岩土工程论文范文10篇

岩土工程论文范文篇1

关键词：环境岩土工程研究

随着经济和、工业的迅速发展，人们越来越意识到人类活动对环境产生的两个负面影响：环境污染和生态破坏。因此，应运产生了一门新兴学科——环境岩土工程学。它既是一门应用性的工程学，又是一门社会学。它把技术和政治、经济和文化相结合的跨学科的新型学科。

1.环境岩土工程定义

环境岩土工程（EnvironmentalGeotechnology）一词，源自1986年4月美国宾州里海大学土木系美籍华人方晓阳教授主持召开的第一届环境岩土工程国际学术研讨会，并在其著名的“IntroductoryRemarksonEnvironmentalGeotechnology”论文中，将环境岩土工程定位为“跨学科的边缘科学，覆盖了在大气圈、生物圈、水圈、岩石圈及地质微生物圈等多种环境下土和岩石及其相互作用的问题”，主要是研究在不同环境周期（循环）作用下水土系统的工程性质。

2.环境岩土工程研究的内容及分类

环境岩土工程是研究应用岩土工程的概念进行环境保护的一门学科。这是一门跨学科的边缘学科，涉及面很广，包括：气象、水文、地质、农业、化学、医学、工程学等等。

环境岩土工程研究的内容大致可以分为三类：

(1)环境工程。主要指用岩土工程的方法来抵御由于天灾引起的环境问题。例如：抗沙漠化、洪水、滑坡、泥石流、地震、海啸等。这些问题通常泛指为大环境问题。

(2)环境卫生工程。主要指用岩土工程的方法抵御由于各种化学污染引起的环境问题。例如城市各种废弃物的处理、污泥的处理等。

(3)人类工程活动引起的一些环境问题。例如在密集的建筑群中打桩时，由于挤土、振动、噪声等对周围居住环境的影响；深基坑开挖时，降水和边坡位移等。

3.环境岩土工程研究中基本观点及研究方法

3.1基本观点

(1)岩土实践的范围是地球表层,而地球对于宇宙来讲是一个子系统,它的变化受其他子系统的影响,它们之间有物质和能量的交换,是一个开放的系统;

(2)资源是有限的。我们只有一个地球,并且随着人口的增长,资源与人口相比越来越小,所以我们应实施可持续发展战略,而不能盲目地掠夺式地利用,以防止对环境造成不利的影响;

(3)人类无计划的活动会毁灭人类自身;

(4)自然界在不断地变化,有一些直接危害人类,反过来人类要避开危害,就必须采取措施;

(5)虽然岩土工程曾带来一些消极影响,但它是由于人类认识上的片面性和历史的局限性造成的,

所以从理论上讲,所有的环境岩土工程问题是可以解决的,但它依赖于人们环境意识的提高,岩土工程技术的进步和法制建设的健全。

3.2研究方法

环境岩土工程是一个系统工程。它涉及许多学科领域,所以在研究中应从学科间的交叉处着眼,以辩证的观点分析和解决问题。其次,应用岩土工程的观点去改善环境,使其更符合人类的生存需求。

4.环境岩土工程与相关学科的关系

与环境岩土工程相关的学科有:工程地质学、岩土力学、岩土工程学、地质工程、环境工程地质学。

工程地质学的基础理论是地质学,指导它的理论主要是自然历史观1它的基本理论是认为地质成因和演化过程决定地质体的工程特性,相应地在研究方法上就是从地质体局部特性的研究,探索地质体在生成时的地质环境以及形成地质体的地质作用和演化过程,从而在整体上认识和把握地质体的组成和结构以及发育规律,并进一步探讨和预测它在工程建筑物作用下的表现和工程行为。

工程地质学的服务对象完全是人为设计,人为施工的建物。这一应用性决定了工程地质学的边缘性、交叉性和综合性等特性。所谓边缘性指它处在地质学科的外层,位于和工程学科接壤的部位。所谓交叉性表明在它的学科发展中不断吸收工程学科的理论、概念和方法,并和地质学结合起来。所谓综合性是指工程地质学的目标是解决问题,它是借助于地质学各基础学科的成就来综合地工作的.

岩土力学、岩土工程和工程地质学在研究对象和目标上有很大的相同之处,是密切相邻的学科。但是岩土力学属于力学学科的边缘,而岩土工程属于工程学科的边缘1虽然对岩土的地质认识是建立岩土力学模型和本构关系的重要基础,但岩土力学更偏于模型及建模后的力学研究。岩土工程是将岩土作为工程结构物的一部分工程学科。不过岩土力学和岩土工程与其他的力学或工程学科相比,需要更多地质学科的支持,或者说更需要与地质学科的结合。

5.环境岩土工程的研究现状

20世纪50-60年代公害事件的显现，人们不断探索，反思，并已取得了基本的共识。目前国外对环境岩土工程的研究主要集中于垃圾土、污染土的性质、理论与控制等方面，而国内则在此基础上有较大的扩展，就目前涉及的问题来分，可以归纳为两大类：第一类是人类与自然环境之间的共同作用问题。这类问题的动因主要是由自然灾变引起的。例如地震灾害、土壤退化、洪水灾害、温室效应等。这些问题通常称为大环境问题。第二类是人类的生活、生产和工程活动与环境之间的共同作用问题。它的动因主要是人类自身。例如城市垃圾、工业生产中的废水、废液、废渣等有毒有害废弃物对生态环境的危害；工程建设活动如打桩、强夯、基坑开挖、盾构施工对周围环境的影响；过量抽汲地下水引起的地面沉降等等。有关这方面的问题，统称为小环境问题。

6.环境岩土工程的发展展望

20世纪90年代后，我国进入了大规模工程建设时期。从沿海地区开始，逐步向内陆扩展，高层建筑、地铁、道路交通、隧道等等的建设以及城市化进程步伐的加快向环境岩土工程不断提出新的挑战。同时，自然环境的变化，地震、洪涝灾害的频频发生，温室效应的加剧，水土流失，土壤退化等大环境问题，也引发了一系列新的环境岩土工程问题。相对发达国家来说，我国的岩土工程工作者面临更为艰巨的任务。一方面，我国正处于大规模工程建设时期，有许多工程问题需要解决;另一方面，基于可持续发展要求，我们面临严峻的环境保护与治理工作。在环境岩土工程问题上，未来几年应重点研究并解决下面几个问题。其中，西部问题，包括生态环境建设与保护区域稳定性与地下工程。东部问题，包括大城市地面变形不稳定性、悬河化水资源、水环境等。在一些应用方面还急需解决的问题如下：卫生填埋场的设计问题;大规模工程建设的区域环境岩土工程问题评估;城市施工影响环境岩土工程问题;岩土工程手段在环境的治理中的应用等。

参考文献：

[1]缪林昌刘松玉环境岩土工程学概论北京:中国建材工业出版社2005

[2]方江华等对环境岩土工程几个问题的探讨岩土力学2005年第4期

岩土工程论文范文篇2

土以碎散的颗粒为骨架，由固、液、气三相物质组成；在其由岩石风化的生成、搬运和沉积过程中几经沧桑，形成了不同于其他材料的复杂的力学性质，而不同时空条件下土的性状也各不相同。所以尽管已提出的土的本构关系理论数学模型不下百种，动用了传统力学和现代力学的各种理论和手段，但是到目前为止，还没有一种为人们所公认的，能够准确、全面反映各种土的应力应变关系的数学模型。是否存在这样的模型也是值得怀疑的。

在计算机和计算技术基础上发展起来的，以有限元为代表的数值计算是解决边值问题的强有力的手段。当用来计算弹性体时其精确程度令人叹为观止。其计算结果与光弹试验结果毫厘不差，结果光弹试验很快被废止。土是碎散材料，而在一般数值计算中首先被假设为连续体，然后被离散化，假设各单元间的结点位移协调，计算土体的应力变形关系。这常常不能反映土的变形的微观机理。以DDA（DiscontinuousDeformationAnalysis）为代表的离散单元计算方法在计算某些农产品（如谷类）和工业零件（如滚珠）时是相当成功的。以至被称为“数值试验”可以精确地代替模型试验。在定性地探索土的变形的微观机理时，也是很有价值的。但是用以描述由不同尺寸、不同形状、不同矿物成分的颗粒组成的土，反映不同三相成分及其物理、化学和力学的相互作用，即使是可能，恐怕也是相当遥远的事。

数学模型和数值计算预测的另一个难点是土的参数的选取，它受到取样(制样)和试验手段的限制。原状土在取样过程中不可避免地受到扰动和发生应力释放，会破坏其结构性。即使是重塑土试样，制样的方式、器具和操作程序的差别也严重影响试验的结果。另一方面，目前使用的土工试验仪器也存在局限性。以真三轴仪为例，由于边界之间的干扰，试样的应力和应变的均匀是很难保证的。

在对地基和土工建筑物的探测方面，土层的时空变异及人类活动给勘探测试及其结果的判释造成困难。除此以外，岩土工程中的复杂边界条件和施工过程中的诸多因素也严重影响工程的实际结果。

在我国每年发表和撰写了大量的论文和报告，提出了各种理论、模型、计算方法、计算程序和技术手段，常常伴以试验或者实测数据的验证，其结果也常常是“符合得很好”。自己的试验或观测证实了理论或者方法的完美，正是：“各夸自家颜色好，百花园中各称王。”这种结果的可信性很值得怀疑。笔者在评阅一些论文和成果时，对于那些二者符合得完美到天衣无缝的图与曲线，常常怀有很大的不信任感；而对于存在相当差别，甚至坦率地承认预测的不成功的情况，则是完全理解的。可惜后者较少。

近年来，主要在国外进行了多次的“考试”或者“竞赛”活动：首先委托一个（或几个）单位进行所谓的“目标试验”，亦即需要预测或者预算的试验或实例。其结果是保密的，或者预测前不做试验，预测以后在试验。事先公布有关的土的一般资料、基本试验的数据（为确定有关参数）和目标试验的应力（应变）路径。在全世界或者一定范围征求参赛者（参加目标试验的人不参赛）。全部预测结果上交以后，公布试验结果。一般是召开研讨会，评估或者评分。参赛者也常常进行申辩和总结。这是一种客观、公正和有权威性的检查比较方式。也是推动岩土工程发展的十分有益的活动和手段。它使我们认识到在岩土工程领域，我们的认识能力和预测能力到底有多高。

试验方法和设备的检验比较

1.不同仪器的相同试验的检验

1982年在法国Grenoble召开的“土的本构关系国际研讨会”上①，用剑桥式的立方体真三轴仪分别由德国的Karlsrube大学和法国的Grenoble大学对同样的砂土和粘性土进行复杂应力路径和应变路径的真三轴试验，两份试验结果是存在着差别的。由于使用的仪器与土料都是相同的，差别主要源于操作方法和技巧。

1987年在美国克里夫兰召开的“非粘性土的本构关系国际研讨会”上②，利用美国Case大学的空心圆柱扭剪仪和法国Grenoble大学的剑桥式立方体真三轴仪进行砂土的相同应力路径的试验。试验内容包括：

(1)b＝不同常数的不同密度两种砂土的真三朝试验；其中，b=（σ1-σ2）／（σ1-σ3）

(2)在π平面上应力路径为圆周（两周）的的真三轴试验。

（b=常数的真三轴试验与空心圆柱试验的比较）表示了对于Hostun密砂（干密度ρd＝1.65g/cm3）在b＝不同常数，中主应力ρ2=500kPa保持不变，用两种仪器试验得到的轴向应力与轴向应变关系曲线，轴向应变和体应变的关系曲线。可见在b=0和0.28时，不同仪器试验结果的差别是很大的。但是在评价它们时，主持者说：对于轴应变，除了0.286的结果很差（verypoor）以外，其他的曲线符合的很好(verywell)；（b.体应变εv与轴向应变εz间试验曲线）的曲线认为符合得很优良（excellent）。对比我们的一些论文中理论与实际曲线二者丝丝入扣的符合，就显得很不真实。在这两个试验中试样的破坏形态也有很大不同：空心圆柱试样发生颈缩；立方体试样产生V形的剪切带。这些差别可能是由于试样的制样方法不同，试样中的实际应力分布不同和试验中的边界条件不同引起的。

2.土工离心机模型试验

1986年由欧洲共同体资助，发起“土工离心机的合作试验”③。参赛者有三家：英国的剑桥大学、法国的道桥中心研究室和丹麦的工程院。试验的内容是模拟饱和砂土地基上的圆形浅基础的承载力和荷载—沉降关系。试验土料统一为巴黎盆地天然沉积的一种均匀石英细砂。模型地基的孔隙比规定为e=0.66(相对密度Dr=86％)，规定圆形基础的模型尺寸为直径D=56.6mm,离心加速度＝28.2g，基底完全粗糙。此前，由丹麦岩土研究所对于这种土进行了物性试验和三轴试验，其结果公布于众。要求荷载—沉降关系表示成无量纲的变量q/γˊnb-s/b公关系曲线。

其中：

q=基础上施加的荷载(kPa)

γˊ=乙土的浮容重(kN-m3)

n=重力加速度水平，即模型比尺

b=模型基础的尺寸(m)

s=基础的中心垂直沉降(m)

同时也进行了相同条件下的现场载荷试验，以便与模型试验结果对比。

这三家使出了浑身解数，精心制样、安装、运转和量测，反复摸索，反复校验，校正各种参数和影响因素。剑桥大学还在离心机上作了静力触探试验。最后，剑桥大学提交了一组试验结果，另外两家按要求给出了一条曲线。图2（圆形天然浅基础的试验荷载-沉降关系曲线）表示了其试验结果，其中剑桥大学是笔者选取的最接近于要求的条件的试验结果(e＝0.664)。

可见，这种世界先进水平的土工离心模型试验的误差在±30%以上。值得提出的是，这是一种条件非常简单明确的模型试验。而现场的工程实际情况的条件和影响因素远比这复杂。在这个试验中，加载速率、模型地基砂的密度、制样方法和运行程序对试验结果都有影响。例如剑桥大学的试验表明，砂土的孔隙比变化0.01（相当于相对密度变化3％），则其承载力变化18％，如图3（地基承载力与模型地基孔隙比间关系—剑桥大学试验结果）所示。而由于模型地基是先制样，后运转，保证地基内砂土处处均匀，孔隙比误差在0.01范围内是有较大难度的。

3.单桩的动测法的考试

1992年在荷兰海牙进行了一次动测桩的“考试”④。在第一轮，10根预制桩预先被沉入地基，桩径250mm，桩长18m（7#桩17m）。要求测出其预制的“缺陷”。其中一根桩完整无缺；其余的9根桩各有缺陷：颈缩、扩径和在不同部位的10mm宽，130mm深的刻槽。事先由特尔夫公司进行了地基勘察，将土层资料公布于众。有12家具有国际声誉的公司参赛，用小应变动测法检测。结果是：平均测对4根；最多对7根，最少对两根。没有一家测出那根完整无损的桩。他们认为对于只有10mm宽的缺痕很难分辨。

第二轮是沉入11.5m-19m长的5根桩，然后用静载荷试验测出极限承载力。10家公司用大应变动测法测试其极限承载力。其结果也不乐观。比如，由静载试验为340kN的一根桩，各家给出的结果分布在90kN-510kN的范围。

4.堤防隐患检测的“大比武”

我国目前有各类堤防25万公里，很多已具有几百年的历史。是民堤逐年加高培厚或者在汛期抢修形成的。地质条件及堤身土料和质量千差万别，隐患很多。1998年洪水期间发生的许多险情和决口都是由于渗透通道形成的管涌和蚁穴鼠洞、裂隙异物和局部疏松土体等造成的。为此水利部和防汛办于1999年3月在湖南宜阳召开了“堤防隐患综合检测技术检验会”也北被称为“大比武”。

有我国的十几家科研院所、大专院校和少数厂家（包括美国的劳雷公司）参加。检测堤段位于宜阳的一段废堤上。每个参赛的检测方法负责200米堤段，时间是两小时。几处“隐患”是事先人工布置的，埋设了稻草、钢管，模拟蚁穴和鼠洞。一般在两米深范围内。人们使用的测试手段包括：高密度电阻率法、瞬变电磁法、地震波法、弹性波法和探地雷达等。这些方法都有一定的分辨率限制，即分辨尺寸与深度之比一般是相对固定的。因而两米深的隐患的检测不应算是难题。检测结果聘请有关专家评审，打分。图4（堤防隐患的检测结果评分）所给的分数只是相对的。组织者对于测试结果是不满意的。参赛者各自对其结果的误差的原因进行了解释。针对这种结果，水利部斥资几百万，开展专题研究，目标是“傻瓜”式的快速检测仪器和方法。关键问题可能是要结合各地具体情况和长期的抗洪防汛经验，因地制宜，积累资料和经验，合理判释，仪器才会发挥作用。很难想象，可以身背“傻瓜机”，走遍天下都会灵验。

土的本构关系的检验

80年代以来，关于土的本构关系的“考试”至少进行了3次。1980年美国和加拿大召开了“岩土工程中极限平衡、塑性理论和一般的应力应变关系北美研讨会”⑤。会前用两种天然粘土、一种重塑的高岭粘土和渥太华砂进行了一系列试验。试验包括：

平均主应力p=常数的三轴试验，

b＝常数的真三轴试验

砂土在π平面上应力路径为圆周的真三轴试验

天然粘土大主应力方向与其沉积方向成不同角度的三轴试验。

事先将土的物性参数和基本试验的结果公开提供。然后在全世界范围征求参赛者。参加预测的有个不同国家的17个本构模型。从给出的结果看，轴向应力应变关系（σ1-σ3）~ε1预测的精度一般尚可；体应变预测的精度差别很大。对于应力路径在π平面上为圆周的情况，许多模型无能为力。由于原状土的各向异性，对于其循环加载和超固结性状很难预测，只有少数模型参加了预测。结果表明，没有一个模型能够合理地预测所有的试验情况。正如会议主席Finn所说：“没有给任何一个本构模型戴上王冠”。这也是符合当前的土力学理论发展的现状的。

1982年在法国召开了“土的本构关系国际研讨会”人们用不同的理论模型对砂土和粘土的复杂应力路径和应变路径的试验结果进行了类似的预测。如上所述，也对试验本身进行了检验⑥。

1987年在美国克里夫兰召开了“非粘性土的本构关系国际研讨会”⑦。会议征求对真三轴试验和空心扭剪试验结果用理论模型进行预测。共有世界各国的32个土的本构模型参赛。其中包括：

3个次弹性模型(H)

3个增量非线性弹性模型(I)

1个内时模型(E)

9个具有一个屈服面的弹塑性模型(EP1)

10个具有两个屈服面的弹塑性模型(EP2)

6个其他形式的弹塑性模型(EP)

会议将预测结果与试验结果比较，按四个单项评分。评分的标准见图5（本结构模型预测的评分标准）。规定了上下限，按统计方法打分。图6（轴向应力应变关系得分的直方图—满分100）与图7（体应变与轴向应变关系得分的直方图—满分100）表示出b＝常数的真三轴试验的预测得分情况。可见其轴向应力应变关系预测经过还差强人意；而体应变的预测则基本是全不及格。

这些“考试”基本上反映了人们当前认识和描述土的应力应变关系的能力和水平。它表明，即使对于实验室制作的重塑土试样，其应力应变关系也是相当复杂的。现有的关于土的本构关系的数学模型的描述能力在精度和条件方面都是有限的。有的模型使用了20多个，甚至40多个常数，结果仍然不另人满意。

1．土工加筋挡土墙的计算

60年代以来，随着计算机和计算技术的发展，土工数值计算大大加强了我们解决复杂的岩土工程边值问题的能力。有人提出可将土力学分成理论土力学、实验土力学和计算土力学三部分。由于它几乎可以精神任何边值问题，似乎一台打计算机，几页打印纸，就可以驰骋在岩土工程的所有领域。这种表现上的简单、快捷和“精确”，常使青年岩土工作者产生误解，忽视了其与实际工程问题间的距离，轻视在岩土工程实践中积累经验的重要意义。

加筋土的计算是岩土数值计算中很有代表性的课题。它涉及到土的本构模型，筋材的应力应变关系模型和筋土间的界面模型及这些模型涉及的参数。目前已经有较多的计算程序和经验。1991年在美国的科罗拉多大学，由美国联邦公路局资助，在足尺试验的基础上进行了加筋土计算的竞赛⑧。

目标试验是在一个高3.05米，宽1.22米，长2.084米的大型的试验槽中进行的。铺设了12层长为1.68米的无纺土工织物，作成土工织布加筋挡土墙。墙顶采用气囊加压。气囊下铺设5厘米的砂垫层。试验用的土料有两种：一种是均匀的砂土，D50=0.42m；另一种为粉质粘土，塑限Wp=19％，液限Wl=37%。事先公布了砂土的三轴试验，粘土的不同排水条件下的三轴试验，土工布的拉伸试验和筋土问的界面直剪试验等试验的结果。征求世界各国同行们进行数值计算，预算试验观测结果。预测项日有：

(1)两种加筋挡土墙在顶部加载103.5kPa以后的墙顶最大位移、不同位置的墙面位移及筋的应变

(2)在加载100小时后的以上各项位移和应变

共有15个不同国家的大学和研究单位参赛。包括美国的科罗拉多大学等8家，英国的哥拉斯格大学等两家，日本的东京大学等3家。中国和加拿大各一家。其中14家参加了荷载—变形和应变关系的预测。计算的结果见图8（砂土加筋挡土墙的墙顶最大位移计算的误差）和图9（粘土加筋挡土墙的墙顶最大位移计算的误差）。它们分别表示了砂土和粘土在上述荷载下的墙顶最大位移的预测误差。有几家没有预测粘土加筋挡土墙，有几家计算得到的结果表明，在此荷载下挡土墙早就破坏。只有少数计算的误差在30％以内。

对于砂土加筋挡土墙试验的破坏荷载是207kPa，预测值从10kPa到517kPa不等。粘土加筋挡土墙在荷载加到230kPa时由于气囊爆破而未能继续试验，但挡土墙并没有破坏。计算的破坏荷载在21kPa到207kPa之间。其误差之大令人沮丧。

2．土的液化分析方法的检验

在1989-1994年间由美国NSF拨款350万美元，资助用离心机模型试验来检验地震反应分析方法。这是NSF历年来投入单项经费最多的项目。项目简称VELACS。参加的单位和个人包括：美国加州大学戴维斯分校，加州理工大学，英国剑桥大学等7座大学；其中有10名美国国家科学院院士和英国皇家学会会员。参加考试的考生有美、加、日和欧洲的23个数值计算专家和研究组。

项目动用了9台带有振动台的土工离心机，并且进行了平行试验。模拟地震的振动模型试验内容包括：

(1)水平自由地基

(2)倾斜地基

3)组合地基（一半是密砂，另一半是松砂）

(4)成层水平地基(刚性箱和柔性箱各一种)

(5)护岸的重力式挡土墙

(6)堤坝

(7)心墙坝

(8)砂基础上的刚性建筑物

涉及以上9种边值问题的模型试验，都是相当简单的工程问题。在土工离心机试验的基础上，提出了三类考题：

A在离心机试验前，提供试验的初始条件和边界条件，在尚无任何试验资料的情况下，进行数值计算。是一种“盲测”。

B离心试验完成以后，但不公布试验结果。但向计算者提供试验的较为详细的条件和细节。

C公布试验结果，让“考生”用自己的数值计算进行计算，比较。

考试的成绩按照ABC的次序有所提高，对于A类考题，有30多个数值计算模型参加考试。预测的地震反应加速度比较接近；计算的静孔压和沉降量与试验量测的结果比较，趋势还是相同的。但二者差别很大，多达几十倍。但是在试验后，考虑了试验中的具体条件量测方法，修正计算条件和参数，计算结果明显改善。

结论与讨论

土的力学性质是非常复杂多变的，岩土工程问题具有很强的不确定性。目前我们的理论分析、数值计算和勘探试验还远不能精确定量地描述，反映和预测它们。对此应当有清醒的认识。但是正确的理论和有效的方法应当能够揭示土受力变形的基本规律，反映岩土工程中的影响因素及影响的范围。

对于岩土工程问题，正面的纯理论和数值预测和计算，往往是很难奏效的。必须详细地了解实际的条件和过程，熟悉当地的情况，积累经验，对理论和参数进行合理修正；在工程中不断观测和积累数据，在其基础上合理选取参数，再计算和预测以后的变化，往往达到很高的精度。因而，有人提出在复杂的岩土工程中需要“理论导向，经验判断，精心观测，合理反算”。这是非常中肯和宝贵的认识。

在土力学和岩土工程中逐步引进不确定性的理论方法是一个重要的发展方向。

参考文献

①ConstitutiveRelationforSoil,Ed.Gudehus,G.,1984

②Bianchini,G.et.al,,ComplexStressPathsandValidationofConstitutiveModel,GeotechnicalTesting,Journal,1991,14(1):13-25

③Corte,J.F.Etal.,.ModelingofTheBehaviorofShallowFoundation_ACooperativeTestProgramme,Centrifuge88,Corte(Ed)1988Balkema,Rotterdam,ISBN9061118138

④盛崇文，从桩的测法谈起。地基处理，1996，7（3）

岩土工程论文范文篇3

摘要：岩土工程学是土木工程的分支，是运用工程地质学、土力学、岩石力学解决各类工程中关于岩石、土的工程技术问题的科学。现代的岩土工程研究重视地质过程机制分析、强调岩土与工程相结合，定性分析与定量评价相结合，传统与现代的统一。在系统分析中，从“宏观”到“微观”，又从“微观”拓展到“宏观”进行概化，以指导实践，从而产生岩土工程的新思维与新方法。

关键词：岩土工程；测试；分析；不确定问题

岩土工程研究的对象是岩体和土体。岩体在其形成和存在的整个地质历史过程中，经受了各种复杂的地质作用，因而有着复杂的结构和地应力场环境。而不同地区的不同类型的岩体，由于经历的地质作用过程不同，其工程性质往往具有很大的差别。岩石出露地表后，经过风化作用而形成土，它们或留存在原地，或经过风、水及冰川的剥蚀和搬运作用在异地沉积形成土层。在各地质时期各地区的风化环境、搬运和沉积的动力学条件均存在差异性，因此土体不仅工程性质复杂而且其性质的区域性和个性很强。

1测试技术

1.1原位测试技术

随着岩土工程的兴起，原位测试设备和技术不断发展和更新。在土基方面，除了静力触探、圆锥动力触探、标准贯入试验等外，深基静载、高压旁压、自钻旁压仪等在较大深度以下测定地基岩土体承载力、变形参数成为当今原位测试的主要方向。高精度压力传感器和位移传感器的引入，使测试仪器的性能有了较好的改善。由于应用计算机技术对数据、图形、信息采集、分析判别完全程序化、规范化，因而达到高效、准确的目的。在岩基方面，岩体现场变形、抗剪、应力测试继续广泛应用，并向小型化、自动化控制方向发展，但总的来讲，这方面的试验仍然耗资大，时间长。

1.2物探测试技术

物探技术在岩土工程中的应用十分普遍，新技术也层出不穷。主要有层析成像（CT）技术、电磁波透视、浅层地震、地质雷达、声纳剖面、瞬变电磁法等。应当指出，层析成像（CT）技术近年来发展很快，CT技术包括地震波层析成像和电磁波、声波层析成像两种，这种方法具有很高的分辨率。

1.3岩体结构面网络模拟技术

岩体是一种不连续介质，岩体发育的各种不同成因的结构面分布极为复杂。人们在工程现场选择有代表性地段，实地量测各类结构面（断层、裂隙、层面）的几何参数（走向、倾斜、倾角、隙宽、间距等），然后输入计算机，进行统计模拟。可应用蒙特卡洛方法按已知的概率密度函数抽样，从而得出与实际分布函数相似的人工随机变量，据此进行特征计算和分布类型检验。所有结构面结合起来即构成了岩体结构面网络图像，全部过程由计算机完成。

由于结构面网络反映了岩体的介质特性，所以这一技术有广泛的用途。可以直接计算结构面连通率、岩石质量RQD值、损伤张量、分形维数和渗透张量等，以用于边坡和坝基的稳定分析。近年来又发展了随机不连续面三维网络计算机模拟新技术，以求取不连续面三维空间基本参数。

2分析方法

2.1数值分析

在岩土力学的数值分析中，有限元法、边界元法仍然是主要方法，但已向随机有限元、模糊有限元方向发展。近年来又出现了神经元网络技术用于岩石力学，神经元网络是80年代后期迅速发展起来的人工智能的一个分支。它是在现代神经科学研究的基础上提出来的反映人类脑动能的一种模型。它由树突、轴突和突触组成。如已知若干组输入数据，亦已知其最终输出结果，利用机器学习来调整各单元之间的权值，使之能最佳适应已知诸例的结论。神经元网络用于预测岩石力学特性的最大优点是，可以把有关地质因素，即便是描述性因素也可以做为变量输入，但其输出结果离散性较小，其用法与回归分析和经验公式类似，但程序不同。

以极限平衡法进行边坡稳定分析有新的进展，主要是把滑动的二维问题变为三维问题，考虑每一条块的测向压力、地下水动、静压力及地震力的作用。另外，也有人从整体边坡破坏机理入手，直接求出边坡安全系数，省去了试求或优化滑动面的过程，较好地解决了复杂边坡的稳定分析问题。

2.2本构模型研究

在经典土力学中沉降计算将土体视为弹性体，采用布西奈斯克公式求解附加应力，而稳定分析则将土体视为刚塑性体，采用极限平衡法分析。但实际工程土的应力—应变关系是很复杂的，具有非线性、弹性、塑性、粘性、剪胀性、各向异性等等，同时，应力路径、强度发挥度、以及岩土的状态、组成、结构、温度等均对其有影响。

开展岩土的本构模型研究可以从两个方向努力：一是努力建立用于解决实际工程问题的实用模型；一是为了建立能进一步反映某些岩土体应力应变特性的理论模型。理论模型包括各类弹性模型、弹塑性模型、粘弹性模型、粘弹塑性模型、内时模型和损伤模型，以及结构性模型等。它们应能较好反映岩土的某种或几种变形特性，是建立工程实用模型的基础。工程实用模型应是为某地区岩土、某类岩土工程问题建立的本构模型，它应能反映这种情况下岩土体的主要性状。用它进行工程计算分析，可以获得工程建设所需精度的满意的分析结果。

在以往本构模型研究中不少学者只重视本构方程的建立，而不重视模型参数测定和选用研究，也不重视本构模型的验证工作。在以后的研究中特别要重视模型参数测定和选用，重视本构模型验证以及推广应用研究。只有这样，才能更好为工程建设服务。

2.3岩土工程的不确定性问题

岩土体是一种变异性很大的工程材料或工程介质。因此，很难用确定的量来描述岩土体的各种性质。岩土工程中的不确定性主要来自下列3个方面：（1）岩土体本身固有的不均匀性——岩体从建造到改造的过程中，由于物质分异、构造作用、断层裂隙的生成所引起；（2）勘察取样和参数估计的随机性——边界条件不准、测试技术误差及取样数量不足所引起；（3）模型误差导致的不确定性——物理力学模型和计算方法的不准确或多解性所引起。

岩土工程的不确定性导致了当前岩土体测试技术的精密性、确定性和岩土体性状宏观判断的模糊性、随机性之间产生极大的矛盾，使人们对传统的定值法设计得出的安全系数能否表达工程的真实安全度产生了凝问，这就是目前岩土分析与评价难以满足工程要求的主要原因。

当前，应用于岩土体不确定性分析的理论主要有概率论、模糊论、灰色系统理论及分数维理论（分形几何）等。

概率理论是处理岩土体不确性问题的一个有效工具，它可以指导随机参数的取样和试验设计，建立岩体工程概率模型和计算破坏概率，可以评价工程的可靠性和风险度，进行优化设计和决策。

模糊理论在岩土工程中的应用已较普遍，它用隶属函数代替确定论中非此即彼的特征函数来描述那些边界不清的过渡性问题。模糊模式识别和综合评判理论对那些受多因素影响的问题，如岩体环境评价、岩体分类、强度预报等显示出广阔的应用前景。

灰色系统理论研究事物的“灰度”、“灰数”、“灰关系”等特征，在社会科学和自然科学的各个领域得到了广泛的应用。在岩土工程中，可应用灰色系统理论进行岩体分类，采用灰色建模进行滑坡发生时间的预报和地下水位预报；利用灰关联度分析原理确定影响岩土工程稳定性的主次关系等。

岩土工程论文范文篇4

土以碎散的颗粒为骨架，由固、液、气三相物质组成；在其由岩石风化的生成、搬运和沉积过程中几经沧桑，形成了不同于其他材料的复杂的力学性质，而不同时空条件下土的性状也各不相同。所以尽管已提出的土的本构关系理论数学模型不下百种，动用了传统力学和现代力学的各种理论和手段，但是到目前为止，还没有一种为人们所公认的，能够准确、全面反映各种土的应力应变关系的数学模型。是否存在这样的模型也是值得怀疑的。

在计算机和计算技术基础上发展起来的，以有限元为代表的数值计算是解决边值问题的强有力的手段。当用来计算弹性体时其精确程度令人叹为观止。其计算结果与光弹试验结果毫厘不差，结果光弹试验很快被废止。土是碎散材料，而在一般数值计算中首先被假设为连续体，然后被离散化，假设各单元间的结点位移协调，计算土体的应力变形关系。这常常不能反映土的变形的微观机理。以DDA（DiscontinuousDeformationAnalysis）为代表的离散单元计算方法在计算某些农产品（如谷类）和工业零件（如滚珠）时是相当成功的。以至被称为“数值试验”可以精确地代替模型试验。在定性地探索土的变形的微观机理时，也是很有价值的。但是用以描述由不同尺寸、不同形状、不同矿物成分的颗粒组成的土，反映不同三相成分及其物理、化学和力学的相互作用，即使是可能，恐怕也是相当遥远的事。

数学模型和数值计算预测的另一个难点是土的参数的选取，它受到取样(制样)和试验手段的限制。原状土在取样过程中不可避免地受到扰动和发生应力释放，会破坏其结构性。即使是重塑土试样，制样的方式、器具和操作程序的差别也严重影响试验的结果。另一方面，目前使用的土工试验仪器也存在局限性。以真三轴仪为例，由于边界之间的干扰，试样的应力和应变的均匀是很难保证的。

在对地基和土工建筑物的探测方面，土层的时空变异及人类活动给勘探测试及其结果的判释造成困难。除此以外，岩土工程中的复杂边界条件和施工过程中的诸多因素也严重影响工程的实际结果。

在我国每年发表和撰写了大量的论文和报告，提出了各种理论、模型、计算方法、计算程序和技术手段，常常伴以试验或者实测数据的验证，其结果也常常是“符合得很好”。自己的试验或观测证实了理论或者方法的完美，正是：“各夸自家颜色好，百花园中各称王。”这种结果的可信性很值得怀疑。笔者在评阅一些论文和成果时，对于那些二者符合得完美到天衣无缝的图与曲线，常常怀有很大的不信任感；而对于存在相当差别，甚至坦率地承认预测的不成功的情况，则是完全理解的。可惜后者较少。

近年来，主要在国外进行了多次的“考试”或者“竞赛”活动：首先委托一个（或几个）单位进行所谓的“目标试验”，亦即需要预测或者预算的试验或实例。其结果是保密的，或者预测前不做试验，预测以后在试验。事先公布有关的土的一般资料、基本试验的数据（为确定有关参数）和目标试验的应力（应变）路径。在全世界或者一定范围征求参赛者（参加目标试验的人不参赛）。全部预测结果上交以后，公布试验结果。一般是召开研讨会，评估或者评分。参赛者也常常进行申辩和总结。这是一种客观、公正和有权威性的检查比较方式。也是推动岩土工程发展的十分有益的活动和手段。它使我们认识到在岩土工程领域，我们的认识能力和预测能力到底有多高。

试验方法和设备的检验比较

1.不同仪器的相同试验的检验

1982年在法国Grenoble召开的“土的本构关系国际研讨会”上①，用剑桥式的立方体真三轴仪分别由德国的Karlsrube大学和法国的Grenoble大学对同样的砂土和粘性土进行复杂应力路径和应变路径的真三轴试验，两份试验结果是存在着差别的。由于使用的仪器与土料都是相同的，差别主要源于操作方法和技巧。

1987年在美国克里夫兰召开的“非粘性土的本构关系国际研讨会”上②，利用美国Case大学的空心圆柱扭剪仪和法国Grenoble大学的剑桥式立方体真三轴仪进行砂土的相同应力路径的试验。试验内容包括：

(1)b＝不同常数的不同密度两种砂土的真三朝试验；其中，b=（σ1-σ2）／（σ1-σ3）

(2)在π平面上应力路径为圆周（两周）的的真三轴试验。

（b=常数的真三轴试验与空心圆柱试验的比较）表示了对于Hostun密砂（干密度ρd＝1.65g/cm3）在b＝不同常数，中主应力ρ2=500kPa保持不变，用两种仪器试验得到的轴向应力与轴向应变关系曲线，轴向应变和体应变的关系曲线。可见在b=0和0.28时，不同仪器试验结果的差别是很大的。但是在评价它们时，主持者说：对于轴应变，除了0.286的结果很差（verypoor）以外，其他的曲线符合的很好(verywell)；（b.体应变εv与轴向应变εz间试验曲线）的曲线认为符合得很优良（excellent）。对比我们的一些论文中理论与实际曲线二者丝丝入扣的符合，就显得很不真实。在这两个试验中试样的破坏形态也有很大不同：空心圆柱试样发生颈缩；立方体试样产生V形的剪切带。这些差别可能是由于试样的制样方法不同，试样中的实际应力分布不同和试验中的边界条件不同引起的。

2.土工离心机模型试验

1986年由欧洲共同体资助，发起“土工离心机的合作试验”③。参赛者有三家：英国的剑桥大学、法国的道桥中心研究室和丹麦的工程院。试验的内容是模拟饱和砂土地基上的圆形浅基础的承载力和荷载—沉降关系。试验土料统一为巴黎盆地天然沉积的一种均匀石英细砂。模型地基的孔隙比规定为e=0.66(相对密度Dr=86％)，规定圆形基础的模型尺寸为直径D=56.6mm,离心加速度＝28.2g，基底完全粗糙。此前，由丹麦岩土研究所对于这种土进行了物性试验和三轴试验，其结果公布于众。要求荷载—沉降关系表示成无量纲的变量q/γˊnb-s/b公关系曲线。

其中：

q=基础上施加的荷载(kPa)

γˊ=乙土的浮容重(kN-m3)

n=重力加速度水平，即模型比尺

b=模型基础的尺寸(m)

s=基础的中心垂直沉降(m)

同时也进行了相同条件下的现场载荷试验，以便与模型试验结果对比。

这三家使出了浑身解数，精心制样、安装、运转和量测，反复摸索，反复校验，校正各种参数和影响因素。剑桥大学还在离心机上作了静力触探试验。最后，剑桥大学提交了一组试验结果，另外两家按要求给出了一条曲线。图2（圆形天然浅基础的试验荷载-沉降关系曲线）表示了其试验结果，其中剑桥大学是笔者选取的最接近于要求的条件的试验结果(e＝0.664)。

可见，这种世界先进水平的土工离心模型试验的误差在±30%以上。值得提出的是，这是一种条件非常简单明确的模型试验。而现场的工程实际情况的条件和影响因素远比这复杂。在这个试验中，加载速率、模型地基砂的密度、制样方法和运行程序对试验结果都有影响。例如剑桥大学的试验表明，砂土的孔隙比变化0.01（相当于相对密度变化3％），则其承载力变化18％，如图3（地基承载力与模型地基孔隙比间关系—剑桥大学试验结果）所示。而由于模型地基是先制样，后运转，保证地基内砂土处处均匀，孔隙比误差在0.01范围内是有较大难度的。

3.单桩的动测法的考试

1992年在荷兰海牙进行了一次动测桩的“考试”④。在第一轮，10根预制桩预先被沉入地基，桩径250mm，桩长18m（7#桩17m）。要求测出其预制的“缺陷”。其中一根桩完整无缺；其余的9根桩各有缺陷：颈缩、扩径和在不同部位的10mm宽，130mm深的刻槽。事先由特尔夫公司进行了地基勘察，将土层资料公布于众。有12家具有国际声誉的公司参赛，用小应变动测法检测。结果是：平均测对4根；最多对7根，最少对两根。没有一家测出那根完整无损的桩。他们认为对于只有10mm宽的缺痕很难分辨。

第二轮是沉入11.5m-19m长的5根桩，然后用静载荷试验测出极限承载力。10家公司用大应变动测法测试其极限承载力。其结果也不乐观。比如，由静载试验为340kN的一根桩，各家给出的结果分布在90kN-510kN的范围。

4.堤防隐患检测的“大比武”

我国目前有各类堤防25万公里，很多已具有几百年的历史。是民堤逐年加高培厚或者在汛期抢修形成的。地质条件及堤身土料和质量千差万别，隐患很多。1998年洪水期间发生的许多险情和决口都是由于渗透通道形成的管涌和蚁穴鼠洞、裂隙异物和局部疏松土体等造成的。为此水利部和防汛办于1999年3月在湖南宜阳召开了“堤防隐患综合检测技术检验会”也北被称为“大比武”。

有我国的十几家科研院所、大专院校和少数厂家（包括美国的劳雷公司）参加。检测堤段位于宜阳的一段废堤上。每个参赛的检测方法负责200米堤段，时间是两小时。几处“隐患”是事先人工布置的，埋设了稻草、钢管，模拟蚁穴和鼠洞。一般在两米深范围内。人们使用的测试手段包括：高密度电阻率法、瞬变电磁法、地震波法、弹性波法和探地雷达等。这些方法都有一定的分辨率限制，即分辨尺寸与深度之比一般是相对固定的。因而两米深的隐患的检测不应算是难题。检测结果聘请有关专家评审，打分。图4（堤防隐患的检测结果评分）所给的分数只是相对的。组织者对于测试结果是不满意的。参赛者各自对其结果的误差的原因进行了解释。针对这种结果，水利部斥资几百万，开展专题研究，目标是“傻瓜”式的快速检测仪器和方法。关键问题可能是要结合各地具体情况和长期的抗洪防汛经验，因地制宜，积累资料和经验，合理判释，仪器才会发挥作用。很难想象，可以身背“傻瓜机”，走遍天下都会灵验。

土的本构关系的检验

80年代以来，关于土的本构关系的“考试”至少进行了3次。1980年美国和加拿大召开了“岩土工程中极限平衡、塑性理论和一般的应力应变关系北美研讨会”⑤。会前用两种天然粘土、一种重塑的高岭粘土和渥太华砂进行了一系列试验。试验包括：

平均主应力p=常数的三轴试验，

b＝常数的真三轴试验

砂土在π平面上应力路径为圆周的真三轴试验

天然粘土大主应力方向与其沉积方向成不同角度的三轴试验。

事先将土的物性参数和基本试验的结果公开提供。然后在全世界范围征求参赛者。参加预测的有个不同国家的17个本构模型。从给出的结果看，轴向应力应变关系（σ1-σ3）~ε1预测的精度一般尚可；体应变预测的精度差别很大。对于应力路径在π平面上为圆周的情况，许多模型无能为力。由于原状土的各向异性，对于其循环加载和超固结性状很难预测，只有少数模型参加了预测。结果表明，没有一个模型能够合理地预测所有的试验情况。正如会议主席Finn所说：“没有给任何一个本构模型戴上王冠”。这也是符合当前的土力学理论发展的现状的。

1982年在法国召开了“土的本构关系国际研讨会”人们用不同的理论模型对砂土和粘土的复杂应力路径和应变路径的试验结果进行了类似的预测。如上所述，也对试验本身进行了检验⑥。

1987年在美国克里夫兰召开了“非粘性土的本构关系国际研讨会”⑦。会议征求对真三轴试验和空心扭剪试验结果用理论模型进行预测。共有世界各国的32个土的本构模型参赛。其中包括：

3个次弹性模型(H)

3个增量非线性弹性模型(I)

1个内时模型(E)

9个具有一个屈服面的弹塑性模型(EP1)

10个具有两个屈服面的弹塑性模型(EP2)

6个其他形式的弹塑性模型(EP)

会议将预测结果与试验结果比较，按四个单项评分。评分的标准见图5（本结构模型预测的评分标准）。规定了上下限，按统计方法打分。图6（轴向应力应变关系得分的直方图—满分100）与图7（体应变与轴向应变关系得分的直方图—满分100）表示出b＝常数的真三轴试验的预测得分情况。可见其轴向应力应变关系预测经过还差强人意；而体应变的预测则基本是全不及格。

这些“考试”基本上反映了人们当前认识和描述土的应力应变关系的能力和水平。它表明，即使对于实验室制作的重塑土试样，其应力应变关系也是相当复杂的。现有的关于土的本构关系的数学模型的描述能力在精度和条件方面都是有限的。有的模型使用了20多个，甚至40多个常数，结果仍然不另人满意。

1．土工加筋挡土墙的计算

60年代以来，随着计算机和计算技术的发展，土工数值计算大大加强了我们解决复杂的岩土工程边值问题的能力。有人提出可将土力学分成理论土力学、实验土力学和计算土力学三部分。由于它几乎可以精神任何边值问题，似乎一台打计算机，几页打印纸，就可以驰骋在岩土工程的所有领域。这种表现上的简单、快捷和“精确”，常使青年岩土工作者产生误解，忽视了其与实际工程问题间的距离，轻视在岩土工程实践中积累经验的重要意义。

加筋土的计算是岩土数值计算中很有代表性的课题。它涉及到土的本构模型，筋材的应力应变关系模型和筋土间的界面模型及这些模型涉及的参数。目前已经有较多的计算程序和经验。1991年在美国的科罗拉多大学，由美国联邦公路局资助，在足尺试验的基础上进行了加筋土计算的竞赛⑧。

目标试验是在一个高3.05米，宽1.22米，长2.084米的大型的试验槽中进行的。铺设了12层长为1.68米的无纺土工织物，作成土工织布加筋挡土墙。墙顶采用气囊加压。气囊下铺设5厘米的砂垫层。试验用的土料有两种：一种是均匀的砂土，D50=0.42m；另一种为粉质粘土，塑限Wp=19％，液限Wl=37%。事先公布了砂土的三轴试验，粘土的不同排水条件下的三轴试验，土工布的拉伸试验和筋土问的界面直剪试验等试验的结果。征求世界各国同行们进行数值计算，预算试验观测结果。预测项日有：

(1)两种加筋挡土墙在顶部加载103.5kPa以后的墙顶最大位移、不同位置的墙面位移及筋的应变

(2)在加载100小时后的以上各项位移和应变

共有15个不同国家的大学和研究单位参赛。包括美国的科罗拉多大学等8家，英国的哥拉斯格大学等两家，日本的东京大学等3家。中国和加拿大各一家。其中14家参加了荷载—变形和应变关系的预测。计算的结果见图8（砂土加筋挡土墙的墙顶最大位移计算的误差）和图9（粘土加筋挡土墙的墙顶最大位移计算的误差）。它们分别表示了砂土和粘土在上述荷载下的墙顶最大位移的预测误差。有几家没有预测粘土加筋挡土墙，有几家计算得到的结果表明，在此荷载下挡土墙早就破坏。只有少数计算的误差在30％以内。

对于砂土加筋挡土墙试验的破坏荷载是207kPa，预测值从10kPa到517kPa不等。粘土加筋挡土墙在荷载加到230kPa时由于气囊爆破而未能继续试验，但挡土墙并没有破坏。计算的破坏荷载在21kPa到207kPa之间。其误差之大令人沮丧。

2．土的液化分析方法的检验

在1989-1994年间由美国NSF拨款350万美元，资助用离心机模型试验来检验地震反应分析方法。这是NSF历年来投入单项经费最多的项目。项目简称VELACS。参加的单位和个人包括：美国加州大学戴维斯分校，加州理工大学，英国剑桥大学等7座大学；其中有10名美国国家科学院院士和英国皇家学会会员。参加考试的考生有美、加、日和欧洲的23个数值计算专家和研究组。

项目动用了9台带有振动台的土工离心机，并且进行了平行试验。模拟地震的振动模型试验内容包括：

(1)水平自由地基

(2)倾斜地基

3)组合地基（一半是密砂，另一半是松砂）

(4)成层水平地基(刚性箱和柔性箱各一种)

(5)护岸的重力式挡土墙

(6)堤坝

(7)心墙坝

(8)砂基础上的刚性建筑物

涉及以上9种边值问题的模型试验，都是相当简单的工程问题。在土工离心机试验的基础上，提出了三类考题：

A在离心机试验前，提供试验的初始条件和边界条件，在尚无任何试验资料的情况下，进行数值计算。是一种“盲测”。

B离心试验完成以后，但不公布试验结果。但向计算者提供试验的较为详细的条件和细节。

C公布试验结果，让“考生”用自己的数值计算进行计算，比较。

考试的成绩按照ABC的次序有所提高，对于A类考题，有30多个数值计算模型参加考试。预测的地震反应加速度比较接近；计算的静孔压和沉降量与试验量测的结果比较，趋势还是相同的。但二者差别很大，多达几十倍。但是在试验后，考虑了试验中的具体条件量测方法，修正计算条件和参数，计算结果明显改善。

结论与讨论

土的力学性质是非常复杂多变的，岩土工程问题具有很强的不确定性。目前我们的理论分析、数值计算和勘探试验还远不能精确定量地描述，反映和预测它们。对此应当有清醒的认识。但是正确的理论和有效的方法应当能够揭示土受力变形的基本规律，反映岩土工程中的影响因素及影响的范围。

对于岩土工程问题，正面的纯理论和数值预测和计算，往往是很难奏效的。必须详细地了解实际的条件和过程，熟悉当地的情况，积累经验，对理论和参数进行合理修正；在工程中不断观测和积累数据，在其基础上合理选取参数，再计算和预测以后的变化，往往达到很高的精度。因而，有人提出在复杂的岩土工程中需要“理论导向，经验判断，精心观测，合理反算”。这是非常中肯和宝贵的认识。

在土力学和岩土工程中逐步引进不确定性的理论方法是一个重要的发展方向。

参考文献

①ConstitutiveRelationforSoil,Ed.Gudehus,G.,1984

②Bianchini,G.et.al,,ComplexStressPathsandValidationofConstitutiveModel,GeotechnicalTesting,Journal,1991,14(1):13-25

③Corte,J.F.Etal.,.ModelingofTheBehaviorofShallowFoundation_ACooperativeTestProgramme,Centrifuge88,Corte(Ed)1988Balkema,Rotterdam,ISBN9061118138

④盛崇文，从桩的测法谈起。地基处理，1996，7（3）

岩土工程论文范文篇5

关键词：路桥结构地铁工程

一、前言

地铁一号线北起余杭区临平镇，沿线经过乔司、彭埠、火车东站、汽车东站、武林广场、延安路、城站路、城站火车路、秋涛路、钱江路、复兴地区、再经钱江四桥跨钱塘江至萧山区，沿北塘路转至市心路，终于蜀山车辆段，全线总长约52km。其中兴隆村站至凤凰城站及萧山区市心路段均为地下线，埋深约在现地表下10～20m；其余均为高架线路或地面线路。其中地下线路部分均为人群密集、建筑物密集、交通繁忙的闹市区。

二、沿线地基土层的构成与特征

杭州市位于杭嘉湖平原与浙西山区交会处的浙北地区，钱塘江下游，京杭运河南端，地理位置为北纬30°15′，东经120°10′。由于地质历史上受多次海侵海退影响，且区内多山，钱塘江又从市内穿过，造成杭州市地貌形态众多，地基土层复杂多变。

就地铁沿线所经过区域，主要为两种地貌形态。一为临钱塘江的冲海积平原，属钱塘江河口相冲海积堆积的粉性土及砂性土地区，由于堆积年代及固结条件不同，性质不一，竖向由松散至中密状变化，厚度一般在20m左右；其下为海陆交互相沉积的淤泥质软土及粘性土；地面下深约40～50m为古钱塘江河床堆积的圆砾层，中密～密实状态，底部基岩埋深一般在地表下50～65m左右。另一种为海陆交互相沉积的粘性土地区，主要集中在杭州老城区即艮山门站至中河路站一带及萧山市心路区段，地层软硬交替，一般上部20m左右均以软粘性土为主，下部基岩埋深约在地面下40～45m左右。

根据大量钻孔资料及原位测试和室内土工试验成果资料显示，杭州市淤泥质软粘土天然含水量一般在30～45%左右，天然孔隙比一般在0.85～1.50左右，双桥静力触探锥尖阻力约为500～800Kpa，压缩模量约为1.5～3.0Mpa，地基承载力fk约为70～80Kpa左右；局部夹有粉土，或呈互层状。软粘土性质类似与上海的淤泥质粘性土。而钱塘江两岸的河口相冲海积形成的粉土、砂性土（主要分布于城东地区），由于堆积年代、沉积环境、固结条件等的差异，其性质变化较大。资料显示，其密实度一般由松散至中密状态变化，含水量一般在23～35%左右，孔隙比约在0.8～1.1左右，双桥静探端阻力一般为2000～9000Kpa，标贯击数一般为8～20击/30cm。颗粒组成以粉粒为主，一般表现为粘质粉土及砂质粉土，为上细下粗，符合一般沉积规律。其压缩模量在6～20Mpa，地基承载力fk约为80～220Kpa。

综上述，地下线路掘进范围内各土层总体特征是：高含水量和大孔隙比、高压缩性、低强度，淤泥质软粘性土具较高灵敏度、弱透水性，粉土、砂性土透水性好，易产生流砂、管涌现象。

三、地下线路掘进过程中可能遇到的岩土工程问题

（一）地基土层的强度问题

掘进范围内地基土主要为饱和粉土、砂土及软粘土，一般均具低强度特性，因此盾构掘进较易。由于粉土、砂土与软粘土的强度等存在差异，及局部地段（如延安路段）在深度15～20m左右存在可塑状粘性土，与上部软粘土差别较大，造成掘进面上存在两种不同强度的地层，掘进过程中容易造成软弱层排土过多过快而引起地层下沉，或造成盾构在线路方向上的偏离。同时，由于低强度特性，隧道掘进时应及时衬砌并采取相应止水措施，以防掘进面地层产生应力释放，产生沉降。杭州软粘土尚存在较高灵敏度特性，故有较明显触变、流变特性，在动力作用下，极易造成土体结构破坏，使强度降低，且土体排水固结需要很长时间，如施工不当，极易造成工后沉降大和不均匀沉降，因此施工过程中须严格控制偏移量，尽量避免蛇曲推进。

（二）地基土层的变形问题

隧道基底土以粉土、淤泥质软土为主，均具低强度，高压缩性等特点，因此必须验算基底土强度和变形。同时，粉土、砂土和软粘土在变形特性上存在差异，其压缩沉降量不同，当隧道在穿越两种地层时，容易在界面附近造成沉降差。再则，两类地基土的固结特性也存在明显差异，粉土、砂土超孔隙水压力消散快，固结时间短，软粘土固结周期长，因此施工造成的工后不同沉降，导致差异沉降。

另外，软粘土尚存在蠕变特性，后期沉降量大，时间长，建成运营过程中会产生软大变形。国内某些修建于软土地层中的地铁线路已有类似工程问题产生。因此设计、施工中对于变形问题应引起足够的重视。

（三）地下水问题

区内地下水有上层滞水、浅层潜水和深部承压水三类，潜水位一般在地表下1～4m左右。承压水含水层为深部圆砾层，水位一般呈年周期性变化，承压水头一般在地表下6～7m左右。隧道掘进范围内软粘土为弱透水性地层，粉土、砂土则透水性好，其渗透系数一般为10-5～10-4cm/s。隧道掘进过程中必须及时衬砌，并做好注浆止水，以防粉土、砂土在水头差作用下产生流砂、管涌现象。地下水问题在地下车站基坑开挖中显得尤为突出，必须足够重视。由于开挖深度大，必须考虑下部承压水的影响。

（四）地下车站基坑开挖问题

由于地下车站多集中在闹市区，周环建筑物密集，地下管线多，环境条件复杂，且地下站埋深大，基坑深，一般均在10～20m左右；又土性条件差，地下水位高。基坑开挖时，坑壁土体在水土压力作用下不能自立，必须采取有效的支护措施，以免塌坍而影响工程安全及周围环境。按本地区经验，对于此类深大基坑，一般采用地下连续墙或排桩支挡，同时结合内支撑或锚拉，同时必须做好止水帷幕及排水工作。施工时必须对周边环境进行有效的监测工作。

由于地下车站多，基坑工程量大，一般常规方法均费用高，周期长，因此应尽量开发和利用新技术、新工艺，如新的桩型，新的止水、降水措施等。

（五）工程建设对环境的影响和防治

地下线路施工会引起周围土体内应力场发生变化，隧道基底土体产生回弹，软粘土的触变改变了土体的结构强度，降水引起土层再固结等，所有这些因素均会对周围环境产生影响。当隧道施工离地面建（构）筑物较近时，会引起坍落和沉降等不良影响。

盾构法施工之所以能在城市地下工程中广泛应用，主要是其可以将施工对周围环境的影响控制在很小的程度，但也不可能完全消除。伴随着盾构推进，一般也会发生地基变形，如开挖面上土水压力不平衡造成开挖面失去平衡，过大的排泥量，盾构推进对周边地层的扰动，地下水位的下降及渗漏水等等，所有这些影响均会在隧道上方一定范围产生松动区，从而引起地面沉降甚至坍落。

杭州地铁将修建在饱和粉土、砂土及软粘土中，为确保周围环境和隧道施工的安全，必须采用适当的施工工艺，控制推进路线和速率，尽量避免扰动周围土体。施工前应详细调查沿线建、构筑物的使用情况，特别是桩基及地下管线等情况，对影响范围内的邻近建、构筑物、地面道路及地下管线进行全过程动态监测，尤其象延安路、市心路区段等老城区，此项工作尤为重要。对可能受影响但又不能拆除的建（构）筑物应提前进行补强和保护。

（六）岩土工程勘察问题

“工程建设，勘察先行”，勘察是预测、预知，详细、全面、准确、可靠的地质勘察资料对地铁建设是极其重要的，在此基础上可以对盾构掘进过程中施工面前进方向可能遇到的不利因素进行超前预报，如地层、障碍物、地下水等情况能够预知，从而能够提前采取相应有效的措施，以保证施工顺利、安全地进行。

杭州地铁建设的岩土工程勘察须重点解决的两类地层是软粘土和粉土、砂性土，调查深度一般应在30m以内，但对地下车站部分则应加深。重点查明两类地层的分布情况及规律，它们的强度特性及变形特性，往复循环动荷载作用下的动力特性，粉土、砂土的颗粒组成及渗透性，软粘土的蠕变性，饱和粉土的地震液化特性等等。对地下水也应重点查明。

由于室内土工试验的局限性，地铁勘察应大量采用原位测试手段，如旁压试验、扁铲侧胀试验、十字板剪切试验、孔隙水压力量测及静探、动力触探等手段，以获取准确可靠的测试数据。

由于沿线有大量已建或在建的工程项目，对这些工程资料应充分收集、分析、筛选，加以利用，一可节约工程投资，二可最大限度提高勘察精度；同时，也可由此进行分析和采取有效的保护这些邻近建筑的措施。

岩土工程论文范文篇6

关键词：岩土工程勘察措施手段

引言

岩土工程勘察在快速的发展过程中，不论是在体制还是在勘察方法、计算机辅助软件、勘察报告编制等各方面工作都有了长足的进步，并且还在在不断优化中。岩土工程勘察工作研究的主要对象是地基和基础以及地下工程的关系。由于地基土是因地而异的，在接受一项岩土工程勘察任务时，必须明确该工程的主要技术矛盾是什么，需要解决哪些主要技术间题。在对设计意图和设计要求以及建筑物荷载情况了如指掌的情况下，在岩土工程勘察实施过程中，根据工程的具体情况，就基础及地下工程的设计、施工过程中可能遇到的问题，给以充分的论证和分析，最终提出经济合理、技术可行的解决方案。只有这样，岩土工程勘察才能提高勘察成果质量，才能有较大的市场。

一、岩土工程勘察的方法

1.1工程地质测绘。工程地质测绘是岩土工程勘察的基础工作，一般在勘察的初期阶段进行。这一方法的本质是运用地质、工程地质理论，对地面的地质现象进行观察和描述，分析其性质和规律，并藉以推断地下地质情况，为勘探、测试工作等其他勘察方法提供依据。在地形地貌和地质条件较复杂的场地，必须进行工程地质测绘但对地形平坦、地质条件简单且较狭小的场地，则可采用调查代替工程地质绘。工程地质测绘是认识场地工程地质条件最经济、最有效的方法，高质量的测绘工作能相当准确地推断地下地质情况，起到有效地指导其他勘察方法的作用。

1.2勘探与取样。勘探工作包括物探、钻探和坑探等各种方法。它是被用来调查地下地质情况的并且可利用勘探工程取样进行原位测试和监测。应根据勘察目的及岩土的特性选用上述各种勘探方法。物探是一种间接的勘探手段，它的优点是较之钻探和坑探轻便、经济而迅速，能够及时解决工程地质测绘中难于推断而又急待了解的地下地质情况，所以常常与测绘工作配合使用。它又可作为钻探和坑探的先行或辅助手段。但是，物探成果判释往往具多解性，方法的使用又受地形条件等的限制，其成果需用勘探工程来验证。钻探和坑探也称勘探工程，均是直接勘探手段，能可靠地了解地下地质情况，在岩土工程勘察中是必不可少的。其中钻探工作使用最为广泛，可根据地层类别和勘察要求选用不同的钻探方法。当钻探方法难以查明地下地质情况时，可采用坑探方法。坑探工程的类型较多，应根据勘察要求选用。勘探工程一般都需要动用机械和动力设备，耗费人力、物力较多，有些勘探工程施工周期又较长，而且受到许多条件的限制。因此使用这种方法时应具有经济观点，布置勘探工程需要以工程地质测绘和物探成果为依据，切避盲目性和随意性。

1.3原位测试与室内试验。原位测试与室内试验的主要目的，是为岩土工程问题分析评价提供所需的技术参数，包括岩土的物性指标、强度参数、固结变形特性参数、渗透性参数和应力、应变时间关系的参数等。原位测试一般都藉助于勘探工程进行，是详细勘察阶段主要的一种勘察方法。原位测试的优点是试样不脱离原来的环境，基本上在原位应力条件下进行试验所测定的岩土体尺寸大，能反映宏观结构对岩土性质的影响，代表性好。试验周期较短，效率高尤其对难以采样的岩土层仍能通过试验评定其工程性质。缺点是试验时的应力路径难以控制、边界条件也较复杂有些试验耗费人力、物力较多，不可能大量进行。室内试验的优点是试验条件比较容易控制边界条件明确，应力应变条件可以控制等入可以大量取样。

1.4现场检验与监侧。现场检验与监测的主要目的在于保证工程质量和安全，提高工程效益。现场检验的涵义，包括施工阶段对先前岩土工程勘察成果的验证核查以及岩土工程施工监理和质量控制。现场监朋则主要包含施工作用和各类荷载对岩土反应性状的监测、施工和运营中的结构物监测和对环境影响的监测等方面。检验与监测所获取的资料，可以反求出某些工程技术参数，井以此为依据及时修正设计，使之在技术和经济方面优化。

二、岩土工程勘察常见的问题

2.1勘察质量不高。目前许多勘察单位已实行企业化，由原来的行政拨款改为自负盈亏，勘察任务也由原来的上级下达改为单位自找。于是，有的勘察单位为了眼前利益，放松了对勘察质量的管理，造成勘察成果质量下降。主要表现有:第一，由于勘察工作量不足，为了能争取任务，只好压低预算价，但又要利润，就减少工作量，该做的项目不做或者少做；其次，是钻探、测试及取样不符合规范要求，现场勘察时，为了抢速度，钻探取样不执行规范，往往是2～3m才提一次钻，结果往往造成分层位置不准确，或漏掉一些特殊的地质现象，如薄的软弱透镜体，小裂隙等。此外取样时，有的不用取样器，而直接从岩芯管中取原状土样。更有甚的是个别单位原位测试时，现场只做少量几个，其余的照此编造了事。

2.2勘察纲要编制不完整。部分单位勘察纲要内容不完整，甚至未经审核审定就施工。也没有勘探点平面布置图。个别单位甚至无勘察纲要。责任人签名或仪器编号填写不全。如室内土工试验、野外施工记录、静探试验记录缺责任者签名及试验日期，缺乏可追溯性，部分漏签、部分自动记录静探数据无责任人签名。不少单位对勘察原始资料的校审未真正落到实处少数单位原始资料归档制度不完善，有的原始资料缺失。

2.3忽视生态环境的论证。一些勘察单位对岩土工程设计、施工论证不足，其结果是导致灾难性后果。如建筑场地四面紧邻高层建筑物或马路，对于这种建筑场地，岩土工程勘察时，除了按高层建筑岩土工程勘察规定的一般要求进行外，还应重点论证工程施工及运营时对周围环境的影响，但勘察报告中常常忽略这方面的工作，致使无法满足岩土工程施工及设计的要求。基坑开挖时使用的很多技术手段很难取得预期效果，反而造成很大的经济损失。

三、强化岩土工程勘察的措施

3.1严格执行建设程序、规范市场行为、推行全程化监理科学的建设程序应当遵循“先勘察、后设计、再施工”的原则。不按原则办事，必然会受到自然规律的惩罚。一方面必须仰仗政府主管部门按国家的法律、法规，对项目招投标和实施过程中的行为主体进行全面有效的监督管理，另一方面应积极推行工程监理全程化，采用事前、事中、事后控制相结合的方法，最大限度地避免不当行为的发生，保证勘察质量和投资效益最大化。

3.2严格市场准入、尽快实施注册土木工程师制度，加强相关人员培训经过近年勘察设计资质换证，对勘察设计单位进行了一定的清理整顿，对规范市场起到了一定的作用。但应该清醒地看到，我国的勘察资质门槛很低，尤其是打破行业壁垒后不同行业间的衔接过渡尚未完成，以高级工程师的数量来衡量技术水平不能如实反映勘察企业的技术实力。建议尽快实施注册土木工程师制度，通过采用企业资质和个人执业资质双重控制来规范勘察市场、促进勘察技术水平的提高。

3.3加强勘察设计单位的质量认证，健全质量管理ISO9001∶2000质量管理体系确立了以过程模式作为标准的结构。勘察设计企业应通过有效应量管理体系的要求，运用过程方法，采用PDCA循环进行岩土工程勘察的实施和管理，持续改进。提高勘察设计的能力，增加顾客的满意程度。公务员之家:

3.4采用先进的岩土工程勘察技术在岩土工程勘测中，为了避免勘探点布置的随意性，可使用克里格法。在岩土工程分析评价中，为提高精确度，可使用多道瞬态面波勘探技术和高密度点法。岩土工程勘测中，为了准确确定地基承载力特征值，可使用回归分析。岩土工程勘测资料的整理中，为了保证成果的正确性，应使用计算机进行处理。

参考文献：

[1]袁明.浅谈岩土工程勘察方案的优化设计[J].岩土工程界.2007.(04).

岩土工程论文范文篇7

关键词：岩土工程；勘察

1、理论与经验的关系

岩土工程勘察所涉及的基本理论主要包括土力学的理论、工程地质理论、工程力学理论等，这些工程理论都是一种半科学半经验的理论，很多理论是建立在经验的基础上的，如很多公式都是经验公式。岩土工程问题的解决过程实际上是在理论的指导下，岩土工程技术人员利用自己的工程经验，结合工程实际情况，建立相应本构模型，运用合理适宜参数，加上良好的判断力，解决问题的过程。对岩土工程技术人员来说，扎实的基础理论同丰富的经验、良好的工程判断力是同等重要的。在学习和运用理论的过程中，一定要注意隐藏在公式和规律背后的背景知识和真正实际内涵及其假定边界条件。而积累经验的过程可分为分析与预测→现场观测→对分析、预测和现场观测结果进行比较、分析、评估和总结3个过程，可见积累经验的过程也离不开理论的支持。笔者认为：理论与经验在岩土工程勘察中具有同等的地位，过分强调哪一点都是不合适的。笔者讨论此问题，目的在于目前很多岩土工程技术人员过分强调经验，而对理论的学习和运用不足，这种现象对岩土勘察技术的发展不利；同时用于对年轻技术人员的传、帮、带上，不利于年轻技术人员的成长，甚至会出现以讹传讹。

2、与设计沟通的重要性

《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）要求：房屋建筑工程在进行详勘之前，应收集附有坐标和地形的建筑总平面图，场区的地面整平标高，建筑物的性质、规模、荷载、结构特点、基础形式、埋置深度、地基允许变形等资料。在此笔者要强调勘察前与设计沟通的重要性，因为勘察成果的直接使用者就是设计人，在进行勘察前，勘察人应充分了解设计意图，弄清楚拟建物工程特性，这样勘察工作就能作到有的放矢、经济合理，提供给设计人最直接、最有用的勘察成果。如：现在很多高层建筑都带有裙房，这种项目在勘察前，必须要弄清楚设计拟采用的基础形式及联接方式；还有一些主体不高但跨度很大的建筑，采用柱基布置的勘探孔深度就与采用筏基布置的勘探孔深度有很大差别。所以必须要重视勘察前与设计的沟通。目前有的经营人员和技术人员对此认识不足，造成勘察项目的返工。笔者讨论此问题，目的在于提醒经营与技术人员重视承揽项目和实施项目时与设计的沟通。

3、注意各种等级的划分

在进行岩土工程勘察工作量布置时，应按相应的分级标准，确定项目的相关等级。如勘察等级、地基复杂程度等级、拟建物安全等级、重要性等级等。因为这些等级的划分直接决定了勘察工作量的布置，只有充分了解了各种等级，布置工作量时才能作到安全、经济、合理。

4、注意经济性

岩土工程勘察，应在满足规范、规程要求的前提下，用最经济的勘察手段和工作量实现勘察目的和任务。同时达到相同的勘察目的和任务，所用成本的多少，可从一定程度上说明技术水平的高低。针对当前岩土工程勘察现状，目前的勘察成本在一定条件下还是可以节约的。如：对“桩基础一般性孔深入到桩端以下3～5倍桩径，且不小于3m，对大直径桩不小于5m”这一要求，如勘察方案布置的一般性孔为50m，根据控制性孔资料，40m处分布有良好的桩端持力层且能满足桩基设计要求，项目负责人现场可将50m的一般性勘探孔调整为45m（当然按权限该上报审批的进行上报审批），这样就可节约不少工作量，从而达到经济的效果。再有土工试验项目的选取，也是一条实现经济勘察的重要途径，希望岩土工程技术人员予以重视。

5、重视规范、规程的学习

规范、规程是进行岩土工程勘察工作的依据，对勘察工作的目的、任务、评价等均提出了详细的、可操作的要求，岩土工程技术人员要重视对规范、规程的学习，充分了解其要求，这样在岩土工程勘察的过程中，就不至于出现诸如工作量布置不足、原状土样或原位测试数据不足、未划分抗震地段等问题了。另外规范、规程中的条文说明，技术人员也要认真研读，条文说明中有丰富的信息，对于提高我们的理论水平及正确理解规范、规程具有重要作用。

6、房屋建筑和构筑物岩土工程详勘的目的、任务

(1)查明勘察范围内场地原始地形、地貌，岩土层的成因、类型、深度、分布、工程特性和变化规律，分析评价地基的稳定性和均匀性。

(2)查明埋藏的河道、沟浜、墓穴、防空洞、旧基础、孤石等对工程不利的埋藏物及其分布范围。

(3)查明影响建筑场地稳定性的不良地质作用（包括：岩溶、滑坡、危岩和崩塌、泥石流、采空区、地面沉降、场地和地基的地震效应、活动断裂等）和特殊土（包括软土、填土、污染土、湿陷性土、膨胀土、红粘土、多年冻土等）的类型、成因、分布范围、发展趋势和危害程度，并提出相应防治措施的建议。

(4)查明地下水埋藏情况、类型、补给及排泄条件，地下水位，水位变化幅度及规律；评价地下水（土）对建筑材料的腐蚀性。对基坑工程还应查明各土层的渗透性质，分析评价地下水的静水压力、动水压力及浮托力的作用和影响；预估产生基坑突涌、流沙（土）或管涌等地下水不良作用的可能性及危害程度，并提出相应的防治措施建议；提供基坑施工降水的有关技术参数及施工降水方法的建议；提供用于计算地下水浮力的设计水位。

(5)基坑工程还应查明基坑周边环境，提供基坑设计所需的岩土参数，分析评价放坡开挖的可能性和基坑边坡稳定性，适宜选用的支护结构类型及其稳定性，基坑开挖与降水对地基变形、周围建筑物和地下设施的影响。

7、结束语

使岩土工程技术人员理论与经验、细节决定成败、重视规范学习等方面能有所启示。抛砖引玉，不当之处，敬请批评指正。

参考文献：

[1]赵成刚，白冰，王运霞.土力学原理[M].北京：清华大学出版社，北京交通大学出版社，2004.

[2]GB50007-2002，建筑地基基础设计规范[s].

[3]GB50021-2001，岩土工程勘察规范[s].

岩土工程论文范文篇8

当前岩土工程勘察领域的软件开发根据采用的开发语言种类大致可以分为三类。①采用VB开发；②采用数据库管理软件开发；③采用VC开发。开发出来的软件各有特点，但是在制图方面却多采用AutoCAD图形功能，不论是利用脚本文件SCR生成图形，还是在AutoCAD基础上二次开发，或者是利用Automation技术，都是将AutoCAD制图功能融进应用程序。由于岩土工程数据管理和制图功能的实现之间存在开发上的界面，因此给系统运行增加了额外负担，增加了软件的应用难度。

另一方面，在软件正版化的今天，国产CAD软件的需求在不断增加，很多岩土工程勘察软件在正版化进程中存在一定危机。

为了解决以上问题，本文探讨了采用VC++开发语言，采用面向对象的技术，分别实现图形类库、岩土工程数据类库，将岩土数据管理和图形操作紧密结合，更为重要的是开发出的软件具有自主知识版权。

2总体设计

分析岩土工程勘察软件的社会需求，软件功能可以分为两个部分：一是岩土工程勘察数据的管理，包括数据输入、编辑、导出、数据分析计算等；二是绘图功能，包括绘制平面图、剖面图、柱状图等。

根据以上分析，采用面向对象的技术，分别建立岩土工程数据类（Geo类）和绘图类（CMap类）。

Geo类功能：工程概况数据、场地地层数据、原位测试数据（静力动探数据、动力触探数据、波速试验数据、标准贯入数据等）、勘探点数据、土工试验数据、取土数据等。分别建立类，各类间层次关系如下：

CProject岩土工程类

CDksj勘探点类

CTysj取土类

CDtsjN63.5数据类

CBgsj标准贯入数据类

……

CDcsj场地地层类

图1工厂概况数据输入

图2勘探点数据输入

图3土工试验数据输入

CFcDtsj分层统计数据类

CFcBgsj分层统计数据类

CFcN10sj分层统计数据类

CFcN120sj分层统计数据类

CTongji数理统计类

CMap类功能：绘制各种图形元素，包括点、直线、多段线、椭圆、园、圆弧、矩形、多边形等。实现图元的编辑、修改、信息查询等功能。

CGraph图形类

CDraw图形元素的基类

CPint点类

CLine直线类

CCircle园类

CArc圆弧类

CRectang矩形类

……

图1工厂概况数据输入

图2勘探点数据输入

图3土工试验数据输入

3系统功能

3.1数据输入、编辑等

在栅格图形和矢量图形下，可以方便地交互，布置勘探点、输入地物数据等操作，具有可视化程度高的突出特点。主要数据输入界面见图1、图2和图3。

3.2统计分析

图4统计数据的交互取舍

图5数理统计结果

于各种分层统计数据，进行可视化的人工取舍，人工交互舍弃统计数据、统计结果等见图4、图5。

3.3绘图

钻孔柱状图、工程地质剖面图、勘探点平面布置图等，见图6和图7。

图6绘制钻孔柱状图

3.4勘察报告

采用COM技术，引入MicrosoftWord类库，自动生成Word格式的报告，方便快捷、报告格式标准、实用，节省大量报告编制时间。实现步骤：首先建立勘察报告模板，将岩土工程相关数据、统计结果、软件自动生成的相关表格等作为书签插入文档模板中，形成最终的勘察报告。

4结论建议

(1)采用面向对象技术，降低了软件开发的难度，对今后软件功能进一步扩充打下了坚实的基础。

图7绘制工程地质平面图

岩土工程论文范文篇9

1.1隐蔽性

在岩土施工当中包括各种技术方法,其中的桩基、地下连续墙等全部隐藏于地下,而且每个施工环节与施工步骤也是在隐蔽的条件下完成的。

1.2复杂性

施工人员在进行施工时通常会受到多种因素与环境的限制。这是因为在进行施工时有多种工种,相应的人员也较为密集,并且在进行具体的施工前要准备的任务量也相对较大。但是,在工程勘察的现场所进行的作业应用以及具体的仪器设备均较为轻便灵活。另外,在施工时所包含的工艺技术与桩型不能完全匹配,需要具体问题具体分析。

1.3严格性

岩土工程在进行施工中具有一定的严格性,例如:施工中所应用的灌注柱。除了柱身结构、柱身材料强度有着严格的要求以外,偏差要求上也相当细致。

2现代岩土工程技术创新方法与实践

2.1物探方法

岩土工程中引用的物探技术主要是根据电磁理论与电学理论进行研发的,通过针对物探技术进行准确的测量,不仅如此,相应的测井技术以及多通道瞬态技术均可以在具体的岩土施工中得到十分广泛的利用。而有关物探方法的具体应用来说其主要是为了进一步提升比较传统技术的效率,并且也要积极保证相关数据的准确性。在通常情况下,物探方法可以依据相对复杂的岩土进行研究探讨并相应的提供比较真实具体的信息数据,同时并在一定程度上逐渐加强了具体要求和实际工程效果。除此之外,具体的物探方法是一项不能单独进行工作的项目,其必须要和多种技术进行融合,只有这样才能让该技术得到验证和补充,这样不仅在一定程度上提高了探测对象,也在一定程度上加快了具体岩土工程的实际完整性和可靠性。作为弹性波技术来说其主要是物探技术中实际应用十分广泛,其主要是通过采用多种不同的介质对弹性波的传递来揭示地下物质实质,其为岩土工程提供了十分充分的土层切波速值,依据相应的速值判定场地土质类型,并且多种类型划分多种类别,当工作人员确定场地覆盖层厚度时如果在地下发生细微变化时,弹性波也能准确的根据力学与运动学对其进行判断。工程物探可以通过收集野外地质样品使用相关仪器设备进行分析,为岩土工程施工提供探测数据与资料,数据与资料的出现将会为整个工程施工在具备更准确的数据下进行,在进行岩土工程施工中准确可靠的资料至关重要。

2.2钻探与坑探技术

钻探和坑探与较物探进行对比来说其是一种较为直接的勘探手段,钻探与坑探能够直接有效的了解地区地质情况。而在很多比较大型的工程施工中一般情况下均使用的是钻探与坑探。其中,相应的钻探主要是依据地层类别和勘探等要求通过不同深度的地层质量进行直接采样所给予的研究,并积极确定其内部岩土的类型和物理学性质。相应的坑探主要采用的是机械以及动力设备直接进行的积极性勘探,直接通过这种勘探对策不仅耗费较多的人力和物力以及财力,同时也相应的具备一定风险。所以,在选择勘探时更应当选择经济适用型方法。

2.3静力触探方法

静力的触探是一种十分轻便而高效并快捷测试技术.例如:在越南福尔摩莎集疏运港区工程施工中,岩石工程勘察主要是利用了静力触探和钻探方法对土层和土类进行划分并获得相关数据,并通过触探得出的相关数据计算不排水抗剪强度。尽管静力触媒在施工中具有较多优点,但是这种方法在使用时仍然存在着一定的缺点,例如分辨率较低,无法与国际通用设备接轨。这就导致在大型岩土工程建设中使用这种方法的数量较少。

2.4动力触媒方法

动力触媒也属于原位测试中的一种,这种方法主要是将探头贯穿置于土中10～30cm的位置,在需要获取数据是进行锤击,以此来确定风化基岩的物理性标志,这种方法具备勘测与测试两种性能。

2.5GPS定位技术进行测量

GPS定位技术进行测量主要是借助空间卫星群与地面接收站进行信息传达,其主要采用的这种方法能够有效提高施工效率。施工前根据山地特征来进行准备,并制定合理的施工计划,根据计划准备施工仪器与设备。同时应当保证施工中所有设备、通信工具、交通设备能够正常使用,保证勘探结果准确无误。当监控点布置完善时及时对相关数据进行记录采集,以备日后不时之需。

2.6计算机技术

AuotCAD技术在岩土工程施工中广泛应用,这种设计软件能够根据工程数据与资料在计算机上对地形、地质进行描绘,同时还具备较强的野外数据采集功能,能够及时有效的对测得数据进行统计整理分析。

3结语

岩土工程论文范文篇10

根据目前的岩土施工现状来看，其中很多的企业在施工中存在很大问题无法有效的利用一些新技术来促进其发展，产生这种现象的主要原因是，很多企业缺乏专业技术比较强的人才，导致了企业的岩土施工技术仍然是延用传统的技术，无法提升施工的效率。面对上述情况，当前最重要的就是将岩土工程施工新技术尽快的应用到工程当中，以此来提升企业的技术水平。此外，施工企业应不断的加强基础建设的水平，将人才培养作为促进企业发展的重要内容，这样才能更好的保障我国的岩土工程施工技术的发展。

二、岩土工程施工技术的特点

（一）不确定性

一般岩土工程的勘察报告中只有很少一部分的场地数据，因此造成了对场地岩土的性能了解的不够透彻；岩土的结构和性能的参数常常会随着客观条件的变化而出现一定的变化，而岩土工程的施工恰恰又很容易对环境条件造成改变；若是相应的岩土结构发生变化，那么将会直接影响到岩土施工，为工程施工带来很大的不确定性。

（二）区域性

岩土根据区域以及自然条件的不同，其性质也存在很大的差异。不同性质的土应力应变关系都是不一样的，对施工也有着不同的要求。在施工的技术选择上，上海比较重视软土的，而重庆地区注重山区岩石的，这些都是由于区域性所造成的不同。

（三）隐蔽性

像锚杆等是岩土中的隐蔽施工，在运行中也同样是在隐蔽的环境下所进行的，问题不容易被发觉，一旦出现问题进行处理的难度也相对较大，同时对问题的解决程度也需要靠时间来验证。

（四）依赖性

随着科技的进步逐渐的出现了沉井施工技术、高压喷射注浆法等，使得我国的岩土施工技术走上了一个全新的局面，使得岩土工程的科技含量越来越高。

（五）前导性

对于施工技术的研究，一般都是先对施工的效果进行分析，然后再计算理论和设计的方法，一些技术发展的十分迅速，但相应的计算理论和设计等仍在缓慢的进行。在这一点上充分说明了岩土工程施工有着一定的前导性。

三、岩土工程施工中新技术的应用

（一）沉井施工技术

沉井施工技术也是沉箱施工，它具有很多的优势，主要包括：沉井施工技术对周边环境所造成的影响较小，施工所需场地也较小等。这些优势使得沉井施工技术比较容易被岩土施工企业所接受，在城市的建设中也就得到了一定的发展和应用。此外，沉井结构能够依照原本的设计来进行麦田，这样就能更好的保证结构的稳定性和整体性，将承载的面积扩大，以此提升了承载的水平，也正因如此，才被施工企业所广泛的应用。

（二）泥浆护壁钻孔灌注桩施工技术

在岩土工程施工中，泥浆护壁钻孔灌注桩施工技术已经得到了一定的应用，目前已经成为了岩土施工中一种比较常见的施工技术。近年来，我国的科学技术不断的发展，使得岩土工程的施工设备及材料等方面都得到了进步，由这些设备和材料所研发的新技术也得到了广泛的应用。泥浆护壁钻孔灌注桩施工技术作为现代工程中的常见技术，有着无噪音、无振动等特点，这些特点使施工技术比较适用于地下水位较浅的地层施工。

（三）喷射混凝土施工技术

所谓喷射混凝土技术，就是将按照一定比例所调和好的料利用喷射机将材料喷射在受喷面上，最终使受喷面接触到拌合料之后凝结成混凝土，从而达到加固的作用。现代岩土工程施工中，喷射混凝土施工技术也得到了广泛的应用，尤其在深基坑支护等方面，将喷射混凝土技术与钢筋网结合在一起使用，能起到较好的效果。在进行喷射混凝土技术应用过程中，应对喷射材料的选择和配比上有较好的掌握，同时也要定时对设备进行保养，保证设备的使用性能。可以说喷射混凝土技术在岩土工程施工中发挥着重要的作用。

四、促进岩土工程施工中新技术应用的措施

现代的施工企业应在岩土工程施工新技术上将不断的提高自身技术水平来作为大的前提，因为在工程中，施工技术的水平对整体的质量有着很大的影响，同时也影响着新技术的实施。这就要求岩土工程的施工企业应重视对技术水平的提高，同时也应重视对施工人员技术的培养，努力提高施工人员的技术水平。此外，应依照新的标准和管理来对工程中的管理人员和质检人员等进行培训，将对新技术的推广放到实际中来，使新技术的应用能够切实的提高岩土工程的质量。新技术的应用将给施工企业带来一定的发展和竞争优势，不仅能够在工期上有所减少，同时也能更好的保证工程的整体质量，长久以来将为施工企业带来经济效益上的回报，使企业的效益得到不断的提高。作为岩石工程施工单位的领导应清楚的了解到新技术的应用为企业所带来的好处，积极的将施工新技术和新工艺应用到工程施工中来。对于新技术的应用，能够有效的促进企业的发展，另外也能够提升我国岩土施工的质量以及水平，带动我国岩土工程施工的稳固发展。

五、未来岩土工程施工技术的发展