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1、可到建筑、市政、鐵路、公路、水電、國(guó)防等行業(yè)中從事巖土工程領(lǐng)域的設(shè)計(jì)、施工、工程技術(shù)管理或工程監(jiān)理等方面的工作。
2、可到相應(yīng)的高等院校或研究單位從事教學(xué)或科研工作。
改革開放后,隨著高層建筑、城市地下空間利用和高速公路的發(fā)展,巖土工程者的注意力較多的集中在建筑工程、市政工程和交通工程建設(shè)中的巖土工程問(wèn)題。土木工程功能化、城市立體化、交通高速化,以及改善綜合居往環(huán)境成為現(xiàn)代土木工程建設(shè)的特點(diǎn)。
人口的增長(zhǎng)加速了城市發(fā)展,城市化的進(jìn)程促進(jìn)了大城市在數(shù)量和規(guī)模上的急劇發(fā)展。人們將不斷拓展新的生存空間,開發(fā)地下空間,向海洋拓寬,修建跨海大橋、海底隧道和人工島,改造沙漠,修建高速公路和高速鐵路等。展望巖土工程的發(fā)展,可謂是一棵常青樹。
巖土工程師的工作內(nèi)容
參加巖土工程(包括基坑(地基、基礎(chǔ))工程、地下洞室工程、邊坡工程等)項(xiàng)目的勘察與設(shè)計(jì);
對(duì)已有的巖土工程設(shè)計(jì)方案進(jìn)行審查,并提出合理的優(yōu)化方案;
利用巖土和結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件,對(duì)工程建設(shè)中的工程數(shù)據(jù)進(jìn)行分析;
編寫巖土工程計(jì)算分析報(bào)告;
到現(xiàn)場(chǎng)了解工程現(xiàn)狀,解決施工中遇到的設(shè)計(jì)技術(shù)問(wèn)題。
以上內(nèi)容參考 百度百科-巖土工程師;百度百科-巖土工程
唐唐sweet
就業(yè)前景還是很不錯(cuò),本專業(yè)學(xué)生畢業(yè)后可在建筑工程、道路橋梁工程、水利水電工程、基礎(chǔ)工程等領(lǐng)域從事巖土工程崗位的工程施工、管理和監(jiān)理工作。
隨著近幾年來(lái)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,城市化進(jìn)程不斷加大,以北京為例,不斷擴(kuò)大覆蓋面積的地鐵線路,不斷拆了又蓋的住宅小區(qū)等等都是城市化發(fā)展的最直觀的體現(xiàn)。在這種情況下巖土工程專業(yè)的專業(yè)知識(shí)就尤為重要。
巖土工程主要研究的是建筑工程、市政工程和交通工程建設(shè)中的巖土工程問(wèn)題。這正是建設(shè)中必不可少的。所以其就業(yè)領(lǐng)域很廣,如房屋建筑基礎(chǔ)、橋梁及其他大型構(gòu)筑物基礎(chǔ)、巖土邊坡工程、路基工程、山地災(zāi)害防治工程等。
不過(guò)由于巖土工程專業(yè)比較偏向于研究,在真正的工程建設(shè)中還是有較大的區(qū)別,所以如果巖土工程專業(yè)讀到博士會(huì)有更好的發(fā)展前景。
培養(yǎng)目標(biāo)與課程:
本專業(yè)培養(yǎng)德、智、體、美全面發(fā)展,具有良好職業(yè)道德和人文素養(yǎng),掌握巖土工程技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí),具備巖土工程勘察、測(cè)試、施工、檢測(cè)和管理能力,從事巖土工程勘察、設(shè)計(jì)、施工、檢測(cè)和工程技術(shù)及安全管理等工作的高素質(zhì)技術(shù)技能人才。
主要課程 :工程地質(zhì)勘察概論、混凝土與鋼筋結(jié)構(gòu)、鉆鑿工程、巖土工程施工技術(shù)、巖土工程現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)、施工設(shè)備、施工項(xiàng)目監(jiān)理、施工項(xiàng)目工程預(yù)算、路橋施工技術(shù)、地基基礎(chǔ)、施工項(xiàng)目管理、隧道工程。
親切的海沫兒
5.巖溶地貌及其堆積物 (1)巖溶地貌 可溶性巖層在巖溶作用下,形成的一系列獨(dú)特地貌。根據(jù)它們的出露情況,分為地表巖溶地貌及地下巖溶地貌兩大類。前者在形成過(guò)程中,地表水起著較重要的作用,而后者主要是以地下水作用為主。 1)溶溝、石芽 溶溝是可溶性巖層表面上的一些溝槽狀凹地,是由地表水流(主要是片流和暫時(shí)性溝 狀水流)順坡地沿節(jié)理裂隙,長(zhǎng)期進(jìn)行溶蝕作用的結(jié)果。在溶溝間突起狀的石脊稱石芽。石芽與溶溝的高度、深度一般不超過(guò)幾米。被松散蓋層覆蓋的稱為埋藏石芽。 2)巖溶漏斗 在巖溶強(qiáng)烈發(fā)育區(qū),地表經(jīng)常出現(xiàn)的一種漏斗狀凹地稱為巖溶漏斗。它平面形態(tài)呈圓或橢圓狀,直徑數(shù)米至數(shù)十米。深度數(shù)米至十余米。 巖溶漏斗的形成過(guò)程,是地表水流沿垂直裂隙向下滲漏時(shí)使裂隙不斷擴(kuò)大,先在地面較淺處形成隱伏的孔洞,并隨著孔洞的擴(kuò)大上部巖土層逐步崩塌,最后陷落成漏斗。 3)落水洞 落水洞是地表巖溶與地下巖溶的過(guò)渡形式。其表面很少有碎屑物堆積。常是地表通向地下河、地下溶洞或地下水面的孔道。它形成于地下水垂直循環(huán)極為流暢的地區(qū),是流水沿垂直裂隙進(jìn)行溶蝕、沖蝕并伴隨部分崩塌作用的產(chǎn)物。 4)干谷、半干谷及盲谷 巖溶地區(qū)當(dāng)?shù)貧ど仙龝r(shí),地表河流不是隨之下切,而是沿著后期在谷底上發(fā)育的巖溶孔道(漏斗、落水洞等),將水吸干,谷底干涸遂形成干谷。有些干谷在暴雨季節(jié)尚排泄部分洪水,則稱半干谷。干谷的形成也可以由于河流發(fā)生地下截彎取直現(xiàn)象,使原來(lái)的地表彎曲河段變?yōu)楦晒取R虼嗽诟晒鹊囟纬1A粑羧蘸恿鳑_積物的殘余。 5)峰叢、峰林、孤峰及溶丘 在高溫多雨的濕熱氣候條件下,巖性純、厚度大、產(chǎn)狀平緩、分布廣的碳酸鹽巖地區(qū)地表流水的侵蝕、地表水及地下水的溶蝕,以及沿節(jié)理裂隙所進(jìn)行的機(jī)械崩塌等綜合作用,使得地表可溶性巖土層表面形成峰叢、峰林、孤峰和溶丘等巖溶現(xiàn)象。峰叢、峰林、孤峰及溶丘又可總稱為峰林地形,它們是巖溶地區(qū)的主要正地形。 6)溶蝕洼地與坡立谷 與峰叢、峰林、孤峰及溶丘相反,溶蝕洼地及坡立谷是巖溶地區(qū)的負(fù)地形。溶蝕洼地在峰叢或峰林之間呈封閉或半封閉狀。平面形態(tài)為圓形或橢圓形,長(zhǎng)軸常沿構(gòu)造線而發(fā)育,面積約數(shù)至數(shù)十平方公里。 坡立谷又稱“溶蝕平原”。它是由溶蝕洼地進(jìn)一步發(fā)育而成的。坡立谷的出現(xiàn)往往標(biāo)志著該地區(qū)巖溶發(fā)育已經(jīng)進(jìn)入后期階段。坡立谷往往具有面積較大,底部平坦,周圍時(shí)常發(fā)育有峰林地形,以及其延長(zhǎng)方向多與構(gòu)造線一致等特征。 7)溶洞 溶洞為地下巖溶地貌的主要形態(tài)。是地下水流沿可溶性巖層的各種構(gòu)造面(如層面、斷裂面、節(jié)理裂隙面)進(jìn)行溶蝕及侵蝕作用所形成的地下洞穴。在形成初期,巖溶作用以溶蝕為主,隨著孔洞的擴(kuò)大,水流作用的加強(qiáng)。機(jī)械侵蝕作用也起很大作用,沿溶洞壁時(shí)??梢娛C、水痕等侵蝕痕跡,在構(gòu)造裂隙交叉點(diǎn),溶蝕及侵蝕作用更易于進(jìn)行,并時(shí)常產(chǎn)生崩塌作用,因此在這里往往形成高大的廳堂。洞穴中存在著溶蝕殘余堆積,石鐘乳、石筍沖積物及崩塌物等多種類型沉積是上述各種作用,存在的證據(jù)。洞穴形成后,由于地殼上升運(yùn)動(dòng),可以被抬至不同的高度,而脫離地下水面。 溶洞的大小形態(tài)多種多樣,在地下水垂直循環(huán)帶上可形成裂隙狀溶洞。但大部分溶洞形成于地下水流的季節(jié)變化帶及全飽和帶,尤其在地下水潛水面上下十分發(fā)育,形態(tài)又受巖性構(gòu)造控制,有袋狀、扁平狀、彎狀、錐狀、傾斜狀及階梯狀等。 8)伏流、暗河和巖溶泉 伏流與暗河通稱為:地下河系,是巖溶地區(qū)的重要水源。 地面河潛入地下之后稱伏流。它常常形成于地殼上升,河流下切,河床縱向坡降較大的地方,在深切峽谷兩岸及深切河谷的上源部分伏流經(jīng)常發(fā)生。 暗河是由地下水匯集而成的地下河道,它具有一定范圍的地下匯水流域,因此,暗河雖有出口,而無(wú)入口。高溫多雨的熱帶及亞熱帶氣候最有利于暗河的形成。 9)巖溶湖 巖溶湖分地表巖溶湖及地下巖溶湖兩種類型。地表巖溶湖又有長(zhǎng)期性湖泊及暫時(shí)性湖泊兩種。前者形成于巖溶發(fā)育晚期,在溶蝕平原上處于經(jīng)常性穩(wěn)定水位以下的湖泊,這種湖泊終年積水;后者形成于溶蝕洼地上,由于粘土質(zhì)淤塞而成的湖泊,或者是巖溶泉水充溢于漏斗凹地中而形成。地下巖溶湖見于較大的溶洞中,這種溶洞主要是處于經(jīng)常性穩(wěn)定水位以下的。 10)溶隙、溶孔 溶隙及溶孔主要發(fā)育在虹吸管式循環(huán)亞帶及深循環(huán)帶,形態(tài)呈細(xì)縫狀及蜂窩狀,其直徑從數(shù)毫米到數(shù)厘米,也有較大的,似小溶洞。其形成受巖性、構(gòu)造裂隙影響很大。溶隙及溶孔常為次生方解石所充填。 (2)巖溶堆積物 巖溶堆積物包括洞穴沉積和泉華沉積。它是一種成因極其復(fù)雜的混合體,有化學(xué)沉積,也有機(jī)械沉積。 1)溶蝕殘余堆積物 在巖溶作用下,碳酸鹽類巖石被水溶解后所殘留下來(lái)的富含F(xiàn)e203及A1203的紅色粘土物質(zhì),稱為“赭土”或“紅色石灰土”。根據(jù)溶蝕程度不同,有時(shí)是均質(zhì)的粘性土,有時(shí)則含尚未被溶蝕的灰?guī)r角礫,有時(shí)尚見灰?guī)r原始層理結(jié)構(gòu)。溶蝕殘余堆積物常覆蓋于溶蝕洼地、坡立谷及溶洞的底部,或充填于巖溶裂隙及通道之中。赭土常構(gòu)成隔水物質(zhì),阻礙巖溶的發(fā)展。此外,在古巖溶的起伏面上的一些礦產(chǎn),都是灰?guī)r長(zhǎng)期風(fēng)化溶濾的巖溶堆積物。 2)洞穴堆積物 洞穴是巖溶地區(qū)的重要堆積場(chǎng)所。除包括上述的溶蝕殘余堆積外,還有石鐘乳等化學(xué)沉積、重力堆積、地下河湖堆積及生物和文化堆積。 3)泉華堆積物 泉華堆積除包括洞穴堆積中的石鐘乳、石筍等外,在泉水出口附近沉淀的稱石灰華。石灰華常具波狀層理、多孔,有時(shí)因含鐵、鎂、錳等雜質(zhì)而顏色不均一。石灰華堆積常形成高大的臺(tái)地。 【例題5】坡立谷地貌屬于()。 A.山區(qū)地貌 B.平原地貌 C.滑坡地貌 D.巖溶地貌 答案:D【例題6】巖溶洞穴中的石鐘乳、石筍等屬于()。 A.溶蝕殘余堆積物 B.洞穴堆積物 C.泉華堆積物 D.殘積堆積物 答案:C
魔戒之love
前言 巖土工程是一門既古老又新近的專業(yè)技術(shù)。上古時(shí)代, 人類修道路、挖渠道、建居室,就與巖石和土打交道。近代工業(yè)化過(guò)程中,建廠房、開礦山、修鐵路、興水利等土木工程實(shí)踐中,涉及到許多與巖土有關(guān)的問(wèn)題,如地基的承載能力、邊坡的穩(wěn)定、地下水的控制、巖土材料的利用等等。但巖土工程真正成為一門獨(dú)立的專業(yè),則不到半個(gè)世紀(jì),傳人我國(guó)只二十幾年。對(duì)巖土工程的涵義,巖土工程師的執(zhí)業(yè)范圍,至今還有不同認(rèn)識(shí)。本文擬談一些自己的看法,與同行們探討。 1、巖土工程的內(nèi)涵 對(duì)巖土工程的定義有幾種不完全相同的表述: 《巖土工程基本術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)》定義為:“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)大百科全書定義為:“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)?!?也有專家定義為:“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(duì)其改良或治理的一門工程技術(shù)。”以上表述方法雖不完全一致,但主要方面是相似或相同的。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 巖土工程的實(shí)踐性很強(qiáng),從工程實(shí)踐角度,包括下列范圍: (1)巖土作為支承體 房屋建筑、道路、橋梁、堆場(chǎng)、大型設(shè)備等等,都建造在巖土上,巖土作為地基,作為支承體,研究的主要問(wèn)題是承載力和變形問(wèn)題。 (2)巖土作為荷載或自承體 邊坡工程、基坑工程、露天礦等地面開挖,隧道、地下洞室等地下開挖,面臨的是另一類穩(wěn)定和變形問(wèn)題。這時(shí),巖土體擔(dān)任的角色, 既可能是荷載,也可能是自承體。同時(shí),地下水的控制常常具有舉足輕重的影響。 (3)巖土作為材料 填方工程,特別是大面積高填方、填海造陸,要用大量巖土作為材料;圍堰、水壩、路堤等也用巖土為材料。這些工程除了研究其穩(wěn)定和變形外,巖土材料的選用和質(zhì)量控制是主要問(wèn)題。 (4)地質(zhì)災(zāi)害的防治 巖溶、塌陷、崩塌、滑坡、泥石流、地面沉降等地質(zhì)災(zāi)害,對(duì)工程構(gòu)成嚴(yán)重威脅,防治工程必須針對(duì)具體條件和地質(zhì)演化規(guī)律進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工。場(chǎng)地和地基的地震效應(yīng)也是巖土工程的一部分。 (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)等等,都涉及復(fù)雜的環(huán)境巖土工程問(wèn)題。隨著人們對(duì)環(huán)境保護(hù)的重視,人地和諧的認(rèn)知,可持續(xù)發(fā)展方針的貫徹,環(huán)境巖土工程正日益受到加大的重視。 還可以舉出一些,但主要是以上五大類。 以上各類工程,不僅涉及天然巖土,還包括各種人工土,包括對(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)體等方法,改變巖土體的強(qiáng)度、變形和滲透性能。巖土加固和改良是巖土工程的重要組成。 我們可以從第九屆優(yōu)秀勘察申報(bào)項(xiàng)目了解巖土工程的范圍:如秦嶺隧道、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)、許多高層建筑、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)、三峽水庫(kù)岸邊浸沒(méi)區(qū)治理等等,還有深基坑支護(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)等等。雖然并不全面,但可以看出,巖土工程涉及的范圍是很廣的。 2、巖土工程和相鄰專業(yè)的關(guān)系 巖土工程與許多專業(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。諸如: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。下面僅就巖土工程與工程地質(zhì)的關(guān)系,巖土工程與結(jié)構(gòu)工程的關(guān)系做些說(shuō)明: (1)巖土工程與工程地質(zhì)的關(guān)系 首先說(shuō)明工程地質(zhì)與巖土工程的區(qū)別。 工程地質(zhì)是地質(zhì)學(xué)的一個(gè)分支,是研究與工程建設(shè)有關(guān)地質(zhì)問(wèn)題的科學(xué)。工程地質(zhì)學(xué)的產(chǎn)生源于土木工程的需要,其本質(zhì)是一門應(yīng)用科學(xué);巖土工程是土木工程的一個(gè)分支,其本質(zhì)是一門工程技術(shù)。從事工程地質(zhì)的是地質(zhì)專家(地質(zhì)師),側(cè)重于研究地質(zhì)現(xiàn)象、地質(zhì)成因和演化、地質(zhì)規(guī)律、地質(zhì)與工程的相互作用;從事巖土工程的是工程師,關(guān)心的是如何根據(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)中的巖土技術(shù)問(wèn)題。因此,無(wú)論學(xué)科領(lǐng)域、工作內(nèi)容、關(guān)心的問(wèn)題,兩者都是有區(qū)別的。 但是,工程地質(zhì)與巖土工程的關(guān)系又非常密切。有人說(shuō),工程地質(zhì)是巖土工程的基礎(chǔ),巖土工程是工程地質(zhì)的延伸,雖然不一定十分確切,但有一定道理。巖土工程師面臨的巖土材料,無(wú)論性能和結(jié)構(gòu),都是自然形成,都是經(jīng)過(guò)了漫長(zhǎng)的地質(zhì)歷史,是多種復(fù)雜地質(zhì)作用下的產(chǎn)物。對(duì)巖土的性能和結(jié)構(gòu),只能通過(guò)勘察來(lái)查明,而又不能完全查明。一些關(guān)鍵性的問(wèn)題,需根據(jù)地質(zhì)規(guī)律推測(cè)或預(yù)測(cè)。尤其在地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜的山區(qū),有經(jīng)驗(yàn)的工程地質(zhì)學(xué)家,通過(guò)地面調(diào)查,就可大致判斷地質(zhì)構(gòu)造的輪廓,利用物探、鉆探、槽井探等,由粗而細(xì),由淺而深,構(gòu)造出工程地質(zhì)模型。沒(méi)有地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ),哪能識(shí)別斷層?哪能識(shí)別軟夾層和結(jié)構(gòu)面的空間分布?哪能說(shuō)清地下水的賦存和運(yùn)動(dòng)規(guī)律?如果要開挖隧道,哪些地段會(huì)冒頂?哪些地段會(huì)突水?在地質(zhì)復(fù)雜地區(qū),離開了工程地質(zhì)專家,土木工程寸步難行。 (2)、巖土工程和結(jié)構(gòu)工程的關(guān)系 巖土工程和結(jié)構(gòu)工程關(guān)系密切,這是顯而易見的。無(wú)論房屋結(jié)構(gòu)或橋梁結(jié)構(gòu),都建造在地基上。地基是否穩(wěn)定,直接影響結(jié)構(gòu)的安危;地基是否會(huì)產(chǎn)生過(guò)量變形,直接影響結(jié)構(gòu)的功能,產(chǎn)生的次應(yīng)力可能使結(jié)構(gòu)超過(guò)設(shè)計(jì)極限。地基出了問(wèn)題又很難補(bǔ)救。因此結(jié)構(gòu)工程十分關(guān)心地基的穩(wěn)定和變形?,F(xiàn)在,一般地基設(shè)計(jì)均由結(jié)構(gòu)工程師考慮上部結(jié)構(gòu)要求統(tǒng)一完成,只有復(fù)雜地基基礎(chǔ)問(wèn)題或需專門處理的地基才要求巖土工程師參與。同樣,巖土工程師在進(jìn)行地基的勘察設(shè)計(jì)時(shí),必須詳細(xì)了解結(jié)構(gòu)的型式、荷載及其分布,特別是基礎(chǔ)的型式和剛度,了解對(duì)地基變形的限制要求,以便有的放矢。巖土工程師與結(jié)構(gòu)工程師的密切配合至關(guān)重要。 結(jié)構(gòu)和地基是一個(gè)整體,相互作用,相互影響。地基的變形會(huì)改變結(jié)構(gòu)的應(yīng)力,結(jié)構(gòu)的荷載分布和不同剛度會(huì)產(chǎn)生不同的地基變形。人們常常用調(diào)整基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)剛度的辦法來(lái)適應(yīng)地基變形,地基、基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)的協(xié)同作用分析是當(dāng)前的熱門話題。反過(guò)來(lái),也可通過(guò)地基處理提高地基的承載力和剛度來(lái)適應(yīng)上部結(jié)構(gòu)的要求。 巖土工程與結(jié)構(gòu)工程你中有我,我中有你,互相搭接,互相重疊的例子不勝枚舉。例如樁基礎(chǔ),作為結(jié)構(gòu)的延伸,是結(jié)構(gòu)的一部分,但樁基的承載力和變形則主要取決于巖土,與巖土的關(guān)系更為密切。再如基坑工程,土方開挖、地下水的治理、土壓力的計(jì)算等等都與巖土有關(guān),但護(hù)坡樁、地下連續(xù)墻、錨桿、內(nèi)支撐等都是結(jié)構(gòu)。邊坡工程和地質(zhì)災(zāi)害的治理,似乎應(yīng)當(dāng)屬于巖土工程,但常常離不開結(jié)構(gòu)措施。單純的巖土工程,如圍海造陸、堤岸工程,大面積高填方等并不多。結(jié)構(gòu)工程師和巖土工程師雖然有所分工,有所側(cè)重,但互相互配合的居多。因此,結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)當(dāng)具備必要的巖土知識(shí),巖土工程師也必須具備必要的結(jié)構(gòu)知識(shí)。由于一般情況下結(jié)構(gòu)專業(yè)處于主導(dǎo)地位,故巖土工程師承擔(dān)的主要任務(wù), 經(jīng)常是結(jié)構(gòu)工程師覺(jué)得難以承擔(dān)的較為復(fù)雜的或較為專門的巖土工程任務(wù)。 4 、巖石和土的主要特點(diǎn) 巖石的裂隙性和土的孔隙性是巖石和土區(qū)別于混凝土、鋼材等人工材料的主要特點(diǎn)。 (1)、巖石的裂隙性 巖石總是或稀或密、或?qū)捇蛘?、或長(zhǎng)或短地存在著各種裂隙,這是巖石區(qū)別于混凝土的主要特點(diǎn)。這些裂隙有的粗糙,有的光滑;有的平直,有的彎曲;有的充填,有的不充填;有的產(chǎn)狀規(guī)則,有的規(guī)律性很差。裂隙的成因多種多樣,有巖漿凝固收縮形成的原生節(jié)理,有沉積間斷形成的層理,有構(gòu)造應(yīng)力形成的構(gòu)造節(jié)理,有表生作用形成的卸荷裂隙和風(fēng)化裂隙,還有變質(zhì)作用形成的片理、劈理等等,在巖石中構(gòu)成極為多樣非常復(fù)雜的裂隙系統(tǒng)。人們將巖石和裂隙視為一個(gè)整體稱為“巖體”,將裂隙概化為“結(jié)構(gòu)面”。顯然,結(jié)構(gòu)面是巖體中最薄弱的環(huán)節(jié)。就力學(xué)性質(zhì)而言,巖石的力學(xué)參數(shù)、結(jié)構(gòu)面的力學(xué)參數(shù)和巖體的力學(xué)參數(shù)有很大區(qū)別。搞清結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀、參數(shù)和分布,是巖土工程勘察設(shè)計(jì)的重點(diǎn),也是難點(diǎn)。 巖體中的地下水是沿著巖體中的裂隙和洞穴流動(dòng)的,隨著裂隙和洞穴的形態(tài)和分布的不同,有脈狀裂隙水、網(wǎng)狀裂隙水、層狀裂隙水、洞穴水等不同的地下水類型。 (2)、土的孔隙性 土是一種散體材料,存在孔隙。對(duì)于飽和土是固、液兩相;對(duì)于非飽和土,是固、液、氣三相。于是產(chǎn)生了有效壓力和孔隙壓力;孔隙壓力又有孔隙水壓力和孔隙氣壓力。有效應(yīng)力原理成了土力學(xué)區(qū)別于一般材料力學(xué)的主要標(biāo)志,在土工計(jì)算中產(chǎn)生了總應(yīng)力法和有效應(yīng)力法兩種原理和方法。在飽和土中,由于孔隙水壓力的增長(zhǎng)和消散,不同的加荷速率地基承載力不同;是否及時(shí)支撐, 對(duì)軟土基坑穩(wěn)定有不同的表現(xiàn);滲透系數(shù)和地層組合的差別, 導(dǎo)致基礎(chǔ)沉降速率的差別等等。飽和土中的超靜水壓力可導(dǎo)致擠土效應(yīng),使樁被擠斷、擠歪和上浮;地震時(shí)的超靜水壓力導(dǎo)致砂土和粉土液化。非飽和土的孔隙氣壓力形成基質(zhì)吸力,基質(zhì)吸力隨著土中含水量的增加而降低,因而是不穩(wěn)定的。膨脹土和黃土隨濕度的增加而強(qiáng)度顯著降低,非飽和土基坑雨季容易發(fā)生事故,花崗巖殘積土邊坡暴雨容易發(fā)生淺層滑坡,都和基質(zhì)吸力降低有關(guān)??傊盐蘸每紫秹毫κ菐r土工程的重要關(guān)鍵。 5、對(duì)自然條件的依賴性和條件的不確知性 巖土工程作為土木工程的分支,是以傳統(tǒng)力學(xué)為基礎(chǔ)發(fā)展起來(lái)的。但很快發(fā)現(xiàn),單純的力學(xué)計(jì)算不能解決實(shí)際問(wèn)題。原因主要在于對(duì)自然條件的依賴性和計(jì)算條件的不確知性。試與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)比較,結(jié)構(gòu)工程師面臨的材料是混凝土、鋼材等人工制造的材料,材質(zhì)相對(duì)均勻,材料和結(jié)構(gòu)都是由工程師在設(shè)計(jì)時(shí)選定,是可控的,計(jì)算條件十分明確,因而建立在力學(xué)基礎(chǔ)上的計(jì)算是可信的。而巖土,無(wú)論材料還是結(jié)構(gòu),都是自然形成,不能由工程師選定和控制,只能通過(guò)勘察查明而又不可能完全查明。因而存在條件的不確知性和參數(shù)的不確定性,不同程度地存在計(jì)算條件的模糊性和信息的不完全性。因而雖然巖土工程計(jì)算方法取得了長(zhǎng)足進(jìn)步,發(fā)揮了重要作用,但由于計(jì)算假定、計(jì)算模式、計(jì)算參數(shù)與實(shí)際之間存在很多差別,計(jì)算結(jié)果與工程實(shí)際之間總存在或多或少的差別,需要巖土工程師綜合判斷?!安磺笥?jì)算精確,只求判斷正確”,強(qiáng)調(diào)概念設(shè)計(jì),已是巖土工程界的共識(shí)。 6、參數(shù)的不確定性和測(cè)試方法的多樣性 同一巖土體測(cè)試數(shù)據(jù)的離散性有兩方面的原因,一是由于取樣、運(yùn)輸、樣品制備,試驗(yàn)操作等環(huán)節(jié)的擾動(dòng),試驗(yàn)、計(jì)算等產(chǎn)生的誤差,使測(cè)試數(shù)據(jù)呈隨機(jī)分布,這方面產(chǎn)生的不確定性與混凝土、鋼材等測(cè)試數(shù)據(jù)的隨機(jī)性質(zhì)基本相同,只是變異性更大。二是巖土測(cè)試數(shù)據(jù)還和樣品的位置有關(guān),這是其他工程材料不具備的特性。自然界的巖土,即使是同一層,其性質(zhì)也是有差別的。既有規(guī)律性的水平相變和豎向相變,也有無(wú)規(guī)律的指標(biāo)離散。因此,個(gè)別樣品測(cè)試的指標(biāo)一般缺乏代表性,必須有一定數(shù)量的測(cè)試指標(biāo),經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析,才能得到代表值。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)注重截面計(jì)算,而巖土工程分析沒(méi)有截面計(jì)算,注重系統(tǒng)分析。被分析的巖土體的尺寸與試驗(yàn)樣品的尺寸比較,要大許多倍,因而考慮的是巖土體參數(shù)值的綜合水平,所以標(biāo)準(zhǔn)值的計(jì)算方法與混凝土、鋼材等是不同的。結(jié)構(gòu)截面可靠度的分析已基本成熟,并已列入規(guī)范;而巖土工程的可靠度分析尚處在研究階段,由于問(wèn)題復(fù)雜,積累不足,尚難在工程中普遍應(yīng)用。巖土工程的測(cè)試可以分為室內(nèi)試驗(yàn)、原位測(cè)試和原型監(jiān)測(cè)三大類,還有各種模型試驗(yàn),極為多樣,各有各的特點(diǎn)和用途。同一種參數(shù),又因測(cè)試方法不同而得出不同的成果數(shù)據(jù)。選用合理的測(cè)試方法成為巖土工程計(jì)算能否達(dá)到預(yù)期效果的重要環(huán)節(jié)。例如土的模量有壓縮模量、變形模量、旁壓模量、反演模量。土的抗剪強(qiáng)度室內(nèi)試驗(yàn)有直剪和三軸剪;直剪又有快剪、固結(jié)快剪和慢剪;三軸剪又有不固結(jié)不排水剪、固結(jié)不排水剪、固結(jié)排水剪和固結(jié)不排水剪測(cè)孔隙水壓力;原位測(cè)試有十字板剪切試驗(yàn)和野外大型剪切試驗(yàn)。由于試驗(yàn)條件不同,試驗(yàn)結(jié)果各異。用哪種試驗(yàn)方法合理,由巖土工程師根據(jù)具體條件確定。這種測(cè)試方法的多樣性,也是巖土工程區(qū)別于其他工程技術(shù)一個(gè)重要特點(diǎn)。巖土工程分析計(jì)算時(shí)注意計(jì)算模式、計(jì)算參數(shù)和安全度的配套,而其中計(jì)算參數(shù)的正確選定最為重要。 7、巖土工程的不嚴(yán)密性、不完善性和不成熟性 地質(zhì)學(xué)和力學(xué)是巖土工程的兩大理論支柱,兩者互助補(bǔ)充,互相滲透,互相嫁接。力學(xué)是以基本理論為出發(fā)點(diǎn),結(jié)合具體條件,構(gòu)建模型求解。特點(diǎn)是從一般到特殊,嚴(yán)密,是一種演譯推理的思維方法。地質(zhì)學(xué)是在調(diào)查研究取得大量數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,分析、綜合、對(duì)比,找出科學(xué)規(guī)律,從特殊到一般,是一種歸納推理的思維方法,側(cè)重于分析成因演化,宏觀把握,綜合判斷。 由于條件的不確定性和參數(shù)的不確定性,導(dǎo)致信息的不完全性,使單純的計(jì)算不僅不精確,也不一定可靠。因而強(qiáng)調(diào)定性分析與定量分析相結(jié)合,強(qiáng)調(diào)綜合判斷。綜合判斷就得依靠工程師的理論基礎(chǔ)和豐富的工程經(jīng)驗(yàn)。就像一位良醫(yī),既要深刻理解醫(yī)藥理論,又要有豐富的臨床經(jīng)驗(yàn)。忽視經(jīng)驗(yàn)當(dāng)然是錯(cuò)誤的,沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)的人肯定解決不了復(fù)雜的工程問(wèn)題。忽視理論也是錯(cuò)誤的,極易將局部經(jīng)驗(yàn)誤為普遍真理,犯概念性錯(cuò)誤?!敖?jīng)驗(yàn)之果只有結(jié)在理論之樹上才有生命力。” 由上可知,巖土工程迄今還是一門不嚴(yán)密、不完善、不夠成熟的科學(xué)技術(shù),處在“發(fā)展中”的一門科學(xué)技術(shù),因而存在相當(dāng)大的風(fēng)險(xiǎn)性。沈珠江院士說(shuō):土力學(xué)發(fā)展到現(xiàn)在,是“從學(xué)步走向自立”,巖石力學(xué)發(fā)展更晚,成熟程度還要低一些。 8、巖土工程的概念設(shè)計(jì) 巖土工程崇高概念設(shè)計(jì),狹義的概念設(shè)計(jì)可以理解為框架設(shè)計(jì),從總體上勾劃出設(shè)計(jì)框架,以備進(jìn)一步細(xì)化。廣義的概念設(shè)計(jì)可以理解為一種設(shè)計(jì)思想。 概念設(shè)計(jì)大體上可以概括為:在充分了解功能要求和掌握必要資料的基礎(chǔ)上,通過(guò)設(shè)計(jì)條件的概化,先定性分析,再定量分析,提出一個(gè)框架,從技術(shù)方法的適宜性和有效性,施工的可操作性和質(zhì)量的可控制性,環(huán)境限制和可能產(chǎn)生的負(fù)面影響,經(jīng)濟(jì)性等方面進(jìn)行論證,從概念上選擇一個(gè)或幾個(gè)方案,進(jìn)行必要的計(jì)算和驗(yàn)算,通過(guò)施工檢驗(yàn)和監(jiān)測(cè),逐步完善設(shè)計(jì)。廣義的概念設(shè)計(jì),不僅在設(shè)計(jì)的初始階段是必要的,而且要將概念設(shè)計(jì)的思想貫徹工程的始終。 做概念設(shè)計(jì),必須對(duì)原理有深刻的理解,有豐富的經(jīng)驗(yàn)總結(jié),有靈活的運(yùn)作能力,總攬全局,掌握影響工程成敗的關(guān)鍵,對(duì)設(shè)計(jì)的實(shí)施效果要有基本正確的估計(jì)。 做概念設(shè)計(jì),必須注意符合科學(xué)原理,不能犯概念性的錯(cuò)誤。概念不清,往往只看現(xiàn)象,不見本質(zhì),憑局部經(jīng)驗(yàn)處理問(wèn)題。概念錯(cuò)了,可能犯原則性的錯(cuò)誤。概念清楚的人,能透過(guò)現(xiàn)象,看到本質(zhì),舉一反三,能自覺(jué)地運(yùn)用理論和經(jīng)驗(yàn)。巖土的基本特性,地下水的滲透和運(yùn)動(dòng)規(guī)律,結(jié)構(gòu)與巖土的協(xié)同作用等等,都是重要的概念。 巖土工程計(jì)算不精確的原因有地質(zhì)條件、計(jì)算模式、計(jì)算參數(shù)三方面,尤其是計(jì)算參數(shù)最難把握。故首先要做好勘察,掌握地質(zhì)條件;其次是正確選用公式和軟件,并充分了解其適用條件和可能的偏差;還要強(qiáng)調(diào)信息化施工和動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)。事先的定量計(jì)算一般只是一種估算,只有原型實(shí)測(cè)最可信。監(jiān)測(cè)不僅是保證安全的重要措施,同時(shí)也是最可靠的科學(xué)實(shí)驗(yàn)。 9、注冊(cè)巖土工程師的執(zhí)業(yè) 注冊(cè)土木工程師(巖土)已經(jīng)考了三屆,預(yù)計(jì)執(zhí)業(yè)工作很快就會(huì)啟動(dòng)。巖土注冊(cè)師的權(quán)利、義務(wù)、執(zhí)業(yè)范圍等等,是大家十分關(guān)心的問(wèn)題,這些問(wèn)題都將由政府有關(guān)部門發(fā)布后遵照?qǐng)?zhí)行,我這里僅就與巖土工程專業(yè)特點(diǎn)有關(guān)的問(wèn)題談些個(gè)人看法: (1) 獲得注冊(cè)工程師資格,表示業(yè)務(wù)能力已經(jīng)達(dá)到了相關(guān)專業(yè)的執(zhí)業(yè)門檻,法律上具備了這方面的能力,不論對(duì)個(gè)人還是對(duì)所在單位當(dāng)然都是有利的。但另一方面,也承擔(dān)起責(zé)任,要對(duì)自己簽署的技術(shù)文件負(fù)法律責(zé)任,負(fù)終身責(zé)任。前已提及,巖土工程迄今還是一門不嚴(yán)密、不完善、不夠成熟的科學(xué)技術(shù),有一定的風(fēng)險(xiǎn)性。注冊(cè)師不僅要遵守法律法規(guī),熟悉標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,還要有深厚的理論功底,豐富的工程經(jīng)驗(yàn),遇事做出正確判斷的能力。我國(guó)幅員廣大,條件各異,巖土工程涉及面很廣,具體到某位個(gè)人,不可能在所有領(lǐng)域都有豐富的經(jīng)驗(yàn)。因此,在執(zhí)業(yè)過(guò)程中,務(wù)必謹(jǐn)慎細(xì)心,決非巖土工程師執(zhí)業(yè)范圍內(nèi)的所有業(yè)務(wù)一定都能承擔(dān)?!犊辈煸O(shè)計(jì)注冊(cè)工程師管理規(guī)定》第二十六條明確了注冊(cè)工程師的義務(wù),其中第(二)款為“在規(guī)定范圍內(nèi)從事執(zhí)業(yè)活動(dòng)”;第(三)款為“依舊本人能力從事相應(yīng)的執(zhí)業(yè)活動(dòng)”。也就是說(shuō)一定要量力而行。對(duì)自己不熟悉的問(wèn)題,可以咨詢有關(guān)專家,但簽了字,就得負(fù)責(zé)。 (2) 巖土工程的專業(yè)范圍與相鄰專業(yè)有搭接,有重疊,因而注冊(cè)師的執(zhí)業(yè)與相鄰專業(yè)的注冊(cè)師也會(huì)有搭接,有重疊,這是客觀存在。因此,要求劃一道清清楚楚的邊界是不適當(dāng)?shù)模彩遣豢赡艿?。在相鄰專業(yè)邊界附近你中有我,我中有你是正常的。在搭接區(qū),只要符合相應(yīng)法規(guī),甲專業(yè)可做,乙專業(yè)也可做,誰(shuí)做誰(shuí)負(fù)責(zé)任。例如,某項(xiàng)專業(yè)性較強(qiáng)的巖土工程勘察,注冊(cè)巖土師有資格承擔(dān),有資格的地質(zhì)師(如國(guó)家有此系列)也可承擔(dān)。樁基工程的設(shè)計(jì),注冊(cè)結(jié)構(gòu)師可以承擔(dān),注冊(cè)巖土師也可承擔(dān)、基坑工程設(shè)計(jì),注冊(cè)巖土師可以承擔(dān),注冊(cè)結(jié)構(gòu)師也可承擔(dān)等等。事實(shí)上,的確也要具體工程具體分析,例如錨桿擋土樁護(hù)坡,涉及的主要是巖土技術(shù)問(wèn)題,結(jié)構(gòu)計(jì)算較少,一般結(jié)構(gòu)工程師可能不如巖土工程師熟悉。但采用內(nèi)支撐體系的大面積基坑,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算相當(dāng)復(fù)雜,也許結(jié)構(gòu)工程師承擔(dān)更合適,或巖土和結(jié)構(gòu)兩專業(yè)的工程師合作進(jìn)行。 10、巖土工程的技術(shù)控制 《勘察設(shè)計(jì)注冊(cè)工程師管理規(guī)定》第二十七條規(guī)定了注冊(cè)工程師的義務(wù),其中第(二)款是,“執(zhí)行工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范”,這無(wú)疑是必須遵守的。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范是現(xiàn)時(shí)政府對(duì)工程建設(shè)實(shí)施技術(shù)控制的依據(jù),抓質(zhì)量就是抓標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的貫徹執(zhí)行。但在實(shí)施過(guò)程中也遇到不少具體問(wèn)題不易處理。巖土工程師一切以標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范為準(zhǔn),對(duì)個(gè)別工程可能不是選擇,抹殺了巖土工程師因地制宜,采用先進(jìn)技術(shù)的積極性。那么,可否可將標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范訂得更詳細(xì),更具體些,使巖土工程師都能有章可循呢?根據(jù)前面所述巖土工程的特點(diǎn),是不易做到的。巖土材料種類繁多,組合多樣,又有各種地質(zhì)背景和水文地質(zhì)條件;在與工程的相互作用中,所處的地位和承擔(dān)的角色又各不相同;各地還有各地的地方特點(diǎn)和地方經(jīng)驗(yàn),想為如此復(fù)雜多變的條件和問(wèn)題制訂一套具體劃一而又恰當(dāng)?shù)囊?guī)則,是十分困難的。往往顧此失彼,難保放之四海而皆準(zhǔn)。正如醫(yī)藥界,有醫(yī)學(xué)原理,有藥典,有各種檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn),但沒(méi)有“處方規(guī)范”,中西醫(yī)都是如此。本人認(rèn)為,根據(jù)巖土工程的特點(diǎn),技術(shù)控制可分為三個(gè)層面: 第一層面,涉及人身健康、工程安全、環(huán)境保護(hù)等公眾利益、國(guó)家利益的,應(yīng)訂入技術(shù)法規(guī),由國(guó)家制訂,強(qiáng)制執(zhí)行,嚴(yán)格監(jiān)管。包括勘察設(shè)計(jì)的基本準(zhǔn)則,各種災(zāi)害的防治,有害物質(zhì)擴(kuò)散的限制等等。 第二層面,屬于大量重復(fù)型的技術(shù)規(guī)則,如術(shù)語(yǔ)、符號(hào)、分類,常用測(cè)試方法、常用分析法等,宜制定具體而統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),供工程師采用。 第三層面,需因地制宜,結(jié)合具體工程處置的問(wèn)題,諸如勘察工作的布置,巖土工程設(shè)計(jì)方案等,規(guī)范只對(duì)基本準(zhǔn)則作出規(guī)定,具體問(wèn)題由巖土工程師根據(jù)具體情況,發(fā)揮自己的學(xué)識(shí)和經(jīng)驗(yàn),進(jìn)行綜合判斷,并承擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)責(zé)任。 巖土注冊(cè)工程師的執(zhí)業(yè),為實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)創(chuàng)造了有利條件。但真正實(shí)施,還要有兩個(gè)條件,一是技術(shù)法規(guī)與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)相結(jié)合的體制基本完成,社會(huì)上法治意識(shí)和誠(chéng)信觀念已有長(zhǎng)足進(jìn)步;二是咨詢業(yè),工程保險(xiǎn)等市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體系已基本配套。所有這些,都有一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程。我國(guó)參加WTO后的過(guò)渡期即將結(jié)束,如何與國(guó)際接軌的問(wèn)題已經(jīng)十分迫切。所謂國(guó)際接軌,應(yīng)主要理解為體制的接軌,包括巖土工程專業(yè)體制和法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)體制的接軌。希望政府有關(guān)部門和巖土工程界的同行們對(duì)這些問(wèn)題深入研究,盡快提高我國(guó)的巖土工程的宏觀管理水平,并融入到全球經(jīng)濟(jì)中去。
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