摘 要:本文是筆者在查閱了大量文獻資料的基礎上,總結了工程地質學、巖土工程學和地質工程學三者各自的概念、發(fā)展歷程,以及它們互相之間的聯(lián)系與區(qū)別:巖土工程和地質工程都是工程地質的延伸,雖然三者的研究對象、范圍和側重點各不相同,但都需以弄清地質條件為基礎,才能很好地服務于工程建設。
關鍵詞:工程地質 巖土工程 地質工程 區(qū)別 聯(lián)系
中圖分類號:P62 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)12(c)-0193-02
隨著工程建設規(guī)模的增大和科學技術的發(fā)展,在工程地質學的基礎上,與土木工程結合產生了巖土工程學和地質工程學兩門學科。而三者之間既有它們各自的特性,又有緊密的聯(lián)系,只有認清它們各自的知識結構、相互的關系,才能更好地學習、掌握以及研究它們。
1 工程地質概念及發(fā)展歷程
工程地質學是工程科學與地質科學相互滲透、交叉而形成的一門服務于工程建設的應用性學科。
《建筑巖土工程勘察基本術語標準》(JGJ 84-92)中將工程地質學定義為:調查、研究、解決與工程建筑有關的地質問題的學科。《巖土工程基本術語標準》(GB/T 50279-98)中這樣定義工程地質學:研究與工程活動有關的地質環(huán)境及其評價、預測和保護的科學。
工程地質是一門認知工程與地質相互作用規(guī)律和過程的科學,它的使命是保障人類工程活動的安全,核心內容是解決與工程相關的地質體變形與穩(wěn)定性問題[1],從地質構造、地質作用和地質現(xiàn)象等方面作出分析評價。其研究發(fā)展主要經(jīng)歷了以下三個階段。
第一階段,第二次世界大戰(zhàn)后至上世紀60年代,以工程地質條件研究和質量評價為主,主要內容為地質體質量評價和工程建筑環(huán)境的質量評價;第二階段,大體上開始于上世紀60年代末至80年代初,以開展地質體穩(wěn)定性分析為特征的工程地質災害預測研究階段,研究內容主要是穩(wěn)定性評價;第三階段,20世紀80年代以來出現(xiàn)的許多新技術,推動著工程地質發(fā)展進入以地質改造為主要課題的工程地質災害及地質災害防治和施工、地質超前預報為特征的地質工程研究階段[2]。
2 巖土工程概念及發(fā)展歷程
巖土工程是在工程地質基礎上和土木建筑工程結合發(fā)展起來的一門技術性學科,它廣泛應用于城市建設的各項工程實踐中。
《建筑巖土工程勘察基本術語標準》(JGJ 84-92)中將巖土工程定義為:以土力學、巖體力學及工程地質學為理論基礎,運用各種勘探測試技yL2kJ679oApcaRXxynlw4g==術對巖土體進行綜合整治改造和利用而進行的系統(tǒng)性工作?!稁r土工程基本術語標準》GB/T 50279-98中定義如下:土木工程中涉及巖石、土的利用、處理或改良的科學技術。
在謝定義教授等出版的我國首部巖土工程學專著[3]中指出,巖土工程學應是以巖體、土體和水體為對象,以工程地質學、巖體力學、土力學及基礎工程學的基本理論和方法的綜合作為指導,研究巖土體的工程利用、整治和改造的一門綜合性技術科學。
雖然巖土工程學科的建立距今只有短短幾十年,但巖土工程這門技術的存在卻有悠久的歷史。巖土工程的發(fā)展可歸納為四個歷史時期。
第一歷史時期:在18世紀工業(yè)革命以前,巖土技術僅是在實踐中積累了一些零星的工程經(jīng)驗。第二歷史時期:從工業(yè)革命開始,巖土工程進入了理性發(fā)展的時期,先后建立了一系列經(jīng)典的土力學理論,如摩爾-庫倫強度理論,土壓力理論等。第三歷史時期:20世紀初,鐵路、大壩和高層建筑的興建為巖土工程的發(fā)展提供了客觀條件,以太沙基提出的有效應力原理為代表,在試驗技術和計算方法方面形成了完整的土力學體系,巖土工程取得輝煌的成就。第四歷史時期:20世紀末開始,隨著工程規(guī)模和范圍的擴大,由于巖土條件的復雜性、不確定性、工程類型的多樣性等,巖土工程新的技術問題不斷出現(xiàn),巖土工程將在充滿矛盾和挑戰(zhàn)中得到新的發(fā)展。
3 地質工程概念及發(fā)展歷程
地質工程是工程地質與土木工程相互交叉、相互滲透的一個重要生長點,是工程地質繼巖土工程之后的一個新拓展[4]。
孫廣忠教授1984年在第二屆全國工程地質大會上首次提出地質工程這個命題,提出工程地質、巖體力學和地質工程三位一體,以期解決地質與設計和施工相互脫節(jié)問題。90年代初,中國開始出現(xiàn)地質工程公司、地質工程勘察設計院等機構,實際上已經(jīng)出現(xiàn)了地質工程行業(yè)[5]。1993年孫廣忠教授出版了《工程地質與地質工程》[2]專著,對地質工程的定義、特性、工作內容、工作方法進行了述論;1996年出版了《地質工程理論與實踐》[6]專著,系統(tǒng)地論述了地質工程的概念、定義、理論和方法,明確提出地質工程的基本原理是地質控制論,闡述了地質工程的理論體系。1997年6月國務院學位委員會和國家教育委員會在聯(lián)合頒布的“授予博士、碩士學位和培養(yǎng)研究生的學科、專業(yè)目錄”里正式提出了地質工程學,現(xiàn)在地質工程已經(jīng)不僅是一個行業(yè),而且已經(jīng)形成為一個學科[7]。2004年孫教授出版《地質工程學原理》[6]專著,完整地提出地質工程的定義:以地質體做建筑材料、以地質體做工程結構或以地質體賦存環(huán)境做建筑環(huán)境建筑起來的一種特殊工程,如地基、邊坡、地下工程、鉆井、地質災害防治、地質環(huán)境整治等統(tǒng)稱為地質工程。
地質工程自提出以來,不同學者對其定義從不同角度進行了闡述,但共同點都是強調其研究對象為地質體。簡而言之,地質工程就是以地質體建造起來的工程[8]。
4 三者相互關系
(1)工程地質與巖土工程。前者是后者的基礎,而后者是前者的一個延伸。從事工程地質工作的是地質專家,側重于地質現(xiàn)象、地質成因和演化、地質規(guī)律、地質與工程相互作用的研究;從事巖土工程的是工程師,關心的是如何根據(jù)工程目標和地質條件,建造滿足使用要求和安全要求的工程或工程的一部分,解決工程建設中的巖土技術問題[7]。巖土工程學并不能包括工程地質學所研究的領域,如地質體的結構、活斷層、地震地質、區(qū)域地質穩(wěn)定、工程地質力學等,這些問題與地質緊密相關,巖土工程學科是難以解決的,它不得不依靠工程地質學的理論和方法來解決[8]。
(2)工程地質與地質工程。前者研究地質體與工程體適應性,而后者則上升為用工程措施對地質體進行改造和利用。孫廣忠教授認為[6],從工程實踐來說,工程地質工作是認識世界,地質工程工作是在認識世界基礎上改造及保護世界,工程地質工作是地質工程工作的一個重要組成部分。工程地質工作需查明工程地質條件,并依據(jù)工程地質條件對巖土體穩(wěn)定性進行分析評價;地質工程工作不僅要查明地質條件,更需要針對地質體的特點采取合理的工程措施,控制地質體的變形和破壞。
(3)巖土工程與地質工程。二者都以工程地質為基礎,都是工程地質的拓展。巖土工程以工程為中心,側重于工程設計與施工;地質工程以地質為中心,側重于地質體的認識、控制與改造。地質工程的研究對象是地質體,包括地質體賦存環(huán)境;而巖土工程研究對象是巖土體,以及與巖土不可分割的水體。地質體與巖土體是有很大區(qū)別的,巖石加結構面構成巖體的主體,巖體加地質環(huán)境是地質體的主體,地質體要比巖土體復雜得多。巖土工程規(guī)模一般并不是很大,而地質工程的處理對象已經(jīng)上升為山體穩(wěn)定性和區(qū)域地殼穩(wěn)定性的改造與控制(地質災害防治、地質環(huán)境整治)[9],彌補了巖土工程對這些方面評價、控制和改造的不足[10]。
盡管三者的研究對象、范圍和側重點等有差異,但三者最首要的都需以地質條件為基礎。地質條件的獲取是否充分、準確合理,是工程地質、巖土工程和地質工程三者解決問題成敗與否的關鍵因F0u4Pj4oQo97ckr0+nmHO0jZUyRjnTC45F0cVlVms0s=素與先決條件。
5 結語
三者既有各自的特性,又有它們之間的共性。文章從概念、發(fā)展歷程等方面總結了三者各自的知識體系以及它們的聯(lián)系與區(qū)別,認清了三者的關系,這樣對三者的學習、工作和研究才更具有方向性或目的性,同時三者互相滲透、結合、嫁接,相互依存,取長補短,并借鑒吸收其它學科的成就,不斷促進它們自身的發(fā)展。
參考文獻
[1]伍法權.談工程地質的學科價值與學科發(fā)展[J].工程地質學報,2009,17(2):175-179.
[2]孫廣忠.工程地質與地質工程[M].北京:地震出版社,1993.
[3]謝定義.巖土工程學[M].北京:高等教育出版社,2008.
[4]孫廣忠.地質工程學原理[M].北京:地質出版社,2004.
[5]孫廣忠.地質工程[C]//任燕.孫廣忠地質工程文選.北京:兵器工業(yè)出版社,1997:1-2.
[6]孫廣忠.地質工程理論與實踐[M].北京:地震出版社,1996.
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[10]殷躍平,等.地質工程設計支持系統(tǒng)與鏈子崖錨固設計[M].北京:地質出版社,1995.