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地質(zhì)工程

(一)地質(zhì)工程 Geological Engineering

地質(zhì)工程領(lǐng)域是以自然科學(xué)和地球科學(xué)為理論基礎(chǔ)，以地質(zhì)調(diào)查、礦產(chǎn)資源的普查與勘探、重大工程的地質(zhì)結(jié)構(gòu)與地質(zhì)背景涉及的工程問題為主要對象，以地質(zhì)學(xué)、地球物理和地球化學(xué)技術(shù)、數(shù)學(xué)地質(zhì)方法、遙感技術(shù)、測試技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)等為手段，為國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)的先導(dǎo)性工程領(lǐng)域。國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的重大地質(zhì)問題、所需各類礦產(chǎn)資源、水資源與環(huán)境問題等是社會穩(wěn)定持續(xù)發(fā)展的條件和基礎(chǔ)。地質(zhì)工程領(lǐng)域正是為此目的而進(jìn)行科學(xué)研究、工程實(shí)施和人才培養(yǎng)。地質(zhì)工程領(lǐng)域服務(wù)范圍廣泛，技術(shù)手段多樣化，目前，從空中、地面、地下、陸地到海洋，各種方法技術(shù)相互配合，交叉滲透，已形成科學(xué)合理的、立體交叉的現(xiàn)代化綜合技術(shù)和方法。

本工程領(lǐng)域涉及到數(shù)學(xué)、物理學(xué)、地質(zhì)學(xué)、油氣及固體礦產(chǎn)的礦產(chǎn)普查與勘探、水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、巖土工程、遙感地質(zhì)、數(shù)學(xué)地質(zhì)、應(yīng)用地球物理和應(yīng)用地球化學(xué)、計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)等學(xué)科。

培養(yǎng)目標(biāo)

地質(zhì)工程領(lǐng)域?yàn)檫m應(yīng)國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會發(fā)展的需要，為地質(zhì)調(diào)查、工程勘察、礦產(chǎn)資源的普查勘探與開發(fā)相關(guān)的工礦企業(yè)和工程建設(shè)部門培養(yǎng)應(yīng)用型、復(fù)合型高層次工程技術(shù)人才和工程管理人才。

地質(zhì)工程領(lǐng)域工程碩士要求掌握地質(zhì)工程領(lǐng)域堅實(shí)的基礎(chǔ)理論和寬廣的專業(yè)知識及管理知識，了解地質(zhì)工程領(lǐng)域工程技術(shù)的國內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，掌握解決地質(zhì)工程有關(guān)問題的先進(jìn)技術(shù)方法和現(xiàn)代化技術(shù)手段，具有獨(dú)立擔(dān)負(fù)工程技術(shù)或工程管理的能力，具有較強(qiáng)的創(chuàng)新意識和一定的創(chuàng)新能力，掌握一門外國語，能較熟練地閱讀與地質(zhì)工程領(lǐng)域有關(guān)的專業(yè)文獻(xiàn)和撰寫論文的外文摘要，能熟練運(yùn)用計算機(jī)技術(shù)解決地質(zhì)工程領(lǐng)域中有關(guān)問題。

領(lǐng)域范圍

地質(zhì)工程領(lǐng)域適用的行業(yè)包括：地質(zhì)調(diào)查，油氣及固體礦產(chǎn)資源的普查勘探與評價，大型工礦企業(yè)和水利水電建設(shè)，公路和鐵道建設(shè)，工程地質(zhì)，水文地質(zhì)，地質(zhì)環(huán)境及地質(zhì)災(zāi)害的調(diào)查，勘察及監(jiān)測等。

(二)研究方向：土體工程地質(zhì)、地基處理、巖體工程地質(zhì)、地質(zhì)災(zāi)害防治與環(huán)境地質(zhì)、滲流計算與地下水資源、地面沉降研究、城市工程地質(zhì)與工程環(huán)境效應(yīng)研究、非飽和土力學(xué)等。

地質(zhì)工程領(lǐng)域覆蓋的范圍包括：地質(zhì)調(diào)查技術(shù)和方法與礦產(chǎn)資源勘查與評價，區(qū)域礦產(chǎn)基地及礦產(chǎn)遠(yuǎn)景區(qū)預(yù)測與評價，礦區(qū)與礦床的勘探、開發(fā)與評價，地質(zhì)工程領(lǐng)域建設(shè)、勘查評價項(xiàng)目可行性研究與決策，地質(zhì)勘探的新技術(shù)與新方法，水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)、地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)測、評價、監(jiān)測與保護(hù)，地質(zhì)結(jié)構(gòu)、地質(zhì)環(huán)境、地質(zhì)過程及地質(zhì)災(zāi)害研究中的計算機(jī)應(yīng)用，地質(zhì)工程實(shí)施過程中的質(zhì)量檢測及新方法、新技術(shù)的設(shè)計、開發(fā)、應(yīng)用，地質(zhì)資源與地質(zhì)工程行業(yè)的工程管理。

(三)就業(yè)方向：地礦、石油勘探開發(fā)、水利電力、環(huán)保、國土資源部門等

基坑工程圍護(hù)體系穩(wěn)定和變形

隨著高層建筑的發(fā)展和城市地下空間的開發(fā)，深基坑工程日益增多?；庸こ虈o(hù)體系穩(wěn)定和變形是重要的研究領(lǐng)域。

基坑工程圍護(hù)體系穩(wěn)定和變形研究包括下述方面：土壓力計算、圍護(hù)體系的合理型式及適用范圍、圍護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計及優(yōu)化、基坑工程的“時空效應(yīng)”、圍護(hù)結(jié)構(gòu)的變形，以及基坑開挖對周圍環(huán)境的影響等等?；庸こ躺婕巴馏w穩(wěn)定、變形和滲流三個基本問題，并要考慮土與結(jié)構(gòu)的共同作用，是一個綜合性課題，也是一個系統(tǒng)工程。

基坑工程區(qū)域性、個性很強(qiáng)。有的基坑工程土壓力引起圍護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性是主要矛盾，有的土中滲流引起流土破壞是主要矛盾，有的控制基坑周圍地面變形量是主要矛盾。目前土壓力理論還很不完善，靜止土壓力按經(jīng)驗(yàn)確定或按半經(jīng)驗(yàn)公式計算，主動土壓力和被動土壓力按庫倫(1776)土壓力理論或朗肯(1857)土壓力理論計算，這些都出現(xiàn)在Terzaghi有效應(yīng)力原理問世之前。在考慮地下水對土壓力的影響時，是采用水土壓力分算，還是采用水土壓力合算較為符合實(shí)際情況，在學(xué)術(shù)界和工程界認(rèn)識還不一致。

作用在圍護(hù)結(jié)構(gòu)上的土壓力與擋土結(jié)構(gòu)的位移有關(guān)?；訃o(hù)結(jié)構(gòu)承受的土壓力一般是介于主動土壓力和靜止土壓力之間或介于被動土壓力和靜止土壓力之間。另外，土具有蠕變性，作用在圍護(hù)結(jié)構(gòu)上的土壓力還與作用時間有關(guān)。

復(fù)合地基

隨著地基處理技術(shù)的發(fā)展，復(fù)合地基技術(shù)得到愈來愈多的應(yīng)用。復(fù)合地基是指天然地基在地基處理過程中部分土體得到增強(qiáng)或被置換，或在天然地基中設(shè)置加筋材料，加固區(qū)是由基體(天然地基土體)和增強(qiáng)體兩部分組成的人工地基。復(fù)合地基中增強(qiáng)體和基體是共同直接承擔(dān)荷載的。根據(jù)增強(qiáng)體的方向，可分為豎向增強(qiáng)體復(fù)合地基和水平向增強(qiáng)體復(fù)合地基兩大類。根據(jù)荷載傳遞機(jī)理的不同，豎向增強(qiáng)體復(fù)合地基又可分為三種：散體材料樁復(fù)合地基、柔性樁復(fù)合地基和剛性樁復(fù)合地基。

復(fù)合地基、淺基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)是目前常見的三種地基基礎(chǔ)形式。淺基礎(chǔ)、復(fù)合地基和樁基礎(chǔ)之間沒有非常嚴(yán)格的界限。樁土應(yīng)力比接近于1.0的土樁復(fù)合地基可以認(rèn)為是淺基礎(chǔ)，考慮樁土共同作用的摩擦樁基也可認(rèn)為是剛性樁復(fù)合地基。筆者認(rèn)為將其視為剛性樁復(fù)合地基更利于對其荷載傳遞體系的認(rèn)識。淺基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)的承載力和沉降計算有比較成熟的理論和工程實(shí)踐的積累，而復(fù)合地基承載力和沉降計算理論有待進(jìn)一步發(fā)展。目前復(fù)合地基計算理論遠(yuǎn)落后于復(fù)合地基實(shí)踐。應(yīng)加強(qiáng)復(fù)合地基理論的研究，如各類復(fù)合地基承載力和沉降計算，特別是沉降計算理論;復(fù)合地基優(yōu)化設(shè)計;復(fù)合地基的抗震性狀;復(fù)合地基可靠度分析等。另外各種復(fù)合土體的性狀也有待進(jìn)一步認(rèn)識。

加強(qiáng)復(fù)合地基理論研究的同時，還要加強(qiáng)復(fù)合地基新技術(shù)的開發(fā)和復(fù)合地基技術(shù)應(yīng)用研究。

周期荷載以及動力荷載作用下地基性狀

在周期荷載或動力荷載作用下，巖土材料的強(qiáng)度和變形特性，與在靜荷載作用下的有許多特殊的性狀。動荷載類型不同，土體的強(qiáng)度和變形性狀也不相同。在不同類型動荷載作用下，它們共同的特點(diǎn)是都要考慮加荷速率和加荷次數(shù)等的影響。近二三十年來，土的動力荷載作用下的剪切變形特性和土的動力性質(zhì)(包括變形特性和動強(qiáng)度)的研究已得到廣泛開展。隨著高速公路、高速鐵路以及海洋工程的發(fā)展，需要了解周期荷載以及動力荷載作用下地基土體的性狀和對周圍環(huán)境的影響。與一般動力機(jī)器基礎(chǔ)的動荷載有所不同，高速公路、高速鐵路以及海洋工程中其外部動荷載是運(yùn)動的，同時自身又產(chǎn)生振動，地基土體的受力狀況將更復(fù)雜，土體的強(qiáng)度、變形特性以及土體的蠕變特性需要進(jìn)一步深入的研究，以滿足工程建設(shè)的需要。交通荷載的周期較長，交通荷載自身振動頻率也低，荷載產(chǎn)生的振動波的波長較長，波傳播較遠(yuǎn)，影響范圍較大。高速公路、高速鐵路以及海洋工程中的地基動力響應(yīng)計算較為復(fù)雜，研究交通荷載作用下地基動力響應(yīng)計算方法，從而可進(jìn)一步研究交通荷載引起的荷載自身振動和周圍環(huán)境的振動，對實(shí)際工程具有廣泛的應(yīng)用前景。

特殊巖土工程問題研究

展望巖土工程的發(fā)展，還要重視特殊巖土工程問題的研究，如：庫區(qū)水位上升引起周圍山體邊坡穩(wěn)定問題;越江越海地下隧道中巖土工程問題;超高層建筑的超深基礎(chǔ)工程問題;特大橋、跨海大橋超深基礎(chǔ)工程問題;大規(guī)模地表和地下工程開挖引起巖土體卸荷變形破壞問題;等等。

巖土工程是一門應(yīng)用科學(xué)，是為工程建設(shè)服務(wù)的。工程建設(shè)中提出的問題就是巖土工程應(yīng)該研究的課題。巖土工程學(xué)科發(fā)展方向與土木工程建設(shè)發(fā)展態(tài)勢密切相關(guān)。世界土木工程建設(shè)的熱點(diǎn)移向東亞、移向中國。中國地域遼闊，工程地質(zhì)復(fù)雜。中國土木工程建設(shè)的規(guī)模、持續(xù)發(fā)展的時間、工程建設(shè)中遇到的巖土工程技術(shù)問題，都是其它國家不能相比的。這給我國巖土工程研究躋身世界一流并逐步處于領(lǐng)先地位創(chuàng)造了很好的條件。展望21世紀(jì)巖土工程的發(fā)展，挑戰(zhàn)與機(jī)遇并存，讓我們的共同努力將中國巖土工程推向一個新水平。

(三)就業(yè)方向：公路交通建設(shè)， 鐵路交通建設(shè) ，港口建設(shè)， 水電站建設(shè) ，礦山建設(shè)(含建井、開采)等等

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（責(zé)任編輯：lj）

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