巖土工程論文匯總十篇

序論：好文章的創作是一個不斷探索和完善的過程，我們為您推薦十篇巖土工程論文范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質，帶來更深刻的閱讀感受。

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2巖土工程勘測中存在的問題

2.1勘測技術落后現階段，我國在巖土勘測技術的先進性方面與西方發達國家相比仍然存在一些差距，因此，在勘測數據的準確性與勘測工作的質量和效率方面都存在嚴重的缺失，一些勘測公司仍然使用傳統的勘測手段，很少引進新的機器設備及優質的勘測人員，這樣新的技術就無法發揮其應有的功能[1]。

2.2勘測環節不規范巖土勘測工作應當有明確的操作步驟和技術規范，然而，我國的勘測企業由于缺乏管理及員工的素質較低，導致勘測環節無法規范的進行，要知道，巖土的勘測存在一定的危險性，如果一旦出現操作的失誤就會給勘測人員的生命財產安全造成嚴重的威脅，同時，勘測市場的秩序也非常混亂，很多人員都是依據以往的經驗來填寫勘測報告，這樣會使得數據誤差非常大，也滋生了一些不法商販謀取利益的途徑。

2.3勘測人員專業素質不高我國現階段的巖土勘測人員有一少部分是勘測多年的經驗豐富的技術人員，但是仍然有很多專業素質不高的勘測人員，這些人大多缺少專業的技能培訓，對一些新的勘測儀器和勘測技術不甚了解，甚至對自身的安全防護意識也非常薄弱，尤其在野外的巖土勘測工作中經常發生危險與錯誤的勘測結果，這嚴重制約著我國勘測事業的發展，與此同時，一些勘測企業為了節約成本，雇傭一些廉價的農民工作為勞動力，這些人不僅缺少相關的專業知識，更沒有認真負責巖土勘測作業。

2.4主管部門管理不到位巖土勘測工作的管理也是確保勘測質量的重要一環，但是我國地質勘測工作的入行門檻卻很低，一些外行的從業人員也可以進行相應的勘測工作，然而，隨著科學技術的發展，一些先進的技術理念被引入進來，如果勘測企業不加強管理，注定會被激烈的市場競爭所淘汰。與此同時，巖土勘測的主管部門不能夠對原始的勘測數據進行認真的審核，只是通過簡單的記錄確定檢測質量報告，這樣是對巖土勘測工作極不負責的現象，更不能很好的管理企業的經營理念，對勘測企業經濟效益和社會效益的取得都產生了嚴重的阻礙[2]。

3優化巖土工程勘測工作的建議

3.1采用先進的勘測技術巖土工程的勘測涉及到多個學科的專業知識，隨著我國科學技術的不斷創新，應當將先進的勘測技術應用到巖土工程的勘測中來，例如工程物力專業理論和電磁波理論等，同時，在勘測設備的使用方面也應當引入先進的、高效的、準確的勘測設備，盡管這些設備會耗費更多的成本，但國家要想更好的完成巖土工程的勘測就應當加大投資力度，提升勘測數據的準確性，一些經濟不發達的地區仍然使用傳統的勘測技術，因此，地質勘測企業最好能夠實現電子化的辦公，讓更多的勘測數據通過計算機網絡實現整合與分析，從而極大提升勘測的效率，尤其是對一些復雜的數據處理，可見，只有不斷的創新和使用先進的勘測技術才能夠促進我國勘測事業的進步。

3.2增強勘測規范性巖土工程的勘測還需要規范的操作步驟，每一個操作環節都是相輔相成的，只有認真的做好每一個勘測環節，才能夠確保最終檢測結果的準確，與此同時，國家應當出臺相應的管理制度來規范勘測市場的操作行為，對一些不符合規定的行為予以嚴厲的打擊，只有這樣才能夠不斷的凈化我國的地質勘測事業，對于勘測報告的檢察也要設立專門的監測機構，從而制止一些以假亂真、謀取個人財產的行為。另一方面，通過規范巖土勘測的設計來約束實際的勘測行為，確保勘測人員能夠嚴格的按照設計要求進行操作，不能偷工減料或者憑借經驗填寫檢測報告，每一個勘測數據都有其相應的功能，只有規范操作才能實現其真正的價值。

3.3提高勘測人員專業技能任何先進設備的使用和創新技術的應用都需要高素質、高水平的專業人員，而巖土工程的勘測更是如此，我國現在急需一大批優秀的地質勘探人才，不僅能夠數量的掌握各種勘測技術，還具備較高的職業道德及綜合素質，因此，我國應加大力度培養和提升勘測人員的專業技能，可以在各大高校開展地質勘測相關專業，教育學生將勘測理論與實踐相結合，確保勘測數據的準確性，從而提高巖土工程的勘測質量。與此同時，勘測人員的專業素質和技能水平直接關乎我國勘測事業未來的發展，無論從眼前的利益來看還是著眼于未來，提升地質勘測人員的技能水準是至關重要的，勘測企業不僅要聘用綜合型技術人才，還要定期開展從業人員技能培訓，將先進的理念和經驗教授新人，同時采用嚴格的獎懲制度和責任制度來激發勘測人員的工作熱情，不斷進取，從而促進我國地質勘測事業的進步[3]。

3.4主管部門加強管理加強巖土工程勘測主管部門的管理職能是保障勘測工作質量的關鍵，首先，重視巖土工程勘測的地域性研究，也就是每個地區的主管部門都要對自己做負責的區域予以嚴格的管理，并建立健全地質勘測工作的規章制度，根據自己地區的特點制定相應的法規，確保巖土工程勘測不會受到區域因素的影響，對于一些經濟欠發達的地區主管部門一定要加強勘測人員的安全管理，建立相應的安全防護措施，同時，對勘測過程中可能出現的環境干擾因素事先采取恰當的解決對策，對巖土工程勘測的治理與管理負起責任。

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關鍵詞：巖土工程；測試；分析；不確定問題

巖土工程研究的對象是巖體和土體。巖體在其形成和存在的整個地質歷史過程中，經受了各種復雜的地質作用，因而有著復雜的結構和地應力場環境。而不同地區的不同類型的巖體，由于經歷的地質作用過程不同，其工程性質往往具有很大的差別。巖石出露地表后，經過風化作用而形成土，它們或留存在原地，或經過風、水及冰川的剝蝕和搬運作用在異地沉積形成土層。在各地質時期各地區的風化環境、搬運和沉積的動力學條件均存在差異性，因此土體不僅工程性質復雜而且其性質的區域性和個性很強。

1測試技術

1.1原位測試技術

隨著巖土工程的興起，原位測試設備和技術不斷發展和更新。在土基方面，除了靜力觸探、圓錐動力觸探、標準貫入試驗等外，深基靜載、高壓旁壓、自鉆旁壓儀等在較大深度以下測定地基巖土體承載力、變形參數成為當今原位測試的主要方向。高精度壓力傳感器和位移傳感器的引入，使測試儀器的性能有了較好的改善。由于應用計算機技術對數據、圖形、信息采集、分析判別完全程序化、規范化，因而達到高效、準確的目的。在巖基方面，巖體現場變形、抗剪、應力測試繼續廣泛應用，并向小型化、自動化控制方向發展，但總的來講，這方面的試驗仍然耗資大，時間長。

1.2物探測試技術

物探技術在巖土工程中的應用十分普遍，新技術也層出不窮。主要有層析成像（CT）技術、電磁波透視、淺層地震、地質雷達、聲納剖面、瞬變電磁法等。應當指出，層析成像（CT）技術近年來發展很快，CT技術包括地震波層析成像和電磁波、聲波層析成像兩種，這種方法具有很高的分辨率。

1.3巖體結構面網絡模擬技術

巖體是一種不連續介質，巖體發育的各種不同成因的結構面分布極為復雜。人們在工程現場選擇有代表性地段，實地量測各類結構面（斷層、裂隙、層面）的幾何參數（走向、傾斜、傾角、隙寬、間距等），然后輸入計算機，進行統計模擬。可應用蒙特卡洛方法按已知的概率密度函數抽樣，從而得出與實際分布函數相似的人工隨機變量，據此進行特征計算和分布類型檢驗。所有結構面結合起來即構成了巖體結構面網絡圖像，全部過程由計算機完成。

由于結構面網絡反映了巖體的介質特性，所以這一技術有廣泛的用途。可以直接計算結構面連通率、巖石質量RQD值、損傷張量、分形維數和滲透張量等，以用于邊坡和壩基的穩定分析。近年來又發展了隨機不連續面三維網絡計算機模擬新技術，以求取不連續面三維空間基本參數。

2分析方法

2.1數值分析

在巖土力學的數值分析中，有限元法、邊界元法仍然是主要方法，但已向隨機有限元、模糊有限元方向發展。近年來又出現了神經元網絡技術用于巖石力學，神經元網絡是80年代后期迅速發展起來的人工智能的一個分支。它是在現代神經科學研究的基礎上提出來的反映人類腦動能的一種模型。它由樹突、軸突和突觸組成。如已知若干組輸入數據，亦已知其最終輸出結果，利用機器學習來調整各單元之間的權值，使之能最佳適應已知諸例的結論。神經元網絡用于預測巖石力學特性的最大優點是，可以把有關地質因素，即便是描述性因素也可以做為變量輸入，但其輸出結果離散性較小，其用法與回歸分析和經驗公式類似，但程序不同。

以極限平衡法進行邊坡穩定分析有新的進展，主要是把滑動的二維問題變為三維問題，考慮每一條塊的測向壓力、地下水動、靜壓力及地震力的作用。另外，也有人從整體邊坡破壞機理入手，直接求出邊坡安全系數，省去了試求或優化滑動面的過程，較好地解決了復雜邊坡的穩定分析問題。

2.2本構模型研究

在經典土力學中沉降計算將土體視為彈性體，采用布西奈斯克公式求解附加應力，而穩定分析則將土體視為剛塑性體，采用極限平衡法分析。但實際工程土的應力—應變關系是很復雜的，具有非線性、彈性、塑性、粘性、剪脹性、各向異性等等，同時，應力路徑、強度發揮度、以及巖土的狀態、組成、結構、溫度等均對其有影響。

開展巖土的本構模型研究可以從兩個方向努力：一是努力建立用于解決實際工程問題的實用模型；一是為了建立能進一步反映某些巖土體應力應變特性的理論模型。理論模型包括各類彈性模型、彈塑性模型、粘彈性模型、粘彈塑性模型、內時模型和損傷模型，以及結構性模型等。它們應能較好反映巖土的某種或幾種變形特性，是建立工程實用模型的基礎。工程實用模型應是為某地區巖土、某類巖土工程問題建立的本構模型，它應能反映這種情況下巖土體的主要性狀。用它進行工程計算分析，可以獲得工程建設所需精度的滿意的分析結果。

在以往本構模型研究中不少學者只重視本構方程的建立，而不重視模型參數測定和選用研究，也不重視本構模型的驗證工作。在以后的研究別要重視模型參數測定和選用，重視本構模型驗證以及推廣應用研究。只有這樣，才能更好為工程建設服務。

2.3巖土工程的不確定性問題

巖土體是一種變異性很大的工程材料或工程介質。因此，很難用確定的量來描述巖土體的各種性質。巖土工程中的不確定性主要來自下列3個方面：（1）巖土體本身固有的不均勻性——巖體從建造到改造的過程中，由于物質分異、構造作用、斷層裂隙的生成所引起；（2）勘察取樣和參數估計的隨機性——邊界條件不準、測試技術誤差及取樣數量不足所引起；（3）模型誤差導致的不確定性——物理力學模型和計算方法的不準確或多解性所引起。

巖土工程的不確定性導致了當前巖土體測試技術的精密性、確定性和巖土體性狀宏觀判斷的模糊性、隨機性之間產生極大的矛盾，使人們對傳統的定值法設計得出的安全系數能否表達工程的真實安全度產生了凝問，這就是目前巖土分析與評價難以滿足工程要求的主要原因。

當前，應用于巖土體不確定性分析的理論主要有概率論、模糊論、灰色系統理論及分數維理論（分形幾何）等。

概率理論是處理巖土體不確性問題的一個有效工具，它可以指導隨機參數的取樣和試驗設計，建立巖體工程概率模型和計算破壞概率，可以評價工程的可靠性和風險度，進行優化設計和決策。

模糊理論在巖土工程中的應用已較普遍，它用隸屬函數代替確定論中非此即彼的特征函數來描述那些邊界不清的過渡性問題。模糊模式識別和綜合評判理論對那些受多因素影響的問題，如巖體環境評價、巖體分類、強度預報等顯示出廣闊的應用前景。

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二、巖土工程施工技術的特點

（一）不確定性

一般巖土工程的勘察報告中只有很少一部分的場地數據，因此造成了對場地巖土的性能了解的不夠透徹；巖土的結構和性能的參數常常會隨著客觀條件的變化而出現一定的變化，而巖土工程的施工恰恰又很容易對環境條件造成改變；若是相應的巖土結構發生變化，那么將會直接影響到巖土施工，為工程施工帶來很大的不確定性。

（二）區域性

巖土根據區域以及自然條件的不同，其性質也存在很大的差異。不同性質的土應力應變關系都是不一樣的，對施工也有著不同的要求。在施工的技術選擇上，上海比較重視軟土的，而重慶地區注重山區巖石的，這些都是由于區域性所造成的不同。

（三）隱蔽性

像錨桿等是巖土中的隱蔽施工，在運行中也同樣是在隱蔽的環境下所進行的，問題不容易被發覺，一旦出現問題進行處理的難度也相對較大，同時對問題的解決程度也需要靠時間來驗證。

（四）依賴性

隨著科技的進步逐漸的出現了沉井施工技術、高壓噴射注漿法等，使得我國的巖土施工技術走上了一個全新的局面，使得巖土工程的科技含量越來越高。

（五）前導性

對于施工技術的研究，一般都是先對施工的效果進行分析，然后再計算理論和設計的方法，一些技術發展的十分迅速，但相應的計算理論和設計等仍在緩慢的進行。在這一點上充分說明了巖土工程施工有著一定的前導性。

三、巖土工程施工中新技術的應用

（一）沉井施工技術

沉井施工技術也是沉箱施工，它具有很多的優勢，主要包括：沉井施工技術對周邊環境所造成的影響較小，施工所需場地也較小等。這些優勢使得沉井施工技術比較容易被巖土施工企業所接受，在城市的建設中也就得到了一定的發展和應用。此外，沉井結構能夠依照原本的設計來進行麥田，這樣就能更好的保證結構的穩定性和整體性，將承載的面積擴大，以此提升了承載的水平，也正因如此，才被施工企業所廣泛的應用。

（二）泥漿護壁鉆孔灌注樁施工技術

在巖土工程施工中，泥漿護壁鉆孔灌注樁施工技術已經得到了一定的應用，目前已經成為了巖土施工中一種比較常見的施工技術。近年來，我國的科學技術不斷的發展，使得巖土工程的施工設備及材料等方面都得到了進步，由這些設備和材料所研發的新技術也得到了廣泛的應用。泥漿護壁鉆孔灌注樁施工技術作為現代工程中的常見技術，有著無噪音、無振動等特點，這些特點使施工技術比較適用于地下水位較淺的地層施工。

（三）噴射混凝土施工技術

所謂噴射混凝土技術，就是將按照一定比例所調和好的料利用噴射機將材料噴射在受噴面上，最終使受噴面接觸到拌合料之后凝結成混凝土，從而達到加固的作用。現代巖土工程施工中，噴射混凝土施工技術也得到了廣泛的應用，尤其在深基坑支護等方面，將噴射混凝土技術與鋼筋網結合在一起使用，能起到較好的效果。在進行噴射混凝土技術應用過程中，應對噴射材料的選擇和配比上有較好的掌握，同時也要定時對設備進行保養，保證設備的使用性能。可以說噴射混凝土技術在巖土工程施工中發揮著重要的作用。

四、促進巖土工程施工中新技術應用的措施

現代的施工企業應在巖土工程施工新技術上將不斷的提高自身技術水平來作為大的前提，因為在工程中，施工技術的水平對整體的質量有著很大的影響，同時也影響著新技術的實施。這就要求巖土工程的施工企業應重視對技術水平的提高，同時也應重視對施工人員技術的培養，努力提高施工人員的技術水平。此外，應依照新的標準和管理來對工程中的管理人員和質檢人員等進行培訓，將對新技術的推廣放到實際中來，使新技術的應用能夠切實的提高巖土工程的質量。新技術的應用將給施工企業帶來一定的發展和競爭優勢，不僅能夠在工期上有所減少，同時也能更好的保證工程的整體質量，長久以來將為施工企業帶來經濟效益上的回報，使企業的效益得到不斷的提高。作為巖石工程施工單位的領導應清楚的了解到新技術的應用為企業所帶來的好處，積極的將施工新技術和新工藝應用到工程施工中來。對于新技術的應用，能夠有效的促進企業的發展，另外也能夠提升我國巖土施工的質量以及水平，帶動我國巖土工程施工的穩固發展。

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另一方面，在軟件正版化的今天，國產CAD軟件的需求在不斷增加，很多巖土工程勘察軟件在正版化進程中存在一定危機。

為了解決以上問題，本文探討了采用VC++開發語言，采用面向對象的技術，分別實現圖形類庫、巖土工程數據類庫，將巖土數據管理和圖形操作緊密結合，更為重要的是開發出的軟件具有自主知識版權。

2總體設計

分析巖土工程勘察軟件的社會需求，軟件功能可以分為兩個部分：一是巖土工程勘察數據的管理，包括數據輸入、編輯、導出、數據分析計算等；二是繪圖功能，包括繪制平面圖、剖面圖、柱狀圖等。

根據以上分析，采用面向對象的技術，分別建立巖土工程數據類（Geo類）和繪圖類（CMap類）。

Geo類功能：工程概況數據、場地地層數據、原位測試數據（靜力動探數據、動力觸探數據、波速試驗數據、標準貫入數據等）、勘探點數據、土工試驗數據、取土數據等。分別建立類，各類間層次關系如下：

CProject巖土工程類

CDksj勘探點類

CTysj取土類

CDtsjN63.5數據類

CBgsj標準貫入數據類

……

CDcsj場地地層類

圖1工廠概況數據輸入

圖2勘探點數據輸入

圖3土工試驗數據輸入

CFcDtsj分層統計數據類

CFcBgsj分層統計數據類

CFcN10sj分層統計數據類

CFcN120sj分層統計數據類

CTongji數理統計類

CMap類功能：繪制各種圖形元素，包括點、直線、多段線、橢圓、園、圓弧、矩形、多邊形等。實現圖元的編輯、修改、信息查詢等功能。

CGraph圖形類

CDraw圖形元素的基類

CPint點類

CLine直線類

CCircle園類

CArc圓弧類

CRectang矩形類

……

圖1工廠概況數據輸入

圖2勘探點數據輸入

圖3土工試驗數據輸入

3系統功能

在柵格圖形和矢量圖形下，可以方便地交互，布置勘探點、輸入地物數據等操作，具有可視化程度高的突出特點。主要數據輸入界面見圖1、圖2和圖3。

3.2統計分析

圖4統計數據的交互取舍

圖5數理統計結果

于各種分層統計數據，進行可視化的人工取舍，人工交互舍棄統計數據、統計結果等見圖4、圖5。

3.3繪圖

鉆孔柱狀圖、工程地質剖面圖、勘探點平面布置圖等，見圖6和圖7。

圖6繪制鉆孔柱狀圖

3.4勘察報告

采用COM技術，引入MicrosoftWord類庫，自動生成Word格式的報告，方便快捷、報告格式標準、實用，節省大量報告編制時間。實現步驟：首先建立勘察報告模板，將巖土工程相關數據、統計結果、軟件自動生成的相關表格等作為書簽插入文檔模板中，形成最終的勘察報告。

4結論建議

(1)采用面向對象技術，降低了軟件開發的難度，對今后軟件功能進一步擴充打下了堅實的基礎。

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二、巖土水理性質當巖土和地下水之間發生相互作用

是一些性質會得以顯現，這邊是巖土水理性質。在工程地質性質中，除了巖土的物理性質以外，便是巖土水理性質最為重要了。這一性質在多方面都有所影響，一方面是對巖土的強度和變形有一定作用，另一方面，建筑的穩定性受到極大影響。在以往的勘察經驗中，大部分的精力都被投入到物理力學性質的測試方面，相對于水理性質關注很少，因此之前的對于巖土工程地質性質的相關評價并不完善。由于在巖土的水理性質中，巖土和水是主要的相互作用力，所以這里對地下水的賦存形式及其對巖土水理性質和幾個較為重要的水理性質（包括其測試方式）做一下簡要介紹。首先是地下水的賦存形式方面，依照其在巖土中的分布，可以直接劃分為結合水、毛細管水和重力水。再者在主要的水理性質方面（包括測試方法），簡要來說可以分為五種，軟化性、透水性、崩解性、給水性以及脹縮性。軟化性，巖土經過水的浸濕，力學強度相對降低的特性，以此可以對巖石的耐風化和耐水浸能力做出合理的判斷，這類特性普遍存在于粘性土層、泥巖、頁巖和泥質砂巖中；透水性，在重力作用下，水可以透過巖土流出，而在判斷透水性的強弱時，可以依據巖土的顆粒粗細以及均勻程度來進行識別，一般來說，顆粒較細、分布不均的最容易發生這一性質的作用，反則相反；崩解性，當巖土被水浸濕后，一些土粒間的連接能力降低，便容易發生解體；給水性，在重力作用下，過于飽和的巖土中的水便會經由孔隙、裂隙中自由流出，通常以給水度進行標示，而一般在對給水度進行測定時需要在實驗室中進行；脹縮性，一般來說，巖土經過吸水作用后會促使體積的不但擴大，反之則體積減小，所以巖土在脹縮性能方面發生的變化主要是由于水膜對水的吸收程度來決定的。

三、地下水引起的巖土工程危害

在巖土工程中，較為主要的危害是地下水的作用，在升降變化的水位以及動水壓力的影響下所造成的。

1.巖土工程受到地下水升降影響后產生的危害對于地下水位方面的變化，引起的因素可能是多方面的，有自然原因以及人為原因，不論緣由為何，結果必須引起重視，因為在地下水位達到一定的標準時，就會對巖土工程造成不同程度的危害。在引起方式方面，主要有以下三種。第一種，水位上升引起巖土工程危害。促使水位上升的因素是有很多，不過最為主要的是地質方面的影響（含水層結構、總體巖性產狀）。除此之外，水文因素、氣溫因素以及人為因素都會對其造成影響，甚至很多時候多種因素結合造成影響。潛水位上升會對地質造成不少影響，比如土壤沼澤化、鹽漬化，斜坡、河岸等巖土體巖產生滑移、崩塌，粉細砂及粉土飽和液化而出現流砂、管涌，以及地下洞室充水等所造成的建筑失衡。第二種，水位下降引起的巖土工程危害。在這一狀況中，大多是由于人為因素所造成的，比如大量抽取對地下水以及大量開采礦物資源，一些地方還利用下游地下水補給大壩，都會造成嚴重的水位下降。由此，會出現地質災害（地裂、地面沉降、地面塌陷）和環境問題（地下水源枯竭、水質惡化），使得建筑遭受很大安全威脅。第三種，地下水頻繁升降所造成的危害。地下水升降會使得巖土本身不斷膨脹收縮，從而導致變形，如果升降水位的現象發生的過于頻繁，則會促使地裂的發生，最容易受到影響的便是輕型建筑物。

2.巖土工程在地下水動壓力影響下產生的危害通常來說，地下水純天然狀態存在時，相應的動水壓力會比較微弱，對安全沒有什么影響，但是加之人為的工程作用，純天然的自然環境遭到破壞，這一情況下回使得巖土工程發生較為危險的事故，對安全造成威脅。

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2．勘察前期作業重要性

巖土工程勘察外業可以看做是整個巖土工程的前期活動，而巖土工程勘察外業也有自己的前期準備工作，即在勘察前期對整個勘查工作的系統化構思與狀況了解。就工作性質而言，作為一名合格的巖石工程勘察人員，在分析巖石工程的過程中不能局限于基礎工作的記錄，必須通過詳細的現場分析實際勘測，找到地質中存在的不良現象以及可能存在的安全隱患，并結合工程的實際需求評估工程實施的可行性，并走訪當地的居民，根據當地的建筑結構類型分析當地需要采用的地基建造類型。通過對已有的建筑繪制結構圖紙，并將房屋結構以及地下水利用狀況進行分析，確定工程的便利性及安全性。在進行勘察前期工作時必須注意對基本資料的收集，不能忽視任何細節。通過收集的信息結合計算機仿真技術進行當地地質情況以及建筑結構的模擬，以此為巖石工程勘察外業工作提供有力的數據支持，提高工作準確率。勘察前期的工作不僅能夠為后期工作提供資料支持，還能夠為扦插工作提供布置工作的依據，一般進行完勘察前期的相關工作后即可進行勘查工作任務的布置和安排，使得勘察工作有條不紊的進行。勘察前期的重要性主要體現在為整個巖石工程的提供了有力的基礎支持，由于房屋建筑中的地基一樣。通過勘察前期工作不僅為勘查工作做好鋪墊，也能夠初步判斷巖土工程的效益及可行性，形成巖土工程的初步概念。如缺少了勘察前期工作不僅勘查工作的進展受到影響，還會導致巖土工程在施工過程中可能由于基礎條件不足造成重大的損失。

3．勘探與取樣的重要性

3．1勘探

勘探是對物探、鉆探以及坑探等各種勘探方法的總稱。從其作用上來看，勘探主要是確定勘探處的地質情況，并結合取樣過程對相關因素進行測試分析。物探是一種基本的間接勘探技術，其最大的特點是操作過程簡便，浪費較少，方式經濟，并能夠迅速得出勘探結果，在實際使用過程中常結合測繪技術綜合考量。通過物探能夠為巖土工程提供初步的實測數據。另外物探還能作為坑探以及鉆探的先行工程，輔助坑探以及鉆探的有效展開。鉆探以及坑探是勘探工程的主要組成部分，也是應用比較直接的勘探方式。通過鉆探以及坑探能夠準確掌握地質情況，并未后期工作的展開提供有力的支持。從周期上來說，鉆探以及坑探由于工作的嚴謹性以及全面性，在準備以及工作內容上更為周到，因此相比于物探而言周期更長。實際勘探中鉆探以及坑探是必不可少的，尤其鉆探工作的應用最為廣泛。對勘探方法的選擇主要結合當地的地層類別以及勘探要求選擇最佳的方法，當勘探情況不明時最好采用坑探。勘探能夠準確掌握巖土工程的地質情況，為工程提供有效的決策依據，促進工期的順利展開。

3．2取樣

取樣是利用科學的抽樣方法，在巖土工程的工作范圍內選取合適的樣品進行地質情況考察。取樣數目一般不少于六組。實際測量過程心中一些工作人員只注重樣品數量的選擇從而忽視樣品的隨機性。實際勘測過程中需要選取具有代表性的樣品，確保勘測結果的可靠性。選取樣品時一定要注意樣品間的間距，避免出現在同一區域取樣造成實測數據比較片面的狀況。取樣是對勘測結果量化的重要步驟，實際勘測過程中只有做到科學取樣才能夠得到準確的數據。

4．原位測試的重要性

原位測試是勘測中的重要組成部分，隨一些特殊樣品如粘性土壤等就可以利用原裝圖樣進行室內試驗，取樣過程中樣品不會因為受到外力的作用而發生變形，保持其原有的特性。另外一些土壤由于粘性不夠在取樣過程中會發生變形，因此在進行密實度、強度、壓縮性等性能測試的過程中只能通過原位測試的方法進行。對地質情況的勘測必須還原其真實特性，因此在進行相關參數的測量時最好能夠讓樣品最接近于其原始形態。原位測試即能夠通過相關手段還原樣品的真實性，降低外界因素對測量結果的影響。目前最常用的原位測試方法主要有圓錐動力觸探試驗和波速測試。圓錐動力觸探試驗主要是利用錘擊圓錐頭進入巖土中的原理，根據灌入土中的難易程度判斷土質的一種現場實測方法。通過圓錐動力觸探試驗能夠對地質分層進行有效辨別，明確土質的物理特性以及化學特性。波速測試主要是利用相關儀器發出的脈沖波對地質情況進行探究的一種勘測方法，這種方法的準確度高，能夠對地質情況進行準確量化，但需要借助相關儀器。原位測試能夠準確反映巖土工程的施工效果，通過前期數據測量為后期的方案制定以及計劃展開提供有力的基礎支持，提高方案的可行性和經濟效益。

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依據質能交換條件進行分類，有三個作用類型，取出作用、帶入作用、和混合作用。在人類工程活動中，帶入作用把物質和能量加入巖土體中，利用質能移動的時機導致巖土體和生態之間進而惡化。這些作用主要是人工灌溉和噴灑，固體廢物填埋和排污以及礦山采空區的回填作用等。工程活動運行的過程中，把一些巖土體不屬于內部的不同物質帶入其中，就可以形成巖土體環境的改變。對于取出作用來說將質和能從巖石圈向外部進行環境轉移，它主要包含礦山開采作用、地下水抽取作用和建筑材料的開采使用作用等。據有關的數據表示，鑒于人類開發資源和建筑施工的進行，每年全球移動的土石量高達4×103km3之多，而從地下開采出的建筑材料和礦石量高達1.0×1011t，也就是說相當于每人每年平均需要從地面的土壤和巖石圈中開采出25噸的不同物質。最后一個作用類型“混合作用”在連續墻、修筑地下工程、開挖深基坑、港口碼頭建設和海岸帶改造進行地下工程的活動中，它是帶入作用和取出作用的結合產物。在實際的工作中，對形狀改變的巖土體和人類工程活動分類很有必要，人們主張進行人為性質的剝蝕作用它主要是對礦山的蓋層進行分離、土石挖掘和進行農業種植的平整土地利用等損壞了地質構成物質，還更改了地表的外形，它們所產生的變化和天然動力完全一致。而人為性的進行搬運是指在一些工程活動像回填筑工程基礎、工程場地開挖和挖掘有價值的礦產。而對人為堆積作用來講人工堆積的方式是土的分布面積和厚度有一定的規模影響，例如具有標志性的日本東京港地區，它就是由大片土地人工堆積建成的，填地范圍有40km2之多，使陸地面積可以最大化的擴展;還有一些具有特點的例子如香港填海的土地面積就是全港面積的1.7%;現在廢渣填埋池的高度已和九層樓一樣高，而堆砌成的填埋池是馬尼拉市政府每天要將5600t的垃圾送往圣馬特奧鎮的一個廢渣填埋地填埋至今形成的。

1．2巖土體環境惡化與環境巖土工程問題

了解了強大的人類工程活動，面對日益嚴重的巖土體環境變異，以及巖土環境改變所帶來的一系列的環境巖土工程問題值得重視。在現實中，出現的環境巖土工程問題的非常多，每個人從不同角度都可以得到不同的分類方法:依據成因性質可以分成有自然地質作用引起的自然型的環境巖土工程問題和次生型環境巖土由人類活動引起的工程問題;根據不同的研究內容把環境巖土分為環境衛生工程和工程活動引起的小環境巖土工程和環境工程中的大環境巖土工程等。

2針對環境巖土工程存在問題，進行防治措施

2．1加強科學研究環境巖土工程學的學科

環境巖土工程學是嶄新的跨學科的邊緣學科的一門科學，它研究之路開始是在里海大學1986年召開了首次國際學術巖土體環境變異的途徑分析討論會后得到快速的發展，它的發展時間不長，理論體系尚未完善，存在大量的理論問題。像對環境巖土工程學的內涵的理解、對科學性質的深入研究，研究環境巖土工程學的內容和應用對象，環境科學和環境巖土工程學、工程地質、巖土工程學、基礎工程和環境工程地質學等學科之間的相互關系，還需要在土壤—環境、環境中巖土體—水—污染物的相互作用機理的探究，對土壤、巖石的性能對地貌的影響和污染的不飽和細粒土中質量傳輸現象都需要作進一步的探討。

2．2展開關于巖土失穩、變形和污染機理的研究

針對上述的環境巖土工程的污染機理問題和變形問題，目前，對它的了解還是不清楚，像是深基坑開挖的支擋結構中基坑隆起規律和變形機理，壩殼粗粒土的變形問題和高土厚壩中細粒土防滲技術的協調性的問題，對巖質高邊坡開挖爆破地震動對穩定性的影響，高度高、低密度和溫度高都是火力發電電廠的灰壩以及高度大的尾礦壩因為地震作用的影響，進而判斷穩定性程度的主要依據，存在著土中洞室濕度高問題的施工難度，存在土質洞室中限制開挖流砂問題，土壤環境的作用問題，識別和鑒定污染土體等，這些是我們今后研究努力的方向。

2．3推廣關于環境保護的巖土工程設計規劃

環境巖土工程學是環境科學和巖土工程的完美結合，它是一門新興的學科，它的特點是采用了巖土工程的理論、方法和技術為更好的提供環境服務而努力。因此，在規劃巖土工程設計時，從環境保護的角度著手，將安全和穩定性的問題考慮在內，并注重巖土工程的環境改變，考慮全面后再給出相應的設計。以此減少經濟損失，保護人類的生命安全。

2．4環境保護的巖土工程施工工藝積極采納

了解工程活動對周圍環境影響，例如:隧道掘進時的地面沉降、基坑開挖的邊坡穩定問題、打樁時發出的噪聲和對土體的擠土和振動效應等，這些問題的出現必須重視起來，因為它不光是一個工程項目，它的不完善會導致牽扯法律、政治和經濟的糾紛。

2．5研究環境巖土工程問題開發新技術

環境巖土工程的變形、穩定性和污染嚴重問題的發生，不論哪一個都會對環境產生巨大的影響，給工程建設和社會經濟帶來不可低估的危害，因此，應該在巖土工程活動中重視有關于環境巖土工程控制新技術的研發和實踐，造成最小程度的損失。例如:依據新工藝對地基進行加固處理;應用不同形式的擋土墻和板樁墻支撐結構來開挖深基坑;防止巖土滑動的大直徑抗滑樁應用;對城市垃圾的處理利用填埋法、焚燒法和堆肥法，一系列技術的應用，不僅改善了地基的變形，加固邊坡的穩定性、而且在保護環境不被污染方面取得了不錯的成績。

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1、理論與經驗的關系

巖土工程勘察所涉及的基本理論主要包括土力學的理論、工程地質理論、工程力學理論等，這些工程理論都是一種半科學半經驗的理論，很多理論是建立在經驗的基礎上的，如很多公式都是經驗公式。巖土工程問題的解決過程實際上是在理論的指導下，巖土工程技術人員利用自己的工程經驗，結合工程實際情況，建立相應本構模型，運用合理適宜參數，加上良好的判斷力，解決問題的過程。對巖土工程技術人員來說，扎實的基礎理論同豐富的經驗、良好的工程判斷力是同等重要的。在學習和運用理論的過程中，一定要注意隱藏在公式和規律背后的背景知識和真正實際內涵及其假定邊界條件。而積累經驗的過程可分為分析與預測現場觀測對分析、預測和現場觀測結果進行比較、分析、評估和總結3個過程，可見積累經驗的過程也離不開理論的支持。筆者認為：理論與經驗在巖土工程勘察中具有同等的地位，過分強調哪一點都是不合適的。筆者討論此問題，目的在于目前很多巖土工程技術人員過分強調經驗，而對理論的學習和運用不足，這種現象對巖土勘察技術的發展不利；同時用于對年輕技術人員的傳、幫、帶上，不利于年輕技術人員的成長，甚至會出現以訛傳訛。

2、與設計溝通的重要性

《巖土工程勘察規范》（GB50021-2001）要求：房屋建筑工程在進行詳勘之前，應收集附有坐標和地形的建筑總平面圖，場區的地面整平標高，建筑物的性質、規模、荷載、結構特點、基礎形式、埋置深度、地基允許變形等資料。在此筆者要強調勘察前與設計溝通的重要性，因為勘察成果的直接使用者就是設計人，在進行勘察前，勘察人應充分了解設計意圖，弄清楚擬建物工程特性，這樣勘察工作就能作到有的放矢、經濟合理，提供給設計人最直接、最有用的勘察成果。如：現在很多高層建筑都帶有裙房，這種項目在勘察前，必須要弄清楚設計擬采用的基礎形式及聯接方式；還有一些主體不高但跨度很大的建筑，采用柱基布置的勘探孔深度就與采用筏基布置的勘探孔深度有很大差別。所以必須要重視勘察前與設計的溝通。目前有的經營人員和技術人員對此認識不足，造成勘察項目的返工。筆者討論此問題，目的在于提醒經營與技術人員重視承攬項目和實施項目時與設計的溝通。

3、注意各種等級的劃分

在進行巖土工程勘察工作量布置時，應按相應的分級標準，確定項目的相關等級。如勘察等級、地基復雜程度等級、擬建物安全等級、重要性等級等。因為這些等級的劃分直接決定了勘察工作量的布置，只有充分了解了各種等級，布置工作量時才能作到安全、經濟、合理。

4、注意經濟性

巖土工程勘察，應在滿足規范、規程要求的前提下，用最經濟的勘察手段和工作量實現勘察目的和任務。同時達到相同的勘察目的和任務，所用成本的多少，可從一定程度上說明技術水平的高低。針對當前巖土工程勘察現狀，目前的勘察成本在一定條件下還是可以節約的。如：對“樁基礎一般性孔深入到樁端以下3～5倍樁徑，且不小于3m，對大直徑樁不小于5m”這一要求，如勘察方案布置的一般性孔為50m，根據控制性孔資料，40m處分布有良好的樁端持力層且能滿足樁基設計要求，項目負責人現場可將50m的一般性勘探孔調整為45m（當然按權限該上報審批的進行上報審批），這樣就可節約不少工作量，從而達到經濟的效果。再有土工試驗項目的選取，也是一條實現經濟勘察的重要途徑，希望巖土工程技術人員予以重視。

5、重視規范、規程的學習

規范、規程是進行巖土工程勘察工作的依據，對勘察工作的目的、任務、評價等均提出了詳細的、可操作的要求，巖土工程技術人員要重視對規范、規程的學習，充分了解其要求，這樣在巖土工程勘察的過程中，就不至于出現諸如工作量布置不足、原狀土樣或原位測試數據不足、未劃分抗震地段等問題了。另外規范、規程中的條文說明，技術人員也要認真研讀，條文說明中有豐富的信息，對于提高我們的理論水平及正確理解規范、規程具有重要作用。

6、房屋建筑和構筑物巖土工程詳勘的目的、任務

(1)查明勘察范圍內場地原始地形、地貌，巖土層的成因、類型、深度、分布、工程特性和變化規律，分析評價地基的穩定性和均勻性。

(2)查明埋藏的河道、溝浜、墓穴、防空洞、舊基礎、孤石等對工程不利的埋藏物及其分布范圍。

(3)查明影響建筑場地穩定性的不良地質作用（包括：巖溶、滑坡、危巖和崩塌、泥石流、采空區、地面沉降、場地和地基的地震效應、活動斷裂等）和特殊土（包括軟土、填土、污染土、濕陷性土、膨脹土、紅粘土、多年凍土等）的類型、成因、分布范圍、發展趨勢和危害程度，并提出相應防治措施的建議。

(4)查明地下水埋藏情況、類型、補給及排泄條件，地下水位，水位變化幅度及規律；評價地下水（土）對建筑材料的腐蝕性。對基坑工程還應查明各土層的滲透性質，分析評價地下水的靜水壓力、動水壓力及浮托力的作用和影響；預估產生基坑突涌、流沙（土）或管涌等地下水不良作用的可能性及危害程度，并提出相應的防治措施建議；提供基坑施工降水的有關技術參數及施工降水方法的建議；提供用于計算地下水浮力的設計水位。

(5)基坑工程還應查明基坑周邊環境，提供基坑設計所需的巖土參數，分析評價放坡開挖的可能性和基坑邊坡穩定性，適宜選用的支護結構類型及其穩定性，基坑開挖與降水對地基變形、周圍建筑物和地下設施的影響。

7、結束語

使巖土工程技術人員理論與經驗、細節決定成敗、重視規范學習等方面能有所啟示。拋磚引玉，不當之處，敬請批評指正。

參考文獻：

[1]趙成剛，白冰，王運霞.土力學原理[M].北京：清華大學出版社，北京交通大學出版社，2004.

[2]GB50007-2002，建筑地基基礎設計規范[s].

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有限元極限分析法可以準確定義安全系數，并且根據巖土工程破壞程度進行調整。在滑坡工程中，巖土受環境因素的影響較大，在強度下降的情況下，會導致滑坡失去穩定性。而這種工程使用強度貯備系數進行計算，也可以通過降低巖土強度實現破壞，完成有限元的計算。在計算的過程中，強度下降倍數即是強度貯備系數，因為有限元極限分析法具有這種特征，又可稱其為強度折減分析法。在巖土工程中，使用有限元分析法計算安全系數，主要計算內容就是強度貯備系數。例如在計算地基工程安全系數時，由于地基荷載增大，導致地基壓力過大，使地基失穩，在這種環境中，荷載增大倍數又稱為超載安全系數，也可以成為增量加載數值。采取該方法進行求解，得出的安全系數結果均為超載系數，而采取不同定義的安全系數計算方法，最終計算的系數結果也有較大差別，而采取同一定義計算出的推力，也會存在一些變化。

(二)有限元分析原理。

在對有限元進行計算時，需要不斷降低滑坡巖土抗剪強度，直到滑坡結構發生破壞。在通過有限元程序完成計算后，可以獲得已經破壞的滑動面，并且通過破壞時間獲得強度貯備系數。由于正常的巖土材料包含兩種強度，分別為c、tanφ，而這兩種指標統一使用強度貯備系數，所以在指標下降時，應維持同比例下降，但是現實中的巖土卻非這種下降模式，這也是目前強度貯備系數存在的一些不足。在巖土工程施工的過程中，巖土破壞呈現出逐進式的破壞，而巖土體從線彈性逐漸轉變為塑性流動，最終導致巖土體承受能力到達極限，發生破壞。而增量加載情況正是求出地基極限承載力的重要方法，在荷載量不斷增長的過程中，巖土體從彈性轉變為塑性，最終轉變為極限破壞形態，在這個過程中添加的荷載，即為需要計算的極限荷載。通過該方法，可以準確計算出巖土工程的極限荷載，所以該方法又被稱為有限元超載法。

(三)有限元分析法的優勢。

使用有限元分析法，可以繼承數值分析與經典分析兩種方法的優勢，可以發揮出數值分析的高度適應性，也可以發揮出經典分析在巖土工程設計上的實用性，非常適合在巖土工程中進行應用。使用有限元分析方法，可以無需確定滑面位置與形狀，直接計算出準確的邊坡安全系數，而且也不需要通過條分進行計算，可以直接根據程序計算出強度貯備與滑面的系數。在使用有限元計算地基承載力時，可以通過超載法進行計算，無需假設破壞位置，也無需使用理論解答，通過程序即可處理數據，并且給出相應的滑面極限承載力。該方法適用于各種復雜的巖土工程，不會受到幾何形狀、材料不均等的問題影響。

二、連續問題離散

使用三節點三角形進行剖分研究，可以發現單元間會呈現出不連續的應力面，具體情況見圖一。該單元的優點就是，在節點變量符合屈服準則，則單元內部可以直接按照滿足屈服準則進行計算，而且可以加強應力面的自由度，從根本上解決低插值缺陷.

三、有限元極限分析法的應用

在計算滑坡強度折減數據時，可以通過該方法進行計算。假設有一均質突破，高為20m，粘聚力為41kPa，土容重γ=22kNPm3，內角度為18°，要求使用有限元極限分析法計算角度在β°(30、35、40、45、50)時的邊坡安全系數與滑動面。通過ANSYS5．72進行計算，并且制作出有限元模型，采取兩側水平約束方法作為邊界條件，設上部自由，下部固定。將其與傳統方法進行對比，可以發現有限元極限分析法的計算準確率更加準確，尤其是強度折減系數的計算，準確率有較大提升。在計算平面應變時，使用莫爾－庫侖屈服準則，并且配合非關聯流動法則，可以看出最終計算結構與傳統方法的計算結果的誤差僅為5%，使用有限元極限分析方法，其準確率可以超過傳統分析方法的30%左右。

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1．2巖土工程勘察過程中缺乏對工程現場以及周邊環境地質信息的測量和采集當前巖土工程勘察過程中一個很容易出現的問題就是施工單位往往只重視工程施工現場某一點或者某一部分的地質信息的測量以及采集，對工程現場以及周邊整體土質信息的測量和采集則表現的不夠重視，具體來講，就是施工單位的勘察過程缺乏對工程現場區域性的勘察。事實上，工程周圍環境的變化對所要建造的建筑物的地基也有著非常劇烈的影響，如果對施工現場以及周圍整體的土層特點和性質的沒有準確的勘察，就難以發現其即將表現的變化規律，也就難以保證工程地基設計不會受到其造成的影響。

1．3勘察報告內容的表述不規范、不全面，對地基設計要面對的情況缺乏準確性的描述巖土工程勘察報告是對勘察結果的一次全面、精確的總結，是工程地基設計以及工程施工過程中的重要依據，但施工單位在勘察報告的描寫過程中對勘察結果缺乏一個精確、全面的描述，報告內容的表述方式也缺乏規范性的定義，對工程設計和施工過程中要面對的地質信息沒有準確的描述，也缺乏相關性和建設性的建議措施，對工程設計的整體幫作用不大，勘察報告的內容沒有上升到相對的高度。

1．4地基設計的過程中對周圍環境變化情況估計錯誤在地基設計的過程中，設計單位只顧著滿足工程的要求，對周圍環境的情況只作出了寥寥的對應，忽略了地基周圍環境變化的情況下會對地基造成的相關影響［3］。事實上，地基承受的作用力來自工程和環境兩個方面，而且某種程度上來自于環境的壓力和工程的壓力相比更加的變化莫測和復雜，在工程地基設計的過程中一定要注意對周圍環境變化情況的針對性措施。

2巖土工程勘察和地基設計的問題解決措施

2．1做好工程相關準備工作在準備工作方面，施工單位應該對將要修建的工程具體要求例如工程使用目的、工程結構形式、要求地面標高、成本具體投入、要求材料性質等等有著清楚的認知，對巖土工程勘察過程中要用到的工具和具體過程都有明確的規劃，制定相應的勘察綱要，按照綱要來進行巖土勘察工作。

2．2做好工程勘察工作巖土工程勘察工作是一項要求嚴格、工作復雜、程序繁多的工作，施工單位應該在勘察綱要的指導下對勘察工作中土質信息的鉆探、采樣、實驗、環境測量以及分析、編制等工作都做好質量上的要求，對勘察過程中有關于土質取樣、信息分析、數據編制的內容都做好相關的管理工作。綜合來講，施工單位應該加強對勘察結果的質量要求，嚴格按照勘察程序和工程要求進行。

2．3保證工程勘察報告的規范性工程勘察報告是巖土工程進行地基設計以及施工階段的工作基礎，施工單位應該保證工程勘察報告的規范性，工程勘察報告的內容應該包括對工程現場以及周圍土質信息的準確描述、對相關環境變化的情況以及變化情況對地基設計造成的影響清楚的標明、對當前技術條件下建議采用何種的地基材料以及地基的結構形式提出詳細的建議和建議的理由作出清楚的描寫。總而言之，工程勘察報告一定要具有良好的規范性、標準型，勘察報告的內容一定要精度、準確、全面，對于建議以及建議的理由應該有清楚的描寫。

2．4加強地基設計過程中諸多影響因素的估量巖土工程地基設計的質量直接影響到后續的施工以及工程的施工質量，在巖土工程的地基設計過程中設計單位應該在勘察報告的基礎上綜合工程要求、國家規定的工程建設規范以及工程現場周圍環境變化和土質信息的情況綜合進行設計工作，對地基的承受力以及地基變形的諸多影響因素都有針對性的解決和改善措施，保證地基設計的結果能夠符合相關的要求。