工程地質學的研究方法精選(九篇)

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第1篇：工程地質學的研究方法范文

關鍵詞：工程地質學；教學改革

中圖分類號：G451 文獻標識碼：A

1 引言

工程地質學為地質學的一個應用分支，研究的是人類工程活動與地質環境之間的相互制約關系。土木工程活動會改變地質環境，從而帶來相應的各種工程地質問題，只有對工程建設的地質條件進行深入研究分析，才能避免各類問題的產生，所以工程地質學這門課程在土木工程專業中是至關重要的，是土木工程專業的一門專業基礎課，為后續《土力學》、《基礎工程》、《道橋工程》、《地下工程》等課程打下基礎。

土木工程專業選用的《工程地質學》教材不同于地質專業教材，涵蓋內容廣泛，課時少，知識不夠細致深入是本課程的一個主要特點，課程知識實踐性較強，學生學習多停留的知識表面，不能由表及里，加之此課程在土木工程專業多為考查課，不能引起學生足夠重視，所以以往的教學手段方法不能滿足現行的課程設置，教學改革勢在必行。結合自己教學經驗談談教學中的一些改革方法，實現應用型人才的培養。

2教學中存在的問題

1）課程課時量不夠

我校工程地質學課程總學時為32學時，其中含2課時實驗室認識實習。筆者走訪了多個院校，土木工程專業的工程地質學課時量設置多為32學時，有些院校設置為24學時。對于地質學相關專業課時量設置多為64課時。土木專業的工程地質學主要內容包括地質學基本理論，巖石、巖體和土體的工程性質以及常見的不良地質現象及地質災害以及工程地質各類勘查方法，因此本課程內容繁雜，涉及面廣，抽象難解，學生想在課程上對知識融會貫通是比較困難的。

2）學生興趣不濃

土木工程專業的學生缺乏地質學方面的基礎知識背景，學生對于課程內容理解起來有難度，影響了學生學習的積極性。土木工程專業地質學相關課程只有一門工程地質學，沒有 《普通地質學》、《巖石學》、《構造地質學》、《水文地質學》等課程做基礎，更加增大了老師教授和學生學習的困難。

學生對于這門課程的重視度不夠。工程地質學多被定為考查課，學生多認為考查課不重要，學習中不能引起學生的重視，同時，在土木工程專業課程中，工程地質與其他專業課聯系不是很緊密，學生認識不到工程地質學的重要性，認為其在專業中的用途不大。

3）教學實踐環節薄弱。

工程地質學實踐應包括室內試驗和野外實習兩部分。通過筆者調查，土木工程專業的室內實驗，對于力學實驗，土工實驗大多高校都比較完善，而對于地質類實驗室大部分高校都不太健全。對于野外實踐，由于學校師資有限，實習基地不好確定，學生眾多不好管理，對于許多高校的土木工程專業工程地質實驗是非常欠缺甚至是不存在的。正是由于實踐教學的缺乏，導致學生學習只能看到知識的表象以及掌握一些基本概念，不能深入內容的實質，不能由表及里。

3 教學改革探討

1）教學內容改革

工程地質學課程內容多，涉及范圍廣，從兩方面進行調整：（1）適當增加課程量，學時不低于38課時，保證其教學質量。（2）精簡教學內容，根據工程地質課程的內容，結合土木工程專業相關知識之間的聯系，對課程內容進行刪減和補充。工程地質學內容劃分為三部分，第一部分是地質學基礎知識，主要講解地質作用、巖石、地質構造等知識，本專業學生對地質學基礎知識相對缺乏，因此，首先要向學生介紹工程地質學基礎知識，讓學生具備地質思維方式思考工程地質問題。第二部分為工程地質理論，主要講解巖土層工程地質性質及各種工程地質問題，這部分教學應以寬、泛為主，詳、探為輔。第三部分為工程地質勘查，針對專業側重點，著重講解相關地質勘察方法。

2）教學方法改革

（1）布置課外作業。

布置課外作業的方式我們并不陌生，但對于工程地質學這門課程作用尤為明顯。可以布置一些課本上找不著但又與教學內容相關的問題，那么學生帶著疑問就會利用圖書館、網絡或者實地參觀考察以及其他更有力的手段才能完成，培養了學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，每個組成員都有自己的任務，這樣帶著責任大家都會很積極，努力完成自己的部分。甚至組與組之間在完成作業的優劣方面形成競爭，加強了每個學生的團隊意識和危機意識。

（2）課堂考核。

對當堂課所學知識，隨機抽取幾位同學回答即時問題，雖然方法平常，但在一定程度上會使學生時刻保持“警惕”狀態，提高學習效率。或者是每次交作業后，在課堂上隨機抽取幾位同學在講堂上向大家講解自己的作業，雖然學生有怨言，但大多數同學認為收益頗豐。

（3）改變現代化的教學手段。

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

3）實踐教學改革

工程地質學是一門實踐性很強的課程，最終能夠達到學以致用，才是教學的最終目的。工程地質實踐教學應該積極開展室內試驗和野外實習。室內試驗主要包括室內礦物、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、結構、構造和產狀等方面進行鑒定。學生可以把課本上的知識和實物聯系起來，使思維方式立體化。以往礦物和巖石的認識通常是根據已知礦物或巖石來對其特征進行描述，可以通過給學生提供未知的標本，根據學生觀察其特征來確定其類別，從而提高了學生的思考和動手能力，加深知識的理解。如果條件允許還應積極開展野外地質實習，通過對自然界的地質結構、構造和工程結構的直接觀察和接觸，進一步理解和掌握本課程課堂教學所學理論知識。

4）考核方式改革

工程地質考核方式多樣化，摒棄以往閉卷考試的考核方式。可以讓學生提交讀書報告及小論文的形式，培養學生獨立學習獨立思考的能力。針對學生讀書報告內容進行答辯，一方面考察學生對這門課程知識的掌握程度，另一方面讓學生對自己的報告進行總結，享受收獲，彌補不足。工程地質學采取考查的考核方式，針對學生重視不夠，上課積極性不高，缺課請假等現象，在尊重學院教學考核規定的基礎上，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％，把學生“限制”在課堂上。

5結論

工程地質學作為一門專業基礎課，內容廣泛，教學存在難度。通過教學內容、教學方法等方面的改革增強學生的學習興趣，使學生認識到這門課程的重要性，讓學生在多樣化的考核方式中加強對知識的認知、理解和掌握，提高學生發現問題、解決問題的能力。

參考文獻：

許兆義．工程地質學基礎[M]中國鐵道出版社，2011

第2篇：工程地質學的研究方法范文

【關鍵詞】：研究生教育 精英教育 小班授課 教學改革。

0 引言

中國礦業大學（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位授予權的高校之一，具有百年辦學歷史，行業特色鮮明，在人才培養和課程設置上積累了豐富的經驗[1]。但隨著研究生招生規模日益增加，中國礦業大學（北京）倡導的研究生精英教育模式也受到沖擊，研究生教學方式發生了顯著變革：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了大規模研究生培養的需求，但在一定程度上影響了研究生精英教育的培養宗旨。

為此，學校選擇了一批重點專業，針對課程選擇人數少于10人的課程專門開設了小班授課試點，目的是通過1個學期的教學實踐，評價小班授課的優劣，并總結出小班授課方式和經驗，為研究生小班授課教學模式推廣奠定基礎。本文針對礦業類高校的學科特點，結合工程實踐，重點探討《水文地質與工程地質學》教學改革的方向和內容，培養學生的地質學思維和實踐靈活運用技能[2-3]，為更好的培養相關方面的專業人才提供基礎。

1 小班授課人數優化

重點強調將小班授課試點作為一個嘗試，不能夠影響到正常的教學安排或計劃。要根據研一學生提交的選課統計表，選擇報名人數較少，專業課在本行業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籌安排，可以根據情況靈活選擇教學樓、實驗室、工作室、標本室或報告廳等場所進行授課，方便同學們更好地把課堂知識與實驗相結合，用理論指導實驗，用實驗驗證理論。

3教學方法改革

為了適應小班授課的特點，一些傳統教學方法需要進行改革。工程地質學是一門強調實踐性的自然科學，因此在講授工程地質災害現象過程中，借助電子教學并結合作者所從事的巖質邊坡工程災害控制研究方面的最新成果，介紹典型山體滑坡災害，分析產生山體滑坡變形現象的工程地質原因，介紹對滑坡牛頓力監測的必要性。由于小班教學人數較少，便于管理，可以通過考察“深部巖土力學與地下工程國家重點實驗”，了解滑坡災害的研究前沿，進行啟發式教學，激發學生的科研活動的創新性思維，為學生今后從事相關工作打下堅實的基礎。

3.1 優化教學大綱，深化教學內容

為了有效把握課程主要重點內容、提高效率，一些不主要的內容以學生自學為主，不再進行講解，但是與所學專業相關的重點講解，且要比課本知識更加深化，例如：當講到地質災害監測和控制方面，常規監測如降雨量、地下水水位等內容不再重點講解，而是引入國際前沿，將滑坡牛頓力監測重點引入。

3.2 結合現場實例，引入各章知識點

《水文地質與工程地質學》具有較強的實踐應用特點，有的學校為了突出水文地質與工程地質學的應用行業，還專門開設了“煤礦水文地質與工程地質”課程[4]。鑒于此，本課程將現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生的一次滑坡災害為例（圖1），來分析滑坡類的特點和后果。這樣既提高了學生繼續學習的興趣，又便于引入各章知識點，做到了帶著問題學習、學以致用的良好目的。

3.3 理論聯系實際，培養學生創新能力

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

3.4 加強學生學習自主性，安排學生輪流上臺授課

傳統的灌輸式授課方式不足以調動學生課堂參與積極性，缺乏自主學習的內在動力。為了促進學生自主學習方式的轉變，課堂上抽出一定時間來安排學生輪流上講臺授課，這樣，學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生學習的效果，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動了學生的參與熱情，學生置身其中進行思考解決問題的方法，由于授課學生人數較少，也方便了教師對每一位學生的重點指導，及時得發現不足，引導和培養學生創新性思維。

4小班授課優缺點評價

通過1個學期的教學實踐，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，最終發現，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生考核成績的對比，發現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于傳統大班授課方式。

5、結論

本文以水文地質與工程地質學課程為例，通過對研究生進行大班和小班兩種不同授課模式的教學探索，著重在以下五個方面進行了嘗試：①優化教學大綱、深化教學內容；②結合現場實例、引入各章知識點；③理論聯系實際、培養學生創新能力；④加強學生學習自主性、學生上臺授課；⑤取消點名制度、加強課堂測試，對比發現小班授課效果明顯優于大班授課，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. 礦業類高校土木工程專業工程地質學教學改革探討[J]. 課程教育研究， 2015：247-248

[2]曹麗文. 工程地質學思維方法培養的教學研究[J]. 中國地質教育， 2002，（4）：54-57.

[3]朱崇輝，劉俊民，嚴寶文. 工程地質與水文地質課程教學改革研究[J]. 水利與建筑工程學報，2010，8（4）：38-40.

第3篇：工程地質學的研究方法范文

關鍵詞: 地質勘察；環境巖土工程；研究

中圖分類號：F407.1文獻標識碼：A文章編號：

引言：

巖土工程勘察在快速的發展過程中，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，并且還在不斷優化中。巖土工程勘察工作研究的主要對象是地基和基礎以及地下工程的關系。由于地基土是因地而異的，在接受一項巖土工程勘察任務時，必須明確該工程的主要技術矛盾是什么，需要解決哪些主要技術間題。在對設計意圖和設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，根據工程的具體情況，就基礎及地下工程的設計、施工過程中可能遇到的問題，給以充分的論證和分析，最終提出經濟合理、技術可行的解決方案。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計施工提供各類土的設計參數，其報告質量對工程的安全和造價起到重要作用。勘察成果的質量將直接影響建設項目的工程安全和工程造價。一份高質量的巖土工程勘察報告在滿足相應規范的基礎上，不僅要真實客觀地反映勘察場地的地形、地貌、地層構造、地下水、巖土性質和不良地質現象等問題，更重要的是應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和建議。

2. 巖土工程勘察的方法

2.1 工程地質測繪。工程地質測繪是巖土工程勘察的基礎工作，一般在勘察的初期階段進行。這一方法的本質是運用地質、工程地質理論，對地面的地質現象進行觀察和描述，分析其性質和規律，并藉以推斷地下地質情況，為勘探、測試工作等其他勘察方法提供依據。在地形地貌和地質條件較復雜的場地，必須進行工程地質測繪但對地形平坦、地質條件簡單且較狹小的場地，則可采用調查代替工程地質繪。工程地質測繪是認識場地工程地質條件最經濟、最有效的方法，高質量的測繪工作能相當準確地推斷地下地質情況，起到有效地指導其他勘察方法的作用。

2.2 勘探與取樣。勘探工作包括物探、鉆探和坑探等各種方法。它是被用來調查地下地質情況的并且可利用勘探工程取樣進行原位測試和監測。應根據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，它的優點是較之鉆探和坑探輕便、經濟而迅速，能夠及時解決工程地質測繪中難于推斷而又急待了解的地下地質情況，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，可根據地層類別和勘察要求選用不同的鉆探方法。當鉆探方法難以查明地下地質情況時，可采用坑探方法。坑探工程的類型較多，應根據勘察要求選用。勘探工程一般都需要動用機械和動力設備，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具有經濟觀點，布置勘探工程需要以工程地質測繪和物探成果為依據，切避盲目性和隨意性。

2.3 原位測試與室內試驗。原位測試與室內試驗的主要目的， 是為巖土工程問題分析評價提供所需的技術參數，包括巖土的物性指標、強度參數、固結變形特性參數、滲透性參數和應力、應變時間關系的參數等。原位測試一般都藉助于勘探工程進行，是詳細勘察階段主要的一種勘察方法。原位測試的優點是試樣不脫離原來的環境，基本上在原位應力條件下進行試驗所測定的巖土體尺寸大，能反映宏觀結構對巖土性質的影響，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。缺點是試驗時的應力路徑難以控制、邊界條件也較復雜有些試驗耗費人力、物力較多，不可能大量進行。室內試驗的優點是試驗條件比較容易控制，邊界條件明確，應力應變條件可以控制等，所以可以大量取樣。2.4 現場檢驗與監測。現場檢驗與監測的主要目的在于保證工程質量和安全，提高工程效益。現場檢驗的涵義，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理和質量控制。現場監測則主要包含施工作用和各類荷載對巖土反應性狀的監測、施工和運營中的結構物監測和對環境影響的監測等方面。檢驗與監測所獲取的資料，可以反求出某些工程技術參數，井以此為依據及時修正設計，使之在技術和經濟方面優化。

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。因此，很難用確定的量來描述巖土體的各種性質。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，由于物質分異、構造作用、斷層裂隙的生成所引起；

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

3.3模型誤差導致的不確定性——物理力學模型和計算方法的不準確或多解性所引起。巖土工程的不確定性導致了當前巖土體測試技術的精密性、確定性和巖土體性狀宏觀判斷的模糊性、隨機性之間產生極大的矛盾，使人們對傳統的定值法設計得出的安全系數能否表達工程的真實安全度產生了凝問，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。

當前，應用于巖土體不確定性分析的理論主要有概率論、模糊論、灰色系統理論及分數維理論（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，它可以指導隨機參數的取樣和試驗設計，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險度，進行優化設計和決策。

模糊理論在巖土工程中的應用已較普遍，它用隸屬函數代替確定論中非此即彼的特征函數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，如巖體環境評價、巖體分類、強度預報等顯示出廣闊的應用前景。 灰色系統理論研究事物的“灰度”、“灰數”、“灰關系”等特征，在社會科學和自然科學的各個領域得到了廣泛的應用。在巖土工程中，可應用灰色系統理論進行巖體分類，采用灰色建模進行滑坡發生時間的預報和地下水位預報；利用灰關聯度分析原理確定影響巖土工程穩定性的主次關系等。

分數維理論是近十幾年發展起來的熱門科學。應用分數維理論，可以對巖體中不規則的雜亂無章的裂隙系統的幾何特征進行描述。

4.環境巖土工程與相關學科的關系

與環境巖土工程相關的學科有: 工程地質學、巖土力學、巖土工程學、地質工程、環境工程地質學。

工程地質學的基礎理論是地質學, 指導它的理論主要是自然歷史觀，它的基本理論是認為地質成因和演化過程決定地質體的工程特性, 相應地在研究方法上就是從地質體局部特性的研究, 探索地質體在生成時的地質環境以及形成地質體的地質作用和演化過程, 從而在整體上認識和把握地質體的組成和結構以及發育規律, 并進一步探討和預測它在工程建筑物作用下的表現和工程行為。

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

巖土力學、巖土工程和工程地質學在研究對象和目標上有很大的相同之處, 是密切相鄰的學科。但是巖土力學屬于力學學科的邊緣, 而巖土工程屬于工程學科的邊緣，雖然對巖土的地質認識是建立巖土力學模型和本構關系的重要基礎, 但巖土力學更偏于模型及建模后的力學研究。 巖土工程是將巖土作為工程結構物的一部分工程學科。不過巖土力學和巖土工程與其他的力學或工程學科相比, 需要更多地質學科的支持, 或者說更需要與地質學科的結合。

5.結論

隨著我國工程建設的飛速發展，巖土工程勘察取得長足、可喜的發展，但仍有一些理論尚不成熟、處于經驗或半經驗狀態。巖土工程勘察是一項工程基礎性工作，涉及的對象和范圍很大，且涉及的勘察內容很多而且十分復雜。巖土工程勘察的手段是間接的、非直觀性的。提高勘察和工程設計水平，充分利用基礎地質資料全面掌握巖土工程有關的規范、規程，不斷的交流學習，才能有效地開展工作，確保勘察工作的順利進行。

參考文獻:

[1]繆林昌 劉松玉環境巖土工程學概論 北京: 中國建材工業出版社 2005.

第4篇：工程地質學的研究方法范文

【關鍵字】地下空間，工程地質，巖石工程

中圖分類號：K826.16 文獻標識碼：A 文章編號：

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

工程地質與巖土工程概述

（一）工程地質

工程地質主要解決各種與人類活動或工程建筑相關的地質問題，作為研究地球的一門學問，工程地質學的主要任務：首先是對工程的地質條件進行評估，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，促進工程建設安全高效地進行；其次，從工程建筑的角度考慮地質條件，根據兩者的相互作用，論證工程可能存在的地質問題，預測地質問題發生的機率及規模；再次，通過研究地質對其土質和巖層進行分類，以制定出具體利用地質條件的方案和有效避免或預防工程地質問題的措施；最后，工程地質學要研究人類外在的工程活動對地質環境產生的影響。

（二）巖土工程

作為在土木工程的實踐中新建立起來的技術體系，是巖體力學、土力學和工程地質學的結合體，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，具體的應用方向是：制定合理利用地下空間資源的策略，以及具體應用于工程的計算方法和施工技術；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的應用。

工程地質和巖土工程與地下空間工程間的關系

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

（一）工程地質學對地下空間開發的重要意義

城市地下空間的開發首要考慮的因素是地質結構，因此工程地質學對工程的影響是全方位的主要包括:工程前期的規劃設計、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，所以需要根據地質條件的不同，結合對巖層穩定性的考慮，制定合理的工程規劃方案，以實現工程的安全和環保。在施工的過程中，利用工程地質學綜合考慮工程實施的地質條件和可能出現的地質問題，可以有效減少施工事故的產生。

（二）巖土工程對地下空間開發的影響

巖土工程主要處理巖體和土體的關系，應用得當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：在含水很不穩定的粘土地層上，使用盾構法對隧道進行施工，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力場，從而導致基坑支架結構的變形、基坑的失穩；城市地下空間工程開挖后，會形成地下洞室空間，原先質密的圍巖在洞室空間里逐漸膨脹，當洞室圍巖的應力超出巖體的強度時，巖洞圍巖就會出現失穩進而引起頂板坍塌、側壁滑塌、底板隆破。

如何合理利用工程地質與巖土工程

城市地下空間的開發，成為節約資源，擴大城市空間，推動城市化過程的的新途徑。在地下建設工程還可以美化城市的環境，縮短城市資源的運轉周期，具有很好的經濟、環境和社會效益。近年來，隨著施工技術的改進和新的建筑技術的出現，特別是工程地質學和巖土工程力學研究的發展，地下空間的開挖和規劃設計技術得到不斷提高，開發利用的規模也不斷擴大。

（一）工程地質在城市地下空間開發中的應用

工程地質的主要任務是研究建筑工程巖土地質的類型及分布規律、地質災害的預測及防治等。

1.工程地質在地下工程建設方面的應用。無論在地下工程的設計還是實施階段，周密精確的工程地質勘測，對于工程的安全建設至關重要，否則，不僅增加工程投資，還帶來了一系列的地質災害。所以必須高度重視工程地質的工作，具體的措施首先要認識基本的地質工程概念有，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環境和巖土體穩定性的問題；其次，工程地質對建筑區的地質條件勘測必須深入細致，才能選擇出穩定的建筑場地及合適的建筑形式，才能科學論證工程地質災害發生的可能性，才能正確處理工程建設與自然環境的關系，從而依據工程地質勘測的數據進行工程的設計和工程地質材料的選擇。

2.工程地質解決地下工程災害的應用。地下空間開發過程中出現的地質災害主是，地下水的不穩定引起基坑突涌的問題、粉性土引起的流砂災害，巖土體的性質發生變化等。工程地質為避免或預防此類災害的發生必須確定城市地質的構造帶特別是斷裂帶的活動情況；準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的性質；對斜坡的穩定性進行準確分析，以實現對巖土體崩塌、變形的預防。

（二）巖土工程在城市地下空間開發中的應用

巖土工程在地下空間開發的過程中，存在著基坑失穩、洞室的圍巖不穩定等問題。所以有必要理論聯系實際地，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環境有著密切的聯系，地下工程的開挖會破壞巖土體的平衡性，會引起土體的內應力進行重新分布，接著產生土體的移動、變形。因此，在地下工程建設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地形特征。

2.巖土工程利用信息技術進行工程監測。信息化的施工技術就是現代施工的一種管理方式，包括信息的采集、整理分析、反饋等內容。地下工程的建設是一個動態復雜的系統，僅僅靠理論的分析及經驗的積累很難把握地下空間的開挖條件，通過使用信息技術對整個施工過程進行監測，對反饋的信息進行分析，以動態了解工程的變化趨勢。所以，當工程出現地質險情時，可及時發出預警信號，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和方法。傳統的地下工程為了設計出合理的方案，必須進行現場考察，研究同類工程的深基坑工程的設計，然后才進行工程設計，嚴禁不顧施工場地的地質條件進行設計。經過實踐的證明，巖土工程通過使用基坑內部降水、加固坑內側土體、增加擋墻入土的深度、分部開挖等技術和方法，對于提高基坑的穩定性有著重要意義。

總之，社會的發展追求可持續，作為城市地下空間開發利用的工程地質及巖土工程，為實現環境保護、促進城市生態發展方面起著重要作用。

參考文獻

[1] 康道陽，王磊，李明紀，等. 城市地下空間開發利用的工程地質與巖土工程分析[J]. 大觀周刊. 2012(24): 85.

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[3] 黃靜莉，王清. 基于GMS的城市地下空間三維工程地質地層建模[J]. 長春工程學院學報：自然科學版. 2012, 13(1): 74-77.

第5篇：工程地質學的研究方法范文

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

1.2相關人才缺乏我國人口基數十分巨大，但是整體受教育的程度相對較低，具有水工環地質研究的專業人士更是鳳毛麟角，以至于水工環在中國的研究發展一直受到各種各樣問題的阻礙，盡管政府為水工環研究工作投入了大量的經濟保障與人員配置，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，也會有更多高技術含量的專業人才迅速崛起。要提高人們對水工環研究工作的認可度與支持力度，廣泛的吸收社會的意見建議，增強人們的環境意識，在思想與行動中形成一致，實現人與環境的共同發展，可持續發展。

2工程地質勘察理論分析

工程地質是服務于工程建設的一門實踐性學科，通過準確精細的地質勘探來分析地質環境與工程建筑的相互作用，進行項目的規劃與建設。運用3S技術來預測可能存在的地質災害與地質環境變化，這項技術在國內雖然才處于起步階段，但是它在作用于區域地質環境分析時效果十分的顯著。而計算機技術也會有很大的應用，高精度的工程地質分析系統等會用到電腦模擬成像、圖形分析處理等的新型網絡技術。工程地質研究與現階段火熱的建筑業、交通運輸業等也會有很重要的關聯性，分析土層結構與穩定性可以很好地規劃交通隧道路線，了解地質土壤可以更加快速有效地促進人們生產種植的發展，模擬地質的變化更是可以決定是否為一些工程的最佳選址，為工程的后續建設打好條件基礎。通過工程地質勘探研究及其有關專業分析更加能夠提前做好一些地質災難的預防工作，可以減少未來當地的經濟損失，更加有利于我們對周圍的環境保護有更正確的認識。

3水工環地質未來發展趨勢分析

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

4結語

第6篇：工程地質學的研究方法范文

關鍵詞：邊坡工程；課程教學；巖石力學；采礦工程；滑坡

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：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，通常由力學性質不同的巖土材料構成，在漫長的地質構造作用下，逐漸形成了復雜的坡體結構和巖體結構。邊坡失穩破壞會誘發滑坡、崩塌和泥石流等地質災害，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損失。邊坡工程是一門以邊坡為研究對象的應用性課程，內容涉及土力學、巖石力學、工程地質學、彈塑性力學等多方面知識，具有綜合性和實踐性強的特點。巖土工程、采礦工程、工程地質等專業的重要專業課程就是邊坡工程，國內大專院校開展課程時間并不長，同時由于教學過程中普遍存在理論與實踐脫節的問題，往往存在學生學習興趣差以及分析解決問題能力較差等問題。如何適應當前社會需要，培養理解基礎好、動手能力強以及富有實踐精神的復合型人才，是值得我們深入研究和探討的科學問題。

二、邊坡工程的課程特點

1.綜合性強。邊坡根據物質組成往往可以分為巖質邊坡和土質邊坡，由于巖土二者的物理力學性質差異較大，所以導致工程所關心的科學問題完全不同，對于土質邊坡，其穩定性取決于土的變形和強度問題，這其中涉及了土力學方面的知識；對于巖質邊坡，其穩定性取決于巖石的強度和結構面的空間分布等，這其中涉及工程地質和巖石力學方面的知識。邊坡根據成因又可分為自然邊坡和人工邊坡，自然邊坡是在復雜的地質作用下歷經幾百萬年甚至幾千萬年演變而來，這就涉及到地質學等；自然狀態下經過漫長地質年代作用的巖體一般處于穩定的自然狀態。開挖后的人工邊坡其平衡狀態會遭到破壞，原因是巖體的開挖、地應力的釋放等，這就涉及到材料力學、巖石力學等。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力和變形等。總之，一門邊坡工程涉及土力學、巖石力學、工程地質學、彈塑性力學等多方面知識，課程綜合性強。

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

3.理論性強。邊坡工程中既涉及巖土的強度問題，又有變形問題和穩定問題，課程內容較多并且理論性強。研究邊坡的強度問題時，需理解有效應力原理、達西定律、巖土的強度準則、巖土的本構模型、結構面的力學模型以及常規的室內外試驗方法等；研究邊坡的變形問題時，需掌握固結理論、分層總和法等內容；研究邊坡的穩定問題時，需掌握強度折減法、赤平極射投影以及結構面配套分析方法等。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.應用性強。邊坡工程所研究的問題來自于現場，同時服務于現場。學習的目的是能將實際工程問題進行簡化，從而可以用所學的理論知識進行分析，最后達到解決實際工程問題的目的。邊坡穩定問題等是工程所關心的熱點問題，監測以及預警的手段和方法等直接服務應用于現場。

三、課程教學中存在的問題

1.教材選擇困難。作為一門專業選修課，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性強、內容體系不統一等問題。

2.授課對象理論基礎偏弱。邊坡工程課程主要面向已學過專業基礎課的理工科大三學生。然而，筆者在授課過程中發現，部分專業的學生對土力學、巖石力學、工程地質學以及彈塑性力學的基本理論理解差，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，另一方面反映出教學對象理論基礎薄弱等問題，這無疑會影響教學質量和教學效果。

3.實踐和試驗環節薄弱。大部分授課老師缺乏實踐經驗，從理論到理論，現場經驗嚴重缺乏，很難向學生傳授具體的邊坡工程實踐常識，而學生通常很反感概念性的東西，空洞無物的講解只會讓學生興致缺失，甚至產生厭學、抵觸心理，不但達不到理想的教學效果，還會適得其反。

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

四、關于邊坡工程教學的建議

1.豐富教材種類。由于在邊坡工程教學中，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性強、內容體系不統一等問題。所以授課教師應在教學中總結經驗，發現問題，以致能夠探索、豐富并編輯出更多適合邊坡工程課程教學類的教材。從而解決教材選擇困難的問題。

2.優化教學內容設置。針對不同的專業方向，邊坡工程的教學內容設置應有所不同，其側重點應有所差異。比如水利工程方向，教學內容應側重于高陡巖石邊坡的地震響應、滲流變形以及壩坡穩定方面；公路和鐵路工程方向，教學內容應側重于邊坡靜力穩定、邊坡加固以及滑坡防治等方面；工程地質方向，教學內容應側重于邊坡成因分析、坡體裂隙構造分析等的方面；而采礦工程方向，則應以邊坡爆破、深部巖體力學、三維地質建模以及災害預警方法為重點。同時，教學內容的設置應考慮授課對象的知識結構，避免課程內容與相關內容的交叉重復。

3.加強基礎課程教學。針對學生對土力學、巖石力學、工程地質學以及彈塑性力學的基本理論理解差，甚至不了解一些基本概念的問題，課程教學中應加強基礎理論的授予，增強學生的理論基礎。

4.開放式互動教學。對于邊坡工程課程的講解，應以工程實例、工程實物、工程照片為主，采用開放式互動的教學方式，結合工程實例，將施工現場搬到教室，使抽象的理論概念具體化，讓教學更加生動形象，將課堂知識與現場實際緊密聯系起來針對具體問題進行討論，激發學生的學習興趣，改善教學效果。

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

6.課程教學與實踐教學結合。邊坡工程是應用型課程，培養學生應用能力和創新意識，開展素質教育的重要途徑就是實踐教學，通過實際工程的邊坡勘察及試驗資料，讓學生應用所學的知識，對實際邊坡進行穩定性評價并提出治理設計建議，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，很多通過商業軟件來計算分析邊坡工程的穩定性評價，這樣學生容易忽視各種分析方法的基礎理論應用，只是單純地成為軟件操作員，對自己的計算結果盲目不能確定，這就成了從事巖土工程專業畢業生的危險因素。在這里我們要強調基本理論的重要性，同時要使課堂知識與實際工程緊密聯系起來，激發學生的學習興趣，提高學生探索和解決問題的綜合能力。改善教學效果，滿足高校人才培養注重服務社會的需求。

7.啟發科研思路。邊坡工程是工程建設中一個古老而常新的問題，邊坡工程實踐結果表明，邊坡是一個復雜的物理系統，目前的理論水平較低。仍以邊坡穩定性分析評價為例，邊坡穩定的標準究竟是什么？是安全系數，還是邊坡的變形量？大量的科學問題等待我們去挖掘。在教學過程中，建議授課教師將科研成果和最新研究動態與學生進行交流，以具體問題為例對學生進行科研思路的啟發，使他們不僅掌握基礎知識，還能了解學科的方向，形成獨立的科研思路，培養其創新能力。

8.促進成果互享，增強創新能力。由于當代社會越來越注重對知識產權的保護，這給我們帶來了知識利益保護，但也使學生不能像過去一樣實現知識的共享。所以，我們應在課程教學注重研究成果的互享，共同拓展學生的創新能力。

五、結語

邊坡工程的教學改革與工程實踐的不斷發展密切相關，是一個長期持續的過程。通過邊坡工程教學工作者的不斷努力，學生能夠及時掌握有關邊坡工程的理論和新方法。我們相信一定能夠為工程領域培養出合格的創新型專業人才。

參考文獻：

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第7篇：工程地質學的研究方法范文

工程地質實踐教學

工程地質實習是工程地質專業本科教學中十分重要的教學環節，是該專業4年教學中必不可少的實習。是學生在學完土質土力學、巖體力學、工程地質學基礎、工程地質勘察等課程理論知識的基礎上，按工程地質選址勘察、初步勘察階段的技術要求，通過對工程地質條件的野外實地考察、測繪和有關勘察手段使用的現場參觀和實踐，使學生獲得工程地質實踐的感性知識并鞏固和深化理論，促進理論與實際相結合，為今后從事工程地質選址勘察或勘察工作打下初步基礎。

1.實習內容和要求。巖石、土的肉眼鑒定，地層剖面觀察；褶皺和斷裂構造的基本判識；巖體結構面類型、結構體形狀識別，野外鑒別和判識不同巖體結構類型，巖體結構面測繪統計；土體結構類型識別；地下水類型及水文地質條件的了解；各種環境地質及不良地質現象（滑坡、溶洞、坍塌等）野外識別、調查、測繪，成因和對場地穩定性影響初步分析和評價；以掌握工程地質測繪工作方法為主，并參觀了解靜力觸探、標貫、鉆探編錄和取樣等工程地質勘探手段；在了解杭州市區區域地層、構造等基礎上，以浙江大學附近區為主，通過工程地質測繪，資料收集，編制工程地質剖面圖、平面圖和選址勘察文字報告。

2.實習教學。實習分為四條路線，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—南高峰不良地質現象調查路線；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。實習內容為系統識別杭州地區地層巖性及其分界標志層；進行巖性描述，對出露巖石的顏色、成分、結構、構造、化石和風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本；巖體結構類型野外判別方法；滑坡識別、形態測繪等；洞穴調查、測繪；落水洞、巖溶塌陷調查；巖體節理裂隙統計；判識地貌單元及確定分區界線等內容。

工程地質實踐教學方法探討

工程地質學是一門實踐性很強的科學，很多的工程地質現象，僅通過書本上的概念、理論而不配合一定的實習，是收不到良好的教學效果的。正如俗話所說“實踐出真知”，充分說明了實驗實習教學的重要性。通過實習可以驗證、鞏固和學習與實驗有關的理論知識，加深對學科知識的理解，培養學生符合辯證唯物主義的、實事求是的科學思維和嚴謹的工作作風，激發和培養學生的創造能力。

1.激發學生對工程地質的興趣。杭州作為實習基地本身對學生即是很大的吸引力。在實習過程中循循誘導學生對工程地質專業的熱愛。啟發式教學具有多種功能，通過啟發教學，能激勵學生的興趣和探索精神，調動學生的主動性和積極性，從而使學生切實地掌握知識和技能，促進學生智力因素、非智力因素以及思想品德的形成和發展。每一條實習路線，都要在實習前布置好任務；每爬一座山，都要每位同學抱著征服高山的勇氣，去翻越它，研究它，并對工程地質現象了然于心。對率先完成任務的小組要給予獎勵。在山上野餐時，表演節目活躍氣氛。激發同學的實習熱情。在實習過程中，老師應該對實習地的風土人情、歷史地理有所了解，把地質現象與人文知識、風俗習慣、經濟發展聯系起來。比如某些特殊地形地貌在古代兵家戰爭中起過什么作用；一個地區的地層與該地的聞名土特產有什么關系；某些因地質作用形成的湖光山色在當地有哪些民間傳說，在旅游業中起到什么作用等。這些都會增強學生對大自然的興趣，從而也增強對工程地質的興趣。

第8篇：工程地質學的研究方法范文

關鍵詞：巖體結構控制論 工程地質模型 分析方法

一、巖體結構的工程地質模型

巖體形成和發展過程伴隨著各種內、外地質營力的作用，從成巖的類型分為沉積巖、巖漿巖和變質巖三大類，由于結構面的存在使巖體具有一定的結構，其結構特性控制著巖體的性質和變形破壞，因此，我們在解決巖體工程問題時，應該從巖體的地質模型出發。孫廣忠教授建立了8個基本的地質模型：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，這些模型廣泛的應用在巖體工程中，從地質模型建立的角度考慮，首先應該調查巖體中結構面的發育特征以及與結構體的組合特征，查明巖體的賦存地質條件，如地下水、地應力條件等，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分析，在建立地質模型時從各基本模型的共性特征入手，并根據工程自身的特點充分體現其個性的一面。因此，建立巖體的工程地質模型是一項系統的工作。

二、巖體結構力學模型

孫廣忠提出了四種巖體介質，并根據介質的特性提出了四種巖體力學的分析方法，表1中是四種力學介質巖體特性。

表1 各種力學介質巖體特征

連續介質

碎裂介質

板裂介質

塊裂介質

巖體結構

1、完整結構

2、高地應力下散體結構及碎裂結構

低地應力下條件下碎裂結構及粗碎屑散體結構

板裂結構

部分碎裂結構

塊裂結構

巖體變形機制

結構體壓縮及剪切為主

結構體（壓縮、剪切），結構面（閉合、滑移）

結構體橫向彎曲及縱向縮短

沿結構面滑移

巖體破壞機制

材料的張及剪破壞

沿結構面滑動、結構體滾動、結構體張及剪破壞

彎折、潰屈、傾倒滑動

沿軟弱結構面滑動

巖體力學性質控制因素

材料及環境因素

材料、結構效應及環境因素

軟弱結構面及結構體

軟弱結構面

巖體力學性質研究方法

典型地質單元三軸力學試驗及尺寸效應

巖塊三軸試驗、尺寸和圍壓效應

軟弱結構面力學性質及彈性模量

軟弱結構面力學性質及爬坡角理論

巖體力學分析方法

連續介質巖體力學

碎裂介質巖體力學

板裂介質巖體力學

塊裂介質巖體力學

對于基巖斜坡失穩破壞主要表現為軟弱巖體的蠕滑變形、巖體沿著已存在的地質結構面發生剪切破壞、巖石塊體的塌落和板狀結構巖體的傾倒、上部巖體沿巖層層面或較軟弱夾層發生剪切滑動等。李鐵峰將基巖斜坡的變形模式進行了總結，根據結構面傾向、傾角與斜坡產狀之間的關系，以及軟弱夾層的發育情況，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、巖體結構力學的分析方法

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

轉貼于 離散元法（Discrete Element Method）考慮結構體受力后的運動狀態，以及由此導致受力狀態及系統的變形（塊體運動）隨時間的變化，該法由Cundll于1971年首次提出，用來計算結構面和結構體組成巖體的非連續變形，以后又進一步發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，離散元應用的文章較多，而研究基礎計算方法的文章很少，因此，加強離散元法基礎理論、基礎算法及誤差分析方面的研究，汲取有限元法等數值方法的優點，使之既能保持在描述散體的整體力學行為和力學演化全過程方面的優勢，又能有效描述介質局部連續處應力狀態和變形狀態，使離散元法的模型建立真正滿足幾何仿真，物理（本構）仿真，受力仿真和過程仿真的原則，是離散元法研究領域的首要工作。 塊體理論由石根華（1977）提出并在美與Goodman合作完善起來的，應用幾何學、拓撲學碎裂結構巖體。近些年，塊體理論在巖體工程中應用十分廣泛，E. Hoek等（1998）應用塊體理論開發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定系數。汪衛明、陳勝宏（1998）在矢體概念的基礎上開發出三維巖石塊體系統的自動識別方法，該方法能夠有效解決包含不規則地形面和非貫通結構面等情況下的復雜塊體的識別問題；盧波、陳劍平等通過應用隨機不連續面三維網絡模擬技術對復雜有限塊體的自動搜索及確定其空間幾何形態，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，并應用該法分析了某礦卷揚機硐室的穩定性；趙文把概率理論引入節理跡長分布的研究之中，推導了多組節理切割巖體形成關鍵塊體概率的計算公式，從而使原來的一些關鍵塊體轉化為穩定塊體，減少了關鍵塊的數量。

近年來，石根華又將塊體理論進一步發展，1993年由石根華提出的塊體系統不連續變形數值分析新方法，簡稱為DDA方法，該方法是求解塊體系統連續變形、大變形和大位移數值分析方法，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。國內已研制了二維DDA程序軟件，并與日本九州大學環境地盤工學研究中心合作將三維塊體分析方法應用于三峽船閘高邊坡的巖體穩定分析，并對船閘開挖施工過程及其支護效果的數值模擬，繪制了各開挖步序的巖體變形等值線圖。

四、巖體結構控制論的工程應用

隨著國民經濟的發展和大型建設項目的實施，涉及到大量的地下工程建設項目，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力重分布特點以及變形破壞規律，這些都要受到巖體結構的控制。例如：康立勛通過研究塊狀結構巖體中自重應力傳播的法則，得到了巖體的應力大小受巖塊數量以及巖塊幾何參數控制的結論，并將研究結果用于計算煤炭地下采場頂結構載荷。隧道工程中巖爆和巖體結構關系密切，完整性好的巖體易發生巖爆，當節理裂隙發育到一定程度一般不會發生巖爆；巖層的層厚狀態及層面與洞室的空間組合關系與巖爆有重要的關系；優勢節理組與最大主應力的夾角大小也與巖爆緊密相關。

上面提到了巖質邊坡變形破壞形式主要受控于巖體的巖性和結構特性。如：河西走廊金川露天礦上盤西區邊坡變形破壞、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，分析巖體穩定性時，應根據巖體的巖性、巖體結構特性等對邊坡進行分區，分析各區巖體力學機制和變形破壞機制，再結合邊坡開挖各項參數計算邊坡穩定性。

一般計算地基沉降變形時，把地基巖體當作各向同性介質，未考慮結構面的影響。其實，當巖體中的節理裂隙發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勢結構面控制。如：章楊松等對潤揚大橋節理化巖體，運用優勢結構面理論，分析確定了影響和控制巖體地基沉降變形的優勢結構面組合，提出了“優勢結構面模型”與“遍有節理單元模型”數值分析確定巖體地基沉降變形的聯合算法。遍有節理單元模型是考慮遍布巖體中的節理對巖體的受力和變形的影響的數值分析方法計算時輸入了眾多組結構面的參數，而考慮優勢面時只輸入兩組左右優勢面的參數，次要的結構面則忽略之。在相同力條件下，考慮優勢結構面影響時，計算的地基變形大于不考慮優勢結構面影響時計算的地基變形，說明優勢結構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、結論

本文從巖體工程地質模型、結構力學模型、分析方法和工程應用這四個方面總結了巖體結構控制論的研究和應用現狀。根據巖體的巖性特征、結構面發育情況、巖體的地應力、地下水條件等建立巖體的工程地質模型，并將巖體劃分為四種力學模型，分析巖體結構控制下的變形破壞機制。介紹了目前用于不連續巖體結構計算的方法。對巖體結構控制論在地下工程、邊坡工程、庫岸工程和地基基礎中的應用作了簡單介紹。

參考文獻

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第9篇：工程地質學的研究方法范文

[關鍵詞]工程地質 水利水電工程 應用

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

工程地質的目的是查明各類工程場區的地質條件，對場區及其有關的各種地質問題進行綜合評價，并分析、預測在工程建筑作用下，地質條件可能出現的變化和作用，進而選擇最優場地，并提出解決不良地質問題的工程措施，為保證工程的合理設計、順利施工及正常使用提供了可靠的科學依據。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用實例。

1水利水電工程中工程地質的重要性

工程地質學是一門應用地質學的原理為工程應用服務的學科，主要研究內容涉及地質災害，巖石與第四紀沉積物巖體穩定性地震等。工程地質學廣泛應用于工程規劃、勘察、設計、施工與維護等各個階段。

在水利水電工程的建設過程中，工程地質有著重要的作用，大量的實踐都指出建設之前重視地質工作，即在水利水電工程建設前對建設區域進行仔細的調差研究，從而掌握所在地區地質條件規律性，是成功建設水電工程的重要保障。也有一些地區通過對工程地質的應用，將當地的不良條件變為有益條件――利用石灰巖溶洞的分布發育規律，建成了經濟、安全，既能蓄水灌溉又能發電的地下水庫。

相對地，也有一些水利水電建設工程并沒有對地質工作形成足夠的重視，以致于在后期甚至在建設過程中出現問題的概率都很大，其中比較著名的例子就是意大利的瓦伊昂拱壩，由于在建設工程中對工程地質人員的多次建議置之不理，在1963年發生了巨大規模的滑動崩塌，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不僅能對場區及其有關的各種地質問題進行綜合評價，進而選擇最優場地，并提出解決不良地質問題的工程措施；還能為保證工程的合理設計、順利施工及正常使用提供可靠的科學依據。

2水利水電工程地質勘察的特點和方法

2.1水利水電工程地質勘查的特點

水利水電工程地質勘查具有實踐性與經驗性、非凡性與復雜性、工程地質問題的長期性與隱伏性等主要特點。

2.2水利水電工程地質勘查的方法

（1）工程地質測繪：工程地質測繪是水利水電工程地質勘查中的基礎工作，要求地質人員在工程設計之前要詳細查明計劃建筑區域的地質條件及其空間分布規律，并將測繪結果反映在地形底圖上，為設計部門的工程地質預測提供基礎條件。

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

（3）工程地質野外試驗：野外試驗作為水利水電工程地質勘查中一項常用的、重要的勘查方法，是獲得水利水電工程的工程地質問題定量評價和施工所需參數的重要手段。水利水電工程的工程地質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。而工程地質野外試驗的水平主要決定于試驗設備和儀器的發展。

（4）3S技術應用：3S技術指的是全球定位系統、遙感技術和地理信息系統，即GPS、RS和GIS三大技術系統的集成和總稱。其中遙感技術負責提供主要的遙感信息，是3S技術的基礎。而GPS技術和GIS技術則分別用于對于遙感信息的準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工作都是采用了這種技術，并取得了滿意的效果。

3水利水電工程存在的工程地質問題和條件

3.1水利水電工程建設中存在的工程地質問題

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

3.2庫區工程地質問題

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域周邊地帶的地質環境帶來一定程度的影響，庫區很可能會發生滲漏、淤積、浸沒、坍岸，甚至可能會誘發地震。

3.3水利水電工程地質條件

水利水電工程地質問題的發生與建設區域的自然條件和環境有著脫不開的關系，其形成、發展、變化情況都是自然地質條件對于工程建設活動的反饋。而這種對工程建筑物的設計規劃、施工和使用都有著不同程度影響的地質條件就是所謂的工程地質條件。地質條件主要包括地形地貌、地層巖性、物理地質現象、地質構造、水文地質特征等。

4水利水電工程中典型工程地質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構被破壞或者斜坡外部載荷大于其承受能力而產生的。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、預應力鋼索錨固措施、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，與巖石的性質和節理程度、地質構造有關。針對斜坡崩塌的防止措施有：爆破或打楔、灌漿、坡面噴漿、調整地表水流、鋪砌覆蓋等。

4.3泥石流

泥石流的形成條件有很多，其中應滿足流域內有足夠的、并能隨時對泥石流進行補充的固體物質，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，并兼設工程措施。可以采用的防范措施有預防、攔截和排導。其中預防指的是在上游匯水區域，做好水土保持工作，調整地表徑流，對岸堤進行加固；攔截指的是在中游流通區設置攔截物；排導則是在泥石流下游設置排導的設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的地震，其發生條件有：地質條件、激發條件。激發條件包含直接效應和間接效應。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條件方面的破壞，并采用有效的方法預測水庫地震的發生級別和頻率，做好應急預案等。

5結語

水利水電工程的建設基于地質環境，而地質環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定性。因此，在對水利水電工程的建設中必須明確工程地質的重要性，并通過對工程地質的應用，保障水利水電工程的安全長久性，且做到地質資源的有效合理利用。