人类认识自然和改造自然阶段

工程建设阶段，从人与自然的关系来看，人处于主动地位，自然处于被动地位，是人类认识和改造自然的过程。我们为了生存的需要，会进行大量的工程建设：工业化和城市化的进程会加速建筑业的发展，进而征用更多的土地，但并非所有的土地都是适合修建高层建筑，因此需要地质工程师进行严格的地质调查，并提出合理的地基加固方案，使得地基能够承载上层建筑带来的竖向压力而不至于发生塌陷和不均匀沉降。同时，社会的发展必定会增加地域之间的交流，交通运输系统的发展不可或缺，一条交通路线（铁路或者公路）的整个生命历程包括选线、施工、运营、维护、返修和升级（如普通铁路线改为高铁线等）等阶段，每一个阶段都是人类与自然相博弈的结果。所以，工程建设阶段是人类主动对自然不断改造，以此来实现人类的利益的过程。

人类对自然的改造要以顺应自然规律为前提，这是建立在人类对自然有一定的认识的基础上的，在工程实践中，地质工程师正是扮演着人类认识自然的桥梁这一角色。工程建设需要详细的区域地质调查资料，主要包括地形地貌、地层岩性、地质构造、水文条件、不良地质、岩土体物理力学性质以及天然建筑材料等，其本质是人类认识自然的过程，更是一个从形象思维上升到理性思维的过程，地质工程师会根据不同的地基承载力、地下水腐蚀性、边坡稳定性等信息对拟建工程提供详细的设计和施工建议，以确保工程过程的安全高效，同时减小工程建成后由于工程设计或施工遗留问题而产生的安全事故的发生率。例如，在道路工程中，如果对路堤边坡的稳定性进行详细的地质调查，进行合理的防护措施设计和施工，就能减少崩塌或滑坡等地质灾害的发生率，进而减少道路安全事故的发生率，实现人与自然的和谐发展。但是由于人类本身工程技术水平的限制，人类在工程实践活动中对自然的改造是一个由小到大、由粗犷到细微、由定性到定量转变的过程。

不同的工程活动对地球表面环境的改造模式不尽相同，比如在铁路或公路修建过程中，遇到设计标高不同于实地高程时，会进行挖方、填方或人工削坡等工程活动，改变原始自然环境的地形地貌；在道路修建过程中，遇到盐渍土或膨胀土、软土等特殊土，所用的工程方法或换填或加固，此为改变其原有的地层岩性；一条铁路线以隧道形式通过一座大山，隧道的开挖能够改变山体内部原有的应力环境甚至渗流环境；水电站（尤其是大型和梯级水电站）的修建不仅会影响到水库所在区的原始地质环境，其影响还会扩大到整个河流流域，但其蓄水灌溉和发电功能则会给人类带来巨大的福利。