地上、地下和水中的各類工程統(tǒng)稱土木工程，而涉及巖石和土的部分稱巖土工程。巖土工程是以工程地質(zhì)學(xué)、土力學(xué)、巖體力學(xué)及地基基礎(chǔ)等為理論基礎(chǔ)，運(yùn)用地質(zhì)測(cè)繪、勘探、室外原位測(cè)試和室內(nèi)測(cè)試技術(shù)等綜合手段解決在工程建設(shè)中出現(xiàn)的與巖土體有關(guān)的工程技術(shù)問題。
目前我國(guó)新一輪經(jīng)濟(jì)大潮已經(jīng)開啟，“先勘察，后設(shè)計(jì)，再施工”是工程建設(shè)必須遵守的程序，而目前國(guó)內(nèi)外各大工程建設(shè)的特點(diǎn)是：起點(diǎn)高、投資緊、工期短，這就要求在工程建設(shè)中既要確保工程按期、按質(zhì)、按量完成，又要保證工程勘察的準(zhǔn)確定、全面性。在工程建設(shè)中，場(chǎng)地工程地質(zhì)問題、地基基礎(chǔ)問題等都成為投資和工期的主要制約因素，一旦處理不當(dāng)都將會(huì)造成嚴(yán)重的后果。與鋼筋、混凝土等形成鮮明對(duì)比的是巖土體屬于自然產(chǎn)物，受自然條件的影響較大，加之我國(guó)的工程地質(zhì)條件十分復(fù)雜，尤其是西南山區(qū)一帶更是地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)地區(qū)，又是地震多發(fā)地帶，這些綜合因素都給巖土工程提出了大量的難題。
為了適應(yīng)新形勢(shì)下巖土工程模式，提高巖土工程在工程建設(shè)中的地位，筆者從巖土工程的定義與研究范圍出發(fā)，分析其與工程地質(zhì)及及結(jié)構(gòu)工程等相鄰專業(yè)之間關(guān)系密切，并對(duì)巖土工程特點(diǎn)進(jìn)行了深入剖析提出了一些看法，旨在與同行們共同探討。
2.巖土工程的定義
關(guān)于巖土工程的定義在不同的規(guī)范及學(xué)術(shù)研究報(bào)告中表述方法存在一定的差異。在《巖土工程基本術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50279-98）中表述為 “土木工程中涉及巖石、土的利用、處理或改良的科學(xué)技術(shù)”；而《中國(guó)大百科全書》中則將巖土工程視為土木工程的學(xué)科分支，其理論基礎(chǔ)為巖石力學(xué)、工程地質(zhì)學(xué)和土力學(xué)基礎(chǔ)工程，技術(shù)研究的內(nèi)容表現(xiàn)為巖石與土的處理和整治。除此之外也有專家將巖土工程定義為巖土體的支承體或是荷載材料，并有針對(duì)性地對(duì)其進(jìn)行改良與整治。
巖土工程的業(yè)務(wù)范圍很廣，涉及土木工程建設(shè)中所有與巖體和土體的工程技術(shù)問題，筆者認(rèn)為巖土工程還可表述為：巖土工程是土木工程中研究巖石、土及巖土中的水的一門工程技術(shù)或技術(shù)科學(xué)。
3.巖土工程的研究范圍
巖土工程涉及的范圍是很廣的，不僅涉及天然巖土，還包括各種人工土，包括對(duì)天然土的加固和改良，利用排水、壓實(shí)、加筋、改性、注漿、錨定、設(shè)置增強(qiáng)體等方法，改變巖土體的強(qiáng)度、變形和滲透性能。從巖土工程的最顯具特征--工程實(shí)踐方面分析，巖土工程研究主要涉及以下五個(gè)方面內(nèi)容：
第一，支承體。建（構(gòu)）筑物都建造在巖土體上，巖土作為地基支撐體，需要重點(diǎn)研究的巖土工程問題為承載力和變形問題。
第二，荷載或自承體。類似于基坑工程、邊坡工程這樣的地面開挖工程以及隧道工程一類的地下開挖工程，需要考慮邊坡的穩(wěn)定與變形問題。這一過程中巖土體既表現(xiàn)為荷載，同時(shí)也表現(xiàn)為自承體，且地下水對(duì)其的影響較大。
第三，巖土材料。在填方工程中需要大量的巖土作為回填材料。除此之外，水利工程中大壩及圍堰或是路堤中也會(huì)用到巖土材料。巖土作為材料不僅需要解決其穩(wěn)定及變形問題，還需要控制其天然回填材料的選用及施工質(zhì)量的控制。
第四，地質(zhì)災(zāi)害防范�；隆⒈浪�、泥石流、地面塌陷、地裂縫、地面沉降、潛在不穩(wěn)定斜坡等地質(zhì)災(zāi)害，對(duì)工程影響極大，工程防治設(shè)計(jì)需要結(jié)合具體的工程地質(zhì)條件以及地質(zhì)演化規(guī)律等方面綜合考慮進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工，場(chǎng)地和地基還需要考慮地震效應(yīng)的影響。
第五，環(huán)境巖土工程問題。巖土工程中的環(huán)境問題涉及廢棄物填埋、地質(zhì)水文條件評(píng)估以及土石文物保護(hù)等方面的問題，隨著環(huán)保理念的不斷滲透，人地和諧與可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略逐漸得到落實(shí)，關(guān)于巖土工程中的環(huán)境保護(hù)也日漸成為一種社會(huì)共識(shí)。
4.巖土工程與臨近專業(yè)之間的關(guān)系
巖土工程與工程地質(zhì)、結(jié)構(gòu)工程、水利水電工程、道路橋梁和隧道工程、港口和航道工程、采礦工程等專業(yè)關(guān)系密切，且相互搭接，邊界模糊。這里僅從巖土工程與工程地質(zhì)的關(guān)系以及巖土工程與結(jié)構(gòu)工程的關(guān)系方面談點(diǎn)個(gè)人的認(rèn)識(shí)：
4.1 與工程地質(zhì)之間的關(guān)系
工程地質(zhì)是一門應(yīng)用地質(zhì)學(xué)的原理研究與工程建設(shè)有關(guān)地質(zhì)問題的學(xué)科，主要研究?jī)?nèi)容涉及地質(zhì)災(zāi)害、巖石與第四紀(jì)沉積物、巖土體穩(wěn)定性和地震等。貫穿于工程規(guī)劃，勘察，設(shè)計(jì)，施工與維護(hù)等各個(gè)階段。從事工程地質(zhì)的地質(zhì)師側(cè)重于研究地質(zhì)現(xiàn)象、地質(zhì)成因和演化、地質(zhì)規(guī)律、地質(zhì)與工程的相互協(xié)調(diào)，既要保證工程的安全可靠，又要保證不會(huì)誘發(fā)和加劇工程地質(zhì)災(zāi)害，造成工程建設(shè)遭受地質(zhì)災(zāi)害的危害。
巖土工程是屬于地質(zhì)與工程緊密結(jié)合的專業(yè)學(xué)科，是運(yùn)用工程地質(zhì)學(xué)、土力學(xué)、巖石力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、土工試驗(yàn)等多學(xué)科知識(shí)研究巖土體（包括其中的水）作為支承體、荷載、介質(zhì)或材料、必要時(shí)對(duì)其改良或治理的一門工程技術(shù)。它包括巖土工程勘察、設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、施工和監(jiān)測(cè)，涉及工程建設(shè)的全過程。從事巖土工程的工程師是根據(jù)工程目標(biāo)和地質(zhì)條件，建造滿足使用要求和安全要求的工程或工程的一部分，解決工程建設(shè)中的巖土技術(shù)問題。
工程地質(zhì)和巖土工程分別屬于地質(zhì)學(xué)和土木工程決定了它們之間的既有區(qū)別又有聯(lián)系的關(guān)系，業(yè)界流傳的“工程地質(zhì)是巖土工程的基礎(chǔ)，巖土工程是工程地質(zhì)的延伸”是有一定道理的。巖土是自然歷史的產(chǎn)物，具有獨(dú)特性和顯著地時(shí)空變異性，無論何種力學(xué)模型都難以全面而準(zhǔn)確的描述它的性狀，在復(fù)雜地質(zhì)條件下，再細(xì)致的勘查測(cè)試也難以完全查明巖土性狀的時(shí)空分布；巖土又有很強(qiáng)的地區(qū)特點(diǎn)，各種地區(qū)往往形成各種各樣的特殊巖土。因此，單純的理論計(jì)算和試驗(yàn)分析與實(shí)際之間存在很多不一致，需要巖土工程師根據(jù)工程特點(diǎn)及其所處的工程地質(zhì)環(huán)境，憑借經(jīng)驗(yàn)對(duì)關(guān)鍵技術(shù)問題的把握，進(jìn)行臨場(chǎng)處置。尤其是在地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜的山區(qū)，有經(jīng)驗(yàn)的工程地質(zhì)學(xué)家，通過地面地質(zhì)調(diào)查測(cè)繪，就可大致定性推斷出工程的基本模型，利用多種勘探測(cè)試技術(shù)獲得相應(yīng)的原始數(shù)據(jù)，逐漸構(gòu)造出工程地質(zhì)模型。沒有地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)，對(duì)滑坡、崩塌、泥石流等自然災(zāi)害，斷層、褶皺以及結(jié)構(gòu)面的空間分布、地下水的賦存和運(yùn)動(dòng)規(guī)律等的識(shí)別根本無從說起，尤其在地質(zhì)復(fù)雜的山區(qū)，巖土工程師必須具有扎實(shí)的地質(zhì)學(xué)知識(shí)才能順利的開展工作。
4.2 與結(jié)構(gòu)工程之間的關(guān)系
結(jié)構(gòu)工程與巖土工程的區(qū)別是顯而易見的。結(jié)構(gòu)工程師面臨的是自己選定或設(shè)計(jì)的、可控的鋼筋、混凝土等材質(zhì)相對(duì)均勻的人造材料，計(jì)算條件建立在材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)的基礎(chǔ)上，條件十分明確，計(jì)算結(jié)果是可信的。巖土工程師單純的計(jì)算是不可靠的,原因就在于工程地質(zhì)條件的不確知性和巖土參數(shù)的不確定性,不同程度地存在計(jì)算條件的模糊性和信息的不完全性。
結(jié)構(gòu)工程與巖土工程關(guān)系密切，互相搭接。建造在地基上的建（構(gòu)）筑物都受地基的穩(wěn)定和變形制約，而結(jié)構(gòu)和地基又相互作用、相互影響，地基的穩(wěn)定和過量變形直接影響結(jié)構(gòu)的安危和功能，同時(shí)結(jié)構(gòu)的荷載分布和不同剛度又會(huì)產(chǎn)生地基變形。在工程建設(shè)中，結(jié)構(gòu)工程師和巖土工程師雖然有所分工，有所側(cè)重，但相互配合的居多，比如關(guān)于地基設(shè)計(jì)均需要結(jié)構(gòu)工程師進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃，遇到較為復(fù)雜的基地問題時(shí)則需要巖土工程師共同參與討論。巖土工程師吃透工程地質(zhì)和設(shè)計(jì)需求是非常重要的，地基勘察與設(shè)計(jì)需要先對(duì)結(jié)構(gòu)型式、分布及荷載等問題進(jìn)行進(jìn)一步了解，明確地基結(jié)構(gòu)的剛度及限制要求，這對(duì)于地基設(shè)計(jì)至關(guān)重要。因此，結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)當(dāng)具備必要的巖土知識(shí)，巖土工程師也必須具備必要的結(jié)構(gòu)知識(shí)。
5.巖土工程的特點(diǎn)
前面已經(jīng)提到巖土工程研究對(duì)象是巖石和土。巖土是一種最復(fù)雜的材料，巖石的裂隙性和土的孔隙性決定了巖土工程的特點(diǎn)。
巖石發(fā)育有裂隙是其區(qū)別于混凝土的主要特點(diǎn)，裂隙概化為“結(jié)構(gòu)面”，巖石和結(jié)構(gòu)面統(tǒng)稱為巖體，巖石、結(jié)構(gòu)面和巖體力學(xué)性能差異很大。同樣，土是一種散粒材料，存在孔隙，土的三相決定了土的物理力學(xué)性質(zhì)，孔隙的存在導(dǎo)致土壓力分為有效壓力和孔隙壓力，在土木工程計(jì)算中便有了總應(yīng)力法和有效應(yīng)力法兩種原理和方法。搞清結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀、參數(shù)和分布，把握好孔隙壓力是巖土工程的重點(diǎn)，也是難點(diǎn)。
巖土參數(shù)的獲得往往需要靠試驗(yàn)作為支撐，由于測(cè)試方法的多樣性以及同一巖土體測(cè)試數(shù)據(jù)的離散型，決定了巖土參數(shù)的不確定性。因?yàn)閹r土體在取樣、運(yùn)輸和實(shí)驗(yàn)操作中極易受到外界的干擾，同時(shí)樣品位置也會(huì)對(duì)巖土體測(cè)試數(shù)據(jù)產(chǎn)生一定影響，這也是巖土體的獨(dú)有特點(diǎn)。自然界的巖土無論何種力學(xué)模型都難以全面而準(zhǔn)確的描述它的性狀；巖土具有顯著的時(shí)空變異性，在復(fù)雜地質(zhì)條件下，再細(xì)致的勘查測(cè)試也難以完全查明巖土性狀的時(shí)空分布；巖土又有很強(qiáng)的地區(qū)特點(diǎn)，不同地區(qū)往往形成各種各樣的特殊巖土。土樣分層的合理性、土樣均勻性以及試驗(yàn)操作水平都會(huì)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果造成很大的影響，必須通過對(duì)一定數(shù)量樣品進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析才能得到代表值。巖土工程測(cè)試包括野外原位測(cè)試、室內(nèi)試驗(yàn)和監(jiān)測(cè)三大類，還有各種模型試驗(yàn)，特點(diǎn)和用途均不相同。同一種參數(shù)，又因測(cè)試方法不同而得出不同的成果數(shù)據(jù)。選用合理的測(cè)試方法成為巖土工程計(jì)算能否達(dá)到預(yù)期效果的重要環(huán)節(jié)。這種測(cè)試方法的多樣性，是巖土工程區(qū)別于其他工程技術(shù)一個(gè)重要特點(diǎn)。
由于條件的不確定性和參數(shù)的不確定性，導(dǎo)致信息的不完全性，使單純的計(jì)算結(jié)果不僅不精確，也不一定可靠，因而“不求計(jì)算精確，只求判斷正確，強(qiáng)調(diào)概念設(shè)計(jì)”已是當(dāng)今巖土界的一種共識(shí)。概念設(shè)計(jì)是一種設(shè)計(jì)理念，早年顧寶和大師就較為系統(tǒng)的闡述過概念設(shè)計(jì)的精髓，強(qiáng)調(diào)地質(zhì)學(xué)的定性分析與力學(xué)的定量分析相結(jié)合，強(qiáng)調(diào)分析成因演化，宏觀把握，綜合判斷。概念設(shè)計(jì)必須貫穿工程的始終。
6.結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，巖土材料種類繁多，組合多樣，又有各種地質(zhì)背景和水文地質(zhì)條件；在與工程的相互作用中，所處的地位和承擔(dān)的角色又各不相同。巖土體屬自然界產(chǎn)物，主要受自然條件的影響，不確定、不穩(wěn)定性很強(qiáng)，不能由工程師選定和控制，只能通過勘察查明而又不能完全查明；巖土參數(shù)因土樣分層的合理性、土樣均勻性以及試驗(yàn)操作水平不同也具有不確定性。雖然目前土力學(xué)、巖石力學(xué)、計(jì)算機(jī)水平都具有很高的水平，由于計(jì)算假定、計(jì)算模型、計(jì)算方法、計(jì)算參數(shù)等與實(shí)際之間的很多不一致，使單純的計(jì)算結(jié)果與工程實(shí)際有很大的差別，需要靠工程師的理論基礎(chǔ)和豐富的工程經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行綜合判斷。 “經(jīng)驗(yàn)+理論方能比翼雙飛”，沒有經(jīng)驗(yàn)的人肯定解決不了復(fù)雜的工程問題，忽視理論也極易將局部經(jīng)驗(yàn)誤為普遍真理，犯概念性錯(cuò)誤。在合理的工程地質(zhì)分析基礎(chǔ)之上，進(jìn)行信息化施工和動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)，利用監(jiān)測(cè)成果積累科學(xué)數(shù)據(jù)，使得巖土工程概念設(shè)計(jì)越來越向可靠度設(shè)計(jì)發(fā)展是巖土工程今后的發(fā)展方向。因此，巖土工程迄今還是一門不嚴(yán)謹(jǐn)、不完善、不夠成熟的技術(shù)科學(xué)，處在“發(fā)展中”的一門科學(xué)技術(shù)，存在相當(dāng)大的風(fēng)險(xiǎn)性，困難很大，當(dāng)然潛力也很大。
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