岩土工程前沿领域与现状

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1、工程领域前沿（部分）晏鄂川教授、博士生导师主要内容：第一节岩土工程进展概述；第二节岩体工程的不确定特性；第三节岩质边坡工程；第四节环境岩土与地质灾害（环境岩土、滑坡预报、灾害监测手段等）；第五节地质勘探技术；第六节国内外岩土工程的研究差距与展望；第七节岩体工程研究部分热点。岩土工程包含于许多工程门类之中。它们又可分为土质工程与岩体工程两大类。地质灾害、岩土环境也是岩土工程必须面对的课题。近年来我国大兴各类工程建设，工程规模宏大，影响深远，为世界所瞩目。在这些工程实践中，我国岩土工程的技术和科学研究也得到空前的发展。其工程技术和科学研究水平处于国际前列。第一节岩土工程进展概述以水电工程为例。

2、堤防和土石坝是我国涉及国计民生的重要土质工程，在其工程实践中提出了许多岩土工程的基础性科学问题，如土的本构关系、饱和及非饱和土的渗流、边坡稳定、抗震问题等。其中高土石坝工程大大推动了土的本构关系理论、数值计算的发展和试验设备与技术的进步。我国的小浪底斜心墙堆石坝、三峡二期围堰等大型土石坝工程都以科技攻关的形式进行过多单位、多模型、多程序的分析计算，对于工程设计起到了重要的指导作用。而土石坝的研究也推动了大型土工离心机和大型高压三轴试验设备和技术的发展。在堤坝工程中，渗流的分析和渗流控制；筑坝材料研究；抗震问题的研究也取得进展。隧洞及地下工程和岩质边坡是岩石力学和岩体工程的课题。人们在理论和

3、机理方面开展了从宏观到微观、细观的不同层次的研究和探索。一方面，将研究的目光从岩体转向山体、地体，大范围大尺度的工程建设和资源开发；另一方面，着眼于岩体中的裂纹的起始、分叉、发展、断裂到破坏的全过程研究，引进了损伤和断裂力学的概念，建立适用的计算模型。非连续的理论和方法在岩体工程中是强有力的计算手段。地下洞室设计的新奥法，促进了现代地下工程的一系列新概念和新理论的形成。在各种稳定分析中，以极限平衡理论和方法为基础，计算方法有下限解法和上限解法。岩体中的渗流对于水利工程和环境工程都至关重要，已取得丰硕的研究成果，也面临不少需要进一步研究的课题。防灾减灾目前成为水利科学中岩土工程的重要领域。关

4、于水利工程中堤防的破坏机理、隐患检测、工程加固方法；堤防的安全性评估、风险分析和管理也是目前许多国家研究的重点；土石坝及其他岩土工程的抗震反应分析也是防灾减灾的重要课题。这些问题在我国已受到重视与关注。在我国轰轰烈烈地开展岩土工程建设的同时，经济技术先进的国家将岩土学科的重点转入了资源、环境和生态等问题。而对于大型水利工程的建设给予更多的质疑；环境岩土受到极大重视；环境友好的地下空间利用开发受到欢迎。我国在这方面的差距固然是由于发展水平的差异所造成关心重点的不同，但是发达国家在其发展过程中的经验与教训是值得我们借鉴的。我国的决策层和岩土科学技术人员增强保护我国的水资源，保护环境和生态的意识

5、是非常迫切和必要的。第二节岩体工程的不确定特性1、概述在工程建设中，为了满足岩石工程建设前期的工程规划与设计需要，应进行地质勘探以搞清楚岩体的地质条件（岩性、构造、层理、断裂、岩溶等），开展岩石力学试验工作以查明岩体的力学特性及其赋存的条件（如岩体应力状态、地下水运行状态等），进行各种专题研究，了解工程岩体的应力、变形状态，评估工程岩体的稳定性。根据以上资料、数据和结果，进行岩石工程设计，决定建筑物的轮廓、尺寸及各种支护加固办法，选用合理的开挖方法和程序。通过这种前期工作争取把一切情况在开工前都弄清楚，以便开工后就按照既定的要求和程序进行施工，达到工程既经济又安全且效率又高。所以设计就相当

6、于工程建设中的各种规章、规程，必须严格执行。然而在工程实践中，开工后总会遇到这样那样没有预见到的情况和问题，以致不得不修改设计，改变原来设想的做法。就是说，在前期工作原以为认识清楚了、确定了的东西其实有些并未搞清楚或发生了变化，还不很清楚、不很确定，有时甚至是很不确定。这就是在岩石工程中经常提及的不确定性问题，不确定性也是在各类工程建设中岩石所共有的特点。2、岩体工程中不确定性的来源一般来说，工程中遇到以下三方面条件的变化要修改先前设计：其一是地质条件、岩体性状的变化；其二是施工条件的变化（包括器材供应、施工技术掌握的不均一、质量控制等人为因素）；其三是洪水、地震、气候等环境条件的异常变化

7、。后两方面情况对于除岩石工程外其他工程也是可能导致修改设计的因素，而对于岩石工程来说，地质条件、岩体性状的变化是导致修改设计的主要因素。也就是说，岩石工程中的不确定性，主要来源于地质条件、岩体性状的不确定性。这是因为天然岩体在历经了复杂的成岩过程和后期亿万年构造运动的改造后，其性状和赋存条件千差万别，可以说，每一处工程场址的岩体、不同工程部位的岩体都是不相同的。并且工程岩体一般都深埋地下，其性状与裸露于表面的岩体有时差别