人类的工程活动有悠久的历史。早在 15 000 年以前的石器时代,人类已开始在地下开矿。2 000 年前,埃及人已能应用砖砌沉井穿过沙层。埃及的金字塔与中国的长城、南北运河、新疆坎儿井等都是著名的人类早期工程。
美国于 1831—1833 年修建第一条铁路,法国于 1857—1870年打通穿越阿尔卑斯山的萨尼峰的 11 km 长隧道。英吉利海峡隧道和日本青函隧道的建成使人类隧道开凿达到了一个新水平。随着人类工程活动的进行,人们不断去思考地质问题的实质,工程地质学这门学科得到逐步充实和发展。
1912 年瑞士地质学家 A.Heim的地压理论影响深远;1933 年在瑞士工作的法国人M.Lugeon写了《大坝与地质》一书,并最早提出测定岩层渗透性的钻孔压水试验;1939 年R.E.Legget 写出《地质学与工程》一书;奥地利人J.Stini和L.Muller最早认识到岩体结构面的影响,并于 1951 年创办《地质与土木工程》杂志。法国人J.M.Talbore于1957年写出《岩石力学》专著,阐述了地质学与工程的关系;C.Jaeger于1972年写出《岩石力学与工程》专著;1983年R.E.Legget又出巨著《土木工程的地质学手册》。
我国学者陶振宇于1976年写出《水工建设中的岩石力学问题》,同年谷德振出版《岩体工程地质力学基础》一书。陈宗基对岩土流变学有深入研究,并创办武汉岩土力学研究所;石根华写的Theory of Block《块体理论》推动了岩体稳定的力学分析。
中华人民共和国成立后,我国的工程地质学发展迅速。1950 年政务院成立了地质工作计划委员会,下设工程地质局,负责重点水利工程和新建铁路工程地质的规划工作;1952 年成立地质部,下设有水文地质、工程地质局,领导全国的水文地质、工程地质工作。(www.xing528.com)
随着经济建设的不断发展,1952 年北京地质学院和长春地质学院首先开设了水文地质及工程地质专业,随后各有关高校又相继设立了工程地质专业。水文地质及工程地质的科学研究机构也在各个部门相应的建立,并不断得到发展。
近年来,工程地质学得到很大的发展,突出表现在环境工程地质学科系统的逐渐形成。环境工程地质问题的研究,在国际上得到普遍的重视和快速发展,它的研究目的是保护环境,指导环境的合理开发,重点是研究人类工程建设对自然地质环境的影响及其变化的预测,论证环境保护、治理和评价开发方案的可行性,是工程地质学发展的新方向。海洋工程地质学,也是近年来随着石油及海底矿产开采以及港口工程建设而发展起来的。建筑材料工程地质、地下工程地质和地震工程地质等新的分支学科,得到了迅速的发展。水利水电工程地质、铁路工程地质和矿山工程地质等传统学科,有了新的进展,趋于完善和成熟。工程地质应用理论方面,如岩土体工程地质特性、工程地质学、动力工程地质学、建筑材料等,研究水平有很大的提高。
在大规模的工农业建设及与各种地质灾害的斗争中,我国的工程地质学逐渐形成具有自己特色的学科。为国民经济发展规划和工农业建设重点区进行的区域工程地质和区域稳定性的研究,多年来进行了大量的、比较系统的工作,提出了我国区域工程地质学独特的学科体系。水利水电、铁路、矿山、地下工程等专门工程地质分支学科已初步形成,并日趋完善和深入。地震工程地质、海洋工程地质、环境工程地质、爆破工程地质和军事工程地质等分支学科,也正在不同程度地形成和发展中。在工程地质学的理论方面,进行了大量卓有成效的探索性研究工作,例如:对岩体工程地质评价的岩体工程地质力学理论;在区域稳定性研究中,以活动构造体系为基础的研究观点和方法,以及以深断裂和板块理论为基础的研究观点和方法;软岩和土体工程地质研究中的微观结构和物理化学观点等各方面,提出了具有中国特色的理论和观点。
人类工程活动的范围和规模不断扩大,给工程地质学提出了许多难度更大的新课题,如大型高坝地基和高边坡的岩体稳定问题,高地应力场地区大跨度地下洞室和深矿井的围岩稳定问题,高层建筑的软岩土地基处理和抗震问题,以及核电站、核防护所、地下油库、海底隧道、国防工程等特殊设施的地质问题,这些都促使工程地质学不断地吸收有关学科的新理论和新方法,要与工程力学、岩土力学等相关学科密切结合。工程地质学必须由“定性分析”向“定量计算”研究方向发展,把地质定性分析和数学力学定量计算有机地结合起来。要加强工程地质学基础理论和边缘课题的研究,广泛应用先进的勘探技术和新的试验设备,采取有效措施提高勘察质量,同时要加强多学科、多专业、多手段的综合研究。在解决各种工程地质问题的实践过程中,不断提高理论水平、丰富实际经验,以加速工程地质学科的发展。
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