工程地质学的研究方法是与它的研究内容相适应的，主要有自然历史分析法、数学力学分析法、模型模拟试验法和工程地质类比法等。

（1）自然历史分析法。自然历史分析法是工程地质学最基本的一种研究方法。工程地质学所研究的对象——地质体和各种地质现象，是自然地质历史过程中形成的，而且随着所处条件的变化，还在不断地发展演化着。所以对动力地质作用或建筑场地进行工程地质研究时，首先要做好基础地质工作，查明自然地质条件和各种地质现象，以及它们之间的关系，预测其发展演化的趋势。只有这样，才能真正查明研究地区的工程地质条件，并作为进一步研究工程地质问题的基础。

例如，研究坝基抗滑稳定性问题时，首先必须查明坝基岩体的地层岩性特点、地质结构及地下水活动条件，尤其要注意研究软弱泥化夹层的存在和岩体中其他各种破裂结构面的分布及其组合关系，找出可能的滑移面和切割面以及它们与工程作用力的关系，研究滑移面的工程地质习性，以作为进一步研究坝基抗滑稳定性的基础。

然而，仅有地质学的方法是不能完全满足工程地质评价要求的，因为它终究属于定性研究的范畴。要深入研究某一工程地质问题时，还必须采用定量研究的方法。数学力学分析法、模型模拟试验法即是定量研究的方法。

（2）数学力学分析法。数学力学分析法是在自然历史分析的基础上开展的。对某一工程地质问题或工程动力地质现象，根据所确定的边界条件和计算参数，运用理论公式或经验公式进行定量计算。例如在斜坡稳定性计算中通常采用的刚体极限平衡理论法，就是在假定斜坡岩土体为刚体的前提下，将各种作用力以滑动力和抗滑力的形式集中作用于可能的滑移破坏面上，求出该面上的稳定性系数，作为定量评价的依据。为了搞清边界条件和合理地选用各项计算参数，就需要进行工程地质勘探、试验，有时需要耗费巨大的资金和人力。所以除大型或重要的建筑物外，一般建筑物往往采用经验数据类比进行计算。

由于自然地质条件比较复杂，在计算时常需要把条件适当简化，并将空间问题简化为平面问题来处理。一般的情况是，先建立地质模型，随后抽象为力学、数学模型，代入各项计算参数进行计算。当前由于现代计算技术的发展，各种数学、力学计算模型越来越多地应用于工程地质领域中。(www.daowen.com)

（3）模型模拟试验法。模型模拟试验法在工程地质研究中也常被采用，它可以帮助我们探索自然地质作用的规律，揭示工程动力地质作用或工程地质问题产生的力学机制、发展演化的全过程，以便我们作出正确的工程地质评价。有些自然规律或建筑物与地质环境相互作用的关系可以用简单的数学表达式来表示；而有些数学表达式则十分复杂而难解，甚至因不易发现其作用的规律而无法用数学表达式来表示，此时模型模拟试验就十分有效。

模型试验与模拟试验的区别在于试验所依据的基础规律是否与实际作用的基础规律一致。例如用渗流槽进行坝基渗漏试验，属于模型试验，因为试验所依据的是达西定律，与实际控制坝基渗漏的基础规律相同。若用电网络法进行这种试验，则属于模拟试验，因为试验是以电学中的欧姆定律为依据的；欧姆定律与达西定律形式上虽然相似，而本质则根本不同。

（4）工程地质类比法。工程地质类比法是另一种常用的工程地质研究方法，可用于定性评价，也可作半定量评价。它是将已建建筑物工程地质问题的评价经验运用到自然地质条件大致相同的拟建的同类建筑物中去。显然，这种方法的基础是相似性，即自然地质条件、建筑物的工作方式、所预测的工程地质问题都应大致相同或近似。它往往受研究者的经验所限制。由于自然地质条件等不可能完全相同，类比时又往往把条件加以简化，所以这种方法是较为粗略的，一般适用于小型工程或初步评价。

上述4种研究方法各有特点，应互为补充，综合应用。其中自然历史分析法是最重要和最根本的研究方法，是其他研究方法的基础。