淺談工程地質(zhì)與巖土工程

  １ 工程地質(zhì)

 

  這里所指的“工程地質(zhì)體”就是指工程所及的巖土體和所在或鄰接的地質(zhì)環(huán)境，必須同時(shí)研究在自然和人為因素作用下、在地質(zhì)歷史時(shí)期和工程建設時(shí)期對巖土體性狀的影響。這一“巖土體加地質(zhì)環(huán)境構成工程地質(zhì)主體”的學(xué)術(shù)觀(guān)點(diǎn)，不僅在國內外工程地質(zhì)界的相關(guān)研究和論著(zhù)中得到不同深度和廣度的闡述和解釋?zhuān)覟楣こ虒?shí)踐所證實(shí)?！肮こ?a href="http://keyinmall.com/t/地質(zhì).html" >地質(zhì)問(wèn)題”是指工程地質(zhì)條件與工程建筑之間存在的矛盾。不同類(lèi)型、不同結構、不同規模的工程建筑物，由于工作方式和對地質(zhì)體的負荷不同，工程地質(zhì)問(wèn)題是復雜多樣的。工程地質(zhì)工作是通過(guò)工程勘察來(lái)實(shí)現的，具體就是查明工程地質(zhì)條件，解決（論證）工程地質(zhì)問(wèn)題，選擇場(chǎng)地，預測工程興建后對地質(zhì)環(huán)境的影響，提出防護措施和建筑物設計、施工的建議。

 

  ２  巖土工程

 

  巖土工程是土木工程中涉及巖石和土的利用、處理或改良的科學(xué)技術(shù)。巖土工程的理論基礎主要是工程地質(zhì)學(xué)、巖石力學(xué)和土力學(xué)；研究?jì)热萆婕皫r土體作為工程的承載體、作為工程荷載、作為工程材料、作為傳導介質(zhì)或環(huán)境介質(zhì)等諸多方面；包括巖土工程的勘察、設計、施工、檢測和監測等等。由此可見(jiàn)，工程地質(zhì)是地質(zhì)學(xué)的一個(gè)分支，其本質(zhì)是一門(mén)應用科學(xué)；巖土工程是土木工程的一個(gè)分支，其本質(zhì)是一種工程技術(shù)。從事工程地質(zhì)工作的是地質(zhì)專(zhuān)家（地質(zhì)師），側重于地質(zhì)現象、地質(zhì)成因和演化、地質(zhì)規律、地質(zhì)與工程相互作用的研究；從事巖土工程的是工程師，關(guān)心的是如何根據工程目標和地質(zhì)條件，建造滿(mǎn)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(shù)問(wèn)題。因此，無(wú)論學(xué)科領(lǐng)域、工作內容、關(guān)心的問(wèn)題，工程地質(zhì)與巖土工程的區別都是明顯的。近年來(lái)，許多工程地質(zhì)人員向巖土工程轉移，結構出身的巖土工程師注意學(xué)習地質(zhì)知識，這是很好的現象，但這種現象不能說(shuō)明工程地質(zhì)和巖土工程將“合二而一”。

 

  ３ 巖土工程與工程地質(zhì)的關(guān)系

 

  關(guān)于巖土工程與工程地質(zhì)之間關(guān)系的論述，國內各家已有諸多見(jiàn)解，大致歸納起來(lái)有以下四種。

 

  （１）巖土工程是工程地質(zhì)的分支。

 

  （２）巖土工程是巖土力學(xué)在巖體工程和土體工程上的應用。

 

  （３）巖土工程是把巖土體既作為建筑材料也作為地基、介質(zhì)或環(huán)境的結構工程，更確切地說(shuō)是基礎工 程（下部結構）和地下結構工程。

 

  （４）即前述 我國國頒標準《巖土工程勘察規范》對巖土工程的定義。不難看出，前三種見(jiàn)解分別出自工程地質(zhì)專(zhuān)業(yè)人員、巖土力學(xué)專(zhuān)業(yè)人員和結構工程專(zhuān)業(yè)人員。盡管上述見(jiàn)解不無(wú)道理，但非全面，而且給人一種“專(zhuān)業(yè)偏見(jiàn)”的感覺(jué)，因為這樣定義巖土工程并不完全符合迄今為止國內外眾多巖土工程實(shí)例的客觀(guān)反映。后一見(jiàn)解明顯不同的是強調了工程地質(zhì)、巖土力學(xué)、結構工程之間的關(guān)系是既有區別又相互緊密結合的關(guān)系，而不是從屬的關(guān)系：明確指出巖土工程的學(xué)科范疇是包括多種學(xué)科、技術(shù)和方法的土木建筑工程，即巖土工程是多種技術(shù)和方法相結合的綜合技術(shù)方法，巖土工程學(xué)科是多學(xué)科相互滲透且結合的邊緣學(xué)科，它不可能由某單一學(xué)科主宰。在前述《巖土工程勘察規范》定義的基礎上，試給出巖土工程的補充解釋如下：巖土工程是為某項專(zhuān)門(mén)目的工程服務(wù)所做的工程地質(zhì)勘察、基礎和地下結構的方案選擇與設計、基礎和地下結構施工三位一體的工程。專(zhuān)門(mén)目的的工程是指與國民經(jīng)濟建設有關(guān)的建筑工程（狹義上指工業(yè)與民用建筑工程和市政工程）、水電工程、鐵道工程和礦山工程等?；A是指上述專(zhuān)門(mén)工程涉及的下部結構，即建筑基礎、大壩基礎、道橋基礎等。工程地質(zhì)學(xué)是巖±工程學(xué)的地質(zhì)理論基礎，與巖土力學(xué)和結構學(xué)（鋼筋混凝土結構及砌體結構、鋼結構等）既相區別又緊密結合。因此，巖土工程學(xué)是上述三門(mén)學(xué)科的邊緣學(xué)科，不能籠統地稱(chēng)為工程地質(zhì)學(xué)分支。

 

  ４ 工程地質(zhì)與巖土工程的發(fā)展

 

  關(guān)于工程地質(zhì)與巖土工程今后發(fā)展的方向和重點(diǎn)，已有不少專(zhuān)家通過(guò)不同方式發(fā)表了意見(jiàn)，本文不擬具體涉及。從大方向觀(guān)察，筆者認為，工程地質(zhì)與巖土工程這兩個(gè)專(zhuān)業(yè)，既不會(huì )逐漸歸一，也不會(huì )逐漸分離，而是像兩條纏繞在一起的鏈子，在互相結合，互相滲透，互相依存中發(fā)展。

 

  ４．１地學(xué)與力學(xué)的結合

 

  地質(zhì)學(xué)和力學(xué)是巖土工程的兩大支柱。地質(zhì)學(xué)有一套獨特的研究方法，通過(guò)調查，獲取大量數據，進(jìn)行對比綜合，去粗取精，去偽存真，由此及彼，由表及里，找出科學(xué)規律。這是一種歸納推理的思維方式，側重于成因演化，宏觀(guān)把握和綜合判斷。巖土工程是以力學(xué)為基礎發(fā)展起來(lái)的，力學(xué)以基本理論為出發(fā)點(diǎn)，結合具體條件，構建模型求解。這是一種演譯推理的思維方式，側重于設定條件下的定量計算。但是，工程地質(zhì)學(xué)家如果不掌握力學(xué)，則對 工程地質(zhì)問(wèn)題難以做出定量而深入的評價(jià)，難以對工程處理發(fā)表中肯的意見(jiàn)；巖土工程師如果不懂得地質(zhì)，則難以理解地質(zhì)與工程之間的相互作用，也難以對癥下藥，提出合理的處置方案。這兩種思維方式有很好的互補性，應互相滲透，互相嫁接，必能在學(xué)科發(fā)展和解決復雜巖土工程問(wèn)題中發(fā)揮巨大作用。

 

  ４．２抓住機遇，努力創(chuàng )新 半個(gè)世紀來(lái)，無(wú)論工程地質(zhì)還是巖土工程，我國取得的巨大成就和科技創(chuàng )新是有目共睹的?，F在的中國，一方面是工業(yè)化尚待繼續完成，城市化和新鄉村的建設正在加速進(jìn)行；另一方面，保護環(huán)境，使社會(huì )經(jīng)濟協(xié)調和可持續發(fā)展的任務(wù)已經(jīng)擺在我們的面前。２１世紀對中國，將是水利、水電、道路、橋隧、高層建筑和地下工程并駕齊驅的世紀，工業(yè)化、城市化、鄉村現代化、保護和改善環(huán)境等并舉的世紀。我國地質(zhì)條件異常復雜，環(huán)境特別脆弱，對工程地質(zhì)和巖土工程帶來(lái)了許多世界級的難題，也為創(chuàng )新提供了空間和機遇。例如深長(cháng)隧道穿越活動(dòng)斷裂，異常高地溫、高地應力、高壓涌水、深切河谷的高邊坡和高填方、大型山體滑坡、大型泥石流、跨流域調水的生態(tài)保護，軟土地基上建造摩天大樓，松軟土中開(kāi)發(fā)地下空間，密集的城市群中進(jìn)行垃圾衛生填埋等等。希望工程地質(zhì)專(zhuān)家和巖土工程師抓住機遇，在完成工程任務(wù)的同時(shí)，發(fā)揚創(chuàng )新精神，提出更先進(jìn)的科學(xué)理論和實(shí)用技術(shù)。要結合重大工程問(wèn)題創(chuàng )新，結合中國特點(diǎn)創(chuàng )新，更要在原創(chuàng )性和概念創(chuàng )新方面狠下功夫。只有原始創(chuàng )新，從概念上突破，才能領(lǐng)導國際潮流，將我國工程地質(zhì)和巖土工程的科技水平推向新的高度，走在世界前列。

 

  ４．３關(guān)于專(zhuān)業(yè)人才的培養 過(guò)去設置工程地質(zhì)專(zhuān)業(yè)，培養了大批工程地質(zhì)人才，是學(xué)習蘇聯(lián)和計劃經(jīng)濟的結果?，F在高校本科撤消了工程地質(zhì)專(zhuān)業(yè)，大批工程地質(zhì)人員轉向巖土工程，是向市場(chǎng)經(jīng)濟轉軌和工程建設的需要。但絕不是巖土工程可以替代工程地質(zhì)，不再需要工程地質(zhì)人才了。今后的巖土工程師主要來(lái)自土木系，他們雖然學(xué)過(guò)工程地質(zhì)，但深度是有限的。投入工作后，側重點(diǎn)和注意力主要放在工程問(wèn)題的處理上，很難下功夫修補地質(zhì)學(xué)功底，遇到復雜地質(zhì)問(wèn)題還得請教地質(zhì)學(xué)家。中國的地質(zhì)條件如此復雜，工程建設規模如此巨大，沒(méi)有高素質(zhì)的工程地質(zhì)專(zhuān)門(mén)人才難以設想。因此，高校應將工程地質(zhì)和巖土工程作為重要二級學(xué)科，培養相應的碩士和博士，作為技術(shù)骨干，不斷充實(shí)到建設隊伍中去。