巖土工程的概念

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巖土工程的概念范文第1篇

關鍵詞：STS教育；生產實習;改革

“STS教育”即“科學、技術和社會” (Science、Technology and Society，STS)的縮寫。“STS教育”思想最早產生于20世紀20～30年代，20世紀60年代后受到西方國家的重視，80年代后傳入我國，并已日益受到重視和發展。在中國，諸如“科學技術是第一生產力”及相應的“STS教育”戰略――“可持續發展”“科教興國”等的提出，可以表明“STS教育”思想在中國已經得到了日益的關注。[1]如今的大學教育應當是科學教育與人文教育相結合的教育。科學技術的發展與進步對一個國家非常重要,但是如果科學技術掌握在政治狂人手里又是一柄“達魔克里斯利劍”,慘痛的歷史教訓促使人們對科學技術本質進行反思，重新評價科學技術的社會作用，在認識到科學技術的兩面性基礎上出現了“STS教育”思想，它倡導科學、健康社會理念與人文結合，要求教育研究與生活、生產實際相聯系，考慮社會的可持續發展，培養面向未來的人才。科學技術的良性發展與實施需要與人文及社會可持續發展戰略相聯系，需要人文科學的有力支持,他們之間是魚和水的關系。中國目前與西方發達國家相比最落伍的恰恰不是科學技術,而是人文科學和良知社會的理念。“STS教育”觀應當是：科學知識解決理論問題，技術解決應用問題，科學和技術結合造福于社會。科學提供知識，技術提供應用這些知識的手段和方法，社會則要求以一定的價值觀念作指導，使學生懂得如何正確對待科學和技術。在課堂教育中，融入人文教育、可持續發展教育，結合社會生產、社會生活，既要考慮當前的實際情況，又要考慮長遠發展，培養面向未來的能夠正確進行科學技術決策的人才。[2]“STS教育”觀下所培養出的人才應同時是具有科學精神和人文精神，能夠是促進社會發展、營造和諧社會和美好人生作出貢獻的人才。用一句話來概括STS教育的含義：STS教育是關于科學、技術和社會三者關系的教育，它具有多元性、開放性、人文性、前瞻性、互動性和綜合性的特征。

一、土木工程專業“STS教育”――科學、技術教育手段的改革

在傳統教學中,教師處于主導地位,借“口授”向學生傳授知識;學生處于主體地位(被動接受知識)――是非自主的、主體性的知識獲得者。隨著社會的發展，師生間的溝通模型有:確認反應型、單向傳遞型、師生互動型和對話溝通型。從STS教育理念出發應更多采用后面兩種溝通模型,充分發揮教師的“指導”、“輔導”、“教導”等方面的作用。成為學生學習的合作者、課程規劃者。從而有必要把傳統的“人對人”教學系統往“人對環境”教學系統方向發展。后者是將學生置于由教師所創造的直面應答性學習環境,在這個環境中,教師的作用不僅僅是傳統的教與授,還要創造環境。教師所創設的學習環境可從學校到社區甚至于全球,教師需要設計出能夠調動校內外的種種教育資源的教學方案,“人―環境”教學系統與現代信息技術的發展和STS教育的理念是相吻合的。這種“人―環境”教學系統,雖然目的是為了擺脫以往以教師、教材及課堂為中心的弊端，但并非完全脫離教師,環境的創設仍需教師控制,只是更具開放和自主性,學生可以獲得更多的自由空間,展現自我,釋放個性,但又不逾越教學要求的范圍,更能體現“教師主導,學生主體”的辯證師生關系,“STS教育”是一種進行科學教育比較適合的教學模式。[3]

STS教學的內容包括：與個人生活、發展密切相關的知識及技能；與生產、生活密切相關并有廣泛應用的土木工程知識；土木工程學科理論、技術、設計及施工發展歷程；當代土木工程領域學科前沿；學生感興趣的內容；與土木工程學知識相關的重大社會問題及相關的熱點問題（比如美國“9?11”中的建筑、東南亞海嘯中的建筑等）。以前的土木工程課程教學并非完全沒有這些內容，但做得遠遠不夠，在這里單獨專門提出土木工程課程STS教育，目的是希望通過在教學過程中挖掘出更多的符合STS精神的內容，使“STS教育”能夠早日受到專業教師和學生重視、接受和實施。

二、土木工程專業“STS教育”――社會教育手段的改革

實踐教學環節如生產實習、畢業實習作為理論與實踐的結合教學模式，可以比授課更容易灌輸這一理念，可以成為“STS教育”面向社會的一個有效的橋梁。

1.采用畢業實習與畢業設計緊密結合的教學新模式。畢業設計與畢業實習是保證學生教學質量密不可分的重要階段，將二者分開對待的教學模式已不太適應教學的時代需要。而新的模式應當是將畢業實習和畢業設計兩個階段按一個階段考慮，將兩個階段的時間合并為一個相對較長的時間。靈活處理畢業設計、畢業實習以及畢業設計課題之間的關系。學生既可以按照畢業設計課題規定的內容進行畢業實習工作，也可以根據所實習設計單位的實際問題確定自己的畢業設計課題(某些在設計單位實習的學生，從設計單位引進實際課題進行畢業設計，這種教學模式既能培養學生綜合運用基礎理論和專業知識在實踐中獲取知識的能力,同時也能培養學生的創新意識)。教師根據畢業設計與畢業實習的教學大綱的要求定期檢查學生的進度并對較難的問題進行指導解決,一般的問題可以通過Email、Uctalk、QQ等網絡通訊手段迅速加以解決。學生在實習過程中完成設計,而設計的成果反過來又豐富了實習的內容,從而有利于達到畢業實習的目的及更高質量地完成畢業設計課題。

2.生產實習采用校外施工工地現場實習與校內實習基地實習相結合的新模式。土木工程專業除了應有施工現場實習外，也應完成“施工工藝實習”。土木工程專業是實踐性、應用性很強的工科專業，土木工程專業的學生既需要具有扎實的理論基礎，也需要較強的實踐動手能力。我院該專業大多數畢業生的去向是到施工單位，面向施工第一線，從事施工管理、施工技術、監理等工作。合格的土木工程專業的畢業生應是懂理論、會管理、能動手的綜合性人才。土木工程專業的生產實習本身，歷來強調學生既學習施工組織管理又適當參加施工工藝的操作，了解施工的工藝過程和現場組織施工的方法和步驟。但目前的施工企業承受越來越大的市場競爭壓力，能接收學生實習已屬不易，讓學生再親手操作實踐，考慮安全及生產效率等方面因素一般不太現實。針對如此現狀，如何讓學生學習和掌握施工工藝技術，成了生產實習急需解決的問題。

作者單位：河北建筑工程學院

參考文獻：

[1]孫可平.STS教育論[M].上海:上海教育出版社,2001:167-168.

巖土工程的概念范文第2篇

關鍵詞：巖土工程；數字化；勘查技術；應用

中圖分類號：P2文獻標識碼： A

1、巖土工程勘察方法概述

1.1、傳統的巖土工程勘察方法存在的問題。

(1)勘察資料過于地質化。由于部門長期的條塊分割，勘察、設計分散作業，加之巖土工程規范制定和新技術、新方法應用的滯后，以及專業設置過細，巖土工程本身的特殊性等原因，設計與勘察之間脫鉤多，使得勘察提供的巖土工程信息通常以設計人員難以理解的形式出現，而且勘察也較難參與設計的全過程；設計人員也因知識的局限，很難深層次理解巖土工程勘察信息，因而勘察成果在設計中的轉化率較低，造成許多不應有的浪費和損失。

(2)數字化地圖與數字化設計系統間不夠貫通。地形圖是設計系統的底圖或稱基礎數據，由于數字化地圖中的某些環節技術條件不成熟，與CAD設計軟件的接口不匹配，很難順利實現對接，設計系統不得不重新將勘察資料數字化，影響了設計系統CAD的推廣應用。

(3)勘察信息數字化程度低。勘察部門提供的勘察信息往往以圖紙、表格、文字等形式為主，內容上定性描述較多。這一方面造成設計人員對于勘察信息難于準確理解，另一方面造成對勘察信息處理、利用上的困難。

1.2、巖土工程數字化勘察技術概述

巖土工程勘察的對象是建設場地的地質、環境特征和巖土工程條件,具體而言主要是指場地巖土的巖性或土層性質、空間分布和工程特征，地下水的補給、存貯、排泄特征和水位、水質的變化規律，以及場地周圍地區存在的不良地質作用和地質災害情況。巖土工程勘察工作的任務是查明情況，提供各種相關的技術數據,分析和評價場地的巖土工程條件并提出解決巖土工程問題的建議，以保證工程建設安全、高效運行，促進經濟社會的可持續發展。數字化巖土工程勘察是指應用當代測繪技術、數據庫技術、計算機技術、網絡通信技術和CAD技術，通過計算機及其軟件，把一個工程項目的所有信息(勘察、設計、進度、計劃、變更等數據)有機地集成起來，建立綜合的計算機輔助信息流程，使勘察設計的技術手段從手工方式向現代化CAD技術轉變，作到數據采集信息化、勘察資料處理數字化、硬件系統網絡化、圖文處理自動化，逐步形成和建立適應多專業、多工種生產的高效益、高柔性、智能化的工程勘察設計體系。

2、巖土工程勘察數字化的關鍵技術

對于數據庫系統來說，在衛星定位系統基礎上的勘察，涉及到的數據主要是地理信息方面的數據，分為：空間數據和非空間數據。主要來源于：基礎性的地理數據，即自然區畫圖和地形地貌圖，其中，前者反映的是研究區域內主要道路、居民區等公共設施的自然地理信息，后者反映的是研究區域內的原有地貌情況。研究區域內的勘探資料，經過合理篩選和處理后，勘探點處包含有環境、地理等大部分信息以及地層信息，如：液化等級和指數、特征周期等。構建巖土勘察工程的數字化數據庫的主要步驟為：設計數據庫的概念模型，數據庫管理作為一項基礎性工作，具有很強的數據密集度，處理起來也十分復雜，為了得到全面準確的概念性模型，需要對數據對象及其屬性進行研究，同時建立數據庫表結構。下一步是進行數據庫的建立，將數據劃分為三類：原始數據，這類數據是通過用戶側輸入的，主要是由測點數據組成；中間數據，這類數據是系統自動生成的，包括地層層面的等值線模型、三維表面模型等，它們可以各種圖件，供用戶使用，也可以實現信息的查詢操作；最終數據，這類數據的種類較多，從用戶需要的角度考慮，主要是圖形以及文檔資料。

3、巖土工程地質勘查技術應用的基本原則

結合巖土工程施工的實際需求，地質勘查技術應用的目的是了解清楚工程施工范圍內的地質情況。那么，巖土工程應該如何合理應用地質勘查技術呢？筆者認為應該遵循以下的基本原則。

3.1、合理規劃，完善地質勘查水平

巖土工程施工，需要秉著可持續的科學發展觀，提高地質勘查的水平。因此，在工程地質勘查的時候，應該進行合理規劃，采用統籌兼顧的方法，詳細規劃地質勘查方案，按照國家地質勘查找礦的具體要求部署工作。

3.2、合理布局，按照地質勘查規律，以提高勘查的有序性

巖土工程地質條件多種多樣，地質勘查在布局方面應該兼顧巖土工程相關性的內容，在此基礎上開展勘查工作，引導地質勘查工作的有序開展，提高巖土工程地質勘查工作的科學水平。

3.3、合理創新，結合地質勘查需求，以促進巖土工程地質勘查技術的創新

巖土工程地質勘查工作的技術創新，將決定了工程的施工水平。巖土工程地質勘查以往憑借的是經驗判斷，而如今應用各種先進技術，與科技興國的國家發展戰略如出一轍，我們應該結合具體巖土工程地質勘查需求，合理配置資源，靈活應用和不斷創新各種地質勘查技術。

4、數字化勘察技術在巖土工程中的應用

巖土工程的勘察內容比較復雜,通過數字化勘察技術的應用,完善巖土工程的實際勘察,具體應用分析如下：

4.1、數字化勘察技術的建模應用

數字化勘察技術在巖土工程中的建模應用,主要是將巖土數據轉化成數字化的方式,進而利用數字化技術深度分析巖土數據。建模應用必須以巖土工程的實際環境為主,以此來獲取深層次的巖土信息岡。建模能夠為巖土工程提供數字化的地圖,整合多項巖土資料,科學匹配建模中的技術與軟件,例如:傳統勘察技術無法實現地圖與軟件的匹配,特別是CAD,很大程度上降低巖土勘察的效率,所以某工程利用數字化勘察技術連接地圖與CAD軟件,CAD得出的數字可以直接在地圖上應用,不需進行數據轉換,提升巖土工程的勘察效率。數字化技術的建模應用,促使巖土工程勘察跟上信息化的發展速度,保障工程數據的勘察水平,同時確保數字化的勘察信息在巖土工程中的應用效益。

4.2、實現巖土工程場地虛擬

場地虛擬是數字化勘察技術的核心,以數據庫的方式反映工程現場。場地虛擬具有針對性,并不是巖土工程的所有勘察都可實現虛擬,只能實現于特定環境中,如:地理信息環節、地形信息環節等。以某巖土工程為例,分析數字化勘察技術的場地虛擬。該工程所處地理位置山川較為豐富,成為該巖土工程勘察的制約條件,該工程勘察人員首先收集山川資料,重點以地層、地質為主,然后虛擬勘察系統,得出各項勘察數據之間的關系,強化數字技術的勘察特性,最后勘察人員在虛擬場地中輸入收集的資料,場地虛擬會自動生成勘察人員所需的信息資料。基于數字化勘察技術的場地虛擬,有利于獲取交點信息,降低巖土疊加的勘察難度,實現多層次勘察。近幾年,數字化勘察技術的場地虛擬,成為巖土工程中主流的勘察方式,發揮數字化的勘察優勢,解決傳統巖土勘察的弊端,而且勘察結構準確度非常高,有利于巖土工程的安全施工。

4.3、巖土工程的勘察模擬

數字化勘察技術促使巖土工程呈現模擬變化,嚴格處理多樣的巖土數據,便于獲取整個工程的實際信息。部分巖土工程內的數據較難通過實際勘察測量,數字化勘察技術能夠模擬巖土工程環境,構建概念性的勘察系統,充分研究巖土工程勘察過程中的技術問題,實行數字化管控,利用勘察模型模擬巖土工程,快速抽取模擬勘察量。因為數字化勘察技術能夠準確反映實際與模擬巖土工程之間的屬性關系,所以巖土工程單位利用模擬勘察,獲取復雜巖土工程的基本信息。

5、數字化勘察技術在巖土工程中的效益價值

數字化勘察技術在巖土工程中具有明顯的效益價值,著實提升巖土勘察的水平和能力叫。具體效益價值體現在：

(l)規范巖土工程的勘察過程,提高數字化勘察數據的轉化率,強化數據利用,數字化的勘察結果與巖土實際高度吻合,規劃巖土工程的特殊因素,適應于巖土工程勘察中;

(2)連通數字化的勘察設計,確保巖土勘察各項軟件的準確匹配,推動數字化勘察技術的發展;

(3)提高巖土勘察的數字化水平,避免巖土信息過多影響勘察效果,降低巖土勘察信息的理解難度,減輕勘察人員的工作負擔。

經過多年的發展，我國的巖土工程勘察設計技術有了很大進步。尤其是數字化巖土工程勘察技術的出現，其改變了過去的手工方式，改用CAD技術，真正意義上實現了信息化的數據采集和數字化的勘察信息處理。同時，在硬件系統上可以進行聯網操作，方便自動化的處理圖形和文字，所以加強對其的研究是非常有必要的，需要引起我們的重視。

參考文獻

[1]周永寧.巖土工程中數字化勘察技術的應用分析[J].科技致富向導,2014,21:123.

[2]宗文濤.巖土工程地質勘查技術的應用建議[J].科技創新與應用,2013,28:38.

巖土工程的概念范文第3篇

關鍵詞：巖土工程；風險分析；應用；研究

Abstract: geotechnical engineering including ground engineering and underground project, and it in all kinds of project construction have been of a wide range of applications, so the affected area is widely. In recent years, with the rapid development of China's social and economic, geotechnical engineering construction career has made great achievements, but also with many risk accident. How to reduce the probability of these analyses accident, reduce the risk of serious damage to bring accident, become the urgent need is to solve the problem. This paper analysis of geotechnical engineering are analyzed, and on the basis of its application research,

Keywords: geotechnical engineering; Risk analysis; Application; research

中圖分類號：O434.19 文獻標識碼：A文章編號：

巖土工程是以巖體作為工程建筑項目的地基或者施工環境，并對該巖體進行一系列的開挖和加固的工程，它包括地面上的工程和地下的工程，因此涉及范圍非常廣泛。

一、巖土工程及其研究意義

在中國巖土工程研究領域，巖土工程的概念有非常多的版本，綜合《巖土工程基本術語標準》、中國大百科全書、以及近年來不少的專家和學者所從各個角度所下的定義可以看出，巖土工程就具有三大特點，即巖土工程可以看作是土木工程的一個分支；它的研究對象主要是巖石與土，同時也包括巖土中的一些水分；它是一門有關巖石和土的技術科學或者工程技術。從其涉及的工程項目（地面上的工程和地下的工程）來看，它可稱得上是無處不在，在我們日常的生活中，巖土工程的應用相當的廣泛。小到路基、橋梁以及房屋的建設，大到地質災害等的防護，都發揮著重要的作用。從結構形式上來看，作為一門科學技術，巖土工程已經成為社會經濟發展過程中不可或缺的一部分。正是由于巖土工程所涉及的范圍非常之廣泛，因此一些風險就難免發生。然而，如何正確認識巖土工程中的這些風險，并及時采取有效的措施予以應對，使其成為日常應用的一部分，成為當前我們迫切需要研究的問題。

二、巖土工程風險分析

對于巖土工程而言，由于其涉及的范圍太廣泛，因此所牽涉到的不確定性因素就非常的多，而這些不確定性的因素正是造成其存在風險的根本原因。一般而言，巖土工程中的不確定性因素主要包括參數和模型的不確定性以及認識上的不確定性，這就不可避免地使巖土工程基礎和相關的土木工程存在一定程度的風險。從形式上來看，這些不確定性因素帶來的風險具有不可抗拒性，但我們仍然可以通過分析這些風險因素，去認知風險的成因，進而才能保證在巖土工程的作業過程中盡量避免此類不確定性因素的影響。這主要表現在以下兩個方面：

第一，自然環境造成的客觀不確定性。雖然科學技術的發展在一定程度上帶動了工程建設技術的進步，但同時其自身也存在著一些局限性。目前來看，我們對巖土工程的認識和控制依然更多的還是建立于自然條件基礎之上，因此，對于地震、泥石流以及山洪等自然環境的影響仍然顯得力不從心，同時也顯示了巖土工程受自然環境的不可控性。對于巖土工程而言，施工中我們最常見到的材料基本上就是混凝土或者鋼材等，這些都是人工合成的，材質相對比較均勻，而且材料與結構均是由工程管理、技術人員設計并選定的，因此是可控的。雖然在力學基礎上的巖土工程計算是值得信賴的，但巖石材料和巖石結構卻是自然形成的，這一點工程師是無法控制的。巖土工程施工場地選定時，只能是根據實際勘測情況選擇最佳位置，但勘察的地質是不可能窮盡的，因此難以實現人工控制的影響因素還非常的多。此外，雖然巖土工程的計算方法業已取得了很大的進步，并且也發揮著重要的作用，但計算時的假定、計算模式以及計算參數和實際之間或多或少的一些差別，需要巖土工程師進一步的做綜合判斷。目前來看，“不求計算之精確，但求判斷之正確”，這種一味地強調概念的設計，業已成為當今巖土工程研究領域的共識。因此，其中的不確定性與不可控制性，共同構成了巖土工程風險。

第二，巖土工程自身的不嚴密性、不成熟性以及不完善性。地質學與力學，通常被成為巖土工程學科的兩大理論支柱，二者互補相融。力學從基本理論出發，結合具體的工程施工條件，從而構建其模型并求解。力學是一種從一般到特殊的演譯推理思維方法，而地質學則是從特殊到一般的歸納推理思維方法。由于工程條件自身各項參數的不確定性，致使相關數據信息呈現出不完全性的特點，單純靠計算得出的結論既不精確，也不可靠。對于巖土工程而言，其最好的規避風險方式是綜合判斷，這主要依賴于扎實的理論基礎與豐富的實踐經驗。忽視了實踐經驗，解決不了實際工程中的復雜問題；忽視了理論基礎，很容易將局部的經驗錯誤地認為是普遍的真理，因此犯了概念性的錯誤。總而言之，巖土工程涉及的面特別廣泛，它是一門仍處于“發展中”的科學技術，存在諸多風險也在情理之中。因此，在自然環境無法控制的情況下，可以將理論與經驗有機地結合在一起，從而實現對巖土工程風險的有效控制。

三、巖土工程應用問題研究

基于以上對巖土工程風險問題分析，巖土工程應用過程中不可避免地存在著諸多的風險問題，因此，筆者認為：在巖土工程應用過程中一定要需要注意以下幾個方面的內容：

1、當巖土工程涉及到了人民的生命健康、環境保護以及工程安全等公共利益或者國家利益時，應當制定一套科學完善的技術法規，并嚴格按照該法規辦事，違者必究。同時，在制定相關法律法規的過程中，要包括巖土工程勘察設計基本要求和各類災害防治技術策略，對于那些對社會和人身有危害性的巖土工程要堅決抵制。

2、對于那些屬于重復型的工程技術規則，比如專業術語、分類，符號、常用的測試方法和手段以及常用的分析法等，要制定出一套具體而又統一的規范標準，以便保證工程師做出的方案具有統一性和規范性。

3、要從實際出發，因地制宜，要結合具體巖土工程的實際情況做出處理意見，比如，工程勘察工作、巖土工程的設計方案等。不但要遵守工程建設過程中的規范標準，而且巖土工程師也可以根據該工程的具體情況，制定更加貼切實際的規范標準，工程師應充分發揮自己的經驗優勢，對巖土工程進行綜合的判斷，從而降低巖土工程的風險。

參考文獻：

[1]楊林輝.關于巖土工程風險分析及應用的相關研究[J] .中國房地產業，2011（05）.

[2]陳龍 黃宏偉.巖石隧道工程風險淺析 [J].巖石力學與工程學報，2005（01）.

[3]姚文君.風險分析的方法在巖石隧道工程中的應用[J] .中小企業管理與科技，2009（15）.

巖土工程的概念范文第4篇

Abstract: environmental geotechnical engineering is a new development of geotechnical engineering, geotechnical engineering and environmental science is the edge of the cross subject, it is the application of geotechnical engineering concept to the environment protection. At present, it is a new discipline, personality is distinct, practical strong, wide application.

1．環境巖土工程發展簡介

1．1問題的提出

1982 年在舊金山召開的第 10 屆國際土力學與基礎工程學術會議上，有學者提出了題為《環境巖土工程現狀報告》的文章，引起同行的注意。1985 年方曉陽先生提出了環境巖土工程的概念 ，1986 年在美國里海大學召開的第一屆環境巖土工程國際學術討論會使環境巖土工程開始成為一門獨立學科。

1．2研究現狀

國內學者于 20 世紀 80 年代末開始關注環境巖土工程問題，相繼出版了若干有關環境巖土工程的專著、譯文與會議論文集。經過近二十年的研究, 環境巖土工程取得了很大進展, 但是對環境巖土工程自身的定義、目的任務、研究內容等問題學術界還沒有取得一致的認識, 對學科特點、理論基礎、中心課題、以及與相關學科的關系還有待進一步研究。

2．環境巖土工程的研究范疇

環境巖土問題涉及的內容包括兩大方面：一方面是主要由于自然環境造成的大環境巖土問題，如江河湖海的變遷、泥石流、區域滑坡、海岸災害 風暴、侵蝕 、地質地震、火山洪水等；另一方面是主要由人為的因素造成的小環境巖土問題，如廢棄污染問題，森林植被破壞造成的水土流失 ,地面沉降變形，深基坑開挖失穩，打樁振動等。事實上，前者也或多或少與人為因素有關，而且小環境問題也會轉化為大環境問題，如水庫誘發地震、大規模山體滑坡等。

3．土木工程建設中的環境巖土工程問題

3．1基坑開挖

基坑開挖過程，土體處于卸荷狀態，土體從主動區到被動區，主應力方向發生了旋轉，而且圍護墻與基坑壁之間的摩擦作用，使得土體各點的應力狀態變得更為復雜。基坑開挖支護不及時引起周圍建筑產生不均勻沉降、開裂等環境巖土工程危害，從而造成巨大的損失。

3．1．1深基坑開挖引起周圍地表沉降與土層位移變形

在深基坑開挖進程中所產生的地表沉降主要來自兩個方面：一是地下水疏干后產生的差異性的地表沉降，另一種是由于護坡設施的側向變形引起的地表沉降。前者產生的沉降是在較大范圍內，一般是以深基坑為中心的環行區域里；后者主要集中在深基坑四周。

3．1．2深基坑工程中的邊坡開挖問題

基坑開挖后,其邊坡在本身重量和其它外力作用下，土體將會產生向低處坍滑的趨勢，不采取任何有效支護措施的情況下，邊坡會失穩而產生滑移或坍塌，有的即使采用支護，如果支護不當,擋墻也會整移，使護樁變形、坑底隆起。基坑的邊坡變形有兩種基本形式：一是在開挖中形成邊坡，處理不當容易在基坑底部、邊坡前或邊坡內發生小型的邊坡滑動；二是支護結構完成后，使基坑形成巨大臨空面，由于支護結構失效引起邊坡失穩。

3．1．3深基坑開挖引起基坑突涌和隆起變形

基坑突涌導致基土開裂。由于基坑有承壓水的存在，開挖基坑使原有土壓力減小到一定程度時，承壓水的水頭壓力能頂裂或沖毀基坑底板，造成突涌，導致基土開裂。基坑隆起變形的主要原因有四個方面：一是由于土體挖除，自重應力釋放，致使坑底土向上回彈；二是基底土體回彈后，土體松弛與蠕變的影響使土隆起；三是基坑開挖后，在基底面以下部分的支護結構向基坑內變位時，擠推其前面的土體造成基底的隆起；四是粘性土基坑積水。

3．2打樁對周圍環境的擾動影響

近年來，高層建筑和超高層建筑在國內發迅速，大量基礎多采用樁基礎，而樁基施工會產生噪聲、振動、擠土以及泥漿污染等影響環境的問題。樁基施工時，打樁時錘擊樁頂；振動沉樁時，振動錘的偏心振動；灌注樁施工時，鉆機的馬達聲，均可產生噪聲，其中以打入樁產生的噪聲最甚。噪聲會影響人們的生活和工作。如何防止施工噪聲，目前主要有下述措施：降低聲源強度、選擇無噪聲的施工工藝以及限制施工時間等。

4．環境巖土工程的幾個研究課題

4．1地下水開采引起地面變形危害評估及整治措施研究

目前，有關地下水開采引起地面沉降的成因機制及基于相應機制假設進行的地面沉降量的模擬計算等研究已見諸于一些文獻。開展地下水開采引起地面變形的危害性研究應著眼于地面變形對地下結構物及管網設施的影響，探討問題的出發點是土體-結構相互作用，關鍵在于結構強度分析，而研究的根本目的則是動態地預測預報在未來水文地質條件下地面變形狀況與趨勢和可能的地下工程設施強度問題，并且根據預測預報結果虛擬相應的工程防控措施。

4．2 與土地復墾和再利用有關的課題

隨著人口的不斷增加和生活水平的不斷提高，土地資源越來越緊張，因此，對已污染廢工業場址的去污修復和復墾，礦區地面塌陷區的復墾和再利用，原來不適合作建筑場地用的沼澤地、軟土或其他特殊土地基的利用等是本課題的重要內容。

4．3古建筑、名勝古跡以及其他歷史文化遺產保護的課題

研究環境因素：如溫度、酸雨、氣候 的變化對各類古建筑和名勝古跡的影響尤其用環境巖土工程的原理和方法對其風化程度風化速率加以控制，從而達到保護古建筑、名勝古跡以及其他歷史文化遺產的目的。

4．4 與生態環境有關的課題

生態問題在高原、極地、干旱荒漠地區生態極其脆弱, 環境容量極小, 輕微的擾動就能引起不可逆轉的破壞, 并可能對更大區域的環境產生影響, 如我國北方近幾年發生的沙塵暴就是西北內陸地區生態破壞的直接后果。環境巖土工程研究在生態敏感地區進行工程建設、資源開發的相關技術, 確保生態環境的安全。

4．5 地震及環境振動問題地震及振動

對于這一課題，巖土工程以及其它一些學科也在研究，但地震中地面效應引起的破壞要比建筑物振動破壞大，環境巖土工程較之巖土工程對單個地基的研究更側重于對區域性地震效應的研究。環境振動問題主要是城市中施工等活動產生的振動。環境巖土工程研究其對周圍巖土體、建筑以及居民的影響以及減振隔振措施。該學科方向是目前研究的熱點和難點。

4．6與自然災害有關的課題

與自然災害有關的課題包括：滑坡、泥石流、洪水、特殊土 膨脹土、凍土、軟土、黃土等環境巖土工程問題。

巖土工程的概念范文第5篇

[關鍵詞]巖土工程 數字化勘察 應用方法

[中圖分類號]P628+.3 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X（2013）-12-107-3

0引言

巖土勘察屬于整個工程施工設計上最主要的前提條件[1]。巖土工程信息主要包含地形地貌、斷層、地下水位、風化層的厚度等等，只有收集齊了這些數據才可制定出實施工程的優秀方案。而一般收集這些巖土勘察數據的人員是很難實現對工程數據收集比較齊全性越達不到正確地質參數分析，更是很難掌握其中分布的規律。所以為了達到參數分析的準確性，就要利用好信息數據化這個有效資源，促使巖土工程建模、數字化、數據管理分析上都得到一個比較完整的體系，從而促使數字化巖土工程更加現代化、信息化、準確化。

1巖土勘察方法的涵義

數字化巖土工程勘察主要是指應用當代的測繪技術‘數據庫技術、計算機技術，網絡通信技術和CAD技術，通過計算機軟件工程，將一個工程項目全部的信息如勘察、設計、建立綜合計算機輔助信息流程，從而促使勘察技術手段從手工方式向現代化CAD技術上轉變，從而達到數據采集信息化、勘察數字合理化、硬件設施網絡化、圖文處理自動化、逐步形成建立適應多專業，多工種生產的高效益，智能化的工程勘察設計體系。該技術體系主要用于巖土工程的設計、圖紙、表格和文字上的數字化形式儲存，供各專業設計使用[2]。

2傳統的巖土勘察與巖土工程勘察的數字化的區別

我國傳統的巖土勘測設計工作雖然取得了不少的進步但是對于數據的收集還不是很完善，收集的數據不是很準確，這給巖土勘察、設計工作帶來一定的困難，導致巖土工程建設的失敗，而數字化巖土勘察工程就不一樣了，他不僅可以促使設計工作更加迅速的發展，還促使數據的收集比較穩定，可以保證勘察數據的正確性，彌補勘察資料過于地質化、數字化地圖和數字化設計系統間的連貫性，勘察信息數字化低下的特點。有助于巖土工程的發展建設。

3勘察資料的收集

3.1勘察深度和間距

由于巖土工程的巖土層結構和基礎形式上的不同，導致了勘察深度也會不同。如：5層―7層磚混結構住宅，勘察孔深大概在15m基本上是可以滿足的，而對于5層的結構商場由于柱網的柱荷載大，由于基礎面積大可能回采用樁基，那么勘察深度15m就不夠了，所以要按照原則進行一般性性鉆孔的勘察深度應能控制其中受力層，不能小于5m[3]。但是對于高程建筑而言，一般性勘察孔要達到基地15倍―110倍的基礎寬度，并且要深入穩下分面的地層，還要控制好鉆孔深度。由于地層分層復雜要適當的加密鉆孔加以控制[4]。

3.2野外地層的劃分

野外地層的正確劃分是室內資料整理的主要步驟，對于較大組的工程往往會分成多個層次來進行，勘察組的人會各行其事，最后資料總結后，將各個小組的勘察資料綜合在一起進行統一規劃，這樣就會給室內整理造成很大的困難。為了避免這樣的事情發生，應該將所有技術人員集中到一起共同勘察，進行統一編入形式，并派專人負責勘察區野外分層連線，發現問題就及時的反應。

3.3對于地下水的觀測

目前地下水測量存在著三大問題，第一，沒有把握好觀測水位的時間，應該在最后一個鉆孔施工24h后。第二，對于地下水位的勘測要考慮好周圍水位的開采情況，如果測量時間正好附近抽水井抽水下降的漏斗處，那么測量的地下水位肯定相對于平常測量的水位要深得多。第三，水位測量要與鉆孔的坐標、標高回測相結合。因為勘探孔口周圍的實際位子不是一個水平面，所以水位測量要依照孔口的位子來進行。應該將孔口坐標、標高回測作為標高回測時孔口位置為準，然后向下測量地下水位深度。

4巖土工程數字化建模方法

在巖土工程學科中，巖土工程地質模型，是按照工程性狀，將重要的巖土工程條件和實際狀態，簡單而醒目的用圖形來表示出來，也就是說工程與地質條件是具有相互依賴性的。如果數字化模型建好了，就可有效的解決地質與工程脫節的問題，還可便于設計人員充分認識和真正利用好巖土工程的有效資源。還可促進地質與工程有效的結合巖土的變化規律，在理論與實際中更好的相互結合。

4.1圖示模型法

常用的模型方法有邊界表示法、規則格網法、等值線法，不規則格網法等。現將幾種不規則網法進行闡述[5]。

4.1.1邊界表示法

是通過面、點、線來進行簡單的幾何元素的屬性來表示工程地質的位置、形狀、屬性等，采用這種方法來表示簡單的物體是十分有效的。但是對于不規則的地質就不可實行了，只有在降低精確度要求的情況下進行使用。

4.1.2規則格網法

是通過正方形，矩形、三角形等規則網格將區域空間分為規則的格網單元，每一個格網單元對應一個數值，用圖形表示可以使一個矩形。在計算機實現中則是一個二維數組。如圖1

4.1.3等值線模型

等值線模型通常被存成一個有序的坐標點對序列，可以把它看成是一條具有屬性值的簡單多變性或者多邊性弧段。等值模型只能表示區域的部分屬性值，所以需要一種插值方法來計算落在等值外線的其它點的屬性值，由于這些點是落在兩條等值線之間的，所以可以使用外包的兩條等值性的屬性進行插值。如圖2等值性模型通常是采用二維的鏈表來儲存，另外用圖示來表示等值線的拓撲關系，將等值線之間區域表示成節點，用邊表示等值線本省[6]。

4.1.4不規則格網法

是根本據區域內有限個點將區域劃分為相連的三角面網絡，區域中任意點落在三角面的頂點、邊上或者三角形內。假設任意點不在頂上，那么該點的數字屬性通常是通過線性插值的方法得到的。所以不規則網格法是一個三維空間分段線性模式，在整個區域內連續但是不可微。

有許多種不規則格網法結構，采用簡單的記錄方式，對每一和三角形、邊和節點都要對應開始記錄，三角形的記錄包括三個指向它三個邊的記錄的指針。邊的記錄是四個指針段，包括兩個指向相鄰三角形記錄的指針和它的兩個頂點記錄指針；也可是直接對這每個三角形記錄其頂點和相鄰三角。（如圖3）分別將它們儲存用x、y、z坐標來儲存。

5巖土勘察中存在著的問題

很多巖土的勘察人員總是實施條塊分割的施工作業，勘察和設計上分開來進行，與現實地質條件脫節，加上我國巖土工程進入數字化時期本身就進度慢。而勘察本身就設置上比較細，巖土本身具有其特殊性。促使設計和勘察的巖土工程信息都讓設計人員無法理解的局面。還有就是設計人員的專業水平知識有限，一般很難深度的理解整個巖土工程的勘察信息，所以不能很好的將勘察的參數設計到所需要的數據上去，造成了巖土工程經濟上的損失。

5.1數字化地圖和數字化設計方面的貫通性還不足

地形圖屬于設計系統中的底圖也可以稱作基礎性的數據。在巖土工程中由于數字化地圖在某些環節上還存在著技術上的不足，促使她和CAD設計軟件上的接口產生了差異性，對接不上，這樣就會造成勘察人員要將設計的系統重新數字化，這樣就影響了整個巖土工程設計系統的CAD得不到更好的推廣應用。

5.2勘察數字化程度低，達不到巖土工程的要求

一般勘察部門所要提供的勘察信息通常會以圖紙、表格和文字等多種形式表現出來，但是要注意內容上的定向描述，這樣就會造成施工設計人員很難準確的理解整個勘察信息的全部內容，也很難處理并利用所有的勘察信息，這樣就對勘察的信息數據造成使用程度把握不當。

6巖土工程勘察的數字化實現研究的方法

巖土工程主要的問題是勘察與設計上存在著分離、設計軟件不夠完善。要想解決這些問題，就要建立一個完善的一體化系統。一體化主要是勘察、設計上各環節使用計算機進行作業。勘察階段包含設計階段、上下道工序以及各專業工種間需要提供接口數據文件，促使文件數據傳遞流暢性，從而實現巖土工程勘察設計的一體化，主要是先要打好基礎，將巖土工程勘察數字化技術實現。

6.1正確的分析勘察對象的特點

了解巖土工程勘察的對象構造的起因、規模、形態、結構差別之間的差距，但是對于任何復雜的地質構造都可采用抽象的點、線、面、體四種元素來進行集合。任何地質的空間都占有一定的位置和范圍，具有一定的形態和性質特征，并和其他地質對象存在著一定的空間聯系。所以地質勘查的對象基本特點可以歸結為空間特點、空間關系和屬性特點。

6.2正確分析巖土勘察建模的依據

巖土工程地質模型是由客觀事物認識的精煉和圖示化。建模最基本的依據是觀點、理論基礎。主要是利用巖土工程的力學和巖體結構的核心，結構面主要起關鍵性作用，軟弱巖層主要起到變形與突破口的作用。結構面類型較多，性狀上比較復雜，不僅有大小之分還有軟硬差別上的隨機性。

6.3巖土工程勘察的建模

6.3.1工程變量預測

巖土工程進行地質建模的目的是為了預測一個或者多個工程地質變量的空間變化。變量地下水研究中，變量是水動力參數，如水流速度的變化。在工程地質中，變量則是地層、結構、斷層等空間分布特征和物理學性質。對于有些區域的地質變量不可一次性測量，可以取其中一點作為代表性的點，采用不同預測技術，來推測整個區域的地質變量的空間變化。

6.3.2對于巖土工程地質特點的解釋

主要是因為條件化和離散化兩方面所引起的，也就是巖性和巖土類型上的控制條件，將工程地質信息進行離散化，最終確定工程地質邊界和相關特點的描述。

6.4基于GIS的巖土工程勘察實現數字化技術和未來的展望

6.4.1巖土工程勘察數據庫的概念性設計

巖土工程勘察信息處理系統就是信息處理系統，主要任務是將信息數據和它的作用在信息或者數據之上的處理時系統需求的分析，既要了解哪些數據、數據之間有什么關系還要根據數據的本身性質，數據的結構和應用數據來進行相對應的處理，每一個處理要符合邏輯性。為了把用戶的數據要求明確表達出來，還要在較高的抽象層面上，使用一種面向問題數據模型，按照用戶觀點對數據信息建模，最常用的方法是采用實體聯系法。

實體是在客觀世界中存在的相互可區分的事物，它可以是人、事物也可以是抽象的概念或聯系，也可是抽象的概念之間的聯系，而聯系則反映了信息世界中實體內部和實體之間的關系。巖土工程勘察數據管理的實體主要是鉆孔、地層、圖形資料、文檔資料等，而巖土工程勘察數據庫管理作為巖土工程勘察數字化系統的基礎性工作，數據處于密集型、復雜型的數據應用。為了實現巖土工程數字一體化就要將實體聯系和相關的功能與行為進行剝離出來，從而實現數據側面建立模型和研究數據對象的屬性之間的關系。

6.4.2數據庫建立的實現

巖土工程系統具有三種，分別為是戶輸入的原始數據、系統生成的中間數據和最終數據。原始數據主要是由測點數據（地層之間的厚度、地層頂面標高程度、含水率、孔的大小、抗壓性質等數據進行參考）。中間數據是在原始數據的基礎上進行自動生成的地層層面等值線模型、三維線模型、剖面模型來生成用戶需要的各種圖件，還可以進行各種信息之間的查詢和操作，最終數據主要是指文檔資料連線剖面圖等。巖土工程本身具有一定的復雜性，所以對于巖土工程的數據管理必須要嚴格遵循時間的順序，掌握好原始數據、中間數據和最終數據之間的聯系。