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地质工程与地质学的区别精选(九篇)

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地质工程与地质学的区别

第1篇:地质工程与地质学的区别范文

关键词:水利水电工程;地质勘察;建筑岩土工程;勘察;比较;分析

水利水电工程和建筑岩土工程地质勘察存在一定的差别,本文从工程地质与岩土工程研究内容、水利水电与建筑行业的岩土/地质标准、以及地质勘察报告等方面详细的分析了两者地质勘察的不同,切实说明了二者地质勘察工作存在本质上的差别。

1 内容方面的对比

工程地质学指的是专门研究人类工程以及地质环境作用的一种科学,运用地质学,特别是构造地质学相关理论去处理工程地质问题[1]。这一学科主要的研究对象为工程和地质环境、地球和人之间的相互关系,以及因此而形成的地质问题。岩土工程指的是土木工程中有关岩、土处理、使用、改造等的科技,主要针对基础、洞室、边坡等进行研究,这三者的变动、稳定或者渗流就是岩土工程需要解决的基础性问题[2]。工程地质学所要研究的对象范围远远大于岩土工程。前者主要任务是帮助各项工程设计、规划、施工提供足够的地质资料参考,由此给予工程建设一定的地质保障。基于此,需要为工程建设选定地质较好的施工地址,对于地质具有一定问题的工程必须进行深入的分析并采取有力的措施加固地基,保障工程施工的顺利进行。与此同时,需要对工程建设所造成的地质问题,以及地质灾害对工程和附近环境产生的影响进行分析,同时采取相应的措施予以应对。岩土工程需要对岩土性状、力学行为、岩土体给工程造成的各方面影响,岩土体性状、人类生存环境的改造等展开研究。这两种在某种程度上是相似的。由此可知,工程地质包含在地质学内,属于地质学一个分支,从本质上讲它是一种应用类科学,发展相对成熟。岩土工程属于土木工程学的一个分支,从本质而言,属于工程技术的一种。岩土工程尚且处于发展阶段,其相应的含义、内容、范畴、理论、技术、风险都需要进行进一步创新和发展。工程地质工作相关人员为地质师,该项工作偏重于针对地质现象、地质规律、地质和工程二者的作用和联系的研究。利用工程地质勘察活动明确地质条件、寻找地质问题、选择适当的工程施工场地、分析工程建设对地质造成的相关影响。岩土工程工作人员为岩土师,注重怎样利用工程目标及其地质条件,建筑满足相关质量、安全要求的工程,有效处理工程建设面临的岩土问题。所以,在研究对象和内容方面,二者似乎存在着一定的相似之处,但是从本质上二者天壤之别。岩土工程可认定为工程地质学的分支,但是相反的,使用岩土工程表示工程地质就非常牵强。但是这些年来,工程地质学科的发展和创新面临非常重大的考验,工程地质学进行易名,更名为岩土工程学,工程地质勘察开始称作岩土工程勘察。

2 水利水电与建筑行业的岩土/地质标准的对比

2.1 建筑行业工程岩土标准

建筑行业工程岩土标准属于一项较大的地质标准体系,其中含有JGJ、CECS、GBJ等130多册,地方标准和国家标准分别为60和10册,大致占标准体系总册数的40%左右。这一标准体系具有下面几个特点:其一,应用范围较广,适用于市政建筑、工业建筑、民用建筑等。其二,标准规范全面,内容系统而广泛,含有地质勘察、工程设计、工程施工、工程竣工验收、工程质量监测[3]。其三,这一标准体系的编写人员主要有国家建设部下属的勘察院以及科研院等,编写水平先进、非常实用。但是工程岩土标准很多都和混凝土存在密切的联系。

2.2 水利水电工程岩土/地质标准

从数量规模上看,水利水电工程相关岩土标准和建筑工程相差较多,总计41本,但是国际规范共有9本,同时很多和工程岩土部分。相关标准具有下面几方面特征:其一,国内水利水电工程建设目前已经处于世界先进行列,比如三峡水利枢纽都是世界级工程。这些大型的工程建设必然会对地质和岩土提出极高的要求,在坝基坝体稳固性、变形、地下围岩等都提出全新的研究课题,由此水利水电工程需要及时的总结实践经验和科研成果,不断提升岩土标准的水平和先进性。其二,标准、技术应用最早。水利工程中最早使用土工合成材料,为了进一步推广和应用新技术,建立了一套较为完整的国际行业标准;最早在试验中引进标准,当前已经是各项工程勘察工作必须做的基础性的原位测试;最早使用菲迪克条款,这项条款而今已经成为国内进行工程建设一项基本的管理标准;在工程勘察中最早使用ASTM土分类标准,现在该项标准已经得到全面实行。其三,岩土分类、室内试验标准系统、具有很强的权威性[4]。其中含有工程岩土分级标准、试验方法标准等这些都对国内各个行业章程编制工作进行了全面、到位的指导。水利水电工程标准中含有更为细致的土木仪器检验规程、岩石试验规程等多项标准规范。其四,因为水利水电工程建设对于地质具有非特殊的要求,其配套的规程标准也具有一定的特色,比如,地质勘察、地质测绘、物探、坑探、压水抽水试验、施工地质勘察等。其五,现在江河的堤防工程已经成为了水利工程中的重点项目,为确保工程建设质量,我国已经具备了一套较为完整的工程地质勘察、工程施工规范等。建筑岩土标准体系庞大、数量多,但是如果工程建设场地地质条件简单,最后相关也就只有一个点。水利水电工程基本上都是建设在河谷或者峡谷的位置,工程一般都是一个枢纽,这一系统含有大坝、库区、水电站、水闸等多个项目。建筑工程勘察主要集中于地质质量、土的承载力、土的沉降、地下水、基础等,常常采用钻探的勘察方式,很少涉及到物探的方式。利用静探、钻探、等方式提供相应的标准值。水利工程的地质勘察工作非常复杂,通常涉及地质构造、地层岩性、地质条件、水库渗漏、库岸稳定、沉陷渗流、地基承载力、建筑材料等,勘察工作需要根据相应规范使用坑探、钻探、物探三种方法组织勘探活动。通过触探、钻探、岩体应力测试、高压压水、地下水动态观测、注水等工作,对工程地质进行充分全面的分析,进而提出相应的建议值。

3 地质勘察报告的编写方面的对比

从本质上分析,两项工程地质勘察报告存在很大的区别。在实现全面勘察之后,经由建设主管部门审查合格,形成一定的岩土工程勘察蟾妫各个地区就此编制详细的工程勘察报告编写标准,已经较为规范,很多工程都已经存在软件编写报告的情况,已经发展到半自动化程度。水利水电工程报告的编制仅有一项勘察资料内业管理规范,编制格式没有统一的标准,仅有简单的章节顺序。由于各个工程地区地质条件存在较大差别,分析论证时需要按照工程具体的情况进行文字章节,再使用一些简单的图片以及表格辅助说明等。我们从勘察报告中可以看出一个编写人员业务水平、工作态度、工作能力等;同时也充分体现了勘察报告校对人、技术工程师的态度;还可以通过工程地质图纸体现出制图者本身的专业水平。

4 结束语

综上,我们了解水利水电工程和建筑岩土工程地质勘察存在多方面的差别。在岩土/地质标准方面,水利水电工程的要求更加严格。关于地质勘察报告,水利水电工程没有具体标准的格式,而建筑岩土工程则相对规范、标准,且已经形成半机械化状态。

参考文献

[1]刘升泉,孙来旺.水利水电工程地质勘察与建筑岩土勘察之别[J]. 山西建筑,2007,18:76-77.

[2]刘凡熙.浅析水利水电工程中地质勘察问题[J].科技创新与应用,2014,27:199.

第2篇:地质工程与地质学的区别范文

基金项目:教育部新世纪优秀人才支持计划项目(ncet-11- 0406)

作者简介:荣冠( 1971- ),男,武汉大学水利水电学院副教授,博士,主要从事岩体稳定性研究及工程地质教学工作,(e-mail)rg_mail@163.com。

摘要:工程地质是水利类本科生的一门重要专业基础课,课程教学内容和环节丰富,难点较多,实践性强。如何在课堂教学和野外实践教学中有效提高教学质量是一个值得探讨的问题。文章详细分析了水利工程课程中的难点及教学中存在的问题,从课堂教学、实践教学、英文教学及课程考核等方面全面介绍了课程教学经验及改革探索。提出课堂教学应注重理论紧密联系工程实际,实践教学应注重培养学生动手技能和发现、分析、解决工程地质问题的能力,开展英文教学是培养国际人才的必然趋势,考核机制应全面反映学生的综合能力等观点。

关键词:工程地质; 水利专业; 教学研究; 理论教学; 实践教学

中图分类号:tv135;g642421文献标志码:a文章编号:10052909(2013)05011007工程地质是研究工程建设活动与自然地质环境相互作用和相互影响的一门地质科学,是以地学学科的理论为基础,应用数学与力学理论和工程技术及方法解决与工程规划、设计、施工和运营有关的地质问题[1]。工程地质课程是水利类本科专业的一门重要专业基础课程。水利水电工程建设是人类在认识自然的基础上改造自然并为经济建设服务的活动,进行水利水电工程建设首先必须了解自然环境和工程条件,而环境地质条件是与水利水电工程关系最密切、最重要的自然条件。

当前,中国工科高等教育人才培养主要目标是:培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才[2]。工程地质课程作为水利类专业中一门实践性强的课程在凸显人才培养目标方面,更加突出工程地质理论和实践教学的必要性与重要意义[3-4]。

工程地质课程的教学分为课堂理论教学部分与野外地质实习部分。课堂理论部分主要讲授矿物岩石、地质构造、地质作用、地下水、岩体工程特性,边坡、坝基、洞室围压稳定性评价,工程地质勘察等知识。野外地质实习部分主要进行岩石及地质构造认识,风化、卸荷及河流地质作用研究,地下水及其作用研究,水利枢纽工程地质条件与问题分析评价等。

由于工程地质课程涉及的相关课程较多(矿物学、岩石学、构造地质学、地史学、地貌学、水文地质学、材料力学、岩石力学、土力学等),且这些课程多为地质专业课程。同时,工程地质课程实践性很强,但学生又缺乏实践经验和实践机会。因此,在有限的理论教学和实践教学时间内,如何合理安排教学环节,使学生扎实掌握工程地质相关概念及基本原理,并使学生初步具备分析工程地质条件及解决工程地质问题的能力,是一个很值得探讨的问题。根据笔者多年从事工程地质教学的经验,针对水利类本科专业工程地质教学,首先介绍学校工程地质课程的设置,然后分析课程教学的重点及难点,再从课堂教学、实践教学、英文教学、考核方式4个部分探讨理论与实践教学的改革思路,以期在提高教学效果、培养学生分析工程地质条件和解决工程地质问题能力方面有所收获。

一、水利类工程地质课程介绍

(一)水利工程地质课程设置

武汉大学水利水电学院最早可追溯至1928年创建的国立武汉大学工学院土木系水利组,学院现已成为国内水利水电高级人才培养的摇篮和科学研究的重要基地。一直以来,工程地质课程为水利各专业(农田水利、水电工程、河流泥沙、水文水资源)的重要专业基础课程。工程地质课一般在第五学期或第六学期开设,包括48 学时课堂教学和1 周的野外实习。课堂教材主要使用天津大学主编的《水利工程地质》(第四版)[1],实验及野外实习采用武汉大学编写出版的实习教材[5]。

(二)水利工程地质课程内容

水利工程地质主要是研究水利水电工程建设中的工程地质问题。主要内容包括岩石及其工程性质,地质构造及区域稳定性,地表水流的地质作用及河谷地貌,地下水、岩溶及库坝区渗漏地质条件分析,岩体工程特性,坝基、边坡及洞室围岩稳定性分析,水利水电工程地质勘察等。

高等建筑教育2013年第22卷第5期

荣冠,等水利类专业工程地质课程教学研究与改革探索

课程的教学分为课堂教学与实践教

两部分。课堂教学主要讲授地质学基础知识和水利三大类岩体(边坡、坝基及洞室围岩)稳定性分析基本理论。通过课堂教学力求使学生掌握工程地质学基本概念、工程地质分析基本原理和岩体稳定性评价基本方法。实践教学通过野外现场典型岩体、地质构造、地质作用等的直接观察和分析来增强感性认识、理解并深化工程地质理论知识,使学生初步具备分析工程地质条件和解决工程地质问题的能力。水利类工程地质课程教学基本内容可总结为地质学基础知识和岩体稳定性分析两方面,核心主线则是工程地质条件及工程地质问题的分析研究。课程室内外教学均是围绕该主线开展的。

二、水利工程地质课程中的难点及问题

(一)工程地质相关概念不易理解和掌握

对于水利专业的学生来说,工程地质课是他们第一次接触地质学知识。多数学生,尤其是来自平原地区的学生,缺少对地质现象的感性认识,这使他们更不易理解相关地质现象和地质作用。水利工程地质课程的开始部分主要讲述地质学基本概念,包括矿物和岩石的成因、成分及分类,内外力地质作用概念,产状、节理、断层、褶皱等地质构造,地层地史,地质图分析,区域稳定等。这些内容涉及矿物学、岩石学、地层古生物学、构造地质学等知识。这些概念和相关课程知识对于初学者来说完全是陌生的。例如:在分析沉积岩的石英砂岩与变质岩的石英岩区别时,一般学生很难从沉积作用和变质作用的成因角度深刻理解其矿物结晶程度、颗粒大小、矿物纯度、孔隙率等方面的差异。在现场分析褶皱构造时,不少学生容易把现代地形与褶皱形态混为一谈。实际上起伏的山脊为背斜,剥蚀的山谷为向斜往往是不对的,反过来,背斜核部易形成河谷低地,向斜核部则可能形成山脊。准确定位褶皱应根据现场垂直岩层走向观察结果,若有岩层按新老次序有规律地对称出现时,则可肯定有褶皱。然后根据岩层新老组合关系的分析确定褶皱的基本类型(背斜或向斜),进一步依据两翼岩层产状、轴面产状以及地层层序判断褶皱的剖面类型和平面类型。但现场地层及其年代的划分,对于水利专业初学者而言是难以掌握的,况且岩层的产状及地层的划分往往又具有隐蔽性,因此,地质学基础概念往往是水利工程地质课程开始阶段学习的难点。(二)工程地质条件难以全面和深刻理解

工程地质条件指的是与工程建设有关的地质因素的综合,是自然历史发展演变的产物。对大型水利工程而言主要包括地形地貌、地层岩性、地质构造、水文地质条件、物理地质现象(滑坡、崩塌、泥石流、风化、卸荷、侵蚀、岩溶、地震等)及天然建筑材料等6个方面。工程地质条件直接影响工程建筑物的安全、经济和运营管理。兴建大型水利水电工程,首先都要查明枢纽及库区的工程地质条件。不同地区的地质环境差异及水工建筑物类型的不同,对水利工程的影响也不同。教学中发现,学生对工程地质条件的复杂性认识不足,难以全面理解工程地质条件的内涵,这样自然导致对工程地质问题的把握不准。例如:西南水电工程主要集中在川、藏、滇、青等省区河流的深切河谷地区。该区域的自然地质环境十分复杂,相应地在此建高坝大库的工程地质条件也十分复杂。深切河谷往往首选高拱坝方案,此时地形地貌就是关键的地质条件,将直接影响工程高边坡的稳定与安全,同时影响并制约水工建筑物的布置、施工安排等。在西南深切河谷且为深覆盖层坝区,从坝基防渗及挡水建筑物安全的角度考虑多采用当地材料坝型,坝体防渗多为混凝土面板而非粘土心墙方案,这主要就是从天然建筑材料经济合理的角度考虑。

(三)对工程地质问题缺乏认识和实践经验

工程地质问题指的是工程地质条件与工程建筑物之间存在的矛盾或问题。对大型水利工程而言主要包括坝基和坝肩抗滑稳定问题,坝基渗漏和渗透稳定问题,边坡稳定性问题,地下洞室围岩稳定性问题,水库渗漏、水库淤积、库周浸没、库岸再造,水库诱发地震等问题。工程地质学简单说就是分析工程地质条件,解决工程地质问题。因此,工程地质问题是课程的最终落脚点。不同水工建筑物由于对场地条件要求存在差别,其相应的工程地质问题也存在差异。实际工程中,全面揭示工程地质问题是有难度的,尤其是深层隐伏的地质问题,更是从浅表很难观察确认。目前对水利专业,工程地质课程一般在水工建筑物等专业课之前开设,许多学生对水工建筑物知之甚少,对水工建筑及枢

纽区可能会出现哪些地质问题更是难知一二。

例如:对水利工程三大坝型工程地质问题的分析。土石坝主要由粘土、碎石、块石等散体堆积而成,坝体允许产生较大的变形,它对坝基工程地质的要求较低,可以在软基和工程地质条件复杂的坝基上兴建。由于坝基河床地质条件多变,易出现过大沉降引起坝体裂缝、坝基渗漏和渗透变形问题,以及粉细沙层震动液化等问题。重力坝主要依靠坝身自重与地基间摩阻力来保持稳定。重力坝对坝基要求高,一般要求修在弱风化下部的岩基上。该类坝型最主要的问题就是过大变形或不均匀变形导致坝体裂开,软弱结构面组合形成深层滑移块体。拱坝主要通过拱作用传递荷载到坝肩,所以拱坝对两岸岩体的要求较高,而对河床坝基岩体要求相对要低。两岸拱座岩体应新鲜完整、无大断层,狭窄对称的“v”字形河谷是首选地形条件。此时应特别关注顺河向软弱结构面切割形成的滑移块体。由于学生在这一阶段对水工建筑物不熟悉,同时缺乏对三大坝型的现场感性认识,导致他们较难在合理评价相应工程地质条件的基础上深入分析潜在的工程地质问题。

(四)工程地质分析方法不易理解和熟练运用

由于工程岩体结构特征及力学特性的复杂性和不确定性,针对岩体变形与稳定性的工程地质分析方法主要是定性与定量结合,总体上是半经验半理论性的。针对实际工程,在较大程度上是以现场经验为前提,然后通过工程地质定性分析结合定量计算综合确定。工程地质的分析方法主要有工程地质类比法、图表法、室内外实验方法、力学模型定量计算法等。各方法都有一定条件和适用范围,即存在各自的优缺点。实际应用中宜将几种方法结合,互相补充。针对不同的工程地质问题,刚学习课程的学生对怎样合理选择分析方法缺乏经验,熟练掌握困难更大。

现以岩质高边坡稳定性评价为例,简要讨论工程边坡稳定性评价的基本思路。总体上边坡稳定性的影响因素包括地形地貌、岩体结构、地质构造、风化卸荷、水的作用、地震及构造运动和人类工程活动等。首先从经验上判断其稳定性主要从坡形坡高、岩体强度、坡体结构等直观判断,此时工程地质定性方法(如赤平投影)就是较好的方法。对于边坡浅表的变形及破坏情况,则主要考虑岩体的风化和卸荷程度,及其卸荷裂隙等的组合情况。对于边坡的整体及长期稳定性,则需通过详细的地质勘探,确定潜在的破坏模式和滑移边界,采用如三维极限平衡方法、有限元应力应变方法等计算其变形和稳定性。边坡变形模式及边界、结构面和岩体力学参数的确定是关键,同时还应合理考虑地下水及地震等因素的影响。所以对岩石边坡采用工程地质方法合理评价其稳定性是一项较复杂的工作,对于初学者来说是不易全面和熟练掌握的。

(五)工程地质实习和工程实践时间不足

工程地质教学来源于实践并回归于实践,其最鲜明的特点就是实践性强。教学实习和工程实践是巩固和加深地质理论知识的有效途径,是理论联系实际培养学生掌握科学方法和独立能力的重要渠道。地质实践教学的任务主要是让学生亲自接触各种真实的地质现象及工程问题,用已学到的理论知识观察分析现象,提出解决问题的方法与措施。例如:断层是工程地质学中的基本概念,但学生要理解断层的规模与工程特性、现场鉴别方法及其对工程的影响是较困难的。通过现场露头可以较直观地了解断层的三种形态类型及其基本特征,对较大规模的断层可引导学生从地形地貌不协调、地层的重复或缺失、伴生构造及构造岩、地表地下水的异常分布等方面来认识。在此基础上分析断层的级别、特征及其对工程的影响学生就容易理解和熟悉,然而由于教学时间及经费的限制,学生在实习和实践方面的机会相对较少。在有限的实习和实践时间内,如何合理安排教学实习路线及教学内容,让学生能够较好地掌握基本概念和原理,并初步具备分析和解决问题的能力,是目前水利工程地质实践教学中的一大难题。

三、水利工程地质课程改革探索

(一)课堂教学改革 1.突出重点分解难点

由于水利工程地质课程涉及较多概念和方法,同时关联较多课程,是一门综合性很强的课程。由于教学课时有限,要将所有内容都面面俱到地深入讲解,显然是不可取的。这就要求在讲授时有的放矢,合理安排教学内容,做到突出重点、解剖难点,始终把握地质学基本概念和岩体稳定评价两个主要内容,抓住工程地质条

和工程地质问题两条主线。这样可以使学生从较多的概念和方法中理清思路,把握课程主体框架。例如:在地质构造部分,阅读和分析平面地质图是重点,同时也是难点。平面地质图的阅读要求熟悉地层年代、产状、褶皱、断裂、地史等理论知识,同时需要结合具体工程分析不利条件及可能存在的问题。为此需要结合教学图件,详细分析褶皱、断裂等存在的依据,并讨论作为坝基或洞室的地质条件可能存在的不良地质问题。这样学生才能较快掌握地质图的分析方法及工程应用。

2. 理论联系实际

工程地质学的理论性较强,各种概念及分析方法较多。这些内容均源于地质作用和工程实践,在讲授课程时如只照本宣科,学生很难对一些抽象的概念及方法感兴趣,这样教与学的效果均较差。在教学过程中注重理论联系实际将是提高教学效果、提高学生学习兴趣的最好手段。例如:在讲授岩石和地质构造内容之后,学生对三大类岩石的特性及现场鉴别、具体的断层和褶皱构造的理解和分析仍是模糊的。笔者则以珞珈山为例,该地质体即为学生大学生活的环境,引导学生探寻珞珈山的岩石类型,以及是否存在断裂和褶皱。几乎所有学生都对此感兴趣,并乐于了解校园的地质情况。由此对珞珈山地层岩性进行介绍,在此基础上分析褶皱、逆断层及平移断层分布等。学生惊叹常在身边出露的岩石就是典型的石英砂岩,而校园内的樱花大道竟是一条逆断层。通过这个实例很好地将基本地质概念与周边的实际环境联系起来。

3. 传统与现代教学结合

水利工程地质课程内容较多、实践性强,而且课时有限,因此要求将传统教学与现代教学相结合,这样可以很好地发挥各自的优势。重要的概念及分析方法以黑板演绎并详细讲解,使学生的注意力集中,有利于学生对重点难点内容的深入理解和掌握。例如:在介绍层状岩层产状时,宜采用教学图件分步讲解,使学生切实理解走向、倾向、倾角的真实含义及实际意义。在讲解赤平投影原理时,则需按投影方法介绍点、线、面等的投影过程,使学生理解空间点、线、面与赤道平面投影的关系,这样结构面的空间产状与赤平投影图间的关系也就清楚了,后续运用其分析边坡稳定性也就简单易懂。水利工程地质课程涉及许多地质作用、地质现象及工程实例。此时多媒体演示则显示其优势,多媒体课件可提供大量信息,形象生动地展现自然现象及复杂事物,其效果是口头表达难以达到的,同时也可提高学生学习兴趣,节省讲解时间。课余时间鼓励学生通过国内外各种网络资源(特别是高校工程地质课教学资源)了解和学习相关工程地质知识,也可以用即时通讯方式解答学生的不同问题,利用现代网络资源最大限度地开展教学互动,让学生扎扎实实学好工程地质课程。

(二)实践教学改革

实践教学环节是保证和检验水利工程地质课程教学效果和质量的关键。要真正熟悉和掌握水利工程地质的知识及方法,各种不同类型的实习实践教学是必不可少的。以下从室内实验、校内现场教学及水利枢纽地质实习3个环节来介绍实践教学。

1.强化室内实验教学

武汉大学水利水电学院较早建成工程地质实验室。实验室主要有各种矿物、三大类岩石、古生物化石、构造模型、典型水利枢纽岩石、各种地质图件及影像资料。同时还配有偏光显微镜、gps 、电子罗盘、gis等设备和工具软件。目前实验室可以满足水利类专业本科教学要求。室内实验教学主要安排造岩矿物、岩浆岩、沉积岩及变质岩的认识。同时还讲授地质图阅读、罗盘及gps使用等教学内容。

以三大岩石的认识为例,这对于学生来说是难点,仅通过课堂讲解学生很难掌握岩石的特征和鉴别方法。在课堂讲授造岩矿物及三大岩类后,需要进行三大岩类认识的室内实验教学:学生按5人一组进行分组,每组学生提供三大类岩石标本各一盒。教师先复习岩石的成因、矿物组成、结构构造及分类等,然后以3种典型岩石为例分析矿物及结构特征,再分析其成因和类别。在此基础上让学生仔细观察各种岩石标本,由各组学生相互讨论以寻找鉴定矿物和岩石的规律和技巧。对学生的具体问题教师现场答疑,对相似矿物的鉴别、结构的理解等共性问题由教师总结分析。通过室内实验课教学环节基本可以使学生掌握常见岩石特征和鉴别方法,对后续现场实习具有重要意义。

2. 重视校内现场教学

武汉大学地处东湖之滨,校园内有珞珈山和狮子山,存在不少良

好的地质露头、各类地质构造较丰富。为配合基本地质理论知识讲授,笔者充分利用武汉大学校园内的珞珈山地区进行现场教学。该地区发育有志留系、泥盆系、石炭系、二叠系及第四系等沉积岩,地层呈有规律的东西向条带状分布,呈现节理、断层、褶皱等地质构造。武汉大学水利水电学院从20世纪50年代开始,在珞珈山地区安排校内地质现场教学,实习路线从北向南横跨珞珈山,要求学生现场观察珞珈山地区岩石岩性、产状、风化、卸荷、隐伏岩溶、地下水露头、节理、断层、褶皱等现象。通过现场地质调查,学生可以理解地层划分及年代概念,熟悉产状的概念及测量方法,节理、断层及褶皱的鉴别和分析方法,最后独立完成简要的珞珈山地质调查报告。通过该单元的校内现场地质教学,可以进一步深化学生对基础地质概念和理论理解,培养学生独立分析和解决问题的能力。

3. 完善野外地质实习

(1) 水利枢纽地质实习目的与安排。工程地质野外教学实习是课程教学实践的最重要环节,目的在于巩固课堂所学的理论知识,使理论与实践紧密结合。通过对水利枢纽区地层、岩性、地质构造、地下水及外动力地质作用等的调查研究,使学生初步掌握野外地质工作的一般方法,了解水利枢纽工程地质条件及主要工程地质问题,熟悉地质报告编写及地质图件绘制的方法。实习教学包括路线教学、专题调研、现场讨论、内业整理等环节。通过现场调查、专题问题讨论、面试考查、实习报告编写等过程,培养学生野外地质工作能力和分析解决工程地质问题的能力。 (2) 野外实习区域及路线的选择。良好的实习区域与路线是满足工程地质野外实践教学要求的基础。实习区域应选择岩石类型及地层较丰富,河流地貌及水文地质现象发育良好,具备地质构造发育和风化、卸荷及边坡变形等外动力地质作用发育的地带。同时应具备典型的水利枢纽工程以便进行水利水电专业工程问题的分析讨论。在此基础上根据地层岩性及地质构造、河流地貌与地下水、边坡变形及稳定性分析、水利枢纽地质条件及工程问题等选择4~5条典型路线作为教学单元。路线选择注意地质现象的典型性及易识别性等特点,同时注意地质现象与工程实践的密切联系。

以武汉大学为例,从20世纪50年代开始,陆续建立了陆水实习基地、丹江口实习基地、韶山灌区实习基地等。2010年三峡工程建成后,又建立了湖北秭归三峡库区实习基地,选择茅坪至链子崖(郭家坝)、高家溪、泗溪、副坝大坝及永船等线路进行教学。三峡库区具有大量典型意义的地质露头,同时能够结合具体的水利工程建筑物(如大坝、副坝、高边坡等)进行工程地质条件与问题的分析。主要路线地层出露及地质构造较为齐全,风化、卸荷等动力地质作用和河流地质作用,以及地下水、岩溶等地质现象均有出露,能够满足水利类专业野外工程地质实习的要求。

(3) 野外实习环节及质量控制。整个实习期间每个教学单元要求有明确的教学内容。总体上要求完成:①典型剖面地层野外观察和描述,包括岩性、接触关系、产状及测量、岩浆岩和沉积岩及变质岩小构造观察、风化作用、地形图的使用等。②河流地貌及水文地质调查,包括河流侵蚀、堆积,河床、河漫滩及阶地观察,河谷边坡卸荷及变形,潜水露头,岩溶水,岩溶地貌等。③边坡变形及稳定性分析,包括典型卸荷拉裂体、崩塌体、滑坡体的现场调查,变形及破坏特征,边界条件,稳定性影响因素及评价,变形破坏成因,工程防护及治理方案等。④水利枢纽教学单元,主要侧重水利枢纽主要建筑物的组成及功能,大坝、副坝、高边坡、水工隧洞等主要工程地质问题分析。⑤资料整理及报告编写,主要是对现场观察的内容进行分析整理,按要求编写实习报告。

野外地质实习以小组为单位进行,实习过程要求分工明确、团结合作,现场特别强调纪律和安全。实习成绩评定综合考虑思想表现、组织纪律、操作技能、野外纪录、面试讨论及实习报告等。

(三) 英文教学探索

1. 工程地质英文教学意义

英语教学或中英文双语教学是目前本科教学改革的重要内容。基于高等学校培养具有国际视野和国际竞争力、面向未来的新型高素质人才的要求,高校对主要课程实行英文教学十分必要[6]。随着中国基础建设及能源等领域大规模工程的开展,在相应学科进行学术和业务交流已是基本要求。水利行业早已走出国门,承接或合作国际科研和工程项目。这就

求学生不仅有较高专业造诣,而且需要具备较好的英文文献阅读能力、语言表达和交流能力。

2. 工程地质课程英文教学实施

(1) 选定英文教材。工程地质英语教学,首先应选择合适的英文原版教材。国外出版的工程地质书籍较多,但适合国内水利专业使用的工程地质英文教材较少。这主要是国外很少有专门针对水利类的工程地质教材,多数教材是针对工程地质专业编写的。考虑到初学及课时情况,笔者建议采用tony waltham编著的《foundations of engineering geology》 (third edition)[7],这本教材包括岩石、地质构造、物理地质作用、地下水、岩土力学特性、边坡、隧洞及采空区等,内容简洁,通俗易懂。其次,推荐f. g. bell编著的《engineering geology》(second edition)[8]作为主要参考书。这本教材内容较全面,包括岩石、地质构造、物理地质作用、地下水、岩土工程特性、地质勘查及洞室、边坡、坝基等内容。在工程地质英文教学过程,建议学生使用网络资源,国外知名大学有不少工程地质课程资料[9]可供参考,同时从《engineering geology》和《rock mechanics and rock engineering》等国际学术刊物学习有关论文及知识。由于专业需要,学生还需使用中文版的水利工程地质教材作为对照读物。

(2) 英文课件及教学。英语课堂教学主要采用多媒体方式,可提高讲授速度和效率。在制作英文教学ppt时,应尽量简洁明了、图文结合,英文一定要规范。对一些专业性强的知识(如专业术语)可适当加中文注释。授课语言主要为英语,对不易理解的内容可用中文解释。为了保证教学效率,要求学生课前进行适当预习。课堂上采取师生互动形式,提高学生英语表达能力。平时作业、小测验及期末考核均要求采用英文进行。授课教师自身英文必须熟练,首先是专业概念及术语的准确表达,其次是发音的准确。

(四) 课程考核方式

为更好开展工程地质教学工作,其中一个重要环节是课程考核。课程考核目的是考察学生掌握知识的情况及分析问题的能力,科学有效的考核方式可以充分发挥学生的主动性和能动性,从而提高教学效果和质量。目前水利工程地质课程包括室内教学和野外实习两个部分,一般是独立考核。其中室内教学部分主要考察地质基本知识及水利工程相关岩体稳定性评价方法的掌握情况,成绩主要由平时作业、课堂小测验、专题讨论及期末闭卷考试组成,要求学生以掌握地质知识和工程问题分析方法为主,鼓励平时交流讨论,避免考试突击的学习方式。野外实习考核主要考察学生基本技能的掌握情况,侧重考核问题的分析理解能力,从现场主动性、操作技能、综合分析、面试讨论、实习报告及组织纪律等方面综合评定。

文章总结笔者多年教学实践经验及课程改革探索供高校同行参考,以期在提高水利工程地质教学质量,提高学生学习积极性和培养学生创新能力方面发挥积极作用。

参考文献:

[1]崔冠英, 朱济祥. 水利工程地质[m]. 4版. 北京: 中国水利水电出版社, 2008[2]中华人民共和国教育部. 关于实施卓越工程师教育培养计划的若干意见(教高[2011]1号) [eb/ol].(2011-01-08).

[3]王哲, 陈东瑞, 张勇. 土木工程专业工程地质课程实践教学方法探讨[j]. 高等建筑教育, 2010,19(4): 125-127.

[4]程建军, 王海娟. 水利类本科专业工程地质课程教学探索[j]. 高等建筑教育, 2012, 21(3): 98-100.

[5]杨连生, 王涛, 李宏明. 水利水电工程地质实习指导书[m]. 北京: 中国水利水电出版社, 2008.

[6]黄雨, 卞国强, 叶为民. 土木工程专业工程地质学双语教学改革探讨[j]. 高等建筑教育, 2009, 18(2): 97-101.

[7]tony waltham. foundations of engineering geology[m]. third edition, spon press, 2009.

[8]f g bell. engineering geology[m]. second edition, butterworth-heinemann press, 2007.

[9]missouri university of science and technology courses[eb/ol]. http://web.mst.edu/~rogersda/

research and reform exploration on teaching methods of engineering

geology for water conservancy specialty

rong guan, zhou chuangbing, chen yifeng

(school of water resources and hydropower, wuhan uni

iversity, wuhan 430072, p. r. china)

abstract: engineering geology, with rich teaching content and strong practicality, is one of the fundamental courses for students majoring in water conservancy. it is worthy to be deeply discussed on how to effectively improve the quality of teaching in the classroom and the field geological practice. difficulties of the course and practical problems in teaching were analyzed in detail. meanwhile, teaching experience and reform exploration were comprehensively introduced from the point view of classroom teaching, practical teaching, bilingual teaching and course assessment, respectively. it is proposed that in classroom teaching, theory should be closely tied to the engineering practice. in practical teaching, the ability of students on how to discover, analyze and solve engineering geological problems should be emphasized. carrying out bilingual teaching is an inevitable trend to train international talent and students’ comprehensive ability should be fully disclosed in assessment system.

第3篇:地质工程与地质学的区别范文

关键词:水利工程;地质勘探技术;问题;分析

中图分类号:TV512 文献标识码:A

在我国的水利工程建设中,地质勘探技术相较于煤矿勘探技术工作有着很大区别,其中最显著的区别有两点。首先是水利工程的地质勘探技术在实施过程中更加复杂和烦琐;其次是水利工程的地质勘探技术需要更高端的勘探水平和技术。在确定水利工程建设过程中的地质能够进行开采,我们需要进行详细、严谨的水文地质科学实验。在我国重点扶植建设的工程项目中,其中较为重要的是水利工程建设,由于水利工程建设主要的支持力量来自国家,因此在水利工程责任方面主要考量的是国家责任,人民利益。在水利建设的过程中,我们不仅仅需要发展创新每一项科学技术,同时还要针对现场的施工管理过程进行创新和发展。在水利工程建设设计阶段我们需要采用先进的科学技术,来实现水利工程建设过程中地质勘探技术的高端性以及先进性。只有这样我们才能够在技术角度来保障水利工程的地质勘探技术合理,科学。

1.我国水利工程建设过程中地质勘探工作面临的主要问题

1.1 在水利工程建设过程中工程周边的环境问题能够影响地质勘探工作

在我国水利工程地质勘探的过程中,一定会出现区域范围内的水分变化,这样就会导致或者加速施工区域上空的空气变得潮湿,这样的问题就会导致在水利工程建设区域形成较为单一的空气形式,这样就会严重的破坏施工当地的周边自然环境,严重情况下会导致施工当地出现生态环境破坏的问题。需要我们在地质勘探过程中给予足够的重视。

1.2 在水利工程建设过程中水文问题会影响地质勘探工作

在我国水利工程建设过程中,地质勘探工作较为重要的一项就是水文地质的相关检测。基于水文检测的重要性,我们在这一问题上需要给予足够的重视。但是由于种种原因,现阶段的地质勘探工作对于水文地质检测工作没有给予相应的重视。水库的蓄水过程和放水过程会严重地影响地下水位的变化,会导致地下水位下降,水位的下降会影响施工周边的生态环境。同时由于周边河流不断减少的流量,会导致河流的自身净化能力下降,出现施工周边的水质恶化状况。

1.3 在水利工程建设过程中工程的建设质量也会影响地质勘探工作

在我国水利工程建设过程中由于对地质勘探技术的应用过程没有详细的监督和重视,就会造成非常严重的后果,其中显著的一点就是造成施工过程中的施工质量问题。在应用地质勘探技术的过程中,其中最重要的一点就是要保障在设计计算过程中使用的计算公式以及计算方法能够同实际应用的一致,但是很多时候并没有完全做到一致,这样就会导致地质勘探计算出的数据模糊,没有办法给出详细的勘探数据,这样的数据就会导致地质勘查工作失去了严谨性的特点,严重的情况会导致整个工程的工期延后,造成严重的经济损失。

2.我国水利工程建设过程中地质勘探设计的主要内容

2.1 简述地质勘探设计的一般步骤

在地质勘探设计的过程中主要分为4个步骤,首先是工程地质勘探任务书的接收;其次是要针对勘探任务确定项目负责人;再次是项目负责人针对勘测项目本身编写设计计划纲要;最后将编好的设计勘探计划纲要上交评审定论。

2.2 简述地质勘探设计过程中采用的主要方法

2.2.1 地质勘探设计过程中的工程地质测绘设计方法

在地质勘探的过程中应用最多的设计方法就是地质测绘设计。这种设计方法主要是应用相应的数据进行说明,来分析整个工程中出现的问题。因此在应用次方法的过程中我们需要进行大量的数据调查,同时还要结合地质学以及工程地质学的相关知识来保障测绘勘测数据的准确性。在每一项测绘工作中,我们应用了不同的测绘比例,正是由于比例的不同才能够在数据方面保障整个工程测绘过程中的精确度。

2.2.2 地质勘探设计过程中的山地勘测设计方法

由于在地质勘探过程中容易出现山地的测量地形,这样的情况下我们就需要采用山地勘测技术来进行地质勘探设计。这种勘测技术的主要流程为通过机械或者人力将需要勘测的地质表面进行浮土的清除,然后进行具体的采样勘探,这种方法非常的便捷,因此应用范围也较广。

2.2.3 地质勘探设计过程中的工程钻探设计方法

在工程钻探中主要体现在钻探设备上有所改善,通过更改不同材质的钻头来提高钻井速度和岩心采取效率,过去我国在钻头上普遍采用缸里或者是硬质合金材料,而现阶段将钻头材料更改为金刚石,金刚石的特点就是硬度大,所以此材料的运用在一定程度上促进了钻探技术的发展。

2.2.4 地质勘探设计过程中的工程物探设计方法

它的工作内容是通过运用观测仪器来实现对指定勘探区域进行物理性观测,再结合相关的数据分析进行合理化的原理总结推断,一般是针对该区域的地质构造以及勘探范围和深度进行准确性定论。在工程物探中一般包括地震勘测方法、重力场以及磁场勘测法等。

参考文献

[1]王盛,许亚军.矿区水文地质勘探关键问题的探讨[J].矿业工程,2013(3):54.

第4篇:地质工程与地质学的区别范文

关键词:城市环境;工程地质;关键技术;问题

对于现代人类而言,城市作为重要聚集地,在社会进步、城市化加快下,人类也随之加大了地质环境的改造力度,长此以往,导致城市地质环境出现严重破坏。与此同时,城市地质的变化也会引发各种问题,甚至危害人们生命安全。基于此,我国需要对城市环境工程地质研究技术进行重点分析,意在营造良好城市环境,进而实现社会的可持续发展目的。

一、分析现代城市的工程建设

在现代城市的工程建设中,其发展趋势呈现出“高,多,大”的基本特点。城市化属于人类社会重要演化过程,其涉及范围相对较广,如人口职业、产业结构、土地空间等转变,而以上这些转变又会随之呈现内在联系。就发达国家而言,城市化背景下其变化主要表现为:农村人口逐渐向城市集中,促使城市人口呈现明显上升趋势,而非城镇人口为了生存发展,只能谋存生路,从而导致城市生产、住房、地价出现不断上涨,使建筑物出现高空发展。近几年,在城市化进程逐渐加剧下,城市建设愈发频繁,尤其表现为高层建筑,使其具有建设速度较快和数量多等特点。城市化建设不断加快下,地下空间已经逐渐成为我国城市建设的另一发展趋势,促使地下空间得到有效开发与利用,例如:地下交通,通过长期不断发展,我国已经占据世界前列,但是,随着地下工程规模的增加,直接对我国城市环境工程地质造成不同程度影响,从而引发各种地质问题。

二、现代城市环境工程地质问题

(一)地表工程

在城市人口逐渐加剧下,我国为了更好解决城市的用地问题,开始加大了高层建筑、地下空间的建设力度,尤其平原地区为实现城市化建设,对耕地的占用,而山区的城市建设则是以山坡开发为主,由此造成边坡失稳、水土流失和软土地基等问题频繁发生,当边坡失稳和水土流失等问题持续发生时,极易导致环境的再次破坏,甚至危机后代。

(二)地下工程

城市的工程建设中,地下空间的发展属于较为重要的一个建设项目,但是,随着地下工程规模的不断扩大,对城市地质环境造成的影响也会随之增加,例如:生态环境的逐渐恶化、地面变形以及洞室围岩的失稳等。另外,在地下工程施工过程中,地面变形属于较为常见的一种地质问题,较为典型的案例:日本东京在地铁施工过程,由于各种因素的影响引发地面塌陷,对于我国地下交通的建设人员而言,该事件无疑会起到一定的警示作用。

(三)水资源

中国水资源的总量位于世界第六,而人均水量则是总人均水量四分之一,是目前贫水国家之一,全国缺水城市更是超过三分之二,因此,我国水资源短缺问题,已经成为阻碍社会经济发展的重要因素,部分城市因为过多采集地下水,导致地面出现塌陷或沉降问题,例如:太原、上海和宁波等城市,以其中的上海为例,通过调查研究发现,累计沉降数量已经达到2.63米左右,具相关统计发现,全国由于地下水超采所引发地面塌陷大约800左右。

(四)废弃物

在城市工业快速发展下,工业废弃物也随之不断增加,其中固体废弃物的堆放问题日渐恶劣,例如:生活垃圾,通过对生活垃圾相关调查显示,其总量呈现每年以八个百分点的速度增加。由于固体废物难以进行有效堆放,导致许多工程地质出现环境问题,如地表土壤和地下水的污染等。

三、现代城市环境工程地质研究的关键技术与问题探讨

(一)关键技术

在城市环境逐渐恶劣下,对其进行工程地质的相关研究已经成为地学重要研究内容,其中城市环境工程地质研究的关键技术具体包括:预测技术、改造技术、评价技术、计算技术、绘图技术等。而在环境工程地质学中,重点是对预测工程建设作为研究课题,详细研究环境影响因素,为改善城市环境提供有力支持。而地学研究过程中,预测作为重要工作内容,强化该项工作不仅可以全面了解城市环境情况,而且还对工程地质质量的改善起到一定促进作用。部分规模较大的建筑工程,在选址与规划前均会对工程地质进行环境评估,例如:三峡工程、南水北调工程等。由此得出,地质环境监管、地质灾害防治均需地质勘探技术的参与,该项技术具有良好的应用前景,从而真正发挥技术自身价值。

(二)发展趋势

根据目前我国城市发展现状,地质环境研究工作发展趋势如下:第一,必须要在短时间构建城市环境质量系统和数据库,在计算机技术逐渐完善下,制图技术、工程地质数据库开始受到人们的广泛关注,基于工程地质系统,需要尽快完成城市环境质量系统和数据库的建立工作,并将其作为研究重要方向。第二,对城市的三维空间给予高度重视,同时强化工程地质预测、评价等工作,使其形成较为完善的预测体系、评价体系,从而全面掌握工程建设所导致的环境问题。第三,加大城市环境工程地质的研究力度,并将相关理论和标度方法作为核心,促进环境工程地质学的更好发展,使其取得跨越式、突破性成绩。第四,积极探索工程建设和地质环境两者相协调的发展道路,从而促进我国实现可持续发展的战略目标。

结束语:

总结上文,在对城市环境工程地质进行详细分析后发现,目前,该项研究和原有工程地质的研究存在较大区别,其中前者的研究内容具有较强的针对性,且研究方法相对比较综合,其研究成果同样呈现出一定的预测性、准确性。因此,对城市环境工程地质进行具体研究至关重要,并通过相关措施的优化,为社会发展提供有力支持。

参考文献

[1]张丹丹.现代城市环境工程地质研究的关键技术与问题探讨[J].旅游纵览月刊,2014(11):68-72.

[2]陈永静,张春浩.现代城市环境工程地质研究的关键技术与问题探讨[J].资源节约与环保,2015(3):231-231.

[3]石海娜.探讨城市建设中的环境工程地质问题[J].工程技术:全文版,2016(9):00243-00243.

第5篇:地质工程与地质学的区别范文

关键词:水工环;图件类别;编制方法

cartography of hydrological-engineering-environmental geology maps

dong hua,zhang fa-wang,cheng yan-pei,gao yun

(the institute of hydrogeology and environmental geology,cags,shijiazhuang 050061,china)

abstract:it′s a good means to trace global environmental change,address cross-border regional hydrological-engineering-environmental geology issues and find rules and characteristics of large systems by intercontinental and cross-border mapping with small scales.the study of groundwater resource,geological environment and the harmonious development of human activities for one nation or major economic areas (zones) is also the truth.in order to provide the straightforward hydrological-engineering-environmental geology information with 4-d to the readers, the classification,main contents of hydrological-engineering-environmental geology maps have been elaborated in this paper based on the multi-level,multi-objective,multi-factor characteristics of the maps, which is of great significance in enhancing the integration of major geological survey forms to better meet the needs of the community.

key words: hydrological-engineering-environmental geology;map classifications;cartography

水文地质、工程地质和环境地质(简称:水工环)系列图件,是该领域研究成果的重要表现形式,其服务领域十分广泛,是一个庞大的多目标、多层次、多因素叠置的多维研究体系。高俊院士把地图定义为:地图是用符号表示的地面的概化了的图形,它必须经过数学变换来建立在平面上。地图作为人们认识和研究客观存在的结果,可以反映各种自然、社会现象的空间分布,也当作人们认识和研究客观存在的工具,去获得新知识[1]。地图不仅是地学、生物和环境科学等区域性学科调查研究的成果的重要表现形式,而且是各学科、各部门总结规律、分析评价、预测预报、区划规划和决策管理的重要手段[2]。地图表达的时空跨度大,既有全球性、区域性和局部性层次区别,也有古地史与现代时域上的差异;从服务对象上又可分为科普性、管理与规划性和应用性;图件有大、中、小比例尺的区分,其表现形式上,既有纸介质的平面图、剖面图、统计图,又有电子数字图、可视化图等种类繁多。由于水工环图件种类繁杂,服务层次有别、对象不同,编图内容和表现形式也不同。地图学专家廖克指出:地图学是一门技术性较强的学科,容易忽视理论的研究与探索。地图学的理论与方法往往来源于地图编制实践,但必须从大量的地图编制实践中,将所积累的丰富经验,经过系统总结和概括提炼,形成一定的原则和规则,又用其指导地图编制实践[3]。因此,有必要探讨水工环图件的类别划分、编图主题与内容,图层要素的逻辑关系,文字报告与附图、插图以及图件与说明书的匹配关系。阐述大区域、大尺度与大系统小比例尺水工环系列图的编制的意义,提升重大地质调查成果的集成表现形式,对于国家的宏观决策、不同行业的需求和促进学科发展是十分必要。

1 水工环图件的类别划分

按地图内容可分为普通地图和专题地图两大类,前者又分为地形图和普通地理图。后者分为自然地图和社会经济地图(人文地图),必要时还可分出介于上述二者之间的环境地图。环境地图包括环境污染与环境保护、自然灾害、疾病与医疗地理等部门专题地图。水工环图件在地图大类中属于专题地图。由于水工环工作在社会经济持续发展与环境的和谐关系中非常重要,随着水工环研究工作的不断深入,各学科间交叉渗透,对水工环图件用途和内容提出多方面要求,成果图件名目在增多,水平要求更高,服务的领域也在扩展,长期以来,缺乏系统分类,编者感到迷茫与困惑,用图者来至于不同方面存在认知上的差异。因而,图件类别的划分对编图选题与应用效果都会有帮助。

1.1 分类原则

水工环图件的科学性,是以图形表征水工环学科内涵与外延,学科间的交叉渗透,创新与发展;其实用性主要是针对用户的需求而言,按服务对象,读者层次给予区别,提出下列分类原则。

①科学性与实用性目标明确的原则。

②基础性与专题性有别的原则。

③用途与内容一致系统分明的原则。

④图面层次有序逻辑性强的原则。

1.2 水工环图件的类别划分

面对大量的水工环图件,按照上述分类原则、编图内容和服务性质与层次,做出如下5种分类。

①基础性图件。是以传统地学为基础,编制的水文地质、工程地质与环境地质基本内容为主的图件,阐述各自主题条件类型,分布规律及主要特征,包括:岩相古地理图、第四纪地质地貌图、岩土体类型图、可溶岩类型图、水文地质图、工程地质图、环境地质图、岩溶环境地质图[4-7]…等。

②专题性图件。是强调突出与深入地反映某种或多种要素和现象,以专门性水工环研究为出发点,体现水工环调查评价结果为主,选题具有一定的独立性,更注重于资源与功能的针对性,在应用方面更侧重于工程开发、建设与区划的专项论证,具有一定参考价值,主要有:地下水资源图、地下水富水程度图、水文地质参数分区图、地下水供水适宜性图、地下水等水位线及埋深分区图、地下水开发利用程度图、地下水潜力图、地下水应急供水水源地、土壤包气带埋深分区图、地下含水系统调蓄能力图、地下水水质评价图、水文地球化学图、地下水化学类型图、地热资源图、热矿水分布图,工程地质分区图,岩土体结构图、地下空间资源开发及保护图、建筑地基地质环境适宜性图、建材资源图、特殊类土分布图、矿山环境地质图,地质旅游景观资源图[4-8]…等。

③特殊性(问题)图件。是指与人类工程活动有关的环境地质负面效应的图件,具有警示作用,具体反映地质灾害、环境地质问题等的分布、成因、发育发生规律及其评价,预警与防治措施等方面的内容。主要包括:地下水诱发危害图、土壤与地下水污染图、土地荒漠化图、土壤盐渍化图、地下咸水分布图、原生特殊化学元素(氟、碘、铁锰、砷、酚、氰、铬、亚硝酸盐、氡等)分布图,地质灾害(崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝、海水入侵等)易发性分区图、地质灾害分布图[7]…等。

④资源与环境安全保障性图件。评估反映地质环境质量优劣、资源数量多少,对经济发展的保障程度,为国土规划与整治、生态建设、功能区划、区位经济发展功能定位提供决策依据。包括:地下水保障程度图、地下水合理开发利用图、地下水防污性能图、地下水供水安全保障图、地质灾害危险性图、地质灾害评估图、地质灾害预测预报图、土地利用地质环境风险预测图、地质旅游景观资源开发与保护图、地质环境功能区划图…等。

⑤政府宏观决策性图。是为国家和各级政府及行业部门服务的图件,大致包括:国土规划与地质环境和谐建议图、地下水合理开发利用与保护建议图、资源开发利用与环境恢复建议图、经济区(带)与地质环境功能和谐建议图、社会经济发展与地质环境管理建议图、环境地质远景工作建议图、水工环(阶段)工作部署图[11]…等。2 编图主题与内容及图层要素的关系

根据上述水工环图件的类别,传统的基础性图件编图主题明确,表示内容及方法规范;而专题性、特殊性图件选题存在多元化问题,应该以问题为导向,需求为目标,表达内容广泛形式多样;资源与环境安全保障性图和政府宏观决策性图,是在专题性图件基础上,经过对问题的归纳分析综合概括,提升到为更高层次服务为目的,要具有前瞻性。针对专题性、特殊性图件及其编图主题与内容及图层要素的关系,作出以下分析与探讨,以便提高用图效果。2.1 选题方法

水工环系列图的选题应本着问题为导向,目的优先,服务对象层次有别,即:找准问题、科学评价、用户对口、警示未来、保障持续为选题原则。编制水工环系列图是一个复杂的系统,它包容了不同内容、不同功能、不同设计阶段、不同部门所需要的水工环资料、评价结论和决策建议图件,其数量多少和选择的图件种类完全取决于实际需要,原则上以能回答和解决规划和设计方面提出的问题为准。其编图选题内容也不尽一致,有围绕全球水循环与地下水形成与演化为目的,研究水-岩相互作用、水文地球化学特征、地下水环境演化…等;有围绕地下水资源及其开发利用与保护为目的,研究地下水合理开发利用、地下水防污性能、人类活动对地下水的污染、地下水诱发危害…等;还有围绕国家和地方各类工程建设,开展岩土工程地质适宜性评价,地质环境质量评价,地质环境监测,地质灾害预测预报…等。

2.2 编图主题与内容

水工环系列图是由系统的专业数据资料,通过水工环专业内容与测绘信息、数据库系统的转换与连接,基于各类空间数据的地图编辑,来丰富其内涵与外延,拓展系统功能和图面表现形式,反映出资料数据化,平台多元化,形式多样化,从中提取命题所涵盖的各层次的内容,实现主题突出,内容鲜明的图件,才会有所创新。例如:地下水环境系列图,大致可以归纳为:地下水的环境优劣、质量的好坏与利用适宜程度评价,地下水环境与人类活动相互作用引发的负面效应,地下水环境时空演变等综合研究结论。不同编图主题目标可以编制出不同内容、尺度和形式的地下水环境图件,往往出现主题与内容不符,容易混淆不清,仅就一下几种图作出简要提示,如:地下水化学环境图,是在不同的水文地球化学作用条件下,所形成的水化学类型及其水中化学组分总量空间分布特征和规律;地下水水质图,是以《饮用水水质准则》或《生活饮用水卫生标准》评价出地下水质量级别,衡量水的质量优劣;地下水污染图,是水质现状与背景值比较,评价地下水遭受污染的程度,与地下水水质图概念是有严格区别的。地下水防污性能(脆弱性)图,所强调的应该是浅表层岩性的阻隔污染物质进入含水层的能力,还有地下水的自净能力为主要内容;地下水供水质量适宜性图,则是参照我国不同供水目的所对应对的质量标准,从适宜性与安全性及利用方式作出评价。

2.3 图面形式与图层要素的关系

水工环专题图件必须在明确主题及专题内容的前提下,以专题内容提取成图信息,了解用图者的需求,研究不同层次读者对图的理解和接受程度与视觉效果,经过归纳整理转化成图形语言,设计图例系统,确定图层要素主次关系,图层属性与图面表达形式在逻辑关系上要一致,并且有系统完整的数据库作为数据支撑,才能满足不同层次用图者的需求,图面内容既简捷、易读、易懂、感染力强,又有属性明晰和数字内涵丰富的数据库支撑系统,更便于信息的提取,重组生成新的图件,实现动态管理的效果。

3 小比例尺水工环系列图编制展望

3.1 洲际与跨界水工环系列图编制

李廷栋院士在归纳国际地质编图特点和发展趋势时指出:一是由专业性图件向实用性图件发展;二是由单一地质类图件向多学科系列图件发展;三是由地区性、国家级图件向洲际及全球性图件发展[8]。

自20世纪90年代开始,随着世界对全球变化所指的环境问题的日益关注,当前生态环境的恶化也达到了前所未有的程度,土地荒漠化、生态环境恶化与灾害事件频发的记录,水资源严重短缺。亚洲存在许多重大地质环境问题,急需开展洲际地质环境问题研究,编制地质环境系列图件,如:周边国家水资源开发造成咸海严重萎缩,中东为水而战;水污染事件频发,引起各国普遍关注,水、土污染导致生物多样性的减少等不和谐现象,已经构成人类社会可持续发展的严重障碍,需要从地质环境功能做出科学判断;研究气候变化对亚洲地下水资源及其环境影响;周边国家人类工程活动矿业开发的环境地质问题;跨界水资源开发的生态环境效应,需要作出战略性对策研究。因此,探索水工环学科新的学科增长点和结合点,拓宽研究领域,编制多维的现代水工环系列图,都存在跨界综合编图的问题。即:从地域上有全球、洲际、国际跨境流域、国家、地区、大流域、城市群到经济功能区…等的跨界;从构造地貌,地质结构而言,又存在不同地层单元,乃至地下含水层的跨界;时间系列上又有地质时期、古代、现代的跨界等。同时,还有学科之间跨界的横断科学。

跨边界含水层作为全球地下水资源中的重要部分,自20世纪末提出以后,国际水文地质界开始重视和研究[10]。国际跨边界含水层资源管理计划(isarm)在执行计划的5年中,将跨界含水层的研究归纳为5个最值得关注的领域,包括自然科学—水文地质学、法律、社会经济、制度和环境5个方面[3]。韩再生教授在跨界含水层研究中指出:自然科学—水文地质学方面的研究内容包括:跨界含水层的特征,水文地质参数的空间分布和与地下水水力学相关的问题[10]。因此,相应的跨界含水层编图问题就值得研究,这类图件主题明确,涉及领域与服务对象广范,需要兼顾社会属性,应编制跨界含水层分布图、跨界地下水资源图,跨界水环境安全保障图,跨界水资源开发利用建议图等系列图等[12]。

3.2 展望水工环系列图的编制

展望水工环系列图的编制归纳为以下3个方面趋势。

①水工环系列图件不同于文字报告,是提升重大地质调查成果集成的重要表现形式,简捷明了,概括地反映水工环时空特征规律,是评价影响区域经济发展基本问题状况的重要依据,是制定国土总体规划的必不可少的参考资料,开展洲际与跨界水工环系列图编制,具有很好的现时和深远意义。

②水工环系列图件服务领域扩展,表现形式多样,随着信息时代的迅猛发展,编图信息多元化,为数字编图开辟出新河,对于科学利用地质资源、减轻和防治地质灾害、保护环境、警示人们合理利用与保护资源,反演过去,科学预测未来,编图研究领域与应用服务前景非常广阔。

③信息传输媒介不仅仅局限于平面二维纸介质图,基于计算机gis系统,存储的数据量大,信息查询检索、复杂的量算和空间分析、多为可视化、地图制图等更加精准便捷。多维电子图形图像技术更显示出更强的优势,动漫可视化发展趋势明显,吸引公众科普意识的视觉。

参考文献:

第6篇:地质工程与地质学的区别范文

关键词:岩土工程勘察技术 地质钻探

中图分类号:P624文献标识码: A 文章编号:

前言

岩土工程的勘察涉及到的业务范围非常广泛,它包括了在土木工程的建设过程中,跟岩体和土体相关的所有工程技术方面的问题。八十年代的时候,我国的勘察技术基本上是借鉴的前苏联模式,它的主要内容是以地质学作为理论背景,基本上可以划归到地质学的范畴里去。在勘察实践中,主要是探查建筑地区所需要的地质条件,为设计收集相关的资料。在勘察方法上,也仅仅是以打钻和取样为主。这几年,我们国家的一些地区都在积极的实行岩土工程勘察体制,现代的岩土工程勘察的理论基础是工程地质学和土力学以及岩石力学等学科,它与工程结合的非常紧密,已经划归到土木工程的学科范畴中。

一、岩土工程勘察的具体工作介绍

首先是准备工作,要从事岩土工程勘察首先需要具备一定的经济实力,还要有相关的人员和设备配备要求。工作过程中,要避免由于准备不充分而造成的工程费用浪费,同时要按不同阶段要求进行的任务来规划好勘察的每一个阶段。

接着是钻孔测距,一般来说安全等级的高低与建筑的间距大小成反比关系,在实际工作中,要考虑到不同的地貌和场地特点来设置合理的钻孔间距。

在选择布孔位置时还要考虑不同的地貌特点,在地貌的交接地要设置更多的勘探点,还要考虑到建筑物的条件来确定布孔的位置。在实际工作中不能按照建筑的安全等级来决定勘探的孔距,钻孔的间距要根据场地的状况。地层在一定的深度中都是有一定规律可循的,一般比较稳定地层的范围都在一百米以内。经验丰富的勘探队的地质勘探技术都很丰富,高层建筑地表以下的构造比较复杂且基础埋的很深所以调节孔距时必须结合实际情况。然而在那些建筑经验比较丰富的地区且结构比较简单的场地则可以放大孔距。

再接着是考虑钻孔的深度,要仔细研究所要勘察区域的相关地质状况,确定建筑的负荷能力大小。一般情况下,压缩层的深度与荷载压力的大小成正比,但是还是要结合勘察的实际情况来制定合理的解决方案。

确定好钻孔的深度以后,就可以正式开始勘探和取样了,这个一般是取决于岩土的性质,其中最关键的进行直接的勘探,采用直接勘探可以检测出地质的条件,按照不同类型的地层和勘察点采取不同的钻探工作。

最后是在实验室中来分析和评价岩土工程,通过原位测试手段,先勘察出整体的土层结构和性质。

二、在岩土工程的勘察中存在的一些问题

首先是勘察的水平和质量不高,现在,很多的勘察单位已经转向了企业制的管理。对各单位内部实行自主经营和自负盈亏,以前的勘察任务是上级一步步对下级进行指示来定,而企业化后,改为了单位内部自主决定,所以,后来就出现了很多的勘察单位出于各种各样的利益追求而忽视了对勘查结果的质量管理,使得整体的勘察质量水平不高,例如有的勘察单位为了争取更多的勘察任务,只好将预算的价格压低,压低以后为了获取利润,只好在进行勘察工作时降低勘察工作的质量,或者是为了赶勘察的工作进度,经常违反勘察取样的执行标准,这样做的后果就是使得勘察的水平和质量都得不到保证。

其次是做勘察的报告分析时,一般都是用利用一些相关的数据来进行定性的分析,岩土工程的勘察报告很多还停留在地质类的报告上,最后得出的分析结果和建议缺乏说服力,在实践运用中达不到应有的效果,

最后对于环境的影响重视度不高,没有重视环境与工程之间存在的一个相互作用,而当前,我们面临的工程勘察场地的地质条件逐渐复杂化,很多勘察单位在设计岩土工程时,没有对当地的环境进行充分的考察和研究,这导致了在岩土工程勘察过程中,经常会遇到很多之前没有预计到的问题,并使得勘察时所用的技术不但没有达到预期的效果,还通常会遭受巨大的经济损失。

三、进行岩土工程勘察过程中几点建议

1、要进行充分的实地研究,取得充分的勘察资料

我们国家的地理广阔,所面临地质特点也非常的复杂,同样的岩土,处在不同的环境中,会呈现出来的力学性质也不一样,而且不同的地区的地基承载能力也有所区别,所以在进行勘察工作前就应该去充分收集相关的资料信息,重视在不同的勘察现场上采取不同的勘察方法和技术,准确的计算出进行勘察时所需要的相关数据和指标。

同时在进行实际的勘察工作前,就要使勘察的设计部门和实际施工部门之间进行充分的沟通,防止在实际的勘察施工过程中,出现难以协调的问题,设计部门要去充分了解施工部门的在施工过程中可能会遇到的各种状况,而施工部门则要充分理解设计部门的设计方案的具体实施和设计的宗旨所在,通过这两家单位之间的密切合作,才可以来使设计和勘察工作有效的结合起来。

2、采用新技术和新方法进行勘察

在岩土工程的勘察活动中,运用最多的就是对地质的钻探,这种方式可以有效的侦察出所要勘察的场地上的岩层和土层的实际情况,现在的岩土勘察活动越来越复杂,我们在勘察工作中要注意去引进一些先进的探测工具和技术设备等,根据岩石的实际情况特点进行地质的钻探,同时要增强在钻探过程中的监控与检测,确保为岩土工程的施工和勘察提供一个详细和准确的相关数据信息。

同时现在的社会是信息化时代的社会,我们也要促进岩土工程勘察的工作向着信息化方向转变,我们都知道,现在的岩土勘察工程日益的复杂化,仅仅依赖传统的勘察技术和方法已经不够,所以要重点关注计算机对于岩土工程勘察工作中所起的作用,将计算机引进勘察工作中来,通过计算机技术的运用,在进行岩土的勘察过程中,可以有一个比较系统和科学的工作方式,同时运用计算机还可以准确的绘出制作岩土工程的相关的图表,对岩土工程勘察过程中的各项指标进行一个科学的分析统计,而且针对一些复杂的地形和地质条件,可以事先进行相应的勘查活动模拟,及时找出在勘察过程中可能会遇到各种情况,以便及早制定相应的防范和解决措施,这样在勘察的实际过程中,就可以是人力以及物力都可以得到充分的利用,使得岩土的勘察工作的效率得到提高。

3、定期培训相关的岩土工程工作人员

在我们的岩土工程勘察过程中,高级的专业勘察工作人员比较缺乏,以至于在勘察过程中的很多新的技术得不到有效的使用,很多岩土工程的勘察工作人员身上都存在很多问题,首先是对于岩土工程的勘察基础理论和方法都不是很熟悉,而我们国家当前关于岩土勘察领域的从业门槛低,很多的岩土勘察工作人员在技术上也达不到要求,因此,最应该做的是,在企业内部要定期对岩土工程的工作人员进行先关的理论和业务培训,让岩土的勘察工作人员可以快速学习吸收现在的岩土工程勘察领域中最新的理论,同时熟练的使用在勘察时的新的技术和方法。

而国家也要注意,对于岩土工程勘察过程中的相关技术和体制来完善相应的的立法工作,对于岩土勘察的流程和标准要进行统一的明确的规定,以促进岩土工程的规范化和系统化。还要完善相关的岩土工程勘察的管理和监督体制,对于岩土工程勘察的的从业人员进行规范化的管理,完善相关的从业资格证书考试,以规范岩土工程勘察领域的就业市场。

最后的结论

经过这么多的岩土勘察实践,我们国家的岩土工程勘察已经发展到了一个新的境界,但是我们也要看到在勘察过程还是存在有许多的不足的地方,从而去不断的创新和采用一些新的勘察技术和手段,使得我们国家的岩土工程勘察技术能够更加的完善。

参考文献

[1]周靠山,黄雁洪.岩土工程勘察技术探讨[J].科技资讯2010(22).

[2]王富辉 严智杰.浅谈西安地铁岩土工程勘察[J].陕西建筑 2009(08)

第7篇:地质工程与地质学的区别范文

关键词:神经网格 油藏描述 级联算法

引言

目前,由于易于寻找油气藏的减少,油气资源勘探已趋向岩性、地层等隐蔽油气藏方向,油藏描述方法技术就成为油气资源勘探开发工程中必不可少的核心技术之一,而油藏参数的分析和预测是油藏描述的最重要方面。比较准确的、精细的油藏参数预测无疑能够回答勘探实践中的一些重要问题。

级联算法就是一种典型的构造性神经网络。运用级联算法,对油藏各参数进行分析、抽象,可以最大限度地把地下油藏的三维特征描述清楚,而且更重要的是利用较少的资料能较准确地预测出地下油藏的渗透率、饱和度和孔隙度,能够比较准确地描述出各种开发属性三维空间的具体细节。因此本文将探索的利用构造性神经网络预测油藏参数是很有意义的。

关于神经网络自学技术应用于“油藏参数的预测”的意义

1.油藏描述技术

油藏描述是以石油地质学、沉积学、地震地层学和测井地质学为基础,以数学地质学和计算机自动绘图技术为手段,最大限度地利用地震、钻井、测井、试油和分析化验等资料,对油藏进行综合研究和描述的新技术。它表现出了以下重要的特点:

(1)阶段性:油藏描述贯穿于勘探开发的全过程,从第一口发现井到油田最后废弃为止,多次分阶段滚动进行。

(2)先进性:现代油藏描述尽量采用各种先进实用的科学技术和方法,如现代数学方法和理论的大量应用,包括地质统计学及随机模拟、模式识别、模糊数学、专家系统、神经网络、分形几何等。

(3)早入性:油藏描述应从油田第一口发现井开始就开展工作。油田发现后,开发工作人员介入得越早,油藏描述工作开始得越早越好。

为了把油藏描述的结果准确、详细、直观地表达出来,应在石油勘探开发中进行科学的管理和决策。油藏参数是一些很重要的指标,因此油藏参数的预测是否准确,绘出的图样是否合理,直接影响到油藏描述的效果。“神经网络自学技术”就是以重点对油藏参数进行分析、预测,增强了油藏描述技术的可靠性。

2.推出神经网络自学技术的工作机制

传统的神经网络学习算法,其具体步骤为:

(1)初始化。确定神经元的转换函数(通常取为Sigmoid函数),给定精度控制参数ε(ε>0),学习率L及动量系数。

(2)计算网络输出y 。

(3)计算误差函数E,如果E<ε转(5),否则转(4)。

(4)调整输出层和隐层的权值,转(2)。

(5)存储最优权值W ,算法结束。

这里需要注意的是权值调整是在误差向后传播过程中逐层进行的,当网络的所有权都被更新一次后,我们说网络经过了一个学习周期。

网络经过若干次训练(迭代)后,得到了网络的最优权值W 。

本文所采用的构造性学习算法――CC算法是一种监督学习方式,它融合了两个观点:第一个是重叠结构,该结构中我们每次只添加一个隐层单元,而且添加后都不改变;第二个是学习算法,它创造和装载了新的隐层单元。对于每一个新隐层单元,该方法尝试去最大化新单元输出与网络残留误差信号之间的联系。其生长过程如下图所示:

算法重复直到网络的全体误差小于某个给定值。

我们的目标是训练输出权重使平方和最小,即

3.神经网络自学技术的初步应用

Rajesh Parekh、Jihoon Yang和Vasant Honavar三位研究了神经网络自学技术在模式识别方面的应用,研究得到了美国科学基金、John Deere基金、美国安全局和IBM公司的支持。

该研究使用了几十倍的交叉确认方法。每一个数组都被分成10等份,而且对于每一个数组,每个方法的独立运行都是受控的。对于第i个运动,第i个包是按照测试包来设计的,而剩余的9个包中的样品被用来训练。在训练的最后,网络的普遍性是在测试包上测试。单独的TLU的是用热感知器方法来训练的。每个神经元的权值按一定间隔随机地被初始化为一个新,以适应在整个6个点中输入到神经元的平均网格。

图2总结了实验的结果,该实验是设计来测试构造性学习算法的收敛性。它列举出了实验用的方法和网络尺寸(隐藏和输出神经元的数目)的标准偏差、训练的精确度,以及建立在3个周期和电离层数组上的M Pyramid-real和M Tiling-real方法的测试精确度。为了区别,我们包含了运用热感知器方法训练单层网络的结果。感知器方法在两个数组的训练精确度都少100%(这巩固了数组的非线性可分离性)。这些结果表明不仅仅构造性算法训练集上收敛于0分类误差,而且它们在未知数据上也可以清楚地推断出来。

这样在油藏描述中,我们在缺少单一资料的情况下也可以很准确地得到油藏属性值。比如在计算空隙度时缺少了一个单一的声波时差,我们可以使用级联算法,计算出空隙度。并且使用神经网络自学算法,可以更准确地得到需要使用迭代方法得到的参数值。这样得到的参数,使用计算机图形库,就可以很快地形成三维的地质图形,使得油藏描述更为精确。

对于神经网络自学技术未来的研究点如下:

1.预测构造性学习算法的表现,

2.混合构造性学习算法,

3.合并构造性学习和特征选择,

4.运用助推和错误纠正输出码来改善普遍化,

5.从训练的构造性神经网络的知识萃取。

结束语

为了把油藏描述的结果准确、详细、直观地表达出来,应在石油勘探开发中进行科学的管理和决策。油藏参数是一些很重要的指标,因此油藏参数的预测是否准确,绘出的图样是否合理,直接影响到油藏描述的效果。本文采用“神经网络自学技术”就是以重点对油藏参数进行分析、预测,增强了油藏描述技术的可靠性。运用级联算法,对油藏各参数进行分析、抽象,可以最大限度地把地下油藏的三维特征描述清楚,而且更重要的是利用较少的资料能较准确地预测出地下油藏的渗透率、饱和度和孔隙度,能够比较准确地描述出各种开发属性三维空间的具体细节,可以更快、更准确地得到结果,应用更加方便。

参考文献:

[1]邬长武,于浩业,沈楠,尹东迎.神经网络在彩南油田油藏描述中的应用.新疆石油地质,2003年03期.

[2]谢丛姣,关振良,马正.低渗油藏油层产出能力的神经网络预测方法.成都理工学院学报,1998年S1期.

第8篇:地质工程与地质学的区别范文

关键词:工程地质;水文地质;勘察方法

Abstract: Engineering construction, which is a very important work to carry out inspections of engineering geological and hydrogeological conditions. Based on this, the paper mainly discusses methods of engineering geological and hydrogeological investigation.

Keywords: Engineering geology; hydrogeology; survey method

中图分类号:F407.1 文献标识码:A 文章编号:

在整个地质勘察过程中,主要包括工程地质勘察以及水文地质勘察两个部分,勘察工作的质量优劣会直接影响到工程方案的各项决策安排以及工程建设的顺利开展。在实际的地质勘察工作里,常常会发生由于地质问题而造成的工程事故,在对工程设计进行修改的过程中难免会延误工程工期,情况严重的话甚至会给人民的财产以及人身安全带来威胁。由于地质问题引起的工程事故突显出了工程中的一些遗留问题,为了有效的解决这些问题,本文针对工程地质勘察过程中采用的主要方法进行剖析和介绍,作为相关的参考。

1工程地质勘察以及水文地质勘察的主要目的

1.1 工程地质勘察的主要目的

对工程的地质情况进行勘察的主要目的是为了明确建筑物区域内的地质情况,对可能发生的事故进行预测,并针对有利的地质条件进行开发和利用,尽量避开那些不利的地质,提供真实可靠的地质信息,确保工程能够顺利展开设计工作、施工操作以及管理工作等。通常工程地质勘察主要包括四个主要阶段,分别是:规划勘察、可行性研究勘察、初步设计勘察以及技施设计勘察。具体是指:(1)规划阶段:该阶段的主要目的是为工程项目的选点工作提供基础的地质资料以及依据等。需要完成的任务主要包括:广泛搜集该区域的地质资料、地形地貌特点以及地震信息等相关资料,并做好整编工作;对工程选点的地质情况以及地质问题等有初步的了解;对工程项目建设的可能性进行初步研究和分析;对所需建筑材料的情况进行普查。(2)可行性研究阶段:该阶段的勘察主要是在确定了河流规划方案之后进行进一步的工程建设勘察。主要目的是提供明确的地质情况论证以及资料,做好工程坝址的选定工作、工程坝型的确定工作以及工程引水线路的设计工作等。(3)初步设计阶段:该阶段是在前两个步骤完成之后展开的,主要目的是明确建筑物区域的具体地质条件,并为建筑物的设计工作提供准确的地质资料和依据。(4)技施设计阶段:该阶段主要是针对前一阶段选定的枢纽建筑物场地上展开的地质情况勘察,主要目的是对前几个勘察阶段提供的地质资料以及依据等进行进一步的检验,优化工程建筑物的设计工作。

1.2 水文地质勘察的主要目的

为了查明工程区域的水文地质条件,通常采用的手段就是对水文地质进行勘察。该方法的主要目的是确定工程区域地下水的形成规律以及具体的分布规律,并针对上述内容做出相应的水量评价以及水质评价,提供可靠的水文地质依据。开展水文地质勘察的主要任务包括:通过利用多种测绘方法、勘探措施以及试验手段等,按照相关的勘察程序,对水文地质情况进行基本的勘察和了解,并对专门性的地质问题进行有效的解决。

2工程地质测绘的情况以及水文地质测绘的情况

2.1 工程地质测绘的具体情况

在进行工程地质勘察过程中,测绘属于一种最基本也是最重要的方法。它主要通过利用地质学当中的一些基本理论以及基本方法,采取野外调查的方式,对勘察区域的地貌、地质、水文等情况等进行勘察研究,并将勘察结果根据适当的比例尺缩放在地形图上,为下一阶段的勘察工作、试验工作以及后期的观测等奠定良好的基础。

工程地质测绘过程中选择的比例尺会根据设计阶段的不同而有所变化。在同一个设计阶段当中,主要是根据建筑物所属的类型、具体的建设规模以及工程地质情况等进行选择和确定。通常工程地质测绘过程中采用的比例尺主要包括三种,分别是:小比例尺测绘,大小为(1:10万~1:5万);中比例尺测绘,大小为(1:2.5万~1:1万);大比例尺测绘,大小为(1:5000~1:1000)。

2.2 水文地质测绘的具体情况

在整个水文地质勘察过程中,最基础的一项工作就是水文地质的测绘,能够对工程区域的地质构造、地貌条件以及水文条件等进行充分的了解和认识。水文地质测绘最主要的任务是进行基本情况的查明,主要包括:(1)地下水形成过程中的相关水文以及气象因素等;(2)建筑区域地质、地貌具有的主要特点;(3)地下水的具体补给以及排泄情况等;(4)含水层的主要分布情况。此外,还需要进一步对地下水资源的情况以及开采可行性进行评价,提供更多的关于该区域地下水资源开发利用的相关地质资料。

3工程地质勘探与水文地质勘探采用的具体方法

3.1钻探

这里所说的钻探主要是通过使用相应的设备,利用人力或者动力的方式对岩石进行旋转切割或者是凿碎等,以此来形成一个圆形的、具有较小直径、较大深度的钻孔。然后将岩芯取出来观察地层的岩石特性、地质的具体构造情况以及岩体的主要风化特点等。此外,还可以从钻孔当中取出岩样在室内进行相关的试验,以便于完成灌浆试验工作以及后期的观测测量等工作。该方法相对于物探来说,具有以下几个优点:能够在所有环境下展开工作,可以对岩芯进行直接观察,具有较高的勘探精确度。

3.2物探

通常岩层都包括各种不同的物理性质,不论是在导电性、放射性还是在密度、弹性等方面都有所区别。通过使用一些专门的探测仪器对岩层的各项物理参数进行测量和确定,对物理场出现的异常特征进行研究和分析,能够基本掌握位于地下较深位置处的地质条件。通常在地质勘察中选择的方法有两种,分别是电法勘探以及弹性波勘探。(1)利用电法勘探对地下地质情况进行分析和识别的过程中,主要是通过使用相关的仪器对岩土导电性具有的差异进行测定。该方法的基本依据为岩石具有的电学性质,对于不同的岩石其出现的电性差异大小、富水的强弱程度等各不相同,会对电法勘探的最终结果产生一定的影响。这就需要通过结合试坑等方法展开校验,得到更加准确的判定资料。但是该方法会在一定程度上受到地形条件的限制,只有在地形起伏差异较小的地区(例如平原)才能够发挥出更好的勘探效果。(2)弹性波勘探主要分为地震勘探以及声波和超声波勘探等。该方法主要是利用人工的方式激发震动,分析弹性波的传播规律,对岩体具有的特性等进行判断和分析。其中地震勘探主要是针对比较大范围内的岩层厚度以及起伏情况等进行探测,也可以对古河道的位置进行追踪,此外还能够测定风化层的实际厚度等。而对于小范围的岩体则可以通过利用声波勘探的方法,例如对一些地下洞室的围岩以及岩体的风华带所做的分类等。

4工程地质以及水文地质的野外试验情况

4.1野外抽水试验

该试验方法主要是针对一些流量比较大的上升泉以及方塘等进行的,通过使用相关的抽水设备来对水层的水文参数进行测定,以此来判断地下水具体的运行特性,掌握地下水跟地表水之间的水力联系。抽水试验可以划分为多种类型,主要是根据水文地质勘察的主要目的以及地质条件之间的差异等进行划分的,通常包括单孔抽水以及多种抽水、分层抽水以及混合抽水等。

4.2钻孔压水试验

该试验方法主要是利用止水设备有效的隔离钻孔段,然后向该段的钻孔进行压水试验,让水能够从孔壁的裂隙逐渐向四周进行渗透,最终让渗透水量稳定下来。通过钻孔压水试验能够对地下不同深度位置处的岩层透水性进行定性了解,为评价岩层具有的完整性、岩层的透水情况等提供相关的水文地质资料,此外还可以帮助制定相关的防渗处理方案。

5长期的观测工作

在对工程地质以及水文地质进行勘察的过程中,长期观测可以说是一个重要的工作内容。比如说,一些动力地质现象会不断的随着时间的推移而发生相关的变化,特别是受到工程活动的影响之后,一些现象会出现明显的改变,对工程项目的安全以及使用等产生一定的影响。基于这种情况,如果单纯的依靠地质的测绘工作、勘探手段以及试验操作等是无法对动力地质的规律性进行判断的,这就要求展开长期的观测工作。这一阶段的主要工作内容包括对工程地质以及水文地质的测绘以及勘探情况进行评价和检验,对工程地质可能出现的问题进行准确的预测,为了避免不良地质引起工程事故而采取相应的措施。

6 结语

通过本文叙述的主要内容以及勘探手段等在实际工程中的应用,可以对工程地质以及水文地质勘探过程中遇到的主要问题进行分析和处理,并经过合理的经济以及技术评价之后,为工程的施工提供科学的地质依据。

参考文献

[1]陈国明. 浅谈地下水危害及工程勘察水文地质评价[J]. 西部探矿工程, 2006,12(3):79-80.

[2]黄勇,周志芳,王锦国.低渗透性含水层水文地质参数确定方法及其应用[J].河海大学学报,2006,34(6):672-675.

第9篇:地质工程与地质学的区别范文

关键词:古生物地史学;教学改革;教学实践

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)01-0216-02

山东科技大学《古生物地史学》课程是地质科学与工程学院各个专业的一门专业基础课程,现开这门课的专业有资源勘查专业(80学时)、地质工程专业(80学时)、水文与水资源专业(46学时)、地球物理学专业(46学时)以及其他各类培训班。《古生物地史学》作为地质科学三大主要分支(地球物质科学、地球动力科学和地球历史科学)之一的地球历史科学的主要内容,由古生物学和地史学两个学科组成,在地质学中占有非常重要的地位。因此在如何实现教学目的、提高教学质量方面,教研组进行了各种尝试,改变了传统课堂教学以教师讲授为主的教学模式,使学生变被动学习为主动学习,激发学生的学习热情和积极性,提高学生分析问题和解决问题的能力。适应时展,培养具有创新能力的地学人才。我们在教学方面的改进主要包括以下方面。

一、明确学习目标,注重培养能力

随着社会的发展及专业教育规模的扩大,本科生的培养目标已发生了由专业型向素质型转移的过程。对地学人才的知识结构也提出了新的要求,因此课程内容体系相应进行了改革。为了培养新型人才,国内同类院校,如中国地质大学、西北大学、兰州大学等先后进行了古生物地史学教学改革,原来《古生物学》和《地史学》是两门相互独立的课程,改革后把两门课合并为一门课。我校根据新的教学大纲,也采取了合并的办法,精简了教学内容和教学学时,采用了中国地质大学1998年版的《古生物地史学概论》,并编写了古生物实验指导书。《古生物学》部分减少了各论中形态描述,增加了总论,教学的目标从化石鉴定逐步转向认识生物发展规律、生物与环境的密切关系、了解古生物学研究方法与思路;《地史学》部分也压缩了各论,把地球的发展演化历史概括为五个部分,每个部分都以华北和华南两大板块的古生物、古地理和古构造为主要线索,把整个知识体系系统化强,课程内容重点突出、简练。要求学生掌握其总体脉络,有一个清晰的思路,并由此联系和运用到相关学科的知识。新的教学计划实施后,学生的知识结构明显改善,加强了古生物学、地史学的基本理论、基本原理与方法、基础知识的应用。

二、增加国内外最新研究成果及重大发现介绍

在课堂教学及实践教学过程中,及时介绍国内外最新研究成果、重大发现、学院重大科研项目研究成果等,如从云南双柏、山东诸城恐龙化石的发现,讲到恐龙绝灭的原因、地质事件的起因等理论。古生物研究的新手段如德国Torsten Steiger利用核磁共振研究放射虫内部构造等。让学生了解学科发展的前沿问题,使枯燥乏味的知识生动形象起来,激发了学生进一步研究古生物学的兴趣,开拓了学生思路。

三、加强实践教学

“古生物地史学”是实践性、经验性很强的学科。所以,古生物学部分的各门类形态描述和分类,具体属种特征还要在实验课上加深印象和巩固。地史学部分需要掌握一些标准剖面,也只有通过野外实习,才能加深理解地层学基本理论。所以在加强实践教学方面我们实施了一系列的改革措施。

1.教师在每次实验课之前用多媒体、显微投影等形式向学生展示实验课内容及观察标本图片。既生动又形象,学生容易理解,同时也能激发学生的学习兴趣,有提前预习的动力。

2.选择有代表性的属种让学生观察,并且改进了实验方法,过去上实验课把要观察的化石标本,连同标签一起摆在实验台上,这样学生一看就知道化石属种名称。很多同学就照抄实习指导书上的描述,甚至对化石标本没有仔细观察就写好报告了,这样不利于学生对知识的掌握和理解。改进实验方法后,我们在实验课上只摆放标本,而不放标签,让学生通过自己对化石标本的观察和描述进行鉴定,较详细的写出标本的特征,观察过程中各小组可以讨论,老师也可以提问,学生真正掌握古生物的研究方法,而不是死记硬背化石的特征。实践证明,学生非常喜欢实验课,对化石标本也很感兴趣,实验课气氛比较活跃,很多同学都能提出有一定深度的问题。为拓宽学生的知识面,实验室购买了新的化石标本,地质学院地球科学馆的建成,展示更多的大型古生物化石标本,学生参观以后,更加提高了学生对古生物学习的兴趣。

3.课程结束后,增加了地层学实习,带领学生野外观察和实测剖面,巩固理论知识,我们就近选择了山东沂水寒武系、奥陶系剖面和淄博石炭系和二叠系剖面。这两处剖面沉积岩类型多样,有海相碳酸盐、风暴岩、生物化学岩、陆源碎屑岩等;从沉积相来看既有海相,也有海陆交互相和陆相河流、湖泊相;古生物化石含量丰富。通过实习运用了古生物、地层分析的工作程序和方法,如在寒武系张夏组顶部、崮山组从底部到顶部都发现了三叶虫Damesella化石,而教材中在张夏阶最上部的化石带是Damesella带,学生提出疑问,认为Damesella只能出现在张夏组,就此问题向学生讲解生物地层单位中顶峰带、组合带和延限带的概念及区别,现在研究结果已把Damesella带归入崮山阶,学生对地层划分与对比、地层单位与地层系统、沉积环境和沉积相等概念有了深入的理解。培养了学生的实践能力、动手能力。

四、教学方式改革

古生物地史学课程具有教学内容多、生物结构图与地层剖面图多、抽象性强等特点,传统的课堂教学模式往往局限于语言讲授,有些内容不好理解,采用现代化教学手段,多媒体技术为古生物地史学教学改革提供了一个非常好的工具,多媒体课件可以展示大量形象生动的古生物照片,节省课堂上用手画图的时间。为此古生物教研组十分重视课件制作,花费大量精力和时间制作图文并茂的课件,取得了良好的效果。我们把古生物实验室各门类化石标本进行数码照相,制作了数字化实验室课件,可以放在学院网页上,方便学生在网上进行学习,另外,注意收集关于地球形成和演化的视频短片让学生观看,如《探秘地球》等系列片中的《恐龙灭绝》、《地球的起源》、《太平洋火圈》等。还将“比较教学法”应用于《古生物地史学》的教学活动中,今后还要考虑增加地史学课程设计环节,让学生自己从不同角度去总结所学知识,培养学生综合分析问题的能力,针对不同知识点布置小论文等方法锻炼学生的研究能力。

五、成绩考核方法

为了全面反映学生的学习效果和能力,成绩评定采用课堂考勤、实验成绩和卷面成绩三方面结合的方法,把实验成绩的比例提高到30%。编写了一套适合地质专业和水文物探专业的试题库,试题覆盖面大,具有综合性题目,能够全面、合理反映教学效果和学生掌握本学科知识情况。我校古生物地史学教学改革的效果还是比较显著的,新的教学实验体系与训练方法,有利于培养学生创新能力、综合能力,有利于学生的学习主动性和能动性,有利于学生个性发展、有利于改善学生的知识结构,充分体现古生物地史学近年来的新进展,强化研究方法与研究思路。下一步的发展目标是要开展双语教学,结合古生物地史学课程的自身特点及我校教学实际情况,精选国外的英文原版教材、国内出版的同类教材作为参考,如外文教材包括《Geobiology》,《Evolution of the Earth》,《Basic Palaeontology》等,提高学生在古生物地史学方面的专业知识和英语水平。

参考文献:

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