岩土工程论文篇1

二、岩土水理性质当岩土和地下水之间发生相互作用

是一些性质会得以显现，这边是岩土水理性质。在工程地质性质中，除了岩土的物理性质以外，便是岩土水理性质最为重要了。这一性质在多方面都有所影响，一方面是对岩土的强度和变形有一定作用，另一方面，建筑的稳定性受到极大影响。在以往的勘察经验中，大部分的精力都被投入到物理力学性质的测试方面，相对于水理性质关注很少，因此之前的对于岩土工程地质性质的相关评价并不完善。由于在岩土的水理性质中，岩土和水是主要的相互作用力，所以这里对地下水的赋存形式及其对岩土水理性质和几个较为重要的水理性质（包括其测试方式）做一下简要介绍。首先是地下水的赋存形式方面，依照其在岩土中的分布，可以直接划分为结合水、毛细管水和重力水。再者在主要的水理性质方面（包括测试方法），简要来说可以分为五种，软化性、透水性、崩解性、给水性以及胀缩性。软化性，岩土经过水的浸湿，力学强度相对降低的特性，以此可以对岩石的耐风化和耐水浸能力做出合理的判断，这类特性普遍存在于粘性土层、泥岩、页岩和泥质砂岩中；透水性，在重力作用下，水可以透过岩土流出，而在判断透水性的强弱时，可以依据岩土的颗粒粗细以及均匀程度来进行识别，一般来说，颗粒较细、分布不均的最容易发生这一性质的作用，反则相反；崩解性，当岩土被水浸湿后，一些土粒间的连接能力降低，便容易发生解体；给水性，在重力作用下，过于饱和的岩土中的水便会经由孔隙、裂隙中自由流出，通常以给水度进行标示，而一般在对给水度进行测定时需要在实验室中进行；胀缩性，一般来说，岩土经过吸水作用后会促使体积的不但扩大，反之则体积减小，所以岩土在胀缩性能方面发生的变化主要是由于水膜对水的吸收程度来决定的。

三、地下水引起的岩土工程危害

在岩土工程中，较为主要的危害是地下水的作用，在升降变化的水位以及动水压力的影响下所造成的。

1.岩土工程受到地下水升降影响后产生的危害对于地下水位方面的变化，引起的因素可能是多方面的，有自然原因以及人为原因，不论缘由为何，结果必须引起重视，因为在地下水位达到一定的标准时，就会对岩土工程造成不同程度的危害。在引起方式方面，主要有以下三种。第一种，水位上升引起岩土工程危害。促使水位上升的因素是有很多，不过最为主要的是地质方面的影响（含水层结构、总体岩性产状）。除此之外，水文因素、气温因素以及人为因素都会对其造成影响，甚至很多时候多种因素结合造成影响。潜水位上升会对地质造成不少影响，比如土壤沼泽化、盐渍化，斜坡、河岸等岩土体岩产生滑移、崩塌，粉细砂及粉土饱和液化而出现流砂、管涌，以及地下洞室充水等所造成的建筑失衡。第二种，水位下降引起的岩土工程危害。在这一状况中，大多是由于人为因素所造成的，比如大量抽取对地下水以及大量开采矿物资源，一些地方还利用下游地下水补给大坝，都会造成严重的水位下降。由此，会出现地质灾害（地裂、地面沉降、地面塌陷）和环境问题（地下水源枯竭、水质恶化），使得建筑遭受很大安全威胁。第三种，地下水频繁升降所造成的危害。地下水升降会使得岩土本身不断膨胀收缩，从而导致变形，如果升降水位的现象发生的过于频繁，则会促使地裂的发生，最容易受到影响的便是轻型建筑物。

2.岩土工程在地下水动压力影响下产生的危害通常来说，地下水纯天然状态存在时，相应的动水压力会比较微弱，对安全没有什么影响，但是加之人为的工程作用，纯天然的自然环境遭到破坏，这一情况下回使得岩土工程发生较为危险的事故，对安全造成威胁。

岩土工程论文篇2

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

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。

岩土工程论文篇3

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

岩土工程论文篇4

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

岩土工程论文篇5

2地下水问题对岩土工程的危害性分析

(1)地下水动压力作用对岩土工程的危害性分析。地下水在自然状态下的动水压力作用非常小，并不会对岩土工程造成危害。但是，由于人为工程活动的影响，打破了地下水天然动力的平衡状态，当地下水在移动的过程中，地下水动水压力作用明显增大，在动水压力作用下会给岩土工程造成一定的危害，例如基坑突涌、管涌、流砂等问题，应该采取相应的措施进行处理，以此防止地下水动压力作用对岩土工程造成的危害;(2)地下水位升降变化对岩土工程的危害性分析。地下水位可能由于人为因素或者天然因素发生变化，但是不论是什么原因，都会导致地下水位发生一定的变化，这样会给岩土工程造成一定的危害，地下水位升降对岩土工程造成的危害主要包括以下三个方面:(3)地下水位频繁升降对岩土工程的危害性分析。地下水的频繁升降，会导致膨胀性岩土出现不均匀的变形，并且随着地下水升降频率的增加，不仅仅会导致岩土的膨胀收缩幅度不断的增大，还会导致岩土的膨胀收缩变形更加频繁，进而导致发生地裂，给岩土工程的安全和使用造成严重的危害。地下水升降变动带中由于地下水的积极交替，会导致土层当中的胶结物流失，当土层失去过多的胶结物，将会导致土层出现土质变疏松、承载力降低、压缩模量降低、含水量空隙比变大等，给岩土工程的基础施工造成很大的影响;(4)地下水位降低对岩土工程的危害性分析。地下水位下降通常是人为因素造成的，例如在修建水库截夺下游地下水的补给、采矿活动中的矿床疏干、集中抽取大量地下水等。当地下水位下降程度过大时，将会导致出现地面塌陷、地面沉降、地裂等地质灾害，并且还会导致出现水质恶化、地下水源枯竭等问题，这对岩土工程的安全性和稳定性，以及人类的居住环境等都造成很大的危害;(5)地下水位升高对岩土工程的危害性分析。地下水位上升的原因非常多，例如人为因素如施工、灌溉等，水文气象因素如气温、降水量等，其主要原因是受到地质因素的影响，例如总体岩性产状、含水层结构等。地下水位上升对岩土工程造成的危害主要包括以下几个方面:其一，地下洞室被地下水淹没，导致岩土工程基础上浮，影响岩土工程建筑的稳定性;其二，导致粉土以及粉细砂出现液化，引起管涌、流砂等问题;其三，地下水位上升会破坏一些特殊岩土体的结构，导致岩土体的强度降低，影响岩土工程的质量;其四，导致河岸、斜坡等岩土体岩发生崩塌、滑移等问题，严重的危害岩土工程的安全;其五，土壤发生盐渍化、沼泽化，地下水对岩土工程的腐蚀性增强。

岩土工程论文篇6

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].

岩土工程论文篇7

勘察、设计与施工一体化模式促使勘察设计施工人员在工作时不得不考虑到其他两个环节，从而主动应用新技术，以提高工程的建设效率。例如，设计人员考虑到施工就会主动对设计技术进行创新，提高设计方案的可行性，减少设计变更。

1.2便于工程造价管理，提高工程经济效益

由于工程勘察、设计、施工由同一工程建设承包商负责，因此，工程投资方在投资时只需要与工程承包商共同协调，从而减少了沟通错误，确保了资金的正确使用。一家承包商同时负责工程的勘察设计与施工，可以将各种资源有效地结合起来，提高资源利用效率，而且承包商在建设过程中还可以及时的对工程设计施工进行优化，从而减少工程设计变更，节约了工程成本，提高工程经济效益。

1.3承包商、业主双方责任容易确定，减少纠纷

一体化的岩土工程建设模式能够简化招标过程，由于整个过程建设过程中只有承包商与业主两方责任人，因此一体化的建设模式中合同双方的责任容易确定，合同纠纷较少。

2实现一体化建设模式的必要性以及重难点

2.1一体化建设模式的必要性

1）岩土工程勘察行业的发展推动岩土工程建设向着一体化方向发展。

岩土工程勘察是岩土工程施工的重要环节，为工程设计施工提供了丰富的参考资料。目前，一些岩土工程勘察部门在提供勘察资料的同时还对岩土工程设计施工给出参考意见，这无疑会促进岩土工程建设一体化的发展。

2）一体化模式是由岩土工程现状所决定的。

虽然我国岩土工程经过长时间的发展已经形成了较为完善的流程模式与技术工艺，但是，岩土工程仍然处在发展阶段，许多勘察设计施工方法仍是半理论半实践的形式。此时如果勘察设计施工分别由不同的企业负责，那么就可能造成各环节的脱节，不利于岩土工程的健康发展。

3）一体化模式是由其优点所决定的。

与传统的岩土工程模式相比，一体化建设模式可以有效的缩短工程工期，提高建设资源的利用效率，降低建设成本，确保工程建设经济效益，实现勘察、设计、施工的完整统一，因此，岩土工程实行一体化建设模式便成为必然。

2.2岩土工程一体化建设模式实行的重难点

岩土工程实行一体化建设模式可以说是一种必然的趋势，但是现阶段推行一体化的建设模式仍然存在一些难点。

1）相关制度以及法规体系不完善。

目前，岩土工程市场实行的法律法规主要是针对传统岩土工程施工而制定的，并没有一种专门针对一体化建设模式的法律法规。法律法规的缺乏导致对岩土工程一体化建设管理体制的不健全，用传统建设模式的管理方法去管理一体化建设模式会导致很多问题的出现，从而影响了岩土工程的正常施工，进而阻碍了岩土工程建设市场的发展。

2）思想观念还没有完全转变。

传统的岩土工程建设模式在我国实行了30多年，从业人员头脑中形成了思维定式。由于从业人员很难摆脱固有思维模式的束缚，因而影响了岩土工程一体化模式的推广实行。另外，实行岩土工程一体化建设模式势必会造成具备勘察、设计、施工能力的承包企业的崛起，从而淘汰只能单独进行勘察、设计或者施工的企业。因此，这种一体化建设模式将会极大地触动不具备综合能力的企业的利益，这些企业会阻碍岩土工程一体化建设模式的推广实行。

3）目前具备实行一体化建设模式能力的企业不多。

岩土工程的一体化建设要求工程承包商可以独立完成勘察、设计、施工等多种工作，对承包商的技术、管理水平等要求较高。由于一体化模式的提出还没有多长时间，因此建设行业中能够同时进行勘察、设计以及施工作业的企业不多，这进一步阻碍了一体化建设模式的推广应用。

4）一体化建设施工模式的质量保障较差。

与传统的岩土工程建设模式相比，一体化建设模式的质量保障较差，这是因为：传统建设模式中不同承包企业分别负责勘察、设计以及施工等环节，因此不同企业为避免因本企业负责环节失误而导致的质量问题会高度重视对工作质量的控制，并且不同的承包企业负责人之间还会起到相互监督制衡的作用，这进一步保证了工程质量。然而，将勘察、设计、施工等工作承包给同一企业，会导致企业负责工作变多，企业有时出于经济效益的考虑不得不在成本与质量之间进行权衡，只能保证满足工程最低标准。因此导致一体化建设模式的质量保障较差。

3岩土工程一体化建设模式的实行

岩土工程一体化建设模式是指承包企业利用自身强大的工程勘察、设计以及施工技术实力，对所要建设的岩土工程项目进行勘察、设计、施工等一系列工作，从而满足工程项目的质量、进度以及经济效益要求的综合建设模式。该模式涉及的技术繁复，环节众多，且组织机构体系十分复杂，因此，需要采取一定的措施来推广实行岩土工程一体化建设模式。

1）加快法律法规制定，建立完善的一体化建设模式管理体制。

相关部门要努力完善岩土工程招标、施工、设计等方面的法律法规，通过立法对勘察、设计、施工一体化承包进行有效管理，同时制定一体化承包的具体实施细则以及标准体系，规范我国岩土工程建设市场，推动一体化建设模式的普及应用。另外，岩土工程市场要建立完善的一体化模式管理机制，用制度对一体化建设中的承包商以及业主的行为进行规范，明确两者之间的责任义务，从而实现一体化建设高效管理。

2）转变传统观念，明确一体化模式的市场定位。

相关部门要加强岩土工程行业内部的一体化模式宣传，努力转变从业人员头脑中的落后观念，从而促使行业内各企业主动采用一体化建设模式。另外，还要明确一体化建设模式在其市场中的定位，要将一体化建设模式当作一项服务业务，从勘察设计企业开始，在建设工程的每一个环节，都要像客户提供优质的附加服务，从而逐渐形成一个完整的勘察、设计、施工一体化承包企业。

3）承包企业要完善企业内部的组织结构体系，确保岩土工程一体化建设施工的顺利开展。

承包企业要建立一套高效的组织管理模式，将企业内部资源集中到岩土工程一体化施工中，在企业内部设立专门的项目部以负责整个工程的勘察、设计、施工等工作。项目部要由公司决策层直接领导，以保证工程项目建设管理的效率，同时公司人力、财力等资源要向项目部倾斜，做到对项目部的资源优化配置。另外，企业还要招聘专业技术人才负责勘察、设计、施工等各个建设环节。同时招募培养复合型的管理人才，要求管理人员对工程勘察、设计、施工有所了解，以保证管理工作的顺利进行，从而促进企业的健康发展。

岩土工程论文篇8

2对存在岩土工程问题的分析

2．1粗粒料的工程特性工程填筑材料采用挖方区粉质粘土与强、中风化泥岩组成的粗粒料，其工程特性决定了存在如下岩土工程问题:1)粗粒料的级配。由于粗细颗粒的不均一性，在填筑体粗粒料中，泥岩、砂岩的大颗粒作骨架时，细料粉质粘土充填孔隙，充填愈好，土体密度愈大，其抗剪强度愈高，沉陷变形愈小;反之，则沉陷变形大，不利于岩土体工程的稳定性。泥岩作为填料时，破碎粒径指标、填充粉质粘土的粘度特征、粘粒含量、粗细粒的比例关系等对高填方工程至关重要，应进行重点研究。2)泥岩的遇水软化和崩解。该工程粗粒料主要由泥岩组成，泥岩在一定的应力状态下浸水后，由于颗粒间被水以及颗粒矿物浸水软化，颗粒发生相互滑移、破碎和重新排列，导致岩体软化;当水贯入泥岩的孔隙、裂隙中时，细小岩粒的吸附水膜便会增厚，部分胶结物会被软化或溶解，从而引起岩石颗粒的崩裂解体，产生岩土体变形失稳，使得控制地表沉降以及高填方边坡稳定性显得异常困难，因此研究泥岩遇水软化和崩解性对本工程的建设尤为重要。3)粗粒料的蠕变特性。粗粒料大多采用人工爆破等方法开采出来，往往存在很多微裂隙，加之棱角尖锐、填筑高，在高围压条件下产生蠕变，岩土体会沿着破裂面破碎，宏观上表现为开裂、折断或整块断裂等形式的颗粒破碎，从而引起高填方沉降变形以及边坡失稳等一系列岩土工程问题。4)粗粒料的强渗透性。粗粒料具有强渗透性，降水能较快的入渗填筑体，这在一定程度上加快了高填方破坏失稳的进程。因此应研究粗粒料的渗透特性，为坡面、道面的防水和排水设计方案提供依据。5)粗粒料的施工工艺。如何控制粗粒料填筑施工质量，如何确定其施工参数及采用哪种方法和控制指标对填筑体质量进行检测也是该工程存在的一个重要问题。

2．2高填方变形沉降变形是高填方工程中普遍存在，又没得到很好解决的问题，由于拟建机场工程填方高(预计最高达45m)、荷载大且填料具备颗粒破碎性、剪胀性、遇水软化崩解、蠕变、强渗水性等诸多工程特性，地面沉降控制难度极大。如何去监测，如何埋传感器，在哪些位置埋设能够有效的监测，采取哪些措施既能经济有效、又能降低总沉降量和工后沉降量，是本机场工程建设的另一核心技术难题。

2．3高边坡的稳定性高填挖边坡稳定性是一个必须重视的问题，包括挖方区、填方区两部分。对于挖方边坡，由于场地地形复杂，自然坡度陡，高差大，开挖卸荷对边坡稳定性影响较大，加之岩土体强风化、胶结程度低、节理裂隙发育等特性，一旦降水沿裂隙入渗，极易导致边坡滑动破坏，因此，需对其进行研究。对于填方边坡，由于本身填筑高，同时粗粒料具有颗粒不均一性、泥岩遇水软化、蠕变、强渗透性等工程特性，在外界诱发因素(降水、地震、施工振动等)的作用下，极可能引发失稳等岩土工程问题;因此，需要进行深入研究，采用不同的稳定性分析方法，探索粗粒料工程特性对边坡稳定性的影响程度，确定合理的填筑体边坡坡比。同时，拟建场区位于地震高发区，抗震设防烈度为8度，考虑到该工程的重要性需提高1度设防，即按9度考虑。因此，需高度重视地震工况下边坡的稳定性。

2．4填挖交界面的处治受地形地貌的限制，该机场建设中存在多处填挖方交界面，不可避免的面临填挖交界的处治问题。从总体上看，填挖交界处具有材料或结构的不一致性，在纵向上刚度出现差异，加之原地层是倾斜的，一旦工程处治不当，极易产生不均匀沉降、填挖交界处发生偏移，甚至滑动破坏，对于填挖交界的有效处治问题是该机场建设中亟待解决的又一个难题。

3岩土工程问题的解决方案

3．1解决方案由于该项目场地岩土工程条件的复杂性，仅靠室内试验参数进行数值计算及分析是不能满足要求的，通过现场试验与室内研究相结合的方案，结合实际工程，采用室内试验、现场试验、原位监测、理论分析与数值模拟相结合的手段，对该机场工程存在的岩土工程问题进行综合研究，是解决问题的最佳途径。

3．2试验研究的技术路线该处理方案的技术路线概括为:首先开展文献调研，收集资料，对研究现状、类似实例进行调查分析，寻求突破点进行初步研究;其次对粗粒料高填方工程技术方案进行初步论证，确定粗粒料高填方工程试验研究方案;再次进行粗粒料的工程特性试验及高填方稳定性理论分析，根据分析展开现场试验段研究，包括现场的模型试验、检测及监测等;并在此基础上探讨粗粒料工程特性的分析方法与处理对策，提出与粗粒料工程特性相适应的高填方问题的处理对策，通过高填方变形监测，对地基的稳定性做出准确评价，同时提出控制高填方沉降变形的工程措施，预测高填方的工后剩余沉降量，对研究结果进行初步总结，得出初步结论，进行粗粒料加筋处理与土方设计，待土方工程结束后对全场重要部位进行变形监测，并对试验段的监测数据进行处理分析，同理论分析及数值计算进行比较，验证所提出的分析方法与工程处理对策方法，必要时予以修正;最后编写试验研究总结报告。总技术路线如图1所示。

岩土工程论文篇9

岩土材料是天然的地质历史的产物，它一般是碎散的、不连续或部分连续的介质。材料性质十分复杂；具有极大的时空变异性。在岩土工程中，其地基或者岩土环境几乎不可能完全探知；边界条件和操作过程也有很大的影响。因而岩土工程问题具有很强的不确定性。这种不确定性包括互补率的破缺，即非此非彼的情况，是属于模糊判断的课题。另一方面是因果率的破缺，亦即因果关系的不确定性，一因多果。是属于概率、数理统计和混沌学的范畴。所以对于这样一个复杂的对象和众多的影响因素，准确的定量的预测和预算是相当困难的。依靠纯理论和技术技巧预测往往不成功，而经验的判断是不可缺少的。 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（Discontinuous Deformation Analysis）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

岩土工程论文篇10

一、关于水文地质与岩土工程

想要充分体现水文地质问题的重要性，就要对水文地质有着全面的了解和掌握，水文地质是与岩土工程存在一定的区别，但两者之间又是相互影响的关系。一般来说，水文地质问题主要是指地下水在经过不断活动中所产生的变化状态，是一门专门研究自然界地下水的学科知识，它可以对地下水的分布情况及运动规律进行研究，并通过采样试验，确定地下水的性质和化学含量。这样才能对地下水资源进行科学合理的使用，进一步提高子地下水的利用率。其次，水文地址问题包含很多方面的内容，而地下水通常都是岩土缝隙中的水，从一定程度来看，一旦进行不合理的地下水灌溉工程，就会很容易发生次生盐碱化的现象，不仅会对周围河流造成严重的污染，甚至还会引发地面塌陷，最终导致建筑物地基的安稳性受到极大的威胁。

岩土工程是在工程建设中有关岩石或土的利用、整治或改造的科学技术，土木工程中涉及岩石、土、地下水的部分称岩土工程。按照工程建设阶段划分，工作内容可以分为岩土工程勘察、岩土工程设计、岩土工程治理、岩土工程监测、岩土工程检测。主要研究方向为城市地下空间与地下工程，即以城市地下空间为主体，研究地下空间开发利用过程中的各种环境岩土工程问题，地下空间资源的合理利用策略，以及各类地下结构的设计、计算方法和地下工程的施工技术，如浅埋暗挖、后构法、冻结法、降水排水法、沉管法、TBM法等及其优化措施等。边坡与基坑工程，即重点研究基坑开挖，包括基坑降水对邻近既有建筑和环境的影响，基坑支护结构的设计计算理论和方法，基坑支护结构的优化设计和可靠度分析技术，边坡稳定分析理论以及新型支护技术的开发应用等。

二、水文地质在岩土工程勘察中的重要性

水文地质是岩土勘察中比较容易被忽视的问题，很容易导致岩土地质灾害的发生，而为了工程能够继续进行，岩土工程勘察又是必不可少的部分，一环扣一环的直接表明水文地质对工程能否顺利进行有着至关重要的作用。比如说水文地质中的地下水对建筑物的影响，其酸碱强度直接影响到建筑物的耐久性和稳定性，地下水作为正常水位以下的岩土体的组成部分，对岩土体的工程特性有着最直接影响，最直观的来说它是建筑的最直接接触的环境。所以迄今为止，水文地质问题在岩土工程勘察中一直是非常重要以及必须要解决的工程环境问题。如果不重视或者直接忽略水文地质所带来的岩土工程勘察问题，对整个建筑物基础建设的工程将有着破坏性的影响，特别是在水文地质条件颇为复杂区域，岩土性质问题未得到完全了解的情况下进行工程施工，会导致严重的岩土工程灾害甚至是会引发自然灾害。因此，在岩土工程勘察的过程中，必须彻底查明相关工程的水文地质条件，一方面降低了资源浪费和财力损失，另一方面也在很大程度上降低了由水文地质问题所带来的岩土工程灾害和自然问题。

三、岩土工程勘察中水文地质的应用

1、自然地理条件的勘察

岩土工程的勘察工作为岩土工程、建筑工程的施工，提供了良好的岩土数据，进行水文地质的勘察，可以为岩土工程和建筑工程的安全施工，提供可靠的水文勘察依据。所以需要在岩土工程勘察中，应用水文地质勘察。水文地质勘察中包含很多内容，自然地理条件的勘察是其中的组成部分，自然地理条件的勘察需要包含的内容有地下水文特征、地形地貌。水文特征主要是指工程建设地区的气候，湿度、热量等，而地形地貌则是工程施工场所周围的水系、平原等的特征，地形是否开阔、地貌是否受到了侵蚀等。

2、地质条件的勘察

在岩土工程、建筑工程的施工中，地质条件非常重要，其影响工程地基施工建设的质量，还影响着地面上建筑结构的安全性、耐久性等，所以需要对地质条件进行勘测。岩土工程勘测中水文地质的地质条件勘察，主要是对工程建设所在区域的地质构造特征、基底构造、地层岩性、构造运动等进行勘测，为岩土工程的施工提供地质勘测数据支持。

3、地下水位勘察

在岩土工程、建筑工程等施工中，地下水位对地基施工、地上建筑物的安全性均会产生影响，地下水位的变化，会造成建筑物、地基出现下沉、变形等，所以在施工前，对地下水位进行勘测，有重要的意义。地下水位的勘测需要对近3～5年的最高水位、最低水位、水位变化等进行勘测。同时还要对地下水的排泄条件、地表水与地下水的补排水关系等，对地下水位产生的影响进行勘测分析。因为地下水位对岩土工程会产生较大的影响，所以在岩土工程勘察中，地下水位的勘察工作是重点内容。

4、隔水层、含水层的勘察

在岩土工程勘测中水文地质的勘察包含了很多的内容，除了以上这些需要勘察之外，隔水层、含水层的情况也需要进行勘察。隔水层和含水层的地下水类型、地下水流向、水位、变化幅度等，都需要进行勘察，其中主要对含水层的厚度、深度、分布进行勘察，还可以通过现场地层渗透系数等水文地质参数，对岩土工程的地下隔水层、含水层进行勘察，进而判断水文地质对建筑材料产生的腐蚀程度进行判断。水文地质在岩土工程施工中发挥着重要的作用，准确地勘察出地下水文地质，可以为岩土工程的施工提供一个有效的水文地质参数依据，还可以保证岩土工程、建筑工程施工的安全性和稳定性，所以在岩土工程勘察中，水文地质的应用在提高岩土工程勘察质量中，有重要的意义。

结语

在岩土工程勘察中必须要重视水文地质问题，地球地壳运动形成山河湖海，形态千变万化，我们要不断地去观察、发现、解决地质上的各种难题，只有不断探索和了解它的特点，提升岩土工程技术水平，才能避免岩土工程勘察中出现危险情况。

参考文献：

[1]吴学林. 岩土工程勘察中水文地质问题分析[J]. 广东科技，2014，（20）：144+116.

岩土工程论文篇11

（1）岩土工程安全事故的发生具有偶然性及必然性。    

岩土工程安全事故事故是一种意外现象，是由人为原因、物和环境的原因、技术原因、管理原因致使生产过程意外中断并造成危害的随机性事件，因此具有偶然性。但是，海恩法则}3]指出:每一起严重事故的背后，必然有29次轻微事故和300起未遂先兆以及1000起事故隐患。海恩法则告诉我们，事故案件的发生看似偶然，其实是各种因素积累到一定程度的必然结果。也正如墨菲定律描述的一样:如果事情有可能变坏，不管这种可能性多么小，它迟早都会发生。土木工程建设过程中，除了极少数不可预防的事故外(如深地下矿山隧道工程中，由于目前地质勘察的认知水平和技术手段的局限性导致），其他的事故发生都有着必然的条件，即多种不安全因素。   

 （2）安全事故的发生具有规律性。    

单一事故发生的时间、地点、事故原因和事故后果的严重性等都是不确定的，这说明事故的预防具有一定的难度。但是，事故这种随机性在一定范畴内也遵循统计规律。对21世纪以来发生的140起典型土木工程事故进行统计，结果表明，大型岩土工程建设的安全事故类型、事故发生部位、事故发生时间等都具有一定的规律性。    

①浅层土质地下工程的主要事故类型是:塌方、涌水涌砂、大变形、以及由此引起的周边建构物破坏;深部岩石地下工程的主要事故类型是:塌方/大变形、突涌水、岩爆、瓦斯。   

②明挖地下工程的事故发生部位以支撑和围护结构居多。矿山地下工程事故发生部位以掌子面、拱顶、进洞口居多。盾构//TBM法主要是盾构机机械事故。房屋建筑工程以脚手架、机械为事故主要发生部位。桥梁工程以支架为事故发生的主要部位。    

③不同类型的土木工程在7月份均有一个事故高发期，这与我国大部分城市降雨季节重合，表明天气是事故的一个重要诱发因素。对于地下工程、桥梁工程等施工周期较长的项目，11-12月份冬季施工也是事故高发的一个季节，表明春节前容易为完成年度任务赶工期，导致事故发生。对于房屋建筑工程，冬季施工的项目不多，因此，事故数量也相对较少。    

（3）事故发生具有预兆性。    

海恩安全法则告诉我们另外一个规律，任何事故发生前，有大量的未遂先兆和事故隐患。土木工程建设事故也是如此。如:杭州地铁湘湖站事故发生前，测得地面最大沉降已达316 mm，测斜管最大位移已达65 mm;上海轨道交通4号线事发前，测得旁通道处水压力为2.3kg/（mz，与该层承压水水压接近;广州市海珠广场基坑发生滑坡前，坡顶就已出现开裂;珠海市拱北祖国广场发生特大基坑坍塌前，就出现基坑边工地职工宿舍倾斜，钢支撑爆裂、扭曲等现象;宜万铁路马鹿管隧道特大突水事故前，工人听到掌子面有掉块、坍方响声，并伴随少量流水;广东省韶关市坪乳公路白桥坑大桥因施工支架失稳突然坍塌前，曾多次出现模板和钢筋翘起等事故预兆。1969年瑟利提出一个事故模型，把事故的发生过程分为危险出现和危险释放两个阶段。因此，可结合土木工程施工特点，通过仪器、经验和观察及时捕捉种种异常或不正常现象，采取应对措施进行预防，将事故或灾害消除在未发生前或将损失降减到最低限度。研究事故与灾害预兆的现象和应用，是防止和减少事故或灾害发生的有效途径之一，应该引起普遍重视。    

（4）技术原因对地下工程建设安全影响大。    

由于目前许多工程自身结构和周围环境、以及工程地质水文地质条件等都非常复杂，现有的一些建设规范和标准已不能完全满足工程建设的要求。尤其是在地下工程方面，常出现对工程地质情况认识不足、设计计算和施工参数选取不够合理等，如岩爆、突水等安全事故，实际上，大部分也是由于目前有关技术不成熟、尚不能较好地解决，从而导致事故发生。  

（5）需采用动态风险管理的手段实施安全管理。    

岩土工程论文篇12

钱七虎院士在中国地下工程安全风险管理进展、挑战及对策中指出隧道工程建设信息化技术的发展方向，包括开展基于大数据技术的TBM/盾构施工的分析与控制研究，以及数字隧道向智慧隧道的发展，提出智慧隧道“智”体现四个方面:透彻感知、全面互联、深度整合、智能服务。    

岩土工程施工工序复杂、工种繁多，施工事故不仅与设计、操控有关，还与地层、地下水、环境等因素相联系，造成很多事故机理难以完全摸清，且在风险评估过程中，由于人类本身经验的相对缺乏、风险评估的时间不充裕，或者风险管理实施者主观的不确定性等原因，可能造成风险因素识别不全面、风险评估可参考性不强、风险对策不合理等后果，从而使得风险管理达不到其原定的目标，甚至失效。为了充分、有效地利用人类以前的风险评估经验，吸取以往的事故教训，神经网络、（BR（ （ase-Based  Reasoning，案例推理）、RBR（ Rule-Based Reasoning，规则推理）等智能化分析工具应用于岩土工程施工安全评估能够很好地解决风险评估过程中时间、经验不足的问题。    

华中科技大学的刘博基于案例((（BR）和基于规则((RBR）混合模式设计地铁施工安全事故案例库的结构化模型，其搜集了国内外(国内为主）71个地铁工程施工安全事故案例，分析典型案例的表示形式、内容特征及统计规律，并通过对特征的相似性、案例库的有效性和可操作性分析，论证历史案例重用的可行性。叶婷婷等将案例推理的原则应用到构建集成情境的地铁施工安全动态辨识知识库中，运用案例推理和专家识别的方法构建知识库的主要运转方式，分别运用案例推理、专家识别实现知识库自动识别器、人机识别器的运转，并通过双方相互融合、相互促进实现知识库运转。李兴高针对泥饼等盾构掘进中典型事故，基于典型事故掘进参数数据，利用BP神经网络实现故障识别和分析，对于泥饼故障，文献选用了扭矩、推力、推进速度、闸门压力、出土温度作为神经网络的输入指标，以事故发生与否作为输出指标。    

林鹏研发了一种在混凝土坝区为工人提供安全保护和各种服务的实时隧道定位系统，基于该系统，实现在线、实时跟踪、智能识别功能，还具有工人紧急呼叫、跟踪历史和位置查询等功能，现场应用表明，该算法可靠、准确(3-5米精度），可提供实时定位服务。