工程地质学的进展和展望

工程地质学的任务是研究工程建设的自然环境和地质条件,研究工程建设和地质环境、工程结构和地质结构的依存关系和相互作用,进行工程地质评价,为工程的规划、选址、方案布署、设计、施工和正常运营提供科学的依据。 我国工程地质学作为一门学科     

世纪国情科技发展与工程地质学走向

通过对 2 1世纪初科技和经济、社会发展趋势的综合分析 ,基于中国现代化进程中基础设施建设的需求 ,工程建设的环境安全与经济效益统一的取向 ,以及学科的自然科学与人文科学的双重属性 ,作者认为工程地质学的研究与发展方向是 :以工程建设与地质环境互馈过程研究为核心 ,地质工程与岩土工程嵌套发展 ;加强工程地质学理论 -地质技术 -工程建设的紧密结合 ,进一步实现工程地质学为工程建设服务的价值。文章还论述了工程地质与环境领域服务于三个层次生产力布局、整体发展趋势、关键环节以及科学方法与技术的基本框架 ,并就当前工程建设中亟待解决的科学技术难题进行了初步分析。     

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。     

地圈动力学--地质环境、灾害与工程研究基础

从可持续发展理念出发 ,探讨工程地质学的学科使命和发展问题。作者指出 ,地圈系统的相互作用和动力过程直接决定着人类生存和活动所依赖的环境、所承受的灾害及工程建设的问题和条件 ,地圈动力学研究应是工程地质作用评价、过程预测的基础。作者建议对工程地圈系统的相互作用和动力过程进行深入系统的研究。这将有利于工程地质学科的整体发展和提高。     

学习谷德振先生学术思想,促进工程地质学科发展

谷德振先生是我国著名的工程地质学家,也是中国工程地质的奠基人。他德高望重、学术精深,且谦逊、诚挚和富有担当精神;他对后辈关怀备至,注重培养和身教言教,是青年人学习的榜样。谷德振先生是中国地质学会工程地质专业委员会的首届主任,在他的带领下,使我国工程地质学科得到迅速发展。特别是他创立的岩体结构控制论极大地推动了20世纪我国工程地质学科的发展,为我国工程地质学科发展和重大工程建设做出了重要贡献。岩体结构控制论已成长为一巨树,形成许多分支,如岩体结构分类、岩体结构力学、工程地质力学、反分析法等。南京大学优势面研究组学习他的结构控制论,找到自己的学科研究方向,以结构面为研究对象,通过30余年努力,形成一种新的研究模式和方法优势面理论。我们将优势面理论视为结构控制论生长的一个分支。21世纪,以结构控制论的学术思想为指导,引入纳米地质与纳米技术,探索宏观工程地质的自然规律和更微观规律的内在关系;在地质灾害防治与预测研究中,应注意灾害链问题,加强灾害类型、形成机理研究,给出治理对策措施。同时,应注重灾害防治决策管理信息系统研究。今年正值谷德振先生诞辰100周年,我们想起往事,记忆犹新。我们满怀敬佩和感激,撰写此文以表怀念之情。     

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。     

从文献计量看中国科学院、高等院校和中国地质调查局三大系统地质学科的分布现状

采用文献计量方法对中国地质科学的研究现状开展了定量的学科评价。根据中国地质文献数据库的资料,对中国科学院、中国地质调查局和高等院校三大系统2003—2007年发表的地学文献,按照基础地质、矿产资源、环境地质、技术方法四大类及若干国际热点学科/领域进行了统计。初步分析结果表明,中国科学院在第四纪地质、古生物学等基础地质研究方面国内处于领先地位,在跟踪国际热点和前沿学科方面明显走在国内各部门的前列;中国地质调查局在金属矿产、变质岩、探矿工程等学科方面优势明显;高等院校发表论文数量最多,各学科发展比较均衡,相对而言,沉积岩、工程地质和数学地质具有一定的优势。总体上,中国已经是一个地学大国,但一些国际热点学科（例如行星地质、极地地质、全球变化等）还处于明显的弱势。     

从文献计量看中国科学院、高等院校和中国地质调查局三大系统地质学科的分布现状

采用文献计量方法对中国地质科学的研究现状开展了定量的学科评价.根据中国地质文献数据库的资料,对中国科学院、中国地质调查局和高等院校三大系统2003-2007年发表的地学文献,按照基础地质、矿产资源、环境地质、技术方法四大类及若干国际热点学科/领域进行了统计.初步分析结果表明,中国科学院在第四纪地质、古生物学等基础地质研究方面国内处于领先地位,在跟踪国际热点和前沿学科方面明显走在国内各部门的前列;中国地质调查局在金属矿产、变质岩、探矿工程等学科方面优势明显;高等院校发表论文数量最多,各学科发展比较均衡,相对而言,沉积岩、工程地质和数学地质具有一定的优势.总体上,中国已经是一个地学大国,但一些国际热点学科(例如行星地质、极地地质、全球变化等)还处于明显的弱势.     

工程地质:十年回顾与展望

在近十年,工程地质学科紧密结合国家战略需求和工程建设的科学技术难题,为国家超级工程建设提供了技术支撑,而且通过理论创新和技术研究,极大减少了因地质灾害而死亡的人数,取得了一大批代表性的理论成果,可以用三句话总结十年来工程地质学科的发展:“奠基超级工程、保障民生福祉、推动学科发展”。但是应当注意到,我国工程地质学的发展还远远不能适应国民经济发展和人民安居乐业的要求,打破学科壁垒,吸收相邻学科特别是现代地球系统科学以及技术科学的最新成果,加强工程地质人才建设,推动学科发展仍然任重而道远。     

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。     

论工程地质学基本理论

概括和总结了我国工程地质50年来的发展历史和所取得的科学成就。分析认为，岩土特性成因控制论、岩土体稳定性的结构控制论和人地协调论是工程地质学的基本理论。强调了在基本理论和学科交叉的基础上创新发展，是工程地质向新水平迈进的重要途径，并以优势面理论为例作了介绍说明。同时对我国工程地质学的发展方向和前景作了讨论。     

工程地质学发展趋势刍议

环境工程地质学是工程地质学发展的新阶段,它囊括并发展了工程地质学的所有问题。作为研究工程建设与地质环境相互作用的环境工程地质学,有待于进一步发展为工程环境灾害学──一方面,由于各种自然环境恶化和灾害间的相关性和因果性（环境恶化链、灾害链）,研究似宜不限于地质环境和灾害（当然后者仍是重点）,而适当扩大至土地环境、水环境和社会环境。作为一门应用地质学的环境工程地质学及其母学科工程环境灾害学将具有力学、地理、经济三大支柱,首先力求地质学与地理学的相互渗透和融合。另一方面,由于各种人类活动间的相关性和因果性（活动链）,所研究的人类活动似宜不限于工程建设和运行,而适当扩大至采矿和水事活动,包括开采地下水和排污。后者引起的环境恶化和灾害尤为严重,正酿成危机。其根本出路不仅在于科技进步,而且在于文化调节,力求科技与文化的相互渗透和融合。     

工程地质学发展趋势刍议

环境工程地质学是工程地质学发展的新阶段，它囊括并发展了工程地质学的所有问题。作为研究工程建设与地质环境相互作用的环境工程地质学，有待于进一步发展为工程环境灾害学──一方面，由于各种自然环境恶化和灾害间的相关性和因果性（环境恶化链、灾害链），研究似宜不限于地质环境和灾害（当然后者仍是重点），而适当扩大至土地环境、水环境和社会环境。作为一门应用地质学的环境工程地质学及其母学科工程环境灾害学将具有力学、地理、经济三大支柱，首先力求地质学与地理学的相互渗透和融合。另一方面，由于各种人类活动间的相关性和因果性（活动链），所研究的人类活动似宜不限于工程建设和运行，而适当扩大至采矿和水事活动，包括开采地下水和排污。后者引起的环境恶化和灾害尤为严重，正酿成危机。其根本出路不仅在于科技进步，而且在于文化调节，力求科技与文化的相互渗透和融合。     

新世纪伊始中国工程地质回顾与展望

我国工程地质学经过 5 0年的工程实践和理论创新 ,已由条件工程地质学、问题工程地质学以及随着环境文明时代的到来向着环境和灾害工程地质学发展。近 10年来随着我国经济建设的快速发展 ,一批大型和特大型工程的兴建和城市化进程的加快 ,带来的地面变形、滑坡、环境恶化和全球悬河化等环境岩土工程问题 ,使工程地质地位和作用提高 ,学科在拓展。目前 ,我国已拥有一支能适应大规模经济建设需要并已走向世界的工程地质工作队伍 ,形成了具有我国自己特色的工程地质学科体系     

中国21世纪若干重大工程地质与环境问题

21世纪中国的大规模的国家建设不可避免地导致大量的工程地质与环境问题。 2 1世纪中国西部高山峡谷地区主要工程地质问题有: 构造活动带岩土体动力稳定性, 高地应力下岩体应变储能与岩体性质, 高陡边坡的变形及尺寸效应和动力稳定性, 深埋长大隧洞的地温与地压, 深埋隧洞岩体结构探测与施工地质超前预报, 大跨度复杂洞群变形与稳定性的群洞效应, 冻土的冻融变形、稳定性及其处理技术, 可溶岩岩溶规律与岩体利用问题, 河床深厚覆盖层的处理与利用等问题; 中国东部及沿海地区工程地质问题包括: 高速交通网建设中软土地基变形与稳定性及处理技术, 深井采矿中软岩巷道大变形与处理技术, 深厚松散堆积层上大型桥梁桥基变形与稳定性, 海底隧道围岩工程地质与水文地质问题, 城市多层地下空间开发中的工程地质问题等; 此外, 水土流失与北方大规模荒漠化问题, 黄河下游地上悬河与长江下游塌岸和堤防稳定性问题, 黄河断流引起的下游地区环境问题, 我国北方干旱地区水资源长期匮乏问题, 城市化中的环境破坏与污染控制等问题, 将是中国 2 1世纪突出的环境问题。中国工程地质工作者应当在结构土力学与岩体结构力学、工程地质学的基本理论与工程地质动力学、人 地相互作用机制与环境工程地质学、地质工程理论与方法。     

论地质工程的基础理论

地质工程是80年代以来工程地质科学的新的生长点, 已经形成为一个工程地质学新的分支学科, 一个新的行业。地质工程的基础理论是地质控制论, 它的基本理论是地质构造控制论、岩体结构控制论、上体结构控制论、地质体赋存环境因素控制论。他们控制着地质环境(包括地壳稳定性)评价理论和方法、岩体质量评价理论和方法、工程地质探测和测试理论和技术方法、工程地质超前预报理论和方法、地质体改造理论和技术, 岩土体稳定性分析理论和方法及地质工程设计和施工指导理论。正确运用这套理论可使地质工程实践减少盲卧性, 增加自觉性, 可使地质工程实践减少20%～30%的经济损失。     

光纤和砂土界面耦合性能的分布式感测试验研究

地质与岩土工程领域中，变形监测一直是评价岩土体稳定性的一个重要指标，其时空演化规律可为工程设计与施工 技术参数优化、地质灾害预警阈值设定提供科学的依据。随着光电感测技术的不断发展，其在地质与岩土工程变形监测中 的作用越来越重要，然而分布式感测光纤与岩土体之间的耦合性对监测结果有显著影响，阐明两者间的作用机理成为该技 术应用的关键环节。文章在综合分析当前地质与岩土工程变形监测技术的基础上，开展了基于BOTDA感测技术的光纤—砂 土界面耦合性能拉拔试验，从试验结果和感测光纤特性两方面分析了感测光纤与砂土的耦合性及二者间的应变传递规律。 试验结果表明：除第一级拉拔外，数据拟合R2均在0.99以上，显示了光纤实测应变分布具有良好的规律性；由试验数据反 算得出的光纤弹性模量约为0.35 GPa，与给定值基本一致；通过感测光纤的F-S端和F-S尾关系，得出光纤—土界面作用过程 可分为全耦合、半耦合和相对滑动三个阶段。上述研究结果为分布式感测技术在各类地质与岩土工程变形监测中的应用提 供指导，同时为开展各类室内模型试验提供参考依据。     

构造地质与工程地质的基本关系

构造地质学是研究各种地质构造及其成生演化的基础地质学 ,工程地质学主要是应用地质学理论尤其是构造地质学理论解决人类工程建设活动中与构造现象和构造活动有密切关系的地质问题的应用地质学。二者的研究目的虽然不同 ,但所研究的主要对象是相同的 ,即都是地质构造 ,所研究的又都是地球变化过程中的构造变动及其各类效应。文中讨论了构造地质学与工程地质学之间的基本关系 ,主要包括地质构造对工程地质环境和工程地质条件的控制作用 ;深部构造、浅部构造以及表层构造动力学特征与区域地壳稳定性之间的关系 ;构造结构面、构造应力场与岩土体稳定性的关系 ;活动构造与工程建筑安全性的关系以及地质构造与崩滑流、地裂缝、地面沉降等地质灾害的关系等问题。