1974年,E.Hock和J.W.Bray合著的 Rock Slope engineering 一书,首次把岩石边坡作为工程来研究,强调了根据基本地质资料分析与良好的工程知识的结合,提出解决岩石边坡设计问题的方法,体现了地质工程设计的一些基本思想。
1976年,美国工程地质学家R.E.Goodman在 Methods of Geological Engineering in Discontinuous Rocks 著作中,首次使用了“地质工程(Geological Engineering)”这个术语,提出了地质工程的概念。他认为地质工程的主要任务是调查和评价地质条件,对不良地质条件进行处理,同时将岩体看作工程结构的一部分。但在Goodman的研究中,地质工程仍停留于工程地质勘查领域,只是更强调岩体的工程特性而已。
1984年,中国科学院地质研究所孙广忠教授提出了岩体改造原理,强调工程地质、岩石力学和地质工程三位体,他是我国最早将地质工程作为一个命题进行探讨的学者。他在 1993年出版了专著《工程地质与地质工程》,对地质工程的定义、特性、工作内容、工作方法进行了论述;1996年出版了专著《地质工程理论与实践》,论述了地质工程的概念、定义、理论和方法,提出地质工程的基本原理是地质控制论;2004 年出版了专著《地质工程学原理》,提出“地质工程是以地质体做建筑材料、以地质体做工程结构或以地质体赋存环境做建筑环境建筑起来的一种特殊工程,如地基、边坡、地下工程、钻井、地质灾害防治、地质环境整治等可以统称为地质工程”。孙广忠教授论述了地质工程基本理论:地质构造控制论、岩体结构控制论、土体结构控制论和地质环境因素控制论,以及在这个基本理论指导下建立的、解决实际地质工程问题的应用技术理论:地质环境评价、岩土体质量评价、岩土体分析、地质工程勘测、设计及施工、工程地质超前预报和地质体改造等方面的理论技术与方法。
1992年,中国工程院院士、著名工程地质与环境地质专家胡海涛提出了狭义和广义地质工程的划分。其中,广义地质工程主要对地质体进行改良——强化或弱化,或对一个地区的资源开发、地质灾害防治和地质环境保护等进行改善地质环境的各项工程。而狭义的地质工程指各类工程,如建筑、土木、水利、道路和采矿都不可避免地要进行地基、边坡和地下洞室开挖以及防渗、排水等。在这一层次上,地质工程基本上等同于岩土工程。
1992年,南京大学罗国煜教授在对地质工程的研究中,强调了充分利用地质体潜能和对地质体进行改造的观点。他认为地质工程立足于地质体特性,应用的不是一般工程技术,而是具有鲜明特色的地质工程技术,地质工程服务于三个层次:全球性系统、地区性系统和地带性系统。
1994年,现任自然资源部地质灾害技术指导中心(中国地质环境监测院)副主任、首席科学家殷跃平教授指出,地质工程是工程地质的新拓展,它是与岩土工程密不可分的一种技术。岩土工程主要解决建立于工程岩体之上的地基稳定,以及一般边坡和洞室稳定的评价、改造和控制问题,岩土体结构是岩土工程的核心。而地质工程所面对的是复杂地质体,并且这种地质体处在不断地变形破坏过程中,它解决的是建立于复杂地质体之上的山体稳定性和区域地壳稳定性的评价、改造与控制问题。
2006年,浙江大学尚岳全教授指出,地质工程应包括两个基本点:一是地质条件对工程安全的控制性作用,二是地质灾害防治技术的开发和应用。地质工程学的研究对象是以地质体为主要工程结构的一类特殊工程,如边坡工程、地下洞室工程、地基工程等。地质工程学研究的基本思路是以地质条件研究为基础,有针对性地提出合理的工程施工方法和加固治理工程措施及防灾设计。
以上所述为众多专家学者从不同的角度对地质工程的定义进行了阐述,将地质工程的研究范畴主要定位于服务工程建设领域。虽然各自定义不同,但是都强调了地质工程的重要研究对象是地质体。地质体不仅作为工程地质体服务于工程建设,而且地质体本身也是自然环境与资源开发、利用和保护的对象,如地质体的水资源利用、地热开发、地质-地貌景观开发与遗址保护、核废料地下埋置、滑坡体防治与利用、跨流域调水、生态环境保护等。如何合理地利用并保护地质体的自然环境,如何协调人类工程活动与自然环境的关系,已经成为整个人类社会日益关注的问题。社会发展和工程实践使得地质工程的研究范畴大大扩展,也赋予了地质工程这一学科新的内涵。
地质工程是在人类利用地球的自然环境、物质材料和自然资源等各项人类活动中,涉及地质体的评价、处理、改造和控制的科学技术。地质体主要是指在内、外动力作用下形成并经过地质演化,受环境因素包括地下水、地温、地压等制约的岩土体。简单地说,地质工程是一门研究和解决与地质体有关的工程问题的应用型学科。
地质工程的概念是随着工程建设的需要、工程实践经验、工程技术与工程地质学的发展以及系统理论应用而逐步形成的,其基本特征是把地质体作为工程结构的一部分,将地质工程作为一个系统来考虑,并充分认识地质体、环境因素、工程措施三者间的相互作用,把科学、技术、管理三者结合起来。地质工程是由地质学科和工程学科大跨度交叉与综合所形成的新的独立学科,强调地质条件对工程安全的控制性作用,注重以工程措施对地质环境改造和加固技术的应用,谋求工程建设投资与地质环境协调的最佳效益。伴随着工程建设经验的积累和工程建设技术水平的提高,人们利用和控制地质环境的能力得到了很大的提升。同时受建设场地资源的制约,始终有大量的工程建设处于复杂的地质环境条件中。为了确保工程建设的成功,不仅需要深入研究地质条件,更需要有效地利用和改造地质环境。地质工程正是在这样的背景下形成和发展的,地质工程的思想也是在工程实践中产生的。