第四节
地质工程的研究对象

地质工程是连接地质研究和工程应用之间的桥梁，是各项工程的基础。工程活动内容决定着对地质体级别的要求，也确定了对地质工程认识的程度；反过来，地质体的赋存环境和工程适应性也决定了工程活动的程度。工程活动和地质体研究之间是通过地质工程研究实现的（图1-2）。由于地质工程的直接服务对象是各类工程活动，所以地质工程的研究也体现在各种工程实践中（表1-1）。

地质工程的研究对象主要是赋存在一定的地质环境中的岩体和土体。就其属性来说，它属于自然产物，是一种具有工程意义的地质体，是地质历史的产物，其形成是受到各种地质作用的控制。同时，作为工程所依存的地质体而言，其又赋存于一定的地质系统中，保持着与周围环境之间的相互依存和相互作用关系，导致地质体的工程性质变得十分复杂，主要表现为以下三个方面：

（1）不连续性。由于地质体中存在断层、节理、片理、接触界面等各种结构面，使得其力学性质上具有不连续性。

（2）非均匀性。地质体的物理力学性质随着空间位置不同而具有一定的差异。

（3）各向异性。地质体的性质随着结构面分布和物质成分变化的方向性而变化。

当然，对于地质工程的研究是以地质学理论为基础，以工程应用为目的的动态研究过程。对它的研究需要用发展的眼光来看，包括地质体的规模、动力模式、演化规律等。工程中所涉及的地质体是复杂的，其演化过程更是复杂多变的，这种复杂性主要体现在以下5点：

（1）研究对象的复杂性。系统的复杂性源于地质体本身就一个特殊的、开放的复杂巨系统（Open Complex Giant Systems，OCGS）。如地质灾害系统是一个具有众多因素且规模巨大，多子系统、多层次，结构复杂、功能综合的系统。从滑坡灾害系统来看，它包括自然环境和社会经济两个子系统，同时两者又各自包含多个相应的子系统，这些子系统又存在地质构造、地貌特征、地下水及洪水、降雨因子、人类工程活动、人口社会经济以及管理体制等多个要素。地质灾害系统不仅具有多层次、多子系统，而且各个子系统之间又具有复杂的关联。这些关联不但表现在结构上，而且还表现在内容上，它们以物质流、能量流或信息流的方式进行关联。它们之间极其复杂的关联，导致了地质灾害的群发现象。例如降雨或地震导致崩塌，崩塌物质加载在斜坡上，使滑坡发生，而滑坡碎屑物为泥石流提供补给，易导致泥石流产生，等等。

（2）实践手段的复杂性。为解决各种现实的、复杂的工程问题，需要采取的工程手段也是复杂多变，并且与地质体存在复杂的相互作用。

（3）地质体内在的复杂性。地质体内部是复杂的，其演化过程包含大量的相互关联、相关影响、相互作用，甚至有时是牵一发而动全身，对地质体内部来说，它的演化本身是统筹兼顾的，全面协调发展的。

（4）地质工程系统是开放性的，其演化过程具有能量积累与能量耗散，与其赋存环境不断地发生着交换关系，这又影响着系统的演化行为，同时地质工程系统具有自我调节能力，当环境发生变化时，系统对其接收到的信息进行反馈，进而相应的调节自身结构，实现对赋存环境的适应性。

（5）系统具有时间属性，包括工程时间尺度、地质时间尺度。工程时间尺度只关心其工程运营期间的稳定性，属于短时间的尺度问题；对于地质时间尺度来说，工程失效是肯定的，这也是地质历史演化的必然性。 3bhPvvGp102XMQGx7rLqXxYgadOCQNnhwdvjfCRc4XC8QE7QTAaLJZUSFQ7bQsGD