巖土專業(yè)特點(diǎn)

淺談巖土工程的專業(yè)特點(diǎn)

前言巖土工程是一門

既古老又新近的專業(yè)技術(shù)。

1巖土工程的內(nèi)涵

《巖土工程基本術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)》“土木工程中涉及巖石和土的利用、處理和改良的科學(xué)技術(shù)。”中國(guó)大百科全書“土木工程的一個(gè)分支，以工程地質(zhì)學(xué)、巖石力學(xué)、土力學(xué)與基礎(chǔ)工程為理論基礎(chǔ)，涉及巖石和土的利用、整治和改造的一門技術(shù)科學(xué)?！薄巴聊竟こ痰囊粋€(gè)分支，研究巖土體（包括其中的水）作為支承體、荷載、介質(zhì)或材料，必要時(shí)對(duì)其改良或治理的一門工程技術(shù)?！睅r土工程的內(nèi)涵第一、巖土工程是土木工程的一個(gè)分支；第二、研究對(duì)象是巖石和土，包括巖土中的水；第三、是一門技術(shù)科學(xué)或工程技術(shù)。2巖土工程的外延

（1）

巖土作為支承體房屋建筑、道路、橋梁、堆場(chǎng)、大型設(shè)備承載力和變形問(wèn)題。（2）

巖土作為荷載或自承體地面開(kāi)挖，邊坡工程、基坑工程、露天礦等地下開(kāi)挖，隧道、地下洞室等另一類穩(wěn)定和變形問(wèn)題。既可能是荷載，也可能是自承體。地下水的控制有舉足輕重的影響。

巖土工程的外延（3）

巖土作為材料填方工程，填海造陸，圍堰、水壩、路堤穩(wěn)定和變形外，材料選用和質(zhì)量控制。（4）

地質(zhì)災(zāi)害的防治巖溶、塌陷、崩塌、滑坡、泥石流、地面沉降對(duì)工程構(gòu)成嚴(yán)重威脅。場(chǎng)地和地基的地震效應(yīng)。巖土工程的外延（5）

環(huán)境巖土工程地質(zhì)和水文地質(zhì)環(huán)境的評(píng)估、廢棄物的衛(wèi)生填埋、土石文物的保護(hù)等，正日益重視。包括各種人工土，對(duì)天然土的加固和改良，利用排水、壓實(shí)、加筋、改性、注漿、錨定、設(shè)置增強(qiáng)體等，改變巖土體的強(qiáng)度、變形和滲透性能。

第九屆優(yōu)秀勘察申報(bào)項(xiàng)目

秦嶺隧道、嶺澳核電廠、三峽五級(jí)船閘、龍羊峽水電工程、小浪底水電工程、白云機(jī)場(chǎng)和肖山機(jī)場(chǎng)、高層建筑、唐山巖溶塌陷治理、滑坡治理、大型露天礦山邊坡、城市地下綜合管廊、海上采油井場(chǎng)、水庫(kù)岸邊浸沒(méi)區(qū)治理等，深基坑支護(hù)、公路、尾礦、動(dòng)力機(jī)器基礎(chǔ)、巖土工程檢驗(yàn)和監(jiān)測(cè)等

3

巖土工程和相鄰專業(yè)的關(guān)系許多專業(yè)關(guān)系密切，且互相搭接，邊界模糊。邊界附近你中有我，我中有你。工程地質(zhì)、結(jié)構(gòu)工程、水利和水電工程、道路橋粱和隧道工程、港口和航道工程、采礦工程、地震工程、海洋工程、環(huán)境工程等。

巖土工程與工程地質(zhì)的關(guān)系

區(qū)別：學(xué)科領(lǐng)域、工作內(nèi)容、關(guān)心的問(wèn)題工程地質(zhì)是地質(zhì)學(xué)的分支，產(chǎn)生源于土木工程的需要，本質(zhì)是應(yīng)用科學(xué)；地質(zhì)專家（地質(zhì)師），側(cè)重研究地質(zhì)現(xiàn)象、成因和演化、地質(zhì)規(guī)律、地質(zhì)與工程的相互作用巖土工程是土木工程的分支，本質(zhì)是工程技術(shù)。是工程師，關(guān)心的是根據(jù)工程目標(biāo)和地質(zhì)條件，建造滿足使用要求和安全要求的工程或工程的一部分，解決工程建設(shè)問(wèn)題。工程地質(zhì)與巖土工工程的關(guān)系非常密切。有人說(shuō)，工程地質(zhì)是巖土工工程的基礎(chǔ)，巖土土工程是工程地質(zhì)質(zhì)的延伸。巖土材料的性能結(jié)結(jié)構(gòu)，多種復(fù)雜地地質(zhì)作用下的自然然產(chǎn)物。只能勘察察查明，又不能完完全查明。通過(guò)地面調(diào)查，物物探、鉆探、槽井井探，由粗而細(xì)，，由淺而深，根據(jù)據(jù)地質(zhì)規(guī)律推測(cè)，，構(gòu)造出地質(zhì)模型型。沒(méi)有地質(zhì)基礎(chǔ)礎(chǔ)，無(wú)法識(shí)別斷層層、軟夾層、結(jié)構(gòu)構(gòu)面、地下水的賦賦存和運(yùn)動(dòng)地質(zhì)復(fù)雜地區(qū)，離離開(kāi)了工程地質(zhì)專專家，土木工程師師寸步難行。巖土工程和結(jié)構(gòu)工工程的關(guān)系關(guān)系密切。必須密切配合。結(jié)構(gòu)關(guān)心地基的穩(wěn)穩(wěn)定和變形，影響響結(jié)構(gòu)安危；過(guò)量量變形，影響結(jié)構(gòu)構(gòu)功能，次應(yīng)力使使結(jié)構(gòu)超過(guò)極限。。地基問(wèn)題很難補(bǔ)補(bǔ)救。一般地基設(shè)計(jì)均由由結(jié)構(gòu)工程師考慮慮上部結(jié)構(gòu)統(tǒng)一完完成，復(fù)雜地基基基礎(chǔ)或需專門處理理的地基要求巖土土工程師參與。地基勘察設(shè)計(jì)時(shí)，，須了解結(jié)構(gòu)型式式、荷載及其分布布，基礎(chǔ)型式和剛剛度，對(duì)地基變形形的限制要求，以以便有的放矢。巖土工程和結(jié)構(gòu)工工程的關(guān)系一個(gè)整體，相互作作用，相互影響。。地基變形會(huì)改變結(jié)結(jié)構(gòu)應(yīng)力，結(jié)構(gòu)荷載分布和不不同剛度會(huì)產(chǎn)生不不同的地基變形。。常用調(diào)整基礎(chǔ)和結(jié)結(jié)構(gòu)剛度適應(yīng)地基基變形，地基、基礎(chǔ)和上部部結(jié)構(gòu)的協(xié)同作用用。通過(guò)地基處理提高高地基承載力和剛剛度，適應(yīng)上部結(jié)結(jié)構(gòu)要求。巖土工程和結(jié)構(gòu)工工程的關(guān)系你中有我，我中有有你，互相搭接，，互相重疊。樁基礎(chǔ)，結(jié)構(gòu)的延伸，是結(jié)結(jié)構(gòu)，但承載力和和變形主要取決于于巖土，基坑工程，土方開(kāi)挖、地下水水的治理、土壓力力計(jì)算等與巖土有有關(guān)，但護(hù)坡樁、、地下連續(xù)墻、錨錨桿、內(nèi)支撐等都都是結(jié)構(gòu)。邊坡和地質(zhì)災(zāi)害，，應(yīng)屬巖土工程，但但離不開(kāi)結(jié)構(gòu)措施施。單純的巖土并不多多，如圍海造陸、堤岸，，大面積高填方等等巖土工程和結(jié)構(gòu)工工程的關(guān)系結(jié)構(gòu)工程師和巖土土工程師雖然有所所分工，有所側(cè)重重，但互相互配合的居多多。結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)當(dāng)具具備必要的巖土知知識(shí)，巖土工程師師也必須具備必要要的結(jié)構(gòu)知識(shí)。一般結(jié)構(gòu)專業(yè)處于于主導(dǎo)地位，巖土土工程師承擔(dān)的主主要任務(wù),是結(jié)構(gòu)工程師覺(jué)得難難以承擔(dān)的復(fù)雜的的或?qū)ｉT的巖土工工程任務(wù)。4

巖石和和土的主要特點(diǎn)巖石的裂隙性和土土的孔隙性是巖石和土區(qū)別于于混凝土、鋼材等等人工材料的主要要特點(diǎn)。（1）巖巖石的裂隙性或稀或密、或?qū)捇蚧蛘⒒蜷L(zhǎng)或短地地存在，有的粗糙，有的光光滑；有的平直，，有的彎曲；有的的充填，有的不充充填；有的產(chǎn)狀規(guī)規(guī)則，有的規(guī)律性性很差。成因多樣，原生節(jié)節(jié)理，層理，構(gòu)造造節(jié)理，卸荷裂隙隙和風(fēng)化裂隙，片片理、劈理等，巖體中構(gòu)成極為多多樣復(fù)雜的裂隙系系統(tǒng)。巖石和巖體區(qū)別，，裂隙概化為“結(jié)結(jié)構(gòu)面”。力學(xué)參數(shù)：巖石、、結(jié)構(gòu)面、巖體，，很大區(qū)別。搞清清結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀、、參數(shù)和分布，是是巖土工程勘察設(shè)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和難點(diǎn)點(diǎn)。巖石的裂隙性巖體中的地下水沿沿著巖體中的裂隙隙和洞穴流動(dòng)，隨著裂隙和洞穴的的形態(tài)和分布的不不同，有脈狀裂隙水、網(wǎng)狀狀裂隙水、層狀裂裂隙水、洞穴水等等不同的地下水類型型。（2）土土的孔隙性散體材料，飽和土土是兩相；非飽和和土是三相。產(chǎn)生了有效壓力和和孔隙壓力；孔隙隙壓力又有孔隙水水壓力和孔隙氣壓壓力。有效應(yīng)力原理：土土力學(xué)區(qū)別于一般般材料力學(xué)的主要要標(biāo)志總應(yīng)力法和有效應(yīng)應(yīng)力法。把握好孔隙壓力是是巖土工程的重要要關(guān)鍵飽和土的孔隙水壓壓力飽和土中，由于孔孔隙水壓力的增長(zhǎng)長(zhǎng)和消散，不同加荷速率地基基承載力不同；是否及時(shí)支撐,對(duì)對(duì)軟土基坑穩(wěn)定定有不同的表現(xiàn)；；滲透系數(shù)和和地層組合合的差別,導(dǎo)致基基礎(chǔ)沉降速速率的差別別等。超靜水壓力力導(dǎo)致擠土土效應(yīng)，使使樁被擠斷斷、擠歪和和上?。坏卣饡r(shí)的超超靜水壓力力導(dǎo)致砂土土和粉土液液化。非飽和土的的孔隙壓力力非飽和土的的孔隙氣壓壓力形成基基質(zhì)吸力，，基質(zhì)吸力隨隨含水量的的增加而降降低，因而而是不穩(wěn)定定的。膨脹土和黃黃土隨濕度度的增加而而強(qiáng)度顯著著降低，非飽和土基基坑雨季容容易發(fā)生事事故，花崗巖殘積積土邊坡，，暴雨容易易發(fā)生淺層層滑坡，5

對(duì)自自然條件的的依賴性和和條件的不不確知性以傳統(tǒng)力學(xué)學(xué)為基礎(chǔ)發(fā)發(fā)展起來(lái)的的。但單純純的力學(xué)計(jì)計(jì)算不能解解決實(shí)際問(wèn)問(wèn)題。原因主要在在于對(duì)自然然條件的依依賴性和計(jì)計(jì)算條件的的不確知性性。“不求計(jì)算算精確，只只求判斷正正確”，強(qiáng)強(qiáng)調(diào)概念設(shè)設(shè)計(jì),綜合判判斷。試與結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)比較，，結(jié)構(gòu)工程與與巖土工程程結(jié)構(gòu)工程混凝土、鋼鋼材等人工工制造的材材料，材質(zhì)相對(duì)均均勻，材料料和結(jié)構(gòu)由由工程師自自己選定或或設(shè)計(jì)的，，可控的。。計(jì)算條件明明確，建立立在材料力力學(xué)、結(jié)構(gòu)構(gòu)力學(xué)基礎(chǔ)礎(chǔ)上的計(jì)算是可信信的巖土工程材料性能、、結(jié)構(gòu)，自然形成，，漫長(zhǎng)的地地質(zhì)歷史時(shí)時(shí)期，復(fù)雜雜地質(zhì)作用用下的產(chǎn)物物，工程師不能能任意選用用和控制，，只能通過(guò)勘勘察查明，，又不可能完完全查清6參數(shù)的不確確定性和測(cè)測(cè)試試方法的多多樣性離散性兩方方面的原因因。個(gè)別樣品測(cè)測(cè)試的指標(biāo)標(biāo)缺乏代表表性，經(jīng)統(tǒng)統(tǒng)計(jì)分析，，得到代表表值。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)注注重截面計(jì)計(jì)算，巖土土工程沒(méi)有有截面計(jì)算算，注重系系統(tǒng)分析。。巖土體的尺尺寸與試驗(yàn)驗(yàn)樣品差別別很大，考考慮的是巖巖土體參數(shù)數(shù)值的綜合合水平，標(biāo)準(zhǔn)值的計(jì)計(jì)算與混凝凝土、鋼材材等不同。。結(jié)構(gòu)可靠度度分析成熟熟，列入規(guī)規(guī)范；巖土土工程的可可靠度分析析尚處在研研究階段。。選用合理的的測(cè)試方法法壓縮模量、、變形模量量、旁壓模模量、反演演模量。直剪和三軸軸剪；直剪剪又有快剪剪、固結(jié)快快剪和慢剪剪；三軸剪剪又有不固固結(jié)不排水水剪、固結(jié)結(jié)不排水剪剪、固結(jié)排排水剪和固固結(jié)不排水水剪測(cè)孔隙隙水壓力；；原位測(cè)試有有十字板剪剪切試驗(yàn)和和野外大型型剪切試驗(yàn)驗(yàn)。試驗(yàn)條件不不同，試驗(yàn)驗(yàn)結(jié)果各異異。計(jì)算模式、、計(jì)算參數(shù)數(shù)和安全度度的配套，，計(jì)算參數(shù)數(shù)的正確選選定最為重重要。7巖土工程的的不嚴(yán)密性性、不完善善性和不成成熟性信息的不完完全性，單單純計(jì)算不不精確，不不可靠。定性分析與與定量分析析結(jié)合，綜綜合判斷。。依靠工程師師的理論基基礎(chǔ)和豐富富工程經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)。像一位良醫(yī)醫(yī)，沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)解解決不了復(fù)復(fù)雜工程問(wèn)問(wèn)題。忽視理論將將局部經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)誤為普遍遍真理，犯概念性錯(cuò)錯(cuò)誤?！敖?jīng)驗(yàn)之果果只有結(jié)在在理論之樹(shù)樹(shù)上才有生生命力。””沈珠江：““從學(xué)步步走向自立立”。8巖巖土工程程的概念設(shè)設(shè)計(jì)另詳9注注冊(cè)巖巖土工程師師的執(zhí)業(yè)權(quán)利、義務(wù)務(wù)、執(zhí)業(yè)范范圍等，由由政府發(fā)布布(1)獲得資格，，表示達(dá)到到執(zhí)業(yè)門檻檻，具備法法律能力，，對(duì)個(gè)人對(duì)對(duì)單位都是是有利。也承擔(dān)責(zé)任任，負(fù)法律律責(zé)任，負(fù)負(fù)終身責(zé)任任。有一定定風(fēng)險(xiǎn)性。。要有遇事做做出正確判判斷的能力力。不可能所有有領(lǐng)域都有有豐富經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)。務(wù)必謹(jǐn)謹(jǐn)慎細(xì)心，，決非巖土土工程師執(zhí)執(zhí)業(yè)范圍內(nèi)內(nèi)的所有業(yè)業(yè)務(wù)一定都都能承擔(dān),要量力力而行。注冊(cè)巖土工工程師的執(zhí)執(zhí)業(yè)(2)相相鄰專業(yè)搭搭接，重疊疊，劃一道道清楚邊界界不適當(dāng)，，也不可能能。相鄰專專業(yè)邊界附附近“你中中有我，我我中有你””，正常常。在搭接區(qū)，，甲專業(yè)可可做，乙專專業(yè)也可做做，誰(shuí)做誰(shuí)負(fù)責(zé)責(zé)任。例如如，勘察，巖土土師,地地質(zhì)師。樁基設(shè)計(jì)，，結(jié)構(gòu)師,巖土師師基坑設(shè)計(jì)，，巖土師，，結(jié)構(gòu)師。。錨桿擋土樁樁護(hù)坡，內(nèi)內(nèi)支撐體系系巖土和結(jié)構(gòu)構(gòu)兩專業(yè)的的工程師合合作。10巖巖土工工程的技術(shù)術(shù)控制標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范是是現(xiàn)時(shí)政府府對(duì)工程建建設(shè)實(shí)施技技術(shù)控制的的依據(jù)，抓抓質(zhì)量就是是抓標(biāo)準(zhǔn)規(guī)規(guī)范的貫徹徹執(zhí)行。但具體問(wèn)題題不易處理理。巖土工工程師一切切以標(biāo)準(zhǔn)規(guī)規(guī)范為準(zhǔn)，，對(duì)個(gè)別工工程可能不不是最佳選選擇，抹殺殺了巖土工工程師因地地制宜，采采用先進(jìn)技技術(shù)的積極極性。巖土工程的的技術(shù)控制制可否可將標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范訂訂得更詳細(xì)細(xì)，更具體體？根據(jù)巖土工工程的特點(diǎn)點(diǎn)，不易做做到。巖土種類繁繁多，組合合多樣，各各種地質(zhì)背背景和水文文地質(zhì)條件件；工程中中所處的地地位和承擔(dān)擔(dān)的角色各各不相同；；各地有地地方特點(diǎn)和和地方經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)，想為復(fù)雜多多變的條件件和問(wèn)題制制訂一套具具體劃一而而又恰當(dāng)?shù)牡囊?guī)則，十十分困難。。往往顧此此失彼，難難保放之四四海而皆準(zhǔn)準(zhǔn)。有醫(yī)學(xué)原理理，有藥典典，有檢驗(yàn)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，但但沒(méi)有“處處方規(guī)范””巖土工程的的技術(shù)控制制三個(gè)層面：：第一層面，，涉及人身健健康、工程程安全、環(huán)環(huán)境保護(hù)等等公眾利益益、國(guó)家利利益的，應(yīng)應(yīng)訂入技術(shù)