工程地质学的研究方法精选(九篇)

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第1篇：工程地质学的研究方法范文

关键词：工程地质学；教学改革

中图分类号：G451 文献标识码：A

1 引言

工程地质学为地质学的一个应用分支，研究的是人类工程活动与地质环境之间的相互制约关系。土木工程活动会改变地质环境，从而带来相应的各种工程地质问题，只有对工程建设的地质条件进行深入研究分析，才能避免各类问题的产生，所以工程地质学这门课程在土木工程专业中是至关重要的，是土木工程专业的一门专业基础课，为后续《土力学》、《基础工程》、《道桥工程》、《地下工程》等课程打下基础。

土木工程专业选用的《工程地质学》教材不同于地质专业教材，涵盖内容广泛，课时少，知识不够细致深入是本课程的一个主要特点，课程知识实践性较强，学生学习多停留的知识表面，不能由表及里，加之此课程在土木工程专业多为考查课，不能引起学生足够重视，所以以往的教学手段方法不能满足现行的课程设置，教学改革势在必行。结合自己教学经验谈谈教学中的一些改革方法，实现应用型人才的培养。

2教学中存在的问题

1）课程课时量不够

我校工程地质学课程总学时为32学时，其中含2课时实验室认识实习。笔者走访了多个院校，土木工程专业的工程地质学课时量设置多为32学时，有些院校设置为24学时。对于地质学相关专业课时量设置多为64课时。土木专业的工程地质学主要内容包括地质学基本理论，岩石、岩体和土体的工程性质以及常见的不良地质现象及地质灾害以及工程地质各类勘查方法，因此本课程内容繁杂，涉及面广，抽象难解，学生想在课程上对知识融会贯通是比较困难的。

2）学生兴趣不浓

土木工程专业的学生缺乏地质学方面的基础知识背景，学生对于课程内容理解起来有难度，影响了学生学习的积极性。土木工程专业地质学相关课程只有一门工程地质学，没有 《普通地质学》、《岩石学》、《构造地质学》、《水文地质学》等课程做基础，更加增大了老师教授和学生学习的困难。

学生对于这门课程的重视度不够。工程地质学多被定为考查课，学生多认为考查课不重要，学习中不能引起学生的重视，同时，在土木工程专业课程中，工程地质与其他专业课联系不是很紧密，学生认识不到工程地质学的重要性，认为其在专业中的用途不大。

3）教学实践环节薄弱。

工程地质学实践应包括室内试验和野外实习两部分。通过笔者调查，土木工程专业的室内实验，对于力学实验，土工实验大多高校都比较完善，而对于地质类实验室大部分高校都不太健全。对于野外实践，由于学校师资有限，实习基地不好确定，学生众多不好管理，对于许多高校的土木工程专业工程地质实验是非常欠缺甚至是不存在的。正是由于实践教学的缺乏，导致学生学习只能看到知识的表象以及掌握一些基本概念，不能深入内容的实质，不能由表及里。

3 教学改革探讨

1）教学内容改革

工程地质学课程内容多，涉及范围广，从两方面进行调整：（1）适当增加课程量，学时不低于38课时，保证其教学质量。（2）精简教学内容，根据工程地质课程的内容，结合土木工程专业相关知识之间的联系，对课程内容进行删减和补充。工程地质学内容划分为三部分，第一部分是地质学基础知识，主要讲解地质作用、岩石、地质构造等知识，本专业学生对地质学基础知识相对缺乏，因此，首先要向学生介绍工程地质学基础知识，让学生具备地质思维方式思考工程地质问题。第二部分为工程地质理论，主要讲解岩土层工程地质性质及各种工程地质问题，这部分教学应以宽、泛为主，详、探为辅。第三部分为工程地质勘查，针对专业侧重点，着重讲解相关地质勘察方法。

2）教学方法改革

（1）布置课外作业。

布置课外作业的方式我们并不陌生，但对于工程地质学这门课程作用尤为明显。可以布置一些课本上找不着但又与教学内容相关的问题，那么学生带着疑问就会利用图书馆、网络或者实地参观考察以及其他更有力的手段才能完成，培养了学生自己解决问题的能力。另外，还可以布置以分组形式完成的作业，每个组成员都有自己的任务，这样带着责任大家都会很积极，努力完成自己的部分。甚至组与组之间在完成作业的优劣方面形成竞争，加强了每个学生的团队意识和危机意识。

（2）课堂考核。

对当堂课所学知识，随机抽取几位同学回答即时问题，虽然方法平常，但在一定程度上会使学生时刻保持“警惕”状态，提高学习效率。或者是每次交作业后，在课堂上随机抽取几位同学在讲堂上向大家讲解自己的作业，虽然学生有怨言，但大多数同学认为收益颇丰。

（3）改变现代化的教学手段。

在教学过程中，积极采用多媒体技术使教学内容与表现形式呈现多样化，加大了授课信息量，但也需要注意一些问题。多媒体教学不应只是文字、图像、视频的简单罗列，而是在简单的内容铺垫之后快速进入正题，展示出所应该掌握的内容，然后利用一些有针对性的图像、视频文件加以辅助，即时抓住学生的思维和兴趣，使他们在尽量短的时间内了解并掌握重点知识。因为学生在课堂上不可能每一刻都能全神贯注，如果所讲内容过于枯燥，或者教学时间过长，学生在坚持认真听课一段时间后未免会走神，所以多媒体教学中的内容安排顺序要适当，能够在短时间内吸引学生注意力，让学生在聚精会神的时间段内完成知识的学习，从而大大提高课堂教学的效率和质量。

3）实践教学改革

工程地质学是一门实践性很强的课程，最终能够达到学以致用，才是教学的最终目的。工程地质实践教学应该积极开展室内试验和野外实习。室内试验主要包括室内矿物、岩石鉴定，即用肉眼鉴定主要造岩矿物的特征及鉴定方法，对三大类岩石的成分、结构、构造和产状等方面进行鉴定。学生可以把课本上的知识和实物联系起来，使思维方式立体化。以往矿物和岩石的认识通常是根据已知矿物或岩石来对其特征进行描述，可以通过给学生提供未知的标本，根据学生观察其特征来确定其类别，从而提高了学生的思考和动手能力，加深知识的理解。如果条件允许还应积极开展野外地质实习，通过对自然界的地质结构、构造和工程结构的直接观察和接触，进一步理解和掌握本课程课堂教学所学理论知识。

4）考核方式改革

工程地质考核方式多样化，摒弃以往闭卷考试的考核方式。可以让学生提交读书报告及小论文的形式，培养学生独立学习独立思考的能力。针对学生读书报告内容进行答辩，一方面考察学生对这门课程知识的掌握程度，另一方面让学生对自己的报告进行总结，享受收获，弥补不足。工程地质学采取考查的考核方式，针对学生重视不够，上课积极性不高，缺课请假等现象，在尊重学院教学考核规定的基础上，最大限度地增大平时成绩的考核分值，把平时成绩的比重增加到40％，把学生“限制”在课堂上。

5结论

工程地质学作为一门专业基础课，内容广泛，教学存在难度。通过教学内容、教学方法等方面的改革增强学生的学习兴趣，使学生认识到这门课程的重要性，让学生在多样化的考核方式中加强对知识的认知、理解和掌握，提高学生发现问题、解决问题的能力。

参考文献：

许兆义．工程地质学基础[M]中国铁道出版社，2011

第2篇：工程地质学的研究方法范文

【关键词】：研究生教育 精英教育 小班授课 教学改革。

0 引言

中国矿业大学（北京）作为教育部直属全国重点高校，是首批具有博士和硕士学位授予权的高校之一，具有百年办学历史，行业特色鲜明，在人才培养和课程设置上积累了丰富的经验[1]。但随着研究生招生规模日益增加，中国矿业大学（北京）倡导的研究生精英教育模式也受到冲击，研究生教学方式发生了显著变革：小班变大班、交互式变传授式、闭卷变开卷。这些变革从广义上讲适应了大规模研究生培养的需求，但在一定程度上影响了研究生精英教育的培养宗旨。

为此，学校选择了一批重点专业，针对课程选择人数少于10人的课程专门开设了小班授课试点，目的是通过1个学期的教学实践，评价小班授课的优劣，并总结出小班授课方式和经验，为研究生小班授课教学模式推广奠定基础。本文针对矿业类高校的学科特点，结合工程实践，重点探讨《水文地质与工程地质学》教学改革的方向和内容，培养学生的地质学思维和实践灵活运用技能[2-3]，为更好的培养相关方面的专业人才提供基础。

1 小班授课人数优化

重点强调将小班授课试点作为一个尝试，不能够影响到正常的教学安排或计划。要根据研一学生提交的选课统计表，选择报名人数较少，专业课在本行业较重要的课程作为试点选择课程，集中起来开展小班授课。一般小班授课要求学生上限为10人，下限为3人。

2上课地点灵活安排

小班授课不参加研究生院的教室统筹安排，可以根据情况灵活选择教学楼、实验室、工作室、标本室或报告厅等场所进行授课，方便同学们更好地把课堂知识与实验相结合，用理论指导实验，用实验验证理论。

3教学方法改革

为了适应小班授课的特点，一些传统教学方法需要进行改革。工程地质学是一门强调实践性的自然科学，因此在讲授工程地质灾害现象过程中，借助电子教学并结合作者所从事的岩质边坡工程灾害控制研究方面的最新成果，介绍典型山体滑坡灾害，分析产生山体滑坡变形现象的工程地质原因，介绍对滑坡牛顿力监测的必要性。由于小班教学人数较少，便于管理，可以通过考察“深部岩土力学与地下工程国家重点实验”，了解滑坡灾害的研究前沿，进行启发式教学，激发学生的科研活动的创新性思维，为学生今后从事相关工作打下坚实的基础。

3.1 优化教学大纲，深化教学内容

为了有效把握课程主要重点内容、提高效率，一些不主要的内容以学生自学为主，不再进行讲解，但是与所学专业相关的重点讲解，且要比课本知识更加深化，例如：当讲到地质灾害监测和控制方面，常规监测如降雨量、地下水水位等内容不再重点讲解，而是引入国际前沿，将滑坡牛顿力监测重点引入。

3.2 结合现场实例，引入各章知识点

《水文地质与工程地质学》具有较强的实践应用特点，有的学校为了突出水文地质与工程地质学的应用行业，还专门开设了“煤矿水文地质与工程地质”课程[4]。鉴于此，本课程将现场工程实例作为切入点，如在讲述“边坡暮Α辈糠帜谌菔保以平庄西露天煤矿边坡所发生的一次滑坡灾害为例（图1），来分析滑坡类的特点和后果。这样既提高了学生继续学习的兴趣，又便于引入各章知识点，做到了带着问题学习、学以致用的良好目的。

3.3 理论联系实际，培养学生创新能力

只有将理论和实际相结合，才能更有利于学生创新能力的培养。以南芬露天铁矿滑坡灾害为例（图2），分析了滑坡发生的成因，提出了滑坡治理的对策（图3），并在工程现场得以验证对策的正确性。

3.4 加强学生学习自主性，安排学生轮流上台授课

传统的灌输式授课方式不足以调动学生课堂参与积极性，缺乏自主学习的内在动力。为了促进学生自主学习方式的转变，课堂上抽出一定时间来安排学生轮流上讲台授课，这样，学生会对知识理解更加深刻。

3.5 取消点名机制，加强随堂测试

课堂点名，一定程度上可以起到督促学生学习的效果，但这属于依靠外在力量约束，而且还浪费课堂宝贵的时间。而随堂测试的方法调动了学生的参与热情，学生置身其中进行思考解决问题的方法，由于授课学生人数较少，也方便了教师对每一位学生的重点指导，及时得发现不足，引导和培养学生创新性思维。

4小班授课优缺点评价

通过1个学期的教学实践，分别在大班授课和小班授课中随机选取5人，采用笔试和面试方式，对10个人所掌握的知识点及其灵活运用技能进行考核，最终发现，小班授课5人平均成绩96分（百分制），大班授课5人平均成绩84分。通过对大班授课和小班授课学生考核成绩的对比，发现小班授课平均成绩高于大班授课平均成绩，表明新型小班授课方式明显优于传统大班授课方式。

5、结论

本文以水文地质与工程地质学课程为例，通过对研究生进行大班和小班两种不同授课模式的教学探索，着重在以下五个方面进行了尝试：①优化教学大纲、深化教学内容；②结合现场实例、引入各章知识点；③理论联系实际、培养学生创新能力；④加强学生学习自主性、学生上台授课；⑤取消点名制度、加强课堂测试，对比发现小班授课效果明显优于大班授课，是研究生精英教育模式的一次有益探索。

参考文献：

[1]郭志飚， 王炯. 矿业类高校土木工程专业工程地质学教学改革探讨[J]. 课程教育研究， 2015：247-248

[2]曹丽文. 工程地质学思维方法培养的教学研究[J]. 中国地质教育， 2002，（4）：54-57.

[3]朱崇辉，刘俊民，严宝文. 工程地质与水文地质课程教学改革研究[J]. 水利与建筑工程学报，2010，8（4）：38-40.

第3篇：工程地质学的研究方法范文

关键词: 地质勘察；环境岩土工程；研究

中图分类号：F407.1文献标识码：A文章编号：

引言：

岩土工程勘察在快速的发展过程中，不论是在体制还是在勘察方法、计算机辅助软件、勘察报告编制等各方面工作都有了长足的进步，并且还在不断优化中。岩土工程勘察工作研究的主要对象是地基和基础以及地下工程的关系。由于地基土是因地而异的，在接受一项岩土工程勘察任务时，必须明确该工程的主要技术矛盾是什么，需要解决哪些主要技术间题。在对设计意图和设计要求以及建筑物荷载情况了如指掌的情况下，在岩土工程勘察实施过程中，根据工程的具体情况，就基础及地下工程的设计、施工过程中可能遇到的问题，给以充分的论证和分析，最终提出经济合理、技术可行的解决方案。只有这样，岩土工程勘察才能提高勘察成果质量，才能有较大的市场。

1.岩土工程勘察的目的

岩土工程勘察的主要目的是为设计施工提供各类土的设计参数，其报告质量对工程的安全和造价起到重要作用。勘察成果的质量将直接影响建设项目的工程安全和工程造价。一份高质量的岩土工程勘察报告在满足相应规范的基础上，不仅要真实客观地反映勘察场地的地形、地貌、地层构造、地下水、岩土性质和不良地质现象等问题，更重要的是应该进行正确合理的岩土工程分析评价，提供合理可信的岩土工程参数和建议。

2. 岩土工程勘察的方法

2.1 工程地质测绘。工程地质测绘是岩土工程勘察的基础工作，一般在勘察的初期阶段进行。这一方法的本质是运用地质、工程地质理论，对地面的地质现象进行观察和描述，分析其性质和规律，并藉以推断地下地质情况，为勘探、测试工作等其他勘察方法提供依据。在地形地貌和地质条件较复杂的场地，必须进行工程地质测绘但对地形平坦、地质条件简单且较狭小的场地，则可采用调查代替工程地质绘。工程地质测绘是认识场地工程地质条件最经济、最有效的方法，高质量的测绘工作能相当准确地推断地下地质情况，起到有效地指导其他勘察方法的作用。

2.2 勘探与取样。勘探工作包括物探、钻探和坑探等各种方法。它是被用来调查地下地质情况的并且可利用勘探工程取样进行原位测试和监测。应根据勘察目的及岩土的特性选用上述各种勘探方法。物探是一种间接的勘探手段，它的优点是较之钻探和坑探轻便、经济而迅速，能够及时解决工程地质测绘中难于推断而又急待了解的地下地质情况，所以常常与测绘工作配合使用。它又可作为钻探和坑探的先行或辅助手段。但是，物探成果判释往往具多解性，方法的使用又受地形条件等的限制，其成果需用勘探工程来验证。钻探和坑探也称勘探工程，均是直接勘探手段，能可靠地了解地下地质情况，在岩土工程勘察中是必不可少的。其中钻探工作使用最为广泛，可根据地层类别和勘察要求选用不同的钻探方法。当钻探方法难以查明地下地质情况时，可采用坑探方法。坑探工程的类型较多，应根据勘察要求选用。勘探工程一般都需要动用机械和动力设备，耗费人力、物力较多，有些勘探工程施工周期又较长，而且受到许多条件的限制。因此使用这种方法时应具有经济观点，布置勘探工程需要以工程地质测绘和物探成果为依据，切避盲目性和随意性。

2.3 原位测试与室内试验。原位测试与室内试验的主要目的， 是为岩土工程问题分析评价提供所需的技术参数，包括岩土的物性指标、强度参数、固结变形特性参数、渗透性参数和应力、应变时间关系的参数等。原位测试一般都藉助于勘探工程进行，是详细勘察阶段主要的一种勘察方法。原位测试的优点是试样不脱离原来的环境，基本上在原位应力条件下进行试验所测定的岩土体尺寸大，能反映宏观结构对岩土性质的影响，代表性好。试验周期较短，效率高尤其对难以采样的岩土层仍能通过试验评定其工程性质。缺点是试验时的应力路径难以控制、边界条件也较复杂有些试验耗费人力、物力较多，不可能大量进行。室内试验的优点是试验条件比较容易控制，边界条件明确，应力应变条件可以控制等，所以可以大量取样。2.4 现场检验与监测。现场检验与监测的主要目的在于保证工程质量和安全，提高工程效益。现场检验的涵义，包括施工阶段对先前岩土工程勘察成果的验证核查以及岩土工程施工监理和质量控制。现场监测则主要包含施工作用和各类荷载对岩土反应性状的监测、施工和运营中的结构物监测和对环境影响的监测等方面。检验与监测所获取的资料，可以反求出某些工程技术参数，井以此为依据及时修正设计，使之在技术和经济方面优化。

3.岩土工程的不确定性问题

岩土体是一种变异性很大的工程材料或工程介质。因此，很难用确定的量来描述岩土体的各种性质。岩土工程中的不确定性主要来自下列3个方面：

3.1岩土体本身固有的不均匀性--岩体从建造到改造的过程中，由于物质分异、构造作用、断层裂隙的生成所引起；

3.2勘察取样和参数估计的随机性——边界条件不准、测试技术误差及取样数量不足所引起；

3.3模型误差导致的不确定性——物理力学模型和计算方法的不准确或多解性所引起。岩土工程的不确定性导致了当前岩土体测试技术的精密性、确定性和岩土体性状宏观判断的模糊性、随机性之间产生极大的矛盾，使人们对传统的定值法设计得出的安全系数能否表达工程的真实安全度产生了凝问，这就是目前岩土分析与评价难以满足工程要求的主要原因。

当前，应用于岩土体不确定性分析的理论主要有概率论、模糊论、灰色系统理论及分数维理论（分形几何）等。

概率理论是处理岩土体不确性问题的一个有效工具，它可以指导随机参数的取样和试验设计，建立岩体工程概率模型和计算破坏概率，可以评价工程的可靠性和风险度，进行优化设计和决策。

模糊理论在岩土工程中的应用已较普遍，它用隶属函数代替确定论中非此即彼的特征函数来描述那些边界不清的过渡性问题。模糊模式识别和综合评判理论对那些受多因素影响的问题，如岩体环境评价、岩体分类、强度预报等显示出广阔的应用前景。 灰色系统理论研究事物的“灰度”、“灰数”、“灰关系”等特征，在社会科学和自然科学的各个领域得到了广泛的应用。在岩土工程中，可应用灰色系统理论进行岩体分类，采用灰色建模进行滑坡发生时间的预报和地下水位预报；利用灰关联度分析原理确定影响岩土工程稳定性的主次关系等。

分数维理论是近十几年发展起来的热门科学。应用分数维理论，可以对岩体中不规则的杂乱无章的裂隙系统的几何特征进行描述。

4.环境岩土工程与相关学科的关系

与环境岩土工程相关的学科有: 工程地质学、岩土力学、岩土工程学、地质工程、环境工程地质学。

工程地质学的基础理论是地质学, 指导它的理论主要是自然历史观，它的基本理论是认为地质成因和演化过程决定地质体的工程特性, 相应地在研究方法上就是从地质体局部特性的研究, 探索地质体在生成时的地质环境以及形成地质体的地质作用和演化过程, 从而在整体上认识和把握地质体的组成和结构以及发育规律, 并进一步探讨和预测它在工程建筑物作用下的表现和工程行为。

工程地质学的服务对象完全是人为设计, 人为施工的建物。 这一应用性决定了工程地质学的边缘性、交叉性和综合性等特性。 所谓边缘性指它处在地质学科的外层, 位于和工程学科接壤的部位。 所谓交叉性表明在它的学科发展中不断吸收工程学科的理论、概念和方法, 并和地质学结合起来。所谓综合性是指工程地质学的目标是解决问题, 它是借助于地质学各基础学科的成就来综合地工作的。

岩土力学、岩土工程和工程地质学在研究对象和目标上有很大的相同之处, 是密切相邻的学科。但是岩土力学属于力学学科的边缘, 而岩土工程属于工程学科的边缘，虽然对岩土的地质认识是建立岩土力学模型和本构关系的重要基础, 但岩土力学更偏于模型及建模后的力学研究。 岩土工程是将岩土作为工程结构物的一部分工程学科。不过岩土力学和岩土工程与其他的力学或工程学科相比, 需要更多地质学科的支持, 或者说更需要与地质学科的结合。

5.结论

随着我国工程建设的飞速发展，岩土工程勘察取得长足、可喜的发展，但仍有一些理论尚不成熟、处于经验或半经验状态。岩土工程勘察是一项工程基础性工作，涉及的对象和范围很大，且涉及的勘察内容很多而且十分复杂。岩土工程勘察的手段是间接的、非直观性的。提高勘察和工程设计水平，充分利用基础地质资料全面掌握岩土工程有关的规范、规程，不断的交流学习，才能有效地开展工作，确保勘察工作的顺利进行。

参考文献:

[1]缪林昌 刘松玉环境岩土工程学概论 北京: 中国建材工业出版社 2005.

第4篇：工程地质学的研究方法范文

【关键字】地下空间，工程地质，岩石工程

中图分类号：K826.16 文献标识码：A 文章编号：

目前，我国的地下空间开发刚刚起步，空间利用技术还不成熟，但在具体的实践中城市地下建筑的工程技术不断得到发展。本文就城市地下空间开发利用的岩土工程和实施工程的地质进行介绍，探讨具体的工程实施措施，以促进城市空间开发安全有效进行。

工程地质与岩土工程概述

（一）工程地质

工程地质主要解决各种与人类活动或工程建筑相关的地质问题，作为研究地球的一门学问，工程地质学的主要任务：首先是对工程的地质条件进行评估，确定兴建地面或地下建筑工程的不利条件和有利因素，以正确选择适宜的建筑类型和建筑场地，促进工程建设安全高效地进行；其次，从工程建筑的角度考虑地质条件，根据两者的相互作用，论证工程可能存在的地质问题，预测地质问题发生的机率及规模；再次，通过研究地质对其土质和岩层进行分类，以制定出具体利用地质条件的方案和有效避免或预防工程地质问题的措施；最后，工程地质学要研究人类外在的工程活动对地质环境产生的影响。

（二）岩土工程

作为在土木工程的实践中新建立起来的技术体系，是岩体力学、土力学和工程地质学的结合体，主要是解决土体工程与岩体工程中土体或者岩体变形问题，具体的应用方向是：制定合理利用地下空间资源的策略，以及具体应用于工程的计算方法和施工技术；对地基模型的计算方法及处理地基问题的检测方法进行研究；研究工程附近的建筑受地基开挖的影响程度和新型基坑支护技术的应用。

工程地质和岩土工程与地下空间工程间的关系

开发利用城市地下空间，主要目的是通过在地下建设交通路线、铁路隧道和房屋等工程以实现土地资源的节约。在地下空间工程的实施过程中，工程地质和岩土工程无论在预测、设计、施工还是维护方面都起着重要的作用。下面就工程地质和岩土工程与地下空间工程的关系进行分析，以更好地推动城市地下空间的开发。

（一）工程地质学对地下空间开发的重要意义

城市地下空间的开发首要考虑的因素是地质结构，因此工程地质学对工程的影响是全方位的主要包括:工程前期的规划设计、工程使用阶段的管理和工程后期的维护。城市地下空间的开发作为地下工程，与地面上的建筑工程有很大大的不同，因为地下工程的周围是水、岩层和土层，所以需要根据地质条件的不同，结合对岩层稳定性的考虑，制定合理的工程规划方案，以实现工程的安全和环保。在施工的过程中，利用工程地质学综合考虑工程实施的地质条件和可能出现的地质问题，可以有效减少施工事故的产生。

（二）岩土工程对地下空间开发的影响

岩土工程主要处理岩体和土体的关系，应用得当会有效解决土体或岩体变形、渗漏的问题，制定出合理利用地下空间资源的策略。但岩土工程的施工过程很容易引起一系列的问题，如：在含水很不稳定的粘土地层上，使用盾构法对隧道进行施工，隧道附近或上方的地面极易沉降、变形及坍塌等问题；在地下建设大型的停车场或地下商店，需要开挖又深又大的的基坑，很容易改变土体的应力场，从而导致基坑支架结构的变形、基坑的失稳；城市地下空间工程开挖后，会形成地下洞室空间，原先质密的围岩在洞室空间里逐渐膨胀，当洞室围岩的应力超出岩体的强度时，岩洞围岩就会出现失稳进而引起顶板坍塌、侧壁滑塌、底板隆破。

如何合理利用工程地质与岩土工程

城市地下空间的开发，成为节约资源，扩大城市空间，推动城市化过程的的新途径。在地下建设工程还可以美化城市的环境，缩短城市资源的运转周期，具有很好的经济、环境和社会效益。近年来，随着施工技术的改进和新的建筑技术的出现，特别是工程地质学和岩土工程力学研究的发展，地下空间的开挖和规划设计技术得到不断提高，开发利用的规模也不断扩大。

（一）工程地质在城市地下空间开发中的应用

工程地质的主要任务是研究建筑工程岩土地质的类型及分布规律、地质灾害的预测及防治等。

1.工程地质在地下工程建设方面的应用。无论在地下工程的设计还是实施阶段，周密精确的工程地质勘测，对于工程的安全建设至关重要，否则，不仅增加工程投资，还带来了一系列的地质灾害。所以必须高度重视工程地质的工作，具体的措施首先要认识基本的地质工程概念有，如：“场地”从工程的勘探角度看不仅是建筑所占的土地面积，还涉及到建筑工程所在地的地质环境和岩土体稳定性的问题；其次，工程地质对建筑区的地质条件勘测必须深入细致，才能选择出稳定的建筑场地及合适的建筑形式，才能科学论证工程地质灾害发生的可能性，才能正确处理工程建设与自然环境的关系，从而依据工程地质勘测的数据进行工程的设计和工程地质材料的选择。

2.工程地质解决地下工程灾害的应用。地下空间开发过程中出现的地质灾害主是，地下水的不稳定引起基坑突涌的问题、粉性土引起的流砂灾害，岩土体的性质发生变化等。工程地质为避免或预防此类灾害的发生必须确定城市地质的构造带特别是断裂带的活动情况；准确勘测出城市各地段地基的承载能力，确定地基的掩埋条件和地下工程地质的性质；对斜坡的稳定性进行准确分析，以实现对岩土体崩塌、变形的预防。

（二）岩土工程在城市地下空间开发中的应用

岩土工程在地下空间开发的过程中，存在着基坑失稳、洞室的围岩不稳定等问题。所以有必要理论联系实际地，对岩土工程安全高效的工作进行探索。

1.岩土工程做好勘测工作。地下工程的安全与工程所在的地质环境有着密切的联系，地下工程的开挖会破坏岩土体的平衡性，会引起土体的内应力进行重新分布，接着产生土体的移动、变形。因此，在地下工程建设过程中岩土工程必须深入地对岩土进行勘察，以确定岩体的工程特性及建筑地的地质地形特征。

2.岩土工程利用信息技术进行工程监测。信息化的施工技术就是现代施工的一种管理方式，包括信息的采集、整理分析、反馈等内容。地下工程的建设是一个动态复杂的系统，仅仅靠理论的分析及经验的积累很难把握地下空间的开挖条件，通过使用信息技术对整个施工过程进行监测，对反馈的信息进行分析，以动态了解工程的变化趋势。所以，当工程出现地质险情时，可及时发出预警信号，以保证施工的安全；安全储备空间过大时，可以及时通过消减围护、修改设计的措施，提高工程的施工水平。

3.岩土工程不断采用新的技术和方法。传统的地下工程为了设计出合理的方案，必须进行现场考察，研究同类工程的深基坑工程的设计，然后才进行工程设计，严禁不顾施工场地的地质条件进行设计。经过实践的证明，岩土工程通过使用基坑内部降水、加固坑内侧土体、增加挡墙入土的深度、分部开挖等技术和方法，对于提高基坑的稳定性有着重要意义。

总之，社会的发展追求可持续，作为城市地下空间开发利用的工程地质及岩土工程，为实现环境保护、促进城市生态发展方面起着重要作用。

参考文献

[1] 康道阳，王磊，李明纪，等. 城市地下空间开发利用的工程地质与岩土工程分析[J]. 大观周刊. 2012(24): 85.

[2] 彭苗枝，包海玲，刘道彬，等. 地下空间工程地质适宜性灰色评估[J]. 采矿技术. 2010, 10(3): 114-116.

[3] 黄静莉，王清. 基于GMS的城市地下空间三维工程地质地层建模[J]. 长春工程学院学报：自然科学版. 2012, 13(1): 74-77.

第5篇：工程地质学的研究方法范文

1.1科技创新落后技术是一项研究的先决保障，总结前人的教训，积累大量的研究经验，不断的尝试，不停歇的科技研发是必要的长期目标，只有这样才能更加完善地解决日益紧张的全球生态问题，合理地运用好水工环研究来保护好我们赖以生存的环境。但是，由于我国的历史发展所限，国家整体科技实力相对落后，科技创新意识对比西方各国稍显不足。这是一个长期的奋战阶段，我们需要从国民整体来改革，倡导人民的科技创新热情。水工环需要运用到先进的科学技术才可以具体且准确地解决所面临的各种生态与地质问题，这便需要各项新型的科学技术作为硬性的条件支撑。充分发挥计算机网络的优势，重点培养国家科学院和先进科研团队，集中国家的整体力量，切实把人数优势发挥到最大，为新时代的水工环事业的发展建立坚实的后备基础。

1.2相关人才缺乏我国人口基数十分巨大，但是整体受教育的程度相对较低，具有水工环地质研究的专业人士更是凤毛麟角，以至于水工环在中国的研究发展一直受到各种各样问题的阻碍，尽管政府为水工环研究工作投入了大量的经济保障与人员配置，但取得的成效还是比较微弱。不过相信随着中国的逐渐富强，曾经那些大量流失的人才也会慢慢回到祖国的怀抱，也会有更多高技术含量的专业人才迅速崛起。要提高人们对水工环研究工作的认可度与支持力度，广泛的吸收社会的意见建议，增强人们的环境意识，在思想与行动中形成一致，实现人与环境的共同发展，可持续发展。

2工程地质勘察理论分析

工程地质是服务于工程建设的一门实践性学科，通过准确精细的地质勘探来分析地质环境与工程建筑的相互作用，进行项目的规划与建设。运用3S技术来预测可能存在的地质灾害与地质环境变化，这项技术在国内虽然才处于起步阶段，但是它在作用于区域地质环境分析时效果十分的显著。而计算机技术也会有很大的应用，高精度的工程地质分析系统等会用到电脑模拟成像、图形分析处理等的新型网络技术。工程地质研究与现阶段火热的建筑业、交通运输业等也会有很重要的关联性，分析土层结构与稳定性可以很好地规划交通隧道路线，了解地质土壤可以更加快速有效地促进人们生产种植的发展，模拟地质的变化更是可以决定是否为一些工程的最佳选址，为工程的后续建设打好条件基础。通过工程地质勘探研究及其有关专业分析更加能够提前做好一些地质灾难的预防工作，可以减少未来当地的经济损失，更加有利于我们对周围的环境保护有更正确的认识。

3水工环地质未来发展趋势分析

第一，水是生命存在的必要条件之一，孕育万物，滋养大地。但是各种的水资源浪费、各种工业废水的任意排放、有害物质的随意丢弃，都会导致全球水资源的污染，所以我们得尽我们所能在经济、文化与科技进步的同时来保护水资源，使其能有一个健康的持续性发展，从而造福于我们，助益于子孙后代。而水工环更可以让我们清楚地认识到我们现在所生存的环境，了解地球能够承受我们多少的索取与改造，以便实现21世纪全人类所呼吁的可持续发展。第二，各种的工程建设，促进了城市的发展，增强了国家的经济实力与文化内涵，研究一个地区的建筑场区地下水运动的规律及其对工程建筑的影响，形成一套科学的勘察程序、方法和手段，制定出更加准确完善的方案。伴随着工程建设的高速发展，水工环自身的相关专业迅速兴起，不仅是有岩土学，还有工程动力地质学、专门的工程地质学和区域工程地质等，一些海洋工程地质学、城市工程地质及环境工程地质学、工程地震学也借势而火。从而可以推测到，水工环在将来会于航天事业以及海洋资源开发中起到十分巨大的作用，促进我们对海洋资源的认识，增强我们对未知宇宙的了解。第三，水工环实际就是一个时代进步的体现，它代表着我们对水环境的形成理解、分布规律的精巧运用，标志着我国工程地质学在科学研究领域的前行距离，更是象征着我国人民的文化涵养的高度，科技与人文环境的成果展示。相信随着时间发展，水工环地质研究这样的学科会成为所有工程类、地质类、环境保护类的必修科目之一。第四，计算机网络技术也许是水工环地质研究实现下一次大飞跃的基础，能够更精细、更准确地获知我们通常情况下不能得知的地底的矿质、水流系统和岩层的各种细微变化。也许只要一个运行和判断程序，就可以实现简单地得出准确的数据，做到勘探研究的简单化。

4结语

第6篇：工程地质学的研究方法范文

关键词：边坡工程；课程教学；岩石力学；采矿工程；滑坡

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）49-0133-02

一、引言

边坡是指自然或人工形成的斜坡，通常由力学性质不同的岩土材料构成，在漫长的地质构造作用下，逐渐形成了复杂的坡体结构和岩体结构。边坡失稳破坏会诱发滑坡、崩塌和泥石流等地质灾害，造成铁路公路阻塞、掩埋河道以及矿山停工等，带了较大的生命和财产损失。边坡工程是一门以边坡为研究对象的应用性课程，内容涉及土力学、岩石力学、工程地质学、弹塑性力学等多方面知识，具有综合性和实践性强的特点。岩土工程、采矿工程、工程地质等专业的重要专业课程就是边坡工程，国内大专院校开展课程时间并不长，同时由于教学过程中普遍存在理论与实践脱节的问题，往往存在学生学习兴趣差以及分析解决问题能力较差等问题。如何适应当前社会需要，培养理解基础好、动手能力强以及富有实践精神的复合型人才，是值得我们深入研究和探讨的科学问题。

二、边坡工程的课程特点

1.综合性强。边坡根据物质组成往往可以分为岩质边坡和土质边坡，由于岩土二者的物理力学性质差异较大，所以导致工程所关心的科学问题完全不同，对于土质边坡，其稳定性取决于土的变形和强度问题，这其中涉及了土力学方面的知识；对于岩质边坡，其稳定性取决于岩石的强度和结构面的空间分布等，这其中涉及工程地质和岩石力学方面的知识。边坡根据成因又可分为自然边坡和人工边坡，自然边坡是在复杂的地质作用下历经几百万年甚至几千万年演变而来，这就涉及到地质学等；自然状态下经过漫长地质年代作用的岩体一般处于稳定的自然状态。开挖后的人工边坡其平衡状态会遭到破坏，原因是岩体的开挖、地应力的释放等，这就涉及到材料力学、岩石力学等。此外，我们在分析计算时，往往需要用到弹塑性理论来分析边坡的应力和变形等。总之，一门边坡工程涉及土力学、岩石力学、工程地质学、弹塑性力学等多方面知识，课程综合性强。

2.复杂性强。边坡工程具有系统的复杂性，主要从以下两方面体现：①露采边坡是采矿工程大系统中的一个子系统，具有系统性，它属矿山生产的安全保障系统，矿山安全生产要求边坡保持稳定；②既定的工程地质条件和水文地质条件、地形地貌和新构造运动、人类的工程活动等因素都会影响或控制边坡自身的稳定性，而这些影响因素本身就具有复杂性跟不确定性，边坡的稳定性与这些因素综合作用有关，所以会受各相关因素之间的相互影响。因此，只有对这些因素进行全面的系统的分析，才能使边坡整体性能达到最佳状态。而且各因素对边坡稳定性的影响作用是不同的。所以边坡工程的课程教学也要求教师从系统上进行全面、多方位的教学，从而使课程复杂性增强。

3.理论性强。边坡工程中既涉及岩土的强度问题，又有变形问题和稳定问题，课程内容较多并且理论性强。研究边坡的强度问题时，需理解有效应力原理、达西定律、岩土的强度准则、岩土的本构模型、结构面的力学模型以及常规的室内外试验方法等；研究边坡的变形问题时，需掌握固结理论、分层总和法等内容；研究边坡的稳定问题时，需掌握强度折减法、赤平极射投影以及结构面配套分析方法等。此外，边坡问题不仅涉及静力问题，还包括动力问题，故边坡工程是一门理论性很强的课程。

4.应用性强。边坡工程所研究的问题来自于现场，同时服务于现场。学习的目的是能将实际工程问题进行简化，从而可以用所学的理论知识进行分析，最后达到解决实际工程问题的目的。边坡稳定问题等是工程所关心的热点问题，监测以及预警的手段和方法等直接服务应用于现场。

三、课程教学中存在的问题

1.教材选择困难。作为一门专业选修课，边坡工程方面的科研著作较多，教材偏少。边坡工程的教材普遍存在行业性强、内容体系不统一等问题。

2.授课对象理论基础偏弱。边坡工程课程主要面向已学过专业基础课的理工科大三学生。然而，笔者在授课过程中发现，部分专业的学生对土力学、岩石力学、工程地质学以及弹塑性力学的基本理论理解差，甚至不了解一些基本概念。这一方面与边坡工程自身综合性较强有关，另一方面反映出教学对象理论基础薄弱等问题，这无疑会影响教学质量和教学效果。

3.实践和试验环节薄弱。大部分授课老师缺乏实践经验，从理论到理论，现场经验严重缺乏，很难向学生传授具体的边坡工程实践常识，而学生通常很反感概念性的东西，空洞无物的讲解只会让学生兴致缺失，甚至产生厌学、抵触心理，不但达不到理想的教学效果，还会适得其反。

4.授课对象创新思维不足。现今，创新思维能力强弱已成为影响学生就业竞争力和科研能力的重要因素。但是，我们的学生长期处于中国传统模式教育下，学生的自主创新能力明显不足，这在社会生活和工作实践中已明显地表现了出来。

四、关于边坡工程教学的建议

1.丰富教材种类。由于在边坡工程教学中，边坡工程方面的科研著作较多，教材偏少，且教材普遍存在行业性强、内容体系不统一等问题。所以授课教师应在教学中总结经验，发现问题，以致能够探索、丰富并编辑出更多适合边坡工程课程教学类的教材。从而解决教材选择困难的问题。

2.优化教学内容设置。针对不同的专业方向，边坡工程的教学内容设置应有所不同，其侧重点应有所差异。比如水利工程方向，教学内容应侧重于高陡岩石边坡的地震响应、渗流变形以及坝坡稳定方面；公路和铁路工程方向，教学内容应侧重于边坡静力稳定、边坡加固以及滑坡防治等方面；工程地质方向，教学内容应侧重于边坡成因分析、坡体裂隙构造分析等的方面；而采矿工程方向，则应以边坡爆破、深部岩体力学、三维地质建模以及灾害预警方法为重点。同时，教学内容的设置应考虑授课对象的知识结构，避免课程内容与相关内容的交叉重复。

3.加强基础课程教学。针对学生对土力学、岩石力学、工程地质学以及弹塑性力学的基本理论理解差，甚至不了解一些基本概念的问题，课程教学中应加强基础理论的授予，增强学生的理论基础。

4.开放式互动教学。对于边坡工程课程的讲解，应以工程实例、工程实物、工程照片为主，采用开放式互动的教学方式，结合工程实例，将施工现场搬到教室，使抽象的理论概念具体化，让教学更加生动形象，将课堂知识与现场实际紧密联系起来针对具体问题进行讨论，激发学生的学习兴趣，改善教学效果。

5.理论性与方法性并重。边坡工程具有应用性强的特点，在讲授理论的同时，应重视对方法性的讲解。以边坡稳定性分析的讲授为例，首先向学生介绍各种边坡稳定性的计算方法，特别是讲解某些复杂方法的计算分析步骤，能让学生充分地理解理论的原理。同时，应强调边坡稳定性分析的方法是“定性分析，定量计算”，使学生懂得在边坡工程的详细勘察，室内外试验的基础上进行边坡稳定性的评价，深入认识边坡的变形机制和破坏模式才是边坡稳定性评价的根本。

6.课程教学与实践教学结合。边坡工程是应用型课程，培养学生应用能力和创新意识，开展素质教育的重要途径就是实践教学，通过实际工程的边坡勘察及试验资料，让学生应用所学的知识，对实际边坡进行稳定性评价并提出治理设计建议，使他们能深入理解和掌握边坡工程理论。在一些实际工程中，很多通过商业软件来计算分析边坡工程的稳定性评价，这样学生容易忽视各种分析方法的基础理论应用，只是单纯地成为软件操作员，对自己的计算结果盲目不能确定，这就成了从事岩土工程专业毕业生的危险因素。在这里我们要强调基本理论的重要性，同时要使课堂知识与实际工程紧密联系起来，激发学生的学习兴趣，提高学生探索和解决问题的综合能力。改善教学效果，满足高校人才培养注重服务社会的需求。

7.启发科研思路。边坡工程是工程建设中一个古老而常新的问题，边坡工程实践结果表明，边坡是一个复杂的物理系统，目前的理论水平较低。仍以边坡稳定性分析评价为例，边坡稳定的标准究竟是什么？是安全系数，还是边坡的变形量？大量的科学问题等待我们去挖掘。在教学过程中，建议授课教师将科研成果和最新研究动态与学生进行交流，以具体问题为例对学生进行科研思路的启发，使他们不仅掌握基础知识，还能了解学科的方向，形成独立的科研思路，培养其创新能力。

8.促进成果互享，增强创新能力。由于当代社会越来越注重对知识产权的保护，这给我们带来了知识利益保护，但也使学生不能像过去一样实现知识的共享。所以，我们应在课程教学注重研究成果的互享，共同拓展学生的创新能力。

五、结语

边坡工程的教学改革与工程实践的不断发展密切相关，是一个长期持续的过程。通过边坡工程教学工作者的不断努力，学生能够及时掌握有关边坡工程的理论和新方法。我们相信一定能够为工程领域培养出合格的创新型专业人才。

参考文献：

[1]赵明阶，何光春，王多垠.边坡工程处治技术[M].北京：人民交通出版社，2004.

[2]佴磊，徐燕，代树林.边坡工程[M].北京：科学出版社，2010.

[3]黄求顺，张四平，胡岱山.边坡工程[M].重庆大学出版社，2003.

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[5]陈祖煜，汪小刚，杨键，等.岩质边坡稳定性分析――原理・方法・程序[M].北京：中国水利水电出版社，2004.

第7篇：工程地质学的研究方法范文

工程地质实践教学

工程地质实习是工程地质专业本科教学中十分重要的教学环节，是该专业4年教学中必不可少的实习。是学生在学完土质土力学、岩体力学、工程地质学基础、工程地质勘察等课程理论知识的基础上，按工程地质选址勘察、初步勘察阶段的技术要求，通过对工程地质条件的野外实地考察、测绘和有关勘察手段使用的现场参观和实践，使学生获得工程地质实践的感性知识并巩固和深化理论，促进理论与实际相结合，为今后从事工程地质选址勘察或勘察工作打下初步基础。

1.实习内容和要求。岩石、土的肉眼鉴定，地层剖面观察；褶皱和断裂构造的基本判识；岩体结构面类型、结构体形状识别，野外鉴别和判识不同岩体结构类型，岩体结构面测绘统计；土体结构类型识别；地下水类型及水文地质条件的了解；各种环境地质及不良地质现象（滑坡、溶洞、坍塌等）野外识别、调查、测绘，成因和对场地稳定性影响初步分析和评价；以掌握工程地质测绘工作方法为主，并参观了解静力触探、标贯、钻探编录和取样等工程地质勘探手段；在了解杭州市区区域地层、构造等基础上，以浙江大学附近区为主，通过工程地质测绘，资料收集，编制工程地质剖面图、平面图和选址勘察文字报告。

2.实习教学。实习分为四条路线，路线一为大桥地层剖面路线，六和塔钱塘江大桥北铁路线八卦田玉皇山；路线二为钱塘江岸—南高峰不良地质现象调查路线；路线三为浙大—青芝坞—灵峰—玉皇山—玉泉；路线四为浙大—黄龙洞—蝙蝠洞。实习内容为系统识别杭州地区地层岩性及其分界标志层；进行岩性描述，对出露岩石的颜色、成分、结构、构造、化石和风化程度等进行观察和描述，掌握观察方法和描述要点并采集岩样标本；岩体结构类型野外判别方法；滑坡识别、形态测绘等；洞穴调查、测绘；落水洞、岩溶塌陷调查；岩体节理裂隙统计；判识地貌单元及确定分区界线等内容。

工程地质实践教学方法探讨

工程地质学是一门实践性很强的科学，很多的工程地质现象，仅通过书本上的概念、理论而不配合一定的实习，是收不到良好的教学效果的。正如俗话所说“实践出真知”，充分说明了实验实习教学的重要性。通过实习可以验证、巩固和学习与实验有关的理论知识，加深对学科知识的理解，培养学生符合辩证唯物主义的、实事求是的科学思维和严谨的工作作风，激发和培养学生的创造能力。

1.激发学生对工程地质的兴趣。杭州作为实习基地本身对学生即是很大的吸引力。在实习过程中循循诱导学生对工程地质专业的热爱。启发式教学具有多种功能，通过启发教学，能激励学生的兴趣和探索精神，调动学生的主动性和积极性，从而使学生切实地掌握知识和技能，促进学生智力因素、非智力因素以及思想品德的形成和发展。每一条实习路线，都要在实习前布置好任务；每爬一座山，都要每位同学抱着征服高山的勇气，去翻越它，研究它，并对工程地质现象了然于心。对率先完成任务的小组要给予奖励。在山上野餐时，表演节目活跃气氛。激发同学的实习热情。在实习过程中，老师应该对实习地的风土人情、历史地理有所了解，把地质现象与人文知识、风俗习惯、经济发展联系起来。比如某些特殊地形地貌在古代兵家战争中起过什么作用；一个地区的地层与该地的闻名土特产有什么关系；某些因地质作用形成的湖光山色在当地有哪些民间传说，在旅游业中起到什么作用等。这些都会增强学生对大自然的兴趣，从而也增强对工程地质的兴趣。

第8篇：工程地质学的研究方法范文

关键词：岩体结构控制论 工程地质模型 分析方法

一、岩体结构的工程地质模型

岩体形成和发展过程伴随着各种内、外地质营力的作用，从成岩的类型分为沉积岩、岩浆岩和变质岩三大类，由于结构面的存在使岩体具有一定的结构，其结构特性控制着岩体的性质和变形破坏，因此，我们在解决岩体工程问题时，应该从岩体的地质模型出发。孙广忠教授建立了8个基本的地质模型：水平层状岩体、缓倾层状岩体、陡倾层状岩体、陡立层状岩体、弯曲层状岩体、完整块状岩体、碎裂块状岩体和岩溶化块状岩体。孙玉科在研究了大量露天矿和水电工程的边坡滑坡资料后，归纳出5种具典型意义的工程地质模型，即：金川模型、葛洲坝模型、盐池河模型、白灰厂模型和塘岩光模型。目前，这些模型广泛的应用在岩体工程中，从地质模型建立的角度考虑，首先应该调查岩体中结构面的发育特征以及与结构体的组合特征，查明岩体的赋存地质条件，如地下水、地应力条件等，再与上述的基本类型进行对比，选择适合岩体工程的模型。为了便于后面的力学分析，在建立地质模型时从各基本模型的共性特征入手，并根据工程自身的特点充分体现其个性的一面。因此，建立岩体的工程地质模型是一项系统的工作。

二、岩体结构力学模型

孙广忠提出了四种岩体介质，并根据介质的特性提出了四种岩体力学的分析方法，表1中是四种力学介质岩体特性。

表1 各种力学介质岩体特征

连续介质

碎裂介质

板裂介质

块裂介质

岩体结构

1、完整结构

2、高地应力下散体结构及碎裂结构

低地应力下条件下碎裂结构及粗碎屑散体结构

板裂结构

部分碎裂结构

块裂结构

岩体变形机制

结构体压缩及剪切为主

结构体（压缩、剪切），结构面（闭合、滑移）

结构体横向弯曲及纵向缩短

沿结构面滑移

岩体破坏机制

材料的张及剪破坏

沿结构面滑动、结构体滚动、结构体张及剪破坏

弯折、溃屈、倾倒滑动

沿软弱结构面滑动

岩体力学性质控制因素

材料及环境因素

材料、结构效应及环境因素

软弱结构面及结构体

软弱结构面

岩体力学性质研究方法

典型地质单元三轴力学试验及尺寸效应

岩块三轴试验、尺寸和围压效应

软弱结构面力学性质及弹性模量

软弱结构面力学性质及爬坡角理论

岩体力学分析方法

连续介质岩体力学

碎裂介质岩体力学

板裂介质岩体力学

块裂介质岩体力学

对于基岩斜坡失稳破坏主要表现为软弱岩体的蠕滑变形、岩体沿着已存在的地质结构面发生剪切破坏、岩石块体的塌落和板状结构岩体的倾倒、上部岩体沿岩层层面或较软弱夹层发生剪切滑动等。李铁峰将基岩斜坡的变形模式进行了总结，根据结构面倾向、倾角与斜坡产状之间的关系，以及软弱夹层的发育情况，将斜坡的变形模式分为倾倒变形、溃屈型破坏、顺层滑动破坏、裂隙滑动、侵入接触滑动、拉裂－脱离母岩－崩塌、压缩流变。

三、岩体结构力学的分析方法

早期多数把岩体看成连续的介质，用一些连续的线性分析方法来解决岩体力学问题。根据岩体不连续、方向异性等特点，目前出现了许多的不连续分析方法，如：离散元算法、块体理论、DDA方法等，其理论基础更符合岩体的性状。

转贴于 离散元法（Discrete Element Method）考虑结构体受力后的运动状态，以及由此导致受力状态及系统的变形（块体运动）随时间的变化，该法由Cundll于1971年首次提出，用来计算结构面和结构体组成岩体的非连续变形，以后又进一步发展了考虑块体本身的弹性变形，并推广至三维和动力问题。目前，离散元应用的文章较多，而研究基础计算方法的文章很少，因此，加强离散元法基础理论、基础算法及误差分析方面的研究，汲取有限元法等数值方法的优点，使之既能保持在描述散体的整体力学行为和力学演化全过程方面的优势，又能有效描述介质局部连续处应力状态和变形状态，使离散元法的模型建立真正满足几何仿真，物理（本构）仿真，受力仿真和过程仿真的原则，是离散元法研究领域的首要工作。 块体理论由石根华（1977）提出并在美与Goodman合作完善起来的，应用几何学、拓扑学碎裂结构岩体。近些年，块体理论在岩体工程中应用十分广泛，E. Hoek等（1998）应用块体理论开发了用于地下开挖工程的分析程序—Unwedge；2001年Rocscience公司推出了Swedge4.0，该软件可以用来计算边墙块体的体积及稳定系数。汪卫明、陈胜宏（1998）在矢体概念的基础上开发出三维岩石块体系统的自动识别方法，该方法能够有效解决包含不规则地形面和非贯通结构面等情况下的复杂块体的识别问题；卢波、陈剑平等通过应用随机不连续面三维网络模拟技术对复杂有限块体的自动搜索及确定其空间几何形态，并提出了“有形即是有限”的分析方法；张子新等把分形几何与块体理论相结合，提出分形块体理论，建立分形块体理论赤平解析法，并把随机概率模型引入分形块体理论，研究了三峡高边坡关键分形块体的滑落概率和分形块体的大小及其分布密度；张子新等将赤平投影图解析化，提出了块体理论的赤平投影解析法，并应用该法分析了某矿卷扬机硐室的稳定性；赵文把概率理论引入节理迹长分布的研究之中，推导了多组节理切割岩体形成关键块体概率的计算公式，从而使原来的一些关键块体转化为稳定块体，减少了关键块的数量。

近年来，石根华又将块体理论进一步发展，1993年由石根华提出的块体系统不连续变形数值分析新方法，简称为DDA方法，该方法是求解块体系统连续变形、大变形和大位移数值分析方法，块体的形状可以是任意的凸凹多边形，块体间也不一定要求角点接触。国内已研制了二维DDA程序软件，并与日本九州大学环境地盘工学研究中心合作将三维块体分析方法应用于三峡船闸高边坡的岩体稳定分析，并对船闸开挖施工过程及其支护效果的数值模拟，绘制了各开挖步序的岩体变形等值线图。

四、岩体结构控制论的工程应用

随着国民经济的发展和大型建设项目的实施，涉及到大量的地下工程建设项目，如采矿巷道、道路隧道、水电工程的地下洞室等。地下工程的一项主要研究工作就是分析围岩应力重分布特点以及变形破坏规律，这些都要受到岩体结构的控制。例如：康立勋通过研究块状结构岩体中自重应力传播的法则，得到了岩体的应力大小受岩块数量以及岩块几何参数控制的结论，并将研究结果用于计算煤炭地下采场顶结构载荷。隧道工程中岩爆和岩体结构关系密切，完整性好的岩体易发生岩爆，当节理裂隙发育到一定程度一般不会发生岩爆；岩层的层厚状态及层面与洞室的空间组合关系与岩爆有重要的关系；优势节理组与最大主应力的夹角大小也与岩爆紧密相关。

上面提到了岩质边坡变形破坏形式主要受控于岩体的岩性和结构特性。如：河西走廊金川露天矿上盘西区边坡变形破坏、乌江鸡冠山崩破坏和清江水布垭水利枢纽马崖高边坡等属于倾倒破坏；因此，分析岩体稳定性时，应根据岩体的岩性、岩体结构特性等对边坡进行分区，分析各区岩体力学机制和变形破坏机制，再结合边坡开挖各项参数计算边坡稳定性。

一般计算地基沉降变形时，把地基岩体当作各向同性介质，未考虑结构面的影响。其实，当岩体中的节理裂隙发育程度及方位满足某种条件时，则地基的滑移变形将受其中的优势结构面控制。如：章杨松等对润扬大桥节理化岩体，运用优势结构面理论，分析确定了影响和控制岩体地基沉降变形的优势结构面组合，提出了“优势结构面模型”与“遍有节理单元模型”数值分析确定岩体地基沉降变形的联合算法。遍有节理单元模型是考虑遍布岩体中的节理对岩体的受力和变形的影响的数值分析方法计算时输入了众多组结构面的参数，而考虑优势面时只输入两组左右优势面的参数，次要的结构面则忽略之。在相同力条件下，考虑优势结构面影响时，计算的地基变形大于不考虑优势结构面影响时计算的地基变形，说明优势结构面对地基的变形有明显的影响，因而也将影响地基的承载力。

五、结论

本文从岩体工程地质模型、结构力学模型、分析方法和工程应用这四个方面总结了岩体结构控制论的研究和应用现状。根据岩体的岩性特征、结构面发育情况、岩体的地应力、地下水条件等建立岩体的工程地质模型，并将岩体划分为四种力学模型，分析岩体结构控制下的变形破坏机制。介绍了目前用于不连续岩体结构计算的方法。对岩体结构控制论在地下工程、边坡工程、库岸工程和地基基础中的应用作了简单介绍。

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第9篇：工程地质学的研究方法范文

[关键词]工程地质 水利水电工程 应用

[中图分类号] P642 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-3-281-2

工程地质的目的是查明各类工程场区的地质条件，对场区及其有关的各种地质问题进行综合评价，并分析、预测在工程建筑作用下，地质条件可能出现的变化和作用，进而选择最优场地，并提出解决不良地质问题的工程措施，为保证工程的合理设计、顺利施工及正常使用提供了可靠的科学依据。三峡、二滩、溪洛渡、小湾等水电站的建立都是其在水利水电工程中的成功应用实例。

1水利水电工程中工程地质的重要性

工程地质学是一门应用地质学的原理为工程应用服务的学科，主要研究内容涉及地质灾害，岩石与第四纪沉积物岩体稳定性地震等。工程地质学广泛应用于工程规划、勘察、设计、施工与维护等各个阶段。

在水利水电工程的建设过程中，工程地质有着重要的作用，大量的实践都指出建设之前重视地质工作，即在水利水电工程建设前对建设区域进行仔细的调差研究，从而掌握所在地区地质条件规律性，是成功建设水电工程的重要保障。也有一些地区通过对工程地质的应用，将当地的不良条件变为有益条件――利用石灰岩溶洞的分布发育规律，建成了经济、安全，既能蓄水灌溉又能发电的地下水库。

相对地，也有一些水利水电建设工程并没有对地质工作形成足够的重视，以致于在后期甚至在建设过程中出现问题的概率都很大，其中比较著名的例子就是意大利的瓦伊昂拱坝，由于在建设工程中对工程地质人员的多次建议置之不理，在1963年发生了巨大规模的滑动崩塌，1.5亿立方米的库容瞬间被填满，库水漫坝，造成3000多人遇难。

由此便可看出工程地质不仅能对场区及其有关的各种地质问题进行综合评价，进而选择最优场地，并提出解决不良地质问题的工程措施；还能为保证工程的合理设计、顺利施工及正常使用提供可靠的科学依据。

2水利水电工程地质勘察的特点和方法

2.1水利水电工程地质勘查的特点

水利水电工程地质勘查具有实践性与经验性、非凡性与复杂性、工程地质问题的长期性与隐伏性等主要特点。

2.2水利水电工程地质勘查的方法

（1）工程地质测绘：工程地质测绘是水利水电工程地质勘查中的基础工作，要求地质人员在工程设计之前要详细查明计划建筑区域的地质条件及其空间分布规律，并将测绘结果反映在地形底图上，为设计部门的工程地质预测提供基础条件。

（2）工程地质勘探：工程地质勘探工作贯穿于整个水利水电工程的建设。从地表的研究到地下的研究，从定性的评价到定量的评价，都能应用到勘探工作。水利水电工程的地质勘探种类主要包括物探、钻探和坑探等。

（3）工程地质野外试验：野外试验作为水利水电工程地质勘查中一项常用的、重要的勘查方法，是获得水利水电工程的工程地质问题定量评价和施工所需参数的重要手段。水利水电工程的工程地质野外试验包括钻孔压水试验、灌浆试验和荷载试验触探试验等。而工程地质野外试验的水平主要决定于试验设备和仪器的发展。

（4）3S技术应用：3S技术指的是全球定位系统、遥感技术和地理信息系统，即GPS、RS和GIS三大技术系统的集成和总称。其中遥感技术负责提供主要的遥感信息，是3S技术的基础。而GPS技术和GIS技术则分别用于对于遥感信息的准确定位和为获取的遥感信息提供辅助信息及专家思维，进而对所提取的信息进行管理、分析和制图的工作。最近几年间我国的很多大型水利水电工程的工程地质工作都是采用了这种技术，并取得了满意的效果。

3水利水电工程存在的工程地质问题和条件

3.1水利水电工程建设中存在的工程地质问题

由于在水利水电工程的建设过程中会造成原有地质环境的改变，因此就可能会发生诸如斜坡滑动、斜坡崩塌、泥石流、洞室围岩坍塌、溶洞、地质缺陷等各种工程地质问题。

3.2库区工程地质问题

水库在蓄水后，水位会上升，水深加大而流速减缓，在靠近坝体的一带的水会形成一个近似的静水体，而这种广阔人工湖的形成会给水库区域周边地带的地质环境带来一定程度的影响，库区很可能会发生渗漏、淤积、浸没、坍岸，甚至可能会诱发地震。

3.3水利水电工程地质条件

水利水电工程地质问题的发生与建设区域的自然条件和环境有着脱不开的关系，其形成、发展、变化情况都是自然地质条件对于工程建设活动的反馈。而这种对工程建筑物的设计规划、施工和使用都有着不同程度影响的地质条件就是所谓的工程地质条件。地质条件主要包括地形地貌、地层岩性、物理地质现象、地质构造、水文地质特征等。

4水利水电工程中典型工程地质问题形成条件及对策

4.1斜坡滑动

斜坡滑动是由于原有的斜坡结构被破坏或者斜坡外部载荷大于其承受能力而产生的。为了防止斜坡滑动可以采取以下几种措施：排水、消坡、抗滑桩、抗滑挡土墙、预应力钢索锚固措施、焙烧法、灌浆法、砂井砂桩加固法等。

4.2斜坡崩塌

斜坡崩塌的原因主要来自坡度在55到75度之间，表面凹凸不平的山坡上，与岩石的性质和节理程度、地质构造有关。针对斜坡崩塌的防止措施有：爆破或打楔、灌浆、坡面喷浆、调整地表水流、铺砌覆盖等。

4.3泥石流

泥石流的形成条件有很多，其中应满足流域内有足够的、并能随时对泥石流进行补充的固体物质，要有较大的沟床纵坡和陡峭的地形，流域的中上游也要有能充分进行补给的水源。对于泥石流的防治要将重点放在“防”上，并兼设工程措施。可以采用的防范措施有预防、拦截和排导。其中预防指的是在上游汇水区域，做好水土保持工作，调整地表径流，对岸堤进行加固；拦截指的是在中游流通区设置拦截物；排导则是在泥石流下游设置排导的设施使泥石流能被顺利排出。

4.4水库地震

水库地震指的是由水库蓄水后诱发的地震，其发生条件有：地质条件、激发条件。激发条件包含直接效应和间接效应。水库地震一般都在3级左右，震级较小，振源较浅。防治方面可以尽量减少其地质条件方面的破坏，并采用有效的方法预测水库地震的发生级别和频率，做好应急预案等。

5结语

水利水电工程的建设基于地质环境，而地质环境在一定程度上可能会影响到水利水电工程建筑的正常使用甚至是其安全稳定性。因此，在对水利水电工程的建设中必须明确工程地质的重要性，并通过对工程地质的应用，保障水利水电工程的安全长久性，且做到地质资源的有效合理利用。