岩土工程读书报告

岩土工程专题读书报告学生姓名：付全越班级：2010级2班学号：2010510254专业：岩土专业水建学院岩土工程系2014年6月25日目录绪论第一章岩土工程的起源与建立第二章岩土工程的发展与成熟第三章岩土工程的现状与方向第四章岩土工程的展望与未来结语附：参考文献绪论何谓岩土工程？刚入门时，自己报考的是土木工程，心中不免疑惑：岩土工程属于土木工程？慢慢的，认识到人的“住、行”离不开它，甚至“衣、食”中亦有它的身影。凡是与岩石或土有关的工程活动，不论处于地面以上还是地下，均属岩土工程。在大学学习期间，逐渐形成自己的岩土工程一点看法：这是一门古老而又年轻的学科。它的古老在于有人类社会活动就存在它，它的根源可以追朔到地球的形成之初。它的年轻在于人类对它的认识还不够系统和经典，并且它会随着社会进步而继续向前发展。在国内的大百科全书中，它被定义为“以工程地质学、土力学、岩石力学及地基基础工程学为理论基础，以解决和处理建设过程中出现的所有与岩体和土体有关的工程技术问题的新的专业学科。在该学科理论和实践中，强调地质与工程紧密结合，属于土木工程范畴。”在我国它界定了这个专业的内涵、外延和工作内容。在国际上，《GroundEngineering》杂志上有一篇专门对岩土工程进行定义的文章，原文如下：“Geotechnicalengineeringistheapplicationofthesciencesofsoilmechanicsandrockmechanics,engineeringgeologyandotherrelateddisciplinestocivilengineeringconstruction,theextractiveindustriesandthepreservationandenhancementoftheenvironment”。它又进一步指出了岩土工程在建筑、采矿业和环境工程中的作用。这两个定义都给岩土工程学科发展留下了补充和诠释余地。第一章岩土工程的起源与建立“岩土工程”（Geotechnigue）一词，据俞调梅先生考证，可能最早出现在法国科学家库伦的《极大极小原理应用于建筑的费力学问题》，即著名的土压力古典理论一文的末尾。我国20世纪50~60年代曾将其译为“土工”或者“土工学”。1979年12月，我国《岩土工程学报》诞生，这极大的促进了“岩土工程”一词在我国工程界、学术界广泛应用。虽然该术语出现较晚，并且岩土工程形成为一门专门的学科，至今不到100年。但在人类历史中，可以说它起始于人类依靠穴居或巢居来躲避洪水和风霜雨雪侵袭的时代，包括其后原始人利用土、木、石等天然建筑材料，谋求改善生存和生产的时代。在人类历史早期，岩土工程活动主要为解决居住和防治水患（水利）。我国夏代大禹治水分土地为9个等级，从疏堵入手，换来九州平安，就是一项非凡的防治水患的岩土工程。随着时间的推移，人类社会出现了城市，房屋、道路、桥梁渐渐成为人类交往、生产活动以及统治者进行治理和对敌进攻等的必需，于是出现了与岩土工程密切相关的又一重要领域。例如，历代王朝修建的宫殿寺院和遍布各地的巍巍高塔，都全靠牢固的基础，方能历尽风雨沧桑逾千百年而安然无恙。据史料记载，西周事按道路规格的不同，分别称“路、道、途、畛、径”；秦始皇为了传递文书，命人修筑“驰道”，并采取“稳以金堆”的路基压实措施等等。这其中无不蕴藏了岩土工程的业绩。尽管先民给后人留下了众多的杰作，折射了出精彩的人类古文明，但是该时期只有工程实践，缺乏理论指导。18世纪60年代到19世纪晚期欧洲先后发生第一、第二次工业革命。岩土工程随之发展为半机械化作业。尤其交通领域出现了铁路，以及码头、水库的兴建，都带来了一系列新的岩土工程技术问题，促使人们开始进行理论探索和技术创新，进而拉开了岩土工程学术研究的序幕。1773年库伦提出了关于土的第一个理论，后来发展为土的莫尔库伦强度理论。1776年库伦又发表了建立在滑动土楔平衡条件上的土压力理论。到了在19世纪，柯林用曲线的滑裂面对土坡稳定进行了系统的研究，发表了关于斜坡稳定性理论。达西则通过室内渗透试验研究，建立了著名的达西定律。随后，朗肯提出了关于土体极限平衡的土压力理论。卡尔洛维奇则发表了世界上第一本《地基与基础》教程。进入20世纪，普朗德尔根据塑形平衡原理导出了著名的极限承载力公式。这些理论相继应用到工程实践中，并不断被修改和完善，至今仍有一定的实用价值。除了上述密切结合工程实践进行的理论探索和调查研究之外，钢铁、水泥和混泥土等新材料也相继出现并被广泛应用于土木工程，这对岩土工程发展影响深远。岩土工程在各国发展差异虽然较大，但随着文化学术的交流与传播，岩土工程学科得以孕育。第二章岩土工程的发展与成熟岩土工程中核心科目是岩土力学，也即土力学和岩体力学。19世纪早期，社会发展涉及岩土体的工程出现了很多问题，如坝肩岩体失事、坝基渗漏、粮仓倾斜等等。在美国，太沙基在其所从事的钢筋混凝土结构和水电站工程中，看到了许多地基基础的意外失事。他深感当时对土的力学性质的认识远未能解决工程实际问题，于是下决心对土的力学性质进行长期的试验研究。在1925年，他出版了闻名世界的《土力学》，并在BogaziciUniversity校园用香烟盒做了第一个固结试验，可以看成土工力学试验的创始。在1936年，鉴于当时的土工方面的研究和实践的进展，已经有必要召开一次会议来进行一些总结了。这次会议后来被成为土力学的第一届国际会议。随后，在1943年太沙基出版了《理论土力学》。在这本书里，第一次系统的论述了土力学的几个最基本理论：固结理论、沉降计算、承载力理论、土压力与挡土墙，以及抗剪强度和边坡稳定。50年来土力学基本理论的构架没有发生根本性的改变，该书仍是今天工程师们应该掌握的基本功。在英国，罗斯科于1963年发表了著名的剑桥模型，则是现代土力学的开端。我国著名的土力学专家沈珠江院士认为，经过了30多年的努力，现代土力学已经越过了重要阶段而渐趋成熟，但可能还需要30年才能大体上完成其基本框架。他认为现代土力学可以归结为一个模型（即本构模型）、3个理论（即一个变形理论和两个破坏理论）、4个分支（即理论土力学、计算土力学、实验土力学和应用土力学）。在我国，20世纪80年代以来，由于在基岩地区工程建设的日益增多，中科院地质研究所在岩土力学的基础上，进一步把裂隙岩体的力学特性作为岩体力学的研究核心，提出了“岩体结构”的新概念，创立了“岩体工程地质力学”，并进一步发展成为“岩体结构力学”。在岩土工程中，经常会遇到水的问题，例如开挖基坑或矿山坑道，在施工阶段首先就要解决地下水的疏干问题，否则就会影响到基坑或坑道的稳定性。上世纪50年代在宝成线的新线工程地质勘察中，认为秦岭大隧道穿越的是一个比较完整的花岗岩体，工程地质比较良好。但南峒口开挖以后，发现在花岗岩体内有一个巨大的片岩包裹体，小断裂十分发育，在风化带内地下水，的活动也十分强烈，使片岩软化，并沿断裂面滑动，造成峒口严重坍滑事。对于这样一个复杂的岩体，在地下水的作用影响下，如何进行岩体力学的定量分析，作出峒口工程的合理设计就要涉及到岩体水力学的问题。近年来，对岩体水力学的研究，已逐渐形成一门专门的学（岩体水力学是应用水力学和岩体力学的基本理论，结合地质体和岩体的具体特征，研究岩体与地下水相互作用的演变规律）。岩体力学和岩体水力学的发展，有利于解决基岩地区岩土工程经常遇到的许多复杂的工程地质、水文地质问题。这一段时期，土力学和岩体力学及相关边缘学科的研究发展，使得岩土工程得以适应社会发展需求，并逐步走向成熟。第三章岩土工程的现状与方向在21世纪，我国岩土工程进入了新的发展阶段，土木工程建设中出现的岩土工程问题极大地促进了岩土工程学科的发展。目前，我国对于岩土工程学科的划分大致如下。1.环境岩土工程学：自1986年召开第一届环境岩土工程国际学术讨论会以来，环境岩土工程学在全世界得到了广泛而迅速的发展。在环境岩土工程领域，现在一般认为主要有2个主要分支：地质环境工程和生态环境工程。环境岩土工程学主要是应用岩土工程的观点、技术和方法为治理和保护环境服务。2.生态岩土工程学：在环境岩土工程学的基础上，产生了生态岩土工程学。生态岩土工程通常有3类问题：一是与地质、气候等自然环境有关的问题，如泥石流、沙漠、湿地，二是与人类自身健康有关的问题，如酸雨、核废料等，三是与人类文化有关的问题，如考古等。这3类问题都对生态环境因素相当敏感，直接或间接地与环境岩土工程有关。3.核岩土环境工程学：在环境岩土工程学的基础上，产生了核岩土环境工程学。由于核电利用的迅速增长，随之而来的大量核废料处理问题也越来越突出。其永久安全性及其对地质环境和生物圈的影响是人们十分关注和担忧的问题。核废料在分解过程中可改变其原来的形态和性质，很容易污染周围环境。为了有效控制这类废料，必须了解其放射性与自然环境的相互作用机理，特别是核废料一岩土一水体系的相互作用机理。4.防灾减灾学：自然灾害的频发和严重性，催生了防灾减灾学的诞生和发展，1976年唐山大地震促进了我国地震工程学的发展。由于唐山地处平原，砂土地震液化等现象得到人们的极大关注。汶川地震产生的地震灾害现象，还凸显出艰险山区复杂地形条件下地震波的传输特性、地震诱发的山地灾害、生命线工程对抢险救援功能的特殊要求等以前认识不足的一些新问题。5.土动力学：地震灾害促进了土动力学这门学科的迅速发展。土动力学是研究地震、波浪及机器基础等动荷载作用下土体的动变形、动强度和稳定的一门学科。6.智能岩土工程学：岩土工程的信息化是用计算机、通信、自动控制等信息汇集处理高新技术对传统岩土工程技术手段及施工方式进行改造与提升，促进岩土工程技术及施工手段不断完善，使其更加科学、合理，有效地提高效率，降低成本。随着我国改革开放的不断深入，经济建设和科学技术水平的不断发展与提高，岩土工程如岩土边坡工程、高速公路和铁道，城市地铁工程等也得到了迅速发展，使得岩土工程学科涉及的内涵和外延也不断拓宽。在当今国内国外，岩土工程建设绝非单纯的技术问题，而是涉及自然、经济、社会的复杂系统工程。因此，充分利用各种新理论、新技术、新方法，并与实际紧密结合，与相关学科相互渗透、相互结合，这样才能促进岩土工程学科本身的建设与发展，满足人类社会发展对该行业的需要。第四章岩土工程的展望与未来我国岩土工程行业正处于一个关键时期，既有挑战又有机遇。当前的机遇和挑战可以归成三个方面：一是企业的转制与改革；二是专业的定位或者业务的定位；三是把握技术的发展方向，发展企业的技术比较优势。成功的企业改制一定会促进单位的发展和单位人才资源的积累和发挥。我国和国际上岩土工程的定位不太一样，国际上这个专业在不断深化和外延，而我国却由于市场竞争激烈而导致行业效益下滑，导致市场不规范，常常出现了“优汰劣胜”的反常现象。比较积极的解决方法是扩大市场领域范围、降低市场密度。在市场经济条件下，市场的需求永远是行业发展改造的发动机和导向器。例如本专业所谓的“城市固体废弃物（MSW）”的卫生填埋问题，在世界范围内已经形成了巨大市场。垃圾填埋场的选址、衬砌、稳定性分析、填埋的覆盖和再利用等问题，都包含着对岩土工程知识和工程技术的机遇和挑战。专业的发展，一个是纵向的加深，一个是横向的扩展。后者将促使某些分支学科的形成和不断成熟，形成交叉学科。这种趋势在环境领域和抵御自然灾害、特别是突发灾害的领域尤为明显。我国岩土工程行业培养的人才有局限性。首先，我们行业的发端和西方不一样。西方是由于在做土木工程当中发现了有关土和基础工程的理论和方法专门研究，从而形成了一个学科，以咨询为核心发端，形成工作体系。我国学习当时苏联，是以一种“线性”的形式发端的，二战以后，苏联进入了大规模的恢复建设时期，形成了“勘察—设计—施工”的工作体系。发端不同，形成我们在专业定位、工作方法和理念上都不一样。第二是规范体系的不同，先进国家基本上都是强调对基本原则的把握，很少提供具体参数。我国开始大规模的经济建设，为了在全国不同地区用同一方式处理工程为题