..巖土工程專題讀書報告學(xué)生：付全越班級：2010級2班學(xué)號：2010510254專業(yè)：巖土專業(yè)水建學(xué)院巖土工程系2014年6月25日目錄緒論第一章巖土工程的起源與建立第二章巖土工程的開展與成熟第三章巖土工程的現(xiàn)狀與方向第四章巖土工程的展望與未來結(jié)語附：參考文獻(xiàn)緒論何謂巖土工程？剛?cè)腴T時，自己報考的是土木工程，心中不免疑惑：巖土工程屬于土木工程？慢慢的，認(rèn)識到人的"住、行〞離不開它，甚至"衣、食〞中亦有它的身影。但凡與巖石或土有關(guān)的工程活動，不管處于地面以上還是地下，均屬巖土工程。在大學(xué)學(xué)習(xí)期間，逐漸形成自己的巖土工程一點(diǎn)看法：這是一門古老而又年輕的學(xué)科。它的古老在于有人類社會活動就存在它，它的根源可以追朔到地球的形成之初。它的年輕在于人類對它的認(rèn)識還不夠系統(tǒng)和經(jīng)典，并且它會隨著社會進(jìn)步而繼續(xù)向前開展。在國的大百科全書中，它被定義為"以工程地質(zhì)學(xué)、土力學(xué)、巖石力學(xué)及地基根底工程學(xué)為理論根底，以解決和處理建立過程中出現(xiàn)的所有與巖體和土體有關(guān)的工程技術(shù)問題的新的專業(yè)學(xué)科。在該學(xué)科理論和實踐中，強(qiáng)調(diào)地質(zhì)與工程嚴(yán)密結(jié)合，屬于土木工程疇。〞在我國它界定了這個專業(yè)的涵、外延和工作容。在國際上，"GroundEngineering"雜志上有一篇專門對巖土工程進(jìn)展定義的文章，原文如下："Geotechnicalengineeringistheapplicationofthesciencesofsoilmechanicsandrockmechanics,engineeringgeologyandotherrelateddisciplinestocivilengineeringconstruction,theextractiveindustriesandthepreservationandenhancementoftheenvironment〞。它又進(jìn)一步指出了巖土工程在建筑、采礦業(yè)和環(huán)境工程中的作用。這兩個定義都給巖土工程學(xué)科開展留下了補(bǔ)充和詮釋余地。第一章巖土工程的起源與建立"巖土工程〞〔Geotechnigue〕一詞，據(jù)俞調(diào)梅先生考證，可能最早出現(xiàn)在法國科學(xué)家?guī)靷惖?極大極小原理應(yīng)用于建筑的費(fèi)力學(xué)問題"，即著名的土壓力古典理論一文的末尾。我國20世紀(jì)50~60年代曾將其譯為"土工〞或者"土工學(xué)〞。1979年12月，我國"巖土工程學(xué)報"誕生，這極大的促進(jìn)了"巖土工程〞一詞在我國工程界、學(xué)術(shù)界廣泛應(yīng)用。雖然該術(shù)語出現(xiàn)較晚，并且?guī)r土工程形成為一門專門的學(xué)科，至今不到100年。但在人類歷史中，可以說它起始于人類依靠穴居或巢居來躲避洪水和風(fēng)霜雨雪侵襲的時代，包括其后原始人利用土、木、石等天然建筑材料，謀求改善生存和生產(chǎn)的時代。在人類歷史早期，巖土工程活動主要為解決居住和防治水患〔水利〕。我國夏代大禹治水分土地為9個等級，從疏堵入手，換來九州平安，就是一項非凡的防治水患的巖土工程。隨著時間的推移，人類社會出現(xiàn)了城市，房屋、道路、橋梁漸漸成為人類交往、生產(chǎn)活動以及統(tǒng)治者進(jìn)展治理和對敵進(jìn)攻等的必需，于是出現(xiàn)了與巖土工程密切相關(guān)的又一重要領(lǐng)域。例如，歷代王朝修建的宮殿寺院和遍布各地的巍巍高塔，都全靠結(jié)實的根底，方能歷盡風(fēng)雨滄桑逾千百年而安然無恙。據(jù)史料記載，西周事按道路規(guī)格的不同，分別稱"路、道、途、畛、徑〞；始皇為了傳遞文書，命人修筑"馳道〞，并采取"穩(wěn)以金堆〞的路基壓實措施等等。這其中無不蘊(yùn)藏了巖土工程的業(yè)績。盡管先民給后人留下了眾多的杰作，折射了出精彩的人類古文明，但是該時期只有工程實踐，缺乏理論指導(dǎo)。18世紀(jì)60年代到19世紀(jì)晚期歐洲先后發(fā)生第一、第二次工業(yè)革命。巖土工程隨之開展為半機(jī)械化作業(yè)。尤其交通領(lǐng)域出現(xiàn)了鐵路，以及碼頭、水庫的興建，都帶來了一系列新的巖土工程技術(shù)問題，促使人們開場進(jìn)展理論探索和技術(shù)創(chuàng)新，進(jìn)而拉開了巖土工程學(xué)術(shù)研究的序幕。1773年庫倫提出了關(guān)于土的第一個理論，后來開展為土的莫爾庫倫強(qiáng)度理論。1776年庫倫又發(fā)表了建立在滑動土楔平衡條件上的土壓力理論。到了在19世紀(jì)，柯林用曲線的滑裂面對土坡穩(wěn)定進(jìn)展了系統(tǒng)的研究，發(fā)表了關(guān)于斜坡穩(wěn)定性理論。達(dá)西那么通過室滲透試驗研究，建立了著名的達(dá)西定律。隨后，朗肯提出了關(guān)于土體極限平衡的土壓力理論?？柭寰S奇那么發(fā)表了世界上第一本"地基與根底"教程。進(jìn)入20世紀(jì)，普朗德爾根據(jù)塑形平衡原理導(dǎo)出了著名的極限承載力公式。這些理論相繼應(yīng)用到工程實踐中，并不斷被修改和完善，至今仍有一定的實用價值。除了上述密切結(jié)合工程實踐進(jìn)展的理論探索和調(diào)查研究之外，鋼鐵、水泥和混泥土等新材料也相繼出現(xiàn)并被廣泛應(yīng)用于土木工程，這對巖土工程開展影響深遠(yuǎn)。巖土工程在各國開展差異雖然較大，但隨著文化學(xué)術(shù)的交流與傳播，巖土工程學(xué)科得以孕育。巖土工程的開展與成熟巖土工程中核心科目是巖土力學(xué)，也即土力學(xué)和巖體力學(xué)。19世紀(jì)早期，社會開展涉及巖土體的工程出現(xiàn)了很多問題，如壩肩巖體失事、壩基滲漏、糧倉傾斜等等。在美國，太沙基在其所從事的鋼筋混凝土構(gòu)造和水電站工程中，看到了許多地基根底的意外失事。他深感當(dāng)時對土的力學(xué)性質(zhì)的認(rèn)識遠(yuǎn)未能解決工程實際問題，于是下決心對土的力學(xué)性質(zhì)進(jìn)展長期的試驗研究。在1925年，他出版了聞名世界的"土力學(xué)"，并在BogaziciUniversity校園用香煙盒做了第一個固結(jié)試驗，可以看成土工力學(xué)試驗的創(chuàng)始。在1936年，鑒于當(dāng)時的土工方面的研究和實踐的進(jìn)展，已經(jīng)有必要召開一次會議來進(jìn)展一些總結(jié)了。這次會議后來被成為土力學(xué)的第一屆國際會議。隨后，在1943年太沙基出版了"理論土力學(xué)"。在這本書里，第一次系統(tǒng)的論述了土力學(xué)的幾個最根本理論：固結(jié)理論、沉降計算、承載力理論、土壓力與擋土墻，以及抗剪強(qiáng)度和邊坡穩(wěn)定。50年來土力學(xué)根本理論的構(gòu)架沒有發(fā)生根本性的改變，該書仍是今天工程師們應(yīng)該掌握的根本功。在英國，羅斯科于1963年發(fā)表了著名的劍橋模型，那么是現(xiàn)代土力學(xué)的開端。我國著名的土力學(xué)專家珠江院士認(rèn)為，經(jīng)過了30多年的努力，現(xiàn)代土力學(xué)已經(jīng)越過了重要階段而漸趨成熟，但可能還需要30年才能大體上完成其根本框架。他認(rèn)為現(xiàn)代土力學(xué)可以歸結(jié)為一個模型〔即本構(gòu)模型〕、3個理論〔即一個變形理論和兩個破壞理論〕、4個分支〔即理論土力學(xué)、計算土力學(xué)、實驗土力學(xué)和應(yīng)用土力學(xué)〕。在我國，20世紀(jì)80年代以來，由于在基巖地區(qū)工程建立的日益增多，中科院地質(zhì)研究所在巖土力學(xué)的根底上，進(jìn)一步把裂隙巖體的力學(xué)特性作為巖體力學(xué)的研究核心，提出了"巖體構(gòu)造〞的新概念，創(chuàng)立了"巖體工程地質(zhì)力學(xué)〞，并進(jìn)一步開展成為"巖體構(gòu)造力學(xué)〞。在巖土工程中，經(jīng)常會遇到水的問題，例如開挖基坑或礦山坑道，在施工階段首先就要解決地下水的疏干問題，否那么就會影響到基坑或坑道的穩(wěn)定性。上世紀(jì)50年代在寶成線的新線工程地質(zhì)勘察中，認(rèn)為嶺大隧道穿越的是一個比擬完整的花崗巖體，工程地質(zhì)比擬良好。但南峒口開挖以后，發(fā)現(xiàn)在花崗巖體有一個巨大的片巖包裹體，小斷裂十分發(fā)育，在風(fēng)化帶地下水，的活動也十分強(qiáng)烈，使片巖軟化，并沿斷裂面滑動，造成峒口嚴(yán)重坍滑事。對于這樣一個復(fù)雜的巖體，在地下水的作用影響下，如何進(jìn)展巖體力學(xué)的定量分析，作出峒口工程的合理設(shè)計就要涉及到巖體水力學(xué)的問題。近年來，對巖體水力學(xué)的研究，已逐漸形成一門專門的學(xué)〔巖體水力學(xué)是應(yīng)用水力學(xué)和巖體力學(xué)的根本理論，結(jié)合地質(zhì)體和巖體的具體特征，研究巖體與地下水相互作用的演變規(guī)律〕。巖體力學(xué)和巖體水力學(xué)的開展，有利于解決基巖地區(qū)巖土工程經(jīng)常遇到的許多復(fù)雜的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)問題。這一段時期，土力學(xué)和巖體力學(xué)及相關(guān)邊緣學(xué)科的研究開展，使得巖土工程得以適應(yīng)社會開展需求，并逐步走向成熟。巖土工程的現(xiàn)狀與方向在21世紀(jì)，我國巖土工程進(jìn)入了新的開展階段，土木工程建立中出現(xiàn)的巖土工程問題極促進(jìn)了巖土工程學(xué)科的開展。目前，我國對于巖土工程學(xué)科的劃分大致如下。1.環(huán)境巖土工程學(xué)：自1986年召開第一屆環(huán)境巖土工程國際學(xué)術(shù)討論會以來，環(huán)境巖土工程學(xué)在全世界得到了廣泛而迅速的開展。在環(huán)境巖土工程領(lǐng)域，現(xiàn)在一般認(rèn)為主要有2個主要分支：地質(zhì)環(huán)境工程和生態(tài)環(huán)境工程。環(huán)境巖土工程學(xué)主要是應(yīng)用巖土工程的觀點(diǎn)、技術(shù)和方法為治理和保護(hù)環(huán)境效勞。2.生態(tài)巖土工程學(xué)：在環(huán)境巖土工程學(xué)的根底上，產(chǎn)生了生態(tài)巖土工程學(xué)。生態(tài)巖土工程通常有3類問題：一是與地質(zhì)、氣候等自然環(huán)境有關(guān)的問題，如泥石流、沙漠、濕地，二是與人類自身安康有關(guān)的問題，如酸雨、核廢料等，三是與人類文化有關(guān)的問題，如考古等。這3類問題都對生態(tài)環(huán)境因素相當(dāng)敏感，直接或間接地與環(huán)境巖土工程有關(guān)。3.核巖土環(huán)境工程學(xué)：在環(huán)境巖土工程學(xué)的根底上，產(chǎn)生了核巖土環(huán)境工程學(xué)。由于核電利用的迅速增長，隨之而來的大量核廢料處理問題也越來越突出。其永久平安性及其對地質(zhì)環(huán)境和生物圈的影響是人們十分關(guān)注和擔(dān)憂的問題。核廢料在分解過程中可改變其原來的形態(tài)和性質(zhì)，很容易污染周圍環(huán)境。為了有效控制這類廢料，必須了解其放射性與自然環(huán)境的相互作用機(jī)理，特別是核廢料一巖土一水體系的相互作用機(jī)理。4.防災(zāi)減災(zāi)學(xué)：自然災(zāi)害的頻發(fā)和嚴(yán)重性，催生了防災(zāi)減災(zāi)學(xué)的誕生和開展，1976年震促進(jìn)了我國地震工程學(xué)的開展。由于地處平原，砂土地震液化等現(xiàn)象得到人們的極大關(guān)注。汶川地震產(chǎn)生的地震災(zāi)害現(xiàn)象，還凸顯出艱險山區(qū)復(fù)雜地形條件下地震波的傳輸特性、地震誘發(fā)的山地災(zāi)害、生命線工程對搶險救援功能的特殊要求等以前認(rèn)識缺乏的一些新問題。5.土動力學(xué)：地震災(zāi)害促進(jìn)了土動力學(xué)這門學(xué)科的迅速開展。土動力學(xué)是研究地震、波浪及機(jī)器根底等動荷載作用下土體的動變形、動強(qiáng)度和穩(wěn)定的一門學(xué)科。6.智能巖土工程學(xué)：巖土工程的信息化是用計算機(jī)、通信、自動控制等信息聚集處理高新技術(shù)對傳統(tǒng)巖土工程技術(shù)手段及施工方式進(jìn)展改造與提升，促進(jìn)巖土工程技術(shù)及施工手段不斷完善，使其更加科學(xué)、合理，有效地提高效率，降低本錢。隨著我國改革開放的不斷深入，經(jīng)濟(jì)建立和科學(xué)技術(shù)水平的不斷開展與提高，巖土工程如巖土邊坡工程、高速公路和鐵道，城市地鐵工程等也得到了迅速開展，使得巖土工程學(xué)科涉及的涵和外延也不斷拓寬。在當(dāng)今國國外，巖土工程建立絕非單純的技術(shù)問題，而是涉及自然、經(jīng)濟(jì)、社會的復(fù)雜系統(tǒng)工程。因此，充分利用各種新理論、新技術(shù)、新方法，并與實際嚴(yán)密結(jié)合，與相關(guān)學(xué)科相互滲透、相互結(jié)合，這樣才能促進(jìn)巖土工程學(xué)科本身的建立與開展，滿足人類社會開展對該行業(yè)的需要。巖土工程的展望與未來我國巖土工程行業(yè)正處于一個關(guān)鍵時期，既有挑戰(zhàn)又有機(jī)遇。當(dāng)前的機(jī)遇和挑戰(zhàn)可以歸成三個方面：一是企業(yè)的轉(zhuǎn)制與改革；二是專業(yè)的定位或者業(yè)務(wù)的定位；三是把握技術(shù)的開展方向，開展企業(yè)的技術(shù)比擬優(yōu)勢。成功的企業(yè)改制一定會促進(jìn)單位的開展和單位人才資源的積累和發(fā)揮。我國和國際上巖土工程的定位不太一樣，國際上這個專業(yè)在不斷深化和外延，而我國卻由于市場競爭劇烈而導(dǎo)致行業(yè)效益下滑，導(dǎo)致市場不規(guī)，常常出現(xiàn)了"優(yōu)汰劣勝〞的反?，F(xiàn)象。比擬積極的解決方法是擴(kuò)大市場領(lǐng)域圍、降低市場密度。在市場經(jīng)濟(jì)條件下，市場的需求永遠(yuǎn)是行業(yè)開展改造的發(fā)動機(jī)和導(dǎo)向器。例如本專業(yè)所謂的"城市固體廢棄物〔MSW〕〞的衛(wèi)生填埋問題，在世界圍已經(jīng)形成了巨大市場。垃圾填埋場的選址、襯砌、穩(wěn)定性分析、填埋的覆蓋和再利用等問題，都包含著對巖土工程知識和工程技術(shù)的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。專業(yè)的開展，一個是縱向的加深，一個是橫向的擴(kuò)展。后者將促使某些分支學(xué)科的形成和不斷成熟，形成穿插學(xué)科。這種趨勢在環(huán)境領(lǐng)域和抵御自然災(zāi)害、特別是突發(fā)災(zāi)害的領(lǐng)域尤為明顯。我國巖土工程行業(yè)培養(yǎng)的人才有局限性。首先，我們行業(yè)的發(fā)端和西方不一樣。西方是由于在做土木工程當(dāng)中發(fā)現(xiàn)了有關(guān)土和根底工程的理論和方法專門研究，從而形成了一個學(xué)科，以咨詢?yōu)楹诵陌l(fā)端，形成工作體系。我國學(xué)習(xí)當(dāng)時聯(lián)，是以一種"線性〞的形式發(fā)端的，二戰(zhàn)以后，聯(lián)進(jìn)入了大規(guī)模的恢復(fù)建立時期，形成了"勘察—設(shè)計—施工〞的工作體系。發(fā)端不同，形成我們在專業(yè)定位、工作方法和理念上都不一樣。第二是規(guī)體系的不同，先進(jìn)國家根本上都是強(qiáng)調(diào)對根本原那么的把握，很少提供具體參數(shù)。我國開場大規(guī)模的經(jīng)濟(jì)建立，為了在全國不同地區(qū)用同一方式處理工程為題，不出大的過失，建立了統(tǒng)一的、具體的規(guī)。但它不符合巖土工程規(guī)律，因為巖土工程是很講究工程判斷的。這種統(tǒng)一的規(guī)導(dǎo)致我們在向新領(lǐng)域時沒有創(chuàng)新的動力。第三是我國過早的去行政條塊的分割，也限制了工程師自身開展及能力提高。面對行業(yè)的未來，首先從專業(yè)人才培養(yǎng)上應(yīng)該明確課程教學(xué)改革目標(biāo)與任務(wù),修訂教學(xué)大綱,加強(qiáng)教材建立,改革教學(xué)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段,重視實踐性教學(xué)環(huán)節(jié),構(gòu)建新的巖土工程系列課程體系,為培養(yǎng)具有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度及強(qiáng)烈創(chuàng)新意識的高級土木工程人才打下堅實的根底。而作為巖土工程單位和執(zhí)業(yè)人員，應(yīng)該具備兩個層次：第一層次，在重視實踐的前提下，每個工程師都要熟悉我們專業(yè)的根本道理，理論根底要扎實。第二層次，每個單位不僅要適應(yīng)現(xiàn)在工作和以往工作的變化，還要在非傳統(tǒng)領(lǐng)域擴(kuò)展，最好有多個方面的專家群帶隊。這樣我們不管是國市場，還是國際市場，在巖土工程行業(yè)方面才能大有可為。結(jié)語經(jīng)過大學(xué)四年的學(xué)習(xí)，由不懂何為巖土工程，到接觸巖土工程先進(jìn)儀器設(shè)備，慢慢對巖土工程感興趣，再到腳踏實地的學(xué)習(xí)掌握土力學(xué)理論、巖體力學(xué)理論、工程地質(zhì)學(xué)根本知識及試驗?zāi)芰?，并將這些根底知識和理論來分析解決一些簡單的巖土工程問題。隨后，在大三巖土工程生產(chǎn)實習(xí)中，學(xué)習(xí)到了自己從事該行業(yè)的根本業(yè)務(wù)能力。在大四最后的校園時光，王清教師用自己的在該行業(yè)的多年歷練，為我們從宏觀和微觀角度，系統(tǒng)的講解了巖土工程，使我們在最后的時光里能夠?qū)⒆约簩W(xué)到的知識形成一套體系，這對于我們不管是從事