工程地质学科发展的新趋势 第九届全国工程地质大会学术总结

第9届全国工程地质大会于2012年10月在青岛召开。本文以本次会议所发表的论文和参会者所作的主要学术报告为基础,结合作者对近年来我国工程地质学科发展情况的认识,对工程地质学科发展的新趋势和新特点进行了分析总结。分析认为,随着近年来科学技术的发展以及我国国民经济高速发展对工程地质学科发展的实际需求,促使工程地质学科发展呈现出如下新趋势、新特点:(1)研究领域从陆地向海洋进军,从山区向城市扩展。海洋工程地质和城市工程与环境地质将成为今后一段时间内的热门研究领域和方向。(2)工程地质学的研究尺度从工程规模的中观尺度逐渐向整个地球系统的宏观尺度和向矿物颗粒、晶粒甚至是分子、原子结构的细观和微观尺度延伸和扩展。(3)工程地质学的探测试验仪器由主要从国外进口逐渐向自主研发发展,具有自主知识产权的仪器设备在本领域将逐渐占据主导地位。最后,指出了工程地质学今后仍需进一步努力的方向。     

地质工程产生及发展的辩证思维

工程地质学是地质学中的一门分支学科,它具有较强的实践性和应用性,这门学科自五十年代开始在我国发展起来,尤其是进入九十年代以来,在工程地质基础上发展起来的“地质工程”得到了全面的发展,本文辩证地论述了作为工程地质学的一个重要学科生长点的地质工程的产生及发展过程,阐述了地质工程的基本理论以及辩证地分析其今后的发展方向和发展前景。     

工程地质力学的挑战与未来

随着工程地质力学及其相关学科的不断完善和发展及其存在问题的不断解决,工程地质力学正逐步进入一个崭新的发展阶段。本文总结了20世纪工程地质力学取得的辉煌成就和面临的巨大挑战,详细论述了工程地质力学的理论体系,包括工程地质体结构的相对性、工程地质体的连续性、工程地质体的本构关系、工程地质体的几何大变形、工程地质大变形力学设计方法等,展望了未来工程地质力学在大变形灾害工程控制材料研发、工程灾害控制、工程地质体的能量本构关系、工程地质体的能量平衡方程和地质工程的量化设计方面的走向,指出工程地质力学作为一门学科的发展仍然任重道远。     

谈工程地质的学科价值与学科发展

工程地质是一门认知工程－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。工程地质学科的基本理论形态包括成因演化论、结构控制论和相互作用论,这些理论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。随着我国近期工程建设的规模增大,埋藏加深,地质条件更复杂,由此带来的工程地质问题表现出显著的新特点,即研究对象大、深、动、热凸现,工程地质过程水、岩、温、化耦合,已有理论遭遇挑战,工程地质过程研究需要扩充。工程地质学科近期需要加强地质体工程性质研究、工程地质动力过程研究,以及地质环境研究。地质、地球物理、力学、工程科学的结合是工程地质学科发展的有效途径,理论、技术方法与实践并重的模式是工程地质学科发展的基本模式。     

中国工程地质学科成就与新时期任务——2018年全国工程地质年会学术总结

本文是2018年全国工程地质学术年会的学术总结。会议以"‘一带一路’与生态环境-新时代工程地质理论与实践"为主题,近1500位代表通过41个大会特邀报告和主题报告、283个分组报告,进行了广泛交流。本文结合会议和文献,梳理了我国工程地质几十年理论积淀与学科成就,主要包括学科体系的成长与壮大,岩、土体工程地质,灾害与动力工程地质,海洋、城市工程地质,工程地质国际化,工程地质技术发展,标志性重大工程成就,以及工程地质技术标准体系建设等10个方面。结合会议主题和工程地质学科布局、技术创新、学科全球化等时代特点,阐释了新时代工程地质的学科构想,指出了新时期工程地质的学科任务。     

2013年度工程地质学自然科学基金项目受理与资助分析

对2013年工程地质学的基金申请情况、资助情况、研究队伍等进行了详细分析。工程地质学的基金项目申请数量虽然有所下降,但申请项目竞争力有了增强。基金申请者的年龄结构正趋于合理,各年龄段的申请人获得资助的比率出现了差异。工程地质学科未来的创新拔尖人才的培养不容乐观。     

工程地质学展望

任何一门学科都有孕育，形成，综合和分化的演变过程。本文即在简单介绍了工程地质学的孕育，形成之后，着重讨论了工程地质学与其它有关学科相交叉所形成的环境工地质学，大城市工程地质学，改造工程地质学，海洋工程地质学和计算工程地质学等新的边缘学科。     

工程地质学科的自然科学基金项目申请资助概况与分析

对2003年至2007年工程地质学科的基金申请情况、资助情况、研究队伍等情况进行了详细分析。工程地质学是地质学科发展最快的分支学科之一,其基础研究队伍在各单位之间还不均衡。工程地质学的基金项目申请数量和资助数量与其研究队伍的状况是匹配的,申请经费基本得到了满足,但申请项目质量还有待进一步提高。工程地质学科在国家层面上的领军人才的培养,特别是年青领军人才的培养迫在眉睫,应引起有关部门和单位的高度重视。     

概率方法,数值模拟和专家系统

工程地质学中的拟合是一个广义的概念,它包括通过工程地质问题的观察和思考来建立模型反映其本质特征的全过程。本文介绍了概率方法、数值方法及专家系统在工程地质领域的应用,表明现代科学技术与工程地质学相结合,将为工程地质学的发展开辟广阔的前途。     

浅谈中国工程地质学发展现状及未来发展趋势——基于国家自然科学基金(1987～2021)立项数据

中国工程地质学始终紧密结合国家战略需求尤其是工程建设中的科学技术问题,经历了初期缓慢发展到逐步成熟的过程。本文根据中国工程地质领域自1987年申请国家自然科学基金至2021年期间获资助项目,系统分析了35 a来我国工程地质学研究方向和研究内容的演进。研究发现,工程地质学的发展经历了从地质现象表征到地质规律总结,再到机制探索等阶段,呈现出国家战略的主导性、灾难性事件的驱动性、研究趋精细化和复杂化、学科发展的阶段性,以及受资助单位的集中性等特点。未来中国工程地质学发展,应基于地球系统科学理念,推动工程地质学研究思维方式和研究范式的改变;打破学科间壁垒,加强工程地质学与其他学科的交叉融通,丰富并深化工程地质学的发展,使得工程地质学向着更科学、更具有多学科融合特点的方向发展,并催生新的科学生长点;抓住数据革命契机,开辟工程地质学研究新途径;始终结合国家重大战略需求,加强青藏高原及其周缘重大工程地质问题研究,推出新理论,解决新问题。     

地貌形成与演变机理展教系统公众展示关键技术示范研究

专业科技博物馆的迅猛发展和公众对地学知识的渴求对地学类博物馆的展示技术提出了新的要求,本文通过分析我国地学博物馆的类型、公民基本科学素养水平现状以及地质地貌类科学知识的主要传播方式,结合地质地貌学科内容特点,借鉴科技馆/科技中心公众展示技术对地学博物馆的启示,探索研究"地貌形成与演变机理展教系统"中适用的公众展示关键技术,提出了一种多媒体与机电一体化相结合的核心展示技术——多媒体机械数字矩阵集成演示技术,并将其成功地应用于试制品研制。基于该核心展示技术的地貌形成与演变机理展教系统尊重用户体验,实现了虚拟模拟与实景、机械活动沙盘与数字多媒体相结合,内容易于拓展,成本可控,适宜在地学类博物馆及相关展厅中推广应用。     

大数据科学从信息化、模式化到智能化:现代地球化学应用研究的新范式

地球科学领域处在信息科学与信息化社会时代,基于大数据战略驱动的现代地球科学正在蓬勃兴起.诞生于近代的地球化学具有天然的结构化信息科学属性.提出建立从信息化、模式化到智能化的地球化学大数据信息科学应用研究总体思路,即基于地球化学大数据首先建立信息化系统,运用地球系统科学方法理论建立成矿地球化学分带富集模式与生态地球化学累...     

美国科学基金会地球科学远景报告介绍

21世纪地球科学已经发展成为结合与联系了生物科学、社会科学、计算机科学、物质科学和工程科学等许多学科在内的真正跨学科科学。地球科学面临新的挑战和发展机遇,为了更深入地理解地球及其内部的相互作用,要求地球科学必须应用整体系统性分析方法,探索应用来自所有科学与工程学科的最新知识和技术。美国科学基金会(NSF)地球科学咨询委员会(AC-GEO)针对地球科学面临的新挑战,指导"地球科学远景工作组"(GEO Vision Working Group)制订了地球科学未来发展的新的规划:《地球科学远景(GEOVISION)——通过地球科学揭示未被拆散的地球的复杂性》,强调从整体系统角度来迎接地球科学未来面临的挑战。主要介绍《地球科学远景报告》的主要观点,AC-GEO提出的地球科学面临的3大挑战、5个重大科学问题,以及迎接挑战的3个措施与10个建议。     

中国地质科学的光辉成就

本文主要从区域地质与基础地质、矿床地质、水文地质与工程地质、矿产综合评价与综合利用、岩矿测试技术与方法、地质科技情报与图书工作6个方面较系统地论述了建国40年来我国地质科学的光辉成就;各类地质专业研究机构由解放前屈指可数的几个发展到今天的100多个,从事地质科学技术研究的专业研究人员已达约2万人,建立了一支专业学科比较齐全、能够联合攻关、独立作战的地质科技队伍,取得各类地质科技成果8000多项,其中获得国家级成果奖750多项、省和部级成果奖2500多项。为我国经济建设和地质找矿作出了重要贡献,为推动我国地质科学技木进步建树了历史性的功绩。     

Let Me Drill a Coring Hole for You,and I will Return You a Telescope Inserted into the Earth

There was a famous saying by Sage Archimedes over 2,000 years ago that giving him a long enough lever and a fulcrum, he would tilt the entire earth. As an old driller, I propose another non‐famous saying that giving me a chance to drill a coring hole, and I will create a telescope to insert the deepest earth for you. Nowadays, drilling is one of most significant methods to collect samples from the deep earth. Those samples are extremely important for geoscientists to focus on the dynamic evolution of deep earth. Therefore, drilling engineering is thought to be inseparable for the geosciences. Unfortunately, some young geologists, especially students majoring on geology, have no meanings of what the drilling is, and of the importance for their geological researches. In this case, education popularization drilling knowledge should be strengthened in future. And we hope that sufficient attention of drilling engineering will be taken by geologists in the world. Moreover, in order to obtain high‐quality cores by various coring drilling methods. Drilling techniques and special coring tools must be continuously developed to successfully perform with regard to a variety of complex geological conditions. We have developed coring tools these years as follows: Splitted core barrel Triple tube coring drill tool, Advanced tube coring tool, Vacuum suction coring tool, Shock‐type coring tool, Long core barrel coring tool, WL‐drilling system with hydro‐hammer, WL‐drilling system with mud motor. These new coring tools have played a very important role in China's scientific drilling program. All in all, without advanced drilling technology, pickup of high quality samples from the deep Earth and geological research on the dynamic evolution will be restricted.     

网络环境下地质资料管理工作初探

本文基于当前形势下地质科学重点的转移以及计算机信息技术迅速发展为地质资料馆带来的影响,作者论述了地质资料管理工作的发展趋势,并指出提高管理人员的素质是做好地质资料管理工作的关键.     

Major contribution to carbon neutrality by China’s geosciences and geological technologies

In the context of global climate change, geosciences provide an important geological solution to achieve the goal of carbon neutrality, China’s geosciences and geological technologies can play an important role in solving the problem of carbon neutrality. This paper discusses the main problems, opportunities, and challenges that can be solved by the participation of geosciences in carbon neutrality, as well as China’s response to them. The main scientific problems involved and the geological work carried out mainly fall into three categories: (1) Carbon emission reduction technology (natural gas hydrate, geothermal, hot dry rock, nuclear energy, hydropower, wind energy, solar energy, hydrogen energy); (2) carbon sequestration technology (carbon capture and storage, underground space utilization); (3) key minerals needed to support carbon neutralization (raw materials for energy transformation, carbon reduction technology). Therefore, geosciences and geological technologies are needed: First, actively participate in the development of green energy such as natural gas, geothermal energy, hydropower, hot dry rock, and key energy minerals, and develop exploration and exploitation technologies such as geothermal energy and natural gas; the second is to do a good job in geological support for new energy site selection, carry out an in-depth study on geotechnical feasibility and mitigation measures, and form the basis of relevant economic decisions to reduce costs and prevent geological disasters; the third is to develop and coordinate relevant departments of geosciences, organize and carry out strategic research on natural resources, carry out theoretical system research on global climate change and other issues under the guidance of earth system science theory, and coordinate frontier scientific information and advanced technological tools of various disciplines. The goal of carbon neutrality provides new opportunities and challenges for geosciences research. In the future, it is necessary to provide theoretical and technical support from various aspects, enhance the ability of climate adaptation, and support the realization of the goal of carbon peaking and carbon neutrality.     

昌邑市卤水资源总体规划利用探讨

昌邑市立足卤水资源优势,全面规划、综合开发不断加大监管力度,坚持“全面规划、综合开发、分层实施、重点突破”的原则,全方位引进人才,加强科技横向联合,创造尊重知识、尊重人才,取得经济效益、社会效益、生态效益同步发展,维护了北部沿海经济可持续发展。针对现阶段卤水资源总体规划利用中科技力量投入不足、缺乏新技术、新工艺及高新技术产品和综合利用方面存在的问题,研究分析其成因并提出相应的建议和对策。     

基于GIS技术实现地学信息数字化

GIS是一项借助于计算机实现的高新技术,是实现管理和研究空间数据的技术系统.围绕着这项技术的研究、开发和应用形成了一门交叉性、边缘性的学科.GIS是一个包含了计算机软件、硬件、地理数据和专业人员的系统,GIS是数字地球的关键技术和核心组成部分.它是采集、储存、管理、分析、描述、显示、应用空间和地理分布有关数据的信息系统,是数据分析、融合与整合技术,已广泛运用于地学领域,并获得巨大成功.     

地质学的若干问题

对地质学几个领域近几十年的发展做了扼要的总结,指出了一些有突破性的进展,并提出了这些学科今后若干年可能的发展展望,论文涉及的学科包括矿物学、花岗岩、铁镁－超铁镁岩、变质岩、沉积学、多重地层分类与地质年代学、构造这以及板块构造学与大陆动力学。对于各学科并非全面的论述,而是指出其有重大意义的突破性进展,在矿物学方面强调了由于新技术的运用而大大地促进了矿物学的进展,矿物材料学和环境矿物学都是今后着重发展的方向。总结了当前对花岗岩的基本认识,指出应开展“岩浆系统”与“火山系统”的深层次研究;对于铁镁－超铁镁岩今后要加强壳幔物质的相互作用与深部过程的研究;总结了变质岩研究的三个阶段,今后要在重点地质区坚持长期深入系统的研究,特别是前寒武纪麻粒岩区和造山带。沉积学最近有较大发展,有三方面的意义;在构造地质学方面指出在大陆造山带伸展构造、韧性剪切等研究热点以及从定性到定量的研究趋势;板块构造学是地球科学有史以来最伟大的成就,90年代是大陆构造研究的大发展时期。