地质工程学演化的辩证关系

摘 要 ：工程地质问题始终是地质工程学永恒的主题.对工程地质问题的认识、分析和解决经历了从被动地认识世界向主动地认识和改造世界的转化过程.工程地质问题的提出依赖于本学科知识领域,包括研究对象、研究内容、研究方法、基本问题、基本理论和研究前沿等,具有环境化、活性化思想的工程地质问题的界定反映了本学科的发展水平.

关 键 词 ：工程地质 思考 辩证关系 环境

中图分类号：TU 文献标识码：A 文章编号：1008-925X(2012)O8-0116-01

1.引言

19世纪中叶,国外的地质工作者开始对工程地质条件进行系统理论研究,逐步形成了工程地质学的学科体系[1].工程地质学是研究与工程建设、人类活动有关的各种地质作用与环境,研究工程与地质体之间的相互作用关系及其产生的有关问题的科学[2].工程地质学的研究对象,从根本上讲就是工程地质条件与工程建筑之间的运动和发展,其实质就是各类工程地质问题,工程地质问题的提出、分析和解决是工程地质学的主旋律,构成了其的基本的矛盾运动,并有力地推动了其发展.

2.工程地质问题的回顾

2.1.1 学科性质

传统工程地质的核心任务就是查明工程地质条件,结合工程作出相关的工程地质评价[2]；从工程学角度来看,工程地质学科必须深化到工程中去,将查明条件、评价评判再往前延伸,开展工程设计和施工工程地质.因此,从工程地质学科特性来说应是地质学与工程的交叉结合,它和基础地质学不同,具有理学和工学的双重特性,这就决定了工程地质问题是工程地质学永恒的主题.

2.1.2 学科产生与发展的历程

学科的产生和发展与工程建设及人类工程活动相伴生,工程地质学作为一门应用学科,它的形成和发展依赖于工程建设的需求和发展.经过40多年的工程实践和理论创新,工程地质学的内涵和外延不断拓展,步入了现代科学技术的行列.从引进苏联工程地质学理论和方法开始,经过50年成千上万项工程的多方实践和理论创新,使我国的工程地质学得到突飞猛进的发展,取得显著成就,积累大量经验,获得突破性进展,在一定程度上形成了具有我国自己特色的工程地质学体系.举世瞩目的三峡工程,黄河小浪底水利工程等的兴建,标志着中国工程地质实践的广度、深度都达到了很高的水平,反映了中国工程地质发展的历程及与其相匹配的工程地质水平.

工程地质人员通过对工程地质问题的分析解决,逐渐形成了特定的思维方式,它是理论和实践的结合和概括.因此,思维方式的发展反映了工程地质学科的进步和发展历程.工程地质思维主要经历了以下几种形式:地质演化思维、地质结构思维、地质工程(岩土工程)思维、环境工程地质思维、工程地质系统思维[3].这些思维的发展体现着工程地质工作者在长期的工作中所总结出来的优秀经验,同时体现了人类认识自然改造自然的辩证过程.

从工程地质学发展的过程我们可以发现这个过程是人类对自然的一个认识过程,从被动到主动,从主动到拓展,逐步完善使得地质工程发展更加趋向于完美.

3.工程地质问题的发展

3.1.1 工程地质问题的提出基于学科知识领域

任何一门学科都有其研究对象、研究内容、研究方法、基本问题、基本理论和研究前沿等,并由此构成一门学科的知识领域.因此,在研究事物的某一层面时,对象的内核与外延的界定必然涉及相应学科的知识领域,并使学科功能得到一定的体现.

一个现象或问题的产生可能有多个原因,各自依赖于一定的学科知识,因此就有相应的解决方法.以滑坡为例,滑坡的破坏可能是由于斜坡岩土体强度不够、可能是由于河流冲刷坡脚使斜坡形状发生变化,也有可能是由于斜坡内应力状态发生变化所致.相应地,对这些滑坡的研究需要运用滑坡动力学、地震工程学、工程地质学及岩体力学等学科知识,并因此提出不同的抗滑减灾措施,使各个学科的研究目标得以实现

3.1.2 工程地质问题的界定体现学科的发展

工程地质条件并非一成不变,而是具有一定的生命特征,有其产生演化特性因此工程地质学发展的过程是一个不断创新的过程,体现的是一种发展的思维而不是定势思维.传统工程地质学中,工程地质条件通常包括区域构造地质、地形地貌、地层岩性、物理力学性质、地下水、动力地质现象等方面,显然无法包容制约工程建设活动的各类因素,工程地质环境代替工程地质条件,可理解为地质环境与工程环境的迭加与复合,是当代工程地质学的研究对象.环境工程地质不仅要研究工程活动中地质环境对工程安全的影响,而且要研究工程活动对人类生存环境的影响,其主要目的是保护地质环境,使人类工程活动与地质环境保持良好的协调关系.体现的是人与自然和谐相处的思想.这是工程地质人员以发展的眼光在不断变化的工程中总结的规律也是宝贵的经验.

基于工程地质条件环境化、活性化思想提出的工程地质问题称为具有环境化、活性化思想的工程地质问题[3].由于问题的提出基于学科的知识领域,因此对这类工程地质问题的界定就必然反映出工程地质学科的发展水平.目前,我国在水土保持、水库运用管理、库坝联合运用以及加高淤积水库大坝的勘察研究方面积累了许多宝贵经验,提出了研究水库淤积问题的主要工程地质任务,并总结出“蓄清排混”的运用规律.

水库泥沙淤积问题的界定反映出在水库工程地质工作中考虑水库建设与地质环境相互影响的重要性,充分体现了工程地质条件环境化的思想.

4.结束语

工程地质问题是地质学科和工程学科的交叉点,工程地质学通过这一交叉点不断和边缘以外的学科结合、交织和渗透,从而改进内涵、扩大外延,促进学科发展,并形成了特定的思维方式,因此,工程地质问题是工程地质学发展的源动力.具有环境化、活性化思想的工程地质问题的提出基于本学科的知识领域,因此,对这类工程地质问题以工程地质环境作为研究对象,全面研究工程建设与地质环境的相互联系、相互制约和相互作用,保护环境,保证社会、经济可持续发展已成为当代工程地质学的主要特征,表明工程地质学发展进入了新的发展阶段.