前言:一篇好文章的誕生,需要你不斷地搜集資料、整理思路,本站小編為你收集了豐富的工程地質(zhì)學主題范文,僅供參考,歡迎閱讀并收藏。
在當前時代背景下,各個學科之間相互滲透,加上新技術(shù)的廣泛應(yīng)用,為新興學科和交叉學科的發(fā)展帶來了無限生機,工程地質(zhì)學就屬于交叉學科,工程地質(zhì)學的基礎(chǔ)是地質(zhì)學與工程學,不同學科之間的相互影響、相互滲透,使得工程地質(zhì)學的適用范圍越來越廣,發(fā)展勢頭也越來越強勁。在當前時代,工程地質(zhì)學更關(guān)注其核心價值,例如工程地質(zhì)思維、工程地質(zhì)預(yù)測、工程地質(zhì)風險的防范等,這些都是工程地質(zhì)學領(lǐng)域研究的重點內(nèi)容。
1 工程地質(zhì)學的淵源
地質(zhì)學的發(fā)展已經(jīng)經(jīng)過兩百多年的時間,初始階段主要應(yīng)用與土木工程中,為地質(zhì)開挖提供相應(yīng)的理論依據(jù),例如古生物、地質(zhì)學依據(jù),對地質(zhì)學的理論發(fā)展有十分重要的促進作用。十九世紀土木工程建設(shè)規(guī)模越來越大,土木工程師發(fā)現(xiàn),由于工程地質(zhì)資料的缺乏,使得工程項目無法開展,因此地質(zhì)學受到的重視程度驟然提高,地質(zhì)學領(lǐng)域開始注重地質(zhì)調(diào)查研究,為工程設(shè)計提供專業(yè)的地質(zhì)資料和圖件。這一階段使得地質(zhì)學在工程建設(shè)中的應(yīng)用越來越廣泛,但是并沒有形成實質(zhì)性的工程地質(zhì)學。上世紀五十年代以來,我國的工程地質(zhì)學經(jīng)過了快速發(fā)展,取得了很大進步,在研究過程中,將地質(zhì)學與工程學進行融合,地質(zhì)學專家與工程學專家相互探討,為工程地質(zhì)工作的發(fā)展提供了理論支持。而且我國對工程地質(zhì)專業(yè)的重視程度不斷提高,高校開設(shè)的專業(yè)也越來越全面,例如采礦、力學、水工、土木等學科相繼在高校開設(shè),成為很多工科院校的主要課程,培養(yǎng)了眾多高素質(zhì)、綜合型工程地質(zhì)人才。
同時,由于現(xiàn)代科技的發(fā)展,計算機技術(shù)、信息技術(shù)、通信技術(shù)的不斷革新,為工程地質(zhì)學科的全面發(fā)展也提供了相應(yīng)的支持,使得工程地質(zhì)勘探更深入、工程地質(zhì)數(shù)據(jù)分析更準確、數(shù)據(jù)信息傳遞更及時,為工程建設(shè)提供了很大的幫助。
2 工程地質(zhì)預(yù)測和決策
2.1 工程地質(zhì)預(yù)測
工程地質(zhì)的本質(zhì)工作是預(yù)測,從地質(zhì)情況的發(fā)展歷史、地質(zhì)情況現(xiàn)狀對地質(zhì)情況未來的走勢進行預(yù)測,是工程地質(zhì)研究的主要內(nèi)容。工程地質(zhì)預(yù)測首先建立在工程地質(zhì)要素判別的基礎(chǔ)上,要對場地的工程地質(zhì)條件進行預(yù)測,尤其是根據(jù)地表以及淺部的地質(zhì)資料,對深層次的地質(zhì)結(jié)構(gòu)和地質(zhì)條件進行預(yù)測。其次,要預(yù)測工程場地的工程地質(zhì),即對工程施工場地的地質(zhì)進行評價,論證選址是否會影響工程項目施工。在這個過程中,要考慮工程項目施工對周圍地質(zhì)環(huán)境、周邊工程的影響,從而實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標。
工程地質(zhì)的預(yù)測包括定性預(yù)測和定量預(yù)測兩種,具體的預(yù)測過程是定性與定量預(yù)測的結(jié)合,定性預(yù)測是一種基本預(yù)測,對一些常規(guī)參數(shù)進行測試,在工程地質(zhì)預(yù)測過程中,由于地質(zhì)環(huán)境比較復(fù)雜,地質(zhì)勘探工作量較大,因此定量預(yù)測的結(jié)果也很難達到預(yù)期要求,所以一般都將定量預(yù)測的結(jié)果用作半定量或準定量應(yīng)用,例如將測量的結(jié)果用作問題評級預(yù)測。雖然定量預(yù)測存在一些不確定性,但是定量預(yù)測卻是工程地質(zhì)預(yù)測過程中的一個主要內(nèi)容。在當前工程地質(zhì)預(yù)測基礎(chǔ)之上,定量預(yù)測還應(yīng)該要注重建立相應(yīng)的地質(zhì)力學模型或地質(zhì)數(shù)理模型,從而對地質(zhì)預(yù)測過程中的各個要素之間的關(guān)系進行準確反映,描述工程地質(zhì)的作用。
2.2 工程地質(zhì)的決策
工程地質(zhì)的決策作用主要體現(xiàn)在系統(tǒng)決策的可靠性以及安全風險決策評價方面。
第一,系統(tǒng)決策。系統(tǒng)決策是對整個工程進行規(guī)劃設(shè)計的前提,在工程建設(shè)過程的各個階段,都應(yīng)該要做出相應(yīng)的決策方案,比如對工程選址進行確定,對工程建筑物的布置方案進行確定,對工程施工線路進行確定等。工程地質(zhì)決策具有很強的綜合性,一方面要考慮地質(zhì)條件的制約和限制,另一方面還要考慮到工程結(jié)構(gòu)的功能以及適應(yīng)性。工程地質(zhì)決策是一種綜合性決策,其中的經(jīng)驗、推理和測量過程缺一不可,從三個出發(fā)進行決策得到的結(jié)果相差不多的時候,決策方案可以參考,但如果從三個方面著手得到的決策結(jié)果相差較大,則要對總體的決策方案進行調(diào)整,謹慎決策。
第二,安全決策、風險決策、極端風險評價
在工程地質(zhì)決策過程中,必須要做好地質(zhì)安全決策、地質(zhì)風險決策以及地質(zhì)極端風險的評價,從而為工程施工提供準確的依據(jù)。這些決策的目的都是為了確保工程施工過程中的安全性,風險決策以及極端風險評價的目的,是為了對工程的風險情況進行判定,從而采取相應(yīng)的措施對風險進行規(guī)避,提高工程項目施工過程中的安全性。
關(guān)鍵詞:工程地質(zhì) 學科價值 科學發(fā)展 分析
工程地質(zhì)的研究內(nèi)容主要包括確定巖土成分、組織結(jié)構(gòu)、性質(zhì)等,同時研究分析特殊地質(zhì)隊建筑工程穩(wěn)定性的影響。對工程地質(zhì)進行研究主要是為了對建筑工程所在地區(qū)的地質(zhì)進行勘察,對可能存在的問題進行分析。這樣就可以為選擇合適的場地,解決建筑過程中可能面臨的問題做好準備。
一、工程地質(zhì)學科的發(fā)展及其科學性
每一門學科都有存在的價值和意義,工程地質(zhì)學科也不例外。人類要生存和發(fā)展就要進行建設(shè)。近些年來,建筑工程的規(guī)模不斷擴大,對工程地質(zhì)的運用也越來越頻繁。在前期,工程地質(zhì)的主要任務(wù)是對工程進行選址,對地質(zhì)進行評價,以保證工程的安全。這個時候?qū)こ痰刭|(zhì)的要求主要在于發(fā)現(xiàn)地質(zhì)的規(guī)律及其對工程的作用以及適應(yīng)性。
從工程地質(zhì)學科的發(fā)展來看,主要分為以下三個階段:
傳統(tǒng)工程地質(zhì)學階段。這一階段存在于50年代到70年代,在這一階段,工程地質(zhì)的主要作用在于提供全面的資料和數(shù)據(jù)以便進行工程選址和設(shè)計。這一時期在理論、方法和實際操作中和世界地質(zhì)工程學還是有較大差距的。人們也沒有認識到工程地質(zhì)在社會發(fā)展中的作用。
傳統(tǒng)地質(zhì)工程學到現(xiàn)代地質(zhì)工程學的過渡階段。這一階段從70年代到80年代。在這一階段工程地質(zhì)已經(jīng)慢慢走上正軌,發(fā)展很順利。主要進行工程地質(zhì)災(zāi)害的評價和監(jiān)測。這個時候逐漸引進了西方發(fā)達國家的先進理論和技術(shù)。
現(xiàn)代工程地質(zhì)學階段。這一階段是80年代中后期,世界科學技術(shù)飛速發(fā)展,各國形勢也發(fā)生了很大變化。人口、資源以及環(huán)境等問題成為世界性的問題。隨著人口的逐漸增多,對資源的需求量越來越大、環(huán)境污染越來越嚴重。而地質(zhì)問題與這三者息息相關(guān)。這個時候需要對工程地質(zhì)的理論和技術(shù)進行研究,逐步實現(xiàn)科學現(xiàn)代化。
因為工程地質(zhì)學的特殊性,很多人覺得這是一個技術(shù)性問題,忽視了它的科學性和理論性。事實上,工程地質(zhì)學包括工程學、力學、地質(zhì)學等多個方面。不僅幫助人們認識自然還可以改造自然。
二、工程地質(zhì)學科的理論及發(fā)展
工程地質(zhì)學科的基本理論形態(tài)包括“成因演化論”、“ 結(jié)構(gòu)控制論”和“ 相互作用論”。
成因演化論。這一理論體系是從歐美引入的。強調(diào)的是地質(zhì)體的成因決定工程地質(zhì)的性質(zhì),而演化能改變性質(zhì)。工程地質(zhì)條件的形成是內(nèi)外動力作用綜合的結(jié)果。主要任務(wù)是查清工程地質(zhì)的條件以及形成的原因,以此為路徑解決工程地質(zhì)問題。
結(jié)構(gòu)控制論。結(jié)構(gòu)控制論是由中國工程地質(zhì)學家建立的,強調(diào)地質(zhì)結(jié)構(gòu)控制地質(zhì)體力學行為。所有的活動包括人類活動都會改變地質(zhì)體的結(jié)構(gòu),從而改變地質(zhì)力學行為。所以我們要查行處地質(zhì)結(jié)構(gòu),然后進行分析,以解決工程建設(shè)過程中可能出現(xiàn)的地質(zhì)問題。
相互作用論。就像力的作用是相互的一樣,人類活動和地質(zhì)之間也是相互作用的。一方面來說,地質(zhì)環(huán)境的好壞與適合與否決定了人們對地質(zhì)區(qū)域的選擇。人們會經(jīng)過研究分析后對地質(zhì)進行評價然后對工程環(huán)境進行選擇。而另一方面,人們的建設(shè)活動也在改造者地質(zhì)環(huán)境。前后兩者之間是相互影響的,工程地質(zhì)的作用就在于協(xié)調(diào)這兩者之間的關(guān)系,達到一定的平衡。
三、新時代工程地質(zhì)存在問題的特點
近年來,我國經(jīng)濟獲得高速發(fā)展,經(jīng)濟發(fā)展時期一個重要的部分就是建設(shè)。隨著建設(shè)規(guī)模的不斷擴大,埋藏越來越深,地下的設(shè)施也越來越多。工程地質(zhì)面臨著新的嚴峻的挑戰(zhàn)。
在大型水利工程建設(shè)過程中,存在著庫岸崩塌滑坡的現(xiàn)象、水庫誘發(fā)地震和動力學問題以及深巖體精密探測和隧道的提前預(yù)報等問題。
在能源開發(fā)工程中, 峽谷區(qū)岸坡(應(yīng)力場)演化與山體卸荷變形成因, 大規(guī)模開挖中高儲能巖體變形破壞機理與過程, 地表水入滲非線性模型與各向異性巖體水力學規(guī)律, 大型土石混雜堆積體的結(jié)構(gòu)、力學與水力學特性, 萬年尺度核廢料地質(zhì)處置中水巖熱化耦合作用, 深層地熱開發(fā)利用等。
在鐵路、公路等交通網(wǎng)絡(luò)工程中, 含雜質(zhì)碳酸鹽巖溶規(guī)律與隧洞巖溶塌陷和涌水, 峽谷區(qū)深厚松散層橋基及邊坡動力變形破壞機理, 高速鐵路軟基零沉降控制計算理論, 地下采空區(qū)地球物理特性與判別標準, 跨海通道高壓突水等工程地質(zhì)問題。
也就是說,隨著工程規(guī)模的擴大,埋藏深度的增加,地震等作用的風險越來越高。人類工程活動頻繁的參與使得地質(zhì)體成因等理論已經(jīng)不能夠完全適應(yīng)現(xiàn)在的狀況。巖體結(jié)構(gòu)對工程地質(zhì)過程的控制作用在常溫下和在高溫等特殊環(huán)境下也是不相同的。原來的經(jīng)典理論在現(xiàn)在復(fù)雜的地質(zhì)狀況下,面臨著挑戰(zhàn)。
四、工程地質(zhì)科學發(fā)展分析
在現(xiàn)在復(fù)雜的情況下,對工程地質(zhì)學的研究顯得尤為重要。在未來,我們主要對一下幾個方面進行研究:
首先是地質(zhì)環(huán)境。主要是指動力學地質(zhì)環(huán)境和災(zāi)害地質(zhì)環(huán)境。災(zāi)害地質(zhì)環(huán)境主要包括水文地質(zhì)環(huán)境、風化、崩滑流破壞等物理地質(zhì)作用環(huán)境。
其次是地質(zhì)體工程性質(zhì)研究。這個主要包括結(jié)構(gòu)性質(zhì)和力學性質(zhì)。所謂結(jié)構(gòu)性質(zhì)研究就是對地質(zhì)的非連續(xù)性、隨機性等進行研究。而物理學性質(zhì)則是指對高溫、高壓等物理特性下的地質(zhì)環(huán)境進行研究。大體上從80年代中期開始,中國工程地質(zhì)學進入了現(xiàn)代工程地質(zhì)學階段。這個階段的背景是:世界科學技術(shù)飛速發(fā)展,地球科學向著國際化和統(tǒng)一化方向迅速發(fā)展;全世界面臨人口、資源、環(huán)境三大課題;由于人類工程經(jīng)濟活動的廣度和深度不斷擴大,環(huán)境的污染和破壞日益嚴重,使合理開發(fā)利用和保護、治理環(huán)境成為迫切需要解決的世界性重大課題,從而促進了環(huán)境科學學科體系的迅速形成和發(fā)展。工程地質(zhì)學與人口、資源、環(huán)境這三大課題的研究都有著密切的關(guān)系。這就為工程地質(zhì)學開辟了廣闊的發(fā)展前景。在這個階段,中國工程地質(zhì)學的基本任務(wù)是通過引進和創(chuàng)新,加強基礎(chǔ)理論、方法和技術(shù)的研究,用先進的理論、方法和技術(shù)武裝自己,逐步實現(xiàn)學科現(xiàn)代化。這個階段最主要的標志是中國環(huán)境工程地質(zhì)學的形成和發(fā)展。因此,可以把這個階段說成是“環(huán)境工程地質(zhì)學”階段。
工程地質(zhì)學是復(fù)雜的,交叉性強的一門學科。涉及到地質(zhì)、工程、物理學等各個方面。所以在未來的研究中我們要積極的將這些技術(shù)相結(jié)合,利用各自的優(yōu)勢作為分析和參考的依據(jù)。同時,研究學家們要將自己納入世界范圍之內(nèi),地質(zhì)研究要與時俱進,與國外的先進團隊和機構(gòu)進行交流探討,引進先進的理論和技術(shù)以為己用。
總而言之,隨著經(jīng)濟的發(fā)展和建設(shè)現(xiàn)代化城市的需要,城市建設(shè)成為國家關(guān)注的重點。工程地質(zhì)經(jīng)過多年的發(fā)展,無論從技術(shù)上還是理論上,較之原來都有很大的提升。但是,隨著城市建設(shè)規(guī)模的擴大以及地下建設(shè)的深入,我們面臨的地質(zhì)環(huán)境問題也越來越多。在新的時期,國家的建設(shè)依賴于工程地質(zhì)科學的迅速發(fā)展。我們應(yīng)該更多的關(guān)注工程地質(zhì)科學,從而為國家的建設(shè)和發(fā)展做出應(yīng)有的貢獻。
參考文獻:
[1] 王思敬;傅冰俊;楊志法等;中國巖石力學與工程的世紀成就[M];南京: 河海大學出版社;2004
[2] 王思敬;地圈動力學--地質(zhì)環(huán)境、災(zāi)害與工程研究基礎(chǔ)[J];工程地質(zhì)學報;2004(02)
關(guān)鍵詞:土木工程地質(zhì);課程教學;教學方法;教研改革
隨著國家對新疆“一帶一路”核心圈經(jīng)濟建設(shè)的大力投入,大量基礎(chǔ)建設(shè)中需要具備較強工程地質(zhì)專業(yè)背景的復(fù)合型人才。新疆大學作為邊疆重點高校之一,正著力培養(yǎng)服務(wù)于西部開發(fā)與“一帶一路”工程建設(shè)需要的綜合性技術(shù)人才。通過工程地質(zhì)課程的學習,學生了解實際工程建設(shè)中可能遇到的工程地質(zhì)問題及其對工程本身的影響,依據(jù)所學知識能正確防治各類地質(zhì)災(zāi)害,以保證工程建筑物的安全、經(jīng)濟和穩(wěn)定。因此本課程對土木工程專業(yè)來講是非常重要的一門專業(yè)基礎(chǔ)課。
一、課程教學中存在的不足
1.前導(dǎo)課程設(shè)置不合理。工程地質(zhì)學作為地質(zhì)學的一門分支課程,其前導(dǎo)課程為“地質(zhì)學基礎(chǔ)”“水文地質(zhì)學基礎(chǔ)”“土力學”“巖體力學”等課程。根據(jù)新疆大學建筑工程學院土木專業(yè)最新培養(yǎng)計劃,工程地質(zhì)被安排大一下學期進行,因此會導(dǎo)致學生無法有效地理解和掌握一些工程地質(zhì)術(shù)語的概念,導(dǎo)致學習效果不理想。在實際教學中,針對巖土體物理力學參數(shù)方面,學生在沒有“巖體力學”“土力學”課程學習的前提下,不能較好地理解參數(shù)的具體含義及用途。此外,在滑坡穩(wěn)定性計算案例中,學生不僅需要掌握巖土體物理力學的具體含義,還要具備一定的編程能力(包括Excel、C語言等)用于滑坡穩(wěn)定性計算公式的編寫,因此前導(dǎo)課程的不合理安排,導(dǎo)致許多教學任務(wù)無法順利開展,這勢必會影響學生專業(yè)知識掌握的熟練度。2.課程學時少、內(nèi)容多。隨著高校學分制的推行,筆者所在學院“土木工程地質(zhì)”課時已縮短至28學時。為在有限的教學時間內(nèi)完成教學任務(wù),教師需要對教學內(nèi)容做出一定調(diào)整與壓縮,從而導(dǎo)致學生理論學習偏少,影響了課程教學質(zhì)量。課程學時的壓縮主,最直接的影響是案例的教學環(huán)節(jié),學生理論知識需要借助于實際工程案例講解才能較好地消化,如巖石礦物教學環(huán)節(jié),必須讓學生親眼看見巖石、親手感觸到礦物才能印象深刻。此外,各類地質(zhì)災(zāi)害也需要用到大量的工程案例來支撐講解,學生往往對實際工程案例更加感興趣。通過實際案例,學生不僅能更快掌握理論知識,也能更加今后工程實踐中的工程地質(zhì)問題。3.工程地質(zhì)理論教學環(huán)節(jié)薄弱。目前的土木工程地質(zhì)教學大綱主要側(cè)重于地質(zhì)基礎(chǔ)知識的講解,如巖石礦物、地層地質(zhì)構(gòu)造等,而具體的工程地質(zhì)理論占總教學學時比例較少,如地下工程地質(zhì)問題、邊坡工程地質(zhì)問題等。這勢必會導(dǎo)致學生對工程地質(zhì)的認識僅停留在基礎(chǔ)地質(zhì)方面,對今后工程實踐可能遇到的邊坡穩(wěn)定、圍巖穩(wěn)定等問題缺乏足夠的認識與重視。光靠地質(zhì)基礎(chǔ)知識根本無法解決實際工程中的各類工程地質(zhì)問題。地質(zhì)基礎(chǔ)知識的學習是為了更好地掌握工程地質(zhì)理論,但僅側(cè)重地質(zhì)基礎(chǔ)知識的學習而忽視工程地質(zhì)理論的學習,就無法凸顯工程地質(zhì)學學習的意義,學生今后無法從容應(yīng)對工程實踐中突發(fā)的工程地質(zhì)現(xiàn)象與問題。4.實踐教學環(huán)節(jié)沒形成完整教學體系。工程地質(zhì)是一門緊密聯(lián)系實際工程的課程,需要學生在理論學習的基礎(chǔ)上通過實踐教學環(huán)節(jié)加以消化理解。然而,目前筆者所在學院土木工程地質(zhì)實踐環(huán)節(jié)尚無固定的實習路線,沒有專業(yè)的實習指導(dǎo)書,因此實踐教學效果較差,學生無法將課本所學理論知識聯(lián)系實際,導(dǎo)致今后在實際工程中遇到工程地質(zhì)問題無法快速識別與解決。實踐教學環(huán)節(jié)預(yù)期效果不夠理想主要表現(xiàn)在三方面:一是地質(zhì)基礎(chǔ)技能的掌握,如野外巖石識別、羅盤使用等;二是工程地質(zhì)勘查實踐能力,如滑坡、泥石流野外勘察能力;三是實習時間較短、路線長,許多學生難以掌握教學內(nèi)容,實習報告編寫質(zhì)量堪憂。筆者針對所在學院土木專業(yè)的“土木工程地質(zhì)”課程教學實踐環(huán)節(jié)中存在的諸多問題進行分析總結(jié),學校要解決這些不足,就必須采取一些行之有效的教學改革手段進行嘗試探討。
二、課程教學模式改革建議
為提高工程地質(zhì)課程教學效果,讓學生更深刻掌握課程知識,根據(jù)筆者所在學院“土木工程地質(zhì)”教學現(xiàn)狀,本文提出如下建議。1.優(yōu)化培養(yǎng)計劃課程編排。學校將“工程地質(zhì)”課程安排在大二下學期進行,在學生學習完“土力學”“巖體力學”“計算機基礎(chǔ)”等前導(dǎo)課程后學習“工程地質(zhì)”課程。教師利用學生已學知識,課堂上引導(dǎo)學生自己探索巖土體各物理力學參數(shù)對圍巖、邊坡(滑坡)的穩(wěn)定性影響規(guī)律,鼓勵學生通過EXCEL或者C語言編程滑坡、崩塌體等地質(zhì)災(zāi)害穩(wěn)定性計算程序。2.突出教學重點。在無法增加課時量的情況下,教師需要把主要教學內(nèi)容放在重點章節(jié)上。工程地質(zhì)課程的主要任務(wù)是讓學生了解工程建設(shè)中可能出現(xiàn)的各類工程地質(zhì)現(xiàn)象和問題,分析各類工程地質(zhì)問題對工程建設(shè)的影響,能提出相應(yīng)的防治措施。因此在教學環(huán)節(jié)中,教師應(yīng)重點講解各類工程地質(zhì)現(xiàn)象與問題的成因、影響因素、誘發(fā)機制、穩(wěn)定性評價等,使學生能將所學知識能直接應(yīng)用于實際工程建設(shè)中。針對部分地質(zhì)基礎(chǔ)知識,教師可適當減少教學內(nèi)容,學生掌握其基本概念即可。3.加強地域特色案例教學。新疆位于我國西北邊陲,處于亞歐中心,是我國陸地面積最大的省份。新疆地形地貌多元化特征明顯,既有沙漠、隔壁、荒山,也有草甸、森林、河流。教師以新疆常發(fā)地質(zhì)災(zāi)害類型重點分析,不僅能提高學生學習興趣,也能為學生日后快速融入本地生產(chǎn)項目提供基礎(chǔ)。裴向軍通過對天山區(qū)公路邊坡地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征的收集整理得出,新疆地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害類型主要表現(xiàn)為凍土、巖體凍融風化破壞、泥石流、水毀、雪害、凍害。因此,教師應(yīng)在今后的工程地質(zhì)教學與實踐環(huán)節(jié)中,突出上述地質(zhì)災(zāi)害類型的講解,盡可能地在實踐教學環(huán)節(jié)中加入上述案例現(xiàn)場教學。4.重視實踐教學環(huán)節(jié)。新疆地貌特征雖然豐富,但由于幅員遼闊,不同地質(zhì)現(xiàn)象相距甚遠,因此導(dǎo)致學生的實習路線較長,學生在有限的實習時間內(nèi)很難完成實習內(nèi)容。因此,學校需要盡量選擇地質(zhì)現(xiàn)象特征明顯、地質(zhì)現(xiàn)象豐富的地區(qū)作為固定實習基地,安排專業(yè)教師提前踩點優(yōu)化實習路線與實習日程安排,并制定完善好實習指導(dǎo)書。5.重視工程地質(zhì)實習報告編寫。學生工程地質(zhì)專業(yè)知識掌握好壞的程度主要體現(xiàn)在工程地質(zhì)實習報告中,通過實習報告,教師可知道學生是否掌握工程地質(zhì)相關(guān)基本概念、羅盤使用是否正確、工程地質(zhì)專業(yè)術(shù)語表述是否準確和恰當。因此,實習環(huán)節(jié)中教師需要認真指導(dǎo)學生識別地質(zhì)現(xiàn)象、正確使用地質(zhì)羅盤,使學生掌握野外記錄薄的記錄要求和地質(zhì)素描技巧。教師要每天檢查學生野外記錄本內(nèi)容,及時發(fā)現(xiàn)實習教學環(huán)節(jié)中的不足加以改進。實習后期,教師要加強學生實習報告編寫指導(dǎo),實習報告要圖文并茂,地質(zhì)現(xiàn)象描述準確。
關(guān)鍵詞:工程地質(zhì);野外教學實踐;杭州
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)17-0077-03
工程地質(zhì)是地質(zhì)學中直接面向工程應(yīng)用的而一個學科分支,是將地質(zhì)學理論應(yīng)用于工程實踐的一門學科。工程地質(zhì)學研究人類在工程建設(shè)活動中與自然地質(zhì)環(huán)境有關(guān)的地質(zhì)問題,以地質(zhì)環(huán)境與工程建設(shè)二者相互制約、相互作用、相互和諧的關(guān)系以及由此產(chǎn)生的地質(zhì)問題為研究對象。包括對工程建筑有影響的工程地質(zhì)問題和對地質(zhì)環(huán)境影響的環(huán)境地質(zhì)問題。該專業(yè)除要求學生擁有扎實的巖石、地質(zhì)構(gòu)造、地層學等基本地質(zhì)知識外,還需要掌握野外工程地質(zhì)工作的基本技能和方法。為此,中國礦業(yè)大學煤礦工程地質(zhì)研究所(系)利用杭州市區(qū)豐富的地質(zhì)教學資源,開展了多年的大學生工程地質(zhì)野外實習教學工作,取得了較好的效果,本文結(jié)合杭州工程地質(zhì)野外實習教學的內(nèi)容進行一些有益的探討。
一、杭州實習區(qū)概況
杭州市及近郊一帶位于浙江省北部,處于長江三角洲之南緣、杭州灣西側(cè),地理坐標為東經(jīng)120°09′、北緯30°15′。西倚群山,東、北接杭嘉湖平原,南臨錢塘江。其自然地理位置屬天目山余脈與平原交接處的低山丘陵地帶。1.地層。杭州地區(qū)東、北部平原區(qū)多為第四系地層覆蓋,中部及西、南部低山區(qū)丘陵區(qū)基巖大面積廣泛出露,大致以西湖為中心,西、南兩側(cè)呈弧形環(huán)抱,從向內(nèi)古生界沉積巖層及中生界火山碎屑巖系由老到新依次呈弧圈型條帶狀出露。巖漿侵入巖僅上天竺新近發(fā)現(xiàn)有輝石閃長巖小巖體局部出露外,主要為中—酸性脈巖零星分布。地層從老至新分布為:奧陶系(僅出露其上統(tǒng)上段文昌組)、志留系(總厚1393m,上、中、下統(tǒng)均有出露)、泥盆系(下、中統(tǒng)在本區(qū)缺失)、石炭系(下統(tǒng)地層缺失)、二疊系(本區(qū)僅有下統(tǒng)地層出露)、白堊系(區(qū)內(nèi)僅出露下統(tǒng)地層)、第四系(本區(qū)下更新統(tǒng)缺失)。
區(qū)內(nèi)巖漿侵入巖分布零星,僅于上天竺附近、公路南東側(cè)見一小巖體,侵入于西湖組地層中,為輝石閃長巖體,深灰色,細粒結(jié)構(gòu),斜長石、角閃石為主,少量正長石、石英、黑云母及輝石,暗色礦物多為綠泥石或方解石交代。其侵入時代為燕山早期第一階段,相當于晚侏羅紀,與上侏羅統(tǒng)黃尖組火山巖的地層時代基本一致。據(jù)物探及區(qū)域資料深部有相當規(guī)模的中酸性花崗閃長巖的隱伏巖體存在,出露巖體為其在地表的局部露頭,輝石閃長巖應(yīng)為花崗閃長巖體的分異產(chǎn)物。
2.地質(zhì)構(gòu)造。杭州地區(qū)大地構(gòu)造位置屬于揚子準地臺、錢塘臺坳、余杭—嘉興臺陷。區(qū)域構(gòu)造為西湖復(fù)向斜。南東側(cè)為北東向肖山—球川深斷裂沿富春江、錢塘江一線展布,北西側(cè)為北東向茅草山—石蕩隱伏斷裂,向斜南西端受北西向孝豐一三門灣大斷裂沿留下鎮(zhèn)西南橫街上—茶科所一線所切割,而北東端為北西向祥符橋—南星橋隱伏斷裂所截。褶皺大致以西湖為核心,西、南兩側(cè)弧形環(huán)抱,呈弧圈型條帶狀展布,外圈為奧陶系、志留系老地層,核部為較新的下二疊統(tǒng)地層,自外而內(nèi)由老到新依次出露。斷裂主要為北東向斷裂、北北西向斷裂、北北東向斷裂、北東東向斷裂以及南北向斷裂。區(qū)內(nèi)巖層節(jié)理普遍發(fā)育,且方向有多組,沿上述各組斷層方向均有發(fā)育。
3.山水地貌。杭州西郊群山環(huán)抱西湖,水光瀲滟、山色蔥郁,北、東一片廣闊平原。杭州山水有湖光山色之盛,山、石、洞、泉之美,地貌類型多樣。北東向延伸并向南西揚起的西湖復(fù)向斜構(gòu)造,使杭州地勢自南西向北東逐漸降低。區(qū)內(nèi)總體可分為山地、平原兩大地貌單元:西湖的西、西南大部分地區(qū)為低山丘陵區(qū),北、東、南側(cè)為平原區(qū)。低山丘陵區(qū)內(nèi)又可進一步分為低山丘陵與山麓溝谷兩個小區(qū)。平原區(qū)分為西湖及北側(cè)菬溪流域的湖沼沖積平原小區(qū)和東南側(cè)錢江流域的沖海積平原小區(qū)。
二、工程地質(zhì)實踐教學
工程地質(zhì)實習是工程地質(zhì)專業(yè)本科教學中十分重要的教學環(huán)節(jié),是該專業(yè)4年教學中必不可少的實習。是學生在學完土質(zhì)土力學、巖體力學、工程地質(zhì)學基礎(chǔ)、工程地質(zhì)勘察等課程理論知識的基礎(chǔ)上,按工程地質(zhì)選址勘察、初步勘察階段的技術(shù)要求,通過對工程地質(zhì)條件的野外實地考察、測繪和有關(guān)勘察手段使用的現(xiàn)場參觀和實踐,使學生獲得工程地質(zhì)實踐的感性知識并鞏固和深化理論,促進理論與實際相結(jié)合,為今后從事工程地質(zhì)選址勘察或勘察工作打下初步基礎(chǔ)。
1.實習內(nèi)容和要求。巖石、土的肉眼鑒定,地層剖面觀察;褶皺和斷裂構(gòu)造的基本判識;巖體結(jié)構(gòu)面類型、結(jié)構(gòu)體形狀識別,野外鑒別和判識不同巖體結(jié)構(gòu)類型,巖體結(jié)構(gòu)面測繪統(tǒng)計;土體結(jié)構(gòu)類型識別;地下水類型及水文地質(zhì)條件的了解;各種環(huán)境地質(zhì)及不良地質(zhì)現(xiàn)象(滑坡、溶洞、坍塌等)野外識別、調(diào)查、測繪,成因和對場地穩(wěn)定性影響初步分析和評價;以掌握工程地質(zhì)測繪工作方法為主,并參觀了解靜力觸探、標貫、鉆探編錄和取樣等工程地質(zhì)勘探手段;在了解杭州市區(qū)區(qū)域地層、構(gòu)造等基礎(chǔ)上,以浙江大學附近區(qū)為主,通過工程地質(zhì)測繪,資料收集,編制工程地質(zhì)剖面圖、平面圖和選址勘察文字報告。
2.實習教學。實習分為四條路線,路線一為大橋地層剖面路線,六和塔錢塘江大橋北鐵路線八卦田玉皇山;路線二為錢塘江岸—南高峰不良地質(zhì)現(xiàn)象調(diào)查路線;路線三為浙大—青芝塢—靈峰—玉皇山—玉泉;路線四為浙大—黃龍洞—蝙蝠洞。
實習內(nèi)容為系統(tǒng)識別杭州地區(qū)地層巖性及其分界標志層;進行巖性描述,對出露巖石的顏色、成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、化石和風化程度等進行觀察和描述,掌握觀察方法和描述要點并采集巖樣標本;巖體結(jié)構(gòu)類型野外判別方法;滑坡識別、形態(tài)測繪等;洞穴調(diào)查、測繪;落水洞、巖溶塌陷調(diào)查;巖體節(jié)理裂隙統(tǒng)計;判識地貌單元及確定分區(qū)界線等內(nèi)容。
三、工程地質(zhì)實踐教學方法探討
工程地質(zhì)學是一門實踐性很強的科學,很多的工程地質(zhì)現(xiàn)象,僅通過書本上的概念、理論而不配合一定的實習,是收不到良好的教學效果的。正如俗話所說“實踐出真知”,充分說明了實驗實習教學的重要性。通過實習可以驗證、鞏固和學習與實驗有關(guān)的理論知識,加深對學科知識的理解,培養(yǎng)學生符合辯證唯物主義的、實事求是的科學思維和嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L,激發(fā)和培養(yǎng)學生的創(chuàng)造能力。
1.激發(fā)學生對工程地質(zhì)的興趣。杭州作為實習基地本身對學生即是很大的吸引力。在實習過程中循循誘導(dǎo)學生對工程地質(zhì)專業(yè)的熱愛。啟發(fā)式教學具有多種功能,通過啟發(fā)教學,能激勵學生的興趣和探索精神,調(diào)動學生的主動性和積極性,從而使學生切實地掌握知識和技能,促進學生智力因素、非智力因素以及思想品德的形成和發(fā)展。每一條實習路線,都要在實習前布置好任務(wù);每爬一座山,都要每位同學抱著征服高山的勇氣,去翻越它,研究它,并對工程地質(zhì)現(xiàn)象了然于心。對率先完成任務(wù)的小組要給予獎勵。在山上野餐時,表演節(jié)目活躍氣氛。激發(fā)同學的實習熱情。在實習過程中,老師應(yīng)該對實習地的風土人情、歷史地理有所了解,把地質(zhì)現(xiàn)象與人文知識、風俗習慣、經(jīng)濟發(fā)展聯(lián)系起來。比如某些特殊地形地貌在古代兵家戰(zhàn)爭中起過什么作用;一個地區(qū)的地層與該地的聞名土特產(chǎn)有什么關(guān)系;某些因地質(zhì)作用形成的湖光山色在當?shù)赜心男┟耖g傳說,在旅游業(yè)中起到什么作用等。這些都會增強學生對大自然的興趣,從而也增強對工程地質(zhì)的興趣。
2.培養(yǎng)學生的獨立觀察能力??茖W研究是從觀察開始的,工程地質(zhì)學更是如此,有的人對豐富的地質(zhì)現(xiàn)象熟視無睹,而有的人則善于觀察并有所發(fā)現(xiàn),二者的區(qū)別在于對觀察的重視不夠,觀察能力不同。野外實習是培養(yǎng)學生觀察能力最具體而有效的方式。做到勤于觀察、善于觀察。勤于觀察是指學生能積極主動地進行獨立觀察。野外實習時,對欲讓學生觀察的現(xiàn)象,老師一般都作了預(yù)習,心中有數(shù)。切實而有效的方法是讓學生自己去觀察、去發(fā)現(xiàn),老師可通過提示、點撥要觀察內(nèi)容。善于觀察是指把看到的不同現(xiàn)象進行對比,找出其本質(zhì)上的成因聯(lián)系。實習時老師可給學生示范,抓住兩至三個現(xiàn)象深入剖析,學生便可舉一反三,掌握思路和方法在此過程中,老師應(yīng)特別注意鼓勵學生提出自己的看法和解釋,即使錯了也沒關(guān)系。
3.培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作精神。任何工程都是一個系統(tǒng)工程,都需要團結(jié)協(xié)作、分工明確,在很多情況下,單靠個人能力已很難完全處理各種錯綜復(fù)雜的問題并采取切實高效的行動,所以團隊合作精神的訓練也是非常重要的??梢酝ㄟ^地層實測剖面和獨立填圖階段訓練學生團隊合作精神,在進行工作前,需按掌圖、記錄、定點、測量產(chǎn)狀和采集標本等任務(wù)分工,對最后成果的整理分析也要采用討論式的方法上各小組的成員都發(fā)表意見,集思廣益最終完成圖件的繪制,杜絕單打獨斗。
參考文獻:
[1]楊鳳根,駱祖江,侯玉賓.從基礎(chǔ)地質(zhì)學教學入手培養(yǎng)大學新生學地質(zhì)的興趣[J].中國地質(zhì)教育,2009,(1):132-135.
[2]肖軍,朱蓓,王家生,等.“快樂地質(zhì)”教學——以北戴河實習為例[J].中國地質(zhì)教育,2007,(1):43-46.
[3]劉勇健,張麗娟,李子生,等.工程地質(zhì)實習的教學改革與實踐[J].廣東工業(yè)大學學報(社會科學版),2007,7(增刊):52-53.
[4]孫廣忠.地質(zhì)工程理論與實踐[M].北京:地震出版社,1996.
[5]李廣信,杜修力.土力學教育與教學——第一屆全國土力學教學研討會論文集[C].北京:人民交通出版社,2006.
關(guān)鍵詞:地域特色;地質(zhì)工程;實踐教學;創(chuàng)新能力
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)50-0084-02
地質(zhì)學是實踐性較強的一門學科,而地質(zhì)工程則屬于地質(zhì)學與土木工程的交叉學科。因此許多學者都強調(diào),對于地質(zhì)工程專業(yè)學生的培養(yǎng),在實踐教學上應(yīng)該堅持重視地質(zhì)基礎(chǔ)知識的傳授,重視學生工程素養(yǎng)和設(shè)計能力的訓練,重視實踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[1]。針對地質(zhì)工程專業(yè)實踐教學體系研究,近年來許多學者都進行了有益探索。如建立以能力培養(yǎng)為主線,分層次、多模塊、相互銜接的實踐教學體系[1]。有的優(yōu)化組織教學,建立理論教學、實驗教學、科學研究、工程實踐相結(jié)合新型教學模式,構(gòu)建培養(yǎng)地質(zhì)工程專業(yè)復(fù)合型人才體系[2,3]。目前,我國地質(zhì)工程專業(yè)的大學有許多,但各個學校所處地域不同、辦學定位與服務(wù)對象不同,其課程設(shè)置、培養(yǎng)方式及實踐教學體系也有所差異。如何依托自身優(yōu)勢,培養(yǎng)出具有地域特色的地質(zhì)工程領(lǐng)域高素質(zhì)、復(fù)合型、創(chuàng)新型人才,值得探討。
一、區(qū)位優(yōu)勢及地域特色
三峽大學位于世界水電之都、長江三峽工程和葛洲壩水利樞紐所在地湖北省宜昌市,其前身是于1978年成立的葛洲壩水電工程學院。建校之初就確立以水利水電工程、土木工程為特色與優(yōu)勢學科,而《工程地質(zhì)學》是學生的必修專業(yè)課程。曾首次在國內(nèi)成功地監(jiān)測預(yù)報了長江三峽新灘滑坡的湖北省巖崩滑坡研究所于2004年整體并入三峽大學,進一步增強了三峽大學地質(zhì)工程專業(yè)的發(fā)展。具有地質(zhì)工程本科專業(yè)及碩士授予權(quán),建有湖北長江三峽滑坡國家野外科學觀測研究站等科研基地,為地質(zhì)工程專業(yè)教學提供良好的實踐環(huán)境。所處的長江三峽具有高山峽谷、峰林和溶洞等地質(zhì)地貌景觀,是一本記錄地殼演變歷史的教科書[4]。區(qū)內(nèi)地層發(fā)育較為齊全,保存有一系列重要的地層或構(gòu)造標準剖面。區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜,受地殼運動影響,巖層被擠壓成褶皺和斷層,形成了秭歸向斜、黃陵背斜以及斷裂等。區(qū)內(nèi)不僅有舉世矚目的三峽工程,且由于地勢險峻、河谷切割強烈,崩塌滑坡等地質(zhì)災(zāi)害極易發(fā)生。如新灘滑坡、鏈子崖危巖體滑坡等。三峽工程施工后,對庫區(qū)地質(zhì)災(zāi)害進行監(jiān)測防治等,留下了大量監(jiān)測治理地質(zhì)災(zāi)害的工程典范。這些具有三峽地域特色的地質(zhì)環(huán)境和工程背景,為教學提供了天然實踐場所。
二、以學生的能力培養(yǎng)為核心,構(gòu)建地質(zhì)工程專業(yè)新型多層次實踐教學體系
地質(zhì)工程專業(yè)教學的兩大體系是由理論教學和實踐教學構(gòu)成的。因此建立科學、合理、循序漸進并與理論教學交叉配合的實踐教學體系,是培養(yǎng)應(yīng)用型創(chuàng)新人才的基礎(chǔ)[1,2]。根據(jù)創(chuàng)新人才培養(yǎng)目標,依托科研基地,構(gòu)建了基于地域特色的“一個中心、三個層次、四個訓練”的實踐教學體系?!耙粋€中心”就是針對我校的區(qū)位優(yōu)勢及地域特色,以學生從事水電工程與地質(zhì)災(zāi)害防治的實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)為中心,對地質(zhì)工程專業(yè)的實踐課程進行統(tǒng)一規(guī)劃管理。以學生為主體,進行啟發(fā)式、討論式的教學實踐模式。實驗內(nèi)容強調(diào)“重視地質(zhì)基礎(chǔ)、強化工程素養(yǎng)和設(shè)計能力培養(yǎng)”的原則[1],完成對學生基礎(chǔ)知識積累和工程實踐能力培養(yǎng)的目標。“三個層次”就是從基礎(chǔ)型實驗、綜合設(shè)計型實驗及創(chuàng)新型實驗三個層次上進行實踐教學,從而達到加強學生地質(zhì)知識基礎(chǔ)、工程素養(yǎng)、設(shè)計能力及創(chuàng)新能力培養(yǎng)的目的?;A(chǔ)型實驗是課本上要求的實驗,以驗證性實驗為主,結(jié)合課堂教學對學生的基本技能進行訓練,培養(yǎng)學生“應(yīng)知應(yīng)會”能力,如礦物、巖石鑒定等。綜合設(shè)計型實驗是給出實驗的要求,讓學生根據(jù)所學知識和實驗設(shè)備,自行設(shè)計實驗過程,最終完成目的任務(wù),是結(jié)合實踐提高學生綜合素質(zhì)的實驗,如滑坡巖土體物理力學參數(shù)測試等。創(chuàng)新型實驗主要是在教師的科研項目的基礎(chǔ)上對學生進行創(chuàng)新能力培養(yǎng),讓學生根據(jù)興趣,針對專業(yè)領(lǐng)域的科技問題開展創(chuàng)新探索,最大限度的調(diào)動學生的主觀能動性和創(chuàng)造性,激發(fā)學生的創(chuàng)新意識。是結(jié)合科研對學生創(chuàng)新型思維培養(yǎng)的實驗,如三維滑坡物理模擬試驗等。這樣可使許多大型實驗設(shè)備在本科教學中發(fā)揮重大作用,使學生在本科階段就參與教師的科研。
此外,為全面提高學生的動手能力,也制定和實施“四個訓練”的實踐能力培養(yǎng)體系。
1.課程實踐訓練:根據(jù)人才培養(yǎng)方案和教學大綱,要求學生必須完成的課程實驗。訓練學生的基本實驗技能,培養(yǎng)學生在工程實踐中必須掌握的實驗?zāi)芰Γ缢牡刭|(zhì)學、礦物巖石學等實驗。
2.開放性實踐訓練:根據(jù)課程要求的實驗,除了課程實踐外還對學生自由開放,讓學生自行在課外進行試驗,為學生提供必要的實踐空間。如礦物巖石標本實驗室、地質(zhì)災(zāi)害試驗中心等,學生可隨時進入進行試驗。此外還專門開設(shè)大學生創(chuàng)新訓練營,吸收優(yōu)秀學生參與科研實踐訓練,在創(chuàng)新導(dǎo)師的指導(dǎo)下開展科研工作,培育大學生科技創(chuàng)新能力。
3.校外基地實踐訓練:為加強學生的實踐動手能力,除了強調(diào)校內(nèi)實踐教學外,還針對地質(zhì)工程專業(yè)特點還建立了校外實習基地――三峽大學長江三峽鏈子崖野外實習基地。通過野外地質(zhì)實習,讓學生能夠認識各類巖石、地質(zhì)構(gòu)造等,并能運用地質(zhì)羅盤、GPS等進行野外填圖,訓練學生掌握地質(zhì)工作的基本方法。
4.實戰(zhàn)性實踐訓練:四年級畢業(yè)實習每個教師負責部分學生,根據(jù)科研項目,讓學生深入到科研第一線。在教師指導(dǎo)下,使學生運用理論知識和實踐技能,進行創(chuàng)新實戰(zhàn)性訓練。通過完成實際項目,使學生得到綜合性、全方位的實踐鍛煉,提高學生解決實際問題的能力,為今后盡快適應(yīng)實際工作打下堅實基礎(chǔ)。近幾年我校承擔多項地質(zhì)災(zāi)害方面的科研項目,學生畢業(yè)時依托這些項目進行實戰(zhàn)性實踐訓練。
三、依托區(qū)位優(yōu)勢地域特色,借助行業(yè)力量,構(gòu)建教―研、校―企雙結(jié)合實踐平臺,以科研促進教學
我校地處三峽,具有得天獨厚的區(qū)位優(yōu)勢和地域特色,使學生認識到多種地形地貌、地層巖性以及地質(zhì)災(zāi)害,還使學生見識到水電工程、地災(zāi)防治工程等實例,且三峽庫區(qū)風景秀麗,這使得進校之初的學生在學習地質(zhì)知識的同時,還領(lǐng)略到優(yōu)美的自然風光,提高學生專業(yè)的興趣和積極性。為了使科研更好地促進教學,依托科研基地建設(shè),以及三峽庫區(qū)地質(zhì)災(zāi)害防治及水電工程建設(shè)項目,如長期承擔三峽庫區(qū)四十多個滑坡專業(yè)監(jiān)測預(yù)警任務(wù),為地質(zhì)工程專業(yè)野外實踐提供良好條件,使實踐教學與科研有機結(jié)合,讓學生在實際工作中得到鍛煉,形成“科研帶動實踐教學,實踐教學促進科研”的良性循環(huán)[1]。此外還與多家單位共建教學實習基地,成立三峽地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害與生態(tài)環(huán)境湖北省協(xié)同創(chuàng)新中心,培養(yǎng)創(chuàng)新人才、提高創(chuàng)新能力,使實踐教學得到極大提高。將科研成果及時轉(zhuǎn)化為創(chuàng)新性實驗項目,使研究成果得到推廣和應(yīng)用,同時也使學生的創(chuàng)新能力得到加強。近幾年結(jié)合國家自然科學基金和重大工程建設(shè)項目,深入開展卸荷巖體力學、重大滑坡災(zāi)害變形預(yù)測等研究,進行巖石三軸蠕變試驗、三維滑坡物理模擬試驗等實驗,并在巖石高邊坡、地質(zhì)災(zāi)害防治等領(lǐng)域進行廣泛應(yīng)用,同時也鍛煉和提高了學生的創(chuàng)新實踐能力。近年來自行研制多套實驗設(shè)備,如三維滑坡物理模型平臺、非和土三軸蠕變試驗儀等,并將這些成果轉(zhuǎn)化為教學實驗項目。
四、深化教學研究,建立理論教學、實驗教學、科學研究、工程實踐相互滲透的新型實踐教學模式
為了提高教育教學質(zhì)量、優(yōu)化人才培養(yǎng)模式,學校非常重視教研改革,每年都組織教研項目。我校地質(zhì)工程專業(yè)教師多畢業(yè)于老牌地質(zhì)院校,除繼續(xù)發(fā)揚傳統(tǒng)地質(zhì)工程教學實踐方法外,還不斷探索新的教學方法,申報并獲得多項省、校級教研項目。如“地質(zhì)工程野外地質(zhì)實習基地平臺建設(shè)的研究與實踐”、“基于教學實踐基地為平臺的新型教學模式研究”等教研項目,都對地質(zhì)工程專業(yè)的實踐教學進行深入研究。通過教研改革,逐漸建立理論教學、實驗教學、科學研究、工程實踐相結(jié)合的實踐教學模式。在實踐教學方法上,注重繼承和改造傳統(tǒng)實驗方法,并利用現(xiàn)代信息技術(shù),建立新型的教學模式。
五、結(jié)論
我校地處三峽工程之庫首,具有鮮明的區(qū)位優(yōu)勢及地域特色。針對三峽地區(qū)大型工程建設(shè)、復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境條件、地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警及防治問題等突出特點,地質(zhì)工程專業(yè)在建設(shè)之初就一直將實踐教學的創(chuàng)新改革放在重要位置。注重培養(yǎng)學生的實踐能力、分析和解決實際問題能力以及創(chuàng)新能力,逐步建立基于地域特色的多層次創(chuàng)新型實踐教學體系。使學生在畢業(yè)后能真正快速有效地解決復(fù)雜環(huán)境下地質(zhì)體的評價、改造和控制問題,培養(yǎng)出既懂地質(zhì),又懂工程設(shè)計的復(fù)合型、創(chuàng)新型專業(yè)技術(shù)人才。
參考文獻:
[1]黃潤秋,許強,陳禮儀,李天斌,巨能攀,付小敏.重視實踐教學 培養(yǎng)地質(zhì)工程創(chuàng)新人才[J].中國地質(zhì)教育,2008,17(4):17-21.
[2]李虎杰,崔春龍,陳廷方.地質(zhì)工程專業(yè)學生工程素養(yǎng)和實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)的研究與實踐[J].中國地質(zhì)教育,2010,19(3):14-17.
關(guān)鍵詞:工程地質(zhì) 水利水電 勘察 環(huán)境 分析 人才 機遇
工程地質(zhì)對于工程師來說并不陌生。然而,由于人類工程活動引起地質(zhì)環(huán)境的改變,工程地質(zhì)問題造成工程建設(shè)的被動與失敗的若干實例證實,許多人對工程地質(zhì)又是陌生的。
人類歷史剛剛翻開新千年新世紀的第一頁,一場以高新技術(shù)為前導(dǎo)的產(chǎn)業(yè)革命卻早已開始了,工程地質(zhì)學科必將在這場革命中獲得新生。當然,我們更應(yīng)該看到技術(shù)的每一次革命性進步,都伴隨著矛盾與沖突,特別是體制和機制問題,是生產(chǎn)力與生產(chǎn)關(guān)系的相互作用,需要協(xié)調(diào)與適應(yīng),改革就成為必然。
當前,工程地質(zhì)學科正在經(jīng)歷著前所未有的挑戰(zhàn),工程地質(zhì)專業(yè)正面臨著新的發(fā)展機遇。人類與自然的關(guān)系不是斗爭而是相互作用和相互影響;人類工程活動不是改造自然而是如何順應(yīng)自然。人類賴以生存的地球環(huán)境問題,工程地質(zhì)學家和地質(zhì)師都要認真關(guān)注,并勇敢地承擔起應(yīng)盡的職責。
1 工程地質(zhì)學科的起源與發(fā)展
工程地質(zhì)學是研究人類工程建設(shè)活動與自然地質(zhì)環(huán)境相互作用和相互影響的一門地球科學。20世紀初,為了適應(yīng)興建各種工廠、水壩、鐵路、運河等工程建設(shè)的需要,地質(zhì)學家開始介入解決工程建設(shè)中與地質(zhì)有關(guān)的工程問題,不斷地進行著艱苦的工程實踐和開拓性的理論探索,首次出版了“工程地質(zhì)學”專著,工程地質(zhì)學開始成為地球科學的一個獨立分支學科,工程地質(zhì)勘察則成為工程建設(shè)中不可缺少的一個重要組成部分。二次世界大戰(zhàn)以后,全世界有了一個較為穩(wěn)定的和平環(huán)境,工程建設(shè)的發(fā)展十分迅速,工程地質(zhì)學在這個階段迅速成長起來了。經(jīng)過半個多世紀的工程實踐和理論探索,工程地質(zhì)學大為長進,內(nèi)涵和外延都煥然一新,成為了現(xiàn)代科學技術(shù)行列中的重要分支學科。
3 工程地質(zhì)的技術(shù)進步
工程地質(zhì)勘察技術(shù)近二十年來有了長足的進展。測量、物探、鉆探、試驗等在儀器、設(shè)備、新技術(shù)、新方法、新手段方面不斷推陳出新,為工程地質(zhì)提供了強有力的技術(shù)依托。由于有了各種新技術(shù)的支持,工程地質(zhì)分析從定性到定量就成為可能。定量分析的新理論層出不窮,在學術(shù)界十分活躍。
計算機技術(shù)的發(fā)展對工程地質(zhì)來說是一場真正的技術(shù)革命,從外業(yè)資料收集和內(nèi)業(yè)資料整理的工作程序、工作方法、產(chǎn)品成果、質(zhì)量標準等等均與傳統(tǒng)的工程地質(zhì)有較大的差異,應(yīng)用前景振奮人心?!肮こ痰刭|(zhì)計算機應(yīng)用技術(shù)協(xié)作網(wǎng)”業(yè)已正式成立,必將對工程地質(zhì)技術(shù)進步起到積極的推動作用。工程地質(zhì)計算機應(yīng)用主要包括六大課題:①數(shù)值計算;②制圖;③數(shù)據(jù)庫;④文檔管理;⑤專家系統(tǒng);⑥網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。這六大課題既是多年來本專業(yè)計算機應(yīng)用的實踐,也是我們將繼續(xù)探討的主要課題,還需要在今后的實踐中賦予新的內(nèi)涵。
4 工程地質(zhì)專業(yè)的任務(wù)與責任
工程地質(zhì)專業(yè)的主要任務(wù)是:①選址,選擇在地質(zhì)條件上相對最優(yōu)的工程建筑地區(qū)或場地;②評價,闡明工程建筑區(qū)或場地的工程地質(zhì)條件,進行定性和定量的工程地質(zhì)評價,準確界定工程地質(zhì)問題;③預(yù)測工程建筑物興建和運用過程中地質(zhì)條件的可能變化,為研究改善和治理工程地質(zhì)缺陷的措施提供依據(jù);④調(diào)查工程建筑物所需的天然建筑材料等。歸納起來的表述:為工程建設(shè)提供基礎(chǔ)性和專門性地質(zhì)資料,為工程選址、建筑物設(shè)計以及不良地質(zhì)條件的工程處理提供技術(shù)依據(jù),同時對地質(zhì)環(huán)境的變化作出預(yù)測。
為了完成以上任務(wù),需要針對工程建筑物區(qū)進行工程地質(zhì)勘察和工程地質(zhì)分析,界定和研究主要工程地質(zhì)問題。工程地質(zhì)勘察需要勘察目的明確,工程概念清晰,勘察手段多樣,勘探精度滿足要求。工程地質(zhì)分析要求方法正確,計算可靠,參數(shù)可信,建議措施符合工程實際。工程設(shè)計最關(guān)心的是建筑物地基的工程地質(zhì)條件和物理力學性質(zhì),因此工程地質(zhì)工作的最終體現(xiàn)是工程地質(zhì)定性和定量評價。
工程地質(zhì)專業(yè)只對提交給設(shè)計采用的地質(zhì)資料負責,其物理力學參數(shù)也僅僅是建議值,不在建議值范圍之內(nèi)的設(shè)計采用值和不適應(yīng)地質(zhì)條件的設(shè)計方案,地質(zhì)師不負責。但是,地質(zhì)師有責任對不符合或不適應(yīng)地質(zhì)條件的設(shè)計方案提出質(zhì)疑,對可能存在的工程隱患要與設(shè)計師充分交底,對不良工程地質(zhì)缺陷有責任提出工程處理措施的建議。
一般說來,正規(guī)勘測設(shè)計院的勘測隊伍,已經(jīng)過幾十年工程實踐的檢驗,在正常情況下都可以完成以上任務(wù)并盡到地質(zhì)專業(yè)的責任。本文以下章節(jié)列出的工程地質(zhì)工作中存在的若干問題,是歸納了筆者從事工程地質(zhì)工作十多年來的所見所聞,供地質(zhì)師們分析問題時參考。
5 工程地質(zhì)工作存在的問題與對策
5.1 工程地質(zhì)勘察的質(zhì)量問題
在工程地質(zhì)勘察過程中,一般問題較多的是工程概念不清,勘探側(cè)重點不明確,針對性不強,方法不當,手段落后;工程地質(zhì)分析工作中所選擇的理論、方法、計算公式等與實際情況有較大出入,其適應(yīng)條件的物理意義混淆不清;地質(zhì)報告中基本地質(zhì)條件不清楚,主要工程地質(zhì)問題界定不準確或論證不充分,有問題遺漏甚至結(jié)論性錯誤;有些地質(zhì)報告沒有地質(zhì)結(jié)論,也有些工程沒有做多少地質(zhì)工作就先下結(jié)論,極不嚴肅。此類問題往往造成階段性工程審查不能一次性通過,可能延誤開發(fā)時機;或者盡管通過了審查,但卻給工程留下了隱患,這種情況的危險性更大。
5.2 相關(guān)專業(yè)的理解問題
一種情況是地質(zhì)師對其它專業(yè)不理解,這需要加強跨專業(yè)的學習。另一類現(xiàn)象是設(shè)計施工等相關(guān)專業(yè)對工程地質(zhì)的不理解。有的不懂地質(zhì)卻偏要提出一些不切實際的勘探要求,有的工程由設(shè)計人員來布置地質(zhì)勘探工作;有的設(shè)計人員對地質(zhì)專業(yè)知其然不知其所以然,自以為是包打天下,不結(jié)合地質(zhì)條件設(shè)計不當;也有的是不尊重自然地質(zhì)規(guī)律,野蠻施工,嚴重破壞地質(zhì)體的自然結(jié)構(gòu),造成重大工程事故。所有這些非地質(zhì)專業(yè)的問題,往往在出了問題之后又向地質(zhì)專業(yè)推卸責任,令地質(zhì)師們不知所云。工程地質(zhì)界知名專家學者孫廣忠教授指出:“實際上,在地質(zhì)工程實踐中脫離地質(zhì)實際的實例隨手可拾,可以說,地質(zhì)工程施工中出現(xiàn)事故的絕大部分是設(shè)計和施工脫離地質(zhì)實際的結(jié)果,或者是對工程地質(zhì)條件沒有搞清楚或認識不清的結(jié)果,如果離開了地質(zhì)基礎(chǔ),則其理論必將脫離地質(zhì)實際必將作出錯誤的結(jié)論”。
潘家崢院士等前輩專家早已強調(diào)過地質(zhì)學水工,水工學地質(zhì)。足以可見專業(yè)之間的交叉滲透問題,早已被專家們的真知灼見道出了關(guān)鍵,就看我們作何行動。
5.3 勘測周期不合理的問題
從工程地質(zhì)勘察到地質(zhì)報告的提交需要一定的工作周期,這是再簡單不過的道理。但有些工程沒有基礎(chǔ)性的前期投入,一旦要報項目,立即就要求提交地質(zhì)報告;還有些工程是今天提交了可研報告,明天就提交初設(shè)報告。此類情況多為地方性工程,一般國家投資的大型工程出現(xiàn)這種局面的不多。沒有足夠的勘測周期所造成的后果是嚴重的,地質(zhì)條件不清楚,投資控制不住,施工后修改設(shè)計,或由于地質(zhì)問題造成承包商巨額索賠等等。更可怕的是留下了工程隱患,可能造成重大工程事故。
5.4 規(guī)程規(guī)范的問題
規(guī)程規(guī)范的問題較多,甚至產(chǎn)生了一些混亂。水利系統(tǒng)與水電系統(tǒng)的勘測設(shè)計階段不一致,規(guī)程規(guī)范也有區(qū)別。歷經(jīng)十多年的編寫報批,1999年才頒布的國家標準《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》,在勘測程序和新技術(shù)的應(yīng)用方面都已經(jīng)明顯地落后于時代的發(fā)展,一經(jīng)頒布實施就難以把握。更為令人難以理解的是另一部國標《巖土工程勘察規(guī)范》并不完全適合于水利水電工程地質(zhì),而建設(shè)部的一些工程勘察監(jiān)督機構(gòu)則以此為依據(jù)對水利水電勘測設(shè)計單位實施質(zhì)量檢查,使勘測單位不得不準備滿足兩種規(guī)范的兩套地質(zhì)報告分別對付審查和檢查。規(guī)程規(guī)范的修訂和出臺周期太長,完全不能滿足工程建設(shè)的需要。水利與水電分家之后,對于工程地質(zhì)這個專業(yè)來說其工作性質(zhì)是一樣的,但卻存在不同的技術(shù)標準和勘測程序,這種情況還要繼續(xù)下去,需要尋求解決或協(xié)調(diào)方案。
5.5 人才問題
十年造成的人才斷層已經(jīng)出現(xiàn)。有豐富工程實踐經(jīng)驗的前輩地質(zhì)師相繼離崗,各勘測設(shè)計院明顯缺地質(zhì)總工人才,八十年代期間各院比較整齊的地質(zhì)副院長和院級地質(zhì)總工,近年來在一些勘測設(shè)計院已經(jīng)相繼斷檔,或后繼無人,或后備人才尚不成熟。勘測行業(yè)不景氣,社會地位和經(jīng)濟地位與工程地質(zhì)專業(yè)不相適應(yīng),工作環(huán)境、工作條件的局限,人才資源開發(fā)機制的問題,擇業(yè)行為中的浮躁動機等等,都不同程度地影響著優(yōu)秀地質(zhì)師的成長。
高質(zhì)量高水平的工程地質(zhì)分析成果,出自于高水平高素質(zhì)的地質(zhì)師。有人說二、三年就可以培養(yǎng)出地質(zhì)專家,實屬無知。要培養(yǎng)出一個具有工程地質(zhì)分析能力,能夠解決復(fù)雜問題的地質(zhì)師,沒有十年以上的功夫,大量的工程實踐,自身的敬業(yè)精神,理論聯(lián)系實際,相關(guān)學科專業(yè)的學習和滲透,是決不可能的。十年樹木百年樹人,在地質(zhì)師的培養(yǎng)過程中可以充分體現(xiàn)出來。培養(yǎng)優(yōu)秀地質(zhì)師的難度可以說遠遠超過培養(yǎng)博士、研究員和教授的難度。
社會的發(fā)展和日趨激烈的競爭市場,對地質(zhì)師素質(zhì)的要求也將越來越高,最好是跨專業(yè)的復(fù)合型人才。競爭的實質(zhì)是人才的競爭??睖y隊伍要走向市場,必須重視高素質(zhì)人才的培養(yǎng),重視人才資源的開發(fā)。
5.6 技術(shù)管理問題
工程地質(zhì)勘察質(zhì)量的控制,技術(shù)管理是主要環(huán)節(jié)之一。近年來一些單位提交的勘測設(shè)計報告中的地質(zhì)章節(jié)不是地質(zhì)師寫的,報告的編制人中沒有地質(zhì)專業(yè)負責人,或地質(zhì)報告沒有院級地質(zhì)負責人審查把關(guān),報告和圖紙中的錯誤較多。這種情況給總院增加了審查難度,同時也有損勘測設(shè)計單位的質(zhì)量和水平形象,還會延誤工程報批的時機。當然也有上級單位工程審查把關(guān)不嚴,助長了這種技術(shù)責任心不強的現(xiàn)象。
5.7 其它問題
前期工作投入不夠,有些地方部門長期拖欠勘測經(jīng)費;體制問題,市場競爭不規(guī)范,非水利水電勘測單位從事水利水電勘測工作存在工作方法、技術(shù)要求和工程地質(zhì)評價等方面的差異;勘測工作經(jīng)費仍然按落后的實物工作量計算,造成多勘探多爭錢,地質(zhì)分析多出力多賠本的事實上的不合理現(xiàn)象,長期以來得不到解決??睖y技術(shù)的科技含量低,新技術(shù)新方法投入少,不能滿足現(xiàn)代工程技術(shù)發(fā)展的要求。
5.8 今后十年將進入工程事故的高發(fā)期
鑒于對以上若干問題的擔憂,今后十年有可能是我國水利水電工程事故的又一個高發(fā)期,這一悲觀性預(yù)測有些危言聳聽,但愿不要成為被不幸言中的事實。
5.9 解決問題的對策
解決問題首先要分清責任。規(guī)程規(guī)范和部分技術(shù)管理方面的問題應(yīng)該由總院負責;勘測周期不合理,前期工作投入不夠等問題應(yīng)該是地方部門或者計劃部門負責;質(zhì)量、人才、相關(guān)專業(yè)的協(xié)調(diào)等問題自然應(yīng)該由勘測設(shè)計單位負責;其它問題大家都有責任,但主要還是取決于大環(huán)境。
責任分清楚了,落實到要有人來抓,所有問題雖然我們不敢說都能很好地得到全面解決,但至少可以前進一大步。最可怕的是大家都在暢談必要性重要性,結(jié)果都是紙上談兵,沒有實際行動。筆者在這里也就是夸夸其談而已,不可能提出可以操作的具體解決方案,這種方案也不該我們提,該誰提?當然應(yīng)該是誰負責抓,誰就提方案追落實精指揮勤檢查,最終歸結(jié)到誰領(lǐng)導(dǎo)的關(guān)鍵問題上。到此為此,我們的對策就算出臺了。
其實,我們這里列出來的眾多實際問題,本質(zhì)上和深層次的是體制和機制問題,需要通過改革才能從根本上解決。隨著勘測設(shè)計市場化進程的加快,新技術(shù)與舊管理的沖突,老觀念與新思想的交鋒,既是矛盾又是改革的動力,這是不難理解的。
6 工程地質(zhì)要抓住機遇迎接挑戰(zhàn)
汪恕誠部長曾經(jīng)講話強調(diào):“不能老修改設(shè)計,因為搞招投標尤其是國際合同,修改設(shè)計就意味著被索賠”。少修改或不修改設(shè)計,是對工程地質(zhì)提出的更高要求?;镜刭|(zhì)資料不準,修改設(shè)計就是必須的。高標準嚴要求就是挑戰(zhàn)和機遇。
人類社會的進步與發(fā)展,實際上又是一部人與自然相互協(xié)調(diào)和相互影響的壯麗史詩。以前我們把人與自然的關(guān)系當成是與天斗與地斗的斗爭關(guān)系,實踐證明,人與大自然斗爭的結(jié)果,雖然取得了一些局部性的小勝利,而大自然反過來對人類的懲罰卻是災(zāi)難性的。人類的每一次產(chǎn)業(yè)革命,無不與工程建設(shè)有直接關(guān)系,與地質(zhì)環(huán)境有直接或間接關(guān)系。建國以來,我國的基本建設(shè)此起彼伏,水利水電工程建設(shè)從無到有,新一輪的建設(shè)正在興起。在多專業(yè)組成的基建隊伍這個龐大樂團中,地質(zhì)師要起到指揮和首席演奏家的作用,甚至還要擔負起獨奏華彩樂章的作用。
盡管工程地質(zhì)學科正在經(jīng)歷著前所未有的挑戰(zhàn),工程地質(zhì)工作也存在著這樣那樣的問題和難題,然而這更是機遇。抓住機遇迎接挑戰(zhàn),順應(yīng)自然,保護環(huán)境,防止災(zāi)害,造福人類,是工程地質(zhì)學家和地質(zhì)師的艱巨任務(wù)和不可推卸的責任。
主要參考文獻:
1 王思敬,工程地質(zhì)學的任務(wù)與未來,《工程地質(zhì)學報》1999年第3期
2 崔政權(quán),《系統(tǒng)工程地質(zhì)學導(dǎo)論》水利電力出版社,1992.5
3 孫廣忠,論地質(zhì)工程的基礎(chǔ)理論,《工程地質(zhì)學報》1996.第4期
4 黃鼎成等,《走向21世紀的
關(guān)鍵詞:環(huán)境工程地質(zhì),現(xiàn)代城市,研究方法,問題展望
中圖分類號:F407.1 文獻標識碼:A 文章編號:
1前言[]*
城市是社會人口的聚集中心,是現(xiàn)代文明和杜會財富的發(fā)探地,也是人與自然地質(zhì)環(huán)境產(chǎn)生沖突最劇烈的場所。由于人類工程經(jīng)濟活動規(guī)模的空前巨大,大型城市的不斷出現(xiàn),大型的和新型的工礦企業(yè)的大量興建,大型水利水電或新型能源工程以及大型的或新型的交通運輸工程的大批建成投產(chǎn),其對工程地質(zhì)環(huán)境影響的廣度和深度達到了一個前所未有的水平[1] [2]。如此巨大的,越來越嚴重的集聚型人口壓力,不僅給防范突然性的、難以抗拒的地質(zhì)災(zāi)難帶來困難,而且加劇了人類工程-經(jīng)濟活動時自然環(huán)境的破壞,不斷引起迭加在自然災(zāi)難之上的人為地質(zhì)災(zāi)害的產(chǎn)生[3]。
環(huán)境工程地質(zhì)正是傳統(tǒng)工程地質(zhì)在環(huán)境科學中的重新認識和確立。環(huán)境工程地質(zhì)是在區(qū)城工程地質(zhì)研究的墓礎(chǔ)上,主要研究由于人類工程-經(jīng)濟活動引起的地質(zhì)環(huán)境的變化,以及這種變化所造成的影響[4]。其目的是為了改造,利用和保護地質(zhì)環(huán)境。城市環(huán)境工程地質(zhì)是環(huán)境工程地質(zhì)研究的重要組成部分。
2 現(xiàn)代城市建設(shè)中面臨的重大環(huán)境工程地質(zhì)問題
城市是人類工程活動對環(huán)境影響最為強烈的地域單元,現(xiàn)代城市的工程建設(shè),已經(jīng)引起或遇到日益嚴重的環(huán)境工程地質(zhì)問題[5]。
2.1城市水資源開發(fā)引起的環(huán)境工程地質(zhì)問題
我國許多城市由于超采地下水,而引起了地面沉降、地面塌陷等環(huán)境工程地質(zhì)問題,如我國上海、天津、西安、太原、常州、寧波等城市均出現(xiàn)地面沉降,其中上海累計沉降量達2.63m,天津1.78m。據(jù)不完全統(tǒng)計,全國各地因開采地下水而引起的地面塌陷已多達800余處。
2.2 城市地表工程建設(shè)引起的環(huán)境工程地質(zhì)問題
隨著城市人口的增加,城市用地短缺,城市建設(shè)在中心區(qū)大量建設(shè)高層建筑的同時,有的山地城市建設(shè)還向山坡開發(fā)土地,有的是占用農(nóng)業(yè)耕地,攤大餅式的發(fā)展。由此造成的水土流失、邊坡失穩(wěn)及軟土地基問題時有發(fā)生。
2.3 城市地下工程建設(shè)引起的環(huán)境工程地質(zhì)問題
城市地下工程的大規(guī)模建設(shè),對地質(zhì)環(huán)境也有影響,主要有地面變形、洞室圍巖失穩(wěn)、地下水流場改變和地質(zhì)生態(tài)環(huán)境惡化。
3 城市環(huán)境工程地質(zhì)研究的主要原則和方法
3.1 工程體系的復(fù)雜性
城市是一個不斷發(fā)展變化的龐大復(fù)雜的工程體系。城市環(huán)境工程地質(zhì)工作就其總體而言必須具有與之相適應(yīng)的全面的、系統(tǒng)的、發(fā)展的觀點。在空間上要有足夠的廣度和深度,在時間上要強調(diào)超前性、跟蹤性和階段性,在資料積累和使用上要注意系統(tǒng)性,連續(xù)性和同后期多用途開發(fā)性。
3.2 地質(zhì)評價和優(yōu)化的提前性
城市環(huán)境工程地質(zhì)研究是以城市建設(shè)為中心,解決地質(zhì)環(huán)境資源利用和地質(zhì)災(zāi)害防治問題,因此,必須緊密結(jié)合城市規(guī)劃、建設(shè)的意向和方案進行,同時要充分發(fā)揮地質(zhì)工作的主觀能動性。對城建選址,土地、水源開發(fā), 地墓處理, 廢物堆放及各種環(huán)境工程地質(zhì)問題的防治,都要從地質(zhì)方提出優(yōu)化意見。
3.3 以防為主的重要性
在環(huán)境工程地質(zhì)問題或地質(zhì)災(zāi)害的防治研究中, 要始終認真貫徹以防為主、防治結(jié)合的方針。防―有防止外來地質(zhì)災(zāi)害對城市環(huán)境的影響和防止城市工程造成的社會環(huán)境危害兩個方而。防止外來地質(zhì)災(zāi)害的最大機會存在于城建選址之中,對重大的災(zāi)害危險以躲開為上策。當然, 選址之后以及城市運營時期, 也要及時發(fā)現(xiàn)和制止鄰近地區(qū)各種工程經(jīng)濟活動對本城市可能造成的工程地質(zhì)災(zāi)害。治―需要工程措施與社會措施并重。防治地質(zhì)災(zāi)害的目的是最大限度地減輕災(zāi)害損失。當災(zāi)害危險已經(jīng)存在而又難以消除時,包括采取治理措施,應(yīng)根據(jù)其發(fā)展情況采取相應(yīng)的社會防災(zāi)措施以達到減輕災(zāi)害的目的。社會防災(zāi)措施應(yīng)采取的時機和程度取決于對災(zāi)情危險性的正確預(yù)測。所以做好地質(zhì)災(zāi)舍的預(yù)測預(yù)報工作是城市環(huán)境工程地質(zhì)的一項重要任務(wù)。
3.4 規(guī)律與機制研究的相輔性
城市環(huán)境工程地質(zhì)問題的研究途徑必須遵循性狀表現(xiàn)一發(fā)育規(guī)律一成因機制一防治措施的科學軌道進行??陀^地、全面地搜集闡明問題的性狀表現(xiàn)、(初始的和變化的)是正確研究一切問題的基礎(chǔ)。發(fā)育規(guī)律是指問題的性狀(性質(zhì)、強度等)表現(xiàn)隨時間、地點和特定條件的變化規(guī)律。揭示、反映這種規(guī)律要靠足夠數(shù)量的觀察對比和相關(guān)分析。摸清特別是誰確掌握問題表現(xiàn)與主要關(guān)鍵性條件的相關(guān)性,是判斷問題成因的基礎(chǔ)。而解釋規(guī)律和最終確定成因必須要搞清問題的形成機制。所以規(guī)律研究和機制研究是相輔相成的,必須同時并重。
4 現(xiàn)代城市環(huán)境工程地質(zhì)研究亟待解決的關(guān)鍵問題
環(huán)境工程地質(zhì)學的產(chǎn)生,是工程活動不斷加劇的必然產(chǎn)物,為了在城市建設(shè)的同時,保護地質(zhì)環(huán)境,使人類工程活動與地質(zhì)環(huán)境保持良好的協(xié)調(diào)關(guān)系,今后環(huán)境工程地質(zhì)學研究應(yīng)重點解決如下問題。
4.1 建立與完善城市工程地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量數(shù)據(jù)庫
近年來,計算機應(yīng)用有明顯的拓寬,工程地質(zhì)數(shù)據(jù)庫、專家系統(tǒng)及制圖技術(shù)得到更多研究著的重視,許多城市的工程地質(zhì)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)都已建立,并逐步投入使用。但目前尚未建立城市工程地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量數(shù)據(jù)庫,今后應(yīng)加強這方面的研究。
4.2 開展城市三維空間的工程地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量預(yù)測與評價
工程地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量評價是環(huán)境工程地質(zhì)學的重要研究內(nèi)容(胡廣韜,1992)。隨著環(huán)境工程地質(zhì)問題的不斷出現(xiàn),相應(yīng)的評價方法也越來越多,但城市工程地質(zhì)環(huán)境是一個多目標、多層次、多因素的復(fù)雜動態(tài)大系統(tǒng),環(huán)境工程地質(zhì)研究的目的在于揭示人類工程活動對地質(zhì)環(huán)境的影響程度,及這種影響給人類所帶來的危害程度。城市環(huán)境工程地質(zhì)工作不僅要對工程地質(zhì)條件中的各個組分的質(zhì)量作出定量評價,而且還要將人類工程活動、社會經(jīng)濟環(huán)境綜合成一個系統(tǒng)一并考慮;不僅要進行二維空間的工程地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量評價,而且隨著地下工程的建設(shè)與發(fā)展,還應(yīng)積極開展三維空間的工程地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量預(yù)測與評價;不僅研究城市的工程地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量,還要研究巖土體的保溫、隔熱、抗震性能。在綜合研究的基礎(chǔ)上,選擇最佳土地使用方案、最佳工程建設(shè)區(qū),并指出不利的工程地質(zhì)條件分布區(qū)。
4.3 研究城市工程地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量標度的制定理論與方法
怎樣更好地定量表述人類工程活動對地質(zhì)環(huán)境的影響與改造程度是當今環(huán)境工程地質(zhì)學研究的重點與難點,而加強工程地質(zhì)環(huán)境的規(guī)范與標度理論研究,是解決這一問題突破口,為此,應(yīng)加強工程地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量標度制定理論與方法研究,使環(huán)境工程地質(zhì)學的研究再上一個新的臺階。
4.4探討城市工程地質(zhì)環(huán)境惡化的系統(tǒng)調(diào)控與工程建設(shè)的協(xié)調(diào)發(fā)展理論
環(huán)境工程地質(zhì)學是環(huán)境科學的組成部分,環(huán)境工程地質(zhì)問題是環(huán)境問題的重要類型,而且其危害性往往是巨大的,對待這樣的問題,我們認為也要貫徹可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,走城市工程建設(shè)與工程地質(zhì)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展之路,在城市建設(shè)的過程中,采取一系列有效措施,避免、減緩環(huán)境工程地質(zhì)問題的發(fā)生,因此,現(xiàn)代城市的建設(shè),應(yīng)探討城市工程地質(zhì)環(huán)境惡化的系統(tǒng)調(diào)控與工程建設(shè)的協(xié)調(diào)發(fā)展理論。
參考文獻
[1]鄭天恩,沈小珍. 西安市環(huán)境工程地質(zhì)問題[J]. 西安公路學院學報.1984.9, 3(2): 19-29.
[2]林宗元. 環(huán)境工程地質(zhì)學的興起與發(fā)展[J ],勘察科學技術(shù),1990,2:32-35
[3]李國峰. 唐山市城市建設(shè)中的環(huán)境工程地質(zhì)問題與可持續(xù)發(fā)展[J].河北理工學院學報.2005.2, 27(1): 121-124.
[關(guān)鍵詞]巖土工程;工程地質(zhì);關(guān)系;問題
中圖分類號:P642 文獻標識號:A 文章編號:2306-1499(2014)13-0176-01
1.巖土工程與工程地質(zhì)之間的關(guān)系
雖然巖土工程與工程地質(zhì)分別屬于土木工程和地質(zhì)學,但二者具有非常密切的關(guān)系。有專家概括巖土工程作為工程地質(zhì)的基礎(chǔ),是工程地質(zhì)的進一步延伸。工程地質(zhì)學是源于土木工程的需要而產(chǎn)生。
巖土工程的基礎(chǔ)理論是傳統(tǒng)的力學理論,但僅僅依靠力學計算難以解決工程中出現(xiàn)的實際問題,與工程地質(zhì)在發(fā)生之初就具有密切的關(guān)系。結(jié)構(gòu)工程研究的是鋼材、混凝土等人工生產(chǎn)制造的材料,具有均勻的材質(zhì),由于是工程師設(shè)計或選定的結(jié)構(gòu)和材料,所以具有很強的可控性,具有十分明確的計算條件,所以說建立在結(jié)構(gòu)力學和材料力學基礎(chǔ)上進行計算可信度非常高。但對于巖土材料而言,不管是結(jié)構(gòu)還是性能,都是經(jīng)過漫長的地質(zhì)時期在自然中形成,是復(fù)雜地質(zhì)條件相互作用的產(chǎn)物,工程師不能控制結(jié)構(gòu)和材質(zhì),必須通過仔細勘察,但是在實際工作中難以做到勘察清楚。因為工程地質(zhì)條件的不確定性和地下巖土體的區(qū)域性和不確定性,巖土工程師對工程的計算就會存在信息不全面和計算條件的模糊,不能僅僅依靠計算的結(jié)果,對工程經(jīng)驗要求較高。因此,盡管巖石力學、土力學和計算技術(shù)都取得了非常大的進步,也在巖土工程設(shè)計施工中起到了很大的作用,但因為存在計算參數(shù)、計算假定、計算方法等與工程的實際有一定的誤差,就會導(dǎo)致計算結(jié)果與工程實際之間存在不同程度的誤差,這就需要對巖土工程進行綜合判斷。
對工程地質(zhì)的正確認識和研判,對巖土工程設(shè)計和施工有著關(guān)鍵的前期引導(dǎo)作用。巖土工程設(shè)計和施工過程中,首先遇到的研究對象是巖土體,對其工程特性以及在地質(zhì)演化過程中產(chǎn)生的一些地質(zhì)規(guī)律進行研究和推測,就當前我國工程建設(shè)中的分工而言,必須依靠相關(guān)的工程地質(zhì)工程師。比如隧道工程,由于土木工程師缺乏對工程地質(zhì)的深入了解,對在工程設(shè)計和施工過程中遇到的工程地質(zhì)問題的預(yù)測就會存在一些困難。在進行隧道鉆探施工過程中,雖然土木工程師可以分辨巖芯的軟硬狀態(tài),但是不能全面掌握在何種巖土體情況下使用何種鉆進方法,對其中可能出現(xiàn)的工程地質(zhì)問題采取何種應(yīng)對措施就存在欠缺。但對于經(jīng)驗豐富的的工程地質(zhì)工程師而言,通過工程地質(zhì)勘察手段,運用工程地質(zhì)經(jīng)驗,就能夠?qū)r土體的工程性質(zhì)進行初步的判斷,預(yù)測隧道施工過程中可能遇到的工程地質(zhì)問題,作出預(yù)案建議。巖土工程需要工程地質(zhì)方面知識來服務(wù),工程地質(zhì)研判出的地質(zhì)問題、巖土特性及其它問題需要對巖土工程發(fā)揮科學的指導(dǎo)作用,根據(jù)工程條件和地質(zhì)條件,為設(shè)計師提供合理的巖土參數(shù)和建議,為工程施工選擇合適的施工機械、施工方法以及預(yù)測施工過程中可能遇到的地質(zhì)工程問題,提出處理建議。
2.巖土工程與工程地質(zhì)的共同發(fā)展
2.1力學與地質(zhì)學的互相結(jié)合
力學和地質(zhì)學共同支撐著巖土工程的發(fā)展,力學是巖土工程是發(fā)展的基礎(chǔ)。力學的出發(fā)點是力學的基本理論,與具體條件相互結(jié)合,構(gòu)建模型,然后進行求解,注重在條件設(shè)定情況下的定量計算,是演繹推理。地質(zhì)學的研究方法比較獨特,主要是通過調(diào)查,收集較多的數(shù)據(jù)信息,然后進行綜合對比分析,找出內(nèi)在的科學規(guī)律,注重成因演化,對問題進行宏觀把握,最后進行綜合的判斷,是歸納推理。對于工程地質(zhì)學家來講,假如力學理論掌握的不夠精通,就難以對工程地質(zhì)問題進行定量分析,從而做出有深度的評價,就不能科學處理工程中出現(xiàn)的問題;對于巖土工程師來講,假如地質(zhì)學知識掌握較少,就不能把握好工程與地質(zhì)之間的作用,難以提出科學的解決方案。演繹推理和歸納推理具有良好的互補性,綜合應(yīng)用才能很好的解決巖土工程問題,促進學科發(fā)展。
2.2巖土工程和工程地質(zhì)相互依托發(fā)展
近幾十年來,不管是巖土工程還是工程地質(zhì),在我國都得到了長足的發(fā)展和不斷的創(chuàng)新。我國建筑行業(yè)正處于較快的發(fā)展階段,向著高空和地下同時追求最大化空間利用,深基坑越來越深,高層建筑也在追逐或者超越世界水平。城鎮(zhèn)化、工業(yè)化發(fā)展與環(huán)境改善共同存在。但我國幅員遼闊,各項工程建設(shè)中涉及的工程地質(zhì)條件有其獨特性,給巖土工程和工程地質(zhì)帶來了非常突出的問題,但是也給巖土工程技術(shù)和工程地質(zhì)技術(shù)的發(fā)展與創(chuàng)新提供了良好的機遇與廣闊的發(fā)展空間。比如在軟土地區(qū),進行深基坑開挖和隧道掘進的同時,如何很好的保護好周邊環(huán)境條件,特別是在城市中心的工程,周邊環(huán)境復(fù)雜,既要保證工程進度的順利,也要保證地面建筑、已有道路和紛繁復(fù)雜的地下管線及其他構(gòu)筑物的安全。這就需要工程地質(zhì)人員對地下土層的分布,巖土工程性質(zhì)進行科學、合理的研判,充分發(fā)揮土質(zhì)土力學理論知識和工程實踐經(jīng)驗相結(jié)合的利用能力。同巖土工程設(shè)計師進行相互溝通和交流,進行反復(fù)假設(shè)和論證,選擇合適的設(shè)計方案和施工方案。巖土工程設(shè)計及施工以地質(zhì)工程為基礎(chǔ)前提,而地質(zhì)工程又以巖土工程為服務(wù)對象,在地質(zhì)工程師掌握項目工程條件時,其目的性就更明確,更加經(jīng)濟合理的開展地質(zhì)工程工作。
在巖土工程技術(shù)不斷創(chuàng)新的同時,地質(zhì)工程的勘探技術(shù)和分析技術(shù)也在發(fā)展。巖土工程技術(shù)的發(fā)展,對地質(zhì)資料的準確性要求就會越高。只有地質(zhì)工程勘探技術(shù)和分析技術(shù)發(fā)展起來了,才能提供更精確、更多的地質(zhì)條件,多種勘探方法的同時利用,對地質(zhì)條件的解讀也更加準確。比如地質(zhì)數(shù)值模型的建立,將有利于巖土工程技術(shù)數(shù)值模擬的比較和選型。這需要兩個領(lǐng)域的相互穿插和知識的相互融合,依托發(fā)展,兩者共同構(gòu)成工程建設(shè)的重要組成部分。對工程技術(shù)的創(chuàng)新,創(chuàng)造高質(zhì)量精品工程是工程領(lǐng)域共同追求的目標。這就要求巖土工程師和工程地質(zhì)工程師克服各種困難,抓住機遇,在工程建設(shè)和生產(chǎn)中不斷創(chuàng)新,探究更加科學、更加先進的實用技術(shù)和方法。只有不斷的創(chuàng)新,才能在國際競爭中領(lǐng)先,才能推動我國巖土工程和工程地質(zhì)的科技進步。
2.3人才培養(yǎng)
當前,很多高等院校都將工程地質(zhì)學科與巖土工程學科進行合并,培養(yǎng)具有綜合素質(zhì)和綜合應(yīng)用能力的人才。但在這過程中也存在不少問題,高等院校在培養(yǎng)人才時,注重理論知識的培養(yǎng),缺少理論與工程實踐的結(jié)合,而此過程中容易造成學員缺乏對所學學科的認識,容易造成學員認為配置的教材與所學專業(yè)缺少直接聯(lián)系,以至于我們的學員在學習期間或者畢業(yè)后總覺得所學內(nèi)容無所用處。我認為在高校期間的人才培養(yǎng),需要利用工程實例,特別是一些失敗的工程案例結(jié)合理論知識進行解析,培養(yǎng)學員對學科重要性的認識,培養(yǎng)其分析能力,充分調(diào)動學員的學習興趣和探索能力。在高校外,學員進入各工作單位后,工作單位應(yīng)根據(jù)學員所學專業(yè)配置情況,結(jié)合工程實際進行經(jīng)驗傳授,讓學員學會應(yīng)用規(guī)范、規(guī)程等工具書。對于人才的培養(yǎng),是一個長期過程,既需要學校的科學文化知識教育,也需要社會工程實踐的鍛煉。作為一個合格或優(yōu)秀的工程師,在實際工程中,如何很好利用理論知識,什么樣的工程問題需要尋求什么樣的理論分析,什么樣的技術(shù)在工程實際中可以得到創(chuàng)新,這是一個長期理論知識的積累和豐富工程實踐經(jīng)驗的總結(jié)結(jié)果。
3.結(jié)語
巖土工程和地質(zhì)工程的發(fā)展,為工程建設(shè)提供了更加科學、可靠、經(jīng)濟的工程技術(shù),兩者之間互為依托,巖土工程技術(shù)的發(fā)展促使地質(zhì)工程勘探技術(shù)和解析方法的發(fā)展,地質(zhì)工程提供的高精度、高準確性的地質(zhì)解讀,為巖土工程技術(shù)的發(fā)展提供了巖土數(shù)據(jù)基礎(chǔ),兩者共同組成工程建設(shè)的重要組成部分。對兩者的發(fā)展和探索一直是工程建設(shè)領(lǐng)域不斷追求的目標,同時,對具有綜合素質(zhì)和綜合應(yīng)用能力人才的培養(yǎng)也勢在必行。
參考文獻
1.學會地質(zhì)羅盤的使用方法
2.學會對工程地質(zhì)的基本判別方法
3.學會用地質(zhì)羅盤測量巖層的產(chǎn)狀
4.了解巖石種類及物理性質(zhì)和巖石標本
二:實習儀器
地質(zhì)羅盤鐵錘
三:地質(zhì)羅盤的使用方法
巖層產(chǎn)狀測量,是地質(zhì)調(diào)查中的一項重要工作,在野外是使用地質(zhì)羅盤直接在巖層的層面上測量的。
測量走向時,使羅盤的長邊緊貼層面,將羅盤放平,水準泡擊中,讀指北針所示的方位角,就是巖層的走向。
測量傾向時,將羅盤的短邊緊貼層面,水準泡居中,讀指北針所示的方位角,就是巖層的傾向。因為巖層的傾向只有一個,所以在測量巖層的傾向時,要注意將羅盤的北端朝向巖層的傾斜方向。
測量傾角時,需將羅盤橫著豎起來,使長邊與巖層的走向垂直,緊貼層面,等傾斜器上的水準泡居中后,讀懸垂所示的角度,就是巖層的傾角。
四:實習的內(nèi)容和過程
12月11日上午十點,統(tǒng)一學習使用地質(zhì)羅盤的,下午1點半去往金牛山進行地質(zhì)勘探,12日早上到倉山校區(qū)觀看巖石標本。
1.金牛山的簡介
金牛山位于福州鼓樓區(qū)北側(cè)閩江鄉(xiāng)新建村,海拔163米,一路上山就可以看到滑坡,崩塌,斷層及不均勻沉降對山體與道路的影響,例如馬刀樹,公路裂縫等。
2.測定巖層產(chǎn)狀
確定山體旁兩顆很明顯的大樹為盆架,記做樹1和樹2.測定圖中的斷層位置為對樹1的位置為n308e,對樹2的位置為n279e,上盤相對下降,下盤相對上升,可知道是正斷層。
根據(jù)要確定位置測得的巖層的產(chǎn)狀為:n330e,n247e,<50
3.斷層巖石(樣品)結(jié)構(gòu)及成分的分析
1).結(jié)構(gòu)金牛山的巖石大部分都是巖漿巖,而且都是粗粒結(jié)構(gòu)和中粒結(jié)構(gòu)
2)構(gòu)造金牛山的樣品分析看可知道該巖石是塊狀構(gòu)造,礦物在巖石中分布雜亂無章,2.不顯層次,呈致密塊狀,富含花崗巖及花崗斑巖等系列淺成巖的構(gòu)造。
3).成分從樣品看巖石是淺色的,那就可能是花崗巖或正長巖的酸性或偏酸性的巖石。但從全晶質(zhì)中粒和粗粒結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造,就可以判斷是淺層巖。
4.斷層地理環(huán)境情況
金牛山地質(zhì)相對復(fù)雜,在上山途中發(fā)現(xiàn)了很多滑坡斷層及不均勻沉降等地質(zhì)現(xiàn)象。僅大家用于觀測的一面山體,比較大的斷層就達7處之多。金牛山斷層現(xiàn)象千姿百態(tài),產(chǎn)狀各不相同,并帶有多出滑坡現(xiàn)象產(chǎn)生,是因為金牛山主要由巖漿巖構(gòu)成,巖漿巖分化后,風化殼表層間的滑動引起的風化殼滑坡。
5.巖石標本的賞識
實驗室中,陳列了大量的巖石標本,可以分為礦物光澤標本,礦物斷口標本,礦物硬度標本,礦物解理標本,礦物比色標本,礦物形態(tài)標本等類型。
理論的學習,已經(jīng)讓我們對這些巖石有了一些初步的了解,經(jīng)過這次的標本參觀,使我們對巖石有了更深的了解,讓我們開拓了視野。