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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。
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1．2采矿可能引发的地质灾害影响范围矿山开采过程中采用自上而下台阶式分层开采，高度为15m；开采时工作台阶切向坡和反向坡最终开采的边坡角不大于55°。由此可确定采矿可能引发的地质灾害影响范围为矿区开采最终边界外延15m。综上所述：矿山开采影响范围为露天采场外延215m。
2地质灾害危险性预测根据开发技术方案，矿山开采后四周将形成5段高度为110m的边坡，边坡编号分别为AB、BC、CD、DE、EF，边坡位置详见福禄镇周家槽周家槽水泥用石灰岩矿山矿区范围及开采平面图
3水文地质预测矿区范围内开采三叠系下统嘉陵江组三段（T1j3）石灰岩矿层，开采标高均高于当侵蚀基准面；开采范围内无河流、水库等地表水体；地下水与地表水没有必然的水力联系。矿山开采对岩溶裂隙水的补给条件破坏小，矿山开采后不会对含水层结构破坏，不会造成地下水水位下降、疏干等。对矿山地质环境影响程度较轻。
4地形地貌预测按照开发利用方案，矿山开采后将形成高度0～105m的边坡，矿山采矿活动对地形地貌景观影响严重。
5土地资源影响预测璧山县福禄镇周家槽水泥用石灰岩矿不单独设置料场及废渣场，在矿区东侧采区50m外设置破碎站及运输道路，占用耕地资源4．41ha；工业广场修建占用耕地资源1．59ha；矿区为露天采场，占用耕地资源43ha；石灰岩矿山开采共占用耕地49ha。因此，璧山县福禄镇周家槽水泥用石灰岩矿开采后对土地资源影响严重。
6建（构）筑物影响预测矿山为露天开采，将会对矿区范围内的所有建（构）筑物全部破坏。根据计算的爆破地震波安全距离为158．45m，计算的爆破产生飞石最远飞散距离为200m；对矿区周边200m范围内的建（构）筑物造成较严重破坏。因此，璧山县福禄镇周家槽水泥用石灰岩矿开采后对建（构）筑物影响严重。
二、矿山地质环境防治
针对矿山开采影响范围及采后地质环境因素的影响预测结果，将矿山地质环境保护与治理恢复划分为重点区、次重点区、一般区，设计以下防治工程：1）矿山开采时应及时清除边坡上的掉块，特别是在BC边坡东段边坡可能会发生局部掉块。2）对矿山采坑四周形成的边坡采用生物工程护坡；对采坑坑底进行绿化或土地复垦。3）对矿区道路、破碎站和工业广场区域进行环境恢复。4）修建截排水工程。
1边坡防治工程
1．1边坡放坡根据开发方案矿山开采的最终边坡角为55°，自上而下台阶式分层开采，采高15m，台阶宽度约10．5m；AB边坡长约600m，高2～50m；BC边坡长约440m，高50～106m；CD边坡长约360m，高40～96m3；DE边坡长约526m，高17～42m3；EF边坡长约210m，高2～17m；放坡处理各段边坡。
1．2清理危石及时清理采场边坡上的危石，避免发生危石滚落伤人事故。按照“边采边治”的原则，对各边坡上的危石清理完成后，才能进行下一台阶的开采。
1．3截水沟矿区位于沥鼻峡背斜轴部，地形呈浑圆状的小型独立山包，自然排水条件良好，汇水面积小，在矿区DE、EF边坡顶部修建截水沟长约300m，以防治地表水进入矿区。在其余每个台阶坡面每隔50m，高差10～20m，设置横向和竖向的截排水沟，将边坡顶部的地表水汇入采坑内的排水沟，避免对坡面草籽植物造成冲刷，竖向的排水沟按急流槽设计。迎坡面沟壁需设置泄水孔。
2水文防治工程矿山开采后的采场地面标高高于当地侵蚀基准面，对地下水的影响小。对矿山地质环境影响程度较轻。故本次不对其进行处理。但未解决矿山生产、生活用水，需在工业广场内修建一个蓄水池。蓄水池尺寸为15m×15m×2m，墙体宽度为0．3m，预计砌筑工程量约为36m3。生产废水主要为清洗矿车及挖掘机所排除的污水，设计每个污水处理池采用尺寸为2．5m×2．5m×1．6m，容积10m3污水处理池3个，墙体宽度为0．3m。预计开挖工程量30m3；砌筑工程量约为14．4m3，污水经生化处理后由砼管排放。露天采石场的作业点应实行湿式作业和喷雾洒水，对采场及装载点设2台洒水器进行了洒水降尘，防止粉尘飞扬。
三、地形地貌景观防治工程矿山环境恢复治理设计方案图。
1露天采场采坑地貌景观恢复根据划定矿界和开发方案，露天开采结束后采坑的平面面积为302013m2，矿山开采前矿区土地主要为耕地，以种植果树为主；矿山开采难以恢复原来的地面植物，故矿山环境恢复治理主要以绿化为主。可采取治理方案如下：（1）回填土壤，平均厚度不得小于0．8m，预计回填方量为241610m3；（2）平整场地，场地平整应采坑中间高，四周低，便于地表水排入排水沟中；（3）植树，行距×株距为5m×5m，预计12080株，建议种植樟树或果树等经济类树木（4）排水，沿采坑边坡坡脚围绕采坑修建截排水沟，保证采坑内地表水排泄通畅，将矿区的地表水有序的排放到矿区东侧地形较低地段，用以灌溉耕地。排水沟采用梯形断面，底宽400mm，顶宽700mm，高800mm，壁厚300mm，预计长度约2350m。排水沟每隔10～15m设置一道伸缩缝，用沥青麻丝进行有效止水。
2采坑边坡地貌景观恢复采坑边坡采用坡面绿化＋截排水的矿山环境恢复设计方案。对于采坑边坡主要采取分阶放坡＋绿化处理。每级边坡分阶高度取15m，每阶平台宽度取10．5m，种植蔓藤类植物绿化坡面，在坡顶设置截排水沟。台阶边缘修砌墙体，墙体嵌入基岩0．1m，墙体截面0．3m×0．5m（宽×高）。墙背回填0．3m厚的土壤，蔓藤种植行距×株距为5m×3m。截排水工程在边坡防治工程中实施。
3矿区公路及破碎站矿区公路两侧及破碎站区域的空地进行植树绿化，预计植树60株。待矿山闭坑后，建筑垃圾清除干净，将表层1．0m范围土地掘松，种植樟树等经济类树木。矿区公路和破碎站的平面面积约为4410m2，可采用挖掘机松土，植树绿化，行距×株距为5m×5m，预计176株。
4土地资源的采后处理矿区主要的土地资源占用和破坏为矿区范围内的采场、矿区东侧的破碎站及工业广场，矿山闭坑后，采场及破碎站将对其进行地貌景观恢复，工业广场建（构）筑物提供给当地使用，不进行处理。
5地表建（构）筑物的处理矿山为露天开采，将会对矿区范围内的所有建（构）筑物全部破坏，对矿区周边200m范围内的建（构）筑物造成较严重破坏。为保护村民的人身财产安全，对在影响范围内的村民实施搬迁。
四、结论
1）分析了矿山地质条件，认为矿山开发技术条件的级别为中等；
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2）地下水位下降引起的工程危害。地下水位降低可以导致地面下降，工程地面出现塌陷，整个建筑物会坍塌，不仅造成财力的浪费，还可能会造成人员伤亡，后果不可想象。地下水位的恶化主要就是地下水的枯竭造成的，会影响到工程地质的稳定性和安全性。导致正常地质地下水位下降的主要的原因包括采矿人员采矿活动、建筑水库补给、地下水大量抽取等一些人为因素。
3）地下水位频繁升降造成的工程危害。频繁升降的现象有时候会在地下水中出现。岩土层膨胀以及岩土出现不均匀胀缩都是由地下水位频繁升降导致的，岩土层出现变形往复所导致的地下岩土层中的铝、铁等物质丧失的主要原因就是膨胀收缩。进而出现上层土层失去胶结物以及岩土层表面出现松动的现象，降低了整体的岩土层效果降低。可见地下水位频繁升降造成的后果也是十分严重的。
4）地下水动压力作用引起的工程危害。地下水天然动力平衡效果降低导致的移动水压的改变在很大程度上是由地下水动压力改变引起的，同时岩土层所出现的流砂、管涌、基坑突涌等导致的水文地质整体状况大幅降低的现象也是岩土工程地下水动压力改变引起的。除此之外，地下水动压力作用还可以导致地下水天然动力平衡的条件发生转变。
2解决水文地质问题的有效措施
水文地质对于地质勘查越来越重要，采取切实有效的方法对水文地质的各种有关参数进行测定对于提高工程施工的安全性。保证建筑的稳定性以及避免人为诱发水文地质灾害的发生有着非常重要的作用，应当对其进行正确客观的评价。为了充分发挥水文地质在工程地质勘察中的积极作用就要做好水文地质勘察工作，那么，面对以上水文地质问题，我们该采取哪些措施去有效防治呢？
1）详细的水文地质评价内容。岩土工程勘察报告是展示工程地质勘察的最终成果的主要方式，建筑工程地基基础设计及施工都是以岩土工程勘察报告为主要科学依据的。全面可靠的报告内容能够保证后期工程设计施工的安全性，报告内容的错误会造成非常严重的后果，一点点的差错就会引发不可想象的后果，因此要求技术人员必须要有耐心与责任心。在水文地质评价的报告中除了要将下水类型，含水层的埋深以及具体的分布状况、岩土类型、岩土厚度，静止水位、涌水量、地下水流向以及水力坡度内容包括在内以外，还应该包括各个含水层间的水力联系以及含水层与地表水体间的水力联系；地下水的补给和排泄情况等
2）调查准确的工程地质条件。应该将地形地貌、水文地质、岩土的物理力学性质，地质现象等条件作为工程地质勘察中的工程地质条件。在调查这些工程地质条件时，要做到准确详细。为确保建筑的安全防护措施提供相关科学准确的依据。为了预测工程地质作用会带来什么样的影响应当给出正确的客观的评价，应当查明工程地质条件并结合项目的具体特点，确保对建筑实施具有科学准确性的安全措施。
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1.3测量建筑工程施工现场地形。在对建筑工程施工现场的地形进行测量的过程中，应该采用全国通用的坐标系统以及国家最新的高程基准点，如果建筑工程所在地并没有通用的坐标系统以及相关的高程基准点，应该利用全球定位系统，为建筑工程建设创设独立的坐标系统，保证建筑工程建设人员能够获得准确的测量数据信息。在对建筑工程现场进行测量的过程中，还应该对定位仪的类型、定位时间、定位程序以及测量精度等进行详细、全面的说明，对于测量的精度，应该根据相关的规定，满足建筑工程设计和施工的实际要求，对于不同的比例尺勘查剖面，应该采用实测剖面。
1.4地质填图。在进行地质填图的过程中，应该保证填图的精准度满足同比例尺的地质测量规范，将比例尺作为地质观察的基础，如果是对于大比例的地质填图，地质填图的目的在于为建筑工程勘察、设计以及施工服务。因此，在选择比例尺的过程中，应该根据建筑工程的实际状况，以不同勘查阶段的具体要求、工程的规模、地质复杂程度等状况为基础，在设置地质勘查点时，应该把地质勘查点设置在界线或者具有特殊意义的地方，当地质勘查点布置完成之后，还应该将地质填图展示在合适的仪器中，由专门的水文地质勘查工作人员根据相关的标准与规范对地质填图进行分析。对于专门水文地质的物理学性质测定，还应该根据相关的标准和规范进行，以此保证测定结果和地质填图的可靠性与真实性。
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所谓金刚石绳索取芯钻进是在直径较大的钻杆中置入芯管，它是勘探的主要步骤之一。随着勘探的深入，岩芯会逐渐进入取芯管中。对该取芯管进行提取，将钻杆中的底孔再放入其中，持续钻进。基于取出岩芯过程，可以进一步了解地下的地质情况，同时可以了解煤层的埋深深度。笔者认为，煤田地质勘探施工主要有以下几方面的特点:第一，钻机施工往往以单机作业为主，而对质量管理期间以扎根机组为主。第二，钻探作业施工使用的机组非常多，例如:液压钻机、变量泵，金刚石绳索取芯钻具等等，而且整个过程也比较复杂。进行施工时，需严格按照相关标准进行操作，以达到提高施工质量的目的。第三，施工过程中应先于勘探部位的上方搭设钻塔，并在钻机绞车的辅助下实现控制升降。这些施工辅助设备，对于开展施工有重要影响，这是保障机组质量的一大体现。在开展施工过程中，需要认真落实质量控制和管理工作。
1．2地质钻探质量管理
基于质量基础下，强调人的主观能动性，在ISO9000质量保证体系标准中，已经明确的指出，进行施工时，应该将质量放置在第一位。需要在以人为本基础上开展工作，人的安全意识、质量意识在施工中要体现出来。根据质量管理体系开展工作，这是保障工作前提和基础。因此，在工作进行时，每个部门技术人员相互配合，相互监督。同时严格按照地质编录、现场协调、报告编制等相关流程进行操作。工作人员明确了自身责任之后，这样才能更好的开展工作。员工开展工作，自身具备敬业精神，作业中严格要求自己，关注每个质量点。企业可以鼓励员工深入学习，参加培训，保障每个员工持证上岗。这样可以更好的把握新工艺、新方法，从而使得施工技能有所保障。
2勘探施工质量控制
2．1质量控制原则
相关部门应根据石油勘探现状、影响因素等，了解勘探期间存在的问题，并提出具体的解决措施。本文对钻探项目质量的影响因素进行深入探讨，从现状着手分析，从而进行正面评价。这个评价过程应该包含全方面的评价，相关的影响因素以及对严重程度分析。这样可以更加明确的看出质量事故斗争重点，在明确出现的问题时，如何采取有效措施进行应对。质量控制表现在多个方面，例如:人身安全，还应对其安全影响因素进行分析。进入钻探生产环节时，每个岗位人员应该严格做好质量控制工作，每个岗位都有明确的责任制，这是开展勘探工作必不可缺少的重要组成部分。因此，需要让广大职员明白，生产经营活动过程中，必须满足质量法律以及技术的要求，在生产过程中则需满足规范化和标准化需求，这样才可以更好的保障钻探工作质量。
2．2质量控制的实施
钻探的实质是流水作业，任何一个环节均可能对整体安全质量造成影响。因此，必须提高技术人员的专业素质，先对勘探的地质条件进行分析，从整个场地地质都有详细研究。记录人员对地质数据做好记录工作，严格检查钻孔进尺，施工期间再对其进行复查。技术人员进行核查期间，必须先对岩土的照片进行分析，核实野外描述。此外，还应及时加强对室内图片的核实。实验室人员工作核心是对岩芯质量进行提取，做好质量检测工作，将数据及时反馈到野外部门中，每个部门在工作中相互合作，相互配合。同时，还应加强对施工现场的控制，提高各工种之间的配合度。
2．3质量控制的持续改进
质量检查是一个强化管理监督过程，这是一个重要步骤。机组质量小组应该从施工管理上，从对设备的改造上做好自身工作。需要对施工质量、钻孔深度以及取芯的过程进行全面了解。从打分评价中对工程进行管理，对存在的薄弱环节应该及时提出整改意见。这样可以做好定性的质量检查工作，从而提升质量评估效益。这些工作最关键的部分是基于机组做好钻探工作。钻探机组需要基于实际检查中发现的问题进行分析，提出针对性意见，进入排查环节时，需要做到举一反三，作好复查工作。同时，还应按照自查、整改相结合的程序进行评价。做好施工设备维护工作，提升设备使用周期。另外，定期对勘探设备进行维护，了解施工现象存在的安全隐患，及时进行整改，提高施工安全性，这样就可以更好的提升质量管理目的，提升施工质量。改进钻探产品质量，可以更加完善管理体系，使得钻探工作得以顺利进行。当工作承诺并且履行工作，当做出承诺之后就应该积极推动，使得员工明确质量管理重要性，在工作中可以严格要求自己，可以明确自身职责。这样对煤田工程施工有推动作用，责任落实下去了，每个人都肩负起自身责任，这样开展工作会更加顺畅。
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2．1传统的地质调查测绘方法在铁路进行地质综合勘查时，此传统方法是最基本的勘探方法，其主导了各个勘探阶段的地质勘查工作，为勘探点的布置和各种不同技术方法的选择提供了依据。传统的地质调查测绘方法贯穿了地质勘测工作的全过程。
2．2遥感技术方法遥感技术在对我国铁路工程进行勘察时，是利用遥感图像判释技术，对铁路工作的地质进行调绘。此方法是通过遥感图像获取信息迅速全面、视域宽阔的特点，在宏观上，对铁路工程所处地的地质情况进行初步的查明，避免重大不良地质对我国铁路工程施工的影响。遥感技术改变了常规的调查方法，使其调查方法由点到线到面的模式变成了由面到线到点的模式，使用判释成果来对地面调绘进行指导。遥感技术的基本方法是指以遥感图像的综合对比分析和判释方法，从宏观上调查铁路工程所处地的工程地质、水温地质以及区域地质等情况，为铁路工程通过地的地质条件评判提供依据。在一些特殊的地质段以及资料缺乏的铁路施工地区，比如出现施工地区地形和地质复杂、有越岭隧道工程的铁路项目等情况时，其作用非常明显。
2．3物探技术方法物探技术方法具有勘探深度相对随意、方法多的特点，在大面积勘测时，使用点、线、面相结合甚至是三维勘探，是我国铁路工程地质勘查的重要手段。有效合理的应用物探技术，可以提升地质勘查的宏观控制水平，有效降低钻孔布置的盲目性，提高其利用率。另外，物探技术可以勘测地层的磁化率、电阻率、弹性波速度、放射性、地温等，为铁路工程施工方案的设计提供多种参数。物探技术方法在使用时的原则是:1)物探是钻探前的先行工作，通过利用其信息量大和测点密集的优点，可以使用剖面性、全面性或者是透湿性探测技术，分析地下异常点，依据物探的异常、物性分区分段及界面合理经济的布置来设置钻孔点。2)使用此方法时，应注意将物探出的异常点与实测资料、地质钻孔资料和地质调绘资料相结合进行分析。依据物探方法取得勘查对象的物性参数，提升物探技术的解释精度。3)在遇到使用一种物探方法无法完全解决在勘探时遇到的问题时，应与其他物探方法相结合使用，进行综合性的地质物探。并且应考虑工程所处地的地形、地貌等干扰因素，进行合理的组合应用，确保地质勘查准确性。4)在选择合理的综合物探方法时，不仅要考虑勘查的效果性，也要考察方法的经济性。
2．4钻探技术方法钻探技术为铁路工程设计施工提供了科学的依据。可勘查工程所处地的基础地质条件，对所处地的水文地质进行试验并获取土工试样，且对其他勘探技术的推断和解释及地质调绘进行验证。在铁路工程地质进行综合勘探时，应注意其勘探原则。第一，关于重点工程较深程度的钻孔，都应该对其进行相应的孔内测试或者物探测井。第二，在孔位进行布置前，要求对地质进行详细的地质描绘和物探工作。
2．5土工试验方法土工试验方法指在地质勘查时，对所处地的地质进行野外采样，在室内对样品进行相应的物理力学和化学等指标的测试，获得按工程设计与施工时需要的实验参数指标。为钻探、物探、原位测试进行土名鉴别及获取试验指标提供依据。
2．6原位测试方法原位测试方法指对现场的地基土进行多种参数的测定获得施工需要的土样指标，是铁路工程地质勘测中经常使用的手段。其主要方法包括载荷试验、静力触探、十字板剪切试验以及预钻式旁压试验。
2．7综合勘探技术方法综合勘探技术方法指对铁路工程的地质实施勘探时，在利用遥感技术进行地质测绘的条件下，充分合理的与物探、原位测试方法、钻探等各种勘探方法相结合来勘测地质。各种方法通过取长补短来获得多性状的地质信息，提高铁路地质勘探的效益和质量。此方法尤其适合于大型的地质复杂型工程以及前期铁路选线的地质勘查。
3几种不同地质条件下的地质勘探方法
3．1关于岩浆岩及深变质岩地区的地质勘探方法1)在基岩覆盖地区的勘探方法。在基岩覆盖地区施行地质勘探时，探测较大范围的覆盖层厚度以及贯穿覆盖层对地区地下地质结构进行勘探，可以采取电剖面法和地震折射波法，这些方法精密度比较高而且效果比较好。另外，也可以采用电测探法，此方法在探测覆盖层与风化层厚度上的效果相对较好。若在探测时覆盖层下面出现明显的磁性差异情况时，应利用磁法对其进行勘探，确定隐伏的断层位置和基岩的岩性。2)在小于500m埋深的基岩地区勘探方法。对此地质进行勘探时，因不明显的地层对比标志，所以使用地质调绘方法难度系数较大，应使用综合物探方法。其中物探方法的选择应根据地质问题和条件来确定，在实施中，可采用弹性波速度法等方法来实施勘探。3)在偏大埋深(200m～2000m)基岩覆盖或者地区的勘探方法。在对较大深埋基岩覆盖或者地区采用电法和地震勘探效果不佳时，可以使用大地可控源音频大地电磁法和高频大地电磁法对此地区进行勘探。
3．2沉积岩及浅变质岩地区的地质勘探方法1)在平缓褶曲结构区的勘探方法。在此地质中，其地质构造多是以交互的砂页岩地层、含煤地层、软硬相间地层以及石膏等级软地层等一些地层组成的。在平缓产状的岩层呈现格曲或者单斜状态时，应该使用电测探技术方法和地震反射波技术方法来获取三维或者二维地层发射图，并与控制性钻孔相互配合，对此地区地质进行准确的勘探。2)在单斜岩层结构区勘探方法。在进行该地区的地质勘探时，如果调查测绘方法获得的资料可以通过地表各层岩性推判地下设计标高时，此时应采取地震折射波技术方法勘探浅部完整基岩的界面速度。依据地质调绘和航片判释方法获取岩层的产状，从而通过地层波速推测设计标高，且在钻孔时使用声波测试对此地区的各地层岩性进行勘察，并比较钻孔和地表两种方法的纵波速度。如果基岩地区被土层大面积覆盖，此时除覆盖地段以外的地区，可以使用卫片判释和航判释方法，在覆盖地区运用综合物探技术和地质调绘相配合方法，为钻探布孔做指导。3)在强磁性地层区的勘探方法。在覆盖层厚的地区，因覆盖层下基岩有不一样的岩层，因此会出现磁性差异现象。可采用磁法勘探技术对隐伏的断层的位置及基岩的岩性进行勘探，并和电法及弹性波探测法相结合对该区地质进行勘察。
3．3在松散沉积层地区的勘探方法1)地质为细颗粒土时。在此地质上，应该在地质调绘的前提下，应用静力触探技术或者动力触探技术与钻探方法、物探方法及土工试验方法相配合，依据不同铁路工程类型和勘探阶段的要求，选择适合的勘探方法。2)在土石界面层时。在地表是第四系松散地层覆盖且下伏基岩时，一般在地质调绘的前提下，运用综合物探方法与动探、静探钻探技术相结合的模式，依据弹性波速度和电性的差异性，显示电剖面法、电测探法和地质折射波法的作用，对此地质进行勘探。
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1．2勘察方法
勘察方法问题主要表现在勘探钻进方法单一和取样方法不合理上。钻井措施需要根据地质条件选择勘探方法，这要求勘探单位对工程情况进行详细的地质调查，在根据勘探与布置勘探工程的结果选择勘探方法。但是一些勘探单位在未进行地质调查的情况下直接使用电力设备和机械设备进行钻进，不仅增加勘探时间，也消耗更多的资源。在取样方法上，勘探单位未根据设计勘察点的实际情况进行取样。如有些人员对软弱下卧层不进行取样分析，甚至因为表面上满足不少于件组的要求而将应当分层的层位加以合并，对数据的变异性不作检验、剔除。勘察结果经不得推敲，严重影响工程设计和建设质量。
1．3市场制度
虽然近年来我国岩土工程地质勘察单位的数量显著增加，但地质勘察市场化程度并不高，地质勘察市场制度严重缺失，市场调节作用失灵。而且许多新成立的地质勘察单位存在许多“水分”，存在许多皮包公司和外挂单位，严重扰乱地质勘察市场秩序，加剧行业内恶性竞争。激烈的恶性竞争导致一些地质勘察企业或单位为抢占勘察市场，采用压低报价方式提高市场竞争力。这种做法导致地质勘察单位为减少损失而采取偷工减料方式降低勘察成本，最终影响地质勘察质量。
2．岩土工程勘察质量控制对策勘察
2．1建立高水平勘察队伍
针对当前许多一线地质勘察人员非专业人员问题，首先可通过招聘方式引进专业人才，巩固一线地质勘察队伍，提高专业勘察能力。此外，还应针对当前一线勘察人员专业水平较低、知识结构陈旧问题，应加强人员培训工作，实现知识结构更新与新技术设备推广，提高岩土勘察工程人员的专业素质。最后，建立有效的激励机制。如建立两支或以上勘察队伍，实行内部竞争制度，促使勘察人员主动提高自身专业水平。
2．2运用新的勘察方法和技术
运用新的勘察方法和技术不仅可以提高勘察效率，还能提高勘察结果的质量和准确性，提高取样工作的精度。在选择钻进方法上，勘察人员要严格根据勘察规范做好实地地质勘察工作，并以此为基础选择正确的钻进方法;再结合更先进的钻探设备，改进传统钻探技术方法的不足。提高勘察方技术和方法的数字化水平，国际工程施工所采用的先进的设备一般都是数字化管理、智能控制。我国许多较为先进的岩体勘察部门也已经引进了先进的数字技术替代了传统的勘察技术。例如地形勘测方面，传统地形勘测需要借助手工测量，容易引起较大的误差。如采用新型数字化设备，可以方便地得到较为精确的测量结果。对于取样问题，应控制取样质量。如根据不同地质条件的不同选取不同的样本，如不同深度、不同类型的地质样本。
2．3完善岩土工程地质勘察制度
针对地质勘察市场混乱问题，必须建立有效的勘察监督制度，实行严格规范的勘察监督制度对勘察工作进行有效的监督，实行事前、事中和事后控制相结合，最大限度避免不当行为，保证勘察质量。严格市场准入机制，建立注册土木工程师制度。市场因素对勘察质量主要由于地质勘察资质门槛不高，导致地质勘察企业水平参差不齐。因而应尽快实施注册土木工程师制度，控制地质勘察企业及个人的职业资质。最后，加强勘察涉及单位的质量认证，健全质量管理。如采用PDCA循环思进行岩土工程勘察的实施和管理，提高勘察设计能力。
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地质勘查工作在公路设计中主要通过一些综合勘察技术与方式勘探公路沿线的地质条件并对其进行分析和探究。其主要技术为工程地质调绘、探坑、螺纹钻、原位测试、钻探、室内试验等，在选择、应用地质勘查中必须对其有效性和适应性加以重视，确保勘察提交资料的完整性与精确性，能最大限度满足设计不同环节对勘察工作深度的要求。
(一)地质调绘
地质调绘必须结合路线和沿线工程，并通过相应的遥感解译和勘探技术进行。主要勘察地形地貌的成因、类型及分布情况等，还可以勘察岩层的产状，地质规划勘察设计院有限责任公司从事公路地质勘查和岩土工程设计工作。的构造类型等。
(二)地质勘探
作为公路工程地质勘查的主要手段，勘探是进行深度地质资料获取的重要技术。目前公路工程设计中最常用的地质勘探方式有以下几种:第一，挖探，主要包括两种:坑探、槽探。开挖的探坑、探槽深度必须控制在地下水位以下，并遵循公路工程地质勘探的需求对其长度、断面进行确定。在资料提取中主要包括岩性描述、断面图等。第二，钻探，作为地质深度资料获取的另一种技术，钻探必须对其钻进的回次长度进行严格控制，确保其低于岩芯管长度。并对岩芯采取率进行有效控制，在地层构造较为简单时，其勘探方式还可以选用一些简单的手段，如小螺纹钻、洛阳铲等。第三，物探，地球物理勘探是以各类岩、土物理性质的差别为前提，为对地下地质情况进行判断，可以通过对天然或人工物理场变化观测的方式进行。目前公路工程设计地质勘探中最常见的方式为:电法勘探、地震法勘探、声波勘探等。物探成果解释必须相比一些勘探资料，并进行综合分析。
(三)试验
作为公路工程地质勘查的重要内容，试验主要是定量评价岩土的工程性质，从而得出岩土的相应参数。目前公路工程设计地质勘查中主要分为二种试验，为原位测试、室内试验。原位测试主要的试验项目内容含有补充标准贯入试验、静力触探、动力触探等。室内试验通常都包含各个类型岩石物理力学试验、土工试验等。确保其各项试验与国家相关指标相符合。
三、地质勘查工作在公路工程设计中的作用
(一)勘察路线工程地质
主要对路线方案、布设相关的地质情况进行勘察。应根据施工现场的实际情况进行路线方案的选择，通常情况下都会选择良好地质情况的方案，着重对复杂地形地貌路线进行勘察，有效控制其方案及布设的地质情况，并对路线的最终方案与布设进行确定。
(二)勘察路基、路面工程地质
在初期勘察及测量定位环节，必须按照相应的路线，认真勘察中线两边规定范围内的工程地质情况，为设计路基路面及施工提供强有力的保障。
(三)勘察桥涵工程地质
在桥涵基础工程设计中根据各个阶段勘探深度要求的不同，初期勘探与详细勘探施工中，必须进行相关的地质勘探作业。首先调查各个方案的合理性，根据路线、桥梁设计的实际情况，选择良好地质情况的桥梁位置;其次对桥梁位置进行选择后，必须对其地质进行认真勘察，这样可以为设计桥梁及相关工程进行提供准确地质资料。
(四)勘察隧道工程地质
在公路设计中对路线方案选择影响最多的就是隧道施工，隧道地质勘查中，如勘察数据不准确，将对路线布设控制点造成极大的影响。目前勘察隧道地质中必须做好两点，选择隧道方案和位置，主要包含对比隧道和展线、明挖的地质情况;还要详细勘察隧道洞口和洞身的具体情况。
(五)勘察天然筑路材料工程地质
勘察筑路材料的主要目的就是对沿线所有材料对在沿线分布的天然筑路材料、工业废料进行最大限度地开发、改造及利用。根据各个阶段勘察深度的不同，可以为公路设计各个阶段的施工提供可靠的依据。
四、地质勘查工作在公路工程设计中的要点分析
(一)准备工作
在实施公路工程设计地质勘查工作前期，必须和实际勘察工作相结合，进行实地公路沿线的观测，并进行勘察方案的详细制定。制定勘察方案时，必须对项目设计图纸、地质情况、水文状况等施条件进行充分考虑，并遵循相关部门提供的勘察技术要求及其他施工要求进行勘察方式、技术的合理选择，确保布置工作量的合理性。
(二)可行性研究工程地质勘查
在对已有地质资料充分收集的前提下进行可行性研究阶段工程地质勘查工作，这个环节主要工作内容为地质资料调查，进行有效的工程地质勘查作业，其勘察重点地质为复杂性地质或不良地质，如特殊性岩石区等，对其路线控制点、路线走向、选择工程方案等进行研究和分析，以此降低对施工路段的影响，进而优化路线设计方案。
(三)初勘与详勘
必须遵循现行相应勘察方案进行勘察工作的实施，按照勘察材料对勘察施工中的方案进行及时调整。室内试验时，应根据施工要求对土样、水样的试验项目进行选择，对各个地层构造及其物理力学特性进行统计、分析。
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(1)地下水动压力作用对岩土工程的危害性分析。地下水在自然状态下的动水压力作用非常小，并不会对岩土工程造成危害。但是，由于人为工程活动的影响，打破了地下水天然动力的平衡状态，当地下水在移动的过程中，地下水动水压力作用明显增大，在动水压力作用下会给岩土工程造成一定的危害，例如基坑突涌、管涌、流砂等问题，应该采取相应的措施进行处理，以此防止地下水动压力作用对岩土工程造成的危害;(2)地下水位升降变化对岩土工程的危害性分析。地下水位可能由于人为因素或者天然因素发生变化，但是不论是什么原因，都会导致地下水位发生一定的变化，这样会给岩土工程造成一定的危害，地下水位升降对岩土工程造成的危害主要包括以下三个方面:(3)地下水位频繁升降对岩土工程的危害性分析。地下水的频繁升降，会导致膨胀性岩土出现不均匀的变形，并且随着地下水升降频率的增加，不仅仅会导致岩土的膨胀收缩幅度不断的增大，还会导致岩土的膨胀收缩变形更加频繁，进而导致发生地裂，给岩土工程的安全和使用造成严重的危害。地下水升降变动带中由于地下水的积极交替，会导致土层当中的胶结物流失，当土层失去过多的胶结物，将会导致土层出现土质变疏松、承载力降低、压缩模量降低、含水量空隙比变大等，给岩土工程的基础施工造成很大的影响;(4)地下水位降低对岩土工程的危害性分析。地下水位下降通常是人为因素造成的，例如在修建水库截夺下游地下水的补给、采矿活动中的矿床疏干、集中抽取大量地下水等。当地下水位下降程度过大时，将会导致出现地面塌陷、地面沉降、地裂等地质灾害，并且还会导致出现水质恶化、地下水源枯竭等问题，这对岩土工程的安全性和稳定性，以及人类的居住环境等都造成很大的危害;(5)地下水位升高对岩土工程的危害性分析。地下水位上升的原因非常多，例如人为因素如施工、灌溉等，水文气象因素如气温、降水量等，其主要原因是受到地质因素的影响，例如总体岩性产状、含水层结构等。地下水位上升对岩土工程造成的危害主要包括以下几个方面:其一，地下洞室被地下水淹没，导致岩土工程基础上浮，影响岩土工程建筑的稳定性;其二，导致粉土以及粉细砂出现液化，引起管涌、流砂等问题;其三，地下水位上升会破坏一些特殊岩土体的结构，导致岩土体的强度降低，影响岩土工程的质量;其四，导致河岸、斜坡等岩土体岩发生崩塌、滑移等问题，严重的危害岩土工程的安全;其五，土壤发生盐渍化、沼泽化，地下水对岩土工程的腐蚀性增强。
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近年来，克里金技术在石油勘探开发中的应用日益广泛深入，效果也越来越明显。主要应用包括：储层预测，即估计地层的埋深、层厚、孔隙度、渗透率和含油饱和度等地质和地球物理参数的空间分布，这些变量在空间既存在一定的空间分布规律（结构性），又存在局部的变异性（随机性），这些变量都属于区域化变量，因此可以用地质统计学方法对这些变量进行研究绘制各种地质图件；利用地质统计学的变差函数研究储层的非均质性及各向异性；数据整合，即整合地震、测井、钻井和露头等各种信息并进行建模。除此以外，随机模拟方法和油藏数值模拟相结合，可以预测油藏的动态特征，为制定和调整开发方案并提高采收率提供依据。
一、地质统计学研究方法的基本理论
（一）基本原理
当一个变量呈现为空间分布时，就称之为区域化变量。这种变量常常反映某种空间现象的特征，用区域化变量来描述的现象称之为区域化现象。区域化变量，亦称区域化随机变量，G.Matheron（1963）将它定义为以空间点x的三个直角坐标为自变量的随机场。区域化变量具有两个最显著，而且也是最重要的特征，即随机性和结构性。区域化随机变量之间的差异，可以用空间协方差来表示。
（二）变差函数
一维变差函数的定义：假设空间点x只在一维x轴上变化，把区域化变量Z(x)在x，x+h两点处的数值之差的方差之半定义为区域化变量Z(x)在x方向上的变差函数，记为：r表示变差函数；E表示数学期望；Var表示方差。也就是说变差函数依赖于x和h两个自变量。在本征假设条件下，变差函数仅依赖于分割它们的距离h和方向a。而与所考虑的点x在待估域内的位置无关，因此变差函数更明确定义为：变差函数是在任一方向a，相距h的两个区域化变量Z(x)和Z(x+h)的增量的方差之半。
变差函数是一个距离的函数，描述不同位置变量的相似性，r值越大，相关越差。通常情况下，r值随着距离矢量h的增大而增大，直到h到达一定值时，r达到极大值，而后保持这个常数值不变。
（三）克里金方法
当随机变量X的数学期望对整个区域都为已知时，采用的克里金方法就是简单克里金方法。在进行简单克里金估计时，我们假设整个区域的均值是已知的。然而储层物性的均值是随着局部区域的不同而变化的，上述假设在绝大部分的情况下是不成立的，普通克里金解决了这一问题。当随机变量X（u）的数学期望是一个和u无关的常数，但这个常数未知时，导出的克里金方法就是普通克里金方法。
（四）协克里金
1．协克里金方法的原理及其公式。协克里金方法要求主变量与二级变量之间具有良好的相关性。以整合两个变量为例，协克里金估计的主变量和二级变量的线性组合形式如下：协克里金有其不足之处，需要建立两个变差函数（主变量、二级变量的变差函数）和一个互变差函数（主变量与二级变量之间的互变差函数）。不仅运算的数据量显著增大了，而且拟合这些变差函数比较困难。在协克里金的计算过程中，相关性较好的数据对相关性较差的数据存在屏蔽效应。由于这些原因，这种完全协克里金在实际应用方面受到限制。于是，人们发展了配置协克里金，这种方法保留了协克里金的优点，又不用同时建立三个变差函数。
2．协克里金算法中几个关键的步骤。在使用协克里金方法时，要求两组数据之间具有良好的相关性。是工区井点处单位厚度旅行时差与孔隙度的交汇图，计算单位厚度旅行时差与孔隙度的相关系数为0.880655，具有良好的相关系数。
相关函数的计算与拟合。由于实际数据测量点个数的不足，我们需要对相关函数进行计算并拟合，绘制出完整的相关函数图形，通过变差函数计算方法和线性规划拟合方法，计算拟合相关函数。
选择合适的搜索半径。协克里金方法至少使用两种数据，一般叫做硬数据和软数据，通过实际资料处理，认为这两种数据不宜用相同的搜索半径。对于硬数据，应采用与硬数据的变程相当的搜索半径，原则是尽可能地应用精确的硬数据；对于软数据，搜索半径不宜过大，因为软数据本身不够精确，会把自身的偏差带到估计值中。
处理加权系数。最后一步是处理加权系数，由于负的加权系数会导致奇异的估计值，因此需要采用线性规划方法处理加权系数。
二、地质统计学方法的应用
（一）储层预测
对储层参数进行科学有效的预测，一直是石油地质学的热点和难点。最初采用传统的数理统计方法，但这种纯数学的方法不考虑储层参数之间的空间连续性和相关性，不带任何地质意义，对储层参数预测具有很大的局限性。而地质统计学方法以区域化变量理论为基础，充分考虑了地质参数空间变化的趋势、方向性及2样点参数的相互依赖性，利用克里金方法的插值和外推功能，求出比较符合地质规律的地质统计模型和方法，来表征各种储层参数的变化规律，然后用这种规律，对参数（如孔隙度和渗透率等）的空间展布进行比较合理而有效的预测。
（二）储层的非均质性及各向异性研究
储层非均质性研究是油藏描述的重要内容，其参数的空间分布不仅具有随机性，而且具有结构性。从地质统计学关于变差函数的基本理论出发，在综合分析的基础上，构造了一种定量表征储层平面非均质性的数学模型，计算结果所反映的各类储层的平面非均质特征符合沉积的基本规律，说明这一表征模型用于储层平面非均质性定量评价中是可行的。
（三）不确定性描述
静态、动态的确定性模型，很难反映油藏的复杂变化，只有通过不确定性描述，从地质统计观点概括和综合地质模型，才能真实地反映复杂的油藏模型。近几年来，地质统计学越来越广泛地用于储层表征，诸如估计孔隙度的空间分布，模拟渗透率的数值连续性，定量估计油藏模型的不确定性，取样设计，流动模拟过程中的敏感性分析和风险分析，等等。它的最大优点就在于能够方便地综合应用各种资料，如地质、地震、测井、生产等各方面的信息，这对岩心取样十分稀疏的油藏的准确描述是关键的。而且不确定性描述能为油藏工程师提供多个可选择的开发方案，有利于综合分析，获得合理的开发决策。
参考文献：
[1]何琰，殷军．储层非均质性描述的地质统计学方法[J]．西南石油学院学报，2001，23（3）．
[2]李黎，王永刚．地质统计学应用综述[J]．勘探地球物理进展，2006，（6）．
[3]王自高，何伟，高才坤，卢杰．工程勘察新技术应用与发展思路[J]．水力发电，2006，(11)．
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1．3其他几种超前预报方法超前预报法除了上述介绍的几种之外，还包括HSP水平声波刨面法、声波CT技术等几种方法，相对而言，这几种方法运用较少。以下简要的介绍这几种方法的原理:1)HSP水平声波剖面超前地质预报方法。由于波的传播过程遵循惠更斯—菲涅尔原理和费马原理，故该方法的原理是建立在弹性波理论的基础之上。HSP水平声波剖面超前地质预报方法有其局限性，探测时的前提条件是岩溶洞穴及充填物与周边地质体间存在较明显的声学特性差异。预报时，在隧道的施工掌子面或边墙处发射低频声波信号，同时，在隧道内其他地点接收反射波的信号，通过对探测到的反射波信号进行时域、频域等方法的分析，就可以了解掌子面前方岩体的变化情况。2)声波CT超前地质预报方法。声波CT超前地质预报方法的基本原理与医学CT技术原理相同，在做预报时也有相应的物理前提，即物性差异不同的介质，在其内部声波的传播速度也不同，通过这种预报方法，在密集对穿的测试方式下，可以通过声波在不同介质中传播速度的不同来计算模拟出物体内部不同物性的具体性质，再通过现场收集到的地质资料的分析，从而达到对预报的掌子面前方的岩体内部的地质体进行三维图像的直观展示。
2常用隧道探测方法的特点
2．1TSP超前地质预测预报法的特点优点:1)该方法适用的范围比较广，适用于各类地质情况;2)对掌子面前方的距离预报较长，能预报掌子面前方达500m深度;3)不影响隧道施工，只是在接收信号时短暂停止施工即可;4)用时短，每次的探测时间约为45min;5)投入费用较少，单位长度隧道的超前地质预报费用非常低;6)成果报告快，仅需要一天时间即可完成成果报告。缺点:1)存在部分因断层、大型节理带与掌子面角度为钝角时，活隧道因开挖空腔挡住地震震源产生的地震波，使其无法穿透，不能经过反射镜面反射，使得待接收装置无法接收，而导致局部断层等不被识别。2)TSP的成果质量受到现场起爆点、接收点钻孔的位置、长度以及角度等的影响非常严重。3)因为所使用的设备均为进口设备，所以成本较高，在普通隧道施工中应用较少。
2．2红外探水超前地质预报法的特点优点:预测速度快，占用施工时间较少;数据分析快，预测工作结束时，就可以得到初步结论。缺点:仅仅可以预测出含水岩体的大致方位，不能给出含水岩体的具置及所含水量及水压等详细数据。
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纵观国内外几种软件的研究与开发现状，它们为工程地质三维建模与可视化打下了很好的技术基础，提供了很宝贵的开发经验。但是，对于工程地质专业的地质体建模与可视化分析的针对性不强，不能够很好地满足工程地质生产与研究的专业功能需要。因此本文将从分析工程地质的三维建模和可视化的关键技术问题入手，简单描述作者在工程地质三维建模和可视化方面的初步开发研究成果。
2关键技术问题分析2.1离散数据的插值与拟合
工程地质复杂地质体中的各种地质信息，包括地表地形、地下水位、地层界面、断层、节理、风化带分布、侵入体及各种地球物理、地球化学、岩土体的物理力学参数或数据的等值面(线)等，都可以看作是三维空间中的函数，它们的拟合函数要根据实际勘测数据建立，实测数据越丰富，越能够真实描绘出这些信息的空间分布规律。地表地形测量数据、地下水位埋深测量信息等的单值曲面图形生成可归结为双自变量离散数据的插值和拟合，多值曲面如倒转褶皱和空间等值面等，则应采用多参变量插值等其他一些较复杂的方法。空间曲面插值函数有以下构造方法，如与距离成反比的加权方法(Shepard方法)，径向基函数插值法(Multiquadric方法)[3]，平面弹性理论插值法[1,2]等，它们同样适用于单个连续地层界面、地球物理勘探数据、地球化学勘探数据以及岩土体物理力学参数在地质体空间的分布。
2.2三维数据结构
工程地质体一般是不规则形体，在计算机图形学中曲线和曲面总是分别通过很多微小直线段和微小三角面逼近来模拟地层岩性界线和岩层曲面，即岩层界面（和地表曲线、地下水位面等地质层面界线）和岩层曲面都分别是许多微小直线段和微小三角面的集合。地质体三维空间数据结构是工程地质三维建模和可视化的基础，这就要求必须具备有效的分层的三维数据结构，能够确保人机交互和查询的实现。
2.3曲面求交
地质体中存在大量各种层面，当出现地层不整合、断层错断岩层、地层尖灭和地下水出露于河谷地表等情形时，就自然会遇到曲面间求交的问题；地质体三维模型的上部边界是地表曲面，通过数学方法拟合出的岩层面或地下水位面不应超出地表曲面，即超出部分不应显示。同样的，当显示多层地层时，下面的每一岩层应以其上一岩层为边界。因此，为了可视化地层界面必须要解决地层面与地表、断层面和其他地层面的求交问题。另一方面，在剖面图成图时，地质界线的绘制是通过显示剖面(平面)与各种地质界面(曲面)求交所得出的交线。因此曲面求交包括地质界面（层面）之间的相交，和地质界面与剖面的相交两类问题。
2.4三维拓扑结构分析
从地质学角度看，拓扑是地质对象间关系的表格，拓扑表存储层位间上覆、下伏和交切(被断层切割后地层的拓扑表达)等的地层学关系及地质空间位置关系。拓扑也可视为允许这些地质关系合理储存的数据结构。例如，考虑多层地层，上一个岩层的底面和与其相邻的下一个岩层的顶面是上下岩层这两个实体的公共部分或共享边界，它们之间的拓扑关系就是相邻和同一的关系，在存储数据时只存储上一个岩层的底面或其相邻的下一个岩层的顶面，即相邻岩层的边界曲面可以存为一个地层曲面，大大减少数据存储量。评价地质模型系统的优缺点往往决定于描述地质对象所用的拓扑结构[4]。
2.5可视化技术
工程地质复杂地质体可视化，是利用计算机技术将工程勘测获得的数据，转换为形象直观的便于进行交互分析的地下地质结构空间形态的立体图和剖面图形，其基础是工程数据和测量数据的可视化〔5〕。利用可视化技术可以从庞大的地质勘测数据中构造出地质工程中对于边破稳定性和地下硐室变形破坏等起关键作用的岩层和结构面，并显示其范围、走向和相互交切关系，帮助工程地质人员对原始数据做出正确解释，继而为工程地质分析具体问题提供决策支持。
3工程地质三维可视化技术的初步开发与应用3.1研究框图
工程地质复杂地质体三维建模与可视化的研究框图如图1所示。
基于离散采样数据的插值与拟合的思想，即将离散数据转化为连续曲线曲面,工程地质复杂地质体三维建模与可视化的过程是，从勘探数据库中提取各种地质信息的坐标位置及岩土体的物理力学参数，通过不同的拟合与插值函数得到地质层面(曲面)和地质实体的三维计算机图形显示，表达地质信息在研究区域内的分布规律。生成地质岩层面和地质实体后，实现从任意角度观察建立的模型，实现根据指定的剖面走向、倾向和倾角生成垂直剖面。
3.2初步开发与应用3.2.1工程勘测空间数据库管理
在收集整理现场勘测数据后录入金沙江某水电工程勘测空间数据库各分项数据表，这些数据表不仅包括地质信息的位置数据，更重要的是提供属性数据。
以地层岩性数据表为例，要求录入钻孔编号、岩层起始深度、岩层终止深度、层厚、岩性（地层名称）、地层代码（地层年代）、岩层走向、岩层倾向、岩层倾角、接触关系、地质描述等数据。随着工程勘测的进展，能够方便地修改补充和管理勘测数据。图2是工程勘测数据库中钻孔地层系统数据表的管理界面。
3.2.2三维浏览
通过孔口坐标和测量数据等的离散数据的拟合和插值法绘制坝址区的右岸地表曲面网格（图3），进而可在三维图形环境中进行虚拟现实浏览观察（图4）。
3.2.3三维地质立体图
利用工程勘测数据，建立了坝址区右岸三维立体地质图。该坝址区自上而下地层岩性组合为：第四系崩坡堆积物，侏罗系泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩，三叠系上统厚至巨厚层状细至中粒砂岩，三叠系上统薄至中厚层状粉细纱岩、粉砂岩，三叠系上统中厚至厚层状中粗砂岩。通过有限的工程勘测数据得出的立体图，能够较好地满足工程地质的精度。图5表达了该坝址区右岸三维地质图。
3.2.4三维可视化查询
通过图形与工程勘测数据库中的属性数据的链接，实现可视化查询地层岩性和其他工程地质信息，最终完成向三维地质信息系统的转变。图6是一简单的被断层错断的水平多层地层模型，通过模型的每个地层实体名称与数据表中的岩石名称字段对应链接，能够查询地层的岩性，地质年代，起止深度和地质描述等工程地质人员关心的地质信息。
4结论
(1)运用先进的可视化技术与交互图形技术建立数据库，存储和管理现场勘探实测和试验数据，建立工程地质体的三维模型，工程地质工作者可随着勘察或研究工作的不断深入细致，对研究(工作)区域随时补充信息来自动显示地质信息在研究(工作)区域内的分布，从而不断提高模型精度，并且利用模型反馈回来的信息及时发现已有勘察工作中的不足，从而及时修改勘察或研究工作方案，指导下一步勘探或研究工作的实施。
(2)工程地质三维建模与可视化的深入研究，可以充分利用已有现场勘探实测或试验数据，达到节约投资减少勘察或研究成本的目的。当现场勘探和试验数据资料不足情况下，通过对已有数据的插值与拟合到建立三维模型，可以推断和预测未知区域或研究较少区域的地质信息或岩土体物理力学参数的分布趋势，从而为减少勘探工作量提供科学的可靠的依据，达到节约花费，为生产或研究部门产生直接经济效益的目的。
(3)工程地质岩土体是复杂的不规则形体，存在各种地质岩性层面、结构面以及各种空间分布的地质与力学信息，完全表达地质信息的空间分布及岩层和结构面间的位置关系，工程地质三维建模与可视化研究是大有作为的。
参考文献：
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篇13
（2）编写依据不科学。部分设计人员对现行的法规和技术标准缺乏深入的了解，对相关的地质工程测量产品的定额管和装备标准也缺乏重视，这就导致在编写过程中存在着较多不科学的地方，由于过多的参考过进的教材和规范，则会导致所编辑的测量方案与实际存在较多不符合的地方。
（3）对利用已有资料的情况分析不全。目前在测量方案设计时，由于对所参考的资料缺乏了解，部分资料由于时间较久，或是不是本单位所测，再加之一些资料很难收集到，同时在对这些资料利用时，缺乏必要的调查和科学的分析，盲目的对这些类似资料中的分析结查进行照搬，从而导致设计方案的科学性缺乏。
（4）标准意识差。地质工程测量方案由于缺乏统一的法规和标准，这就导致无论是文字、公式、数据和图表等都存在着不准确的地方，而且有关的名词、术语、符号、代号及计量单位等在表述上也存在不一致的地方，由于缺乏一定的标准意识，这就导致在对技术方案、作业方法和设计思想的评价中存在着不客观性，普遍存在评价偏高的情况。
（5）设计不深入。在设计中，不仅没有从作业区的实际情况出发，而且在设计过程中对于各种新技术、新材料、新方法等应用的较少，这就导致所选择的设计方案不是最佳的，同时对于所选择的措施也缺乏深入的研究，无法实现取期的效果。
1.2地质工程测量项目中的问题
（1）在控制测量与碎部测量中可能难以对后期工作的需求进行认真考虑，造成后期工作的被动，增加整体测量上的工作量。
（2）在控制测量布网中可能使测区精度要求布局不合理。
（3）可能使测区有的地方控制布网漏布。后期补充布网不仅会增加控制测量的工作量。还会使原的统一性受到损害。
（4）在片面追求节省经费、缩短工期的前提下，抛弃分级布网的基本原则，采用缺乏校核条件的一次性布网形式，其结果是缺乏误差控制方法，造成误差的过大积累，精度难以满足工程要求。有时甚至出现地质事故不能及时发现，造成难以挽回的损失。这样，不仅使节省经费、缩短工期的最初目的没有达到，反而使测量工作处于极度被动的状态。
（5）有些测量人员对测量方案设计缺乏认识，甚至还往往错误使用概念，以至出现一些不应有的概念与应用错误。
2提高地质工程测量成图质量的具体措施
2.1有效提高地质工程测量人员的技术素养目前从事地质工程测量的人员多为新毕业的大中专毕业生，这些人员对于计算机较为熟悉，但缺乏实际工作经验，所以在培训过程中，需要加强对技能和基本功的培训，通过野外实则并与讲授相结合，这样有利于地质工程测量人员专业技能的提高。
2.2观测员在工作前应仔细检查仪器在测量过程中，观测号不仅需要与跑迟员之间做好配合工作，同时还要在安置好相关测量仪器后，做好仪器的检查工作，确保仪器安置与输入高度都没有差错时，还需要对后视方向相关站点进行观测检查，确保数据的正确性，所以做为一名观测员需要具有较强的责任心。
