巖土專業(yè)特點

淺談巖土工程的專業(yè)特點

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)語標準》“土木工程中涉及巖石和土的利用、處理和改良的科學技術(shù)?！敝袊蟀倏迫珪巴聊竟こ痰囊粋€分支，以工程地質(zhì)學、巖石力學、土力學與基礎(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?！薄巴聊竟こ痰囊粋€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)成嚴重威脅。場地和地基的地震效應。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、加筋、改性、注漿、錨定、設(shè)置增強體等，改變巖土體的強度、變形和滲透性能。

第九屆優(yōu)秀勘察申報項目

秦嶺隧道、嶺澳核電廠、三峽五級船閘、龍羊峽水電工程、小浪底水電工程、白云機場和肖山機場、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、公路、尾礦、動力機器基礎(chǔ)、巖土工程檢驗和監(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)學的分支，產(chǎn)生源于土木工程的需要，本質(zhì)是應用科學；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)與巖土工工程的關(guān)系非常密切。有人說，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。通過地面調(diào)查，物物探、鉆探、槽井井探，由粗而細，，由淺而深，根據(jù)據(jù)地質(zhì)規(guī)律推測，，構(gòu)造出地質(zhì)模型型。沒有地質(zhì)基礎(chǔ)礎(chǔ)，無法識別斷層層、軟夾層、結(jié)構(gòu)構(gòu)面、地下水的賦賦存和運動地質(zhì)復雜地區(qū)，離離開了工程地質(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；過量量變形，影響結(jié)構(gòu)構(gòu)功能，次應力使使結(jié)構(gòu)超過極限。。地基問題很難補補救。一般地基設(shè)計均由由結(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)計時，，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)系一個整體，相互作作用，相互影響。。地基變形會改變結(jié)結(jié)構(gòu)應力，結(jié)構(gòu)荷載分布和不不同剛度會產(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。通過地基處理提高高地基承載力和剛剛度，適應上部結(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，土方開挖、地下水水的治理、土壓力力計算等與巖土有有關(guān)，但護坡樁、、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)災害，，應屬巖土工程，但但離不開結(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)工程師應當具具備必要的巖土知知識，巖土工程師師也必須具備必要要的結(jié)構(gòu)知識。一般結(jié)構(gòu)專業(yè)處于于主導地位，巖土土工程師承擔的主主要任務(wù),是結(jié)構(gòu)工程師覺得難難以承擔的復雜的的或?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。（1）巖巖石的裂隙性或稀或密、或?qū)捇蚧蛘?、或長或短地地存在，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，卸荷裂隙隙和風化裂隙，片片理、劈理等，巖體中構(gòu)成極為多多樣復雜的裂隙系系統(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)計的重點和難點點。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，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。有效應力原理：土土力學區(qū)別于一般般材料力學的主要要標志總應力法和有效應應力法。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長和消散，不同加荷速率地基基承載力不同；是否及時支撐,對對軟土基坑穩(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,導致基基礎(chǔ)沉降速速率的差別別等。超靜水壓力力導致擠土土效應，使使樁被擠斷斷、擠歪和和上??；地震時的超超靜水壓力力導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)力學學為基礎(chǔ)發(fā)發(fā)展起來的的。但單純純的力學計計算不能解解決實際問問題。原因主要在在于對自然然條件的依依賴性和計計算條件的的不確知性性。“不求計算算精確，只只求判斷正正確”，強強調(diào)概念設(shè)設(shè)計,綜合判判斷。試與結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計比較，，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)計的，，可控的。。計算條件明明確，建立立在材料力力學、結(jié)構(gòu)構(gòu)力學基礎(chǔ)礎(chǔ)上的計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)歷史時時期，復雜雜地質(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)的不確確定性和測測試試方法的多多樣性離散性兩方方面的原因因。個別樣品測測試的指標標缺乏代表表性，經(jīng)統(tǒng)統(tǒng)計分析，，得到代表表值。結(jié)構(gòu)設(shè)計注注重截面計計算，巖土土工程沒有有截面計算算，注重系系統(tǒng)分析。。巖土體的尺尺寸與試驗驗樣品差別別很大，考考慮的是巖巖土體參數(shù)數(shù)值的綜合合水平，標準值的計計算與混凝凝土、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)不排水水剪測孔隙隙水壓力；；原位測試有有十字板剪剪切試驗和和野外大型型剪切試驗驗。試驗條件不不同，試驗驗結(jié)果各異異。計算模式、、計算參數(shù)數(shù)和安全度度的配套，，計算參數(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)驗驗。像一位良醫(yī)醫(yī)，沒有經(jīng)驗解解決不了復復雜工程問問題。忽視理論將將局部經(jīng)驗驗誤為普遍遍真理，犯概念性錯錯誤?！敖?jīng)驗之果果只有結(jié)在在理論之樹樹上才有生生命力?！薄鄙蛑榻骸啊皬膶W步步走向自立立”。8巖巖土工程程的概念設(shè)設(shè)計另詳9注注冊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，，表示達到到執(zhí)業(yè)門檻檻，具備法法律能力，，對個人對對單位都是是有利。也承擔責任任，負法律律責任，負負終身責任任。有一定定風險性。。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)驗驗。務(wù)必謹謹慎細心，，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,要量力力而行。注冊巖土工工程師的執(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，，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，誰做誰負責責任。例如如，勘察，巖土土師,地地質(zhì)師。樁基設(shè)計，，結(jié)構(gòu)師,巖土師師基坑設(shè)計，，巖土師，，結(jié)構(gòu)師。。錨桿擋土樁樁護坡，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)控制標準規(guī)范是是現(xiàn)時政府府對工程建建設(shè)實施技技術(shù)控制的的依據(jù)，抓抓質(zhì)量就是是抓標準規(guī)規(guī)范的貫徹徹執(zhí)行。但具體問題題不易處理理。巖土工工程師一切切以標準規(guī)規(guī)范為準，，對個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)控制制可否可將標標準規(guī)范訂訂得更詳細細，更具體體？根據(jù)巖土工工程的特點點，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擔的角色各各不相同；；各地有地地方特點和和地方經(jīng)驗驗，想為復雜多多變的條件件和問題制制訂一套具具體劃一而而又恰當?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準。有醫(yī)學原理理，有藥典典，有檢驗驗標準，但但沒有“處處方規(guī)范””巖土工程的的技術(shù)控制制三個層面：：第一層面，，涉及人身健健康、工程程安全、環(huán)環(huán)境保護等等公眾利益益、國家利利益的，應應訂入技術(shù)