巖土工程專業的特點與發展前景概述

韋紹忠

摘 要：巖土工程專業是土木工程的重要分支，文章簡析巖土工程的定義，從其研究范圍、巖石和土的特點、與相關專業的關系及其與工程地質、結構工程之間的關系方面分析巖土工程專業的特點。簡要分析巖土工程專業的現狀及發展前景。

關鍵詞：巖土工程專業；特點；發展前景

1 巖土工程專業的定義

巖土工程專業雖然成為獨立的專業時間很短，但從人類開始修道路、開挖渠道、建造房屋這些與巖石和土打交道的活動都屬于巖土工程。對巖土工程這一術語不同的專家有不同的表述但內涵是相同的，主要包括三個要點：巖土工程專業是一門工程技術；巖土工程專業是土木工程的重要分支；巖土工程研究的是巖石和土。

現代巖土工程專業主要的理論基礎是：工程地質學、土力學、巖體理學及地基基礎。在實際操作中的主要技術手段是運用地質測繪、勘察、室外原位測試和室內測試技術。巖土工程專業能夠解決工程建設實際工作中與巖土體有關的工程技術問題。

2 巖土工程專業的特點

巖土工程專業涉及的范圍非常廣，研究的范圍包括巖土作為支承體、作為荷載或自承體、作為材料的操作問題以及巖土工程施工過程不良地質作用的防治和環境問題。巖土作為支撐體主要是指地基，其中主要的問題是承載力和變形需要研究；作為荷載或自承體主要是考慮穩定和變形問題；巖土作為材料往往進行大面積的工程建設使用，這就除了要求其穩定和變形外，巖土材料的質量控制是施工的關鍵。巖土工程專業不良地質的勘察和防治尤為重要，對工程必須進行嚴格的考察，根據具體地質條件及其演化規律進行設計和施工，防止對工程造成的可能威脅。另外是環境的合理利用和保護，人們對環境的重視度提高，環境巖土工程也日益受到重視。

巖土工程專業針對的是巖石和土，巖石和土的特點決定了巖土工程自身的特點。巖石和土的主要特點是巖石的裂隙性和土的孔隙性。巖石中總是存在各樣的裂隙，有的充填，有的不充填，這就造成巖石復雜多樣的裂隙系統，人們把裂隙概括稱為"結構面"，是巖土工程勘察和設計的重點和難點。

首先，土的孔隙性；根據土的物理性質，可以將其分為非飽和土和飽和土。非飽和土是固、液和氣三相；而飽和土僅有固和液兩相。正是由于土的這種物理特點是其可以產生有效壓力和孔隙壓力。其中后者又包括空隙水壓力和空隙氣壓力。在土力學中的有效應力原理成為了區別于其他材料力學的重要標志。

其次，巖石的裂隙性；在巖石中總是存在著各種樣式的裂隙，這些裂隙的形式也是由多種因素造成的。人們通常將巖石和裂隙看做是一個整體，并將其稱為巖體，并將裂隙稱之為結構面。一般情況下，結構面是巖體中最薄弱的環節。也正是由于這一特點，在巖土工程中，明確搞清結構面的力學參數及產狀分布，是巖土工程勘察設計的重點，也是難點。

再次，巖土工程與相鄰專業的關系；巖土工程和許多專業都有著緊密的聯系，在巖土工程中涉及有工程地質、環境工程等很多專業信息。下面僅列舉幾個和巖土工程最為常見的相鄰專業。一是工程地質；工程地質是地質學的一個分支，是研究與工程建設有關的地質問題的學科。該學科的產生是依賴于土木工程的需要，其本質可以理解為一門工程技術。同時，從事該行業的一般都是地質工程師，研究的重點多是和地質現象、地質規律以及地質與工程的相互作用有關。而從事巖土工程的巖工師的研究重點是根據工程的目標和地質條件來建造滿足使用要求和安全要求的工程或工程的一部分，解決工程建設中的巖土技術問題。雖然兩者之間存在一定的差異，但是在實際的工作中，兩者確實緊密聯系在一起的。尤其在地質復雜地區，離開了工程地質學，巖土工程寸步難行。二是結構工程；結構工程時刻聯系著巖土工程，基本上所有的工程都是建造在地基之上的，地基是否穩定直接影響到結構的安全性，地基是否發生變化也直接影響到結構的功能。因此，在實際施工中，結構工程更加重視地基的問題和變形。而巖土工程師和結構工程師之間的緊密配合也是至關重要的，地基、基礎和結構是一個整體，它們是相互作用，相互影響的。通常，人們會通過調整基礎和結構來適應地基的變形，反過來，也可通過地基處理提高地基的承載力和剛度來適應上部結構的要求。

3 巖土工程專業的現狀及發展前景

我國的巖土工程專業仍然存在著復雜性，巖土參數的不確定性以及理論方法的不完善性。巖土工程師土木工程的分支，其發展是以傳統力學為基礎發展起來的。然而，我們很快發現僅僅依靠力學計算不能解決很多實際問題，其原因主要是他對自然條件的依賴性和計算條件的不確定性。巖土結構和結構設計進行比較，發現結構設計具有極強的可控性，在材料等選擇方面，以及計算條件也是十分明確的，因而建立在力學基礎上的計算時可信的。而前者無論材料還是結構，都是自然形成，不能由工程師選定和控制，只能通過現場勘察查明而又不可能完全查明，因而不同程度地存在計算條件的模糊性和信息的不完全性。雖然，目前我國的巖土計算方法也已經有了長足的改進，但是，在很多方面的確定還需要根據巖土工程師的綜合判斷。

目前，巖土參數仍然存在著不確定性，而且也有很多種測試方法。往往在針對同一樣品的測試中存在數據的離散性，分析其原因，可能包括以下兩點：一是測試結果和樣品的位置有關；二是實驗過程中產生的誤差，包括取樣、樣品制備以及計算等因素。巖土工程專業的兩大理論支柱包括地質學和力學。雖然兩者是互補的關系，可以在一定程度上彌補巖土理論的不足，但是在巖土理論方法中仍然存在著不完善性、不嚴密性和不成熟性。

當前，社會對巖土注冊師的執業非常關注，但是，想要真正實施巖土注冊師，還應該具備兩個條件：首先，相關技術法規和技術標準相結合的體制可以正常運行，并且在社會上的誠信觀念也有了質的提高；其次，相應的配套設施和體系都已經建立。然而，這些是一個循序漸進的過程，需要不斷的摸索和改革。我國的巖土工程專業也需要和國際進行接軌，但是如何合理科學的進行接軌也是急需要解決的問題。我們首先考慮的應該是體制的接軌，主要包括巖土工程專業體制和法規標準體制的接軌。而且，還需要考慮到我國的基本國情，對一些體制等進行適當的調整，以真正適應國家發展的需要，適應巖土工程專業發展的需要。

雖然，目前我國的巖土工程專業還存在著這樣或是那樣的問題，但是只要國家相關部門給予足夠的重視，以及巖土工程技術研究者和工作者，在平時的工作中不斷的發現和解決問題，不斷的研發新的技術手段，巖土工程的各個方面會逐漸的完善起來。

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