1、工程地質(zhì)與巖土工程的區別
工程地質(zhì)學(xué)(Engineering Geology)是研究與工程建設有關(guān)地質(zhì)問(wèn)題的科學(xué)(張咸恭等著(zhù)《中國工程地質(zhì)學(xué)》)。工程地質(zhì)學(xué)的應用性很強,各種工程的規劃、設計、施工和運行都要做工程地質(zhì)研究,才能使工程與地質(zhì)相互協(xié)調,既保證工程的安全可靠、經(jīng)濟合理、正常運行,又保證地質(zhì)環(huán)境不因工程建設而惡化,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)災害的研究、工程地質(zhì)勘察理論與技術(shù)方法的研究、區域工程地質(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)(國家標準《巖土工程基本術(shù)語(yǔ)標準》)。巖土工程的理論基礎主要是工程地質(zhì)學(xué)、巖石力學(xué)和土力學(xué);研究?jì)热萆婕皫r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、設計、施工、檢測和監測等等。
由此可見(jiàn),工程地質(zhì)是地質(zhì)學(xué)的一個(gè)分支,其本質(zhì)是一門(mén)應用科學(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(zhuān)家(地質(zhì)師),側重于地質(zhì)現象、地質(zhì)成因和演化、地質(zhì)規律、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)心的是如何根據工程目標和地質(zhì)條件,建造滿(mǎn)足使用要求和安全要求的工程或工程的一部分,解決工程建設中的巖土技術(shù)問(wèn)題。因此,無(wú)論學(xué)科領(lǐng)域、工作內容、關(guān)心的問(wèn)題,工程地質(zhì)與巖土工程的區別都是明顯的。近年來(lái),許多工程地質(zhì)人員向巖土工程轉移,結構出身的巖土工程師注意學(xué)習地質(zhì)知識,這是很好的現象,但這種現象不能說(shuō)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(shuō):工程地質(zhì)是巖土工程的基礎,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, 是以傳統的力學(xué)理論為基礎發(fā)展起來(lái)的。但單純的力學(xué)計算不能解決實(shí)際問(wèn)題,從一開(kāi)始就和工程地質(zhì)結下了不解之緣。試與結構工程比較,結構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,材料和結構都是工程師自己選定或設計的,可控的。計算條件十分明確,因而建立在材料力學(xué)、結構力學(xué)基礎上的計算是可信的。
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(cháng)期演化的產(chǎn)物,研究其規律性,對關(guān)鍵性的問(wèn)題進(jìn)行預測和判斷,就只能靠工程地質(zhì)專(zhuān)家了。譬如要建造一條隧道,沒(méi)有工程地質(zhì)專(zhuān)家幫助,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(jiàn)樹(shù)木、不見(jiàn)森林”。
而有經(jīng)驗的工程地質(zhì)專(zhuān)家,通過(guò)地面地質(zhì)調查,就可大致判斷地下地質(zhì)構造的輪廊,就可預測建造隧道時(shí)可能發(fā)生哪些工程地質(zhì)問(wèn)題。再根據需要,采用物探、鉆探、洞探等手段,由粗而細,由淺而深,構造出工程地質(zhì)模型,明確哪些地段條件簡(jiǎn)單,哪些地段條件復雜,哪些地段可能冒頂,哪些地段可能突水。沒(méi)有深厚的地質(zhì)基礎,哪能識別斷層的存在,軟夾層的空間分布,哪能搞清結構面的優(yōu)勢方向,地下水的賦存和運動(dòng)規律, 哪能說(shuō)清巖溶、膨脹巖,初始地應力對工程的影響等等?梢哉f(shuō),在地質(zhì)條件復雜的地區,巖土工程師離開(kāi)了工程地質(zhì)專(zhuān)家將寸步難行。譬如醫療、工程地質(zhì)專(zhuān)家的任務(wù)是協(xié)助醫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。
3、工程地質(zhì)與巖土工程的發(fā)展
關(guān)于工程地質(zhì)與巖土工程今后發(fā)展的方向和重點(diǎn),已有不少專(zhuān)家通過(guò)不同方式發(fā)表了意見(jiàn),本文不擬具體涉及。從大方向觀(guān)察,本人認為,工程地質(zhì)與巖土工程這兩個(gè)專(zhuān)業(yè),既不會(huì )逐漸歸一,也不會(huì )逐漸分離,而是像兩條纏繞在一起的鏈子,在互相結合,互相滲透,互相依存中發(fā)展。下面僅就共同發(fā)展的有關(guān)問(wèn)題談些初淺看法。
3.1、地學(xué)與力學(xué)的結合
地質(zhì)學(xué)和力學(xué)是巖土工程的兩大支柱。地質(zhì)學(xué)有一套獨特的研究方法,通過(guò)調查,獲取大量數據,進(jìn)行對比綜合,去粗取精,去偽存真,由此及彼,由表及里,找出科學(xué)規律。這是一種歸納推理的思維方式,側重于成因演化,宏觀(guān)把握和綜合判斷。巖土工程是以力學(xué)為基礎發(fā)展起來(lái)的,力學(xué)以基本理論為出發(fā)點(diǎn),結合具體條件,構建模型求解。這是一種演譯推理的思維方式,側重于設定條件下的定量計算。但是,工程地質(zhì)學(xué)家如果不掌握力學(xué),則對工程地質(zhì)問(wèn)題難以做出定量而深入的評價(jià),難以對工程處理發(fā)表中肯的意見(jiàn);巖土工程師如果不懂得地質(zhì),則難以理解地質(zhì)與工程之間的相互作用,也難以對癥下藥,提出合理的處置方案。這兩種思維方式有很好的互補性,應互相滲透,互相嫁接,必能在學(xué)科發(fā)展和解決復雜巖土工程問(wèn)題中發(fā)揮巨大作用。
3.2、 抓住機遇,努力創(chuàng )新
半個(gè)世紀來(lái),無(wú)論工程地質(zhì)還是巖土工程,我國取得的巨大成就和科技創(chuàng )新是有目共睹的。本次大會(huì )首發(fā)的《中國工程地質(zhì)世紀成就》和高大釗教授主編的《巖土工程的回顧與前瞻》,對這方面進(jìn)行了全面總結,F在的中國,一方面是工業(yè)化尚待繼續完成,城市化和新鄉村的建設正在加速進(jìn)行;另一方面,保護環(huán)境,使社會(huì )經(jīng)濟協(xié)調和可持續發(fā)展的任務(wù)已經(jīng)擺在我們的面前。21世紀對中國,將是水利、水電、道路、橋隧、高層建筑和地下工程并駕齊驅的世紀,工業(yè)化、城市化、鄉村現代化、保護和改善環(huán)境等同時(shí)并舉的世紀。
我國地質(zhì)條件異常復雜,環(huán)境特別脆弱,對工程地質(zhì)和巖土工程帶來(lái)了許多世界級的難題,也為創(chuàng )新提供了空間和機遇。例如深長(cháng)隧道穿越活動(dòng)斷裂,異常高地溫、高地應力、高壓涌水、深切河谷的高邊坡和高填方、大型山體滑坡、大型泥石流、跨流域調水的生態(tài)保護,軟土地基上建造摩天大樓,松軟土中開(kāi)發(fā)地下空間,密集的城市群中進(jìn)行垃圾衛生填埋等等。希望工程地質(zhì)專(zhuān)家和巖土工程師抓住機遇,在完成工程任務(wù)的同時(shí),發(fā)揚創(chuàng )新精神,提出更先進(jìn)的科學(xué)理論和實(shí)用技術(shù)。要結合重大工程問(wèn)題創(chuàng )新,結合中國特點(diǎn)創(chuàng )新,更要在原創(chuàng )性和概念創(chuàng )新方面狠下功夫。只有從原理上突破,從概念上突破,才能領(lǐng)導國際潮流,將我國工程地質(zhì)和巖土工程的科技水平推向新的高度,走在世界前列。
3.3、關(guān)于專(zhuān)業(yè)人才的培養過(guò)去設置工程地質(zhì)專(zhuān)業(yè),培養了大批工程地質(zhì)人才,是學(xué)習蘇聯(lián)和計劃經(jīng)濟的結果
現在高校本科撤消了工程地質(zhì)專(zhuān)業(yè),大批工程地質(zhì)人員轉向巖土工程,是向市場(chǎng)經(jīng)濟轉軌和工程建設的需要。但絕不是巖土工程可以替代工程地質(zhì),不再需要工程地質(zhì)人才了。今后的巖土工程師主要來(lái)自土木系,他們雖然學(xué)過(guò)工程地質(zhì),但深度是有限的。投入工作后,側重點(diǎn)和注意力主要放在工程問(wèn)題的處理上,很難下功夫修補地質(zhì)學(xué)功底,遇到復雜地質(zhì)問(wèn)題還得請教地質(zhì)學(xué)家。中國的地質(zhì)條件如此復雜,工程建設規模如此巨大,沒(méi)有高素質(zhì)的工程地質(zhì)專(zhuān)門(mén)人才難以設想。因此,高校應將工程地質(zhì)和巖土工程作為重要二級學(xué)科,培養相應的碩士和博士,作為技術(shù)骨干,不斷充實(shí)到建設隊伍中去。
3.4、開(kāi)展專(zhuān)業(yè)咨詢(xún)服務(wù)在市場(chǎng)經(jīng)濟環(huán)境中,工程地質(zhì)和巖土工程通過(guò)企業(yè)為社會(huì )提供服務(wù)
借鑒國際經(jīng)驗,有兩種性質(zhì)不同的企業(yè):一種是咨詢(xún)公司,為社會(huì )提供專(zhuān)業(yè)技術(shù)服務(wù),包括規劃、勘察、測試、設計、檢測、監理等,屬于知識密集型企業(yè),第三產(chǎn)業(yè)。另一種是施工公司,在咨詢(xún)工程師指導下從事鉆探和巖土工程的實(shí)施,屬于勞動(dòng)密集型企業(yè),第二產(chǎn)業(yè)。工程地質(zhì)專(zhuān)家和巖土工程師主要在專(zhuān)業(yè)咨詢(xún)公司中服務(wù)。所有咨詢(xún)都是有償服務(wù),都有書(shū)面文件,都要負法律責任。巖土工程師和工程地質(zhì)專(zhuān)家可以在一個(gè)公司,也可以不在一個(gè)公司。這是市場(chǎng)經(jīng)濟國家普遍采用的技術(shù)經(jīng)濟體制,責任明確,有利于工程地質(zhì)專(zhuān)家和巖土工程師個(gè)人能力的發(fā)揮,將知識和技能貢獻給社會(huì )。他們的權力和責任都很大,工作做好了,可以獲得良好的社會(huì )信譽(yù)和豐厚的經(jīng)濟報酬;萬(wàn)一發(fā)生事故,要負法律責任,做經(jīng)濟賠償,對今后繼續執業(yè)也會(huì )產(chǎn)生很大影響。因而迫使他們必須盡心盡力,確保工程質(zhì)量和安全,提高先進(jìn)性和經(jīng)濟性。咨詢(xún)公司是知識經(jīng)濟的重要載體,國際上是個(gè)大行業(yè),我國目前差距很大,隨著(zhù)加入WTO,應當有一個(gè)大發(fā)展。
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