工程地質(zhì)學(xué)的研究方法精選(九篇)

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第1篇：工程地質(zhì)學(xué)的研究方法范文

關(guān)鍵詞：工程地質(zhì)學(xué)；教學(xué)改革

中圖分類號：G451 文獻標(biāo)識碼：A

1 引言

工程地質(zhì)學(xué)為地質(zhì)學(xué)的一個應(yīng)用分支，研究的是人類工程活動與地質(zhì)環(huán)境之間的相互制約關(guān)系。土木工程活動會改變地質(zhì)環(huán)境，從而帶來相應(yīng)的各種工程地質(zhì)問題，只有對工程建設(shè)的地質(zhì)條件進行深入研究分析，才能避免各類問題的產(chǎn)生，所以工程地質(zhì)學(xué)這門課程在土木工程專業(yè)中是至關(guān)重要的，是土木工程專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，為后續(xù)《土力學(xué)》、《基礎(chǔ)工程》、《道橋工程》、《地下工程》等課程打下基礎(chǔ)。

土木工程專業(yè)選用的《工程地質(zhì)學(xué)》教材不同于地質(zhì)專業(yè)教材，涵蓋內(nèi)容廣泛，課時少，知識不夠細(xì)致深入是本課程的一個主要特點，課程知識實踐性較強，學(xué)生學(xué)習(xí)多停留的知識表面，不能由表及里，加之此課程在土木工程專業(yè)多為考查課，不能引起學(xué)生足夠重視，所以以往的教學(xué)手段方法不能滿足現(xiàn)行的課程設(shè)置，教學(xué)改革勢在必行。結(jié)合自己教學(xué)經(jīng)驗談?wù)劷虒W(xué)中的一些改革方法，實現(xiàn)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。

2教學(xué)中存在的問題

1）課程課時量不夠

我校工程地質(zhì)學(xué)課程總學(xué)時為32學(xué)時，其中含2課時實驗室認(rèn)識實習(xí)。筆者走訪了多個院校，土木工程專業(yè)的工程地質(zhì)學(xué)課時量設(shè)置多為32學(xué)時，有些院校設(shè)置為24學(xué)時。對于地質(zhì)學(xué)相關(guān)專業(yè)課時量設(shè)置多為64課時。土木專業(yè)的工程地質(zhì)學(xué)主要內(nèi)容包括地質(zhì)學(xué)基本理論，巖石、巖體和土體的工程性質(zhì)以及常見的不良地質(zhì)現(xiàn)象及地質(zhì)災(zāi)害以及工程地質(zhì)各類勘查方法，因此本課程內(nèi)容繁雜，涉及面廣，抽象難解，學(xué)生想在課程上對知識融會貫通是比較困難的。

2）學(xué)生興趣不濃

土木工程專業(yè)的學(xué)生缺乏地質(zhì)學(xué)方面的基礎(chǔ)知識背景，學(xué)生對于課程內(nèi)容理解起來有難度，影響了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。土木工程專業(yè)地質(zhì)學(xué)相關(guān)課程只有一門工程地質(zhì)學(xué)，沒有 《普通地質(zhì)學(xué)》、《巖石學(xué)》、《構(gòu)造地質(zhì)學(xué)》、《水文地質(zhì)學(xué)》等課程做基礎(chǔ)，更加增大了老師教授和學(xué)生學(xué)習(xí)的困難。

學(xué)生對于這門課程的重視度不夠。工程地質(zhì)學(xué)多被定為考查課，學(xué)生多認(rèn)為考查課不重要，學(xué)習(xí)中不能引起學(xué)生的重視，同時，在土木工程專業(yè)課程中，工程地質(zhì)與其他專業(yè)課聯(lián)系不是很緊密，學(xué)生認(rèn)識不到工程地質(zhì)學(xué)的重要性，認(rèn)為其在專業(yè)中的用途不大。

3）教學(xué)實踐環(huán)節(jié)薄弱。

工程地質(zhì)學(xué)實踐應(yīng)包括室內(nèi)試驗和野外實習(xí)兩部分。通過筆者調(diào)查，土木工程專業(yè)的室內(nèi)實驗，對于力學(xué)實驗，土工實驗大多高校都比較完善，而對于地質(zhì)類實驗室大部分高校都不太健全。對于野外實踐，由于學(xué)校師資有限，實習(xí)基地不好確定，學(xué)生眾多不好管理，對于許多高校的土木工程專業(yè)工程地質(zhì)實驗是非常欠缺甚至是不存在的。正是由于實踐教學(xué)的缺乏，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)只能看到知識的表象以及掌握一些基本概念，不能深入內(nèi)容的實質(zhì)，不能由表及里。

3 教學(xué)改革探討

1）教學(xué)內(nèi)容改革

工程地質(zhì)學(xué)課程內(nèi)容多，涉及范圍廣，從兩方面進行調(diào)整：（1）適當(dāng)增加課程量，學(xué)時不低于38課時，保證其教學(xué)質(zhì)量。（2）精簡教學(xué)內(nèi)容，根據(jù)工程地質(zhì)課程的內(nèi)容，結(jié)合土木工程專業(yè)相關(guān)知識之間的聯(lián)系，對課程內(nèi)容進行刪減和補充。工程地質(zhì)學(xué)內(nèi)容劃分為三部分，第一部分是地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)知識，主要講解地質(zhì)作用、巖石、地質(zhì)構(gòu)造等知識，本專業(yè)學(xué)生對地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)知識相對缺乏，因此，首先要向?qū)W生介紹工程地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)知識，讓學(xué)生具備地質(zhì)思維方式思考工程地質(zhì)問題。第二部分為工程地質(zhì)理論，主要講解巖土層工程地質(zhì)性質(zhì)及各種工程地質(zhì)問題，這部分教學(xué)應(yīng)以寬、泛為主，詳、探為輔。第三部分為工程地質(zhì)勘查，針對專業(yè)側(cè)重點，著重講解相關(guān)地質(zhì)勘察方法。

2）教學(xué)方法改革

（1）布置課外作業(yè)。

布置課外作業(yè)的方式我們并不陌生，但對于工程地質(zhì)學(xué)這門課程作用尤為明顯?？梢圆贾靡恍┱n本上找不著但又與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的問題，那么學(xué)生帶著疑問就會利用圖書館、網(wǎng)絡(luò)或者實地參觀考察以及其他更有力的手段才能完成，培養(yǎng)了學(xué)生自己解決問題的能力。另外，還可以布置以分組形式完成的作業(yè)，每個組成員都有自己的任務(wù)，這樣帶著責(zé)任大家都會很積極，努力完成自己的部分。甚至組與組之間在完成作業(yè)的優(yōu)劣方面形成競爭，加強了每個學(xué)生的團隊意識和危機意識。

（2）課堂考核。

對當(dāng)堂課所學(xué)知識，隨機抽取幾位同學(xué)回答即時問題，雖然方法平常，但在一定程度上會使學(xué)生時刻保持“警惕”狀態(tài)，提高學(xué)習(xí)效率。或者是每次交作業(yè)后，在課堂上隨機抽取幾位同學(xué)在講堂上向大家講解自己的作業(yè)，雖然學(xué)生有怨言，但大多數(shù)同學(xué)認(rèn)為收益頗豐。

（3）改變現(xiàn)代化的教學(xué)手段。

在教學(xué)過程中，積極采用多媒體技術(shù)使教學(xué)內(nèi)容與表現(xiàn)形式呈現(xiàn)多樣化，加大了授課信息量，但也需要注意一些問題。多媒體教學(xué)不應(yīng)只是文字、圖像、視頻的簡單羅列，而是在簡單的內(nèi)容鋪墊之后快速進入正題，展示出所應(yīng)該掌握的內(nèi)容，然后利用一些有針對性的圖像、視頻文件加以輔助，即時抓住學(xué)生的思維和興趣，使他們在盡量短的時間內(nèi)了解并掌握重點知識。因為學(xué)生在課堂上不可能每一刻都能全神貫注，如果所講內(nèi)容過于枯燥，或者教學(xué)時間過長，學(xué)生在堅持認(rèn)真聽課一段時間后未免會走神，所以多媒體教學(xué)中的內(nèi)容安排順序要適當(dāng)，能夠在短時間內(nèi)吸引學(xué)生注意力，讓學(xué)生在聚精會神的時間段內(nèi)完成知識的學(xué)習(xí)，從而大大提高課堂教學(xué)的效率和質(zhì)量。

3）實踐教學(xué)改革

工程地質(zhì)學(xué)是一門實踐性很強的課程，最終能夠達到學(xué)以致用，才是教學(xué)的最終目的。工程地質(zhì)實踐教學(xué)應(yīng)該積極開展室內(nèi)試驗和野外實習(xí)。室內(nèi)試驗主要包括室內(nèi)礦物、巖石鑒定，即用肉眼鑒定主要造巖礦物的特征及鑒定方法，對三大類巖石的成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造和產(chǎn)狀等方面進行鑒定。學(xué)生可以把課本上的知識和實物聯(lián)系起來，使思維方式立體化。以往礦物和巖石的認(rèn)識通常是根據(jù)已知礦物或巖石來對其特征進行描述，可以通過給學(xué)生提供未知的標(biāo)本，根據(jù)學(xué)生觀察其特征來確定其類別，從而提高了學(xué)生的思考和動手能力，加深知識的理解。如果條件允許還應(yīng)積極開展野外地質(zhì)實習(xí)，通過對自然界的地質(zhì)結(jié)構(gòu)、構(gòu)造和工程結(jié)構(gòu)的直接觀察和接觸，進一步理解和掌握本課程課堂教學(xué)所學(xué)理論知識。

4）考核方式改革

工程地質(zhì)考核方式多樣化，摒棄以往閉卷考試的考核方式。可以讓學(xué)生提交讀書報告及小論文的形式，培養(yǎng)學(xué)生獨立學(xué)習(xí)獨立思考的能力。針對學(xué)生讀書報告內(nèi)容進行答辯，一方面考察學(xué)生對這門課程知識的掌握程度，另一方面讓學(xué)生對自己的報告進行總結(jié)，享受收獲，彌補不足。工程地質(zhì)學(xué)采取考查的考核方式，針對學(xué)生重視不夠，上課積極性不高，缺課請假等現(xiàn)象，在尊重學(xué)院教學(xué)考核規(guī)定的基礎(chǔ)上，最大限度地增大平時成績的考核分值，把平時成績的比重增加到40％，把學(xué)生“限制”在課堂上。

5結(jié)論

工程地質(zhì)學(xué)作為一門專業(yè)基礎(chǔ)課，內(nèi)容廣泛，教學(xué)存在難度。通過教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法等方面的改革增強學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生認(rèn)識到這門課程的重要性，讓學(xué)生在多樣化的考核方式中加強對知識的認(rèn)知、理解和掌握，提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。

參考文獻：

許兆義．工程地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)[M]中國鐵道出版社，2011

第2篇：工程地質(zhì)學(xué)的研究方法范文

【關(guān)鍵詞】：研究生教育 精英教育 小班授課 教學(xué)改革。

0 引言

中國礦業(yè)大學(xué)（北京）作為教育部直屬全國重點高校，是首批具有博士和碩士學(xué)位授予權(quán)的高校之一，具有百年辦學(xué)歷史，行業(yè)特色鮮明，在人才培養(yǎng)和課程設(shè)置上積累了豐富的經(jīng)驗[1]。但隨著研究生招生規(guī)模日益增加，中國礦業(yè)大學(xué)（北京）倡導(dǎo)的研究生精英教育模式也受到?jīng)_擊，研究生教學(xué)方式發(fā)生了顯著變革：小班變大班、交互式變傳授式、閉卷變開卷。這些變革從廣義上講適應(yīng)了大規(guī)模研究生培養(yǎng)的需求，但在一定程度上影響了研究生精英教育的培養(yǎng)宗旨。

為此，學(xué)校選擇了一批重點專業(yè)，針對課程選擇人數(shù)少于10人的課程專門開設(shè)了小班授課試點，目的是通過1個學(xué)期的教學(xué)實踐，評價小班授課的優(yōu)劣，并總結(jié)出小班授課方式和經(jīng)驗，為研究生小班授課教學(xué)模式推廣奠定基礎(chǔ)。本文針對礦業(yè)類高校的學(xué)科特點，結(jié)合工程實踐，重點探討《水文地質(zhì)與工程地質(zhì)學(xué)》教學(xué)改革的方向和內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生的地質(zhì)學(xué)思維和實踐靈活運用技能[2-3]，為更好的培養(yǎng)相關(guān)方面的專業(yè)人才提供基礎(chǔ)。

1 小班授課人數(shù)優(yōu)化

重點強調(diào)將小班授課試點作為一個嘗試，不能夠影響到正常的教學(xué)安排或計劃。要根據(jù)研一學(xué)生提交的選課統(tǒng)計表，選擇報名人數(shù)較少，專業(yè)課在本行業(yè)較重要的課程作為試點選擇課程，集中起來開展小班授課。一般小班授課要求學(xué)生上限為10人，下限為3人。

2上課地點靈活安排

小班授課不參加研究生院的教室統(tǒng)籌安排，可以根據(jù)情況靈活選擇教學(xué)樓、實驗室、工作室、標(biāo)本室或報告廳等場所進行授課，方便同學(xué)們更好地把課堂知識與實驗相結(jié)合，用理論指導(dǎo)實驗，用實驗驗證理論。

3教學(xué)方法改革

為了適應(yīng)小班授課的特點，一些傳統(tǒng)教學(xué)方法需要進行改革。工程地質(zhì)學(xué)是一門強調(diào)實踐性的自然科學(xué)，因此在講授工程地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象過程中，借助電子教學(xué)并結(jié)合作者所從事的巖質(zhì)邊坡工程災(zāi)害控制研究方面的最新成果，介紹典型山體滑坡災(zāi)害，分析產(chǎn)生山體滑坡變形現(xiàn)象的工程地質(zhì)原因，介紹對滑坡牛頓力監(jiān)測的必要性。由于小班教學(xué)人數(shù)較少，便于管理，可以通過考察“深部巖土力學(xué)與地下工程國家重點實驗”，了解滑坡災(zāi)害的研究前沿，進行啟發(fā)式教學(xué)，激發(fā)學(xué)生的科研活動的創(chuàng)新性思維，為學(xué)生今后從事相關(guān)工作打下堅實的基礎(chǔ)。

3.1 優(yōu)化教學(xué)大綱，深化教學(xué)內(nèi)容

為了有效把握課程主要重點內(nèi)容、提高效率，一些不主要的內(nèi)容以學(xué)生自學(xué)為主，不再進行講解，但是與所學(xué)專業(yè)相關(guān)的重點講解，且要比課本知識更加深化，例如：當(dāng)講到地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測和控制方面，常規(guī)監(jiān)測如降雨量、地下水水位等內(nèi)容不再重點講解，而是引入國際前沿，將滑坡牛頓力監(jiān)測重點引入。

3.2 結(jié)合現(xiàn)場實例，引入各章知識點

《水文地質(zhì)與工程地質(zhì)學(xué)》具有較強的實踐應(yīng)用特點，有的學(xué)校為了突出水文地質(zhì)與工程地質(zhì)學(xué)的應(yīng)用行業(yè)，還專門開設(shè)了“煤礦水文地質(zhì)與工程地質(zhì)”課程[4]。鑒于此，本課程將現(xiàn)場工程實例作為切入點，如在講述“邊坡暮Α輩糠幟諶菔保以平莊西露天煤礦邊坡所發(fā)生的一次滑坡災(zāi)害為例（圖1），來分析滑坡類的特點和后果。這樣既提高了學(xué)生繼續(xù)學(xué)習(xí)的興趣，又便于引入各章知識點，做到了帶著問題學(xué)習(xí)、學(xué)以致用的良好目的。

3.3 理論聯(lián)系實際，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力

只有將理論和實際相結(jié)合，才能更有利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。以南芬露天鐵礦滑坡災(zāi)害為例（圖2），分析了滑坡發(fā)生的成因，提出了滑坡治理的對策（圖3），并在工程現(xiàn)場得以驗證對策的正確性。

3.4 加強學(xué)生學(xué)習(xí)自主性，安排學(xué)生輪流上臺授課

傳統(tǒng)的灌輸式授課方式不足以調(diào)動學(xué)生課堂參與積極性，缺乏自主學(xué)習(xí)的內(nèi)在動力。為了促進學(xué)生自主學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，課堂上抽出一定時間來安排學(xué)生輪流上講臺授課，這樣，學(xué)生會對知識理解更加深刻。

3.5 取消點名機制，加強隨堂測試

課堂點名，一定程度上可以起到督促學(xué)生學(xué)習(xí)的效果，但這屬于依靠外在力量約束，而且還浪費課堂寶貴的時間。而隨堂測試的方法調(diào)動了學(xué)生的參與熱情，學(xué)生置身其中進行思考解決問題的方法，由于授課學(xué)生人數(shù)較少，也方便了教師對每一位學(xué)生的重點指導(dǎo)，及時得發(fā)現(xiàn)不足，引導(dǎo)和培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新性思維。

4小班授課優(yōu)缺點評價

通過1個學(xué)期的教學(xué)實踐，分別在大班授課和小班授課中隨機選取5人，采用筆試和面試方式，對10個人所掌握的知識點及其靈活運用技能進行考核，最終發(fā)現(xiàn)，小班授課5人平均成績96分（百分制），大班授課5人平均成績84分。通過對大班授課和小班授課學(xué)生考核成績的對比，發(fā)現(xiàn)小班授課平均成績高于大班授課平均成績，表明新型小班授課方式明顯優(yōu)于傳統(tǒng)大班授課方式。

5、結(jié)論

本文以水文地質(zhì)與工程地質(zhì)學(xué)課程為例，通過對研究生進行大班和小班兩種不同授課模式的教學(xué)探索，著重在以下五個方面進行了嘗試：①優(yōu)化教學(xué)大綱、深化教學(xué)內(nèi)容；②結(jié)合現(xiàn)場實例、引入各章知識點；③理論聯(lián)系實際、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力；④加強學(xué)生學(xué)習(xí)自主性、學(xué)生上臺授課；⑤取消點名制度、加強課堂測試，對比發(fā)現(xiàn)小班授課效果明顯優(yōu)于大班授課，是研究生精英教育模式的一次有益探索。

參考文獻：

[1]郭志飚， 王炯. 礦業(yè)類高校土木工程專業(yè)工程地質(zhì)學(xué)教學(xué)改革探討[J]. 課程教育研究， 2015：247-248

[2]曹麗文. 工程地質(zhì)學(xué)思維方法培養(yǎng)的教學(xué)研究[J]. 中國地質(zhì)教育， 2002，（4）：54-57.

[3]朱崇輝，劉俊民，嚴(yán)寶文. 工程地質(zhì)與水文地質(zhì)課程教學(xué)改革研究[J]. 水利與建筑工程學(xué)報，2010，8（4）：38-40.

第3篇：工程地質(zhì)學(xué)的研究方法范文

關(guān)鍵詞: 地質(zhì)勘察；環(huán)境巖土工程；研究

中圖分類號：F407.1文獻標(biāo)識碼：A文章編號：

引言：

巖土工程勘察在快速的發(fā)展過程中，不論是在體制還是在勘察方法、計算機輔助軟件、勘察報告編制等各方面工作都有了長足的進步，并且還在不斷優(yōu)化中。巖土工程勘察工作研究的主要對象是地基和基礎(chǔ)以及地下工程的關(guān)系。由于地基土是因地而異的，在接受一項巖土工程勘察任務(wù)時，必須明確該工程的主要技術(shù)矛盾是什么，需要解決哪些主要技術(shù)間題。在對設(shè)計意圖和設(shè)計要求以及建筑物荷載情況了如指掌的情況下，在巖土工程勘察實施過程中，根據(jù)工程的具體情況，就基礎(chǔ)及地下工程的設(shè)計、施工過程中可能遇到的問題，給以充分的論證和分析，最終提出經(jīng)濟合理、技術(shù)可行的解決方案。只有這樣，巖土工程勘察才能提高勘察成果質(zhì)量，才能有較大的市場。

1.巖土工程勘察的目的

巖土工程勘察的主要目的是為設(shè)計施工提供各類土的設(shè)計參數(shù)，其報告質(zhì)量對工程的安全和造價起到重要作用?？辈斐晒馁|(zhì)量將直接影響建設(shè)項目的工程安全和工程造價。一份高質(zhì)量的巖土工程勘察報告在滿足相應(yīng)規(guī)范的基礎(chǔ)上，不僅要真實客觀地反映勘察場地的地形、地貌、地層構(gòu)造、地下水、巖土性質(zhì)和不良地質(zhì)現(xiàn)象等問題，更重要的是應(yīng)該進行正確合理的巖土工程分析評價，提供合理可信的巖土工程參數(shù)和建議。

2. 巖土工程勘察的方法

2.1 工程地質(zhì)測繪。工程地質(zhì)測繪是巖土工程勘察的基礎(chǔ)工作，一般在勘察的初期階段進行。這一方法的本質(zhì)是運用地質(zhì)、工程地質(zhì)理論，對地面的地質(zhì)現(xiàn)象進行觀察和描述，分析其性質(zhì)和規(guī)律，并藉以推斷地下地質(zhì)情況，為勘探、測試工作等其他勘察方法提供依據(jù)。在地形地貌和地質(zhì)條件較復(fù)雜的場地，必須進行工程地質(zhì)測繪但對地形平坦、地質(zhì)條件簡單且較狹小的場地，則可采用調(diào)查代替工程地質(zhì)繪。工程地質(zhì)測繪是認(rèn)識場地工程地質(zhì)條件最經(jīng)濟、最有效的方法，高質(zhì)量的測繪工作能相當(dāng)準(zhǔn)確地推斷地下地質(zhì)情況，起到有效地指導(dǎo)其他勘察方法的作用。

2.2 勘探與取樣?？碧焦ぷ靼ㄎ锾健@探和坑探等各種方法。它是被用來調(diào)查地下地質(zhì)情況的并且可利用勘探工程取樣進行原位測試和監(jiān)測。應(yīng)根據(jù)勘察目的及巖土的特性選用上述各種勘探方法。物探是一種間接的勘探手段，它的優(yōu)點是較之鉆探和坑探輕便、經(jīng)濟而迅速，能夠及時解決工程地質(zhì)測繪中難于推斷而又急待了解的地下地質(zhì)情況，所以常常與測繪工作配合使用。它又可作為鉆探和坑探的先行或輔助手段。但是，物探成果判釋往往具多解性，方法的使用又受地形條件等的限制，其成果需用勘探工程來驗證。鉆探和坑探也稱勘探工程，均是直接勘探手段，能可靠地了解地下地質(zhì)情況，在巖土工程勘察中是必不可少的。其中鉆探工作使用最為廣泛，可根據(jù)地層類別和勘察要求選用不同的鉆探方法。當(dāng)鉆探方法難以查明地下地質(zhì)情況時，可采用坑探方法?？犹焦こ痰念愋洼^多，應(yīng)根據(jù)勘察要求選用?？碧焦こ桃话愣夹枰獎佑脵C械和動力設(shè)備，耗費人力、物力較多，有些勘探工程施工周期又較長，而且受到許多條件的限制。因此使用這種方法時應(yīng)具有經(jīng)濟觀點，布置勘探工程需要以工程地質(zhì)測繪和物探成果為依據(jù)，切避盲目性和隨意性。

2.3 原位測試與室內(nèi)試驗。原位測試與室內(nèi)試驗的主要目的， 是為巖土工程問題分析評價提供所需的技術(shù)參數(shù)，包括巖土的物性指標(biāo)、強度參數(shù)、固結(jié)變形特性參數(shù)、滲透性參數(shù)和應(yīng)力、應(yīng)變時間關(guān)系的參數(shù)等。原位測試一般都藉助于勘探工程進行，是詳細(xì)勘察階段主要的一種勘察方法。原位測試的優(yōu)點是試樣不脫離原來的環(huán)境，基本上在原位應(yīng)力條件下進行試驗所測定的巖土體尺寸大，能反映宏觀結(jié)構(gòu)對巖土性質(zhì)的影響，代表性好。試驗周期較短，效率高尤其對難以采樣的巖土層仍能通過試驗評定其工程性質(zhì)。缺點是試驗時的應(yīng)力路徑難以控制、邊界條件也較復(fù)雜有些試驗耗費人力、物力較多，不可能大量進行。室內(nèi)試驗的優(yōu)點是試驗條件比較容易控制，邊界條件明確，應(yīng)力應(yīng)變條件可以控制等，所以可以大量取樣。2.4 現(xiàn)場檢驗與監(jiān)測。現(xiàn)場檢驗與監(jiān)測的主要目的在于保證工程質(zhì)量和安全，提高工程效益。現(xiàn)場檢驗的涵義，包括施工階段對先前巖土工程勘察成果的驗證核查以及巖土工程施工監(jiān)理和質(zhì)量控制。現(xiàn)場監(jiān)測則主要包含施工作用和各類荷載對巖土反應(yīng)性狀的監(jiān)測、施工和運營中的結(jié)構(gòu)物監(jiān)測和對環(huán)境影響的監(jiān)測等方面。檢驗與監(jiān)測所獲取的資料，可以反求出某些工程技術(shù)參數(shù)，井以此為依據(jù)及時修正設(shè)計，使之在技術(shù)和經(jīng)濟方面優(yōu)化。

3.巖土工程的不確定性問題

巖土體是一種變異性很大的工程材料或工程介質(zhì)。因此，很難用確定的量來描述巖土體的各種性質(zhì)。巖土工程中的不確定性主要來自下列3個方面：

3.1巖土體本身固有的不均勻性--巖體從建造到改造的過程中，由于物質(zhì)分異、構(gòu)造作用、斷層裂隙的生成所引起；

3.2勘察取樣和參數(shù)估計的隨機性——邊界條件不準(zhǔn)、測試技術(shù)誤差及取樣數(shù)量不足所引起；

3.3模型誤差導(dǎo)致的不確定性——物理力學(xué)模型和計算方法的不準(zhǔn)確或多解性所引起。巖土工程的不確定性導(dǎo)致了當(dāng)前巖土體測試技術(shù)的精密性、確定性和巖土體性狀宏觀判斷的模糊性、隨機性之間產(chǎn)生極大的矛盾，使人們對傳統(tǒng)的定值法設(shè)計得出的安全系數(shù)能否表達工程的真實安全度產(chǎn)生了凝問，這就是目前巖土分析與評價難以滿足工程要求的主要原因。

當(dāng)前，應(yīng)用于巖土體不確定性分析的理論主要有概率論、模糊論、灰色系統(tǒng)理論及分?jǐn)?shù)維理論（分形幾何）等。

概率理論是處理巖土體不確性問題的一個有效工具，它可以指導(dǎo)隨機參數(shù)的取樣和試驗設(shè)計，建立巖體工程概率模型和計算破壞概率，可以評價工程的可靠性和風(fēng)險度，進行優(yōu)化設(shè)計和決策。

模糊理論在巖土工程中的應(yīng)用已較普遍，它用隸屬函數(shù)代替確定論中非此即彼的特征函數(shù)來描述那些邊界不清的過渡性問題。模糊模式識別和綜合評判理論對那些受多因素影響的問題，如巖體環(huán)境評價、巖體分類、強度預(yù)報等顯示出廣闊的應(yīng)用前景。 灰色系統(tǒng)理論研究事物的“灰度”、“灰數(shù)”、“灰關(guān)系”等特征，在社會科學(xué)和自然科學(xué)的各個領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。在巖土工程中，可應(yīng)用灰色系統(tǒng)理論進行巖體分類，采用灰色建模進行滑坡發(fā)生時間的預(yù)報和地下水位預(yù)報；利用灰關(guān)聯(lián)度分析原理確定影響巖土工程穩(wěn)定性的主次關(guān)系等。

分?jǐn)?shù)維理論是近十幾年發(fā)展起來的熱門科學(xué)。應(yīng)用分?jǐn)?shù)維理論，可以對巖體中不規(guī)則的雜亂無章的裂隙系統(tǒng)的幾何特征進行描述。

4.環(huán)境巖土工程與相關(guān)學(xué)科的關(guān)系

與環(huán)境巖土工程相關(guān)的學(xué)科有: 工程地質(zhì)學(xué)、巖土力學(xué)、巖土工程學(xué)、地質(zhì)工程、環(huán)境工程地質(zhì)學(xué)。

工程地質(zhì)學(xué)的基礎(chǔ)理論是地質(zhì)學(xué), 指導(dǎo)它的理論主要是自然歷史觀，它的基本理論是認(rèn)為地質(zhì)成因和演化過程決定地質(zhì)體的工程特性, 相應(yīng)地在研究方法上就是從地質(zhì)體局部特性的研究, 探索地質(zhì)體在生成時的地質(zhì)環(huán)境以及形成地質(zhì)體的地質(zhì)作用和演化過程, 從而在整體上認(rèn)識和把握地質(zhì)體的組成和結(jié)構(gòu)以及發(fā)育規(guī)律, 并進一步探討和預(yù)測它在工程建筑物作用下的表現(xiàn)和工程行為。

工程地質(zhì)學(xué)的服務(wù)對象完全是人為設(shè)計, 人為施工的建物。 這一應(yīng)用性決定了工程地質(zhì)學(xué)的邊緣性、交叉性和綜合性等特性。 所謂邊緣性指它處在地質(zhì)學(xué)科的外層, 位于和工程學(xué)科接壤的部位。 所謂交叉性表明在它的學(xué)科發(fā)展中不斷吸收工程學(xué)科的理論、概念和方法, 并和地質(zhì)學(xué)結(jié)合起來。所謂綜合性是指工程地質(zhì)學(xué)的目標(biāo)是解決問題, 它是借助于地質(zhì)學(xué)各基礎(chǔ)學(xué)科的成就來綜合地工作的。

巖土力學(xué)、巖土工程和工程地質(zhì)學(xué)在研究對象和目標(biāo)上有很大的相同之處, 是密切相鄰的學(xué)科。但是巖土力學(xué)屬于力學(xué)學(xué)科的邊緣, 而巖土工程屬于工程學(xué)科的邊緣，雖然對巖土的地質(zhì)認(rèn)識是建立巖土力學(xué)模型和本構(gòu)關(guān)系的重要基礎(chǔ), 但巖土力學(xué)更偏于模型及建模后的力學(xué)研究。 巖土工程是將巖土作為工程結(jié)構(gòu)物的一部分工程學(xué)科。不過巖土力學(xué)和巖土工程與其他的力學(xué)或工程學(xué)科相比, 需要更多地質(zhì)學(xué)科的支持, 或者說更需要與地質(zhì)學(xué)科的結(jié)合。

5.結(jié)論

隨著我國工程建設(shè)的飛速發(fā)展，巖土工程勘察取得長足、可喜的發(fā)展，但仍有一些理論尚不成熟、處于經(jīng)驗或半經(jīng)驗狀態(tài)。巖土工程勘察是一項工程基礎(chǔ)性工作，涉及的對象和范圍很大，且涉及的勘察內(nèi)容很多而且十分復(fù)雜。巖土工程勘察的手段是間接的、非直觀性的。提高勘察和工程設(shè)計水平，充分利用基礎(chǔ)地質(zhì)資料全面掌握巖土工程有關(guān)的規(guī)范、規(guī)程，不斷的交流學(xué)習(xí)，才能有效地開展工作，確?？辈旃ぷ鞯捻樌M行。

參考文獻:

[1]繆林昌 劉松玉環(huán)境巖土工程學(xué)概論 北京: 中國建材工業(yè)出版社 2005.

第4篇：工程地質(zhì)學(xué)的研究方法范文

【關(guān)鍵字】地下空間，工程地質(zhì)，巖石工程

中圖分類號：K826.16 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：

目前，我國的地下空間開發(fā)剛剛起步，空間利用技術(shù)還不成熟，但在具體的實踐中城市地下建筑的工程技術(shù)不斷得到發(fā)展。本文就城市地下空間開發(fā)利用的巖土工程和實施工程的地質(zhì)進行介紹，探討具體的工程實施措施，以促進城市空間開發(fā)安全有效進行。

工程地質(zhì)與巖土工程概述

（一）工程地質(zhì)

工程地質(zhì)主要解決各種與人類活動或工程建筑相關(guān)的地質(zhì)問題，作為研究地球的一門學(xué)問，工程地質(zhì)學(xué)的主要任務(wù)：首先是對工程的地質(zhì)條件進行評估，確定興建地面或地下建筑工程的不利條件和有利因素，以正確選擇適宜的建筑類型和建筑場地，促進工程建設(shè)安全高效地進行；其次，從工程建筑的角度考慮地質(zhì)條件，根據(jù)兩者的相互作用，論證工程可能存在的地質(zhì)問題，預(yù)測地質(zhì)問題發(fā)生的機率及規(guī)模；再次，通過研究地質(zhì)對其土質(zhì)和巖層進行分類，以制定出具體利用地質(zhì)條件的方案和有效避免或預(yù)防工程地質(zhì)問題的措施；最后，工程地質(zhì)學(xué)要研究人類外在的工程活動對地質(zhì)環(huán)境產(chǎn)生的影響。

（二）巖土工程

作為在土木工程的實踐中新建立起來的技術(shù)體系，是巖體力學(xué)、土力學(xué)和工程地質(zhì)學(xué)的結(jié)合體，主要是解決土體工程與巖體工程中土體或者巖體變形問題，具體的應(yīng)用方向是：制定合理利用地下空間資源的策略，以及具體應(yīng)用于工程的計算方法和施工技術(shù)；對地基模型的計算方法及處理地基問題的檢測方法進行研究；研究工程附近的建筑受地基開挖的影響程度和新型基坑支護技術(shù)的應(yīng)用。

工程地質(zhì)和巖土工程與地下空間工程間的關(guān)系

開發(fā)利用城市地下空間，主要目的是通過在地下建設(shè)交通路線、鐵路隧道和房屋等工程以實現(xiàn)土地資源的節(jié)約。在地下空間工程的實施過程中，工程地質(zhì)和巖土工程無論在預(yù)測、設(shè)計、施工還是維護方面都起著重要的作用。下面就工程地質(zhì)和巖土工程與地下空間工程的關(guān)系進行分析，以更好地推動城市地下空間的開發(fā)。

（一）工程地質(zhì)學(xué)對地下空間開發(fā)的重要意義

城市地下空間的開發(fā)首要考慮的因素是地質(zhì)結(jié)構(gòu)，因此工程地質(zhì)學(xué)對工程的影響是全方位的主要包括:工程前期的規(guī)劃設(shè)計、工程使用階段的管理和工程后期的維護。城市地下空間的開發(fā)作為地下工程，與地面上的建筑工程有很大大的不同，因為地下工程的周圍是水、巖層和土層，所以需要根據(jù)地質(zhì)條件的不同，結(jié)合對巖層穩(wěn)定性的考慮，制定合理的工程規(guī)劃方案，以實現(xiàn)工程的安全和環(huán)保。在施工的過程中，利用工程地質(zhì)學(xué)綜合考慮工程實施的地質(zhì)條件和可能出現(xiàn)的地質(zhì)問題，可以有效減少施工事故的產(chǎn)生。

（二）巖土工程對地下空間開發(fā)的影響

巖土工程主要處理巖體和土體的關(guān)系，應(yīng)用得當(dāng)會有效解決土體或巖體變形、滲漏的問題，制定出合理利用地下空間資源的策略。但巖土工程的施工過程很容易引起一系列的問題，如：在含水很不穩(wěn)定的粘土地層上，使用盾構(gòu)法對隧道進行施工，隧道附近或上方的地面極易沉降、變形及坍塌等問題；在地下建設(shè)大型的停車場或地下商店，需要開挖又深又大的的基坑，很容易改變土體的應(yīng)力場，從而導(dǎo)致基坑支架結(jié)構(gòu)的變形、基坑的失穩(wěn)；城市地下空間工程開挖后，會形成地下洞室空間，原先質(zhì)密的圍巖在洞室空間里逐漸膨脹，當(dāng)洞室圍巖的應(yīng)力超出巖體的強度時，巖洞圍巖就會出現(xiàn)失穩(wěn)進而引起頂板坍塌、側(cè)壁滑塌、底板隆破。

如何合理利用工程地質(zhì)與巖土工程

城市地下空間的開發(fā)，成為節(jié)約資源，擴大城市空間，推動城市化過程的的新途徑。在地下建設(shè)工程還可以美化城市的環(huán)境，縮短城市資源的運轉(zhuǎn)周期，具有很好的經(jīng)濟、環(huán)境和社會效益。近年來，隨著施工技術(shù)的改進和新的建筑技術(shù)的出現(xiàn)，特別是工程地質(zhì)學(xué)和巖土工程力學(xué)研究的發(fā)展，地下空間的開挖和規(guī)劃設(shè)計技術(shù)得到不斷提高，開發(fā)利用的規(guī)模也不斷擴大。

（一）工程地質(zhì)在城市地下空間開發(fā)中的應(yīng)用

工程地質(zhì)的主要任務(wù)是研究建筑工程巖土地質(zhì)的類型及分布規(guī)律、地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)測及防治等。

1.工程地質(zhì)在地下工程建設(shè)方面的應(yīng)用。無論在地下工程的設(shè)計還是實施階段，周密精確的工程地質(zhì)勘測，對于工程的安全建設(shè)至關(guān)重要，否則，不僅增加工程投資，還帶來了一系列的地質(zhì)災(zāi)害。所以必須高度重視工程地質(zhì)的工作，具體的措施首先要認(rèn)識基本的地質(zhì)工程概念有，如：“場地”從工程的勘探角度看不僅是建筑所占的土地面積，還涉及到建筑工程所在地的地質(zhì)環(huán)境和巖土體穩(wěn)定性的問題；其次，工程地質(zhì)對建筑區(qū)的地質(zhì)條件勘測必須深入細(xì)致，才能選擇出穩(wěn)定的建筑場地及合適的建筑形式，才能科學(xué)論證工程地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的可能性，才能正確處理工程建設(shè)與自然環(huán)境的關(guān)系，從而依據(jù)工程地質(zhì)勘測的數(shù)據(jù)進行工程的設(shè)計和工程地質(zhì)材料的選擇。

2.工程地質(zhì)解決地下工程災(zāi)害的應(yīng)用。地下空間開發(fā)過程中出現(xiàn)的地質(zhì)災(zāi)害主是，地下水的不穩(wěn)定引起基坑突涌的問題、粉性土引起的流砂災(zāi)害，巖土體的性質(zhì)發(fā)生變化等。工程地質(zhì)為避免或預(yù)防此類災(zāi)害的發(fā)生必須確定城市地質(zhì)的構(gòu)造帶特別是斷裂帶的活動情況；準(zhǔn)確勘測出城市各地段地基的承載能力，確定地基的掩埋條件和地下工程地質(zhì)的性質(zhì)；對斜坡的穩(wěn)定性進行準(zhǔn)確分析，以實現(xiàn)對巖土體崩塌、變形的預(yù)防。

（二）巖土工程在城市地下空間開發(fā)中的應(yīng)用

巖土工程在地下空間開發(fā)的過程中，存在著基坑失穩(wěn)、洞室的圍巖不穩(wěn)定等問題。所以有必要理論聯(lián)系實際地，對巖土工程安全高效的工作進行探索。

1.巖土工程做好勘測工作。地下工程的安全與工程所在的地質(zhì)環(huán)境有著密切的聯(lián)系，地下工程的開挖會破壞巖土體的平衡性，會引起土體的內(nèi)應(yīng)力進行重新分布，接著產(chǎn)生土體的移動、變形。因此，在地下工程建設(shè)過程中巖土工程必須深入地對巖土進行勘察，以確定巖體的工程特性及建筑地的地質(zhì)地形特征。

2.巖土工程利用信息技術(shù)進行工程監(jiān)測。信息化的施工技術(shù)就是現(xiàn)代施工的一種管理方式，包括信息的采集、整理分析、反饋等內(nèi)容。地下工程的建設(shè)是一個動態(tài)復(fù)雜的系統(tǒng)，僅僅靠理論的分析及經(jīng)驗的積累很難把握地下空間的開挖條件，通過使用信息技術(shù)對整個施工過程進行監(jiān)測，對反饋的信息進行分析，以動態(tài)了解工程的變化趨勢。所以，當(dāng)工程出現(xiàn)地質(zhì)險情時，可及時發(fā)出預(yù)警信號，以保證施工的安全；安全儲備空間過大時，可以及時通過消減圍護、修改設(shè)計的措施，提高工程的施工水平。

3.巖土工程不斷采用新的技術(shù)和方法。傳統(tǒng)的地下工程為了設(shè)計出合理的方案，必須進行現(xiàn)場考察，研究同類工程的深基坑工程的設(shè)計，然后才進行工程設(shè)計，嚴(yán)禁不顧施工場地的地質(zhì)條件進行設(shè)計。經(jīng)過實踐的證明，巖土工程通過使用基坑內(nèi)部降水、加固坑內(nèi)側(cè)土體、增加擋墻入土的深度、分部開挖等技術(shù)和方法，對于提高基坑的穩(wěn)定性有著重要意義。

總之，社會的發(fā)展追求可持續(xù)，作為城市地下空間開發(fā)利用的工程地質(zhì)及巖土工程，為實現(xiàn)環(huán)境保護、促進城市生態(tài)發(fā)展方面起著重要作用。

參考文獻

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第5篇：工程地質(zhì)學(xué)的研究方法范文

1.1科技創(chuàng)新落后技術(shù)是一項研究的先決保障，總結(jié)前人的教訓(xùn)，積累大量的研究經(jīng)驗，不斷的嘗試，不停歇的科技研發(fā)是必要的長期目標(biāo)，只有這樣才能更加完善地解決日益緊張的全球生態(tài)問題，合理地運用好水工環(huán)研究來保護好我們賴以生存的環(huán)境。但是，由于我國的歷史發(fā)展所限，國家整體科技實力相對落后，科技創(chuàng)新意識對比西方各國稍顯不足。這是一個長期的奮戰(zhàn)階段，我們需要從國民整體來改革，倡導(dǎo)人民的科技創(chuàng)新熱情。水工環(huán)需要運用到先進的科學(xué)技術(shù)才可以具體且準(zhǔn)確地解決所面臨的各種生態(tài)與地質(zhì)問題，這便需要各項新型的科學(xué)技術(shù)作為硬性的條件支撐。充分發(fā)揮計算機網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢，重點培養(yǎng)國家科學(xué)院和先進科研團隊，集中國家的整體力量，切實把人數(shù)優(yōu)勢發(fā)揮到最大，為新時代的水工環(huán)事業(yè)的發(fā)展建立堅實的后備基礎(chǔ)。

1.2相關(guān)人才缺乏我國人口基數(shù)十分巨大，但是整體受教育的程度相對較低，具有水工環(huán)地質(zhì)研究的專業(yè)人士更是鳳毛麟角，以至于水工環(huán)在中國的研究發(fā)展一直受到各種各樣問題的阻礙，盡管政府為水工環(huán)研究工作投入了大量的經(jīng)濟保障與人員配置，但取得的成效還是比較微弱。不過相信隨著中國的逐漸富強，曾經(jīng)那些大量流失的人才也會慢慢回到祖國的懷抱，也會有更多高技術(shù)含量的專業(yè)人才迅速崛起。要提高人們對水工環(huán)研究工作的認(rèn)可度與支持力度，廣泛的吸收社會的意見建議，增強人們的環(huán)境意識，在思想與行動中形成一致，實現(xiàn)人與環(huán)境的共同發(fā)展，可持續(xù)發(fā)展。

2工程地質(zhì)勘察理論分析

工程地質(zhì)是服務(wù)于工程建設(shè)的一門實踐性學(xué)科，通過準(zhǔn)確精細(xì)的地質(zhì)勘探來分析地質(zhì)環(huán)境與工程建筑的相互作用，進行項目的規(guī)劃與建設(shè)。運用3S技術(shù)來預(yù)測可能存在的地質(zhì)災(zāi)害與地質(zhì)環(huán)境變化，這項技術(shù)在國內(nèi)雖然才處于起步階段，但是它在作用于區(qū)域地質(zhì)環(huán)境分析時效果十分的顯著。而計算機技術(shù)也會有很大的應(yīng)用，高精度的工程地質(zhì)分析系統(tǒng)等會用到電腦模擬成像、圖形分析處理等的新型網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。工程地質(zhì)研究與現(xiàn)階段火熱的建筑業(yè)、交通運輸業(yè)等也會有很重要的關(guān)聯(lián)性，分析土層結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定性可以很好地規(guī)劃交通隧道路線，了解地質(zhì)土壤可以更加快速有效地促進人們生產(chǎn)種植的發(fā)展，模擬地質(zhì)的變化更是可以決定是否為一些工程的最佳選址，為工程的后續(xù)建設(shè)打好條件基礎(chǔ)。通過工程地質(zhì)勘探研究及其有關(guān)專業(yè)分析更加能夠提前做好一些地質(zhì)災(zāi)難的預(yù)防工作，可以減少未來當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟損失，更加有利于我們對周圍的環(huán)境保護有更正確的認(rèn)識。

3水工環(huán)地質(zhì)未來發(fā)展趨勢分析

第一，水是生命存在的必要條件之一，孕育萬物，滋養(yǎng)大地。但是各種的水資源浪費、各種工業(yè)廢水的任意排放、有害物質(zhì)的隨意丟棄，都會導(dǎo)致全球水資源的污染，所以我們得盡我們所能在經(jīng)濟、文化與科技進步的同時來保護水資源，使其能有一個健康的持續(xù)性發(fā)展，從而造福于我們，助益于子孫后代。而水工環(huán)更可以讓我們清楚地認(rèn)識到我們現(xiàn)在所生存的環(huán)境，了解地球能夠承受我們多少的索取與改造，以便實現(xiàn)21世紀(jì)全人類所呼吁的可持續(xù)發(fā)展。第二，各種的工程建設(shè)，促進了城市的發(fā)展，增強了國家的經(jīng)濟實力與文化內(nèi)涵，研究一個地區(qū)的建筑場區(qū)地下水運動的規(guī)律及其對工程建筑的影響，形成一套科學(xué)的勘察程序、方法和手段，制定出更加準(zhǔn)確完善的方案。伴隨著工程建設(shè)的高速發(fā)展，水工環(huán)自身的相關(guān)專業(yè)迅速興起，不僅是有巖土學(xué)，還有工程動力地質(zhì)學(xué)、專門的工程地質(zhì)學(xué)和區(qū)域工程地質(zhì)等，一些海洋工程地質(zhì)學(xué)、城市工程地質(zhì)及環(huán)境工程地質(zhì)學(xué)、工程地震學(xué)也借勢而火。從而可以推測到，水工環(huán)在將來會于航天事業(yè)以及海洋資源開發(fā)中起到十分巨大的作用，促進我們對海洋資源的認(rèn)識，增強我們對未知宇宙的了解。第三，水工環(huán)實際就是一個時代進步的體現(xiàn)，它代表著我們對水環(huán)境的形成理解、分布規(guī)律的精巧運用，標(biāo)志著我國工程地質(zhì)學(xué)在科學(xué)研究領(lǐng)域的前行距離，更是象征著我國人民的文化涵養(yǎng)的高度，科技與人文環(huán)境的成果展示。相信隨著時間發(fā)展，水工環(huán)地質(zhì)研究這樣的學(xué)科會成為所有工程類、地質(zhì)類、環(huán)境保護類的必修科目之一。第四，計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也許是水工環(huán)地質(zhì)研究實現(xiàn)下一次大飛躍的基礎(chǔ)，能夠更精細(xì)、更準(zhǔn)確地獲知我們通常情況下不能得知的地底的礦質(zhì)、水流系統(tǒng)和巖層的各種細(xì)微變化。也許只要一個運行和判斷程序，就可以實現(xiàn)簡單地得出準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，做到勘探研究的簡單化。

4結(jié)語

第6篇：工程地質(zhì)學(xué)的研究方法范文

關(guān)鍵詞：邊坡工程；課程教學(xué)；巖石力學(xué)；采礦工程；滑坡

中圖分類號：G642.0 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）49-0133-02

一、引言

邊坡是指自然或人工形成的斜坡，通常由力學(xué)性質(zhì)不同的巖土材料構(gòu)成，在漫長的地質(zhì)構(gòu)造作用下，逐漸形成了復(fù)雜的坡體結(jié)構(gòu)和巖體結(jié)構(gòu)。邊坡失穩(wěn)破壞會誘發(fā)滑坡、崩塌和泥石流等地質(zhì)災(zāi)害，造成鐵路公路阻塞、掩埋河道以及礦山停工等，帶了較大的生命和財產(chǎn)損失。邊坡工程是一門以邊坡為研究對象的應(yīng)用性課程，內(nèi)容涉及土力學(xué)、巖石力學(xué)、工程地質(zhì)學(xué)、彈塑性力學(xué)等多方面知識，具有綜合性和實踐性強的特點。巖土工程、采礦工程、工程地質(zhì)等專業(yè)的重要專業(yè)課程就是邊坡工程，國內(nèi)大專院校開展課程時間并不長，同時由于教學(xué)過程中普遍存在理論與實踐脫節(jié)的問題，往往存在學(xué)生學(xué)習(xí)興趣差以及分析解決問題能力較差等問題。如何適應(yīng)當(dāng)前社會需要，培養(yǎng)理解基礎(chǔ)好、動手能力強以及富有實踐精神的復(fù)合型人才，是值得我們深入研究和探討的科學(xué)問題。

二、邊坡工程的課程特點

1.綜合性強。邊坡根據(jù)物質(zhì)組成往往可以分為巖質(zhì)邊坡和土質(zhì)邊坡，由于巖土二者的物理力學(xué)性質(zhì)差異較大，所以導(dǎo)致工程所關(guān)心的科學(xué)問題完全不同，對于土質(zhì)邊坡，其穩(wěn)定性取決于土的變形和強度問題，這其中涉及了土力學(xué)方面的知識；對于巖質(zhì)邊坡，其穩(wěn)定性取決于巖石的強度和結(jié)構(gòu)面的空間分布等，這其中涉及工程地質(zhì)和巖石力學(xué)方面的知識。邊坡根據(jù)成因又可分為自然邊坡和人工邊坡，自然邊坡是在復(fù)雜的地質(zhì)作用下歷經(jīng)幾百萬年甚至幾千萬年演變而來，這就涉及到地質(zhì)學(xué)等；自然狀態(tài)下經(jīng)過漫長地質(zhì)年代作用的巖體一般處于穩(wěn)定的自然狀態(tài)。開挖后的人工邊坡其平衡狀態(tài)會遭到破壞，原因是巖體的開挖、地應(yīng)力的釋放等，這就涉及到材料力學(xué)、巖石力學(xué)等。此外，我們在分析計算時，往往需要用到彈塑性理論來分析邊坡的應(yīng)力和變形等?？傊?，一門邊坡工程涉及土力學(xué)、巖石力學(xué)、工程地質(zhì)學(xué)、彈塑性力學(xué)等多方面知識，課程綜合性強。

2.復(fù)雜性強。邊坡工程具有系統(tǒng)的復(fù)雜性，主要從以下兩方面體現(xiàn)：①露采邊坡是采礦工程大系統(tǒng)中的一個子系統(tǒng)，具有系統(tǒng)性，它屬礦山生產(chǎn)的安全保障系統(tǒng)，礦山安全生產(chǎn)要求邊坡保持穩(wěn)定；②既定的工程地質(zhì)條件和水文地質(zhì)條件、地形地貌和新構(gòu)造運動、人類的工程活動等因素都會影響或控制邊坡自身的穩(wěn)定性，而這些影響因素本身就具有復(fù)雜性跟不確定性，邊坡的穩(wěn)定性與這些因素綜合作用有關(guān)，所以會受各相關(guān)因素之間的相互影響。因此，只有對這些因素進行全面的系統(tǒng)的分析，才能使邊坡整體性能達到最佳狀態(tài)。而且各因素對邊坡穩(wěn)定性的影響作用是不同的。所以邊坡工程的課程教學(xué)也要求教師從系統(tǒng)上進行全面、多方位的教學(xué)，從而使課程復(fù)雜性增強。

3.理論性強。邊坡工程中既涉及巖土的強度問題，又有變形問題和穩(wěn)定問題，課程內(nèi)容較多并且理論性強。研究邊坡的強度問題時，需理解有效應(yīng)力原理、達西定律、巖土的強度準(zhǔn)則、巖土的本構(gòu)模型、結(jié)構(gòu)面的力學(xué)模型以及常規(guī)的室內(nèi)外試驗方法等；研究邊坡的變形問題時，需掌握固結(jié)理論、分層總和法等內(nèi)容；研究邊坡的穩(wěn)定問題時，需掌握強度折減法、赤平極射投影以及結(jié)構(gòu)面配套分析方法等。此外，邊坡問題不僅涉及靜力問題，還包括動力問題，故邊坡工程是一門理論性很強的課程。

4.應(yīng)用性強。邊坡工程所研究的問題來自于現(xiàn)場，同時服務(wù)于現(xiàn)場。學(xué)習(xí)的目的是能將實際工程問題進行簡化，從而可以用所學(xué)的理論知識進行分析，最后達到解決實際工程問題的目的。邊坡穩(wěn)定問題等是工程所關(guān)心的熱點問題，監(jiān)測以及預(yù)警的手段和方法等直接服務(wù)應(yīng)用于現(xiàn)場。

三、課程教學(xué)中存在的問題

1.教材選擇困難。作為一門專業(yè)選修課，邊坡工程方面的科研著作較多，教材偏少。邊坡工程的教材普遍存在行業(yè)性強、內(nèi)容體系不統(tǒng)一等問題。

2.授課對象理論基礎(chǔ)偏弱。邊坡工程課程主要面向已學(xué)過專業(yè)基礎(chǔ)課的理工科大三學(xué)生。然而，筆者在授課過程中發(fā)現(xiàn)，部分專業(yè)的學(xué)生對土力學(xué)、巖石力學(xué)、工程地質(zhì)學(xué)以及彈塑性力學(xué)的基本理論理解差，甚至不了解一些基本概念。這一方面與邊坡工程自身綜合性較強有關(guān)，另一方面反映出教學(xué)對象理論基礎(chǔ)薄弱等問題，這無疑會影響教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果。

3.實踐和試驗環(huán)節(jié)薄弱。大部分授課老師缺乏實踐經(jīng)驗，從理論到理論，現(xiàn)場經(jīng)驗嚴(yán)重缺乏，很難向?qū)W生傳授具體的邊坡工程實踐常識，而學(xué)生通常很反感概念性的東西，空洞無物的講解只會讓學(xué)生興致缺失，甚至產(chǎn)生厭學(xué)、抵觸心理，不但達不到理想的教學(xué)效果，還會適得其反。

4.授課對象創(chuàng)新思維不足?，F(xiàn)今，創(chuàng)新思維能力強弱已成為影響學(xué)生就業(yè)競爭力和科研能力的重要因素。但是，我們的學(xué)生長期處于中國傳統(tǒng)模式教育下，學(xué)生的自主創(chuàng)新能力明顯不足，這在社會生活和工作實踐中已明顯地表現(xiàn)了出來。

四、關(guān)于邊坡工程教學(xué)的建議

1.豐富教材種類。由于在邊坡工程教學(xué)中，邊坡工程方面的科研著作較多，教材偏少，且教材普遍存在行業(yè)性強、內(nèi)容體系不統(tǒng)一等問題。所以授課教師應(yīng)在教學(xué)中總結(jié)經(jīng)驗，發(fā)現(xiàn)問題，以致能夠探索、豐富并編輯出更多適合邊坡工程課程教學(xué)類的教材。從而解決教材選擇困難的問題。

2.優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容設(shè)置。針對不同的專業(yè)方向，邊坡工程的教學(xué)內(nèi)容設(shè)置應(yīng)有所不同，其側(cè)重點應(yīng)有所差異。比如水利工程方向，教學(xué)內(nèi)容應(yīng)側(cè)重于高陡巖石邊坡的地震響應(yīng)、滲流變形以及壩坡穩(wěn)定方面；公路和鐵路工程方向，教學(xué)內(nèi)容應(yīng)側(cè)重于邊坡靜力穩(wěn)定、邊坡加固以及滑坡防治等方面；工程地質(zhì)方向，教學(xué)內(nèi)容應(yīng)側(cè)重于邊坡成因分析、坡體裂隙構(gòu)造分析等的方面；而采礦工程方向，則應(yīng)以邊坡爆破、深部巖體力學(xué)、三維地質(zhì)建模以及災(zāi)害預(yù)警方法為重點。同時，教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置應(yīng)考慮授課對象的知識結(jié)構(gòu)，避免課程內(nèi)容與相關(guān)內(nèi)容的交叉重復(fù)。

3.加強基礎(chǔ)課程教學(xué)。針對學(xué)生對土力學(xué)、巖石力學(xué)、工程地質(zhì)學(xué)以及彈塑性力學(xué)的基本理論理解差，甚至不了解一些基本概念的問題，課程教學(xué)中應(yīng)加強基礎(chǔ)理論的授予，增強學(xué)生的理論基礎(chǔ)。

4.開放式互動教學(xué)。對于邊坡工程課程的講解，應(yīng)以工程實例、工程實物、工程照片為主，采用開放式互動的教學(xué)方式，結(jié)合工程實例，將施工現(xiàn)場搬到教室，使抽象的理論概念具體化，讓教學(xué)更加生動形象，將課堂知識與現(xiàn)場實際緊密聯(lián)系起來針對具體問題進行討論，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，改善教學(xué)效果。

5.理論性與方法性并重。邊坡工程具有應(yīng)用性強的特點，在講授理論的同時，應(yīng)重視對方法性的講解。以邊坡穩(wěn)定性分析的講授為例，首先向?qū)W生介紹各種邊坡穩(wěn)定性的計算方法，特別是講解某些復(fù)雜方法的計算分析步驟，能讓學(xué)生充分地理解理論的原理。同時，應(yīng)強調(diào)邊坡穩(wěn)定性分析的方法是“定性分析，定量計算”，使學(xué)生懂得在邊坡工程的詳細(xì)勘察，室內(nèi)外試驗的基礎(chǔ)上進行邊坡穩(wěn)定性的評價，深入認(rèn)識邊坡的變形機制和破壞模式才是邊坡穩(wěn)定性評價的根本。

6.課程教學(xué)與實踐教學(xué)結(jié)合。邊坡工程是應(yīng)用型課程，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用能力和創(chuàng)新意識，開展素質(zhì)教育的重要途徑就是實踐教學(xué)，通過實際工程的邊坡勘察及試驗資料，讓學(xué)生應(yīng)用所學(xué)的知識，對實際邊坡進行穩(wěn)定性評價并提出治理設(shè)計建議，使他們能深入理解和掌握邊坡工程理論。在一些實際工程中，很多通過商業(yè)軟件來計算分析邊坡工程的穩(wěn)定性評價，這樣學(xué)生容易忽視各種分析方法的基礎(chǔ)理論應(yīng)用，只是單純地成為軟件操作員，對自己的計算結(jié)果盲目不能確定，這就成了從事巖土工程專業(yè)畢業(yè)生的危險因素。在這里我們要強調(diào)基本理論的重要性，同時要使課堂知識與實際工程緊密聯(lián)系起來，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生探索和解決問題的綜合能力。改善教學(xué)效果，滿足高校人才培養(yǎng)注重服務(wù)社會的需求。

7.啟發(fā)科研思路。邊坡工程是工程建設(shè)中一個古老而常新的問題，邊坡工程實踐結(jié)果表明，邊坡是一個復(fù)雜的物理系統(tǒng)，目前的理論水平較低。仍以邊坡穩(wěn)定性分析評價為例，邊坡穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)究竟是什么？是安全系數(shù)，還是邊坡的變形量？大量的科學(xué)問題等待我們?nèi)ネ诰?。在教學(xué)過程中，建議授課教師將科研成果和最新研究動態(tài)與學(xué)生進行交流，以具體問題為例對學(xué)生進行科研思路的啟發(fā)，使他們不僅掌握基礎(chǔ)知識，還能了解學(xué)科的方向，形成獨立的科研思路，培養(yǎng)其創(chuàng)新能力。

8.促進成果互享，增強創(chuàng)新能力。由于當(dāng)代社會越來越注重對知識產(chǎn)權(quán)的保護，這給我們帶來了知識利益保護，但也使學(xué)生不能像過去一樣實現(xiàn)知識的共享。所以，我們應(yīng)在課程教學(xué)注重研究成果的互享，共同拓展學(xué)生的創(chuàng)新能力。

五、結(jié)語

邊坡工程的教學(xué)改革與工程實踐的不斷發(fā)展密切相關(guān)，是一個長期持續(xù)的過程。通過邊坡工程教學(xué)工作者的不斷努力，學(xué)生能夠及時掌握有關(guān)邊坡工程的理論和新方法。我們相信一定能夠為工程領(lǐng)域培養(yǎng)出合格的創(chuàng)新型專業(yè)人才。

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第7篇：工程地質(zhì)學(xué)的研究方法范文

工程地質(zhì)實踐教學(xué)

工程地質(zhì)實習(xí)是工程地質(zhì)專業(yè)本科教學(xué)中十分重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，是該專業(yè)4年教學(xué)中必不可少的實習(xí)。是學(xué)生在學(xué)完土質(zhì)土力學(xué)、巖體力學(xué)、工程地質(zhì)學(xué)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(xué)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(xí)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(biāo)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(xué)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(xí)教學(xué)。實習(xí)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(xí)內(nèi)容為系統(tǒng)識別杭州地區(qū)地層巖性及其分界標(biāo)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(fēng)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(biāo)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。

工程地質(zhì)實踐教學(xué)方法探討

工程地質(zhì)學(xué)是一門實踐性很強的科學(xué)，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(xí)，是收不到良好的教學(xué)效果的。正如俗話所說“實踐出真知”，充分說明了實驗實習(xí)教學(xué)的重要性。通過實習(xí)可以驗證、鞏固和學(xué)習(xí)與實驗有關(guān)的理論知識，加深對學(xué)科知識的理解，培養(yǎng)學(xué)生符合辯證唯物主義的、實事求是的科學(xué)思維和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)，激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力。

1.激發(fā)學(xué)生對工程地質(zhì)的興趣。杭州作為實習(xí)基地本身對學(xué)生即是很大的吸引力。在實習(xí)過程中循循誘導(dǎo)學(xué)生對工程地質(zhì)專業(yè)的熱愛。啟發(fā)式教學(xué)具有多種功能，通過啟發(fā)教學(xué)，能激勵學(xué)生的興趣和探索精神，調(diào)動學(xué)生的主動性和積極性，從而使學(xué)生切實地掌握知識和技能，促進學(xué)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(xí)路線，都要在實習(xí)前布置好任務(wù)；每爬一座山，都要每位同學(xué)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(xué)的實習(xí)熱情。在實習(xí)過程中，老師應(yīng)該對實習(xí)地的風(fēng)土人情、歷史地理有所了解，把地質(zhì)現(xiàn)象與人文知識、風(fēng)俗習(xí)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(dāng)?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(xué)生對大自然的興趣，從而也增強對工程地質(zhì)的興趣。

第8篇：工程地質(zhì)學(xué)的研究方法范文

關(guān)鍵詞：巖體結(jié)構(gòu)控制論 工程地質(zhì)模型 分析方法

一、巖體結(jié)構(gòu)的工程地質(zhì)模型

巖體形成和發(fā)展過程伴隨著各種內(nèi)、外地質(zhì)營力的作用，從成巖的類型分為沉積巖、巖漿巖和變質(zhì)巖三大類，由于結(jié)構(gòu)面的存在使巖體具有一定的結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)特性控制著巖體的性質(zhì)和變形破壞，因此，我們在解決巖體工程問題時，應(yīng)該從巖體的地質(zhì)模型出發(fā)。孫廣忠教授建立了8個基本的地質(zhì)模型：水平層狀巖體、緩傾層狀巖體、陡傾層狀巖體、陡立層狀巖體、彎曲層狀巖體、完整塊狀巖體、碎裂塊狀巖體和巖溶化塊狀巖體。孫玉科在研究了大量露天礦和水電工程的邊坡滑坡資料后，歸納出5種具典型意義的工程地質(zhì)模型，即：金川模型、葛洲壩模型、鹽池河模型、白灰廠模型和塘巖光模型。目前，這些模型廣泛的應(yīng)用在巖體工程中，從地質(zhì)模型建立的角度考慮，首先應(yīng)該調(diào)查巖體中結(jié)構(gòu)面的發(fā)育特征以及與結(jié)構(gòu)體的組合特征，查明巖體的賦存地質(zhì)條件，如地下水、地應(yīng)力條件等，再與上述的基本類型進行對比，選擇適合巖體工程的模型。為了便于后面的力學(xué)分析，在建立地質(zhì)模型時從各基本模型的共性特征入手，并根據(jù)工程自身的特點充分體現(xiàn)其個性的一面。因此，建立巖體的工程地質(zhì)模型是一項系統(tǒng)的工作。

二、巖體結(jié)構(gòu)力學(xué)模型

孫廣忠提出了四種巖體介質(zhì)，并根據(jù)介質(zhì)的特性提出了四種巖體力學(xué)的分析方法，表1中是四種力學(xué)介質(zhì)巖體特性。

表1 各種力學(xué)介質(zhì)巖體特征

連續(xù)介質(zhì)

碎裂介質(zhì)

板裂介質(zhì)

塊裂介質(zhì)

巖體結(jié)構(gòu)

1、完整結(jié)構(gòu)

2、高地應(yīng)力下散體結(jié)構(gòu)及碎裂結(jié)構(gòu)

低地應(yīng)力下條件下碎裂結(jié)構(gòu)及粗碎屑散體結(jié)構(gòu)

板裂結(jié)構(gòu)

部分碎裂結(jié)構(gòu)

塊裂結(jié)構(gòu)

巖體變形機制

結(jié)構(gòu)體壓縮及剪切為主

結(jié)構(gòu)體（壓縮、剪切），結(jié)構(gòu)面（閉合、滑移）

結(jié)構(gòu)體橫向彎曲及縱向縮短

沿結(jié)構(gòu)面滑移

巖體破壞機制

材料的張及剪破壞

沿結(jié)構(gòu)面滑動、結(jié)構(gòu)體滾動、結(jié)構(gòu)體張及剪破壞

彎折、潰屈、傾倒滑動

沿軟弱結(jié)構(gòu)面滑動

巖體力學(xué)性質(zhì)控制因素

材料及環(huán)境因素

材料、結(jié)構(gòu)效應(yīng)及環(huán)境因素

軟弱結(jié)構(gòu)面及結(jié)構(gòu)體

軟弱結(jié)構(gòu)面

巖體力學(xué)性質(zhì)研究方法

典型地質(zhì)單元三軸力學(xué)試驗及尺寸效應(yīng)

巖塊三軸試驗、尺寸和圍壓效應(yīng)

軟弱結(jié)構(gòu)面力學(xué)性質(zhì)及彈性模量

軟弱結(jié)構(gòu)面力學(xué)性質(zhì)及爬坡角理論

巖體力學(xué)分析方法

連續(xù)介質(zhì)巖體力學(xué)

碎裂介質(zhì)巖體力學(xué)

板裂介質(zhì)巖體力學(xué)

塊裂介質(zhì)巖體力學(xué)

對于基巖斜坡失穩(wěn)破壞主要表現(xiàn)為軟弱巖體的蠕滑變形、巖體沿著已存在的地質(zhì)結(jié)構(gòu)面發(fā)生剪切破壞、巖石塊體的塌落和板狀結(jié)構(gòu)巖體的傾倒、上部巖體沿巖層層面或較軟弱夾層發(fā)生剪切滑動等。李鐵峰將基巖斜坡的變形模式進行了總結(jié)，根據(jù)結(jié)構(gòu)面傾向、傾角與斜坡產(chǎn)狀之間的關(guān)系，以及軟弱夾層的發(fā)育情況，將斜坡的變形模式分為傾倒變形、潰屈型破壞、順層滑動破壞、裂隙滑動、侵入接觸滑動、拉裂－脫離母巖－崩塌、壓縮流變。

三、巖體結(jié)構(gòu)力學(xué)的分析方法

早期多數(shù)把巖體看成連續(xù)的介質(zhì)，用一些連續(xù)的線性分析方法來解決巖體力學(xué)問題。根據(jù)巖體不連續(xù)、方向異性等特點，目前出現(xiàn)了許多的不連續(xù)分析方法，如：離散元算法、塊體理論、DDA方法等，其理論基礎(chǔ)更符合巖體的性狀。

轉(zhuǎn)貼于 離散元法（Discrete Element Method）考慮結(jié)構(gòu)體受力后的運動狀態(tài)，以及由此導(dǎo)致受力狀態(tài)及系統(tǒng)的變形（塊體運動）隨時間的變化，該法由Cundll于1971年首次提出，用來計算結(jié)構(gòu)面和結(jié)構(gòu)體組成巖體的非連續(xù)變形，以后又進一步發(fā)展了考慮塊體本身的彈性變形，并推廣至三維和動力問題。目前，離散元應(yīng)用的文章較多，而研究基礎(chǔ)計算方法的文章很少，因此，加強離散元法基礎(chǔ)理論、基礎(chǔ)算法及誤差分析方面的研究，汲取有限元法等數(shù)值方法的優(yōu)點，使之既能保持在描述散體的整體力學(xué)行為和力學(xué)演化全過程方面的優(yōu)勢，又能有效描述介質(zhì)局部連續(xù)處應(yīng)力狀態(tài)和變形狀態(tài)，使離散元法的模型建立真正滿足幾何仿真，物理（本構(gòu)）仿真，受力仿真和過程仿真的原則，是離散元法研究領(lǐng)域的首要工作。 塊體理論由石根華（1977）提出并在美與Goodman合作完善起來的，應(yīng)用幾何學(xué)、拓?fù)鋵W(xué)碎裂結(jié)構(gòu)巖體。近些年，塊體理論在巖體工程中應(yīng)用十分廣泛，E. Hoek等（1998）應(yīng)用塊體理論開發(fā)了用于地下開挖工程的分析程序—Unwedge；2001年Rocscience公司推出了Swedge4.0，該軟件可以用來計算邊墻塊體的體積及穩(wěn)定系數(shù)。汪衛(wèi)明、陳勝宏（1998）在矢體概念的基礎(chǔ)上開發(fā)出三維巖石塊體系統(tǒng)的自動識別方法，該方法能夠有效解決包含不規(guī)則地形面和非貫通結(jié)構(gòu)面等情況下的復(fù)雜塊體的識別問題；盧波、陳劍平等通過應(yīng)用隨機不連續(xù)面三維網(wǎng)絡(luò)模擬技術(shù)對復(fù)雜有限塊體的自動搜索及確定其空間幾何形態(tài)，并提出了“有形即是有限”的分析方法；張子新等把分形幾何與塊體理論相結(jié)合，提出分形塊體理論，建立分形塊體理論赤平解析法，并把隨機概率模型引入分形塊體理論，研究了三峽高邊坡關(guān)鍵分形塊體的滑落概率和分形塊體的大小及其分布密度；張子新等將赤平投影圖解析化，提出了塊體理論的赤平投影解析法，并應(yīng)用該法分析了某礦卷揚機硐室的穩(wěn)定性；趙文把概率理論引入節(jié)理跡長分布的研究之中，推導(dǎo)了多組節(jié)理切割巖體形成關(guān)鍵塊體概率的計算公式，從而使原來的一些關(guān)鍵塊體轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定塊體，減少了關(guān)鍵塊的數(shù)量。

近年來，石根華又將塊體理論進一步發(fā)展，1993年由石根華提出的塊體系統(tǒng)不連續(xù)變形數(shù)值分析新方法，簡稱為DDA方法，該方法是求解塊體系統(tǒng)連續(xù)變形、大變形和大位移數(shù)值分析方法，塊體的形狀可以是任意的凸凹多邊形，塊體間也不一定要求角點接觸。國內(nèi)已研制了二維DDA程序軟件，并與日本九州大學(xué)環(huán)境地盤工學(xué)研究中心合作將三維塊體分析方法應(yīng)用于三峽船閘高邊坡的巖體穩(wěn)定分析，并對船閘開挖施工過程及其支護效果的數(shù)值模擬，繪制了各開挖步序的巖體變形等值線圖。

四、巖體結(jié)構(gòu)控制論的工程應(yīng)用

隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展和大型建設(shè)項目的實施，涉及到大量的地下工程建設(shè)項目，如采礦巷道、道路隧道、水電工程的地下洞室等。地下工程的一項主要研究工作就是分析圍巖應(yīng)力重分布特點以及變形破壞規(guī)律，這些都要受到巖體結(jié)構(gòu)的控制。例如：康立勛通過研究塊狀結(jié)構(gòu)巖體中自重應(yīng)力傳播的法則，得到了巖體的應(yīng)力大小受巖塊數(shù)量以及巖塊幾何參數(shù)控制的結(jié)論，并將研究結(jié)果用于計算煤炭地下采場頂結(jié)構(gòu)載荷。隧道工程中巖爆和巖體結(jié)構(gòu)關(guān)系密切，完整性好的巖體易發(fā)生巖爆，當(dāng)節(jié)理裂隙發(fā)育到一定程度一般不會發(fā)生巖爆；巖層的層厚狀態(tài)及層面與洞室的空間組合關(guān)系與巖爆有重要的關(guān)系；優(yōu)勢節(jié)理組與最大主應(yīng)力的夾角大小也與巖爆緊密相關(guān)。

上面提到了巖質(zhì)邊坡變形破壞形式主要受控于巖體的巖性和結(jié)構(gòu)特性。如：河西走廊金川露天礦上盤西區(qū)邊坡變形破壞、烏江雞冠山崩破壞和清江水布埡水利樞紐馬崖高邊坡等屬于傾倒破壞；因此，分析巖體穩(wěn)定性時，應(yīng)根據(jù)巖體的巖性、巖體結(jié)構(gòu)特性等對邊坡進行分區(qū)，分析各區(qū)巖體力學(xué)機制和變形破壞機制，再結(jié)合邊坡開挖各項參數(shù)計算邊坡穩(wěn)定性。

一般計算地基沉降變形時，把地基巖體當(dāng)作各向同性介質(zhì)，未考慮結(jié)構(gòu)面的影響。其實，當(dāng)巖體中的節(jié)理裂隙發(fā)育程度及方位滿足某種條件時，則地基的滑移變形將受其中的優(yōu)勢結(jié)構(gòu)面控制。如：章楊松等對潤揚大橋節(jié)理化巖體，運用優(yōu)勢結(jié)構(gòu)面理論，分析確定了影響和控制巖體地基沉降變形的優(yōu)勢結(jié)構(gòu)面組合，提出了“優(yōu)勢結(jié)構(gòu)面模型”與“遍有節(jié)理單元模型”數(shù)值分析確定巖體地基沉降變形的聯(lián)合算法。遍有節(jié)理單元模型是考慮遍布巖體中的節(jié)理對巖體的受力和變形的影響的數(shù)值分析方法計算時輸入了眾多組結(jié)構(gòu)面的參數(shù)，而考慮優(yōu)勢面時只輸入兩組左右優(yōu)勢面的參數(shù)，次要的結(jié)構(gòu)面則忽略之。在相同力條件下，考慮優(yōu)勢結(jié)構(gòu)面影響時，計算的地基變形大于不考慮優(yōu)勢結(jié)構(gòu)面影響時計算的地基變形，說明優(yōu)勢結(jié)構(gòu)面對地基的變形有明顯的影響，因而也將影響地基的承載力。

五、結(jié)論

本文從巖體工程地質(zhì)模型、結(jié)構(gòu)力學(xué)模型、分析方法和工程應(yīng)用這四個方面總結(jié)了巖體結(jié)構(gòu)控制論的研究和應(yīng)用現(xiàn)狀。根據(jù)巖體的巖性特征、結(jié)構(gòu)面發(fā)育情況、巖體的地應(yīng)力、地下水條件等建立巖體的工程地質(zhì)模型，并將巖體劃分為四種力學(xué)模型，分析巖體結(jié)構(gòu)控制下的變形破壞機制。介紹了目前用于不連續(xù)巖體結(jié)構(gòu)計算的方法。對巖體結(jié)構(gòu)控制論在地下工程、邊坡工程、庫岸工程和地基基礎(chǔ)中的應(yīng)用作了簡單介紹。

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第9篇：工程地質(zhì)學(xué)的研究方法范文

[關(guān)鍵詞]工程地質(zhì) 水利水電工程 應(yīng)用

[中圖分類號] P642 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X（2014）-3-281-2

工程地質(zhì)的目的是查明各類工程場區(qū)的地質(zhì)條件，對場區(qū)及其有關(guān)的各種地質(zhì)問題進行綜合評價，并分析、預(yù)測在工程建筑作用下，地質(zhì)條件可能出現(xiàn)的變化和作用，進而選擇最優(yōu)場地，并提出解決不良地質(zhì)問題的工程措施，為保證工程的合理設(shè)計、順利施工及正常使用提供了可靠的科學(xué)依據(jù)。三峽、二灘、溪洛渡、小灣等水電站的建立都是其在水利水電工程中的成功應(yīng)用實例。

1水利水電工程中工程地質(zhì)的重要性

工程地質(zhì)學(xué)是一門應(yīng)用地質(zhì)學(xué)的原理為工程應(yīng)用服務(wù)的學(xué)科，主要研究內(nèi)容涉及地質(zhì)災(zāi)害，巖石與第四紀(jì)沉積物巖體穩(wěn)定性地震等。工程地質(zhì)學(xué)廣泛應(yīng)用于工程規(guī)劃、勘察、設(shè)計、施工與維護等各個階段。

在水利水電工程的建設(shè)過程中，工程地質(zhì)有著重要的作用，大量的實踐都指出建設(shè)之前重視地質(zhì)工作，即在水利水電工程建設(shè)前對建設(shè)區(qū)域進行仔細(xì)的調(diào)差研究，從而掌握所在地區(qū)地質(zhì)條件規(guī)律性，是成功建設(shè)水電工程的重要保障。也有一些地區(qū)通過對工程地質(zhì)的應(yīng)用，將當(dāng)?shù)氐牟涣紬l件變?yōu)橛幸鏃l件――利用石灰?guī)r溶洞的分布發(fā)育規(guī)律，建成了經(jīng)濟、安全，既能蓄水灌溉又能發(fā)電的地下水庫。

相對地，也有一些水利水電建設(shè)工程并沒有對地質(zhì)工作形成足夠的重視，以致于在后期甚至在建設(shè)過程中出現(xiàn)問題的概率都很大，其中比較著名的例子就是意大利的瓦伊昂拱壩，由于在建設(shè)工程中對工程地質(zhì)人員的多次建議置之不理，在1963年發(fā)生了巨大規(guī)模的滑動崩塌，1.5億立方米的庫容瞬間被填滿，庫水漫壩，造成3000多人遇難。

由此便可看出工程地質(zhì)不僅能對場區(qū)及其有關(guān)的各種地質(zhì)問題進行綜合評價，進而選擇最優(yōu)場地，并提出解決不良地質(zhì)問題的工程措施；還能為保證工程的合理設(shè)計、順利施工及正常使用提供可靠的科學(xué)依據(jù)。

2水利水電工程地質(zhì)勘察的特點和方法

2.1水利水電工程地質(zhì)勘查的特點

水利水電工程地質(zhì)勘查具有實踐性與經(jīng)驗性、非凡性與復(fù)雜性、工程地質(zhì)問題的長期性與隱伏性等主要特點。

2.2水利水電工程地質(zhì)勘查的方法

（1）工程地質(zhì)測繪：工程地質(zhì)測繪是水利水電工程地質(zhì)勘查中的基礎(chǔ)工作，要求地質(zhì)人員在工程設(shè)計之前要詳細(xì)查明計劃建筑區(qū)域的地質(zhì)條件及其空間分布規(guī)律，并將測繪結(jié)果反映在地形底圖上，為設(shè)計部門的工程地質(zhì)預(yù)測提供基礎(chǔ)條件。

（2）工程地質(zhì)勘探：工程地質(zhì)勘探工作貫穿于整個水利水電工程的建設(shè)。從地表的研究到地下的研究，從定性的評價到定量的評價，都能應(yīng)用到勘探工作。水利水電工程的地質(zhì)勘探種類主要包括物探、鉆探和坑探等。

（3）工程地質(zhì)野外試驗：野外試驗作為水利水電工程地質(zhì)勘查中一項常用的、重要的勘查方法，是獲得水利水電工程的工程地質(zhì)問題定量評價和施工所需參數(shù)的重要手段。水利水電工程的工程地質(zhì)野外試驗包括鉆孔壓水試驗、灌漿試驗和荷載試驗觸探試驗等。而工程地質(zhì)野外試驗的水平主要決定于試驗設(shè)備和儀器的發(fā)展。

（4）3S技術(shù)應(yīng)用：3S技術(shù)指的是全球定位系統(tǒng)、遙感技術(shù)和地理信息系統(tǒng)，即GPS、RS和GIS三大技術(shù)系統(tǒng)的集成和總稱。其中遙感技術(shù)負(fù)責(zé)提供主要的遙感信息，是3S技術(shù)的基礎(chǔ)。而GPS技術(shù)和GIS技術(shù)則分別用于對于遙感信息的準(zhǔn)確定位和為獲取的遙感信息提供輔助信息及專家思維，進而對所提取的信息進行管理、分析和制圖的工作。最近幾年間我國的很多大型水利水電工程的工程地質(zhì)工作都是采用了這種技術(shù)，并取得了滿意的效果。

3水利水電工程存在的工程地質(zhì)問題和條件

3.1水利水電工程建設(shè)中存在的工程地質(zhì)問題

由于在水利水電工程的建設(shè)過程中會造成原有地質(zhì)環(huán)境的改變，因此就可能會發(fā)生諸如斜坡滑動、斜坡崩塌、泥石流、洞室圍巖坍塌、溶洞、地質(zhì)缺陷等各種工程地質(zhì)問題。

3.2庫區(qū)工程地質(zhì)問題

水庫在蓄水后，水位會上升，水深加大而流速減緩，在靠近壩體的一帶的水會形成一個近似的靜水體，而這種廣闊人工湖的形成會給水庫區(qū)域周邊地帶的地質(zhì)環(huán)境帶來一定程度的影響，庫區(qū)很可能會發(fā)生滲漏、淤積、浸沒、坍岸，甚至可能會誘發(fā)地震。

3.3水利水電工程地質(zhì)條件

水利水電工程地質(zhì)問題的發(fā)生與建設(shè)區(qū)域的自然條件和環(huán)境有著脫不開的關(guān)系，其形成、發(fā)展、變化情況都是自然地質(zhì)條件對于工程建設(shè)活動的反饋。而這種對工程建筑物的設(shè)計規(guī)劃、施工和使用都有著不同程度影響的地質(zhì)條件就是所謂的工程地質(zhì)條件。地質(zhì)條件主要包括地形地貌、地層巖性、物理地質(zhì)現(xiàn)象、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)特征等。

4水利水電工程中典型工程地質(zhì)問題形成條件及對策

4.1斜坡滑動

斜坡滑動是由于原有的斜坡結(jié)構(gòu)被破壞或者斜坡外部載荷大于其承受能力而產(chǎn)生的。為了防止斜坡滑動可以采取以下幾種措施：排水、消坡、抗滑樁、抗滑擋土墻、預(yù)應(yīng)力鋼索錨固措施、焙燒法、灌漿法、砂井砂樁加固法等。

4.2斜坡崩塌

斜坡崩塌的原因主要來自坡度在55到75度之間，表面凹凸不平的山坡上，與巖石的性質(zhì)和節(jié)理程度、地質(zhì)構(gòu)造有關(guān)。針對斜坡崩塌的防止措施有：爆破或打楔、灌漿、坡面噴漿、調(diào)整地表水流、鋪砌覆蓋等。

4.3泥石流

泥石流的形成條件有很多，其中應(yīng)滿足流域內(nèi)有足夠的、并能隨時對泥石流進行補充的固體物質(zhì)，要有較大的溝床縱坡和陡峭的地形，流域的中上游也要有能充分進行補給的水源。對于泥石流的防治要將重點放在“防”上，并兼設(shè)工程措施?？梢圆捎玫姆婪洞胧┯蓄A(yù)防、攔截和排導(dǎo)。其中預(yù)防指的是在上游匯水區(qū)域，做好水土保持工作，調(diào)整地表徑流，對岸堤進行加固；攔截指的是在中游流通區(qū)設(shè)置攔截物；排導(dǎo)則是在泥石流下游設(shè)置排導(dǎo)的設(shè)施使泥石流能被順利排出。

4.4水庫地震

水庫地震指的是由水庫蓄水后誘發(fā)的地震，其發(fā)生條件有：地質(zhì)條件、激發(fā)條件。激發(fā)條件包含直接效應(yīng)和間接效應(yīng)。水庫地震一般都在3級左右，震級較小，振源較淺。防治方面可以盡量減少其地質(zhì)條件方面的破壞，并采用有效的方法預(yù)測水庫地震的發(fā)生級別和頻率，做好應(yīng)急預(yù)案等。

5結(jié)語

水利水電工程的建設(shè)基于地質(zhì)環(huán)境，而地質(zhì)環(huán)境在一定程度上可能會影響到水利水電工程建筑的正常使用甚至是其安全穩(wěn)定性。因此，在對水利水電工程的建設(shè)中必須明確工程地質(zhì)的重要性，并通過對工程地質(zhì)的應(yīng)用，保障水利水電工程的安全長久性，且做到地質(zhì)資源的有效合理利用。