简述基因工程的基本原理范例(3篇)
时间:2024-07-29
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电子信息工程是一门应用计算机等现代化技术进行电子信息控制和信息处理的学科,主要研究信息的获取与处理,电子设备与信息系统的设计、开发、应用和集成。现在,电子信息工程已经涵盖了社会的诸多方面,像电话交换局里怎么处理各种电话信号,手机是怎样传递我们的声音甚至图像的,我们周围的网络怎样传递数据,甚至信息化时代军队的信息传递中如何保密等都要涉及电子信息工程的应用技术。我们可以通过一些基础知识的学习认识这些东西,并能够应用更先进的技术进行新产品的研究和开发。
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关键词:义务教育;化学课程标准;“化学”概念;定义表述;研读心得
中图分类号:G633.8文献标识码:A文章编号:1009-010X(2013)02-0015-03
《义务教育化学课程标准(2011年版)》(以下简称新课标)正文首句为:“化学是在原子、分子水平上研究的物质的组成、结构、性质及其应用的一门基础自然科学,其特征是研究物质和创造物质。”这是“化学”概念定义的一种新表述。它与2001年版《全日制义务教育化学课程标准(实验稿)》(以下简称原课标)的表述――“化学是自然科学的重要组成部分,它侧重研究物质的组成、结构和性能的关系,以及物质转化的规律和调控手段”相比较,已有了较多的变化与差异;然而,它与2003年版《普通高中化学课程标准(实验)》的表述――“化学是在原子、分子水平上研究物质的组成、结构、性质及其应用的一门基础自然科学,其特征是研究分子和创造分子”相比较,则基本一致。围绕新课标定义“化学”概念的新表述,有许多值得我们深入探究、认知的问题。这是完整解读、深刻领悟新课标的应有之义。
一、“化学”概念定义的教育价值与教育实际
纵观我国中学化学课程历来的教学大纲、课程标准及教材、教科书,都有重视“化学”概念定义教育的传统。新课标也反映了化学课程的这种历史惯性。这是因为通过定义“化学”概念,不仅可以揭示化学的研究对象、研究基础、研究价值及学科地位等本质特征,以阐明化学课程的基本方向和基本任务;还可以揭示化学与物理学、生物学等其他基础的自然科学的本质区别,以探求适合化学特点的思维模式和学习方法。
然而,在初中化学课程实施中,“化学”概念定义无论在教材还是在教学中都处于课程学习的起始阶段,学生此时对于化学的感性和理性认识还近乎于空白,教师很难给学生解说清楚“化学”的概念,学生很难真正明白“什么是化学”或“化学是什么”。这是“化学”概念定义的教育价值预期与教学实际长久纠结、矛盾且至今尚无法解决的问题。久而久之,很多教师对于“化学”概念定义的教学大多是浮光掠影,行色匆匆,故而对“化学”概念定义及其教学问题皆缺乏深入探讨、研究的兴趣和动力,对其中的许多问题都不甚了了。因此,当发现新课标的“化学”概念定义采用新表述时,顿感困惑与不解:“化学”概念定义难道能变来变去吗?新课标为何要采用“化学”概念定义的新表述?它比原课标的表述好在哪里?其实,这些问题也是我们在解读新课标中应该解决的。
二、“化学”概念定义表述的多样性
概念是人们在感性认知的基础上形成的意识,是反映事物本质特征的一种思维形式,是构成判断和推理的要素。因此,概念既是人们认知事物的总结,又是认知事物的工具。为了使人们能够正确地运用概念,必须对概念的内涵和外延加以规约,即运用简明的词语对概念的本质特征进行表述,从而形成概念定义。显然,概念所反映事物的本质特征是固有的、客观存在的,但是,概念定义表述所选用的词语及其所表达的、倾向的思维、意识却无法超越人们主观因素的影响。因此对于同一概念往往据其运用的环境条件、预期目标、价值取向等的差异,而采用不尽相同的词语进行表述。由此,产生了概念定义表述多样性的现象。
概念定义表述多样性现象在基础教育各门课程中都普遍地存在着。对于学生来说,许多概念的学习认识与理解运用不是毕其功于一役,而要随着课程的进展不断发展、不断深化,在更高水平、更复杂情景中理解、运用概念。此谓概念学习的发展性与阶段性,是基础教育课程中概念教学的重要特征之一。像初中化学课程中的酸、碱、氧化、还原等一些基本概念,在课程进展的不同阶段会有不尽相同的概念定义,且一般是从感性定义(发生定义)向理性定义逐步发展、不断深化的。其目的是使认知概念的学习更加符合学生认知的发展规律,以促进学生更加有效地学习概念、理解概念和运用概念。否则,拔苗助长,欲速而不达。
在初中化学课程中,“化学”概念定义的表述问题不至于对学生学习课程产生直接影响,也没有发展性的设计。但是,这并不排除根据课程的基本理念、认知视野、价值追求的新变化和化学科学的新进展,以及经济、社会发展的新需求,而对“化学”概念定义给予新表述。其实“化学”概念定义表述的多样性早已是不争的事实,只是有些教师对此缺乏了解,未曾思索,故而对“化学”概念定义的新表述颇感突兀、困惑。为了更加确证“化学”概念定义表述的多样性,现将我国中学化学课程指导性文件、教材和大学无机化学教材中若干有代表性的“化学”定义列于表1,作为佐证。
比较表1所列“化学”概念定义的不同表述,至少可以获得以下的重要信息:(1)在反映化学本质特征的前提下,“化学”概念定义可根据主观的价值追求与判断(甚至包括政治情势的影响)进行不尽相同的表述;(2)“研究物质的组成、结构、性质……”(这里使用“性质”比“性能”似更准确,因“性能”的释义为“性质和功能”,而“功能”更准确地应归于“应用”范畴),是“化学”本质特征的核心,是“化学”概念定义各种表述中都不可或缺的、几乎恒定的词语;(3)新课标采用与2003年版高中课标“化学”概念定义趋于基本一致的表述,有助于消除二者过大的差异,为初、高中化学课程的顺畅衔接提供便利,更重要的是新课标的表述更有助于揭示化学科学的本质,更有助于学生理解“化学”概念。
三、“化学”概念定义新表述的解读
新课标对“化学”概念定义采用了有别于原课标的新表述(详见表1)。在学习、研究新课标中,我们很有必要探求“化学”概念定义舍弃原表述而采用新表述的缘由,解读新表述所蕴涵的新意。
(一)新表述对化学的学科归属定位更加精准
新表述将化学归属于“基础自然科学”,有别于原表述的归属于“自然科学”。尽管二者的概念内涵相同,但概念外延有异。基础自然科学(简称基础科学)是“研究自然现象和物质运动基本规律的科学”[11],它只包含数学、物理学、化学、生物学、地理学和天文学等六大一级学科;而自然科学则是“研究自然界各种物质和现象的科学”[12],它包括基础科学的一级学科及其二级、三级学科等(如,化学――物理化学――化学热力学,化学――有机化学――有机高分子化学,就是化学的一、二、三级学科)其概念外延更加宽泛。因此,将化学归属于“基础自然科学”而非“自然科学”不仅是用词上更加精准,更为重要的是突出了化学在自然科学中的基础性地位。
(二)新表述对化学研究物质的层次更加明确
新表述中“化学是在原子、分子水平上研究物质的……”明确地表明了化学所研究物质的层次,而原课标的表述并未涉及化学研究物质的层次问题。在“化学”概念定义中明确化学研究物质的层次,能更清晰地体现化学的本质特征、反映化学问题发展现状与趋势。研读表1资料还不难发现:从本世纪初开始,“化学”概念定义尽管仍有不尽相同的表述,但都不约而同地明确了化学研究物质的层次。这反映了化学科学自20世纪后期开始从宏观向微观研究发展的重要趋势(同时还有从定性向定量研究、从静态向动态研究的发展趋势)。当今,化学现象的解析、化学理论的创立、化学问题的解决、化学物质的创造等大都是在原子、分子水平上进行的。这是现代化学区别于传统化学的重要标志。
(三)新表述对化学研究对象、目标的描述更加简明
新表述对化学研究对象、目标的描述为“化学是……研究物质的组成、结构、性质及其应用,其特征是研究物质和创造物质”,而原课标的表述则为“它(指化学)侧重研究物质的组成、结构和性能的关系,以及物质转化的规律和调控手段”。显而易见,新表述的科学性、概括性和逻辑性都更胜一筹。其中,新表述中隐蔽了“规律”一词,这是因为化学作为一门科学,其研究“规律”已不言而喻地含蕴其中,毋庸赘言;新表述中使用“应用”一词的含义非常丰富,既包含物质的组成、结构、性质之间的相互关系,执果索因、依因导果都是“应用”,更包含从物质的组成、结构、性质去研究物质转化的规律和调控手段;新表述中强调“其(指化学)特征是研究物质和创造物质”,是对化学科学、化学研究本质特征的鲜明突显,是对化学课程实施素质教育、培养学生创新精神、科学素养的明确引导,是对化学课程核心价值观的精辟概括。
新课标的“其特征是研究物质和创造物质”与高中课标的“其特征是研究分子和创造分子”都是对化学本质特征及研究目标极为精炼的表述。二者虽有视角上的宏观、微观之别,但无实质性差异。因为,由原子组成的“分子”(应作广义理解)是组成化学物质并能保持该物质全部化学性质的微观基本单元(或称微粒)。因此,研究和创造“物质”的实质就是研究和创造“分子”。值得注意的是,“物质”是一个内涵非常宽泛的概念,其在“化学”概念定义中是指化学物质(不含场物质),包括自然界存在的和人工合成的天然物质(分子),还包括通过人工合成而创造的自然界不存在的物质(分子)。依据学生的知识基础和认知水平,新课标表述化学特征采用“物质”要比“分子”更易被初中生所接受。这是新课标对“化学”概念定义表述的创新。
结语
新课标采用“化学”概念定义的新表述,反映了对化学(现代化学)的新认识,对化学课程教育的新要求,体现了初中化学课程标准与时俱进、不断创新的新追求。对于“化学”概念定义的教学应切实从学生实际出发,将其贯穿、渗透于初中化学教学的全过程之中,充分发挥其提升教师教育水平、促进学生学好化学与提高科学素养的作用。新课标中还有许多新表述、新提法、新措施、新思想,需要我们深入地研究、领会并创造性地实践,以更加高效地实现化学课程目标与价值。
参考文献:
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[3]中华人民共和国国家教育委员会.全日制中学化学教学大纲[S].北京:人民教育出版社,1986.
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[5]人民教育出版社化学室.九年义务教育三年制初级中学教科书・化学(全一册)[M].北京:人民教育出版社,2001.
[6]中华人民共和国教育部.全日制义务教育化学课程标准(实验稿)[S].北京:北京师范大学出版社,2001.
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[10]中华人民共和国教育部.义务教育化学课程标准(2011年版)[S].北京:北京师范大学出版社,2012.
论文摘要:公路工程地质勘察报告是公路路基、构筑物设计和施工的重要依据。报告要充分搜集利用相关的工程地质资料,做到内容齐全,论据充足,重点突出,正确评价公路构筑物的场地条件、地基岩土条件和特殊问题,为公路工程设计和施工提供合理适用的建议。
公路工程地质勘察报告是公路工程地质勘察的最终成果,是公路路基及构筑物地基基础设计和施工的重要依据。报告是否正确反映工程地质条件和岩土工程特点,关系到工程设计和施工能否安全可靠、措施得当、经济合理。当然,不同的工程项目,不同的勘察阶段,报告反映的内容和侧重有所不同。下面谈一谈有关公路工程地质勘察报告的编写工作。
一、公路工程地质勘察内容
1.路线工程地质勘察。主要查明与路线方案及路线布设有关的地质问题。选择地质条件相对良好的路线方案,在地形、地质条件复杂的地段,重点调查对路线方案与路线布设起控制作用的地质问题,确定路线的合理布设。
2.路基、路面工程地质勘察。在初勘、定测阶段,根据选定的路线位置,对中线两侧一定范围的地带,进行详细的工程地质勘察,为路基路面的设计与施工提供工程地质和水文地质资料。
3.桥涵工程地质勘察。按初勘、详勘阶段的不同深度要求,进行相应的工程地质勘察,为桥涵的基础设计提供地质资料。一是对各比较方案进行调查,配合路线、桥梁专业人员,选择地质条件比较好的桥位;二是对选定的桥位进行详细的工程地质勘察,为桥梁及其附属工程的设计和施工提供所需要的地质资料。
4.隧道工程地质勘察。隧道多是路线布设的控制点且影响路线方案的选择。通常包括两项内容:一是隧道方案与位置的选择,包括隧道与展线或明挖的比较;二是隧道洞口与洞身的勘察。
5.天然筑路材料工程地质勘察。筑路材料勘察的任务是充分发掘、改造和就近利用沿线的一切材料对分布在沿线的天然筑路材料和工业废料,按初勘和详勘阶段的不同深度进行勘察,为公路设计提供筑路材料的资料。
二、报告的编制程序
1.外业实物工作量的汇集、检查和统计。此项工作应于外业结束后即进行。首先应检查各项资料是否齐全,特别是试验资料是否出全,同时可编制测量成果表、勘察工作量统计表和勘探点(钻孔)工程地质平面图。
2.对照原位测试和土工试验资料,校正现场地质编录。这是一项很重要的工作,但往往被忽视,从而出现野外定名与试验资料相矛盾,鉴定砂土的状态与原位测试和试验资料相矛盾。
3.对整个报告进行框架结构规划。由于公路工程地质有其特殊性,属于多专业合作工程。因此,对整个报告提前进行整体框架结构规划是十分必要的。
4.编绘钻孔工程地质综合柱状图。柱状图中标明各层的地质年代、成因类型、承载力基本容许值、摩阻力标准值和地下水位及地质描述。
5.划分岩土工程地质层,编制分层统计表,进行数理统计。地基岩土的分层恰当与否,直接关系到评价的正确性和准确性。因此,此项工作必须按地质年代、成因类型、岩性、状态、风化程度、物理力学特征来综合考虑,正确地划分每一个单元的岩土层。另外应注意,工程地质层的划分,不是越细越好,当然也不是越粗越好,除了遵循一般的划分原则之外,还应结合工程对象进行划分。在正确划分出工程地质层后,编制分层统计表。最后,进行分层试验资料的数理统计,查算分层承载力。
6.编绘工程地质纵断面图和其他专门图件。公路工程地质纵断面图是公路工程地质勘察报告的重要组成部分,对公路工程的设计和施工有着重要意义。
7.编写工点工程地质勘察报告。按以上顺序进行工作可减少重复,提高效率;避免差错,保证质量。
8.编写全线工程地质总说明书。总说明书是报告的核心框架,它全面地分析了整条路线的工程特征,是设计人员掌握全线地质情况的指南。
三、全线工程地质总说明书论述的主要内容
一个完整的全线工程地质总说明书应由下面几部分组成:
1.前言:要叙述工程概况、勘察的目的和任务,勘察依据、勘察的方法和完成的工作量。本部分重点要注意的是:公路的等级,勘察所属阶段,编制报告所使用的规范、规程一定要保证是现行版本,已经废弃的规范不能作为勘察依据。
2.工程地质条件:自然地理、气象和水文条件、地形地貌、区域地质构造、区域地层岩性、工程地质分区。地震活动性和抗震设计主要参数、沿线不良地质和特殊性岩土问题、水文地质特征。
3.岩土的主要物理力学指标:本部分主要是把整条路线的岩土参数,按照岩土形成时间、成因及性质进行数据分类统计分析,然后依据分析结果对各类岩土进行概括性评价。
4.工程地质评价:包括勘区稳定性和适宜性的评价、重点工点工程地质评价和路线方案评价。对于路线方案的比较,主要根据各路线方案所经地区的地质情况的差异进行比较分析,最终推荐出地质情况相对较好的路线方案。
5.沿线天然筑路材料:取土场要依据有关规范的要求,根据土料强度cbr、含水率w、液限wp、塑性指数ip等参数对料场质量进行评述。
6.结论及建议:结论是勘察报告的精华,一般包括以下几点:(1)区域地质构造单元、地震参数和建筑适宜性的评价;(2)勘区不良地质、特殊性岩土的分布及地质灾害对工程影响的大小;(3)重要构筑物的地基情况、基础形式及其他处理措施;(4)勘区内的地下水及地表水的腐蚀性评价;(5)路线方案的评选;(6)其他需要专门说明的问题。
7.附表及附图:全线工程地质总说明书的附表和附图主要包括:完成工程量一览表、地震液化判别计算表、水质评价表、水质分析报告、路基分段说明表、不良地质地段表、区域地质构造图、路线工程地质平面图、路线工程地质纵断面图、取土场工程地质柱状图、路基工程地质柱状图等。
四、工点工程地质勘察报告的内容
应根据任务要求、勘察阶段、地质条件、工程特点等具体情况确定,主要包括以下内容:
1.拟建工程概述,介绍拟建构筑物的地理位置、中心里程和规模。
2.勘察方法和勘察任务布置,介绍本工点所使用的勘察手段及布设工作量的多少。
3.地质地貌概况,应从以下三个方面加以论述:(1)地质结构。主要阐述的内容是:地层(岩石)、岩性、厚度;构造形迹,路线所经地区的构造状况,构造与线路关系及影响程度;岩层中节理、裂隙发育情况和风化、破碎程度;(2)地貌。包括勘察场地的地貌部位、主要形态、次一级地貌单元划分;(3)不良地质现象。包括勘察场地及其周围有无滑坡、崩塌、塌陷、潜蚀、冲沟、地裂缝等不良地质现象。
4.地基岩土分层及其物理力学性质,这一部分是工点工程地质勘察报告着重论述的问题,为工程地质评价、基础类型和地基处理方案建议提供基础数据。下面介绍分层的原则和分层叙述的内容:
(1)分层原则。土层按地质时代、成因类型、岩性、状态和物理力学性质划分;岩层按岩性、风化程度、物理力学性质划分。厚度小、分布局限的可作夹层处理,厚度小而反复出现可作互层处理。
(2)分层编号方法。常见三种编号法:第一,从上至下连续编号,即①、②、③……层;第二,土层、岩层分别连续编号,如土层ⅰ-1、ⅰ-2、ⅰ-3……岩层ⅱ-1、ⅱ-2、ⅱ-3……第三,按土、石大类和土层成因类型分别编号。如某工地填土1;冲积黏土2-1、冲积粉质黏土2-2,冲积细砂2-3;残积可塑状粉质黏土3-1、残积硬塑状粉质黏土3-2;强风化花岗岩4-1,中风化花岗岩4-2,微风花岗岩4-3。目前,大多数分层是采用第一种方法,并已逐步地加以完善。总之,地基岩土分层编号、编排方法应根据勘察的实际情况,以简单明了,叙述方便为原则。
(3)分层叙述内容。对每一层岩土,要叙述如下的内容:
分布:通常有“普遍”、“较普遍”、“广泛”、“较广泛”、“局限”、“仅见于”等用语。
埋藏条件:包括层顶埋藏深度、标高、厚度。
岩性和状态:土层,要叙述颜色、成分、饱和度、稠度、密实度、分选性等;岩层,要叙述颜色、矿物成分、结构、构造、节理裂隙发育情况、风化程度、岩心完整程度;裂隙的发育情况,要描述裂隙的产状、密度、张闭性质、充填情况;关于岩心的完整程度,除区分完整、较完整、较破碎、破碎和极破碎外,还应描述岩心的形状,即区分出长柱状、短柱状、饼状、碎块状等。
取样和试验数据:应叙述取样个数、主要物理力学性质指标。对叙述的每一物理力学指标,应有最大值、最小值、平均值和经数理统计后的修正值。
原位测试情况:包括试验类别、次数和主要数据。也应叙述其最大值、最小值、平均值和经数理统计后的修正值。
承载力:据土工试验资料和原位测试资料分别查算承载力基本容许值和摩阻力标准值。
5.地下水简述:地下水是决定场地工程地质条件的重要因素。报告中一般涉及有关地下水的参数有:(1)地下水埋藏条件:是孔隙水,或是裂隙水,或是岩溶水;是承压水,或是潜水,或是滞水,或是层间水,含水岩组的岩性,渗透性大小空间分布特征。(2)地下水的动态:水位水量随年度、季节等时段的变化规律和幅度大小,水质变化情况,径流方向的变化。(3)补径排条件:补给区在哪,补给量多大,补给范围多大;径流区在哪,径流量多大,径流方向如何;排泄区在哪,排汇量多少。(4)水质特征:一般性指标,腐蚀性指标,特殊指标(如矿泉水)。
6.场地稳定性和适宜性的评价:场地稳定性评价主要是选址和初勘阶段的任务。应从以下几个方面加以论述:(1)场地所处的地质构造部位,有无活动断层通过,附近有无发震断层;(2)地震基本烈度,地震动峰值加速度;(3)场地所在地貌部位,地形平缓程度,是否临江河湖海,或临近陡崖深谷;(4)场地及其附近有无不良地质现象,其发展趋势如何;(5)地层产状,节理裂隙产状,地基土中有无软弱层或可液化砂土;(6)地下水对基础有无不良影响。报告对场地稳定性作出评价的同时,应对不良地质作用的防治,增强建筑物稳定性方面的措施提供建议。
7.其他专门要求,论述的问题对于设计部门提出的一些专门问题,报告应予以论述。
8.结论与建议。一般来说,上列概述、地基岩土分层及其物理力学性质、地下水简述和结论与建议等四项,是每个勘察报告必须叙述的内容。总之,要根据勘察项目的实际情况,尽量做到报告内容齐全、重点突出、条理通顺、文字简练、论据充实、结论明确、简明扼要、合理适用。
9.对于公路工程中的收费站及服务区的勘察及报告编写,属于工业与民用建筑范畴,要依据现行版的《岩土工程勘察规范》、《建筑地基基础设计规范》、《建筑地震设计规范》和其他相关规范。
五、工程地质图表编制要点
1.综合工程地质平面图,在总说明中的附图,要求提纲契领,应纲要性标出各种工程地质现象,或可作专门图件,不能图省事以“路线工程地质平面图”来替代“综合工程地质平面图”。
2.勘探点平面布置图,勘探点平面布置图是在地形图上标明工程构筑物、各勘探点、各现场原位测试点以及勘探剖面线的位置,并注明各勘探点、原位测试点的坐标及高程。该图应在较大比例尺的工程地质图上进行编制,地形地貌复杂时应专门作测绘工作。
3.钻孔柱状图,反映场地的地层变化情况,在图上应标明地层代号、岩土分层序号、层底深度、层底标高、层厚、地质柱状图、钻孔结构、岩心采取率、岩土取样深度和样号、原位测试深度和相关数据。在柱状图的上方,应标明钻孔编号、里程、坐标、孔口标高、地下水静止水位埋深、施工日期等。柱状图比例尺一般采用整比例,如1∶100或1∶150。
4.工程地质剖面图,此图是作为地基基础设计的主要图件。其质量好坏的关键在于:剖面线的布设是否恰当;地基岩土分层是否正确;分层界线,尤其是透镜体层、岩性渐变线的勾连是否合理;剖面线纵横比例尺的选择是否恰当。理论上剖面比例尺的选择,应尽量使纵、横比例尺一致或相差不大,以便真实反映地层产状,但由于公路工程中的构筑物一般呈条带状,如大中桥等,致使纵、横比例尺一般相差较大,一般横比例尺采用(1∶2000),受报告篇幅影响,纵比例尺一般采用(1∶200)~(1∶500),具体比例要按钻孔的深度而定。在剖面图上,必须标上剖面线号,如6-6′或f-f′。剖面中各孔柱,应标明分层深度、钻孔孔深和岩性花纹,以及岩土取样位置及原位测试位置和相关数据。在剖面图旁侧,应用垂直线比例尺标注标高,孔口高程须与标注的标高一致。剖面上邻孔间的距离用数字写明,并附上岩性图例。
5.土工试验成果表,主要有抗剪强度曲线、压缩曲线等,一般由土工试验室提供。
6.现场原位测试图件,包括载荷试验、标准贯入试验、重型动力触探试验、十字板剪切试验等的成果图件。
7.桩基力学参数表,如果建议采用桩基础,应按选用的桩型列出分层桩周摩擦力,并考虑桩的入土深度确定桩端土承载力。除上述附表之外。有的分层复杂时,应编制地基岩土划分及其埋藏条件表。
8.其他专门图件,对于特殊地质条件及专门性工程,根据各自的特殊需要,绘制相应的专门图件等。
六、结语
本文简单介绍了公路工程地质勘察报告的编制方法,由于公路工程的勘察阶段较多,线路工程所跨越的地质单元繁杂,一般每个工程对报告的编制都会有特殊的要求,因此本文很难将各种情况一一尽述,更详尽的内容,有待于进一步论述。
参考文献
[1]公路工程地质勘察规范(jtj064-98)[s].
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