岩土工程的概念

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岩土工程的概念范文第1篇

关键词：STS教育；生产实习;改革

“STS教育”即“科学、技术和社会” (Science、Technology and Society，STS)的缩写。“STS教育”思想最早产生于20世纪20～30年代，20世纪60年代后受到西方国家的重视，80年代后传入我国，并已日益受到重视和发展。在中国，诸如“科学技术是第一生产力”及相应的“STS教育”战略――“可持续发展”“科教兴国”等的提出，可以表明“STS教育”思想在中国已经得到了日益的关注。[1]如今的大学教育应当是科学教育与人文教育相结合的教育。科学技术的发展与进步对一个国家非常重要,但是如果科学技术掌握在政治狂人手里又是一柄“达魔克里斯利剑”,惨痛的历史教训促使人们对科学技术本质进行反思，重新评价科学技术的社会作用，在认识到科学技术的两面性基础上出现了“STS教育”思想，它倡导科学、健康社会理念与人文结合，要求教育研究与生活、生产实际相联系，考虑社会的可持续发展，培养面向未来的人才。科学技术的良性发展与实施需要与人文及社会可持续发展战略相联系，需要人文科学的有力支持,他们之间是鱼和水的关系。中国目前与西方发达国家相比最落伍的恰恰不是科学技术,而是人文科学和良知社会的理念。“STS教育”观应当是：科学知识解决理论问题，技术解决应用问题，科学和技术结合造福于社会。科学提供知识，技术提供应用这些知识的手段和方法，社会则要求以一定的价值观念作指导，使学生懂得如何正确对待科学和技术。在课堂教育中，融入人文教育、可持续发展教育，结合社会生产、社会生活，既要考虑当前的实际情况，又要考虑长远发展，培养面向未来的能够正确进行科学技术决策的人才。[2]“STS教育”观下所培养出的人才应同时是具有科学精神和人文精神，能够是促进社会发展、营造和谐社会和美好人生作出贡献的人才。用一句话来概括STS教育的含义：STS教育是关于科学、技术和社会三者关系的教育，它具有多元性、开放性、人文性、前瞻性、互动性和综合性的特征。

一、土木工程专业“STS教育”――科学、技术教育手段的改革

在传统教学中,教师处于主导地位,借“口授”向学生传授知识;学生处于主体地位(被动接受知识)――是非自主的、主体性的知识获得者。随着社会的发展，师生间的沟通模型有:确认反应型、单向传递型、师生互动型和对话沟通型。从STS教育理念出发应更多采用后面两种沟通模型,充分发挥教师的“指导”、“辅导”、“教导”等方面的作用。成为学生学习的合作者、课程规划者。从而有必要把传统的“人对人”教学系统往“人对环境”教学系统方向发展。后者是将学生置于由教师所创造的直面应答性学习环境,在这个环境中,教师的作用不仅仅是传统的教与授,还要创造环境。教师所创设的学习环境可从学校到社区甚至于全球,教师需要设计出能够调动校内外的种种教育资源的教学方案,“人―环境”教学系统与现代信息技术的发展和STS教育的理念是相吻合的。这种“人―环境”教学系统,虽然目的是为了摆脱以往以教师、教材及课堂为中心的弊端，但并非完全脱离教师,环境的创设仍需教师控制,只是更具开放和自主性,学生可以获得更多的自由空间,展现自我,释放个性,但又不逾越教学要求的范围,更能体现“教师主导,学生主体”的辩证师生关系,“STS教育”是一种进行科学教育比较适合的教学模式。[3]

STS教学的内容包括：与个人生活、发展密切相关的知识及技能；与生产、生活密切相关并有广泛应用的土木工程知识；土木工程学科理论、技术、设计及施工发展历程；当代土木工程领域学科前沿；学生感兴趣的内容；与土木工程学知识相关的重大社会问题及相关的热点问题（比如美国“9・11”中的建筑、东南亚海啸中的建筑等）。以前的土木工程课程教学并非完全没有这些内容，但做得远远不够，在这里单独专门提出土木工程课程STS教育，目的是希望通过在教学过程中挖掘出更多的符合STS精神的内容，使“STS教育”能够早日受到专业教师和学生重视、接受和实施。

二、土木工程专业“STS教育”――社会教育手段的改革

实践教学环节如生产实习、毕业实习作为理论与实践的结合教学模式，可以比授课更容易灌输这一理念，可以成为“STS教育”面向社会的一个有效的桥梁。

1.采用毕业实习与毕业设计紧密结合的教学新模式。毕业设计与毕业实习是保证学生教学质量密不可分的重要阶段，将二者分开对待的教学模式已不太适应教学的时代需要。而新的模式应当是将毕业实习和毕业设计两个阶段按一个阶段考虑，将两个阶段的时间合并为一个相对较长的时间。灵活处理毕业设计、毕业实习以及毕业设计课题之间的关系。学生既可以按照毕业设计课题规定的内容进行毕业实习工作，也可以根据所实习设计单位的实际问题确定自己的毕业设计课题(某些在设计单位实习的学生，从设计单位引进实际课题进行毕业设计，这种教学模式既能培养学生综合运用基础理论和专业知识在实践中获取知识的能力,同时也能培养学生的创新意识)。教师根据毕业设计与毕业实习的教学大纲的要求定期检查学生的进度并对较难的问题进行指导解决,一般的问题可以通过Email、Uctalk、QQ等网络通讯手段迅速加以解决。学生在实习过程中完成设计,而设计的成果反过来又丰富了实习的内容,从而有利于达到毕业实习的目的及更高质量地完成毕业设计课题。

2.生产实习采用校外施工工地现场实习与校内实习基地实习相结合的新模式。土木工程专业除了应有施工现场实习外，也应完成“施工工艺实习”。土木工程专业是实践性、应用性很强的工科专业，土木工程专业的学生既需要具有扎实的理论基础，也需要较强的实践动手能力。我院该专业大多数毕业生的去向是到施工单位，面向施工第一线，从事施工管理、施工技术、监理等工作。合格的土木工程专业的毕业生应是懂理论、会管理、能动手的综合性人才。土木工程专业的生产实习本身，历来强调学生既学习施工组织管理又适当参加施工工艺的操作，了解施工的工艺过程和现场组织施工的方法和步骤。但目前的施工企业承受越来越大的市场竞争压力，能接收学生实习已属不易，让学生再亲手操作实践，考虑安全及生产效率等方面因素一般不太现实。针对如此现状，如何让学生学习和掌握施工工艺技术，成了生产实习急需解决的问题。

作者单位：河北建筑工程学院

参考文献：

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

岩土工程的概念范文第2篇

关键词：岩土工程；数字化；勘查技术；应用

中图分类号：P2文献标识码： A

1、岩土工程勘察方法概述

1.1、传统的岩土工程勘察方法存在的问题。

(1)勘察资料过于地质化。由于部门长期的条块分割，勘察、设计分散作业，加之岩土工程规范制定和新技术、新方法应用的滞后，以及专业设置过细，岩土工程本身的特殊性等原因，设计与勘察之间脱钩多，使得勘察提供的岩土工程信息通常以设计人员难以理解的形式出现，而且勘察也较难参与设计的全过程；设计人员也因知识的局限，很难深层次理解岩土工程勘察信息，因而勘察成果在设计中的转化率较低，造成许多不应有的浪费和损失。

(2)数字化地图与数字化设计系统间不够贯通。地形图是设计系统的底图或称基础数据，由于数字化地图中的某些环节技术条件不成熟，与CAD设计软件的接口不匹配，很难顺利实现对接，设计系统不得不重新将勘察资料数字化，影响了设计系统CAD的推广应用。

(3)勘察信息数字化程度低。勘察部门提供的勘察信息往往以图纸、表格、文字等形式为主，内容上定性描述较多。这一方面造成设计人员对于勘察信息难于准确理解，另一方面造成对勘察信息处理、利用上的困难。

1.2、岩土工程数字化勘察技术概述

岩土工程勘察的对象是建设场地的地质、环境特征和岩土工程条件,具体而言主要是指场地岩土的岩性或土层性质、空间分布和工程特征，地下水的补给、存贮、排泄特征和水位、水质的变化规律，以及场地周围地区存在的不良地质作用和地质灾害情况。岩土工程勘察工作的任务是查明情况，提供各种相关的技术数据,分析和评价场地的岩土工程条件并提出解决岩土工程问题的建议，以保证工程建设安全、高效运行，促进经济社会的可持续发展。数字化岩土工程勘察是指应用当代测绘技术、数据库技术、计算机技术、网络通信技术和CAD技术，通过计算机及其软件，把一个工程项目的所有信息(勘察、设计、进度、计划、变更等数据)有机地集成起来，建立综合的计算机辅助信息流程，使勘察设计的技术手段从手工方式向现代化CAD技术转变，作到数据采集信息化、勘察资料处理数字化、硬件系统网络化、图文处理自动化，逐步形成和建立适应多专业、多工种生产的高效益、高柔性、智能化的工程勘察设计体系。

2、岩土工程勘察数字化的关键技术

对于数据库系统来说，在卫星定位系统基础上的勘察，涉及到的数据主要是地理信息方面的数据，分为：空间数据和非空间数据。主要来源于：基础性的地理数据，即自然区画图和地形地貌图，其中，前者反映的是研究区域内主要道路、居民区等公共设施的自然地理信息，后者反映的是研究区域内的原有地貌情况。研究区域内的勘探资料，经过合理筛选和处理后，勘探点处包含有环境、地理等大部分信息以及地层信息，如：液化等级和指数、特征周期等。构建岩土勘察工程的数字化数据库的主要步骤为：设计数据库的概念模型，数据库管理作为一项基础性工作，具有很强的数据密集度，处理起来也十分复杂，为了得到全面准确的概念性模型，需要对数据对象及其属性进行研究，同时建立数据库表结构。下一步是进行数据库的建立，将数据划分为三类：原始数据，这类数据是通过用户侧输入的，主要是由测点数据组成；中间数据，这类数据是系统自动生成的，包括地层层面的等值线模型、三维表面模型等，它们可以各种图件，供用户使用，也可以实现信息的查询操作；最终数据，这类数据的种类较多，从用户需要的角度考虑，主要是图形以及文档资料。

3、岩土工程地质勘查技术应用的基本原则

结合岩土工程施工的实际需求，地质勘查技术应用的目的是了解清楚工程施工范围内的地质情况。那么，岩土工程应该如何合理应用地质勘查技术呢？笔者认为应该遵循以下的基本原则。

3.1、合理规划，完善地质勘查水平

岩土工程施工，需要秉着可持续的科学发展观，提高地质勘查的水平。因此，在工程地质勘查的时候，应该进行合理规划，采用统筹兼顾的方法，详细规划地质勘查方案，按照国家地质勘查找矿的具体要求部署工作。

3.2、合理布局，按照地质勘查规律，以提高勘查的有序性

岩土工程地质条件多种多样，地质勘查在布局方面应该兼顾岩土工程相关性的内容，在此基础上开展勘查工作，引导地质勘查工作的有序开展，提高岩土工程地质勘查工作的科学水平。

3.3、合理创新，结合地质勘查需求，以促进岩土工程地质勘查技术的创新

岩土工程地质勘查工作的技术创新，将决定了工程的施工水平。岩土工程地质勘查以往凭借的是经验判断，而如今应用各种先进技术，与科技兴国的国家发展战略如出一辙，我们应该结合具体岩土工程地质勘查需求，合理配置资源，灵活应用和不断创新各种地质勘查技术。

4、数字化勘察技术在岩土工程中的应用

岩土工程的勘察内容比较复杂,通过数字化勘察技术的应用,完善岩土工程的实际勘察,具体应用分析如下：

4.1、数字化勘察技术的建模应用

数字化勘察技术在岩土工程中的建模应用,主要是将岩土数据转化成数字化的方式,进而利用数字化技术深度分析岩土数据。建模应用必须以岩土工程的实际环境为主,以此来获取深层次的岩土信息冈。建模能够为岩土工程提供数字化的地图,整合多项岩土资料,科学匹配建模中的技术与软件,例如:传统勘察技术无法实现地图与软件的匹配,特别是CAD,很大程度上降低岩土勘察的效率,所以某工程利用数字化勘察技术连接地图与CAD软件,CAD得出的数字可以直接在地图上应用,不需进行数据转换,提升岩土工程的勘察效率。数字化技术的建模应用,促使岩土工程勘察跟上信息化的发展速度,保障工程数据的勘察水平,同时确保数字化的勘察信息在岩土工程中的应用效益。

4.2、实现岩土工程场地虚拟

场地虚拟是数字化勘察技术的核心,以数据库的方式反映工程现场。场地虚拟具有针对性,并不是岩土工程的所有勘察都可实现虚拟,只能实现于特定环境中,如:地理信息环节、地形信息环节等。以某岩土工程为例,分析数字化勘察技术的场地虚拟。该工程所处地理位置山川较为丰富,成为该岩土工程勘察的制约条件,该工程勘察人员首先收集山川资料,重点以地层、地质为主,然后虚拟勘察系统,得出各项勘察数据之间的关系,强化数字技术的勘察特性,最后勘察人员在虚拟场地中输入收集的资料,场地虚拟会自动生成勘察人员所需的信息资料。基于数字化勘察技术的场地虚拟,有利于获取交点信息,降低岩土叠加的勘察难度,实现多层次勘察。近几年,数字化勘察技术的场地虚拟,成为岩土工程中主流的勘察方式,发挥数字化的勘察优势,解决传统岩土勘察的弊端,而且勘察结构准确度非常高,有利于岩土工程的安全施工。

4.3、岩土工程的勘察模拟

数字化勘察技术促使岩土工程呈现模拟变化,严格处理多样的岩土数据,便于获取整个工程的实际信息。部分岩土工程内的数据较难通过实际勘察测量,数字化勘察技术能够模拟岩土工程环境,构建概念性的勘察系统,充分研究岩土工程勘察过程中的技术问题,实行数字化管控,利用勘察模型模拟岩土工程,快速抽取模拟勘察量。因为数字化勘察技术能够准确反映实际与模拟岩土工程之间的属性关系,所以岩土工程单位利用模拟勘察,获取复杂岩土工程的基本信息。

5、数字化勘察技术在岩土工程中的效益价值

数字化勘察技术在岩土工程中具有明显的效益价值,着实提升岩土勘察的水平和能力叫。具体效益价值体现在：

(l)规范岩土工程的勘察过程,提高数字化勘察数据的转化率,强化数据利用,数字化的勘察结果与岩土实际高度吻合,规划岩土工程的特殊因素,适应于岩土工程勘察中;

(2)连通数字化的勘察设计,确保岩土勘察各项软件的准确匹配,推动数字化勘察技术的发展;

(3)提高岩土勘察的数字化水平,避免岩土信息过多影响勘察效果,降低岩土勘察信息的理解难度,减轻勘察人员的工作负担。

经过多年的发展，我国的岩土工程勘察设计技术有了很大进步。尤其是数字化岩土工程勘察技术的出现，其改变了过去的手工方式，改用CAD技术，真正意义上实现了信息化的数据采集和数字化的勘察信息处理。同时，在硬件系统上可以进行联网操作，方便自动化的处理图形和文字，所以加强对其的研究是非常有必要的，需要引起我们的重视。

参考文献

[1]周永宁.岩土工程中数字化勘察技术的应用分析[J].科技致富向导,2014,21:123.

[2]宗文涛.岩土工程地质勘查技术的应用建议[J].科技创新与应用,2013,28:38.

岩土工程的概念范文第3篇

关键词：岩土工程；风险分析；应用；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

中图分类号：O434.19 文献标识码：A文章编号：

岩土工程是以岩体作为工程建筑项目的地基或者施工环境，并对该岩体进行一系列的开挖和加固的工程，它包括地面上的工程和地下的工程，因此涉及范围非常广泛。

一、岩土工程及其研究意义

在中国岩土工程研究领域，岩土工程的概念有非常多的版本，综合《岩土工程基本术语标准》、中国大百科全书、以及近年来不少的专家和学者所从各个角度所下的定义可以看出，岩土工程就具有三大特点，即岩土工程可以看作是土木工程的一个分支；它的研究对象主要是岩石与土，同时也包括岩土中的一些水分；它是一门有关岩石和土的技术科学或者工程技术。从其涉及的工程项目（地面上的工程和地下的工程）来看，它可称得上是无处不在，在我们日常的生活中，岩土工程的应用相当的广泛。小到路基、桥梁以及房屋的建设，大到地质灾害等的防护，都发挥着重要的作用。从结构形式上来看，作为一门科学技术，岩土工程已经成为社会经济发展过程中不可或缺的一部分。正是由于岩土工程所涉及的范围非常之广泛，因此一些风险就难免发生。然而，如何正确认识岩土工程中的这些风险，并及时采取有效的措施予以应对，使其成为日常应用的一部分，成为当前我们迫切需要研究的问题。

二、岩土工程风险分析

对于岩土工程而言，由于其涉及的范围太广泛，因此所牵涉到的不确定性因素就非常的多，而这些不确定性的因素正是造成其存在风险的根本原因。一般而言，岩土工程中的不确定性因素主要包括参数和模型的不确定性以及认识上的不确定性，这就不可避免地使岩土工程基础和相关的土木工程存在一定程度的风险。从形式上来看，这些不确定性因素带来的风险具有不可抗拒性，但我们仍然可以通过分析这些风险因素，去认知风险的成因，进而才能保证在岩土工程的作业过程中尽量避免此类不确定性因素的影响。这主要表现在以下两个方面：

第一，自然环境造成的客观不确定性。虽然科学技术的发展在一定程度上带动了工程建设技术的进步，但同时其自身也存在着一些局限性。目前来看，我们对岩土工程的认识和控制依然更多的还是建立于自然条件基础之上，因此，对于地震、泥石流以及山洪等自然环境的影响仍然显得力不从心，同时也显示了岩土工程受自然环境的不可控性。对于岩土工程而言，施工中我们最常见到的材料基本上就是混凝土或者钢材等，这些都是人工合成的，材质相对比较均匀，而且材料与结构均是由工程管理、技术人员设计并选定的，因此是可控的。虽然在力学基础上的岩土工程计算是值得信赖的，但岩石材料和岩石结构却是自然形成的，这一点工程师是无法控制的。岩土工程施工场地选定时，只能是根据实际勘测情况选择最佳位置，但勘察的地质是不可能穷尽的，因此难以实现人工控制的影响因素还非常的多。此外，虽然岩土工程的计算方法业已取得了很大的进步，并且也发挥着重要的作用，但计算时的假定、计算模式以及计算参数和实际之间或多或少的一些差别，需要岩土工程师进一步的做综合判断。目前来看，“不求计算之精确，但求判断之正确”，这种一味地强调概念的设计，业已成为当今岩土工程研究领域的共识。因此，其中的不确定性与不可控制性，共同构成了岩土工程风险。

第二，岩土工程自身的不严密性、不成熟性以及不完善性。地质学与力学，通常被成为岩土工程学科的两大理论支柱，二者互补相融。力学从基本理论出发，结合具体的工程施工条件，从而构建其模型并求解。力学是一种从一般到特殊的演译推理思维方法，而地质学则是从特殊到一般的归纳推理思维方法。由于工程条件自身各项参数的不确定性，致使相关数据信息呈现出不完全性的特点，单纯靠计算得出的结论既不精确，也不可靠。对于岩土工程而言，其最好的规避风险方式是综合判断，这主要依赖于扎实的理论基础与丰富的实践经验。忽视了实践经验，解决不了实际工程中的复杂问题；忽视了理论基础，很容易将局部的经验错误地认为是普遍的真理，因此犯了概念性的错误。总而言之，岩土工程涉及的面特别广泛，它是一门仍处于“发展中”的科学技术，存在诸多风险也在情理之中。因此，在自然环境无法控制的情况下，可以将理论与经验有机地结合在一起，从而实现对岩土工程风险的有效控制。

三、岩土工程应用问题研究

基于以上对岩土工程风险问题分析，岩土工程应用过程中不可避免地存在着诸多的风险问题，因此，笔者认为：在岩土工程应用过程中一定要需要注意以下几个方面的内容：

1、当岩土工程涉及到了人民的生命健康、环境保护以及工程安全等公共利益或者国家利益时，应当制定一套科学完善的技术法规，并严格按照该法规办事，违者必究。同时，在制定相关法律法规的过程中，要包括岩土工程勘察设计基本要求和各类灾害防治技术策略，对于那些对社会和人身有危害性的岩土工程要坚决抵制。

2、对于那些属于重复型的工程技术规则，比如专业术语、分类，符号、常用的测试方法和手段以及常用的分析法等，要制定出一套具体而又统一的规范标准，以便保证工程师做出的方案具有统一性和规范性。

3、要从实际出发，因地制宜，要结合具体岩土工程的实际情况做出处理意见，比如，工程勘察工作、岩土工程的设计方案等。不但要遵守工程建设过程中的规范标准，而且岩土工程师也可以根据该工程的具体情况，制定更加贴切实际的规范标准，工程师应充分发挥自己的经验优势，对岩土工程进行综合的判断，从而降低岩土工程的风险。

参考文献：

[1]杨林辉.关于岩土工程风险分析及应用的相关研究[J] .中国房地产业，2011（05）.

[2]陈龙 黄宏伟.岩石隧道工程风险浅析 [J].岩石力学与工程学报，2005（01）.

[3]姚文君.风险分析的方法在岩石隧道工程中的应用[J] .中小企业管理与科技，2009（15）.

岩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．环境岩土工程发展简介

1．1问题的提出

1982 年在旧金山召开的第 10 届国际土力学与基础工程学术会议上，有学者提出了题为《环境岩土工程现状报告》的文章，引起同行的注意。1985 年方晓阳先生提出了环境岩土工程的概念 ，1986 年在美国里海大学召开的第一届环境岩土工程国际学术讨论会使环境岩土工程开始成为一门独立学科。

1．2研究现状

国内学者于 20 世纪 80 年代末开始关注环境岩土工程问题，相继出版了若干有关环境岩土工程的专著、译文与会议论文集。经过近二十年的研究, 环境岩土工程取得了很大进展, 但是对环境岩土工程自身的定义、目的任务、研究内容等问题学术界还没有取得一致的认识, 对学科特点、理论基础、中心课题、以及与相关学科的关系还有待进一步研究。

2．环境岩土工程的研究范畴

环境岩土问题涉及的内容包括两大方面：一方面是主要由于自然环境造成的大环境岩土问题，如江河湖海的变迁、泥石流、区域滑坡、海岸灾害 风暴、侵蚀 、地质地震、火山洪水等；另一方面是主要由人为的因素造成的小环境岩土问题，如废弃污染问题，森林植被破坏造成的水土流失 ,地面沉降变形，深基坑开挖失稳，打桩振动等。事实上，前者也或多或少与人为因素有关，而且小环境问题也会转化为大环境问题，如水库诱发地震、大规模山体滑坡等。

3．土木工程建设中的环境岩土工程问题

3．1基坑开挖

基坑开挖过程，土体处于卸荷状态，土体从主动区到被动区，主应力方向发生了旋转，而且围护墙与基坑壁之间的摩擦作用，使得土体各点的应力状态变得更为复杂。基坑开挖支护不及时引起周围建筑产生不均匀沉降、开裂等环境岩土工程危害，从而造成巨大的损失。

3．1．1深基坑开挖引起周围地表沉降与土层位移变形

在深基坑开挖进程中所产生的地表沉降主要来自两个方面：一是地下水疏干后产生的差异性的地表沉降，另一种是由于护坡设施的侧向变形引起的地表沉降。前者产生的沉降是在较大范围内，一般是以深基坑为中心的环行区域里；后者主要集中在深基坑四周。

3．1．2深基坑工程中的边坡开挖问题

基坑开挖后,其边坡在本身重量和其它外力作用下，土体将会产生向低处坍滑的趋势，不采取任何有效支护措施的情况下，边坡会失稳而产生滑移或坍塌，有的即使采用支护，如果支护不当,挡墙也会整移，使护桩变形、坑底隆起。基坑的边坡变形有两种基本形式：一是在开挖中形成边坡，处理不当容易在基坑底部、边坡前或边坡内发生小型的边坡滑动；二是支护结构完成后，使基坑形成巨大临空面，由于支护结构失效引起边坡失稳。

3．1．3深基坑开挖引起基坑突涌和隆起变形

基坑突涌导致基土开裂。由于基坑有承压水的存在，开挖基坑使原有土压力减小到一定程度时，承压水的水头压力能顶裂或冲毁基坑底板，造成突涌，导致基土开裂。基坑隆起变形的主要原因有四个方面：一是由于土体挖除，自重应力释放，致使坑底土向上回弹；二是基底土体回弹后，土体松弛与蠕变的影响使土隆起；三是基坑开挖后，在基底面以下部分的支护结构向基坑内变位时，挤推其前面的土体造成基底的隆起；四是粘性土基坑积水。

3．2打桩对周围环境的扰动影响

近年来，高层建筑和超高层建筑在国内发迅速，大量基础多采用桩基础，而桩基施工会产生噪声、振动、挤土以及泥浆污染等影响环境的问题。桩基施工时，打桩时锤击桩顶；振动沉桩时，振动锤的偏心振动；灌注桩施工时，钻机的马达声，均可产生噪声，其中以打入桩产生的噪声最甚。噪声会影响人们的生活和工作。如何防止施工噪声，目前主要有下述措施：降低声源强度、选择无噪声的施工工艺以及限制施工时间等。

4．环境岩土工程的几个研究课题

4．1地下水开采引起地面变形危害评估及整治措施研究

目前，有关地下水开采引起地面沉降的成因机制及基于相应机制假设进行的地面沉降量的模拟计算等研究已见诸于一些文献。开展地下水开采引起地面变形的危害性研究应着眼于地面变形对地下结构物及管网设施的影响，探讨问题的出发点是土体-结构相互作用，关键在于结构强度分析，而研究的根本目的则是动态地预测预报在未来水文地质条件下地面变形状况与趋势和可能的地下工程设施强度问题，并且根据预测预报结果虚拟相应的工程防控措施。

4．2 与土地复垦和再利用有关的课题

随着人口的不断增加和生活水平的不断提高，土地资源越来越紧张，因此，对已污染废工业场址的去污修复和复垦，矿区地面塌陷区的复垦和再利用，原来不适合作建筑场地用的沼泽地、软土或其他特殊土地基的利用等是本课题的重要内容。

4．3古建筑、名胜古迹以及其他历史文化遗产保护的课题

研究环境因素：如温度、酸雨、气候 的变化对各类古建筑和名胜古迹的影响尤其用环境岩土工程的原理和方法对其风化程度风化速率加以控制，从而达到保护古建筑、名胜古迹以及其他历史文化遗产的目的。

4．4 与生态环境有关的课题

生态问题在高原、极地、干旱荒漠地区生态极其脆弱, 环境容量极小, 轻微的扰动就能引起不可逆转的破坏, 并可能对更大区域的环境产生影响, 如我国北方近几年发生的沙尘暴就是西北内陆地区生态破坏的直接后果。环境岩土工程研究在生态敏感地区进行工程建设、资源开发的相关技术, 确保生态环境的安全。

4．5 地震及环境振动问题地震及振动

对于这一课题，岩土工程以及其它一些学科也在研究，但地震中地面效应引起的破坏要比建筑物振动破坏大，环境岩土工程较之岩土工程对单个地基的研究更侧重于对区域性地震效应的研究。环境振动问题主要是城市中施工等活动产生的振动。环境岩土工程研究其对周围岩土体、建筑以及居民的影响以及减振隔振措施。该学科方向是目前研究的热点和难点。

4．6与自然灾害有关的课题

与自然灾害有关的课题包括：滑坡、泥石流、洪水、特殊土 膨胀土、冻土、软土、黄土等环境岩土工程问题。

岩土工程的概念范文第5篇

[关键词]岩土工程 数字化勘察 应用方法

[中图分类号]P628+.3 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2013）-12-107-3

0引言

岩土勘察属于整个工程施工设计上最主要的前提条件[1]。岩土工程信息主要包含地形地貌、断层、地下水位、风化层的厚度等等，只有收集齐了这些数据才可制定出实施工程的优秀方案。而一般收集这些岩土勘察数据的人员是很难实现对工程数据收集比较齐全性越达不到正确地质参数分析，更是很难掌握其中分布的规律。所以为了达到参数分析的准确性，就要利用好信息数据化这个有效资源，促使岩土工程建模、数字化、数据管理分析上都得到一个比较完整的体系，从而促使数字化岩土工程更加现代化、信息化、准确化。

1岩土勘察方法的涵义

数字化岩土工程勘察主要是指应用当代的测绘技术‘数据库技术、计算机技术，网络通信技术和CAD技术，通过计算机软件工程，将一个工程项目全部的信息如勘察、设计、建立综合计算机辅助信息流程，从而促使勘察技术手段从手工方式向现代化CAD技术上转变，从而达到数据采集信息化、勘察数字合理化、硬件设施网络化、图文处理自动化、逐步形成建立适应多专业，多工种生产的高效益，智能化的工程勘察设计体系。该技术体系主要用于岩土工程的设计、图纸、表格和文字上的数字化形式储存，供各专业设计使用[2]。

2传统的岩土勘察与岩土工程勘察的数字化的区别

我国传统的岩土勘测设计工作虽然取得了不少的进步但是对于数据的收集还不是很完善，收集的数据不是很准确，这给岩土勘察、设计工作带来一定的困难，导致岩土工程建设的失败，而数字化岩土勘察工程就不一样了，他不仅可以促使设计工作更加迅速的发展，还促使数据的收集比较稳定，可以保证勘察数据的正确性，弥补勘察资料过于地质化、数字化地图和数字化设计系统间的连贯性，勘察信息数字化低下的特点。有助于岩土工程的发展建设。

3勘察资料的收集

3.1勘察深度和间距

由于岩土工程的岩土层结构和基础形式上的不同，导致了勘察深度也会不同。如：5层―7层砖混结构住宅，勘察孔深大概在15m基本上是可以满足的，而对于5层的结构商场由于柱网的柱荷载大，由于基础面积大可能回采用桩基，那么勘察深度15m就不够了，所以要按照原则进行一般性性钻孔的勘察深度应能控制其中受力层，不能小于5m[3]。但是对于高程建筑而言，一般性勘察孔要达到基地15倍―110倍的基础宽度，并且要深入稳下分面的地层，还要控制好钻孔深度。由于地层分层复杂要适当的加密钻孔加以控制[4]。

3.2野外地层的划分

野外地层的正确划分是室内资料整理的主要步骤，对于较大组的工程往往会分成多个层次来进行，勘察组的人会各行其事，最后资料总结后，将各个小组的勘察资料综合在一起进行统一规划，这样就会给室内整理造成很大的困难。为了避免这样的事情发生，应该将所有技术人员集中到一起共同勘察，进行统一编入形式，并派专人负责勘察区野外分层连线，发现问题就及时的反应。

3.3对于地下水的观测

目前地下水测量存在着三大问题，第一，没有把握好观测水位的时间，应该在最后一个钻孔施工24h后。第二，对于地下水位的勘测要考虑好周围水位的开采情况，如果测量时间正好附近抽水井抽水下降的漏斗处，那么测量的地下水位肯定相对于平常测量的水位要深得多。第三，水位测量要与钻孔的坐标、标高回测相结合。因为勘探孔口周围的实际位子不是一个水平面，所以水位测量要依照孔口的位子来进行。应该将孔口坐标、标高回测作为标高回测时孔口位置为准，然后向下测量地下水位深度。

4岩土工程数字化建模方法

在岩土工程学科中，岩土工程地质模型，是按照工程性状，将重要的岩土工程条件和实际状态，简单而醒目的用图形来表示出来，也就是说工程与地质条件是具有相互依赖性的。如果数字化模型建好了，就可有效的解决地质与工程脱节的问题，还可便于设计人员充分认识和真正利用好岩土工程的有效资源。还可促进地质与工程有效的结合岩土的变化规律，在理论与实际中更好的相互结合。

4.1图示模型法

常用的模型方法有边界表示法、规则格网法、等值线法，不规则格网法等。现将几种不规则网法进行阐述[5]。

4.1.1边界表示法

是通过面、点、线来进行简单的几何元素的属性来表示工程地质的位置、形状、属性等，采用这种方法来表示简单的物体是十分有效的。但是对于不规则的地质就不可实行了，只有在降低精确度要求的情况下进行使用。

4.1.2规则格网法

是通过正方形，矩形、三角形等规则网格将区域空间分为规则的格网单元，每一个格网单元对应一个数值，用图形表示可以使一个矩形。在计算机实现中则是一个二维数组。如图1

4.1.3等值线模型

等值线模型通常被存成一个有序的坐标点对序列，可以把它看成是一条具有属性值的简单多变性或者多边性弧段。等值模型只能表示区域的部分属性值，所以需要一种插值方法来计算落在等值外线的其它点的属性值，由于这些点是落在两条等值线之间的，所以可以使用外包的两条等值性的属性进行插值。如图2等值性模型通常是采用二维的链表来储存，另外用图示来表示等值线的拓扑关系，将等值线之间区域表示成节点，用边表示等值线本省[6]。

4.1.4不规则格网法

是根本据区域内有限个点将区域划分为相连的三角面网络，区域中任意点落在三角面的顶点、边上或者三角形内。假设任意点不在顶上，那么该点的数字属性通常是通过线性插值的方法得到的。所以不规则网格法是一个三维空间分段线性模式，在整个区域内连续但是不可微。

有许多种不规则格网法结构，采用简单的记录方式，对每一和三角形、边和节点都要对应开始记录，三角形的记录包括三个指向它三个边的记录的指针。边的记录是四个指针段，包括两个指向相邻三角形记录的指针和它的两个顶点记录指针；也可是直接对这每个三角形记录其顶点和相邻三角。（如图3）分别将它们储存用x、y、z坐标来储存。

5岩土勘察中存在着的问题

很多岩土的勘察人员总是实施条块分割的施工作业，勘察和设计上分开来进行，与现实地质条件脱节，加上我国岩土工程进入数字化时期本身就进度慢。而勘察本身就设置上比较细，岩土本身具有其特殊性。促使设计和勘察的岩土工程信息都让设计人员无法理解的局面。还有就是设计人员的专业水平知识有限，一般很难深度的理解整个岩土工程的勘察信息，所以不能很好的将勘察的参数设计到所需要的数据上去，造成了岩土工程经济上的损失。

5.1数字化地图和数字化设计方面的贯通性还不足

地形图属于设计系统中的底图也可以称作基础性的数据。在岩土工程中由于数字化地图在某些环节上还存在着技术上的不足，促使她和CAD设计软件上的接口产生了差异性，对接不上，这样就会造成勘察人员要将设计的系统重新数字化，这样就影响了整个岩土工程设计系统的CAD得不到更好的推广应用。

5.2勘察数字化程度低，达不到岩土工程的要求

一般勘察部门所要提供的勘察信息通常会以图纸、表格和文字等多种形式表现出来，但是要注意内容上的定向描述，这样就会造成施工设计人员很难准确的理解整个勘察信息的全部内容，也很难处理并利用所有的勘察信息，这样就对勘察的信息数据造成使用程度把握不当。

6岩土工程勘察的数字化实现研究的方法

岩土工程主要的问题是勘察与设计上存在着分离、设计软件不够完善。要想解决这些问题，就要建立一个完善的一体化系统。一体化主要是勘察、设计上各环节使用计算机进行作业。勘察阶段包含设计阶段、上下道工序以及各专业工种间需要提供接口数据文件，促使文件数据传递流畅性，从而实现岩土工程勘察设计的一体化，主要是先要打好基础，将岩土工程勘察数字化技术实现。

6.1正确的分析勘察对象的特点

了解岩土工程勘察的对象构造的起因、规模、形态、结构差别之间的差距，但是对于任何复杂的地质构造都可采用抽象的点、线、面、体四种元素来进行集合。任何地质的空间都占有一定的位置和范围，具有一定的形态和性质特征，并和其他地质对象存在着一定的空间联系。所以地质勘查的对象基本特点可以归结为空间特点、空间关系和属性特点。

6.2正确分析岩土勘察建模的依据

岩土工程地质模型是由客观事物认识的精炼和图示化。建模最基本的依据是观点、理论基础。主要是利用岩土工程的力学和岩体结构的核心，结构面主要起关键性作用，软弱岩层主要起到变形与突破口的作用。结构面类型较多，性状上比较复杂，不仅有大小之分还有软硬差别上的随机性。

6.3岩土工程勘察的建模

6.3.1工程变量预测

岩土工程进行地质建模的目的是为了预测一个或者多个工程地质变量的空间变化。变量地下水研究中，变量是水动力参数，如水流速度的变化。在工程地质中，变量则是地层、结构、断层等空间分布特征和物理学性质。对于有些区域的地质变量不可一次性测量，可以取其中一点作为代表性的点，采用不同预测技术，来推测整个区域的地质变量的空间变化。

6.3.2对于岩土工程地质特点的解释

主要是因为条件化和离散化两方面所引起的，也就是岩性和岩土类型上的控制条件，将工程地质信息进行离散化，最终确定工程地质边界和相关特点的描述。

6.4基于GIS的岩土工程勘察实现数字化技术和未来的展望

6.4.1岩土工程勘察数据库的概念性设计

岩土工程勘察信息处理系统就是信息处理系统，主要任务是将信息数据和它的作用在信息或者数据之上的处理时系统需求的分析，既要了解哪些数据、数据之间有什么关系还要根据数据的本身性质，数据的结构和应用数据来进行相对应的处理，每一个处理要符合逻辑性。为了把用户的数据要求明确表达出来，还要在较高的抽象层面上，使用一种面向问题数据模型，按照用户观点对数据信息建模，最常用的方法是采用实体联系法。

实体是在客观世界中存在的相互可区分的事物，它可以是人、事物也可以是抽象的概念或联系，也可是抽象的概念之间的联系，而联系则反映了信息世界中实体内部和实体之间的关系。岩土工程勘察数据管理的实体主要是钻孔、地层、图形资料、文档资料等，而岩土工程勘察数据库管理作为岩土工程勘察数字化系统的基础性工作，数据处于密集型、复杂型的数据应用。为了实现岩土工程数字一体化就要将实体联系和相关的功能与行为进行剥离出来，从而实现数据侧面建立模型和研究数据对象的属性之间的关系。

6.4.2数据库建立的实现

岩土工程系统具有三种，分别为是户输入的原始数据、系统生成的中间数据和最终数据。原始数据主要是由测点数据（地层之间的厚度、地层顶面标高程度、含水率、孔的大小、抗压性质等数据进行参考）。中间数据是在原始数据的基础上进行自动生成的地层层面等值线模型、三维线模型、剖面模型来生成用户需要的各种图件，还可以进行各种信息之间的查询和操作，最终数据主要是指文档资料连线剖面图等。岩土工程本身具有一定的复杂性，所以对于岩土工程的数据管理必须要严格遵循时间的顺序，掌握好原始数据、中间数据和最终数据之间的联系。