□ 钟 和
半年多世纪以来，中国的工程地质学的发展取得了长足的进步。伴随新型工业化与全面建设小康社会的历史进程，资源能源开发、交通运输、工农业基础设施和城镇化建设高潮迭起。其理论创新有着深刻的区域特色和全球意义，自主地解决了大规模工程建设所遇到的复杂地质问题，保证了工程建筑及其环境的安全，为中国的现代化作出了重要贡献。 理论研究使中国工程地质学达到新高度
中国工程地质学家早在20世纪60年代初，就提出了“以工程地质条件研究为基础，以工程地质问题分析为核心，以工程地质评价为目的，以工程地质勘察为手段”的工程地质研究框架，为中国工程地质学理论、方法与技术体系的创立与发展奠定了牢固的基础。
面对工程建设中经常遇到裂隙岩体的棘手问题，工程地质学家以地质力学的理论、方法为基础，认识区域地质构造背景，从岩性地层入手揭示不同地质建造的工程地质特性，寻求对区域地质环境形成、演化过程的理解；与岩体力学研究相结合，探寻岩体的力学特性及其在自然和工程作用下的变形破坏机理；综合工程设计、施工意图进行了有效的工程地质评价。在这个研究过程中，提出了岩体结构的概念，系统地研究了岩体的结构及其分类、力学效应、质量评价和工程岩体稳定性，确立了工程地质力学的理论体系。
长期以来，工程地质学家以保证工程及其周围环境和经济安全为目的，以地质环境背景调查、监测、试验、理论分析和数值分析研究相结合的方法，在形成条件、发展演化过程及其致灾机理分析的基础上，提出对工程危害的方式、大小及其防治对策和具体工程措施。一方面不断深化对地基稳定性、边坡稳定性和地下洞室围岩稳定性等工程地质学主体内容的研究。另一方面从地质灾害（或地质环境）角度对地震、滑坡、泥石流、岩溶塌陷、地面沉降和地裂缝等灾害过程的研究，不断取得丰硕的成果。定义了晚更新世或距今10万~12万年以来有过活动的断层为工程活动断层，规范了工程活动断层的划分标准；活动断层的工程评价由确定性方法发展到概率性方法和确定性方法并存，实现定量评价其地震危险性及对工程的危害程度；同时有效地开展了地震效应和工程安全性对策研究。
工程地质技术和方法为工程地质勘测研究提供保障
在工程地质勘测研究中，从地质分析到地质、力学和工程技术的结合直至现代数理力学和非线性科学理论的引入与应用，从认识工程地质过程到评价预测并发展到对过程的控制，从为工程寻求适宜建筑场所到寻求适宜场所和营造适宜建筑场所与优化人工自然。
工程地质方法、技术在不断地适应科学技术进步而迅速发展，特别是工程地质测绘制图、勘测技术与方法、岩土力学测试技术与方法、工程岩土体变形监测技术与方法、模型试验技术与方法、数值分析与数值模拟、施工超前预测预报技术与方法、岩土体变形过程调控与加固技术等各个方面都得到适应性的发展。诸如：斜孔和水平钻孔的钻探与取样技术、小口径钻探、大口径钻探、钻孔电视、测井技术、声波测试与声发射技术；基于地球物理勘探原理的岩体结构精细探测与三维成像技术；现场静动力触探和软基勘探技术；室内外岩石力学试验特别是流变试验；三维模型试验技术；基于作图表达岩体结构面的空间分布与块体稳定性分析方法；位移监测与位移反分析方法；在工程岩土体稳定性分析中，有限单元法、边界元法及杂交元法的应用，已发展到各种粘弹性、弹塑性和粘弹塑性数值法以及损伤断裂、损伤蠕变等各种模型研究，应用了离散元法、流形元法、界面元法、不连续位移法等计算方法。
在工程地质体中，采用有效的控制技术，经过反馈调节，适时地控制岩体变形，调整岩体强度，改善岩体应力状态，维护与改善环境稳定性，使其工程能力得到充分发挥，从而获得工程建筑与环境的最佳效益。目前，工程地质学与岩土力学和工程建筑科学技术已经紧密结合，应用系统理论和控制论，形成了针对施工超前预报、监测、控制的一系列技术与方法。
半个多世纪来成就一系列重大工程
真正能够体味到中国工程地质学的成就是半个多世纪来所成就的一系列重大工程。从治淮水利工程、武汉长江大桥、宝成铁路、成昆铁路、大冶矿山、金川矿山到龙羊峡水电站、二滩水电站、大亚湾核电站、京九铁路、沪宁高速公路、浦东机场、兖州煤矿、上海金贸大厦乃至三峡水利枢纽、青藏铁路等等，数以千计的时代工程蕴涵着工程地质工作者为之艰辛的劳动与贡献，只有走向自然，踏进建设工地，步入绚丽多姿的工程建筑去体味去解读。
可以说，我国已建成的8万余座水电站，近8万公里铁路和百万公里的公路、200余座金属矿山、500余座大型煤矿、600余座城市的建设发展及不计其数的工业与民用建筑都留下了工程地质工作者的辛勤与智慧。也正是丰富的工程实践，促进了中国工程地质学的飞速发展，形成了上述国内外有重要影响的理论建树。
通过众多实践，总结提出了滑坡的分类和分布规律、形成条件与主要作用因素、滑带的抗剪强度随滑坡过程变化规律，滑坡稳定性的判断方式，防治原则和有效措施。同时，不仅由点的研究和治理发展到点、线、面综合的主动预防与治理,而且形成了一套包括勘测技术、稳定性评价、监测预警和预报、治理技术体系；并在高速远程滑坡、特殊类型滑坡的成因机理和滑坡发生的空间、时间预测预报方面也取得进展。
中国复杂的地形地质条件，极大地推动了中国工程地质事业的发展。数以万计的水库电站建设，在工程地质勘测研究方面突出地解决了区域地壳稳定性分析评价、坝基可利用岩体及坝基坝肩抗滑稳定性勘察与评价、边坡稳定性分析评价、地下洞室稳定性分析评价、岩溶渗漏问题分析评价等科学技术难题。而电力工业的发展又为工程地质提供了更为宽阔的发展空间，解决软弱岩石地基、风化岩、岩溶和土洞、山洪泥石流、不均匀地基沉降、黄土湿陷、地震地质与破坏性地震影响等一系列问题，特别是首座大型核电工程大亚湾核电站、解决软土地基问题的外高桥电厂、置于湿陷性黄土区的蒲城电厂、填海造地的妈湾电厂和攻克胀缩黏土问题的小龙潭电厂等都是荣获全国优秀勘察奖的项目。 此外，工程地质学在软土地基与过湿黏土填筑问题突出的沪宁高速公路、陆岛连接的洋山港码头及其45公里长的跨海公路桥等公路工程；穿越湿陷性黄土、盐渍岩土、膨胀岩土、流动沙土及其潜在多种病害的西气东输等管道工程；软土地基、特殊土地基和高填方稳定性问题突出的机场工程；“滨海近岸，航务和离岸的海洋工程”；文物建筑保护等领域的工程地质勘测研究及相关工程建设与运行中都发挥了难以替代的作用。
中国工程地质学未来广阔的发展前景
亚洲大陆是地球上结构构造最为复杂的地区，由此也带来了中国工程地质环境的复杂性，为中国工程地质学的创新发展，提供了许多国家所不具备的发展空间。诸如青藏高原及其晚新生代强烈隆升，造就了高原本体与周边地区独特的地质环境；可溶岩广布，其地表景观和地下隐伏结构带来了一系列特有的工程地质问题；黄土拥有耐人寻味的地貌条件与工程地质特性；中国还是板块内部地震活动性强的国家，为地震工程地质学的发展提出了要求；地质演化过程造就了地质环境的复杂性、多样性，国家发展的强烈需求，构成了中国工程地质学发展的强劲驱动力。各个地质时代不同类型地层和各种火成岩构成了种类万千的岩土介质，漫长多期次的构造运动导致近地表结构和力学环境的复杂性；漫长的海岸线和岛屿岸线塑造了复杂的海床和海岸带工程地质环境；各类地貌单元和多种气候带又造就了复杂多样的地球表面环境等等。抓住独特的自然条件，必将使中国工程地质学出现持续创新而影响世界。
中国工程地质学的未来发展将呈现出以下趋势：
一是协调人与自然的关系这一工程地质工作的基本出发点得到进一步加强。在复杂地质环境中不断寻求适应自然的过程，协调人与自然的关系是工程地质工作的基本出发点。
二是以整体系统的观念认识工程建设和地质环境及其相互作用。工程地质学的研究从工程岩土体稳定性研究，向环境安全和灾害的非线性动力学过程的预测、调控方向拓展；从工程前期研究向施工、运行延伸；从解决个体工程问题，走向空间多尺度问题的相互耦合；基于工程活动强度的持续增大，导致对地球内外自然应力与多样化工程活动之间相互作用的复杂性、时效性和不确定性研究。
三是形成以不同时空尺度地质环境的自然演化和工程效应及其联合作用过程研究为重点，勘测、试验与理论分析、数值分析相统一的过程分析、过程调控的研究格局。观测、探测与试验、认识与理解、模拟与预测、调控成为新时代工程地质学的基本研究方法。
四是在复杂的岩土工程与地质环境系统中，不确定性极强，多学科、多源知识的融合是发展工程地质学的选择，多种技术的集成创新是认识地质环境特性、变形破坏机理、预测与调控的有效途径。
转自国土资源网 2009年11月16日
雷达卡
发表于 2011-1-6 12:07
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