水利工程地质学范文

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关键词：学分制；工程地质学；实验教学体系；改革

中图分类号：G642文献标识码：A文章编号：1006-4311（2012）08-0238-02

0引言

目前，为了适应社会对创新型人才的迫切需求[1,2]，调整培养方案，采用学分制，势在必行。众所周知，学分制教育模式以选课为核心，教师指导为辅助，通过绩点和学分来衡量学生学习效果，与班建制、导师制合称三大教育模式。学分制于19世纪末首创于美国哈弗大学[3]，目前学分制已在国内高校全面推行。工程地质学是土木工程、水利工程、地质工程等专业的专业基础课，实践性较强，实验、实习所占比重较大。积极主动探索学分制下工程地质学实验教学问题，具有重要现实意义。

1目前《工程地质学》教学存在的问题

经过对国内20余所高校土木工程、水利工程、地质工程等专业的《工程地质学》实验教学调研，可将目前《工程地质学》教学存在的问题归结为三方面：

1.1 实验教学资源投入严重不足教学资源投入问题是各高校普遍面临的突出问题, 实验教学涉及问题主要有两个方面：其一是实验设备和场地。随着高校的扩展，对实验设备和场地的需求量很大，需要投入的经费较多，在有限的实验时间，学生人数与台套数完全不成比例；即使购回了仪器，又没有实验场地，以至于部分实验项目无法开设，如重庆市某交通类高校的工程地质学实验课拟开设学生矿物岩石镜下实验，需要学生自己动手掌握切片、磨片、观察全过程，但是由于没有底楼的房间，该实验迄今尚未开出；工程地质学钻探实验也由于没有场地和设备而从未开设。其二是学校对实验室教师的激励问题。尽管培养人才是教师的天职，但在各方面调动教师的积极性对教学质量的提高有显著影响[5]，如成都某交通类高校的实验室老师执行的是岗位职，教师在实验室上课的多少跟待遇无关，只跟职称有关，缺乏相应的激励机制，教师多开课程、学生选修人数多等没有得到相应的奖励，虽然学校提倡多开展设计型、综合型和创新型等实验项目,提倡开放性实验，甚至每学期学校都要检查开展情况，但教师没有多承担教学工作量的积极性，同时认为实验室老师是教辅人员，不鼓励教师继续深造，导致很多老师缺乏责任感，知识陈旧，根本不关心理论课教材、学生所属专业，实验教学效果较差。

1.2 实验教学方式死板、时间不灵活工程地质学是一门实践性很强的自然科学，学生仅通过学习书本上的概念、理论，不进行一定的实践，是很难理解很多工程地质学现象的，目前大多数院校的工程地质学室内实验是在教师已准备好的特定条件下，让学生进行已知的造岩矿物与岩浆岩、沉积岩和变质岩的肉眼观察，以观察为主，这种“牵着走”的教学方法容易让学生产生实验简单的错觉[2]，结果学生自己思考得很少，少数学生实验时不动脑、不动手、依赖性强。老师的教与学生的学方法单一，不利于学生创新能力的培养；有的高校由于种种原因采用工程地质学集中实验，理论教学与实验教学严重脱节，导致学生学习困难和缺乏兴趣。目前,多数高校的工程地质学实验课实行部分开放作为试点探讨，若实验室不实行开放式实验教学,很难推动高校学分制教学体制改革,很难激发学生的学习热诚，很难培养出学生的创新能力。

1.3 实验教学内容不符合知识的逻辑性工程地质学是一门理论性和实验性很强的专业基础课。在推行学分制下，现行强调“厚基础，薄专业”的课程设置指导思想中，专业课所分配学时数已大幅减少。大多数院校的工程地质学学分少，实验课时少，实验内容陈旧，造岩矿物与三大类岩石的识别，靠一些简单的工具,通过肉眼识别，不便于地质学基本理论的掌握，如沉积岩中的胶结物的类型,岩浆岩中的晶体与非晶体，等粒与斑状结构等区分，靠肉眼鉴别很难，还有地质构造的分析与地质图的分析、地质剖面的绘制等部分，如不通过综合强化训练，很难达到学生创新能力的培养。

2学分制下《工程地质学》实验教学模式

2.1 实验教学管理模式的人性化学校要有激励实验教师的政策，鼓励教师热爱本职工作，善于钻研业务，采用坐班制；工程地质学实验教学管理要具有自动化特点，要有专门工程地质学实验教学中心的网站，把要开设的工程地质学实验课程的时间、教师、教室及时挂在网上，让学生根据自己时间采用网上预约，便于控制学生来上实验课的人数，实验室实现全天后开放，对少数学生希望在学一遍也是允许的，欢迎学生走进实验室，自己动手，与老师探讨问题，激发学生的学习热情，使学生觉得喜欢工程地质学实验课。

2.2 教学内容的全面性和创新性为了适应工科学生创新性人才的培养，以创新型人才培养的系统工程方法论为指导思想[1]，将重心调整到重视学生创新能力上来。工程地质学实验内容要涵盖既要常见的矿物岩石和岩石识别鉴定，又要有综合技能的培养如地质平面图分析、图切地质剖面、使用地质罗盘仪测定沉积岩产状等，据此将课程实验教学内容进行优化调整（表1），室内实验学时数增加到16学时，其中验证型实验由原来的70%降低为43.75%，综合型和设计型实验增加到56.25%。

2.3 实验时间的灵活性学分制下教学要突出学生选课和上课的灵活性，实验课采用网上预约，实验室公布提前在网上公布上课的内容、教师和地点。要协调好学生人数，一个实验项目人数不能超过30人。部分学生对难度大的实验内容或学生对实验内容兴趣较浓的内容可以重复预约实验，培养学生创新思维和主观能动性。

2.4 教学方式的引导性和多样性教学要分层次教学，不能一味强调以教师为主体，重心调整为以学生为主体，重在培养学生的动手能力，充分发挥实验教师的引导作用。每次实验课前教师提出实验要求，引导学生预习，下次上课前应考核，给定成绩，不合格者劝其准备好了再来。验证性实验也要组织有序，将室内实验教学分三个阶段进行，以矿物岩石学习为例：

第一阶段：为了满足学生的好奇心，给学生一定的时间用于观察各类标本模型，让学生带有好奇心进行学习，喜欢工程地质实验。

第二阶段：让学生从专业角度去对每一种岩石矿物标本进行特性分析。

第三阶段：列出典型、常见的矿物，要求学生在规定时间内完成其特征描述，指出必须掌握的常见的造岩矿物，为后面掌握三大类岩石的实验打基础，如常见的岩浆岩的造岩矿物，沉积岩的造岩矿物、变质岩的造岩矿物，归类总结，经思考达到更进一步的掌握。

为了检验学生学习效果，实验室教师可以把常见的造岩矿物和三大类岩石放在一起编上号，让学生随机抽查号码来鉴定常见的造岩矿物和岩石，并计入最总的考核成绩。

还可通过讨论的方式加深学生对工程地质学理论内容的理解，提高学生自行设计实验方案，这种“指着走”的教学方法利于激发学生学习的主动性和积极性，开拓学生的思维和提高学生的洞察力培养学生树立严肃认真和实事求是的学风。

2.5 考核方式的系统性对学生的考核要全面，分为预习情况占10%，上课签到占10%，现场随机抽查的矿物岩石鉴定成绩占10%，每位学生在规定的时间内提交一份包括所有实验内容的综合实验报告成绩占70%，最后得到的实验成绩应为按比例组成的总成绩。

3结论

3.1 为了适应当前高等学校创新型人才培养需求，学分制下《工程地质学》实验教学优化改革势在必行。

3.2 目前高校土木工程、水利工程、地质工程等专业的《工程地质学》实验教学存在实验教学资源投入严重不足、实验教学方式死板、时间不灵活、教学内容安排不符合知识的逻辑性等问题。

3.3 从实验教学管理模式的人性化、教学内容全面性和创新性、实验时间的灵活性、教学方式的引导性和多样性、考核方式的系统性等方面，提出了学分制下《工程地质学》实验教学模式。

参考文献：

[1]陈洪凯，唐红梅.高校工科专业创新型人才培养的系统工程方法论.价值工程，2010，29（总第205期）：189-190.

[2]刘勇健.工程地质学学教学与创新人才培养的探讨.高等建筑教育，2005，14（4）：25-27.

[3]叶四桥，陈洪凯，唐红梅.面向卓越工程师的工程地质学实习教学改革研究.当代教育理论与实践，2011，3（4）：104-106.

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[关键词]水工环 勘察工作 难点 对策

[中图分类号] P641.69 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-8-184-1

近几年来我国的经济进入了高速的发展期，各地水利工程也得到了蓬勃的发展，水工环地质勘察是地学研究的重要组成部分，主要包括水文地质，工程地质，环境地质。在研究内容上也有所不同，工程地质学研究对象是岩土工程地质性质、工程动力地质作用、工程地质勘察理论和技术方法、区域工程地质和环境工程地质；水文地质学的研究对象是水资源，通过对水资源的形成、运动、分布规律的研究，从而对水资源进行充分地开发和利用；环境地质学的研究对象是生态环境、地质灾害、环境地质问题等。由于所研究对象都与人类的生存和发展息息相关，这一点表明水工环各部分的研究之间是有关联的，虽然说研究对象和研究方法是不相同的，但是它们的依据基础都是以研究水土为基础。因此，水土环地质勘察工作的可持续发展是保障人类生存和发展的重要因素，它担负着改造人类生存环境，提高生活质量的艰巨任务。

1水工环地质研究现状概述

水工环地质研究现状概述分为以下几个方面：①水文地质研究现状：近年来在水文地质学领域不断研究新的理论、新的技术、新的方法，在实际应用过程中推动了水文地质学的发展。主要表现为基本概念与基本理念得到了很大程度上的转变，先是从用模型进行模拟研究，再到成果展示的数字化，由原来的定性分析转变成定量研究，新阶段的突破是水文地质学研究的一大进步。另外随着现代科技的不断研发，在水文地质勘察工作过程中提高了野外探测和室内测试技术，因此在水文地质学中综合运用这些新理论，新技术，新方法极大的促进了水文地质学的发展。②工程地质研究现状：工程地质学诞生在20世纪20年代，经过长时间的摸索发展，不断的完善，现今已经有了坚实的理论基础，研究内容充实，同时与工程建设和人类的生活有着密不可分的联系，且具有各分支学科，是应用性很强的地学学科，并且借鉴国外的先进理论和技术方法，总结出了适合自己运用的新理论，形成了具有中国特色的工程地质学理论体系。③环境地质研究现状：目前我国生态环境破坏严重，自然灾害又屡发不止，成为了影响人类生存的重要因素。而现今要想保障水工环地质的可持续发展，解决环境地质问题是必然的。而且生态环境的保护又离不开环境地质工作，因此必须重视环境地质工作，把环境地质勘察工作放在首位，促进水工环的可持续发展。

2水工环地质勘察工作存在的难点

虽然水工环地质工作促进了我国经济的发展，提高了人们的生活水平，但是还需要不断的加强国民经济和社会发展的关系，为国民经济和社会发展提供更全面的服务。目前水工环地质勘察工作中还存在一些难点需要改进和加强，主要表现在以下几个方面：①勘察技术人员的短缺：为了实现资源开发与环境保护目标的共同前进，我国地质勘察单位成立了专门的水工环部，提高了水工环地质勘察工作进行的有效管理，并针对这一目标进行规划。在勘察工作中，主要还是以老一代有经验、技术的地质工作者为主力开展工作，对于参加工作不久的青年骨干队伍用的甚少，因为这一部分人员还不具备高战略分析和综合分析能力，因此需要加强青年骨干队伍的培养。②国家层次的地调项目不够：目前水工环大调查工作普及范围比较广，但是投入资金有限，因此，像“400个县市地质灾害调查与区划”，“鄂尔多斯周缘地下水”等反映国家意志，体现公益性、战略性和基础性，对人们影响较大的项目少之又少。这就需要水工环地质工作重新进行规划，遵照“有所为有所不为”的实际原则，以有限的投资投入产生更大的效益。③成果转化亟待加强：现今部分水工环地质勘察工作小有成果，应趁热打铁借助这股力量把水工环地质调查成果推向社会，并参与到这些地区社会与经济建设当中去，促进当地经济发展，如：长江中下游水患区地质环境调查”、“黄河中下游地质环境调查”、“首都圈地区环境地质与水文地质调查”等。

3水工环工作的建议

首先，工作部署原则：水工环地质大调查工作部署原则，总体上必须以副总理提出的“一个根本转变，两个更加”作为开展工作的战略方针，以寿嘉华副部长提出的“四个定位，五个提升，九个部署”为工作重点，它要求：①要以促进我国经济发展为目的。水工环地质工作的形成是我国社会经济建设的需要，其不断的完善和发展与我国经济建设是分不开的。②要从新规划勘察项目，提高勘察水平，投入相应的资金加大效益，提高影响力，更有代表性的突出国家意志。③要超前规划、实施、并服务于全过程。因此，要及早对三峡库区地质展开调查，要以生态环境地质为主题，重点了解库区第四纪地质与库岸变迁、移民迁建区人工开挖与地质灾害、25°以上斜坡地与生态环境保护等问题。

4如何提高水工环勘察工作水平

要提高水工环勘察工作水平，应坚持以下基本准则：一要坚持资源环境和社会效益相统一，在保护中开发、在开发中保护，促进人与自然和谐发展；二要统筹规划、适度超前，面向社会需求，超前部署和开展矿产资源勘查工作；三要完善体制、健全机制，建立政府与企业合理分工、相互促进的矿产资源勘查体系；四要依靠科技、全面推进，突出重点矿种和重点成矿区带矿产资源勘查；五要化解矛盾、确保稳定，正确处理好政府、企业和群众的利益关系问题；六要充分发挥基层组织作用，积极做好群众思想工作，保证矿产资源勘查工作顺利开展。

5结语

总之，我国社会经济的发展与水工环地质工作有着密切的联系，虽然目前水工环地质勘察工作在不断的完善，但是其中还存在一些难点，本文提出了这些难点并指出相应的建议，希望能对以后的水工环地质勘察工作带来帮助，并促进水工环地质勘察工作的可持续发展。

参考文献

[1]汪俊清.国土资源水工环地质勘查宁夏年鉴2004：215.

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关键词：土木工程；国际项目班；工程地质；双语教学；教学方法

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）26-0123-02

双语教学是教学改革的重要方法之一，也是培养具有国际视野和国际竞争力、面向未来的新型社会主义现代化建设高素质人才的必然趋势，同时也是评价专业办学水平的一个标准[1]。为了适应这一形势，重庆交通大学经过多年酝酿，于2011年成立了国际学院，并在2013经教育部批准设立中外合作土木工程项目班，开始招收新生。通过土木工程（国际项目班）课程的学习，使学生具备较高的专业英语水平，掌握扎实的专业知识，具有直接参与国际项目招（投）标、设计、施工、管理工作的能力，具有土木工程的基础理论与专业知识，具备较强的工程实践能力、创新意识与良好的综合素质。通过工程师基本训练，培养知识、能力、素质协调发展，懂管理、懂技术、懂经济、懂法规，具有国际竞争力的高素质、复合型、国际化的高层次土木工程技术人才[2]。工程地质作为土木工程学科重要的专业基础课，所以在国际项目中实行双语教学就显得尤为重要。

一、工程地质课程双语教学的背景

当前，社会主义现代化建设蓬勃发展，许多大型的交通、能源和水利工程都已开工建设，这对工程地质的研究与教学提出了新的要求。虽然众多学者在工程地质学研究方面取得了较多的理论和实践研究成果，但仍然不能满足工程技术飞速发展的需要。此外，近年来中国频发的多种地质灾害（地震、泥石流、滑坡等），对人民的生命财产造成了重大损失。因此，无论从工程建设还是灾害治理角度考虑，都应该加大、加快对工程地质学的研究力度。欧美等发达国家在工程地质学研究领域有着较为成熟的经验和先进的理论方法，这就要求国内的工程地质研究人员具备较好的外文文献阅读水准，能快速地在海量的外文文献中找到有用信息，并对其很好地理解。此外，高校作为培养中国国际人才的重要基地，必须在专业知识方面对学生进行有目的的专业英语培养，使学生今后能更好地适应国际交流的需要[1]。

二、工程地质课程双语教学的现状

目前，国内高校工程地质课程的讲授以汉语教学为主，仅有少数高校开展了双语教学的尝试。在理论和实践教学中也呈现出形式多样的局面，有的高校采用全英文教材，有的高校仅在课件上采用全英文形式；在教授过程中，考虑到学生对知识点和专业术语的理解，教师基本不会采取全英文授课，仍以汉语或英汉交替为主。基于此，笔者结合自己几年的工程地质双语教学经验，将教学过程中的一些问题进行深入的总结和分析。

三、工程地质双语教学方法分析

无论采用何种教学方法，工程地质课程双语教学的主体目标仍然是一致的，即要让一名土木工程专业学生在学习本课程后，达到以下的基本要求和能力：（1）根据地质资料在野外能辨认常见的岩石和土，了解其主要工程性质；（2）能辨认基本的地质构造类型及较明显、简单的地质灾害现象，并了解这些构造及不良地质对工程建筑的影响；（3）能在土木工程设计、施工和运营中运用各种工程问题的基本知识。在该课程中实践双语教学必须有利于教学目标的实现而不是削弱。对于工程地质这样的专业基础课，采用双语教学的初衷，一方面是为了培养具有国际视野、掌握相关领域的专业技能、具有广泛适应性的国际化高级专门人才；另一方面也期望通过这种教学模式增强学生学习兴趣，促进以学生为主体的教学理念的实现。

工程地质课程双语教学过程中的首要问题是学时紧张。根据教学大纲，工程地质双语教学学时数与汉语教学学时数基本相当。但在双语教学过程中，很多重要的工程地质专业术语和工程地质分析原理，在英语讲完后都会辅以汉语重复解释，以便学生对知识点能够理解透彻；另外，双语教学中教师都会引入一些具有国际前沿性的专业知识，这就导致对于相同一个知识点的讲授，双语教学将占据更多的课堂时间，因此，按照教学大纲制定的学时数必然显得较为拮据。所以，笔者建议在开展工程地质双语教学时，必须适度增加学时数，或者增加课外辅导学时，并计入教师工作量。此外，为了充分调动学生的积极性，可以适度增加双语课程的学分。

工程地质双语教学对教师提出更高的要求。工程地质是所有土木工程学科的专业基础课，这就要求教师要具有广阔的专业知识视野和扎实的基本理论功底，只有这样才能将内容系统进行融会贯通的讲授。由于课堂上有相当比例的英文讲授，因此课前备课必须做足功课，不仅内容全面，而且要尽可能用英文原汁原味的表述讲授内容，所以备课时，尽量多参考原版教材。英语授课中，为了学生能更好地记忆和理解讲授内容，教师应该降低PPT放映速度和英语讲授语速，在使用多媒体教学的同时，注意结合板书等传统的教学方式，多设置一些课堂环节，加强和学生之间的交流，可以每隔一定时间，询问学生有什么问题或评论，鼓励学生大胆提问，增加教师与学生的互动环节，这样可以有效提高学生的兴趣和积极性。

同样，双语教学也要求学生具有较高的英语基础，国际项目班学生英语水平参差不齐，对待双语教学的积极性和主动性也千差万别。因此，在双语教学实践中要大胆创新，以学生为主体，允许学生在开设课程初期自主选择汉语课程或双语课程进行试听，对不同老师的教学方式和教学风格进行对比，并在规定期限内选定适合自己的授课方式。这样既可以调动学生的积极性，也能激励教师更好地改进教学方法。

此外，在双语教学过程中一定要杜绝哑巴英语现象。教师可以针对一些重要的知识点，设置成不同的专题，让学生在课堂上讲授，这可以在一定程度上增强他们说英语的勇气。另外，为了能更好地讲解专题知识，学生会在课前会花更多的时间和精力去查询阅读相关文献，这也间接提高了其对知识的理解；为了能使自己更好地表达和精彩地演讲，学生会查清每个单词的发音，并反复练习陈述，会用尽心思制作演讲PPT[1]，这些都能从很大程度上提高学生自主学习的能力。

四、教材的选择

国内工程地质教材建设始于上世纪50年代，之后各个时期都出现过比较经典的教材，但至今还没有专门适用于工程地质学双语教学的教材。笔者专业特点，并结合几年来的教学经验，精心选择了石振明、孔宪立主编的，于2011年中国建筑工业出版社出版的《工程地质学》（第2版）[3]。该教材详细叙述了工程地质和水文地质的基本知识、岩土工程特性、不良地质现象、工程地质原位测试和勘察以及各类地质问题对工程的影响，系统地阐述了工程地质的基本原理、地质作用及土木工程中的工程地质问题及其勘察评价等，在注意学科本身的系统性时，力求充分反映近年国内外工程地质理论和实践的发展水平。此外，笔者通过对近10年国外出版的工程地质学英文教材进行了梳理统计后，选择了由F.G.Bell编著的Engineering Geology[4]。该原版英文教材全面阐述了工程地质基本理论知识，对重要知识点通过图表、图片等形式来加以说明，并详细分析了工程建设中的地质影响因素，系统阐述了工程地质基本原理，与笔者所选中文教材能形成很好的对应。通过这两本教材，学生可以全面进行双语学习。但毕竟是按两套不同的教学体系编著而成的教材，所以两种教材在交替使用过程中还是一定程度上破坏了课程的连续性。因此，若想保证双语教学的授课质量，最好能结合授课的具体专业，有的放矢地规划编写适合的工程地质双语教学教材。

五、教学资源建设

双语教学实践中优质教学资源的整合和建设是非常重要的。学院教务部门可以召集工程地质教研室的老师和外籍教师组成一个双语教学研究团队，中外教师可以将备课和授课中搜集的工程案例、习题、图片或工程现场的flas、视频等教学资源拿出来集中讨论，并结合具体教学实践做出一定的筛选，将最终的筛选结果放在双语教学课程网站上，供学生学习。课程网站可以链接与我校有合作协议的外国院校或是其他的公开双语教学资源库。将网站对学生开放，并设置学生留言功能，可以将授课后的体会和建议在网站上予以反馈，以利于双语课程教与学的良性循环。另外，为了使教学过程顺利进行，可对与课程相关的纸质教材、媒体教材、网络教材进行整合，以适应课堂教学的需要[5]。

六、结语

作为土木工程专业重要的基础课程，开设工程地质双语教学是其他后续土木相关专业课程双语教学的基础。笔者在总结分析国内工程地质双语教学现状的基础上，结合自己的教学体会和心得，提出一些提高双语教学效果的建议。但工程地质双语授课是一种新的教学方式，还需国内各高校相关教学人员加强交流，大胆创新，继续探索研究教学方法，促进双语课程教学水平的提高。

参考文献：

[1]黄雨，卞国强，叶为民.土木工程专业工程地质学双语教学改革探讨[J].高等建筑教育，2009，18，（2）.

[2]年延凯.土木工程专业国际工程地质课程英文教学研究[J].高等建筑教育，2014，23，（1）.

[3]石振明，孔宪立.工程地质学[M].北京：中国建筑工业出版社，2011.

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关键词：边坡工程；课程教学；岩石力学；采矿工程；滑坡

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）49-0133-02

一、引言

边坡是指自然或人工形成的斜坡，通常由力学性质不同的岩土材料构成，在漫长的地质构造作用下，逐渐形成了复杂的坡体结构和岩体结构。边坡失稳破坏会诱发滑坡、崩塌和泥石流等地质灾害，造成铁路公路阻塞、掩埋河道以及矿山停工等，带了较大的生命和财产损失。边坡工程是一门以边坡为研究对象的应用性课程，内容涉及土力学、岩石力学、工程地质学、弹塑性力学等多方面知识，具有综合性和实践性强的特点。岩土工程、采矿工程、工程地质等专业的重要专业课程就是边坡工程，国内大专院校开展课程时间并不长，同时由于教学过程中普遍存在理论与实践脱节的问题，往往存在学生学习兴趣差以及分析解决问题能力较差等问题。如何适应当前社会需要，培养理解基础好、动手能力强以及富有实践精神的复合型人才，是值得我们深入研究和探讨的科学问题。

二、边坡工程的课程特点

1.综合性强。边坡根据物质组成往往可以分为岩质边坡和土质边坡，由于岩土二者的物理力学性质差异较大，所以导致工程所关心的科学问题完全不同，对于土质边坡，其稳定性取决于土的变形和强度问题，这其中涉及了土力学方面的知识；对于岩质边坡，其稳定性取决于岩石的强度和结构面的空间分布等，这其中涉及工程地质和岩石力学方面的知识。边坡根据成因又可分为自然边坡和人工边坡，自然边坡是在复杂的地质作用下历经几百万年甚至几千万年演变而来，这就涉及到地质学等；自然状态下经过漫长地质年代作用的岩体一般处于稳定的自然状态。开挖后的人工边坡其平衡状态会遭到破坏，原因是岩体的开挖、地应力的释放等，这就涉及到材料力学、岩石力学等。此外，我们在分析计算时，往往需要用到弹塑性理论来分析边坡的应力和变形等。总之，一门边坡工程涉及土力学、岩石力学、工程地质学、弹塑性力学等多方面知识，课程综合性强。

2.复杂性强。边坡工程具有系统的复杂性，主要从以下两方面体现：①露采边坡是采矿工程大系统中的一个子系统，具有系统性，它属矿山生产的安全保障系统，矿山安全生产要求边坡保持稳定；②既定的工程地质条件和水文地质条件、地形地貌和新构造运动、人类的工程活动等因素都会影响或控制边坡自身的稳定性，而这些影响因素本身就具有复杂性跟不确定性，边坡的稳定性与这些因素综合作用有关，所以会受各相关因素之间的相互影响。因此，只有对这些因素进行全面的系统的分析，才能使边坡整体性能达到最佳状态。而且各因素对边坡稳定性的影响作用是不同的。所以边坡工程的课程教学也要求教师从系统上进行全面、多方位的教学，从而使课程复杂性增强。

3.理论性强。边坡工程中既涉及岩土的强度问题，又有变形问题和稳定问题，课程内容较多并且理论性强。研究边坡的强度问题时，需理解有效应力原理、达西定律、岩土的强度准则、岩土的本构模型、结构面的力学模型以及常规的室内外试验方法等；研究边坡的变形问题时，需掌握固结理论、分层总和法等内容；研究边坡的稳定问题时，需掌握强度折减法、赤平极射投影以及结构面配套分析方法等。此外，边坡问题不仅涉及静力问题，还包括动力问题，故边坡工程是一门理论性很强的课程。

4.应用性强。边坡工程所研究的问题来自于现场，同时服务于现场。学习的目的是能将实际工程问题进行简化，从而可以用所学的理论知识进行分析，最后达到解决实际工程问题的目的。边坡稳定问题等是工程所关心的热点问题，监测以及预警的手段和方法等直接服务应用于现场。

三、课程教学中存在的问题

1.教材选择困难。作为一门专业选修课，边坡工程方面的科研著作较多，教材偏少。边坡工程的教材普遍存在行业性强、内容体系不统一等问题。

2.授课对象理论基础偏弱。边坡工程课程主要面向已学过专业基础课的理工科大三学生。然而，笔者在授课过程中发现，部分专业的学生对土力学、岩石力学、工程地质学以及弹塑性力学的基本理论理解差，甚至不了解一些基本概念。这一方面与边坡工程自身综合性较强有关，另一方面反映出教学对象理论基础薄弱等问题，这无疑会影响教学质量和教学效果。

3.实践和试验环节薄弱。大部分授课老师缺乏实践经验，从理论到理论，现场经验严重缺乏，很难向学生传授具体的边坡工程实践常识，而学生通常很反感概念性的东西，空洞无物的讲解只会让学生兴致缺失，甚至产生厌学、抵触心理，不但达不到理想的教学效果，还会适得其反。

4.授课对象创新思维不足。现今，创新思维能力强弱已成为影响学生就业竞争力和科研能力的重要因素。但是，我们的学生长期处于中国传统模式教育下，学生的自主创新能力明显不足，这在社会生活和工作实践中已明显地表现了出来。

四、关于边坡工程教学的建议

1.丰富教材种类。由于在边坡工程教学中，边坡工程方面的科研著作较多，教材偏少，且教材普遍存在行业性强、内容体系不统一等问题。所以授课教师应在教学中总结经验，发现问题，以致能够探索、丰富并编辑出更多适合边坡工程课程教学类的教材。从而解决教材选择困难的问题。

2.优化教学内容设置。针对不同的专业方向，边坡工程的教学内容设置应有所不同，其侧重点应有所差异。比如水利工程方向，教学内容应侧重于高陡岩石边坡的地震响应、渗流变形以及坝坡稳定方面；公路和铁路工程方向，教学内容应侧重于边坡静力稳定、边坡加固以及滑坡防治等方面；工程地质方向，教学内容应侧重于边坡成因分析、坡体裂隙构造分析等的方面；而采矿工程方向，则应以边坡爆破、深部岩体力学、三维地质建模以及灾害预警方法为重点。同时，教学内容的设置应考虑授课对象的知识结构，避免课程内容与相关内容的交叉重复。

3.加强基础课程教学。针对学生对土力学、岩石力学、工程地质学以及弹塑性力学的基本理论理解差，甚至不了解一些基本概念的问题，课程教学中应加强基础理论的授予，增强学生的理论基础。

4.开放式互动教学。对于边坡工程课程的讲解，应以工程实例、工程实物、工程照片为主，采用开放式互动的教学方式，结合工程实例，将施工现场搬到教室，使抽象的理论概念具体化，让教学更加生动形象，将课堂知识与现场实际紧密联系起来针对具体问题进行讨论，激发学生的学习兴趣，改善教学效果。

5.理论性与方法性并重。边坡工程具有应用性强的特点，在讲授理论的同时，应重视对方法性的讲解。以边坡稳定性分析的讲授为例，首先向学生介绍各种边坡稳定性的计算方法，特别是讲解某些复杂方法的计算分析步骤，能让学生充分地理解理论的原理。同时，应强调边坡稳定性分析的方法是“定性分析，定量计算”，使学生懂得在边坡工程的详细勘察，室内外试验的基础上进行边坡稳定性的评价，深入认识边坡的变形机制和破坏模式才是边坡稳定性评价的根本。

6.课程教学与实践教学结合。边坡工程是应用型课程，培养学生应用能力和创新意识，开展素质教育的重要途径就是实践教学，通过实际工程的边坡勘察及试验资料，让学生应用所学的知识，对实际边坡进行稳定性评价并提出治理设计建议，使他们能深入理解和掌握边坡工程理论。在一些实际工程中，很多通过商业软件来计算分析边坡工程的稳定性评价，这样学生容易忽视各种分析方法的基础理论应用，只是单纯地成为软件操作员，对自己的计算结果盲目不能确定，这就成了从事岩土工程专业毕业生的危险因素。在这里我们要强调基本理论的重要性，同时要使课堂知识与实际工程紧密联系起来，激发学生的学习兴趣，提高学生探索和解决问题的综合能力。改善教学效果，满足高校人才培养注重服务社会的需求。

7.启发科研思路。边坡工程是工程建设中一个古老而常新的问题，边坡工程实践结果表明，边坡是一个复杂的物理系统，目前的理论水平较低。仍以边坡稳定性分析评价为例，边坡稳定的标准究竟是什么？是安全系数，还是边坡的变形量？大量的科学问题等待我们去挖掘。在教学过程中，建议授课教师将科研成果和最新研究动态与学生进行交流，以具体问题为例对学生进行科研思路的启发，使他们不仅掌握基础知识，还能了解学科的方向，形成独立的科研思路，培养其创新能力。

8.促进成果互享，增强创新能力。由于当代社会越来越注重对知识产权的保护，这给我们带来了知识利益保护，但也使学生不能像过去一样实现知识的共享。所以，我们应在课程教学注重研究成果的互享，共同拓展学生的创新能力。

五、结语

边坡工程的教学改革与工程实践的不断发展密切相关，是一个长期持续的过程。通过边坡工程教学工作者的不断努力，学生能够及时掌握有关边坡工程的理论和新方法。我们相信一定能够为工程领域培养出合格的创新型专业人才。

参考文献：

[1]赵明阶，何光春，王多垠.边坡工程处治技术[M].北京：人民交通出版社，2004.

[2]佴磊，徐燕，代树林.边坡工程[M].北京：科学出版社，2010.

[3]黄求顺，张四平，胡岱山.边坡工程[M].重庆大学出版社，2003.

[4]张永兴.边坡工程学[M].北京：中国建筑工业出版社，2008.

[5]陈祖煜，汪小刚，杨键，等.岩质边坡稳定性分析――原理・方法・程序[M].北京：中国水利水电出版社，2004.

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材料力学在水利水电设计、施工阶段应用广泛，其结合相关的力学模型分析，对水利工程合理选择材料做出了细致说明。为有效提升水利工程的安全性和实用性，最重要的是掌握科学方法，保证水利工程在投入使用后更加持久耐用，通过相关的材料特性知识展开具体分析，同时探讨材料力学特性在水利工程中的应用价值，具有一定的参考价值。

关键词：

材料力学；水利水电工程；应用价值

0引言

水利工程是否安全，合理选取材料并投入建设是关键。材料力学的相关知识和理论能够解决此类问题，并且在建筑材料的选择和水利工程建设方面发挥出良好的应用价值。

1水利水电工程中混凝土的变形情况分析

混凝土本身就是一种应用较为广泛的材料，特别是在现代水利工程的建设中，属于应用范围广、应用量大的建筑材料。混凝土凭借着超高的强度和耐用性，受到了各行各业的关注，但是混凝土的劣势也不容忽视，它缺乏优良的抗拉强度，在面临温度和湿度等不稳定因素影响下，很容易出现裂缝。为此，研究混凝土的变性条件对于保障水利工程项目的安全性具有深远意义。

1.1自生体积变形

如果处于恒温或者是绝湿的条件下，胶凝材料往往会受到水化作用的影响促使混凝土的体积发生变形，从而引发自生体积变形。这种自生体积变形与水泥的使用量、品种等有着直接关系。膨胀性自生体积变形在混凝土结构降温的时候可以产生拉应力，从而发挥出相应的补偿作用。在宏观角度分析，自生体积变形属于一种均匀的变化，因此，面对内外温差的存在，可能无法体现出补偿作用，只能对外部的约束作用产生的温度应力起到补偿价值。

1.2干湿变形

如果混凝土逐渐失去水分，会出现收缩的情况，在特定情况下，如果吸收了水分，则可能出现膨胀状态，使得湿度影响下的体积变化导致混凝土发生干湿变形。混凝土的内部温度状态往往会因为环境温度和导湿性能再次产生严重后果。

1.3自由温度变形

在没有任何约束条件的影响下，只通过温度变化引起的变形称为混凝土的自由温度变形。如εx=εy=εz=αT，γxy=γyz=γzx=0，也就是将α视为热膨胀系数，发现膨胀系数是可以直接影响到温度应力数值的，因此对相关的混凝土温度应力来说，α就是一个非常重要的参考数值。

1.4弹性变形和徐变

理想的弹性体在受到某种单向力的影响时，在应力和应变之间可能符合σ=Eε定律，在这个式子中，E就是弹性模量。当应力保持不变的时候，应变也可保持不变，但是具体的情况不是如此简单。根据相关资料证明，当应力保持不变的时候，混凝土的应变可以伴随着时间的变化而发生改变，此类现象属于徐变。

2水利水电工程中建筑材料的选取和设计

水利水电工程项目中，根据建筑物的不同部位，选取的构件与设计过程不同，从而更有针对性地提升建筑物强度与稳定性，不同的材料和构件可以发挥出不同的强度，因此在实际选取的过程中，应该格外重视实用性。

2.1预应力混凝土的选取和设计

预应力混凝土结构通常是指在结构承受到负荷作用之前，可以适当对其施加压力，保证在外荷作用的影响下，受到拉区混凝土从内到外产生的压应力，通过利用此种压应力，合理抵消或者是适当减小外荷载产生的拉应力，确保结构在投入使用的过程中不会出现裂缝问题，同时也能进一步延长裂缝出现的时间。如图1所示。

2.2建筑构件的构造设计

材料力学着重以固体物为主要的研究对象，特别是相关构件的研究，重视拉压、剪切、弯曲等基本的外作用力影响下材料的力学性能。通过相关的实践证明，各种固体材料在接受基本外作用力的时候，均能呈现出不一样的力学性能。依照不同的力学性能，可以适当地选取符合条件的构件材料。

2.3材料的选择

2.3.1拉压力

在选取此类构件材料的时候，应该格外关注构件内部的拉压反向应力，钢材凭借着与其抗拉压能力相近，成为最受欢迎的现代建筑材料。砖石本身的抗拉应力远小于抗压能力，因此在较长的时间段内，砖石成为炙手可热的墙体材料。面对多种单一的材料，应该全面分析其抗拉压优缺点，明确现代建筑材料的开发主要是将不同性能的材料复合作用到一起，使复合材料体现出优良的力学性能，同时也展示出良好的化学与物理性能。

2.3.2扭曲变形与剪切

构件本身的横截面往往会出现剪应力，但是扭曲变形和剪切时出现的剪应力存在着明显差别。在受到剪应力作用的时候，构件断面可能会出现相对的错动，同时构件局部也能受到应压力的作用，断面之上的剪应力和拉应力相对于工作中的建筑构件，会产生较大的扭转变形，减弱构件的强度和刚度。因此，在实际设计的过程中，应该及时避免或减少此类情况的发生。

2.3.3材料的设计

建筑物会受到多种自然因素的影响，因此组成的构件会发生不同程度的变形。如果发生的变形幅度较大，可能会影响建筑物的正常使用。在设计的过程中，应该注重经济合理的原则，从空间力学的角度上分析，应该适当的将合理与经济结合到一起，使得构件在发生外作用力的同时，产生内部的正应力和剪应力，利用材料力学的应力计算方法规划出构件截面的尺寸参数，从而更加科学地选取截面形状，确保实现经济实用的目的时，也能有效地增强构件强度和刚度，使其更加持久耐用。

3结语

伴随着科学技术的进步与发展，结合材料力学的实践价值，水利工程的建设和投入使用，必须要在遵循安全、可靠、高性能等原则的基础上进行。

参考文献

［1］彭义峰，江妤，陈汉宝.水利水电工程岩体力学参数数据库的开发和应用实例［J］.水利水电技术，2016（7）：51-52+56.

［2］魏鹳举.浅谈材料力学在水利水电工程中的应用［J］.科技展望，2016（13）：85+236.

［3］朱建业.岩体工程地质力学在水电水利工程勘察中的应用［J］.工程地质学报，2014（4）：667-676.

［4］谢宏.探析喷射混凝土施工材料在水利水电工程中的应用［J］.中国新技术新产品，2014（15）：108.

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关键词：除险加固 地质勘察 原则

1 存在的问题

现行的水利水电工程地质勘察规程规范基本上是针对新建工程而编制的，倒是堤防工程地质勘察规程还对已建堤防工程的地质勘察工作有所界定。这也许与没有大张其鼓地实施除险加固工程有关。虽然某些典型病险工程从一开始运行就被珍断为“有病”，甚至数十年来一直就没有停止过除险加固，但却一直没有被治好过，为什么？道理似乎也太简单了，一是没有找到病因，二是没有钱或不愿花钱去治病，三是……大家捉摸去吧，这里也不好意思全部写出来了。

近几年来，病险水库工程的除险加固在建设程序上已经比较正规化、程序化，规模较大的工程一般要通过总院审查，但一次性审查过关的工程并不多，可见此类工程看似难度不大，却存在着一些理解上的差异。勘测设计单位的理解与审查单位的要求有一定出入，使得除险加固工程的前期工作出现了一些反复，走了弯路。我们在工程审查过程中体会到一些带有普遍性的问题，因此也有必要提出来与大家讨论。

就勘测单位而言，根据自己对所承担的除险加固工程的理解去做地质工作，无可非议；根据设计师的要求去做地质工作，似乎也说不出个所以然，地质是设计的辅助配合性专业，这一点我们还是有自知之明的；根据委托方的任务要求开展地质勘探工作，就不好说了；最具有说服力的是根据除险加固工程的安全鉴定报告的评价意见去做地质工作，名正言顺。对于审查人员来说，按什么标准和原则来把握？这恐怕就有些学问了。

归纳以上存在的问题不难看出，勘测工作和审查工作中都存在着一定的人为因素，把握尺度有一定的揉性。例如根据自己的理解去做地质勘察工作，显然不同的人对同一问题的理解会有一定的差异，从而导致工程勘测工作的差异；虽然按设计师的要求去做地质工作也是符合一些勘测设计单位的管理程序的，但对于极赋创造性的地质工作来说，是否未免太过于呆板死心眼了？审查人员的把握尺度，其人为因素就更多一些，因为没有了规范标准，也就没有了机械性的硬指标，几乎完全取决于审查者自身的业务素质和职业素质。

2 问题讨论

以上若干问题很难有一个唯一的或权威性的定论，因此也就给思考者们留出了讨论空间。通过讨论，也许会有些启发。笔者先在此暴露一些个人体会，仅供讨论参考。

顾名思义，病险工程首先有病后才有险，然后才引出除险加固。是否有病有险，工程安全鉴定报告最具有法律上的权威性（是否具有符合工程实际的权威性?本文回避）。因此笔者基本同意按照工程安全鉴定报告中的评价意见去考虑工程地质勘察工作，这是开展工程地质工作的基本依据和原则。这里存在的问题是某些安全鉴定报告中对某些问题的界定有些含糊，造成了理解误差。

例如，安全鉴定意见指出坝基存在渗漏问题，但并没有指出渗漏问题的性质，这就让做具体工作的同志在技术把握上存在一定的疑惑性。这时，我们需要的是首先根据坝基地质条件，分析清楚渗漏的性质，进而决定开展工作的原则。从大坝安全角度只需回答存在渗透稳定问题或不存在渗透稳定问题，前者需要进行工程处理，后者不需要进行工程处理；如果从控制渗漏量的角度考虑，为了达到减渗的目的，即是不存在深透稳定问题，也可能仍然会考虑适当的防渗工程措施。这里的关键是对渗漏问题的定性，如果定性存在困难，针对性地布置勘探工作将是必要的。

当工程安全鉴定报告中没有提及到某些建筑物地基存在病险问题，工程地质工作还需要考虑吗？回答应该是中性的，需视具体情况而定。例如坝基不存在病险问题，可以分两种情况区别对待。一种情况是大坝没有加高任务，或即是需要加高大坝但坝基工程地质条件能够通过分析前人留下的地质资料作出肯定性结论，这时不必进行坝基地质勘探；第二种情况是需要加高大坝且前人留下的地质资料不足以作出满足大坝加高的工程地质评价，则需要补充进行坝基地质勘探。

对于早期地质资料与现行评价标准有出入的，有可能需要考虑一些复核性地质勘探，以便有利于对前人留下的地质资料加深分析与理解。

需要讨论的还有一个值得思考的问题：必须用勘探资料说话，或先有勘探后才有地质分析，在某些情况下这可能是地质工作的一个误区。笔者比较强调先有地质分析判断，再行勘探验证，或进一步通过勘探资料修正先期的分析认识。这相当于我们在开展一个新工程的地质工作时，要尽可能地收集和分析已有的工程区地质资料，再根据分析结果结合工程需要布置勘探工作。反过来，在没有任何分析认识的基础上一开始就布置地质勘探，就可能会走弯路。传统的以勘探工作量来衡量勘测设计深度的原则，不是工程地质工作的正确选择，也不能体现出极具创新潜力的工程地质工作的水平！

3 工程地质工作的原则

通过以上讨论，我们可以概括地归纳出除险加固工程地质勘察工作的一般性原则。

3.1 工程地质勘察工作的依据和范围

除险加固工程地质勘察工作的依据是工程安全鉴定报告中与地质有关的评价意见，此报告中没有提及到的建筑物地基的地质问题，说明没有问题或不是问题，不必自作多情地去布置地质勘探工作，即不必面面俱到象勘测一个新建工程一样将所有枢纽区工程地质条件勘察论证一遍。

3.2 工程地质勘察工作的基本原则

以查明与地质条件有关的险工、险段和险情部位的出险原因，这是除险加固工程勘察工作的基本原则，其余没有出险的部位不必进行勘察，除非委托方另有要求。此原则就相当于医生面对一个腿关节疼痛的病人，用不着给人家做胸部CT和谓镜检查，除非病人要求作全面体检，否则就有 “敲诈”之嫌！对于病险工程的全面体检，那是安全鉴定的任务，不是加固工程地质勘察的职责！这个原则一定要分清楚，否则费力不讨好。

某些工程还有大坝加高任务，是在原大坝上增加了新的荷载，坝基受力条件有所变化，这时必须进行坝基工程地质评价，作出坝基地质体是否能够满足大坝加高要求的地质结论，这一点在实际工作中往往容易被忽略，因为工程安全鉴定报告并不一定对此提出要求。

某些特殊工程的大坝加高，还需对坝基地质体进行科学研究，以便得出具有足够说服力的结论。例如，南水北调中线水源工程～丹江口大坝加高工程，虽然在该大坝兴建时坝基就已经按照今后最终坝高要求进行了工程处理，但仍然不能简单地认为加高是可行的。因为原大坝已经建成运行了三十多年，坝基地质体受力变形已经达到了协调平衡，加高大坝后，坝基必需接受新增加的大坝荷载、水荷载和其它荷载，坝基地质体必然要打破原来的平衡并进行新的应力应变调整，以达到新的受力平衡。显然，研究新的平衡条件下地质体的工作状态及其对上部结构的影响，渗流场的改变等，也许是有必要的。

3.3 加强工程地质分析工作

工程地质勘察成果的优劣，主要体现在工程地质的分析水平。某些地质报告，只有地质条件的一般性描述，勘探资料的汇积堆砌，工程地质的肤浅评价，而没有地质师的认真分析、逻辑推理和基本判断，缺乏针对工程建筑物特性的工程地质评价，少有地质预测，甚至遗漏基本结论。

工程地质学发展到今天仍然不能在工程实践中体现出她的精髓与魅力，这是我们不得不承认的专业遗憾。话又说回来，这种现象显然不能单纯地去责怪在艰难环境下辛勤工作的地质师，深层次的原因也许并不在于地质师的责任心、素质、经验、能力和水平，或许属于深奥的哲学问题。笔者在此只好用一句不疼不痒的空话来勉励这个似乎陷于困境的尴尬专业：加强工程地质分析工作。

4 关于坝体检测

除险加固工程的勘测设计工作，往往包括对当地材料坝坝体某些部位的检测任务(有人将此项工作当成工程地质勘察，这是概念性的低级错误)。由于坝体是人类修建的水工建筑物，并不是天然地质体，完全不能沿用地质基本理论去作违反客观实际的“地质勘察”，但是却可以充分借用地质师的常规性或特殊性手段和方法，通过钻孔探测和取样试验，结合物探手段，研究大坝设计和施工资料，对坝体质量作出基本评价，这是地质师的本事，其他专业的技术人员是无能为力的。

此项工作我们需要注意的是，充分估计到坝体质量缺陷的随机性、生物洞穴的再生性和检测手段的局限性，千万不要进行地质意义上的推理与判断，对于大坝的加高、陪厚、防渗和排水等工程处理措施的建议要留有余地。

5 遗留问题

本文所论的一般性原则，遗留了一些非一般性问题。例如，工程安全鉴定报告中没有提及到的与地质有关的又是地质师可能质疑的问题，或者已经存在但有可能被安全鉴定本身所遗漏的地质问题，或者不属于安全鉴定范围内的地质问题（如库区地质环境的改变、工程区潜在的地质灾害、加固工程完建后水库运行水位的抬高可能引起的一系列问题等），等等。

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关键词:滑坡 极限平衡法 稳定性分析

中图分类号: TU74文献标识码:A 文章编号:1007-3973 (2010) 03-022-02

1前言

我国是地质灾害多发的国家。滑坡是我国山区常见的一种自然地质灾害,每年都要投入巨资治理滑坡。随着国民经济的高速发展,水利工程、公路铁路工程、移民安置工程等基础设施建设进入了一个快速发展的阶段。工程建设能为社会带来巨大的经济利益,但如果缺乏对各类灾害的防护,则必将造成环境的进一步恶化以及大量的经济损失。斜坡岩土体沿着贯通的剪切破坏面所发生的滑移现象,称为滑坡。滑坡的滑动机制是某一滑移面或带(简称滑带)上的剪应力超过了该面的抗剪强度所致。滑坡是斜坡破坏型式中,分布最广、危害最为严重的一种。世界上不少国家和地区深受滑坡灾害之苦,如欧洲阿尔卑斯山区、高加索山区,南美洲安第斯山区,日本、美国和我国等。目前剩余推力法、极限平衡分析、数值计算、概率分析方法等已在边坡稳定性分析中得到广泛地应用。本文将通过剩余推力法对某滑坡进行稳定性分析,同时通过软件模拟来进行验证,旨在为工程的边坡稳定性分析提供参供。

2滑坡稳定性剩余推力法函数的建立

边坡稳定性分析剩余推力法的土条受力状态见图1(图中Ni、Ti分别为垂直滑面分力和沿滑面分力)。

由图1,可得到剩余推力法的递推公式为:

Fi=[(W1i+W2i)sin i+Dicos( i- i)]-[ci+li+(W1i+W2i) cos i- Disin( i- i)tan i]+Fi-1 i-1(1)

式中:W1i为本土条地下水位以上土条的重力;W'2i为本土条地下水位以下土条的有效重力;Fi、Fi-1分别为本土条和上土条的剩余下滑力; i、 i-1分别为本土条和上土条滑面倾角;ci、 i、li分别为本土条滑带土粘聚力、内摩擦角、滑面长度; i-1为第i-1土条剩余下滑力传递系数;Di= wAisin( i),为第i土条动水压力; w为水的重度;Ai、 i分别为i土条浸水面积和水流坡度。

图1剩余推力法土条受力分析

3滑坡稳定性分析

某滑坡为土质滑坡,滑坡体的容重1.78g/cm3,粘聚力25kPa,内摩擦角12，滑动带的容重.63 g/cm3, 粘聚力19kpa,内摩擦角19灏窗椿殖?个部分,如图2所示,并按剩余下滑力公式进行计算。为了对滑坡进行治理,此滑坡进行了抗滑桩与灌浆处理,滑带土的力学参数提高了8%,同时也采用了计算对比稳定性分析。

图2滑坡主滑方向剖面图

按公式(1)计算,未进行治理的滑坡,其最小稳定性系数为1.038,此边坡处于欠稳定性状态;进行抗滑村和灌浆治理后,其最小稳定性系数为1.316。为了对计算结果的准确性进行进一步分析和验证,采用数值模拟进行进一步分析。计算结果如图3和图4所示。

图3未治理前的滑坡模拟图

图4经治理前的滑坡模拟图

从图3和图4可以看出,未治理的稳定性系数为1.032,经治理后的稳定性系数为1.312,其结果与计算结果基本一致。同时可以得知,经治理后的滑坡稳定性明显得到了提高,治理效果较好。

4结语

采用剩余推力法对该滑坡体进行分析,得出该滑坡整体处于欠安全的状态,而经治理后其稳写性系数得到了明显提高,治理效果较好。由于滑坡计算的影响因素较多,采用剩余推力法可能会造成一定误差,因此应结合数值模拟来综合考虑,这样数据的可靠性提高,科学依据较强。

参考文献:

[1]李智毅,王智济,杨裕云.工程地质学基础[M].武汉:中国地质大学出版社,1990.

[2]杨光熙.滑带、滑面及其抗剪强度[M].武汉:长江水利委员会长江勘查规划设计院,2004.

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1岩土工程

1.1 岩土工程及其研究的对象、内容和任务

在JSJ 84―94建筑岩土工程勘察基本术语标准中定义为“以土力学、岩体力学及工程地质学为理论基础，运用各种勘察探测技术对岩土体进行综合整治、改造和利用而进行的系统性工作”。 GB／T 50279．98岩土工程基本术语标准中定义为“土木工程中涉及岩石、土的利用、处理或改良的科学技术”。从岩土工程的定义中可以看到，岩石和土(包括岩土中的水)是岩土工程研究的基本对象。在这个对象分类中，当岩土作为承载体地基时，主要研究的是岩土的强度和变形问题，在地基基础设计中强调地基变形控制原则；当岩土体作为荷载或者是自承体时，面临的是岩土体的变形和稳定问题；另外，当岩土作为建筑材料应用于堤坝、围堰及填方工程时，以岩土材料的选用和质量控制作为主要研究方向，并兼顾岩土体的稳定和变形。当然，地质灾害和环境工程方面也是以岩土的各种性质为另一个研究方向。

岩土工程的主要工作内容有以下几方面：岩土工程勘察、岩土工程设计、岩土工程治理、岩土工程监测、岩土工程检测。

1.2 岩土工程的特点

岩土工程是土木工程的一个分支，作为一门独立的技术科学，有其特有的一些特点，下面仅谈谈其主要特点：

(1)岩土工程和其他一些相关学科有密切的联系，其中同工程地质和结构工程密切关系尤为突出。工程地质是研究地质体的工程缺陷，岩土工程则强调对岩土体的合理利用、整治和改造。研究地基的岩土工程和研究上部结构的结构工程之间关系密切。无论何种建(构)筑物、道路桥梁和隧道洞室等都是建造在地基上甚至是岩土体内，地基和上部结构之间必须同时满足静力平衡和变形协调两个前提条件。地基的变形会改变结构的应力，结构的荷载分布和刚度变化又会产生不同的地基变形，地基是否破坏、变形是否过大直接影响结构的安全和使用功能。因此，地基和上部结构是相互影响、相互作用的一个有机整体。

(2)岩石和土本身具有的特点也赋予了岩土工程与众不同的特性――复杂性。岩石和土不同于混凝土、钢材等性质较为均匀连续的人工材料。土具有碎散性、三相体系、自然变异性等特征；岩石的主要特征是具有裂隙性，岩石与其结构面构成的岩体具有非连续性、非均质性、各向异性等特点。以上岩石和土的复杂性赋予了岩土工程特殊的复杂性。

(3)岩土工程具有不确定、不严密、不完整和不成熟性。岩土工程是由土力学、岩体力学对岩土的工程地质性质和力学性质进行研究，是以传统力学为基础发展而来的。力学的计算要求有相对明确的计算条件，而岩土体的复杂性则决定了它无法确定一个相对明确的计算条件。

(4)前景可观：岩土工程作为一门应用科学，是土木工程的一个分支，随着土木工程建设的发展，土木工程中的岩土工程问题会不断出现，也必然会不断地促进岩土工程的持续发展。另外，由于岩土工程与其他相邻学科存在相互重叠、相互搭接的部分，其他相邻学科以及电子、计算机等应用技术的发展必将促进岩土工程的发展。今后岩土工程不但会在水利工程、矿山(井)工程、建筑工程、市政工程和交通工程等方面继续发挥重要作用，还将在人类不断向地下、海洋、沙漠拓展生存空间的过程中发挥先锋作用。

2岩土工程的发展方向 展望岩土工程的发展,笔者认为需要综合考虑岩土工程学科特点、工程建设对岩土工程发展的要求，以及相关学科发展对岩土工程的影响。

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关键词：水文地质 工程地质勘察 重要性

引言：

在任何项目的工程勘察、设计、施工等环节中，水文地质情况历来就是一个不可忽视的重要影响因素，而实际中却往往不被相关人员所重视，忽视了水文地质对建筑工程的影响。从众多的危房建筑、豆腐渣工程中都可以发现导致危害结果的因素中因水文地质导致岩土发生灾害的工程不在少数。因而在工程勘察中要明确和评估地下水水文地质的实际情况，收集相关数据，预测地下水对工程和建筑物的影响，降低和消除因地下水文对建筑物引起的危害。

一、正确认识岩土的水理性质

对岩石与土壤的水分物理性质和物理性质勘察的准确与否将对地表建筑物的稳定产生较大影响。由于岩土具有水理性质，其与地下水发生相互作用产生一定的反应，可造成岩土强度与形状的变化，超过保持内部质量不变的度时极可能造成地面建筑物的损坏，严重者甚至引起房屋的倒坍等。当今诸多工程勘察中不如以往重视对岩土的物理力学性质的评估，为全面评估工程的地质属性。

土的水理性质指土中所含的水在量和质上的变化引起土呈现出的各种各样的性质，包括稠度、塑性、膨胀、收缩、崩解等，通常采用软化性、胀缩性、透水性、给水性、崩解性等方法测试岩土的水理性质。软化性指的是当岩土浸水软化后，其力学上表现出的强度也相应发生降低，一般通过计算其软化系数来测量岩土以及岩石抗风化以及耐水的指数。在含有较易软化岩层的岩土层中，岩土与地下水发生作用进而产生软弱夹层;胀缩性指的是当岩土充分吸水后体积扩张变大，水分流失后体积缩小的特性，大多数地裂与基坑隆的产生就来源于岩土的胀缩性。在胀缩性较强的岩土工程当中，地基发生变形的概率较大，对建筑物的产生安全隐患;透水性是通过重力作用使水透过岩土的特性，质地坚硬，缝隙较小的岩石其透水性较强，反正质地松软，颗粒越细的岩石其透水性越弱。通过对岩土透水性的勘察，即可初步判断该地是否适宜进行工程的施工;给水性是指在重力作用下水岩土能从孔隙、裂隙中自由流出一定水量的性能,以给水度表示。给水度是含水层的一个重要水文地质参数,也影响场地疏干时间。给水度一般采用实验室方法测定;崩解性指的是岩土遇水软化后，内部颗粒粘性降低，造成土体崩散、解体的特性，通常是造成山体滑坡和泥石流的重要因素之一，因而在工程勘察过程中，对岩土的崩解性的测试是一个绝对不可忽视的环节，其对建筑物的安全影响深远。

二、水文地质评价的重点

从当前国内为众多的工程事故中，大多因对水文地质情况缺乏正确评估和预测的而导致引起岩土性质的发生改变所致。在以往的工程勘察报告中不难发现，工程项目在设计以及施工环节中为对地下水做出可选客观的评估，在收集和整合过往成败得失的基础上，笔者认为在勘察水文地质情况时可从以下方面进行入手：

其一、在工程地址勘察中应充分考虑到地表建筑物地基的实际需求，科学客观的研究场地水文实际情况，为地基范围的选择与修建提供有参考价值的水文地质资料；其二、在勘察过程中，应将地下水与岩土之间的相互作用对建筑物的影响进行预测，得出可靠的数据，进而评估是否可进行建筑的修建以降低出现危害的可能；其三、本着确保工程质量的角度出发，根据地下水对建筑的作用和影响，制定应对可能存在的不同地质问题的措施，降低和消除可能出现的危害。尤其是在地基的选择和修建中，对于存在松散的粉细砂与粉土时，科学计算是否有出现潜蚀、流砂、管涌的可能，以科学设定地基的修建区，提升地基的安全系数;如地基层范围内存在承压性含水层时，就应及时计算和预测基坑开挖后承压地下水冲毁基坑底板的概率，条件允许的情况下应进行相应的渗透和富水性试验；为保护埋在地下水位以下的建筑物混凝土及钢筋混凝土，应重点评测地下水活动对岩土体可能产生的软化、崩解、胀缩等作用，尤其是地基岩土质地较为松软的情况下。

三、地下水位对工程建筑物的影响

地表低层建筑物往往受到来自地下水波动与膨胀性岩土发生相互作用的影响，当地下水位或者水量发生波动时可导致膨胀性岩土产生不均匀的胀缩变形，引发地裂缝进而导致地表低层建筑物以及轻型建筑物的重大损坏。其次，当地下水位波动频繁，水量巨增或巨降时，往往导致岩土的膨胀收缩变形往复以及增加岩土的膨胀收缩幅度，影响着地表建筑的稳定性。因而，在膨胀岩土工程勘察中应提高对现场水文地质条件的研究，尤其是要及时掌握地下水常常升降高度的变化及其变化规律。在适当选择的水平高于或低于地下水位修建地基，而不应选择在地下水位变化带，对提升地基的承载力有着重要作用。

在修建工程建筑地基过程中，建筑物的稳定性经常会受到地下水位的影响，如当地下水位在基础底面以下压缩层范围内发生变化时就将对地表建筑构成较大危害;如果水位在压缩层范围上涨，可引起土体软化，从而降低了建筑物地基的强度，其压缩性增加，可导致该建筑物较大的变形;反之如果水位在压缩层范围发生下降时，会提高岩土的自重应力可能引起的地基沉降。另外，如果土壤不均匀或地下水位突然下降可能也使得建筑变形破坏。如在2012年7月5日凌晨，湖南省长沙市湘江大道保利国际广场门前路面突然塌陷，坑口面积约30平方米，当时从此路经过的轿车被吞，事故已造成一人死亡。据事故处理专家介绍，“地陷”按形成的类型分成自然塌陷和人为塌陷两大类，前者是地表岩、土体受地下岩溶发育的影响向下陷落而成；后者是由于地下水超采、不合理开矿及工程建设等人为作用导致的。

地下水位承载力有着其相对稳定的规律，由大向小梯次变化的特性，从地表土壤到地下水之间具有天然含水量，孔隙率从大到小，降低了地面的稳定性，导致这一现象的原因在于地下水以上的部分在经过长期的淋滤作用之后，铁和铝就积攒在一起，与土壤颗粒胶结充填效果，增加图拉连接力，也就形成了一层“硬壳层”。因而含水、孔隙比小而压缩模和承载力增高而位于地下水位变动带的土层，加上地下水的循环交替，土中的铁铝成分淋失，土质变松，因而含水量、孔隙比增大,压缩模量、承载力降低位于地下水位以下的土层,因为地下水是缓慢的氧化，水解和削弱和扭曲，和土的重力压力，土壤密度，因此缺水，孔隙比减小，压缩成型，容量增加进而提升了承载力。在分析岩土物理力学的变化规律时，应注意的重要影响因素也即地下水位。因在经历自然力的作用下，岩石与土壤其内在特性发展悄然变化，尤其是一些质地较为松软的岩石影响，内在的物理力学性质变化速度快，与地下水位的变化有着极其密切的关系。

此外，地下水动水压力作用可引起的岩土工程危害 。在自然条件下的地下水动水压力作用相对较弱，对地表建筑的影响力相对较小，而在经过人类工程改造或变动的情况下，地下水的自然结构会发生转变进而可能引起一些严重的地质灾害。如我们常见的沙流，如管道，基坑管涌等。如2008年11月15日下午15时20分左右，浙江杭州市风情大道地铁一号线施工现场发生坍塌事故，风情大道塌下去100多米长，塌陷深度20米左右，导致河水倒灌，多名工人被压在坍塌的坑道中。事后专家组调查发现导致这一严重后果的为施工单位轻视地下水文 变化对建筑工程的影响，冒险作业，严重超挖基坑所致。

四、结语

在岩土工程当中，如何确保其工程质量提升使用寿命降低损害，地下水文问题起着较大的影响。在工程的勘察、设计、施工环节中及时准确的查明地下水文，做好精确的勘察报告，收集客观有效的数据将利于最大限度的利用和发挥岩土的潜力，提升整个工程抗风险的能力。因而，在工程勘察观察中，应转变认识，提高对地下水文重要性的认识，切实做好水文地质勘察工作水平，保障工程质量以及人们安全。

参考文献：

[1] 左建.工程地质及水文地质学[M].水利水电出版社，2009-7-1

篇10

关键词：岩土塑性；固体力学；传统塑性理论；差异性

一、引言

18世纪，欧洲兴起了资产阶级工业革命，随着资本主义工业化的发展，大量建筑物的建造，迫切需要土力学理论来指导工程实践。1773年，法国学者库仑创立了抗剪强度及挡土墙的土压力理论；1856年，法国学者达西研究了砂性上的渗透性后创立了砂上的渗透定律，即达西定律.1925年，美国著名科学家、土力学奠基人太沙基归纳了前人的成就，发表了土力学》一书，并于年与人合作发表了《工程地质学》一书，这两本书的出版，推动了岩土力学这门学科的发展。而真正适用于岩土材料的现论―“岩土塑性力学”还是在世纪年代才开始产生并逐步发展起来的。多年以来，特别是最近年，水利工程中高上石坝的修建、海洋石油的开采、大型船坞与船闸的建设、高层建筑的建设等，涉及大量的高应力下岩土体的应力―应变以及强度和稳定性问题。利用传统的土力学理论或称为太沙基土力学、岩石力学以及经典性理论已经能满足这些工程的研究设计和施工的需要。与此同时，主要适用于金属材料的经典塑性理论有了重大的发展并逐渐趋于成熟，这就为经典性理论在岩土力学中的应用提供了理论基础。世纪年代中期的岩土试验技术，特别是三轴试验技术的发展，为深入研究岩土的弹塑性本构关系提供了试验技术和方法，岩土塑性力学就应运而生了。

二、岩土塑性力学发展

20世纪60年代以来，电子计算机和计算技术有限元法、边界元法等的迅速发展促使岩上塑性力学在实际工程中得到了广泛的应用。世纪年代至今，岩土塑性力学有了很大的发展，主要表现在以下几个方面：

（1）提出了许多新的岩土塑性本构关系模型，并将这些模型应用于岩上工程的分析和设计中。这些模型主要有：Prevost等人的非等向硬化与软化模型，Lade-Duncan的弹塑性等向硬化模型；Mroz的非等向硬化模型；Dalafias的双面非等向硬化模型以及没有屈服面的塑性内时理论模型。

（2）召开了一系列涉及岩土塑性力学的国际会议。例如国际上多次召开了岩土工程数值计算方法会议，国际岩土力学计算机方法与进展会议，塑性力学在岩土力学的极限分析与本构关系中应用的国际会议以及国际工程材料主要指岩土类材料本构关系研讨会等。从世纪年代起，我国也多次召开了全国岩土工程数值分析与解析方法会议，并与年召开了全国第一届土的抗剪强度与本构关系学术会议。所有这些会议，都涉及大量岩土塑性力学问题并提出了许多岩土弹塑性本构模型，大大促进了岩土塑性力学的发展。

岩土塑性力学从建立和发展，己经形成了独立完整的科学体系，取得了很大成绩。但是，岩土塑性力学理论在某些方面还不够成熟，例如岩土的建模理论还有待进一步完善和发展，人们对岩土本构关系性能还不完全了解，这就为岩土力学的进一步发展指出了方向、提出了任务。

三、岩土塑性理论与传统塑性理论的主要不同点

根据本人对该问题的研讨，可以将岩土塑性理论与传统塑性理论的差异归结为以下几点：

（1）岩土材料的压硬性决定了岩土类材料的剪切屈服与破坏必须考虑平均应力与岩土类材料的内摩擦。因而，岩土类材料必须采用不同于金属材料的屈服准则与破坏准则。

（2）在传统塑性理论中，一般假设体积变化是完全弹性的。这对金属在不太高压力下是成立的，而对岩土类介质材料则明显不符。根据岩土类材料的等压屈服与剪胀性，不仅静水压力可能引起材料的塑性体积变化，而且偏应力也可能引起材料的塑性体积变化。这是与传统塑性理论的假设是不同的。即岩土类材料的应力和应变张量的球分量和偏分量之间存在着交叉影响。

（3）传统塑性理论的屈服准则是建立在剪切破坏的基础上，而岩土类材料的屈服准则不仅是考虑剪切屈服，还要考虑体应变屈服，因此表现在屈服面上。

（4）在传统的塑性理论中，只考虑稳定材料，即杜拉克材料，不允许出现应变软化阶段。岩土塑性理论中的材料也可以是不稳定材料，它不受稳定材料的限制，即允许出现应变软化阶段，变形过程中屈服面不断收缩。许多岩土材料往往先后出现两个塑性变形阶段，先是应变硬化阶段，而后转入软化阶段，而传统塑性理论中通常只考虑应变硬化阶段。

（5）传统塑性理论中，塑性势函数与屈服函数或加载函数相同，称为相关联流动，这时应变增量方向与屈服面正交。岩土塑性理论中，塑性势函数往往与屈服函数不同，采用非关联流动，这时应变增量方向与屈服面不正交，但仍保持与塑性势面正交。

（6）与传统塑性理论全量理论中的单一曲线假定不同，岩土的应力―应变关系与试验路径明显相关。不同的试验方法及试验路径将得到不同的应力―应变关系。如果根据某种常规三轴试验资料将其推广到平面应变及真三轴压缩等其他复杂应力组合状态，就必须进行某种修正。

四、结论

传统塑性理论在实际应用中存在许多问题，且岩石类介质材料与金属有很大的不同。因此，直接应用传统塑性理论中的本构关系是不够的，需要扩充和修正其中一些基本概念。传统塑性理论只是广义塑性理论中的一种简单情况，在实际岩土工作中应该采用岩土塑性理论进行分析。

参考文献：

[1].林宗元.环境岩工程的兴起与发展[J]中国工程勘察，1993，（4）：4-8