岩土专业特点三

浅谈岩土工程的专业特点

前言岩土工程是一门

既古老又新近的专业技术。

1岩土工程的内涵

《岩土工程基本术语标准》“土木工程中涉及岩石和土的利用、处理和改良的科学技术。”中国大百科全书“土木工程的一个分支，以工程地质学、岩石力学、土力学与基础工程为理论基础，涉及岩石和土的利用、整治和改造的一门技术科学。”“土木工程的一个分支，研究岩土体（包括其中的水）作为支承体、荷载、介质或材料，必要时对其改良或治理的一门工程技术。”岩土工程的内涵第一、岩土工程是土木工程的一个分支；第二、研究对象是岩石和土，包括岩土中的水；第三、是一门技术科学或工程技术。2岩土工程的外延

（1）

岩土作为支承体房屋建筑、道路、桥梁、堆场、大型设备承载力和变形问题。（2）

岩土作为荷载或自承体地面开挖，边坡工程、基坑工程、露天矿等地下开挖，隧道、地下洞室等另一类稳定和变形问题。既可能是荷载，也可能是自承体。地下水的控制有举足轻重的影响。

岩土工程的外延（3）

岩土作为材料填方工程，填海造陆，围堰、水坝、路堤稳定和变形外，材料选用和质量控制。（4）

地质灾害的防治岩溶、塌陷、崩塌、滑坡、泥石流、地面沉降对工程构成严重威胁。场地和地基的地震效应。岩土工程的外延（5）

环境岩土工程地质和水文地质环境的评估、废弃物的卫生填埋、土石文物的保护等，正日益重视。包括各种人工土，对天然土的加固和改良，利用排水、压实、加筋、改性、注浆、锚定、设置增强体等，改变岩土体的强度、变形和渗透性能。

第九届优秀勘察申报项目

秦岭隧道、岭澳核电厂、三峡五级船闸、龙羊峡水电工程、小浪底水电工程、白云机场和肖山机场、高层建筑、唐山岩溶塌陷治理、滑坡治理、大型露天矿山边坡、城市地下综合管廊、海上采油井场、水库岸边浸没区治理等，深基坑支护、公路、尾矿、动力机器基础、岩土工程检验和监测等

3

岩土工程和相邻专业的关系许多专业关系密切，且互相搭接，边界模糊。边界附近你中有我，我中有你。工程地质、结构工程、水利和水电工程、道路桥粱和隧道工程、港口和航道工程、采矿工程、地震工程、海洋工程、环境工程等。

岩土工程与工程地质的关系

区别：学科领域、工作内容、关心的问题工程地质是地质学的分支，产生源于土木工程的需要，本质是应用科学；地质专家（地质师），侧重研究地质现象、成因和演化、地质规律、地质与工程的相互作用岩土工程是土木工程的分支，本质是工程技术。是工程师，关心的是根据工程目标和地质条件，建造满足使用要求和安全要求的工程或工程的一部分，解决工程建设问题。工程地质与与岩土工程程的关系非常密切。。有人说，工程地质是是岩土工程程的基础，，岩土工程程是工程地地质的延伸伸。岩土材料的的性能结构构，多种复复杂地质作作用下的自自然产物。。只能勘察察查明，又又不能完全全查明。通过地面调调查，物探探、钻探、、槽井探，，由粗而细细，由浅而而深，根据据地质规律律推测，构构造出地质质模型。没没有地质基基础，无法法识别断层层、软夹层层、结构面面、地下水水的赋存和和运动地质复杂地地区，离开开了工程地地质专家，，土木工程程师寸步难难行。岩土工程和和结构工程程的关系关系密切。。必须密切配配合。结构关心地地基的稳定定和变形，，影响结构构安危；过过量变形，，影响结构构功能，次次应力使结结构超过极极限。地基基问题很难难补救。一般地基设设计均由结结构工程师师考虑上部部结构统一一完成，复复杂地基基基础或需专专门处理的的地基要求求岩土工程程师参与。。地基勘察设设计时，须须了解结构构型式、荷荷载及其分分布，基础础型式和刚刚度，对地地基变形的的限制要求求，以便有有的放矢。。岩土工程和和结构工程程的关系一个整体，，相互作用用，相互影影响。地基变形会会改变结构构应力，结构荷载分分布和不同同刚度会产产生不同的的地基变形形。常用调整基基础和结构构刚度适应应地基变形形，地基、基础础和上部结结构的协同同作用。通过地基处处理提高地地基承载力力和刚度，，适应上部部结构要求求。岩土工程和和结构工程程的关系你中有我，，我中有你你，互相搭搭接，互相相重叠。桩基础，结构的延伸伸，是结构构，但承载载力和变形形主要取决决于岩土，，基坑工程，，土方开挖、、地下水的的治理、土土压力计算算等与岩土土有关，但但护坡桩、、地下连续续墙、锚杆杆、内支撑撑等都是结结构。边坡和地质质灾害，应属岩土工工程，但离离不开结构构措施。单纯的岩土土并不多，，如围海造陆、、堤岸，大大面积高填填方等岩土工程和和结构工程程的关系结构工程师师和岩土工工程师虽然然有所分工工，有所侧侧重，但互相互配合合的居多。结构工程师师应当具备备必要的岩岩土知识，，岩土工程程师也必须须具备必要要的结构知知识。一般结构专专业处于主主导地位，，岩土工程程师承担的的主要任务务,是结构工程师师觉得难以以承担的复复杂的或专专门的岩土土工程任务务。4岩岩石和土土的主要特特点岩石的裂隙隙性和土的的孔隙性是岩石和土土区别于混混凝土、钢钢材等人工工材料的主主要特点。。（1）岩岩石石的裂隙性性或稀或密、、或宽或窄窄、或长或或短地存在在，有的粗糙，，有的光滑滑；有的平平直，有的的弯曲；有有的充填，，有的不充充填；有的的产状规则则，有的规规律性很差差。成因多样，，原生节理理，层理，，构造节理理，卸荷裂裂隙和风化化裂隙，片片理、劈理理等，岩体中构成成极为多样样复杂的裂裂隙系统。。岩石和岩体体区别，裂裂隙概化为为“结构面面”。力学参数：：岩石、结结构面、岩岩体，很大大区别。搞搞清结构面面的产状、、参数和分分布，是岩岩土工程勘勘察设计的的重点和难难点。岩石的裂隙隙性岩体中的地地下水沿着着岩体中的的裂隙和洞洞穴流动，，随着裂隙和和洞穴的形形态和分布布的不同，，有脉状裂隙水水、网状裂裂隙水、层层状裂隙水水、洞穴水水等不同的地下下水类型。。（2）土土的的孔隙性散体材料，，饱和土是是两相；非非饱和土是是三相。产生了有效效压力和孔孔隙压力；；孔隙压力力又有孔隙隙水压力和和孔隙气压压力。有效应力原原理：土力力学区别于于一般材料料力学的主主要标志总应力法和和有效应力力法。把握好孔隙隙压力是岩岩土工程的的重要关键键饱和土的孔孔隙水压力力饱和土中，，由于孔隙隙水压力的的增长和消消散，不同加荷速速率地基承承载力不同同；是否及时支支撑,对对软土基坑坑稳定有不不同的表现现；渗透系数和和地层组合合的差别,导致基基础沉降速速率的差别别等。超静水压力力导致挤土土效应，使使桩被挤断断、挤歪和和上浮；地震时的超超静水压力力导致砂土土和粉土液液化。非饱和土的的孔隙压力力非饱和土的的孔隙气压压力形成基基质吸力，，基质吸力随随含水量的的增加而降降低，因而而是不稳定定的。膨胀土和黄黄土随湿度度的增加而而强度显著著降低，非饱和土基基坑雨季容容易发生事事故，花岗岩残积积土边坡，，暴雨容易易发生浅层层滑坡，5

对自自然条件的的依赖性和和条件的不不确知性以传统力学学为基础发发展起来的的。但单纯纯的力学计计算不能解解决实际问问题。原因主要在在于对自然然条件的依依赖性和计计算条件的的不确知性性。“不求计算算精确，只只求判断正正确”，强强调概念设设计,综合判判断。试与结构设设计比较，，结构工程与与岩土工程程结构工程混凝土、钢钢材等人工工制造的材材料，材质相对均均匀，材料料和结构由由工程师自自己选定或或设计的，，可控的。。计算条件明明确，建立立在材料力力学、结构构力学基础础上的计算是可信信的岩土工程材料性能、、结构，自然形成，，漫长的地地质历史时时期，复杂杂地质作用用下的产物物，工程师不不能任意意选用和和控制，，只能通过过勘察查查明，又不可能能完全查查清6参数的不不确定性性和测测试方方法的多多样性离散性两两方面的的原因。。个别样品品测试的的指标缺缺乏代表表性，经经统计分分析，得得到代表表值。结构设计计注重截截面计算算，岩土土工程没没有截面面计算，，注重系系统分析析。岩土体的的尺寸与与试验样样品差别别很大，，考虑的的是岩土土体参数数值的综综合水平平，标准值的的计算与与混凝土土、钢材材等不同同。结构可靠靠度分析析成熟，，列入规规范；岩岩土工程程的可靠靠度分析析尚处在在研究阶阶段。选用合理理的测试试方法压缩模量量、变形形模量、、旁压模模量、反反演模量量。直剪和三三轴剪；；直剪又又有快剪剪、固结结快剪和和慢剪；；三轴剪剪又有不不固结不不排水剪剪、固结结不排水水剪、固固结排水水剪和固固结不排排水剪测测孔隙水水压力；；原位测试试有十字字板剪切切试验和和野外大大型剪切切试验。。试验条件件不同，，试验结结果各异异。计算模式式、计算算参数和和安全度度的配套套，计算算参数的的正确选选定最为为重要。。7岩土工程程的不严严密性、、不完善善性和不不成熟性性信息的不不完全性性，单纯纯计算不不精确，，不可靠靠。定性分析析与定量量分析结结合，综综合判断断。依靠工程程师的理理论基础础和丰富富工程经经验。像一位良良医，没有经验验解决不不了复杂杂工程问问题。忽视理论论将局部部经验误误为普遍遍真理，，犯概念性性错误。。“经验之之果只有有结在理理论之树树上才有有生命力力。”沈珠江：：“从从学步走走向自立立”。。8岩岩土土工程的的概念设设计另详9注注册岩土土工程师师的执业业权利、义义务、执执业范围围等，由由政府发发布(1)获得资格格，表示示达到执执业门槛槛，具备备法律能能力，对对个人对对单位都都是有利利。也承担责责任，负负法律责责任，负负终身责责任。有有一定风风险性。。要有遇事事做出正正确判断断的能力力。不可能所所有领域域都有丰丰富经验验。务必必谨慎细细心，决决非岩土土工程师师执业范范围内的的所有业业务一定定都能承承担,要要量力力而行。。注册岩土土工程师师的执业业(2)相相邻专专业搭接接，重叠叠，划一一道清楚楚边界不不适当，，也不可可能。相相邻专业业边界附附近“你你中有我我，我中中有你””，正正常。在搭接区区，甲专专业可做做，乙专专业也可可做，谁做谁负负责任。。例如，，勘察，岩岩土师,地质质师。桩基设计计，结构构师,岩岩土师师基坑设计计，岩土土师，结结构师。。锚杆挡土土桩护坡坡，内支支撑体系系岩土和结结构两专专业的工工程师合合作。10岩岩土工程程的技术术控制标准规范范是现时时政府对对工程建建设实施施技术控控制的依依据，抓抓质量就就是抓标标准规范范的贯彻彻执行。。但具体问问题不易易处理。。岩土工工程师一一切以标标准规范范为准，，对个别别工程可可能不是是最佳选选择，抹抹杀了岩岩土工程程师因地地制宜，，采用先先进技术术的积极极性。岩土工程程的技术术控制可否可将将标准规规范订得得更详细细，更具具体？根据岩土土工程的的特点，，不易做做到。岩土种类类繁多，，组合多多样，各各种地质质背景和和水文地地质条件件；工程程中所处处的地位位和承担担的角色色各不相相同；各各地有地地方特点点和地方方经验，，想为复杂杂多变的的条件和和问题制制订一套套具体划划一而又又恰当的的规则，，十分困困难。往往往顾此此失彼，，难保放放之四海海而皆准准。有医学原原理，有有药典，，有检验验标准，，但没有有“处方方规范””岩土工程程的技术术控制三个层面面：第一层面面，涉及人身身健康、、工程安安全、环环境保护护等公众众利益、、国家利利益的，，应订入入技术法法规，由由国家制制订，强强制执行