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)。”“土木工程的一個(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、大型設(shè)備承載力和變形問題。（2）

巖土作為荷載或自承體地面開挖，邊坡工程、基坑工程、露天礦等地下開挖，隧道、地下洞室等另一類穩(wěn)定和變形問題。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、地面沉降對工程構(gòu)成嚴(yán)重威脅。場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)場和肖山機(jī)場、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、水庫岸邊浸沒區(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)問題。工程地質(zhì)與與巖土工程程的關(guān)系非常密切。。有人說，工程地質(zhì)是是巖土工程程的基礎(chǔ)，，巖土工程程是工程地地質(zhì)的延伸伸。巖土材料的的性能結(jié)構(gòu)構(gòu)，多種復(fù)復(fù)雜地質(zhì)作作用下的自自然產(chǎn)物。。只能勘察察查明，又又不能完全全查明。通過地面調(diào)調(diào)查，物探探、鉆探、、槽井探，，由粗而細(xì)細(xì)，由淺而而深，根據(jù)據(jù)地質(zhì)規(guī)律律推測，構(gòu)構(gòu)造出地質(zhì)質(zhì)模型。沒沒有地質(zhì)基基礎(chǔ)，無法法識(shí)別斷層層、軟夾層層、結(jié)構(gòu)面面、地下水水的賦存和和運(yùn)動(dòng)地質(zhì)復(fù)雜地地區(qū)，離開開了工程地地質(zhì)專家，，土木工程程師寸步難難行。巖土工程和和結(jié)構(gòu)工程程的關(guān)系關(guān)系密切。。必須密切配配合。結(jié)構(gòu)關(guān)心地地基的穩(wěn)定定和變形，，影響結(jié)構(gòu)構(gòu)安危；過過量變形，，影響結(jié)構(gòu)構(gòu)功能，次次應(yīng)力使結(jié)結(jié)構(gòu)超過極極限。地基基問題很難難補(bǔ)救。一般地基設(shè)設(shè)計(jì)均由結(jié)結(jié)構(gòu)工程師師考慮上部部結(jié)構(gòu)統(tǒng)一一完成，復(fù)復(fù)雜地基基基礎(chǔ)或需專專門處理的的地基要求求巖土工程程師參與。。地基勘察設(shè)設(shè)計(jì)時(shí)，須須了解結(jié)構(gòu)構(gòu)型式、荷荷載及其分分布，基礎(chǔ)礎(chǔ)型式和剛剛度，對地地基變形的的限制要求求，以便有有的放矢。。巖土工程和和結(jié)構(gòu)工程程的關(guān)系一個(gè)整體，，相互作用用，相互影影響。地基變形會(huì)會(huì)改變結(jié)構(gòu)構(gòu)應(yīng)力，結(jié)構(gòu)荷載分分布和不同同剛度會(huì)產(chǎn)產(chǎn)生不同的的地基變形形。常用調(diào)整基基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)構(gòu)剛度適應(yīng)應(yīng)地基變形形，地基、基礎(chǔ)礎(chǔ)和上部結(jié)結(jié)構(gòu)的協(xié)同同作用。通過地基處處理提高地地基承載力力和剛度，，適應(yīng)上部部結(jié)構(gòu)要求求。巖土工程和和結(jié)構(gòu)工程程的關(guān)系你中有我，，我中有你你，互相搭搭接，互相相重疊。樁基礎(chǔ)，結(jié)構(gòu)的延伸伸，是結(jié)構(gòu)構(gòu)，但承載載力和變形形主要取決決于巖土，，基坑工程，，土方開挖、、地下水的的治理、土土壓力計(jì)算算等與巖土土有關(guān)，但但護(hù)坡樁、、地下連續(xù)續(xù)墻、錨桿桿、內(nèi)支撐撐等都是結(jié)結(jié)構(gòu)。邊坡和地質(zhì)質(zhì)災(zāi)害，應(yīng)屬巖土工工程，但離離不開結(jié)構(gòu)構(gòu)措施。單純的巖土土并不多，，如圍海造陸、、堤岸，大大面積高填填方等巖土工程和和結(jié)構(gòu)工程程的關(guān)系結(jié)構(gòu)工程師師和巖土工工程師雖然然有所分工工，有所側(cè)側(cè)重，但互相互配合合的居多。結(jié)構(gòu)工程師師應(yīng)當(dāng)具備備必要的巖巖土知識(shí)，，巖土工程程師也必須須具備必要要的結(jié)構(gòu)知知識(shí)。一般結(jié)構(gòu)專專業(yè)處于主主導(dǎo)地位，，巖土工程程師承擔(dān)的的主要任務(wù)務(wù),是結(jié)構(gòu)工程師師覺得難以以承擔(dān)的復(fù)復(fù)雜的或?qū)ｉT的巖土土工程任務(wù)務(wù)。4巖巖石和土土的主要特特點(diǎn)巖石的裂隙隙性和土的的孔隙性是巖石和土土區(qū)別于混混凝土、鋼鋼材等人工工材料的主主要特點(diǎn)。。（1）巖巖石石的裂隙性性或稀或密、、或?qū)捇蛘?、或長或或短地存在在，有的粗糙，，有的光滑滑；有的平平直，有的的彎曲；有有的充填，，有的不充充填；有的的產(chǎn)狀規(guī)則則，有的規(guī)規(guī)律性很差差。成因多樣，，原生節(jié)理理，層理，，構(gòu)造節(jié)理理，卸荷裂裂隙和風(fēng)化化裂隙，片片理、劈理理等，巖體中構(gòu)成成極為多樣樣復(fù)雜的裂裂隙系統(tǒng)。。巖石和巖體體區(qū)別，裂裂隙概化為為“結(jié)構(gòu)面面”。力學(xué)參數(shù)：：巖石、結(jié)結(jié)構(gòu)面、巖巖體，很大大區(qū)別。搞搞清結(jié)構(gòu)面面的產(chǎn)狀、、參數(shù)和分分布，是巖巖土工程勘勘察設(shè)計(jì)的的重點(diǎn)和難難點(diǎn)。巖石的裂隙隙性巖體中的地地下水沿著著巖體中的的裂隙和洞洞穴流動(dòng)，，隨著裂隙和和洞穴的形形態(tài)和分布布的不同，，有脈狀裂隙水水、網(wǎng)狀裂裂隙水、層層狀裂隙水水、洞穴水水等不同的地下下水類型。。（2）土土的的孔隙性散體材料，，飽和土是是兩相；非非飽和土是是三相。產(chǎn)生了有效效壓力和孔孔隙壓力；；孔隙壓力力又有孔隙隙水壓力和和孔隙氣壓壓力。有效應(yīng)力原原理：土力力學(xué)區(qū)別于于一般材料料力學(xué)的主主要標(biāo)志總應(yīng)力法和和有效應(yīng)力力法。把握好孔隙隙壓力是巖巖土工程的的重要關(guān)鍵鍵飽和土的孔孔隙水壓力力飽和土中，，由于孔隙隙水壓力的的增長和消消散，不同加荷速速率地基承承載力不同同；是否及時(shí)支支撐,對對軟土基坑坑穩(wěn)定有不不同的表現(xiàn)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??；地震時(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)展起來的的。但單純純的力學(xué)計(jì)計(jì)算不能解解決實(shí)際問問題。原因主要在在于對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?！安磺笥?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，工程師不不能任意意選用和和控制，，只能通過過勘察查查明，又不可能能完全查查清6參數(shù)的不不確定性性和測測試方方法的多多樣性離散性兩兩方面的的原因。。個(gè)別樣品品測試的的指標(biāo)缺缺乏代表表性，經(jīng)經(jīng)統(tǒng)計(jì)分分析，得得到代表表值。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)注重截截面計(jì)算算，巖土土工程沒沒有截面面計(jì)算，，注重系系統(tǒng)分析析。巖土體的的尺寸與與試驗(yàn)樣樣品差別別很大，，考慮的的是巖土土體參數(shù)數(shù)值的綜綜合水平平，標(biāo)準(zhǔn)值的的計(jì)算與與混凝土土、鋼材材等不同同。結(jié)構(gòu)可靠靠度分析析成熟，，列入規(guī)規(guī)范；巖巖土工程程的可靠靠度分析析尚處在在研究階階段。選用合理理的測試試方法壓縮模量量、變形形模量、、旁壓模模量、反反演模量量。直剪和三三軸剪；；直剪又又有快剪剪、固結(jié)結(jié)快剪和和慢剪；；三軸剪剪又有不不固結(jié)不不排水剪剪、固結(jié)結(jié)不排水水剪、固固結(jié)排水水剪和固固結(jié)不排排水剪測測孔隙水水壓力；；原位測試試有十字字板剪切切試驗(yàn)和和野外大大型剪切切試驗(yàn)。。試驗(yàn)條件件不同，，試驗(yàn)結(jié)結(jié)果各異異。計(jì)算模式式、計(jì)算算參數(shù)和和安全度度的配套套，計(jì)算算參數(shù)的的正確選選定最為為重要。。7巖土工程程的不嚴(yán)嚴(yán)密性、、不完善善性和不不成熟性性信息的不不完全性性，單純純計(jì)算不不精確，，不可靠靠。定性分析析與定量量分析結(jié)結(jié)合，綜綜合判斷斷。依靠工程程師的理理論基礎(chǔ)礎(chǔ)和豐富富工程經(jīng)經(jīng)驗(yàn)。像一位良良醫(yī)，沒有經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)解決不不了復(fù)雜雜工程問問題。忽視理論論將局部部經(jīng)驗(yàn)誤誤為普遍遍真理，，犯概念性性錯(cuò)誤。?！敖?jīng)驗(yàn)之之果只有有結(jié)在理理論之樹樹上才有有生命力力?！鄙蛑榻海骸皬膹膶W(xué)步走走向自立立”。。8巖巖土土工程的的概念設(shè)設(shè)計(jì)另詳9注注冊巖土土工程師師的執(zhí)業(yè)業(yè)權(quán)利、義義務(wù)、執(zhí)執(zhí)業(yè)范圍圍等，由由政府發(fā)發(fā)布(1)獲得資格格，表示示達(dá)到執(zhí)執(zhí)業(yè)門檻檻，具備備法律能能力，對對個(gè)人對對單位都都是有利利。也承擔(dān)責(zé)責(zé)任，負(fù)負(fù)法律責(zé)責(zé)任，負(fù)負(fù)終身責(zé)責(zé)任。有有一定風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)性。。要有遇事事做出正正確判斷斷的能力力。不可能所所有領(lǐng)域域都有豐豐富經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)。務(wù)必必謹(jǐn)慎細(xì)細(xì)心，決決非巖土土工程師師執(zhí)業(yè)范范圍內(nèi)的的所有業(yè)業(yè)務(wù)一定定都能承承擔(dān),要要量力力而行。。注冊巖土土工程師師的執(zhí)業(yè)業(yè)(2)相相鄰專專業(yè)搭接接，重疊疊，劃一一道清楚楚邊界不不適當(dāng)，，也不可可能。相相鄰專業(yè)業(yè)邊界附附近“你你中有我我，我中中有你””，正正常。在搭接區(qū)區(qū)，甲專專業(yè)可做做，乙專專業(yè)也可可做，誰做誰負(fù)負(fù)責(zé)任。。例如，，勘察，巖巖土師,地質(zhì)質(zhì)師。樁基設(shè)計(jì)計(jì)，結(jié)構(gòu)構(gòu)師,巖巖土師師基坑設(shè)計(jì)計(jì)，巖土土師，結(jié)結(jié)構(gòu)師。。錨桿擋土土樁護(hù)坡坡，內(nèi)支支撐體系系巖土和結(jié)結(jié)構(gòu)兩專專業(yè)的工工程師合合作。10巖巖土工程程的技術(shù)術(shù)控制標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范范是現(xiàn)時(shí)時(shí)政府對對工程建建設(shè)實(shí)施施技術(shù)控控制的依依據(jù)，抓抓質(zhì)量就就是抓標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范范的貫徹徹執(zhí)行。。但具體問問題不易易處理。。巖土工工程師一一切以標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范范為準(zhǔn)，，對個(gè)別別工程可可能不是是最佳選選擇，抹抹殺了巖巖土工程程師因地地制宜，，采用先先進(jìn)技術(shù)術(shù)的積極極性。巖土工程程的技術(shù)術(shù)控制可否可將將標(biāo)準(zhǔn)規(guī)規(guī)范訂得得更詳細(xì)細(xì)，更具具體？根據(jù)巖土土工程的的特點(diǎn)，，不易做做到。巖土種類類繁多，，組合多多樣，各各種地質(zhì)質(zhì)背景和和水文地地質(zhì)條件件；工程程中所處處的地位位和承擔(dān)擔(dān)的角色色各不相相同；各各地有地地方特點(diǎn)點(diǎn)和地方方經(jīng)驗(yàn)，，想為復(fù)雜雜多變的的條件和和問題制制訂一套套具體劃劃一而又又恰當(dāng)?shù)牡囊?guī)則，，十分困困難。往往往顧此此失彼，，難保放放之四海海而皆準(zhǔn)準(zhǔn)。有醫(yī)學(xué)原原理，有有藥典，，有檢驗(yàn)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，，但沒有有“處方方規(guī)范””巖土工程程的技術(shù)術(shù)控制三個(gè)層面面：第一層面面，涉及人身身健康、、工程安安全、環(huán)環(huán)境保護(hù)護(hù)等公眾眾利益、、國家利利益的，，應(yīng)訂入入技術(shù)法法規(guī)，由由國家制制訂，強(qiáng)強(qiáng)制執(zhí)行