土力學與巖土工程師學習心得

1、土力學與巖土工程師學習心得這次參加2010年貴州省注冊巖土工程師繼續(xù)教育學習，由高大釗先生根據(jù)他的新著土力學與巖土工程師所作的講學，使我對高大釗先生、巖土工程以及土力學有了更深的認識。高大釗先生近年在網(wǎng)上十分活躍，針對網(wǎng)友們的提問，選取巖土工程中的典型問題和主要問題作了詳盡的解答，并整理匯編成此書。高大釗先生是國內(nèi)知名的土力學學者，他的觀點具有代表性和權(quán)威性。他的講學內(nèi)容涉及了我國巖土工程現(xiàn)狀的方方面面，從我國的巖土工程體制到勘察設計體制；我國的技術(shù)標準體系到巖土工程人才培養(yǎng)；從土力學的基本理論到工程實踐都作了精彩的講述，無疑也代表了我國巖土工程從政策、理論基礎(chǔ)到工程運用的現(xiàn)狀，很值得研究和討

2、論。由于高大釗先生講學所涉及的內(nèi)容太多，含義深刻，我的學后感想和認識也頗多，不可能一一述及，只能擇其主要簡述之，如有不當，歡迎批評指正，更歡迎就所涉及的問題進行討論。一、令我感到特別高興的是，高大釗先生對巖土工程所做的新定義：巖土工程=地質(zhì)+土木工程。地質(zhì)學在巖土工程中的地位，終于得到了承認和肯定。據(jù)我所知，這一定義是前所未有的、實事求是的。此前在業(yè)界中常常把巖土工程等同與土木工程，巖土工程=土力學+巖體力學。甚至有人在論壇上公開提出，巖土工程就是土木工程，土木是主要的，巖土則是次要的，附屬的。這一觀點在我國一直盛行至今，嚴重阻礙了我國巖土工程學科從理論到實踐的健康發(fā)展。但是，按照傳統(tǒng)的巖土工

3、程觀點，許多巖土工程問題從理論到實踐都找不到正確的答案和最佳解決方案。以致從上個世紀90年代開始，就不斷有學者對此提出質(zhì)疑。致使人們不得不去思考：這是為什么？問題究竟出在哪里？于是開始引導我們進入了巖土工程的新旅程，許多國內(nèi)有名的專家學者也早就開始進行新的思考。例如，早在1979年12月黃文熙先生在為巖土工程學報寫的創(chuàng)刊詞“為積極開展巖土工程學的研究而努力”中就提出“出版巖土工程學報的目的，就是為了充分發(fā)揚學術(shù)民主，開展學術(shù)交流，促進巖土工程這門科學技術(shù)的發(fā)展，從而使我國盡快改變目前的落后面貌，趕上國際先進水平”。高先生是一位智者，也是一位唯物主義者。他并不因為自己是研究土力學的學者，而偏頗、

4、袒護、忽視土力學的弱點和存在問題，而是以科學的態(tài)度去對待和認識問題。他在土力學與巖土工程師一書中，專門談到了“土力學的信心危機”，同時還寫道“土力學是一門特殊材料的力學，是用力學的方法來研究土的力學行為的科學，由于土是特殊的材料，它的性質(zhì)不僅與其成因、成分有關(guān)，而且與土的應力歷史有關(guān)，而這些因素都與地質(zhì)條件有著密切的關(guān)系?！备呦壬鷮r土工程的新定義告訴我們，巖土工程是以地質(zhì)學為基礎(chǔ)去解決巖土木程問題?；蛘哒f：用地質(zhì)學的觀點去認識和解決土木工程中遇到的的地質(zhì)問題?？梢?，高先生對巖土工程的新認識是正確的、實事求是的，與我提倡的用沉積相、成巖作用和成土作用技術(shù)方法，結(jié)合土力學的一些成果，去研究和解決

5、巖土工程問題的觀點并不矛盾。我們的觀點是具有互補性的。高先生接著又說“因此，土力學并不是一門純力學，不能單靠計算解決問題?！钡覀冇胁簧俚耐袇s沉迷于計算，整天忙于去尋求一些計算問題的答案，而忽視地質(zhì)這個基礎(chǔ)，甚至還有一些同仁走入了喜好用數(shù)值計算去尋求成功的歧途。我認為問題的的根本關(guān)鍵就是，土力學必須根植于地質(zhì)學的基礎(chǔ)之上，否則“皮之不存毛將安附焉”。二、在前一次注冊巖土工程師繼續(xù)教育學習課本巖土工程設計安全度一書中就明確地指出：“巖土工程還是一門不嚴密、不完善、不夠成熟的科學技術(shù)?！辈⑶姨岢隽藗鹘y(tǒng)巖土工程學所面對的重要問題：“1、巖土結(jié)構(gòu)的不確定性：以巖體為例。自然界的巖石，不僅強度和模量多

6、種多樣，差別懸殊，而且還有各種各樣的裂隙存在。2、巖土參數(shù)的不確定性：不僅指標的變異性大，而且即使是同一種土，同一種巖石，其性能指標也隨位置的不同而變化。3、孔隙水和孔隙水壓力的多變性：無論巖石中的裂隙巖溶水還是土中的孔隙水，其水位或壓力水頭都是變化的要摸清其規(guī)律有時是非常困難的。4、地質(zhì)作用和地質(zhì)演化的復雜性：地質(zhì)歷史可以不予考慮，正在和可能形成的與工程有關(guān)的地質(zhì)作用還是必須面對。實際工程問題一般還是根據(jù)觀察、測試、地質(zhì)演化規(guī)律作出判斷，工程師的經(jīng)驗起著決定性的作用。5、計算模式的不確定性：學術(shù)界雖然提出了理論上比較完善的計算方法，但由于其計算參數(shù)難以準確測試和工程經(jīng)驗不足，反而不如簡易計算

7、方法加經(jīng)驗修正方便、更切合實際?！弊詈罂偨Y(jié)了目前處理巖土工程問題的方法是：“6、理論導向和經(jīng)驗判斷：劉建航院士提出的“理論導向，經(jīng)驗判斷，實測定量”十二個字，切中要害，生動地反映了巖土工程設計的特點，也是巖土工程設計經(jīng)驗簡潔而準確的概括，值得提倡。”我個人認為，在目前的巖土工程學中產(chǎn)生的上述問題的根源就在于：沒有以地質(zhì)學為基礎(chǔ)去解決土工工程問題。沒有用地質(zhì)學的觀點去認識和解決土木工程中遇到的的地質(zhì)問題。地質(zhì)學的形成時期是公元1750公元1840年。早于土力學近200年，其成熟度顯然高于土力學很多。還有一個事實應該引起我們注意，那就是在土力學中赫赫有名的大師們，他們創(chuàng)建了許多土力學公式，但是他們

8、中間有哪一個是學地質(zhì)學或懂地質(zhì)學的?好像沒有，有的甚至還不是搞土木建筑專業(yè)的。離開了地質(zhì)學這個基礎(chǔ)，所創(chuàng)立的公式，其實用性自然就可想而知了。我想也許這就是土力學存在問題的基本所在。我們再從有關(guān)詞典和術(shù)語標準對地質(zhì)學、土力學、巖體力學的定義地質(zhì)學：一門研究地球的科學。主要研究地殼的組成物質(zhì)、各種地質(zhì)作用以及地球的形成和發(fā)展的歷史及其在國民經(jīng)濟建設中的應用等。土力學：研究土的物理、化學和力學性質(zhì)及土體在荷載、水、溫度等外界因素作用下工程性狀的應用科學。巖體力學：研究巖石的物理性質(zhì)和巖體在環(huán)境及荷載的作用下的力學性狀的應用科學。從上不難看出，地質(zhì)學的研究著眼于地殼物質(zhì)的“形成和發(fā)展的歷史及其在國民經(jīng)

9、濟建設中的應用等?！倍亮W和巖體力學則著眼于巖石與土的性質(zhì)和工程性狀，而不問其來源。一個從其發(fā)生和發(fā)展的全過程去研究它的應用；一個則只看他的現(xiàn)狀，而不去探求其現(xiàn)狀的來源就去研究它的應用，成為無根之木、無源之水。后者舍本棄源的研究方法正是產(chǎn)生上述種種問題的根源和癥結(jié)所在。然而，地質(zhì)學一直偏重于礦產(chǎn)地質(zhì)巖石地質(zhì)的研究，忽略了土體地質(zhì)的研究，不能不說是一個重要的遺憾！實踐證明，沉積相和成巖作用加上歷史地質(zhì)學、構(gòu)造地質(zhì)學等地質(zhì)科學是才研究巖石地層的最有效的技術(shù)方法，從巖石的形成和發(fā)展過程去認識探求巖石地層的現(xiàn)有特性，無疑才是研究巖石地層現(xiàn)有工程特性的正確技術(shù)方法。三、由于地質(zhì)學忽略了土體地質(zhì)的研究，

10、巖土工程也沒有從土體的形成和發(fā)展過程去認識和探求土質(zhì)地基的現(xiàn)有特性，使得我們對于土體現(xiàn)有工程特性的認識一直處于模糊、破碎階段，這是我們科學研究中的重大缺陷。值得慶幸的是，隨著科學研究手段的不斷進步和創(chuàng)新，對我們研究土體的微觀世界提供了有力的支持，隨之，一門新興的學科成土作用研究，也逐漸引起了學界的重視和參與。我個人認為，成土作用研究才是我們認識和研究土體工程性質(zhì)的正確技術(shù)方法。運用沉積相和成巖作用加上歷史地質(zhì)學、構(gòu)造地質(zhì)學、成土作用的研究方法去探求巖石與土體工程性質(zhì)的本質(zhì)，從而解決土木工程中所遇到的地質(zhì)問題，使之服務于土木工程建設的需要，這是高大釗先生“地質(zhì)+土木工程”的精髓所在，也是我們的努力方向。四、關(guān)于我國當前的巖土工程體制，我個人認為有太多的問題和詬病，這牽涉到我國的管理體制和經(jīng)濟體制現(xiàn)狀，與整個大氣候密切相關(guān)，十分復雜困難，這是絕非通過簡單的討論和意見就可以解決的國家重大問題，但現(xiàn)狀和后果的確十分嚴重，如果不采取果斷有效的政