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谈岩土工程的专业特点前言•岩土工程是一门既古老又新近的专业技术。1岩土工程的内涵•《岩土工程基本术语标准》•“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•“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。”•“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。”岩土工程的内涵•第一、岩土工程是土木工程的一个分支；•第二、研究对象是岩石和土，包括岩土中的水；•第三、是一门技术科学或工程技术。2岩土工程的外延•（1）岩土作为支承体•房屋建筑、道路、桥梁、堆场、大型设备•承载力和变形问题。•（2）岩土作为荷载或自承体•地面开挖，边坡工程、基坑工程、露天矿等•地下开挖，隧道、地下洞室等•另一类稳定和变形问题。•既可能是荷载，也可能是自承体。•地下水的控制有举足轻重的影响。岩土工程的外延•（3）岩土作为材料•填方工程，填海造陆，围堰、水坝、路堤•稳定和变形外，材料选用和质量控制。•（4）地质灾害的防治•岩溶、塌陷、崩塌、滑坡、泥石流、地面沉降•对工程构成严重威胁。•场地和地基的地震效应。岩土工程的外延•（5）环境岩土工程•地质和水文地质环境的评估、废弃物的卫生填埋、土石文物的保护等，•正日益重视。•包括各种人工土，对天然土的加固和改良，利用排水、压实、加筋、改性、注浆、锚定、设置增强体等，改变岩土体的强度、变形和渗透性能。第九届优秀勘察申报项目•秦岭隧道、岭澳核电厂、三峡五级船闸、龙羊峡水电工程、小浪底水电工程、白云机场和肖山机场、高层建筑、唐山岩溶塌陷治理、滑坡治理、大型露天矿山边坡、城市地下综合管廊、海上采油井场、水库岸边浸没区治理等，•深基坑支护、公路、尾矿、动力机器基础、岩土工程检验和监测等3岩土工程和相邻专业的关系•许多专业关系密切，且互相搭接，边界模糊。边界附近你中有我，我中有你。•工程地质、结构工程、•水利和水电工程、•道路桥粱和隧道工程、•港口和航道工程、采矿工程、•地震工程、海洋工程、环境工程等。岩土工程与工程地质的关系•区别：学科领域、工作内容、关心的问题•工程地质是地质学的分支，产生源于土木工程的需要，本质是应用科学；•地质专家（地质师），侧重研究地质现象、成因和演化、地质规律、地质与工程的相互作用•岩土工程是土木工程的分支，本质是工程技术。•是工程师，关心的是根据工程目标和地质条件，建造满足使用要求和安全要求的工程或工程的一部分，解决工程建设问题。工程地质与岩土工程的关系•非常密切。有人说，工程地质是岩土工程的基础，岩土工程是工程地质的延伸。•岩土材料的性能结构，多种复杂地质作用下的自然产物。只能勘察查明，又不能完全查明。•通过地面调查，物探、钻探、槽井探，由粗而细，由浅而深，根据地质规律推测，构造出地质模型。没有地质基础，无法识别断层、软夹层、结构面、地下水的赋存和运动•地质复杂地区，离开了工程地质专家，土木工程师寸步难行。岩土工程和结构工程的关系•关系密切。必须密切配合。•结构关心地基的稳定和变形，影响结构安危；过量变形，影响结构功能，次应力使结构超过极限。地基问题很难补救。•一般地基设计均由结构工程师考虑上部结构统一完成，复杂地基基础或需专门处理的地基要求岩土工程师参与。•地基勘察设计时，须了解结构型式、荷载及其分布，基础型式和刚度，对地基变形的限制要求，以便有的放矢。岩土工程和结构工程的关系•一个整体，相互作用，相互影响。•地基变形会改变结构应力，•结构荷载分布和不同刚度会产生不同的地基变形。•常用调整基础和结构刚度适应地基变形，•地基、基础和上部结构的协同作用。•通过地基处理提高地基承载力和刚度，适应上部结构要求。岩土工程和结构工程的关系•你中有我，我中有你，互相搭接，互相重叠。•桩基础，结构的延伸，是结构，但承载力和变形主要取决于岩土，•基坑工程，土方开挖、地下水的治理、土压力计算等与岩土有关，但护坡桩、地下连续墙、锚杆、内支撑等都是结构。•边坡和地质灾害，应属岩土工程，但离不开结构措施。•单纯的岩土并不多，如围海造陆、堤岸，大面积高填方等岩土工程和结构工程的关系•结构工程师和岩土工程师虽然有所分工，有所侧重，但互相互配合的居多。•结构工程师应当具备必要的岩土知识，岩土工程师也必须具备必要的结构知识。•一般结构专业处于主导地位，岩土工程师承担的主要任务,•是结构工程师觉得难以承担的复杂的或专门的岩土工程任务。4岩石和土的主要特点•岩石的裂隙性和土的孔隙性•是岩石和土区别于混凝土、钢材等人工材料的主要特点。（1）岩石的裂隙性•或稀或密、或宽或窄、或长或短地存在，•有的粗糙，有的光滑；有的平直，有的弯曲；有的充填，有的不充填；有的产状规则，有的规律性很差。•成因多样，原生节理，层理，构造节理，卸荷裂隙和风化裂隙，片理、劈理等，•岩体中构成极为多样复杂的裂隙系统。•岩石和岩体区别，裂隙概化为“结构面”。•力学参数：岩石、结构面、岩体，很大区别。搞清结构面的产状、参数和分布，是岩土工程勘察设计的重点和难点。岩石的裂隙性•岩体中的地下水沿着岩体中的裂隙和洞穴流动，•随着裂隙和洞穴的形态和分布的不同，•有脉状裂隙水、网状裂隙水、层状裂隙水、洞穴水等•不同的地下水类型。（2）土的孔隙性•散体材料，饱和土是两相；非饱和土是三相。•产生了有效压力和孔隙压力；孔隙压力又有孔隙水压力和孔隙气压力。•有效应力原理：土力学区别于一般材料力学的主要标志•总应力法和有效应力法。•把握好孔隙压力是岩土工程的重要关键饱和土的孔隙水压力•饱和土中，由于孔隙水压力的增长和消散，•不同加荷速率地基承载力不同；•是否及时支撑,对软土基坑稳定有不同的表现；•渗透系数和地层组合的差别,导致基础沉降速率的差别等。•超静水压力导致挤土效应，使桩被挤断、挤歪和上浮；•地震时的超静水压力导致砂土和粉土液化。非饱和土的孔隙压力•非饱和土的孔隙气压力形成基质吸力，•基质吸力随含水量的增加而降低，因而是不稳定的。•膨胀土和黄土随湿度的增加而强度显著降低，•非饱和土基坑雨季容易发生事故，•花岗岩残积土边坡，暴雨容易发生浅层滑坡，5对自然条件的依赖性和条件的不确知性•以传统力学为基础发展起来的。但单纯的力学计算不能解决实际问题。•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。•“不求计算精确，只求判断正确”，强调概念设计,综合判断。•试与结构设计比较，结构工程与岩土工程•结构工程•混凝土、钢材等人工制造的材料，•材质相对均匀，材料和结构由工程师自己选定或设计的，可控的。•计算条件明确，建立在材料力学、结构力学基础上的•计算是可信的•岩土工程•材料性能、结构，•自然形成，漫长的地质历史时期，复杂地质作用下的产物，•工程师不能任意选用和控制，•只能通过勘察查明，•又不可能完全查清6参数的不确定性和测试方法的多样性•离散性两方面的原因。•个别样品测试的指标缺乏代表性，经统计分析，得到代表值。•结构设计注重截面计算，岩土工程没有截面计算，注重系统分析。•岩土体的尺寸与试验样品差别很大，考虑的是岩土体参数值的综合水平，•标准值的计算与混凝土、钢材等不同。•结构可靠度分析成熟，列入规范；岩土工程的可靠度分析尚处在研究阶段。选用合理的测试方法•压缩模量、变形模量、旁压模量、反演模量。•直剪和三轴剪；直剪又有快剪、固结快剪和慢剪；三轴剪又有不固结不排水剪、固结不排水剪、固结排水剪和固结不排水剪测孔隙水压力；•原位测试有十字板剪切试验和野外大型剪切试验。•试验条件不同，试验结果各异。•计算模式、计算参数和安全度的配套，计算参数的正确选定最为重要。7岩土工程的不严密性、不完善性和不成熟性•信息的不完全性，单纯计算不精确，不可靠。•定性分析与定量分析结合，综合判断。•依靠工程师的理论基础和丰富工程经验。•像一位良医，•没有经验解决不了复杂工程问题。•忽视理论将局部经验误为普遍真理，•犯概念性错误。•“经验之果只有结在理论之树上才有生命力。”沈珠江：“从学步走向自立”。8岩土工程的概念设计•另详9注册岩土工程师的执业•权利、义务、执业范围等，由政府发布•(1)获得资格，表示达到执业门槛，具备法律能力，对个人对单位都是有利。•也承担责任，负法律责任，负终身责任。有一定风险性。•要有遇事做出正确判断的能力。•不可能所有领域都有丰富经验。务必谨慎细心，决非岩土工程师执业范围内的所有业务一定都能承担,要量力而行。注册岩土工程师的执业•(2)相邻专业搭接，重叠，划一道清楚边界不适当，也不可能。相邻专业边界附近“你中有我，我中有你”，正常。•在搭接区，甲专业可做，乙专业也可做，•谁做谁负责任。例如，•勘察，岩土师,地质师。•桩基设计，结构师,岩土师•基坑设计，岩土师，结构师。•锚杆挡土桩护坡，内支撑体系•岩土和结构两专业的工程师合作。10岩土工程的技术控制•标准规范是现时政府对工程建设实施技术控制的依据，抓质量就是抓标准规范的贯彻执行。•但具体问题不易处理。岩土工程师一切以标准规范为准，对个别工程可能不是最佳选择，抹杀了岩土工程师因地制宜，采用先进技术的积极性。岩土工程的技术控制•可否可将标准规范订得更详细，更具体？•根据岩土工程的特点，不易做到。•岩土种类繁多，组合多样，各种地质背景和水文地质条件；工程中所处的地位和承担的角色各不相同；各地有地方特点和地方经验，•想为复杂多变的条件和问题制订一套具体划一而又恰当的规则，十分困难。往往顾此失彼，难保放之四海而皆准。•有医学原理，有药典，有检验标准，但没有“处方规范”岩土工程的技术控制三个层面：•第一层面，涉及人身健康、工程安全、环境保护等公众利益、国家利益的，应订入技术法规，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。三个层面：•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。岩土工程的技术控制•岩土注册师的执业，创造了有利条件。•还要两个条件，一是技术法规与技术标准相结合的体制基本完成，社会上法治意识和诚信观念已有长足进步；二是咨询业，工程保险等市场经济体系已基本配套。•有一个循序渐进的过程。•国际接轨，应主要理解为体制的接轨，包括岩土工程专业体制和法规标准体制的接轨。谢谢各位！请多指教！