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岩土工程技术及其未来发展简述

2018-08-10杜旭阳

科学与财富 2018年16期
关键词:岩土工程

摘 要:岩土工程指有关岩石或土的利用、整治或改造方面的科学技术,以土体以及岩体为主要的研究对象,是一门综合性的应用类科学与技术。本文对岩土工程的技术发展进行了分析和讨论,分别对其类别:岩土地基工程、岩土边坡工程、岩土支护工程和岩土洞室工程以及岩土环境工程进行了分析探讨,做出简要的概述。对岩土工程未来需要面临的主要挑战和需要注意的发展问题给出了建议,岩土工程对城市的现代化建设以及社会经济的发展起到了关键的作用,本文最后对岩土工程的未来发展做出了美好展望。

关键词:岩土工程;技术类别;挑战与机遇

1.引言

岩土工程是指在社会工程建设当中,一切有关岩石或者土的利用、整治或改造方面的科学技术,借此技术来解决与岩体与土体工程相关的问题,包括边坡和地下工程,地基与基础相关的等等一系列的问题,都是岩土工程科学与技术的研究对象。岩土工程是土木工程专业的一个重要分支,它的研究对象是土体以及岩体,是一门综合性的科学与技术。岩土工程的作用是利用勘测的手段对场地的稳定性以及建构筑物的适当性,以及周边环境的演化性进行服务和评价,同时还能够进行论证和检验。岩土工程的勘测结果能够为我们提供设计施工的基本资料的可靠性程度并给予一些科学合理的原则性建议。

岩土工程的设计具有十分明显的自然条件依赖性。岩土工程的施工需要考虑到施工的条件,一般来说,岩土工程的施工工程条件比较差,施工的工期比较长,并且工程费用也很高,岩土工程的施工风险大,施工临时条件变化多,并且一旦开始施工,计划难以更改。因此,在岩土工程的设计当中,需要重点参考设计的意图,要慎重组织人力和物力,要科学安排资金,尽量做到质量高、效率高、施工安全以及环境保护性强等原则。岩土工程的管理机制要在技术决策系统与指挥服务系统之间建立起灵活和有序并且有效协调的激励机制以及运行管理机制。在岩土工程的设计进行当中,要重视其工程的计划性、准确性以及及时性和系统性,同时还要考虑到工程建设的经济性和效益性。既能够立足于岩土工程的工程对象,又能够放眼于理论的发展和经验的总结。

2.岩土工程技术及工程问题概述

岩土工程按照其工程的类型可以分为以下几类:岩土地基工程、岩土边坡工程以及岩土支护工程和岩土洞室工程以及岩土环境工程。下面对这几种类别分别进行简述。岩土地基工程是将地基和基础以及其上部结构看做是一个共同作用的结构系统,根据其变形的稳定性,以及其强度的稳定性和渗透的稳定性等等多种要求,对地基的土质类型例如黄土、软土、冻土、膨胀土、以及海洋土、填土等等,同时对地基所在的区域,例如泥石流区域、岩溶区域、地震区域以及采空区域等等的实际特殊情况进行研究分析,从地基体系的方方面面的增稳措施当中进行筛选,来选择出最安全、最先进并且最为经济的一种组合工程方案。岩土边坡工程是针对于工程边坡如填方以及挖方、天然边坡等等的稳定特性进行研究分析,对力、水以及土三大影响因素进行分析,将工程经验以及工程措施和力学理论分析相互有机结合,从而能够判定并且保证边坡工程在工期以内以及在运行期间等多种情况下的稳定性和安全性。岩土洞室工程主要应当重点考虑衬护结构的设计以及成洞的施工技术设计,这两种技术需要进行有机的结合。岩土支护工程在这些工程当中比较引人注目,得益于其建筑工程当中的发展方向逐渐走向重、大、深的前景。该工程能够将桩、板、墙、撑这一类的传统技术和新兴的锚、网、喷、衬,与岩土技术当中的固化技术和水科学工程当中的引排工程相互结合。衬护结构的设计关键在于用荷载结构法时正确考虑山岩的压力问题,这个因素会受到地质条件以及工程施工因素的影响,其支护的时间能够对松动压力和變形压力的大小起到直接的影响作用。当用有限单元法进行设计时其关键是要考虑结构面作用以及结构材料的构成关系等问题,这个因素通常会对工程设计的成果起到关键的作用。岩土环境工程从岩土工程出发,对岩土环境进行适应、治理以及保护,在当前的环境问题当中,岩土工程都能发挥其重要的作用,并对环境问题贡献力量。

中国地大物博、幅员辽阔,陆地面积以及海洋面积十分广阔,地质构造比较复杂,也因此会在岩土工程方面具有很大的潜力。我国的岩土工程技术的发展是追随者工程建设的飞速进而开始发展的,在最近的十几年来,岩土工程发展迅速,有着全面并且现代化的工程技术气息,例如我国多个城市地铁工程的建设,就能够从侧面显著反应出我国岩土工程技术的进步。我国的建设行业已经进入了比较稳定的发展时期,在未来的建设当中,岩土工程主要面临的挑战是:要重点考虑工程效率的提高、要紧抓工程的质量,同时要注意对环境的保护。为了迎接这三个发展的主要挑战,岩土工程的未来建设要适合我国的国情变化,要积极借鉴世界先进国家的工程经验,同时也要考虑创新。工作的重点可以考虑以下几个方面,首先是要考虑岩土的工程性质以及针对其工程的测试技术的开发与研究问题;然后是要考虑灌注桩的问题,成桩新技术以及新工艺和新设备的发展都是未来的热点研究方向之一;同时可以考虑一下对现有的地基技术的完善工作,开发一些新的地基处理技术和工艺,对于不同的地层和不同的承载力的要求,进行各种类型的增强体的复合地基处理技术;对于不同的地质以及水文环境等条件,都要积极开发基坑的支护技术;最后,地下工程施工技术也需要大的发展空间,地下空间的开发与利用以及地下交通技术工程的推进,都是未来我国城市迈入现代化的必经之路,也是未来城市建设的重点之一。城市的发展在一定程度上受到地下工程的科学技术水平发展的制约。环境岩土工程的发展也需要进行推进,基坑的开挖以及地下的交通线,以及市政管线的施工等等多种活动都能够对地面以及建筑物的变形和地下渗流变化等等产生影响,地下水水位的下降以及地裂活动、泥石流以及洪水和风暴等活动都会对地下工程的安全性以及稳定性产生不利的影响。

综上所述,岩土工程在我国仍有很大的发展前景,岩土工程是一门应用科学,服务于工程建设。岩土工程的发展与我国城市的现代化建设息息相关,未来岩土工程科学的发展仍会面临很多挑战,但也会迎来很多发展机遇,所谓机遇与挑战共存。岩土工程的研究工作仍要持续进行,期待其发展水平的迅猛提升。

参考文献:

[1] 丁玉琴, 张永兴, 何跃. 岩土工程中的科学哲学思想及应用[J]. 高等建筑教育, 2006, 15(1):16-19.

[2]黄伟. 岩土工程中的方法论[J]. 平顶山工学院学报, 2008, 17: 62-64.

[3] 杨伟军, 赵传智, 施楚贤. 土木工程结构可靠度理论与设计[M]. 北京: 人民交通出版社, 1999.

作者简介:

杜旭阳(1997.10.05-),男,汉族,河南省登封市,本科在读,研究方向:岩土工程

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