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時(shí)間：2023-03-07 15:19:54
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二、當(dāng)前土木工程地質(zhì)教學(xué)存在的問(wèn)題
通過(guò)以上詳細(xì)的調(diào)查和對(duì)比分析，目前土木工程地質(zhì)教學(xué)仍存在以下問(wèn)題：
1、土木工程地質(zhì)教材的使用各自為政。目前各個(gè)高校使用的教材基本上是各自高校的老師根據(jù)自己的講義編排而成，缺乏一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，因而導(dǎo)致經(jīng)典精品教材較少。單從教材的題目上足可看出目前教材缺乏統(tǒng)一性和協(xié)調(diào)性。例如中南大學(xué)所用的教材為《土木工程地質(zhì)概論》，浙江大學(xué)的教材題名為《土力學(xué)與工程地質(zhì)》，石家莊鐵道大學(xué)所用教材題名為《工程地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)》等。
2、在教學(xué)內(nèi)容上與其它課程交叉重復(fù)，無(wú)法突出本門課程的特色。工程地質(zhì)是一門基礎(chǔ)課程，是巖土工程、隧道工程等課程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，因此，由于與其它學(xué)科老師交流不夠充分，往往存在重復(fù)講授的情況。比如，以有效應(yīng)力這個(gè)概念為例，在工程地質(zhì)、土力學(xué)、基礎(chǔ)工程等課程都涉及到，由于這個(gè)概念的重要性，各科老師為了追求各門學(xué)科的系統(tǒng)性和完整性，都會(huì)著重講解這個(gè)概念，雖然在一定程度可以加深學(xué)生對(duì)這個(gè)知識(shí)點(diǎn)的理解，但是從側(cè)面也可說(shuō)明知識(shí)的重復(fù)交叉導(dǎo)致學(xué)業(yè)內(nèi)容的累贅。
3、課時(shí)安排過(guò)少。目前各所高校對(duì)土木工程地質(zhì)這門課的重視程度，課堂課設(shè)課時(shí)大多是32~48個(gè)學(xué)時(shí)，因此，老師在安排教學(xué)進(jìn)度時(shí)顯得極為緊張而緊湊。從實(shí)際教學(xué)安排來(lái)看，基本上講解完三大巖石、地下水、地質(zhì)構(gòu)造基本概念后，沒有足夠的時(shí)間深入來(lái)探討地質(zhì)條件對(duì)工程的影響，往往后面工程應(yīng)用的章節(jié)皆為學(xué)生自學(xué)。
4、知識(shí)學(xué)習(xí)與工程案例結(jié)合程度不夠。由于部分老師本身參與的工程項(xiàng)目不多，同時(shí)又由于課時(shí)的不夠，這兩部分原因?qū)е聦W(xué)習(xí)的主要內(nèi)容集中在枯燥的理論知識(shí)部分，學(xué)生容易產(chǎn)生枯燥情緒。
三、土木工程地質(zhì)教學(xué)改革措施
為了很好地解決當(dāng)前土木工程地質(zhì)教學(xué)中存在的問(wèn)題，讓學(xué)生從這門課程中更多地學(xué)習(xí)到有助于工程實(shí)踐的知識(shí)，必須有針對(duì)性對(duì)當(dāng)前教學(xué)實(shí)踐中存在的問(wèn)題進(jìn)行改革，具體改革措施如下所述：
1、建立和完善土木工地質(zhì)程精品課程精品課程建設(shè)既是壓力，又是動(dòng)力。通過(guò)精品課程建設(shè)，可以找出當(dāng)前教學(xué)中存在的薄弱環(huán)節(jié)，精簡(jiǎn)重復(fù)的教學(xué)內(nèi)容，突出本門課程的特色，使土木工程地質(zhì)這門課的教學(xué)目標(biāo)和任務(wù)更加明確。精品課程建設(shè)首先就是教材建設(shè)，因此，有必要根據(jù)新時(shí)期土木工程培養(yǎng)目標(biāo)，并結(jié)合當(dāng)前土木工程建設(shè)中出現(xiàn)的新問(wèn)題、新方法、新技術(shù)，編寫一本深入淺出的教材，教材中不僅包含傳統(tǒng)的知識(shí)要點(diǎn)和概念，還應(yīng)包含當(dāng)前新的地質(zhì)知識(shí)觀點(diǎn)、新的地質(zhì)勘查手段等，同時(shí)還應(yīng)包含工程實(shí)例，讓學(xué)生盡可能地更深入地建立起工程地質(zhì)與工程項(xiàng)目的聯(lián)系。精品課程建設(shè)中重要的一條就是教師隊(duì)伍的建設(shè)，因此，有必要加大對(duì)教師隊(duì)伍的培養(yǎng)力度，引進(jìn)和培養(yǎng)一批有新視野、新知識(shí)的老師，以此給課堂注入新的氣象。
2、注重教學(xué)手段和教學(xué)方法的革新注意授課的科學(xué)性與藝術(shù)性，在教學(xué)過(guò)程中，善于發(fā)揮學(xué)生的主導(dǎo)地位，采用“討論試”、“啟發(fā)式”教學(xué)模式。同時(shí)，要注重課前的準(zhǔn)備，精心備好每一節(jié)課，善于總結(jié)歸納每節(jié)課的重點(diǎn)，以“主線法”講授課程知識(shí)。
3、增強(qiáng)對(duì)工程地質(zhì)教學(xué)的重視對(duì)工程地質(zhì)教學(xué)的重視首先就體現(xiàn)在教學(xué)和學(xué)習(xí)的時(shí)間上。盡量安排更多的課時(shí)，讓老師有足夠充分的時(shí)間去講解基礎(chǔ)概念和工程實(shí)例。同時(shí)，老師也可以通過(guò)其它方式來(lái)增加學(xué)生們的學(xué)習(xí)時(shí)間，比如規(guī)定某個(gè)主題，要求學(xué)生自主獨(dú)立進(jìn)行文獻(xiàn)調(diào)研，完成該主題相關(guān)文獻(xiàn)的歸納總結(jié)，并加大平時(shí)學(xué)習(xí)報(bào)告在總成績(jī)中的比例。另外，強(qiáng)化考試試題庫(kù)建設(shè)，完善考試規(guī)范和制度，強(qiáng)化對(duì)學(xué)生進(jìn)行專業(yè)知識(shí)訓(xùn)練。最后，要重視工程地質(zhì)實(shí)習(xí)在教學(xué)中的作用，因?yàn)樵撻T課程的實(shí)踐性很強(qiáng)，需要從大自然中去認(rèn)識(shí)和掌握工程地質(zhì)現(xiàn)象，使學(xué)生鞏固在書本上學(xué)到的知識(shí)，有感性認(rèn)識(shí)上升到理性認(rèn)識(shí)，同時(shí)在野外地質(zhì)實(shí)習(xí)過(guò)程中，亦可鍛煉學(xué)生們的體魄和吃苦耐勞的能力。
4、緊密聯(lián)系工程實(shí)踐學(xué)習(xí)的目的最終是為解決實(shí)際工程的問(wèn)題，在教學(xué)的過(guò)程中融入工程實(shí)例有助于學(xué)生在正式進(jìn)入工作崗位之前對(duì)其有初步的認(rèn)識(shí)和了解，因此，工程實(shí)例教學(xué)是一個(gè)非常重要的手段。比如，老師可以把自身主持或參與的工程項(xiàng)目作為案例，結(jié)合書本知識(shí)講解如何解決工程問(wèn)題，分享在解決工程問(wèn)題過(guò)程中的心得體會(huì)，這樣寓教于樂的方式既能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又能讓他們積累相應(yīng)的工程經(jīng)驗(yàn)知識(shí)。
1前言
壩陵河大橋離擬建貴州省鎮(zhèn)寧至勝境關(guān)高速公路起點(diǎn)約21km，地處黔中山原地帶。高速公路在關(guān)嶺縣東北跨越壩陵河峽谷，峽谷兩岸地勢(shì)陡峭，地形變化急劇，高差起伏大，河谷深切達(dá)400～600m。橋址區(qū)屬構(gòu)造剝蝕、溶蝕中低山河谷地貌。巖石建造類型以碳酸鹽巖與陸源碎屑巖互層，以碳酸鹽巖構(gòu)成峽谷谷坡，以碎屑巖互層構(gòu)成谷底及緩坡為基本特征。壩陵河流向與區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造線方向(NW)基本一致。河谷西岸地形較陡，地形坡度40～70°，近河谷一帶為陡崖。橋位區(qū)西岸（關(guān)嶺岸）錨碇地段處于斜坡中部，出露的巖層有三疊系中統(tǒng)竹桿坡組第一段（T2z1）中厚層狀泥晶灰?guī)r和楊柳井組（T2y）中厚層狀白云巖[1,2]。弱風(fēng)化巖體直接出露于地表，微新巖體埋深30～50m。
壩陵河懸索橋主跨1068m，橋面總寬度24.5m，東岸錨碇采用重力式錨，西岸錨碇采用隧道式錨。西岸隧道式錨碇在技術(shù)設(shè)計(jì)中全長(zhǎng)74.7m，最大埋深78m，主要由散索鞍支墩、錨室（34.7m）和錨塞體（40m）三部分組成，兩錨體相距18～6.36m。錨塞體和錨室為一傾斜、變截面結(jié)構(gòu)，上緣為圓形，下緣為矩形，縱向呈楔形棱臺(tái)，矩形截面尺寸為10m×5.8m～21m×14.5m。西岸每根主纜纜力（P）約為270MN，水平夾角約26°。錨體中設(shè)預(yù)應(yīng)力錨固系統(tǒng)，主纜索股通過(guò)索股錨固連接器與錨體中的預(yù)應(yīng)力錨固系統(tǒng)連接。
懸索橋錨碇在承受來(lái)自主纜的豎向反力的同時(shí)，主要還承受主纜的水平拉力，是懸索橋的關(guān)鍵承載結(jié)構(gòu)之一，其總體穩(wěn)定性和受力狀態(tài)直接影響到大橋的安全和長(zhǎng)期使用的可靠性。壩陵河懸索橋是鎮(zhèn)寧－勝境關(guān)高速公路的重要節(jié)點(diǎn)，針對(duì)該大橋施工圖設(shè)計(jì)階段，本文提出壩陵河懸索橋西岸隧道式錨碇及其邊坡的工程地質(zhì)力學(xué)研究建議。鑒于錨碇型式受到地形、地質(zhì)條件的限制，國(guó)內(nèi)外采用隧道式錨碇的大跨懸索橋?yàn)閿?shù)較少[3－7]，見諸文獻(xiàn)報(bào)道的更少，本研究建議有不適當(dāng)之處，請(qǐng)專家批評(píng)指正。
2巖體工程地質(zhì)力學(xué)研究建議
2.1錨碇圍巖工程地質(zhì)條件研究
西岸隧道式錨碇坐落于邊坡淺表弱風(fēng)化～微新巖體中，弱風(fēng)化～微新巖體的工程地質(zhì)條件關(guān)系到錨碇隧洞的成洞條件及錨碇體系在主纜拉力荷載作用下的整體穩(wěn)定狀態(tài)。
邊坡淺表部中存在卸荷巖體。巖體卸荷帶是伴隨河谷下切過(guò)程或邊坡開挖過(guò)程中，由于應(yīng)力釋放，巖體向臨空面方向發(fā)生卸荷回彈變形，能量的釋放導(dǎo)致斜坡淺表一定范圍巖體內(nèi)應(yīng)力的調(diào)整，淺表部位應(yīng)力降低，而坡體更深部位產(chǎn)生更大程度的應(yīng)力集中。由于表部應(yīng)力降低導(dǎo)致巖體回彈膨脹、結(jié)構(gòu)松弛，破壞巖體的完整性，并在集中應(yīng)力和殘余應(yīng)力作用下產(chǎn)生卸荷裂隙。巖體應(yīng)力的降低最直觀的表現(xiàn)是導(dǎo)致巖體松弛和原有的裂隙發(fā)生各種變化，形成新環(huán)境下的裂隙網(wǎng)絡(luò)。這些裂隙一部分是遷就原有構(gòu)造裂隙引張擴(kuò)大經(jīng)改造形成[8]，有一些是微裂隙擴(kuò)展后的顯式裂隙，也有在新的應(yīng)力環(huán)境和外動(dòng)力環(huán)境下形成的裂隙。在巖體卸荷、應(yīng)力降低的過(guò)程中，隨著新的裂隙系統(tǒng)的形成，也為外動(dòng)力或風(fēng)化營(yíng)力提供了通道，加速巖體的風(fēng)化和應(yīng)力的進(jìn)一步降低。風(fēng)化巖體裂隙的增多，是巖體卸荷和風(fēng)化共同造就的。
西岸錨碇邊坡巖體在淺部節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體透水性較好，滲透系數(shù)高；隨著深度的增加，透水性逐漸減弱。深部的巖溶發(fā)育情況有待研究。
據(jù)初步設(shè)計(jì)階段工程勘察資料，西岸錨碇邊坡出露的灰?guī)r和白云巖的產(chǎn)狀為：傾向50～80°，傾角48～87°。主要發(fā)育三組優(yōu)勢(shì)節(jié)理：①155°∠57°；②220°∠34°；③333°∠46°。在巖層層面、不利結(jié)構(gòu)面組合切割和深部巖溶發(fā)育情況下，在主纜巨大拉力下，不能夠排除存在深部拉裂滑移面威脅西岸錨碇邊坡整體穩(wěn)定性的可能性。
錨碇圍巖工程地質(zhì)條件研究?jī)?nèi)容包括：
（1）研究從邊坡表部至深部巖體中裂隙的分布密度及張開度變化，揭示巖體的卸荷程度，為錨碇施工期和運(yùn)行期邊坡巖體質(zhì)量評(píng)價(jià)以及巖體質(zhì)量變化趨勢(shì)提供可靠基礎(chǔ)資料；
（2）在巖層層面和不利結(jié)構(gòu)面組合切割下，由于錨碇工程荷載，研究巖體中形成的潛在不穩(wěn)定塊體的安全度以及西岸錨碇邊坡的整體穩(wěn)定性；
（3）采用地球物理勘探方法，研究邊坡深部溶蝕裂隙與溶蝕洞穴的分布規(guī)律及其發(fā)育特征。
2.2錨碇圍巖工程力學(xué)特性研究
主懸索的巨大拉力通過(guò)索股、錨桿傳人隧道中填充的（預(yù)應(yīng)力）混凝土，再通過(guò)（錨塞體）混凝土與隧道巖體的摩阻力和粘結(jié)力傳遞給周圍的巖體。隧道式錨碇在巨大主纜拉力荷載作用下，不僅要維持自身的抗拔穩(wěn)定，同時(shí)還要將自身承受的主纜拉力傳遞到錨碇圍巖中，以充分利用圍巖的承載能力，使錨碇和圍巖共同作用形成一個(gè)整體的承載體系。
錨碇圍巖工程力學(xué)特性研究包括三個(gè)方面：
（1）錨塞體與巖體之間的抗剪摩擦力學(xué)性能[9，10]和粘結(jié)特性試驗(yàn)研究；
（2）錨碇下部及兩錨體之間的巖體處于復(fù)雜的拉剪應(yīng)力狀態(tài)，研究錨碇圍巖在拉剪應(yīng)力下的變形及強(qiáng)度特性，尤其是弱風(fēng)化～微新圍巖在拉剪復(fù)雜應(yīng)力下的變形、強(qiáng)度及疲勞試驗(yàn)研究，模擬其破壞現(xiàn)象和破壞過(guò)程，從而掌握其破壞機(jī)制；
（3）巖體在中度～輕度工程爆破開挖擾動(dòng)下的力學(xué)性能研究。
錨碇圍巖工程力學(xué)試驗(yàn)?zāi)康氖谴_定錨碇邊坡巖體力學(xué)參數(shù)建議值，供設(shè)計(jì)和三維數(shù)值仿真采用。建議在設(shè)計(jì)錨碇區(qū)域附近開挖一試驗(yàn)斜硐，采取巖樣，并在硐壁打適量鉆孔，進(jìn)行室內(nèi)巖石力學(xué)試驗(yàn)和原位巖石力學(xué)性質(zhì)及配套的各項(xiàng)試驗(yàn)研究工作。主要包括室內(nèi)巖石力學(xué)三軸剪切試驗(yàn)、節(jié)理（裂隙）測(cè)量、巖體變形特性（靜載）試驗(yàn)、巖體抗剪（抗剪斷）試驗(yàn)、巖體抗拉試驗(yàn)、混凝土與基巖膠結(jié)面抗剪和摩擦等試驗(yàn)和硐室聲波普測(cè)、硐室地球物理勘探、含水量測(cè)試、鉆孔聲波測(cè)試、鉆孔壓水試驗(yàn)等試驗(yàn)研究工作。錨碇系統(tǒng)的摩阻力由基巖與錨碇系統(tǒng)接觸面的正應(yīng)力與摩擦系數(shù)來(lái)決定，摩擦系數(shù)一般由相似原理進(jìn)行模型試驗(yàn)或現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試得到。硐室地球物理勘探是查明錨碇圍巖（主要是錨碇下部及兩錨體之間的巖體）中的巖溶發(fā)育情況。
試驗(yàn)資料的整理應(yīng)通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)和室內(nèi)大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)的綜合分析，結(jié)合現(xiàn)行有關(guān)行業(yè)規(guī)范（規(guī)程）和工程經(jīng)驗(yàn)的類比，提出西岸隧道式錨碇邊坡區(qū)域巖體力學(xué)參數(shù)建議值，供設(shè)計(jì)采用。
2.3錨碇圍巖滲透及抗溶蝕特性研究
壩陵河懸索橋西岸錨碇圍巖為弱風(fēng)化～微新的灰?guī)r和白云巖，屬于易溶蝕化巖體。錨碇邊坡地段地下水主要為（節(jié)理）裂隙水、巖溶裂隙水和巖溶孔（洞）穴水。西岸隧道式錨碇錨體混凝土澆筑后，在邊坡巖體中形成不透水體（阻滲體），從而改變錨碇邊坡的地下水滲流場(chǎng)?？梢灶A(yù)見，地下水將從錨塞體混凝土邊緣繞滲，因此錨塞體與圍巖的交界部位巖體更易遭到溶蝕，削弱錨塞體混凝土與圍巖之間的摩阻力和粘結(jié)力。錨碇圍巖滲透特性的研究應(yīng)著重錨塞體與圍巖的交界部位巖體的滲透性能與抵抗溶蝕的能力的試驗(yàn)研究。
為防治錨塞體與圍巖交界部位巖體的溶蝕危害采取的工程措施，主要是加強(qiáng)錨碇邊坡坡面的排水工程。
2.4錨碇及其圍巖相互作用三維數(shù)值模擬研究
由于懸索橋安全是依靠錨碇固定橋的體系，錨碇發(fā)生移動(dòng)將嚴(yán)重影響橋梁體系，甚至導(dǎo)致橋體破壞，因此研究西岸隧道式錨碇的錨塊及其圍巖在主動(dòng)拉力作用下的穩(wěn)定性、瞬時(shí)變位與長(zhǎng)期變位是相當(dāng)重要的。應(yīng)建立真實(shí)反映隧道式錨碇錨體和圍巖二者相互作用、考慮施工過(guò)程非線性、地質(zhì)結(jié)構(gòu)面影響等的三維數(shù)值仿真模型，對(duì)錨碇穩(wěn)定性及變位進(jìn)行預(yù)測(cè)[11]。
2.5錨碇隧道鉆爆開挖及支護(hù)的施工技術(shù)試驗(yàn)
根據(jù)西岸隧道式錨碇為傾斜、變截面的工程特點(diǎn)，需研究錨碇隧道的鉆爆開挖以及支護(hù)的施工技術(shù)[12－14]。在隧道式錨碇施工過(guò)程中，自始至終都要注意嚴(yán)格控制圍巖的完整性，盡量避免對(duì)圍巖產(chǎn)生過(guò)大的擾動(dòng)。為保證主纜等硐內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)的使用壽命，錨碇的防水按GB50108－2001二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行控制，要求較高。施工開挖后應(yīng)對(duì)圍巖中的塑性變形帶進(jìn)行擠密壓漿處理，以使錨塞體混凝土與圍巖緊密結(jié)合。
2.6錨碇錨固系統(tǒng)試驗(yàn)
試驗(yàn)?zāi)康氖球?yàn)證用于壩陵河大橋錨碇錨固系統(tǒng)的各產(chǎn)品力學(xué)性能是否滿足設(shè)計(jì)要求。試驗(yàn)內(nèi)容包括錨拉桿組件靜載試驗(yàn)、疲勞試驗(yàn)及錨具組裝件靜載試驗(yàn)和疲勞試驗(yàn)[15]等。
2.7大體積混凝土澆筑防裂的施工技術(shù)研究
[中圖分類號(hào)] TU7-4 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437（2014）14-0079-03
我國(guó)土木工程建設(shè)有著飛快的進(jìn)步，房地產(chǎn)產(chǎn)業(yè)和住宅的大發(fā)展、高速公路和高速鐵路網(wǎng)的迅猛興起，增強(qiáng)了我國(guó)的綜合實(shí)力。城市建設(shè)中的基坑開挖不僅越來(lái)越深，而且開挖對(duì)周圍環(huán)境的影響越發(fā)敏感；全國(guó)30多座城市已建或在建地鐵，大冶露天鐵礦開采的邊坡高度達(dá)到800多米，海底隧道、煤礦開采的深度最深達(dá)到1000多米。同時(shí)，近些年我國(guó)工程建設(shè)中事故頻發(fā)，如杭州風(fēng)情大道地鐵基坑倒塌事故、上海蓮花河畔景苑7#樓傾倒事故、青島輸油管道爆炸事件。因此，我國(guó)對(duì)工程建設(shè)場(chǎng)地選址及場(chǎng)地內(nèi)地質(zhì)條件要求越來(lái)越高，水文與工程地質(zhì)工作是土木工程建設(shè)重要的、不可缺少的基礎(chǔ)工作。
1998年教育部頒布《普通高等學(xué)校本科專業(yè)目錄》，將原來(lái)的結(jié)構(gòu)、橋梁、道路、巖土、礦井建設(shè)、城鎮(zhèn)建設(shè)等8個(gè)專業(yè)合并為土木工程專業(yè)，成為一個(gè)寬口徑的大專業(yè)土木工程，具有內(nèi)涵廣泛、支系眾多、科目復(fù)雜的特點(diǎn)，涵蓋領(lǐng)域極為廣泛，對(duì)學(xué)科全貌充分認(rèn)識(shí)與把握，以期培養(yǎng)出的學(xué)生“理論基礎(chǔ)扎實(shí)，專業(yè)知識(shí)面廣，實(shí)踐能力強(qiáng)，綜合素質(zhì)高，并有較強(qiáng)的科技運(yùn)用、推廣、轉(zhuǎn)換能力”。[1] [2]土木工程概論課程涵蓋工業(yè)與民用建筑、交通土建、地下工程、巖土工程、市政工程、水利水電工程及國(guó)防工程等廣泛領(lǐng)域。[3] [4] [5]通過(guò)對(duì)土木工程概論課程的學(xué)習(xí)，對(duì)剛進(jìn)入大學(xué)的水文與工程地質(zhì)專業(yè)學(xué)生以后從事土木工程相關(guān)的勘察、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理、管理等領(lǐng)域從事技術(shù)或管理工作有個(gè)較為全面的認(rèn)識(shí)。
一、水文與地質(zhì)專業(yè)對(duì)土木工程的重要性
資源開發(fā)和基礎(chǔ)建設(shè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中有著十分重要的意義。道路橋梁建設(shè)、煤礦資源調(diào)查等項(xiàng)目開展初期和建設(shè)過(guò)程中都必須對(duì)工程地質(zhì)自然災(zāi)害、水文與工程地質(zhì)條件、不良地質(zhì)現(xiàn)象及工程對(duì)周圍環(huán)境的影響進(jìn)行評(píng)價(jià)和調(diào)查。資源開發(fā)利用、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)造成的水文與工程地質(zhì)條件的惡化，對(duì)人類的生產(chǎn)和生活造成極大的影響，如采礦導(dǎo)致的地面沉降、人工開挖對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響、尾礦庫(kù)對(duì)地下水的污染、水庫(kù)蓄水誘發(fā)區(qū)域性地震，特別是近年來(lái)由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展導(dǎo)致的全國(guó)大范圍的霧霾天氣。故此在各類地質(zhì)環(huán)境評(píng)價(jià)、資源開發(fā)利用以及地基基礎(chǔ)工程建設(shè)等過(guò)程中，不僅需要從業(yè)人員懂得水文與工程地質(zhì)專業(yè)知識(shí)，而且會(huì)科學(xué)管理各種工程。但從現(xiàn)實(shí)情況來(lái)看，高級(jí)應(yīng)用型技術(shù)人才普遍不足。
水文與工程地質(zhì)的畢業(yè)生，既有厚實(shí)的專業(yè)理論基礎(chǔ)、寬廣的專業(yè)知識(shí)，又有較強(qiáng)的實(shí)踐技能，可在大型工礦企業(yè)、城市、城鎮(zhèn)從事給排水、地下水及區(qū)域環(huán)境評(píng)價(jià)等方面從事水文地質(zhì)調(diào)查工作，也可在有關(guān)部門從事飛機(jī)場(chǎng)、港口、海岸帶海洋環(huán)境、鐵路、公路、隧道、水庫(kù)等土木工程方面的工程地質(zhì)勘查工作。
二、土木工程概論課程的特點(diǎn)
（一）涵蓋內(nèi)容全面
本課程包括材料力學(xué)和結(jié)構(gòu)概念、建筑工程類型及施工工藝、飛機(jī)場(chǎng)工程的選址及建設(shè)、地下工程類型及施工工藝、橋梁工程的類型及施工工藝、道路工程的選線及種類、鐵路工程、?？诠こ?、給排水工程、海洋工程、土木工程中的災(zāi)害等內(nèi)容，其中不僅涉及材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、土力學(xué)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)等力學(xué)內(nèi)容，還涉及規(guī)劃、施工及監(jiān)理方面的內(nèi)容，因此學(xué)好這門課程，對(duì)于剛跨進(jìn)高等學(xué)校大門的水文與工程地質(zhì)專業(yè)的學(xué)生而言，理解本專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)意義重大。
（二）發(fā)展變化快
土木工程雖然是一門古老的學(xué)科，但其領(lǐng)域隨相關(guān)學(xué)科的發(fā)展、經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)進(jìn)步的需要而不斷深化、不斷拓展。
（三）應(yīng)用性廣
隨著城市化的發(fā)展，我國(guó)對(duì)能源需求越來(lái)越大，高層及超高層建筑越來(lái)越多，建筑基礎(chǔ)形式多以樁基礎(chǔ)等深基礎(chǔ)為主，這不僅要求水文與工程地質(zhì)專業(yè)畢業(yè)生掌握扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，同時(shí)又為畢業(yè)生就業(yè)提供了更多的機(jī)會(huì)。
三、土木工程概論課程存在的不足
（一）教材內(nèi)容的滯后
土木工程建設(shè)種類、規(guī)模發(fā)展日新月異，由于時(shí)效性，教材不可能及時(shí)反映土木工程的變化，已淘汰的施工工藝技術(shù)甚至還有可能在現(xiàn)有的教材中出現(xiàn)。
（二）課堂教學(xué)方式不豐富
土木工程概論課程涉及的工程種類多、工程性很強(qiáng)?，F(xiàn)代多媒體的運(yùn)用相較于傳統(tǒng)的黑板教學(xué)而言，能夠大大提高教學(xué)效率，在很短的時(shí)間內(nèi)擴(kuò)大了學(xué)生的知識(shí)面。涉及高層建筑、橋梁、隧道等工程的施工工藝的流程、各種施工機(jī)械的操作過(guò)程，學(xué)生如不到工地現(xiàn)場(chǎng)則不能很好地掌握關(guān)鍵施工技術(shù)，這就導(dǎo)致教學(xué)效果不理想，學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握不牢靠。
（三）教學(xué)素材收集難
由于土木工程涉及交通、土建、港口、海洋等方面，其覆蓋面相當(dāng)廣泛，要收集各種工程的典型性素材有相當(dāng)?shù)碾y度。
四、土木工程概論課程教學(xué)改革
（一）精選教學(xué)內(nèi)容
土木工程概論課程的教學(xué)目標(biāo)是開拓學(xué)生土木工程的視野、培養(yǎng)學(xué)生土木工程的意識(shí)、激發(fā)學(xué)生持久的學(xué)習(xí)動(dòng)力。因此在講課時(shí)可選擇生動(dòng)宏偉的建設(shè)場(chǎng)景和案例，如上海中心基坑施工、廣州東塔基坑施工、三峽大壩工程、港珠澳大橋建設(shè)及世界各地的海底隧道工程等，以此來(lái)讓學(xué)生建立土木工程的整體和發(fā)展思維，從而提高他們學(xué)習(xí)后續(xù)課程的興趣和質(zhì)量。同時(shí)，在教學(xué)中將學(xué)生帶到實(shí)際工程現(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)，讓學(xué)生提前接觸生產(chǎn)實(shí)際，掌握一些現(xiàn)場(chǎng)施工的知識(shí)，為他們走向工作崗位奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
（二）采用形式多樣的教學(xué)方法
為激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、提高課堂效率，各種如橋梁類型、隧道類型、飛機(jī)場(chǎng)形式等可以用靜態(tài)多媒體直觀、形象地展現(xiàn)出來(lái)，以此提高學(xué)生對(duì)工程的直觀認(rèn)識(shí)，加深學(xué)生的理論知識(shí)，以較少的教學(xué)時(shí)間收到很好的教學(xué)效果。土木工程概論內(nèi)容豐富多彩，為避免課程內(nèi)容變得枯燥無(wú)味，教師在課堂教學(xué)中不應(yīng)僅僅以靜態(tài)圖片的形式向?qū)W生講解土木工程的有關(guān)概念、理論，這樣易讓學(xué)生產(chǎn)生厭學(xué)情緒。課間播放一些隧道施工、深基坑維護(hù)施工的教學(xué)短片，如人工挖孔樁、港珠澳大橋施工錄像、廣州東塔的施工動(dòng)畫、管樁打入施工過(guò)程、雙排樁施工過(guò)程、錨桿支護(hù)施工過(guò)程、越江隧道施工動(dòng)畫、邊坡加固施工過(guò)程。通過(guò)教學(xué)錄像的播放，讓學(xué)生掌握各種土木工程的施工方法。
（三）穿插專題講座
為了讓學(xué)生了解土木工程的最新發(fā)展?fàn)顩r，針對(duì)新近的一些深大基坑工程、橋梁工程及土木工程方面的試驗(yàn)平臺(tái)做專題講座，如上海蓮花河畔景苑7#樓傾倒事故分析、上海中心深基坑支護(hù)工程、港珠澳大橋施工、國(guó)內(nèi)外離心機(jī)試驗(yàn)、動(dòng)態(tài)空心圓柱剪切試驗(yàn)等。隨著城鎮(zhèn)化的進(jìn)展，近年來(lái)淮南新建了一批深基坑工程、橋梁工程、隧道工程。在教學(xué)過(guò)程中，邀請(qǐng)現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員到課堂上來(lái)給學(xué)生做講座，如進(jìn)行過(guò)“攪拌樁維護(hù)施工”、“地下連續(xù)墻施工”、“拉森板樁維護(hù)施工”、“地下空間施工”、“打入樁施工”等專題講座。專題講座不僅充實(shí)了教學(xué)內(nèi)容、開拓了學(xué)生的知識(shí)面，而且能引導(dǎo)學(xué)生從事土木工程的就業(yè)方向。
（四）知名人物及實(shí)驗(yàn)平臺(tái)介紹
為增加水文與工程地質(zhì)專業(yè)學(xué)生對(duì)國(guó)內(nèi)外高校土木工程專業(yè)的認(rèn)識(shí)及針對(duì)部分學(xué)生今后考研的情況，教師在講解到各種土木工程時(shí)，可穿插些相關(guān)的歷史人物、當(dāng)代知名學(xué)者及國(guó)內(nèi)的一些重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的介紹。如講到橋梁工程時(shí)，可講一講茅以升事跡、盧溝橋事件、國(guó)內(nèi)外知名高校橋梁工程專業(yè)的知名學(xué)者及同濟(jì)大學(xué)的橋梁結(jié)構(gòu)抗風(fēng)技術(shù)交通行業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；講到地下工程時(shí)，可介紹同濟(jì)大學(xué)巖土及地下工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的離心機(jī)試驗(yàn)機(jī)、動(dòng)態(tài)空心圓柱剪切儀；講到鐵路工程時(shí)，可介紹一下中國(guó)首位鐵路工程師詹天佑、同濟(jì)大學(xué)的道路與交通工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；講建筑工程時(shí)，可說(shuō)一說(shuō)建筑大師貝聿銘的杰出成就等；講到土木工程災(zāi)害時(shí)，可介紹同濟(jì)大學(xué)的土木工程防災(zāi)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。
（五）新近知名土木工程建筑介紹
國(guó)內(nèi)外的知名建筑發(fā)展日新月異，現(xiàn)有的教材很難跟上其發(fā)展變化。因此，在講授土木工程概論時(shí)，應(yīng)介紹國(guó)內(nèi)外最新的土木工程建設(shè)進(jìn)展，以增加本課程的時(shí)效性，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。講土木工程材料時(shí)，可穿插裝修材料的最新發(fā)展?fàn)顩r；講高層建筑時(shí)，可介紹國(guó)內(nèi)正在建設(shè)的摩天大廈，如上海中心大廈；講橋梁工程時(shí)，可穿插東海大橋、杭州灣大橋的建設(shè)情況；講高鐵建設(shè)工程時(shí)，可結(jié)合京福高鐵來(lái)講；講水利工程時(shí)，可以介紹一下我國(guó)西南地區(qū)正在建設(shè)的水電站，如向家壩水電站、白鶴灘水電站以及金沙江、雅礱江、大渡河等“三江”水電基地。通過(guò)講解一些知名重大工程建設(shè)的情況，可以拉近水文與工程地質(zhì)專業(yè)學(xué)生與土木工程之間的距離，以此激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)本門課程的興趣。
（六）授課教師的優(yōu)選與培養(yǎng)
土木工程概論涉及現(xiàn)有的各種工程，要求授課教師不僅要具有寬廣的知識(shí)面，而且要有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，為此要選具有豐富科研經(jīng)歷的教師授課本門課程。近年來(lái)，由于高等學(xué)校招生規(guī)模的擴(kuò)大和高校教師數(shù)量的不足，尤其是有一批青年教師缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，致使土木工程概論的教學(xué)存在一些問(wèn)題。因此，不僅要求有經(jīng)驗(yàn)的教師對(duì)年輕教師進(jìn)行傳、幫、帶，鼓勵(lì)年輕教師參與相關(guān)研究課題中，而且為了掌握土木工程的最新進(jìn)展，年輕教師要經(jīng)常參加國(guó)內(nèi)外的相關(guān)學(xué)術(shù)會(huì)議，在寒暑假期間，盡量去工地實(shí)習(xí)、鍛煉，掌握現(xiàn)場(chǎng)施工的細(xì)節(jié)，不斷更新土木工程概論的教學(xué)內(nèi)容。
五、結(jié)論
土木工程概論課程教學(xué)改革可起到幾點(diǎn)作用：1.提高學(xué)生學(xué)習(xí)土木工程概論課程的興趣、效率，激發(fā)了水文與工程地質(zhì)專業(yè)學(xué)生將來(lái)從事土木工程建設(shè)的熱情。2.使學(xué)生更深刻地認(rèn)識(shí)到土木工程概論課程的重要性，加深理解水文工程地質(zhì)對(duì)各類工程的影響，以及各類工程與水文工程地質(zhì)間的相互作用與關(guān)系。3.提高了學(xué)生在土木工程建設(shè)中，保護(hù)水文與工程地質(zhì)環(huán)境的自覺性，能夠讓學(xué)生認(rèn)識(shí)并分析不良水文與工程地質(zhì)條件，并能針對(duì)具體問(wèn)題提出處理措施。
[ 注 釋 ]
[1] 傅光耀.關(guān)于土木工程專業(yè)建筑工程方向教學(xué)改革的探討[J].高等建筑教育，2001（1）：25-26.
[2] 王清標(biāo)，初明祥，胡永強(qiáng).大土木背景下《土木工程概論》教學(xué)模式創(chuàng)新研究[J].當(dāng)代教育理論與實(shí)踐，2012（4）：75-77.
(1)利用多媒體教學(xué)。隨著科技的發(fā)展，課堂教學(xué)的方法不再是單調(diào)的敘述，多媒體也成為課堂教學(xué)的一個(gè)重要組成部分。特別是工程地質(zhì)課堂教學(xué)中，適當(dāng)穿插多媒體方式講授，能起到立竿見影的效果。比如在講授地形地貌、不良地質(zhì)作用以及由于巖土問(wèn)題引起的工程事故及常見的處理措施、實(shí)驗(yàn)過(guò)程等內(nèi)容時(shí)，僅靠講述的方法，無(wú)法提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性。因此把這些章節(jié)相應(yīng)的內(nèi)容制成多媒體教學(xué)軟件，通過(guò)圖像、聲音、動(dòng)畫、文字、錄像的形式展現(xiàn)出來(lái)，這樣不僅能擴(kuò)大課堂教學(xué)的信息量，而且還增強(qiáng)了教學(xué)直觀性，激發(fā)學(xué)生興趣和學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，能起到加深學(xué)生印象及提高教學(xué)質(zhì)量的效果。
(2)改變傳統(tǒng)教學(xué)模式。教師與學(xué)生之間既是師生關(guān)系，又是平等的同志或朋友關(guān)系。教師應(yīng)充分利用有限的學(xué)時(shí)數(shù)，注意突出重點(diǎn)、講授難點(diǎn)，改變傳統(tǒng)的“注入式”教學(xué)為“互動(dòng)式”與“啟發(fā)式”教學(xué)。對(duì)課程的重點(diǎn)內(nèi)容、難點(diǎn)問(wèn)題在課堂上采用問(wèn)題設(shè)置、討論及布置課后專項(xiàng)小論文等多種方式進(jìn)行。比如講到《特殊土》這一章節(jié)，由于內(nèi)容枯燥、單調(diào)，單是課堂講述效果不佳，可以通過(guò)設(shè)置問(wèn)題，學(xué)生找到特殊土施工的工程實(shí)例及處理方式，利用圖書館、網(wǎng)絡(luò)等多種手段對(duì)提出的問(wèn)題積極思考，并學(xué)會(huì)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題。對(duì)不良工程地質(zhì)問(wèn)題的處理及地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)防等方面的問(wèn)題可以通過(guò)不同的工程實(shí)例進(jìn)行課堂討論，學(xué)生提高了分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，教師也可從學(xué)生身上學(xué)到一些獨(dú)特的思路或方法，真正做到教學(xué)相長(zhǎng)。通過(guò)課堂討論及設(shè)置問(wèn)題的方法可以激發(fā)起學(xué)生的求知欲望和參與興趣，激勵(lì)或啟發(fā)學(xué)生運(yùn)用已學(xué)知識(shí)，結(jié)合所講授內(nèi)容，聯(lián)系起來(lái)思考問(wèn)題，提出問(wèn)題，進(jìn)行廣泛討論。
(3)注重教學(xué)中的反饋信息。教學(xué)過(guò)程是一個(gè)控制過(guò)程，是一個(gè)由教師、學(xué)生和知識(shí)信息3個(gè)要素構(gòu)成的教學(xué)控制系統(tǒng)。教學(xué)過(guò)程中的反饋信息包括正反饋與負(fù)反饋，它們是教學(xué)效果比較真實(shí)的反映。對(duì)正反饋信息，我們繼續(xù)努力保持；對(duì)負(fù)反饋要采取正確態(tài)度對(duì)待，及時(shí)認(rèn)真地分析負(fù)反饋產(chǎn)生的原因，并采取有效的教學(xué)辦法改進(jìn)，使教學(xué)活動(dòng)沿著良性循環(huán)的方向發(fā)展。
完善室內(nèi)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)
工程地質(zhì)室內(nèi)實(shí)習(xí)是工程地質(zhì)學(xué)的一個(gè)重要組成部分，包括主要造巖礦物及三大巖類的肉眼鑒別及工程地質(zhì)識(shí)圖。對(duì)于主要造巖礦物及三大巖類的肉眼鑒別，通過(guò)室內(nèi)標(biāo)本進(jìn)行，并輔以課堂多媒體圖片講解。實(shí)驗(yàn)室對(duì)學(xué)生進(jìn)行分組，每組人數(shù)一般為5人，讓學(xué)生在實(shí)習(xí)指導(dǎo)書的指導(dǎo)下獨(dú)立完成各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，授課教師及實(shí)驗(yàn)教師應(yīng)跟蹤指導(dǎo)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中小組之間進(jìn)行相互考核，教師現(xiàn)場(chǎng)提問(wèn)，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)效果及實(shí)習(xí)報(bào)告的完成情況，給出成績(jī)，實(shí)驗(yàn)成績(jī)一般占總成績(jī)的20%。對(duì)于工程地質(zhì)識(shí)圖內(nèi)容，主要由3個(gè)步驟完成教學(xué)：(1)課堂理論講授；(2)進(jìn)行實(shí)際工程地質(zhì)圖分析；(3)布置工程地質(zhì)識(shí)圖作業(yè)。通過(guò)這3個(gè)步驟，學(xué)生識(shí)別地質(zhì)圖的能力有了較大的提高。
加強(qiáng)及規(guī)范野外實(shí)習(xí)教學(xué)
工程地質(zhì)學(xué)的一些地質(zhì)術(shù)語(yǔ)比較抽象，直接理解起來(lái)有一些困難，需要建立感性認(rèn)識(shí)，這就需要通過(guò)野外實(shí)習(xí)來(lái)實(shí)現(xiàn)。通過(guò)野外實(shí)習(xí)可以驗(yàn)證、鞏固和進(jìn)一步加深已講授的理論知識(shí)，使學(xué)生懂得野外地質(zhì)工作的基本方法，熟悉工程地質(zhì)問(wèn)題及其處理方法，激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力。為了不使野外實(shí)習(xí)流于形式，我們應(yīng)從以下幾個(gè)方面加強(qiáng)野外實(shí)習(xí)，提高野外實(shí)習(xí)效果。
1建立多個(gè)固定野外實(shí)習(xí)基地
聯(lián)系和建立多個(gè)野外固定的地質(zhì)實(shí)習(xí)基地，改善實(shí)踐教學(xué)條件，是野外實(shí)習(xí)得以成功的前提條件。沒有固定的實(shí)習(xí)基地，實(shí)習(xí)帶隊(duì)教師對(duì)實(shí)習(xí)地區(qū)的工程地質(zhì)條件不甚清楚，無(wú)法保證實(shí)習(xí)的質(zhì)量。洛陽(yáng)地處豫西丘陵地帶，黛眉山、伏牛山地質(zhì)公園為工程地質(zhì)實(shí)習(xí)提供了良好的條件，為保證實(shí)習(xí)順利完成，我們與3個(gè)有實(shí)習(xí)條件的單位建立了實(shí)習(xí)基地。
2做好實(shí)習(xí)準(zhǔn)備
為了保證野外實(shí)習(xí)效果，必須精心做好實(shí)習(xí)路線的選擇。本著節(jié)省開支，充分利用本市資源的原則，我們的工程地質(zhì)實(shí)習(xí)就在洛陽(yáng)市的龍門和郊縣的黛眉山及伏牛山地質(zhì)公園進(jìn)行。在工程地質(zhì)野外實(shí)習(xí)中要用到某些儀器設(shè)備，因此在實(shí)習(xí)前還要準(zhǔn)備好實(shí)習(xí)中需要用到的地質(zhì)羅盤、大鏡、地質(zhì)錘及照相機(jī)等相關(guān)設(shè)備。此外，還要做好實(shí)習(xí)動(dòng)員，為期一周的工程地質(zhì)實(shí)習(xí)雖然很短，但工程地質(zhì)實(shí)習(xí)本身所具有的危險(xiǎn)性，要求我們不能放松實(shí)習(xí)動(dòng)員，而要做好實(shí)習(xí)動(dòng)員工作，讓學(xué)生明確地質(zhì)實(shí)習(xí)的目的、要求和實(shí)習(xí)紀(jì)律。特別是要強(qiáng)調(diào)野外實(shí)習(xí)的開放性、危險(xiǎn)性及分散性，以免給管理造成不便。在實(shí)習(xí)動(dòng)員中帶隊(duì)實(shí)習(xí)教師要認(rèn)真講解野外可能出現(xiàn)的安全問(wèn)題及預(yù)防措施并簽訂必要的安全合同。在實(shí)習(xí)進(jìn)行前一周，實(shí)習(xí)帶隊(duì)教師還要編寫實(shí)習(xí)計(jì)劃書及實(shí)習(xí)任務(wù)書并發(fā)放給學(xué)生，讓學(xué)生對(duì)實(shí)習(xí)內(nèi)容有所了解并在實(shí)習(xí)前復(fù)習(xí)相關(guān)理論知識(shí)。
3加強(qiáng)實(shí)習(xí)內(nèi)容，聘請(qǐng)有經(jīng)驗(yàn)的工程師現(xiàn)場(chǎng)講解
工程地質(zhì)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，通過(guò)課堂學(xué)習(xí)，學(xué)生只能學(xué)到理論性的知識(shí)，但對(duì)地質(zhì)現(xiàn)象還沒有一個(gè)感性認(rèn)識(shí)，理解它需要到野外，驗(yàn)證它更需要到野外，可以說(shuō)，地質(zhì)學(xué)家的實(shí)驗(yàn)室在野外。要做好野外實(shí)習(xí)這個(gè)環(huán)節(jié)，除了建立固定實(shí)習(xí)基地與做好實(shí)習(xí)準(zhǔn)備外，我們更應(yīng)該豐富實(shí)習(xí)的內(nèi)容。所選路線地質(zhì)內(nèi)容要比較豐富，如野外識(shí)別巖石，我們所選擇的是欒川老君山，在通往老君山的道路上可以看到兩側(cè)的沉積巖，在老君山景區(qū)內(nèi)可以看到變質(zhì)的千枚巖、巖漿巖中花崗斑巖、花崗巖及巖漿巖的侵入關(guān)系，同時(shí)可以看到附近的巖溶現(xiàn)象。
另外，在實(shí)習(xí)過(guò)程中，為避免學(xué)生成群呈無(wú)序狀態(tài)，要適當(dāng)增加實(shí)習(xí)帶隊(duì)教師，保證大部分學(xué)生能聽清教師講解的內(nèi)容。特別是為了讓學(xué)生系統(tǒng)了解實(shí)習(xí)地區(qū)的地質(zhì)史及工程地質(zhì)問(wèn)題，近幾年的工程地質(zhì)野外實(shí)習(xí)中，聘請(qǐng)有工程勘察經(jīng)驗(yàn)的工程師到現(xiàn)場(chǎng)講解，取得了比較好的效果。
改革考核機(jī)制
隨著經(jīng)濟(jì)和、工業(yè)的迅速發(fā)展，人們?cè)絹?lái)越意識(shí)到人類活動(dòng)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的兩個(gè)負(fù)面影響：環(huán)境污染和生態(tài)破壞。因此，應(yīng)運(yùn)產(chǎn)生了一門新興學(xué)科——環(huán)境巖土工程學(xué)。它既是一門應(yīng)用性的工程學(xué)，又是一門社會(huì)學(xué)。它把技術(shù)和政治、經(jīng)濟(jì)和文化相結(jié)合的跨學(xué)科的新型學(xué)科。
1.環(huán)境巖土工程定義
環(huán)境巖土工程（EnvironmentalGeotechnology）一詞，源自1986年4月美國(guó)賓州里海大學(xué)土木系美籍華人方曉陽(yáng)教授主持召開的第一屆環(huán)境巖土工程國(guó)際學(xué)術(shù)研討會(huì)，并在其著名的“IntroductoryRemarksonEnvironmentalGeotechnology”論文中，將環(huán)境巖土工程定位為“跨學(xué)科的邊緣科學(xué)，覆蓋了在大氣圈、生物圈、水圈、巖石圈及地質(zhì)微生物圈等多種環(huán)境下土和巖石及其相互作用的問(wèn)題”，主要是研究在不同環(huán)境周期（循環(huán)）作用下水土系統(tǒng)的工程性質(zhì)。
2.環(huán)境巖土工程研究的內(nèi)容及分類
環(huán)境巖土工程是研究應(yīng)用巖土工程的概念進(jìn)行環(huán)境保護(hù)的一門學(xué)科。這是一門跨學(xué)科的邊緣學(xué)科，涉及面很廣，包括：氣象、水文、地質(zhì)、農(nóng)業(yè)、化學(xué)、醫(yī)學(xué)、工程學(xué)等等。
環(huán)境巖土工程研究的內(nèi)容大致可以分為三類：
(1)環(huán)境工程。主要指用巖土工程的方法來(lái)抵御由于天災(zāi)引起的環(huán)境問(wèn)題。例如：抗沙漠化、洪水、滑坡、泥石流、地震、海嘯等。這些問(wèn)題通常泛指為大環(huán)境問(wèn)題。
(2)環(huán)境衛(wèi)生工程。主要指用巖土工程的方法抵御由于各種化學(xué)污染引起的環(huán)境問(wèn)題。例如城市各種廢棄物的處理、污泥的處理等。
(3)人類工程活動(dòng)引起的一些環(huán)境問(wèn)題。例如在密集的建筑群中打樁時(shí)，由于擠土、振動(dòng)、噪聲等對(duì)周圍居住環(huán)境的影響；深基坑開挖時(shí)，降水和邊坡位移等。
3.環(huán)境巖土工程研究中基本觀點(diǎn)及研究方法
3.1基本觀點(diǎn)
(1)巖土實(shí)踐的范圍是地球表層,而地球?qū)τ谟钪鎭?lái)講是一個(gè)子系統(tǒng),它的變化受其他子系統(tǒng)的影響,它們之間有物質(zhì)和能量的交換,是一個(gè)開放的系統(tǒng);
(2)資源是有限的。我們只有一個(gè)地球,并且隨著人口的增長(zhǎng),資源與人口相比越來(lái)越小,所以我們應(yīng)實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,而不能盲目地掠奪式地利用,以防止對(duì)環(huán)境造成不利的影響;
(3)人類無(wú)計(jì)劃的活動(dòng)會(huì)毀滅人類自身;
(4)自然界在不斷地變化,有一些直接危害人類,反過(guò)來(lái)人類要避開危害,就必須采取措施;
(5)雖然巖土工程曾帶來(lái)一些消極影響,但它是由于人類認(rèn)識(shí)上的片面性和歷史的局限性造成的,
所以從理論上講,所有的環(huán)境巖土工程問(wèn)題是可以解決的,但它依賴于人們環(huán)境意識(shí)的提高,巖土工程技術(shù)的進(jìn)步和法制建設(shè)的健全。
3.2研究方法
環(huán)境巖土工程是一個(gè)系統(tǒng)工程。它涉及許多學(xué)科領(lǐng)域,所以在研究中應(yīng)從學(xué)科間的交叉處著眼,以辯證的觀點(diǎn)分析和解決問(wèn)題。其次,應(yīng)用巖土工程的觀點(diǎn)去改善環(huán)境,使其更符合人類的生存需求。
4.環(huán)境巖土工程與相關(guān)學(xué)科的關(guān)系
與環(huán)境巖土工程相關(guān)的學(xué)科有:工程地質(zhì)學(xué)、巖土力學(xué)、巖土工程學(xué)、地質(zhì)工程、環(huán)境工程地質(zhì)學(xué)。
工程地質(zhì)學(xué)的基礎(chǔ)理論是地質(zhì)學(xué),指導(dǎo)它的理論主要是自然歷史觀1它的基本理論是認(rèn)為地質(zhì)成因和演化過(guò)程決定地質(zhì)體的工程特性,相應(yīng)地在研究方法上就是從地質(zhì)體局部特性的研究,探索地質(zhì)體在生成時(shí)的地質(zhì)環(huán)境以及形成地質(zhì)體的地質(zhì)作用和演化過(guò)程,從而在整體上認(rèn)識(shí)和把握地質(zhì)體的組成和結(jié)構(gòu)以及發(fā)育規(guī)律,并進(jìn)一步探討和預(yù)測(cè)它在工程建筑物作用下的表現(xiàn)和工程行為。
工程地質(zhì)學(xué)的服務(wù)對(duì)象完全是人為設(shè)計(jì),人為施工的建物。這一應(yīng)用性決定了工程地質(zhì)學(xué)的邊緣性、交叉性和綜合性等特性。所謂邊緣性指它處在地質(zhì)學(xué)科的外層,位于和工程學(xué)科接壤的部位。所謂交叉性表明在它的學(xué)科發(fā)展中不斷吸收工程學(xué)科的理論、概念和方法,并和地質(zhì)學(xué)結(jié)合起來(lái)。所謂綜合性是指工程地質(zhì)學(xué)的目標(biāo)是解決問(wèn)題,它是借助于地質(zhì)學(xué)各基礎(chǔ)學(xué)科的成就來(lái)綜合地工作的.
巖土力學(xué)、巖土工程和工程地質(zhì)學(xué)在研究對(duì)象和目標(biāo)上有很大的相同之處,是密切相鄰的學(xué)科。但是巖土力學(xué)屬于力學(xué)學(xué)科的邊緣,而巖土工程屬于工程學(xué)科的邊緣1雖然對(duì)巖土的地質(zhì)認(rèn)識(shí)是建立巖土力學(xué)模型和本構(gòu)關(guān)系的重要基礎(chǔ),但巖土力學(xué)更偏于模型及建模后的力學(xué)研究。巖土工程是將巖土作為工程結(jié)構(gòu)物的一部分工程學(xué)科。不過(guò)巖土力學(xué)和巖土工程與其他的力學(xué)或工程學(xué)科相比,需要更多地質(zhì)學(xué)科的支持,或者說(shuō)更需要與地質(zhì)學(xué)科的結(jié)合。
5.環(huán)境巖土工程的研究現(xiàn)狀
20世紀(jì)50-60年代公害事件的顯現(xiàn)，人們不斷探索，反思，并已取得了基本的共識(shí)。目前國(guó)外對(duì)環(huán)境巖土工程的研究主要集中于垃圾土、污染土的性質(zhì)、理論與控制等方面，而國(guó)內(nèi)則在此基礎(chǔ)上有較大的擴(kuò)展，就目前涉及的問(wèn)題來(lái)分，可以歸納為兩大類：第一類是人類與自然環(huán)境之間的共同作用問(wèn)題。這類問(wèn)題的動(dòng)因主要是由自然災(zāi)變引起的。例如地震災(zāi)害、土壤退化、洪水災(zāi)害、溫室效應(yīng)等。這些問(wèn)題通常稱為大環(huán)境問(wèn)題。第二類是人類的生活、生產(chǎn)和工程活動(dòng)與環(huán)境之間的共同作用問(wèn)題。它的動(dòng)因主要是人類自身。例如城市垃圾、工業(yè)生產(chǎn)中的廢水、廢液、廢渣等有毒有害廢棄物對(duì)生態(tài)環(huán)境的危害；工程建設(shè)活動(dòng)如打樁、強(qiáng)夯、基坑開挖、盾構(gòu)施工對(duì)周圍環(huán)境的影響；過(guò)量抽汲地下水引起的地面沉降等等。有關(guān)這方面的問(wèn)題，統(tǒng)稱為小環(huán)境問(wèn)題。
6.環(huán)境巖土工程的發(fā)展展望
20世紀(jì)90年代后，我國(guó)進(jìn)入了大規(guī)模工程建設(shè)時(shí)期。從沿海地區(qū)開始，逐步向內(nèi)陸擴(kuò)展，高層建筑、地鐵、道路交通、隧道等等的建設(shè)以及城市化進(jìn)程步伐的加快向環(huán)境巖土工程不斷提出新的挑戰(zhàn)。同時(shí)，自然環(huán)境的變化，地震、洪澇災(zāi)害的頻頻發(fā)生，溫室效應(yīng)的加劇，水土流失，土壤退化等大環(huán)境問(wèn)題，也引發(fā)了一系列新的環(huán)境巖土工程問(wèn)題。相對(duì)發(fā)達(dá)國(guó)家來(lái)說(shuō)，我國(guó)的巖土工程工作者面臨更為艱巨的任務(wù)。一方面，我國(guó)正處于大規(guī)模工程建設(shè)時(shí)期，有許多工程問(wèn)題需要解決;另一方面，基于可持續(xù)發(fā)展要求，我們面臨嚴(yán)峻的環(huán)境保護(hù)與治理工作。在環(huán)境巖土工程問(wèn)題上，未來(lái)幾年應(yīng)重點(diǎn)研究并解決下面幾個(gè)問(wèn)題。其中，西部問(wèn)題，包括生態(tài)環(huán)境建設(shè)與保護(hù)區(qū)域穩(wěn)定性與地下工程。東部問(wèn)題，包括大城市地面變形不穩(wěn)定性、懸河化水資源、水環(huán)境等。在一些應(yīng)用方面還急需解決的問(wèn)題如下：衛(wèi)生填埋場(chǎng)的設(shè)計(jì)問(wèn)題;大規(guī)模工程建設(shè)的區(qū)域環(huán)境巖土工程問(wèn)題評(píng)估;城市施工影響環(huán)境巖土工程問(wèn)題;巖土工程手段在環(huán)境的治理中的應(yīng)用等。
參考文獻(xiàn)：
[1]繆林昌劉松玉環(huán)境巖土工程學(xué)概論北京:中國(guó)建材工業(yè)出版社2005
1 前言
自2003年中國(guó)地質(zhì)學(xué)會(huì)工程地質(zhì)專業(yè)委員會(huì)發(fā)起建立“全國(guó)工程地質(zhì)專家?guī)臁币詠?lái)，得到全國(guó)各界工程地質(zhì)（含巖土工程和地質(zhì)工程相關(guān)專業(yè)）行業(yè)高科技人員的積極響應(yīng)，已經(jīng)收到420余份反饋回來(lái)的專家登記表，均已錄入數(shù)據(jù)庫(kù)?！叭珖?guó)工程地質(zhì)專家?guī)臁币殉蹙咭?guī)模，從針對(duì)服務(wù)的行業(yè)來(lái)說(shuō)，包括水利電力、鐵路交通、礦山和工業(yè)民用建筑等；從專業(yè)領(lǐng)域來(lái)說(shuō)，包括工程地質(zhì)勘察、巖土工程施工、地質(zhì)災(zāi)害研究等；從遍及的單位來(lái)說(shuō)，包括高等院校、科研院所、各部委直屬勘測(cè)設(shè)計(jì)院和公司等一百多家；從職稱分布來(lái)說(shuō)，包括工程院院士、勘察大師、教授級(jí)高級(jí)工程師、高級(jí)工程師、教授、副教授、研究員、副研究員等；從工作職務(wù)來(lái)說(shuō)，包括院長(zhǎng)、副院長(zhǎng)、總工程師、副總工程師、經(jīng)理、校長(zhǎng)、系主任等。
入庫(kù)的單位及其人數(shù)情況：北京國(guó)電華北電力工程有限公司14人；長(zhǎng)安大學(xué)地質(zhì)工程與測(cè)繪工程學(xué)院11人；成都理工大學(xué)環(huán)境與土木工程學(xué)院12人；國(guó)家電力公司成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院43人；國(guó)家電力公司貴陽(yáng)勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院15人；國(guó)家電力公司昆明勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院39人；建設(shè)綜合勘察研究設(shè)計(jì)院11人；水利部天津水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院11人；中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所17人；中航勘察設(shè)計(jì)研究院39人（這里只列出了10人以上的單位）。
2 軟件功能
2.1 基本功能
① 顯示工程地質(zhì)（地質(zhì)工程、巖土工程及相關(guān)專業(yè)）專家基本信息，包括姓名、性別、出生年月、技術(shù)職稱、工作職務(wù)、工作單位、單位性質(zhì)、聯(lián)系方式。 ② 顯示專家專業(yè)特長(zhǎng)，工作領(lǐng)域。 ③ 打印專家表。 ④ 按照入庫(kù)序號(hào)、姓名和工作單位排序，方便檢索。 ⑤ 可隨時(shí)登記入庫(kù)。
2.2 查詢
按照姓名、出生年月、工作單位、單位性質(zhì)、技術(shù)職稱、專業(yè)特長(zhǎng)、工作領(lǐng)域等單個(gè)字段查詢，查詢的結(jié)果可顯示專家基本信息、專業(yè)特長(zhǎng)和工作領(lǐng)域，打印專家表。
2.3 高級(jí)查詢
多個(gè)字段的組合條件查詢，查詢結(jié)果可制作報(bào)表。
2.4 數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)
數(shù)據(jù)庫(kù)管理員能夠輕松完成數(shù)據(jù)庫(kù)的日常維護(hù)工作，如添加、刪除、查詢等。
專家?guī)炜捎糜谌耸聶n案管理、查找工程咨詢專家、聘請(qǐng)工程項(xiàng)目評(píng)審專家、查找稿件評(píng)閱人、聘任學(xué)位論文審閱人等。
3 系統(tǒng)界面及功能模塊
3.1 主界面
全國(guó)工程地質(zhì)專家?guī)煜到y(tǒng)主界面如圖1所示。界面包括菜單區(qū)、查詢區(qū)、信息管理區(qū)和信息顯示區(qū)。菜單包括記錄、查詢、管理員和幫助等項(xiàng)。查詢區(qū)包括單個(gè)字段的簡(jiǎn)單查詢和高級(jí)查詢按鈕。信息管理區(qū)由基本資料、專業(yè)特長(zhǎng)、工作領(lǐng)域、備注、全表瀏覽、打印、退出按鈕組成，點(diǎn)選不同的按鈕，信息顯示區(qū)將顯示不同的信息。
3.2 高級(jí)查詢界面
點(diǎn)擊主界面窗口中查詢區(qū)的高級(jí)查詢按鈕會(huì)彈出高級(jí)查詢窗口，如圖2所示。通過(guò)該窗口可生成查詢條件、選擇結(jié)果中要顯示的字段、選擇排序字段、選擇組合查詢條件，并執(zhí)行查詢。查詢結(jié)果由查詢結(jié)果窗口（圖3）顯示出來(lái)。
3.3 查詢結(jié)果窗口
點(diǎn)擊高級(jí)查詢窗口中的開始查詢按鈕就可彈出查詢結(jié)果窗口。查詢結(jié)果窗口左上部分顯示符合查詢條件的記錄，右上部分是打印全部結(jié)果按鈕和打印選中結(jié)果按鈕。下部是選中專家的詳細(xì)信息，當(dāng)點(diǎn)選左上部的不同專家，其詳細(xì)信息會(huì)改變。
3.4 查詢結(jié)果報(bào)表打印窗口
點(diǎn)擊查詢結(jié)果窗口中的打印全部結(jié)果按鈕將彈出查詢結(jié)果報(bào)表打印窗口，如圖4所示。上部是打印按鈕、導(dǎo)出按鈕和縮放比例下拉列表框，中間是報(bào)表顯示區(qū)，下部是頁(yè)碼顯示和翻頁(yè)按鈕。
3.5 選中結(jié)果報(bào)表打印窗口
點(diǎn)擊主界面信息管理區(qū)打印按鈕和查詢結(jié)果窗口中的打印選中結(jié)果按鈕將彈出選中專家資料報(bào)表打印窗口，如圖5所示。
3.6 數(shù)據(jù)庫(kù)管理員界面
點(diǎn)擊主界面管理員菜單下的管理員登陸菜單項(xiàng)后，彈出管理員登陸對(duì)話框（圖6），輸入帳號(hào)和密碼后，點(diǎn)擊確定按鈕進(jìn)入數(shù)據(jù)庫(kù)管理員界面（圖7）。
數(shù)據(jù)庫(kù)管理員界面由菜單、工具按鈕、專家信息編輯區(qū)和全表數(shù)據(jù)瀏覽和編輯區(qū)組成。工具按鈕包括移動(dòng)記錄、添加、刪除等按鈕組成，專家信息編輯區(qū)用來(lái)編輯專家信息，全表數(shù)據(jù)瀏覽、編輯區(qū)瀏覽和編輯數(shù)據(jù)庫(kù)記錄。
4 工程地質(zhì)專家?guī)煜到y(tǒng)開發(fā)
4.1 數(shù)據(jù)庫(kù)
（1）信息來(lái)源
通過(guò)學(xué)術(shù)會(huì)議、信件和網(wǎng)上下載（見enggeo.org/xwdt-040106.htm）等途徑分發(fā)“全國(guó)工程地質(zhì)專家?guī)鞂＜业怯洷怼?，收集反饋回?lái)的原始登記表，錄入數(shù)據(jù)庫(kù)中。
（2）創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫(kù)
在Microsoft Office Access軟件中建立專家數(shù)據(jù)庫(kù)。數(shù)據(jù)庫(kù)中包括的字段有：姓名、性別、出生年月、工作單位、技術(shù)職稱、工作職務(wù)、專家特長(zhǎng)、工作領(lǐng)域、通信地址、郵政編碼、聯(lián)系電話、傳真和電子郵箱等，基本涵蓋了專家的基本信息、特長(zhǎng)、工作領(lǐng)域和聯(lián)系方式。
（3）數(shù)據(jù)錄入
數(shù)據(jù)錄入方式有兩種方式： ① 在Access中錄入； ② 數(shù)據(jù)維護(hù)方式，即在數(shù)據(jù)庫(kù)管理員界面中輸入數(shù)據(jù)。
所有專家的信息存儲(chǔ)在一個(gè)數(shù)據(jù)表中，每位專家的信息在數(shù)據(jù)表中表現(xiàn)為一條記錄。
4.2 系統(tǒng)功能的代碼實(shí)現(xiàn)
采用Microsoft Visual Basic 6.0作為開發(fā)工具，運(yùn)用其集成開發(fā)環(huán)境和快速應(yīng)用程序開發(fā)技術(shù)，根據(jù)軟件的功能模塊分別創(chuàng)建程序界面和窗口（圖1－圖7）。開發(fā)過(guò)程中使用了ADO Data控件、DataGrid控件、DataEnviornment設(shè)計(jì)器、Data Report設(shè)計(jì)器等。
下面著重?cái)⑹龈呒?jí)查詢的實(shí)現(xiàn)。在高級(jí)查詢窗口中，用戶填寫的查詢條件包括查詢結(jié)果中顯示的字段、where子句查詢條件、字段排序子句，用字符串連接生成SQL查詢語(yǔ)句。然后在專家數(shù)據(jù)表中查找符合查詢條件的專家記錄并在查詢結(jié)果窗口中顯示給用戶。完成高級(jí)查詢功能的程序片段如下：
Private Sub cmdQuery_Click()
Dim strKey As String
Dim strSQL As String， strsqlAll As String
Dim strOrderSQL As String
Dim strOrder As String
Dim intLenKey As Integer
Dim i As Integer， j As Integer
'查詢結(jié)果至少要顯示一個(gè)字段
If lstKey.SelCount = 0 Then
MsgBox "查詢結(jié)果中至少要顯示一個(gè)字段!"， vbMsgBoxSetForeground， "缺少字段"
Exit Sub
End If
If txtCondition.Text = vbNullString Then
MsgBox "請(qǐng)加入查詢條件！"， vbOKOnly + vbInformation， "提示"
Exit Sub
End If
'查詢結(jié)果中顯示的字段
strKey = vbNullString
strkeys = vbNullString
For i = 0 To lstKey.ListCount - 1
If lstKey.Selected(i) = True Then
strKey = strKey & lstKey.List(i) & "，"
End If
strkeys = strkeys & lstKey.List(i) & "，"
Next
strKey = Mid(strKey， 1， Len(strKey) - 1)
strkeys = Mid(strkeys， 1， Len(strkeys) - 1)
'where子句查詢條件
strWhere = vbNullString
If Len(Trim(strQuerySQL)) > 0 Then
strWhere = " where " & Trim(strQuerySQL)
Else
strWhere = vbNullString
End If
'字段排序字句
If lstOrderKey.ListCount > 0 Then
mstrOrderSQLs = ""
intLenKey = 0
For j = 0 To lstOrderKey.ListCount - 1
strOrderSQL = lstOrderKey.List(j)
If optOrder(0).Value = True Then
intLenKey = InStr(1， strOrderSQL， "(升序)"， vbTextCompare)
strOrder = " ASC"
Else
intLenKey = InStr(1， strOrderSQL， "(降序)"， vbTextCompare)
strOrder = " DESC"
End If
If intLenKey > 0 Then
strOrderSQL = Mid(strOrderSQL， 1， intLenKey - 1)
If mstrOrderSQLs "" Then
mstrOrderSQLs = mstrOrderSQLs & "，"
End If
mstrOrderSQLs = mstrOrderSQLs & strOrderSQL & strOrder
End If
Next j
mstrOrderSQLs = " order by " & mstrOrderSQLs
Else
mstrOrderSQLs = ""
End If
'字符串連接生成SQL查詢語(yǔ)句
strSQL = "select " & strKey & " from " & " 專家?guī)?" & strWhere & mstrOrderSQLs
strsqlAll = "select " & strkeys & " from " & " 專家?guī)?" & strWhere & mstrOrderSQLs
adoconnection.Execute strSQL
adoconnection.Execute strsqlAll
If Err Then
MsgBox Err.Number & vbCrLf & Err.Description & Err.Source， vbCritical， "SQL語(yǔ)句錯(cuò)誤"
Err.Clear
Exit Sub
End If
Set recResult = New ADODB.Recordset
Set recKeyword = New ADODB.Recordset
frmQueryResult.strSQL = strSQL
frmQueryResult.strSQL = strsqlAll
recKeyword.Open strSQL， adoconnection， adOpenStatic， adLockOptimistic
recResult.Open strsqlAll， adoconnection， adOpenDynamic， adLockOptimistic
If recKeyword.RecordCount
MsgBox "沒有您要查找的記錄!"， vbInformation + vbOKOnly， "找不到記錄"
Exit Sub
End If
'查詢結(jié)果顯示
frmQueryResult.Show vbModal
關(guān)鍵詞： 公路；邊坡；病害機(jī)理；崩塌
Key words： highway；side slope；disease mechanism；collapse
中圖分類號(hào)：U213.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2013）30-0075-02
1 項(xiàng)目概況
病害路段位于古浪縣境內(nèi)，G312公路K2326+600～ K2327+150處的路塹高邊坡地段，病害特征主要是道路上行一側(cè)（蘭州方向）高邊坡巖體危石崩落、巖體滑塌、巖屑溜落、小規(guī)模泥石流等，嚴(yán)重危及行車及駕駛?cè)藛T的安全。
1.1 邊坡地層巖性 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查研究和室內(nèi)試驗(yàn)研究，白堊系地層的工程地質(zhì)特征如下：
1.1.1 砂巖[1]：顏色以灰色、灰綠色、紫色的互層色調(diào)分布，成分以石英、長(zhǎng)石為主，中?；蚍奂?xì)粒結(jié)構(gòu)，薄層～中厚層構(gòu)造，鈣泥質(zhì)膠結(jié)，單層厚度變化懸殊，薄層厚度僅3～5cm，中層厚度為20～50cm，厚層可達(dá)250cm。發(fā)育兩組貫通層位的構(gòu)造節(jié)理，風(fēng)化較重，厚層砂巖露頭處可見受節(jié)理控制的典型球狀風(fēng)化特征。紫色砂巖多為泥質(zhì)膠結(jié)的粉細(xì)粒結(jié)構(gòu)，巖質(zhì)較軟，經(jīng)試驗(yàn)，干燥抗壓強(qiáng)度為5.7～6.6MPa[2]，灰色砂巖一般均為鈣質(zhì)或鈣泥質(zhì)膠結(jié)的中粒結(jié)構(gòu)，相對(duì)層理較厚，巖質(zhì)較硬，干燥抗壓強(qiáng)度為21.8～26.3MPa。
1.1.2 砂礫巖：巖石顏色以灰綠色為主，砂粒成分主要為石英、長(zhǎng)石，礫石成分較復(fù)雜，多為變質(zhì)巖碎屑物質(zhì)，礫石磨圓度較好，呈渾圓狀，分選比較均勻，粒徑絕大部分為5～8mm，個(gè)別有超過(guò)20mm粒徑的，鈣質(zhì)膠結(jié)，中厚層狀成巖，露頭不多，呈夾層分布在局部，同樣受到兩組貫通狀構(gòu)造節(jié)理的切割，試驗(yàn)層的完整性遭到破壞，巖質(zhì)較硬，風(fēng)化較輕，干燥抗壓強(qiáng)度為29.6～37.2MPa。
1.1.3 泥巖[3]：顏色以紫褐色為主，灰綠色為輔，成分以粉土礦物和粘土礦物為主，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，層里構(gòu)造，多以中后層狀產(chǎn)出，偶見極薄層泥質(zhì)粉砂巖夾層。泥巖風(fēng)化剝離嚴(yán)重，表面多成破裂狀粒塊溜落，使坡面形成凹槽，其工程地質(zhì)性質(zhì)具有遇水膨脹，崩解泥化，脫水干裂的特征，經(jīng)試驗(yàn)，干燥抗壓強(qiáng)度為20.8～32.1MPa。
1.2 邊坡地質(zhì)構(gòu)造 本段路塹通過(guò)區(qū)主要是白堊系地層，為一套灰色、灰綠色、紫色、紫褐色的砂巖、泥巖、砂礫巖及含礫砂巖互層[4]，屬陸相湖盆及山間凹地沉積，后期受造山運(yùn)動(dòng)的影響，巖層呈較高角度向南傾斜，產(chǎn)狀約為195°∠48°～56°，發(fā)育兩組構(gòu)造節(jié)理，將巖體切割成大小不等的巖塊狀，產(chǎn)狀分別為110°∠37°和260°∠78°，節(jié)理面較平直光滑，呈半閉合狀。地表覆蓋厚度不足0.5m的植被土層。
1.3 水文地質(zhì)特征 本工程處于溝谷半坡地帶，道路下方即為十八里堡水庫(kù)，水庫(kù)蓄水對(duì)路基未見有影響，邊坡處未見地下水露頭，漸漸漿砌片石護(hù)坡有幾處泛濕外擠現(xiàn)象，與上方坡面防護(hù)層破損和排水系統(tǒng)失效有關(guān)。經(jīng)調(diào)查推測(cè)，地下水類型應(yīng)是基巖層間裂隙水，地下水補(bǔ)給主要為大氣降水滲入補(bǔ)給，本區(qū)多年均降水量為177.1mm，近于垂直的密集型巖層層面裂隙是接受降水入滲的通道，下方溝谷應(yīng)是地下水的排泄場(chǎng)所和交替循環(huán)場(chǎng)所。
2 邊坡病害成因分析
2.1 砂巖崩塌落石 病害地段巖層走向幾乎與坡面展布方向垂直，使巖體的危石存在率增加，同時(shí)，中～厚層狀砂巖受到兩組構(gòu)造機(jī)理的切割，使巖體的整體性遭到破壞，穩(wěn)定性變差，危石產(chǎn)生的幾率進(jìn)一步增加，另外，受互層關(guān)系泥巖風(fēng)化剝蝕作用[5]的影響，泥巖坡面流落形成的凹槽，加劇了砂巖臨空面的擴(kuò)大。邊坡砂巖在失穩(wěn)狀態(tài)下時(shí)常發(fā)生順層滑塌或者崩塌，滑塌巖體沖毀防護(hù)網(wǎng)，直接落入路面，崩塌巖塊在坡面跳躍下落，或被攔石網(wǎng)擋攔在平臺(tái)處，或越過(guò)攔石網(wǎng)落到道路路面上，嚴(yán)重危及道路行車安全。落石大者近1m3，一般為50cm×30cm×25cm，小者為10cm×10cm×8cm（見圖1）。
2.2 泥巖膨脹崩解 白堊系地層的泥巖受沉積環(huán)境及干旱氣候條件的共同影響，普遍含有可融鹽的成分，以及粘土礦物的某些特殊物理性質(zhì)，致使泥巖遇水膨脹、崩解、脫水干裂、溜塌等嚴(yán)重的結(jié)構(gòu)破壞現(xiàn)象。泥巖的這種復(fù)雜的水理特征，破壞了坡面的完整性[6]，加劇了泥巖露頭處的凹槽及沖溝的形成，進(jìn)而加劇中厚層砂巖大規(guī)模順層滑塌[7]的可能性。膨脹性破壞了坡面人工防護(hù)工程，造成噴射混凝土層鼓包、破裂、滑落，漿砌片石護(hù)體外擠坍塌、排水溝鼓起、掏空等現(xiàn)象。崩解性形成的巖屑、巖塊散步坡面，碎石滑溜到坡體平臺(tái)，填塞排水溝，當(dāng)遇到降雨，坡體產(chǎn)生滑塌，或形成泥石流流入道路，影響車輛正常的安全行駛（見圖2）。
3 數(shù)值分析
GDEM基于連續(xù)介質(zhì)力學(xué)的離散元方法（CDEM），可以實(shí)現(xiàn)邊坡從連續(xù)變形到破裂運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程模擬。
3.1 穩(wěn)定性分析
結(jié)合邊坡y方向位移云圖和不平衡率時(shí)程曲線可以得出邊坡自重作用下y方向最大位移為-4mm、邊坡的不平衡率隨時(shí)間發(fā)展逐漸趨近于零，這表明僅在自重作用下邊坡足夠安全不會(huì)發(fā)生滑移。
3.2 破壞變形模式
從圖5（a）、（b）、（c）、（d）過(guò)程可以看出考慮節(jié)理因素，GDEM數(shù)值模擬時(shí)定義局部阻尼系數(shù)為0.001時(shí)本段路塹邊坡破壞變形[8]為滑塌破壞，這與現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查結(jié)果相符。
4 結(jié)論
本文對(duì)公路沿線區(qū)域地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行了調(diào)查研究，分析歸納了邊坡崩塌落石的形成條件、影響因素。采用可以從連續(xù)變形到破裂運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程模擬的GDEM軟件研究了邊坡的穩(wěn)定性和極限破壞變形模式。調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)G312公路K2326+600～K2327+150處的路塹高邊坡地段病害特征主要是危石崩落、巖體滑塌、巖屑溜落。沿線區(qū)域的地形地貌、邊坡地層巖性和地質(zhì)構(gòu)造是形成病害的主要原因，線路附近的十八里水庫(kù)也促使了崩塌災(zāi)害的形成。邊坡潛在的破壞變形模式為大規(guī)模的滑塌。
參考文獻(xiàn)：
[1]孫玉科.工程地質(zhì)學(xué)發(fā)展與創(chuàng)新思路探討之四—工程地質(zhì)巖組劃分的學(xué)術(shù)思路[J].巖土工程界，2002，5（11）：15-16.
[2]侍倩，曾亞武.巖土力學(xué)實(shí)驗(yàn)[M].武漢：武漢大學(xué)出版社， 2006.
[3]劉長(zhǎng)武，陸士良.泥巖遇水崩解軟化機(jī)理的研究[J].巖土力學(xué)，2000，2（1）：28-31.
[4]段海澎.山區(qū)高等級(jí)公路高邊坡穩(wěn)定性及動(dòng)態(tài)的地質(zhì)工程研究[D].成都理工大學(xué)博士論文，2007.
[5]趙曉.層間軟弱夾層發(fā)育的切向邊坡失穩(wěn)模式及穩(wěn)定性研究[J].地質(zhì)災(zāi)害與環(huán)境保護(hù)，2006，17（3）：110-114.
入庫(kù)的單位及其人數(shù)情況：北京國(guó)電華北電力工程有限公司14人；長(zhǎng)安大學(xué)地質(zhì)工程與測(cè)繪工程學(xué)院11人；成都理工大學(xué)環(huán)境與土木工程學(xué)院12人；國(guó)家電力公司成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院43人；國(guó)家電力公司貴陽(yáng)勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院15人；國(guó)家電力公司昆明勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院39人；建設(shè)綜合勘察研究設(shè)計(jì)院11人；水利部天津水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院11人；中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所17人；中航勘察設(shè)計(jì)研究院39人（這里只列出了10人以上的單位）。
2軟件功能
2.1基本功能
①顯示工程地質(zhì)（地質(zhì)工程、巖土工程及相關(guān)專業(yè)）專家基本信息，包括姓名、性別、出生年月、技術(shù)職稱、工作職務(wù)、工作單位、單位性質(zhì)、聯(lián)系方式。②顯示專家專業(yè)特長(zhǎng)，工作領(lǐng)域。③打印專家表。④按照入庫(kù)序號(hào)、姓名和工作單位排序，方便檢索。⑤可隨時(shí)登記入庫(kù)。
2.2查詢
按照姓名、出生年月、工作單位、單位性質(zhì)、技術(shù)職稱、專業(yè)特長(zhǎng)、工作領(lǐng)域等單個(gè)字段查詢，查詢的結(jié)果可顯示專家基本信息、專業(yè)特長(zhǎng)和工作領(lǐng)域，打印專家表。
2.3高級(jí)查詢
多個(gè)字段的組合條件查詢，查詢結(jié)果可制作報(bào)表。
2.4數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)
數(shù)據(jù)庫(kù)管理員能夠輕松完成數(shù)據(jù)庫(kù)的日常維護(hù)工作，如添加、刪除、查詢等。
專家?guī)炜捎糜谌耸聶n案管理、查找工程咨詢專家、聘請(qǐng)工程項(xiàng)目評(píng)審專家、查找稿件評(píng)閱人、聘任學(xué)位論文審閱人等。
3系統(tǒng)界面及功能模塊
3.1主界面
全國(guó)工程地質(zhì)專家?guī)煜到y(tǒng)主界面如圖1所示。界面包括菜單區(qū)、查詢區(qū)、信息管理區(qū)和信息顯示區(qū)。菜單包括記錄、查詢、管理員和幫助等項(xiàng)。查詢區(qū)包括單個(gè)字段的簡(jiǎn)單查詢和高級(jí)查詢按鈕。信息管理區(qū)由基本資料、專業(yè)特長(zhǎng)、工作領(lǐng)域、備注、全表瀏覽、打印、退出按鈕組成，點(diǎn)選不同的按鈕，信息顯示區(qū)將顯示不同的信息。
3.2高級(jí)查詢界面
點(diǎn)擊主界面窗口中查詢區(qū)的高級(jí)查詢按鈕會(huì)彈出高級(jí)查詢窗口，如圖2所示。通過(guò)該窗口可生成查詢條件、選擇結(jié)果中要顯示的字段、選擇排序字段、選擇組合查詢條件，并執(zhí)行查詢。查詢結(jié)果由查詢結(jié)果窗口（圖3）顯示出來(lái)。
3.3查詢結(jié)果窗口
點(diǎn)擊高級(jí)查詢窗口中的開始查詢按鈕就可彈出查詢結(jié)果窗口。查詢結(jié)果窗口左上部分顯示符合查詢條件的記錄，右上部分是打印全部結(jié)果按鈕和打印選中結(jié)果按鈕。下部是選中專家的詳細(xì)信息，當(dāng)點(diǎn)選左上部的不同專家，其詳細(xì)信息會(huì)改變。
3.4查詢結(jié)果報(bào)表打印窗口
點(diǎn)擊查詢結(jié)果窗口中的打印全部結(jié)果按鈕將彈出查詢結(jié)果報(bào)表打印窗口，如圖4所示。上部是打印按鈕、導(dǎo)出按鈕和縮放比例下拉列表框，中間是報(bào)表顯示區(qū)，下部是頁(yè)碼顯示和翻頁(yè)按鈕。
3.5選中結(jié)果報(bào)表打印窗口
點(diǎn)擊主界面信息管理區(qū)打印按鈕和查詢結(jié)果窗口中的打印選中結(jié)果按鈕將彈出選中專家資料報(bào)表打印窗口，如圖5所示。
3.6數(shù)據(jù)庫(kù)管理員界面
點(diǎn)擊主界面管理員菜單下的管理員登陸菜單項(xiàng)后，彈出管理員登陸對(duì)話框（圖6）,輸入帳號(hào)和密碼后，點(diǎn)擊確定按鈕進(jìn)入數(shù)據(jù)庫(kù)管理員界面（圖7）。
數(shù)據(jù)庫(kù)管理員界面由菜單、工具按鈕、專家信息編輯區(qū)和全表數(shù)據(jù)瀏覽和編輯區(qū)組成。工具按鈕包括移動(dòng)記錄、添加、刪除等按鈕組成，專家信息編輯區(qū)用來(lái)編輯專家信息，全表數(shù)據(jù)瀏覽、編輯區(qū)瀏覽和編輯數(shù)據(jù)庫(kù)記錄。
4工程地質(zhì)專家?guī)煜到y(tǒng)開發(fā)
4.1數(shù)據(jù)庫(kù)
（1）信息來(lái)源
通過(guò)學(xué)術(shù)會(huì)議、信件和網(wǎng)上下載（見/xwdt-040106.htm）等途徑分發(fā)“全國(guó)工程地質(zhì)專家?guī)鞂＜业怯洷怼?，收集反饋回?lái)的原始登記表，錄入數(shù)據(jù)庫(kù)中。
（2）創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫(kù)
在MicrosoftOfficeAccess軟件中建立專家數(shù)據(jù)庫(kù)。數(shù)據(jù)庫(kù)中包括的字段有：姓名、性別、出生年月、工作單位、技術(shù)職稱、工作職務(wù)、專家特長(zhǎng)、工作領(lǐng)域、通信地址、郵政編碼、聯(lián)系電話、傳真和電子郵箱等，基本涵蓋了專家的基本信息、特長(zhǎng)、工作領(lǐng)域和聯(lián)系方式。
（3）數(shù)據(jù)錄入
數(shù)據(jù)錄入方式有兩種方式：①在Access中錄入；②數(shù)據(jù)維護(hù)方式，即在數(shù)據(jù)庫(kù)管理員界面中輸入數(shù)據(jù)。
所有專家的信息存儲(chǔ)在一個(gè)數(shù)據(jù)表中，每位專家的信息在數(shù)據(jù)表中表現(xiàn)為一條記錄。
4.2系統(tǒng)功能的代碼實(shí)現(xiàn)
采用MicrosoftVisualBasic6.0作為開發(fā)工具，運(yùn)用其集成開發(fā)環(huán)境和快速應(yīng)用程序開發(fā)技術(shù)，根據(jù)軟件的功能模塊分別創(chuàng)建程序界面和窗口（圖1－圖7）。開發(fā)過(guò)程中使用了ADOData控件、DataGrid控件、DataEnviornment設(shè)計(jì)器、DataReport設(shè)計(jì)器等。
下面著重?cái)⑹龈呒?jí)查詢的實(shí)現(xiàn)。在高級(jí)查詢窗口中，用戶填寫的查詢條件包括查詢結(jié)果中顯示的字段、where子句查詢條件、字段排序子句，用字符串連接生成SQL查詢語(yǔ)句。然后在專家數(shù)據(jù)表中查找符合查詢條件的專家記錄并在查詢結(jié)果窗口中顯示給用戶。完成高級(jí)查詢功能的程序片段如下：
PrivateSubcmdQuery_Click()
DimstrKeyAsString
DimstrSQLAsString,strsqlAllAsString
DimstrOrderSQLAsString
DimstrOrderAsString
DimintLenKeyAsInteger
DimiAsInteger,jAsInteger
''''查詢結(jié)果至少要顯示一個(gè)字段
IflstKey.SelCount=0Then
MsgBox"查詢結(jié)果中至少要顯示一個(gè)字段!",vbMsgBoxSetForeground,"缺少字段"
ExitSub
EndIf
IftxtCondition.Text=vbNullStringThen
MsgBox"請(qǐng)加入查詢條件！",vbOKOnly+vbInformation,"提示"
ExitSub
EndIf
''''查詢結(jié)果中顯示的字段
strKey=vbNullString
strkeys=vbNullString
Fori=0TolstKey.ListCount-1
IflstKey.Selected(i)=TrueThen
strKey=strKey&lstKey.List(i)&","
EndIf
strkeys=strkeys&lstKey.List(i)&","
Next
strKey=Mid(strKey,1,Len(strKey)-1)
strkeys=Mid(strkeys,1,Len(strkeys)-1)
''''where子句查詢條件
strWhere=vbNullString
IfLen(Trim(strQuerySQL))>0Then
strWhere="where"&Trim(strQuerySQL)
Else
strWhere=vbNullString
EndIf
''''字段排序字句
IflstOrderKey.ListCount>0Then
mstrOrderSQLs=""
intLenKey=0
Forj=0TolstOrderKey.ListCount-1
strOrderSQL=lstOrderKey.List(j)
IfoptOrder(0).Value=TrueThen
intLenKey=InStr(1,strOrderSQL,"(升序)",vbTextCompare)
strOrder="ASC"
Else
intLenKey=InStr(1,strOrderSQL,"(降序)",vbTextCompare)
strOrder="DESC"
EndIf
IfintLenKey>0Then
strOrderSQL=Mid(strOrderSQL,1,intLenKey-1)
IfmstrOrderSQLs<>""Then
mstrOrderSQLs=mstrOrderSQLs&","
EndIf
mstrOrderSQLs=mstrOrderSQLs&strOrderSQL&strOrder
EndIf
Nextj
mstrOrderSQLs="orderby"&mstrOrderSQLs
Else
mstrOrderSQLs=""
EndIf
''''字符串連接生成SQL查詢語(yǔ)句
strSQL="select"&strKey&"from"&"專家?guī)?&strWhere&mstrOrderSQLs
strsqlAll="select"&strkeys&"from"&"專家?guī)?&strWhere&mstrOrderSQLs
adoconnection.ExecutestrSQL
adoconnection.ExecutestrsqlAll
IfErrThen
MsgBoxErr.Number&vbCrLf&Err.Description&Err.Source,vbCritical,"SQL語(yǔ)句錯(cuò)誤"
Err.Clear
ExitSub
EndIf
SetrecResult=NewADODB.Recordset
SetrecKeyword=NewADODB.Recordset
frmQueryResult.strSQL=strSQL
frmQueryResult.strSQL=strsqlAll
recKeyword.OpenstrSQL,adoconnection,adOpenStatic,adLockOptimistic
recResult.OpenstrsqlAll,adoconnection,adOpenDynamic,adLockOptimistic
IfrecKeyword.RecordCount<=0Then
MsgBox"沒有您要查找的記錄!",vbInformation+vbOKOnly,"找不到記錄"
ExitSub
EndIf
''''查詢結(jié)果顯示
frmQueryResult.ShowvbModal
摘要： 隨著地下空間的不斷開發(fā)利用，涌現(xiàn)出很多關(guān)于地下工程的相關(guān)研究。通過(guò)分析地下水的布局以及與巖土體的相互作用，來(lái)分析地下水滲流-應(yīng)力耦合的效應(yīng)影響。
關(guān)鍵詞 ： 地下水；地下空間利用；巖土體；效應(yīng)
中圖分類號(hào)：TU452 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2015）03-0077-02
作者簡(jiǎn)介：王帥（1984-），男，河南商丘人，碩士研究生，研究方向?yàn)閹r土工程。
0 引言
隨著我國(guó)城市化建設(shè)的不斷發(fā)展，基礎(chǔ)工程建設(shè)的規(guī)模和工程難度越來(lái)越大，伴隨的工程事故時(shí)有發(fā)生。研究表明，在地下施工過(guò)程中，存在地下水滲流場(chǎng)和地應(yīng)力場(chǎng)耦合作用問(wèn)題，主要表現(xiàn)在巖土的變形引起巖土滲透性能的改變，導(dǎo)致流體孔隙壓力發(fā)生改變；流體孔隙壓力的改變使得巖土體的應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生變化，同時(shí)巖土體的物理力學(xué)性質(zhì)發(fā)生改變。大量的地下工程研究和實(shí)踐表明，在地下巖土體開挖中進(jìn)行流-固耦合分析是十分必要的。
1 地下工程地下水及與巖土體的相互作用
地下水的存在方式主要有兩種，一種為吸附水或稱約束水；另一種為重力水。而重力水與巖土體的作用是工程實(shí)踐中考慮的重中之重。
1.1 對(duì)巖土體的力學(xué)作用 ①巖土體接觸面上靜水壓力分布。在多孔介質(zhì)中，滲流對(duì)某一接觸面上的靜水壓力，服從流體的靜水壓力分布，即任一點(diǎn)上的靜水壓力p為：p=rwh。式中，rw為水的容重；h為計(jì)算點(diǎn)的水頭。②骨架間滲流作用力。顆粒表面上的力一般可概括為兩部分：一是垂直顆粒周界面的水壓力；二是與顆粒表面相切的內(nèi)摩擦角即切力。這兩個(gè)力的合力fo稱為滲流作用力。該力作用在每個(gè)顆粒骨架上的大小和方向不同，如果考慮體積為V的土體，則可將其中各顆粒骨架所受的力fo求和后再除以體積V，即可得到單位土體中顆粒骨架所受的滲流作用力：
1.2 地下水對(duì)巖土體力學(xué)性質(zhì)的影響 地下水對(duì)巖土體強(qiáng)度的影響主要有3個(gè)方面：①地下水通過(guò)物理的、化學(xué)的作用改變巖土體的結(jié)構(gòu)，從而改變巖土體的內(nèi)聚力C和內(nèi)摩擦角φ值；②地下水通過(guò)空隙靜水壓力作用，影響巖土體中的有效應(yīng)力從而降低巖土體的強(qiáng)度；③地下水通過(guò)空隙動(dòng)水壓力作用，對(duì)巖土體施加一個(gè)推力，即在巖土體中產(chǎn)生一個(gè)剪應(yīng)力，從而降低巖土體的抗剪強(qiáng)度。
2 滲流——應(yīng)力耦合分析基本理論
2.1 滲流場(chǎng)主要方程
2.1.1 平衡方程 根據(jù)滲流場(chǎng)中微元體的平衡可推得空隙流體的靜力平衡方程即：
3 實(shí)例分析
3.1 工程簡(jiǎn)介 某市地鐵5號(hào)線和平西橋站~北土城東路站區(qū)間隧道在設(shè)計(jì)里程范圍內(nèi)下穿小月河及櫻花西橋。小月河自西向東橫穿櫻花西橋，河床兩側(cè)為漿砌片石擋墻，河床底部為素混凝土基礎(chǔ)；隧道走向與小月河的一致，地層從上之下一次為：填土、粉質(zhì)粘土、粘土夾粉細(xì)砂等。由于小月河對(duì)地層水的補(bǔ)給作用，此段地層含水飽和，水位埋深為3.2~4.8m。
3.2 橋基響應(yīng)數(shù)值模擬分析
3.2.1 計(jì)算模型 為了計(jì)算建模方便，計(jì)算模型中未考慮降水井模型，而是采用等效的方法來(lái)模擬降水效果。
3.2.2 分析結(jié)果 ①水位下降10m時(shí)，可降至隧道底部，達(dá)到設(shè)計(jì)要求，此時(shí)地表最大沉降為21.37mm，橋基最大沉降為19.56mm，地層和橋基的變形基本一致，橋基之間的差異沉降不到2mm，相對(duì)控制標(biāo)準(zhǔn)而言，累計(jì)沉降?燮40mm，差異沉降?燮10mm，降水期間橋基沒有安全隱患。②計(jì)算分析表明，在該地層中，每降水位1m，引起的地表和橋基的沉降值約為2mm，實(shí)際降水深度變化時(shí)，可以根據(jù)此進(jìn)行重新估算，降水所引起的差異沉降很小，可以忽略不計(jì)。③通過(guò)與實(shí)際的監(jiān)控測(cè)量數(shù)據(jù)比較，分析表明數(shù)值模擬方法及模型的建立是合理的，所取得的分析成果為施工決策提供了重要的參考依據(jù)和指導(dǎo)。
4 結(jié)論
通過(guò)實(shí)例的驗(yàn)證，我們可以知道，地下水的滲透對(duì)隧道施工的重要性。對(duì)于地下工程有待于我們繼續(xù)研究，特別是地下工程的時(shí)空效應(yīng)，地下工程群洞效應(yīng)的研究，地下工程的耐久性等。只有這樣不斷的研究才能形成更系統(tǒng)的理論知識(shí)，更好地服務(wù)于實(shí)踐。
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第一，實(shí)驗(yàn)標(biāo)本。工程地質(zhì)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的工程地質(zhì)實(shí)驗(yàn)用標(biāo)本主要有主要造巖礦物標(biāo)本、常見三大類巖石標(biāo)本和各類地質(zhì)模型標(biāo)本。主要造巖礦物標(biāo)本包括石英、方解石、正長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)石、角閃石、輝石等礦物標(biāo)本。常見三大類巖石標(biāo)本包括石英砂巖、頁(yè)巖、泥巖、鮞狀石灰?guī)r、白云巖等沉積巖標(biāo)本;流紋巖、安山巖、輝長(zhǎng)巖、花崗巖、玄武巖等巖漿巖標(biāo)本;片麻巖、大理巖、千枚巖、蛇紋巖等變質(zhì)巖標(biāo)本。各類地質(zhì)模型標(biāo)本包括褶皺、斷層、巖漿噴發(fā)、地球內(nèi)部圈層結(jié)構(gòu)等模型。第二，實(shí)驗(yàn)器材?，F(xiàn)有工程地質(zhì)實(shí)驗(yàn)室主要儀器設(shè)備包括三聯(lián)高壓固結(jié)儀、膨脹儀、液限、塑限聯(lián)合測(cè)定儀、應(yīng)變控制式直剪儀、孔隙壓力儀等儀器;可進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目包括土的顆粒分析實(shí)驗(yàn)、含水率實(shí)驗(yàn)、直接剪切實(shí)驗(yàn)、膨脹實(shí)驗(yàn)、土的密度、土的液限、塑限測(cè)定實(shí)驗(yàn)等。
2實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀分析
本校工程地質(zhì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源較為豐富，應(yīng)充分合理地應(yīng)用，各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)應(yīng)合理安排實(shí)驗(yàn)時(shí)間。對(duì)于土木工程專業(yè)而言，由于課時(shí)量的壓縮，需要在有限的課時(shí)內(nèi)完成各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)是有挑戰(zhàn)性的，既要保證完成各項(xiàng)內(nèi)容，又要盡可能提高學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性，激發(fā)對(duì)工程地質(zhì)課程的學(xué)習(xí)熱情。以三大類巖石的認(rèn)識(shí)與鑒定為例，分析現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)教學(xué)概況。實(shí)驗(yàn)室的巖石標(biāo)本總計(jì)約150多種，學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，每組安排6～8人。指導(dǎo)教師首先講解實(shí)驗(yàn)的方法和步驟，以及實(shí)驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)注意的問(wèn)題，然后選取部分實(shí)驗(yàn)標(biāo)本做示范，并要求學(xué)生做好筆記，最后提出本次實(shí)驗(yàn)的要求，實(shí)驗(yàn)當(dāng)堂完成。講解完，學(xué)生即可進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)。指導(dǎo)教師根據(jù)學(xué)生的提問(wèn)，或講解，或示范?？傮w來(lái)看，即使有的教師也做一些啟發(fā)式的教學(xué)安排，但學(xué)生的主動(dòng)探索意愿不強(qiáng)，導(dǎo)致教學(xué)效果一般，往往只有少數(shù)學(xué)生和教師互動(dòng)。實(shí)際上，室內(nèi)實(shí)踐具有外擾性小、學(xué)生集中的特點(diǎn)，指導(dǎo)教師應(yīng)充分利用這一特點(diǎn)，提高學(xué)生的探索能力和實(shí)踐動(dòng)手能力，提高學(xué)習(xí)效率。
3實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法探討
實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為課程的重要環(huán)節(jié)，如何有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情以及對(duì)專業(yè)知識(shí)的有效掌握是一個(gè)值得我們思考的問(wèn)題。筆者結(jié)合近年來(lái)本校區(qū)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀以及教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，從四個(gè)方面探討工程地質(zhì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法。
第一，室內(nèi)室外相結(jié)合。以室內(nèi)三大類巖石的認(rèn)識(shí)與鑒定為例，傳統(tǒng)的教學(xué)步驟為:首先教師講解部分巖石標(biāo)本，然后學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，最后總結(jié)寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。室內(nèi)實(shí)驗(yàn)標(biāo)本是統(tǒng)一采購(gòu)的，既標(biāo)準(zhǔn)又齊全，但同時(shí)也讓人記不住這么多的標(biāo)本。為了提高學(xué)生的實(shí)踐應(yīng)用能力，可適當(dāng)安排課時(shí)量與野外實(shí)際看到的巖石進(jìn)行對(duì)比觀察。比如可以拿著實(shí)驗(yàn)室輝綠玢巖的標(biāo)本到紅門附近與由輝綠玢巖組成的巖體進(jìn)行對(duì)比觀察;可拿著實(shí)驗(yàn)室閃長(zhǎng)巖標(biāo)本和普照寺的閃長(zhǎng)巖巖體進(jìn)行對(duì)比觀察。學(xué)生看到了實(shí)際巖石的樣子，既加深了對(duì)巖石認(rèn)識(shí)的印象，又提高了學(xué)習(xí)的熱情，同時(shí)提高了巖石鑒定實(shí)踐應(yīng)用能力。由于在一個(gè)地方巖石種類較少，因此，要合理規(guī)劃實(shí)習(xí)地點(diǎn)和實(shí)習(xí)時(shí)間，盡可能多地將室內(nèi)和室外結(jié)合起來(lái)。
第二，建立地質(zhì)災(zāi)害模擬實(shí)驗(yàn)室。像泥石流、崩塌、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害的課程內(nèi)容講解一般以文字?jǐn)⑹龊蛯?shí)例講解為主，學(xué)生印象不深。而且，外出實(shí)習(xí)時(shí)一般看到的已是結(jié)果，看不到過(guò)程。有些教師輔以視頻講解，這一點(diǎn)非常好。然而，為了給學(xué)生留下更加深刻的印象，建議可建立地質(zhì)災(zāi)害模擬實(shí)驗(yàn)室。在實(shí)驗(yàn)室里，一是視頻演示，各種實(shí)例演示，或者已做好的各種模擬視頻演示均可;二是實(shí)材演示，相對(duì)難度較大，可采用各類巖塊、沙子以及土類等，模擬泥石流、崩塌等的發(fā)生，甚至在設(shè)計(jì)可讓學(xué)生也參與操作，則實(shí)驗(yàn)效果更好，印象更加深刻，不僅能激發(fā)學(xué)生探究其發(fā)生的機(jī)理，還提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情。
第三，建立開放性實(shí)驗(yàn)室。課內(nèi)實(shí)驗(yàn)由于受課時(shí)量的限制，不能滿足優(yōu)秀學(xué)生的探索需求。這部分學(xué)生具有較強(qiáng)的自主探索能力，有較強(qiáng)的專業(yè)學(xué)習(xí)興趣，作為學(xué)科設(shè)置的配套，實(shí)驗(yàn)室應(yīng)該給他們提供自主發(fā)揮的空間，更加有效地提高他們的創(chuàng)新能力。因此，建議建立開放性實(shí)驗(yàn)室。學(xué)生可找教師參與指導(dǎo)，也可自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。比如，要研究某地區(qū)土的膨脹性，就需做膨脹實(shí)驗(yàn)。有些膨脹實(shí)驗(yàn)所需時(shí)間較長(zhǎng)，這種探索既能鍛煉學(xué)生吃苦耐勞的精神，又能促其認(rèn)識(shí)到實(shí)驗(yàn)中時(shí)間安排的合理性和重要性。同時(shí)，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，指導(dǎo)教師可做必要的學(xué)術(shù)引導(dǎo)，初步培養(yǎng)學(xué)生的科技論文寫作能力，激發(fā)學(xué)術(shù)探索的熱情。
第四，注重實(shí)驗(yàn)過(guò)程考核方式?，F(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)考核方式一般都是以實(shí)驗(yàn)報(bào)告為主。由于是分組實(shí)驗(yàn)，每組中的報(bào)告差別不大，但在每組中總是有學(xué)生積極主動(dòng)地做實(shí)驗(yàn)，起到了良好的帶頭作用。因此，指導(dǎo)教師需要注重實(shí)驗(yàn)過(guò)程的考核。對(duì)那些表現(xiàn)優(yōu)秀的學(xué)生加以鼓勵(lì)，并做好記錄，同時(shí)對(duì)不認(rèn)真的學(xué)生加以督促，從而促進(jìn)全班學(xué)生的共同進(jìn)步。注重實(shí)驗(yàn)過(guò)程的考核方式可有效避免僅靠實(shí)驗(yàn)報(bào)告作為考核方式的單一性，讓所有學(xué)生都積極參與其中，以培養(yǎng)良好的學(xué)風(fēng)。第五，其他。為了進(jìn)一步提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，指導(dǎo)教師還應(yīng)對(duì)本部門的新進(jìn)儀器設(shè)備快速熟悉，讓它盡早地在教學(xué)中發(fā)揮作用。例如，本部門為提升教學(xué)效果新進(jìn)了一批實(shí)驗(yàn)設(shè)備，包括YTZ1礦用本安型地震儀、YCS160礦用本安型瞬變電磁儀等。指導(dǎo)教師應(yīng)充分利用這些有利資源，讓學(xué)生實(shí)際操作這些儀器，提升他們的實(shí)踐動(dòng)手能力。例如，在使用瞬變電磁儀時(shí)，學(xué)生發(fā)現(xiàn)線圈較硬、裝線圈的紙箱較軟、不易存放，就從線圈的材質(zhì)以及包裝盒的設(shè)計(jì)等方面提出了多種改進(jìn)方案。這既鍛煉了學(xué)生的思維方式，又進(jìn)一步提升了他們的創(chuàng)新能力，提高了對(duì)專業(yè)知識(shí)獲取的積極性。
中圖分類號(hào)：U231 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
一.前言
隨著鐵路事業(yè)的不斷發(fā)展，各種各樣的鐵路病害成為分布廣并且治理難的病害，所以要了解鐵路路基病害類型和機(jī)理，并作有效的檢測(cè)，幫助提出解決措施，對(duì)鐵路路基的養(yǎng)護(hù)和治理有重要的作用意義，下面將進(jìn)一步闡述有關(guān)內(nèi)容。
二.鐵路路基病害類型及其原因
1.擠出變形
擠出變形具體表現(xiàn)為路肩隆起、側(cè)溝被擠等，是由土體強(qiáng)度不足而產(chǎn)生的剪切破壞或塑性流動(dòng)引起的。
2.翻漿冒泥
翻漿冒泥分為道床性和基床性兩種。道床性是由于道床板結(jié)，阻塞路基面降水的順利排出而形成的?；残允怯捎诨餐临|(zhì)不良，在列車荷載作用下液化成泥漿，由于荷載的反復(fù)作用形成抽吸作用，泥漿受擠壓向上冒出。其發(fā)展過(guò)程一般為道心積水階段、冒砂階段、局部翻漿冒泥階段、區(qū)段翻漿冒泥階段。
3.路基下沉
（一）主要特征和一般表現(xiàn)形式
路基下沉是指路基壓實(shí)質(zhì)量不足或基底松軟，在水和列車荷載作用下產(chǎn)生局部或較大面積的豎向變形。一般在初期運(yùn)營(yíng)時(shí)，沉降變形會(huì)逐漸減小。但當(dāng)荷載增加或水滲透導(dǎo)致填料含水量增加，會(huì)使路基沉降變形加大。路基下沉可分為基床下沉、堤體下沉和基底下沉。
一般不發(fā)生翻漿冒泥，雨季下沉較快，旱季下沉較緩，道碴囊越來(lái)越深(一般＞50cm)，有時(shí)軟臥層較薄，道碴囊較淺時(shí)就發(fā)展成為擠出。軌道的水平、高低、方向有較頻繁，較大的變化，道床石碴因陷入碴囊而逐步減少，每年均須適量補(bǔ)充石碴。路塹處側(cè)溝長(zhǎng)年呈濕潤(rùn)狀態(tài)或有明顯的地下水從溝邊或溝底滲出。有時(shí)有泥漿從軌道一側(cè)的溝邊或溝底冒出。
（二）成災(zāi)機(jī)理
填方處密實(shí)度不滿足要求，堆填或碾壓不夠，路基土在自重應(yīng)力作用下發(fā)生欠固結(jié)現(xiàn)象?；椎鼗链嬖谒绍浲翆?，其在列車荷載作用下主固結(jié)和次固結(jié)時(shí)間較長(zhǎng)，沉降會(huì)持續(xù)發(fā)展?；蚴堑鼗幚聿划?dāng)導(dǎo)致的不均勻沉降，引發(fā)病害。路基各部分剛度差異，在路基內(nèi)部?jī)?nèi)可能造成較大的附加應(yīng)力，導(dǎo)致路基發(fā)生強(qiáng)度破壞。對(duì)于剛度較小的路基，也可能產(chǎn)生較大的沉降變形。地下水位的升降，會(huì)引起起填料容重、孔壓的發(fā)生變化，特別是負(fù)孔壓，會(huì)產(chǎn)生較大的附加應(yīng)力，從而造成路基的附加沉降。另外，水的影響作用會(huì)嚴(yán)重影響基床的強(qiáng)度和變形，引發(fā)不均勻沉降變形。填料均勻性差，其顆粒組成和工程性質(zhì)差異，其產(chǎn)生的不均勻沉降變形，亦會(huì)導(dǎo)致路基本體局部開裂或沉陷。填方路基過(guò)大側(cè)向變形也是導(dǎo)致路基產(chǎn)生差異沉降的一個(gè)重要因素。
4.邊坡沖刷
指較高大的土質(zhì)路塹、路堤邊坡、岸坡(濱河、河灘、海灘和水庫(kù)(塘)的路堤邊坡)或嚴(yán)蘑風(fēng)化的軟質(zhì)巖石邊坡受到水流的沖蝕、沖刷作用而形成沖溝或沖坑為邊坡沖刷。邊坡沖刷分為邊坡淘刷和邊坡沖溝。
5.路基變坡滑塌
路基變坡滑塌指的是因?yàn)轲ね临|(zhì)邊坡表層受地表水的下滲或者受到地下水的影響，導(dǎo)致表層的土壤含水飽和，而失去了較為穩(wěn)定的邊坡層，造成了淺層變坡的坍塌或者出現(xiàn)溜滑現(xiàn)象。邊坡的滑塌造成了路堤溜坍范圍不超過(guò)軌枕端部，對(duì)于路塹地段邊坡的路基溜坍，將不會(huì)影響到路基基床的穩(wěn)定性能。
6.陷穴
指路基下及其附近存在洞穴，其坍塌可引起基床和道床突然沉落，軌道懸空，中斷行車，甚至造成列車顛覆。陷穴病害分為黃士陷穴、巖溶洞穴、鹽蝕溶洞和墓穴獸洞等。
7.滑坡
指影響路基穩(wěn)定的土(巖)體滑動(dòng)。分為邊坡的深層滑動(dòng)、路基滑移及山體滑坡。
8.凍害
發(fā)生在寒冷地區(qū)，如路基上為透水性較差的細(xì)粒土，當(dāng)含水量較高或基面積水，在凍結(jié)過(guò)程中，中水重新分布和聚集形成冰塊，又引起不均勻的凍脹現(xiàn)象。
9.水浸路基
指實(shí)際浸水超過(guò)設(shè)計(jì)水位的路基，被水浸或淹沒，引起一定的沉降或局部坍塌，當(dāng)路堤缺乏足夠的防護(hù)和加固設(shè)備時(shí)，導(dǎo)致路基穩(wěn)定性受到影響或破壞。
三.鐵路路基病害產(chǎn)生的機(jī)理
1.病害的發(fā)生取決于特定的地質(zhì)環(huán)境
2.病害的發(fā)生與相應(yīng)的氣候變化和列車振動(dòng)荷載息息相關(guān)
前者是病害發(fā)生的內(nèi)因。后者是病害發(fā)生的外因。對(duì)某一具體的線路來(lái)講，其地質(zhì)條件是客觀存在，雖然它也在不斷地發(fā)生變化，但基本上是一種較為穩(wěn)定的量，因此，在一定程度上路基病害的發(fā)生頻率和程度將取決于氣象水文條件和列車長(zhǎng)期重復(fù)振動(dòng)荷載的影響，路基病害的產(chǎn)生和發(fā)展是各項(xiàng)因素綜合作用的結(jié)果。觀測(cè)表明，在列車輪軸荷載的重復(fù)作用下，路基的漸進(jìn)破壞主要表現(xiàn)為過(guò)大的塑性變形，這種塑性變形累積到一定程度將會(huì)使路基填土產(chǎn)生塑性流動(dòng)，并產(chǎn)生路基病害。
研究表明：產(chǎn)生這些病害(破壞)的原因在很大程度上依賴于路基土在循環(huán)荷載作用下的抗剪強(qiáng)度特性，而后者與土的飽和度密切相關(guān)。隨著飽和度的增大，土的動(dòng)強(qiáng)度(即經(jīng)過(guò)若干次循環(huán)加載后仍處于穩(wěn)定狀態(tài)的最大偏應(yīng)力比)將顯著降低。處于軌道下方的路基土因反復(fù)受到擠壓和固結(jié)而產(chǎn)生過(guò)大的累積塑性變形，從而形成所謂的道碴坑以及枕木下方的積水坑。尤其是在雨季，基床填土含水量達(dá)到飽和狀態(tài)，動(dòng)強(qiáng)度顯著減小，從而使道床工作性能急劇下降，甚至?xí)?dǎo)致線路產(chǎn)生嚴(yán)重的不平順而影響行車安全。
四.鐵路路基病害的檢測(cè)方法
為了有效的整治鐵路路基的病害，首先要進(jìn)行準(zhǔn)確到位的病害檢測(cè)，深入的分析路基病害的原因。按照鐵路既有線路的特征，鐵路路基的檢測(cè)不能影響或者少影響列車的形式，因此需要采取的監(jiān)測(cè)手段，要最大程度上實(shí)現(xiàn)快速、準(zhǔn)確，減少因?yàn)椴『z測(cè)造成的不便可采用輕型動(dòng)力觸探、地質(zhì)雷達(dá)、瞬態(tài)面波法和取土試驗(yàn)等多種手段對(duì)線路進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)，具體步驟和方法如下：
1.在病害多發(fā)地段進(jìn)行開挖橫溝，查明路基的幾何特征
2.使用探地雷達(dá)法以及瞬態(tài)面波法
探地雷達(dá)法的優(yōu)點(diǎn)是能夠直觀反映出道床的幾何形態(tài)而且表層分辨率高，能夠?qū)崿F(xiàn)路基結(jié)構(gòu)分層的探明；能夠探測(cè)出路基病害的類型及程度和具置，此法可以用來(lái)分析道床、路基各個(gè)土層的地質(zhì)情況；其測(cè)量的數(shù)據(jù)為基床的電性參數(shù)，不能給出路基的力學(xué)特性。因?yàn)楦哳l信號(hào)的限制和道砟的散射，瞬態(tài)面波法表層狀況無(wú)法精確地反映出土層的真實(shí)狀況，探地雷達(dá)法很好的彌補(bǔ)了這方面的不足，而瞬態(tài)面波法能夠隨深度的變化準(zhǔn)確反映出路基土的力學(xué)參數(shù)，能夠測(cè)試到比較深的深度，彌補(bǔ)了探地雷達(dá)法不能給出路基的力學(xué)特性的不足。對(duì)鐵路線路路基病害的檢測(cè)，主要就是檢測(cè)路基表層和其下路基土的承載能力，綜合運(yùn)用兩種檢測(cè)方法，能夠?qū)崿F(xiàn)很好的檢測(cè)路基的目的。
3.對(duì)鐵路路基強(qiáng)度，路基剛度等參數(shù)的分析
重型動(dòng)力觸探是進(jìn)行路基力學(xué)性能的探測(cè)為主，是按照擊數(shù)×10cm-1來(lái)標(biāo)線路基各個(gè)位置的力學(xué)性能的參數(shù)指標(biāo)，擊數(shù)越高表明路基土質(zhì)的性能越好，路基的強(qiáng)度也就越，能夠從不同深度位置來(lái)測(cè)試出不同深度下土的力學(xué)性能，以更好的進(jìn)行路基狀況的分析。輕型動(dòng)力觸探與重型動(dòng)力觸探原理基本上是相同的，只是重型動(dòng)力觸探以擊數(shù)×30cm-1來(lái)展現(xiàn)鐵路路基，每個(gè)位置的力學(xué)性能指標(biāo)。針對(duì)現(xiàn)有的鐵路線路的特征，對(duì)現(xiàn)有路基測(cè)試要按照原位以及區(qū)段測(cè)試相結(jié)合的測(cè)試措施，這樣能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)既有鐵路路基的基本狀況，進(jìn)行一個(gè)綜合的評(píng)價(jià)，為鐵路路基病害的預(yù)防和處理提供實(shí)際的資料。
五.結(jié)束語(yǔ)
總之，鐵路路基病害的類型各種各樣，針對(duì)不同類型提出不同的檢測(cè)方法和解決措施很有必要，這樣才能徹底有效地解決鐵路路基病害，使鐵路正常進(jìn)行運(yùn)營(yíng)。
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