浅谈岩土工程研究

浅谈岩土工程研究

吴章洪

浙江创越建设工程有限公司浙江省杭州市310052

摘要：改革开放以来，随着我国经济迅速发展，各种工程建设越来越多，岩土工程勘察是各项工程设计与施工的基础性工作，具有十分重要的意义，所以本文就主要围绕岩土工程勘察作了简单的探讨。

关键词：市场经济；岩土工程；勘察

前言：

近年来，随着科学技术的进步，岩土工程勘察工作的不断发展，岩土工程勘察工作的人员在技术上都有了很大的提高，但是在具体的工作中还是经常出现一些问题，所以加强岩土工程勘察研究十分必要。

1岩土工程的概述

1.1岩土工程的特点分析

岩土和钢材或者混凝土等人工材料的主要区别就在于岩石的裂隙性以及土体的（各项异性）空隙性这两个方面。因此，处理好土体的（结构）孔隙压力以及弄清楚岩石结构的具体情况和参数，是解决岩土工程勘察与设计工作的一个重要举措。

1.2岩土工程勘察的主体内容

岩土工程勘察与设计主要包括勘察现场的钻探工作，以及原位测试、原状土取样、室内（土工试验）环境测试以及一系列的设计文件等。

1.3岩土工程勘察的形式和方式

首先，要对场地质进行必要的勘察，为工程地质（报告）蓝图的绘制提（供）高资料，并且按照具体地质条件和最终的测绘结果，进行勘察纲要的概要编写，然后根据地质条件、地势地貌、工程预算及特点等确定具体的勘察方法。

1.4岩土工程勘察工作的目的

岩土工程勘察与设计的实现目的的关键是要运用地质原理，应用科学有效的勘察手法，利用先进的仪器及勘测设备，按照一定的程序对建筑项目工程的场地进行综合考察、分析、探究与工程建设相关的工程的地质条件、施工建设对所在地以及周围自然地质环境可能形成的危害或影响，并对勘察的结果和相关技术参数等进行评价和（分析）设计。以便对工程的基础设计工作，以及为施工工作提供有力的数据材料和技术指导。

2岩土工程和其它专业的关系

2.1岩土工程与工程地质的关系

二者的区别：工程地质是地质学的一个分支，是研究与工程建设有关地质问题的科学。工程地质学的产生源于土木工程的需要，其本质是一门应用科学；岩土工程是土木工程的一个分支，其本质是一门工程技术。从事工程地质的是地质专家（地质勘察师），侧重于研究地质现象、地质成因和演化过程、地质规律、地质与工程的相互作用；从事岩土工程的是工程师，关心的是如何根据工程目标和地质条件，建造满足使用功能要求和安全要求的工程或工程的一部分，解决工程建设中的岩土技术问题。因此，无论学科领域、工作内容、关心的问题，两者都是有区别的，各自的侧重点不同。

但是，二者的关系又非常密切。有人说，工程地质是岩土工程的基础，岩土工程是工程地质的延伸，虽然不一定十分准确，但有一定道理。岩土工程师面临的岩土材料，无论性能和结构，都是自然形成的，都是经过了漫长的地质历史时期，是多种复杂地质作用下的产物。对岩土的性能和结构，只能通过勘察来查明，而又不能完全查明。一些关键性的问题，需根据地质规律推测或预测。尤其在地质构造复杂的山区，有经验的工程地质学家，通过大量的地面地质调查，综合分析就可大致判断、推断地质构造的框架、轮廓，利用物探、钻探、槽井探等勘探手段揭示，由粗而细，由浅入深，构画出工程地质模型。没有地质学基础，哪能识别断层、裂隙？哪能识别软弱夹层和结构面的空间分布形态？哪能说清地下水的赋存条件和补给、径流、排泄的运动规律？如果要开挖隧道，哪些地段会冒顶？哪些地段会突水？在地质构造复杂地区，离开了工程地质专家，可以说土木工程寸步难行。

2.2岩土工程和结构工程的关系

岩土工程和结构工程关系密切，这是显而易见的。无论房屋结构或桥梁结构，都建造在地基上。地基是否稳定，直接影响结构的安危；地基是否会产生过量变形，直接影响结构的使用功能，产生的次生应力可能使结构超过设计极限。地基出了问题又很难补救。因此结构工程十分关心地基的稳定和变形。现在，一般地基设计均由结构工程师考虑上部结构要求统一完成，只有复杂地基基础问题或需专门处理的地基才要求岩土工程师参与。同样，岩土工程师在进行地基的勘察设计时，必须详细了解结构的型式、荷载及其分布，特别是基础的型式和刚度，了解对地基变形的限制要求，以便有的放矢。岩土工程师与结构工程师的密切配合至关重要。

结构和地基是一个整体，相互作用，相互影响。地基的变形会改变结构的应力，结构的荷载分布和不同刚度会产生不同的地基变形。人们常常用调整基础和结构刚度的办法来适应地基变形，地基、基础和上部结构的协同作用分析是当前的热门话题。反过来，也可通过地基处理提高地基的承载力和刚度来适应上部结构的要求。

岩土工程与结构工程，你中有我，我中有你，互相搭接，互相重叠的例子不胜枚举。例如桩基础，作为结构的延伸，是结构的一部分，但桩基的承载力和变形则主要取决于岩土，与岩土的关系更为密切。结构工程师应当具备必要的岩土知识，岩土工程师也必须具备必要的结构知识。

3岩土工程的主要特点

岩石的裂隙性和土的孔隙性是岩石和土区别于混凝土、钢材等人工材料的主要特点。

3.1岩石的裂隙性

岩石总是或稀或密、或宽或窄、或长或短地存在着各种各样的裂隙，这是岩石区别于混凝土的主要特点。这些裂隙有的粗糙不平，有的光滑；有的平直，有的弯曲；有的充填，有的不充填；有的产状规则，有的规律性很差。裂隙的成因复杂多样，有岩浆凝固收缩形成的原生节理，有沉积间断形成的层理，有构造应力形成的构造节理，有表生作用形成的卸荷裂隙和风化裂隙，还有变质作用形成的片理、劈理等等，在岩石中构成极为多样非常复杂的裂隙系统。人们将岩石和裂隙视为一个整体称为“岩体”，将裂隙概化为“结构面”。搞清结构面的产状、参数和分布，是岩土工程勘察设计的重点，也是难点。

3.2土的孔隙性

根据土力学解释：土是一种散体结构的材料，存在孔隙。对于饱和土是固、液两相；对于非饱和土，是固、液、气三相。于是产生了有效压力和孔隙压力；孔隙压力又有孔隙水压力和孔隙气压力。在饱和土中，由于孔隙水压力的增长和消散，不同的加荷速率地基承载力不同；是否及时支撑，对软土基坑稳定有不同的表现；渗透系数和地层组合的差别，导致基础沉降速率的差别等等。饱和土中的超静水压力可导致挤土效应，使桩被挤断、挤歪和上浮；地震时的超静水压力导致砂土和粉土液化。非饱和土的孔隙气压力形成基质吸力，基质吸力随着土中含水量的增加而降低，因而是不稳定的。膨胀土和黄土随湿度的增加而强度显著降低，非饱和土基坑雨季容易发生事故，花岗岩残积土边坡暴雨容易发生浅层滑坡，都和基质吸力降低有关。总之，把握好孔隙压力是岩土工程的重要关键。

结语：

虽然岩土工程具有自身的特点，岩土工程计算不精确的原因有地质条件、计算模式、计算参数三方面，尤其是计算参数最难把握。故首先要做好勘察，掌握地质条件；其次是正确选用公式和软件，并充分了解其适用条件和可能的偏差；还要强调信息化施工和动态设计。事先的定量计算一般只是一种估算，只有原型实测最可信。监测不仅是保证安全的重要措施，同时也是最可靠的科学实验。

参考文献：

[1]《岩土工程基本术语标准》（GBT50279-1999）.