工程地质学的任务与未来研究

李琳

摘    要：研究了中国工程地质学的发展和演化。认为中国工程地质学已从传统工程地质学阶段（20世纪50年代-70年代中期），经过一个过渡阶段（20世纪70年代-80年代初期），进入了现代工程地质学阶段（从20世纪80年代中期开始），完成了三次历史性飞跃。现代工程地质学是由区域工程地质学、地质工程学、环境工程地质学、城市工程地质学、现代系统新学理论工程地质学和工程地质预测学等学科构成的一个现代工程地质学体系，研究的基本方法，有系统科学分析法、监控-反馈法、数值模拟计算等，它作一个与人类工程经济活动密切相关的应用性地质学科，在人类改选自然的活动中将会发挥巨大的作用。

关键词：地质学;工程地质;工程地质学

1  回顾

人们已经得到共识，即人类的生活和生产是科学技术发展的驱动力。工程地质学作为一门应用学科，它的形成和发展显著地依赖于工程建设的需求和发展。二次世界大战以后，各国有一个稳定的和平环境，工程建设发展迅速，工程地质学在这个阶段迅速成长起来，成为地球科学的一个独立分支学科。追溯更远一些，1928年美国加州St.Francis重力拱坝的溃决和带来的灾难促使地质学家向工程地质领域进军。令人震惊的是，30年后，悲剧重演，于1959年至1963年期间，在欧洲连续出现西班牙VegadeTerra支墩拱坝和法国Malpasset拱坝的失事，以及意大利Vajont水库大滑坡。人们惊醒过来，大声疾呼，工程地质学亟待完善和提高。正是在这个时期，世界各国工程地质学家决定联手，建立了“国际工程地质学会”，交流和总结经验及教训。40年又过去了，工程地质学真的大为长进，在内涵和外延都焕然一新，步入现代科学技术行列。在工程地质学领域内中国曾经比世界上先进国家落后约30年。从引进苏联工程地质学理论和方法开始，经过近50年的工程实践和理论创新，缩小了差距，形成了在一定程度上具有我国自己特色的工程地质学体系。90年代以来，由于举世瞩目的三峡工程上马，黄河小浪底水利工程、雅砻江二滩水电站、南昆铁路、京九铁路的兴建，以及不可胜数的城市和高速交通项目的实施，不仅积累了大量勘测工作实际经验，而且数理学科的新成就和高新技术及时吸收进来，使我国工程地质学达到现代科技水准，进入世界先进行列，并逐渐成为国际工程地质界的重要成员之一。

2  工程地质学的任务

2.1  基本建设的新高潮

在新世纪中，我们期望着在和平和稳定的环境中加紧综合国力建设，已经缩小的差距不应再度拉开，保持较快增长速度、稳步前进是完全必要的。与此相配套的基本建设，包括能源、交通、城市建设和矿产资源开发，亦将以相应的速度和规模发展。虽然煤炭仍会在我国能源结构中占主要地位，但“北煤南运”还要受到交通条件的限制。西南地区、金沙江、雅砻江、澜沧江、大渡河等水能宝藏的开发将提到日程上来，在规划的近20座大型水电站中，大多为数百万至上千万千瓦装机容量的世界级巨型工程。在东部地区将需要建设一批核电装置，如福建、浙江、江苏、辽宁、山东等地，以加强电网建设和满足供电需求。为了解决电网的稳定供电问题，在华北、华东和华南均将陆续兴建若干大型抽水蓄能电站，以满足电网调峰填谷和提高供电质量的需要。近10年来，我国交通工程事业发展在基本建设中居于首位。高速公路发展迅猛，铁路建设的势头上扬。进藏铁路的建设将提到日程上来。青藏铁路全线展布在高原冻土层上，而滇藏铁路则将穿越横断山活动构造带。

2.2  可持续发展的召唤

实施可持续发展战略，重视保护环境，加强自然灾害防治已成为人们的共识。由此而来，工程地质学家将会担负更多的以前不熟悉的任务。对自然环境保护和治理、对环境恶化过程的控制的工作刚刚开始。自然灾害和人为诱发灾害的预测和防治已经取得成绩，但尚为初步。核废物及工业有害废物的地质处置工作和研究比国外差距甚大。要进一步优化环境，大量的水、土和工业场地的污染有待勘测和处理。大江、大河、大湖和沿海环境治理、水涝灾害地区、干旱荒漠地区和喀斯特石山治理等虽然不算新的问题，但是需要有新的思路、发展新的技术去解决。工程地质学家在承担和实施上列任务时，必定会遇到不熟悉的问题、不会做的工作，但是，实践出真知，在新的实践中我国工程地质学的理论研究和实际工作将会大步前进。

3  工程地质学的任务与未来

3.1  拓宽工程地质学的学科领域，发展和完善其学科体系

环境工程地质学的形成和发展是最重要的标志。环境工程地质学以工程建设的环境为研究对象，主要研究人类工程经济活动与地质环境的相互作用以及由此产生的环境工程地质问题及其预测预报。其目的是合理开发利用、保护和治理地质环境。地质工程学学科的提出和研究，也是这一发展趋势的重要标志之一。地质工程学，是研究人工与自然力对地质体的改造以及由此引起的危害人类生活和生存的各种灾害及其预测预报和防治的一门工程技术学科。它把地质体视为工程结构的一部分或全部，把地质工程定义为在地质体中建筑的工程。地质工程学从加强工程结构的观点出发，将勘察、设计、施工和地质体改造融为一体，并且把工程地质与工程建筑进一步联系起来，是工程地质学的一个新发展。此外，地震工程地质学、地下空间工程地质学、海洋工程地质学、爆破工程地质学以及核废料和固体废物地下贮存的工程地质研究等分支学科的发展，对于进一步发展和完善中国工程地质学的学科体系也具有重要意义。

3.2  引进吸收和推广学科先进理论，加强理论研究

一门学科的理论容量，是这门学科发展水平的重要标志。未来的中国工程地质学，应从单纯应用学科的束缚中解放出来，从认识论的高度处理好理论与实践的关系，不断开拓创新，使之成为理论和应用研究互相促进和协调发展的现代化新型工程地质学。在提高理论水平的基础上，提高为工程经济服务的能力、效率和质量。为此，必须加强工程地质事业的统一领导、规划和管理;加强国内外特别是国际学术交流与合作。中国工程地质条件和工程地质问题之复杂，工程地质实践工程量之大，都是世界罕见的。这为工程地质理论研究，为新理论的创立和發展，提供了空间。在区域稳定性研究中，以活动构造体系为基础的新观点，以深断裂和断块理论为基础的新观点，多参数评价的新方法和“安全岛”理论;在岩体力学研究中，各种模型理论的建立等等，都具有重要的理论价值。

3.3  加强方法手段和规范规程研究，实现工程地质勘察标准化

工程地质学的实践性很强。工程地质学的基础是工程地质勘察。就全世界而言，地球科学的国际化和统一化，是支配现代地球科学发展的两个势不可挡的发展趋势。因此，加强工程地质勘察方法手段和规范规程的研究，努力实现工程地质勘察的标准化，就成为一种发展趋势。目前，国外工程地质勘察的突出特点是勘探和实验手段的电脑化和电子化。利用电子计算机技术和电子技术，对场地工程的地球物理勘探和试验，进行自动控制和数据处理。这显然有利于提高勘察速度和精度，降低成本，提高效益。

4  结束语

我国工程地质学研究及工程地质工作经历了半个世纪的发展，已经成为比较成熟的现代地球科学的分支。当前，我国工程地质学界有创新开拓精神、科学思维活跃、年青队伍成长较快，有条件在新世纪到来时担负起工程建设、环境保护和灾害防治的重担，发展工程地质学科，使其内涵深化，外延扩展，为国家和社会的可持续发展服务。

参考文献：

[1] 赵法锁，李相然.工程地质学[M].北京地质出版社，2009.

[2] 程国栋.工程地质学与可持续发展[M].北京地质出版社，1999.