巖土工程專業(yè)的特點(diǎn)與發(fā)展前景概述

韋紹忠

摘 要：巖土工程專業(yè)是土木工程的重要分支，文章簡析巖土工程的定義，從其研究范圍、巖石和土的特點(diǎn)、與相關(guān)專業(yè)的關(guān)系及其與工程地質(zhì)、結(jié)構(gòu)工程之間的關(guān)系方面分析巖土工程專業(yè)的特點(diǎn)。簡要分析巖土工程專業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：巖土工程專業(yè)；特點(diǎn)；發(fā)展前景

1 巖土工程專業(yè)的定義

巖土工程專業(yè)雖然成為獨(dú)立的專業(yè)時(shí)間很短，但從人類開始修道路、開挖渠道、建造房屋這些與巖石和土打交道的活動(dòng)都屬于巖土工程。對巖土工程這一術(shù)語不同的專家有不同的表述但內(nèi)涵是相同的，主要包括三個(gè)要點(diǎn)：巖土工程專業(yè)是一門工程技術(shù)；巖土工程專業(yè)是土木工程的重要分支；巖土工程研究的是巖石和土。

現(xiàn)代巖土工程專業(yè)主要的理論基礎(chǔ)是：工程地質(zhì)學(xué)、土力學(xué)、巖體理學(xué)及地基基礎(chǔ)。在實(shí)際操作中的主要技術(shù)手段是運(yùn)用地質(zhì)測繪、勘察、室外原位測試和室內(nèi)測試技術(shù)。巖土工程專業(yè)能夠解決工程建設(shè)實(shí)際工作中與巖土體有關(guān)的工程技術(shù)問題。

2 巖土工程專業(yè)的特點(diǎn)

巖土工程專業(yè)涉及的范圍非常廣，研究的范圍包括巖土作為支承體、作為荷載或自承體、作為材料的操作問題以及巖土工程施工過程不良地質(zhì)作用的防治和環(huán)境問題。巖土作為支撐體主要是指地基，其中主要的問題是承載力和變形需要研究；作為荷載或自承體主要是考慮穩(wěn)定和變形問題；巖土作為材料往往進(jìn)行大面積的工程建設(shè)使用，這就除了要求其穩(wěn)定和變形外，巖土材料的質(zhì)量控制是施工的關(guān)鍵。巖土工程專業(yè)不良地質(zhì)的勘察和防治尤為重要，對工程必須進(jìn)行嚴(yán)格的考察，根據(jù)具體地質(zhì)條件及其演化規(guī)律進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工，防止對工程造成的可能威脅。另外是環(huán)境的合理利用和保護(hù)，人們對環(huán)境的重視度提高，環(huán)境巖土工程也日益受到重視。

巖土工程專業(yè)針對的是巖石和土，巖石和土的特點(diǎn)決定了巖土工程自身的特點(diǎn)。巖石和土的主要特點(diǎn)是巖石的裂隙性和土的孔隙性。巖石中總是存在各樣的裂隙，有的充填，有的不充填，這就造成巖石復(fù)雜多樣的裂隙系統(tǒng)，人們把裂隙概括稱為"結(jié)構(gòu)面"，是巖土工程勘察和設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

首先，土的孔隙性；根據(jù)土的物理性質(zhì)，可以將其分為非飽和土和飽和土。非飽和土是固、液和氣三相；而飽和土僅有固和液兩相。正是由于土的這種物理特點(diǎn)是其可以產(chǎn)生有效壓力和孔隙壓力。其中后者又包括空隙水壓力和空隙氣壓力。在土力學(xué)中的有效應(yīng)力原理成為了區(qū)別于其他材料力學(xué)的重要標(biāo)志。

其次，巖石的裂隙性；在巖石中總是存在著各種樣式的裂隙，這些裂隙的形式也是由多種因素造成的。人們通常將巖石和裂隙看做是一個(gè)整體，并將其稱為巖體，并將裂隙稱之為結(jié)構(gòu)面。一般情況下，結(jié)構(gòu)面是巖體中最薄弱的環(huán)節(jié)。也正是由于這一特點(diǎn)，在巖土工程中，明確搞清結(jié)構(gòu)面的力學(xué)參數(shù)及產(chǎn)狀分布，是巖土工程勘察設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，也是難點(diǎn)。

再次，巖土工程與相鄰專業(yè)的關(guān)系；巖土工程和許多專業(yè)都有著緊密的聯(lián)系，在巖土工程中涉及有工程地質(zhì)、環(huán)境工程等很多專業(yè)信息。下面僅列舉幾個(gè)和巖土工程最為常見的相鄰專業(yè)。一是工程地質(zhì)；工程地質(zhì)是地質(zhì)學(xué)的一個(gè)分支，是研究與工程建設(shè)有關(guān)的地質(zhì)問題的學(xué)科。該學(xué)科的產(chǎn)生是依賴于土木工程的需要，其本質(zhì)可以理解為一門工程技術(shù)。同時(shí)，從事該行業(yè)的一般都是地質(zhì)工程師，研究的重點(diǎn)多是和地質(zhì)現(xiàn)象、地質(zhì)規(guī)律以及地質(zhì)與工程的相互作用有關(guān)。而從事巖土工程的巖工師的研究重點(diǎn)是根據(jù)工程的目標(biāo)和地質(zhì)條件來建造滿足使用要求和安全要求的工程或工程的一部分，解決工程建設(shè)中的巖土技術(shù)問題。雖然兩者之間存在一定的差異，但是在實(shí)際的工作中，兩者確實(shí)緊密聯(lián)系在一起的。尤其在地質(zhì)復(fù)雜地區(qū)，離開了工程地質(zhì)學(xué)，巖土工程寸步難行。二是結(jié)構(gòu)工程；結(jié)構(gòu)工程時(shí)刻聯(lián)系著巖土工程，基本上所有的工程都是建造在地基之上的，地基是否穩(wěn)定直接影響到結(jié)構(gòu)的安全性，地基是否發(fā)生變化也直接影響到結(jié)構(gòu)的功能。因此，在實(shí)際施工中，結(jié)構(gòu)工程更加重視地基的問題和變形。而巖土工程師和結(jié)構(gòu)工程師之間的緊密配合也是至關(guān)重要的，地基、基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)是一個(gè)整體，它們是相互作用，相互影響的。通常，人們會(huì)通過調(diào)整基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)來適應(yīng)地基的變形，反過來，也可通過地基處理提高地基的承載力和剛度來適應(yīng)上部結(jié)構(gòu)的要求。

3 巖土工程專業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展前景

我國的巖土工程專業(yè)仍然存在著復(fù)雜性，巖土參數(shù)的不確定性以及理論方法的不完善性。巖土工程師土木工程的分支，其發(fā)展是以傳統(tǒng)力學(xué)為基礎(chǔ)發(fā)展起來的。然而，我們很快發(fā)現(xiàn)僅僅依靠力學(xué)計(jì)算不能解決很多實(shí)際問題，其原因主要是他對自然條件的依賴性和計(jì)算條件的不確定性。巖土結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有極強(qiáng)的可控性，在材料等選擇方面，以及計(jì)算條件也是十分明確的，因而建立在力學(xué)基礎(chǔ)上的計(jì)算時(shí)可信的。而前者無論材料還是結(jié)構(gòu)，都是自然形成，不能由工程師選定和控制，只能通過現(xiàn)場勘察查明而又不可能完全查明，因而不同程度地存在計(jì)算條件的模糊性和信息的不完全性。雖然，目前我國的巖土計(jì)算方法也已經(jīng)有了長足的改進(jìn)，但是，在很多方面的確定還需要根據(jù)巖土工程師的綜合判斷。

目前，巖土參數(shù)仍然存在著不確定性，而且也有很多種測試方法。往往在針對同一樣品的測試中存在數(shù)據(jù)的離散性，分析其原因，可能包括以下兩點(diǎn)：一是測試結(jié)果和樣品的位置有關(guān)；二是實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生的誤差，包括取樣、樣品制備以及計(jì)算等因素。巖土工程專業(yè)的兩大理論支柱包括地質(zhì)學(xué)和力學(xué)。雖然兩者是互補(bǔ)的關(guān)系，可以在一定程度上彌補(bǔ)巖土理論的不足，但是在巖土理論方法中仍然存在著不完善性、不嚴(yán)密性和不成熟性。

當(dāng)前，社會(huì)對巖土注冊師的執(zhí)業(yè)非常關(guān)注，但是，想要真正實(shí)施巖土注冊師，還應(yīng)該具備兩個(gè)條件：首先，相關(guān)技術(shù)法規(guī)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)相結(jié)合的體制可以正常運(yùn)行，并且在社會(huì)上的誠信觀念也有了質(zhì)的提高；其次，相應(yīng)的配套設(shè)施和體系都已經(jīng)建立。然而，這些是一個(gè)循序漸進(jìn)的過程，需要不斷的摸索和改革。我國的巖土工程專業(yè)也需要和國際進(jìn)行接軌，但是如何合理科學(xué)的進(jìn)行接軌也是急需要解決的問題。我們首先考慮的應(yīng)該是體制的接軌，主要包括巖土工程專業(yè)體制和法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)體制的接軌。而且，還需要考慮到我國的基本國情，對一些體制等進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，以真正適應(yīng)國家發(fā)展的需要，適應(yīng)巖土工程專業(yè)發(fā)展的需要。

雖然，目前我國的巖土工程專業(yè)還存在著這樣或是那樣的問題，但是只要國家相關(guān)部門給予足夠的重視，以及巖土工程技術(shù)研究者和工作者，在平時(shí)的工作中不斷的發(fā)現(xiàn)和解決問題，不斷的研發(fā)新的技術(shù)手段，巖土工程的各個(gè)方面會(huì)逐漸的完善起來。

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