工程動力地質學

工程動力地質學

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工程地質學是研究與人類工程建築活動有關的地質問題的學科，是地質學的一個分支。

工程地質學的目的在於查明建設地區或建築場地的地質條件，分析、預測和評價可能存在和發生的工程地質問題，及其對建築物和地質環境的影響和危害，提出防治不良地質現象的措施，為保證工程建設的合理規劃、建築物的正確設計、順利施工和正常使用，提供可靠的地質科學依據。

工程地質學產生於地質學的發展和人類工程活動經驗的積累中。17世紀以前，許多國家成功地建成了至今仍享有盛名的偉大建築物，但人們在建築實踐中對地質環境的考慮，完全依賴於建築者個人的感性認識。17世紀以後，由於產業革命和建設事業的發展，出現並逐漸積累了關於地質環境對建築物影響的文獻資料。

第一次世界大戰結束后，整個世界開始了大規模建設時期。1929年，奧地利的太沙基出版了世界上第一部《工程地質學》；1937年蘇聯的薩瓦連斯基的《工程地質學》一書問世。50年代以來，工程地質學逐漸吸收了土力學、岩石力學和計算數學中的某些理論和方法，完善和發展了本身的內容和體系。在中國，工程地質學的發展基本上始自50年代。

工程地質學主要研究建設地區和建築場地中的岩體、土體的空間分佈規律和工程地質性質，控制這些性質的岩石和土的成分和結構，以及在自然條件和工程作用下這些性質的變化趨向；制定岩石和土的工程地質分類。

工程地質學要分析和預測在自然條件和工程建築活動中可能發生的各種地質作用和工程地質問題，例如：地震、滑坡、泥石流，以及誘發地震、地基沉陷、人工邊坡和地下洞室圍岩的變形，因破壞、開採地下水引起的大面積地面沉降、地下採礦引起的地表塌陷，及其發生的條件、過程、規模和機制，評價它們對工程建設和地質環境造成的危害程度。研究防治不良地質作用的有效措施。

工程地質學還要研究工程地質條件的區域分佈特徵和規律，預測其在自然條件下和工程建設活動中的變化，和可能發生的地質作用，評價其對工程建設的適宜性。

由於各類工程建築物的結構和作用，及其所在空間範圍內的環境不同，因而可能發生和必須研究的地質作用和工程地質問題往往各有側重。據此，工程地質學又常分為水利水電工程地質學、道路工程地質學、採礦工程地質學、海港和海洋工程地質學、城市工程地質學等。

工程地質學的主要研究方法包括地質學方法、實驗和測試方法、計算方法和模擬方法。

地質學方法即自然歷史分析法，是運用地質學理論，查明工程地質條件和地質現象的空間分佈，分析研究其產生過程和發展趨勢，進行定性的判斷。它是工程地質研究的基本方法，也是其他研究方法的基礎。

實驗和測試方法，包括為測定岩、土體特性參數的實驗、對地應力的量級和方向的測試，以及對地質作用隨時間延續而發展的監測。

計算方法，包括應用統計數學方法對測試數據進行統計分析，利用理論或經驗公式對已測得的有關數據，進行計算，以定量地評價工程地質問題。

模擬方法，可分為物理模擬(也稱工程地質力學模擬)和數值模擬，它們是在通過地質研究，深入認識地質原型，查明各種邊界條件，以及通過實驗研究獲得有關參數的基礎上，結合建築物的實際作用，正確地抽象出工程地質模型，利用相似材料或各種數學方法，再現和預測地質作用的發生和發展過程。

電子計算機在工程地質學領域中的應用，不僅使過去難以完成的複雜計算成為可能，而且能夠對數據資料自動存儲、檢索和處理，甚至能夠將專家們的智慧存儲在計算機中，以備諮詢和處理疑難問題。