浅谈工程地质与岩土工程

  １ 工程地质

 

  这里所指的“工程地质体”就是指工程所及的岩土体和所在或邻接的地质环境，必须同时研究在自然和人为因素作用下、在地质历史时期和工程建设时期对岩土体性状的影响。这一“岩土体加地质环境构成工程地质主体”的学术观点，不仅在国内外工程地质界的相关研究和论著中得到不同深度和广度的阐述和解释，而且为工程实践所证实。“工程地质问题”是指工程地质条件与工程建筑之间存在的矛盾。不同类型、不同结构、不同规模的工程建筑物，由于工作方式和对地质体的负荷不同，工程地质问题是复杂多样的。工程地质工作是通过工程勘察来实现的，具体就是查明工程地质条件，解决（论证）工程地质问题，选择场地，预测工程兴建后对地质环境的影响，提出防护措施和建筑物设计、施工的建议。

 

  ２  岩土工程

 

  岩土工程是土木工程中涉及岩石和土的利用、处理或改良的科学技术。岩土工程的理论基础主要是工程地质学、岩石力学和土力学；研究内容涉及岩土体作为工程的承载体、作为工程荷载、作为工程材料、作为传导介质或环境介质等诸多方面；包括岩土工程的勘察、设计、施工、检测和监测等等。由此可见，工程地质是地质学的一个分支，其本质是一门应用科学；岩土工程是土木工程的一个分支，其本质是一种工程技术。从事工程地质工作的是地质专家（地质师），侧重于地质现象、地质成因和演化、地质规律、地质与工程相互作用的研究；从事岩土工程的是工程师，关心的是如何根据工程目标和地质条件，建造满足使用要求和安全要求的工程或工程的一部分，解决工程建设中的岩土技术问题。因此，无论学科领域、工作内容、关心的问题，工程地质与岩土工程的区别都是明显的。近年来，许多工程地质人员向岩土工程转移，结构出身的岩土工程师注意学习地质知识，这是很好的现象，但这种现象不能说明工程地质和岩土工程将“合二而一”。

 

  ３ 岩土工程与工程地质的关系

 

  关于岩土工程与工程地质之间关系的论述，国内各家已有诸多见解，大致归纳起来有以下四种。

 

  （１）岩土工程是工程地质的分支。

 

  （２）岩土工程是岩土力学在岩体工程和土体工程上的应用。

 

  （３）岩土工程是把岩土体既作为建筑材料也作为地基、介质或环境的结构工程，更确切地说是基础工 程（下部结构）和地下结构工程。

 

  （４）即前述 我国国颁标准《岩土工程勘察规范》对岩土工程的定义。不难看出，前三种见解分别出自工程地质专业人员、岩土力学专业人员和结构工程专业人员。尽管上述见解不无道理，但非全面，而且给人一种“专业偏见”的感觉，因为这样定义岩土工程并不完全符合迄今为止国内外众多岩土工程实例的客观反映。后一见解明显不同的是强调了工程地质、岩土力学、结构工程之间的关系是既有区别又相互紧密结合的关系，而不是从属的关系：明确指出岩土工程的学科范畴是包括多种学科、技术和方法的土木建筑工程，即岩土工程是多种技术和方法相结合的综合技术方法，岩土工程学科是多学科相互渗透且结合的边缘学科，它不可能由某单一学科主宰。在前述《岩土工程勘察规范》定义的基础上，试给出岩土工程的补充解释如下：岩土工程是为某项专门目的工程服务所做的工程地质勘察、基础和地下结构的方案选择与设计、基础和地下结构施工三位一体的工程。专门目的的工程是指与国民经济建设有关的建筑工程（狭义上指工业与民用建筑工程和市政工程）、水电工程、铁道工程和矿山工程等。基础是指上述专门工程涉及的下部结构，即建筑基础、大坝基础、道桥基础等。工程地质学是岩±工程学的地质理论基础，与岩土力学和结构学（钢筋混凝土结构及砌体结构、钢结构等）既相区别又紧密结合。因此，岩土工程学是上述三门学科的边缘学科，不能笼统地称为工程地质学分支。

 

  ４ 工程地质与岩土工程的发展

 

  关于工程地质与岩土工程今后发展的方向和重点，已有不少专家通过不同方式发表了意见，本文不拟具体涉及。从大方向观察，笔者认为，工程地质与岩土工程这两个专业，既不会逐渐归一，也不会逐渐分离，而是像两条缠绕在一起的链子，在互相结合，互相渗透，互相依存中发展。

 

  ４．１地学与力学的结合

 

  地质学和力学是岩土工程的两大支柱。地质学有一套独特的研究方法，通过调查，获取大量数据，进行对比综合，去粗取精，去伪存真，由此及彼，由表及里，找出科学规律。这是一种归纳推理的思维方式，侧重于成因演化，宏观把握和综合判断。岩土工程是以力学为基础发展起来的，力学以基本理论为出发点，结合具体条件，构建模型求解。这是一种演译推理的思维方式，侧重于设定条件下的定量计算。但是，工程地质学家如果不掌握力学，则对 工程地质问题难以做出定量而深入的评价，难以对工程处理发表中肯的意见；岩土工程师如果不懂得地质，则难以理解地质与工程之间的相互作用，也难以对症下药，提出合理的处置方案。这两种思维方式有很好的互补性，应互相渗透，互相嫁接，必能在学科发展和解决复杂岩土工程问题中发挥巨大作用。

 

  ４．２抓住机遇，努力创新 半个世纪来，无论工程地质还是岩土工程，我国取得的巨大成就和科技创新是有目共睹的。现在的中国，一方面是工业化尚待继续完成，城市化和新乡村的建设正在加速进行；另一方面，保护环境，使社会经济协调和可持续发展的任务已经摆在我们的面前。２１世纪对中国，将是水利、水电、道路、桥隧、高层建筑和地下工程并驾齐驱的世纪，工业化、城市化、乡村现代化、保护和改善环境等并举的世纪。我国地质条件异常复杂，环境特别脆弱，对工程地质和岩土工程带来了许多世界级的难题，也为创新提供了空间和机遇。例如深长隧道穿越活动断裂，异常高地温、高地应力、高压涌水、深切河谷的高边坡和高填方、大型山体滑坡、大型泥石流、跨流域调水的生态保护，软土地基上建造摩天大楼，松软土中开发地下空间，密集的城市群中进行垃圾卫生填埋等等。希望工程地质专家和岩土工程师抓住机遇，在完成工程任务的同时，发扬创新精神，提出更先进的科学理论和实用技术。要结合重大工程问题创新，结合中国特点创新，更要在原创性和概念创新方面狠下功夫。只有原始创新，从概念上突破，才能领导国际潮流，将我国工程地质和岩土工程的科技水平推向新的高度，走在世界前列。

 

  ４．３关于专业人才的培养 过去设置工程地质专业，培养了大批工程地质人才，是学习苏联和计划经济的结果。现在高校本科撤消了工程地质专业，大批工程地质人员转向岩土工程，是向市场经济转轨和工程建设的需要。但绝不是岩土工程可以替代工程地质，不再需要工程地质人才了。今后的岩土工程师主要来自土木系，他们虽然学过工程地质，但深度是有限的。投入工作后，侧重点和注意力主要放在工程问题的处理上，很难下功夫修补地质学功底，遇到复杂地质问题还得请教地质学家。中国的地质条件如此复杂，工程建设规模如此巨大，没有高素质的工程地质专门人才难以设想。因此，高校应将工程地质和岩土工程作为重要二级学科，培养相应的硕士和博士，作为技术骨干，不断充实到建设队伍中去。