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工程地质、岩土工程、地质工程三者关系浅议

2012-12-31戴雄辉王卫赵星宇王君

科技资讯 2012年36期

摘 要:本文是笔者在查阅了大量文献资料的基础上,总结了工程地质学、岩土工程学和地质工程学三者各自的概念、发展历程,以及它们互相之间的联系与区别:岩土工程和地质工程都是工程地质的延伸,虽然三者的研究对象、范围和侧重点各不相同,但都需以弄清地质条件为基础,才能很好地服务于工程建设。

关键词:工程地质 岩土工程 地质工程 区别 联系

中图分类号:P62 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)12(c)-0193-02

随着工程建设规模的增大和科学技术的发展,在工程地质学的基础上,与土木工程结合产生了岩土工程学和地质工程学两门学科。而三者之间既有它们各自的特性,又有紧密的联系,只有认清它们各自的知识结构、相互的关系,才能更好地学习、掌握以及研究它们。

1 工程地质概念及发展历程

工程地质学是工程科学与地质科学相互渗透、交叉而形成的一门服务于工程建设的应用性学科。

《建筑岩土工程勘察基本术语标准》(JGJ 84-92)中将工程地质学定义为:调查、研究、解决与工程建筑有关的地质问题的学科。《岩土工程基本术语标准》(GB/T 50279-98)中这样定义工程地质学:研究与工程活动有关的地质环境及其评价、预测和保护的科学。

工程地质是一门认知工程与地质相互作用规律和过程的科学,它的使命是保障人类工程活动的安全,核心内容是解决与工程相关的地质体变形与稳定性问题[1],从地质构造、地质作用和地质现象等方面作出分析评价。其研究发展主要经历了以下三个阶段。

第一阶段,第二次世界大战后至上世纪60年代,以工程地质条件研究和质量评价为主,主要内容为地质体质量评价和工程建筑环境的质量评价;第二阶段,大体上开始于上世纪60年代末至80年代初,以开展地质体稳定性分析为特征的工程地质灾害预测研究阶段,研究内容主要是稳定性评价;第三阶段,20世纪80年代以来出现的许多新技术,推动着工程地质发展进入以地质改造为主要课题的工程地质灾害及地质灾害防治和施工、地质超前预报为特征的地质工程研究阶段[2]。

2 岩土工程概念及发展历程

岩土工程是在工程地质基础上和土木建筑工程结合发展起来的一门技术性学科,它广泛应用于城市建设的各项工程实践中。

《建筑岩土工程勘察基本术语标准》(JGJ 84-92)中将岩土工程定义为:以土力学、岩体力学及工程地质学为理论基础,运用各种勘探测试技yL2kJ679oApcaRXxynlw4g==术对岩土体进行综合整治改造和利用而进行的系统性工作。《岩土工程基本术语标准》GB/T 50279-98中定义如下:土木工程中涉及岩石、土的利用、处理或改良的科学技术。

在谢定义教授等出版的我国首部岩土工程学专著[3]中指出,岩土工程学应是以岩体、土体和水体为对象,以工程地质学、岩体力学、土力学及基础工程学的基本理论和方法的综合作为指导,研究岩土体的工程利用、整治和改造的一门综合性技术科学。

虽然岩土工程学科的建立距今只有短短几十年,但岩土工程这门技术的存在却有悠久的历史。岩土工程的发展可归纳为四个历史时期。

第一历史时期:在18世纪工业革命以前,岩土技术仅是在实践中积累了一些零星的工程经验。第二历史时期:从工业革命开始,岩土工程进入了理性发展的时期,先后建立了一系列经典的土力学理论,如摩尔-库伦强度理论,土压力理论等。第三历史时期:20世纪初,铁路、大坝和高层建筑的兴建为岩土工程的发展提供了客观条件,以太沙基提出的有效应力原理为代表,在试验技术和计算方法方面形成了完整的土力学体系,岩土工程取得辉煌的成就。第四历史时期:20世纪末开始,随着工程规模和范围的扩大,由于岩土条件的复杂性、不确定性、工程类型的多样性等,岩土工程新的技术问题不断出现,岩土工程将在充满矛盾和挑战中得到新的发展。

3 地质工程概念及发展历程

地质工程是工程地质与土木工程相互交叉、相互渗透的一个重要生长点,是工程地质继岩土工程之后的一个新拓展[4]。

孙广忠教授1984年在第二届全国工程地质大会上首次提出地质工程这个命题,提出工程地质、岩体力学和地质工程三位一体,以期解决地质与设计和施工相互脱节问题。90年代初,中国开始出现地质工程公司、地质工程勘察设计院等机构,实际上已经出现了地质工程行业[5]。1993年孙广忠教授出版了《工程地质与地质工程》[2]专著,对地质工程的定义、特性、工作内容、工作方法进行了述论;1996年出版了《地质工程理论与实践》[6]专著,系统地论述了地质工程的概念、定义、理论和方法,明确提出地质工程的基本原理是地质控制论,阐述了地质工程的理论体系。1997年6月国务院学位委员会和国家教育委员会在联合颁布的“授予博士、硕士学位和培养研究生的学科、专业目录”里正式提出了地质工程学,现在地质工程已经不仅是一个行业,而且已经形成为一个学科[7]。2004年孙教授出版《地质工程学原理》[6]专著,完整地提出地质工程的定义:以地质体做建筑材料、以地质体做工程结构或以地质体赋存环境做建筑环境建筑起来的一种特殊工程,如地基、边坡、地下工程、钻井、地质灾害防治、地质环境整治等统称为地质工程。

地质工程自提出以来,不同学者对其定义从不同角度进行了阐述,但共同点都是强调其研究对象为地质体。简而言之,地质工程就是以地质体建造起来的工程[8]。

4 三者相互关系

(1)工程地质与岩土工程。前者是后者的基础,而后者是前者的一个延伸。从事工程地质工作的是地质专家,侧重于地质现象、地质成因和演化、地质规律、地质与工程相互作用的研究;从事岩土工程的是工程师,关心的是如何根据工程目标和地质条件,建造满足使用要求和安全要求的工程或工程的一部分,解决工程建设中的岩土技术问题[7]。岩土工程学并不能包括工程地质学所研究的领域,如地质体的结构、活断层、地震地质、区域地质稳定、工程地质力学等,这些问题与地质紧密相关,岩土工程学科是难以解决的,它不得不依靠工程地质学的理论和方法来解决[8]。

(2)工程地质与地质工程。前者研究地质体与工程体适应性,而后者则上升为用工程措施对地质体进行改造和利用。孙广忠教授认为[6],从工程实践来说,工程地质工作是认识世界,地质工程工作是在认识世界基础上改造及保护世界,工程地质工作是地质工程工作的一个重要组成部分。工程地质工作需查明工程地质条件,并依据工程地质条件对岩土体稳定性进行分析评价;地质工程工作不仅要查明地质条件,更需要针对地质体的特点采取合理的工程措施,控制地质体的变形和破坏。

(3)岩土工程与地质工程。二者都以工程地质为基础,都是工程地质的拓展。岩土工程以工程为中心,侧重于工程设计与施工;地质工程以地质为中心,侧重于地质体的认识、控制与改造。地质工程的研究对象是地质体,包括地质体赋存环境;而岩土工程研究对象是岩土体,以及与岩土不可分割的水体。地质体与岩土体是有很大区别的,岩石加结构面构成岩体的主体,岩体加地质环境是地质体的主体,地质体要比岩土体复杂得多。岩土工程规模一般并不是很大,而地质工程的处理对象已经上升为山体稳定性和区域地壳稳定性的改造与控制(地质灾害防治、地质环境整治)[9],弥补了岩土工程对这些方面评价、控制和改造的不足[10]。

尽管三者的研究对象、范围和侧重点等有差异,但三者最首要的都需以地质条件为基础。地质条件的获取是否充分、准确合理,是工程地质、岩土工程和地质工程三者解决问题成败与否的关键因F0u4Pj4oQo97ckr0+nmHO0jZUyRjnTC45F0cVlVms0s=素与先决条件。

5 结语

三者既有各自的特性,又有它们之间的共性。文章从概念、发展历程等方面总结了三者各自的知识体系以及它们的联系与区别,认清了三者的关系,这样对三者的学习、工作和研究才更具有方向性或目的性,同时三者互相渗透、结合、嫁接,相互依存,取长补短,并借鉴吸收其它学科的成就,不断促进它们自身的发展。

参考文献

[1]伍法权.谈工程地质的学科价值与学科发展[J].工程地质学报,2009,17(2):175-179.

[2]孙广忠.工程地质与地质工程[M].北京:地震出版社,1993.

[3]谢定义.岩土工程学[M].北京:高等教育出版社,2008.

[4]孙广忠.地质工程学原理[M].北京:地质出版社,2004.

[5]孙广忠.地质工程[C]//任燕.孙广忠地质工程文选.北京:兵器工业出版社,1997:1-2.

[6]孙广忠.地质工程理论与实践[M].北京:地震出版社,1996.

[7]顾宝和.工程地质与岩土工程[J].工程地质学报,2004,12(4):343-345.

[8]孔宪立.工程地质专业发展及其岩土工程方向[J].工程地质学报,2000(8):623-627.

[9]靳德武.现代工程地质学的演变与发展[J].华北水利水电学院学报,2003,24(3):38-41.

[10]殷跃平,等.地质工程设计支持系统与链子崖锚固设计[M].北京:地质出版社,1995.