岩土工程的定义范文

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岩土工程的定义

篇1

关键词:环境岩土工程 研究

随着经济和、工业的迅速发展,人们越来越意识到人类活动对环境产生的两个负面影响:环境污染和生态破坏。因此,应运产生了一门新兴学科——环境岩土工程学。它既是一门应用性的工程学,又是一门社会学。它把技术和政治、经济和文化相结合的跨学科的新型学科。

1.环境岩土工程定义

[1]缪林昌 刘松玉 环境岩土工程学概论 北京: 中国建材工业出版社 2005

[2]方江华等 对环境岩土工程几个问题的探讨 岩土力学 2005年第4期

[3]张志军等 浅谈环境岩土工程 山西建筑

Vol. 29 No. 8 2003

篇2

关键词:岩土工程;基础勘察;问题;措施

中图分类号:E271文献标识码: A

工程建设是社会发展的重要动力,在 21 世纪的今天,岩土工程建设的要求越来越高,工程勘察工作也面临着更加严峻的考验,为了提高岩土工程勘察工作的整体水平,各种先进的探测仪器不断推出,勘察方法也不断更新,尽管如此,目前岩土工程勘察工作还面临着一些技术问题,这些问题在很大程度上制约了勘察水平,由此可见,本文研究内容具有现实意义。

一、岩土工程勘察中存在的问题

1、资料搜集不全,任务目的不明确

只有设计意图明确,才能有的放矢,才能有效地解决工程设计和施工过程中的岩土工程问题。但不少勘察报告的前期资料搜集不全面,拟建工程的地面整平标高、结构形式等情况也不详细,设计单位的勘察技术要求严重缺乏。

2、界面划分不明确

主要包括岩石风化程度和岩土体的界面划分,软弱结构面以及地质构造的判断,还有不良地质体的地质界面等。比如在实例中的界面划分,有的时候会出现划分的混淆。勘察工作的内容,不仅应提供满足建筑结构荷载所需要岩土工程特性指标和地基基础设计参数,尚应包括可能影响工程稳定的不良地质作用、建筑场地类别、建筑抗震地段划分和岩土地震稳定性等对建筑场地稳定性适宜性评价所需要的内容。

3、地下水的问题

地下水不仅是岩土的重要组成部分,也是建筑工程的环境,直接影响着岩土的形状,也左右着建筑物的耐久性、稳定性,因此,能否提供准确、可靠的水位及水质测量数据成为了工程勘察中必须注意的大问题,对地下水位的变化幅度测量是不容错误存在的,无论是上升还是下降都会给建筑质量和地下水质带来一系列的不良影响,使地下水质恶化或影响建筑地的土壤性质。地下水的腐蚀性类别不同对建筑物的基础材料也会有很大的影响。若划分不当的话,也会对建筑物的安全度造成潜在隐患。

4、岩土参数问题

主要是那些难于取到原状岩土样和难于进行室内、外试验的岩土层如粗颗粒土、残积土和风化岩等。其岩土设计参数(承载力、变形指标等)难于确定。

5、技术素质问题

主要是勘察技术人员知识的广度和深度问题,勘察各专业缺乏内部沟通、技术交流,对各自技术服务的对象和技术发展状况不了解,导致碰到重大项目和复杂工程时束手无策,不知应采用何种技术方法和手段去解决所碰到的技术问题。随着经济和技术的高速发展,传统的勘查方法和传统的勘察手段、方法已经很难满足设计的需求,存在着诸多急需解决的岩土工程勘察技术问题。比如野外勘测中勘测点的合理布设问题,地质界面划分问题,岩土参数和地基承载力的确定问题,对勘察专业的野外和室内原始资料的整理、分析、利用问题。其主要原因是岩土工程勘查人员没有掌握先进的勘察技术,缺乏建筑、结构设计方面的知识。

二、岩土工程地质勘查技术改进方法

1、认真编写勘察报告

勘察报告的准确编写可使勘察工作少走弯路。在勘察前一定弄清建设要求和建筑结构概况,然后选择合适的测量方法,再有切实根据的情况下勘察,消除编写误区,才能使报告在各方面满足土建设计要求。

2、合理选用测试方法

应根据拟建工程的规模和重要性,岩土的性质以及按要求提供的设计参数合理选用澍试方法,在软土地区的勘察工作中配合一定量的勘探孔,以满足直接取样和鉴别地层的要求。在勘察前,尽可能搜集工程附近的地质资料,了解工程的规模和可采取的地基基础型式,熟悉原位测试方法的适用性是技术人员必须要做的。然后,方能确定采用何种测试方法,以确保勘察结果的正确性。

3、明确粉土的定义及划分界限

明确粉土的定义,建筑地基基础规范对粉土的定义为:塑性指数IP小于等于10且粒径大于0.075mm的颗粒含量不超过全重的50%的土。只有明确了粉土的定义和划分界限,才能在实际的勘察工作中更好的对不同质地的粉土和粉砂等进行划分,从而采用合理的勘察方式,为工程建设施工提供可靠的技术数据。

4、严格勘查水位分层

对于多层地下水位勘察单位应该严格分层观察,不能以混合水位代替;观测水位时应考虑到四周地下水的开采情况的影响,看测得的水位是否偏深;要分析历年地下水的水位变化幅度及历史水位;规范要求提供地下水位与其变化幅度,查明埋藏条件,勘察人员应结合各地的实际情况总结地下水位的变化情况。

5、加强培训和教育

加强对技术勘察人员的培训和素质教育,是技术人员的只是能够不断的更新换代,跟上社会发展的步伐。勘察单位内部实行轮班制度。促进各部门的技术交流和知识渗透,多组织技术人员参加各种相关的学术活动和知识讲座,以扩大技术人员知识的广度和深度,另外,计算机的应用也可极大地提高工作效率。

三、岩土工程地质勘查技术改进建议

1、新技术的运用

随着电子、电子计算机技术的飞速发展,工程物探专业根据弹性波理论、电磁波理论和电学原理发展了许多新的工程物探方法并相应发展了一大批集适时采集处理、软、硬件功能于一体的工程物探探测设备,其具有采样密度大、速度快、成本低、信息量大等优点。第一,利用工程物探可连续加密测点的办法来获得连续的地质界面,有效地解决传统钻探手段以点带面划分地质界面时常带来的漏判、划分不准确等缺点;第二,利用综合工程物探方法有效地解决传统勘察手段难于解决的诸多岩土工程问题。第三,提供许多工程建设所需的岩土动力参数和设计地震动参数。相对传统的钻探方法,工程物探技术节省时间、节省费用、勘探精度高,使用时受场地、地形条件的限制较少。但是,各种工程物探方法的有效性决定于它对探测对象的适用性,物性条件的适用性越强,解决问题的可靠的性越大。所以为了有效地解决某些复杂的岩土工程技术难题,必须采用多种工程物探手段和钻探联合使用的方法,起到互相补充、互相验证的作用。

2、加强室内、外测试新技术的运用

加强室内、外测试新技术的运用和施工检测、监测技术的使用,通过其所获得的数据和资料,经过分析、对比,建立它们之间的经验关系,并通过工程施工检测、监测所获取的实测资料反算得到的参数作为对比依据,确保所提供的岩土工程设计参数的可靠性。并达到解决那些采用传统勘探手段难于获取可靠的岩土工程设计参数等问题。此外,还可以利用土工离心模拟技术检查工程安全的可靠性;验证堤坝、边坡的变形和稳定性;解决建筑物浅基础的地基变形特征、破坏模式及极限承载力,桩基础的承载力和施工工艺对桩基础承载力及变形的影响;解决挡土结构的变形及破坏机理,土体与结构物之间的相互作用;了解动力工程、砂土液化、单桩和群桩在水平动荷载作用下的性状。

3、加强勘察技术人员的再教育和技术培训

勘察单位施行内部岗位轮换制度,促成勘察各专业的技术交流、知识渗透,尽可能组织技术人员参加各种有关的学术活动和讲座,达到扩大勘察技术人员的知识广度和深度的目的。强调计算机技术的应用,从而提高他们的技术综合能力。

结束语

在岩土工程勘察过程中,必须要重视以上提到的问题。要对工程有个更加准确而全面的认识,减少因勘察工作不到位所带来的灾害和损失,保证我国工程建设事业的健康快速发展。目前,岩土工程勘察的难度受岩土体的复杂性和工程项目的专业性影响,使得岩土工程往往面临的问题多样化。所以,我们必须从勘察技术上采取有效措施,才能跟上工程建设事业的高速发展。

参考文献

[1].杨丽新,武桂香,秦明艳.岩土工程勘察中常见的安全问题及对策[J].黑龙江科技信息,2013(13)

篇3

关键词:环境岩土工程 重点问题 滨海环境 分析

中图分类号:X14 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2015)02(a)-0082-01

改革开放以来,我国建筑工程建设的数量不断增加,规模也在不断扩大。在道路桥梁的建设过程中,岩土工程尤为重要。一项高质量的岩土工程能够有效提高道路桥梁的稳定性和耐久性,延长道路桥梁等基础设施的使用年限。近些年来,环保理念和可持续发展理念不断深入人心,环境岩土工程也在不断发展。环境岩土工程是一门多学科渗透融合的边缘学科,以岩土工程为基础,以现代环保理念为核心,研究的重点是自然环境下的土和岩石,以及不同自然环境下水土系统的变化和发展。

1 工程简介

工程名称:某市滨海新区环境岩土工程施工目的:预防和减少地质灾害的发生情况简介:某市沿海新区建设总面积为2 300km2,海岸线长度为156km。从自然条件上看,地势相对平坦但地质条件较为复杂。由于靠近沿海地区,软土、盐渍土较多。软土层含水量较大,呈流塑状,土体工程性质较差,无法满足开工建设的规范要求。地下水较为丰富,增加了地基处理难度。此地区人类活动频繁,对自然环境的破坏比较严重,其引发的次生性地质灾害主要为沙土液化、地表沉降等。

工程方案:在施工前,首先要充分了解施工地区的自然环境和社会经济环境,尽量减少人为因素对环境岩土施工的影响。根据调查结果,确定建筑物的结构荷载情况,建立科学合理的数学模型和力学模型;根据施工地区的自然环境和施工预算,选择合理的施工方案。该次施工,对于软土、盐渍土采用清软除淤、填换材料等方式进行处理;地下水采用引流法排出。

2 环境岩土工程的重点问题

2.1 环境岩土工程的内涵

到目前为止,尚未形成环境岩体工程的统一定义,只提出了几种具有代表性的观点,主要为以下三种。一是环境岩土工程是一门研究自然条件下的土和岩石,以及土和岩石之间的相互作用问题。在研究过程中,以粒子理论和假设法为基础,分析不同环境下土性的变化。二是环境岩土工程是岩土工程的一个重要分支,是岩土工程与环保科学的紧密结合;其研究的主要目的为利用岩土工程的知识和技术,为环保事业做贡献。三是环境岩土工程隶属于环境地质学,研究内容主要分为两个方面,分别是大型工程对地质环境的影响和城市化进程加速对地质环境的影响。

上述观点分别从不同的立场和角度阐述了环境岩土工程的目的和作用。三种观点的共性在于重视岩土工程对自然环境的影响,尽量减少因施工带来地质环境破坏,预防和减少地质灾害的发生。

2.2 建筑施工对自然环境的影响

建筑施工就一定会涉及到岩土工程。从根本上讲,岩土工程是建筑施工中对自然环境的改造,目的是改变自然环境的某些特征,配合建筑施工。例如,在沿海地区建设新城时,就需要对软土和盐渍土进行填换,提高土质的稳定性和抗压性。在地表水较为丰富的地区进行施工时,一定要使排水设备降低地表含水量。

近年来,伴随着经济的发展和城市化进程的加快,高层建筑和地下建筑发展迅速。高程建筑增加了地表的承载力,地下建筑破坏了正常的土质构成,两者都对自然环境造成了破坏。为了满足经济发展的需要,城市在不断扩建,地表植被覆盖率和地表水含量严重下降,整个城市变成了“水泥森林”,热岛效应严重。

水利工程的兴建也会对地质环境造成影响。大型水利工程会影响局部小气候,甚至会诱发滑坡泥石流等地质灾害;小型水利工程会影响交通布局和出行安全。

2.3 地面沉降问题

岩土施工过程中,经常会使用基坑开挖、降水和排水等手段,极易引发地表沉降。地面沉降是一个缓慢而不易察觉的过程,具有波及范围广、破坏性大的特点。地面沉降问题一旦出现就很难恢复,现以成为环境治理的重点问题。导致地面沉降的原因主要有以下两点,一是工程地基施工的不合理,二是地表水的过度抽取。地面沉降问题可大可小,在沉降幅度较小时一般不会大规模的破坏。如果地面沉降发展到一定程度,就会产生大面积的水平位移,极易导致地下运输管道破坏和地表建筑物的损毁。在沿海地区还会诱发大规模的海水入侵,污染地下水,影响码头港口等海运基础设施的正常运行。目前而言,地面沉降的治理方式主要有以下几点:一是严格控制地下水开采量,对于地面沉降较为严重的地区严禁开采地下水;二是实行人工回灌,直接作用于地表含水层。人工回灌应根据地面沉降情况制定科学的回灌方案;在工作中应严格控制回灌水的水质,防止地下水污染。三是合理开发地下水,杜绝过度开发。

2.4 城市垃圾处理问题

目前而言,城市垃圾的处理方法主要有焚烧、卫生填埋、高温堆肥,其中使用最广泛的就是卫生填埋。垃圾回收后,应对垃圾进行分类处理,最大程度的回收和再利用资源。针对那些无法回收利用的垃圾,实行卫生填埋。垃圾的填埋要采用合理的填埋结构,最大程度的降低垃圾对环境的污染。卫生填埋的重点在于对渗滤液的处理。渗滤液由自然降水、地表经流水、垃圾中所含有的水分以及垃圾分解中产生的液体的构成。垃圾填埋场应该设有专业的渗滤液收集系统,负责收集垃圾填埋中产生渗滤液。对于所收集的渗滤液应集中处理,处理后方可排放。

3 结语

环境岩土工程作为一门新兴学科,尚未形成明确的定义,很多看法和观点也有待加强。但是,环境岩土工程的综合性、实用性、交叉性等基本特征已深入人心,得到了有关专业和学者的一致认同。在未来的发展中,有关人员应在实践中不断归纳环境岩土工程的特点和技术,提高环境岩土工程的整体的发展,将岩土工程与环保理念相结合,不断促进我国工程水平的发展,实现经济效益和环境效益的统一。其中,地面沉降、施工影响、垃圾填埋是环境岩土工程的重点问题,有关人员应在工作实践中总结这些问题的解决方法,提高我国的环境质量,促进可持续发展。

参考文献

[1] 付海峰.滨海新区环境岩土工程问题的探讨和建议[J].天津建设科技,2010(1):18-19,38.

[2] 孙世军,汪时机.对环境岩土工程的几点探讨[J].山西建筑,2009(34):88-90.

篇4

[关键词]:环境岩土工程;工程地质;岩土工程

中图分类号:X2 文献标识码: 文章编号:1997-0668(2008)100058-02

1. 环境岩土工程定义

环境岩土工程(EnvironmentalGeotechnology)一词,源自1986年4月美国宾州里海大学土木系美籍华人方晓阳教授主持召开的第一届环境岩土工程国际学术研讨会,并在其著名的"Introductory Remarks on EnvironmentalGeotechnology"论文中,将环境岩土工程定位为"跨学科的边缘科学,覆盖了在大气圈、生物圈、水圈、岩石圈及地质微生物圈等多种环境下土和岩石及其相互作用的问题",主要是研究在不同环境周期(循环)作用下水土系统的工程性质。

2. 环境岩土工程研究的内容及分类

环境岩土工程是研究应用岩土工程的概念进行环境保护的一门学科。这是一门跨学科的边缘学科,涉及面很广,包括:气象、水文、地质、农业、化学、医学、工程学等等。

环境岩土工程研究的内容大致可以分为三类:

(1)环境工程。主要指用岩土工程的方法来抵御由于天灾引起的环境问题。例如:抗沙漠化、洪水、滑坡、泥石流、地震、海啸等。这些问题通常泛指为大环境问题。

(2)环境卫生工程。主要指用岩土工程的方法抵御由于各种化学污染引起的环境问题。例如城市各种废弃物的处理、污泥的处理等。

(3)人类工程活动引起的一些环境问题。例如在密集的建筑群中打桩时,由于挤土、振动、噪声等对周围居住环境的影响;深基坑开挖时,降水和边坡位移等。

3. 环境岩土工程研究中基本观点及研究方法

3.1基本观点

(1) 岩土实践的范围是地球表层, 而地球对于宇宙来讲是一个子系统, 它的变化受其他子系统的影响, 它们之间有物质和能量的交换, 是一个开放的系统;

(2) 资源是有限的。 我们只有一个地球, 并且随着人口的增长, 资源与人口相比越来越小, 所以我们应实施可持续发展战略, 而不能盲目地掠夺式地利用, 以防止对环境造成不利的影响;

(3) 人类无计划的活动会毁灭人类自身;

(4) 自然界在不断地变化, 有一些直接危害人类, 反过来人类要避开危害, 就必须采取措施;

(5) 虽然岩土工程曾带来一些消极影响, 但它是由于人类认识上的片面性和历史的局限性造成的,

所以从理论上讲, 所有的环境岩土工程问题是可以解决的, 但它依赖于人们环境意识的提高, 岩土工程技术的进步和法制建设的健全。

3.2研究方法

环境岩土工程是一个系统工程。它涉及许多学科领域, 所以在研究中应从学科间的交叉处着眼, 以辩证的观点分析和解决问题。 其次, 应用岩土工程的观点去改善环境, 使其更符合人类的生存需求。

4.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。

5. 环境岩土工程的研究现状

20世纪50-60年代公害事件的显现,人们不断探索,反思,并已取得了基本的共识。目前国外对环境岩土工程的研究主要集中于垃圾土、污染土的性质、理论与控制等方面,而国内则在此基础上有较大的扩展,就目前涉及的问题来分,可以归纳为两大类:第一类是人类与自然环境之间的共同作用问题。这类问题的动因主要是由自然灾变引起的。例如地震灾害、土壤退化、洪水灾害、温室效应等。这些问题通常称为大环境问题。第二类是人类的生活、生产和工程活动与环境之间的共同作用问题。它的动因主要是人类自身。例如城市垃圾、工业生产中的废水、废液、废渣等有毒有害废弃物对生态环境的危害;工程建设活动如打桩、强夯、基坑开挖、盾构施工对周围环境的影响;过量抽汲地下水引起的地面沉降等等。有关这方面的问题,统称为小环境问题。

6 . 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。

很明显,要想不修改设计,地质工作必须做到家,基本的地质工作量必须保证。作为地质师,既要尊重事实,坚持真理,实事求是,还要努力学习,开拓进取,勇于创新,更要勤于实践,不迷信权威,不违心唯上。工程地质专业的形象靠地质师们去树立,去维护;工程地质专业在工程建设中的地位也只有靠地质师们自己去争取

地质师是当今社会最优秀的人才之一,许多人成不了地质师。

人类的进步,社会的发展,未来的世界,永远也离不开地质师! 忽略了地质工作,怠慢了地质师,人类社会将会受到大自然的无情惩罚!

篇5

关键词: 岩土工程;处理措施;相关问题

中图分类号:TU7 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2012)06-0052-01

1 不同介质之间的相互作用及相关的分析

一般来讲,土体由三个主要的成分组成:气、液、固。这三种不同的成分之间互相作用,影响到了具体的工程土质性质。一般来讲,固态的存在形式为颗粒散体状。相比于土体,岩体的结构是非常特殊的,岩体本身也为一种综合体,岩体的组成由不同成因、不同形态、不同规模、不同序次和不同方向的结构面围限而成,在工程性质上,岩体是不连续的,岩体工程性质还是不均一的并且是向异性的。所以在充分的考量岩体断裂力学以及其它相关的新研究方法和新研究的理论基础之上,进行工程岩体稳定性影响的结构面力学效应和几何学效应进行研究,意义也是非常的显著的。

如果具体的天然地基与建筑物对地基的要求之间不一致的时候,就需要对天然地基进行很好的处理,在处理之后,天然地基就变成了人工地基。三种常常遇到的人工地基形式为均质人工地基、复合地基和桩基础。对于了解桩基础和复合地基的变形特性及承载力来说,复合地基中究桩体与土体、增强体与土体之间的相互作用具有非常重要的研究作用和研究意义。

2 测试岩土工程的重要技术

无论是在具体的岩土工程建设实践领域,还是在岩土工程理论的发展过程之中,岩土工程测试技术发挥的决定性作用都是不容忽视的。对于进行岩土工程分析来讲,三个重要的方面为工程实践、室内外测试和理论分析。许多的岩土工程理论都是建立在具体的试验之上,对于岩土工程设计的科学性和合理性、对于施工质量的高水平保证来说,测试技术显得尤为重要。

对岩土工程测试技术进行划分,主要可以划分为如下几个方面:现场监测技术、原位试验技术和室内试验技术。在对原位试验技术进行研究的方面,所关注的重点和核心为地基中的应力场和位移场的测试,地基土的变形及强度等特性的测试,地下结构表面的土压力测试等等,这些在传统上一直是研究的难点,希望在不久的将来,能够有所突破。在虚拟测试技术领域,这一技术应用非常广泛的领域为岩土工程测试之中,其有助于高效的借鉴和使用其他学科的研究成果,推动岩土工程领域测试技术的不断发展。相信,伴随着不断发展的科学技术,不断提升的重要性,测试结果的可靠性将会得到很好的提升。伴随着不断改进的测试模式、不断改善的测试仪器精度以及整个社会的科技发展水平,岩土工程测试结果的可靠度也会不断的提升。

3 稳定和变形的基坑工程围护体系

伴随着不断发展的城市地下空间以及高层建筑,深基坑工程呈现出日益增多的现象和趋势。有基于此,基坑工程围护体系的变形和稳定演变成了两个非常重要的研究领域。

研究基坑工程围护体系的变形和稳定,如下方面需要得到密切的关注:基坑开挖可能对周围环境产生的影响、变形的围护结构、基坑工程的“时空效应”、围护结构的优化和设计、围护体系的适用范围及合理型式、对土压力进行的计算等等。对于基坑工程来讲,有三个基本的问题需要考虑,即土体的渗流、变形和稳,除此之外,还需要充分的考虑结构与土之间的共同作用。

基坑工程具有很强的个性和区域性。围护结构的稳定性和基坑工程土压力往往是一对主要的矛盾,有时候压力会引发流土渗流现象,有的时候会使得基坑周围的地面发生变形。在研究和分析地下水可能对土压力产生的影响的时候,当前在工程界和学术界对此有几种不同的认识,有的认为需要分别计算水土压力、有的则认为适用水土压力合算比较好。

挡土结构的位移会影响到对围护结构发生作用的土压力。一般来讲,对于基坑围护结构承受的土压力来说,其多介于静止土压力和被动土压力之间或者说是静止土压力和主动土压力之间。除此之外,因为泥土本身的蠕变性,作用时间还会对围护结构上的土压力产生影响。

4 复合地基

伴随着不断发展的地基处理技术,复合地基技术的应用也越来越广泛。正确的理解和界定复合地基,其为在对天然地基进行具体的处理的过程中,部分土体被换置或者被增强,或者通过在天然地基中添加加筋材料来提升地基的承载力。组成加固区的成分有天然地基土体和人工地基,天然地基土体也叫做基体,人工地基也叫做增强体。在复合地基中,对于负荷共同的承担的主体为基体和增强体。对增强体进行研究,按照具体的方向的不同,可以被划分为水平向和竖向两大类。按照具体的不同荷载传递机理,竖向的增强体复合地基又被划分为:刚性桩复合地基、柔性桩复合地基和散体材料桩复合地基。

当前,常见的三种主要的地基基础形式为桩基础、浅基础和复合地基。这三种形式之间并没有非常明确的和严格的划分界限。所谓浅基础也就是桩土应力比在1.0左右的土桩,如果对桩土的共同作用进行考虑,复合地基可以被认为刚性桩复合地基。对于本文的作者来说,摩擦桩基,也就是刚性桩复合地基这样的定义对于认识地基的荷载传递体系来讲,更具有优势。在计算桩基础和浅基础的沉降和承载力的时候,因为有较好的实践的支撑,相关的理论是非常的成熟的。但是对于计算复合地基的沉降和承载力,则不是已不能完成的。可以说当前相比于具体的复合地基的实践活动来说,进行复合地基计算的具体理论是非常的落后的,有基于此,需要重视和加强对于复合地基的理论研,比如如何计算各类不同的复合地基的沉降和承载力,具体的沉降计算理论是怎么样的;如何对复合地基进行优化设计,如何分析复合地基的具体可靠度和抗震状况,如何进一步的认识各种不同的复合土体的性状等等。

参考文献:

[1]雷奇,丁晓庆.岩土工程施工技术探讨[J].科技创新导报,2009:(08).

篇6

关键词:岩土工程勘察;技术问题;解决措施

中图分类号:TU7 文献标识码: A

1.引言:

岩土工程勘察是一项综合性的工程地质调查工作,是运用各种勘察测试手段和方法,对建筑场地进行调查研究,分析判断修建各种工程建筑物的地质条件以及建设对自然地质环境的影响,岩土工程勘察的目的是为设计、施工提供地质勘

察成果及各项岩土工程参数,是建设工程中不可或缺的重要环节。岩土的参数关系到基础设计的安全性、经济性和可行性。环节严格按照有关规范执行,同时结合地区经验,才能保证勘察结果的准确性。

2. 对岩土工程勘察的简单介绍

2.1岩土工程勘察的定义

岩土工程勘察是一种编制文件的勘察活动,主要就是根据所要建设的工程的要求来对建设场地进行分析、评价、查明它的地质、岩土工程的条件以及周围环境等特征。

2.2岩土工程勘察的分类以及应用

按照所需要勘察对象的不同将勘察分为铁路工程勘察、港口码头工程勘察、大型桥梁工程勘察、公路工程勘察、工业建筑工程勘察、民用建筑工程勘察和水利水电工程勘察,且水利水电工程主要指的就是水电站和水工构造物的勘察。因为铁路工程勘察、港口码头工程勘察、大型桥梁工程勘察、公路工程勘察等工程勘察更具重要性,且需要很高的投资造价,所以国家都对这些工程勘察分别制定的各自的规范、技术标准和规程等,且这些工程勘察被称为工程地质勘察,所以说岩土工程勘察主要应用在建造医院、学校的校舍、住宅、工业厂房的地基、基坑、边坡、堤坝等工程的处理,这些工程都会应用到岩土工程勘察。

3.岩土工程勘察中的技术问题

岩土工程勘察中常见的技术主要有以下几个方面的问题:

3.1岩土参数问题

岩土参数问题主要集中在风化岩、残积土以及粗颗粒土等对于获取原状岩土样以及进行试验较为困难的岩土层,使得这些岩土层的变形指标以及承载力等设计参数无法精准确定,而是以平均值作为参考性状数据,或是忽略试验得出的状态强度及岩土性状等与原位测试结果不相符的状况,使得报告统计时相关参数与本数出现偏差,且对相关联的近似概念不作区分,使参数混淆杂乱,勘察报告中的数据不够科学、系统。

3.2勘察依据问题

在进行岩土工程勘察之前,必须在明确的工程设计意图的指导下,充分收集对工程施工产生较大影响的各方面资料,诸如勘察对象的具体情况,建筑工程的结构性状以及建筑规模等特点,地基荷载、允许变形以及埋置深度等相关资料,但许多工程勘察的前期资料都不够完善,例如界面划分、地质形态等不够清楚明确,使得勘察成果质量不高,从而提供给工程结构设计的数据资料的实用性不强等,严重影响着建设工程的结构设计与施工质量。

3.3勘察报告问题

由于岩土工程勘察的资料数据有失精准,也就直接造成勘察报告的准确性与可行性不高,使勘察报告不能为工程结构设计有效利用,甚至还会导致建筑工程设计不合理,直接影响着工程施工与整体质量。并且,除勘察成果的原因外,若在勘察报告中,只是对基础设计参数进行阐述而对地基评价不够合理实际,针对性不够强,会使得勘察成果不能有效利用,而岩土工程勘察的功效也就大大折损。另外,还有勘察报告的质量问题,很多勘察报告只注重对基础设计数据进行统计分析和归纳,却忽视了报告中的图件质量,使得报告中的图件并不能满足报告编制标准,也大大降低了勘察报告的指导意义。

3.4综合能力与技术素质问题

技术工艺实施的最重要还是人的问题,岩土工程勘察相关人员的综合能力与技术素质是直接关系着勘察技术功效的发挥以及勘察成果质量的重要因素。在岩土工程勘察技术实施中,由于很多相关人员存在缺乏技术方面的交流与沟通、对技术发展与应用认识不够以及缺乏对勘察资料数据的整理分析与归纳利用的能力等问题,进而造成对勘察过程的真伪无从辨别、对勘察资料的重点把握不住以致利用率不高以及面对复杂工程或重大项目时无从下手的局面,致使勘察精度达不到标准要求,勘察资料有失精准以及对勘察技术的应用不够规范等,这些都直接影响着岩土工程勘察成果的质量,进而给工程结构设计与具体施工带来很多利因素,严重影响着工程施工的经济安全。

3.5原位测试试验

原位测试应严格按规范进行,在施工中常会出现一些所谓的“捷径”,静力触探按规定应定深调零以减少零漂,有时图省事不按要求调零,造成数据采集不准,尤其是气温与地温相差较大的冬天、夏天触探指标相差更大。标准贯人试验不按规定进行杆长和孔深校正,在缩孔和孔底有残留时,不能及时发现标贯器没放置于应测试孔底位置,造成标贯数据严重失真。重型及超重型动力触探按规定需连续贯入,并定深旋转触探杆,但在施工时由于连续贯入比较缓慢,且起杆困难或局部地段锤击不进而放弃连续贯入,使得对碎石土评价缺乏相应手段的触探指标数据而不够详实,进而造成对碎石土评价的困难。

4.岩土工程勘察中的技术问题解决措施

4.1提高岩土参数的准确性

对于原状岩土样获取以及进行试验较困难的岩土层的相关参数,应充分利用先进技术,并综合多学科、多技术应用领域的相关的理论技术等,对诸如承载力或变形指标等参数精准确定,对原位测试结果不相一致的试验结果,应找出不相符的原因并分析,确保试验结果数据精准以及统计报告时参数的准确性,并注意对关联度较高或相近的概念做区分,谨防参数统计时出现杂乱混淆的状况。

4.2明确勘察意图,合理选择与应用新技术

首先在工程勘察之前,应对勘察目的有一个清楚、明确的认识与理解,做好相关资料数据的搜集工作,充分把握勘察对象的具体实际情况,对建筑工程的性状结构、规模、地基承载力要求、变形模量以及抗剪力强度等所有相关的材料都搜集完全并对其进行有效分析与归纳总结,认清勘察工作的重点,让勘察资料数据与结论明确清晰,综合提高勘察成果的质量,并在此基础上,结合实际情况需要,合理选择与应用新技术,为工程结构设计提供可靠的基础依据,为保证工程施工的安全经济创造良好的条件。

4.3强化勘察报告的实用性

首先,要强化岩土工程勘察报告的实用性,就要综合提高勘察报告资料的准确性,除勘察资料数据本身的原因外,应加强地基评价的合理性,在基础设计参数的有效归纳与总结之后,还应基于合理准确的数据资料,对建筑工程的地质条件、地基变形模量以及固结压缩曲线等进行深入分析与总结,提高勘察报告的针对性与实用性。同时,勘察报告应满足对资料数据的统计分析,还应按报告编制标准有效提高报告中图件的实用性,对工程相关的地形地物、道路建筑物等参照物要在平面图中标明,使勘察点与拟建筑物的位置一目了然。

4.4提高相关人员的技术素质与综合能力

重视对勘察技术规程规范的学习与掌握,通过培训、学习等方法,尤其要提高相关工作人员的综合素质和能力,使其所具备的专业技能能保证勘察工作的顺利有效进行。同时,注重理论与经验的紧密联系,让工作人员在学习理论知识的基础上加强与实际相联系,将理论知识合理运用于实际操作中,明确技术发展与应用,并自行合理地辨别勘察数据的真伪,通过其他相关技术方面的充分交流与沟通,合理而有序地进行岩土工程勘察工作,为有效提高勘察成果质量、保障勘察资料数据准确可靠奠定良好的基础。

5.结束语

总而言之,岩土工程勘察的成果质量对工程建设质量有深远影响,要想保证工程结构设计的合理性与工程的整体质量,就必须对岩土工程勘察成果质量严格要求,为工程建设的整体质量提供可靠的基础依据,实现工程施工的安全高效、经济可靠。

参考文献:

[1]黄汉芳.浅论岩土工程勘察技术的思考[J].广东建材,2012

[2]童玲.工程岩土工程勘察的技术应用分析[J].城市建设理论研究,2012

篇7

【关键词】有限元;极限分析法;岩土工程;应用研究

在岩土工程中,极限分析法得到了良好的应用,但是由于这一方法需要做假设,而且求解的范围有限,所以方法的应用受到了很大的限制。但是有限元数值方法,具有很强的适应性,但是由于无法计算出稳定安全系数F,所以其应用也受到一定的限制。在本文中,笔者探讨了有限元极限分析法的发展,以及其在岩土工程中的应用。

1 有限元极限分析法的发展

20世纪70年代中期,英国科学家Zienkiewicz首先提出了有限元极限分析法,并且在岩土工程极限荷载与安全系数的计算中进行了应用。在随后的1980年代和90年代,这种方法在边坡及地基稳定性分析中也有了良好的应用。不过,由于当时的技术条件有限,缺乏可靠、强大的大型有限元程序、强度准则等,致使计算精度不够,在岩土工程中没有得到广泛的应用。

20世纪末,关于有限元极限分析法,国际上又出现了多种相关的研究文章,研究的方向主要集中在有限元强度折减法求解均质土坡安全稳定系数F方面。但是由于计算结果与之前的研究结果比较相似,所以逐步为主流学术界所接受。一些学者认为,这标志着有限元强度折减法分析边坡的稳定性,进入了一个崭新的时期。1999年,美国的D. V. Griffith等人用该方法分析了边坡的稳定性,创新点在孔隙水压力与模拟水位两方面,同时也对库水下降情况下的边坡稳定性做了分析。

而我国有限元极限分析法在20世纪末才开始,主要是在土坡分析中的应用。21世纪初期,国内的一些学者在边坡稳定性的分析中,采用了有限元强度折减法。这是国内比较早的研究有限元强度折减法的文章,研究的方向集中在基本理论及计算精度两方面。随着计算精度的不断提高,逐渐被设计单位和岩土工程部门所重视。这有了两个方面的意义,一是扩大了有限元极限分析法的应用范围,二是在一些实际工程中,有限元极限分析法也得到了良好的应用。当前,该方法处于快速发展阶段。

在研究方面,有限元强度折减法主要集中在安全系数与滑面系数方面,而有限元增量超载法主要是在地基极限车承载力方面。这方面的研究文献虽然不多,但是却取得了可观的研究成果。这两种方法,统称为有限元极限分析法,从根本上来说,均为采用数值分析方法求解的一种极限分析法。

在国际上,有限元极限分析法大都采用编数值分析程序比较多,而该方法的应用范围仅局限于二维平面土基与土坡分析中。而在国内方面,大都采用大型通用程序,在计算、程序可靠性、功能等方面,均有很大的优势。同时,这一方法的应用范围也不断扩大,从上述两个方面扩展到三维,同时在多个潜在滑面、支档结构设计和地基载板荷载试验中,也得到了很好的应用。

近年来,国内在有限元极限分析法方面,取得了很大的进展。但是从整体情况来看,仍然研究的起步阶段,距离革新设计方法,尚有一段很长的距离。

2 有限元极限分析法的原理

2.1 安全系数的概念

有限元极限分析法中的安全系数定义有很多种,主要与岩土工程的破坏状态有关。定义主要包括两类,一类是受到环境的影响,岩土的强度低,且边坡失稳,通过降低岩土强度计算最终的破坏状态,这种有限元极限分析法称之为有限元强度折减法;另外一类比由于地基上荷载持续增加,致使地基失稳破坏,增加倍数超载安全系数,这种方法称之为有限元增量超载法。这两种方法的安全系数不同。

2.2 有限元极限分析法的原理

(1)有限元强度折减法原理。在岩土工程中,主要采用莫尔-库仑材料,安全系数w的计算式为:T=(c+?tanφ)/w=c’+?tanφ

c’=c/ω, tanφ’=(tanφ)/ ω

(2)有限元增量超载法。在工程中,岩土的破坏,不是朝夕之事,而是一个循序渐进的过程,由线弹性状态,逐步过渡到塑性流动,最终达到极限破坏状态。因此,这就给增量超载方法求解地基的极限承载力,提供了有利的条件。

3 有限元极限分析法的基本理论

3.1 岩土工程整体失稳的判断依据

岩土工程整体失稳的破坏,是指岩土沿滑面产生坍塌或滑落,导致无法达到极限平衡状态,无法继续承载,在滑面上,也容易发生位移。将滑面节点上的位移突变或者塑性应变作为判断边坡整体失稳的标志。因此,同时也可将有限元静力计算作为边坡失稳的依据。边坡失稳的特征。

3.2 计算精度提高的条件

为了提高有限元极限分析法中的计算精度,需要满足以下条件:一是成熟可靠、功能强大的程序,特别是国际上通用的程序;二是实用性的强度准则与结构模型;三是计算范围、边界条件与网格划分等,满足计算需要。

再利用有限元计算岩土工程稳定问题时,需明确几何参数、抗剪强度、土容量r,以及弹性模量E等。但是相关的计算结果表明,v的取值,对安全计算结果的影响较小。E与边坡的位移和变形大小相关。

4 有限元极限分析法的应用

4.1 在二维边坡中的应用

结合下面的算例,探讨该方法的应用。通过大型有限元ANSYS5.62软件建立有限元模型,根据平面建立有限元模型,左右两侧为边界约束条件。

表1 非关联法则下不同准则下的稳定安全系数

按照边坡破坏的特点,在边坡遭到破坏时,滑面上的塑性应变和节点上的位移,将发生突变、塑性应变突变和滑动面水平位移。所以,这就能够按照塑性应变值云图方法来确定滑动面,并与之前的滑面方法相比。

4.2 有限元超载法在土基上的应用

光滑刚性条形地基的极限承载力,均承受为垂直半无限、无重量地基,计算的方法如下:q u =c cosφ[exp(πtanφ)tan2(π/4+φ/2)-1

根据上述公式,当地基处于极限状态下,基础附近局部位移矢量将随着基础附近局部的等效塑性应变等发生变化。通过计算结果可看出,计算的结果与实际相符合。而对于有重地基极限承载力的

计算,已经存在各种公式,但是相比较而言,魏锡克经验公式计算的记过比较准确。

此外,有限元极限分析法在隧道工程、滑坡支档结构等均有着实际的应用,而且该方法的应用范围还在不断扩大。

5 结语

有限元极限分析法包括有限元强度折减法和有限元超载法两种方法,这两种方法当前均处于研究的快速发展阶段,且在岩土工程分析中有着良好的应用。在本文中,笔者结合自身的工作的实际,从有限元极限分析法的发展历程、有限元极限分析法中安全系数的定义、基本原理和在各种岩土工程中的实际应用等方面对该命题做了系统的分析与总结,希望对于有限元极限分析法的发展有一定的借鉴意义。

参考文献:

[1]赵尚毅,郑颖人.基于Drucker-Prager准则的边坡安全系数转换[J].岩石力学与工程学报, 2013(11).

[2]张鲁渝,郑颖人,赵尚毅.有限元强度折减系数法计算土坡稳定安全系数的精度研究[J].水利学报,2013(21).

[3]郑颖人,赵尚毅.有限元强度折减法在土坡与岩坡中的应用[J].岩石力学与工程学报,2014(23).

篇8

关键词:工程地质 岩土工程

1.工程地质学科的争议

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; 转贴于

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。

很明显,要想不修改设计,地质工作必须做到家,基本的地质工作量必须保证。作为地质师,既要尊重事实,坚持真理,实事求是,还要努力学习,开拓进取,勇于创新,更要勤于实践,不迷信权威,不违心唯上。工程地质专业的形象靠地质师们去树立,去维护;工程地质专业在工程建设中的地位也只有靠地质师们自己去争取

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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。

很明显,要想不修改设计,地质工作必须做到家,基本的地质工作量必须保证。作为地质师,既要尊重事实,坚持真理,实事求是,还要努力学习,开拓进取,勇于创新,更要勤于实践,不迷信权威,不违心唯上。工程地质专业的形象靠地质师们去树立,去维护;工程地质专业在工程建设中的地位也只有靠地质师们自己去争取

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关键词:岩土工程岩土勘察发展现状发展前景

中图分类号: P587 文献标识码: A 文章编号:

一、岩土技术勘概述

岩土勘察是一种编制文件的勘查活动,主要就是根据所要建设的工程的要求来对建设场地进行分析、评价、查明它的地质、岩土工程的条件以及周围环境等特征。岩土工程勘察的目的在于解决和处理建设工程中与岩土介质有关的问题,是建设工程中不可或缺的重要环节。各项工程建设在设计和施工之前必须按基本建设程序进行岩土工程勘察,岩土工程勘察的重要性和其质量的可靠性越来越为人们所重视。

二、岩土勘察的现状

(一)岩土技术勘察的分类

按照需要勘察对象的不同将勘察分为铁路工程勘察、港口码头工程勘察、大型桥梁工程勘察、公路工程勘察、工业建筑工程勘察、民用建筑工程勘察和水利水电工程勘察.且水利水电工程主要指的就是水电站和水工构造物的勘察。因为铁路工程勘察、港口码头工程勘察、大型桥梁工程勘察、公路工程勘察等工程勘察更具重要性,且需要很高的投资造价,所以国家都对这些工程勘察分别制定的各自的勘查规范、技术标准和规程等,且这些工程勘察被称为工程地质勘察,所以说岩土勘察主要应用在建造医院、学校的校舍、住宅楼宇、工业厂房还有地基的处理、基坑、边坡、堤坝等工程的施工方面,或者是管线的架空都会应用到岩土勘察。

(二)岩土勘察的技术现状

1、勘察工作规范化

我国已经能够解决技术要求,地质条件复杂的岩土工程问题。相应的规范、规程的编制,标志着我国这方面已经积累的经验达到的水平。勘察与设计、施工密切结合,初步形成了从勘察到设计、施工、监测,贯穿各个阶段的认识、实践、改造全过程。

2、勘探方式有了巨大的发展

勘察工作已从单一的钻探、取样、试验、提报告模式发展为多种测试手段、综合评价的模式。多功能静力触探、超重型动力触探、预钻式和自钻式旁压试验、螺旋板载荷试验、孔隙水压力测试、波速试验等新技术的迅猛发展,大大提高了地基评价的水平。室内土工试验中高压固结试验和三轴压缩(剪切)试验的普遍应用,使土力学理论更进一步应用到勘察生产实践中。另外土的动力性质的试验也日益增多;桩的动力测试已经列入有关规范规程和手册中;表面波速法也开始在工程中得到应用;岩土测试的重要性已经越来越显示出来。

3、岩土勘察中的常见问题

(1)工程勘察依据不充分

不少勘察单位在前期资料搜集不全,拟建工程的结构形式、地面整平标高等情况不清,缺乏设计单位的勘察技术要求等情况下就进行岩土工程勘察,这些投机取巧的行为,致使报告的深度和广度不够,提出的成果无法满足工程设计的需要,最终还是要补勘。

(2)勘察资料不够详实

设计人员在岩土工程勘察的时候,要把收集到的室内、野外的零乱分散的原始资料进行理论和实践经验的总结分析,进行有针对性的设计。然而在这个过程中,对于统计的定义和理论不确定在统计、分析岩土参数的时候,有些时候对异常值不加分析剔除就参与了统计,后果就是导致误差大,标准差和变异系数也随之变大,得出的结论往往对场地的分析不正确、不合理。岩土参数的取值不准确片面的理解了岩土参数的标准值,不管什么样的岩土参数都提供标准值,这是非常不准确的。

(3)技术人员素质较低

一些勘察技术人员缺乏对勘察各专业的野外和室内原始资料的整理、分析、利用的能力,缺乏如何辨别真伪、去伪存真、补充印证、归纳总结的能力,缺乏建筑、结构设计方面的知识,常造成勘察的目的性不明确,所提供的资料不能满足设计的需要。还有勘察技术人员知识的广度和深度问题,勘察各专业缺乏内部沟通、技术交流,对各自技术服务的对象和技术发展状况不了解,导致碰到重大项目和复杂工程时束手无策,不知应采用何种技术方法和手段去解决所碰到的技术问题。

(4)勘察报告失真

当前很多勘察报告没有实际上的内容,只是越来越多的没有用的空话,没有根据具体的工程条件,没有很详细很具体的研究分析,没有很必要的理论基础知识和逻辑思维能力,没有设计施工时真正需要的内容。

三、岩土勘察的未来发展

(一)特殊条件的岩土工程勘察技术

1、特殊土质的勘察

特殊土质包括湿陷性黄土、软土、膨胀土、盐渍土等。在特殊土地基上进行工程建设时,必须充分考虑到它们所具有的特殊物理力学化学性质。

2、特殊地质条件的勘察

特殊地质条件包括岩溶、斜坡与滑坡、泥石流、采空区、地面沉降、地震效应等。其中强震区的砂土液化、断裂、震陷等问题是岩土工程勘察中经常遇见的。

3、 特殊工程的勘察

特殊工程包括高层建筑、动力机器基础、地下工程、水上工程、核电站、道路桥梁、机场跑到、水坝、尾矿坝等。大型建筑地基勘察与评价仍是当前的重要内容,对可能产生不均匀沉降的预测及对策和地震效应的抗震设计参数等问题。

(二)勘察技术的发展

测试技术要实现现代化,要继续保留如标准贯入试验这样传统的测试手段,但应更注重现代物理技术(电子技术、波动理论)等来发展测试新技术。测试技术的发展要做到以下三个结合:硬件设施的研制要做到勘察、科研、制造厂商的相互结合,各有分工,成功的可能性和实际效益就要大的多;科研与生产相结合,只有与生产密切结合的科研课题或开发项目才能取得比较显著的效果,反过来又促进了勘察生产技术水平的提高,而与生产相脱节的科研项目,即使费了很大力,也很难取得真正的效果;理论与实际相结合。

(三)勘察领域的拓展

岩土工程勘察逐渐向一切以人类生存的地球表面环境中的大地岩土和与其密不可分、相互影响的地表水、地下水和大气等环境物质为系统工作目标的工程领域开拓。

(四)勘察体系更加完善

未来的岩土勘察由单纯的工程地质勘察向岩土工程发展日趋完善。其专业细分也将逐步完善:程咨询和工程顾问,主要负责工程计划、项目负责、工程试验分析计算和工程监测工作;野外钻探,可进行探查孔、钻井、灌浆钻孔、锚杆钻孔、海洋钻探以及水平钻孔、定向钻孔等等;岩土工程施工,可进行各类桩基及地基改良工法的施工。

(五)高素质的勘察技术人员

随着科技的飞速发展和勘察技术的进步,各种新型的高科技勘察设备及技术日新月异,这就要求相关勘察技术人员必须与时俱进的掌握新技术新方法,努力提高自己的职业素质和技术水平。勘察单位要定期的对勘察技术人员教育和技术培训,促进其知识的更新换代。勘察单位施行内部岗位轮换制度,促成勘察各专业的技术交流、知识渗透,尽可能组织技术人员参加各种有关的学术活动和讲座,达到扩大勘察技术人员的知识广度和深度的目的。强调计算机技术的应用(如受压层深度_计算、承载力计算、土压力计算、、基坑支护设计计算、沉降分析、数理统计、地基与基础协同作用分析等),采取这些措施无疑可以大大提高他们的技术综合能力。

总结:岩土勘察是建设工程时的基础性工作,是工程质量的重点,工程建设的投资效率很大一部分体现在勘查工作是否详实,而岩土工程勘察是一个不断进步的技术,若想提高对岩土工程勘察的最新技术,那么就要对理论以及规范、规程的学习进行加强,以便来提高工作质量,岩土工程勘探单位及人员要加强修养,为我国的经济发展贡献力量。

参考文献:

[1] 韩至成《岩土工程勘探技术概述》[M]. 北京:机械工业出版社, 2000.