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工程地質(zhì)學(xué)論文范文第1篇

關(guān)鍵詞：懸索橋隧道式錨碇施工圖設(shè)計(jì)階段巖體工程地質(zhì)力學(xué)研究建議

1前言

壩陵河大橋離擬建貴州省鎮(zhèn)寧至勝境關(guān)高速公路起點(diǎn)約21km，地處黔中山原地帶。高速公路在關(guān)嶺縣東北跨越壩陵河峽谷，峽谷兩岸地勢陡峭，地形變化急劇，高差起伏大，河谷深切達(dá)400～600m。橋址區(qū)屬構(gòu)造剝蝕、溶蝕中低山河谷地貌。巖石建造類型以碳酸鹽巖與陸源碎屑巖互層，以碳酸鹽巖構(gòu)成峽谷谷坡，以碎屑巖互層構(gòu)成谷底及緩坡為基本特征。壩陵河流向與區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造線方向(NW)基本一致。河谷西岸地形較陡，地形坡度40～70°，近河谷一帶為陡崖。橋位區(qū)西岸（關(guān)嶺岸）錨碇地段處于斜坡中部，出露的巖層有三疊系中統(tǒng)竹桿坡組第一段（T2z1）中厚層狀泥晶灰?guī)r和楊柳井組（T2y）中厚層狀白云巖[1,2]。弱風(fēng)化巖體直接出露于地表，微新巖體埋深30～50m。

壩陵河懸索橋主跨1068m，橋面總寬度24.5m，東岸錨碇采用重力式錨，西岸錨碇采用隧道式錨。西岸隧道式錨碇在技術(shù)設(shè)計(jì)中全長74.7m，最大埋深78m，主要由散索鞍支墩、錨室（34.7m）和錨塞體（40m）三部分組成，兩錨體相距18～6.36m。錨塞體和錨室為一傾斜、變截面結(jié)構(gòu)，上緣為圓形，下緣為矩形，縱向呈楔形棱臺，矩形截面尺寸為10m×5.8m～21m×14.5m。西岸每根主纜纜力（P）約為270MN，水平夾角約26°。錨體中設(shè)預(yù)應(yīng)力錨固系統(tǒng)，主纜索股通過索股錨固連接器與錨體中的預(yù)應(yīng)力錨固系統(tǒng)連接。

懸索橋錨碇在承受來自主纜的豎向反力的同時(shí)，主要還承受主纜的水平拉力，是懸索橋的關(guān)鍵承載結(jié)構(gòu)之一，其總體穩(wěn)定性和受力狀態(tài)直接影響到大橋的安全和長期使用的可靠性。壩陵河懸索橋是鎮(zhèn)寧－勝境關(guān)高速公路的重要節(jié)點(diǎn)，針對該大橋施工圖設(shè)計(jì)階段，本文提出壩陵河懸索橋西岸隧道式錨碇及其邊坡的工程地質(zhì)力學(xué)研究建議。鑒于錨碇型式受到地形、地質(zhì)條件的限制，國內(nèi)外采用隧道式錨碇的大跨懸索橋?yàn)閿?shù)較少[3－7]，見諸文獻(xiàn)報(bào)道的更少，本研究建議有不適當(dāng)之處，請專家批評指正。

2巖體工程地質(zhì)力學(xué)研究建議

2.1錨碇圍巖工程地質(zhì)條件研究

西岸隧道式錨碇坐落于邊坡淺表弱風(fēng)化～微新巖體中，弱風(fēng)化～微新巖體的工程地質(zhì)條件關(guān)系到錨碇隧洞的成洞條件及錨碇體系在主纜拉力荷載作用下的整體穩(wěn)定狀態(tài)。

邊坡淺表部中存在卸荷巖體。巖體卸荷帶是伴隨河谷下切過程或邊坡開挖過程中，由于應(yīng)力釋放，巖體向臨空面方向發(fā)生卸荷回彈變形，能量的釋放導(dǎo)致斜坡淺表一定范圍巖體內(nèi)應(yīng)力的調(diào)整，淺表部位應(yīng)力降低，而坡體更深部位產(chǎn)生更大程度的應(yīng)力集中。由于表部應(yīng)力降低導(dǎo)致巖體回彈膨脹、結(jié)構(gòu)松弛，破壞巖體的完整性，并在集中應(yīng)力和殘余應(yīng)力作用下產(chǎn)生卸荷裂隙。巖體應(yīng)力的降低最直觀的表現(xiàn)是導(dǎo)致巖體松弛和原有的裂隙發(fā)生各種變化，形成新環(huán)境下的裂隙網(wǎng)絡(luò)。這些裂隙一部分是遷就原有構(gòu)造裂隙引張擴(kuò)大經(jīng)改造形成[8]，有一些是微裂隙擴(kuò)展后的顯式裂隙，也有在新的應(yīng)力環(huán)境和外動力環(huán)境下形成的裂隙。在巖體卸荷、應(yīng)力降低的過程中，隨著新的裂隙系統(tǒng)的形成，也為外動力或風(fēng)化營力提供了通道，加速巖體的風(fēng)化和應(yīng)力的進(jìn)一步降低。風(fēng)化巖體裂隙的增多，是巖體卸荷和風(fēng)化共同造就的。

西岸錨碇邊坡巖體在淺部節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體透水性較好，滲透系數(shù)高；隨著深度的增加，透水性逐漸減弱。深部的巖溶發(fā)育情況有待研究。

據(jù)初步設(shè)計(jì)階段工程勘察資料，西岸錨碇邊坡出露的灰?guī)r和白云巖的產(chǎn)狀為：傾向50～80°，傾角48～87°。主要發(fā)育三組優(yōu)勢節(jié)理：①155°∠57°；②220°∠34°；③333°∠46°。在巖層層面、不利結(jié)構(gòu)面組合切割和深部巖溶發(fā)育情況下，在主纜巨大拉力下，不能夠排除存在深部拉裂滑移面威脅西岸錨碇邊坡整體穩(wěn)定性的可能性。

錨碇圍巖工程地質(zhì)條件研究內(nèi)容包括：

（1）研究從邊坡表部至深部巖體中裂隙的分布密度及張開度變化，揭示巖體的卸荷程度，為錨碇施工期和運(yùn)行期邊坡巖體質(zhì)量評價(jià)以及巖體質(zhì)量變化趨勢提供可靠基礎(chǔ)資料；

（2）在巖層層面和不利結(jié)構(gòu)面組合切割下，由于錨碇工程荷載，研究巖體中形成的潛在不穩(wěn)定塊體的安全度以及西岸錨碇邊坡的整體穩(wěn)定性；

（3）采用地球物理勘探方法，研究邊坡深部溶蝕裂隙與溶蝕洞穴的分布規(guī)律及其發(fā)育特征。

2.2錨碇圍巖工程力學(xué)特性研究

主懸索的巨大拉力通過索股、錨桿傳人隧道中填充的（預(yù)應(yīng)力）混凝土，再通過（錨塞體）混凝土與隧道巖體的摩阻力和粘結(jié)力傳遞給周圍的巖體。隧道式錨碇在巨大主纜拉力荷載作用下，不僅要維持自身的抗拔穩(wěn)定，同時(shí)還要將自身承受的主纜拉力傳遞到錨碇圍巖中，以充分利用圍巖的承載能力，使錨碇和圍巖共同作用形成一個(gè)整體的承載體系。

錨碇圍巖工程力學(xué)特性研究包括三個(gè)方面：

（1）錨塞體與巖體之間的抗剪摩擦力學(xué)性能[9，10]和粘結(jié)特性試驗(yàn)研究；

（2）錨碇下部及兩錨體之間的巖體處于復(fù)雜的拉剪應(yīng)力狀態(tài)，研究錨碇圍巖在拉剪應(yīng)力下的變形及強(qiáng)度特性，尤其是弱風(fēng)化～微新圍巖在拉剪復(fù)雜應(yīng)力下的變形、強(qiáng)度及疲勞試驗(yàn)研究，模擬其破壞現(xiàn)象和破壞過程，從而掌握其破壞機(jī)制；

（3）巖體在中度～輕度工程爆破開挖擾動下的力學(xué)性能研究。

錨碇圍巖工程力學(xué)試驗(yàn)?zāi)康氖谴_定錨碇邊坡巖體力學(xué)參數(shù)建議值，供設(shè)計(jì)和三維數(shù)值仿真采用。建議在設(shè)計(jì)錨碇區(qū)域附近開挖一試驗(yàn)斜硐，采取巖樣，并在硐壁打適量鉆孔，進(jìn)行室內(nèi)巖石力學(xué)試驗(yàn)和原位巖石力學(xué)性質(zhì)及配套的各項(xiàng)試驗(yàn)研究工作。主要包括室內(nèi)巖石力學(xué)三軸剪切試驗(yàn)、節(jié)理（裂隙）測量、巖體變形特性（靜載）試驗(yàn)、巖體抗剪（抗剪斷）試驗(yàn)、巖體抗拉試驗(yàn)、混凝土與基巖膠結(jié)面抗剪和摩擦等試驗(yàn)和硐室聲波普測、硐室地球物理勘探、含水量測試、鉆孔聲波測試、鉆孔壓水試驗(yàn)等試驗(yàn)研究工作。錨碇系統(tǒng)的摩阻力由基巖與錨碇系統(tǒng)接觸面的正應(yīng)力與摩擦系數(shù)來決定，摩擦系數(shù)一般由相似原理進(jìn)行模型試驗(yàn)或現(xiàn)場測試得到。硐室地球物理勘探是查明錨碇圍巖（主要是錨碇下部及兩錨體之間的巖體）中的巖溶發(fā)育情況。

試驗(yàn)資料的整理應(yīng)通過對現(xiàn)場和室內(nèi)大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)的綜合分析，結(jié)合現(xiàn)行有關(guān)行業(yè)規(guī)范（規(guī)程）和工程經(jīng)驗(yàn)的類比，提出西岸隧道式錨碇邊坡區(qū)域巖體力學(xué)參數(shù)建議值，供設(shè)計(jì)采用。

2.3錨碇圍巖滲透及抗溶蝕特性研究

壩陵河懸索橋西岸錨碇圍巖為弱風(fēng)化～微新的灰?guī)r和白云巖，屬于易溶蝕化巖體。錨碇邊坡地段地下水主要為（節(jié)理）裂隙水、巖溶裂隙水和巖溶孔（洞）穴水。西岸隧道式錨碇錨體混凝土澆筑后，在邊坡巖體中形成不透水體（阻滲體），從而改變錨碇邊坡的地下水滲流場。可以預(yù)見，地下水將從錨塞體混凝土邊緣繞滲，因此錨塞體與圍巖的交界部位巖體更易遭到溶蝕，削弱錨塞體混凝土與圍巖之間的摩阻力和粘結(jié)力。錨碇圍巖滲透特性的研究應(yīng)著重錨塞體與圍巖的交界部位巖體的滲透性能與抵抗溶蝕的能力的試驗(yàn)研究。

為防治錨塞體與圍巖交界部位巖體的溶蝕危害采取的工程措施，主要是加強(qiáng)錨碇邊坡坡面的排水工程。

2.4錨碇及其圍巖相互作用三維數(shù)值模擬研究

由于懸索橋安全是依靠錨碇固定橋的體系，錨碇發(fā)生移動將嚴(yán)重影響橋梁體系，甚至導(dǎo)致橋體破壞，因此研究西岸隧道式錨碇的錨塊及其圍巖在主動拉力作用下的穩(wěn)定性、瞬時(shí)變位與長期變位是相當(dāng)重要的。應(yīng)建立真實(shí)反映隧道式錨碇錨體和圍巖二者相互作用、考慮施工過程非線性、地質(zhì)結(jié)構(gòu)面影響等的三維數(shù)值仿真模型，對錨碇穩(wěn)定性及變位進(jìn)行預(yù)測[11]。

2.5錨碇隧道鉆爆開挖及支護(hù)的施工技術(shù)試驗(yàn)

根據(jù)西岸隧道式錨碇為傾斜、變截面的工程特點(diǎn)，需研究錨碇隧道的鉆爆開挖以及支護(hù)的施工技術(shù)[12－14]。在隧道式錨碇施工過程中，自始至終都要注意嚴(yán)格控制圍巖的完整性，盡量避免對圍巖產(chǎn)生過大的擾動。為保證主纜等硐內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)的使用壽命，錨碇的防水按GB50108－2001二級標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行控制，要求較高。施工開挖后應(yīng)對圍巖中的塑性變形帶進(jìn)行擠密壓漿處理，以使錨塞體混凝土與圍巖緊密結(jié)合。

2.6錨碇錨固系統(tǒng)試驗(yàn)

試驗(yàn)?zāi)康氖球?yàn)證用于壩陵河大橋錨碇錨固系統(tǒng)的各產(chǎn)品力學(xué)性能是否滿足設(shè)計(jì)要求。試驗(yàn)內(nèi)容包括錨拉桿組件靜載試驗(yàn)、疲勞試驗(yàn)及錨具組裝件靜載試驗(yàn)和疲勞試驗(yàn)[15]等。

2.7大體積混凝土澆筑防裂的施工技術(shù)研究

壩陵河懸索橋西岸隧道式錨碇錨塞體混凝土澆筑量約2×12143.322m3。錨碇結(jié)構(gòu)混凝土澆筑量大，強(qiáng)度高，對施工工藝及養(yǎng)護(hù)維修提出了更高的要求；而大體積混凝土澆注施工由于受多種因素影響，若措施不當(dāng)，很容易出現(xiàn)裂縫，影響到錨塞體混凝土的整體性強(qiáng)度以及鋼筋的耐久性和實(shí)用性。西岸隧道式錨碇錨塞體大體積混凝土澆筑防裂技術(shù)從混凝土原材料選取和配合比的選擇、降低原材料溫度和控制混凝土拌和物溫度、合理選擇澆筑工藝和保證整體質(zhì)量、有效控制混凝土內(nèi)外溫差到對混凝土溫度進(jìn)行監(jiān)控及時(shí)掌握混凝土溫度變化動態(tài)等一系列技術(shù)措施[16－22]，都可借鑒汕頭海灣懸索橋、宜昌長江公路大橋和重慶鵝公巖大橋的做法。

工程地質(zhì)學(xué)論文范文第2篇

關(guān)鍵詞：環(huán)境巖土工程研究

隨著經(jīng)濟(jì)和、工業(yè)的迅速發(fā)展，人們越來越意識到人類活動對環(huán)境產(chǎn)生的兩個(gè)負(fù)面影響：環(huán)境污染和生態(tài)破壞。因此，應(yīng)運(yùn)產(chǎn)生了一門新興學(xué)科——環(huán)境巖土工程學(xué)。它既是一門應(yīng)用性的工程學(xué)，又是一門社會學(xué)。它把技術(shù)和政治、經(jīng)濟(jì)和文化相結(jié)合的跨學(xué)科的新型學(xué)科。

1.環(huán)境巖土工程定義

環(huán)境巖土工程（EnvironmentalGeotechnology）一詞，源自1986年4月美國賓州里海大學(xué)土木系美籍華人方曉陽教授主持召開的第一屆環(huán)境巖土工程國際學(xué)術(shù)研討會，并在其著名的“IntroductoryRemarksonEnvironmentalGeotechnology”論文中，將環(huán)境巖土工程定位為“跨學(xué)科的邊緣科學(xué)，覆蓋了在大氣圈、生物圈、水圈、巖石圈及地質(zhì)微生物圈等多種環(huán)境下土和巖石及其相互作用的問題”，主要是研究在不同環(huán)境周期（循環(huán)）作用下水土系統(tǒng)的工程性質(zhì)。

2.環(huán)境巖土工程研究的內(nèi)容及分類

環(huán)境巖土工程是研究應(yīng)用巖土工程的概念進(jìn)行環(huán)境保護(hù)的一門學(xué)科。這是一門跨學(xué)科的邊緣學(xué)科，涉及面很廣，包括：氣象、水文、地質(zhì)、農(nóng)業(yè)、化學(xué)、醫(yī)學(xué)、工程學(xué)等等。

環(huán)境巖土工程研究的內(nèi)容大致可以分為三類：

(1)環(huán)境工程。主要指用巖土工程的方法來抵御由于天災(zāi)引起的環(huán)境問題。例如：抗沙漠化、洪水、滑坡、泥石流、地震、海嘯等。這些問題通常泛指為大環(huán)境問題。

(2)環(huán)境衛(wèi)生工程。主要指用巖土工程的方法抵御由于各種化學(xué)污染引起的環(huán)境問題。例如城市各種廢棄物的處理、污泥的處理等。

(3)人類工程活動引起的一些環(huán)境問題。例如在密集的建筑群中打樁時(shí)，由于擠土、振動、噪聲等對周圍居住環(huán)境的影響；深基坑開挖時(shí)，降水和邊坡位移等。

3.環(huán)境巖土工程研究中基本觀點(diǎn)及研究方法

3.1基本觀點(diǎn)

(1)巖土實(shí)踐的范圍是地球表層,而地球?qū)τ谟钪鎭碇v是一個(gè)子系統(tǒng),它的變化受其他子系統(tǒng)的影響,它們之間有物質(zhì)和能量的交換,是一個(gè)開放的系統(tǒng);

(2)資源是有限的。我們只有一個(gè)地球,并且隨著人口的增長,資源與人口相比越來越小,所以我們應(yīng)實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,而不能盲目地掠奪式地利用,以防止對環(huán)境造成不利的影響;

(3)人類無計(jì)劃的活動會毀滅人類自身;

(4)自然界在不斷地變化,有一些直接危害人類,反過來人類要避開危害,就必須采取措施;

(5)雖然巖土工程曾帶來一些消極影響,但它是由于人類認(rèn)識上的片面性和歷史的局限性造成的,

所以從理論上講,所有的環(huán)境巖土工程問題是可以解決的,但它依賴于人們環(huán)境意識的提高,巖土工程技術(shù)的進(jìn)步和法制建設(shè)的健全。

3.2研究方法

環(huán)境巖土工程是一個(gè)系統(tǒng)工程。它涉及許多學(xué)科領(lǐng)域,所以在研究中應(yīng)從學(xué)科間的交叉處著眼,以辯證的觀點(diǎn)分析和解決問題。其次,應(yīng)用巖土工程的觀點(diǎn)去改善環(huán)境,使其更符合人類的生存需求。

4.環(huán)境巖土工程與相關(guān)學(xué)科的關(guān)系

與環(huán)境巖土工程相關(guān)的學(xué)科有:工程地質(zhì)學(xué)、巖土力學(xué)、巖土工程學(xué)、地質(zhì)工程、環(huán)境工程地質(zhì)學(xué)。

工程地質(zhì)學(xué)的基礎(chǔ)理論是地質(zhì)學(xué),指導(dǎo)它的理論主要是自然歷史觀1它的基本理論是認(rèn)為地質(zhì)成因和演化過程決定地質(zhì)體的工程特性,相應(yīng)地在研究方法上就是從地質(zhì)體局部特性的研究,探索地質(zhì)體在生成時(shí)的地質(zhì)環(huán)境以及形成地質(zhì)體的地質(zhì)作用和演化過程,從而在整體上認(rèn)識和把握地質(zhì)體的組成和結(jié)構(gòu)以及發(fā)育規(guī)律,并進(jìn)一步探討和預(yù)測它在工程建筑物作用下的表現(xiàn)和工程行為。

工程地質(zhì)學(xué)的服務(wù)對象完全是人為設(shè)計(jì),人為施工的建物。這一應(yīng)用性決定了工程地質(zhì)學(xué)的邊緣性、交叉性和綜合性等特性。所謂邊緣性指它處在地質(zhì)學(xué)科的外層,位于和工程學(xué)科接壤的部位。所謂交叉性表明在它的學(xué)科發(fā)展中不斷吸收工程學(xué)科的理論、概念和方法,并和地質(zhì)學(xué)結(jié)合起來。所謂綜合性是指工程地質(zhì)學(xué)的目標(biāo)是解決問題,它是借助于地質(zhì)學(xué)各基礎(chǔ)學(xué)科的成就來綜合地工作的.

巖土力學(xué)、巖土工程和工程地質(zhì)學(xué)在研究對象和目標(biāo)上有很大的相同之處,是密切相鄰的學(xué)科。但是巖土力學(xué)屬于力學(xué)學(xué)科的邊緣,而巖土工程屬于工程學(xué)科的邊緣1雖然對巖土的地質(zhì)認(rèn)識是建立巖土力學(xué)模型和本構(gòu)關(guān)系的重要基礎(chǔ),但巖土力學(xué)更偏于模型及建模后的力學(xué)研究。巖土工程是將巖土作為工程結(jié)構(gòu)物的一部分工程學(xué)科。不過巖土力學(xué)和巖土工程與其他的力學(xué)或工程學(xué)科相比,需要更多地質(zhì)學(xué)科的支持,或者說更需要與地質(zhì)學(xué)科的結(jié)合。

5.環(huán)境巖土工程的研究現(xiàn)狀

20世紀(jì)50-60年代公害事件的顯現(xiàn)，人們不斷探索，反思，并已取得了基本的共識。目前國外對環(huán)境巖土工程的研究主要集中于垃圾土、污染土的性質(zhì)、理論與控制等方面，而國內(nèi)則在此基礎(chǔ)上有較大的擴(kuò)展，就目前涉及的問題來分，可以歸納為兩大類：第一類是人類與自然環(huán)境之間的共同作用問題。這類問題的動因主要是由自然災(zāi)變引起的。例如地震災(zāi)害、土壤退化、洪水災(zāi)害、溫室效應(yīng)等。這些問題通常稱為大環(huán)境問題。第二類是人類的生活、生產(chǎn)和工程活動與環(huán)境之間的共同作用問題。它的動因主要是人類自身。例如城市垃圾、工業(yè)生產(chǎn)中的廢水、廢液、廢渣等有毒有害廢棄物對生態(tài)環(huán)境的危害；工程建設(shè)活動如打樁、強(qiáng)夯、基坑開挖、盾構(gòu)施工對周圍環(huán)境的影響；過量抽汲地下水引起的地面沉降等等。有關(guān)這方面的問題，統(tǒng)稱為小環(huán)境問題。

6.環(huán)境巖土工程的發(fā)展展望

20世紀(jì)90年代后，我國進(jìn)入了大規(guī)模工程建設(shè)時(shí)期。從沿海地區(qū)開始，逐步向內(nèi)陸擴(kuò)展，高層建筑、地鐵、道路交通、隧道等等的建設(shè)以及城市化進(jìn)程步伐的加快向環(huán)境巖土工程不斷提出新的挑戰(zhàn)。同時(shí)，自然環(huán)境的變化，地震、洪澇災(zāi)害的頻頻發(fā)生，溫室效應(yīng)的加劇，水土流失，土壤退化等大環(huán)境問題，也引發(fā)了一系列新的環(huán)境巖土工程問題。相對發(fā)達(dá)國家來說，我國的巖土工程工作者面臨更為艱巨的任務(wù)。一方面，我國正處于大規(guī)模工程建設(shè)時(shí)期，有許多工程問題需要解決;另一方面，基于可持續(xù)發(fā)展要求，我們面臨嚴(yán)峻的環(huán)境保護(hù)與治理工作。在環(huán)境巖土工程問題上，未來幾年應(yīng)重點(diǎn)研究并解決下面幾個(gè)問題。其中，西部問題，包括生態(tài)環(huán)境建設(shè)與保護(hù)區(qū)域穩(wěn)定性與地下工程。東部問題，包括大城市地面變形不穩(wěn)定性、懸河化水資源、水環(huán)境等。在一些應(yīng)用方面還急需解決的問題如下：衛(wèi)生填埋場的設(shè)計(jì)問題;大規(guī)模工程建設(shè)的區(qū)域環(huán)境巖土工程問題評估;城市施工影響環(huán)境巖土工程問題;巖土工程手段在環(huán)境的治理中的應(yīng)用等。

參考文獻(xiàn)：

[1]繆林昌劉松玉環(huán)境巖土工程學(xué)概論北京:中國建材工業(yè)出版社2005

[2]方江華等對環(huán)境巖土工程幾個(gè)問題的探討巖土力學(xué)2005年第4期

工程地質(zhì)學(xué)論文范文第3篇

自2003年中國地質(zhì)學(xué)會工程地質(zhì)專業(yè)委員會發(fā)起建立“全國工程地質(zhì)專家?guī)臁币詠恚玫饺珖鹘绻こ痰刭|(zhì)（含巖土工程和地質(zhì)工程相關(guān)專業(yè)）行業(yè)高科技人員的積極響應(yīng)，已經(jīng)收到420余份反饋回來的專家登記表，均已錄入數(shù)據(jù)庫。“全國工程地質(zhì)專家?guī)臁币殉蹙咭?guī)模，從針對服務(wù)的行業(yè)來說，包括水利電力、鐵路交通、礦山和工業(yè)民用建筑等；從專業(yè)領(lǐng)域來說，包括工程地質(zhì)勘察、巖土工程施工、地質(zhì)災(zāi)害研究等；從遍及的單位來說，包括高等院校、科研院所、各部委直屬勘測設(shè)計(jì)院和公司等一百多家；從職稱分布來說，包括工程院院士、勘察大師、教授級高級工程師、高級工程師、教授、副教授、研究員、副研究員等；從工作職務(wù)來說，包括院長、副院長、總工程師、副總工程師、經(jīng)理、校長、系主任等。

入庫的單位及其人數(shù)情況：北京國電華北電力工程有限公司14人；長安大學(xué)地質(zhì)工程與測繪工程學(xué)院11人；成都理工大學(xué)環(huán)境與土木工程學(xué)院12人；國家電力公司成都勘測設(shè)計(jì)研究院43人；國家電力公司貴陽勘測設(shè)計(jì)研究院15人；國家電力公司昆明勘測設(shè)計(jì)研究院39人；建設(shè)綜合勘察研究設(shè)計(jì)院11人；水利部天津水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院11人；中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所17人；中航勘察設(shè)計(jì)研究院39人（這里只列出了10人以上的單位）。

2軟件功能

2.1基本功能

①顯示工程地質(zhì)（地質(zhì)工程、巖土工程及相關(guān)專業(yè)）專家基本信息，包括姓名、性別、出生年月、技術(shù)職稱、工作職務(wù)、工作單位、單位性質(zhì)、聯(lián)系方式。②顯示專家專業(yè)特長，工作領(lǐng)域。③打印專家表。④按照入庫序號、姓名和工作單位排序，方便檢索。⑤可隨時(shí)登記入庫。

2.2查詢

按照姓名、出生年月、工作單位、單位性質(zhì)、技術(shù)職稱、專業(yè)特長、工作領(lǐng)域等單個(gè)字段查詢，查詢的結(jié)果可顯示專家基本信息、專業(yè)特長和工作領(lǐng)域，打印專家表。

2.3高級查詢

多個(gè)字段的組合條件查詢，查詢結(jié)果可制作報(bào)表。

2.4數(shù)據(jù)庫維護(hù)

數(shù)據(jù)庫管理員能夠輕松完成數(shù)據(jù)庫的日常維護(hù)工作，如添加、刪除、查詢等。

專家?guī)炜捎糜谌耸聶n案管理、查找工程咨詢專家、聘請工程項(xiàng)目評審專家、查找稿件評閱人、聘任學(xué)位論文審閱人等。

3系統(tǒng)界面及功能模塊

3.1主界面

全國工程地質(zhì)專家?guī)煜到y(tǒng)主界面如圖1所示。界面包括菜單區(qū)、查詢區(qū)、信息管理區(qū)和信息顯示區(qū)。菜單包括記錄、查詢、管理員和幫助等項(xiàng)。查詢區(qū)包括單個(gè)字段的簡單查詢和高級查詢按鈕。信息管理區(qū)由基本資料、專業(yè)特長、工作領(lǐng)域、備注、全表瀏覽、打印、退出按鈕組成，點(diǎn)選不同的按鈕，信息顯示區(qū)將顯示不同的信息。

3.2高級查詢界面

點(diǎn)擊主界面窗口中查詢區(qū)的高級查詢按鈕會彈出高級查詢窗口，如圖2所示。通過該窗口可生成查詢條件、選擇結(jié)果中要顯示的字段、選擇排序字段、選擇組合查詢條件，并執(zhí)行查詢。查詢結(jié)果由查詢結(jié)果窗口（圖3）顯示出來。

3.3查詢結(jié)果窗口

點(diǎn)擊高級查詢窗口中的開始查詢按鈕就可彈出查詢結(jié)果窗口。查詢結(jié)果窗口左上部分顯示符合查詢條件的記錄，右上部分是打印全部結(jié)果按鈕和打印選中結(jié)果按鈕。下部是選中專家的詳細(xì)信息，當(dāng)點(diǎn)選左上部的不同專家，其詳細(xì)信息會改變。

3.4查詢結(jié)果報(bào)表打印窗口

點(diǎn)擊查詢結(jié)果窗口中的打印全部結(jié)果按鈕將彈出查詢結(jié)果報(bào)表打印窗口，如圖4所示。上部是打印按鈕、導(dǎo)出按鈕和縮放比例下拉列表框，中間是報(bào)表顯示區(qū)，下部是頁碼顯示和翻頁按鈕。

3.5選中結(jié)果報(bào)表打印窗口

點(diǎn)擊主界面信息管理區(qū)打印按鈕和查詢結(jié)果窗口中的打印選中結(jié)果按鈕將彈出選中專家資料報(bào)表打印窗口，如圖5所示。

3.6數(shù)據(jù)庫管理員界面

點(diǎn)擊主界面管理員菜單下的管理員登陸菜單項(xiàng)后，彈出管理員登陸對話框（圖6）,輸入帳號和密碼后，點(diǎn)擊確定按鈕進(jìn)入數(shù)據(jù)庫管理員界面（圖7）。

數(shù)據(jù)庫管理員界面由菜單、工具按鈕、專家信息編輯區(qū)和全表數(shù)據(jù)瀏覽和編輯區(qū)組成。工具按鈕包括移動記錄、添加、刪除等按鈕組成，專家信息編輯區(qū)用來編輯專家信息，全表數(shù)據(jù)瀏覽、編輯區(qū)瀏覽和編輯數(shù)據(jù)庫記錄。

4工程地質(zhì)專家?guī)煜到y(tǒng)開發(fā)

4.1數(shù)據(jù)庫

（1）信息來源

通過學(xué)術(shù)會議、信件和網(wǎng)上下載（見/xwdt-040106.htm）等途徑分發(fā)“全國工程地質(zhì)專家?guī)鞂＜业怯洷怼保占答伝貋淼脑嫉怯洷恚浫霐?shù)據(jù)庫中。

（2）創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫

在MicrosoftOfficeAccess軟件中建立專家數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫中包括的字段有：姓名、性別、出生年月、工作單位、技術(shù)職稱、工作職務(wù)、專家特長、工作領(lǐng)域、通信地址、郵政編碼、聯(lián)系電話、傳真和電子郵箱等，基本涵蓋了專家的基本信息、特長、工作領(lǐng)域和聯(lián)系方式。

（3）數(shù)據(jù)錄入

數(shù)據(jù)錄入方式有兩種方式：①在Access中錄入；②數(shù)據(jù)維護(hù)方式，即在數(shù)據(jù)庫管理員界面中輸入數(shù)據(jù)。

所有專家的信息存儲在一個(gè)數(shù)據(jù)表中，每位專家的信息在數(shù)據(jù)表中表現(xiàn)為一條記錄。

4.2系統(tǒng)功能的代碼實(shí)現(xiàn)

采用MicrosoftVisualBasic6.0作為開發(fā)工具，運(yùn)用其集成開發(fā)環(huán)境和快速應(yīng)用程序開發(fā)技術(shù)，根據(jù)軟件的功能模塊分別創(chuàng)建程序界面和窗口（圖1－圖7）。開發(fā)過程中使用了ADOData控件、DataGrid控件、DataEnviornment設(shè)計(jì)器、DataReport設(shè)計(jì)器等。

下面著重?cái)⑹龈呒壊樵兊膶?shí)現(xiàn)。在高級查詢窗口中，用戶填寫的查詢條件包括查詢結(jié)果中顯示的字段、where子句查詢條件、字段排序子句，用字符串連接生成SQL查詢語句。然后在專家數(shù)據(jù)表中查找符合查詢條件的專家記錄并在查詢結(jié)果窗口中顯示給用戶。完成高級查詢功能的程序片段如下：

PrivateSubcmdQuery_Click()

DimstrKeyAsString

DimstrSQLAsString,strsqlAllAsString

DimstrOrderSQLAsString

DimstrOrderAsString

DimintLenKeyAsInteger

DimiAsInteger,jAsInteger

''''查詢結(jié)果至少要顯示一個(gè)字段

IflstKey.SelCount=0Then

MsgBox"查詢結(jié)果中至少要顯示一個(gè)字段!",vbMsgBoxSetForeground,"缺少字段"

ExitSub

EndIf

IftxtCondition.Text=vbNullStringThen

MsgBox"請加入查詢條件！",vbOKOnly+vbInformation,"提示"

ExitSub

EndIf

''''查詢結(jié)果中顯示的字段

strKey=vbNullString

strkeys=vbNullString

Fori=0TolstKey.ListCount-1

IflstKey.Selected(i)=TrueThen

strKey=strKey&lstKey.List(i)&","

EndIf

strkeys=strkeys&lstKey.List(i)&","

Next

strKey=Mid(strKey,1,Len(strKey)-1)

strkeys=Mid(strkeys,1,Len(strkeys)-1)

''''where子句查詢條件

strWhere=vbNullString

IfLen(Trim(strQuerySQL))>0Then

strWhere="where"&Trim(strQuerySQL)

Else

strWhere=vbNullString

EndIf

''''字段排序字句

IflstOrderKey.ListCount>0Then

mstrOrderSQLs=""

intLenKey=0

Forj=0TolstOrderKey.ListCount-1

strOrderSQL=lstOrderKey.List(j)

IfoptOrder(0).Value=TrueThen

intLenKey=InStr(1,strOrderSQL,"(升序)",vbTextCompare)

strOrder="ASC"

Else

intLenKey=InStr(1,strOrderSQL,"(降序)",vbTextCompare)

strOrder="DESC"

EndIf

IfintLenKey>0Then

strOrderSQL=Mid(strOrderSQL,1,intLenKey-1)

IfmstrOrderSQLs<>""Then

mstrOrderSQLs=mstrOrderSQLs&","

EndIf

mstrOrderSQLs=mstrOrderSQLs&strOrderSQL&strOrder

EndIf

Nextj

mstrOrderSQLs="orderby"&mstrOrderSQLs

Else

mstrOrderSQLs=""

EndIf

''''字符串連接生成SQL查詢語句

strSQL="select"&strKey&"from"&"專家?guī)?&strWhere&mstrOrderSQLs

strsqlAll="select"&strkeys&"from"&"專家?guī)?&strWhere&mstrOrderSQLs

adoconnection.ExecutestrSQL

adoconnection.ExecutestrsqlAll

IfErrThen

MsgBoxErr.Number&vbCrLf&Err.Description&Err.Source,vbCritical,"SQL語句錯誤"

Err.Clear

ExitSub

EndIf

SetrecResult=NewADODB.Recordset

SetrecKeyword=NewADODB.Recordset

frmQueryResult.strSQL=strSQL

frmQueryResult.strSQL=strsqlAll

recKeyword.OpenstrSQL,adoconnection,adOpenStatic,adLockOptimistic

recResult.OpenstrsqlAll,adoconnection,adOpenDynamic,adLockOptimistic

IfrecKeyword.RecordCount<=0Then

MsgBox"沒有您要查找的記錄!",vbInformation+vbOKOnly,"找不到記錄"

ExitSub

EndIf

''''查詢結(jié)果顯示

frmQueryResult.ShowvbModal

EndSub

工程地質(zhì)學(xué)論文范文第4篇

【關(guān)鍵詞】鐵路路基，病害類型，形成機(jī)理，檢測方法

中圖分類號：U231 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

一.前言

隨著鐵路事業(yè)的不斷發(fā)展，各種各樣的鐵路病害成為分布廣并且治理難的病害，所以要了解鐵路路基病害類型和機(jī)理，并作有效的檢測，幫助提出解決措施，對鐵路路基的養(yǎng)護(hù)和治理有重要的作用意義，下面將進(jìn)一步闡述有關(guān)內(nèi)容。

二.鐵路路基病害類型及其原因

1.擠出變形

擠出變形具體表現(xiàn)為路肩隆起、側(cè)溝被擠等，是由土體強(qiáng)度不足而產(chǎn)生的剪切破壞或塑性流動引起的。

2.翻漿冒泥

翻漿冒泥分為道床性和基床性兩種。道床性是由于道床板結(jié)，阻塞路基面降水的順利排出而形成的。基床性是由于基床土質(zhì)不良，在列車荷載作用下液化成泥漿，由于荷載的反復(fù)作用形成抽吸作用，泥漿受擠壓向上冒出。其發(fā)展過程一般為道心積水階段、冒砂階段、局部翻漿冒泥階段、區(qū)段翻漿冒泥階段。

3.路基下沉

（一）主要特征和一般表現(xiàn)形式

路基下沉是指路基壓實(shí)質(zhì)量不足或基底松軟，在水和列車荷載作用下產(chǎn)生局部或較大面積的豎向變形。一般在初期運(yùn)營時(shí)，沉降變形會逐漸減小。但當(dāng)荷載增加或水滲透導(dǎo)致填料含水量增加，會使路基沉降變形加大。路基下沉可分為基床下沉、堤體下沉和基底下沉。

一般不發(fā)生翻漿冒泥，雨季下沉較快，旱季下沉較緩，道碴囊越來越深(一般＞50cm)，有時(shí)軟臥層較薄，道碴囊較淺時(shí)就發(fā)展成為擠出。軌道的水平、高低、方向有較頻繁，較大的變化，道床石碴因陷入碴囊而逐步減少，每年均須適量補(bǔ)充石碴。路塹處側(cè)溝長年呈濕潤狀態(tài)或有明顯的地下水從溝邊或溝底滲出。有時(shí)有泥漿從軌道一側(cè)的溝邊或溝底冒出。

（二）成災(zāi)機(jī)理

填方處密實(shí)度不滿足要求，堆填或碾壓不夠，路基土在自重應(yīng)力作用下發(fā)生欠固結(jié)現(xiàn)象。基底地基土存在松軟土層，其在列車荷載作用下主固結(jié)和次固結(jié)時(shí)間較長，沉降會持續(xù)發(fā)展。或是地基處理不當(dāng)導(dǎo)致的不均勻沉降，引發(fā)病害。路基各部分剛度差異，在路基內(nèi)部內(nèi)可能造成較大的附加應(yīng)力，導(dǎo)致路基發(fā)生強(qiáng)度破壞。對于剛度較小的路基，也可能產(chǎn)生較大的沉降變形。地下水位的升降，會引起起填料容重、孔壓的發(fā)生變化，特別是負(fù)孔壓，會產(chǎn)生較大的附加應(yīng)力，從而造成路基的附加沉降。另外，水的影響作用會嚴(yán)重影響基床的強(qiáng)度和變形，引發(fā)不均勻沉降變形。填料均勻性差，其顆粒組成和工程性質(zhì)差異，其產(chǎn)生的不均勻沉降變形，亦會導(dǎo)致路基本體局部開裂或沉陷。填方路基過大側(cè)向變形也是導(dǎo)致路基產(chǎn)生差異沉降的一個(gè)重要因素。

4.邊坡沖刷

指較高大的土質(zhì)路塹、路堤邊坡、岸坡(濱河、河灘、海灘和水庫(塘)的路堤邊坡)或嚴(yán)蘑風(fēng)化的軟質(zhì)巖石邊坡受到水流的沖蝕、沖刷作用而形成沖溝或沖坑為邊坡沖刷。邊坡沖刷分為邊坡淘刷和邊坡沖溝。

5.路基變坡滑塌

路基變坡滑塌指的是因?yàn)轲ね临|(zhì)邊坡表層受地表水的下滲或者受到地下水的影響，導(dǎo)致表層的土壤含水飽和，而失去了較為穩(wěn)定的邊坡層，造成了淺層變坡的坍塌或者出現(xiàn)溜滑現(xiàn)象。邊坡的滑塌造成了路堤溜坍范圍不超過軌枕端部，對于路塹地段邊坡的路基溜坍，將不會影響到路基基床的穩(wěn)定性能。

6.陷穴

指路基下及其附近存在洞穴，其坍塌可引起基床和道床突然沉落，軌道懸空，中斷行車，甚至造成列車顛覆。陷穴病害分為黃士陷穴、巖溶洞穴、鹽蝕溶洞和墓穴獸洞等。

7.滑坡

指影響路基穩(wěn)定的土(巖)體滑動。分為邊坡的深層滑動、路基滑移及山體滑坡。

8.凍害

發(fā)生在寒冷地區(qū)，如路基上為透水性較差的細(xì)粒土，當(dāng)含水量較高或基面積水，在凍結(jié)過程中，中水重新分布和聚集形成冰塊，又引起不均勻的凍脹現(xiàn)象。

9.水浸路基

指實(shí)際浸水超過設(shè)計(jì)水位的路基，被水浸或淹沒，引起一定的沉降或局部坍塌，當(dāng)路堤缺乏足夠的防護(hù)和加固設(shè)備時(shí)，導(dǎo)致路基穩(wěn)定性受到影響或破壞。

三.鐵路路基病害產(chǎn)生的機(jī)理

1.病害的發(fā)生取決于特定的地質(zhì)環(huán)境

2.病害的發(fā)生與相應(yīng)的氣候變化和列車振動荷載息息相關(guān)

前者是病害發(fā)生的內(nèi)因。后者是病害發(fā)生的外因。對某一具體的線路來講，其地質(zhì)條件是客觀存在，雖然它也在不斷地發(fā)生變化，但基本上是一種較為穩(wěn)定的量，因此，在一定程度上路基病害的發(fā)生頻率和程度將取決于氣象水文條件和列車長期重復(fù)振動荷載的影響，路基病害的產(chǎn)生和發(fā)展是各項(xiàng)因素綜合作用的結(jié)果。觀測表明，在列車輪軸荷載的重復(fù)作用下，路基的漸進(jìn)破壞主要表現(xiàn)為過大的塑性變形，這種塑性變形累積到一定程度將會使路基填土產(chǎn)生塑性流動，并產(chǎn)生路基病害。

研究表明：產(chǎn)生這些病害(破壞)的原因在很大程度上依賴于路基土在循環(huán)荷載作用下的抗剪強(qiáng)度特性，而后者與土的飽和度密切相關(guān)。隨著飽和度的增大，土的動強(qiáng)度(即經(jīng)過若干次循環(huán)加載后仍處于穩(wěn)定狀態(tài)的最大偏應(yīng)力比)將顯著降低。處于軌道下方的路基土因反復(fù)受到擠壓和固結(jié)而產(chǎn)生過大的累積塑性變形，從而形成所謂的道碴坑以及枕木下方的積水坑。尤其是在雨季，基床填土含水量達(dá)到飽和狀態(tài)，動強(qiáng)度顯著減小，從而使道床工作性能急劇下降，甚至?xí)?dǎo)致線路產(chǎn)生嚴(yán)重的不平順而影響行車安全。

四.鐵路路基病害的檢測方法

為了有效的整治鐵路路基的病害，首先要進(jìn)行準(zhǔn)確到位的病害檢測，深入的分析路基病害的原因。按照鐵路既有線路的特征，鐵路路基的檢測不能影響或者少影響列車的形式，因此需要采取的監(jiān)測手段，要最大程度上實(shí)現(xiàn)快速、準(zhǔn)確，減少因?yàn)椴『z測造成的不便可采用輕型動力觸探、地質(zhì)雷達(dá)、瞬態(tài)面波法和取土試驗(yàn)等多種手段對線路進(jìn)行試驗(yàn)檢測，具體步驟和方法如下：

1.在病害多發(fā)地段進(jìn)行開挖橫溝，查明路基的幾何特征

2.使用探地雷達(dá)法以及瞬態(tài)面波法

探地雷達(dá)法的優(yōu)點(diǎn)是能夠直觀反映出道床的幾何形態(tài)而且表層分辨率高，能夠?qū)崿F(xiàn)路基結(jié)構(gòu)分層的探明；能夠探測出路基病害的類型及程度和具置，此法可以用來分析道床、路基各個(gè)土層的地質(zhì)情況；其測量的數(shù)據(jù)為基床的電性參數(shù)，不能給出路基的力學(xué)特性。因?yàn)楦哳l信號的限制和道砟的散射，瞬態(tài)面波法表層狀況無法精確地反映出土層的真實(shí)狀況，探地雷達(dá)法很好的彌補(bǔ)了這方面的不足，而瞬態(tài)面波法能夠隨深度的變化準(zhǔn)確反映出路基土的力學(xué)參數(shù)，能夠測試到比較深的深度，彌補(bǔ)了探地雷達(dá)法不能給出路基的力學(xué)特性的不足。對鐵路線路路基病害的檢測，主要就是檢測路基表層和其下路基土的承載能力，綜合運(yùn)用兩種檢測方法，能夠?qū)崿F(xiàn)很好的檢測路基的目的。

3.對鐵路路基強(qiáng)度，路基剛度等參數(shù)的分析

重型動力觸探是進(jìn)行路基力學(xué)性能的探測為主，是按照擊數(shù)×10cm-1來標(biāo)線路基各個(gè)位置的力學(xué)性能的參數(shù)指標(biāo)，擊數(shù)越高表明路基土質(zhì)的性能越好，路基的強(qiáng)度也就越，能夠從不同深度位置來測試出不同深度下土的力學(xué)性能，以更好的進(jìn)行路基狀況的分析。輕型動力觸探與重型動力觸探原理基本上是相同的，只是重型動力觸探以擊數(shù)×30cm-1來展現(xiàn)鐵路路基，每個(gè)位置的力學(xué)性能指標(biāo)。針對現(xiàn)有的鐵路線路的特征，對現(xiàn)有路基測試要按照原位以及區(qū)段測試相結(jié)合的測試措施，這樣能夠?qū)崿F(xiàn)對既有鐵路路基的基本狀況，進(jìn)行一個(gè)綜合的評價(jià)，為鐵路路基病害的預(yù)防和處理提供實(shí)際的資料。

五.結(jié)束語

總之，鐵路路基病害的類型各種各樣，針對不同類型提出不同的檢測方法和解決措施很有必要，這樣才能徹底有效地解決鐵路路基病害，使鐵路正常進(jìn)行運(yùn)營。

參考文獻(xiàn)：

[1]許玉成．淺析路基常見病害成因及防治措施[J]．路基工程，2011(4)：64—66．

[2]彭華，張鴻儒．鐵路路基病害類型、機(jī)理及檢測與整治技術(shù)[J]．工程地質(zhì)學(xué)報(bào)，2010，13(2)：195—199．

[3]鐘輝虹.湯康民.黃茂松鐵路粘土路基動力特性試驗(yàn)研究[期刊論文]-工程地質(zhì)學(xué)報(bào)2012(5)

工程地質(zhì)學(xué)論文范文第5篇

根據(jù)土力學(xué)課程的特點(diǎn)，就如何發(fā)展土力學(xué)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，加強(qiáng)土力學(xué)教學(xué)實(shí)踐，從而提高土力學(xué)教學(xué)質(zhì)量提出一些初步想法。在土力學(xué)教學(xué)中，一個(gè)好的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐環(huán)節(jié)應(yīng)具有可操作性，基本概念清晰，工程應(yīng)用背景強(qiáng)，能激發(fā)學(xué)生興趣，具有創(chuàng)新和發(fā)展性的特點(diǎn)，從而完善理論教學(xué)效果，提高學(xué)生主觀能動性，培養(yǎng)創(chuàng)新思維和綜合解決問題的能力。文章結(jié)合案例分析得出，一個(gè)好的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐環(huán)節(jié)，能使學(xué)生對土力學(xué)學(xué)科有全面宏觀的認(rèn)識，并順應(yīng)科學(xué)研究過程，這對培養(yǎng)土建類、水利類、交通運(yùn)輸類、地礦類、地質(zhì)學(xué)類等專業(yè)學(xué)生的思維能力，提高科研素質(zhì)的綜合能力具有重要的意義。

關(guān)鍵詞：土力學(xué)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；實(shí)踐環(huán)節(jié)；綜合素質(zhì)

中圖分類號：G6420；TU43-4文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號：

10052909（2017）01014404

土力學(xué)作為土木工程、水利工程、交通工程、采礦工程、地質(zhì)工程等眾多專業(yè)大學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)主干課程，是認(rèn)知土的工程力學(xué)性質(zhì)的一門技術(shù)核心課程。由于土力學(xué)課程的特殊地位和作用，土力W的教學(xué)如何適應(yīng)新形勢，順應(yīng)改革發(fā)展的要求，是每一位土力學(xué)教師必須思考的問題[1]。隨著各建設(shè)項(xiàng)目向大型化、復(fù)雜化發(fā)展，建筑行業(yè)對相關(guān)專業(yè)人才的綜合素養(yǎng)提出更高的要求。國家提倡進(jìn)行大土木教學(xué)改革，旨在提高本科生的綜合專業(yè)素養(yǎng)、學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新思維。

2011年高等學(xué)校土木工程教學(xué)指導(dǎo)委員會《高等學(xué)校土木工程本科指導(dǎo)性專業(yè)規(guī)范》中指出[2]，以行業(yè)企業(yè)需求為導(dǎo)向，以工程實(shí)際為背景，以工程技術(shù)為主線，著力提升學(xué)生的工程素質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力、工程設(shè)計(jì)能力和工程創(chuàng)新能力。

但是目前在土力學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)過程中，出現(xiàn)實(shí)踐環(huán)節(jié)和理論教學(xué)脫軌的現(xiàn)象，比如實(shí)踐環(huán)節(jié)不能很好地激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)相關(guān)理論知識的興趣，學(xué)生也不懂得如何理論聯(lián)系實(shí)踐，從而沒能很好地對相關(guān)理論知識進(jìn)行理解，學(xué)到的知識形如散沙，學(xué)習(xí)效果并不理想。

因此，文章結(jié)合教育部“卓越工程師計(jì)劃”，重基礎(chǔ)平臺、寬口徑、突出專業(yè)

特色，針對土力學(xué)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的拓展、教學(xué)實(shí)踐等方面，結(jié)合實(shí)際訓(xùn)練談一些體會和感悟，探討土力學(xué)教學(xué)中實(shí)踐環(huán)節(jié)指導(dǎo)理論教學(xué)的可行性，以求通過實(shí)踐環(huán)節(jié)使學(xué)生對土力學(xué)學(xué)科知識有整體宏觀的認(rèn)知，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和獨(dú)立思考的能力。

一、土力學(xué)的工程特性

土力學(xué)是工程力學(xué)的一個(gè)分支，是以土為研究對象的學(xué)科。它是一門實(shí)踐性、應(yīng)用性強(qiáng)的課程[3]。土是巖石風(fēng)化以后，產(chǎn)生崩解、破碎、變質(zhì)，又經(jīng)過各種自然力搬運(yùn)，在新環(huán)境堆積或沉降下來的顆粒狀松散物質(zhì)。土力學(xué)是以力學(xué)和工程地質(zhì)學(xué)知識為基礎(chǔ)，運(yùn)用力學(xué)原理和土工試驗(yàn)技術(shù)，來研究與工程建設(shè)有關(guān)的土和土體在荷載、水、溫度等外界因素作用下的應(yīng)力、應(yīng)變、強(qiáng)度和穩(wěn)定性等特性的一門學(xué)科，是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的工程技術(shù)科學(xué)。在工程建設(shè)中，常會遇到各種有關(guān)土的工程問題，包括建筑物地基、路堤、邊坡和各種土工構(gòu)筑物，以及以土作為建筑材料、建筑環(huán)境等，都需要應(yīng)用土力學(xué)的理論和方法去解決。同時(shí)，為各類建設(shè)工程的穩(wěn)定和安全提供科學(xué)的對策，包括土體加固和地基處理等。

土的利用可以追溯至古代，遠(yuǎn)在古代人們就懂得利用土進(jìn)行工程建設(shè)。如我國西安市半坡村新石器時(shí)代遺址，就發(fā)現(xiàn)當(dāng)時(shí)人們已經(jīng)能利用土臺階及石基礎(chǔ)為簡陋的房屋考慮地基基礎(chǔ)的穩(wěn)定性問題[4]。以后如秦代用壓實(shí)法修筑馳道，隋朝用木樁，唐代用灰土基礎(chǔ)造塔等。我國東漢時(shí)的鄭玄在注釋戰(zhàn)國時(shí)的《考工記》時(shí)，就認(rèn)知到了作用力和變形之間的彈性定律，這比胡克（Hooke）定律要早1 500多年，但直到18世紀(jì)，基本還處于感性認(rèn)識階段。歐洲產(chǎn)業(yè)革命時(shí)期，隨著大型建筑物、鐵路、公路的興建和科學(xué)的發(fā)展，建立了零星的土力學(xué)理論。如1773年法國的庫倫（C. A. Coulomb）通過試驗(yàn)研究提出了砂土的抗剪強(qiáng)度公式和設(shè)計(jì)擋土墻的土壓力滑楔理論，1857年英國的朗肯（W. J. Rankine）又從不同的途徑提出了土壓力理論。這兩種土壓力理論至今仍被廣泛應(yīng)用。1869年卡爾洛維奇（Карлович）發(fā)表了世界上第一本地基與基礎(chǔ)著作。1885年布西涅斯克（J. Boussinesq）根據(jù)彈性理論求出了在集中力作用下地基中的三維應(yīng)力解析解。1900年莫爾（Mohr）提出了土的強(qiáng)度理論。20世紀(jì)初，人們在工程實(shí)踐中積累了大量的經(jīng)驗(yàn)和資料，對土的強(qiáng)度、變形和滲透性質(zhì)進(jìn)行了理論探討，土力學(xué)逐漸形成了一門獨(dú)立學(xué)科。20世紀(jì)20年代普朗特（Prandtl）發(fā)表了地基承載力理論，這一時(shí)期在邊坡理論方面也有很大發(fā)展，費(fèi)倫紐斯（W. Fellenius）完善了邊坡圓弧滑動法。經(jīng)過一個(gè)多世紀(jì)的實(shí)踐和理論研究，1925年美國的太沙基（K. Terzaghi）歸納出版了第一本《土力學(xué)》專著，1929年又與其他學(xué)者共同編寫了《工程地質(zhì)學(xué)》。從此，土力學(xué)、工程地質(zhì)學(xué)、地基與基礎(chǔ)作為獨(dú)立學(xué)科不斷發(fā)展。1936年在美國召開第一屆國際土力學(xué)與基礎(chǔ)工程會議，到2013年已舉辦

18次，在會議上，世界各地學(xué)者對本學(xué)科的研究進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)交流。

因此，土力學(xué)是把土作為建筑物地基、建筑材料或建筑物周圍介質(zhì)（環(huán)境）來研究的一門學(xué)科，主要研究土的工程性質(zhì)以及土在荷載作用下的應(yīng)力、變形和強(qiáng)度問題，為工程設(shè)計(jì)與施工提供力學(xué)指標(biāo)、評價(jià)方法以及分析計(jì)算原理，是土木、水利工程等專業(yè)重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，具有很強(qiáng)的工程應(yīng)用背景和工程特性。

二、土力學(xué)課程實(shí)踐環(huán)節(jié)

由于土力學(xué)學(xué)科的特殊性和復(fù)雜性，知識點(diǎn)廣，涉及面寬，從土的基本物理性質(zhì)和工程分類、土的滲透性、地基土中的應(yīng)力分布、土的壓縮性再到土的抗剪強(qiáng)度、地基承載力、土壓力計(jì)算、邊坡穩(wěn)定性分析等。從內(nèi)容來看，主要包含基礎(chǔ)理論與基本概念、工程實(shí)際運(yùn)用部分、試驗(yàn)與測試部分[1]。由于各章知識點(diǎn)的相對獨(dú)立性，筆者將土力學(xué)的學(xué)習(xí)過程比喻為橋梁建設(shè)，而各個(gè)章節(jié)的學(xué)習(xí)如同各個(gè)橋墩的建立過程，只有把每個(gè)橋墩都建扎實(shí)了，將橋面鋪裝好，橋梁才能發(fā)揮其作用。在這里每章的基礎(chǔ)理論就如橋墩，土力學(xué)的實(shí)踐環(huán)節(jié)就如同橋面鋪裝過程，將各個(gè)知識點(diǎn)貫穿起來。因此，如何設(shè)立合理的實(shí)踐環(huán)節(jié)充分調(diào)動學(xué)生自主學(xué)習(xí)和對學(xué)科的宏觀把握至關(guān)重要。而土壓力計(jì)算、擋土墻設(shè)計(jì)和邊坡穩(wěn)定性分析等都可提供實(shí)踐環(huán)節(jié)，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)基本理論后，進(jìn)行實(shí)際操作訓(xùn)練。

目前本科土力學(xué)教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)中大多只設(shè)立了四個(gè)基本的常規(guī)試驗(yàn)，測定土的液、塑限，通過擊實(shí)試驗(yàn)繪制土的擊實(shí)曲線，還有壓縮試驗(yàn)和直剪試驗(yàn)。四個(gè)試驗(yàn)代表著土的不同物理力學(xué)特性，是測定最基本的參數(shù)指標(biāo)。通過調(diào)研，學(xué)生普遍反映，如果沒有一個(gè)工程背景作為支撐，他們較難理解這幾個(gè)常規(guī)試驗(yàn)的意義和重要性，更多的是被動完成，而不是主動設(shè)計(jì)。故參與試驗(yàn)準(zhǔn)備、操作和進(jìn)行結(jié)果分析的主觀能動性不強(qiáng)，沒能充分達(dá)到調(diào)動學(xué)生積極性并發(fā)揮創(chuàng)造力的目的。

加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)課和適當(dāng)進(jìn)行實(shí)踐性環(huán)節(jié)的改革對提高教學(xué)質(zhì)量非常有效。對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果要進(jìn)行合理的分析，勤于思考，善于總結(jié)，才能有所發(fā)現(xiàn)，有所進(jìn)步[5]。通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)，加深對土力學(xué)基礎(chǔ)理論知識的理解，這樣大大提高了土力學(xué)的教學(xué)質(zhì)量和學(xué)習(xí)效果[6]。因此，在教學(xué)環(huán)節(jié)中，我們嘗試了一些開放性的實(shí)踐環(huán)節(jié)，在學(xué)習(xí)土力學(xué)的基本知識后，除了完成常規(guī)試驗(yàn)，還要參與一些競賽，開展開放性的設(shè)計(jì)課題，讓學(xué)生自主搜集資料，自己設(shè)計(jì)解決問題的技術(shù)路線，自己進(jìn)行驗(yàn)和優(yōu)化設(shè)計(jì)。目前已經(jīng)開展了加筋擋墻設(shè)計(jì)、邊坡失穩(wěn)試驗(yàn)等多種趣味性強(qiáng)的實(shí)踐環(huán)節(jié)，收獲頗豐。下面將結(jié)合加筋擋墻設(shè)計(jì)的課題談?wù)剬W(xué)生在這次實(shí)踐環(huán)節(jié)中的完成過程和理論聯(lián)系實(shí)踐的訓(xùn)練。

三、案例分析

為了實(shí)踐實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)對學(xué)生所起的作用，通過組織學(xué)生參加加筋擋土墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大賽，為土力學(xué)的實(shí)踐性環(huán)節(jié)提供了很好的機(jī)會。該課題合理之處在于其可以充分利用土力學(xué)各章理論知識，提高學(xué)生解決實(shí)際工程問題的能力，使學(xué)生了解土壓力計(jì)算、擋墻設(shè)計(jì)和土坡穩(wěn)定計(jì)算等理論知識在解決加筋擋墻設(shè)計(jì)中的重要性，調(diào)動學(xué)生自主學(xué)習(xí)的興趣。加筋擋墻設(shè)計(jì)優(yōu)化作為一個(gè)開放的課題，其答案的多樣性，可充分引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行大膽想象，充分表達(dá)個(gè)人想法并愿意為自己的想法付出實(shí)踐。下面是在設(shè)計(jì)過程中的體會。

（1）剛開始給學(xué)生布置該課題時(shí)，學(xué)生不知道該如何突破和入手。我的建議是要充分理解擋墻設(shè)計(jì)的核心，即通過合理的錨桿布置（實(shí)驗(yàn)中用筋帶進(jìn)行模擬）平衡擋墻土壓力，從而使擋墻處于穩(wěn)定狀態(tài)。因此，學(xué)生先結(jié)合本科土力學(xué)中土壓力的計(jì)算部分，還有擋土墻的設(shè)計(jì)和土坡穩(wěn)定分析的相關(guān)理論知識，進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。

（2）接著為了完成相關(guān)實(shí)驗(yàn)，

根據(jù)大賽要求制作模型箱，并為保證模型箱拆卸方便，構(gòu)思了多種模型箱設(shè)計(jì)方案

，最后各側(cè)板之間通過錨栓連接，底板上安裝固定銷釘，各側(cè)板底部打孔，直接插入底板。在模型箱設(shè)計(jì)過程中，學(xué)生充分聯(lián)想了日常物品的連接方式，從而順利完成模型箱制作。接著為了完成本次實(shí)驗(yàn)，學(xué)生也聯(lián)系了相應(yīng)砂子生產(chǎn)廠家，了解中粗砂的規(guī)格，充分調(diào)動了學(xué)生自主參與的積極性。

（3）根據(jù)設(shè)計(jì)要求，需要學(xué)生自主完成多個(gè)常規(guī)試驗(yàn)，為進(jìn)行本次加筋擋墻設(shè)計(jì)提供材料參數(shù)。比如，對砂樣進(jìn)行基本的物理性質(zhì)參數(shù)測定，包括篩分試驗(yàn)、密度測定等。力學(xué)強(qiáng)度測定包括砂土的直剪試驗(yàn)、確定內(nèi)摩擦角，以及筋材的抗拉強(qiáng)度測定等。

（4）在理論計(jì)算方面，學(xué)生自主查閱TB 100025―2006《鐵路路基支擋結(jié)構(gòu)技術(shù)設(shè)計(jì)規(guī)范》等多個(gè)規(guī)范，進(jìn)行加筋土擋土墻土壓力計(jì)算、下滑力和抗滑力計(jì)算、全墻抗拔穩(wěn)定驗(yàn)算等，能結(jié)合自己提出的布筋方案，建立布筋優(yōu)化方案的目標(biāo)函數(shù)，從而為整個(gè)課題的完成提供扎實(shí)的技術(shù)路線支持。

（5）在實(shí)驗(yàn)方面，為了觀察砂樣擋墻在不加筋帶下的自穩(wěn)定狀況，學(xué)生首先做了無筋帶下砂土的滑裂面分析和砂土自然休止角的測定，直觀上認(rèn)識了無粘性土滑坡的過程。通過強(qiáng)度較低的紙板作為擋墻，也直觀上看到了墻后土體的土壓力分布狀況，以及不同深度的變形狀況。

（6）隨著實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行，學(xué)生興趣越來越高，查閱了相關(guān)加筋土工方面的文獻(xiàn)資料，了解了加筋土加固機(jī)理。讓學(xué)生初步嘗試布置直線型的筋帶進(jìn)行試驗(yàn)，模擬加筋擋墻過程，不斷調(diào)整筋帶總層數(shù)和各層筋帶的數(shù)目、尺寸等，通過豎向加載直至擋墻破壞，從擋墻后砂土的破壞類型以及筋帶的破壞來判斷筋帶布置的合理性。

（7）通過大膽嘗試，學(xué)生提出了多種筋帶類型和布置方案，比如采用筋帶末端彎起成U形或V形，末端采用擴(kuò)大頭的加筋布置等，體會了加筋復(fù)合體的作用。在這個(gè)過程中，學(xué)生能聯(lián)系工程實(shí)際，考慮筋帶布置時(shí)的經(jīng)濟(jì)合理性，培養(yǎng)學(xué)生全面理解問題能力，提高其抓住問題癥結(jié)并各個(gè)擊破的能力。

（8）最后通過完成一個(gè)完整的計(jì)算書來表達(dá)自己的設(shè)計(jì)思路和方案，鍛煉學(xué)生組織整理實(shí)驗(yàn)課題報(bào)告的能力。在此過程中學(xué)生對本科土力學(xué)的基本理論知識有了更全面和系統(tǒng)的理解。

在加筋土擋墻設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，若不考慮筋帶，通過設(shè)置擋墻面板的位移狀態(tài)，可以來模擬邊坡失穩(wěn)的主動狀態(tài)和被動狀態(tài)，從而使學(xué)生結(jié)合課本知識，直觀了解邊坡失穩(wěn)過程以及滑裂面的形成。

在此開放性試驗(yàn)中采取4人一組，利用的是課外學(xué)時(shí)，加筋土擋墻設(shè)計(jì)為4學(xué)時(shí)（包括計(jì)算和操作的整個(gè)過程），邊坡失穩(wěn)試驗(yàn)為2個(gè)學(xué)時(shí)（主要是操作環(huán)節(jié)）。上述結(jié)合土力學(xué)課程開展的實(shí)踐環(huán)節(jié)，學(xué)生反映學(xué)習(xí)效果很好，提高了學(xué)生的探索和創(chuàng)新能力，并為本科生的畢業(yè)設(shè)計(jì)和論文研究打下了良好的基礎(chǔ)。

四、結(jié)語

教學(xué)中通過不斷嘗試和學(xué)生的反饋，我們看到實(shí)踐環(huán)節(jié)的合理性可以大大促進(jìn)理論教學(xué)部分的成效。更可喜的是，雖然開放實(shí)踐課題結(jié)束了，但是學(xué)生總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的熱情不減，仍然能認(rèn)真分析實(shí)驗(yàn)各個(gè)環(huán)節(jié)和數(shù)據(jù)結(jié)果，加深了對土性質(zhì)的認(rèn)識，增強(qiáng)了對巖土工程的興趣，為培養(yǎng)巖土工程專業(yè)的研究生和巖土工程的從業(yè)者打下了基礎(chǔ)。土力學(xué)是一門實(shí)踐性非常強(qiáng)的基礎(chǔ)課程，理論知識為主，但通過能力培養(yǎng)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新思維，對理論知識有整體宏觀的認(rèn)知和運(yùn)用才是人才培養(yǎng)的根本。教學(xué)中重視實(shí)踐環(huán)節(jié)課題的設(shè)置，使課題具有可操作性、工程性、趣味性和發(fā)展性，這樣才能真正使學(xué)生成為課程學(xué)習(xí)的主角，充分調(diào)動他們對學(xué)科理論知識學(xué)習(xí)的積極性。作為教師，在整個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié)中，應(yīng)該起到指導(dǎo)作用，授之以漁，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維方法，這樣土力學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué)才能真正發(fā)揮其作用。參考文獻(xiàn)：

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Abstract：

According to the characteristics of soil mechanics course， this paper discussed some preliminary ideas on how to develop soil mechanics experiments， strengthen the teaching practice and further more to improve the teaching quality. A good experimental training should be operable with clear basic conception，should have an engineering application background， can stimulate the students’motivation， and should have the characteristics of innovation and development. So as to improve the theory teaching effect， improve the students’ initiative， and students’ innovative thinking and problem solving bined with case analysis， this paper presented that a good experimental training can make the students have comprehensive understanding of the basic theories and master the scientific research process， which is of great significance in fostering students’ thinking and comprehensive ability in civil engineering， water conservancy， transportation， mining， geology and other professional fields.