2011年巖土工程師考試輔導(dǎo)之巖土地質(zhì)與巖土工程

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    1 工程地質(zhì)與巖土工程的區(qū)別
    工程地質(zhì)學(xué)(engineering geology)是研究與工程建設(shè)有關(guān)地質(zhì)問題的科學(xué)(張咸恭等著《中國工程地質(zhì)學(xué)》)。工程地質(zhì)學(xué)的應(yīng)用性很強(qiáng),各種工程的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行都要做工程地質(zhì)研究,才能使工程與地質(zhì)相互協(xié)調(diào),既保證工程的安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理、正常運(yùn)行,又保證地質(zhì)環(huán)境不因工程建設(shè)而惡化,造成對工程本身或地質(zhì)環(huán)境的危害。工程地質(zhì)學(xué)研究的內(nèi)容有:土體工程地質(zhì)研究、巖體工程地質(zhì)研究、工程動(dòng)力地質(zhì)作用與地質(zhì)災(zāi)害的研究、工程地質(zhì)勘察理論與技術(shù)方法的研究、區(qū)域工程地質(zhì)研究、環(huán)境工程地質(zhì)研究等。
    巖土工程(geotechnical engineering)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)(國家標(biāo)準(zhǔn)《巖土工程基本術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)》)。巖土工程的理論基礎(chǔ)主要是工程地質(zhì)學(xué)、巖石力學(xué)和土力學(xué);研究內(nèi)容涉及巖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(dǎo)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(shè)計(jì)、施工、檢測和監(jiān)測等等。
    由此可見,工程地質(zhì)是地質(zhì)學(xué)的一個(gè)分支,其本質(zhì)是一門應(yīng)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)專家(地質(zhì)師),側(cè)重于地質(zhì)現(xiàn)象、地質(zhì)成因和演化、地質(zhì)規(guī)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(jù)工程目標(biāo)和地質(zhì)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(shè)中的巖土技術(shù)問題。因此,無論學(xué)科領(lǐng)域、工作內(nèi)容、關(guān)心的問題,工程地質(zhì)與巖土工程的區(qū)別都是明顯的。近年來,許多工程地質(zhì)人員向巖土工程轉(zhuǎn)移,結(jié)構(gòu)出身的注意學(xué)習(xí)地質(zhì)知識,這是很好的現(xiàn)象,但這種現(xiàn)象不能說明工程地質(zhì)和巖土工程將 “合二而一”。
    2 工程地質(zhì)與巖土工程的關(guān)系
    雖然工程地質(zhì)與巖土工程屬地質(zhì)學(xué)和土木工程,但關(guān)系非常密切,這是不言而喻的。有人說:工程地質(zhì)是巖土工程的基礎(chǔ),巖土工程是工程地質(zhì)的延伸,是有一定道理的。
    工程地質(zhì)學(xué)的產(chǎn)生源于土木工程的需要,作為土木工程分支的巖土工程, 是以傳統(tǒng)的力學(xué)理論為基礎(chǔ)發(fā)展起來的。但單純的力學(xué)計(jì)算不能解決實(shí)際問題,從一開始就和工程地質(zhì)結(jié)下了不解之緣。試與結(jié)構(gòu)工程比較,結(jié)構(gòu)工程面臨的是混凝土、鋼材等人工制造的材料,材質(zhì)相對均勻,材料和結(jié)構(gòu)都是工程師自己選定或設(shè)計(jì)的,可控的。計(jì)算條件十分明確,因而建立在材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)基礎(chǔ)上的計(jì)算是可信的。
    綜合判斷的成敗,關(guān)鍵在于對地質(zhì)條件的判斷是否正確。既然巖土體是地質(zhì)歷史長期演化的產(chǎn)物,研究其規(guī)律性,對關(guān)鍵性的問題進(jìn)行預(yù)測和判斷,就只能靠工程地質(zhì)專家了。譬如要建造一條隧道,沒有工程地質(zhì)專家?guī)椭?,土木工程師只能“望山興嘆”。即使進(jìn)行了鉆探,面對一大串巖芯、土木工程師雖然能夠辨別哪一段硬,哪一段軟,哪一段完整,哪一段破碎,但難以建立整體概念,“只見樹木、不見森林”。
    而有經(jīng)驗(yàn)的工程地質(zhì)專家,通過地面地質(zhì)調(diào)查,就可大致判斷地下地質(zhì)構(gòu)造的輪廊,就可預(yù)測建造隧道時(shí)可能發(fā)生哪些工程地質(zhì)問題。再根據(jù)需要,采用物探、鉆探、洞探等手段,由粗而細(xì),由淺而深,構(gòu)造出工程地質(zhì)模型,明確哪些地段條件簡單,哪些地段條件復(fù)雜,哪些地段可能冒頂,哪些地段可能突水。沒有深厚的地質(zhì)基礎(chǔ),哪能識別斷層的存在,軟夾層的空間分布,哪能搞清結(jié)構(gòu)面的優(yōu)勢方向,地下水的賦存和運(yùn)動(dòng)規(guī)律, 哪能說清巖溶、膨脹巖,初始地應(yīng)力對工程的影響等等。可以說,在地質(zhì)條件復(fù)雜的地區(qū),離開了工程地質(zhì)專家將寸步難行。譬如醫(yī)療、工程地質(zhì)專家的任務(wù)是協(xié)助醫(yī)生對病情做出正確的診斷,并提出治療的建議。診斷是否正確是治療能否成功的關(guān)鍵,這是人所共知的。