岩土工程论文范文
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第1篇
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（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
④盛崇文，从桩的测法谈起。地基处理，1996，7（3）
第2篇
现阶段，我国岩土工程勘测的现状不容乐观，一方面，岩土勘测工作与设计工作出现分离，勘测人员不能严格的按照设计要求进行操作，尽管，我们不断的引进新的技术与先进的设备，但是实际的勘测效果并没有预想的完善，由于勘测与设计的分离使得勘测人员的工作效率降低，还时常出现错误，同时，岩土设计人员也没有对当地的实际情况进行细致的调查，数据的收集不完善，造成设计图纸中的参数不适用于实际操作，造成资源和人力、物力的浪费。另一方面，岩土工程的勘测人员没有事先做好准备工作，不重视勘测纲要所强调的内容，最近几年，我国各个地区经常有地质勘探人员遭遇危险的报道，这都是由于没有实现做好准备工作，勘测过于随意，严重影响岩土勘测工作的质量。
2岩土工程勘测中存在的问题
2.1勘测技术落后现阶段，我国在岩土勘测技术的先进性方面与西方发达国家相比仍然存在一些差距，因此，在勘测数据的准确性与勘测工作的质量和效率方面都存在严重的缺失，一些勘测公司仍然使用传统的勘测手段，很少引进新的机器设备及优质的勘测人员，这样新的技术就无法发挥其应有的功能[1]。
2.2勘测环节不规范岩土勘测工作应当有明确的操作步骤和技术规范，然而，我国的勘测企业由于缺乏管理及员工的素质较低，导致勘测环节无法规范的进行，要知道，岩土的勘测存在一定的危险性，如果一旦出现操作的失误就会给勘测人员的生命财产安全造成严重的威胁，同时，勘测市场的秩序也非常混乱，很多人员都是依据以往的经验来填写勘测报告，这样会使得数据误差非常大，也滋生了一些不法商贩谋取利益的途径。
2.3勘测人员专业素质不高我国现阶段的岩土勘测人员有一少部分是勘测多年的经验丰富的技术人员，但是仍然有很多专业素质不高的勘测人员，这些人大多缺少专业的技能培训，对一些新的勘测仪器和勘测技术不甚了解，甚至对自身的安全防护意识也非常薄弱，尤其在野外的岩土勘测工作中经常发生危险与错误的勘测结果，这严重制约着我国勘测事业的发展，与此同时，一些勘测企业为了节约成本，雇佣一些廉价的农民工作为劳动力，这些人不仅缺少相关的专业知识，更没有认真负责岩土勘测作业。
2.4主管部门管理不到位岩土勘测工作的管理也是确保勘测质量的重要一环，但是我国地质勘测工作的入行门槛却很低，一些外行的从业人员也可以进行相应的勘测工作，然而，随着科学技术的发展，一些先进的技术理念被引入进来，如果勘测企业不加强管理，注定会被激烈的市场竞争所淘汰。与此同时，岩土勘测的主管部门不能够对原始的勘测数据进行认真的审核，只是通过简单的记录确定检测质量报告，这样是对岩土勘测工作极不负责的现象，更不能很好的管理企业的经营理念，对勘测企业经济效益和社会效益的取得都产生了严重的阻碍[2]。
3优化岩土工程勘测工作的建议
3.1采用先进的勘测技术岩土工程的勘测涉及到多个学科的专业知识，随着我国科学技术的不断创新，应当将先进的勘测技术应用到岩土工程的勘测中来，例如工程物力专业理论和电磁波理论等，同时，在勘测设备的使用方面也应当引入先进的、高效的、准确的勘测设备，尽管这些设备会耗费更多的成本，但国家要想更好的完成岩土工程的勘测就应当加大投资力度，提升勘测数据的准确性，一些经济不发达的地区仍然使用传统的勘测技术，因此，地质勘测企业最好能够实现电子化的办公，让更多的勘测数据通过计算机网络实现整合与分析，从而极大提升勘测的效率，尤其是对一些复杂的数据处理，可见，只有不断的创新和使用先进的勘测技术才能够促进我国勘测事业的进步。
3.2增强勘测规范性岩土工程的勘测还需要规范的操作步骤，每一个操作环节都是相辅相成的，只有认真的做好每一个勘测环节，才能够确保最终检测结果的准确，与此同时，国家应当出台相应的管理制度来规范勘测市场的操作行为，对一些不符合规定的行为予以严厉的打击，只有这样才能够不断的净化我国的地质勘测事业，对于勘测报告的检察也要设立专门的监测机构，从而制止一些以假乱真、谋取个人财产的行为。另一方面，通过规范岩土勘测的设计来约束实际的勘测行为，确保勘测人员能够严格的按照设计要求进行操作，不能偷工减料或者凭借经验填写检测报告，每一个勘测数据都有其相应的功能，只有规范操作才能实现其真正的价值。
3.3提高勘测人员专业技能任何先进设备的使用和创新技术的应用都需要高素质、高水平的专业人员，而岩土工程的勘测更是如此，我国现在急需一大批优秀的地质勘探人才，不仅能够数量的掌握各种勘测技术，还具备较高的职业道德及综合素质，因此，我国应加大力度培养和提升勘测人员的专业技能，可以在各大高校开展地质勘测相关专业，教育学生将勘测理论与实践相结合，确保勘测数据的准确性，从而提高岩土工程的勘测质量。与此同时，勘测人员的专业素质和技能水平直接关乎我国勘测事业未来的发展，无论从眼前的利益来看还是着眼于未来，提升地质勘测人员的技能水准是至关重要的，勘测企业不仅要聘用综合型技术人才，还要定期开展从业人员技能培训，将先进的理念和经验教授新人，同时采用严格的奖惩制度和责任制度来激发勘测人员的工作热情，不断进取，从而促进我国地质勘测事业的进步[3]。
3.4主管部门加强管理加强岩土工程勘测主管部门的管理职能是保障勘测工作质量的关键，首先，重视岩土工程勘测的地域性研究，也就是每个地区的主管部门都要对自己做负责的区域予以严格的管理，并建立健全地质勘测工作的规章制度，根据自己地区的特点制定相应的法规，确保岩土工程勘测不会受到区域因素的影响，对于一些经济欠发达的地区主管部门一定要加强勘测人员的安全管理，建立相应的安全防护措施，同时，对勘测过程中可能出现的环境干扰因素事先采取恰当的解决对策，对岩土工程勘测的治理与管理负起责任。
4结束语
第3篇
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（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
④盛崇文，从桩的测法谈起。地基处理，1996，7（3）
第4篇
1．1岩土工程地质灾害主要类型特征分析
从上世纪80年代开始，地质工程学就在我国诞生了，地质工程学主要就是对地质灾害的防治所进行研究的。地质灾害工程涵盖着对地质灾害的防治以及岩土两个重要的层面，其中的岩土工程则是施工间所设计到的开挖岩土体的加固处理。从岩土工程地质灾害的主要类型特征层面，不同的地质灾害类型就有着不同的特征，岩土工程中的泥石流地质灾害类型是降水作用下，沟谷以及山坡等出现的携带大量石块及泥沙物体的洪流，主要是表现为固体流动和液体流动相结合的混合物，这一地质灾害类型受到弃土弃渣的防护不合理所致，再有就是在开挖过程中没有科学化进行。再者，岩土工程地质灾害中的滑坡类型也比较常见，主要是地下水以及河流的冲刷等使得斜坡的岩体或者土地的软弱地带发生的下滑情况。滑坡地质灾害主要的由于强降雨或者强降雪所致，还有就是受到地表水冲刷、浸泡等也比较容易发生滑坡地质灾害。岩土工程地质灾害类型中的崩塌也是比较常见的灾害类型，这一地质灾害主要就是由于根部的虚空使得陡坡裂缝分割岩体而发生局部的折断等状况，这样就失去了原有的稳定性鞥发生翻滚。崩塌地质灾害主要是受到矿产资源开采及道路边坡开挖影响比较严重。另外，岩土工程地质灾害中的地面变形也是常见灾害之一，这一类型的地质灾害主要有地面的沉降额塌陷，或者是出现裂缝等。地面变形的地质灾害受到区域内地表水的大量抽取以及表面的熔岩和对矿产的不合理开采的影响比较严重，所以在对岩土工程中地质灾害的防治过程中就要能够结合实际进行处理。
1．2岩土工程地质灾害的成因分析
岩土工程地质灾害的成因根据类型的不同也会有着多种成因，主要体现在受到地形地貌的影响比较显著，我国是地质灾害最为严重的国家之一，每年由于地质灾害所造成的损失比较巨大，这对多个地区的经济发展有了限制。从岩土工程地质灾害的主要成因层面来看，分为自然因素及人为活动因素，其中的人为活动因素是造成地质灾害比较重要的影响因素，由于在一些建设和开发开采等活动的实施下，就对原有的地质自然形态造成了破坏，从而引发了一些列的灾害，其发生和地质本身的关系并不大，主要就是由于人为破坏的。对于岩土工程的地质灾害的发生是在自然地质演变和气候的变化下逐渐形成的不稳定状况，经过人为活动对这一不稳定活动的破坏，加快了地质灾害的发生。地质灾害的发生对人们的经济财产以及生命等都有着很大的危害，这也是灾难性的事故。另外就是岩土工程地质灾害的自然因素，这一影响因素也被称为是第一环境问题，不会因为历史变迁而发生变化。地形地貌的影响以及水文气候的特点和地质环境的特点等都会对岩土工程地质灾害的发生起到促进作用。
2岩土工程地质灾害的有效防治措施探究
第一，对岩土工程地质灾害的防治要从多方面进行考虑分析，采取多样化的防治措施，由于地质灾害的发生需要一定的条件促进才能形成，所以为能够将岩土工程地质灾害得到有效防治，就要从源头上进行消除。首先是对岩土工程的实施过程中，要能对地质灾害的勘察得到充分重视，地质灾害额发生和地质状况有着紧密的联系，这就要对地质的实际状态加强勘察，进而保障岩土工程施工中的安全性。具体的措施就是先成立地质勘察小组，对岩土工程施工的地区进行实际的勘察，对施工场地的地质特征以及形成原因加以详细化分析，然后对地质灾害发生可能程度进行评估，并要定期的到现场实施观察。第二，当前我国的科学技术有了很大程度的发展，将其在岩土工程施工的有效应用对地质灾害的防治就有着积极作用。从我国地质灾害监测预警体系的发展过程中来看，有的是通过先进仪器设备诶等进行的专业监测，还有的是通过群众参与的群测群防。总体而言，对岩土工程施工过程中的地质灾害防治要能将“感”、“传”、“知”、“用”这几个层面得到准确的掌握，其中的感就是对监测数据进行采集，再通过移动终端对所采集的信息加以传递，这样就能通过卫星传回监测的数据，然后再对这些数据加以处理分析并建立模型，对地质灾害的状态以及发展趋势加以判断，最后就是采取辅的决策对地质灾害监测预警以及搬迁转移等措施提出。第三，对岩土工程地质灾害的防治还需要开展相应的防治工程设计，结合实际岩土工程所受到的灾害情况进行对防治的途径加以确定，然后再按照灾害的发生程度以及对防治目标的确定等对防治的实际强度和工作量详细的制定，例如采取支挡或者排水以及加固等方面的措施进行实施。从工程层面来看采取工程型防治是地质灾害最为主要的防治措施，工程开展过程中要进行实施削方减载，并把缘地表排水及开展前缘支挡的方法对实际的施工要求加以满足，在工程防治方面要能结合实际来采取相关措施。第四，而采用生物防治的措施，则主要是通过植树造林以及草坡护理等方式实施防治，这在环境保护以及防治的时间上都有着较好效果的呈现。还可再用地质灾害的避让措施的实施，岩土工程施工过程中通过避让措施能够对地质灾害的损失降到最低。对于灾害隐患点及变形斜坡在雨天所采取避让措施比较有效，如在下雨天可让比较容易发生地质灾害的群众及时的搬迁，在对这一措施实施过程中要能有效遵循就近以及不受灾害威胁的原则。对于有着较大危害的采取避让措施是比较有效的。
3结语
第5篇
在对岩土工程进行勘察和设计过程中，为了便于基础选型、支护、加固或者爆破方案设计的进行，常常需要评价场地的地形地貌、地下水的分布情况、岩土体的力学参数以及地质构造等，然后再进行取值。但是岩土工程的性质复杂并且具有很强的区域性特征，其研究对象具有特殊性，与其他材料相比，岩体和土体不具有确定的力学参数和工程性能，地下水的分布情况、气候条件、岩土体力学参数、地质构造、开挖形式等因素都会对岩土的力学参数和性能造成影响，基于岩土体的特殊性和复杂性，对场地内的工程地质信息进行集成管理、存储和分析时，可以对信息管理技术进行综合运用，通过不同形式的信息反馈，可以为对该区域后续的岩土工程勘察和设计提供一定的参考依据和指导。通过对场地内的岩土工程信息（如地形地貌、地下水分布情况、岩土体土工力学试验数据、地质构造、地下管线分布、地震背景）进行搜集和整理，并以当地的经验和理论公式为依据，管理和存储各个岩土体的力学参数和工程性能等信息，然后进行建模分析和评价，这样就可以得到该场地内的工程地质剖面和平面图，对各层地基的稳定性和均匀性进行评价，使其地基承载力得到确定，从而对基础类型、各项支护和防治方案进行相应地确定。通过对工程地质信息进行不断的积累，信息管理系统的信息量也在不断增大，覆盖的区域也更加广，这样有利于工程参数、支护、防止方案确定的有效性和完善性，如图2所示。
2信息管理技术在岩土工程施工中的应用
2.1信息管理技术在岩土工程设计方案中的实现
对岩土工程设计方案的实施就是岩土工程施工，工程孔施工、地基处理、以及开挖、爆破施工等都是岩土工程的主要工作内容。当前，我国多是通过现场技术人员凭借既往的施工经验、严格按照施工方案和图纸进行岩土工程的施工，其管理和监督多由监理单位、建设单位以及政府相关职能部门负责。但是在施工场地的地质条件具有较高的复杂性或者施工过程中出现的突发状况与设计方案不相符合的情况下，如果仍然按照原来的设计方案进行施工，那么施工的安全性和可靠性就难以保障，在岩土工程中应用信息化管理技术就能够有效地避免此类现象的出现、岩土工程信息管理系统实现流程如图3所示。
2.2监测信息反馈和信息化施工
在岩土工程的施工中，监测信息反馈技术和信息化施工具有十分重要的作用，由于岩土工程施工的复杂性和多变性，因此在整个施工过程中要对施工进度、资金出入状况进行良好的控制，并了解中央地方的各种法律法规，只有这样才能更准确的掌握各类资源，为管理者提供更合理的决策。在岩土工程施工的过程中，必须要对每种方案所需的经费以及预期取得的收益进行考虑，并对工程项目对环境造成的影响进行分析，通过对各个指标进行综合分析，选出经济效益好、对环境污染小的设计方案。我国岩土工程的评价主要是计算经济效益费用比、净现值、内部收益率、投资回报年限等指标的期望值，并据此进行方案优选。但是由于岩土工程施工过程中的各种不确定因素的干扰使得每种方案的效益和经费都是不确定的，效益和风险并存。不确定性指的就是问题的结果不确定，对工程项目的各种风险发生的概率以及带来的后果必须做出相应的分析，对风险做出定量的估算。一般风险管理有以下五个步骤：（1）风险的鉴别：鉴别风险的来源、特性及与行为或现象有关的不确定性；（2）风险的量化与度量：利用概率论等数学知识，对可能发生的风险进行量化分析，找出风险发生的概率值，找出风险源，并理清楚各个风险之间的相互关系。（3）风险评价：使整个风险评估与风险管理的过渡阶段。（4）风险接受和规避：这一步代表“风险决策”。对每一个决策，通过对成本的评估、对效益的估算、对风险对社会造成的影响，对环境造成的破坏进行详细的分析，分析风险的可接受程度。（5）风险管理：这一步代表在（4）基础上进行的“执行”过程，
2.3岩土工程施工中信息管理技术在的优点
使施工记录的集成化管理得到有效地实现并全程跟踪和记录施工过程是信息管理技术在岩土工程信息化施工中的关键作用。在岩土工程的施工中，信息管理技术在的优点主要体现在以下几点：（1）对岩土工程的施工信息进行集成化记录和管理，可以对比分析当前施工的信息和已建工程的信息，尤其对一些地质条件复杂度高、突发事件容易发生的岩土工程进行施工时，可以以施工场地内地下水位、水质的实际情况以及岩土体变形、压力的变化情况等信息为依据，对施工方案进行及时地调整，并制定有效的预防方案。（2）在岩土工程中引入信息管理技术有助于建设单位、监理单位和政府相关职能部门对岩土工程的施工过程进行更加有效地管理和监督，因为利用信息管理技术可以使施工记录的录入和提交更加及时，并且不能随意更改提交的数据，这样可以避免出现偷工减料等违规作业现象。（3）在岩土工程中引入信息管理技术，为后期施工记录、竣工验收报告等资料的提交和归档提供了方便，并且促进了施工记录由纸质向电子化方向的转变。
3结语
第6篇
当前岩土工程勘察领域的软件开发根据采用的开发语言种类大致可以分为三类。①采用VB开发；②采用数据库管理软件开发；③采用VC开发。开发出来的软件各有特点，但是在制图方面却多采用AutoCAD图形功能，不论是利用脚本文件SCR生成图形，还是在AutoCAD基础上二次开发，或者是利用Automation技术，都是将AutoCAD制图功能融进应用程序。由于岩土工程数据管理和制图功能的实现之间存在开发上的界面，因此给系统运行增加了额外负担，增加了软件的应用难度。
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。
图7绘制工程地质平面图
第7篇
1．1人为因素
近年来，由于科技水平提高，岩土工程地质勘察设备和技术也不断提高，这也要求岩土工程地质勘察人员也需要具备更高的技术素养和实际操作能力，才能正确使用先进的勘察设备。但是，实际岩土工程一线地质勘察工作人员为农民工，他们不具备专业的技术知识和操作技能，也缺乏相应的安全意识和质量意识，导致地质勘察质量难以得到保证。不仅如此，许多岩土工程地质勘察工作的工期较短，促使勘察人员采用不规范、不科学的方法进行岩土勘察，导致勘察结果与实际结果的误差较大，严重干扰正常的岩土工程地质勘察工作，得出的勘察结果报表也不具有真实性。
1．2勘察方法
勘察方法问题主要表现在勘探钻进方法单一和取样方法不合理上。钻井措施需要根据地质条件选择勘探方法，这要求勘探单位对工程情况进行详细的地质调查，在根据勘探与布置勘探工程的结果选择勘探方法。但是一些勘探单位在未进行地质调查的情况下直接使用电力设备和机械设备进行钻进，不仅增加勘探时间，也消耗更多的资源。在取样方法上，勘探单位未根据设计勘察点的实际情况进行取样。如有些人员对软弱下卧层不进行取样分析，甚至因为表面上满足不少于件组的要求而将应当分层的层位加以合并，对数据的变异性不作检验、剔除。勘察结果经不得推敲，严重影响工程设计和建设质量。
1．3市场制度
虽然近年来我国岩土工程地质勘察单位的数量显著增加，但地质勘察市场化程度并不高，地质勘察市场制度严重缺失，市场调节作用失灵。而且许多新成立的地质勘察单位存在许多“水分”，存在许多皮包公司和外挂单位，严重扰乱地质勘察市场秩序，加剧行业内恶性竞争。激烈的恶性竞争导致一些地质勘察企业或单位为抢占勘察市场，采用压低报价方式提高市场竞争力。这种做法导致地质勘察单位为减少损失而采取偷工减料方式降低勘察成本，最终影响地质勘察质量。
2．岩土工程勘察质量控制对策勘察
2．1建立高水平勘察队伍
针对当前许多一线地质勘察人员非专业人员问题，首先可通过招聘方式引进专业人才，巩固一线地质勘察队伍，提高专业勘察能力。此外，还应针对当前一线勘察人员专业水平较低、知识结构陈旧问题，应加强人员培训工作，实现知识结构更新与新技术设备推广，提高岩土勘察工程人员的专业素质。最后，建立有效的激励机制。如建立两支或以上勘察队伍，实行内部竞争制度，促使勘察人员主动提高自身专业水平。
2．2运用新的勘察方法和技术
运用新的勘察方法和技术不仅可以提高勘察效率，还能提高勘察结果的质量和准确性，提高取样工作的精度。在选择钻进方法上，勘察人员要严格根据勘察规范做好实地地质勘察工作，并以此为基础选择正确的钻进方法;再结合更先进的钻探设备，改进传统钻探技术方法的不足。提高勘察方技术和方法的数字化水平，国际工程施工所采用的先进的设备一般都是数字化管理、智能控制。我国许多较为先进的岩体勘察部门也已经引进了先进的数字技术替代了传统的勘察技术。例如地形勘测方面，传统地形勘测需要借助手工测量，容易引起较大的误差。如采用新型数字化设备，可以方便地得到较为精确的测量结果。对于取样问题，应控制取样质量。如根据不同地质条件的不同选取不同的样本，如不同深度、不同类型的地质样本。
2．3完善岩土工程地质勘察制度
针对地质勘察市场混乱问题，必须建立有效的勘察监督制度，实行严格规范的勘察监督制度对勘察工作进行有效的监督，实行事前、事中和事后控制相结合，最大限度避免不当行为，保证勘察质量。严格市场准入机制，建立注册土木工程师制度。市场因素对勘察质量主要由于地质勘察资质门槛不高，导致地质勘察企业水平参差不齐。因而应尽快实施注册土木工程师制度，控制地质勘察企业及个人的职业资质。最后，加强勘察涉及单位的质量认证，健全质量管理。如采用PDCA循环思进行岩土工程勘察的实施和管理，提高勘察设计能力。
3．结语
第8篇
1．1岩土工程的分类
依据质能交换条件进行分类，有三个作用类型，取出作用、带入作用、和混合作用。在人类工程活动中，带入作用把物质和能量加入岩土体中，利用质能移动的时机导致岩土体和生态之间进而恶化。这些作用主要是人工灌溉和喷洒，固体废物填埋和排污以及矿山采空区的回填作用等。工程活动运行的过程中，把一些岩土体不属于内部的不同物质带入其中，就可以形成岩土体环境的改变。对于取出作用来说将质和能从岩石圈向外部进行环境转移，它主要包含矿山开采作用、地下水抽取作用和建筑材料的开采使用作用等。据有关的数据表示，鉴于人类开发资源和建筑施工的进行，每年全球移动的土石量高达4×103km3之多，而从地下开采出的建筑材料和矿石量高达1.0×1011t，也就是说相当于每人每年平均需要从地面的土壤和岩石圈中开采出25吨的不同物质。最后一个作用类型“混合作用”在连续墙、修筑地下工程、开挖深基坑、港口码头建设和海岸带改造进行地下工程的活动中，它是带入作用和取出作用的结合产物。在实际的工作中，对形状改变的岩土体和人类工程活动分类很有必要，人们主张进行人为性质的剥蚀作用它主要是对矿山的盖层进行分离、土石挖掘和进行农业种植的平整土地利用等损坏了地质构成物质，还更改了地表的外形，它们所产生的变化和天然动力完全一致。而人为性的进行搬运是指在一些工程活动像回填筑工程基础、工程场地开挖和挖掘有价值的矿产。而对人为堆积作用来讲人工堆积的方式是土的分布面积和厚度有一定的规模影响，例如具有标志性的日本东京港地区，它就是由大片土地人工堆积建成的，填地范围有40km2之多，使陆地面积可以最大化的扩展;还有一些具有特点的例子如香港填海的土地面积就是全港面积的1.7%;现在废渣填埋池的高度已和九层楼一样高，而堆砌成的填埋池是马尼拉市政府每天要将5600t的垃圾送往圣马特奥镇的一个废渣填埋地填埋至今形成的。
1．2岩土体环境恶化与环境岩土工程问题
了解了强大的人类工程活动，面对日益严重的岩土体环境变异，以及岩土环境改变所带来的一系列的环境岩土工程问题值得重视。在现实中，出现的环境岩土工程问题的非常多，每个人从不同角度都可以得到不同的分类方法:依据成因性质可以分成有自然地质作用引起的自然型的环境岩土工程问题和次生型环境岩土由人类活动引起的工程问题;根据不同的研究内容把环境岩土分为环境卫生工程和工程活动引起的小环境岩土工程和环境工程中的大环境岩土工程等。
2针对环境岩土工程存在问题，进行防治措施
2．1加强科学研究环境岩土工程学的学科
环境岩土工程学是崭新的跨学科的边缘学科的一门科学，它研究之路开始是在里海大学1986年召开了首次国际学术岩土体环境变异的途径分析讨论会后得到快速的发展，它的发展时间不长，理论体系尚未完善，存在大量的理论问题。像对环境岩土工程学的内涵的理解、对科学性质的深入研究，研究环境岩土工程学的内容和应用对象，环境科学和环境岩土工程学、工程地质、岩土工程学、基础工程和环境工程地质学等学科之间的相互关系，还需要在土壤—环境、环境中岩土体—水—污染物的相互作用机理的探究，对土壤、岩石的性能对地貌的影响和污染的不饱和细粒土中质量传输现象都需要作进一步的探讨。
2．2展开关于岩土失稳、变形和污染机理的研究
针对上述的环境岩土工程的污染机理问题和变形问题，目前，对它的了解还是不清楚，像是深基坑开挖的支挡结构中基坑隆起规律和变形机理，坝壳粗粒土的变形问题和高土厚坝中细粒土防渗技术的协调性的问题，对岩质高边坡开挖爆破地震动对稳定性的影响，高度高、低密度和温度高都是火力发电电厂的灰坝以及高度大的尾矿坝因为地震作用的影响，进而判断稳定性程度的主要依据，存在着土中洞室湿度高问题的施工难度，存在土质洞室中限制开挖流砂问题，土壤环境的作用问题，识别和鉴定污染土体等，这些是我们今后研究努力的方向。
2．3推广关于环境保护的岩土工程设计规划
环境岩土工程学是环境科学和岩土工程的完美结合，它是一门新兴的学科，它的特点是采用了岩土工程的理论、方法和技术为更好的提供环境服务而努力。因此，在规划岩土工程设计时，从环境保护的角度着手，将安全和稳定性的问题考虑在内，并注重岩土工程的环境改变，考虑全面后再给出相应的设计。以此减少经济损失，保护人类的生命安全。
2．4环境保护的岩土工程施工工艺积极采纳
了解工程活动对周围环境影响，例如:隧道掘进时的地面沉降、基坑开挖的边坡稳定问题、打桩时发出的噪声和对土体的挤土和振动效应等，这些问题的出现必须重视起来，因为它不光是一个工程项目，它的不完善会导致牵扯法律、政治和经济的纠纷。
2．5研究环境岩土工程问题开发新技术
环境岩土工程的变形、稳定性和污染严重问题的发生，不论哪一个都会对环境产生巨大的影响，给工程建设和社会经济带来不可低估的危害，因此，应该在岩土工程活动中重视有关于环境岩土工程控制新技术的研发和实践，造成最小程度的损失。例如:依据新工艺对地基进行加固处理;应用不同形式的挡土墙和板桩墙支撑结构来开挖深基坑;防止岩土滑动的大直径抗滑桩应用;对城市垃圾的处理利用填埋法、焚烧法和堆肥法，一系列技术的应用，不仅改善了地基的变形，加固边坡的稳定性、而且在保护环境不被污染方面取得了不错的成绩。
3结束语
第9篇
1软土地基的特点
通常情况下，软土地基主要是在自然环境中，其孔隙大于等于1mm的软土物质，一般这种软土地基中的水分含量较多，具体具备了以下几点特点。
1.1软土地基自身具备较强的触变性能，改性能是指当软土在受到其他外力因素干扰时，地基结构就会产生一定的损坏，这样就会极大影响其强度的可靠性，与此同时，在振动负荷的作用下，也会发生侧向滑动，甚至还会出现沉降的现象，很容易引发安全事故，造成人员的伤亡。
1.2如果软土在受到较大的承载压力以后，就会发生变形，而其自身的空隙也会迅速变小，水分页将会被快速排除掉，除此之外，由于软土结构受到载荷的影响而导致剪切变形的出现，我们统一将这一特点称之为软土的流变性。
1.3由于软土孔隙较大的特点，其压缩性能也比较大。因此，若选择软土作为建筑物的地基时，就很有可能发生大幅度的沉降现象。
1.4相关技术人员通过实验检测发现，当软土在自然状态下时，其抗剪强度并不会发生较大的变化，承载能力较低，并且，如果软土边坡可靠性较差，就很容易因剪切力破坏而导致建筑物结构发生失稳的情况。
1.5虽然软土地基中的含水量较多，但其实际的透水性能非常差，这对于地基排水的流畅性十分不利，并且，软土地基上建筑沉降时期较长，尤其是在加载初期基础时，将会达到增加孔隙水的压力，从而导致整个地基的稳固性都受到了极大的损害。
2软土勘察的基本内容与要点分析
2.1软土勘察的内容。软土勘察主要包括了：软土的形成类型、埋藏情况、分布和发展规律、层理特征、渗透性能、立体分布的均匀性、表层硬壳的厚度、地下硬土层的情况等等；对软土的固结情况进行勘察，强度、变形特征以及随着应力改变而变化的规律，并且了解其结构破坏对强度和变形的影响情况；软土中存在的地貌形态差异、填土、河道等的分布范围和深度等；地下水埋藏的情况，分析其对施工材料、安全设置、环境等影响。
2.2软土地基勘察的基本要点。软土勘察的勘探点布置应根据实际情况进行设计，工程性质、场地形状、勘察分段、成因类型、复杂情况评价等都应当考虑在内。当土层出现复杂变化时应对此位置进行加密；勘察中钻探取样的时候应结合原位置测试的结果，去氧应利用薄壁取土装置，原位测试应采用静力触探或者十字板剪切试验完成。
2.3软土剪切试验。当软土的加载和卸载的频率过高的时候其内部的水分形成的空隙水压消散速率也会发生改变，此时应采用自重压力预固结德尔不固结排水三轴剪切试验，对透水性较低的粘性土质可以采用无侧限的压强度试验或者十字板剪切试验来完成测试；当软土排水速率快切施工过程缓慢的时候应采用固结不排水三轴剪切试验或者直接剪切试验获得数据；对土体可能发生大的应变项目因此测定其残余的剪切强度必要的时候应将蠕变试验、动态扭剪切试验、动态三轴试验等纳入到检测中。
3软土岩土工程勘察的基本流程
3.1一般来说，岩土勘察的等级都是由工程性质而决定的，这是因为一般的软土岩土工程的施工环境十分复杂，无论是地基的设计，还是勘察难度方面，都必须遵守规范的勘察内容而进行全面的调查分析以后，才可以进行准确的划分，勘察人员会切实根据工程项目的实际情况，按照等级的不同来对工程等级进行划分。例如，该工程的规范设定为一级，那么，其场地等级，复杂程度等都要按照一级标准。
3.2在进行正式的勘察工作以前，勘察人员应当充分做好一切准备工作，根据实际的工作量来采取相应的勘察措施，可以通过在建筑物周围设定勘察点，并对其间距与孔深进行精细的剂量，并得出该工程所需的钻孔量，最终将这些所得的数据统一汇总在一起，将其作为被工程所需的工程量以及基本采样量，以此来选择合适的检测方法和实施步骤，从而确保软土岩土工程勘察工作的顺利开展，进一步提高勘察结果的质量。
3.3通过上文叙述，我们可以得知，当工程量和取样数量都确定了以后，试验人员就可以根据所得数据，制定出从一个完整的检测试验流程，并制定出明确的勘察试验时间表，这也是为后续施工作业提供的基本保障。其次，对于早期已经勘察的土壤，试验人员更应该准确划分出其具体的采样数量以及位置，充分做好试验勘察前期的准备工作，及时出现取样数量增加的问题，也可以保证在预期的时间内完成样品的检测工作，从而避免资源不足的情况发生，确保检测试验结果的真实有效性。
4软土地基的土工工程勘测的数据处理
4.1软土地基的岩土工程试验往往采用的是土工试验，其优势的简单而方便。获得数据和处理的时候，应保证岩土试验室内的项目设计应从岩土类型和工程性质出发进行综合考虑，并结合工程分析计算的要求确定试验的方式和数据处理方法，并最终确定软土的基本性质，这才是数据处理的最终目标。
4.2在试验和数据处理的时候应考虑到原位数据的处理，如项目针对粘土和砂土等进行贯入标准试验。贯入试验的指标将直接影响数据处理的结果，因此在贯入的时候应确定具体的技术参数，参数的选择可以根据地层的情况而定，按照规范标准针对不同性质的土体进行不同的参数选择，这样就可获得较为准确的数据资料，然后按照试验规范对原位测量的数据进行分析与归纳，最终形成数据统计表，然后形成分析结果。
第10篇
1.1钻孔波速测试为了能够更好地对各类岩体土体的各种波速进行有效的确定，可以利用单孔波速测试手段，这样还可以有效地对相关的岩土参数进行确定，从而可以科学对民用建筑场地类别进行判断。而且利用钻孔波速进行测试，可以有效判断和评价地基的振动特性，有利于对建筑的抗震设计进行有效的指导。在利用钻孔波速进行测试时，需要在民用建筑下布置波速测试钻孔，将三分量检波器固定在孔内预定深度内，同时要对测试的垂直间距进行严格的控制，使其保持在1m左右，在测试时按照从下到上的顺序逐点进行。
1.2场地微振动测试为了能够更好地提高抗震设计的质量，可以对场地微震动进行测试，对脉动幅度值等参数进行确定，从而将场地内的地震区进行划分。另外，在室内外测试过程中，利用各种检测技术可以获取各种数据资料，通过对这些数据资料进行分析和研究，从而确保能够获得更加准确和可靠的岩土工程设计参数。
2地理信息系统
当前地理信息系统已经开始广泛应用在空间数据处理中，其主要是以地理坐标为主，通过勘察来获取某一区域内的数据资料，从而利用地理信息系统来有效管理岩土工程勘察信息。地理信息系统在应用过程中得以不断的完善，其功能也不断的增多，不仅具有输入、编辑、维护图形数据和属性数据的功能，同时对于文件型图形数据和关系型的属性数据还具有有效的连接功能，这样不仅有效确保了这两种不同的数据库能够互相进行访问，还可以对图形数据进行更好的分析。由于是完全面对用户进行界面设计，而且还能够提供相应的接口，这样可以有效确保二次开发的顺利进行。利用地理信息系统的空间信息处理能力，可以有效确保信息管理系统可视化功能的实现。当前地理信息系统技术和功能不断完善和发展，其应用领域也在不断的扩大。地理信息系统应用在民用建筑岩土工程勘察工作中，不仅可以将地质资料在工程中进行输入和查询，还可以使可视化综合动态查询和检索功能得以实现，有效确保了勘察信息的真实性和可靠性，这样就可以为勘察管理部门提供更真实的数据，确保其决策的科学性和合理性，有利于更好地指导岩土勘察工作的实施。
3遥感技术
利用遥感技术可以确保探测范围和信息量的进一步扩大，同时通过多种先进的技术手段，可以在短时间内即获取到相应的信息，可以实现动态的监测。而且利用遥感技术收集到信息后，可以对信息进行存贮、传输，这对于信息的进一步应用带来了较大的便利。在民用建筑岩土工程勘察中利用遥感技术，可以更好地显现出地域内的不同地貌特征，为工程建设方案的设计提供科学的依据，有利于更好地掌握复杂的地理环境。
4结语
第11篇
1．1岩土工程勘察方法比较单调，工程勘察的质量不高对沿途工程的勘察内容包括现场土质信息以及其他环境信息的测量、收集、实验和记录，但是在部分施工单位的勘察工作中，由于工程成本或者工程技术上原因，使用的工程地质信息测量方法比较单调和落后，土质信息试验设备的选择准度不高，土质信息的采集没有按照工程设计的标准进行，造成了工程勘察过程中土质信息的勘察结果不准确、不符合工程现场的实际情况。例如在钻探取样的过程中，施工单位2－3米才进行一次提钻，造成土质分层位置不准确，土质信息测量收集和实验的结构都会因此受到影响。
1．2岩土工程勘察过程中缺乏对工程现场以及周边环境地质信息的测量和采集当前岩土工程勘察过程中一个很容易出现的问题就是施工单位往往只重视工程施工现场某一点或者某一部分的地质信息的测量以及采集，对工程现场以及周边整体土质信息的测量和采集则表现的不够重视，具体来讲，就是施工单位的勘察过程缺乏对工程现场区域性的勘察。事实上，工程周围环境的变化对所要建造的建筑物的地基也有着非常剧烈的影响，如果对施工现场以及周围整体的土层特点和性质的没有准确的勘察，就难以发现其即将表现的变化规律，也就难以保证工程地基设计不会受到其造成的影响。
1．3勘察报告内容的表述不规范、不全面，对地基设计要面对的情况缺乏准确性的描述岩土工程勘察报告是对勘察结果的一次全面、精确的总结，是工程地基设计以及工程施工过程中的重要依据，但施工单位在勘察报告的描写过程中对勘察结果缺乏一个精确、全面的描述，报告内容的表述方式也缺乏规范性的定义，对工程设计和施工过程中要面对的地质信息没有准确的描述，也缺乏相关性和建设性的建议措施，对工程设计的整体帮作用不大，勘察报告的内容没有上升到相对的高度。
1．4地基设计的过程中对周围环境变化情况估计错误在地基设计的过程中，设计单位只顾着满足工程的要求，对周围环境的情况只作出了寥寥的对应，忽略了地基周围环境变化的情况下会对地基造成的相关影响［3］。事实上，地基承受的作用力来自工程和环境两个方面，而且某种程度上来自于环境的压力和工程的压力相比更加的变化莫测和复杂，在工程地基设计的过程中一定要注意对周围环境变化情况的针对性措施。
2岩土工程勘察和地基设计的问题解决措施
2．1做好工程相关准备工作在准备工作方面，施工单位应该对将要修建的工程具体要求例如工程使用目的、工程结构形式、要求地面标高、成本具体投入、要求材料性质等等有着清楚的认知，对岩土工程勘察过程中要用到的工具和具体过程都有明确的规划，制定相应的勘察纲要，按照纲要来进行岩土勘察工作。
2．2做好工程勘察工作岩土工程勘察工作是一项要求严格、工作复杂、程序繁多的工作，施工单位应该在勘察纲要的指导下对勘察工作中土质信息的钻探、采样、实验、环境测量以及分析、编制等工作都做好质量上的要求，对勘察过程中有关于土质取样、信息分析、数据编制的内容都做好相关的管理工作。综合来讲，施工单位应该加强对勘察结果的质量要求，严格按照勘察程序和工程要求进行。
2．3保证工程勘察报告的规范性工程勘察报告是岩土工程进行地基设计以及施工阶段的工作基础，施工单位应该保证工程勘察报告的规范性，工程勘察报告的内容应该包括对工程现场以及周围土质信息的准确描述、对相关环境变化的情况以及变化情况对地基设计造成的影响清楚的标明、对当前技术条件下建议采用何种的地基材料以及地基的结构形式提出详细的建议和建议的理由作出清楚的描写。总而言之，工程勘察报告一定要具有良好的规范性、标准型，勘察报告的内容一定要精度、准确、全面，对于建议以及建议的理由应该有清楚的描写。
2．4加强地基设计过程中诸多影响因素的估量岩土工程地基设计的质量直接影响到后续的施工以及工程的施工质量，在岩土工程的地基设计过程中设计单位应该在勘察报告的基础上综合工程要求、国家规定的工程建设规范以及工程现场周围环境变化和土质信息的情况综合进行设计工作，对地基的承受力以及地基变形的诸多影响因素都有针对性的解决和改善措施，保证地基设计的结果能够符合相关的要求。
3结语
第12篇
就当前我国建筑行业岩土工程施工的现状来看，并没有充分利用全新的技术来施工，主要就是因为施工企业缺乏引入新技术的概念和意识，很多企业的技术还只停留在传统的技术上面，尤其是那种满足于传统、适应传统技术的观念、思想上比较落后。而有的企业因为没有经济实力投入到新技术的运用中去，不愿意花费较大的人力、物力与财力投入到新技术的推广中，这也是阻碍新技术在岩土工程中发展的重要因素。此外，很多建筑企业中的技术人员普遍素质比较低，就算企业引入了一些新设备新技术，也没有优秀的技术人才来操作，再加上人员的技能比较落后，企业也缺乏对员工的技能培训，因此引进的新技术就形同虚设。这两方面的原因严重制约新技术发展的关键所在，因此，要想实现提高我国岩土工程施工技术的目标，就必须着手清除阻碍提升技术推广的障碍，加强推广与引进。同时，岩土施工企业还应从自身入手，加强基础技术的建设，培养技术人员，以此来促进对新技术的运用，整体上提高岩土工程的施工技术水平。
2.岩土工程施工中对新技术的应用
2.1沉井施工技术
沉井施工技术又叫做沉箱施工，其具有对周围环境影响小、需要的场地条件小等等优点，因这些优点使得沉井施工技术已经被广泛引用到了岩土工程施工中。沉井施工技术的工作原理就是构建一个井筒状的结构物，在井内挖土后，利用结构物的自重克服与井壁之间的摩擦力，使得井内的土下沉到预先设计的高度，然后再使用混凝土密封底部，最后将井孔填塞好作为构造物的基础。另外，因沉井结构可以按照预先设计的深度进行埋填，这样设计的目的是为了保证结构的稳定性与整体性，使得承载面积变大，就可以承载更多的水平与垂直载荷，因此，沉井施工技术使用与城市岩土工程施工。沉井施工技术的施工过程主要按照以下工序来进行;首先，对地基进行处理后，才能够开始基坑的开挖工作，随后才能进行沉井的制作与下沉，只有这些工作处理完毕后才能对沉井进行封顶与封底的工作。在实际的沉井施工过程中，需要特别注意的是，沉井施工需要的施工人员较多，在下沉的过程中需要加强进一步的观测，及时分析出现的变差，并进行科学的调整，保障沉井施工的施工质量。此外，在设计沉井时，还必须根据施工现场的地质条件与结构严格对刃脚等部件计算进行仔细的符合，以确保设计档案的准确性。
2.2泥浆护壁钻孔灌注桩施工技术
泥浆护壁钻孔灌注桩施工技术是现代岩土工程中广泛应用的施工技术，也是常用的基础性技术。伴随着各项建筑工程技术的发展与革新，岩土工程中的施工设备与材料也都伴随得到了更大的提升，这些新技术新材料不断被应用到岩土工程中来。泥浆护壁钻孔灌注桩施工技术具有无噪音、无振动并且不会出现积压情况等的优点，比较适用于水位较浅的岩土工程施工中来运用。主要利用的是钻孔时的泥浆将钻渣带出来的方式，同时，不会对孔壁造成破坏，再将钻进中的泥浆通过水下混凝土浇筑的方式置换。从而保证了钻孔灌注桩的施工质量。同时，在进行施工之前必须要进行验证，查看设计是否满足现实情况的要求后才能进行具体的施工。
2.3喷射混凝土技术
将一定配比量的拌合料混凝土通过喷射机械压缩空气再喷射到受喷面的方式进行混凝土的浇筑。其中拌合料是通过管道运输确认准确定位后再进行喷射的，拌合料一旦接触到受喷面就会很快凝结，实现了在短时间内加固的作用。当前，一些岩土工程中常常将喷射混凝土技术与钢筋网联合使用的方式，实现受喷面的加固耐久性与更高的力学性能。喷射混凝土技术的主要施工流程为：在对受喷面进行充分的底层处理后，用水润湿，然后编设固定好钢筋网，紧接着要进行合理的混合料拌合，等待喷射操作完毕后，还应进行合理的后续养护工作，保证各环节的施工质量。
3.提高施工企业技术水平，促进新技术的应用
第13篇
(1)判别地层类型、场地类型和卓越周期。以某电排站的改建为例进行介绍，该电排站位于鄱阳湖附近，对场地的地层进行勘察得知，最上面的为素填土、粉砂、粉土，再往下是淤泥质粉质的黏土、粉质的黏土，最下面是强风化云母片岩石。为了建成抗震级数较大的电排站，采用波速测试的方法，首先判断场地的地层类型、场地的类型等。采用单孔检层法，根据建筑抗震的设计规范，对场地的类型进行判断。首先钻两个孔，测得它们的S波波速分别为206米/秒、203米/秒，相对应的覆盖层厚度为28米和30米，根据这些数据判断出此电排站场地的地层类型为中软土，场地类别是Ⅱ，根据计算公式确定场地的卓越周期分别是0.3883秒和0.3941秒。而对两个孔进行实地测量，采用地脉动法所得结果分别为0.3867秒和0.3927秒，实际测量结果与由公式计算的结果相比较，结果相差不多，数据比较吻合。由此可知，根据这种方法来确定的地层类型，场地类型和卓越周期是准确有效的。
(2)采用波速法计算岩土的工程动力参数。根据实地测量的S波和P波的弹性波速，利用相应的公式即可计算岩土的工程动力参数。其中μ表示泊松比，VP压缩波速度，VS表示剪切波速度，单位均为米/秒。上述电排站的工程，要对其抗震的稳定性进行验算，利用波速法测定各地层的弹性参数。根据单孔检层法测量的数据如下:全风化云母片的测试深度为3.5米，剪切波的平均速度为337米/秒，压缩波的平均速度为686米/秒;强风化云母片的测试深度为12米，剪切波的平均速度为646米/秒，压缩波的平均速度为1279米/秒;中风化云母片的测试深度为20米，剪切波的平均速度为1330米/秒，压缩波的平均速度为2500米/秒;微风化云母片的测试深度为25米，剪切波的平均速度为1868米/秒，压缩波的平均速度为3320米/秒;未风化云母片的测试深度为30米，剪切波的平均速度为2442米/秒，压缩波的平均速度为4130米/秒。由以上数据即可计算出岩土的弹性动力参数。
(3)岩土承载力基本值的估算。在这个项目中计算岩土承载力基本值的使用的是剪切波速法。通过大量的实践经验得出岩土的承载力基本值与剪切波速值存在一定的比例关系。淤泥岩土层的剪切波速值为60～80米/秒，对应的承载力基本值在3～4t/m2;岩土为淤泥质软弱土的剪切波速值为100～130米/秒，它对应的承载力基本值为7～9t/m2;软塑粉质粘土、粉土和松散砂组成的岩石的剪切波速值为140～180，其对应的承载力基本值在9～12范围内;软塑粉质粘土和稍密中细沙的岩土中的剪切波速值为200～220，岩土对应的承载力在14～16之间;硬塑粉质粘土和中密中粗砂组成的岩土中的剪切波速值为250～280，承载力基本值为18～21;硬塑粉质粘土、密实中粗纱、砾砂软质岩全风化层构成的岩土中的剪切波速值为300～360，对应的承载力基本值为24～28;由密实中粗砾砂、砾砂、全风化岩硬质岩全风化层的岩土层中的剪切波速值为400～450，对应的承载力基本值为24～28;最后，强风化岩的剪切波速值大于500，其对应的剪切波速值大于40。
(4)砂性土的地震液化式判别。砂性土的地震液化式的判别是根据地震的基本烈度Ⅶ判定，对场地在15米的深度范围之内的砂性土岩层进行判别。其中判别的过程是根据《岩土工程勘察规范》(GB50021—2001)号规范来确定。并通过标准中规定的公式计算临界剪切波速值，当场地砂性土层的剪切波速的实测值大于由公式计算所得的剪切波速的临界值时，就判定砂性土层不液化。通过对这个项目的场地进行实地的考察和分析，通过上文的判别方式对项目的砂性土层进行判别。得出孔深在5.0～8.7范围内的岩性土层为粉砂，剪切波速值的实测值为170～176，临界值在115～143范围内，所以液化式的判别结果为部分液化，其余孔深判定为不液化。所以通过判定，在场地的15米深度的范围内，粉砂层的剪切波速值的实测值小于临界值，所以为部分液化土层;粉土层的剪切波速值的实测值均大于临界值，所以判定为不液化土层。
2总结
第14篇
虽然每个工程项目岩土专业勘察的地质结构的规模、结构、形态等都有所差异，但各个地质空间结构的复杂形态都能通过抽象意义上的点、线、面、体等要素进行集合用以分析地质构造。比如，测点属于点状构造，人工填土层属于面状结构，地质剖面线条属于现状构造，不同性质的岩体结构属于体构造等等。同样，所有的地质研究对象在空间状态下都会占据一定比例范畴与结构位置，具有某些特定的结构形态与地质规律，或者说与其他所研究的地质对象又有着紧密关联等。通常而言，地质结构的空间特性主要是描述其研究结构所处空间的具有形态特征，可以称为定位特征或者是通俗意义上的几何特征。而要研究的地质对象是通过不同地质体形态来描述的，它们常态下多表现为不规则形态，具有不同的结构形状。在分析其结构规律或者具有的特征时，一般会通过研究地质对象的岩性、渗透率、含水饱和度、年代时间、强度等参数来解释其具有的特征或规律。可以说，对于统一地质研究对象上具有的属性特征往往在其空间形态下会表现不均一的关系，比如关于体构造岩体的抗压强度研究，其会随着所处空间范畴内的位置不同而发生变化。此外，研究的地质对象空间关系也多属于拓扑关系，包括相离、紧邻等结构关系。因此，岩土工程专业下的地质勘察技术应用以三维空间形态进行分析其结构形态的变化规律能够很好的分析出地质资料是否真实完整，通过当下较新的GIS系统建立出必要的地质模型具有重要的现实研究意义。
二、岩土工程勘察技术中的地理信息系统技术应用
近年以来，计算机信息化相关的通信技术、信息技术、电子技术等强势而又迅猛的应用开来，不论是生产制造业还是物流运输业等诸多产业组织机构都应用了信息化计算机有关技术。而工程领域中岩土专业中应用的信息化GIS技术在建筑市场中运用也较为成熟。比如，伴随GIS技术逐渐成熟发展，一些集成技术逐渐问世，包括CAD、通信、互联网、虚拟技术、多媒体等多种技术集成运用，对岩土工程地质勘察起到了较大助力作用。同时，在GIS平台软件的技术应用下，GIS技术已经分化出了GIS与CAD集成技术、GIS与RS（遥感）、GPS（定位）结合的集成技术以及组件GIS技术等。
1.GIS与CAD技术的集成
CAD属于计算机辅助设计，是近些年来在制图、设计、制造等相关领域所应用的常用技术，它最为显著的功能是处理诸多结构形态的图形，以便于技术设计人员配合计算辅助制造（CAM）系统设计出生产加工类产品。目前，虽然CAD开始着手于开发一些非图形性质的数据处理功能，但是其主要应用于一些数据信息程度较为完整的资料数据进行设计。但GIS属于针对于地理结构而应用的空间管理技术，在空间信息、资料等数据的分析上更具逻辑性。相比CAD而言，用它对一些地质资料进行分析，能够处理较为复杂、量大的地质信息资料，同时又能具有一定的空间结构分析功能。如此一来，CAD与GIS技术集成则能够充分支持岩土专业工程的地质勘测，给予其充分决策支持。
2.GIS与RS、GPS的结合
关于GPS、GIS以及RS目前在信息化技术领域中简称为3S技术。三者集成技术应用在岩土工程的对地勘测作业中能够良好的针对于地质空间结构形态完成各类相关数据的获取、管理、更新、存贮等，并且随着3S集成技术的完善发展，势必未来3S技术会愈发成熟。同样，其技术应用在岩土工程勘测工作中来，能够针对于数据信息处理、结构分析模拟、以及对地观测等进行实时控制与管理，使之应用功能集成于一体。在岩土工程勘察作业中，GPS（全球定位系统）主要用于某一集中区域内对场地目标展开定位与促进各类传感器顺利完成试验、测试工作，包括定位项目开工现场的运载平台等。对于RS（遥感技术）而言，其主要提供施工场地所研究目标的语义或非语义资源信息，以实时控制场地勘测、测量信息等的各种变化，及时的完成GIS关于空间形态数据资源的更新工作等。而GIS属于三者技术的集成系统应用平台，为数据采集及平台有关功能的应用提供智能化处理方案等，包括对多种空间数据信息等进行动态管理、贮存、加工等综合处理，使岩土项目专业的现场工作呈现于计算机的虚拟空间中，便于作业人员分析与处理相关工作。
3.组件式GIS
组件式GIS属于各大功能模块集成应用技术，每个组件间有着不同的平台系统应用功能，以最终模拟出GIS基础应用平台。当前，对于微软公司提供的COM与OMG组织机构提供的CORBA标准等在其平台系统中得到广泛应用。而微软基于COM组件的ActiveX控件又是一些可视化程序设计中的常见控件之一，所以对于呈现出虚拟化空间形态的GIS平台也十分受用。同样，将GIS功能版块模块化，将以组件方式呈现给开发者使用而形成的组件GIS要比传统的GIS平台软件更具优势，比如成本相对较低，扩展性与维护性较为灵活等。其中，MapInfo公司机构推出的MapX等组件则是组件GIS平台中被贯以应用的代表，能够利于其系统平台中诸多功能的集成应用，可为岩土工程地质勘察提供较大作业助力。
三、结语
第15篇
在对岩土工程进行勘察和设计过程中,为了便于基础选型、支护、加固或者爆破方案设计的进行,常常需要评价场地的地形地貌、地下水的分布情况、岩土体的力学参数以及地质构造等,然后再进行取值。但是岩土工程的性质复杂并且具有很强的区域性特征,其研究对象具有特殊性,与其他材料相比,岩体和土体不具有确定的力学参数和工程性能,地下水的分布情况、气候条件、岩土体力学参数、地质构造、开挖形式等因素都会对岩土的力学参数和性能造成影响,基于岩土体的特殊性和复杂性,对场地内的工程地质信息进行集成管理、存储和分析时,可以对信息管理技术进行综合运用,通过不同形式的信息反馈,可以为对该区域后续的岩土工程勘察和设计提供一定的参考依据和指导。通过对场地内的岩土工程信息(如地形地貌、地下水分布情况、岩土体土工力学试验数据、地质构造、地下管线分布、地震背景)进行搜集和整理,并以当地的经验和理论公式为依据,管理和存储各个岩土体的力学参数和工程性能等信息,然后进行建模分析和评价,这样就可以得到该场地内的工程地质剖面和平面图,对各层地基的稳定性和均匀性进行评价,使其地基承载力得到确！定,从而对基础类型、各项支护和防治方案进行相应地确定。通过对工程地质信息进行不断的积累,信息管理系统的信息量也在不断增大,覆盖的区域也更加广,这样有利于工程参数、支护、防止方案确定的有效性和完善性,如图2所示。
2信息管理技术在岩土工程施工中的应用
2.1信息管理技术在岩土工程设计方案中的实现
对岩土工程设计方案的实施就是岩土工程施工,工程孔施工、地基处理、以及开挖、爆破施工等都是岩土工程的主要工作内容。当前,我国多是通过现场技术人员凭借既往的施工经验、严格按照施工方案和图纸进行岩土工程的施工,其管理和监督多由监理单位、建设单位以及政府相关职能部门负责。但是在施工场地的地质条件具有较高的复杂性或者施工过程中出现的突发状况与设计方案不相符合的情况下,如果仍然按照原来的设计方案进行施工,那么施工的安全性和可靠性就难以保障,在岩土工程中应用信息化管理技术就能够有效地避免此类现象的出现、岩土工程信息管理系统实现流程如图3所示。
2.2监测信息反馈和信息化施工
在岩土工程的施工中,监测信息反馈技术和信息化施工具有十分重要的作用,由于岩土工程施工的复杂性和多变性,因此在整个施工过程中要对施工进度、资金出入状况进行良好的控制,并了解中央地方的各种法律法规,只有这样才能更准确的掌握各类资源,为管理者提供更合理的决策。在岩土工程施工的过程中,必须要对每种方案所需的经费以及预期取得的收益进行考虑,并对工程项目对环境造成的影响进行分析,通过对各个指标进行综合分析,选出经济效益好、对环境污染小的设计方案。我国岩土工程的评价主要是计算经济效益费用比、净现值、内部收益率、投资回报年限等指标的期望值,并据此进行方案优选。但是由于岩土工程施工过程中的各种不确定因素的干扰使得每种方案的效益和经费都是不确定的,效益和风险并存。不确定性指的就是问题的结果不确定,对工程项目的各种风险发生的概率以及带来的后果必须做出相应的分析,对风险做出定量的估算。一般风险管理有以下五个步骤:(1)风险的鉴别:鉴别风险的来源、特性及与行为或现象有关的不确定性;(2)风险的量化与度量:利用概率论等数学知识,对可能发生的风险进行量化分析,找出风险发生的概率值,找出风险源,并理清楚各个风险之间的相互关系。(3)风险评价:使整个风险评估与风险管理的过渡阶段。(4)风险接受和规避:这一步代表“风险决策”。对每一个决策,通过对成本的评估、对效益的估算、对风险对社会造成的影响,对环境造成的破坏进行详细的分析,分析风险的可接受程度。(5)风险管理:这一步代表在(4)基础上进行的“执行”过程,
2.3岩土工程施工中信息管理技术在的优点
使施工记录的集成化管理得到有效地实现并全程跟踪和记录施工过程是信息管理技术在岩土工程信息化施工中的关键作用。在岩土工程的施工中,信息管理技术在的优点主要体现在以下几点:(1)对岩土工程的施工信息进行集成化记录和管理,可以对比分析当前施工的信息和已建工程的信息,尤其对一些地质条件复杂度高、突发事件容易发生的岩土工程进行施工时,可以以施工场地内地下水位、水质的实际情况以及岩土体变形、压力的变化情况等信息为依据,对施工方案进行及时地调整,并制定有效的预防方案。(2)在岩土工程中引入信息管理技术有助于建设单位、监理单位和政府相关职能部门对岩土工程的施工过程进行更加有效地管理和监督,因为利用信息管理技术可以使施工记录的录入和提交更加及时,并且不能随意更改提交的数据,这样可以避免出现偷工减料等违规作业现象。(3)在岩土工程中引入信息管理技术,为后期施工记录、竣工验收报告等资料的提交和归档提供了方便,并且促进了施工记录由纸质向电子化方向的转变。
