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浅谈地质工程与结构工程的专业结合

2017-10-21杨露江陈功

科技风 2017年8期
关键词:岩体受力岩土

杨露江 陈功

摘 要:地质工程为主要研究地质灾害防治与保护、地质灾害预警、特种岩土工程、岩体力学及岩体工程的一门学科;结构工程为主要研究高层与大跨结构设计理论和方法、建筑项目施工管理与工程监理、结构抗风行为、结构安全性与耐久性的一门学科。按照传统思维,地质工程与结构工程两类不同专业,无法有机结合在一起,且研究对象、研究目的、研究方法及社会应用价值都大相径庭。首先介绍地质工程专业研究方向与培养目标,其次介绍结构工程专业研究方向与培养目标,然后就地质工程与结构工程专业结合提出思路与看法,最后得出相关结论。

关键词:地质工程;结构工程;专业研究;地质灾害;防灾措施

一、地质工程概述

地质工程为主要研究地质灾害防治与保护、地质灾害预警、特种岩土工程、岩体力学及岩体工程的一门学科。地质灾害主要包括有山体滑坡、泥石流、崩塌、碎屑流、堰塞湖、地面塌陷、地裂缝、地面沉降等;岩土工程及岩体工程主要包括有路基、建筑边坡、桥台边坡、隧道工程、水利水电工程等。

地质工程的培养目标为使学生掌握分析地质灾害形成机理的能力,计算分析地质灾害形成及影响的能力,对地质灾害预先监控及防范处置的能力,对地质灾害采取防治措施的能力,对已发生的地质灾害破坏进行减低人员伤亡、减少经济损失、采取保护措施的能力。

地质工程以前属于土木工程一级学科大类中的一门专业,后经专业调整划分至地质资源与地质工程一级学科。

二、结构工程概述

结构工程为主要研究高层与大跨结构设计理论和方法、建筑项目施工管理与工程监理、结构抗风行为、结构安全性与耐久性的一门学科。结构工程主要包括有工业与民用建筑工程、桥梁与隧道工程、轨道交通工程、特殊专业塔式工程等。

结构工程的培养目标为使学生掌握结构受力计算分析,掌握结构抗震与抗风设计原理,掌握结构振动计算分析原理,掌握结构工程施工技术,掌握建筑项目工程运营管理,掌握结构可靠性和可靠度计算,掌握结构工程检测鉴定与维修加固的能力。

结构工程属于土木工程一级学科大类中的一门专业,结构工程主要研究对象以工业与民用建筑为主,由于在土木工程一级学科大类中还划分有桥梁与隧道工程,笔者认为虽然结构工程与桥梁工程的研究对象、研究目的、研究方法、施工工艺、承担作用等有所区别,但结构工程与桥梁工程有专业交叉、学科相通与相近之处。

三、地质工程与结构工程有机结合

由于地质工程主要研究地质灾害防治与保护、地质灾害预警、特种岩土工程、岩体力学及岩体工程;结构工程主要研究高层与大跨结构设计理论和方法、建筑项目施工管理与工程监理、结构抗风行为、结构安全性与耐久性。

按照传统思维,地质工程与结构工程两类不同专业,无法有机结合在一起,且研究对象、研究目的、研究方法及社会应用价值都大相径庭。然而笔者认为地质工程与结构工程能够有机地结合在一起,且掌握好结构工程专业后,利用岩土工程学所学知识将结构工程專业应用于地质工程专业中,大有用武之地。

现就地质工程与结构工程有机结合的观点提出如下三点思路:

1)如前所述,地质工程为主要研究地质灾害防治与保护、地质灾害预警、特种岩土工程、岩体力学及岩体工程的一门学科。在地质灾害防治与保护工程中,需采用各种不同的或结合采用各种复合型地质灾害防治或治理措施,如常见的抗滑桩、挡土墙、预应力锚索体系、格构锚固、抗滑键、导流槽、拦截坝、防护网、预应力锚杆、土钉墙等,上述地质灾害防治或治理措施均可简化为某种特殊类型的结构,如抗滑桩可简化为作用在地基上的弹性地基梁以进行结构受力计算分析,又如预应力框架式格构锚固可简化为作用在边坡上的连续梁以进行结构受力计算分析,再如防止落石、坠石所使用的柔性防护网可简化为网壳结构进行结构受力计算分析。

2)在结构工程的地基与基础工程中,如房屋建筑工程中的独立基础、筏板基础,桥梁工程中的桩基础、沉井基础等,基础与地基相互作用,其本质即为结构与岩土之间的相互作用效应问题,即又可归结至地质工程专业中来,以地质工程中的岩土工程与岩体工程来进行研究计算。

3)无论地质工程还是结构工程,都会涉及到岩质、土质等自然或工程材料,以及钢筋、混凝土、预应力等工程材料,其材料共性在于,材料在受力较小时发生线性变化,在受力较大时发生非线性变化、甚至可能发生开裂、屈服、破坏、失稳等现象。

四、结语

地质工程与结构工程专业能够有机结合在一起,重点应解决结构与岩土体之间的相互作用、荷载简化、结构计算模型简化、结构荷载简化等问题,对地质灾害防治措施结构的受力计算分析可利用解析计算分析、数值模拟计算分析、室内物理模擬试验等方法予以解决。应综合采取上述三种方法验证计算分析结果,并做相应调整修正,最终得出最为理想、可靠的计算分析结果。

*通讯作者简介:

陈功(1982-),男,汉族,四川自贡人,成都纺织高等专科学校建筑工程学院专职教师,讲师,博士研究生,研究方向:结构工程、工程管理。

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