浅谈工程地质学的基本理论与方法——工程·环境整体论与整体观方法论

工程地质学的研究目的, 是使工程建设和运营最大限度地适应并保护环境 (天人整体论 )。因此其研究内容, 围绕工程与环境的相互作用这个核心, 包括天然工程地质条件和环境、工程的地质作用和环境效应即人为地质现象, 特别是人为地质灾害的可能性。这些研究, 都应从区域到场地再到区域, 从深部到浅表再到深部 (区域—深部控制观点和环境效应扩展观点 ), 从历史到现状到远近未来 (自然 -人为历史观点 ) ;环境效应应从单项到全部 (全面无遗 )再到单项 (突出重点 ) (时空态整体论 )。而其研究方法, 应是岩体, 土体结构力学、岩体、土体水力学与岩土水气物理化学的微观研究并举但突出结构力学, 地质科学、环境科学、工程科学、系统科学的宏观研究并举但突出地质科学 (宏观微观整体论 ) ;建立地质模型、力学模型、数学模型和管理模型, 并与探测、测试、模拟实验、计算预测、监测、管理技术的开发应用相结合, 以求解和实现模型 (手段目的整体论 )。根据以上论述, 文中还对工程地质学的学科体系、学科地位、机构设置、人员培养等提出建议。     

区域地壳稳定性研究现状与趋势

回顾了区域地壳稳定性发展历史及现状。区域稳定评价应和工程实际要求紧密结合 ,逐步实现由场地评价—场地利用—地质工程设计的转变 ;在理论上紧密结合“岩石圈动力学” ,“大陆动力学”等当代地球科学发展前沿 ;在分析评价上 ,考虑内外地球动力作用的耦合 ,将地球内外动力地质灾害统一起来分析 ,建立统一地质灾害动力学模型 ,最终实现区域地壳稳定性研究的系统化和定量化     

山阴-平鲁段公路工程地质环境与评价

山阴—平鲁段高速公路是国家重点公路威海—乌海公路的一部分。依据路线走廊带1:1万地质综合调查结果,在阐述和分析了3条预选线路的工程地质环境、沿线工程地质灾害的基础上,对各线路的工程稳定性进行了综合评价,并推荐A线为优先线路。     

地铁抗震设防水准的研究及北京地铁工程典型地段地震小区划

地铁作为人口密集且遭受地震破坏后难以修复的重要生命线工程,如何确保其地震安全具有越来越重要的意义。本文将以北京具有典型意义的地铁线路———北京地铁五号线作为研究目标,在对沿线地震、地质条件分析的基础上,通过分析研究在不同场地条件、不同风险水平和不同深度条件下的地震动参数和反应谱变化规律,确定了地铁工程的抗震设防概率风险水平为50 a超越概率63%、10%、2%,设计地震动参数取地表计算值。并通过北京地铁五号线工程地震小区划及分区反应谱特征研究,确定北京地铁五号线工程的抗震设防要求。     

海南石梅湾地区工程地质条件综合研究

在石梅湾地区工程地质条件研究中, 应用现场地质调查、浅层高分辨地震探测和地质构造分析相结合的综合分析方法, 发现了饱水砂层、淤泥层与活动断袭等三类不利的场地条件, 做出了场地区划, 提出了进行场地选择和地基处理的具体建议。结果表明这种综合研究方法在较大区域的工程地质调查中比传统方法更加优越。     

滩海区人工岛场地地震安全性评价

本文以辽河口滩海区人工岛场地为例, 从区域地震地质、近场区地震地质、区域地震活动等方面, 讨论了滩海区人工岛基本地震地质环境特点, 在此基础上, 完成场地地震烈度、地震设防参数、场地地震地质灾害等影响人工岛场地安全性的因素评价。结果说明, 从场地地震安全性角度, 本文所评价的场地, 对人工岛兴建是适宜的。     

基于虚内键理论的材料多尺度力学模型

宏观上线弹性材料的力学属性只需杨氏模量和泊松比两个相互独立的参量来控制;相应地,微观上也需要两个相互独立的参量来控制.基于这个思想,在原VIB模型中引入了切向键,并提出了VMIB模型.该模型在材料的宏观力学属性与微观虚拟键力学属性之间建立起了一座桥梁.考虑到模型中能量密度函数含有坐标轴方向向量一项,该文对能量密度函数的张量性进行了严格的数学证明,并将VMIB模型初步应用到脆性材料的单轴受压破坏.     

常德-张家界高速公路某大桥桥基砂土液化评价

结合常德—张家界高速公路某大桥桥基工程,在DSD—160型电磁式振动三轴试验仪上,通过往返加荷三轴试验,对饱和砂土进行了液化试验研究,探讨了基于动三轴液化试验结果判断饱和砂土液化的方法。并尝试了这种室内研究—反应分析的液化可能性估计方法与地震剪应力时程相结合的综合判断方法。在该高速公路大桥桥基的饱和砂土液化评价中,采用这种综合判断方法,对大桥桥基砂土液化进行了判断。在判断场地是否液化后,对其液化危害程度进行了等级划分,给出了该工程场地在未来遭受到不同超越概率下的地震作用时发生液化的危害程度,得到了一些有工程实用意义的结果。     

城市地质图的特点·编图原则·方法

论述了城市地质图的主要特点、编图原则和方法, 其主要内容概括如下: (1)编制城市地质图的重要意义首先在于为不断完善和适应城市建设和发展的需要, 更好地使地质工作为城市建设总体规划和政府决策服务, 同时为具体工程设计和施工提供基础资料。其次为合理地开发利用城市土地资源、保护城市地质环境提供科学依据。(2)城市地质图是一个具有以专业地质规划目标与工程地质要求、城市发展总体效益评估为内容的系列图件, 是一个分别具有适应于地质专业人员、城市规划设计工程师和政府决策管理官员需要的多功能特点的系统性图件。(3)城市地质图编制原则, 第一在于客观性; 第二为评价性; 第三为预测性; 第四为实用性。前三项是前提和基础, 后者为目的。力求做到内容准确、明晰可读、易懂, 紧紧围绕城市规划设计和政府决策对地质技术的要求进行。(4)城市地质图包容了基础地质图类、分析评价图类、效益决策评估类三个等级的功能各异的图件, 在制图方法和程式上体现了图件的等级—内容—性质—用途的统一、技术性与管理决策的统一。     

城市“热岛”效应对土体工程性质的影响及其关键科学问题

随着全球气候变暖、城市化进程加快,世界各地大城市的“热岛”效应及其带来的各种环境和生态问题越来越严重。本文从地质环境保护的角度,分析了城市“热岛”效应的成因、特点及其对地质环境的影响,重点讨论了城市“热岛”效应环境中土体工程性质的变化及其带来的各种灾害效应,在此基础上,凝练出了4个关键科学问题,即城市“热岛”效应环境中土体温度场变化规律、土体中水分迁移规律、土体工程性质变化规律以及土体地质灾害效应,并对它们的具体研究内容进行了详细的分析。论文的分析成果对于掌握城市“热岛”效应对土体工程性质的影响,保护城市地质环境和防灾减灾,实现城市的可持续发展具有重要的理论和现实意义。
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中国汶川特大地震损毁城镇恢复重建选址的工程地质评价

在损毁城镇震后恢复重建工作中,场址的合理选择及安全性评估极为重要。选址问题涉及地震断裂、地质灾害、场地稳定及国计民生、经济发展等诸方面的复杂因素,是一个复杂的系统工程问题。考虑问题的基本原则应是,对于震后位于地震断裂带上,且地质环境恶化、存在严重地质灾害隐患的城镇,必须异地迁建;对于虽然损毁较严重,但远离断裂带,且不存在致命的地质灾害隐患的城镇,应按照"科学规划、规范避让、合理调整抗震设防标准"的原则,原址重建。灾后重建过程中,应重视地质灾害的隐蔽性、诱发因素的多重性与长期持续性等,加强地质环境的适宜性评价及地质灾害的风险性评估。本文结合震后的实际调查,对北川、青川两个县城及青川县木鱼镇的重建选址问题进行了探讨,在对场址工程地质和环境地质适宜性评估的基础上,提出了上述典型城镇的重建选址意见。     

城市工程地质问题的经济分析

随着城市建设步伐的加快, 人类已面临着许多城市工程地质问题, 此类问题一旦形成则造成经济损失, 预防其发生则需要代价。本文从城市工程地质问题的经济分析着手, 对城市建设的成本进行了研究, 对城市规划、城市建设和城市管理具有现实意义。     

梧州市花岗岩风化壳工程地质研究及垂直分带

花岗岩风化壳由表及里有不同的风化等级。认识风化程度的差异，给出各风化层的判别标准，这对于风化壳工程地质性状的研究，评价建筑场地的稳定性极为重要。本文在系统地搜集梧州市花岗岩风化壳的地质资料和已有的土工试验资料的基础上，进行薄片显微照像分析、颗粒分析。结合城市工程地质勘察工作特点，给出了梧州市花岗岩风化壳垂直分带的划分标准。     

玄武湖水下交通隧道环境地质条件分析及工程方案评价

城市水下交通隧道,既在城市,又于水下,是一种脆弱环境下的典型的地质工程。本文对玄武湖水底交通隧道施工不良地质条件、城市环境约束因素以及隧道工程可能带来的环境影响问题作了具体分析,进而对隧址及施工方案作了初步评价。     

大亚湾中微子地下实验室场地的工程地质条件评价

中微子实验目的是测定中微子混合角θ13,这是当前国际粒子物理、核物理、天体物理和宇宙学中一个急待解决的关键问题。目前研究中微子振荡一个国际前沿是利用反应堆中微子实验测量中微子混合角θ13。其地下实验室对场地工程地质条件和环境要求极高。大亚湾核电站的功率高,反应堆紧邻位于排牙山南麓实验预选场址;浑厚的花岗岩山体地下空间可屏蔽宇宙线本底,能提高混合角θ13量测精度。本文通过地形测绘、工程地质调查、综合地球物理勘探、钻探、孔内测试(地应力、钻孔电视和声波)和室内实验,系统分析研究了场址区工程地质条件,得出场区地层岩性和构造断裂不发育,燕山期花岗岩体完整,强度高,地应力不高,地下水主要赋存于裂隙中,岩体渗透系数很小的结论。拟选4个实验厅位置的岩体均属Ⅰ～Ⅱ类围岩,连接隧道的围岩81%属Ⅰ～Ⅲ类。工程地质条件评价结果说明,大亚湾中微子地下实验室可望成为世界上投资少精度最高的测量θ13理想场址。     

地理信息系统GIS支持下的城市地质环境评价

以 GIS为支撑工具 ,对城市地质环境空间数据库的建立方法、城市建设用地类型的初步划分及城市建设用地与地质环境的协调性评价模型作了分析 ,并选取典型实例进行剖析 ,结果表明 GIS是城市地质环境研究的有效工具。     

新世纪伊始中国工程地质回顾与展望

我国工程地质学经过 5 0年的工程实践和理论创新 ,已由条件工程地质学、问题工程地质学以及随着环境文明时代的到来向着环境和灾害工程地质学发展。近 10年来随着我国经济建设的快速发展 ,一批大型和特大型工程的兴建和城市化进程的加快 ,带来的地面变形、滑坡、环境恶化和全球悬河化等环境岩土工程问题 ,使工程地质地位和作用提高 ,学科在拓展。目前 ,我国已拥有一支能适应大规模经济建设需要并已走向世界的工程地质工作队伍 ,形成了具有我国自己特色的工程地质学科体系     

环境地质学的现状及发展方向展望

环境地质学是一门应用地质学科,是地质科学和环境科学两者相互渗透、重新交叉组合而形成的一门新的边缘学科。它以人-地质环境系统为对象,研究地质环境和人类工程经济活动的相互作用及其发展、演化趋势,重点是地质灾害和环境地质问题的产生和发展,在此基础上提出合理协调人-地质环境关系,有效地预防地质灾害和环境地质问题的对策和措施。     

大柳树坝址区平硐断层的最新活动时代研究

通过重新采集大柳树坝址区主要平硐断层的断层物质,采用ESR测年方法,经过严格的实验室测试程序,给出了这些断层物质年代测试结果,得出这些断层晚更新世以来没有活动,均不属活动断层。