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岩土工程

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所属类别:岩土工程

基本信息

中文名称:岩土工程
外文名称:

土木工程中涉及岩石或土的利用、处理或改良的科学技术。人类所进行的各种工程活动都要和岩石或土打交道,由于岩石和土具有与其他工程材料不同的独特性质,在解决与岩土有关的工程问题时,形成了特有的科学理论和技术方法——岩土工程,成为土木工程中一个新的分支。岩土工程以土力学、岩石力学为基础理论,密切吸收工程地质学、基础工程学等相关学科的知识,将其直接应用于解决和处理各类土木工程建设中岩土的调查研究、利用、整治或改良。

人类发展的历史交织着岩土工程的发展历史,而岩土工程成为一门专门学科,至今尚不足100年。1948年,太沙基(K. Terzaghik)用岩土工程学(geotechnigue)这一名词来概括工程活动中涉及的岩土技术问题,Geotechnigue杂志也于同年创刊、出版发行。岩土工程初期以土力学和基础工程为主要研究对象,其后研究范围随着各类工程建设的发展,逐步扩展到场地和地基、路基与路堤、基础工程、各种开挖工程,以及岩土体的各种加固与支护工程。

进入21世纪,随着土力学、岩石力学、岩土工程学科自身及相关领域科学技术的急速发展,可以预测岩土工程将进入一个新的历史时期。

与岩土工程关系最为密切的学科是工程地质学,二者都是以岩土作为研究对象,其目的都是为工程建设服务。岩土工程属于土木工程的一个分支,重点在于工程;而工程地质学属于地质学的一个分支,重点则在于地质。岩土工程与工程地质学都具有边缘学科交叉渗透的特点,两者紧密相邻甚至部分搭接,但不存在相互替代或包容的可能性。

岩土工程是把岩土作为一种特殊工程材料对待的,既把岩土作为结构体,也作为介质体和地质体。岩土,特别是土,一般由固态、液态和气态三相物质共同组成,具有可压缩性和独特的应力—应变关系。各向异性和非均质性是岩土的重要特性,包括层理、节理、断裂、裂隙、夹层和包裹体等。可变化性是岩土的另一重要特性,包括水的软化作用,风化变质作用,压密固结效应,以及时间效应等。岩土性质具有明显的地区环境特点。干旱气候环境与湿润气候环境下的岩土具有各自显著不同的性质。

岩土工程始终贯穿于工程建设的全过程。一般可分为以下几个阶段。

(1)前期勘察阶段。即岩土工程的前期工作。包括已有资料搜集、调查测绘、勘探物探、现场测试和室内试验等。根据前期工作所得各项资料数据,综合已有经验和理论分析,对岩土特性和工程条件作出评价和判断,提供各种必要的岩土设计参数,并对设计、施工和工程运用提出相应的建议。

(2)设计阶段。按照工程目的和要求,遵循技术可靠、经济合理和便于施工的原则进行设计计算,编制设计文件。

(3)施工阶段。包括验槽(如大型开挖)、检测(如填土压实质量)和监测(如边坡位移、构件应力等),保证施工安全,及时检验岩土条件是否与设计相符,适时修改设计,指导施工。

(4)工程运用阶段。根据事先进行的建筑物安全监测设计,对设定的观测点进行沉降、位移、倾斜、裂缝等方面的定期监测,目的是保证安全,反馈信息,积累经验。

水利工程某种程度上是最大规模的岩土工程,包括坝基稳定、边坡稳定、地下洞室围岩稳定、库岸稳定、基础处理、天然建筑材料等都是岩土工程的研究内容,由于水利工程一般规模大,问题复杂,影响因素多,因此必须依靠细的专业分工来综合完成建设项目。

面对新的科学技术和社会经济发展,岩土工程将更进一步树立环境观念,建立起将工程植入自然的观点,追求可持续发展的和谐;效益观念,包括经济效益、环境效益和社会效益;以及动态观念,要充分估计到自然环境的可能变化对工程建设的影响以及人为因素和工程活动对自然环境的可能影响。

  
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