谈工程地质的学科价值与学科发展

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17(2) 伍法权等:谈工程地质的学科价值与学科发展177

程是两者相互作用的过程,工程地质学的任务就在于使两者在相互作用中达到协调

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程

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。但是,这些新思想目前大多仅处于概念阶

。段。

上述新的学术思想和新概念,预示着工程地质学的发展方向,形成系统的理论还有很长的路要走。

应当指出的是,20世纪90年代以来,工程地质的理论几乎处于观望、仿制或止步阶段,特别是,在高等教育中/工程地质0学科已被演化或修正,带来了釜底抽薪的危机,因此工程地质急需广泛汲取相关学科理论

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考察各种理论体系不难发现,工程地质学科有着相通的思想方法,就是:成因决定结构,结构控制行为,工程地质过程是工程建设与地质环境相互作用的过程。

2.2 工程地质学科理论的发展

我国的工程地质学科理论发展大致走过如下阶段:

工程地质的地理学阶段。我国的工程地质工作大致从20世纪50年代开始。新中国建立伊始,工程建设的选线选址基本上是以地理评价为主要内容,宝成铁路就是典型代表,铁路选线原则上是地形选线。

从工程角度理解的地质学。1949年后,10a左右的实践经验与教训,加上前苏联成因演化论工程地质学的引入,我国逐步有了工程地质学的概念性认识。不过那时的工程地质学实际上是从工程角度理解的地质学。

为工程建设发展的地质学。20世纪60~80年代,中国的工程地质学先驱们以大量工程实践为基础,受奥地利学派等西方学术思想的影响,以结构控制论为核心进行了工程地质学的理论探索,逐步形成了的岩体工程地质力学理论体系。

这两种工程地质学理论的对象都是地质介质与自然的地质过程,两种体系在内涵上相互关联,即成因决定结构,结构控制行为。

考虑工程作用的学术思想。进入90年代,国家建设规模越来越大,工程作用对地质过程的影响再也不能忽视,于是提出人类工程活动与地质环境相互作用的学术思想。但是,这一思想还有待进一步发展

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。

3 新时期工程地质问题的特点

当前我国正处于大规模建设时期,中国成为/世界上最大的建设工地0。根据国家规划,我国将在/十三#五0前建设49座大型水电站,使发电量增加20倍;10年内铁路里程达到10万公里;30年建8.5万公里高速公路网;跨流域调水、跨海桥隧、核电站、近海工程等一系列关系国计民生的基础设施建设工程正在实施。近期国家拉动内需的策略进一步推动了工程建设。近20年我国城市数量增加33倍,大规模城市化成为经济发展的重要标志。3.1 新时期工程地质问题

随着新时期工程建设的规模越来越大,埋藏越来越深,地质条件越来越复杂,由此带来的工程地质问题难度前所未有,世界罕见,也给工程地质学科提出了严峻挑战。

在大型水利工程建设中,库岸崩塌滑坡的地下水动力学作用机理与过程,水库诱发地震动力学过程,水库渗漏的岩溶水力学问题,深埋长隧洞岩爆与大变形机理、过程与预报方法,千米深岩体结构精细

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探测与十米级隧道超前预报等;

在能源开发工程中,峡谷区岸坡(应力场)演化与山体卸荷变形成因,大规模开挖中高储能岩体变形破坏机理与过程,地表水入渗非线性模型与各向异性岩体水力学规律,大型土石混杂堆积体的结构、力学与水力学特性,万年尺度核废料地质处置中水岩热化耦合作用,深层地热开发利用等;

在铁路、公路等交通网络工程中,含杂质碳酸盐岩溶规律与隧洞岩溶塌陷和涌水,峡谷区深厚松散层桥基及边坡动力变形破坏机理,高速铁路软基零沉降控制计算理论,地下采空区地球物理特性与判别标准,跨海通道高压突水等工程地质问题;

,。

考虑系统作用的新思潮。90年代以后,逐步提出了多场耦合作用、非线性工程地质学、系统工程地质学,以及地圈动力学的新概念,把工程建设纳入一个更广阔的系统中考察

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。多场耦合作用强调工

程地质过程是一个应力场、水动力和水化学场,以及地温场等多种因素场相互作用的过程。非线性工程地质学提出,工程地质过程是一个多因素相互作用的非线性过程,失稳是系统的突变。系统工程地质学认为工程地质学的研究对象是一个由相互联系的要素或子系统组成的系统,工程地质过程是系统内各统

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