- 工程地質學(第三版)
- 陜西省水利學校 王耀德主編
- 2283字
- 2021-10-25 19:51:54
四、工程地質學發展的歷史和總趨勢
早在人類許多巨大的工程建設活動中,就反映出當時有些工程地質方面的知識萌芽。例如,2000多年前修建的四川省都江堰分水灌溉工程,就是根據河流動力學原理,充分利用地形地貌地質條件,開鑿了“寶瓶口”、修建了“分水魚嘴”和“飛砂堰”,至今仍發揮著巨大的灌溉效益。舉世聞名的大運河、萬里長城,也是考慮了其地形地質條件的。許多古代橋梁、宮殿、廟宇、寶塔建筑,也是符合當地的地形地質條件和建筑材料條件的。這些古老的建筑物,其所以堅實穩固,能經歷千百年風雨而巍然屹立,是由于當時選定了良好的地基,進行了適合的加固處理,選用了堅固美麗的石料,說明當時對其工程地質情況都有必要的了解。建國前,我國工程地質學也只是處于萌芽狀態,既得不到重視,也未能發揮作用。解放后,隨著大規模經濟建設的開展,工程地質學和其他科學一樣,得到了蓬勃發展。在建國初期,從原蘇聯引進了工程地質的基礎理論和工作方法,經過實踐、總結、革新、提高,使工程地質學從無到有,技術力量從小到大,且迅速發展壯大。當前在工程實踐中,已形成了具有我國自己特色的科學體系和一支強大的工程地質勘測技術力量。集中表現在黃河上的龍羊峽水電站(裝機160萬kW)和長江葛洲壩水利樞紐工程(裝機270萬kW)的建設成就上。
工程地質學作為一門應用地質科學的出現,在國際上的形成也僅僅是本世紀二三十年代的事。特別是近30多年來,由于人類工程活動的范圍愈廣、規模愈大、難度愈高,因此研究領域日益擴大,突出的表現為向海洋和地殼的深部挺進。如深埋隧洞、深采巷道、海底隧道等不斷出現;礦產采深超過千米;露天礦邊幫高度已達400~500m,有的甚至達800m;大壩高度已超過300m;高層建筑物最高已達100層以上;海底石油、天然氣的開采和海岸的工程建設都在大力開展,這就使工程地質學的研究愈來愈受到重視。同時,30多年來,國際上由于地質原因引起大壩破壞失事已有多起。如1959年法國的馬爾巴賽壩(高度66.5m),因左岸壩肩巖體受擠壓破壞而導致壩體突然崩潰;1963年意大利的瓦依昂水庫,因庫區大滑坡引起200多m高的涌浪越壩而過,使工程失效;1963年美國的鮑德溫山水庫,因庫壩區斷層的沉陷、擠壓而失事;1973年美國的提堂土壩(高度93m),因機械潛蝕而潰決。這些慘痛的教訓,引起了工程學術界的震驚,也促進了對工程地質學理論和預測能力的探索,并加速了國際上工程地質學的蓬勃發展。
我國水利(能)資源極為豐富,為世界之首。已建成各種類型的大中小水庫8.7萬余座,總庫容約4200多億m3,裝機總量約2300萬kW,但僅占蘊藏量的5%。現今,擬在長江、黃河的中上游,以及雅龔江、大渡河、烏江等處修建一批大型水電站(總裝機3000萬kW以上);南水北調、引黃灌晉等跨流域的大型水利工程也已提上日程;建設工業基地、開發海洋油田,以及修建新型技術難度大的建筑物(如核電站、抽水蓄能電站、工業污物地下存放工程、海底隧道、跨海大橋等),無疑將存在著一系列復雜的工程地質問題。這不僅說明建設任務的艱巨光榮,也說明在建設中工程地質的地位也更加重要。盡管我們在一些技術上與國外相比,還有差距,但我們堅信只要實事求是、堅信科學,在黨的領導下,它將會不斷的得到新發展(即在理論上有所突破、方法上有所創新),這就有待工程地質工作者共同努力。展望未來,工程地質學發展的總趨勢,主要概括為四個方面。
(1)不斷開拓新的研究領域。由于人類工程活動的范圍更廣更深,規模更大,難度更高,一系列新的工程地質問題需要認真的探求,由此將促進工程地質學領域中出現一系列新的分支學科。除已經形成的水利水電工程地質學、鐵路工程地質學、區域工程地質學外,又形成了海洋工程地質學、礦山工程地質學、環境工程地質學、地震工程地質學、地下工程地質學、城市建設工程地質學等。可以肯定,它的發展不論在時間上,還是在空間上都是無止境的。
(2)分析評價工程地質問題,由定性向定量發展。在工程地質發展的初級階段,只是繼承了傳統地質學的理論和方法,對工程地質問題,也只能進行定性的分析與評價,當然不能滿足工程建設的要求。隨著工程活動的日益擴大,逐漸將土力學、巖體力學引進了本學科,并促進了其發展。當前,工程地質學充分利用地學領域的成就,在工程建設的各階段,將與巖土力學、巖土工程更密切的結合;在研究不同類型建筑物工程地質條件和不同階段工程地質參數時,將與數學、力學、應用地球物理及遙感遙測技術相結合;在進行工程環境的綜合評價及研究環境地質保護、開發利用時,將與水文地質等相結合。從而促使其在分析評價工程地質問題時,不斷由定性向半定量、定量發展。這是提高工程地質學理論和實踐水平的重要途徑。
(3)研究視野向宏觀更宏、微觀更微的方向發展。由于空間技術的應用,衛片、航片已成為研究區域工程地質條件的重要手段之一,可以極目大地、鳥瞰全區,研究視野更加宏大。電子顯微鏡的應用,對研究微粒礦物的成分、結構等提供了條件,使研究視野更加細微深入。
(4)工程地質勘察廣泛采用新技術。當前地質勘探雖以鉆探為主,但發展方向則是全面的機械化、自動化、輕便化和一機多能化。測試技術發展方向則是以探測結合、原位測試為主,以及一些輕便、簡單、快速、可用于室內外的中間型試驗(點荷載試驗、攜帶式剪切盒試驗、裂隙性能的巴頓試驗等)。電子計算機技術主要應用于測試數據的數理統計處理及巖體穩定計算,亦將更廣泛的應用于儲存、自動處理,以及自動檢索資料等。
縱觀我國工程地質事業,不論在理論上,還是在實踐上都急待迅速提高,這對工程地質工作者提出更高的要求,要求我們必須不斷探索實踐,盡快地發展我國的工程地質事業,為建設有中國特色的社會主義做出更大的貢獻。