学是以工程为主体,而环境工程地质学则是以环境为主体,它是工程地质学的一个新的分支。
与工程地质学关系密切的学科主要有以下这些。
1)矿物学、岩石学、构造地质学、地史学、地貌学及第四纪地质学、水文地质学等一系列基础地质学科的知识,以及材料力学、测量学等,它们都是进行工程地质工作和研究工程地质问题所必须具备的基础知识。
2)岩石力学、土力学是专门研究岩石和土的力学性质、计算理论和试验方法的学科,它们是对工程地质条件进行定量评价所不可缺少的基础理论知识。
3)岩土工程是土木工程中涉及岩石和土的利用、处理或改良的综合性的科学技术。岩土工程的理论基础主要是工程地质学、岩石力学和土力学;研究内容涉及岩土体作为工程的承载体、作为工程荷载、作为工程材料、作为传导介质或环境介质等诸多方面;包括岩土工程的勘察、设计、施工、检测和监测等。岩土工程属于土木工程的一个分支。
4)地质工程是由地质学科和工程学科大跨度交叉与综合所形成的新的独立学科,强调地质条件对工程安全的控制性作用,注重以工程措施对地质环境的改造和加固技术的应用,谋求工程建设投资与地质环境协调的最佳效益。