岩土论文第1篇

关键词：环境岩土工程研究

随着经济和、工业的迅速发展，人们越来越意识到人类活动对环境产生的两个负面影响：环境污染和生态破坏。因此，应运产生了一门新兴学科——环境岩土工程学。它既是一门应用性的工程学，又是一门社会学。它把技术和政治、经济和文化相结合的跨学科的新型学科。

1.环境岩土工程定义

环境岩土工程（EnvironmentalGeotechnology）一词，源自1986年4月美国宾州里海大学土木系美籍华人方晓阳教授主持召开的第一届环境岩土工程国际学术研讨会，并在其著名的“IntroductoryRemarksonEnvironmentalGeotechnology”论文中，将环境岩土工程定位为“跨学科的边缘科学，覆盖了在大气圈、生物圈、水圈、岩石圈及地质微生物圈等多种环境下土和岩石及其相互作用的问题”，主要是研究在不同环境周期（循环）作用下水土系统的工程性质。

2.环境岩土工程研究的内容及分类

环境岩土工程是研究应用岩土工程的概念进行环境保护的一门学科。这是一门跨学科的边缘学科，涉及面很广，包括：气象、水文、地质、农业、化学、医学、工程学等等。

环境岩土工程研究的内容大致可以分为三类：

(1)环境工程。主要指用岩土工程的方法来抵御由于天灾引起的环境问题。例如：抗沙漠化、洪水、滑坡、泥石流、地震、海啸等。这些问题通常泛指为大环境问题。

(2)环境卫生工程。主要指用岩土工程的方法抵御由于各种化学污染引起的环境问题。例如城市各种废弃物的处理、污泥的处理等。

(3)人类工程活动引起的一些环境问题。例如在密集的建筑群中打桩时，由于挤土、振动、噪声等对周围居住环境的影响；深基坑开挖时，降水和边坡位移等。

3.环境岩土工程研究中基本观点及研究方法

3.1基本观点

(1)岩土实践的范围是地球表层,而地球对于宇宙来讲是一个子系统,它的变化受其他子系统的影响,它们之间有物质和能量的交换,是一个开放的系统;

(2)资源是有限的。我们只有一个地球,并且随着人口的增长,资源与人口相比越来越小,所以我们应实施可持续发展战略,而不能盲目地掠夺式地利用,以防止对环境造成不利的影响;

(3)人类无计划的活动会毁灭人类自身;

(4)自然界在不断地变化,有一些直接危害人类,反过来人类要避开危害,就必须采取措施;

(5)虽然岩土工程曾带来一些消极影响,但它是由于人类认识上的片面性和历史的局限性造成的,

所以从理论上讲,所有的环境岩土工程问题是可以解决的,但它依赖于人们环境意识的提高,岩土工程技术的进步和法制建设的健全。

3.2研究方法

环境岩土工程是一个系统工程。它涉及许多学科领域,所以在研究中应从学科间的交叉处着眼,以辩证的观点分析和解决问题。其次,应用岩土工程的观点去改善环境,使其更符合人类的生存需求。

4.环境岩土工程与相关学科的关系

与环境岩土工程相关的学科有:工程地质学、岩土力学、岩土工程学、地质工程、环境工程地质学。

工程地质学的基础理论是地质学,指导它的理论主要是自然历史观1它的基本理论是认为地质成因和演化过程决定地质体的工程特性,相应地在研究方法上就是从地质体局部特性的研究,探索地质体在生成时的地质环境以及形成地质体的地质作用和演化过程,从而在整体上认识和把握地质体的组成和结构以及发育规律,并进一步探讨和预测它在工程建筑物作用下的表现和工程行为。

工程地质学的服务对象完全是人为设计,人为施工的建物。这一应用性决定了工程地质学的边缘性、交叉性和综合性等特性。所谓边缘性指它处在地质学科的外层,位于和工程学科接壤的部位。所谓交叉性表明在它的学科发展中不断吸收工程学科的理论、概念和方法,并和地质学结合起来。所谓综合性是指工程地质学的目标是解决问题,它是借助于地质学各基础学科的成就来综合地工作的.

岩土力学、岩土工程和工程地质学在研究对象和目标上有很大的相同之处,是密切相邻的学科。但是岩土力学属于力学学科的边缘,而岩土工程属于工程学科的边缘1虽然对岩土的地质认识是建立岩土力学模型和本构关系的重要基础,但岩土力学更偏于模型及建模后的力学研究。岩土工程是将岩土作为工程结构物的一部分工程学科。不过岩土力学和岩土工程与其他的力学或工程学科相比,需要更多地质学科的支持,或者说更需要与地质学科的结合。

5.环境岩土工程的研究现状

20世纪50-60年代公害事件的显现，人们不断探索，反思，并已取得了基本的共识。目前国外对环境岩土工程的研究主要集中于垃圾土、污染土的性质、理论与控制等方面，而国内则在此基础上有较大的扩展，就目前涉及的问题来分，可以归纳为两大类：第一类是人类与自然环境之间的共同作用问题。这类问题的动因主要是由自然灾变引起的。例如地震灾害、土壤退化、洪水灾害、温室效应等。这些问题通常称为大环境问题。第二类是人类的生活、生产和工程活动与环境之间的共同作用问题。它的动因主要是人类自身。例如城市垃圾、工业生产中的废水、废液、废渣等有毒有害废弃物对生态环境的危害；工程建设活动如打桩、强夯、基坑开挖、盾构施工对周围环境的影响；过量抽汲地下水引起的地面沉降等等。有关这方面的问题，统称为小环境问题。

6.环境岩土工程的发展展望

20世纪90年代后，我国进入了大规模工程建设时期。从沿海地区开始，逐步向内陆扩展，高层建筑、地铁、道路交通、隧道等等的建设以及城市化进程步伐的加快向环境岩土工程不断提出新的挑战。同时，自然环境的变化，地震、洪涝灾害的频频发生，温室效应的加剧，水土流失，土壤退化等大环境问题，也引发了一系列新的环境岩土工程问题。相对发达国家来说，我国的岩土工程工作者面临更为艰巨的任务。一方面，我国正处于大规模工程建设时期，有许多工程问题需要解决;另一方面，基于可持续发展要求，我们面临严峻的环境保护与治理工作。在环境岩土工程问题上，未来几年应重点研究并解决下面几个问题。其中，西部问题，包括生态环境建设与保护区域稳定性与地下工程。东部问题，包括大城市地面变形不稳定性、悬河化水资源、水环境等。在一些应用方面还急需解决的问题如下：卫生填埋场的设计问题;大规模工程建设的区域环境岩土工程问题评估;城市施工影响环境岩土工程问题;岩土工程手段在环境的治理中的应用等。

参考文献：

[1]缪林昌刘松玉环境岩土工程学概论北京:中国建材工业出版社2005

[2]方江华等对环境岩土工程几个问题的探讨岩土力学2005年第4期

岩土论文第2篇

关键词：岩土工程勘察措施手段

引言

岩土工程勘察在快速的发展过程中，不论是在体制还是在勘察方法、计算机辅助软件、勘察报告编制等各方面工作都有了长足的进步，并且还在在不断优化中。岩土工程勘察工作研究的主要对象是地基和基础以及地下工程的关系。由于地基土是因地而异的，在接受一项岩土工程勘察任务时，必须明确该工程的主要技术矛盾是什么，需要解决哪些主要技术间题。在对设计意图和设计要求以及建筑物荷载情况了如指掌的情况下，在岩土工程勘察实施过程中，根据工程的具体情况，就基础及地下工程的设计、施工过程中可能遇到的问题，给以充分的论证和分析，最终提出经济合理、技术可行的解决方案。只有这样，岩土工程勘察才能提高勘察成果质量，才能有较大的市场。

一、岩土工程勘察的方法

1.1工程地质测绘。工程地质测绘是岩土工程勘察的基础工作，一般在勘察的初期阶段进行。这一方法的本质是运用地质、工程地质理论，对地面的地质现象进行观察和描述，分析其性质和规律，并藉以推断地下地质情况，为勘探、测试工作等其他勘察方法提供依据。在地形地貌和地质条件较复杂的场地，必须进行工程地质测绘但对地形平坦、地质条件简单且较狭小的场地，则可采用调查代替工程地质绘。工程地质测绘是认识场地工程地质条件最经济、最有效的方法，高质量的测绘工作能相当准确地推断地下地质情况，起到有效地指导其他勘察方法的作用。

1.2勘探与取样。勘探工作包括物探、钻探和坑探等各种方法。它是被用来调查地下地质情况的并且可利用勘探工程取样进行原位测试和监测。应根据勘察目的及岩土的特性选用上述各种勘探方法。物探是一种间接的勘探手段，它的优点是较之钻探和坑探轻便、经济而迅速，能够及时解决工程地质测绘中难于推断而又急待了解的地下地质情况，所以常常与测绘工作配合使用。它又可作为钻探和坑探的先行或辅助手段。但是，物探成果判释往往具多解性，方法的使用又受地形条件等的限制，其成果需用勘探工程来验证。钻探和坑探也称勘探工程，均是直接勘探手段，能可靠地了解地下地质情况，在岩土工程勘察中是必不可少的。其中钻探工作使用最为广泛，可根据地层类别和勘察要求选用不同的钻探方法。当钻探方法难以查明地下地质情况时，可采用坑探方法。坑探工程的类型较多，应根据勘察要求选用。勘探工程一般都需要动用机械和动力设备，耗费人力、物力较多，有些勘探工程施工周期又较长，而且受到许多条件的限制。因此使用这种方法时应具有经济观点，布置勘探工程需要以工程地质测绘和物探成果为依据，切避盲目性和随意性。

1.3原位测试与室内试验。原位测试与室内试验的主要目的，是为岩土工程问题分析评价提供所需的技术参数，包括岩土的物性指标、强度参数、固结变形特性参数、渗透性参数和应力、应变时间关系的参数等。原位测试一般都藉助于勘探工程进行，是详细勘察阶段主要的一种勘察方法。原位测试的优点是试样不脱离原来的环境，基本上在原位应力条件下进行试验所测定的岩土体尺寸大，能反映宏观结构对岩土性质的影响，代表性好。试验周期较短，效率高尤其对难以采样的岩土层仍能通过试验评定其工程性质。缺点是试验时的应力路径难以控制、边界条件也较复杂有些试验耗费人力、物力较多，不可能大量进行。室内试验的优点是试验条件比较容易控制边界条件明确，应力应变条件可以控制等入可以大量取样。

1.4现场检验与监侧。现场检验与监测的主要目的在于保证工程质量和安全，提高工程效益。现场检验的涵义，包括施工阶段对先前岩土工程勘察成果的验证核查以及岩土工程施工监理和质量控制。现场监朋则主要包含施工作用和各类荷载对岩土反应性状的监测、施工和运营中的结构物监测和对环境影响的监测等方面。检验与监测所获取的资料，可以反求出某些工程技术参数，井以此为依据及时修正设计，使之在技术和经济方面优化。

二、岩土工程勘察常见的问题

2.1勘察质量不高。目前许多勘察单位已实行企业化，由原来的行政拨款改为自负盈亏，勘察任务也由原来的上级下达改为单位自找。于是，有的勘察单位为了眼前利益，放松了对勘察质量的管理，造成勘察成果质量下降。主要表现有:第一，由于勘察工作量不足，为了能争取任务，只好压低预算价，但又要利润，就减少工作量，该做的项目不做或者少做；其次，是钻探、测试及取样不符合规范要求，现场勘察时，为了抢速度，钻探取样不执行规范，往往是2～3m才提一次钻，结果往往造成分层位置不准确，或漏掉一些特殊的地质现象，如薄的软弱透镜体，小裂隙等。此外取样时，有的不用取样器，而直接从岩芯管中取原状土样。更有甚的是个别单位原位测试时，现场只做少量几个，其余的照此编造了事。

2.2勘察纲要编制不完整。部分单位勘察纲要内容不完整，甚至未经审核审定就施工。也没有勘探点平面布置图。个别单位甚至无勘察纲要。责任人签名或仪器编号填写不全。如室内土工试验、野外施工记录、静探试验记录缺责任者签名及试验日期，缺乏可追溯性，部分漏签、部分自动记录静探数据无责任人签名。不少单位对勘察原始资料的校审未真正落到实处少数单位原始资料归档制度不完善，有的原始资料缺失。

2.3忽视生态环境的论证。一些勘察单位对岩土工程设计、施工论证不足，其结果是导致灾难性后果。如建筑场地四面紧邻高层建筑物或马路，对于这种建筑场地，岩土工程勘察时，除了按高层建筑岩土工程勘察规定的一般要求进行外，还应重点论证工程施工及运营时对周围环境的影响，但勘察报告中常常忽略这方面的工作，致使无法满足岩土工程施工及设计的要求。基坑开挖时使用的很多技术手段很难取得预期效果，反而造成很大的经济损失。

三、强化岩土工程勘察的措施

3.1严格执行建设程序、规范市场行为、推行全程化监理科学的建设程序应当遵循“先勘察、后设计、再施工”的原则。不按原则办事，必然会受到自然规律的惩罚。一方面必须仰仗政府主管部门按国家的法律、法规，对项目招投标和实施过程中的行为主体进行全面有效的监督管理，另一方面应积极推行工程监理全程化，采用事前、事中、事后控制相结合的方法，最大限度地避免不当行为的发生，保证勘察质量和投资效益最大化。

3.2严格市场准入、尽快实施注册土木工程师制度，加强相关人员培训经过近年勘察设计资质换证，对勘察设计单位进行了一定的清理整顿，对规范市场起到了一定的作用。但应该清醒地看到，我国的勘察资质门槛很低，尤其是打破行业壁垒后不同行业间的衔接过渡尚未完成，以高级工程师的数量来衡量技术水平不能如实反映勘察企业的技术实力。建议尽快实施注册土木工程师制度，通过采用企业资质和个人执业资质双重控制来规范勘察市场、促进勘察技术水平的提高。

3.3加强勘察设计单位的质量认证，健全质量管理ISO9001∶2000质量管理体系确立了以过程模式作为标准的结构。勘察设计企业应通过有效应量管理体系的要求，运用过程方法，采用PDCA循环进行岩土工程勘察的实施和管理，持续改进。提高勘察设计的能力，增加顾客的满意程度。:

3.4采用先进的岩土工程勘察技术在岩土工程勘测中，为了避免勘探点布置的随意性，可使用克里格法。在岩土工程分析评价中，为提高精确度，可使用多道瞬态面波勘探技术和高密度点法。岩土工程勘测中，为了准确确定地基承载力特征值，可使用回归分析。岩土工程勘测资料的整理中，为了保证成果的正确性，应使用计算机进行处理。

参考文献：

[1]袁明.浅谈岩土工程勘察方案的优化设计[J].岩土工程界.2007.(04).

岩土论文第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）

岩土论文第4篇

1.1隐蔽性

在岩土施工当中包括各种技术方法,其中的桩基、地下连续墙等全部隐藏于地下,而且每个施工环节与施工步骤也是在隐蔽的条件下完成的。

1.2复杂性

施工人员在进行施工时通常会受到多种因素与环境的限制。这是因为在进行施工时有多种工种,相应的人员也较为密集,并且在进行具体的施工前要准备的任务量也相对较大。但是,在工程勘察的现场所进行的作业应用以及具体的仪器设备均较为轻便灵活。另外,在施工时所包含的工艺技术与桩型不能完全匹配,需要具体问题具体分析。

1.3严格性

岩土工程在进行施工中具有一定的严格性,例如:施工中所应用的灌注柱。除了柱身结构、柱身材料强度有着严格的要求以外,偏差要求上也相当细致。

2现代岩土工程技术创新方法与实践

2.1物探方法

岩土工程中引用的物探技术主要是根据电磁理论与电学理论进行研发的,通过针对物探技术进行准确的测量,不仅如此,相应的测井技术以及多通道瞬态技术均可以在具体的岩土施工中得到十分广泛的利用。而有关物探方法的具体应用来说其主要是为了进一步提升比较传统技术的效率,并且也要积极保证相关数据的准确性。在通常情况下,物探方法可以依据相对复杂的岩土进行研究探讨并相应的提供比较真实具体的信息数据,同时并在一定程度上逐渐加强了具体要求和实际工程效果。除此之外,具体的物探方法是一项不能单独进行工作的项目,其必须要和多种技术进行融合,只有这样才能让该技术得到验证和补充,这样不仅在一定程度上提高了探测对象,也在一定程度上加快了具体岩土工程的实际完整性和可靠性。作为弹性波技术来说其主要是物探技术中实际应用十分广泛,其主要是通过采用多种不同的介质对弹性波的传递来揭示地下物质实质,其为岩土工程提供了十分充分的土层切波速值,依据相应的速值判定场地土质类型,并且多种类型划分多种类别,当工作人员确定场地覆盖层厚度时如果在地下发生细微变化时,弹性波也能准确的根据力学与运动学对其进行判断。工程物探可以通过收集野外地质样品使用相关仪器设备进行分析,为岩土工程施工提供探测数据与资料,数据与资料的出现将会为整个工程施工在具备更准确的数据下进行,在进行岩土工程施工中准确可靠的资料至关重要。

2.2钻探与坑探技术

钻探和坑探与较物探进行对比来说其是一种较为直接的勘探手段,钻探与坑探能够直接有效的了解地区地质情况。而在很多比较大型的工程施工中一般情况下均使用的是钻探与坑探。其中,相应的钻探主要是依据地层类别和勘探等要求通过不同深度的地层质量进行直接采样所给予的研究,并积极确定其内部岩土的类型和物理学性质。相应的坑探主要采用的是机械以及动力设备直接进行的积极性勘探,直接通过这种勘探对策不仅耗费较多的人力和物力以及财力,同时也相应的具备一定风险。所以,在选择勘探时更应当选择经济适用型方法。

2.3静力触探方法

静力的触探是一种十分轻便而高效并快捷测试技术.例如:在越南福尔摩莎集疏运港区工程施工中,岩石工程勘察主要是利用了静力触探和钻探方法对土层和土类进行划分并获得相关数据,并通过触探得出的相关数据计算不排水抗剪强度。尽管静力触媒在施工中具有较多优点,但是这种方法在使用时仍然存在着一定的缺点,例如分辨率较低,无法与国际通用设备接轨。这就导致在大型岩土工程建设中使用这种方法的数量较少。

2.4动力触媒方法

动力触媒也属于原位测试中的一种,这种方法主要是将探头贯穿置于土中10～30cm的位置,在需要获取数据是进行锤击,以此来确定风化基岩的物理性标志,这种方法具备勘测与测试两种性能。

2.5GPS定位技术进行测量

GPS定位技术进行测量主要是借助空间卫星群与地面接收站进行信息传达,其主要采用的这种方法能够有效提高施工效率。施工前根据山地特征来进行准备,并制定合理的施工计划,根据计划准备施工仪器与设备。同时应当保证施工中所有设备、通信工具、交通设备能够正常使用,保证勘探结果准确无误。当监控点布置完善时及时对相关数据进行记录采集,以备日后不时之需。

2.6计算机技术

AuotCAD技术在岩土工程施工中广泛应用,这种设计软件能够根据工程数据与资料在计算机上对地形、地质进行描绘,同时还具备较强的野外数据采集功能,能够及时有效的对测得数据进行统计整理分析。

3结语

岩土论文第5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。

岩土论文第6篇

关键词：岩土工程勘察；水文地质；地下水危害；问题

中图分类号：P641.72文献标识码：A 文章编号：

引言

水文地质问题不但是一个非常重要同时又是非常容易被忽略的岩土工程问题。做好岩土工程勘察工作是工程建设顺利进行的重要前提和保障。同时，它也是岩土工程项目设计和施工的一个重要依据。工程地质与水文地质二者之间既相互影响又相互联系。地下水的腐蚀性强弱不但会直接影响到建筑物基础的耐久性，而且地下水还会对建筑物的稳定性产生重要影响，地下水是建筑物基础工程的重要外部环境，同时它也是水位以下岩土体的重要组成部分，岩土体的工程特性受其直接影响，所以，水文地质问题是目前岩土工程勘察中一个非常重要且实际的岩土工程勘察问题，平时一定要重视岩土工程勘察中的水文地质问题。假如忽略或者不够重视岩土工程勘察中的水文地质问题，其后果对整个岩土工程建设是非常不利的，尤其对水文地质条件较复杂地区，由于岩土工程勘察时，对水文地质问题考虑不够充分，从而在进行工程设计时，对水文地质问题通常会忽略，从而会引发各种岩土工程灾害。所以，在岩土工程勘察的过程中，必须要查明与岩土工程相关的水文地质条件，为接下来的岩土工程设计及施工提供准确有效的水文地质资料，从而减少因水文地质问题所导致的各种岩土工程灾害。本文结合自己多年的工作经验，通过实例提出了传统地下水测量方法在岩土工程中产生的一些问题及原因分析，并探讨了解决方法和思路。

1．岩土工程勘察中的水文地质评价

岩土工程勘察应包括对拟建工程所在区域的水文地质条件进行必要的资料搜集和水文地质勘察，进而准确确定工程所在区域的水文地质条件，从而对拟建项目的地质条件有个准确而全面的认识，尽量减少或避免因勘察不到位导致的工程事故的发生，所以，岩土工程勘察中对水文地质条件进行科学评价，具有重要的现实意义。一般地，岩土工程勘察中的水文地质条件评价内容主要包括以下几个方面：

1.1应着重评价地下水对岩土体和建筑物的作用和影响，预测可能产生的岩土工程危害，提出防治措施。

1.2在进行工程勘察时还应密切结合建筑物地基基础类型的需要，查明有关水文地质问题，提供选型所需的水文地质资料。

1.3在查明地下水的天然状态和天然条件下的影响的前提下，更重要的是分析预测在人为工程活动中地下水的变化情况，及对岩土体和建筑物的反作用。

1.4岩土工程勘察中的水文地质评价内容，应根据工程特点、气候条件等，分析地下水位、水质及动态变化产生的对岩土体及建筑物的力学作用和物理、化学作用。

2．岩土主要的水理性质及其测试办法

2.1岩土的水理性质

(1)软化性是指岩体和土体受水浸润后，其稳定性和强度降低的性质，并用软化系数来表示。

(2)透水性体现了岩体透过水的能力，一般用透水系数表示。

(3)崩解性指岩体经水作用后，溶解于水的程度，通过溶解度表示。

(4)给水性腱示了岩体和土体在势能存在下向外部环境释放水量的能力，用给水度表示。

(5)胀缩性就是岩体受水作用后，本身体积的变化，一般用膨胀系数表示。

2.2岩土水理性质的测试办法

(1)土层的取样与测试

一般土样的质量取决于土层的被扰动程度，这种扰动存在与取样前、中、后，直至试样制备的整个过程中。在取样之前，首先应对土层进行鉴别，确定土体的被扰动情况，是不扰动，轻微扰动，显著扰动，还是完全扰动；然后根据士体状况，选择合适的取样工具进行取样操作。对试样进行检测，一般要进行载荷、静力、动力、旁压、剪切、渗透性等性能的检测。

(2)岩体的取样与测试

岩体的取样关键是对岩心的获取。所谓岩芯就是指准确的从最空只能够获得的能够全面代表相应岩层的岩柱，对岩芯的采取率不应低于8 0％。在采取岩芯时，应尽量保证其完整性，防止出现破碎和扰动，并做到不受外物的污染和侵蚀。在对试样的检测上，与土层相类似，同样要进行载荷、静力、动力、旁压、剪切、渗透性等方面的检测。

3．地下水变化引起的岩土工程问题

引起地下水位变化的主要是天然因素或人为因素引起的，但不管什么原因，当地下水位的变化达到一定程度时，都会对岩土工程造成危害，岩石力学性质会随着水位的变化而变化，形成如图（1）所示的曲线特征，地下水位变化引起危害又可分为3种方式。

图（1）

3.1地下水位上升引起的岩土工程危害

水位上升引起的岩土工程危害。造成潜水位上升的原因是多种多样的，其主要是受地质因素如含水层结构、总体岩性产状水文气象因素（如降雨量、气温等）的影响，有时往往是几种因素的综合结果。如图（2）由于潜水面上升对岩土工程可能出现以下的情况：

图（2）

(1)浅基础地基的承载能力降低

在不同基础形式下，通过对不同类型的粘性土或砂性+地基，运用极限荷载理论分析了不同地下水位的上升情况对地基承载能力的影响结果，发现不管是粘性土或是砂性土质，其实际承载能力都将随着地下水位的上升而减小。而粘性土地基内部存在粘聚力作用，使得其承载能力下降较小，最大的下降率在45％-5 5％，但砂性土的最大下降率则达到了70％左右。

(2)岩土产生滑移、变形、崩塌试问现象

在河边、斜坡、河谷等地带进行工程项目施工建设时，要特别重视地下水位变化对建筑稳定性的影响。在地下水位上升时，岩体和土体的浸润程度和范围增大，这样将使得岩土被水饱和软化，并造成其抗剪强度的降低；而在地下水回流的时候，将可能对岩土产生潜蚀作用，使其结构和强度遭到破坏：且在地下水位的升降变化汇总页会增大冻水压力，这些都将会引起岩土的滑移、变形和崩塌现象。

(3)建筑物震陷加剧

对于饱和的疏松细粉砂地基，地下水位的上升会促使液化震陷的动荷因素和结果放大，使得建筑物附加沉降加剧。对于柔软的粘性土层，地下水位的上升不但增加了其饱和度，而且增大了土体的饱和范围，从而造成了士体的静强度降低，因此，在地震作用下，岩土将会产生瞬问塑性剪切破坏，并产生极大的剪切变形。

3.2地下水位下降引起的岩土工程危害

(1)地面沉降

原因主要是地下水的过量开采，且发现地面沉降的区域与区域降落漏斗的中主心区域相一敛。对于未固结的松散岩层，特别是当细粒与粗粒相间成层刚，地下水位下降极易发生地面沉降。可见，地下水位下降引起的岩土工程问题越来越成为一个亟待解决的问题。

(2)地下水枯竭、水质恶化

我国地表水丰富．但分布及其不均，使得可利用水源变得的相对紧缺，所以经常造成了各地对地下水的过量开采。根据一些文献研究，发现当地下水资源的开采量小于该开采条件下的补给量，由开采而消耗的地下水将能够得到补充，水资源就可以源源不断的开采下去；但是，如果地下水的开采量超过了该开采条件下的地下水补给量，就需要消耗含水层中的地下水进行补充，这样会引起地下水水位的降低，并形成区域降落漏斗。倘若长期进行地下水的超量开采，造成区域漏斗的不断扩大与加深，那么地下水资源将会逐渐减少，甚至枯竭，并会增大水中的有害离子，造成水体的矿化度刑高。

(3)海水入侵、腐蚀性增强

在自然状态下，滨海的淡水含水层与海水一般处于相对平衡的状态。淡的地下水受大气降水补给，并在含水层中运动排入大海。尽管地下淡水与海水所占的位置会随着补给量的大小而产生进退运动，但总体还是处于一种相对稳定的动态平衡状态。如果对地下水的开采量过大，地下水排泄到大海中的水量将会减少，那么这种动态平衡将会被打破，造成海水不断向陆地部分推进，使得淡水水质变成，并加强了水的腐蚀性。

3.3地下水位频繁升降对岩土工程造成的危害

对于存在膨胀性岩体和士体的地区，地下水由于为裂隙水和上层滞水，所以很难有统一的地下水位．并且对早、雨季的变化比较敏感。地下水位的季节性升降变化，会造成膨胀性岩体和土体的非均匀膨胀收缩变化；在水位上升过程中，地下水将浸润岩体和土体，使得其被水解、软化、膨胀，造成岩土结构的变化和强度的降低。如果地下水位的升降频率过快或是幅度变化较大，将会使得岩土的膨胀收缩往复，且幅度加大，最终造成岩土的稳定性变差，极易出现工程地质灾害。

4．结论

总而言之，在岩土工程勘察中，地下水占有相当重要的地位和作用。在勘测实践中，需要对地下水进行全面的了解和分析，并采取适当的措施，将地下水对建筑物的影响降到最低。文章着重探讨分析了地下水问题在岩土工程勘察中的重要性，希望能够引起人们对这一问题的进一步关注，能够对实践起到指导作用。

参考文献：

[1] 宋赞工程勘察中的水文地质问题不容忽视科技咨询导报2007.

岩土论文第7篇

在建筑工程中，岩土工程勘测的任务，主要包括以下几个方面：一是查明工程范围内的地貌、原始地形，工程条件、岩石成因、类型及深度和分布情况，并综合评价工程地基的均匀性和稳定性。二是对影响建筑场地稳定性的各种地质，比如泥石流、采空区、活动断裂、岩溶，以及地面沉降、地基的地震效应等进行勘测，同时对污染土、膨胀土、多年冻土及填土等成因、分布范围及类型等进行勘测，并制定针对性的防治对策。三是查明对工程不利的埋藏物及其分布情况，比如旧基础、防空洞、河道及墓穴等。四是查明勘测范围内地下水的埋藏情况、补给类型及排泄条件，并掌握地下水位的变化情况和规律，是否对建筑材料具有腐蚀性。同时，查明基坑工程各个土层的渗透性，并对地下水的压力、浮托力和静水压力进行评价，明确各种影响建筑工程的不良地质，制定行之有效的防治措施。计算地下水浮力设计水位，提供基坑施工降水技术参与、方法等。五是查明基坑工程的周边环境，提供岩土参数，为基坑设计提供准确的参数，并对基坑边坡的稳定性、放坡开挖的可能性进行综合评价，提出选择基坑支护结构类型建议，并对地基变形、地下设施对工程影响做出评估。岩土工程在勘测前，应注重与建筑设计的沟通，收集附近坐标、地形建筑总平面图，建筑物性质、结构、规模及荷载，还有地基变形限度、基础形式和荷载等。与建筑设计进行沟通的目的，主要是为了在岩土工程勘测前，使勘测人员了解建筑设计的意图，以便明确工程勘测范围，做到有的放矢，提高勘测的效率，做到经济合理、准确无误，避免由于不了解设计意图而出现重复勘测的状况。

2建筑工程中岩土工程勘测的应用

2.1在房屋建筑及构筑物中的应用

房屋建筑级构筑物是指大型共用、一般房屋和高层建筑物，同时也包括工业厂房，特征为均是耸入云端的建筑物。在房屋建筑与构筑物中，对岩土工程勘测的要求，主要体现在以下几个方面：一是在可行性论证阶段，综合评价拟建场地的适宜性与稳定性。岩土工程勘测首先要收集与工程相关的资料，确保全面性；其次是对收集起来的资料进行详细的分析，了解并掌握场地的工程地质条件；第三，对于未掌握资料的场地，比如较为复杂的场地，应重新行工程勘测。二是在初步勘测阶段，需综合评价场地内拟建建筑地段的稳定性，在这一阶段，岩土工程勘测应初步确定勘测工作量，并确定地质地基勘探线、探孔深度等，最终进行取样及原位测试。三是详细勘测阶段，应提供建筑物的详细岩土工程资料，以及工程设计和施工的所需的岩土参数，并评价地基，需要认真勘测。

2.2在地下洞室中的应用

在地下洞室勘测中，岩土工程勘测的任务是，选择地质条件优越的洞址，并评价地下洞室围岩分类、稳定性，提出施工方案。在可行性论证阶段，收集区域地质资料，并进行现场勘测，掌握地质构造、环境和水文条件，并做出可行性评价；在初步勘测阶段，应对确定方案的地质、环境进行勘测，并评价洞口的稳定性，提供初步设计的一句，所采用的方法包括勘探、调查及测试等。而在详细勘测阶段，应对洞口、洞室等的地质和水文条件进行勘测，划分岩体等级，评价围岩、洞体的稳定性，可采用的勘测方法包括钻探、测试和钻孔物探等。

3结语

岩土论文第8篇

1．1场地条件简介

1)水文气象条件。

场址地处秦岭南麓，秦巴山区。该地四季分明，属暖温带湿润气候。年平均气温11．7℃，极端最高气温37．3℃，极端最低气温－15．0℃。年平均降雨量621mm，集中在7，8，9三个月，日最大降水量181mm，年平均蒸发量493．8mm。地下水以孔隙潜水为主，局部为基岩裂隙水和上层滞水。主要含水层为粉质粘土层和强风化基岩层，粉质粘土层渗透系数0．02m/d，强风化基岩层渗透系数0．02m/d～0．06m/d。

2)构造地质。

该地区内新构造运动比较活跃，以差异性升降运动为主，有多条活动断裂并发育有大量的滑坡。近场区内发育了规模不等的11条断裂，其中1条为中更新世～晚更新世活动断层，8条为早中更新世断裂，2条为前第四纪断裂。场区内无断裂构造，地壳基本稳定，抗震设防烈度为8度，基本地震加速度值为0．20g，设计地震分组为第二组，为抗震一般地段。

3)工程地质条件。

拟建场地地层分4层，自上而下依次为:①填土层(Qml4):层厚0．20m～1．60m。土质不均匀，以粉土为主，含姜结石颗粒及植物根系等，稍湿，稍密。②粉质粘土层(Qdl+pl4):厚度0．60m～27．40m，依地形起伏变化较大，土质较均匀，局部裂隙较发育，分布有粉土薄层，见白色钙质条纹，含钙质结核，可塑～硬塑，中等压缩性。具湿陷性，湿陷等级为Ⅰ级非自重。③强风化基岩层(N2):厚度2．30m～5．40m，依地形起伏变化较大，出露部位产状为65°/SE∠10°。半成岩，砖红色，以砂质泥岩为主，表层含少量钙质结核，分布有砂岩薄层。矿物成分以蒙脱石、绿泥石、高岭石、长石等为主，泥钙质胶结，岩体呈巨厚层状结构，岩石呈碎屑结构，块状构造，微裂隙及风化裂隙较发育，遇水易软化，致密。岩体基本质量等级为V级。④中风化基岩层(N2):厚度2．80m～43．70m(未穿透)，依地形起伏变化较大。矿物成分及岩石结构同③层。岩体基本质量等级为Ⅳ级。

1．2存在的岩土工程问题

长期以来粗粒料引起的工程地质问题一直是全球性的难题。粗粒料的研究兴起于20世纪50年代后期，随着世界各国高土石坝工程的兴建，粗粒料被广泛应用，随着我国大型工程的广泛兴建，也不可避免的遇到了粗粒料特性问题，由于粗粒料具有物质组成的不均一性、颗粒破碎性、剪胀性、湿化性以及较强渗透性等诸多工程特性，加之岩土体中裂隙杂乱分布，使得各种大型粗粒料填筑工程显得异常困难。拟建场地位于强风化岩层出露区，根据“填挖平衡、就地取材”的原则，填筑材料必然要采用挖方区粉质粘土与强、中风化岩组成的粗粒料。虽然各相关行业都对其进行了一定的研究，但尚处于初期阶段，并不十分成熟，在民航领域还没有专门研究。而且机场粗粒料高填方与土石坝工程仍有很大的区别，有些经验也不适用。另外粗粒料造成的破坏是长期的、反复的和潜在的，而机场的建设周期又比较短，拟建机场工程填挖方高度均比较大，所以对于该工程而言，可能会遇到如下问题:1)粗粒料的工程特性;2)机场高填方地基的稳定与变形(沉降与差异沉降);3)高填方和深挖方边坡的稳定性;4)填挖交界面的处治。

1．3对存在岩土工程问题的分析

1．3．1粗粒料的工程特性

工程填筑材料采用挖方区粉质粘土与强、中风化泥岩组成的粗粒料，其工程特性决定了存在如下岩土工程问题:

1)粗粒料的级配。

由于粗细颗粒的不均一性，在填筑体粗粒料中，泥岩、砂岩的大颗粒作骨架时，细料粉质粘土充填孔隙，充填愈好，土体密度愈大，其抗剪强度愈高，沉陷变形愈小;反之，则沉陷变形大，不利于岩土体工程的稳定性。泥岩作为填料时，破碎粒径指标、填充粉质粘土的粘度特征、粘粒含量、粗细粒的比例关系等对高填方工程至关重要，应进行重点研究。

2)泥岩的遇水软化和崩解。

该工程粗粒料主要由泥岩组成，泥岩在一定的应力状态下浸水后，由于颗粒间被水以及颗粒矿物浸水软化，颗粒发生相互滑移、破碎和重新排列，导致岩体软化;当水贯入泥岩的孔隙、裂隙中时，细小岩粒的吸附水膜便会增厚，部分胶结物会被软化或溶解，从而引起岩石颗粒的崩裂解体，产生岩土体变形失稳，使得控制地表沉降以及高填方边坡稳定性显得异常困难，因此研究泥岩遇水软化和崩解性对本工程的建设尤为重要。

3)粗粒料的蠕变特性。

粗粒料大多采用人工爆破等方法开采出来，往往存在很多微裂隙，加之棱角尖锐、填筑高，在高围压条件下产生蠕变，岩土体会沿着破裂面破碎，宏观上表现为开裂、折断或整块断裂等形式的颗粒破碎，从而引起高填方沉降变形以及边坡失稳等一系列岩土工程问题。

4)粗粒料的强渗透性。

粗粒料具有强渗透性，降水能较快的入渗填筑体，这在一定程度上加快了高填方破坏失稳的进程。因此应研究粗粒料的渗透特性，为坡面、道面的防水和排水设计方案提供依据。

5)粗粒料的施工工艺。

如何控制粗粒料填筑施工质量，如何确定其施工参数及采用哪种方法和控制指标对填筑体质量进行检测也是该工程存在的一个重要问题。

1．3．2高填方变形

沉降变形是高填方工程中普遍存在，又没得到很好解决的问题，由于拟建机场工程填方高(预计最高达45m)、荷载大且填料具备颗粒破碎性、剪胀性、遇水软化崩解、蠕变、强渗水性等诸多工程特性，地面沉降控制难度极大。如何去监测，如何埋传感器，在哪些位置埋设能够有效的监测，采取哪些措施既能经济有效、又能降低总沉降量和工后沉降量，是本机场工程建设的另一核心技术难题。

1．3．3高边坡的稳定性

高填挖边坡稳定性是一个必须重视的问题，包括挖方区、填方区两部分。对于挖方边坡，由于场地地形复杂，自然坡度陡，高差大，开挖卸荷对边坡稳定性影响较大，加之岩土体强风化、胶结程度低、节理裂隙发育等特性，一旦降水沿裂隙入渗，极易导致边坡滑动破坏，因此，需对其进行研究。对于填方边坡，由于本身填筑高，同时粗粒料具有颗粒不均一性、泥岩遇水软化、蠕变、强渗透性等工程特性，在外界诱发因素(降水、地震、施工振动等)的作用下，极可能引发失稳等岩土工程问题;因此，需要进行深入研究，采用不同的稳定性分析方法，探索粗粒料工程特性对边坡稳定性的影响程度，确定合理的填筑体边坡坡比。同时，拟建场区位于地震高发区，抗震设防烈度为8度，考虑到该工程的重要性需提高1度设防，即按9度考虑。因此，需高度重视地震工况下边坡的稳定性。

1．3．4填挖交界面的处治

受地形地貌的限制，该机场建设中存在多处填挖方交界面，不可避免的面临填挖交界的处治问题。从总体上看，填挖交界处具有材料或结构的不一致性，在纵向上刚度出现差异，加之原地层是倾斜的，一旦工程处治不当，极易产生不均匀沉降、填挖交界处发生偏移，甚至滑动破坏，对于填挖交界的有效处治问题是该机场建设中亟待解决的又一个难题。

2岩土工程问题的解决方案

2．1解决方案

由于该项目场地岩土工程条件的复杂性，仅靠室内试验参数进行数值计算及分析是不能满足要求的，通过现场试验与室内研究相结合的方案，结合实际工程，采用室内试验、现场试验、原位监测、理论分析与数值模拟相结合的手段，对该机场工程存在的岩土工程问题进行综合研究，是解决问题的最佳途径。

2．2试验研究的技术路线

该处理方案的技术路线概括为:首先开展文献调研，收集资料，对研究现状、类似实例进行调查分析，寻求突破点进行初步研究;其次对粗粒料高填方工程技术方案进行初步论证，确定粗粒料高填方工程试验研究方案;再次进行粗粒料的工程特性试验及高填方稳定性理论分析，根据分析展开现场试验段研究，包括现场的模型试验、检测及监测等;并在此基础上探讨粗粒料工程特性的分析方法与处理对策，提出与粗粒料工程特性相适应的高填方问题的处理对策，通过高填方变形监测，对地基的稳定性做出准确评价，同时提出控制高填方沉降变形的工程措施，预测高填方的工后剩余沉降量，对研究结果进行初步总结，得出初步结论，进行粗粒料加筋处理与土方设计，待土方工程结束后对全场重要部位进行变形监测，并对试验段的监测数据进行处理分析，同理论分析及数值计算进行比较，验证所提出的分析方法与工程处理对策方法，必要时予以修正;最后编写试验研究总结报告。

3结语

岩土论文第9篇

环境岩土工程课程具有课程新、内容广、实践性强和前沿性等特点。环境岩土工程课程教学原搬套用传统学科成熟的教学模式，往往存在以下几个问题。首先，对传统土木工程学科，高校通常采用理论教学与工程实践相结合的教学方式。看似完美的教学模式，但由于教学体制及客观条件的限制，这种教学模式通常被强行切割为理论教学和实践教学两部分、两阶段来分别进行，这就使学生在学的过程中不得不采用单向的学习方式，即先理论学习再实践学习。这种理论与实践的非同步性教学，容易使学生学习思维受到限制。学到的理论知识不能及时用实践去验证，学生发现问题、解决问题的能力也得不到很好的培养和发挥。同样，在实践过程中发现的问题，也不能在课堂上得到同步的探讨和解决，这样不利于激发学生的学习兴趣，学生学习的创新性和主动性也不能很好地发挥，有悖于卓越工程师培养理念。

其次，环境岩土工程学科由于自身发展所具有的局限性，在教学过程中面临很多问题，如该课程知识框架不完善、配套教材缺乏、学科发展的速度与教材内容更新的速度不相匹配等。目前该课程的教师多在自编课件的基础上结合网络资源来授课，以播放幻灯片为主，这种授课方式较以前有很大改进。但是，教学效果并未随之改善，具体表现为教师在课堂上侃侃而谈，学生则昏昏欲睡，没有互动，课程考试往往以学生提交读书报告为主，不能调动学生学习的积极性。

二、环境岩土工程课程的教学改革

(一)结合实际，及时更新专业课程知识

环境岩土工程课程涉及的内容及原理在土力学及基础工程课程中也有所涉及，而土力学、基础工程等课程教材近几十年来没有大变化。例如:土的抗剪强度问题，根据土力学知识，土体结构、含水量以及矿物成分等因素会影响土体的抗剪强度。但是目前很多岩土工程事故却是由于土体环境改变而产生的，如温室效应、城市热导效应等问题的出现，导致受力土体场内的温度增加，土体温度增加将改变土体的强度指标，这种改变对工程结构造成一定的潜在危害。另外，近年来，酸雨在各地频频出现。以上海市为例，上海是个多雨的城市，据资料显示，上海近年来出现酸雨的频率为74．9%，降水PH平均值为4．66。酸雨进入土体会打破土体原先的离子平衡系统，而酸碱离子的失衡也会影响土体的强度。

这些实例在现有的土力学和基础工程课程教材中几乎没有涉及，这就需要环境岩土工程专业教师在授课过程中向学生增补这些知识，培养学生的环保意识与工程意识。因此，在教学中应结合实际，及时更新专业课程知识。

(二)完善实验教学，培养学生的动手能力与创新能力

要实施卓越工程师教育培养计划，进一步完善实验教学是必不可少的一个重要环节，而实验室资源及设备是保证实验教学质量的关键。环境岩土工程课程的实验设备除了需要土力学常规实验设备外，往往还需要涉及环境工程学科的实验资源，但多数高校的环境工程与土木工程是两个独立的学科，分属两个独立的学院，很难将两个学科体系有机地结合在一起。笔者所在的上海理工大学环境与建筑学院打破这一瓶颈，将两个学科融合在一起，依托环保、土木两大行业优势，实行学科交叉和错位竞争，共享环境工程与土木工程的实验资源及设备，这一特色在同类高校中是少有的。环境工程与土木工程两大学科的交叉，为环境岩土工程课程教学提供了充分的质量保证。例如，在实验教学模块中，酸碱液为环境工程实验室常规的实验试剂，在做土的压实实验中，可让一组同学用纯净土，另一组同学可借用环境工程实验室酸碱液，配置不同程度的污染土，然后两组学生将实验结果进行对比，这样不仅培养了学生的动手能力，也让学生深刻体会到环境的改变对土体力学性质的影响。

此外，在实验教学中，笔者结合每年一次的上海市大学生创新创业计划申请项目，在分组搜集大量文献资料，撰写项目申请书和实验方案的设计、实施等过程中，培养学生的动手和创新能力。以今年申请课题为例，上海属中国雷击多发地区，全市年平均雷暴日为53．9天，每年因雷击造成的直接经济损失接近2亿元。笔者在研究中发现，雷击的产生与土体的电阻率关系密切，土体电阻率较大的地层构造使得土层的导电性能下降，不易形成击穿。如果土体的电阻率大于某个平均值，就意味着雷电将空气击穿后不能击穿下伏土体，从而减少形成雷电通道的机率。那么，是否可以从改变土体电阻率入手获得防雷减灾的新途径呢?结合环境岩土工程课程教学，笔者通过指导学生撰写“上海典型土层对雷击能量的转换模式及地基土力学性状变化”申请书，引导学生打破专业学科界限，从环境与岩土的整体角度出发考虑工程问题。目前，该项目已顺利获得上海市教委批准立项，。

(三)结合区域实际，锻炼学生解决实际工程的能力

由于环境岩土工程课程的实践性和应用性较强，仅仅依靠课堂教学远远达不到教学目标，还需要通过工程现场的实习，才能帮助学生深刻理解和掌握专业知识。教学中结合本地区工程实际情况，与施工单位或其他相关单位建立长期合作关系或实习地基，为学生提供更多的实践锻炼的机会。以上海为例，随着城市建设的快速发展，地铁沿线特别是地铁枢纽站附近往往已建或在建大量密集的高大建筑群，所带来的超大超深基坑开挖问题越来越多，呈现出“深、大、紧、近”的特点。在这类工程施工中，极易发生各类事故，危害工程和周边环境的安全。因此，应组织学生去这类工程施工现场参观考察。笔者在教学过程中，为了提高学生对实际环境岩土工程问题的认识和培养学生解决问题的能力，曾组织学生监测上海洛克菲勒外滩源深基坑开挖工程对周边环境的影响，这种让学生亲自参与环境岩土工程的教学方法，使学生对环境岩土工程有了更深刻的认识，取得了较好的效果。

三、结语