巖土工程技術(shù)及其未來發(fā)展簡述

摘 要：巖土工程指有關(guān)巖石或土的利用、整治或改造方面的科學(xué)技術(shù)，以土體以及巖體為主要的研究對象，是一門綜合性的應(yīng)用類科學(xué)與技術(shù)。本文對巖土工程的技術(shù)發(fā)展進(jìn)行了分析和討論，分別對其類別：巖土地基工程、巖土邊坡工程、巖土支護(hù)工程和巖土洞室工程以及巖土環(huán)境工程進(jìn)行了分析探討，做出簡要的概述。對巖土工程未來需要面臨的主要挑戰(zhàn)和需要注意的發(fā)展問題給出了建議，巖土工程對城市的現(xiàn)代化建設(shè)以及社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到了關(guān)鍵的作用，本文最后對巖土工程的未來發(fā)展做出了美好展望。

關(guān)鍵詞：巖土工程；技術(shù)類別；挑戰(zhàn)與機(jī)遇

1.引言

巖土工程是指在社會工程建設(shè)當(dāng)中，一切有關(guān)巖石或者土的利用、整治或改造方面的科學(xué)技術(shù)，借此技術(shù)來解決與巖體與土體工程相關(guān)的問題，包括邊坡和地下工程，地基與基礎(chǔ)相關(guān)的等等一系列的問題，都是巖土工程科學(xué)與技術(shù)的研究對象。巖土工程是土木工程專業(yè)的一個重要分支，它的研究對象是土體以及巖體，是一門綜合性的科學(xué)與技術(shù)。巖土工程的作用是利用勘測的手段對場地的穩(wěn)定性以及建構(gòu)筑物的適當(dāng)性，以及周邊環(huán)境的演化性進(jìn)行服務(wù)和評價，同時還能夠進(jìn)行論證和檢驗(yàn)。巖土工程的勘測結(jié)果能夠?yàn)槲覀兲峁┰O(shè)計(jì)施工的基本資料的可靠性程度并給予一些科學(xué)合理的原則性建議。

巖土工程的設(shè)計(jì)具有十分明顯的自然條件依賴性。巖土工程的施工需要考慮到施工的條件，一般來說，巖土工程的施工工程條件比較差，施工的工期比較長，并且工程費(fèi)用也很高，巖土工程的施工風(fēng)險大，施工臨時條件變化多，并且一旦開始施工，計(jì)劃難以更改。因此，在巖土工程的設(shè)計(jì)當(dāng)中，需要重點(diǎn)參考設(shè)計(jì)的意圖，要慎重組織人力和物力，要科學(xué)安排資金，盡量做到質(zhì)量高、效率高、施工安全以及環(huán)境保護(hù)性強(qiáng)等原則。巖土工程的管理機(jī)制要在技術(shù)決策系統(tǒng)與指揮服務(wù)系統(tǒng)之間建立起靈活和有序并且有效協(xié)調(diào)的激勵機(jī)制以及運(yùn)行管理機(jī)制。在巖土工程的設(shè)計(jì)進(jìn)行當(dāng)中，要重視其工程的計(jì)劃性、準(zhǔn)確性以及及時性和系統(tǒng)性，同時還要考慮到工程建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性和效益性。既能夠立足于巖土工程的工程對象，又能夠放眼于理論的發(fā)展和經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)。

2.巖土工程技術(shù)及工程問題概述

巖土工程按照其工程的類型可以分為以下幾類：巖土地基工程、巖土邊坡工程以及巖土支護(hù)工程和巖土洞室工程以及巖土環(huán)境工程。下面對這幾種類別分別進(jìn)行簡述。巖土地基工程是將地基和基礎(chǔ)以及其上部結(jié)構(gòu)看做是一個共同作用的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，根據(jù)其變形的穩(wěn)定性，以及其強(qiáng)度的穩(wěn)定性和滲透的穩(wěn)定性等等多種要求，對地基的土質(zhì)類型例如黃土、軟土、凍土、膨脹土、以及海洋土、填土等等，同時對地基所在的區(qū)域，例如泥石流區(qū)域、巖溶區(qū)域、地震區(qū)域以及采空區(qū)域等等的實(shí)際特殊情況進(jìn)行研究分析，從地基體系的方方面面的增穩(wěn)措施當(dāng)中進(jìn)行篩選，來選擇出最安全、最先進(jìn)并且最為經(jīng)濟(jì)的一種組合工程方案。巖土邊坡工程是針對于工程邊坡如填方以及挖方、天然邊坡等等的穩(wěn)定特性進(jìn)行研究分析，對力、水以及土三大影響因素進(jìn)行分析，將工程經(jīng)驗(yàn)以及工程措施和力學(xué)理論分析相互有機(jī)結(jié)合，從而能夠判定并且保證邊坡工程在工期以內(nèi)以及在運(yùn)行期間等多種情況下的穩(wěn)定性和安全性。巖土洞室工程主要應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)考慮襯護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)以及成洞的施工技術(shù)設(shè)計(jì)，這兩種技術(shù)需要進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合。巖土支護(hù)工程在這些工程當(dāng)中比較引人注目，得益于其建筑工程當(dāng)中的發(fā)展方向逐漸走向重、大、深的前景。該工程能夠?qū)?、板、墻、撐這一類的傳統(tǒng)技術(shù)和新興的錨、網(wǎng)、噴、襯，與巖土技術(shù)當(dāng)中的固化技術(shù)和水科學(xué)工程當(dāng)中的引排工程相互結(jié)合。襯護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)關(guān)鍵在于用荷載結(jié)構(gòu)法時正確考慮山巖的壓力問題，這個因素會受到地質(zhì)條件以及工程施工因素的影響，其支護(hù)的時間能夠?qū)λ蓜訅毫妥冃螇毫Φ拇笮∑鸬街苯拥挠绊懽饔谩．?dāng)用有限單元法進(jìn)行設(shè)計(jì)時其關(guān)鍵是要考慮結(jié)構(gòu)面作用以及結(jié)構(gòu)材料的構(gòu)成關(guān)系等問題，這個因素通常會對工程設(shè)計(jì)的成果起到關(guān)鍵的作用。巖土環(huán)境工程從巖土工程出發(fā)，對巖土環(huán)境進(jìn)行適應(yīng)、治理以及保護(hù)，在當(dāng)前的環(huán)境問題當(dāng)中，巖土工程都能發(fā)揮其重要的作用，并對環(huán)境問題貢獻(xiàn)力量。

中國地大物博、幅員遼闊，陸地面積以及海洋面積十分廣闊，地質(zhì)構(gòu)造比較復(fù)雜，也因此會在巖土工程方面具有很大的潛力。我國的巖土工程技術(shù)的發(fā)展是追隨者工程建設(shè)的飛速進(jìn)而開始發(fā)展的，在最近的十幾年來，巖土工程發(fā)展迅速，有著全面并且現(xiàn)代化的工程技術(shù)氣息，例如我國多個城市地鐵工程的建設(shè)，就能夠從側(cè)面顯著反應(yīng)出我國巖土工程技術(shù)的進(jìn)步。我國的建設(shè)行業(yè)已經(jīng)進(jìn)入了比較穩(wěn)定的發(fā)展時期，在未來的建設(shè)當(dāng)中，巖土工程主要面臨的挑戰(zhàn)是：要重點(diǎn)考慮工程效率的提高、要緊抓工程的質(zhì)量，同時要注意對環(huán)境的保護(hù)。為了迎接這三個發(fā)展的主要挑戰(zhàn)，巖土工程的未來建設(shè)要適合我國的國情變化，要積極借鑒世界先進(jìn)國家的工程經(jīng)驗(yàn)，同時也要考慮創(chuàng)新。工作的重點(diǎn)可以考慮以下幾個方面，首先是要考慮巖土的工程性質(zhì)以及針對其工程的測試技術(shù)的開發(fā)與研究問題；然后是要考慮灌注樁的問題，成樁新技術(shù)以及新工藝和新設(shè)備的發(fā)展都是未來的熱點(diǎn)研究方向之一；同時可以考慮一下對現(xiàn)有的地基技術(shù)的完善工作，開發(fā)一些新的地基處理技術(shù)和工藝，對于不同的地層和不同的承載力的要求，進(jìn)行各種類型的增強(qiáng)體的復(fù)合地基處理技術(shù)；對于不同的地質(zhì)以及水文環(huán)境等條件，都要積極開發(fā)基坑的支護(hù)技術(shù)；最后，地下工程施工技術(shù)也需要大的發(fā)展空間，地下空間的開發(fā)與利用以及地下交通技術(shù)工程的推進(jìn)，都是未來我國城市邁入現(xiàn)代化的必經(jīng)之路，也是未來城市建設(shè)的重點(diǎn)之一。城市的發(fā)展在一定程度上受到地下工程的科學(xué)技術(shù)水平發(fā)展的制約。環(huán)境巖土工程的發(fā)展也需要進(jìn)行推進(jìn)，基坑的開挖以及地下的交通線，以及市政管線的施工等等多種活動都能夠?qū)Φ孛嬉约敖ㄖ锏淖冃魏偷叵聺B流變化等等產(chǎn)生影響，地下水水位的下降以及地裂活動、泥石流以及洪水和風(fēng)暴等活動都會對地下工程的安全性以及穩(wěn)定性產(chǎn)生不利的影響。

綜上所述，巖土工程在我國仍有很大的發(fā)展前景，巖土工程是一門應(yīng)用科學(xué)，服務(wù)于工程建設(shè)。巖土工程的發(fā)展與我國城市的現(xiàn)代化建設(shè)息息相關(guān)，未來巖土工程科學(xué)的發(fā)展仍會面臨很多挑戰(zhàn)，但也會迎來很多發(fā)展機(jī)遇，所謂機(jī)遇與挑戰(zhàn)共存。巖土工程的研究工作仍要持續(xù)進(jìn)行，期待其發(fā)展水平的迅猛提升。

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作者簡介：

杜旭陽（1997.10.05-），男，漢族，河南省登封市，本科在讀，研究方向：巖土工程