時間：2022-02-27 08:40:03
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇巖土工程專業論文，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
中圖分類號：K826.16 文獻標識碼：A 文章編號：
隨著社會經濟的發展，巖土工程的規模也在逐漸壯大，不管是工程管理還是在勘察方法、計算機輔助軟件、勘察報告編制等方面都有了很大的進步，而科技的進步更使得這些發展狀況不斷完善。巖土工程勘察的目的是為設計、施工提供地質勘察成果及各項巖土工程參數，是建設工程中不可或缺的重要環節。按基本建設程序要求，各項工程建設在設計和施工之前必須進行巖土工程勘察，勘察成果的質量將直接影響建設項目的工程安全和工程造價。一份高質量的巖土工程勘察報告在滿足相應規范的基礎上，不僅要真實客觀地反映勘察場地的地形、地貌、地層構造、地下水、巖土性質和不良地質現象等問題，更重要的是應該進行正確合理的巖土工程分析評價，提供合理可信的巖土工程參數和建議。《巖土工程勘察規范》和《建筑地基基礎設計規范》已實施4年多，將巖土工程勘察中常見問題加以歸納、分析，并對其產生的原因進行探討，便于提高勘察技術水平，保證勘察成果質量。我們在對設計意圖和設計要求、建筑物的荷載情況進行充分了解的情況下，以及在巖土工程的實施過程中，應根據工程項目的具體要求，對于可以遇到的問題，給以充分的論證和分析，尤其是勘察工作中的若干問題。下面，就對這些問題進行探討。
一、巖土工程勘察中的常見問題論文
1.1勘察依據不充分、目的不明確
實踐證明，只有設計意圖明確，才能科學合理的布置工程量，解決工程設計和施工中的巖土工程問題。但在工程實際中，有不少勘察工作不完善、不具體，例如，擬建工程的結構形式、規劃地坪標高、勘探點坐標等情況不清，這些都是因為勘察單位的技術不足引起的，加上勘察單位對工程所涉及的公眾利益安全不夠重視，忽視了工程施工中可能會遇到的各種地質危險和地貌問題，例如，某項工程勘察報告中提到該施工工地上有多個鉆孔遇到防空洞，防空洞與地下室的地板之間僅3m的距離，可是在勘察平面圖上卻沒有標識，相關人員也沒有對勘察報告進行核實。又如某一住宅小區原有的地貌為山地丘陵，人工漁塘較多，是建設單位在堆填后進行開發的，在勘察過程中，某勘察單位沒有對原有地貌進行詳細的勘察，也不向附近居民訪問，在后來施工中發現的其地理情況與勘察報告中大相徑庭，原來建筑物的所有鉆孔均布置在塘堤上，導致業務不得不對工程項目進行變更。
1.2勘探點深度
各建筑基礎結構和形式都有所不同，其勘察的深度也不同，如5-6層磚混結構住宅，通常的勘探孔深為15m，而在地質較好的密實碎石土及基巖區可以減少勘察的深度。而對于多層結構的商場，高度較大的地下室，其建筑的柱網荷載較大，基礎面積大，甚至可能采用樁基，尤其在細土平原區地區，由于可能存在軟土層，僅15m是無法滿足要求的。相反，如果在碎石區，對2-3層的建筑物，有點勘察隊伍也采用15m的勘察深度，最后造成不必要的浪費。
1.3勘察測試手段、方法的不適宜
由于技術、素質等方面的限制，一些勘察單位對勘探裝備、勘探手段、取樣方法的適宜性沒有引起重視。例如，在碎石土層中進行標準貫入試驗，圓錐動力觸探試驗不連續、不提供綜合修正結果，勘察人員還沒有清楚孔內的廢土就開始貫入，這導致原位測試結果和現場測試會出現差異。在巖層中鉆進時，無巖芯采取率，導致勘察人員無法了解其鉆探效果。
1.4勘察綱要編制不完整
一些勘察單位的勘察剛要不完整，有的甚至沒有審查過就開始施工，也沒有勘察平面圖，有的單位甚至沒有勘察剛要，或者責任人簽名或儀器編號填寫不全。一些單位的勘察原始資料沒有真正落實審核，少數單位原始資料歸檔制度不完善，有的原始資料缺失，這些問題都將導致勘察問題的發生，影響巖土施工。
1.5忽視生態環境的論證
由于勘察單位對巖土工程設計、施工論證不足，導致巖土施工的質量受到極大影響。例如，一建筑場地四面緊鄰高層建筑物或馬路，而勘察隊伍在對這塊場地勘察時，除了按高層建筑巖土工程勘察規定的一般要求進行外，還要重點對施工中可能對周圍的環境造成的影響進行論證，可是很多勘察單位卻忽視了這方面的工作，導致整個勘察結果無法適應施工要求，嚴重時還會導致工程變更，反而造成很大的經濟損失。
1.6地下水位觀測論文
地下水位量測應該和各勘探點同時進行，而測量時間也應該在最后一個鉆孔施工完成的24h后進行，測量內容主要包括地下水的開采情況，水位量測應與鉆孔坐標、標高回測相結合。但在工程實踐中，對鉆孔(探井)中水位的量測，沒有全面考慮到附近有無抽水井及地下水溢出的陡壁，這樣測量出來的結果無法真實的體現地下水位情況，嚴重的話，還會給巖土工程帶來很大的麻煩。
1.7試樣采取
在試樣采集中，對其工作要求沒有進行嚴格規范，原狀樣高度不夠，數量和質量也不到位，導致土質中的大量水分流失，有時用于顆分或土鹽化學分析的碎石土試樣，造成多為大顆粒,影響對實際級配的定性或土鹽化學分析的準確性。采取地下水試樣時，鉆孔才終孔即采取，這種水樣成分無法代表地下水的真實成分。
二、結束語
總之，地質勘察對于巖土施工來說是十分重要的，因此，勘察單位應采取一切有效措施，加強勘察管理，提高勘察質量。文章主要論述了巖土工程勘察應注意的問題，希望能為工程勘察提供一些意見。
參考文獻:
關鍵詞：巖土工程；數字化勘察；應用方法
中圖分類號：TU198+.2
文獻標識碼：A
文章編號：1672-3198(2009)13-0298-01
1 引言
巖土工程勘察是工程設計的先決條件。一般巖土工程信息，包括地形地貌、地層界面、斷層、地下水位、風化層厚度以及各種物探、化探資料，這些資料只是一些離散的數據，巖土工程技術人員較難直接利用它們再去分析場地中工程地質參數的分布規律，更何況傳統的巖土工程資料分析和解釋一般都局限于二維、靜態的表達，這種表達描述空間構造起伏變化的直觀性差，往往不能充分揭示它們空間變化的規律，難以使人們直接、完整、準確地理解，也就越來越不能滿足工程的空間分析要求。
隨著計算機圖形處理技術的完善，已經完全可以集成以巖土工程建模、巖土工程數字化、巖土工程數據庫管理、巖土工程特性分析、巖土工程地質解釋以及空間分析和預測、地學統計和圖形可視化的一體化系統，繼而發展成為現代化、信息化為一體的巖土工程勘察數字化新體系。本論文就將主要對數字化的巖土工程勘察進行簡單的探討，以期和同行分享。
2 巖土工程勘察方法概述
2.1 傳統的巖土工程勘察方法存在的問題
(1)勘察資料過于地質化。
由于部門長期的條塊分割，勘察、設計分散作業，加之巖土工程規范制定和新技術、新方法應用的滯后，以及專業設置過細，巖土工程本身的特殊性等原因，設計與勘察之間脫鉤多，使得勘察提供的巖土工程信息通常以設計人員難以理解的形式出現，而且勘察也較難參與設計的全過程；設計人員也因知識的局限，很難深層次理解巖土工程勘察信息，因而勘察成果在設計中的轉化率較低，造成許多不應有的浪費和損失
(2)數字化地圖與數字化設計系統間不夠貫通。
地形圖是設計系統的底圖或稱基礎數據，由于數字化地圖中的某些環節技術條件不成熟，與CAD設計軟件的接口不匹配，很難順利實現對接，設計系統不得不重新將勘察資料數字化，影響了設計系統CAD的推廣應用。
(3)勘察信息數字化程度低。
勘察部門提供的勘察信息往往以圖紙、表格、文字等形式為主，內容上定性描述較多。這一方面造成設計人員對于勘察信息難于準確理解，另一方面造成對勘察信息處理、利用上的困難。
2.2 數字化勘察技術概述
數字化巖土工程勘察是指應用當代測繪技術、數據庫技術、計算機技術、網絡通信技術和CAD技術，通過計算機及其軟件，把一個工程項目的所有信息(勘察、設計、進度、計劃、變更等數據)有機地集成起來，建立綜合的計算機輔助信息流程，使勘察設計的技術手段從手工方式向現代化CAD技術轉變，作到數據采集信息化、勘察資料處理數字化、硬件系統網絡化、圖文處理自動化，逐步形成和建立適應多專業、多工種生產的高效益、高柔性、智能化的工程勘察設計體系。該技術體系用系統工程觀點，把勘察、設計的圖紙、圖像、表格、文字等以數字化形式存貯，供各專業設計使用。
3 數字化巖土工程勘察應用實現的關鍵技術探討
3.1 巖土工程數字化建模方法
巖土工程地質建模的方法目前采用的主要有表面模型法，表面模型法(也叫數字表面模型)的歷史較早，它的基本內容就是通過精確的表示出工程地質體的外表面來表示均質地質體的建模方法，也是目前廣泛使用的建模方法。表面模型法的數據來源是通過測點獲得的一系列離散的測點資料，包括測點的幾何特征數據和屬性特征數據，然后利用數據解釋結果重構地質體界面。可以抽象為把一系列同屬性的點按照一定的規則連接起來，構成網狀曲面片，進而確定整個地質體的空間屬性，有很多方法用來表示表面，常用的方法主要有數學模型法和圖示模型法，本論文主要討論圖示模型法。常用的圖示模型法有邊界表示法、規則格網法、等值線法、不規則格網法等，其中不規則格網法是本系統選用的模型表示法，將做詳細分析討論。
不規則格網法(TIN)是將區域內有限個點將區域劃分為相連的三角面網絡。區域中任意點落在三角面的頂點、邊上或三角形內，如果任意點不在頂點上，則該點的數字屬性值通常通過線性插值的方法得到(在邊上用邊的兩個頂點的高程，在三角形內則用三個頂點的高程)，所以TIN是一個三維空間的分段線性模型，在整個區域內連續但不可微。有許多種表達TIN拓撲結構的存儲方式，這里采用一個簡單的記錄方式是：對于每一個三角形、邊和節點都對應一個記錄，三角形的記錄包括三個指向它三個邊的記錄的指針，邊的記錄有四個指針字段，包括兩個指向相鄰三角形記錄的指針和它的兩個頂點的記錄的指針；也可以直接對每個三角形記錄其頂點和相鄰三角形。每個節點包括三個坐標值的字段，分別存儲X，Y，Z坐標。這種拓撲網絡結構的特點是：對于給定一個三角形，查詢其三個頂點屬性和相鄰三角形所用的時間是定長的。它在沿直線計算地形剖面線時具有較高的效率，當然可以在此結構的基礎上增加其它變化，以提高某些特殊運算的效率。
3.2 數字化巖土勘察工程數據庫系統
基于GIS的巖土工程勘察涉及到的原始數據主要為地理信息方面的空間數據和非空間數據，數據來源包括：
(1)基礎地理數據這些數據主要包括：
①自然區劃圖。
該圖反映被研究區域的地理區劃、河流、道路、居民區、山川、公共設施等等自然地理信息。
②地形、地貌圖。
該圖反映被研究區域的自然地貌情況。
(2)巖土工程勘察數據這些數據主要包括：
所研究區域的工程地質勘探資料。
經過篩選、處理的各勘探點包括地理、環境、土的物理力學指標在內的所有信息。
各類建筑場地的地層信息，比如液化等級、液化指數、特征周期、年代、沉積相等。
結合上述分析，數字化巖土勘察工程數據庫系統可以按以下幾個步驟實施構建：
①巖土工程勘察數據庫的概念模型設計。
巖土工程勘察數據庫管理作為巖土工程勘察數字化系統的一項基礎工作是一個數據密集、處理復雜的數據庫應用問題，為了能獲得反映信息世界的概念性數據模型，將與實體和聯系相關的功能與行為剝離出來，僅從現實世界中實體的數據側面來建立模型即研究數據對象與屬性及其關系，并在此基礎上建立相對應的數據庫表結構。
②數據庫建立實現。
巖土工程一體化系統的數據有三類：用戶輸入的原始數據、系統生成的中間數據及最終數據。原始數據由測點數據組成，而測點數據又由測點幾何屬性數據(位置)和測點信息屬性數據；中間數據包括根據原始數據系統自動生成的地層層面等值線模型、三維表面模型、剖面模型等，根據這些模型可以生成用戶需要的各種圖件，還可以進行各種信息查詢操作；最終數據種類繁多，主要是根據用戶需要由中間數據生成，包括圖形資料和文檔資料(如地質勘察報告等)。
【關鍵詞】建筑工程;巖土勘察;地基處理
前言：我國建筑巖土勘察技術經過近年來的不斷發展，取得了一定成就，同時也積累了豐富經驗，然而現目前，我國建筑巖土勘察技術仍然存在一些問題，需要對建筑巖土勘察技術進行優化，建筑巖土勘察與地基處理技術存在的具體問題及對策作了如下分析。
1 建筑工程巖土勘察及地基處理技術現狀
1.1建筑巖土勘察作業人員專業技術水平參差不齊，缺乏統一的勘察規范
建筑巖土勘察主要有主體力學指標和地質構成兩方面內容，建筑巖土勘察的地質構成，對建筑的基礎處理方法制定有著重要意義。建筑巖土勘察是在唯一性較強的建設場地進行勘察，采用方式也主要是看不見摸不著的鉆探，在一定程度上導致建筑巖土勘察機構缺乏可比性，因此，建筑巖土勘察對現場作業人員的專業技術水平有著較高要求，同時也對現場勘察作業人員的操作有著嚴格的規范。然而，現目前建筑巖土勘察現場作業人員專業技術水平參差不齊，其所受的建筑巖土勘察教育同時也存在較大差距，加上不同單位在建筑巖土勘察過程中采用的相關勘察規范和標準也各不相同，使得建筑巖土勘察缺乏準確、統一的勘察標準。一些單位在建筑巖土勘察過程中并未進行當地地理環境的勘察，加上一些建筑巖土勘察人員專業技術水平不高，導致建筑巖土勘察過程中出現不良狀況或不對建筑巖土勘察過程中的突發現象進行及時處理等現象，使得建筑巖土勘察無法適應現代建筑巖土勘察的需要。
1.2建筑巖土勘察工具較為落后
建筑巖土勘察是一項對精密度要求極高的工作，因此，建筑巖土勘察工具應當具備較高進度，只有這樣才能為建筑巖土工程的各個環節提供準確的參考數據，以便制定具體、詳細的施工方案和計劃。然而，現目前很多建筑巖土勘察機構在進行建筑巖土勘察時，采用的看勘察儀器和工具仍然相對落后，所使用勘察儀器的精密度相對較低，導致建筑巖土勘察無法為建筑巖土工程的各個環節提供準確的參考數據，同時落后的建筑巖土勘察工具或儀器體積和質量相對較大，不便于運輸，導致建筑巖土工程無法制定具體、詳細的施工方案和計劃，使得建筑巖土工程的施工工期和資金得不到有效保障。此外，采用落后的建筑巖土勘察儀器或工具在進行建筑巖土勘察時，無法獲得準確的勘探數據，只能獲得大約數字，同時也存在應當勘察的巖土數據勘測不出來的現象，在一定程度上影響巖土工程的質量和工期。
1.3建筑巖土勘察監理力度不到位
建筑巖土勘察是巖土工程施工的準備階段，科學、高效的建筑巖土勘察監理工作是建筑巖土工程質量的有效保證。然而，現目前我國很多施工單位和監理單位為了在建筑巖土勘察中節約成本，對建筑巖土勘察的監理工作走重視度不夠，使得建筑巖土勘察監理力度不到位，出現一些勘察人員為了盡快完成任務對勘測數據進行胡編亂造，弄虛作假，同時忽視了對巖土工程中的某些部位的勘察等現象，導致建筑巖土工程的施工設計出現誤差，直接影響的建筑巖土工程的建設。
1.4建筑巖土勘察監理力度不到位
建筑巖土勘察是巖土工程施工的準備階段，科學、高效的建筑巖土勘察監理工作是建筑巖土工程質量的有效保證。然而，現目前我國很多施工單位和監理單位為了在建筑巖土勘察中節約成本，對建筑巖土勘察的監理工作走重視度不夠，使得建筑巖土勘察監理力度不到位，出現一些勘察人員為了盡快完成任務對勘測數據進行胡編亂造，弄虛作假，同時忽視了對巖土工程中的某些部位的勘察等現象，導致建筑巖土工程的施工設計出現誤差，直接影響的建筑巖土工程的建設。
2 優化建筑工程巖土勘察及地基處理技術措施
2.1提高建筑巖土勘察人員專業技術水平，統一勘察規范
建筑巖土勘察對現場作業人員的專業技術水平有著較高要求，建筑巖土勘察現場勘察人員的專業技術水平在一定程度上決定了建筑巖土勘察的質量，對建筑巖土工程的質量和周期有著重要影響。為了保證建筑巖土勘察的質量，保證建筑巖土勘察的工期和質量，應當加強建筑巖土勘察現場作業人員的專業技術水平培訓，不斷提高其專業技術水平，且建筑巖土勘察現場作業人員應當經過長期的實習期才能正式進行現場勘察作業。同時，建筑巖土勘察對現場勘察作業人員的操作有著嚴格的規范，因此，應當建立健全建筑巖土勘察相關法律法規，為建筑巖土勘察工作提供規范、標準以及制度保障。統一的建筑巖土勘察標準和規范能夠有效保證建筑巖土勘察人員技術水平和建筑巖土勘察結果的統一性，使得建筑巖土工程更具經濟性。
2.2建立完善的建筑巖土勘察監理機制
建筑巖土勘察不健全的監理機制，使得建筑巖土工程的施工計劃和方案得不到保障，從而影響建筑巖土工程的質量和工期，因此，應當建立完善的建筑巖土勘察監理機制，并制定建筑巖土勘察相關指導方案，加強對建筑巖土勘察現場以及整個過程的監理工作，并規范建筑巖土勘察作業，提高建筑巖土勘察的效率、質量以及安全性。同時也應當加強審查建筑巖土勘察的工作量和質量，對建筑巖土勘察整個作業流程進行有效監控，及時控制和處理建筑巖土勘察過程中的不良現象和突況，并加強建筑巖土勘察中的工程測繪、界面劃分等基礎性工作的監控力度。此外，還應當加強審核勘測報告的相關數據和參數，注重對其連貫性和合理性的分析，盡量減少建筑巖土勘察過程中的誤差。
2.3加強新設備、新技術的使用
建筑巖土勘察也應當注重新技術和新設備的推廣使用，在進行建筑巖土勘察時，應當盡量使用高效科學的靜力觸探頭、波速測試、標準貫入試驗以及靜荷載試驗操作等新技術，同時注重新的建筑巖土勘察設備的改進和研發，在保障勘察數據準確性的同時，使建筑巖土勘察操作更方便。通過相應的室內外新技術，結合已有的施工檢測、監測技術，以便獲得更科學的數據和資料，再進過不斷分析、對比，確立相應的經驗關系，經過反復檢測從而得出相應的參數，從技術和指標上提高巖土工程的可靠性。
2.4運用擠密樁法處理技術
該方法主要適用于地下水位以上的土的地基處理。擠密樁法在施工中，先要按照設計方案布置好樁孔，然后將土填入樁孔內，確保其符合設計要求。擠密樁法包括灰土擠密樁法和土擠密樁法兩種形式，灰土擠密樁法有利于增強地基土的承載力和防滲性，土擠密樁法有利于消除土的濕陷性。
3 結束語
現目前，我國建筑巖土勘察與地基處理技術仍然存在著建筑巖土勘察作業人員專業技術水平參差不齊和缺乏統一的勘察規范、建筑巖土勘察工具較為落后以及建筑巖土勘察監理力度不到位等問題，因此，應當提高建筑巖土勘察人員專業技術水平和統一勘察規范，同時建立完善的建筑巖土勘察監理機制，并加強新設備和新技術在建筑巖土勘察中的使用，不斷優化建筑巖土勘察與地基處理技術，推動建筑巖土勘察與地基處理技術的發展。
【參考文獻】
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1建筑施工中巖土工程勘察現狀
基于巖土工程勘察工作對建筑項目發展的重要性，如何有效實現巖土工程勘察工作的健康發展是當前建筑行業關注的主要問題之一。由于工作人員等原因造成巖土工程勘察工作出現問題的情況頻繁出現，嚴重影響了建筑項目的質量水平。
1.1準備工作不足
在正式進行建筑施工之前，工作人員需要提前展開巖土工程勘察工作，制定工作計劃。在巖土工程勘察的過程中，有關人員需要注意基坑支護、地下水滲透以及電纜的電阻率等問題。工作人員應有效地綜合以上幾點注意項目，制定完善的巖土工程勘察設計方案，這樣有利于勘察結果與實際情況相吻合。但是，一些建筑項目的工作人員常在勘察過程中出現差錯，例如，未在方案設計前期進行科學預測。除此之外，有較大部分的施工企業未進行實地勘察工作，所得到的數據信息均來自部分業主的口述，不具備科學性。在一些技術細節方面，負責勘察工作的人員未及時進行完善的準備工作，促使后期巖土工程勘察遭遇阻礙，最終導致勘察質量較低，影響整個項目的質量。
1.2工作設置不科學
工作設置問題主要體現在勘察地點和取樣方面。由于我國對于巖土工程勘察工作的重視度相對較低，直接致使一些技術人員在培訓的過程中采取敷衍了事的態度，在專業技術和理論知識方面均難以達到崗位標準。另外，一些工作人員在勘察的過程中難以掌握其中的基本結構和形式，勘察點設置不夠科學。勘察人員不能靈活根據當地的地質及地形等實際情況對勘察位置進行科學調整，且未及時進行相關信息的更新，導致勘察工作和實際情況不相符。
1.3勘察質量有待提高
一些建筑項目在施工過程中急于提升巖土勘察工作的效率，而勘察質量未達到標準，這個問題在建筑行業內較為常見，同時也是很多企業暴露出來的問題。很多施工企業選擇直接縮短勘察工作時間的方式進行趕工，這種方式直接造成勘察工作流于形式，不僅不能加速施工進度，還可能隱藏大量安全隱患。導致巖土工程勘察工作質量較低的原因較多，縮短勘察環節的工作時間是其中一個部分。除此之外，一些項目勘察工作人員的技術水平不夠，且未進行詳細而完善的分析工作，導致整個工程的勘察工作質量降低。
2巖土工程勘察實踐分析
鑒于建筑基礎施工中巖土工程勘察工作出現的一系列問題，如何有效完善勘察工作成為目前建筑行業關注的主要問題之一。以下以某工程為例對巖土工程勘察實踐進行分析。某工程屬于高層建筑類型，涉及商業辦公樓和商鋪，共為30層，地下室設置為3層，地上部分商鋪有4層。該項目的結構設計是框架剪刀墻，地坪標高約33.8m。
2.1項目地質條件
該施工地點處于河流沖積的一級階地，場內主要地層涉及粉質黏土、粉土等。該項目施工地點的野外特征較為明顯，由上而下形成一定特點。（1）人工性填土層。該層次屬于填土層，呈現灰褐色及褐黃色，稍微偏濕潤且土質較為松散，有粉土和砂巖碎塊等，一些鉆孔的頂端部分有混凝土，伴有少量建筑類垃圾，如磚渣等。該工程地質情況相對較差，且強度低，存在高壓縮性質，如果未經妥善處理難以作為基礎部分的持力層。（2）第四系的沖洪積層。該層中有粉質黏土及粉土等。粉質黏土幾乎分布在整個場地內，屬于中壓縮性，能夠作為較輕荷載建筑物的一些基礎性持力層。地質鉆孔處，粉土層種類分布不均，強度處于一般程度，屬于中壓縮性，其承載力能夠有效作為較輕荷載的建筑基礎持力層。除此之外，工作人員在勘察過程中發現鉆孔處出現地下水，地下水的類型一般是上層滯水以及基巖裂隙水。上層滯水一般存在于人工填土、粉質黏土層中。粉質黏土中的地下水一般直接來自于大氣降水以及地表水的有效補給，其水量相對較小，水位會隨著季節的變化而改變。潛水一般存在于圓礫層中，具有一定的承壓能力，受到地表水以及大氣降水的有效補給，水量相對較為豐富。而基巖的裂隙水存在于下伏基巖中，其中補給徑流的條件和涌水量都與地質構造及節理性裂縫有著密切關系，正常情況下水量相對較小。
2.2基坑支護
該工程的地下部分有3層地下車庫，其開挖實際深度約9.50m。基坑開挖的實際深度范圍內土層涉及人工填土、粉質黏土等。工作人員在開挖時需要針對基坑展開專業設計及支護過程。基坑支護操作過程中，工作人員可有效運用噴錨支護等結構方式，主要目的是有效保證開挖基坑的實際穩定性以及周邊建筑物的安全性。除此之外，基坑支護設計工作需要按照相關巖石工程具備的特性指標進行，具體如表1所示。該場地的上層滯水位埋藏相對較淺，且沒有有效形成統一性水位，導致工作人員在進行基坑施工的工程中出現上層滯水水量不夠大等問題，這時可運用集水井實現明排。
2.3基礎選型
以當地巖土工程的地質情況和擬建筑物實際結構荷載特性為基礎，專業人員經過綜合分析認為適合運用樁基礎進行操作。如果采用人工挖孔灌注樁基礎，可將風化的泥質粉砂巖作為樁端部分的持力層，并將樁端進入到持力層1m處。
2.4注意點
為避免出現不必要損失，工作人員在施工過程中需要注意以下項目：（1）工作人員應在擬建建筑物地下車庫標高的基礎上展開基坑支護的設計工作，并在開挖過程中對基坑運用恰當的支護措施；（2）在基坑形成后，工作人員應完善對基坑及相關性建筑物在變形等方面的監測工作，便于盡早發現并解決問題；（3）基坑開挖的時候，工作人員可運用帷幕止水，接著進行基坑開挖操作，有利于施工的順利進行。
3結語
勘察工作在任何建筑項目施工前都是一項必經環節，居于主要地位。目前，隨著越來越多的建筑項目的出現，出現了一系列的施工質量問題，這成為衡量項目整體價值的重要標準之一。因此，質量勘察工作在建筑項目發展過程中的重要性不言而喻。論文先闡述當前建筑行業內巖土工程勘察工作的現狀，接著以實例分析建筑基礎施工中巖土工程勘察工作的實踐過程，希望為促進建筑行業的可持續發展提供幫助。
【參考文獻】
【1】王忠群.關于建筑工程施工中的巖土工程地質勘察探析[J].中國新技術新產品,2014(15):112.
關鍵詞：巖土工程專業;實驗性;實踐性;實戰性;教學改革
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）36-0236-02
一、引言
如今，社會經濟結構的大調整對人才的要求也發生明顯的改變，為社會不斷輸送高素質人力資源的中國高等教育也正處在變革之中，在有限的社會資源與競爭日益激烈的環境影響下，一定程度上壓縮了學生的有限學習空間，使得培養的學生在專業知識水平和解決問題的能力方面遠遠滿足不了社會的需求。因此，分析當前巖土工程專業教學過程中存在的主要問題，強化實驗性、實踐性與實戰性教學改革，構建適合就業市場需求和行業發展需要的能力綜合型素質教學體系與模式，是所有承擔專業教學任務的教師不斷深入研究的課題。
二、當前巖土工程專業教學過程中主要存在問題
長期以來，巖土工程專業的教學過程一直存在著重理論、輕實踐的傾向，實踐教學管理松散、經費投入相對不足，教師的教學積極性和教學激情不高，學生的學習能力與實踐能力偏弱，從而影響了學生的培養質量。主要有以下幾種表現。
1.基本概念的實驗性教學日益淡化。巖土工程學科很多的基本概念、基礎理論和重要公式都是基于試驗規律的發現上升為統一的定律與定理，如果不重視基本物理模型試驗了解巖土工程的一些基本屬性，很難做到理解性的熟悉與掌握。一直以來，國內的高等教育在感性引領與客觀認知上傾注的投入嚴重不足，表現為實驗教學課程的學時設置不夠甚至沒有、相應配套經費的投入偏少甚至缺失、教學質量管理的松懈甚至淡化[1]。再加上擴招學生人數的增加，一線青年教師特別是實驗課教師由于教學經驗的不足，教學過程中很難提高教學積極性，學生的學習懈怠心理也被突出地放大，對巖土工程的基本概念模棱兩可、對學科專業的前景認知難以把握、對未來所要從事的行業要求缺乏信心等。
2.觀摩實習等實踐性教學逐漸壓縮。親臨現場的認識實習、參與工程的生產實習是巖土工程專業學生進行實踐性教學的主要方式，也是學生提升專業理解、增進行業認識的重要途徑。由于工程建設的實效性，實習基地可分為兩大類：一類是固定實習基地，這類基地的教學內容基本上是不變的，幾乎每屆學生都可以前往參觀學習，主要用于基礎性實習教學;另一類是臨時（動態）實習基地，這類基地是在實習準備階段聯系的，教學內容隨工程建設本身而變化，而且隨著工程建設的進度而變化，主要針對某一單項工程的實踐教學[2]。由于野外實習時間安排相對集中且短暫，再加上路途與安全等問題的考慮，導致部分學生不能全面仔細地觀察到項目施工現場的情況及細節，而且學校管理人力的限制不可能對每位學生的實際過程有效的監控，實習基地的偏少和時間的壓縮，必然不利于學生全面了解各類工程項目，學生的見識也得不到有效擴展。
3.處理問題等實戰性教學嚴重缺失。普通高校對學生的培養更注重的是對教科書中理論知識的反復考查，在了解最新學科領域和相關科技文獻方面微乎其微。因此，當學生進入高校開始接觸應用型基礎科學研究時，動手實踐能力普遍較差，科研能力基礎較薄弱。在這樣的背景下，若要培養學生們的科研能力，只能從最初步和最簡單的工作開始，在教師的引導下一點一滴地積累。恰巧，我們的大學課程開始又是以最基礎理論課開始，學生沒有真正地理解所學知識的基本概念，又由于實踐性教學環節的種種不足，導致學生的第一認識本身存在很多的疑惑，從感性認知到理性認知的過程相互之間的銜接被割裂。如參與科學研究時，研究的科學問題在哪里，什么是工程人員必須要把控的，研究出來的規律、結論等成果對現實有如何的指導意義，這些都是需要讓學生去了解的，當面對這些問題時，我們的學生往往腦海里是一片空白。
三、提出一些擬改革措施意見
基于目前普通高校中巖土工程專業本科生的實際教學過程中存在的問題，筆者通過調研及在教學科研中不斷總結，提出以下幾點解決問題的思考。
1.基本概念、理論的網格節點化教育教學。與傳統的結構、材料、力學等學科不同，巖土工程是一門綜合性較強的復雜體系學科，研究的對象如土、巖石本身的物理、化學與力學特性等就很多元，且涵蓋的內容十分廣泛，包括像房建、交通、港航、機場等實際工程中都有所運用。要讓本科學生達到掌握知識、運用技能和具備處理問題能力的教學目標，其本身是十分艱巨的任務。然而，萬丈高樓平地起，古樹千年幼成苗。我們巖土工程領域有很多杰出的大師，沒有一位不是對巖土工程專業學科基本概念高度重視，往往在談論浩大工程問題的時候，都是從一個小小的基礎理論為出發點，正所謂大海無邊百川融，只要把基本的理解問題解決了，就能找到關鍵的科學問題，大事就成功了一半。
可見，日常教學中對基本概念的把握和吃透非常重要，從專業基礎課程（如土力學、基礎工程）開始，就把概念的由來給學生解釋清楚，如講解土的礦物成分、土中的水、黏土中的雙電離層等要準備一些教學道具模型，演示給學生看到具體的實物;再如講到土的密度、含水率、飽和度等抽象概念時，演示給學生看土的狀態與實物的對比定義過程。總之，教師在教學過程中，一定是以學生接觸一種新鮮事物的角度接收過程來進行課堂的組織。把基本的概念、理論作為整張鋪開的網中的一個個節點來編織，形成一套認識、理解與掌握的全備知識接收過程的換位思考教學方法，在日常的教學中普及開來，配合以規律性的強化記憶、重點性的理解和針對性的訓練，學好一門課程。
2.實驗操作、認識實習、生產實習等實踐課程具體細則化流程操作。新世紀，高等學校學生中的主流群體基本是以獨生子女為主，個人經歷只是簡單地從家庭到學校，學習過程也僅限于從課堂到書本，缺乏生活歷練，動手能力十分有限。而且，高等教育由精英教育向大眾教育的轉變，學生的主動性和接收知識欲望也不強。同時，有的實踐性教學從屬于理論課，甚至是分開教學，實驗過程中往往前期準備工作已經完成，學生只需完成整個實踐過程的某幾個步驟，缺乏全局的統籌和重點的把握。教學大綱中對實踐性教學本身已經作了明確的課時、內容與目標要求，如果按照專業建設去執行，理應達到較好的效果。實際的情況是，我們培養出來的學生動手能力很差，畢業以后到了工作崗位角色適應能力不足。
通過調研分析發現，目前各高校在實踐教學的操作管理過程中雖存在一些限制性因素，如實踐經費不足、實習基地偏少、師生比例過高、儀器設備陳舊等條件限制，但最關鍵的還是對實踐教學的管理不到位，落實過程中缺失具體細則化的流程操作。舉例說明，對于學生認識實習、生產實習的兩種考核，一般高校都是讓學生提交一份實習報告，實習單位以章蓋戳等證明，考核效果并不理想。筆者思考，可以通過項目考核的形式來完成對實習過程與效果的鑒定，并以匯報答辯的形式進行打分，同時兼顧接收單位的日常考核與實習評價三者結合以達到對學生的客觀評價，填補管理上的作假漏洞。這樣學生有驅動力去執行實踐課程的要求，并且得到的結果也能令人信服。
3.針對性研究課題的獨立訓練與團隊協作。要培養學生認識問題、分析問題和解決問題的能力，結合巖土工程學科的特點，要讓學生進入實戰化的針對性課題訓練。由于現行教育制度的不足，學生在進入高校開始課題訓練時的科研能力基礎較為薄弱，但是存在很大提升空間。在基礎課程學習的過程中既要開始積極的引導，將課堂教學內容與實踐工程活動相結合，專業教師和課輔老師可以激發他們的學習興趣。學生能力的培養是個系統工程，需要科研教學平臺、指導教師和學生三個方面的互動，才能取得良好的效果。
筆者思考，需要建立針對性研究課題的獨立訓練與團隊協作的方式，充分利用一些公開或個人的師資資源，鼓勵學生利用閑暇時間積極參與科研項目團隊，既要明確具體的負責任務，又要加強課題組成員的合作。例如：學校或學院可以設立一些學生創新科技項目基金，選拔一些品學兼優的學生，以第一負責人或項目參與人的身份承擔一些實踐科研類的課題;或者，有明確研究課題或經費充足的教師吸收本科學生參加自己科研團隊，分配學生協助查閱相關文獻，參與進行相關試驗工作;另外，給予學生一些方向性的指導，幫組學生自主地發現或理解一些科學問題，自主設計一些科學試驗方案以解決提出的科學問題，教導學生在科技論文寫作過程中的一些方法與技巧;還可以讓學生參與一些生產性的橫向課題，讓學生參與到實際生產項目活動中，加強了學生的社會溝通能力與協作能力，提高了學生的工作能力。
四、結語
新時代下，對高等教育培養學生的能力素質要求越來越高，如何全面提高學生的認識問題、分析問題與解決問題的能力，是我們高等院校當前面臨的一項艱巨而又緊迫性工作，如何加強巖土工程專業實驗性、實踐性和實戰性教學環節，充分調動學生學習的主動性、積極性，提高其適應新形勢下的工作能力，是我們基礎教學工作者應該積極思考的問題。對巖土工程專業的實際教學過程的一些改革，必須使學生更深刻地認識到有效性求學的重要性，進一步提升學生專業素養與專業水平，提高學生實踐動手能力和創新能力，為新時期巖土工程建設提供更多高素質的合格人才。
參考文獻：
【關鍵詞】深基坑；支護問題；巖土工程；施工技術
1引言
深基坑支護在巖土工程中發揮著非常重要的作用，但同時也出現了一些問題，若無法解決這些問題，會從很大程度上影響整個工程的質量。因此，在實際施工中，技術人員應及時發現并解決這些問題，才能為巖土工程提供更好的質量保障。
2深基坑支護工作存在的問題
2.1不能嚴格按照有關規定對邊坡進行規范化的處理
在巖土工程的施工過程中，常出現挖掘深度不夠或者深度過深的情況，深度不足容易造成基礎埋深不夠，影響建筑的穩定性；而深度過深則容易造成工程建筑完工后出現地層沉降，導致工程項目地基出現裂縫甚至坍塌的風險，也會導致人員損傷等問題。所以這2種情況的發生都會給工程施工帶來嚴重的影響。該問題的控制難度較大，因為造成這種情況的主要原因是管理人員對整個工程的監督力度不夠，并且施工人員的技術水平不夠，導致基坑開挖工程完成后，基坑邊坡出現問題，包括邊坡的平整度不夠，穩定性不足等[1]。
2.2施工過程用料不足
進行基坑支護施工時，很多施工單位為了提高施工效率和經濟效益，在施工過程中常出現偷工減料的現象，導致深層攪拌樁中水泥量不夠的情況[2]，這種錯誤最終會從很大程度上影響基坑的整體強度和穩定性。由于水泥量的缺乏，導致攪拌樁的強度沒有達到設計強度，在此情況下基坑支護工作很容易導致樁體出現裂縫，嚴重影響基坑工程整體的穩定性。同時，施工單位的監管力度不夠也是造成整個工程用料不足的一個重要原因。在施工過程中，施工單位經常因為內部管控不合理或人員調配難以負荷需求導致現場缺乏監管，進而出現施工過程用料不足的問題。
2.3施工人員素質參差不齊
在巖土工程深基坑支護施工過程中，很多操作人員并未取得相應的專業資格證明，并且在作業過程中對專業技術的掌握也未能達到實踐應用的水準，容易出現工作人員不按照操作標準作業的狀況，極容易導致施工質量差，支護效果不佳的問題[3]。另外，一些非專業人員在責任感方面也存在欠缺，難以對所負責的作業內容予以質量保障，并且這一問題還容易導致施工進度無法跟上預期計劃。
3深基坑支護實施策略
3.1細化前期的勘察工作
深基坑支護需要在基坑中進行施工，在施工過程中需要保證基坑邊坡土體的穩定性，因此，深基坑支護施工在巖土工程中是重點施工內容之一，要保證施工質量和施工過程的安全性，需要細化施工前期勘察工作，并且在確定勘察結果后才能進行施工，以保證施工人員的人身安全和工程質量。勘察內容不僅限于地址土層狀況，還包括巖石類型、承壓能力等方面的調查研究，同時對于施工周邊的區位狀況，尤其要對水文地質情況進行詳細的勘察與分析，避免地下水對施工過程產生負面影響。另外，還要確保勘察數據的準確性，避免任何細節錯誤引發的安全隱患。
3.2做好變形預測，及時采取有效措施解決問題
在深基坑的施工過程中，還有一種非常容易出現的問題就是深基坑支護結構容易出現變形，從而嚴重影響工程質量。對于這樣的問題，需要提前做好監測和分析，以便在出現問題時能夠迅速采取有效措施解決[5]。對于深基坑支護結構的監測，主要是要對基坑邊坡、四周的建筑物和地下管線進行監測，監測其是否產生變形。在監測過程中，需要做好相應的記錄，對于地質條件的周期變化以及施工可能造成的額外壓力負荷都要做好充分的預估，并且對周期性獲取的數據進行階段統計，這些記錄數據可以為技術人員分析工程的變形和沉降情況提供可靠依據。總而言之，對于工程中出現的問題和情況，需要在短時間內進行及時的處理和解決，通過不斷的總結和歸納，制定出更加嚴格規范的行業標準，在保證工程的同時還能節約施工成本。
3.3對深基坑支護的施工質量進行全程的控制
對于深基坑支護中出現的變形問題，應提前制定預防措施，并嚴格控制和監督施工過程，使施工質量滿足相關規范和標準的要求。在施工過程中，施工人員要嚴格按照施工標準進行施工，尤其是具有重要安全影響的技術內容，要按照對應的參數標準進行設置或處理，不可擅自修改錨桿位置、型號、放坡系數、長度等數據。若發現設計方案與實際情況不符，需要及時上報，經設計單位核實并修改后，按照新行設計方案進行施工[6]。對于施工企業來說，要嚴格按照施工犯案進行施工，保證技術措施的落實到位，充分為工程質量提供保障。例如，進行土方挖掘時，要嚴格遵循施工標準和順序，防止挖掘過深情況的出現，減少無支撐區域的暴露時間。對于施工過程中可能出現的異常情況，要及時解決和排除，以保證施工質量有保證。
4結語
—、理論研究中存在的問題
任意翻開巖土工程專業的學術刊物，里面提到的新理論、新方法隨處可見。就土體本構模型而言，目前研究提出的各種新模型數不勝數。稍微對原來模型或者參數修改一下提出一個新模型，這樣的情況較為普遍。更常見的方法是由試驗研究總結出一些規律，在擬合或模擬試驗規律的基礎上提出新的模型或方法，然后用此模型計算出結果與試驗結果相對比，得到預測結果與試驗結果吻合的結論，于是模型就得到了驗證。
上述研究思路在目前研究生論文中相當普遍，但并不可取。新模型建立在擬合試驗規律的基礎上，肯定與試驗結果吻合，如此來驗證模型的正確性頗有不妥？筆者認為，可以通過試驗研究發現潛在規律，并用數學方法進行模擬或擬合。驗證模型的正確性可從以下幾個方面入手。
(一)用模型驗證不同土體的試驗結果
對同一種類不同土體進行試驗，如果試驗結果可用同樣的表達式或方法模擬，則所提出的模型是正確的，只是不同土體的模型參數會有所不同。也就是說，要對多種土體進行試驗研究，土體的性質可以類似，如:試驗對象都是軟粘土，則可以選取不同地方的軟粘土進行多組試驗研究，這樣得出的結論才有說服力。有人質疑，研究生論文研究時間很短，很難對多種土體進行試驗或多組試驗，要求對不同土體進行試驗是不現實的。這里強調的是一個學術態度的問題。換句話說，提出的新模型要經得起推敲和驗證。遺憾的是，國內很少有人對別人提出的模型進行驗證，因為僅驗證別人的成果是達不到學校規定論文創新點要求的，這在很大程度上助長了學術不嚴謹的作風。國外同行看待一個新模型或新方法，首先想到的工作是驗證其正確性，進行同樣的試驗或同樣的計算用同樣的方法及參數進行驗證，而不是盲從。這也是為什么SC刊源非常強調投稿論文一定要詳細介紹試驗步驟或方法、試驗材料、所用參數等等，其目的就是讓讀者可以依據文中介紹的方法或參數，重復論文中的研究工作，以驗證其正確性。
(二)用模型驗證文獻中的試驗結果
學生在較短的時間內不可能進行很多的試驗研究，但文獻中的試驗數據是非常好的資源，可以充分利用。用文獻中的試驗結果驗證新模型的正確性是一個很好的方法，它一方面解決了試驗數據不足的困難，另一方面也提高了模型的可信度。
(三）與已有模型結果對比
新模型的正確性和優越性如何，還需要與舊模型的預測結果對比、驗證，才能看出新模型的先進性和優越性，目前這方面的工作還很欠缺。
當前，很多模型通用性較差，很重要的原因就是上述問題沒有解決好。對一種土體進行試驗后就提出一個模型，這樣的研究態度十分草率，研究生論文研究中應該杜絕此類現象。
二、試驗研究中存在的問題
試驗研究是巖土工程一個重要的研究方法和手段，很多新的規律、現象都是通過試驗發現的，試驗研究的可靠性直接關系到后續理論研究的正確性。
(一)土樣問題
目前，很多試驗土樣都是請人取樣后送到試驗室的，現場取土大多由鉆機工人完成，試驗人員很少親自參與取樣，因此論文研究中對取樣擾動、不正確取樣方法帶來的影響幾乎不計。土樣的代表性如何，取土過程中如何減少擾動，運輸過程中如何避免振動，土樣取回后如何密封保存等問題一概回避，用這樣的土樣進行試驗結果可靠度難以保證。事實上，正因為土體的差異性大，研究方法不成熟，才更需要進行嚴格的試驗研究。嚴謹的科學態度應該在平時的科研學習中逐漸培養起來，這需要導師嚴格要求。
(二)試驗環境
國內大多數高校的土工試驗儀器與國外相比并不遜色，甚至還要先進，但與國外土工試驗室的環境差距卻很大。許多學校沒有專門的制樣室，大都在儀器旁邊放個桌子制樣，實驗室根本無法保證恒溫、恒濕。這些不良的試驗環境嚴重影響了儀器的正常工作。據了解，很多國外土工儀器中的傳感器對溫度、濕度非常敏感，較大的溫差對傳感器來講是致命的。因此，筆者建議試驗前一定要對儀器進行標定，測試傳感器的溫敏度，尤其是從國外進口的儀器，這項工作一定不能忽略。
(三）重復性研究
眾所周知：由于土體的自身特性，試驗者進行重復試驗時無法得到完全一致的試驗結果，但這并不意味著不需要進行重復試驗。目前很多學生在試驗時，不進行重復性試驗，不考慮試驗的穩定性。試驗的穩定性和可重復性研究一方面可以檢查儀器硬件可能存在的問題，另一方面也可以幫助試驗者發現試驗方法和步驟中存在的錯誤。因此，建議每個學生進行試驗前，先做一些對比試驗，通過設定的試驗，對比試驗結果，從而確保試驗步驟、方法的正確性。
三、數值計算中存在的問題
(一)基準測試
數值計算結果錯誤的原因很多。有軟件編寫中的錯誤或缺陷;計算方法的錯誤或缺陷；軟件使用不得當;或比較特殊的如硬件問題等等。計算者有責任檢查數值是否正確，計算結果是否合適。檢查的目的是確保計算方法正確，得到的結果可靠。檢查軟件的基準測試問題在巖土工程界沒有引起足夠的重視，使用軟件前一般不進行相關測試，其后果是可怕的。德國巖土學會工作小組曾組織過程序基準測試試驗，他們邀請一些單位對兩個經常計算的問題進行計算試驗并比較計算結果。在模擬隧道施工的例子中，各單位得到的沉降預測值差異很大，襯砌處最大彎矩、發生位置和正應力值也差很多，即便將沒有按規定計算的結果除去，最大彎矩的數值和發生位置仍差距很大。在深基坑開挖的算例中，只有一半單位預測出墻體發生正的水平位移，即向坑內移動。奇怪的是，居然有結果預測出墻體發生背向坑內的負位移。可見，程序基準測試問題非常重要，作為巖土專業的研究生應該認識到這一問題，并引起高度重視。
過去用戶很少有機會修改程序，修改必須由程序設計人員完成。近來情況變復雜了，有些計算機程序銷售時就有“用戶自定義子程序”，允許用戶自行增加一些子程序，或在程序中使用一些新的本構模型。這樣傳統意義上的用戶也成了開發者，這種情況下不僅要求編寫子程序的人確保證子程序準確無誤，而且與程序其它部分的連接也要仔細檢查。有些子程序本身完美無誤，但會使原來正確的程序其它部分出錯，因而需要大量的檢測，尤其對復雜程序而言。用戶自定義子程序必須包含所有的錯誤控制程序，如果子程序與源程序的接口有限，問題會變得更復雜，原則上程序改動后一定要進行重新審定。但在實踐中，學生們根本沒有考慮程序接口問題，一般都不進行審定。
(二）模型理解
計算者對軟件中所用的本構模型理解不夠，也會造成很大的誤差，有時甚至得到錯誤的結論。上述德國巖土學會進行深基坑問題測試中，12家參與單位中有5家用了同樣的程序，但得出的結論卻各不相同，可見對規定說明的不同理解也會導致不同結論。
例如:修正劍橋模型中偏平面上的塑性勢函數形狀會影響平面應變計算中破壞時的應力羅德角即土體的強度會發生變化。很多商業軟件中用戶不能選擇塑性勢函數，如果用戶不知道其隱含的結果，計算結果的正確性就很難保證了。勢面，即參數M;為常數。這樣假設隱含著剪切摩擦角？隨應力羅德角變化。令M;等于得到Mj和睞示的？
式(2)中分別取?'tc=20。，25。和30°計算相應的M;值，代入（1)得到？隨0的變化情況，見圖1如果偏平面中釆用圓形塑性勢函數面，則平面應變計算中羅德角、=0°時土體破壞。由圖1可見不同Mj值時？均隨0增加而增加，若取？^二25°則平面應變條件下摩擦角？二346°M;越大，9V和?^的差距也越大。為考慮邊界值問題中塑性勢函數的影響，以2m寬粗糙的剛性條形基礎為例進行兩次計算。修正劍橋模型參數為：OCR=67=2848入二a16U二00322卩二a2第一次計算假設偏平面上屈服函數和塑性勢函數均為圓形，取M;二Q5187相當于二23。第二次計算取9'=23°即對應偏平面上摩爾一庫侖六邊形屈服面，但塑性勢函數仍為圓形，因此與第一次計算一樣，土體還是在、二0°時破壞。兩次計算中均用土體飽和重度18k/m計算初始應力，地下水位在地面以下2.5m處，K0=1.227。假設地下水位以上土體飽和且能承受孔隙吸力。對此進行固結計算，仔細選擇滲透系數和時間步長確保滿足不排水條件，荷載施加由設定豎向位移增量實現。
總體上講兩次計算輸入的參數是一樣的，只不計算中Tc均等于23°，因此，三軸壓縮計算結果應該是一樣的，但由于條形基礎屬平面應變問題，結果會有不同，計算得到的荷載-沉降曲線如圖2所示。圖中給定碼得到的極限荷載比給定？'值的結果高58%。該算例清楚地說明:如果用戶不知道塑性函數或不熟悉軟件中使用的本構模型，很容易輸入？c=23°計算，若模型釆用M;計算方法，相當于？Ps=31.2°，這樣計算出的極限荷載會有較大的誤差。
(三)問題分析
工程地質學是水利工程、土木工程、地質資源與地質工程等學科的一門較重要的專業基礎課。它是研究人類工程建設活動與自然地質環境相互作用和相互影響的一門地質科學，是以地學學科的理論為基礎，應用數學、力學的知識和工程學科的技術與方法，來解決與工程規劃、設計、施工和運營有關的地質問題[2]。由于工程地質學涉及內容多，概念廣，實踐性很強，且學生缺乏必要的實踐經驗和機會，因此，如何在有限的教學時間內合理安排教學環節，使學生既能牢固掌握工程地質學的基本概念及基本原理，又具備分析工程地質條件、解決工程地質問題的能力，是一個值得探討的問題。筆者結合近年來在工程地質學課程教學與實踐經驗，針對目前工程地質學課程教學中存在的問題，就如何提高水文與水資源工程專業工程地質學課程教學質量與教學效果進行探討。
一、煤炭院校水文與水資源工程專業工程地質學課程教學存在的問題
（一）課程內容多，授課學時少
根據國家高等教育對人才培養的要求，近些年來，多數院校在培養方案的制定上存在著向公共課傾斜的現象，這使得專業課學時被不斷壓縮。主要表現在課程學時少，尤其是實踐教學環節。過去動輒幾十學時乃至上百學時的課程，現在多為32～48學時。在多數煤炭院校中，水文與水資源工程專業開設有基礎地質學、礦物巖石學、構造地質學等課程，具有一定的地學背景。即便如此，工程地質學課程仍涉及工程巖土學、工程動力地質作用、巖土工程勘察等方面的內容，這使得該課程教學內容繁雜，教師上課難度增大。在此情況下，如不進行課程教學改革，教師就無法很好地完成相關內容的講授；同時學生對專業領域知識的學習也將停留在較淺的感性認知階段，不能理解機理性的問題，更不能深刻地認識該課程在國民經濟建設中的作用，這勢必對學生未來就業產生不利的影響。
（二）教學方法單調
工程地質學課程基本概念和基本原理較多，同時該課程又具有很強的實踐性，因此，單一的多媒體或板書授課模式很難調動學生的積極性。加之個別教師實踐經驗不足，存在照本宣科的現象；而個別教師授課又完全脫離指定教材，這些都容易使學生產生厭學心理。此外，課程中涉及的一些教學內容，諸如崩塌、滑坡等災害的形成機理及演化過程等比較抽象，單純在PPT中以圖片形式展示，不能很好地呈現，學生缺少感性的認識，這在一定程度上挫傷了學生學習的積極性和主動性。
（三）實踐環節薄弱
近些年來，隨著高校的不斷擴張，教學資源的投入問題已經成為高校普遍面臨的問題。具體到實踐教學環節，主要體現兩個方面：一方面野外實踐場地或基地功能缺失，滿足不了野外實踐教學的需求；另一方面學生人數與設備臺套數不成比例，同時也存在部分試驗儀器無場地安放的尷尬局面，導致部分試驗無法開出，學生動手能力得不到培養。此外，還存在實驗教學方式和時間不靈活等問題。目前多數院校的室內實驗都是教師準備好試驗后，學生在制定的條件下按照實驗指導書進行，學生真正思考的較少，部分學生既不動腦也不動手，而是依靠同組其他同學來完成實驗，這不利于學生實踐能力的培養，容易導致學生實踐能力不足或喪失。
（四）考核方式單一
考核成績比例分配不合理，多數院校該課程考核成績都是由期末考試成績（約占70%～80%）和平時成績（占20%～30%）組成，而平時成績又多以上課出勤率、課外作業以及實踐環節表現等形式存在，其中上課出勤率占主導地位。這樣難免會存在一些學生到課不聽課，考前突擊且考分很高的現象。此外，考核的內容也不夠全面，多側重于理論知識，往往忽視學生動手能力的考核，最終導致校內所學知識與實際工作脫節，不利于綜合人才的培養。
二、課程教學改革探索
針對當前教學過程中存在的問題，結合近年來的教學和實踐經驗，提出從教學內容、教學手段和教學環節等幾方面對課程教學進行改革。
（一）合理優化教學內容，改專業通識教學為行業特色教學
在教學內容的選擇上，要突出院校的特色優勢。針對煤炭院校水文與水資源工程專業具有地學背景這一特點，工程地質學課程教學可主要講解三部分的內容，即巖土體工程地質性質研究、工程動力地質作用研究以及工程地質勘察等。巖土體工程地質性質研究是該課程的基礎，該部分主要講授土的物質組成、物理力學性質以及巖土體的工程地質特性；工程動力地質作用研究是該課程的核心內容，講授學時應占總學時的一半以上。該部分主要講授活斷層和地震、斜坡、巖溶、泥石流及地下硐室的工程地質研究；工程地質勘察部分主要講授工程地質測繪、勘探、試驗以及長期觀測等幾種工程地質勘察方法。課程教學要確保在有限的學時內突出重點，同時也要注意前后所學課程內容上的銜接，避免重復。
（二）豐富教學方法和手段，改單一的滿堂灌為交互式教學
工程地質學具有較強的實踐性，其教學目標是要培養學生對于工程地質現象的認識、判斷能力和工程地質問題的分析、處理能力，這需要在傳統教學模式的基礎上，緊扣學科的發展前沿和熱點問題，豐富教學方法和手段，靈活組織課堂教學。
傳統課堂教學方式使學生獲取的知識較多地局限在抽象的經驗上，而現代化的教學手段不僅可以使學生獲取抽象的理論知識，還可以提供豐富的觀察經驗，在一定程度上將理論與實踐相結合，因此要充分利用現代化的教學手段。如在講授滑坡、泥石流等內容時可采用flash動畫或影像資料展示災害的形成過程、危害以及其防治措施；在講授地震的工程地質研究內容時可結合典型的地震（512汶川大地震），講解地震發生的機理及預警預防措施；在講解地下硐室位置的工程地質論證時，可借助物理模型來分析地形、地質構造、巖性特征等對硐室位置的影響等等。這些方法和手段的引入不僅可增強教學的直觀性、主動性，同時也可節省一定的時間，擴大課堂教學的信息量，提高教學效果。
鑒于該課程內容多，課時少，可采取學生自學、教師課堂講解和課外輔導答疑相結合的教學方法，以鍛煉學生的自學能力。還可就工程地質學領域的熱點問題，設置課堂辯論。通過教師布置論題學生收集資料學生課堂辯論教師講解剖析的教學過程，改過去教學單行道（教師到學生）為雙行道（教師到學生，學生到教師），引導學生分析問題和解決問題。例如，針對近期發生的崩塌、滑坡、泥石流等地質災害，可設置地質災害的主要誘因？人類活動or自然條件的論題，讓學生通過查閱與崩塌、滑坡、泥石流等災害相關的資料，展開討論與辯論，從而達到牢固掌握崩塌、滑坡、泥石流等相關知識的目的。此外，還可增加一些工程實例課，讓學生嘗試用所學知識去解決實際問題。例如利用最新發生的地震、滑坡及泥石流等地質災害的工程實例，探討這些災害的發生機理及防治措施，從而鍛煉學生發現問題和分析問題的能力。
（三）加強實踐環節教學，改被動式接受為主動式探索
在實施實踐教學活動時，要強調以學生為主體，培養學生的動手能力，充分發揮實驗教師的引導作用。在進行實驗之前，指導教師可提出實驗要求及注意事項，并給出參考意見，讓學生自行設計實驗方案，將原來的驗證性實驗改為設計性實驗。盡量創造條件讓學生開拓思維，發揮想象力和創造力，激發學生學習的主動性和積極性，提高洞察力，培養嚴肅認真和實事求是的工作作風，提高學生的綜合素質。
野外實踐應有效地將理論與實際相結合。因此，在進行野外實踐教學時地點應盡可能選擇工程地質現象豐富的地方。對河南理工大學而言，可在市區北部的縫山針公園進行為期半天的實踐教學活動。結合園區內原有采石場開挖形成的人工邊坡講解邊坡的應力分布狀態及變化特征，邊坡變形破壞類型及穩定性的影響因素，同時還可結合該園區的生態恢復治理工程講解邊坡變形破壞的防治原則和措施。此外，可結合水文與水資源工程專業學生未來就業意愿和方向，在畢業設計（論文）環節安排一些與工程地質有關的實踐內容，例如巖土工程勘察設計或巖土工程分析與評價、邊坡穩定性分析與評價以及煤矸石堆積體穩定性分析等。在畢業設計（論文）過程中要充分發揮學生的主觀能動性，讓學生多動手、多動腦，多方位培養學生獲取知識的能力和創新能力。
（四）完善考核內容與方式，改重視理論考核為突出實踐性考核
改變考核成績的比例組成，將平時考核成績的比例提高10%～20%，弱化到課率在平時成績中的主導地位，突出學生實踐環節的綜合表現。同時加大課堂表現方面的考核力度，就重點內容的一些問題進行課堂提問，積極主動回答問題者每次加2分，答對的再加3分，這在一定程度上能促進學生思考問題的積極性，也有利于教與學之間的互動。在考核內容上要增加一些綜合能力的考核，不僅要考核理論知識，還要設置一些案例分析題，考核學生運用所學理論知識解決實際問題的能力，使學生綜合素質得到提高。
從培養方案、學制、專業與課程設置等方面，文章對澳大利亞新南威爾士大學土木工程專業教育模式進行分析和比較。該校在本科階段一般是“寬口徑、厚基礎”的大土木培養模式，并設置單學位與雙學位并重的學士培養機制，課程學時和學分設置緊湊，學生選修課程自由而寬泛。研究生階段分為課程研究生（碩士）和研究型研究生（碩士和博士）兩個培養層次。課程研究生通過完成課程學習，修滿指定的學分即獲得學位；研究型研究生一般沒有學分要求，但對論文的研究質量和創新性要求高，體現了“寬進嚴出”的培養模式。通過對該校一流學科工程教育模式的比較研究，為國內高校土木工程專業的學科發展和卓越工程師教育計劃的推進提供一些有益的建議。
關鍵詞：土木工程；教育模式；培養方案；專業與課程設置；比較研究
中圖分類號：G649；TU 文獻標志碼：A 文章編號：
10052909（2016）06002705
澳大利亞的高等教育體制源于英國，但教育理念和美國類似，教育質量享譽全球。由于良好的氣候環境和完善的教育服務體系，澳大利亞每年吸引大量的海外留學生，是四大英語國家留學基地之一，其教育產業已經成為該國僅次于采礦業、農牧業和旅游業的第四大產業。當前，中澳各大學之間的教育交流越來越多，研究澳大利亞著名大學一流學科的教育與培養模式，對促進中國高校學科的發展也大有裨益。
近些年來，為了提升中國高校土木工程學科的教育理念，促進卓越工程師教育計劃的良性發展，國內學者對不同國家和地區的土木工程專業教育與培養模式進行了分析和比較。比如，對澳大利亞高等教育的體系、機制和特色的分析，對澳大利亞一些大學的土木工程專業培養方案、研究生培養層次，以及“寬進嚴出”培養模式的比較研究[1-3]；以中美高校土木工程專業培養模式為對象，從美國高校的學科設置、專業評估、執業注冊制度、卓越工程師培養等方面進行分析，為國內相關院校土木工程專業人才培養方案的改革提供參考[4-6]；以卓越工程師教育計劃和國際化土木工程人才培養合作辦學為視角，分別對德國亞琛工業大學的國際合作辦學機制、臺灣大學的土木工程專業本科培養特色，
以及卓越工程師國際化課程教育體系等方面進行比較[7-10]。以上的這些研究均有助于推動中國高校土木工程專業教育與培養模式的改革與創新。
新南威爾士大學（The University of New South Wales）土木工程專業在2015年QS世界大學學科排名中名列第14位，在澳大利亞排名第1位，具有良好的學術聲譽和寬松的教學與研究氛圍。本文
結合新南威爾士大學土木與環境工程學院土木工程專業的培養方案、學制、專業與課程設置等幾個方面，對其一流學科的工程教育模式進行分析和比較，為國內高校土木工程專業的學科發展和卓越工程師教育計劃提供一些有益的建議。
一、專業設置與培養方案
新南威爾士大學土木與環境工程學院隸屬于工程學部，按專業分類主要有土木工程、環境工程、測繪與地理空間工程三大專業。其中，土木工程專業分為工程施工與管理、巖土工程、結構工程、土木工程與建筑四個方向；環境工程專業分為可持續工程、交通工程、水工程三個方向；測繪與地理空間工程專業分為土地測繪與房地產開發、工程測量、采礦測量、水文測繪、地理空間科學與工程、遙感和數字制圖六個方向（圖1）。
結合以上的專業分類和方向設置，制定的研究領域主要有工程施工與管理、環境工程、巖土工程、結構工程、測繪與地理空間工程、交通工程、水工程共七大領域。同時，設置了研究中心，分別為測繪與地理空間創新中心、基礎工程與安全中心、施工創新和研究中心、可持續工程中心、水文與資源研究中心、凈水研究中心、澳大利亞住宅與基礎設施氣候適應研究中心、集成化交通體系創新研究中心。
人才培養方案主要有三個層次，一是本科學士學位（Undergraduate degree）；二是課程研究生（Coursework Program，主要培養課程碩士學位）；三是研究型研究生（Research Program，又分為碩士和博士兩個階段）。此外，還有一些面向社會的短期培訓模式，主要目的是為一些工程技術人員的知識更新和提高工作技能服務。
（一）本科生
在本科培養階段，主要有單學位和雙學位兩種模式。單學位一般學制4年，雙學位一般學制5～6年。學生的選擇靈活而又寬泛，在學期間可以交叉選擇藝術、科學、商貿、法律等雙學士學位課程。
本科單學位主要包括土木工程、環境工程、土木工程與建筑、測繪工程、地理空間工程等五類學士學位授予方向。土木工程專業方向單學位的學生或多或少都要選修一些與環境工程相關的課程，并完成相應的學分要求。
本科雙學位主要包括工程與藝術、工程與商貿、工程與法律、工程與科學、土木工程與其他工程等五類學士學位授予方向。其中，土木工程與其他工程方向的學制一般為5年，主要是土木工程與測繪工程、環境工程、采礦工程方向的交叉結合。工程與藝術方向的學制一般為5～5.5年，工程與商貿方向的學制一般為5.5年，工程與法律方向的學制一般為6～6.5年，工程與科學方向的學制一般為5年。
（二）課程研究生
課程研究生不設導師制，主要講授課程，學生通過修滿指定的課程和學分獲得碩士學位，一般又稱為課程碩士。課程碩士的學制通常為2年，每學期需要修滿4門課程，每門課程一般通過階段性的PPT課堂討論、課程論文、課程考試來完成。目前，課程碩士約占新南威爾士大學碩士學生總數的絕大多數。提供課程碩士學位的專業方向主要有土木工程、環境工程、地理空間工程、巖土工程與工程地質、工程管理、結構工程、交通工程、水文與資源工程、凈水與污水處理工程。
課程碩士設置三個培養層次（圖2）。一是研究生課程認證，主要為一些沒有本科學位的大專生過渡學習階段；二是研究生學歷認證，主要針對一些專業背景或學習成績達不到要求的本科生；
三是碩士學位認證，要求具備本專業本科學習背景，成績達到一定的要求，且有學士學位的學生。課程認證要修滿24學分和4門課程，學歷認證要修滿48學分和8門課程，學位認證要修滿96學分和16門課程。
（三）研究型研究生
研究型研究生的學位授予主要分為哲學博士（Doctor of Philosophy）、工程碩士（Master of Engineering）與工程科學碩士（Master of Engineering Science）三類。與課程碩士不同的是，研究型研究生沒有具體的課程和學分要求，是在導師的指導下從事專業內某一領域的研究工作。
哲學博士按專業主要分為土木與環境工程、測繪與空間信息系統兩大類，學制一般為4年。本科生獲得學士學位以后可以選擇直讀博士，或者工作幾年再讀博士，不需要有碩士學位。博士論文的長度一般不超過十萬字數，要經歷4年的持續研究與學習。一般要求博士生每年做一次階段性研究報告，是對研究創新的重要評估。如果未通過，推遲四個月再申請匯報；若再次沒有通過一般作退學處理。此外，博士階段雖然沒有課程學習要求，但一般來說，學生會結合研究的需要，去選修一些本科或課程碩士的課程。博士學習階段的退學率比較高，有的專業高達50%～60%。
工程碩士與工程科學碩士學制一般是2年，主要專業有土木工程、環境工程、地理信息技術、巖土工程與工程地質、項目管理、結構工程、交通工程、凈水與水文工程、水資源等。工程碩士著重培養學生的工程應用能力，要求學生在應用中提出一些獨到的見解或對應用技術有所促進。工程科學碩士著重工程中的一些涉及計算與分析的研究問題，培養學生從科學的角度去思考如何促進工程技術應用的提升。一般具有本科學位的學生可以選擇學習工程碩士或工程科學碩士，類似于博士。研究型碩士的退學率也很高，在學期間需要定期匯報階段性研究進展。
（四）比較研究
通過對新南威爾士大學土木工程學科的專業設置與培養方案的分析，可以得出以下幾點結論。
一是，專業設置和國內大學類似，屬于“寬口徑、厚基礎”的大土木類型，既包括傳統的土木工程（建筑工程、地下工程、橋梁工程、道路工程），又包括交通工程、工程管理、房地產等方向。與國內大學不同的是，土木工程一般與環境工程相結合，因此也包括一些與環境相關的專業或方向，比如可持續工程、水工程、測繪與地理空間工程等。此外，本科生四年的學習不再細分專業方向，真正體現了“寬口徑、厚基礎”的培養模式。
二是，本科生可以選擇雙學位培養方案，在完成本專業學士學位的課程和學分要求以外，可以再選修一些其他學院的與科學、藝術、商貿、法律、經濟管理等相關的學位。從這個角度來說，本科生的專業和學位選擇余地寬泛，有利于學生的均衡教育和視野拓展。此外，部分對從事科學研究感興趣的本科生也可以直接選擇攻讀博士學位。
三是，課程研究生培養方案給一些不愿意從事科學研究，又想獲得碩士研究生學歷或學位的本科生提供了教育機會。他們可以通過修滿一些課程和達到規定的學分要求，從而獲得課程碩士學位，部分本科生也可以通過這個階段進一步提升自己的專業知識水平和工作技能。
四是，研究型研究生一般沒有課程和學分要求，這樣有助于學生盡快進入研究狀態，安心于研究興趣。研究型碩士又分為工程碩士和工程科學碩士兩種類型，有助于學生結合自身情況進行靈活選擇。
五是，研究階段沒有的硬性要求，但對研究的創新性要求較高。比如針對博士的培養，每年學生都要匯報階段性研究進展。由相關領域的學者進行評價，給出是否可以繼續研究的建議。論文完成后不設置答辯環節，而是采用函評的方式由世界范圍內的著名學者進行評閱，并給出是否達到授予學位要求的評價，真正體現了“寬進嚴出”的培養模式。
二、 課程設置
（一）本科生
土木工程專業本科生所修課程和學分如圖3所示。課程主要分為基礎課、專業基礎課、專業課和實踐四大模塊。第一學年主要以基礎課程為主，包括數學、物理、材料、化學、力學、各類基礎設施體系、工程師基本概念、工程設計與創新等；第二學年以專業基礎課和專業課為主，包括固體力學、水工程、交通與公路工程、工程計算與施工、通識教育、結構分析與建模等；第三學年以專業課為主，包括工程運營與控制、土力學、鋼與混凝土結構、水力資源工程、土木工程實踐、應用土工技術與工程地質、給水排水工程等；第四學年是實踐環節，除了通識教育以外，主要包括與實際工程相結合的畢業論文專題，以及一些專業選修課。
以上每門課程均為6個學分，每學期一般安排4門課程，學生四年需要修滿192個學分，方可獲得學士學位。從課程設置來看，體現了土木工程學科寬泛的特點，在第四年的選修實踐課中，學生可以靈活選擇自己所感興趣的工程方向。
（二）課程研究生
土木工程專業課程研究生的課程設置如圖4所示。這些課程充分體現了工程教育寬泛的特點，既包括與土木工程設計、施工和管理相關的基本課程，又包括與經濟、環境、可持續發展相關的選修課程。
允許課程研究生跨專業背景學習，如果學生來自于其他專業或者沒有修完土木工程專業本科課程，一般會被建議增加選修一些相關的課程，以便增強本專業的知識背景。課程設置的類別和數量主要以培養學生具備解決與工程管理、巖土工程、結構、測繪、交通、給水排水等領域相關的高等學科知識為主。
（三） 比較研究
通過對新南威爾士大學土木工程專業本科生和課程研究生的課程設置分析，可以得出以下幾點結論。
一是每門課程均設置為6個學分，每學期一般固定4門課程，學分制度和課程數量設置合理，有助于學生更好地學習和理解專業知識。國內大學土木工程專業課程的學分一般從1～4.5不等，學分設置分散，課程學時也很分散，有的課程僅僅設置為幾周時間，有的課程卻跨度一個學年。分散的學時和學分設置既不利于學生選修課程，也不利于學生對專業知識的充分理解和消化。
二是由于本科教育階段設置了雙學位培養模式，本科生可以自由選擇自己感興趣的學科或專業的課程。課程研究生也設置不同的學位授予類型，可以在土木工程專業范圍內自由選擇不同方向的課程，也可以跨不同專業或方向交叉選擇課程。
三是實踐環節設置是直接與實際工程相關聯的，一般鼓勵學生在工程單位實習期間同時完成畢業論文，增設一些實踐選修課程，這些課程可能就開設在實驗室或工程單位，以鼓勵對不同工程感興趣的學生自由選擇學習。
四是對研究型研究生雖然沒有課程和學分要求，但會要求他們根據不同的研究方向和研究方法有針對性地選擇某些課程學習或直接去旁聽。比如，從事數值分析的研究生可以選擇一些高等工程數學課程，從事計算機編程與模擬的可以選擇一些計算機程序課程。
三、結語
通過對新南威爾士大學土木工程專業的培養方案、學制、專業與課程設置等方面的教育模式進行分析和比較，提出了一些建議，為國內高校土木工程專業的建設、培養模式的改革、卓越工程師教育計劃的實施提供借鑒。
（1）土木工程專業設置寬泛，培養方式靈活，真正體現了“寬口徑、厚基礎”的大土木培養模式。
（2）本科教育階段設置單學位與雙學位并重培養機制，學生不僅可以在本學科獲得學位，還可以在不同的學科和專業間學習相關課程，取得相關的學位。
（3）課程設置體現了學科教育的寬泛特點，單門課程固定為6個學分，每學期固定4門課程，課程學時和學分緊湊集中。
（4）本科階段的實踐環節一般要求學生在工程單位完成，既包括結合實際工程案例完成的畢業論文，又包括一些與不同工程類型相關的實踐選修課程的學習。
（5）研究生培養分為課程研究生（碩士）、研究型研究生（碩士和博士）兩個層次。課程碩士不設導師制，不需要從事研究，主要是完成相關專業的課程學習。研究型研究生沒有課程學習和學分要求，主要從事相關領域的研究工作。
（6）研究型研究生的培養充分體現了“寬進嚴出”的培養模式，沒有硬性的要求，每年定期進行階段性研究進展匯報，優勝劣汰，淘汰率較高。
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【關鍵詞】地下結構；可靠度；隨機分析
Reliability analysis of underground structures
Liu Xiaoling
【Abstract】In the traditional methods, safety factors method is a way to consider the reliability analysis of structures in underground engineering. this method is suitable to be used in the engineering structures but the discreteness of factors is ignored. In this paper, the probabilistic character of the rock factors is analyzed, the stochastic analysis method of reliability analysis of under ground structures is presented,and the limitation of first - order quadric moment method in the unified standard for riliability design of engineering structrures is pointed out.
【Key words】underground engineering; stochastic analysis method; reliability analysis
1 巖土參數概率特征的研究
1.1 圍巖分級判據的可靠性研究
我國在圍巖分類和分級方面已有不少成果，可惜各部門還不統一。東北大學林韻梅［1］教授等提出圍巖穩定性動態分級法，李強［2］提出模糊聚類分析法。在動態分析法中對分級判據的分布進行初步分析，應用數理統計方法對分級判據進行研究，在定義分級判據可靠性的函數上，用柯爾莫洛夫法對其分布規律進行檢驗，提出了分級標準和分級方法的評價準則。
1.2 地質資料的概率處理
要從有限的勘探資料中獲得隧道全長或大型地下工程周邊圍巖的地質狀況和有關參數，必然存在不確定性和偶然性，可利用概率法可減少誤判的機率。如長江科學院包承綱［3］研究員等以概率方法處理水壩地基鉆孔之間的地層分界線，取得更為合理的結果。地層中常有一些異常地質點存在，如軟弱夾層、空洞等，他們對地下工程施工和運營有很大影響，為此首先要弄清楚它們出現的可能性、大概的位置及其性質，然后通過可靠度分析法去分析它們的影響。Bercher(1979)、Tang(1987)等都對某地區在給定鉆孔布置與地質歷史推斷情況下，對異常地質出現的概率和統計特征做過估計，先給予一個不出現異常的先驗概率，然后根據一系列鉆孔資料按Bayesion 公式推得修正的不出現概率和聯合分布。
1.3 土性參數的隨機場研究
土性參數變異系數可達0.29，比計算模型的不定性影響大得多。土性參數概率特征經歷了兩個階段，早期研究建立在隨機變量基礎上，后期研究集中在隨機場理論的應用上。控制巖土工程可靠度的是土性參數的空間平均值方差而不是點方差，因此土性參數的概率分析是一個隨機場問題。對于空間分布的地層，由于沉積和埋藏等條件的聯系，不同點之間雖有差別又有一定的相關性，這種相關性將隨二點距離的增大而減弱，因此相關距離是巖土可靠度隨機場研究中的一個重要參數。
2.作用效應隨機分析方法
作用效應是可靠度分析中重要的綜合隨機變量。目前大多采用有限元分析，對裂縫、節理發育的巖石地層主要有兩種方法：
a.利用連續介質力學理論，尋求反映不連續巖體特點的本構關系或把節理裂隙的力學性質作為附加條件加以考慮；
b.應用塊體理論，尋求關鍵塊。
2.1 隨機塊體理論
塊體理論是我國學者石根華［4］和美國學者R.Goodman首先提出的巖體工程分析方法，為巖體洞室和邊坡穩定分析開辟了新的途徑，在國際上受到重視并得到日益廣泛的應用。塊體理論中關于巖體被不連續的空間平面切割成分離塊體以及切割面上的力學參數c、Φ等都作為定值。由于實際巖體不連續面形成因素復雜，同一組不連續面的產狀在一定范圍內發生變化，連續空間平面切割成的變形狀空間塊體具有隨機性。河海大學王保田、吳世偉提出的隨機塊體理論，用隨機抽樣法尋找可動塊體的概率，并用一次二階矩法求關鍵塊的概率。二者結合可較好的解決已知結構面產狀概型和力學性態是隨機值的問題。
2.2 三維隨機邊界元法
地下結構的有限元分析特別是三維分析需要劃分許多單元，計算機工作量和對計算機內存的要求都很大。特別對無限區域的課題，在一定范圍內離散將忽略外方廣大區域的影響而帶來誤差，因此人們的注意力又轉到一些邊界解法上，相應的邊界單元法得到發展。針對地下結構分析中參數都具有明顯不確定性的特點，隨機邊界元法的研究和應用將對隧道可靠度分析起到新的推進作用。武漢水利電力學院潘國寧等提出的三維隨機邊界法是將邊界元計算過程作為函數轉換過程，再參數取值時對函數過程做泰勒展開，通過邊界計算得到應力和位移的均值；然后計算有關變量對參數的一階導數和二階導數在取均值時的值，最后考慮參數的變異性來分析計算結果的變異性。此法公式簡潔，計算工作量小，對隧道分析有重要參考價值。
2.3 圍巖參數的隨機反分析
由于圍巖的物理力學指標不容易確定，現場取樣試驗或直接測試資料也只是得到點特性而不是我們所要求的圍巖空間平均特性。因此，利用施工監測得到的位移信息反演求出圍巖參數的方法在一定條件下能滿足地下結構分析的要求。目前定值的反演分析比較成熟，已開發出很多程序可供應用。但是反演分析所依據的信息實際是帶有一定離散性的隨機變量，可靠度分析也要求反分析的結果能表示出概率特征。因此，隨機反分析也逐漸受到重視。同濟、北方交大、西南交大巖土和地下工程專業的博士研究生的論文都曾涉及隧道隨機反分析問題，目前采用的方法有傳統的蒙特卡洛法、隨機攝動法。
3.針對巖土工程特點的可靠度分析方法的新發展
《工程結構可靠度設計統一標準》（GB50153-2008）在附錄中推薦用一次二階矩法計算結構的可靠指標；同時指出對于變異系數很大、極限狀態方程非線性程度很高等情況，宜用更精確的方法計算。巖土物性變異性比較大，常呈現一定的相關性，如內摩擦角與內聚力之間負相關，容重與壓縮模量、內聚力等正相關，忽視這些相關性，會使計算結果出現誤差。目前針對相關性提出兩種改進方法，一是將相關變量變為互不相關的變量，新變量的方差矩陣是由原變量標準化后的方差矩陣構成；另一方法是將極限狀態方程的標準差展開后求得分離變量作為新變量的靈敏系數，在新的靈敏系數重反映與之相關的另一變量的影響；前者適用于多個相關的基本變量，后者只適用于兩個相關變量。
參考文獻
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關鍵詞：土木工程結構、可靠性、設計規范
前 言：
工程結構是指由鋼、木、磚石、混凝土及鋼筋混凝土等建造的各種建筑物和構筑物，在我國將結構可靠性的概念及計算理論引入建筑結構設計的規范體系，并在評價結構性能時將它作為基本指標而制定了相應的國家標準以來，在結構工程中的各個領域內，結構可靠性的研究工作在國內先后得到廣泛的開展。
1、影響土木工程結構可靠性的一些不確定因素和設計規范研究
1.1 影響工程結構可靠性的一些不確定因素
結構可靠性是指結構在規定的時間內、在規定的條件下完成預定功能的能力，它包括結構的安全性、適用性、耐久性等方面。其在設計、施工、使用過程中具有種種影響這些方面的不確定性因素：
（一）工程全過程中事故發生的隨機性：工程在設計，施工，使用過程中可能會出現由于事件發生的條件不充分，使得在條件與結果之間不能出現必然的因果關系，從而事件的出現與否表現出不確定性，這種不確定性是難以預料的，其在數學方法上表現為隨機性.研究事物隨機性問題的數學方法主要有概率論、隨機過程和數理統計。
（二）工程結構具有模糊性：人們對客觀事物認識的不確定性，除了由于無法控制的因果關系形成的隨機性外，確實還存在著很多模棱兩可的模糊因素。自美國zadeh創立模糊集合論以來，用數學語言描述事件的模糊性就有了可能，以往將這類不定性歸為主觀不定性，對這類不定性習慣上也武斷地按隨機性對待。引入由隸屬函數刻劃的模糊性后，以概率度量的結構可靠性將改為模糊概率來度量。
（三） 工程結構理論的不完善性：工程結構理論是由若干相互聯系、相互作用的要素所構成的具有特定功能的有機整體.人們常用顏色來簡單地描述掌握事物知識的完善程度，并把事物（或稱系統）分為三類：白色系統、黑色系統、灰色系統.對知識的不完善性處理還沒有成熟的數學方法，在工程實踐中只能由有經驗的專家對這種不確定性進行評估，引入經驗參數。
1.2 工程結構的設計標準和規范體系研究
自20世紀20年代起，國際上開展了結構可靠性基本理論的研究，并逐步擴展到結構分析和設計的各個方面，包括我國在內，研究成果已應用于結構設計規范，促進了結構設計基本理論的發展。同時我國在工程結構可靠性研究的發展過程中，進行了大量的理論研究、資料收集和數據實測工作，總結了我國工程實踐經驗，采用以隨機可靠性理論為基礎、以分項系數表達的概率極限狀態設計方法，作為我國土木、建筑、水利等專業結構設計規范改革、修訂的準則.全國土木、建筑、水利各專業直接為工程技術人員使用的結構設計規范在“統一標準”的統一指導下，進行了大規模的修訂或編制，工程界形象地稱之為規范的“轉軌”，就是指從原規范的以經驗為主的安全系數法轉為以概率分析為基礎的極限狀態設計法.這項工作的規模和深度已超過了世界上一些先進國家，大大提高了我國結構設計規范的科學水平，使我國工程結構設計規范躋身于世界先進行列。
2、工程結構可靠性研究的進展研究
2.1 工程結構的概念分析
鋼、木、磚石、混凝土及鋼筋混凝土等建造的工業與民用建筑的承重結構，公路和鐵路的橋梁、港口工程的碼頭，水利工程的堤壩、水閘，給水排水構筑物的水池、水管等，統稱為工程結構。這些結構需要安全可靠地承受設備、人群、車輛等使用荷載，經受風、雪、冰、雨、日照或波浪、水流、土壓力、地震等環境的作用.它們安全可靠與否，不但影響工農業生產，而且還常常關系到人身安危.特別是一些重要的紀念性建筑物，作為一個時代的文化特征，將留傳后世，對安全可靠、適用、美觀、耐久等方面，有更高的要求.
2.2 工程結構可靠性進展的一般理論研究
2.2.1 結構體系可靠性研究
隨著結構可靠度理論在建筑、鐵路、公路、港工和水利水電五大工程部門中的應用日益廣泛逐步深入，人們深知一個結構體系的可靠度不能僅由其局部元件對某種失效形態可靠度加以度量。因此，現在設計規范中規定的結構目標指標，實際上是指失效問題而言的。對由諸元件組成的結構體系，其可靠度應由諸元件以及體系的各種失效模式所確定的極限狀態方程得出。為了不斷提高設計規范的質量水平，全國工程結構基礎標準技術委員會1986年第二次全體委員會制定的科研項目中，對體系可靠度的研究十分重視，將連續梁、簡單剛架、高樁碼頭、重力壩等結構體系的可靠度分析列為研究課題，這種形勢在客觀上促進了結構體系可靠度理論的發展。
2.2.2 結構抗震可靠性研究
在工程結構的設計中，要考慮的動態作用主要有地震、強風、波浪力等，這些作用不僅在事件發生的時間和空間上是隨機的，而且每次事件作用的強度隨時間的變化規律，也是隨機的。因此，結構抗震可靠性的研究在我國日益受到重視，抗震可靠性的分析一般采用首次超越和低周疲勞破壞的分析方法，其中首次超越的界限，在彈性分析中一般沿用了結構構件承載能力的允許值，在彈塑性分析中采用了延性系數的允許值。這些界限值假定具有某種概率、分布，近來也有學者提出應考慮界限模糊性的觀點。這些方法都是可取的，值得沿承的。
2.2.3 巖石工程的可靠性研究
國內在巖土工程中應用概率統計方法的問題，在80年代初期開始得到了重視。并進行了深入的研究，通過多年的研究與發展，大致確定了以下幾個方面：（一）在概念方面的探討，這部分雖然數量不多，但內容卻十分重要。（二）巖土參數估計的研究，這是巖土工程可靠度分析中的關鍵和難點，以此為主的論文約占四分之一。（三）將可靠性方法引入到各類巖土工程的問題，包括計算分析方法的研究，除了一次二階矩驗算點方法外，隨機有限元、高階矩、Monte一Carlo等方法也開始引入到巖土工程的可靠性分析中來。目前在巖土工程可靠性研究方面，與上部結構相比，其成果尚未成熟到可供實用的階段，但與上部結構采用不同設計原則的狀況也不容許持續太久，加速實用化研究是勢在必行。
2.2.4 結構疲勞可靠性研究
近年來隨著鐵路和公路橋梁、吊車梁、鐵路混凝土軌枕、海洋建筑物等承受疲勞荷載的
結構物的發展以及結構可靠性理論在土木工程中的廣泛應用，結構疲勞可靠性問題日益受到
重視： 例如：開展了以可靠性理論為基礎的軌枕疲勞設計方法和不穩定重復荷載下的混凝土受彎構件的疲勞可靠性設計問題，同時在原國家建委支持下，中國建筑科學研究院、太原工學院、冶金部建筑研究總院等單位進行了大量的混凝土受彎構件正截面和斜截面在等幅荷載下的試驗研究工作，為進一步開展疲勞可靠性的研究積累了可供利用的資料。
結束語：
一直以來，土木工程結構的安全性與耐久性一直是設計者與使用者非常關注的問題，它關系到安全與經濟的協調、基礎設施的投資等，并與國家現行政策、法規以及未來的經濟發展息息相關，由此可見，其是一個復雜的系統工程問題.，國家對其高度重視，加強研究力度。
參考文獻：
[1] 趙國藩 我國土木工程結構可靠性研究的一些進展[J] 大連理工大學學報，2000.40（3）
關鍵字：全日制專業碩士；發揮地學優勢；實踐能力；培養模式
中圖分類號：G643 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）03-0047-02
自2009年全日制專業碩士開始招生以來，因出現時間短，全日制專碩培養存在一定不足，相應的各種培養機制、培養條件和培養效果沒有達到要求。目前對全日制專業碩士生的培養存在諸多爭議，如“緩解就業”論、“收益”論、“差生”論、“換湯不換藥”論、“招考模式雷同”論等質疑。根據國務院學位委員會定位，全日制專業學位是具有專業實踐教學環節、具有較強的解決實際問題的能力、能夠承擔專業技術或管理工作的高層次應用型人才。教育部明確規定專業碩士更加強調工程實踐能力培養，因此，全日制專業碩士的實踐能力培養是專業學位研究生教育質量的重要保障。對應推行五年多的全日制專業碩士培養來說，實踐能力培養探索是一個新課題。為此，成都理工大學結合自身地學優勢特點，在辦學過程中找準自身特色和優勢，依據地方經濟和行業發展對工程應用型人才的迫切需求，在全日制專業碩士實踐能力培養方面進行了有益探索和改革，并取得一定成效。
一、地質災害防治優勢學科平臺
我院現有國家級突出貢獻中青年專家1人，全國杰出專業技術人才2人，國家杰出青年科學基金獲得者2人，教育部長江學者特聘教授1人，“百千萬人才工程”國家級人選4人，中國青年科技獎獲得者2人。依托地質災害防治與地質環境保護國家重點實驗室和“地質工程”國家重點學科，立足于我國西部地區重大工程建設和防災減災的需求，建立了地質災害防控創新方法體系，推動了該領域學科發展和進步。重點關注我國西部地區經濟建設和社會發展中所面臨的日益嚴峻的地質災害問題，在汶川地震、蘆山地震、尼泊爾地震和康定地震誘發次生地質災害，大型水電工程、交通工程、國防工程災害和自然地質災害防治方面發揮了重要作用。學院先后承擔國家、省部級和橫向委托項目400余項，累計科研經費超過3億元，產生經濟效益達數十億元，
研究成果先后獲國家科技進步一等獎2項（獨立單位），二等獎2項，部省二等以上獎勵30余項，出版專著50余部，國內外1200余篇。此外，我院還獲國家級教學成果二等獎2項，省部級一、二等教學成果獎10余項。學院在地質災害防治方面擁有雄厚師資力量、國家重點學科、國家重點實驗室和2011地質災害防控協同創新中心，在地災防控方面具有明顯的學科優勢，為我院全日制專業碩士培養提供了良好的學科平臺。
二、面向行業開設應用型創新課程
為使專業碩士人才的培養更加貼近行業和社會需求，我院立足自身地學優勢，面向行業狠抓專業碩士類課程建設，在課程改革上將學碩與專碩分離，力求使專碩課程改革符合行業需求，更加適合應用型創新人才的培養。以“行業―實踐―案例”為理念構建以工程行業實踐能力培養為主的課程模式，讓學生了解本行業國內外新知識、新技術、新方法并應用于實際工作，讓學生進一步拓寬行業發展的最新動態和解決實際問題所需要的新知識，并根據行業和相關企業實時需求進行動態更新，有效推動全日制專業學位培養觀念轉變，推動科技進步與社會發展，產生社會與經濟效益。如，近年來注冊巖土工程師考試更加注重工程地質、鐵路和公路行業的地質勘查和地質災害防治等知識點，因此我院在滑坡災害防治、工程數值模擬和地下結構工程等課程中進行了教學點更新，不斷強化考點案例分析和工程實例分析，研究生的注冊巖土考試通過率有了較大提高，使課程教學與行業有效結合起來，突出了專業碩士培養的工程應用創新特點。
三、面向企業聘請高水平企業導師
我院作為四川省研究生教育改革創新項目首批專業學位研究生教育實踐基地，承擔著高層次應用研究型人才培養的重任。利用我校地學優勢學科平臺，建立“工程實訓體系、技術創新體系”的雙體系創新培養模式，以工程應用創新建立良好企業合作關系，以模式改革謀專業碩士培養上臺階，為此，我院聘請了既有扎實理論基礎，又有豐富工程經驗，并且了解企業亟需創新技術的高水平企業導師參與專業碩士研究生的實訓及論文指導。這些導師一般都是具有博士學位的教授級高級工程師，有很強的工程應用創新能力，能啟發學生進行工程應用創新，解決實際工程難題。我院在對地學類專業碩士的雙體系培養過程中，邀請在全國巖土工程、地質勘查和地質災害防治行業具有較高影響力的業界專家承擔研究生校外實訓指導，比如中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司陳衛東教授級高工、中國中鐵二院集團屈科教授級高工、四川藏區高速公路有限責任公司李永林教授級高工、四川省交通廳公路規劃勘察設計研究院王聯教授級高工等參與專業碩士生論文選題和指導工程。他們大都具有博士學位，以及省學術與技術帶頭人、院總工等稱號，具有創新能力，能啟發學生進行應用型創新，有力推動了研究生學習積極性、主動性。該培養模式將學校、學生與企業融合到一起，在學校和企業之間搭建橋梁，既能解決學生就業問題，又為企業挑選了適合人才。
四、面向西部環境進行實踐能力培養
與企業建立聯合培養體系后，再根據西部地區復雜的地質環境條件、大型工程建設地質災害防治問題和重大關鍵技術問題，為研究生提供地學類實踐基地和平臺。選擇具有現代化管理水平、行業創新能力強、技術生產先進的企業建立一批高標準、穩定合作的校外實訓基地。近年來，我院投入100多萬元與水電、交通和地質災害防治行業內企業共建了“大型水電工程實訓基地”、“地震震中區地質災害―四川汶川野外基地”、“大光包滑坡研究基地”和“地質災害―四川都江堰野外基地”。這些實踐培養基地既可以進行野外地質技能訓練，又可開展課題研究；既能承擔工程建設和科研任務，又可讓學生按行業要求進行工程實踐和工程難題攻關。這些實踐教學模式注重學生地質素養、解決和分析實際工程能力的培養，實現野外認識能力強、重大災害問題能獨立與創新性思考的目標，并能解決實際工程難點問題，可為我國西部重大工程建設和地質災害防治提供大量應用型人才。
五、培養質量和效果
為使企業始終保持對研究生校外實踐培養的熱情，我院主動為用人單位著想和服務，在基地建設、專碩人才培養模式、管理隊伍建設和管理機制改革等方面加強與企業的交流，先后赴中國地質大學（武漢）、同濟大學、長安大學和西安建筑科技大學等同行院校及陜西省地質礦產勘查開發總公司、中鐵第一勘察設計院集團有限公司、武漢地質工程勘察院、中國華西企業股份有限公司等企業開展了學習交流與調研工作，加強了與各聯盟院校和企業的溝通和聯系，獲得了寶貴的信息資源，達到了“加強交流、借鑒經驗、啟迪思路、推動發展”的目的。在專業碩士考核質量方面，擯棄傳統的專碩“差生論”觀點，對專碩畢業論文的考核，重點考核畢業論文是否有對實際工程“應用創新”的內容，推進應用創新和服務社會。我校全日制專業碩士生張巖同學經過在四川省交通廳公路規劃勘察設計研究院的實踐培養，先后申請了《一種高地溫隧道隔熱散熱襯砌結構》、《一種液脹式讓壓抗震抗高地溫錨桿》、《一種高地溫隧道支護的樁型預應力錨索》和《內置式全長防腐錨桿》等多項發明專利，并發表了多篇SCI論文，為西部地區多條高速公路設計和施工提供了科研支撐。
通過多年的探索和建設，我院全日制專業碩士培養效果顯著，在就業形勢嚴峻和成都地區其他“985”、“211”高校生源競爭下，我院地學和土木類專業的專業碩士畢業生就業率仍然保持在95%以上，培養質量受到了同行和企業的高度認可。
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