岩土工程师论文范例6篇

更新时间:2023-04-06 14:14:28

岩土工程师论文

岩土工程师论文范文1

[关键词]岩土工程;工程地质;关系;问题

中图分类号:P642 文献标识号:A 文章编号:2306-1499(2014)13-0176-01

1.岩土工程与工程地质之间的关系

虽然岩土工程与工程地质分别属于土木工程和地质学,但二者具有非常密切的关系。有专家概括岩土工程作为工程地质的基础,是工程地质的进一步延伸。工程地质学是源于土木工程的需要而产生。

岩土工程的基础理论是传统的力学理论,但仅仅依靠力学计算难以解决工程中出现的实际问题,与工程地质在发生之初就具有密切的关系。结构工程研究的是钢材、混凝土等人工生产制造的材料,具有均匀的材质,由于是工程师设计或选定的结构和材料,所以具有很强的可控性,具有十分明确的计算条件,所以说建立在结构力学和材料力学基础上进行计算可信度非常高。但对于岩土材料而言,不管是结构还是性能,都是经过漫长的地质时期在自然中形成,是复杂地质条件相互作用的产物,工程师不能控制结构和材质,必须通过仔细勘察,但是在实际工作中难以做到勘察清楚。因为工程地质条件的不确定性和地下岩土体的区域性和不确定性,岩土工程师对工程的计算就会存在信息不全面和计算条件的模糊,不能仅仅依靠计算的结果,对工程经验要求较高。因此,尽管岩石力学、土力学和计算技术都取得了非常大的进步,也在岩土工程设计施工中起到了很大的作用,但因为存在计算参数、计算假定、计算方法等与工程的实际有一定的误差,就会导致计算结果与工程实际之间存在不同程度的误差,这就需要对岩土工程进行综合判断。

对工程地质的正确认识和研判,对岩土工程设计和施工有着关键的前期引导作用。岩土工程设计和施工过程中,首先遇到的研究对象是岩土体,对其工程特性以及在地质演化过程中产生的一些地质规律进行研究和推测,就当前我国工程建设中的分工而言,必须依靠相关的工程地质工程师。比如隧道工程,由于土木工程师缺乏对工程地质的深入了解,对在工程设计和施工过程中遇到的工程地质问题的预测就会存在一些困难。在进行隧道钻探施工过程中,虽然土木工程师可以分辨岩芯的软硬状态,但是不能全面掌握在何种岩土体情况下使用何种钻进方法,对其中可能出现的工程地质问题采取何种应对措施就存在欠缺。但对于经验丰富的的工程地质工程师而言,通过工程地质勘察手段,运用工程地质经验,就能够对岩土体的工程性质进行初步的判断,预测隧道施工过程中可能遇到的工程地质问题,作出预案建议。岩土工程需要工程地质方面知识来服务,工程地质研判出的地质问题、岩土特性及其它问题需要对岩土工程发挥科学的指导作用,根据工程条件和地质条件,为设计师提供合理的岩土参数和建议,为工程施工选择合适的施工机械、施工方法以及预测施工过程中可能遇到的地质工程问题,提出处理建议。

2.岩土工程与工程地质的共同发展

2.1力学与地质学的互相结合

力学和地质学共同支撑着岩土工程的发展,力学是岩土工程是发展的基础。力学的出发点是力学的基本理论,与具体条件相互结合,构建模型,然后进行求解,注重在条件设定情况下的定量计算,是演绎推理。地质学的研究方法比较独特,主要是通过调查,收集较多的数据信息,然后进行综合对比分析,找出内在的科学规律,注重成因演化,对问题进行宏观把握,最后进行综合的判断,是归纳推理。对于工程地质学家来讲,假如力学理论掌握的不够精通,就难以对工程地质问题进行定量分析,从而做出有深度的评价,就不能科学处理工程中出现的问题;对于岩土工程师来讲,假如地质学知识掌握较少,就不能把握好工程与地质之间的作用,难以提出科学的解决方案。演绎推理和归纳推理具有良好的互补性,综合应用才能很好的解决岩土工程问题,促进学科发展。

2.2岩土工程和工程地质相互依托发展

近几十年来,不管是岩土工程还是工程地质,在我国都得到了长足的发展和不断的创新。我国建筑行业正处于较快的发展阶段,向着高空和地下同时追求最大化空间利用,深基坑越来越深,高层建筑也在追逐或者超越世界水平。城镇化、工业化发展与环境改善共同存在。但我国幅员辽阔,各项工程建设中涉及的工程地质条件有其独特性,给岩土工程和工程地质带来了非常突出的问题,但是也给岩土工程技术和工程地质技术的发展与创新提供了良好的机遇与广阔的发展空间。比如在软土地区,进行深基坑开挖和隧道掘进的同时,如何很好的保护好周边环境条件,特别是在城市中心的工程,周边环境复杂,既要保证工程进度的顺利,也要保证地面建筑、已有道路和纷繁复杂的地下管线及其他构筑物的安全。这就需要工程地质人员对地下土层的分布,岩土工程性质进行科学、合理的研判,充分发挥土质土力学理论知识和工程实践经验相结合的利用能力。同岩土工程设计师进行相互沟通和交流,进行反复假设和论证,选择合适的设计方案和施工方案。岩土工程设计及施工以地质工程为基础前提,而地质工程又以岩土工程为服务对象,在地质工程师掌握项目工程条件时,其目的性就更明确,更加经济合理的开展地质工程工作。

在岩土工程技术不断创新的同时,地质工程的勘探技术和分析技术也在发展。岩土工程技术的发展,对地质资料的准确性要求就会越高。只有地质工程勘探技术和分析技术发展起来了,才能提供更精确、更多的地质条件,多种勘探方法的同时利用,对地质条件的解读也更加准确。比如地质数值模型的建立,将有利于岩土工程技术数值模拟的比较和选型。这需要两个领域的相互穿插和知识的相互融合,依托发展,两者共同构成工程建设的重要组成部分。对工程技术的创新,创造高质量精品工程是工程领域共同追求的目标。这就要求岩土工程师和工程地质工程师克服各种困难,抓住机遇,在工程建设和生产中不断创新,探究更加科学、更加先进的实用技术和方法。只有不断的创新,才能在国际竞争中领先,才能推动我国岩土工程和工程地质的科技进步。

2.3人才培养

当前,很多高等院校都将工程地质学科与岩土工程学科进行合并,培养具有综合素质和综合应用能力的人才。但在这过程中也存在不少问题,高等院校在培养人才时,注重理论知识的培养,缺少理论与工程实践的结合,而此过程中容易造成学员缺乏对所学学科的认识,容易造成学员认为配置的教材与所学专业缺少直接联系,以至于我们的学员在学习期间或者毕业后总觉得所学内容无所用处。我认为在高校期间的人才培养,需要利用工程实例,特别是一些失败的工程案例结合理论知识进行解析,培养学员对学科重要性的认识,培养其分析能力,充分调动学员的学习兴趣和探索能力。在高校外,学员进入各工作单位后,工作单位应根据学员所学专业配置情况,结合工程实际进行经验传授,让学员学会应用规范、规程等工具书。对于人才的培养,是一个长期过程,既需要学校的科学文化知识教育,也需要社会工程实践的锻炼。作为一个合格或优秀的工程师,在实际工程中,如何很好利用理论知识,什么样的工程问题需要寻求什么样的理论分析,什么样的技术在工程实际中可以得到创新,这是一个长期理论知识的积累和丰富工程实践经验的总结结果。

3.结语

岩土工程和地质工程的发展,为工程建设提供了更加科学、可靠、经济的工程技术,两者之间互为依托,岩土工程技术的发展促使地质工程勘探技术和解析方法的发展,地质工程提供的高精度、高准确性的地质解读,为岩土工程技术的发展提供了岩土数据基础,两者共同组成工程建设的重要组成部分。对两者的发展和探索一直是工程建设领域不断追求的目标,同时,对具有综合素质和综合应用能力人才的培养也势在必行。

参考文献

岩土工程师论文范文2

关键词:地质工程专业;生产实习内容;实习基地;实习考核

地质工程专业是主要研究如何获取地质环境条件,并分析研究人类工程活动与地质环境相互制约形式,进而研究认识、评价、改造和保护地质环境的一门科学,是地质学的一个分支,是地质学与工程学相互渗透、交叉的边缘学科。地质工程专业是地质学中的工科专业,具有较强的实践性。野外实践教学在地质工程专业人才培养过程中具有重要地位。

防灾科技学院2003年设置工程勘察与工程地震专科专业,2006年设置勘查技术与工程本科专业,2013年设置地质工程专业。2008年勘查技术与工程专业被教育部批准为“第三批高等学校特色专业建设点”,并与土木工程等相关专业一起以专业群的形式被批准为“河北省高等学校防灾减灾科技创新与人才培养高地”。

地质工程专业培养适应社会主义现代化发展需要,德、智、体、美全面发展,具备扎实的数学、力学、地质学和工程学专业基础,掌握相关课程的基本理论和基本方法,系统掌握工程勘察、工程地震等方面的专业知识和专业技能,获得岩土工程师的基本训练,具备从事岩土工程勘察、设计、施工、管理以及地震安全性评价等领域相关工作岗位工作能力的高级应用型人才。

根据地质工程专业的人才培养方案和教学计划,学生在大学期间要进行认识实习、专业实习、生产实习和毕业实习。相应的时间分别安排在大一、大二、大三的暑期和大四的第二学年。地质工程专业三年级的生产实习具有特殊而重要的意义,是学生在学习完“岩土工程勘察”“工程动力地质学”“工程地震学”“土力学”“岩体力学”“基础工程”“岩土工程测试与监测”“地下结构工程”“强震观测”“工程物探”“岩土工程设计”等专业课程之后,在教师的指导下,进一步巩固和提高专业技能,把所学的理论应用于实际的重要实践。以下就地质工程生产实习教学内容进行介绍。

1.生产实习教学内容

地质工程专业生产实习是本专业的一门集中综合实践课。该实习由地下结构与工程地质实习模块(2周)、岩土工程勘察实习模块(1周)、地震安全性评价实习模块(1周)、工程物探实习模块(2周)、基础工程设计实习模块(1周)和岩土工程设计实习模块(1周)组成。

地下结构与工程地质实习内容包括土体原位直剪试验、锚杆抗拔试验、混凝土与岩体模拟直剪试验、岩体承压板法静载试验、岩体点荷载实验、岩体平探头声波测试、岩体回弹试验、岩体松动圈声波测试、隧道净空相对位移测试及拱顶下沉量测、隧硐周边土压力检测、衬砌混凝土内力和变形监测、衬砌中钢筋应力检测、锚杆拉力量测、锚索拉力量测、土体分层沉降监测、隧硐周边土体内部位移量测、深部土体侧向变形监测、孔隙水压力量测、地下水位监测,使学生掌握原位测试的原理、方法、数据处理和工程应用。

岩土工程勘察实习模块实习内容包括岩土工程原位测试、工程地质勘探与取样勘察报告编写。通过实习进行岩土工程勘察基本理论及基本技能的训练,使学生较系统地掌握岩土工程勘察工作的方法、程序与步骤,并具有一定的解决实际问题的能力。

地震安全性评价实习模块内容包括使用地震安全性评价工作中的地震危险性分析程序,通过划分潜在震源区、确定地震活动性参数、选用合适的概率模型和衰减关系,通过分析计算,确定工程场地的抗震设防地震动参数。

工程物探实习模块要求掌握地震勘探和电法勘探的外业和内业的方案设计、现场实验和资料分析处理各项工作,通过实习使学生对地震法、电法勘探各项工作的基础知识有更深的理解,并具备开展相关工作基本能力。实习内容包括地震勘探、地基常时微动、波速测井、小应变测桩、高密度电法、地质雷达的现场测试与资料处理。

基础工程设计实习模块要求学生在学完了理论课程的基础上,综合运用所学专业知识和理论,独立完成工程建筑物(构筑物)基础设计,以及对于承载能力不够的地基提出地基处理方案并完成方案设计。

岩土工程设计实习模块要求学生综合运用所学专业知识和理论,解决基坑、挡土墙或边坡支护等岩土工程项目的分析与方案设计。

2.生产实习基地建设

地质工程专业生产实习中地震安全性评价实习模块、基础工程设计实习模块和岩土工程设计实习模块一般在机房(利用专业软件)和教室完成;地下结构与工程地质实习模块、岩土工程勘察实习模块、工程物探实习模块大部分试验需要在野外开展。考虑到每年生产实习依托工程项目不确定,以及实验设备远距离搬运安装困难特点,防灾科技学院在校园内自行设计并建设了大型地下结构与工程地质试验场,从而满足了生产实习的需求。该试验场在国内并不多见。该试验场包括地下和地上两部分,地下隧硐长50米,宽10米,设计了22个支硐供不同的试验项目使用,地下部分的建筑面积500平方米;地上部分的试验场地占地面积300余平方米;在试验场内设计了共5大类43项试验项目。这些试验项目能够满足“土力学”“岩体力学”“基础工程”“岩土工程勘察”“岩土工程测试与监测”“地下结构工程”“地震工程学”“强震观测”和“工程物探”等课程野外实验的要求。同时,也能满足勘查技术与工程专业和地质工程专业的部分生产实习实践教学要求并能开展地下结构的抗震试验和岩土体原位试验研究工作。

本试验场2010年着手设计,2013年建成并投入使用,目前设计的试验项目如下。

(1)土体与地基基础试验项目:①土体静载试验;②土体原位直剪试验;③基桩低应变测试;④桩基静载试验;⑤波速测井;⑥复合地基静载试验;⑦标准贯入试验;⑧锚杆抗拔试验;⑨钻孔旁压试验;⑩动力触探试验;11静力触探试验;12地脉动测试。

(2)岩体与硐室检测试验项目:①承压板法静载试验;②狭缝法岩体变形试验;③混凝土与岩体直剪试验;④混凝土平探头声波测试;⑤模拟围岩松动圈测试;⑥岩石点荷载试验;⑦模拟岩体平探头声波测试;⑧隧硐超前地质预报;⑨岩体回弹测试;⑩混凝土回弹测试;11衬砌完整性检测。

(3)硐室与土体监测测试项目:①隧道净空相对位移测试及拱顶下沉量测;②隧硐周边土压力检测;③衬砌混凝土内力和变形监测;④衬砌中钢筋应力检测;⑤锚杆拉力量测;⑥锚索拉力量测;⑦地表面土体水平位移及沉降监测;⑧土体分层沉降监测;⑨隧硐周边土体内部位移量测;⑩深部土体侧向变形监测;11孔隙水压力量测;12地下水位监测。

(4)地下结构检测与强震观测项目:①地下结构完整性检测;②地下结构动力响应测试;③地下结构抗震性能检测;④强震竖井观测台阵;⑤ 强震地下结构观测台阵。

(5)硐室地质现象观测:①断层观测;②硐室节理裂隙统计;③硐室素描和硐室展示图绘制。

3.教师队伍建设

实践教学的改革和创新离不开高素质专业师资队伍的建设。目前防灾科技学院地质工程专业现有专职教师 22 名,其中教授5人,副教授7人,具有博士学位的15 人。返聘工程地质专业退休老教授为实习教师和青年教师导师。老教授一方面审定生产实习的教学大纲、教学指导书和教学任务书等教学文件,另一方便对青年教师进行指导培养,促进以老带新。学校同时加强“双师”型教师培养,定期选派教师到知名高校和企事业单位进修和实践,掌握相应岗位实践技能。学校与多家生产单位开展产学研合作,聘请实践经验丰富的工程师为兼职教师,参与实习工作的指导,充实加强实践师资力量。

4.考核机制

第一,实习纪律考核,是对学生实习期间的出勤率、实习态度、动手操作等的考核,是进行素质教育的组成部分。只有亲自动手操作仪器、记录数据、处理数据,才能真正掌握整个实验各个环节。通过实习纪律考核可以督促学生积极主动地参加实习。

第二,实习图件和报告考核,即对学生每一模块实习结束后,完成的实习图件和实习报告给出成绩。

第三,答辩考核,即在生产实习结束后,学生针对实习内容进行总结汇报。通过答辩考核,教师可以了解学生系统掌握生产实习内容的程度,以及应用专业知识开展实际工作的能力;另外还可以锻炼学生理清思路、总结汇报、讲演的能力。

5.结语

本文从生产实习教学内容、实习基地建设、教师队伍建设和实习考核机制几个方面详细阐述了防灾科技学院地质工程专业三年级生产实习教学内容。根据2014年、2015年的生产实习情况,表明教学效果良好。主要表现在以下三个方面:①学生感性接触各个试验环节, 理论联系了实际;②学生的动手能力和实际操作能力提高;③学生对专业知识的理解更加深入。学生根据试验数据开展分析,又一次运用理论知识,又一次从实践到理论,完成了理论―实践―理论知识体系循环,学生利用掌握的理论知识更好地指导实践工作的开展。

参考文献:

[1]李虎杰,易发成,高德政.地质工程专业实践教学的改革与实践[J].中国地质教育,2000(04).

[2]巩 伟,张 生,陈 松,等.应用型示范高校地质工程专业实践教学体系的构建――以宿州学院为例[J].中国地质教育,2014(02).

岩土工程师论文范文3

注册岩土工程师正常需要通过基础考试,在基础考试合格并满足条件后,才可以申请参加专业考试。由于注册岩土工程师专业考试难度高,通过率极低。基础考试成绩会一直有效。

注册岩土工程师考试科目内容:

1、基础考试为闭卷考试

上午段主要测试考生对基础科学的掌握程度,设120道单选题,每题1分,分11个科目:高等数学、普通物理、普通化学、理论力学、材料力学、流体力学、电工电子技术、信号与信息技术、计算机应用基础、工程经济、法律法规。下午段主要测试考生对岩土工程直接有关专业理论知识的掌握程度,设60道题,每题2分,分8个科目:土木工程材料、工程测量、土木工程施工与管理、工程地质、结构力学、结构设计、土力学与基础工程、岩体力学与岩体工程。

岩土工程师论文范文4

一、地质报告的主要内容

岩土工程勘察报告的内容,应根据任务要求、勘察阶段、地质条件、工程特点等情况确定。鉴于岩土工程勘察的类型、规模各不相同,目的、要求、工程特点和自然地质条件等差别很大,因此以下只提出一般岩土工程勘察报告的基本内容。

1、工程概况:本项内容主要由建设方和设计方提供,包括建筑总平面图、场地高程及座标引测点、建筑物的性质、规模、层数、荷载、结构特征(开间、柱间距等),拟采用的基础型式、埋深等;按岩土规范,本条为强制性条款,是开展勘察工作的前提,但由于开展勘察工作时往往有一些资料是不确定的,特别是需要设计方提供的资料如荷载、柱间距等此时往往不够准确,使得勘察报告中基础方案评价部分针对性不强。

2、勘察的目的、技术要求及依据的技术标准:其中技术要求有时由设计方提出,设计人员提技术要求时一定要有针对性,把你需要的特殊的要求提出来,比如抗浮设计水位、土的动力性质参数等。但一般的项目均可按照岩土规范的通常要求进行。

3、勘察方法和勘察工作量:勘察工作量的布置和上部结构条件、荷载、基础埋深以及场地地层条件密切相关,是整个勘察工作成功的前提。

4、场地的地形、地貌、地层结构、地层纵横向分布情况、地质构造:本条合起来称为场地工程地质条件,属场地及地层的基本资料。地层分层的原则:土层按地质时代、成因类型、岩性、状态和物理力学性质划分;岩层按岩性、风化程度、物理力学性质划分。厚度小、分布局限的可作夹层处理,厚度小而反复出现可作互层处理。对每一层岩土,要叙述如下的内容:①分布:通常有“普遍”、“较普遍”、“广泛”、“较广泛”、“局限”、“仅见于”等用语。对于分布较普遍和较广泛的层位,要说明缺失的孔段;对于分布局限的层位,则要说明其分布的孔段。②埋藏条件:包括层顶埋藏深度、标高、地层厚度。如场地较大,分层埋深和厚度变化较大,则应指出埋深和厚度最大、最小的孔段。③岩性和状态:土层,要叙述颜色、成分、饱和度、稠度、密实度、分选性等;岩层,要叙述颜色、矿物成分、结构、构造、节理裂隙发育情况、风化程度、岩石完整程度;裂隙的发育情况,要描述裂隙的产状、密度、张闭性质、充填情况;关于岩芯的完整程度,除区分完整、较完整、较破碎、破碎和极破碎外,还应描述岩芯的形状,即区分出长柱状、短柱状、饼状、碎块状等。

5、各项岩土性质指标,岩土的强度参数、变形参数、地基承载力:本条内容是整个地质报告最关键的部分,是设计人员直接使用的基本数据,也是设计人员最关心的部分。每一物理力学指标,应有区间值、一般值、平均值,最好还有最小平均值、最大平均值,以便设计部门选用。

6、场地水文地质条件:主要包括地下水类型,含水层分布状况、埋深、岩性、厚度,静止水位、降深、涌水量、地下水流向、水力坡度;含水层间和含水层与附近地表水体的水力联系;地下水的补给和排泄条件,水位季节变化,含水层渗透系数,以及地下水对混凝土的腐蚀性等。对于小场地或水文地质条件简单的勘察场地,论述的内容可以简化。有的内容,如水位季节变化,并非在较短的工程勘察期间能够查明,可通过调查访问和搜集区域水文资料获得。地下水对混凝土的腐蚀性,要结合场地的地质环境,根据水质分析资料判定。应列出据以判定的主要水质指标,及各种成分的分析结果。

7、不良地质作用以及对工程不利的不良地质现象:主要有岩溶、滑坡、崩塌、泥石流、地面沉陷、采空区、以及对工程不利的地下掩埋物等,这些在勘察现场必须查清,并在勘察报告中详加论述。场地稳定性评价主要是选址和初勘阶段的任务,但详勘报告中也有论述。主要包括以下几个方面内容:(1)场地所处的地质构造部位,有无活动断层通过,附近有无发震断层;(2)地震基本烈度,地震动峰值加速度;(3)场地所在地貌部位,地形平缓程度,是否临江河湖海,或临近陡崖深谷;(4)场地及其附近有无不良地质作用,其发展趋势如何。(5)地层产状,节理裂隙产状,地基土中有无软弱层或可液化砂土;(6)地下水对基础有无不良影响。报告对场地稳定性作出评价的同时,应对不良地质作用的防治,增强建筑物稳定性方面的措施提供建议,同时给出场地建筑的适宜性结论。

8、结论及建议

该部分是勘察报告的精华,它不是前文已论述的重复归纳,而是简明扼要的评价和建议。一般包括以下几点:(1)对场地条件和地基岩土条件的评价。(2)结合建筑物的类型及荷载要求,论述各层地基岩土作为基础持力层的可能性和适宜性。(3)选择持力层,建议基础形式和埋深。若采用桩基础,建议桩型、桩径、桩长、桩周土摩擦力和桩端土承载力标准值。(4)地下水对基础施工的影响和防护措施。(5)基础施工中应注意的有关问题。(6)建筑场地的地震地质情况。(7)其它需要专门说明的问题。

以上8条是一份合格的岩土工程勘察报告必须包括的内容,在岩土工程勘察规范中属强制性条文,也是设计人员应该关注的内容。

当然地质报告的内容不仅仅是以上各条,它还包括分析评价的部分,比如对岩土的利用、整治和改造的方案建议、对基础方案的分析评价、对基坑开挖、降水、支护的分析评价、对工程施工的方案建议等等,该部分的内容可以衡量出一份地质报告的水平,高水平的地质报告他给出的各种方案建议是经济合理的,具有施工可行性,设计人员可以拿来直接使用,但水平不高的地质报告他给出的各种方案建议就不一定合适,如果设计人员按照这样的基础方案进行设计就可能出现这样那样的问题。因此地质勘察报告中各种分析评价的内容不应成为设计人员关注的重点。设计人员应当重视地勘报告内容,才能设计出符合工程现场所在地的基础方案。

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【关键词】岩石工程;风险分析;岩石工程应用

1 岩石工程的定义以及研究岩石工程的意义

在中国来说,岩石工程的定义非常的多,现在举例来说有:《岩土工程基本术语标准》定义为:“土木工程中涉及岩石和土的利用、处理和改良的科学技术。”中国大百科全书定义为:“土木工程的一个分支,以工程地质学、岩石力学、土力学与基础工程为理论基础,涉及岩石和土的利用、整治和改造的一门技术科学。”也有不少专家定义为:“土木工程的一个分支,研究岩土体(包括其中的水)作为支承体、荷载、介质或材料,必要时对其改良或治理的一门工程技术。”那么综合上述的定义来讲笔者认为岩石工程有三大特点,分别是:第一、岩土工程是土木工程的分支;第二、研究对象是岩石和土,当然包括岩土中的水;第三、是一门关于岩石的技术科学或工程技术。

在我们的日常生活中岩石工程应用非常的广泛:小到桥梁、路基的建设以及房屋的建筑,大到地质灾害的防护都起到非常重要的作用。研究岩石工程是科学技术不断发展的过程当中不可缺少的一部分。下面,笔者就岩石工程的风险就行分析,以及岩石工程的应用进行分析。从而达到岩石工程在我们的日常生活中发挥最大功能的作用。

2 岩石工程的风险分析

一切不确定性因素是事物存在风险的根源。而岩土工程的不确定性包括参数、模型不确定性和人们认识的不确定性,使得岩土工程基础及其上部的土木工程必然存在不同程度的风险。虽然很多不能确定的风险是不可以抗拒的,但是我们可以分析这些不确定的风险,尽量的去了解和认识,只有这样我们才能在岩石工程的制作过程中尽量的避免这些不确定因素或者是为我所用。那么在此笔者主要从两方面进行分析:第一,对自然条件的依赖性和条件的不确知性;第二,岩土工程的不严密性、不完善性和不成熟性

2.1 对自然条件的依赖性和条件的不确知性

岩土工程作为土木工程的分支,是以传统力学为基础发展起来的。但很快发现,单纯的力学计算不能解决实际问题。而究其原因主要在于对自然条件的依赖性和计算条件的不确知性。我们也知道,由于科技发展的局限性,我们人类对于自然条件的认知还是非常不到位的,就算是简单的刮风下雨我们也只能简单的进行短时间的预见和分析,更不用说在短时间内改变自然条件的不可预见性。而我们的岩石工程更多的是建立在自然条件之下,不可避免的会有地震,酸雨等外界条件的影响。因此,岩石工程的外界自然条件是不可控制的。而就岩石工程的内部条件来说:试与结构设计比较,结构工程师面临的材料是混凝土、钢材等人工制造的材料,材质相对均匀,材料和结构都是由工程师在设计时选定,是可控的,计算条件十分明确,因而建立在力学基础上的计算是可信的。而岩土,无论材料还是结构,都是自然形成,不能由工程师的控制,而选定的过程只能根据勘测选择更加适合的,可是通过勘察查明的会有一个问题那就是不可能完全查明他的质地和形成的过程,难以控制的因素非常的多。因而存在条件的不确知性和参数的不确定性,不同程度地存在计算条件的模糊性和信息的不完全性。因而虽然岩土工程计算方法取得了长足进步,并且发挥了非常重要的作用,但是由于计算假定、计算模式、计算参数与实际之间存在很多差别,计算结果与工程实际之间总还是会存在或多或少的差别,需要岩土工程师综合判断。“不求计算精确,只求判断正确”,强调概念设计,已是岩土工程界的共识。因此,岩石工程的不确定性和不可控制性达成了岩石工程的风险。

2.2 岩土工程的不严密性、不完善性和不成熟性

地质学和力学是岩土工程的两大理论支柱,两者互助补充,互相融合,互相嫁接,互相利用。我们知道力学是以基本理论为出发点,结合具体条件,构建模型求解。其特点是从一般到特殊,严密,是一种演译推理的思维方法。而相反的是地质学是在调查研究取得大量数据的基础上,分析、综合、对比找出科学规律,从特殊到一般,是一种归纳推理的思维方法,侧重于分析成因演化,宏观把握,综合判断。但是由于条件的不确定性和参数的不确定性,导致信息的不完全性,使单纯的计算不仅不精确,也不一定可靠。因而强调定性分析与定量分析相结合,强调综合判断。然而综合判断就必须得依靠工程师的理论基础和丰富的工程经验。这也不是很准确的并且也是无法判断的。就像一位良医,既要深刻理解医药理论,又要有丰富的临床经验。忽视经验当然是错误的,没有经验的人肯定解决不了复杂的工程问题。忽视理论也是错误的,极易将局部经验误为普遍真理,犯概念性错误。因此只有将经验和理论结合起来才能真正的解决好问题。而经验具有非常大的不可控性。“经验之果只有结在理论之树上才有生命力。”由上可知,岩土工程迄今还是一门不严密、不完善、不够成熟的科学技术,处在“发展中”的一门科学技术,因而存在相当大的风险性。因此说在自然条件不可以控制的情况下,由于经验的不可控制性从而使得岩石工程具有很大的风险性。

3 岩石工程的应用注意问题分析

由于岩石工程的应用过程中存在着很多的风险,因此我们在岩石工程的应用中需要注意很多方面的问题。那么在岩石工程的应用过程当中究竟应该注意哪些问题呢?笔者就一些需要注意的问题进行了总结。

第一层面,如果是涉及人身健康、工程安全、环境保护等公众利益、国家利益的,应制定技术法规,由国家制订,强制执行,严格监管。包括勘察设计的基本准则,各种灾害的防治,有害物质扩散的限制等等。防止出现对社会、对人身有危害的工程。

第二层面,属于大量重复型的技术规则,如术语、符号、分类,常用测试方法、常用分析法等,宜制定具体而统一的标准,供工程师采用。

第三层面,需因地制宜,结合具体工程处置的问题,诸如勘察工作的布置,岩土工程设计方案等,规范只对基本准则作出规定,具体问题由岩土工程师根据具体情况,发挥自己的学识和经验,进行综合判断,并承担风险责任。

4 结语:

尽管因为各方面的原因人们对风险分析的应用还是存在多种的疑虑或偏见,但因为长期以来,岩土工程类似的不确定性因素较多、量测实验数据有限、模型误差大的介质,导致工程师的认识依然仅仅只是从概率现象入手的,研究的结果和评价也只能以概率的形式表达。而实践证明,只有利用各种不确定性研究方法,并使用定量风险分析作为决策工具或传统设计的补充,才能在相当程度上可给决策者提供更多的辅助评价信息。完整的风险分析是根据各种自然现象的概率及其对相关的自然和人类(即工程系统的可能响应)进行全面的估计,对造价以及各种社会、经济和环境方面的灾害性结果进行评估。我们相信,在未来的一段时间内,岩石工程随着人们的研究越来越深将会得到跟好的发展。

参考文献

[1]张贵金.徐卫亚.岩土工程风险分析及应用综述.[J].岩石力学,2005,(9).

岩土工程师论文范文6

关键词: 工程物探技术 岩土工程 应用

中图分类号:TU198 文献标识码:A

前言

近10年来,工程物探技术取得了飞速的发展,集中体现在根据弹性波理论、电磁波理论和电学原理发展而来的各种工程物探技术。主要有浅层地震反射波法、浅层地震折射波法与弹性波测井、层析成象技术(CT)、管波探测法、多道瞬态面波法、多波地震映象法、高密度电法、地质雷达技术、TEM法、桩基无损检测技术、地下管线探测等。这些新技术已被广泛应用于各行各业的工程建设项目上,解决了诸多以前用传统勘察方法无法解决的岩土工程技术难题。工程物探作为一种新的、有效勘探、检测手段被越来越多的岩土工程、设计人员所接受。但是,各种工程物探方法的有效性决定于它对探测对象物性的适用性,物性条件的适用性越强,解决问题的可靠性越大,因此,为了有效地解决某些岩土工程复杂的技术难题,必须采用多种工程物探手段联合使用,互相补充、互相验证,即综合工程物探技术。

10多年来,众多工程物探技术发展的成熟程度不尽相同。在岩土工程专业方面应用最广泛的主要是由弹性波理论发展而来的浅层地震反射波和折射波勘探技术、面波勘探技术、多波地震映像技术、层析成象技术(CT)、管波探测法、弹性波测井技术和弹性波无损检测技术,它们被广泛应用于岩土工程勘察、岩土工程治理和工程质量检测。

1 工程物探技术在岩土工程中的应用

1.1 岩土工程勘察

由于工程物探技术可以利用连续加密测点的资料从而获得连续的地质界面,因此能有效地解决传统钻探手段以点带面划分地质界面方法常带来的漏判、划分不准确等缺点,并且能有效地解决传统勘探手段难于解决的诸多岩土工程问题,如地下不明物体、洞穴、滑动面、 软弱结构面、断层、破碎带等在地下的分布特征、形态、埋藏深度、位置。相对传统的钻探方法,工程物探技术的使用受场地、地形条件的限制较少,具有节省时间、节省费用、勘探精度高等特点。合理地选择、运用工程物探技术与传统勘探手段相结合,无疑是在激烈的勘察市场竞争中制胜的法宝之一。在岩土工程勘察工作中应用最为广泛、发展最快的是弹性波技术。由于它是利用介质传递弹性波的特点来揭示地下物体界面,当地下物体的界面物性差异较大时,弹性波就会从运动学和动力学两个方面表现出异常来; 其次是电磁波技术和电法技术,其主要代表是地质雷达勘探方法和高密度电法。采用弹性波速度测井技术和场地常时微动测试可以获得建设工程抗震设计、建设场地和地基地震效应评价所需的岩土动力参数和设计地震动参数,如动剪切模量、剪切波速、动泊松比、动弹性模量、卓越周期、结构自振周期等。他们是建筑场地的类别划分、地震作用和结构抗震验算的主要依据。

1.2 岩土工程检测

工程物探技术在岩土工程检测方面的主要作用是地基加固效果的质量检测、 大坝的碾压密实度、 路基的密实度、混凝土构件、基桩的质量检测和评价。常用的方法有瞬态面波法、 地质雷达、弹性波速度测井等,主要通过弹性波速度和电磁波速度与原位测试试验值以及密实度之间建立相关关系,通过施工前后的检测结果进行对比分析。此外,根据弹性波和电磁波在介质中传递的速度变化可以对大坝及建(构)筑物等混凝土构件的裂缝进行检测,掌握裂缝状况和有关参数,判断对在建构筑物的危害程度及研究相应的补强措施。另外还可以检测混凝土路面、沥青路面、 垫层的厚度等。桩基无损检测是工程物探技术在建设工程施工质量控制应用最为广泛的一种重要技术手段。主要的测桩方法分为动力试桩法和声波测桩法两种,它是根据弹性波传递速度变化来判断混凝土质量、桩身缺陷及缺陷的位置、桩的施工长度和桩的形状等,具有成本低、速度快,适合大面积检测,并且可以随机抽样,而在国内外被广泛采用。

2 工程物探资料的分析和解释

工程物探数据的野外采集是工程物探工作的关键。如何把野外采集的有关数据通过内业的分析、计算、解释成工程地质资料对物探工程师来说更为重要。解释成果的正确与否直接影响到岩土工程师对岩土工程问题的分析、判断和处理方案的选择,事关工程的安全。这就需要物探工程师除了拥有深厚的本专业知识外,还要有丰富的岩土工程专业知识。工程物探资料的分析和解释,以弹性波勘探方法为例。首要的任务是分离和压制妨碍分辩有效波的干扰波,保留能够解决某一特定工程地质问题的有效波。从理论上说,可以通过硬件和软件来实现,但实际上分离和压制是有限度的,而干扰波的存在是永远的。物探工程师只有具有丰富的实践经验,才能在众多的测试数据中识别出干扰波和有效波,去伪存真,得到真实的解释成果。其次由于物探方法的多解性,因此,工程物探资料的分析、 解释成果还必须与钻探、 原位测试、 室内试验成果等进行对比、 验证。在对比中两者不一致的情况时有发生,对此要具体分析,关键是否做出正确解释,比如弹性波物探方法是根据弹性波在岩土体中的传播速度来划分地层界面。但是由于弹性波速度反映的是地层的力学性质,不同的地层可能具有不同的力学性质,也可能具有相同或相近的力学性质。当弹性波速度相同或相近,两个地层紧接在一起时,在解释上便可能出现同一速度层。出现这种情况并不可怕,怕的是由于其它干扰波的叠加、 影响造成的假判、误判,造成解释成果出现较大的偏差。只有通过对比、验证、积累经验,才能促进分析、 解释技术水平的提高。物探工程师对物探资料的解释、分析是借助岩土体力学性质变化特征去认识岩土体的内在本质,而岩土工程师是从地质学的角度、岩土体的外表特征去认识和判别岩土体的内在本质。

3 工程物探与岩土工程的关系

工程物探从学科上讲是一个独立的学科,但在工程勘察领域它是一种为岩土工程服务的综合应用技术。岩土工程师解决岩土工程问题,就好比医生给患者看病一样,通过表面的病情了解、 观察,初步判断其病因,然后选择必要的检查手段,如血液、 尿液常规检查、CT、X光透视、B超等,根据检验技术人员提供的检查结果,综合分析,最终确定病因或病灶位置,根据诊断结果,采取必要的治疗措施,达到为病人治病的目的。而物探工程师就好比上述提供检查手段和检查结果的技术人员。两者之间是一种相辅相成的关系。岩土工程师需要物探工程师解决的岩土工程问题归纳有以下几个方面:

(1)界面问题:主要有岩土体的界面划分,地质构造和软弱结构面的判定,以及不良地质体的地质界面等。(2)形态问题:主要有不明地下物体、空洞,以及界面的分布形态、埋藏位置和埋藏深度等。(3)参数问题:岩土工程勘察、设计所需的各种参数,如动力参数、卓越周期、结构自振周期、剪切波速等。(4)施工质量检测:地基加固效果的对比、桩基检测、其它工程质量方面检测。岩土工程师在接受工程勘察任务后,应根据勘察技术要求、地场岩土条件、需要解决的问题等,确定是否采用工程物探技术手段,确定之后应向物探工程师提出明确的勘察任务,物探工程师则应根据目的层和目的物的性质,结合测区的地质构造、地形地貌特征、地震地质条件等因素,选择可行的工程物探方法,然后进行测线设计和工作前的各项试验工作, 确定最佳的采集装置,再正式开展工作。

4 结束语

(1)工程物探技术经过10多年的发展,已经从定性分析逐渐发展到目前的半定量分析及定量分析,许多物探成果可以提供定量的岩土力学参数,直接应用于岩土工程设计、施工,可以并且应该被岩土工程师和结构工程师所接受。(2)各种工程物探技术都有它的适用性与局限性,应根据被探测的目的层或目的物的埋深、规模及其与周边介质的物性差异,合理地选择一种或几种有效的工程物探方法。工程物探成果解释时应考虑其多解性,应区分有用信号与干扰信号。(3)正式开展工程物探工作之前,应认真做好前期试验工作,认真做好对比研究,选择最佳的采集方案和最佳的采集装置,这是保证勘探成果质量的前提条件。(4)工程物探成果应该通过与钻探、原位测试、试验成果进行对比、验证,并建立相对应的经验关系,从而建立起一系列定量分析、判断标准,使工程物探技术和成果更好地应用于岩土工程专业。

参考文献