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在岩土工程中，地下水对岩土结构和建筑物的作用和影响已经成为最需要考量的问题，对地下水对岩土结构和建筑物的作用和影响进行重点预测，并根据相关评价结果，制定切实可行措施，对工程项目顺利实施有重要意义。勘察评价内容主要包括勘察目的、地下水埋藏情况、水位变化情况、场地稳定性、地下水对建筑材料的腐蚀情况等等。
1.2水文地质勘察要与建筑物地基类型结合
水文地质勘察需要与建筑物地基类型紧密结合，查明地质水文情况，可以为建筑物地基选择提供最准确地质资料。勘察内容评价主要包括水文地质历史情况、地下水成因类型、岩土性质、岩土风化程度、岩土物理力学性质等，还要将岩土、水文和建筑物三者因素进行对比分析，形成完善的评价体系。要在具体操作中判定和明确场地是不是存在地震断裂的地质情况、场地有没有断裂活动，周围有没有其他不良的地质作用。通过多元评价，为工程提供全面水文地质评价报告。
1.3地下水对工程建设的作用和影响
地下水对工程的作用和影响呈现多元性，需要从不同角度展开具体评价。首先是对埋藏在地下水水位以下的建筑物基础和砼内钢筋的腐蚀情况进行评价；其次是地下水对选用的软质岩石、残积土、膨胀土等基础持力层形成的软化情况进行评价；再就是地下水对地基基础范围内存在的粉细砂、粉土产生的潜蚀、流砂、管涌的可能性进行评价；在地下水水位以下开挖基坑，需要进行富水性和渗透性试验，要对人工降水可能引起的土体沉降、边坡失稳等情况进行评估。
2岩土主要水理性质和具体测试方法
根据地下水在岩土中的存在方式可以分为：结合水、毛细管水和重力水三种形式。所谓岩土的水理性质，是指岩土和地下水相互作用产生的物理性质。根据地下水存在的方式具体分析其物理性质，对制定科学测试方法有积极作用。
2.1岩土的软化性
岩土的软化性，是指岩土在地下水作用下发生了力学强度降低的变化，一般情况要用软化系数进行表示，根据软化系数可以判断岩土的耐水浸、耐风化的能力。如果在岩土层中存在较多容易被软化的岩层，地下水对其产生的软化作用就会更为显著。在粘性土壤、泥岩、页岩、泥质砂岩等地质条件下，都存在软化特性。在地下水作用时，也容易产生较多软化层，对建筑工程的影响自然呈现显性。
2.2岩土的透水性
岩土都有透水性，自然水在重力作用下，穿过岩土下沉。岩土性质有差异，其透水性也表现出个体差异。松散岩土的颗粒加大，透水性较好；如果颗粒很细小，其透水性就差。岩土透水性用渗透系数来表示。岩土透水性大小，对岩土产生的软化作用自然不同，进而对工程建设产生直接影响。岩土的渗透系数需要通过抽水试验获得。
2.3岩土的崩解性
岩土在地下水作用下，土粒连接被破坏，很容易造成土体崩散和解体等现象。岩土崩解系数高低，与岩土的颗粒成分、矿物质和结构有直接关系。如果是水云母、高岭土为主的残积土，大多会以散开方式崩解，如果是石英为主的残积土，则会以裂开的形式崩解。厘清岩土崩解方式，可以针对性地制定防范措施。
2.4岩土的胀缩性
岩土在地下水浸透下，会吸收众多水分，土体增大，而失水后，土体又会缩小。这是由于岩土的颗粒表面结合水膜吸水变厚了，而水分失去后，颗粒表面就会变薄。如果岩土发生大幅度胀缩，就会形成地裂、基坑隆起等现象，严重影响工程基础的稳定性。对岩土的胀缩性进行测量时，需要针对如下指标：膨胀率、自由膨胀率、体缩率、收缩系数等。
2.5岩土的给水性
所谓给水性，是指岩土在地下水重力作用下从孔隙裂缝中自由流出水分的性能。测量岩土给水指数，对岩土稳定性做出科学推断。给水性以给水度进行标识，需要进行相关试验才能测定。
3水文地质问题对工程造成的危害分析
3.1地下水活动产生的压力形成的危害
地下水活动会产生一定的压力，对岩土形成的危害也不容小视。地下水活动是自然现象，在天然情况下，地下水活动产生的压力不会造成多么严重的地质裂变现象，但在人工作用下，由于工程施工打破了地下水活动的平衡状态，地下水活动会形成比较大的压力，对岩土工程的危害也就显示出来。在地下水活动作用下，岩土中的粉土、粉细砂等，在地下水活动中很容易形成流砂、管涌、基坑突涌等情况，给工程施工造成严重的影响。
3.2地下水水位变化引发岩土缩涨变形
地下水水位处于周期性变化之中，对岩土形成的物理作用也是非常显著的。地下水水位变化，可以促使岩土结构发生不均匀胀缩，甚至会形成地裂，导致地基较浅建筑物出现坍塌现象。如果地下水水位发生大幅度变化，还会导致岩土胀缩幅度提升，对工程施工造成严重影响。在工程施工时，要注意对地下水具体情况进行勘察，尽量减少在地下水变动比较大的地带进行施工。地下水水位变化虽然有一定规律，但也存在很多例外情况，在针对地下水水位变化勘察时，要注意地下水水位变化的多种可能性。通常情况下，如果地下水水位在建筑基础底面以下压缩层范围内，不管是上升还是下降，都会造成建筑物的基础失去稳定性。地下水水位上升，建筑物基础地基的土质就会发生软化现象，自然会导致建筑物发生沉降和变形。如果地下水水位下降，压缩层岩土的自重力就会增加，也会导致建筑物发生沉降或变形。地下水发生频繁升降，对岩土工程造成的危害更为严重。地下水水位变化能够引起岩土结构产生胀缩变形等现象，当地下水升降频率加大，岩土产生的胀缩幅度也会不断加大，有可能形成地裂等剧烈地质现象，很容易造成建筑物的坍塌。由于地下水水位升降过于频繁，也会促使岩土中铁、铝等成分的流失，土壤发生内质变化，土质变松、含水量孔隙增多，其承载力自然降低，也会对工程基础造成严重威胁。工程水文地质勘察中，要了解和明确基坑开挖对周围多种自然因素的影响，主要是岩性、承压性、含水层类型等。
2地质环境。从广义上讲，地质环境就是指岩石、水以及大气等物质所构成的体系，那么从狭义来说，则是岩石团与其所产生的风化物，地球在不断变化和运动过程中，其地质环境也是在不断更改的，因此，地质环境，就是地球演化的结果，岩石团与水圈以及大气圈等进行作用，相互交换能量，从而形成了目前人们所看到的地质环境。它们是最后一次造山运动与冰期后形成的。地质环境是再一个相对开放的环境中发生的，其中会有水圈，生物圈以及大气圈等进行参与，各个圈层的相互作用与影响，形成了最终的地质环境。所以说，从地质环境中能够分析出地质运动的规律，从而对可能发生的地质灾害进行科学预测，减少损失。
二、地质灾害与地质环境的关系
通过对地质灾害与地质环境之间的关系，能够看出，想要有效控制地质灾害的发生，首先就是要对地质环境的规律进行全面分析和掌握，只有建立在这个基础之上，制定防治措施，才能够取得更好的治理效果，具体分析如下：
1地质灾害总是发育在一定的地质环境中。地质环境是地球自身运动与人类活动的相互作用的结果，而地质环境在不断演变过程中，会带来不同程度的地质灾害，尤其是在近些年来，我国的地质环境变化比较快速，人类改造自然的速度以及强度都在增加，追求经济效益的脚步越来越快，因此，地质环境的变化速度，也超过人们的想象，并超出了环境本身所能承担的范围，这样的结果，就是地质灾害频发，地质灾害的发生必然是在一定的地质环境中，它不可能脱离地质环境而独立存在，地形、地貌以及地质构造一起构成了地质灾害的发生的条件，它们的变化以及相互作用，成为了地质灾害发生的诱因。
2地质灾害影响地质环境质量的优劣。按环境学的定义，所谓环境质量一般是指：“在一个具体的环境内，环境的总体或环境的某些要素，对人类的生存和繁衍以及社会经济发展的适宜程度。”对地质环境而言，环境质量就是指构成地质环境的各要素对人类的生存和发展的适宜程度。如前所述，如果地质环境的改变超过了地质环境的自适应能力，就会产生某种地质灾害。从地质灾害的危害程度来看，地质灾害的发生给人类社会的发展造成难以估量的损失。在中国这样一个地域辽阔、地质条件复杂、气候因素繁多的国家，每年地质灾害造成的损失是以百亿元计的。总体来说，地质灾害的影响主要体现在两个方面：一方面影响人类的生命财产安全，另一方面是间接地影响整个人类经济与社会的健康发展。从地质环境保护角度来说，地质灾害的产生与发展，影响了反映地质环境质量优劣的地质环境各要素对人类生存和发展的适宜程度。地质灾害越严重，发展速度越快，危险性越大，对地质环境质量的影响也就越大。
三、地质灾害防治与地质环境保护
地质灾害，是因为自然地质的变化、作用，或者是人为因素导致的地质环境恶化，从而对人类的生命以及财产造成的损失，人们称之为地质灾害。地质灾害，来自于自然，可以说，是一种不可抗的灾害，预测以及治理都相对困难，一旦灾害发生，所带来的后果也是十分严重的，所以，我国政府在这个方面一直重视，但是因为经济基础以及技术水平的制约，目前为止，也不能对地质灾害进行全面的防预。面对大自然的力量，人类所能做的就是尽最大的努力，减少灾害所带来的损失，全面分析地质环境，对其各种运动规律都分析掌握透彻，这样就能够对可能出现的灾害有所预测，并有针对性的制定相关防治措施，地质灾害的种类有很多，其中比较常见的为地质灾害为：崩塌、滑坡、泥石流、地裂缝、地面塌陷、地面沉降等等。
2地质环境
从广义上讲，地质环境就是指岩石、水以及大气等物质所构成的体系，那么从狭义来说，则是岩石团与其所产生的风化物，地球在不断变化和运动过程中，其地质环境也是在不断更改的，因此，地质环境，就是地球演化的结果，岩石团与水圈以及大气圈等进行作用，相互交换能量，从而形成了目前人们所看到的地质环境。它们是最后一次造山运动与冰期后形成的。地质环境是在一个相对开放的环境中发生的，其中会有水圈，生物圈以及大气圈等进行参与，各个圈层的相互作用与影响，形成了最终的地质环境。所以说，从地质环境中能够分析出地质运动的规律，从而对可能发生的地质灾害进行科学预测，减少损失。
二、地质灾害防治中地质环境的利用
研究通过对地质灾害与地质环境之间的关系，能够看出，想要有效控制地质灾害的发生，首先就是要对地质环境的规律进行全面分析和掌握，只有建立在这个基础之上，制定防治措施，才能够取得更好的治理效果，具体分析如下：
1地质灾害总是发生
在一定的地质环境中地质环境是地球自身运动与人类活动的相互作用的结果，而地质环境在不断演变过程中，会带来不同程度的地质灾害，尤其是在近些年来，我国的地质环境变化比较快速，人类改造自然的速度以及强度都在增加，追去经济效益的脚步越来越快，因此，地质环境的变化速度，也超过人们的想象，并超出了环境本身所能承担的范围，这样的结果，就是地质灾害频发，地质灾害的发生必然是在一定的地质环境中，它不可能脱离地质环境而独立存在，地形、地貌以及地质构造仪器构成了地质灾害的发生的条件，它们的变化以及相互作用，成为了地质灾害发生的诱因。
2地质灾害影响地质环境质量的优劣
按环境学的定义，所谓环境质量一般是指：“在一个具体的环境内，环境的总体或环境的某些要素，对人类的生存和繁衍以及社会经济发展的适宜程度。”对地质环境而言，环境质量就是指构成地质环境的各要素对人类的生存和发展的适宜程度。如前所述，如果地质环境的改变超过了地质环境的自适应能力，就会产生某种地质灾害。从地质灾害的危害程度来看，地质灾害的发生给人类社会的发展造成难以估量的损失。在中国这样一个地域辽阔、地质条件复杂、气候因素繁多的国家，每年地质灾害造成的损失是以百亿元计的。总体来说，地质灾害的影响主要体现在两个方面：一方面影响人类的生命财产安全，另一方面是间接地影响整个人类经济与社会的健康发展。从地质环境保护角度来说，地质灾害的产生与发展，影响了反映地质环境质量优劣的地质环境各要素对人类生存和发展的适宜程度。地质灾害越严重，发展速度越快，危险性越大，对地质环境质量的影响也就越大。
三、地质灾害防治与地质环境保护
进行地质灾害的综合防治，必然要遵循地质环境发展规律的基础上，在灾害发生之前，采取可续的防预措施，减少其发生的几率，或者是在灾害发生之后，在第一时间内采取治理措施，减少灾害所造成的损失，这两者就是人们常说的“防”与“治”。只有采取防治结合的手段，才能受到更好的治理效果。防止受灾对象与致灾作用遭遇的方法也有两种，一是防止将拟建工程设施（含居民点）放进有致灾作用存在或有其发生危险的危险区，这是“避”；二是将已处于致灾作用威胁之下的人、物、设施撤离危险区，这是“撤”。
1北流市地质灾害现状
北流市近年来地质灾害发生比较频繁，各镇不同程度受到灾害威胁，灾情较为严重，灾害经济损失较大。如西埌镇西冲村大竹根泥石流（BL-049），造成死亡14人，毁房40间，直接经济损失27万元；塘岸镇金城村红日岩崩塌（BL-348），造成4人死亡；新圩镇覃冲村旺庙脚滑坡（BL-035）造成5人死亡；大里镇冠塘村佛子冲滑坡（BL-029）造成4人死亡，毁房30间，直接经济损失20万元；大里镇林垌村斗田肚滑坡（BL-026）造成3人死亡，毁房15间，直接经济损失10万元；民乐镇石垌村文魁田滑坡（BL-062）造成5人死亡，3人受伤，毁房30间，直接经济损失20万元；民乐镇萝村村黄岭山滑坡（BL-055）造成2人死亡，3人受伤，毁房30间，毁田30亩，迫迁6户，直接经济损失200万元；六麻镇六美村根竹滑坡（BL-209）造成3人死亡，毁房8间，直接经济损失5万元。
2北流市常见地质灾害及防治措施
据调查统计结果，北流市地质灾害主要以人为引发地质灾害为主，灾害种类有滑坡、泥石流、地面塌陷等。
2.1滑坡
2.1.1滑坡影响因素滑坡形成的影响因素是多方面的，但主要的影响因素是：
①人类工程活动：人类工程活动对滑坡形成的影响主要表现为：a建房削坡：北流市是一个以山地为主的市，山地面积约占全市总面积的85%，因此广大农村农民建房多于坡脚挖坡修建，一般形成高5～20m，坡度将近直立的边坡，使边坡上土体处于临空状，在降雨作用下极易产生滑坡。前述滑坡多与该活动有关。b修筑公路：在修筑公路过程中，普遍高角度切坡，形成高边坡，导致边坡岩体结构受到破坏，岩体，加速岩石风化，岩石力学强度体降低，加上坡体临空，支挡、护坡措施失当，边坡失稳。如北流市至容县一级公路滑坡。
可见，人为工程活动强度与滑坡形成关系密切，是滑坡形成的主要影响因素之一。
②降雨：北流市降水充沛，降雨量集中在5～8月份，根据调查统计，滑坡大多在丰水期时发生，其中7～8月滑坡发生的频率最高，发生滑坡159处，占滑坡总数的91.9%。而降雨量少的1、2、3、4、9、10、11、12月份，滑坡极少发生，有的月份甚至没有发生。滑坡数量与多年月平均降雨量、时间关系见图1－1。
2.1.2滑坡防治措施滑坡的防治要贯彻“及早发现，预防为主；查明情况，综合治理；力求根治，不留后患”的原则结合边坡失稳的因素和滑坡形成的内外部条件，治理滑坡可以从以下两个大的方面着手：
①消除和减轻地表水和地下水的危害滑坡的发生常和水的作用有密切的关系，水的作用，往往是引起滑坡的主要因素，因此，消除和减轻水对边坡的危害尤其重要，其目的是：降低孔隙水压力和动水压力，防止岩土体的软化及溶蚀分解，消除或减小水的冲刷和浪击作用。具体做法有：防止地表水进入滑坡区，可在滑坡边界修截水沟；在滑坡区内，可在坡面修筑排水沟。在覆盖层上可用浆砌片石或人造植被铺盖，防止地表水下渗。对于岩质边坡还可用喷混凝土护面或挂钢筋网喷混凝土。排除地下水的措施很多，应根据边坡的地质结构特征和水文地质条件加以选择。常用的方法有：a水平钻孔疏干；b垂直孔排水；c竖井抽水；d隧洞疏干；e支撑盲沟。
②改善边坡岩土体的力学强度通过一定的工程技术措施，改善边坡岩土体的力学强度，提高其抗滑力，减小滑动力。
常用的措施有：a削坡减载；用降低坡高或放缓坡角来改善边坡的稳定性。削坡设计应尽量削减不稳定岩土体的高度，而阻滑部分岩土体不应削减。此法并不总是最经济、最有效的措施，要在施工前作经济技术比较。b边坡人工加固；常用的方法有：修筑挡土墙、护墙等支挡不稳定岩体；钢筋混凝土抗滑桩或钢筋桩作为阻滑支撑工程；预应力锚杆或锚索，适用于加固有裂隙或软弱结构面的岩质边坡；固结灌浆或电化学加固法加强边坡岩体或土体的强度；SNS边坡柔性防护技术等。
2.2泥石流
2.2.1泥石流的形成条件泥石流的形成需要丰富的固体物源、充足的水源和有利的地形，因此，泥石流的形成受地形条件、地质条件、水文气象条件的控制。
①地形条件泥石流形成区地形多为三面环山一个出口的瓢状或漏斗状，地势陡峻，沟床纵坡大，地形上有利于水和碎屑物质的集中。堆积区的地形较平坦开阔，利于碎屑物质的堆积。
②地质条件a地质构造：地质构造复杂，断层褶皱发育，造成岩石破碎，岩石风化强烈，为泥石流提供了物质条件。b地层岩性：地层是泥石流松散固体物质的物源。区内花岗岩表层风化强烈，上部第四系残坡积层松散，遇水极易崩解，产生滑坡、崩塌，为区内泥石流的形成提供了丰富的物质基础，如大竹根泥石流。
③水文气象条件水是泥石流的组成部分，又是搬运介质的基本动力。泥石流的形成与短时间内突然性的大量流水密切相关。同时降水入渗软化岩土体，引发岩土体的滑坡、崩塌。2.2.2泥石流防治措施按照“以防为主、防治结合、全面规划、综合治理”的原则，根据滑坡泥石流发生的规律和活动强度，全面规划，采取远近结合，工程措施与生物措施相结合等方式，进行综合防治。近期目标是：严禁乱砍滥伐、乱采乱挖、乱堆乱倒等不良行为；远期目标是：对从事地面和地下资源开发的单位和个人，严格执行“三同时”制度，认真落实水土保持治理措施，尽量减少植被破坏，减少人为水土流失。
2.3岩溶地面塌陷
2.3.1岩溶地面塌陷的形成条件和影响因素岩溶洞隙的存在，一定厚度的覆盖层和地下水活动是塌陷形成的必要条件。多种外界动力因素的作用，影响着土洞的产生、发育和塌坑的形成。
①必要条件
a岩溶岩溶洞隙是岩溶塌陷赖以产生的基础，它为塌陷产生提供了物质运移空间。质纯灰岩岩组易被溶蚀，在浅层部位可形成连通性好的洞隙网络系统。在不纯灰岩和白云岩岩组的局部地段，由于构造影响和地下水迳流条件较好，岩体洞隙也很发育，亦可形成塌陷。
b松散履盖土层调查区的第四系土层具有一个特点：厚度小、松散、欠固结、孔隙度大、强度低、含砂量大、易崩解，因此其抗潜蚀、抗崩解、抗塌能力弱。
c地下水活动地下水活动是形成岩溶地面塌陷的一种极为重要的又十分活跃的因素，能产生多方面的作用和效应：
A改变土的容重，增加土层的有效重量，改变土的塑性状态和力学强度。
B水位下降可发生渗流潜蚀作用。
C水位急降引起洞隙中负压力产生吸蚀作用，带走洞隙充填物，加速土洞垌壁土体的剥蚀和崩解，同时加强渗流潜蚀，作用在土洞顶板，成为附加致塌力。
②动力因素
a降雨其效应为使土层增重和降低土体强度。
b抽汲地下水其效应主要是产生渗流潜蚀，开采地下水使地下水位频繁波动，造成地下溶洞中的充填物被淘空，当地下水位下降时，对岩溶空腔上的土层产生反吸作用，诱发地面塌陷。
③荷载与振动荷载与振动使地面变形，土洞顶板变形下陷诱发地面塌陷。
2.3.2岩溶地面塌陷防治措施岩溶塌陷的防治措施包括控水措施、工程加固措施和非工程性的防治措施。
①控水措施
a地表水防水措施：防地表水进入塌陷区，可以：清理疏通河道，加速泄流，减少渗漏；对漏水的河、库、塘铺底防漏或人工改道；严重漏水的洞穴用粘土、水泥灌注填实。
b地下水控水措施根据水资源条件，规划地下水开采层位、开采强度、开采时间，合理开采地下水，加强动态监测。危险地段对岩溶通道进行局部注浆或帷幕灌浆处理。
②工程加固措施
a清除填堵法：用于相对较浅的塌坑、土洞。
b跨越法：用于较深大的塌坑、土洞。
c强夯法：用于消除土体厚度小，地形平坦的土洞；
d钻孔充气法：设置通风调压装置，破坏岩溶封闭条件，减小冲爆塌陷发生的机会。
e灌注填充法：用于埋深较深的溶洞。
f深基础法：用于深度较大，不易跨越的土洞，常用桩基工程。
g旋喷加固法：浅部用旋喷桩形成一“硬壳层”，（厚10～20m即可），其上再设筏板基础。
③非工程性的防治措施
a开展岩溶地面塌陷的风险评价。
b开展岩溶地面塌陷的试验研究，找出临界条件。
本次研究工作收集了武山矿区详勘报告以及大量剖面图、平面图、水文地质图等图件，读取钻孔数据资料169个。在对资料进行整理后发现，建立该矿区水文地质模型存在如下困难：①岩体穿越泥盆系到三叠系所有地层，在GMS中建模存在一定难度；②钻孔分布不均，主要是探矿钻孔，分布在矿体附近；③矿区南部缺少钻孔控制，仅有的少量钻孔且深度也不够。
解决方案
在GMS中，建立Solid模型一般采用“horizon”方法，“horizon”指的Solid实体中出现的每个地层上界面，自下而上依次编号，故在层序正常地层中应用广泛。而研究区中心出现大型侵入岩（γ），使原有的正常层序地层被打乱。针对这种情况，将武山岩体（γ）假设为某一沉积地层，厚度在没有岩体出现的地方湮灭，以这种方式尝试在有岩体出现地方建立水文地质模型的可行性。考虑到Q覆盖了所有地层以及岩体，定义其horizonID为最上层8，而武山岩体穿越除了Q以外的其他沉积地层，将其horizonID设置为7，其余地层的horizonID自老至新依次设置为1～6，按照这种horizonID设置再按步骤建立水文地质结构模型。另外，根据现有资料，在深入研究矿区地质构造、地层厚度及展布的基础上，依据剖面图、地质图等资料，虚拟钻孔78个，从而解决钻孔分布不均以及深度不够的问题。图1为武山矿区分布的247个钻孔。
建立水文地质结构模型
井田所在区域内华池、洛河组地层位于第四系地层之下，侏罗系地层之上，厚度达600m之多，均为软岩或较软岩，遇水软化作用明显。华池组(K1h)岩性为灰绿、紫红、黄灰色中―细粒砂岩、粉砂质泥岩、泥岩，呈互层状，局部泥岩具溶蚀的小孔洞，孔隙率大，伏于第四系地层之下，井田内厚度220m左右，埋深约200m，与下伏洛河组地层为整合接触［7］;洛河组(K1l)岩性为紫红、棕红色沙漠相中―粗粒长石石英砂岩、灰质砂岩、含砾砂岩、砾岩和泥岩以及泥质粉砂岩组成，发育大型直线型斜层理和水平层理，孔隙率较大且连通性较好、胶结性差、结构疏松，地下水赋存条件较好，井田范围内厚度400m左右，是井田内最发育的一套含水岩组［8］。
华池、洛河组承压含水层分析
1.工程地质学科的争议
教科书对工程地质学的三种定义：①工程地质学是研究与工程有关的地质问题的科学；②工程地质学是研究人类工程活动与地质环境相互作用的科学；③工程地质学是研究人类工程建设活动与自然地质环境相互作用和相互影响的一门地质科学。
从以上三种定义的实质中均不难看出，工程地质学强调的工程和地质的关系，研究的是人类工程活动与自然地质环境的相互作用。但是，近年来工程地质学科却正在经历着前所未有的挑战，工程地质学被异名为岩土工程学，工程地质勘察被称之为岩土工程勘察。工程界有此呼声，学术界有此呼应，一些大专院校也纷纷效仿，甚至工程地质这个专业在高校也被取消了。一时间，似乎工程地质已经成了守旧传统，岩土工程才是先进时髦的，才是可以适应市场经济并与国际接轨的。这是近年来分歧最大的争议。
这些年来工程地质勘察的不景气以及市场竞争的不规范化，工程地质勘察队伍增加了岩土工程的业务是完全必要的，但将岩土工程作为工程地质的救世主，则值得商榷了。
根据笔者的理解，岩土工程是一项工程应用技术，是针对地质体的工程缺陷实施的工程措施而进行的一系列设计和施工过程的总称。岩土工程的任务是“处理”地质体的工程缺陷,使之满足工程建筑物对地基的工程要求，因此又有“岩土工程处理技术”的别名，说明岩土工程的确是一项实实在在的工程技术。确立工程地质学是一门独立的学科，尽管也仅仅是本世纪初的事，并不象数学、物理学、天文学等等著名学科那样历史悠久，然而，之所以将工程地质定义在“学科”这样的高度上，是因为她具备学科的一些基本特性和基本理论，这就是地质学的基本特性和基本理论，换句话说，工程地质学的基本理论就是地质学(当然更包括数学、力学、化学等等)，因此，又将工程地质学界定为地质学的一个分支学科或应用学科，这是符合实际的。工程地质学的最新定义也是较为全面的：研究人类工程活动与地质环境相互作用的科学。显然，工程地质与岩土工程尽管有相似之处，但也有天地之别。如果将岩土工程界定为工程地质学科的一个分支，好象还说得过去；而反过来用岩土工程来代替工程地质，则实在有些牵强附会。
1997年6月20-27日，国际工程地质学会在希腊召开了一次学术讨论会，会上决定将本学会名称改为：国际工程地质学与环境学会。我国组团15人参加，王思敬任团长。随后国内也有人提出工程地质学会改名，以便与国际接轨，但一直未获通过。在近几年的中国地质学会工程地质专委会会议上，学科和学会更名问题的交锋一直也没有停止过。我国工程地质界的前辈专家学者们多数也不同意更名，认为如此严肃的基础性应用性学科，没有必要放弃自己的传统风格，我国的工程建设任务十分繁重，工程地质学科的研究和发展前景仍然是艰巨和光明的。
2.工程地质工作的任务
在工程建设中，工程地质工作的任务十分繁重，也异常艰巨，主要任务是：①选址，选择在地质条件上相对最优的工程建筑地区或场地；②评价，阐明工程建筑区或场地的工程地质条件，进行定性和定量的工程地质评价，准确界定工程地质问题；③预测工程建筑物兴建和运用过程中地质条件的可能变化，为研究改善和防治工程地质缺陷的措施提供依据；④调查工程建筑物所需的天然建筑材料等。
3.工程地质专业的尴尬
工程地质专业是工程建设的基础性专业，没有这个专业，一切工程建设均将成为空中楼阁，这是常识性问题，我们在这里反复强调好象有些多于。然而，现实确让这一基础性专业处于一个十分尴尬的境地，主要表现在：
①工程地质专业本身的特殊性、复杂性和实践性；
②专业不景气，社会地位和经济地位与工程地质专业不相适应，工作环境、工作条件的局限，择业行为中的浮躁动机，专业本身的局限性；
③规程规范存在的问题；
④工程地质勘察技术的局限性；
⑤相关专业对工程地质专业的轻视；
⑥长官意志，某些决策者对工程地质专业的无知或轻视；
⑦世人对工程地质专业的不了解与不理解。
4.在工程建设中的地质教训
由于地质问题而严重影响工程建设的实例太多，教训太深刻，顺手拈来几个实例：
①云南漫湾水电站左坝肩顺层滑坡和建材问题；
②贵州天生桥二级水电站厂址、隧洞等问题；
③贵州东风水电站右坝肩和帷幕线上的岩溶问题；
④乌江彭水水利枢纽前期工作重复问题；
⑤雅砻江锦屏二级水电站岩溶地下水问题；
⑥软弱夹层的遗漏对工程建设的重大影响，葛州坝、西津溢洪道等。
5.工程地质在工程建设中的决定性作用
任何地质条件下都可以建工程，对吗？这个问题也是这些年来工程界的一个热门话题，笔者认为答案是否定的。
①陕西东庄水库灰岩坝址渗漏严重不能建坝；
②小浪底滑坡性质界定对设计的影响；
③天生桥二级水电站移民区是否滑坡对移民安置的影响；
④堤防工程中的堤基垂直防渗引起的环境地质问题，有时可能是决定性的；
⑤地质边界条件和地质参数对工程设计的影响。
6.相关学科在工程地质中的应用
①系统工程在工程地质中的应用；
②计算机技术在工程地质中的应用；
③遥感、物探、GPS等；
④水工设计施工与工程地质的关系。
清晰的工程概念是地质师所必需的。潘家铮院士对地质师的要求：应该有系统地学习水工建筑物的基本设计理论，计算方法，以及地基缺陷的影响，各种处理的措施，各种成功和失败的经验；最好补一些数学、力学、水力学、岩土力学、岩石试验、有限元分析和计算机应用等方面的基础课。五十年代初，由于我国水利水电工程地质专业人才奇缺，一批设计师改行从事工程地质专业的学习和工作，后来大都成为工程地质专业的优秀专家。实践证明，地质师的工程概念清晰，地质工作会得心应手；反之则可能事倍功半。
7.工程地质要面对现实着眼未来
汪恕诚部长最近讲话强调：不能老修改设计，因为搞招投标尤其是国际合同，修改设计就意味着被索赔。修改一个设计，似乎节省了某一个工程量，而索赔量比这个还大，大量修改设计怎么得了？汪部长的这段讲话似乎在批评设计，实则是水利水电工程地质的一个千载难逢的新的契机。
如何理解汪部长的这段话？我们认为首先要搞清楚为什么修改设计，水利工程因为地质问题而修改设计的可以举出若干例子来。
修改设计往往赖地质，我们当然可以理直气壮地说：前期地质工作投入不够，工程地质条件不清楚，地质基础资料不准确，工程地质分析出力不够或分析工作的深度不到家，工程地质问题的界定不明确或界定有错误，学术技术问题得不到广泛的讨论和争论，工程地质问题的真理有时往往掌握在少数人手里。
按照不同的划分标准,包括矿体分布范围、矿产规模大小、矿质形态变化以及铁矿构造的难易程度等将铁矿类型划分为四类。在完成类型划分后,依据不同的类型使用不同的工程密度设置工程,以此圈定矿体进而控制铁矿的变化。在我国的铁矿分布中,第一类型的铁矿主要是由变质沉积而形成的,如蒙库铁矿;还有的是由于海相沉积而形成的,比如庞家堡铁矿。第二类型的铁矿有由于岩浆作用产生的铁质,比如攀枝花铁矿,另外,以梅山、大顶铁矿为代表的形态比较简单的铁矿也属于第二类型。第三类铁矿形成原因较为复杂,是由陆相火山岩作用形成的铁矿床,比如大冶铁矿。第四类铁矿因其规模较小、形态复杂且矿石质量与数量不稳定的特点而单独成为一大类型。
1.2工程密度
在进行铁矿勘探时,依据经济的原则对铁矿控制矿体,最为基础的一步是确定工程密度。当前,我国常使用的铁矿勘探确定方法包括:经验法、类比法、精度分析法以及地质对比法、资料对比法。随着科技的不断进步与应用,梳理分析法正逐步成为广泛应用的新的确定矿床的方法之一,除此之外,地质对比法也是常用的确定探矿工程密度的方法。
2地质勘探深度
铁矿具体的勘探深度以及勘探程度要遵照矿山建设的实际要求来确定。就目前我国的勘探及建设实例来说,铁矿勘探深度一般控制在1000m以内,对于深度超过1000m的勘探矿体要以特殊技术控制其储量,以为将来的远景规划提供数据支持。对于难度较高的大型铁矿矿床勘探来说,一般采用分阶段的方式进行,以避免全面开采而导致浪费现象的出现。
3地质勘探技术要求
为保证铁矿地质研究的可靠性及真实性,使用的各项地质勘探技术必须严格遵照相关勘探规范,以促使勘探质量有据可循,进而达到规定要求,比如对地质图的比例尺要求,必须使用国家测地坐标的规范比例尺,除此之外,铁矿探矿工程必须依据矿体形状以及具体的地形、地质条件使用。铁矿石的质量是铁矿质量最为关键的影响因素,因此,铁矿勘探的最主要目标就是要采集最为可靠的矿体标本以确定铁矿质量,为此必须最大限度穿切矿体,以保证矿石样本的科学性,保证矿石化验的真实性。
3.1基本分析
矿石中的铁含量是铁矿质量的最为关键的部分,为保证化验结果的真实可靠,必须对铁矿石实地取样。一般样长在1～2m为佳,采样方法常使用1/2劈心发法,采集规格一般为10cm×3cm。基本的化验分析项目为全铁,但当样本中含有较高含量的硫化铁或者硅酸铁时,应做磁性铁实验。除此之外,对于矿石中含有的伴生成分,要依据含量变化及具体的要求具体分析。
3.2组合分析
所谓组合分析是指在查明矿石基本成分的基础上,对矿石中的伴生成分进行具体分析的过程,组合样重量一般为100g到200g,分析方法包括光谱全分析和化学全分析两种。
3.3光谱全分析
采用光谱全分析的方法是为了了解矿石中的化学成分及其含量,以确定矿石的不同类型。化学全分析方法是为了全面了解矿石类型中的主要组成元素及其元素成分,进而以此为依据确定铁矿石的不同性质及特点,化学全分析是以光谱全分析为基础的。
3.4物相分析
物相分析方法是利用矿石中含有的化学成分,以此确定矿石中铁含量的分析方法,为确定铁矿石的自然分带提供最为真实的数据支持。物相分析方法一般应用于分析磁性铁、硫化铁以及碳酸铁等类型。
3.5单矿物分析
单矿物分析是为了分析出矿石中含有的矿物化学成分,以确定铁矿石中的铁含量以及分布情况,为铁矿冶炼工艺的选择提供依据,较为容易分析出的单矿物重量一般在2～20g。为保证矿石的利用性能,确定矿石冶炼的工艺流程,必须选取试验样进行可选性试验或者流程试验。一般情况下,选矿试验基本由勘探单位负责,半工业试验则有工业部门与勘探单位协助完成,工业试验则主要有工业部门单独完成。
4水文地质勘探技术要求
地质水文条件对于铁矿的开发影响尤为显著,在矿产开发的各个阶段都要对地质水文的详细变化情况了解清楚。不但要进行地质调查,开展水文观测工作,还要详细部署矿区水文及地质勘查工作。主要的地质水文工作是在研究掌握区域水文地质条件的基础上,查明导致铁矿矿床充水的具体原因,了解地质复杂的原因以及复杂程度,进而为保证铁矿开发的安全性全面掌握矿区含水层的富水性。除此之外,通过专门的试验,取得真实可靠的数据,为矿床开发开拓方案的实行提供数据支持。要依据矿区地质的复杂程度,分析矿床的地质类型,以便进一步开展铁矿地质勘探工作。对矿产开发可能引起的环境问题做出正确的预测,以最大程度降低矿产开发的阻挠因素影响。
2我国煤炭煤矿发展中的问题
随着需求产量的增加，开采速度的加快，一些水、火、瓦斯、煤尘、顶板等煤矿自然灾害对煤矿的安全产生了严重的威胁。我国整体开发技术比较落后，虽然国营煤矿机械化已经普及，但是由于大量私营煤矿追求利益，导致开采技术落后，在加快开采过程中由于深度不断加大，导致水害、塌方、瓦斯爆炸灾害时有发生。在煤炭开采的过程中带来的环境问题日趋严重，主要原因是煤炭开采等活动破坏了植被、耕地，造成了生态环境的破坏、失衡。由于煤矿附近采煤排出的矸石、废渣、尾矿也侵占了大量土地，煤矿排水污染了地下水资源，造成了土地荒芜，地下水遭到了污染，对我国的环境造成了严重破坏。对于煤矿环境的问题，我们应该制定煤矿环境保护方案，对煤矿中产生的废水、废渣进行回收、利用，以减少由于煤矿生产而引起的环境问题。应减少由煤炭开采带来的环境污染，发展对煤炭的深加工，对废水、废渣进行循环利用，提高煤炭经济效益，减少我国的煤炭资源浪费。
3煤炭对我国经济发展的重要性
随着我国经济的高速发展，对煤炭的需求在各行业随处可见。在我国，1500m左右的煤炭总资源量大约有4万亿吨，已探明的可开采出来的有2万亿吨。而天然气、石油，由于资源赋存条件与勘探、开采困难等原因，在很长的一段时间里很难做到大幅度增产。但是，随着市场经济的发展，对资源的需求也越来越大，煤炭在需求中占有的比例也越来越大，所以煤矿开发的效率以及煤炭资源的利用也就成为了煤炭行业产量发展的关键。因此，我国煤炭行业的发展需要继续开展煤矿地质勘探工作，而且，高效、经济的煤矿开采工作也是煤炭可持续发展的有力保障。进入21世纪以来，随着煤炭勘探技术的发展，我国科研工作者积极开展煤炭及相关领域地质理论和技术方法的研究，加强煤田地质基础研究，加强与国际煤炭勘探技术的合作和交流，为煤炭资源调查、煤田地质勘查以及相关煤层气提供了系统的理论支撑和技术支撑，促进了煤炭行业的可持续发展。
2降水引发地质灾害的特征
地质灾害的发生与气象因素有很大的关系，降水在甘肃引发的地质灾害具有以下特征。
2.1突发性特征局地强对流天气形成的短时强降水强度大，历时短，覆盖面积较小。可形成突发性崩塌、滑坡、泥石流灾害。尤其是泥石流灾害，往往形成严重的人员伤亡和经济损失。典型的如舟曲8.8特大泥石流灾害，距离县城15km的东山站记录的小时降水量达77.3mm，过程降水量达96.6mm，造成严重的人员伤亡和经济损失［14］。
2.2群发性特征区域性的暴雨往往是诱发滑坡、泥石流的主要因素。据调查和统计，5月下旬～9月上旬，为甘肃大暴雨或暴雨发生期，其中7月上旬～8月中旬，为大暴雨或特大暴雨集中期，同时也是崩滑流的集中发生期。如2013年陇东南部“7•25”群发性地质灾害，天水、平凉、庆阳等地区形成了滑坡、泥石流数量近千次。
2.3滞后性特征大型滑坡一般出现在降雨过程后期，甚至降雨结束后数天。典型的如天水珍珠沟滑坡，在经历了2013年4次强降水过程后在2013年12月21日发生大规模滑动。
3地质灾害预警模型研究
3.1研究思路从理论上讲，地质灾害气象预警指标应全面考虑前期岩土体含水量、未来降水以及实时降水情况。但目前准确获取前期岩土体含水量还不具备条件。因此要解决问题必须从宏观上结合地质环境条件和气象条件综合分析研究，建立适合的模型，得出有效的地质灾害气象预警指标。目前国内采用的地质灾害气象预警多是把崩滑流灾害考虑在一起，但实际情况是泥石流的激发雨量比滑坡小，且往往为短历时强降雨。因此考虑地质灾害预警的实际需求，本次将分别建立泥石流和滑坡的预警模型，并考虑如前期降水、新近强震、地面高程等关键影响因素。
3.2滑坡预警指标和模型
3.2.1滑坡与降水关系据统计降雨类型的滑坡约占滑坡总数的70%，同时调查表明95%的降雨型滑坡发生于雨季［17］。对1967～2010年80个气象站逐日降水量资料与滑坡灾害的关系分析表明，滑坡与雨型、前期降水等具有显著关系，根据甘肃实际降雨可归类为连阴雨型、暴雨(雷暴)、前期—暴雨型、持续暴雨型(表1)。根据对汶川地震、岷县漳县6.6级地震研究表明，地震烈度大于6度区时，各种雨型对应的滑坡临界雨量呈显著下降趋势，降幅可达20%～50%［18－19］。例如2013年7月25日，岷县漳县地震灾区烈度Ⅵ度区范围内降雨量仅30mm，就出现了大量的小型滑坡，对抢险救灾造成了严重的影响。
3.2.2滑坡预警模型构建前述分析表明，滑坡与雨型、过程等有着直接的关系。根据历史滑坡灾害资料、降雨资料和灾害易发度综合统计分析，并借鉴国内外研究应用成果，建立基于综合有效累积降雨量的滑坡24h趋势预警模型和基于实时雨量的滑坡实时预警模型。(1)滑坡24h趋势预警模型基于综合有效累积降雨量，并考虑地震影响，建立滑坡24h趋势预警模型。式中:RL为综合有效累计雨量，Ri为前i天实测雨量，包括当日最新实况雨量(i=0－4)，RF为24h预报雨量。a为前期降雨影响时间衰减系数，一般取0.5～0.8，b为地震烈度修正系数，取1.25～2.0。对应不同的灾害预警等级和灾害易发度等级，两者共同确定某一综合有效累积雨量值为该易发区内该预警等级的指标临界值，具体数值可根据当地情况进行动态调整。(2)基于实时雨量的滑坡预警模型目前甘肃省气象、水利、国土等部门建设的雨量计接近4000处，网格密度5～30km2，基本可以满足滑坡实时监测预警。因此综合考虑不同雨型特征，建立基于实时监测的区域滑坡预警模型。采用临界雨量系数来表征。公式(6)适用于1h、3h、6h暴雨雨量计算;公式(7)适用于12h和24h暴雨雨量计算。
3.2.3滑坡气象预警等级划分根据全国统一的地质灾害气象等级，将甘肃省地质灾害气象预警等级划分为4个等级(表2)，当预报出现1～3级地质灾害时，对外预报或预警。
3.3泥石流预警指标和方法
3.3.1泥石流与降水的关系分析对甘肃东部武都北峪河、舟曲三眼峪沟、天水市桦林沟、罗峪沟等典型泥石流的22组成灾过程研究表明:泥石流发生时的10min雨强最小值为8.3mm，最大值为24mm，说明灾害性泥石流的暴雨初始雨强是非常大的;泥石流发生的时间大都集中在一场降雨的前期，主要集中于3h之内，3h雨量达到了过程雨量的45%～100%(表3)。进一步研究表明，降水量与降水历时呈指数相关(图3，表4)，相关系数在0.89～0.99，说明引发泥石流的降水过程具备一定的规律性，四条典型泥石流发生的10min雨量差别不同，在图3上基本重复，而随着时间的增加则出现自南而北、自西向东雨量不断增大的趋势。
3.3.2泥石流临界雨量确定根据省内各地资料状况，选用历年积累的泥石流灾害调查资料、实测大暴雨资料和历史洪水调查资料，优先选择资料较为充足完善的地方，依据上述典型泥石流研究方法，采用内插法计算全省不同时段泥石流临界雨量值。
3.3.3泥石流实时预警模型泥石流的发生和雨强有很强的关联性，因此当预警判据中的临界雨量达到下限时，已开始产生泥石流，当30min降雨达到临界雨量时，则可能暴发大规模的泥石流;根据牛最荣［21］等研究，同一流域内各时段暴雨和高程具有密切关系，暴雨雨量随高程增高而增大，并呈直线相关。因此基于泥石流暴发的雨强特征，建立基于临界雨量和实时雨量为参照的泥石流预警模型，该模型考虑高程对暴雨雨量的影响。
3.3.4泥石流预警等级划分参照滑坡预警等级，泥石流预警等级仍设定为四级，当1/6h、1/2h、1h、3h临界雨量系数符合表8的规定时，分别对应于蓝色、黄色、橙色、红色预警(表8)。
4预警模型检验
2013年甘肃省连续遭受强降水、暴雨袭击，从5月14日开发预警信息，直到9月24日结束，省级地质灾害气象预警平台共122次地质灾害气象预警产品(因降雨范围、强度发生变化而有34个降雨日一天内了两次预警信息)，其中红色预警信息(Ⅰ级)9次、橙色预警信息(Ⅱ级)37次，黄色预警信息(Ⅲ级)68次、蓝色预警信息(Ⅳ级)8次。成功预报367起地质灾害(图2)，转移安置145868名群众，114363.9万元财产及时的进行了避让，有效的保护了人民群众生命财产安全。本年度是首次采用24h预报、临灾(2～6h)预报，预警信息量是多年平均量的150%，地质灾害区域成功预报率达22.82%。典型案例如天水6.20、甘肃东部7.25(包含岷县漳县地震灾区)(图4)、文县8.7等强降水过程引发的群发性地质灾害。
1.2海水入侵海水入侵主要分布在长兴岛北部、东部和南部的岛岸。严重海水入侵区分布在东井子附近岛岸，海水入侵面积约774hm2，最大海水入侵距离为2．4km。表层水样分析结果显示，东井子附近地下水总矿化度达3426．2mg／L，氯离子含量1018．5mg／L。轻度海水入侵区顺长兴岛的北部、东部和南部岛岸分布，面积共约4940hm2，其中北侧最大入侵距离为5km，南部海水入侵距离相对较小，最大为2．3km，西部东山村附近岛岸的海水入侵面积约477hm2，距离最大为1．3km。
1.3海岸侵蚀海岸侵蚀灾害主要分布在长兴岛西部的砂质海岸。小礁附近侵蚀海岸顺岸长度约1．4km，发育0．5m左右的侵蚀陡坎，但不发育滩肩，岸滩物质以中粗砂为主，含大量的砾石，磨圆较差。王家窝棚附近侵蚀海岸顺岸长度约1．0km，北部砂质海岸原有的约80m的防浪墙已被破坏，海滩物质粗化严重，以砾石质粗砂为主，夹大量的磨圆极差的砾石。南部砂质海岸岸滩物质侵蚀程度相对较弱，但同样存在物质粗化的现状，岸滩物质以细中砂为主，含大量的磨圆中－差的砾石。
1.4滑坡滑坡在长兴岛北端西北岛村附近海岸发育，滑坡体沿岸长度约170m，陡崖坡度大于80°，崖下有房屋，房屋距离崩塌最大距离10m，最近处仅距离2m，无其他防护措施，危险级别较高。
1.5地质灾害综合特征长兴岛共发育崩塌、海水入侵、海岸侵蚀和滑坡4种典型灾害类型。崩塌灾害发育13处，主要分布在北部和西部的基岩海岸，海岛陆域采石场。海水入侵灾害分布在长兴岛岛岸，累计面积约62．9km2。海岸侵蚀发育两处，累计长度约2．4km，分布在长兴岛岛西部和北部的岬湾砂质海岸。滑坡灾害发育1处，位于长兴岛北端的西北岛（图2）。
2地质灾害防治区划
基于长兴岛海岸侵蚀、崩塌、滑坡和海水入侵4种典型海岛地质灾害的特征分析，绘制了长兴岛地质灾害防治区划图。全岛划分为4个灾害防治区，包括东山至丁家圈海水入侵防治区、大礁至西北岛海岸灾害综合防治区、鲍鱼肚子至西八岔沟海水入侵防治区和高脑山—地藏庵村—东升村长兴岛中部海岛崩塌防治区。东山至丁家圈海水入侵防治区内发育的灾害是海水入侵，区内严格禁止审批围海养殖池塘，引导、转移近岸围海养殖工程，减轻海水入侵灾情。大礁至西北岛海岸灾害综合防治区内发育的灾害包括海岸侵蚀、海岸崩塌和滑坡，区内严格禁止滨岸、滨海采砂，开展沙滩修复与养护，遏制海岸侵蚀进一步加剧，加固裂隙发育的海蚀崖，种植根系发达的植被，减缓、防止海岸崩塌、滑坡灾害的发生。鲍鱼肚子至西八岔沟海水入侵防治区内发育的灾害是海水入侵，且是长兴岛最为严重的海水入侵区，区内严格限制地下水开采，引导海岸围海养殖工程向浅海转产、转移。高脑山—地藏庵村—东升村长兴岛中部海岛崩塌防治区内发育的灾害是崩塌，加强区内采石场的管理，积极开展废弃采石场的绿地修复工程。
