時間：2023-03-17 18:01:51
緒論：在尋找寫作靈感嗎？愛發(fā)表網(wǎng)為您精選了8篇巖土論文，愿這些內(nèi)容能夠啟迪您的思維，激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，歡迎您的閱讀與分享！
隨著我國經(jīng)濟(jì)社會的快速發(fā)展工程地質(zhì)勘察水平也在日益提高，無論是勘察設(shè)備、勘察方式、相關(guān)儀器以及計算機(jī)水平都得到了極大提高，特別是相關(guān)勘察人員的專業(yè)水平也得到了長足發(fā)展。但是隨著勘察工作的不斷推進(jìn)，傳統(tǒng)的勘察技術(shù)和經(jīng)驗已經(jīng)不能滿足，這就需要工作人員不斷總結(jié)，不斷創(chuàng)新，尋找更有效的方式。這樣才能進(jìn)一步促進(jìn)我國巖石勘察工作的發(fā)展，降低勘察成本。在巖石勘察過程中主要的目的是為了了解工程現(xiàn)場的具體狀況，并且結(jié)合這些內(nèi)容為設(shè)計和施工提供相關(guān)參數(shù)。所以巖石勘察工作在工程建設(shè)和成本控制過程中發(fā)揮極為重要的作用。工程勘察質(zhì)量對整個工程的安全都會產(chǎn)生巨大影響。尤其是基礎(chǔ)地質(zhì)巖石測試參數(shù)會影響到工程基礎(chǔ)設(shè)計，一旦這一參數(shù)存在問題就會造成基礎(chǔ)設(shè)計的安全問題，增加設(shè)計成本。一般巖土工程勘察工作包括原狀土取樣、現(xiàn)場鉆探、試驗以及現(xiàn)場原位測試等工作，在執(zhí)行過程中每一項都要嚴(yán)格按照國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，要提高測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。
2幾個重要工程技術(shù)存在的缺陷
2.1由于地質(zhì)形態(tài)造成的問題：通常包括確定不明的地下物體、地下空洞以及巖石的分布形態(tài)和相關(guān)位置等。
2.2巖土參數(shù)的相關(guān)問題：需要對一些難以取到原裝的巖石以及難于在室內(nèi)進(jìn)行實驗的粗顆粒土、風(fēng)化石以及殘積土等。這些巖石的參數(shù)是比較難確定的。
2.3技術(shù)素質(zhì)的問題：工作人員的專業(yè)素養(yǎng)和知識水平也會對巖石勘察工作產(chǎn)生巨大影響，一些工作人員缺乏基本的專業(yè)素質(zhì)或者是技術(shù)交流能力，也是造成巖石勘察工作問題的重要原因。
3提高勘察水平的解決方法
3.1隨著電子、電子計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，近十幾年來，工程物探專業(yè)根據(jù)彈性波理論、電磁波理論和電學(xué)原理發(fā)展了許多新的工程物探方法并相應(yīng)發(fā)展了一大批集數(shù)據(jù)適時采集處理，軟、硬件功能于一體的工程物探探測設(shè)備，它具有采樣密度大、速度快、成本低、信息量大等特點?？梢岳霉こ涛锾娇蛇B續(xù)加密測點的辦法來獲得連續(xù)的地質(zhì)界面。從而有效的解決傳統(tǒng)鉆探手段以點帶面劃分地質(zhì)界面時常帶來的漏判、劃分不準(zhǔn)確等缺點;并且可以利用綜合工程物探方法有效地解決傳統(tǒng)勘察手段難于解決的諸多巖土工程問題，如地下不明物體、洞穴、軟弱結(jié)構(gòu)面、滑動面、斷層、破碎帶等在地下的分布特征、形態(tài)、埋藏深度、位置。并且可以提供許多工程建設(shè)所需的巖土動力參數(shù)和設(shè)計地震參數(shù)。相對傳統(tǒng)的鉆探方法，工程物探技術(shù)使用時受場地、地形條件的限制較少，具有節(jié)省時間、費用且勘探精度高等特點。但是，各種工程物探方法的有效性決定于它對探測對象的適用性，物探條件的適用性越強(qiáng)，解決問題的可靠的性越大，因此，為了有效地解決某些復(fù)雜的巖土工程技術(shù)難題，必須采用多種工程物探手段和鉆探聯(lián)合使用的方法，起到互相補(bǔ)充、互相驗證的作用。合理地選擇、運用工程物探技術(shù)與傳統(tǒng)勘探手段相結(jié)合，無疑是解決巖土工程勘察中存在的主要問題的有效手段之一。
3.2加強(qiáng)室內(nèi)、外測試新技術(shù)和施工檢測、監(jiān)測技術(shù)的使用，通過其所獲得的數(shù)據(jù)和資料，經(jīng)過分析、對比，建立它們之間的經(jīng)驗關(guān)系，并通過工程施工檢測、監(jiān)測所獲取的實測資料反算得到的參數(shù)作為對比依據(jù)，確保所提供的巖土工程設(shè)計參數(shù)的可靠性。并達(dá)到解決那些采用傳統(tǒng)勘探手段難于獲取可靠的巖土工程設(shè)計參數(shù)等問題。此外，還可以利用土工離心模擬技術(shù)檢查工程安全的可靠性;驗證堤壩、邊坡的變形和穩(wěn)定性;解決建筑物淺基礎(chǔ)的地基變形特征、破壞模式及極限承載力，樁基礎(chǔ)的承載力和施工工藝對樁基礎(chǔ)承載力及變形的影響;解決擋土結(jié)構(gòu)的變形及破壞機(jī)理，土體與結(jié)構(gòu)物之間的相互作用;了解動力工程、砂土液化、單樁和群樁在水平動荷載作用下的性狀。
4針對我國巖土工程勘察提出的建議和對策
雖然我國巖石工程勘察技術(shù)得到一定發(fā)展但是仍然不能滿足我國發(fā)展的需要，而造成這一問題的因素比較多，我國必須要結(jié)合自身發(fā)展實際選擇正確的方式解決，主要從以下幾個方面入手：
4.1要不斷加強(qiáng)對巖土工程技術(shù)人員的培訓(xùn)，提高勘察人員整體素質(zhì);巖土工程勘察是一項專業(yè)技術(shù)工作，集多種學(xué)科于一體，近年來，隨著勘察工藝和技術(shù)的不斷發(fā)展，各種新的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)不斷更新，因此，巖土工程勘察人員必須與時俱進(jìn)，提高自身的專業(yè)素質(zhì)，以適應(yīng)新時代的巖土工程勘察要求。在推行土木工程師準(zhǔn)入制度的同時，要不斷加強(qiáng)對勘察人員的培訓(xùn)，以全面提高其技術(shù)水平和專業(yè)素質(zhì)。此外，還應(yīng)該不斷加強(qiáng)勘察市場的監(jiān)管，推行勘察監(jiān)理體制。
4.2要不斷加強(qiáng)勘察質(zhì)量的認(rèn)證，健全勘察質(zhì)量管理體系。建立專業(yè)的質(zhì)量管理體系，設(shè)置以過程模式作為勘察標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)。而且要明確勘察工作的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，通過過程方法對巖土工程實施PDCA的勘察管理方式，以全面提高勘察工作的質(zhì)量及作用。
4.3對建設(shè)程序、市場勘察進(jìn)行嚴(yán)格的規(guī)范，科學(xué)的建設(shè)程序應(yīng)該嚴(yán)格堅持先勘察、再設(shè)計、后施工的流程。對于投資決策的工程，如沒有科學(xué)的地質(zhì)勘察資料，則不予報建。對于未按照地質(zhì)勘察規(guī)范進(jìn)行勘察的的工程不予報建。此外，還應(yīng)該建立高效的市場約束體系。一方面加強(qiáng)國家和政府法律法規(guī)的監(jiān)管，通過項目招投標(biāo)制度和實際過程中對行為主體進(jìn)行有效的監(jiān)管;另一方面應(yīng)該實行工程建設(shè)全程監(jiān)理制，通過事前、事中、事后全程勘察的地質(zhì)控制辦法，以最大限度的避免建設(shè)過程中的地質(zhì)問題，從而確?？辈煊行?，使建設(shè)投資效益最大化。
4.4定期進(jìn)行勘察設(shè)備的維護(hù)和保養(yǎng)。隨時掌握各種室外勘察設(shè)備和室內(nèi)試驗設(shè)備的完好性能，這是確保勘察工作有效進(jìn)行的基礎(chǔ)。對于現(xiàn)有的儀器設(shè)備應(yīng)該定期進(jìn)行檢測，以確保其工作性能和狀態(tài)，對于老化陳舊的設(shè)備儀器要及時更新?lián)Q代。
5結(jié)束語
土以碎散的顆粒為骨架，由固、液、氣三相物質(zhì)組成；在其由巖石風(fēng)化的生成、搬運和沉積過程中幾經(jīng)滄桑，形成了不同于其他材料的復(fù)雜的力學(xué)性質(zhì)，而不同時空條件下土的性狀也各不相同。所以盡管已提出的土的本構(gòu)關(guān)系理論數(shù)學(xué)模型不下百種，動用了傳統(tǒng)力學(xué)和現(xiàn)代力學(xué)的各種理論和手段，但是到目前為止，還沒有一種為人們所公認(rèn)的，能夠準(zhǔn)確、全面反映各種土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的數(shù)學(xué)模型。是否存在這樣的模型也是值得懷疑的。
在計算機(jī)和計算技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，以有限元為代表的數(shù)值計算是解決邊值問題的強(qiáng)有力的手段。當(dāng)用來計算彈性體時其精確程度令人嘆為觀止。其計算結(jié)果與光彈試驗結(jié)果毫厘不差，結(jié)果光彈試驗很快被廢止。土是碎散材料，而在一般數(shù)值計算中首先被假設(shè)為連續(xù)體，然后被離散化，假設(shè)各單元間的結(jié)點位移協(xié)調(diào)，計算土體的應(yīng)力變形關(guān)系。這常常不能反映土的變形的微觀機(jī)理。以DDA（DiscontinuousDeformationAnalysis）為代表的離散單元計算方法在計算某些農(nóng)產(chǎn)品（如谷類）和工業(yè)零件（如滾珠）時是相當(dāng)成功的。以至被稱為“數(shù)值試驗”可以精確地代替模型試驗。在定性地探索土的變形的微觀機(jī)理時，也是很有價值的。但是用以描述由不同尺寸、不同形狀、不同礦物成分的顆粒組成的土，反映不同三相成分及其物理、化學(xué)和力學(xué)的相互作用，即使是可能，恐怕也是相當(dāng)遙遠(yuǎn)的事。
數(shù)學(xué)模型和數(shù)值計算預(yù)測的另一個難點是土的參數(shù)的選取，它受到取樣(制樣)和試驗手段的限制。原狀土在取樣過程中不可避免地受到擾動和發(fā)生應(yīng)力釋放，會破壞其結(jié)構(gòu)性。即使是重塑土試樣，制樣的方式、器具和操作程序的差別也嚴(yán)重影響試驗的結(jié)果。另一方面，目前使用的土工試驗儀器也存在局限性。以真三軸儀為例，由于邊界之間的干擾，試樣的應(yīng)力和應(yīng)變的均勻是很難保證的。
在對地基和土工建筑物的探測方面，土層的時空變異及人類活動給勘探測試及其結(jié)果的判釋造成困難。除此以外，巖土工程中的復(fù)雜邊界條件和施工過程中的諸多因素也嚴(yán)重影響工程的實際結(jié)果。
在我國每年發(fā)表和撰寫了大量的論文和報告，提出了各種理論、模型、計算方法、計算程序和技術(shù)手段，常常伴以試驗或者實測數(shù)據(jù)的驗證，其結(jié)果也常常是“符合得很好”。自己的試驗或觀測證實了理論或者方法的完美，正是：“各夸自家顏色好，百花園中各稱王?！边@種結(jié)果的可信性很值得懷疑。筆者在評閱一些論文和成果時，對于那些二者符合得完美到天衣無縫的圖與曲線，常常懷有很大的不信任感；而對于存在相當(dāng)差別，甚至坦率地承認(rèn)預(yù)測的不成功的情況，則是完全理解的?？上Ш笳咻^少。
近年來，主要在國外進(jìn)行了多次的“考試”或者“競賽”活動：首先委托一個（或幾個）單位進(jìn)行所謂的“目標(biāo)試驗”，亦即需要預(yù)測或者預(yù)算的試驗或?qū)嵗?。其結(jié)果是保密的，或者預(yù)測前不做試驗，預(yù)測以后在試驗。事先公布有關(guān)的土的一般資料、基本試驗的數(shù)據(jù)（為確定有關(guān)參數(shù)）和目標(biāo)試驗的應(yīng)力（應(yīng)變）路徑。在全世界或者一定范圍征求參賽者（參加目標(biāo)試驗的人不參賽）。全部預(yù)測結(jié)果上交以后，公布試驗結(jié)果。一般是召開研討會，評估或者評分。參賽者也常常進(jìn)行申辯和總結(jié)。這是一種客觀、公正和有權(quán)威性的檢查比較方式。也是推動巖土工程發(fā)展的十分有益的活動和手段。它使我們認(rèn)識到在巖土工程領(lǐng)域，我們的認(rèn)識能力和預(yù)測能力到底有多高。
試驗方法和設(shè)備的檢驗比較
1.不同儀器的相同試驗的檢驗
1982年在法國Grenoble召開的“土的本構(gòu)關(guān)系國際研討會”上①，用劍橋式的立方體真三軸儀分別由德國的Karlsrube大學(xué)和法國的Grenoble大學(xué)對同樣的砂土和粘性土進(jìn)行復(fù)雜應(yīng)力路徑和應(yīng)變路徑的真三軸試驗，兩份試驗結(jié)果是存在著差別的。由于使用的儀器與土料都是相同的，差別主要源于操作方法和技巧。
1987年在美國克里夫蘭召開的“非粘性土的本構(gòu)關(guān)系國際研討會”上②，利用美國Case大學(xué)的空心圓柱扭剪儀和法國Grenoble大學(xué)的劍橋式立方體真三軸儀進(jìn)行砂土的相同應(yīng)力路徑的試驗。試驗內(nèi)容包括：
(1)b＝不同常數(shù)的不同密度兩種砂土的真三朝試驗；其中，b=（σ1-σ2）／（σ1-σ3）
(2)在π平面上應(yīng)力路徑為圓周（兩周）的的真三軸試驗。
（b=常數(shù)的真三軸試驗與空心圓柱試驗的比較）表示了對于Hostun密砂（干密度ρd＝1.65g/cm3）在b＝不同常數(shù)，中主應(yīng)力ρ2=500kPa保持不變，用兩種儀器試驗得到的軸向應(yīng)力與軸向應(yīng)變關(guān)系曲線，軸向應(yīng)變和體應(yīng)變的關(guān)系曲線?？梢娫赽=0和0.28時，不同儀器試驗結(jié)果的差別是很大的。但是在評價它們時，主持者說：對于軸應(yīng)變，除了0.286的結(jié)果很差（verypoor）以外，其他的曲線符合的很好(verywell)；（b.體應(yīng)變εv與軸向應(yīng)變εz間試驗曲線）的曲線認(rèn)為符合得很優(yōu)良（excellent）。對比我們的一些論文中理論與實際曲線二者絲絲入扣的符合，就顯得很不真實。在這兩個試驗中試樣的破壞形態(tài)也有很大不同：空心圓柱試樣發(fā)生頸縮；立方體試樣產(chǎn)生V形的剪切帶。這些差別可能是由于試樣的制樣方法不同，試樣中的實際應(yīng)力分布不同和試驗中的邊界條件不同引起的。
2.土工離心機(jī)模型試驗
1986年由歐洲共同體資助，發(fā)起“土工離心機(jī)的合作試驗”③。參賽者有三家：英國的劍橋大學(xué)、法國的道橋中心研究室和丹麥的工程院。試驗的內(nèi)容是模擬飽和砂土地基上的圓形淺基礎(chǔ)的承載力和荷載—沉降關(guān)系。試驗土料統(tǒng)一為巴黎盆地天然沉積的一種均勻石英細(xì)砂。模型地基的孔隙比規(guī)定為e=0.66(相對密度Dr=86％)，規(guī)定圓形基礎(chǔ)的模型尺寸為直徑D=56.6mm,離心加速度＝28.2g，基底完全粗糙。此前，由丹麥巖土研究所對于這種土進(jìn)行了物性試驗和三軸試驗，其結(jié)果公布于眾。要求荷載—沉降關(guān)系表示成無量綱的變量q/γˊnb-s/b公關(guān)系曲線。
其中：
q=基礎(chǔ)上施加的荷載(kPa)
γˊ=乙土的浮容重(kN-m3)
n=重力加速度水平，即模型比尺
b=模型基礎(chǔ)的尺寸(m)
s=基礎(chǔ)的中心垂直沉降(m)
同時也進(jìn)行了相同條件下的現(xiàn)場載荷試驗，以便與模型試驗結(jié)果對比。
這三家使出了渾身解數(shù)，精心制樣、安裝、運轉(zhuǎn)和量測，反復(fù)摸索，反復(fù)校驗，校正各種參數(shù)和影響因素。劍橋大學(xué)還在離心機(jī)上作了靜力觸探試驗。最后，劍橋大學(xué)提交了一組試驗結(jié)果，另外兩家按要求給出了一條曲線。圖2（圓形天然淺基礎(chǔ)的試驗荷載-沉降關(guān)系曲線）表示了其試驗結(jié)果，其中劍橋大學(xué)是筆者選取的最接近于要求的條件的試驗結(jié)果(e＝0.664)。
可見，這種世界先進(jìn)水平的土工離心模型試驗的誤差在±30%以上。值得提出的是，這是一種條件非常簡單明確的模型試驗。而現(xiàn)場的工程實際情況的條件和影響因素遠(yuǎn)比這復(fù)雜。在這個試驗中，加載速率、模型地基砂的密度、制樣方法和運行程序?qū)υ囼灲Y(jié)果都有影響。例如劍橋大學(xué)的試驗表明，砂土的孔隙比變化0.01（相當(dāng)于相對密度變化3％），則其承載力變化18％，如圖3（地基承載力與模型地基孔隙比間關(guān)系—劍橋大學(xué)試驗結(jié)果）所示。而由于模型地基是先制樣，后運轉(zhuǎn)，保證地基內(nèi)砂土處處均勻，孔隙比誤差在0.01范圍內(nèi)是有較大難度的。
3.單樁的動測法的考試
1992年在荷蘭海牙進(jìn)行了一次動測樁的“考試”④。在第一輪，10根預(yù)制樁預(yù)先被沉入地基，樁徑250mm，樁長18m（7#樁17m）。要求測出其預(yù)制的“缺陷”。其中一根樁完整無缺；其余的9根樁各有缺陷：頸縮、擴(kuò)徑和在不同部位的10mm寬，130mm深的刻槽。事先由特爾夫公司進(jìn)行了地基勘察，將土層資料公布于眾。有12家具有國際聲譽(yù)的公司參賽，用小應(yīng)變動測法檢測。結(jié)果是：平均測對4根；最多對7根，最少對兩根。沒有一家測出那根完整無損的樁。他們認(rèn)為對于只有10mm寬的缺痕很難分辨。
第二輪是沉入11.5m-19m長的5根樁，然后用靜載荷試驗測出極限承載力。10家公司用大應(yīng)變動測法測試其極限承載力。其結(jié)果也不樂觀。比如，由靜載試驗為340kN的一根樁，各家給出的結(jié)果分布在90kN-510kN的范圍。
4.堤防隱患檢測的“大比武”
我國目前有各類堤防25萬公里，很多已具有幾百年的歷史。是民堤逐年加高培厚或者在汛期搶修形成的。地質(zhì)條件及堤身土料和質(zhì)量千差萬別，隱患很多。1998年洪水期間發(fā)生的許多險情和決口都是由于滲透通道形成的管涌和蟻穴鼠洞、裂隙異物和局部疏松土體等造成的。為此水利部和防汛辦于1999年3月在湖南宜陽召開了“堤防隱患綜合檢測技術(shù)檢驗會”也北被稱為“大比武”。
有我國的十幾家科研院所、大專院校和少數(shù)廠家（包括美國的勞雷公司）參加。檢測堤段位于宜陽的一段廢堤上。每個參賽的檢測方法負(fù)責(zé)200米堤段，時間是兩小時。幾處“隱患”是事先人工布置的，埋設(shè)了稻草、鋼管，模擬蟻穴和鼠洞。一般在兩米深范圍內(nèi)。人們使用的測試手段包括：高密度電阻率法、瞬變電磁法、地震波法、彈性波法和探地雷達(dá)等。這些方法都有一定的分辨率限制，即分辨尺寸與深度之比一般是相對固定的。因而兩米深的隱患的檢測不應(yīng)算是難題。檢測結(jié)果聘請有關(guān)專家評審，打分。圖4（堤防隱患的檢測結(jié)果評分）所給的分?jǐn)?shù)只是相對的。組織者對于測試結(jié)果是不滿意的。參賽者各自對其結(jié)果的誤差的原因進(jìn)行了解釋。針對這種結(jié)果，水利部斥資幾百萬，開展專題研究，目標(biāo)是“傻瓜”式的快速檢測儀器和方法。關(guān)鍵問題可能是要結(jié)合各地具體情況和長期的抗洪防汛經(jīng)驗，因地制宜，積累資料和經(jīng)驗，合理判釋，儀器才會發(fā)揮作用。很難想象，可以身背“傻瓜機(jī)”，走遍天下都會靈驗。
土的本構(gòu)關(guān)系的檢驗
80年代以來，關(guān)于土的本構(gòu)關(guān)系的“考試”至少進(jìn)行了3次。1980年美國和加拿大召開了“巖土工程中極限平衡、塑性理論和一般的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系北美研討會”⑤。會前用兩種天然粘土、一種重塑的高嶺粘土和渥太華砂進(jìn)行了一系列試驗。試驗包括：
平均主應(yīng)力p=常數(shù)的三軸試驗，
b＝常數(shù)的真三軸試驗
砂土在π平面上應(yīng)力路徑為圓周的真三軸試驗
天然粘土大主應(yīng)力方向與其沉積方向成不同角度的三軸試驗。
事先將土的物性參數(shù)和基本試驗的結(jié)果公開提供。然后在全世界范圍征求參賽者。參加預(yù)測的有個不同國家的17個本構(gòu)模型。從給出的結(jié)果看，軸向應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系（σ1-σ3）~ε1預(yù)測的精度一般尚可；體應(yīng)變預(yù)測的精度差別很大。對于應(yīng)力路徑在π平面上為圓周的情況，許多模型無能為力。由于原狀土的各向異性，對于其循環(huán)加載和超固結(jié)性狀很難預(yù)測，只有少數(shù)模型參加了預(yù)測。結(jié)果表明，沒有一個模型能夠合理地預(yù)測所有的試驗情況。正如會議主席Finn所說：“沒有給任何一個本構(gòu)模型戴上王冠”。這也是符合當(dāng)前的土力學(xué)理論發(fā)展的現(xiàn)狀的。
1982年在法國召開了“土的本構(gòu)關(guān)系國際研討會”人們用不同的理論模型對砂土和粘土的復(fù)雜應(yīng)力路徑和應(yīng)變路徑的試驗結(jié)果進(jìn)行了類似的預(yù)測。如上所述，也對試驗本身進(jìn)行了檢驗⑥。
1987年在美國克里夫蘭召開了“非粘性土的本構(gòu)關(guān)系國際研討會”⑦。會議征求對真三軸試驗和空心扭剪試驗結(jié)果用理論模型進(jìn)行預(yù)測。共有世界各國的32個土的本構(gòu)模型參賽。其中包括：
3個次彈性模型(H)
3個增量非線性彈性模型(I)
1個內(nèi)時模型(E)
9個具有一個屈服面的彈塑性模型(EP1)
10個具有兩個屈服面的彈塑性模型(EP2)
6個其他形式的彈塑性模型(EP)
會議將預(yù)測結(jié)果與試驗結(jié)果比較，按四個單項評分。評分的標(biāo)準(zhǔn)見圖5（本結(jié)構(gòu)模型預(yù)測的評分標(biāo)準(zhǔn)）。規(guī)定了上下限，按統(tǒng)計方法打分。圖6（軸向應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系得分的直方圖—滿分100）與圖7（體應(yīng)變與軸向應(yīng)變關(guān)系得分的直方圖—滿分100）表示出b＝常數(shù)的真三軸試驗的預(yù)測得分情況?？梢娖漭S向應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系預(yù)測經(jīng)過還差強(qiáng)人意；而體應(yīng)變的預(yù)測則基本是全不及格。
這些“考試”基本上反映了人們當(dāng)前認(rèn)識和描述土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的能力和水平。它表明，即使對于實驗室制作的重塑土試樣，其應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系也是相當(dāng)復(fù)雜的?，F(xiàn)有的關(guān)于土的本構(gòu)關(guān)系的數(shù)學(xué)模型的描述能力在精度和條件方面都是有限的。有的模型使用了20多個，甚至40多個常數(shù)，結(jié)果仍然不另人滿意。
1．土工加筋擋土墻的計算
60年代以來，隨著計算機(jī)和計算技術(shù)的發(fā)展，土工數(shù)值計算大大加強(qiáng)了我們解決復(fù)雜的巖土工程邊值問題的能力。有人提出可將土力學(xué)分成理論土力學(xué)、實驗土力學(xué)和計算土力學(xué)三部分。由于它幾乎可以精神任何邊值問題，似乎一臺打計算機(jī)，幾頁打印紙，就可以馳騁在巖土工程的所有領(lǐng)域。這種表現(xiàn)上的簡單、快捷和“精確”，常使青年巖土工作者產(chǎn)生誤解，忽視了其與實際工程問題間的距離，輕視在巖土工程實踐中積累經(jīng)驗的重要意義。
加筋土的計算是巖土數(shù)值計算中很有代表性的課題。它涉及到土的本構(gòu)模型，筋材的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系模型和筋土間的界面模型及這些模型涉及的參數(shù)。目前已經(jīng)有較多的計算程序和經(jīng)驗。1991年在美國的科羅拉多大學(xué)，由美國聯(lián)邦公路局資助，在足尺試驗的基礎(chǔ)上進(jìn)行了加筋土計算的競賽⑧。
目標(biāo)試驗是在一個高3.05米，寬1.22米，長2.084米的大型的試驗槽中進(jìn)行的。鋪設(shè)了12層長為1.68米的無紡?fù)凉た椢?，作成土工織布加筋擋土墻。墻頂采用氣囊加壓。氣囊下鋪設(shè)5厘米的砂墊層。試驗用的土料有兩種：一種是均勻的砂土，D50=0.42m；另一種為粉質(zhì)粘土，塑限Wp=19％，液限Wl=37%。事先公布了砂土的三軸試驗，粘土的不同排水條件下的三軸試驗，土工布的拉伸試驗和筋土問的界面直剪試驗等試驗的結(jié)果。征求世界各國同行們進(jìn)行數(shù)值計算，預(yù)算試驗觀測結(jié)果。預(yù)測項日有：
(1)兩種加筋擋土墻在頂部加載103.5kPa以后的墻頂最大位移、不同位置的墻面位移及筋的應(yīng)變
(2)在加載100小時后的以上各項位移和應(yīng)變
共有15個不同國家的大學(xué)和研究單位參賽。包括美國的科羅拉多大學(xué)等8家，英國的哥拉斯格大學(xué)等兩家，日本的東京大學(xué)等3家。中國和加拿大各一家。其中14家參加了荷載—變形和應(yīng)變關(guān)系的預(yù)測。計算的結(jié)果見圖8（砂土加筋擋土墻的墻頂最大位移計算的誤差）和圖9（粘土加筋擋土墻的墻頂最大位移計算的誤差）。它們分別表示了砂土和粘土在上述荷載下的墻頂最大位移的預(yù)測誤差。有幾家沒有預(yù)測粘土加筋擋土墻，有幾家計算得到的結(jié)果表明，在此荷載下?lián)跬翂υ缇推茐摹Ｖ挥猩贁?shù)計算的誤差在30％以內(nèi)。
對于砂土加筋擋土墻試驗的破壞荷載是207kPa，預(yù)測值從10kPa到517kPa不等。粘土加筋擋土墻在荷載加到230kPa時由于氣囊爆破而未能繼續(xù)試驗，但擋土墻并沒有破壞。計算的破壞荷載在21kPa到207kPa之間。其誤差之大令人沮喪。
2．土的液化分析方法的檢驗
在1989-1994年間由美國NSF撥款350萬美元，資助用離心機(jī)模型試驗來檢驗地震反應(yīng)分析方法。這是NSF歷年來投入單項經(jīng)費最多的項目。項目簡稱VELACS。參加的單位和個人包括：美國加州大學(xué)戴維斯分校，加州理工大學(xué)，英國劍橋大學(xué)等7座大學(xué)；其中有10名美國國家科學(xué)院院士和英國皇家學(xué)會會員。參加考試的考生有美、加、日和歐洲的23個數(shù)值計算專家和研究組。
項目動用了9臺帶有振動臺的土工離心機(jī)，并且進(jìn)行了平行試驗。模擬地震的振動模型試驗內(nèi)容包括：
(1)水平自由地基
(2)傾斜地基
3)組合地基（一半是密砂，另一半是松砂）
(4)成層水平地基(剛性箱和柔性箱各一種)
(5)護(hù)岸的重力式擋土墻
(6)堤壩
(7)心墻壩
(8)砂基礎(chǔ)上的剛性建筑物
涉及以上9種邊值問題的模型試驗，都是相當(dāng)簡單的工程問題。在土工離心機(jī)試驗的基礎(chǔ)上，提出了三類考題：
A在離心機(jī)試驗前，提供試驗的初始條件和邊界條件，在尚無任何試驗資料的情況下，進(jìn)行數(shù)值計算。是一種“盲測”。
B離心試驗完成以后，但不公布試驗結(jié)果。但向計算者提供試驗的較為詳細(xì)的條件和細(xì)節(jié)。
C公布試驗結(jié)果，讓“考生”用自己的數(shù)值計算進(jìn)行計算，比較。
考試的成績按照ABC的次序有所提高，對于A類考題，有30多個數(shù)值計算模型參加考試。預(yù)測的地震反應(yīng)加速度比較接近；計算的靜孔壓和沉降量與試驗量測的結(jié)果比較，趨勢還是相同的。但二者差別很大，多達(dá)幾十倍。但是在試驗后，考慮了試驗中的具體條件量測方法，修正計算條件和參數(shù)，計算結(jié)果明顯改善。
結(jié)論與討論
土的力學(xué)性質(zhì)是非常復(fù)雜多變的，巖土工程問題具有很強(qiáng)的不確定性。目前我們的理論分析、數(shù)值計算和勘探試驗還遠(yuǎn)不能精確定量地描述，反映和預(yù)測它們。對此應(yīng)當(dāng)有清醒的認(rèn)識。但是正確的理論和有效的方法應(yīng)當(dāng)能夠揭示土受力變形的基本規(guī)律，反映巖土工程中的影響因素及影響的范圍。
對于巖土工程問題，正面的純理論和數(shù)值預(yù)測和計算，往往是很難奏效的。必須詳細(xì)地了解實際的條件和過程，熟悉當(dāng)?shù)氐那闆r，積累經(jīng)驗，對理論和參數(shù)進(jìn)行合理修正；在工程中不斷觀測和積累數(shù)據(jù)，在其基礎(chǔ)上合理選取參數(shù)，再計算和預(yù)測以后的變化，往往達(dá)到很高的精度。因而，有人提出在復(fù)雜的巖土工程中需要“理論導(dǎo)向，經(jīng)驗判斷，精心觀測，合理反算”。這是非常中肯和寶貴的認(rèn)識。
在土力學(xué)和巖土工程中逐步引進(jìn)不確定性的理論方法是一個重要的發(fā)展方向。
參考文獻(xiàn)
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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，從樁的測法談起。地基處理，1996，7（3）
土以碎散的顆粒為骨架，由固、液、氣三相物質(zhì)組成；在其由巖石風(fēng)化的生成、搬運和沉積過程中幾經(jīng)滄桑，形成了不同于其他材料的復(fù)雜的力學(xué)性質(zhì)，而不同時空條件下土的性狀也各不相同。所以盡管已提出的土的本構(gòu)關(guān)系理論數(shù)學(xué)模型不下百種，動用了傳統(tǒng)力學(xué)和現(xiàn)代力學(xué)的各種理論和手段，但是到目前為止，還沒有一種為人們所公認(rèn)的，能夠準(zhǔn)確、全面反映各種土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的數(shù)學(xué)模型。是否存在這樣的模型也是值得懷疑的。
在計算機(jī)和計算技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，以有限元為代表的數(shù)值計算是解決邊值問題的強(qiáng)有力的手段。當(dāng)用來計算彈性體時其精確程度令人嘆為觀止。其計算結(jié)果與光彈試驗結(jié)果毫厘不差，結(jié)果光彈試驗很快被廢止。土是碎散材料，而在一般數(shù)值計算中首先被假設(shè)為連續(xù)體，然后被離散化，假設(shè)各單元間的結(jié)點位移協(xié)調(diào)，計算土體的應(yīng)力變形關(guān)系。這常常不能反映土的變形的微觀機(jī)理。以DDA（DiscontinuousDeformationAnalysis）為代表的離散單元計算方法在計算某些農(nóng)產(chǎn)品（如谷類）和工業(yè)零件（如滾珠）時是相當(dāng)成功的。以至被稱為“數(shù)值試驗”可以精確地代替模型試驗。在定性地探索土的變形的微觀機(jī)理時，也是很有價值的。但是用以描述由不同尺寸、不同形狀、不同礦物成分的顆粒組成的土，反映不同三相成分及其物理、化學(xué)和力學(xué)的相互作用，即使是可能，恐怕也是相當(dāng)遙遠(yuǎn)的事。
數(shù)學(xué)模型和數(shù)值計算預(yù)測的另一個難點是土的參數(shù)的選取，它受到取樣(制樣)和試驗手段的限制。原狀土在取樣過程中不可避免地受到擾動和發(fā)生應(yīng)力釋放，會破壞其結(jié)構(gòu)性。即使是重塑土試樣，制樣的方式、器具和操作程序的差別也嚴(yán)重影響試驗的結(jié)果。另一方面，目前使用的土工試驗儀器也存在局限性。以真三軸儀為例，由于邊界之間的干擾，試樣的應(yīng)力和應(yīng)變的均勻是很難保證的。
在對地基和土工建筑物的探測方面，土層的時空變異及人類活動給勘探測試及其結(jié)果的判釋造成困難。除此以外，巖土工程中的復(fù)雜邊界條件和施工過程中的諸多因素也嚴(yán)重影響工程的實際結(jié)果。
在我國每年發(fā)表和撰寫了大量的論文和報告，提出了各種理論、模型、計算方法、計算程序和技術(shù)手段，常常伴以試驗或者實測數(shù)據(jù)的驗證，其結(jié)果也常常是“符合得很好”。自己的試驗或觀測證實了理論或者方法的完美，正是：“各夸自家顏色好，百花園中各稱王?！边@種結(jié)果的可信性很值得懷疑。筆者在評閱一些論文和成果時，對于那些二者符合得完美到天衣無縫的圖與曲線，常常懷有很大的不信任感；而對于存在相當(dāng)差別，甚至坦率地承認(rèn)預(yù)測的不成功的情況，則是完全理解的。可惜后者較少。
近年來，主要在國外進(jìn)行了多次的“考試”或者“競賽”活動：首先委托一個（或幾個）單位進(jìn)行所謂的“目標(biāo)試驗”，亦即需要預(yù)測或者預(yù)算的試驗或?qū)嵗?。其結(jié)果是保密的，或者預(yù)測前不做試驗，預(yù)測以后在試驗。事先公布有關(guān)的土的一般資料、基本試驗的數(shù)據(jù)（為確定有關(guān)參數(shù)）和目標(biāo)試驗的應(yīng)力（應(yīng)變）路徑。在全世界或者一定范圍征求參賽者（參加目標(biāo)試驗的人不參賽）。全部預(yù)測結(jié)果上交以后，公布試驗結(jié)果。一般是召開研討會，評估或者評分。參賽者也常常進(jìn)行申辯和總結(jié)。這是一種客觀、公正和有權(quán)威性的檢查比較方式。也是推動巖土工程發(fā)展的十分有益的活動和手段。它使我們認(rèn)識到在巖土工程領(lǐng)域，我們的認(rèn)識能力和預(yù)測能力到底有多高。
試驗方法和設(shè)備的檢驗比較
1.不同儀器的相同試驗的檢驗
1982年在法國Grenoble召開的“土的本構(gòu)關(guān)系國際研討會”上①，用劍橋式的立方體真三軸儀分別由德國的Karlsrube大學(xué)和法國的Grenoble大學(xué)對同樣的砂土和粘性土進(jìn)行復(fù)雜應(yīng)力路徑和應(yīng)變路徑的真三軸試驗，兩份試驗結(jié)果是存在著差別的。由于使用的儀器與土料都是相同的，差別主要源于操作方法和技巧。
1987年在美國克里夫蘭召開的“非粘性土的本構(gòu)關(guān)系國際研討會”上②，利用美國Case大學(xué)的空心圓柱扭剪儀和法國Grenoble大學(xué)的劍橋式立方體真三軸儀進(jìn)行砂土的相同應(yīng)力路徑的試驗。試驗內(nèi)容包括：
(1)b＝不同常數(shù)的不同密度兩種砂土的真三朝試驗；其中，b=（σ1-σ2）／（σ1-σ3）
(2)在π平面上應(yīng)力路徑為圓周（兩周）的的真三軸試驗。
（b=常數(shù)的真三軸試驗與空心圓柱試驗的比較）表示了對于Hostun密砂（干密度ρd＝1.65g/cm3）在b＝不同常數(shù)，中主應(yīng)力ρ2=500kPa保持不變，用兩種儀器試驗得到的軸向應(yīng)力與軸向應(yīng)變關(guān)系曲線，軸向應(yīng)變和體應(yīng)變的關(guān)系曲線?？梢娫赽=0和0.28時，不同儀器試驗結(jié)果的差別是很大的。但是在評價它們時，主持者說：對于軸應(yīng)變，除了0.286的結(jié)果很差（verypoor）以外，其他的曲線符合的很好(verywell)；（b.體應(yīng)變εv與軸向應(yīng)變εz間試驗曲線）的曲線認(rèn)為符合得很優(yōu)良（excellent）。對比我們的一些論文中理論與實際曲線二者絲絲入扣的符合，就顯得很不真實。在這兩個試驗中試樣的破壞形態(tài)也有很大不同：空心圓柱試樣發(fā)生頸縮；立方體試樣產(chǎn)生V形的剪切帶。這些差別可能是由于試樣的制樣方法不同，試樣中的實際應(yīng)力分布不同和試驗中的邊界條件不同引起的。
2.土工離心機(jī)模型試驗
1986年由歐洲共同體資助，發(fā)起“土工離心機(jī)的合作試驗”③。參賽者有三家：英國的劍橋大學(xué)、法國的道橋中心研究室和丹麥的工程院。試驗的內(nèi)容是模擬飽和砂土地基上的圓形淺基礎(chǔ)的承載力和荷載—沉降關(guān)系。試驗土料統(tǒng)一為巴黎盆地天然沉積的一種均勻石英細(xì)砂。模型地基的孔隙比規(guī)定為e=0.66(相對密度Dr=86％)，規(guī)定圓形基礎(chǔ)的模型尺寸為直徑D=56.6mm,離心加速度＝28.2g，基底完全粗糙。此前，由丹麥巖土研究所對于這種土進(jìn)行了物性試驗和三軸試驗，其結(jié)果公布于眾。要求荷載—沉降關(guān)系表示成無量綱的變量q/γˊnb-s/b公關(guān)系曲線。
其中：
q=基礎(chǔ)上施加的荷載(kPa)
γˊ=乙土的浮容重(kN-m3)
n=重力加速度水平，即模型比尺
b=模型基礎(chǔ)的尺寸(m)
s=基礎(chǔ)的中心垂直沉降(m)
同時也進(jìn)行了相同條件下的現(xiàn)場載荷試驗，以便與模型試驗結(jié)果對比。
這三家使出了渾身解數(shù)，精心制樣、安裝、運轉(zhuǎn)和量測，反復(fù)摸索，反復(fù)校驗，校正各種參數(shù)和影響因素。劍橋大學(xué)還在離心機(jī)上作了靜力觸探試驗。最后，劍橋大學(xué)提交了一組試驗結(jié)果，另外兩家按要求給出了一條曲線。圖2（圓形天然淺基礎(chǔ)的試驗荷載-沉降關(guān)系曲線）表示了其試驗結(jié)果，其中劍橋大學(xué)是筆者選取的最接近于要求的條件的試驗結(jié)果(e＝0.664)。
可見，這種世界先進(jìn)水平的土工離心模型試驗的誤差在±30%以上。值得提出的是，這是一種條件非常簡單明確的模型試驗。而現(xiàn)場的工程實際情況的條件和影響因素遠(yuǎn)比這復(fù)雜。在這個試驗中，加載速率、模型地基砂的密度、制樣方法和運行程序?qū)υ囼灲Y(jié)果都有影響。例如劍橋大學(xué)的試驗表明，砂土的孔隙比變化0.01（相當(dāng)于相對密度變化3％），則其承載力變化18％，如圖3（地基承載力與模型地基孔隙比間關(guān)系—劍橋大學(xué)試驗結(jié)果）所示。而由于模型地基是先制樣，后運轉(zhuǎn)，保證地基內(nèi)砂土處處均勻，孔隙比誤差在0.01范圍內(nèi)是有較大難度的。
3.單樁的動測法的考試
1992年在荷蘭海牙進(jìn)行了一次動測樁的“考試”④。在第一輪，10根預(yù)制樁預(yù)先被沉入地基，樁徑250mm，樁長18m（7#樁17m）。要求測出其預(yù)制的“缺陷”。其中一根樁完整無缺；其余的9根樁各有缺陷：頸縮、擴(kuò)徑和在不同部位的10mm寬，130mm深的刻槽。事先由特爾夫公司進(jìn)行了地基勘察，將土層資料公布于眾。有12家具有國際聲譽(yù)的公司參賽，用小應(yīng)變動測法檢測。結(jié)果是：平均測對4根；最多對7根，最少對兩根。沒有一家測出那根完整無損的樁。他們認(rèn)為對于只有10mm寬的缺痕很難分辨。
第二輪是沉入11.5m-19m長的5根樁，然后用靜載荷試驗測出極限承載力。10家公司用大應(yīng)變動測法測試其極限承載力。其結(jié)果也不樂觀。比如，由靜載試驗為340kN的一根樁，各家給出的結(jié)果分布在90kN-510kN的范圍。
4.堤防隱患檢測的“大比武”
我國目前有各類堤防25萬公里，很多已具有幾百年的歷史。是民堤逐年加高培厚或者在汛期搶修形成的。地質(zhì)條件及堤身土料和質(zhì)量千差萬別，隱患很多。1998年洪水期間發(fā)生的許多險情和決口都是由于滲透通道形成的管涌和蟻穴鼠洞、裂隙異物和局部疏松土體等造成的。為此水利部和防汛辦于1999年3月在湖南宜陽召開了“堤防隱患綜合檢測技術(shù)檢驗會”也北被稱為“大比武”。
有我國的十幾家科研院所、大專院校和少數(shù)廠家（包括美國的勞雷公司）參加。檢測堤段位于宜陽的一段廢堤上。每個參賽的檢測方法負(fù)責(zé)200米堤段，時間是兩小時。幾處“隱患”是事先人工布置的，埋設(shè)了稻草、鋼管，模擬蟻穴和鼠洞。一般在兩米深范圍內(nèi)。人們使用的測試手段包括：高密度電阻率法、瞬變電磁法、地震波法、彈性波法和探地雷達(dá)等。這些方法都有一定的分辨率限制，即分辨尺寸與深度之比一般是相對固定的。因而兩米深的隱患的檢測不應(yīng)算是難題。檢測結(jié)果聘請有關(guān)專家評審，打分。圖4（堤防隱患的檢測結(jié)果評分）所給的分?jǐn)?shù)只是相對的。組織者對于測試結(jié)果是不滿意的。參賽者各自對其結(jié)果的誤差的原因進(jìn)行了解釋。針對這種結(jié)果，水利部斥資幾百萬，開展專題研究，目標(biāo)是“傻瓜”式的快速檢測儀器和方法。關(guān)鍵問題可能是要結(jié)合各地具體情況和長期的抗洪防汛經(jīng)驗，因地制宜，積累資料和經(jīng)驗，合理判釋，儀器才會發(fā)揮作用。很難想象，可以身背“傻瓜機(jī)”，走遍天下都會靈驗。
土的本構(gòu)關(guān)系的檢驗
80年代以來，關(guān)于土的本構(gòu)關(guān)系的“考試”至少進(jìn)行了3次。1980年美國和加拿大召開了“巖土工程中極限平衡、塑性理論和一般的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系北美研討會”⑤。會前用兩種天然粘土、一種重塑的高嶺粘土和渥太華砂進(jìn)行了一系列試驗。試驗包括：
平均主應(yīng)力p=常數(shù)的三軸試驗，
b＝常數(shù)的真三軸試驗
砂土在π平面上應(yīng)力路徑為圓周的真三軸試驗
天然粘土大主應(yīng)力方向與其沉積方向成不同角度的三軸試驗。
事先將土的物性參數(shù)和基本試驗的結(jié)果公開提供。然后在全世界范圍征求參賽者。參加預(yù)測的有個不同國家的17個本構(gòu)模型。從給出的結(jié)果看，軸向應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系（σ1-σ3）~ε1預(yù)測的精度一般尚可；體應(yīng)變預(yù)測的精度差別很大。對于應(yīng)力路徑在π平面上為圓周的情況，許多模型無能為力。由于原狀土的各向異性，對于其循環(huán)加載和超固結(jié)性狀很難預(yù)測，只有少數(shù)模型參加了預(yù)測。結(jié)果表明，沒有一個模型能夠合理地預(yù)測所有的試驗情況。正如會議主席Finn所說：“沒有給任何一個本構(gòu)模型戴上王冠”。這也是符合當(dāng)前的土力學(xué)理論發(fā)展的現(xiàn)狀的。
1982年在法國召開了“土的本構(gòu)關(guān)系國際研討會”人們用不同的理論模型對砂土和粘土的復(fù)雜應(yīng)力路徑和應(yīng)變路徑的試驗結(jié)果進(jìn)行了類似的預(yù)測。如上所述，也對試驗本身進(jìn)行了檢驗⑥。
1987年在美國克里夫蘭召開了“非粘性土的本構(gòu)關(guān)系國際研討會”⑦。會議征求對真三軸試驗和空心扭剪試驗結(jié)果用理論模型進(jìn)行預(yù)測。共有世界各國的32個土的本構(gòu)模型參賽。其中包括：
3個次彈性模型(H)
3個增量非線性彈性模型(I)
1個內(nèi)時模型(E)
9個具有一個屈服面的彈塑性模型(EP1)
10個具有兩個屈服面的彈塑性模型(EP2)
6個其他形式的彈塑性模型(EP)
會議將預(yù)測結(jié)果與試驗結(jié)果比較，按四個單項評分。評分的標(biāo)準(zhǔn)見圖5（本結(jié)構(gòu)模型預(yù)測的評分標(biāo)準(zhǔn)）。規(guī)定了上下限，按統(tǒng)計方法打分。圖6（軸向應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系得分的直方圖—滿分100）與圖7（體應(yīng)變與軸向應(yīng)變關(guān)系得分的直方圖—滿分100）表示出b＝常數(shù)的真三軸試驗的預(yù)測得分情況?？梢娖漭S向應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系預(yù)測經(jīng)過還差強(qiáng)人意；而體應(yīng)變的預(yù)測則基本是全不及格。
這些“考試”基本上反映了人們當(dāng)前認(rèn)識和描述土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的能力和水平。它表明，即使對于實驗室制作的重塑土試樣，其應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系也是相當(dāng)復(fù)雜的?，F(xiàn)有的關(guān)于土的本構(gòu)關(guān)系的數(shù)學(xué)模型的描述能力在精度和條件方面都是有限的。有的模型使用了20多個，甚至40多個常數(shù)，結(jié)果仍然不另人滿意。
1．土工加筋擋土墻的計算
60年代以來，隨著計算機(jī)和計算技術(shù)的發(fā)展，土工數(shù)值計算大大加強(qiáng)了我們解決復(fù)雜的巖土工程邊值問題的能力。有人提出可將土力學(xué)分成理論土力學(xué)、實驗土力學(xué)和計算土力學(xué)三部分。由于它幾乎可以精神任何邊值問題，似乎一臺打計算機(jī)，幾頁打印紙，就可以馳騁在巖土工程的所有領(lǐng)域。這種表現(xiàn)上的簡單、快捷和“精確”，常使青年巖土工作者產(chǎn)生誤解，忽視了其與實際工程問題間的距離，輕視在巖土工程實踐中積累經(jīng)驗的重要意義。
加筋土的計算是巖土數(shù)值計算中很有代表性的課題。它涉及到土的本構(gòu)模型，筋材的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系模型和筋土間的界面模型及這些模型涉及的參數(shù)。目前已經(jīng)有較多的計算程序和經(jīng)驗。1991年在美國的科羅拉多大學(xué)，由美國聯(lián)邦公路局資助，在足尺試驗的基礎(chǔ)上進(jìn)行了加筋土計算的競賽⑧。
目標(biāo)試驗是在一個高3.05米，寬1.22米，長2.084米的大型的試驗槽中進(jìn)行的。鋪設(shè)了12層長為1.68米的無紡?fù)凉た椢?，作成土工織布加筋擋土墻。墻頂采用氣囊加壓。氣囊下鋪設(shè)5厘米的砂墊層。試驗用的土料有兩種：一種是均勻的砂土，D50=0.42m；另一種為粉質(zhì)粘土，塑限Wp=19％，液限Wl=37%。事先公布了砂土的三軸試驗，粘土的不同排水條件下的三軸試驗，土工布的拉伸試驗和筋土問的界面直剪試驗等試驗的結(jié)果。征求世界各國同行們進(jìn)行數(shù)值計算，預(yù)算試驗觀測結(jié)果。預(yù)測項日有：
(1)兩種加筋擋土墻在頂部加載103.5kPa以后的墻頂最大位移、不同位置的墻面位移及筋的應(yīng)變
(2)在加載100小時后的以上各項位移和應(yīng)變
共有15個不同國家的大學(xué)和研究單位參賽。包括美國的科羅拉多大學(xué)等8家，英國的哥拉斯格大學(xué)等兩家，日本的東京大學(xué)等3家。中國和加拿大各一家。其中14家參加了荷載—變形和應(yīng)變關(guān)系的預(yù)測。計算的結(jié)果見圖8（砂土加筋擋土墻的墻頂最大位移計算的誤差）和圖9（粘土加筋擋土墻的墻頂最大位移計算的誤差）。它們分別表示了砂土和粘土在上述荷載下的墻頂最大位移的預(yù)測誤差。有幾家沒有預(yù)測粘土加筋擋土墻，有幾家計算得到的結(jié)果表明，在此荷載下?lián)跬翂υ缇推茐?。只有少?shù)計算的誤差在30％以內(nèi)。
對于砂土加筋擋土墻試驗的破壞荷載是207kPa，預(yù)測值從10kPa到517kPa不等。粘土加筋擋土墻在荷載加到230kPa時由于氣囊爆破而未能繼續(xù)試驗，但擋土墻并沒有破壞。計算的破壞荷載在21kPa到207kPa之間。其誤差之大令人沮喪。
2．土的液化分析方法的檢驗
在1989-1994年間由美國NSF撥款350萬美元，資助用離心機(jī)模型試驗來檢驗地震反應(yīng)分析方法。這是NSF歷年來投入單項經(jīng)費最多的項目。項目簡稱VELACS。參加的單位和個人包括：美國加州大學(xué)戴維斯分校，加州理工大學(xué)，英國劍橋大學(xué)等7座大學(xué)；其中有10名美國國家科學(xué)院院士和英國皇家學(xué)會會員。參加考試的考生有美、加、日和歐洲的23個數(shù)值計算專家和研究組。
項目動用了9臺帶有振動臺的土工離心機(jī)，并且進(jìn)行了平行試驗。模擬地震的振動模型試驗內(nèi)容包括：
(1)水平自由地基
(2)傾斜地基
3)組合地基（一半是密砂，另一半是松砂）
(4)成層水平地基(剛性箱和柔性箱各一種)
(5)護(hù)岸的重力式擋土墻
(6)堤壩
(7)心墻壩
(8)砂基礎(chǔ)上的剛性建筑物
涉及以上9種邊值問題的模型試驗，都是相當(dāng)簡單的工程問題。在土工離心機(jī)試驗的基礎(chǔ)上，提出了三類考題：
A在離心機(jī)試驗前，提供試驗的初始條件和邊界條件，在尚無任何試驗資料的情況下，進(jìn)行數(shù)值計算。是一種“盲測”。
B離心試驗完成以后，但不公布試驗結(jié)果。但向計算者提供試驗的較為詳細(xì)的條件和細(xì)節(jié)。
C公布試驗結(jié)果，讓“考生”用自己的數(shù)值計算進(jìn)行計算，比較。
考試的成績按照ABC的次序有所提高，對于A類考題，有30多個數(shù)值計算模型參加考試。預(yù)測的地震反應(yīng)加速度比較接近；計算的靜孔壓和沉降量與試驗量測的結(jié)果比較，趨勢還是相同的。但二者差別很大，多達(dá)幾十倍。但是在試驗后，考慮了試驗中的具體條件量測方法，修正計算條件和參數(shù)，計算結(jié)果明顯改善。
結(jié)論與討論
土的力學(xué)性質(zhì)是非常復(fù)雜多變的，巖土工程問題具有很強(qiáng)的不確定性。目前我們的理論分析、數(shù)值計算和勘探試驗還遠(yuǎn)不能精確定量地描述，反映和預(yù)測它們。對此應(yīng)當(dāng)有清醒的認(rèn)識。但是正確的理論和有效的方法應(yīng)當(dāng)能夠揭示土受力變形的基本規(guī)律，反映巖土工程中的影響因素及影響的范圍。
對于巖土工程問題，正面的純理論和數(shù)值預(yù)測和計算，往往是很難奏效的。必須詳細(xì)地了解實際的條件和過程，熟悉當(dāng)?shù)氐那闆r，積累經(jīng)驗，對理論和參數(shù)進(jìn)行合理修正；在工程中不斷觀測和積累數(shù)據(jù)，在其基礎(chǔ)上合理選取參數(shù)，再計算和預(yù)測以后的變化，往往達(dá)到很高的精度。因而，有人提出在復(fù)雜的巖土工程中需要“理論導(dǎo)向，經(jīng)驗判斷，精心觀測，合理反算”。這是非常中肯和寶貴的認(rèn)識。
在土力學(xué)和巖土工程中逐步引進(jìn)不確定性的理論方法是一個重要的發(fā)展方向。
參考文獻(xiàn)
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④盛崇文，從樁的測法談起。地基處理，1996，7（3）
在對巖土工程進(jìn)行勘察和設(shè)計過程中，為了便于基礎(chǔ)選型、支護(hù)、加固或者爆破方案設(shè)計的進(jìn)行，常常需要評價場地的地形地貌、地下水的分布情況、巖土體的力學(xué)參數(shù)以及地質(zhì)構(gòu)造等，然后再進(jìn)行取值。但是巖土工程的性質(zhì)復(fù)雜并且具有很強(qiáng)的區(qū)域性特征，其研究對象具有特殊性，與其他材料相比，巖體和土體不具有確定的力學(xué)參數(shù)和工程性能，地下水的分布情況、氣候條件、巖土體力學(xué)參數(shù)、地質(zhì)構(gòu)造、開挖形式等因素都會對巖土的力學(xué)參數(shù)和性能造成影響，基于巖土體的特殊性和復(fù)雜性，對場地內(nèi)的工程地質(zhì)信息進(jìn)行集成管理、存儲和分析時，可以對信息管理技術(shù)進(jìn)行綜合運用，通過不同形式的信息反饋，可以為對該區(qū)域后續(xù)的巖土工程勘察和設(shè)計提供一定的參考依據(jù)和指導(dǎo)。通過對場地內(nèi)的巖土工程信息（如地形地貌、地下水分布情況、巖土體土工力學(xué)試驗數(shù)據(jù)、地質(zhì)構(gòu)造、地下管線分布、地震背景）進(jìn)行搜集和整理，并以當(dāng)?shù)氐慕?jīng)驗和理論公式為依據(jù)，管理和存儲各個巖土體的力學(xué)參數(shù)和工程性能等信息，然后進(jìn)行建模分析和評價，這樣就可以得到該場地內(nèi)的工程地質(zhì)剖面和平面圖，對各層地基的穩(wěn)定性和均勻性進(jìn)行評價，使其地基承載力得到確定，從而對基礎(chǔ)類型、各項支護(hù)和防治方案進(jìn)行相應(yīng)地確定。通過對工程地質(zhì)信息進(jìn)行不斷的積累，信息管理系統(tǒng)的信息量也在不斷增大，覆蓋的區(qū)域也更加廣，這樣有利于工程參數(shù)、支護(hù)、防止方案確定的有效性和完善性，如圖2所示。
2信息管理技術(shù)在巖土工程施工中的應(yīng)用
2.1信息管理技術(shù)在巖土工程設(shè)計方案中的實現(xiàn)
對巖土工程設(shè)計方案的實施就是巖土工程施工，工程孔施工、地基處理、以及開挖、爆破施工等都是巖土工程的主要工作內(nèi)容。當(dāng)前，我國多是通過現(xiàn)場技術(shù)人員憑借既往的施工經(jīng)驗、嚴(yán)格按照施工方案和圖紙進(jìn)行巖土工程的施工，其管理和監(jiān)督多由監(jiān)理單位、建設(shè)單位以及政府相關(guān)職能部門負(fù)責(zé)。但是在施工場地的地質(zhì)條件具有較高的復(fù)雜性或者施工過程中出現(xiàn)的突發(fā)狀況與設(shè)計方案不相符合的情況下，如果仍然按照原來的設(shè)計方案進(jìn)行施工，那么施工的安全性和可靠性就難以保障，在巖土工程中應(yīng)用信息化管理技術(shù)就能夠有效地避免此類現(xiàn)象的出現(xiàn)、巖土工程信息管理系統(tǒng)實現(xiàn)流程如圖3所示。
2.2監(jiān)測信息反饋和信息化施工
在巖土工程的施工中，監(jiān)測信息反饋技術(shù)和信息化施工具有十分重要的作用，由于巖土工程施工的復(fù)雜性和多變性，因此在整個施工過程中要對施工進(jìn)度、資金出入狀況進(jìn)行良好的控制，并了解中央地方的各種法律法規(guī)，只有這樣才能更準(zhǔn)確的掌握各類資源，為管理者提供更合理的決策。在巖土工程施工的過程中，必須要對每種方案所需的經(jīng)費以及預(yù)期取得的收益進(jìn)行考慮，并對工程項目對環(huán)境造成的影響進(jìn)行分析，通過對各個指標(biāo)進(jìn)行綜合分析，選出經(jīng)濟(jì)效益好、對環(huán)境污染小的設(shè)計方案。我國巖土工程的評價主要是計算經(jīng)濟(jì)效益費用比、凈現(xiàn)值、內(nèi)部收益率、投資回報年限等指標(biāo)的期望值，并據(jù)此進(jìn)行方案優(yōu)選。但是由于巖土工程施工過程中的各種不確定因素的干擾使得每種方案的效益和經(jīng)費都是不確定的，效益和風(fēng)險并存。不確定性指的就是問題的結(jié)果不確定，對工程項目的各種風(fēng)險發(fā)生的概率以及帶來的后果必須做出相應(yīng)的分析，對風(fēng)險做出定量的估算。一般風(fēng)險管理有以下五個步驟：（1）風(fēng)險的鑒別：鑒別風(fēng)險的來源、特性及與行為或現(xiàn)象有關(guān)的不確定性；（2）風(fēng)險的量化與度量：利用概率論等數(shù)學(xué)知識，對可能發(fā)生的風(fēng)險進(jìn)行量化分析，找出風(fēng)險發(fā)生的概率值，找出風(fēng)險源，并理清楚各個風(fēng)險之間的相互關(guān)系。（3）風(fēng)險評價：使整個風(fēng)險評估與風(fēng)險管理的過渡階段。（4）風(fēng)險接受和規(guī)避：這一步代表“風(fēng)險決策”。對每一個決策，通過對成本的評估、對效益的估算、對風(fēng)險對社會造成的影響，對環(huán)境造成的破壞進(jìn)行詳細(xì)的分析，分析風(fēng)險的可接受程度。（5）風(fēng)險管理：這一步代表在（4）基礎(chǔ)上進(jìn)行的“執(zhí)行”過程，
2.3巖土工程施工中信息管理技術(shù)在的優(yōu)點
使施工記錄的集成化管理得到有效地實現(xiàn)并全程跟蹤和記錄施工過程是信息管理技術(shù)在巖土工程信息化施工中的關(guān)鍵作用。在巖土工程的施工中，信息管理技術(shù)在的優(yōu)點主要體現(xiàn)在以下幾點：（1）對巖土工程的施工信息進(jìn)行集成化記錄和管理，可以對比分析當(dāng)前施工的信息和已建工程的信息，尤其對一些地質(zhì)條件復(fù)雜度高、突發(fā)事件容易發(fā)生的巖土工程進(jìn)行施工時，可以以施工場地內(nèi)地下水位、水質(zhì)的實際情況以及巖土體變形、壓力的變化情況等信息為依據(jù)，對施工方案進(jìn)行及時地調(diào)整，并制定有效的預(yù)防方案。（2）在巖土工程中引入信息管理技術(shù)有助于建設(shè)單位、監(jiān)理單位和政府相關(guān)職能部門對巖土工程的施工過程進(jìn)行更加有效地管理和監(jiān)督，因為利用信息管理技術(shù)可以使施工記錄的錄入和提交更加及時，并且不能隨意更改提交的數(shù)據(jù)，這樣可以避免出現(xiàn)偷工減料等違規(guī)作業(yè)現(xiàn)象。（3）在巖土工程中引入信息管理技術(shù)，為后期施工記錄、竣工驗收報告等資料的提交和歸檔提供了方便，并且促進(jìn)了施工記錄由紙質(zhì)向電子化方向的轉(zhuǎn)變。
3結(jié)語
1.1工程項目招標(biāo)不規(guī)范
巖土工程由于牽涉的工程建設(shè)項目較多，所以涉及的施工部門也相對較多，為實現(xiàn)更好的建設(shè)目的，通常采用招投標(biāo)的方式來確定施工方。然而，在實際運行過程中，并不能得到很好的落實。一是，某些地方政府行業(yè)保護(hù)意識強(qiáng)，干預(yù)公開招標(biāo)。二是，存在無序競爭，很多施工方為取得建設(shè)資格肆意壓低價格，甚至有的壓價超過了工程結(jié)構(gòu)的成本價，導(dǎo)致工程在施工過程中偷工減料，影響工程建設(shè)質(zhì)量。
1.2缺乏規(guī)范的合同約束
目前，我國建筑市場還不夠規(guī)范，很多企業(yè)在進(jìn)行工程施工時，并沒有簽訂完整的合同，有的即使制定了合同也存在著嚴(yán)重的“不平等條約”，這樣的條約下，在進(jìn)行工程建設(shè)過程中，施工單位為了盈利，就會縮短工期，減少工程投入成本等，嚴(yán)重影響工程質(zhì)量。其次，由于合同不夠嚴(yán)密，很多施工單位利用其中的漏洞進(jìn)行工程施工，也會使工程質(zhì)量受到影響。另外，前期合同簽署不嚴(yán)密，在施工過程中，很多企業(yè)隨意更改其中條款，嚴(yán)重影響了建筑市場的秩序。
1.3工程施工質(zhì)量不高
目前，我國巖土工程經(jīng)常發(fā)生安全事故，尤其是在南方多氣象災(zāi)害、多地質(zhì)災(zāi)害地區(qū)，時常發(fā)生工程坍塌、斷裂、下沉等情況，嚴(yán)重威脅著人民財產(chǎn)安全，使得巖土工程施工質(zhì)量備受關(guān)注。影響工程質(zhì)量的原因有很多，除了工人技術(shù)能力方面的欠缺，還有施工環(huán)節(jié)、施工材料、施工設(shè)備等方面的問題。只有不斷提高管理質(zhì)量和管理水平，才能真正提高巖土工程的質(zhì)量。
1.4工程監(jiān)理不嚴(yán)，效率較低
工程監(jiān)理，應(yīng)該從項目的考察、設(shè)計、施工、交付等各方面進(jìn)行。然而，目前我國監(jiān)理市場主要注重對施工現(xiàn)場工程質(zhì)量的監(jiān)理和工程驗收的監(jiān)理，并沒有明確的監(jiān)理法規(guī)進(jìn)行規(guī)范約束，監(jiān)理單位也缺乏相應(yīng)的規(guī)章制度以明確自身職責(zé)，而監(jiān)理人員素質(zhì)也普遍較低，法律意識淡薄，很多時候，只要施工單位“拿錢”便可以順利通過質(zhì)量監(jiān)理，這也就降低了監(jiān)理工作在工程質(zhì)量控制方面的作用。其次，工程監(jiān)理范圍狹窄，也是制約著監(jiān)理工作進(jìn)行的重要因素，監(jiān)理工作應(yīng)該貫穿于巖土工程的整個過程，并且對工程的施工建設(shè)進(jìn)行指導(dǎo)，以保證工程質(zhì)量，但我國監(jiān)理人員的監(jiān)理工作卻僅限于施工階段。另外，整個工程監(jiān)理市場不規(guī)范也使得監(jiān)理工作執(zhí)行困難，很多監(jiān)理單位為了“不找麻煩”，對工程建設(shè)“睜一只眼閉一只眼”，產(chǎn)生了很多漏網(wǎng)之魚，使得工程監(jiān)理很難得到真正的應(yīng)用，容易造成監(jiān)理市場混亂。
二、巖土工程項目管理措施
2.1規(guī)范工程施工項目管理行為
國家要完善相關(guān)法律法規(guī)，規(guī)范施工單位行為、工程建設(shè)人員行為以及監(jiān)理人員行為，從而使施工管理法制化、科學(xué)化，并且相關(guān)管理監(jiān)督單位要進(jìn)行必要的工程管理，對工程的質(zhì)量、工期、人員安全等進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)督檢查，發(fā)現(xiàn)問題立即進(jìn)行整改。另外，還要加強(qiáng)對相關(guān)管理人員的考核和監(jiān)理人員的資格認(rèn)定，確保工程施工項目管理規(guī)范有序進(jìn)行，真正使巖土工程施工項目管理得到落實。
2.2規(guī)范項目招標(biāo)工作，簽訂完整合同
首先，要建立科學(xué)的項目招標(biāo)規(guī)范，嚴(yán)審招標(biāo)單位的建設(shè)實力、施工技術(shù)和施工信譽(yù)等，并且保證招標(biāo)工作是在公平、公正、公開的基礎(chǔ)上進(jìn)行，相關(guān)人員不得利用公務(wù)之便，。其次，在相關(guān)施工單位取得建設(shè)權(quán)后，工程建筑方要派人進(jìn)行工程建設(shè)監(jiān)督，防止施工單位將工程轉(zhuǎn)包他人，影響工程質(zhì)量。然后，要在施工建設(shè)開始前，簽訂完整的合同，明確雙方權(quán)利與義務(wù)，從而規(guī)范施工行為，方便進(jìn)行相關(guān)責(zé)任鑒定。
2.3合理進(jìn)行施工進(jìn)度控制
控制施工進(jìn)度，是實現(xiàn)項目工程管理的關(guān)鍵，只有合理把握施工進(jìn)度，才能真正使企業(yè)取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。首先，要制定合理的施工進(jìn)度計劃書，對施工場地的人文環(huán)境、氣候等進(jìn)行充分合理考察，其次，進(jìn)行計劃書的擬定，按照計劃書進(jìn)行施工。然后，還要做好設(shè)備的養(yǎng)護(hù)工作，及時更換設(shè)備中損壞的零部件，保障設(shè)備在完好無損的狀態(tài)下工作，從而避免因設(shè)備故障延誤施工進(jìn)度。最后，還要安排專門人員進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)督，包括對工人的監(jiān)督和對施工工藝的監(jiān)督，以此來提高工作效率，控制施工進(jìn)度。
2.4加強(qiáng)工程安全、質(zhì)量和成本管理
企業(yè)進(jìn)行工程項目建設(shè)的根本目的就是取得經(jīng)濟(jì)利益，而進(jìn)行工程項目管理的目標(biāo)是使項目利益最大化，因此，要著重加強(qiáng)對工程安全、質(zhì)量和成本的管理。安全管理方面：施工單位要加強(qiáng)施工人員的安全管理，提高工人的安全意識，另外，要加強(qiáng)施工現(xiàn)場的安全管理，選派相關(guān)的安全監(jiān)督管理人員進(jìn)行現(xiàn)場施工監(jiān)督，保證工人在安全環(huán)境下施工。質(zhì)量管理方面：要嚴(yán)格把關(guān)材料、設(shè)備、施工工藝等各個環(huán)節(jié)，確保進(jìn)場材料合格，確保設(shè)備運行高效安全，確保施工工藝符合相關(guān)技術(shù)建設(shè)要求規(guī)范，從而提高施工質(zhì)量。另外，還要加強(qiáng)質(zhì)量監(jiān)督，將工程建設(shè)質(zhì)量責(zé)任分配到人，由各個部門安排專人負(fù)責(zé)簽訂質(zhì)量保證書，保證工程質(zhì)量。還要安排相關(guān)技術(shù)人員，對工程的重點、難點進(jìn)行施工監(jiān)督、指導(dǎo)，保證工程建設(shè)質(zhì)量。成本管理：首先，需要財務(wù)人員對工程成本進(jìn)行核算，其次，制定一定財務(wù)規(guī)章制度，規(guī)范資金調(diào)度、分配秩序，規(guī)范資金使用情況。然后，要規(guī)范施工環(huán)節(jié)，在工程建設(shè)過程中采取必要的措施降低工程施工成本，如減少二次運輸成本、減少水電資源的浪費等。通過對施工過程的各項控制，不僅能夠提高施工安全性，同時，能夠保證施工質(zhì)量，降低施工成本，可以使企業(yè)獲得更多經(jīng)濟(jì)效益。
2.5完善監(jiān)理制度，加強(qiáng)監(jiān)理工作
首先，要明確監(jiān)理工作的職責(zé)范圍，擴(kuò)展監(jiān)理工作范圍，將監(jiān)理工作真正滲入到整個工程項目建設(shè)管理中，從工程的考察、設(shè)計、施工、交付等各方面明確監(jiān)理職責(zé)，加強(qiáng)監(jiān)理工作。其次，要規(guī)范監(jiān)理市場，規(guī)范監(jiān)理單位行為，應(yīng)制定更加完善的監(jiān)理法規(guī)，從而使監(jiān)理工作有法可依、有法必依、執(zhí)法必嚴(yán)、違法必究。而相關(guān)監(jiān)理單位也要建立嚴(yán)格的規(guī)章制度，規(guī)范監(jiān)理人員行為，制定監(jiān)理程序，使每個監(jiān)理人員都按規(guī)章制度辦事，從而使監(jiān)理工作規(guī)范進(jìn)行。另外，還要加強(qiáng)監(jiān)理人員素質(zhì)道德的提高，提高監(jiān)理人員的監(jiān)理水平，實行持證上崗制，從而真正規(guī)范監(jiān)理市場，真正發(fā)揮工程監(jiān)理的重要作用。
三、結(jié)語
巖土工程的施工應(yīng)用主要依賴于工程的具體施工環(huán)境、施工要求和技術(shù)要求等。對于液壓技術(shù)的應(yīng)用,使先前不能實現(xiàn)的重量比較大的靜壓樁得以實現(xiàn);超聲波技術(shù)的應(yīng)用,是巖土工程的質(zhì)量得到了很大的進(jìn)步。
2巖土工程施工中所需應(yīng)用的原則
2.1實踐性原則
因為巖土工程的施工技術(shù)具有一定的不確定性和依賴性,這樣在施工時就不能從單純的計算和施工經(jīng)驗來進(jìn)行施工,一定要有具體的施工依據(jù)和實踐支持才能保證巖土施工的準(zhǔn)確性。因為計算的數(shù)據(jù)和以往的經(jīng)驗在應(yīng)用中都是不斷變換的,需要跟隨時代的腳步,對施工技術(shù)、施工設(shè)備進(jìn)行改進(jìn),這樣才能減少施工時間保證施工質(zhì)量。
2.2適用性原則
在巖土工程施工中,每一項施工都需要相關(guān)技術(shù)人員共同協(xié)作互相配合,在施工的空間大小、設(shè)備的好壞、材料供應(yīng)是否充分,這些都與施工有很大的關(guān)系。因此,在實際施工中不僅要考慮到要滿足施工總體要求,還要考慮各個細(xì)節(jié)間的關(guān)聯(lián)性和施工技術(shù)的隱蔽性,這樣來看,在巖土工程施工中施工技術(shù)的好壞不應(yīng)一概而論,應(yīng)看的長遠(yuǎn)一些,要選擇對巖土工程施工最適合的施工技術(shù)技術(shù)。
2.3經(jīng)濟(jì)性原則
在巖土工程施工中一定要就多方面因素進(jìn)行考慮,尤其要對經(jīng)濟(jì)因素加以重視。巖土工程施工中會因不確定性的影響,這樣在制定方案時,要針對不同情況制定應(yīng)對方案,在可以保證質(zhì)量的前提下,著重考慮經(jīng)濟(jì)因素。
2.4綠色性原則
巖土工程施工中,如果施工不當(dāng)就會對環(huán)境造成破壞。所以,在選擇具體的施工方法中,要考慮對環(huán)境的影響,對環(huán)境的影響程度直接成為施工方法是否被采用的直接標(biāo)準(zhǔn)。施工中,要把對環(huán)境影響較大的施工技術(shù)進(jìn)行改進(jìn),如果改進(jìn)仍不能解決就要將其列入“黑名單”。
3對巖土工程施工技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀解析
3.1對邊坡固定工程的施工技術(shù)分析
我國的軟土錨固技術(shù)發(fā)展的最為迅
速,已經(jīng)逐漸達(dá)到世界先進(jìn)水平,首先要采用灌漿技術(shù)來提升土地中插入錨桿的承載能力,這樣就會逐漸的熟悉軟土錨桿的變形情況,針對這些情況總結(jié)規(guī)律,逐漸的找到防止土壤下沉的方法。除此之外,土釘支護(hù)技術(shù)應(yīng)用的也比較廣泛,其發(fā)展速度也很快。土釘支護(hù)技術(shù)還可以與其他技術(shù)相結(jié)合,從而達(dá)到目的。如:土釘支護(hù)同攪拌樁經(jīng)過結(jié)合二者優(yōu)點可以形成止水型的土釘支護(hù);土釘支護(hù)與預(yù)應(yīng)力錨桿進(jìn)行結(jié)合,就可以構(gòu)成強(qiáng)度非常大的土釘支護(hù)。這樣的結(jié)合技術(shù)還有很多,使開挖支護(hù)技術(shù)得以很好的發(fā)展,從而才能達(dá)到預(yù)期目的。
3.2對基礎(chǔ)工程施工技術(shù)的分析
巖土工程的相關(guān)人員對后壓泵技術(shù)進(jìn)行不斷研究,終于取得了一些進(jìn)展,使基礎(chǔ)工程施工中埋在土里的木樁周圍的土更加的牢固,這樣不但使樁基的荷載能力得到加強(qiáng),還降低了樁基的下降趨勢。在研究后壓泵技術(shù)之前,對作業(yè)量比較大的打孔、立樁技術(shù)已經(jīng)可以熟練的使用,其他的一些基礎(chǔ)性的技術(shù)也都可以運用自如。但是相對后壓泵技術(shù)還具有滯后性,此外,還要注意,在施工中不要僅重視經(jīng)濟(jì)效益卻忽視環(huán)境,只有重視質(zhì)量兼顧環(huán)境效應(yīng),這樣的技術(shù)發(fā)展的才會更快。
3.3對非開挖技術(shù)的分析
相對來說,我國對非開挖技術(shù)的掌握還不足,研究的時間比較短,因此,在我國使用非開挖技術(shù)還比較少。非開挖技術(shù)的含義就是既不破壞地表,又能很好的進(jìn)行管道安裝、線路的修理等工作。在經(jīng)濟(jì)效益上看,該技術(shù)即節(jié)省了人力勞動,又可以很好的縮短施工時間,這樣就降低了施工成本,施工效率也在提升。對于非開挖技術(shù),相關(guān)的研究人員要加大科研力度,要總結(jié)外國非開挖技術(shù)經(jīng)驗,努力讓非開挖技術(shù)應(yīng)用到巖土工程中。
4結(jié)語
巖土工程勘察外業(yè)的重要性主要由其為整個巖土工程做出的貢獻(xiàn)來決定，因此本文將首先對巖土工程勘察外業(yè)的不同時期工作內(nèi)容以及其對整個工程的影響進(jìn)行探討。
2．勘察前期作業(yè)重要性
巖土工程勘察外業(yè)可以看做是整個巖土工程的前期活動，而巖土工程勘察外業(yè)也有自己的前期準(zhǔn)備工作，即在勘察前期對整個勘查工作的系統(tǒng)化構(gòu)思與狀況了解。就工作性質(zhì)而言，作為一名合格的巖石工程勘察人員，在分析巖石工程的過程中不能局限于基礎(chǔ)工作的記錄，必須通過詳細(xì)的現(xiàn)場分析實際勘測，找到地質(zhì)中存在的不良現(xiàn)象以及可能存在的安全隱患，并結(jié)合工程的實際需求評估工程實施的可行性，并走訪當(dāng)?shù)氐木用瘢鶕?jù)當(dāng)?shù)氐慕ㄖY(jié)構(gòu)類型分析當(dāng)?shù)匦枰捎玫牡鼗ㄔ祛愋?。通過對已有的建筑繪制結(jié)構(gòu)圖紙，并將房屋結(jié)構(gòu)以及地下水利用狀況進(jìn)行分析，確定工程的便利性及安全性。在進(jìn)行勘察前期工作時必須注意對基本資料的收集，不能忽視任何細(xì)節(jié)。通過收集的信息結(jié)合計算機(jī)仿真技術(shù)進(jìn)行當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)情況以及建筑結(jié)構(gòu)的模擬，以此為巖石工程勘察外業(yè)工作提供有力的數(shù)據(jù)支持，提高工作準(zhǔn)確率?？辈烨捌诘墓ぷ鞑粌H能夠為后期工作提供資料支持，還能夠為扦插工作提供布置工作的依據(jù)，一般進(jìn)行完勘察前期的相關(guān)工作后即可進(jìn)行勘查工作任務(wù)的布置和安排，使得勘察工作有條不紊的進(jìn)行?？辈烨捌诘闹匾灾饕w現(xiàn)在為整個巖石工程的提供了有力的基礎(chǔ)支持，由于房屋建筑中的地基一樣。通過勘察前期工作不僅為勘查工作做好鋪墊，也能夠初步判斷巖土工程的效益及可行性，形成巖土工程的初步概念。如缺少了勘察前期工作不僅勘查工作的進(jìn)展受到影響，還會導(dǎo)致巖土工程在施工過程中可能由于基礎(chǔ)條件不足造成重大的損失。
3．勘探與取樣的重要性
3．1勘探
勘探是對物探、鉆探以及坑探等各種勘探方法的總稱。從其作用上來看，勘探主要是確定勘探處的地質(zhì)情況，并結(jié)合取樣過程對相關(guān)因素進(jìn)行測試分析。物探是一種基本的間接勘探技術(shù)，其最大的特點是操作過程簡便，浪費較少，方式經(jīng)濟(jì)，并能夠迅速得出勘探結(jié)果，在實際使用過程中常結(jié)合測繪技術(shù)綜合考量。通過物探能夠為巖土工程提供初步的實測數(shù)據(jù)。另外物探還能作為坑探以及鉆探的先行工程，輔助坑探以及鉆探的有效展開。鉆探以及坑探是勘探工程的主要組成部分，也是應(yīng)用比較直接的勘探方式。通過鉆探以及坑探能夠準(zhǔn)確掌握地質(zhì)情況，并未后期工作的展開提供有力的支持。從周期上來說，鉆探以及坑探由于工作的嚴(yán)謹(jǐn)性以及全面性，在準(zhǔn)備以及工作內(nèi)容上更為周到，因此相比于物探而言周期更長。實際勘探中鉆探以及坑探是必不可少的，尤其鉆探工作的應(yīng)用最為廣泛。對勘探方法的選擇主要結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡貙宇悇e以及勘探要求選擇最佳的方法，當(dāng)勘探情況不明時最好采用坑探。勘探能夠準(zhǔn)確掌握巖土工程的地質(zhì)情況，為工程提供有效的決策依據(jù)，促進(jìn)工期的順利展開。
3．2取樣
取樣是利用科學(xué)的抽樣方法，在巖土工程的工作范圍內(nèi)選取合適的樣品進(jìn)行地質(zhì)情況考察。取樣數(shù)目一般不少于六組。實際測量過程心中一些工作人員只注重樣品數(shù)量的選擇從而忽視樣品的隨機(jī)性。實際勘測過程中需要選取具有代表性的樣品，確保勘測結(jié)果的可靠性。選取樣品時一定要注意樣品間的間距，避免出現(xiàn)在同一區(qū)域取樣造成實測數(shù)據(jù)比較片面的狀況。取樣是對勘測結(jié)果量化的重要步驟，實際勘測過程中只有做到科學(xué)取樣才能夠得到準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。
4．原位測試的重要性
原位測試是勘測中的重要組成部分，隨一些特殊樣品如粘性土壤等就可以利用原裝圖樣進(jìn)行室內(nèi)試驗，取樣過程中樣品不會因為受到外力的作用而發(fā)生變形，保持其原有的特性。另外一些土壤由于粘性不夠在取樣過程中會發(fā)生變形，因此在進(jìn)行密實度、強(qiáng)度、壓縮性等性能測試的過程中只能通過原位測試的方法進(jìn)行。對地質(zhì)情況的勘測必須還原其真實特性，因此在進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的測量時最好能夠讓樣品最接近于其原始形態(tài)。原位測試即能夠通過相關(guān)手段還原樣品的真實性，降低外界因素對測量結(jié)果的影響。目前最常用的原位測試方法主要有圓錐動力觸探試驗和波速測試。圓錐動力觸探試驗主要是利用錘擊圓錐頭進(jìn)入巖土中的原理，根據(jù)灌入土中的難易程度判斷土質(zhì)的一種現(xiàn)場實測方法。通過圓錐動力觸探試驗?zāi)軌驅(qū)Φ刭|(zhì)分層進(jìn)行有效辨別，明確土質(zhì)的物理特性以及化學(xué)特性。波速測試主要是利用相關(guān)儀器發(fā)出的脈沖波對地質(zhì)情況進(jìn)行探究的一種勘測方法，這種方法的準(zhǔn)確度高，能夠?qū)Φ刭|(zhì)情況進(jìn)行準(zhǔn)確量化，但需要借助相關(guān)儀器。原位測試能夠準(zhǔn)確反映巖土工程的施工效果，通過前期數(shù)據(jù)測量為后期的方案制定以及計劃展開提供有力的基礎(chǔ)支持，提高方案的可行性和經(jīng)濟(jì)效益。
5．現(xiàn)場監(jiān)測
我國勘察大師林宗元曾經(jīng)從廣義上對巖土工程監(jiān)理進(jìn)行了闡述，從總體上說，可以總結(jié)為按照法律法規(guī)上規(guī)定的技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)，利用組織技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等措施，對巖土工程整體參與者進(jìn)行協(xié)調(diào)約束，保證巖土工程施工的順利進(jìn)行，達(dá)到節(jié)省投資、縮短工期的目的。巖土工程主要涉及地面以下的部分，工作中主要包括勘察、設(shè)計、監(jiān)測以及各種巖土工程施工如邊坡、滑坡治理、地基基礎(chǔ)處理，并且需要以為地面以上建筑組織服務(wù)為目的。巖土工程監(jiān)理的主要工作目的是保證巖土工程的正確性可靠性以及經(jīng)濟(jì)型。并且?guī)r土工程與地面以上的工程之間存在一定差距，主要表現(xiàn)為具有一定隱蔽性、較高的復(fù)雜性、風(fēng)險性、實效性、獨立性以及高度綜合性。
2巖土工程監(jiān)理工作中存在的問題
目前我國巖土工程監(jiān)理工作在運行中存在許多問題，從相關(guān)記錄中我們可以發(fā)現(xiàn)，我國已經(jīng)獨立注冊的巖土工程監(jiān)理行業(yè)單位十分稀少，大部分從事相關(guān)工作的單位都使用建設(shè)監(jiān)理單位的名稱掩蓋了自身特性，這點在我省的巖土工程監(jiān)理工作更明顯，大多數(shù)的巖土工程監(jiān)理并不介入，或者只是在巖土工程施工階段介入。土建行業(yè)近年來發(fā)展過快，土建市場工作人員素質(zhì)水平有較大差異，并且真正從事巖土工程專業(yè)的工程師十分稀少，大多并不具備巖土工程方面的相關(guān)知識。對于貴州省來說，巖土工程從業(yè)人員中注冊巖土工程師的比例非常低，而巖土監(jiān)理工作相關(guān)人員，擁有巖土工程師資格的基本沒有，目前從事巖土監(jiān)理的工程師，大部分都是土木工程出身。業(yè)內(nèi)對于巖土工程監(jiān)理工程師師的要求沒有一個明確的規(guī)范，隨意性比較強(qiáng)，行業(yè)整體缺乏專業(yè)性以及針對性。部分企業(yè)為了節(jié)省資金，會聘請一些從事過相關(guān)工作的非職業(yè)人員對工程進(jìn)行監(jiān)理，在工程完工后，將其抽調(diào)到其他部分。但是巖土工程監(jiān)理本身是一門涵蓋知識面十分廣闊的學(xué)科，想要出色的完成相關(guān)任務(wù)必須熟練掌握土力學(xué)、巖體學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)等多項知識，但是現(xiàn)在所謂的“巖土工程監(jiān)理人員”均不具備上述資格。
3巖土工程監(jiān)理技術(shù)方法及其探討
筆者根據(jù)巖土工程自身監(jiān)理特點，通過查閱相關(guān)資料，結(jié)合國內(nèi)外先進(jìn)經(jīng)驗以及當(dāng)前我省巖土工程工作中存在的部分問題，對巖土工程監(jiān)理在巖土工程的各個階段進(jìn)行初步討論。
3.1巖土工程監(jiān)理方法討論及實施
對于巖土施工而言，應(yīng)當(dāng)按照相關(guān)監(jiān)理規(guī)范上的規(guī)定，對施工質(zhì)量、施工進(jìn)度以及資金投資進(jìn)行控制，與此同時，必須對信息管理、開發(fā)合同管理、以及組織管理進(jìn)行協(xié)調(diào)。對于巖土工程全過程中，要針對巖土工程自身特性、從勘察、設(shè)計、施工各階段，結(jié)合組織、經(jīng)濟(jì)、合同等諸多方面，制定出妥善的監(jiān)理方案。
3.2加強(qiáng)責(zé)任權(quán)限
勘察工作在工程建設(shè)中起到至關(guān)重要的作用，是工程建設(shè)的基礎(chǔ)工作，所以監(jiān)理部門必須對其高度重視，確?？辈鞙?zhǔn)確性與可靠性。監(jiān)理項目一經(jīng)開展，必須第一時間組織監(jiān)理人員對施工現(xiàn)場進(jìn)行踏勘，爭取在最短的時間內(nèi)，收集到該區(qū)域中最完善的地質(zhì)資料，并且要對相關(guān)報告進(jìn)行審核與分析。
3.3巖土工程設(shè)計階段監(jiān)理工作
對于巖土工程來說，設(shè)計階段的監(jiān)理工作是一個特殊監(jiān)理階段，并且，由于巖土工程的最大特點，即信息化施工特點，監(jiān)理部門應(yīng)在設(shè)計方案階段提出合理化建議，并在施工階段結(jié)合實際施工情況提出相關(guān)改進(jìn)措施，經(jīng)過實際工作確認(rèn)設(shè)計方案的可行性。
3.4施工監(jiān)理質(zhì)量控制
施工監(jiān)理質(zhì)量控制是十分重要的一個環(huán)節(jié)，與常規(guī)建筑施工監(jiān)理無太大區(qū)別，施工過程中的建設(shè)工程監(jiān)理程序大致為；質(zhì)量控制檢查程序、質(zhì)量缺陷程序、是個處理程序、監(jiān)理試驗相關(guān)程序等一些細(xì)小程序，均為質(zhì)量控制工作的主要工作流程。在實際工作過程中，由于巖土工程信息化施工特點，其控制內(nèi)容、對于控制點的設(shè)置、以及控制措施采用等方面都需要通過巖土工程監(jiān)理特點以及工程勘察情況來定奪。
4結(jié)束語
