岩土工程专业知识体系之我见

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摘要：笔者基于自身的教育经历以及自己的思考，对岩土工程专业知识体系的构成进行了总结，对岩土工程专业的研究方法进行了归纳，对岩土工程专业的研究方向进行了阐述。指出岩土工程专业常用的研究方法有室内试验、数值模拟以及现场实测；比较热门的研究方向有基坑工程、地基处理、地下工程和海洋工程。可供刚跨入岩土工程专业领域的研究人员参考。

关键词：岩土工程 知识体系 研究方法 研究方向

中图分类号：G642 文献标识码：C DOI：10.3969/j.issn.1672-8181.2013.21.043

20世纪60年代，岩土工程专业知识体系在欧美国家进行土木工程实践的过程中逐步建立起来。对于刚刚进入岩土工程专业领域的研究生们来说，他们常常会对这一专业知识领域感到陌生。同时，对于已经完成岩土工程专业学业的硕士和博士们来说，他们中的一部分人也只是精通于岩土工程专业的某一研究方向，对岩土工程专业知识体系缺乏宏观的整体认识。笔者基于自身的教育经历以及自己的思考，对岩土工程专业知识体系谈一点个人的认识，可供刚跨入岩土工程专业领域的研究人员参考。

1 岩土工程专业知识体系的构成

笔者基于自身的教育经历以及自己的思考，总结出岩土工程专业知识体系的构成如图1所示。笔者认为岩土工程专业最核心的知识应是土工原理，初学者应具备扎实的数学及力学功底，在此基础上才能对土工原理有比较全面和深入的学习。之后应学习并掌握一些研究方法，岩土工程专业常用的研究方法有室内试验、数值模拟以及现场实测等。研究方法的学习有利于研究人员开展科学研究，熟练掌握一种或多种研究方法有利于科学问题的相互映证，同时反过来对土工原理的认识也会更加深入。接着，在对土工原理有一定的认识以及掌握了一定的研究方法以后，就可以对岩土工程专业不同的研究方向及工程应用领域来进行研究。基坑工程、地基处理和地下工程是许多岩土工程专业人员选择的研究方向和从业领域，也是目前我国岩土工程专业的热门领域。这一两年，海洋工程研究方向也受到越来越多的关注。

图1 岩土工程专业知识体系的构成

2 岩土工程专业的研究方法

笔者认为，如图1所示，岩土工程专业的研究方法有许多，例如：理论推导、室内试验、数值模拟、现场实测、工程类比、文献分析、问卷调查、抽样统计、案例分析等等。比较常用的研究方法是理论推导、室内试验、数值模拟和现场实测。岩土工程专业研究人员应熟练掌握其中一种或多种研究方法。

2.1 理论推导

各类岩土本构模型的建立一直是岩土工程专业人员的研究重点。建立解决实际工程问题的实用模型以及建立能反应某些岩土体应力应变特性的理论模型一直是本构模型研究的两个方向。基坑工程、地基处理以及地下工程等实际工程的设计理论也一直在完善中。

2.2 室内试验

室内土工试验非常重要，它们是揭示土的特性，进行土类定名和土层划分的重要依据之一。利用室内岩土离心机来进行实际工程的模型试验是目前比较先进的室内试验研究手段。

2.3 数值模拟

计算机技术的发展给岩土工程专业带来了新的研究方法，目前有许多商业软件用于岩土工程的数值计算，可以仿真模拟岩土工程专业的各类实际问题，能够较准确地反应实际工程中应力应变情况，对科学研究和工程设计都有指导作用。

2.4 现场实测

现场实测包括原位测试和工程监测等，实际工程的监测数据更能反应岩土工程问题的本质，可以同其它研究方法进行比较验证。同时，现场实测的数据可以反过来指导工程的施工，可以保证工程施工的安全性。

3 岩土工程专业的研究方向

笔者认为，如图1所示，岩土工程专业的研究方向有许多，例如：基坑工程、地基处理、地下工程、边坡稳定、海洋工程、基础工程、隧道工程、环境岩土、路堤路坝、防灾减灾等等。比较热门的研究方向有基坑工程、地基处理、地下工程和海洋工程。岩土工程专业研究人员都会选择其中一个或多个研究方向来进行研究。

3.1 基坑工程

地铁和房地产的建设使中国拥有大量的基坑工程，基坑开挖越来越深、面积越来越大，基坑围护结构设计和施工越来越复杂，使得基坑工程的设计理论和施工技术不断发展，以解决复杂的基坑稳定、变形和环境保护问题。

3.2 地基处理

地基处理一直是岩土工程专业的研究热点，许多创新性的发明专利都出于这一研究方向。不同类型的岩土有着不一样的地基处理方法，同一类型的岩土也有着不同的地基处理方式。各个地基处理方法的成套设计、理论、施工技术等是需要不断完善的研究内容。

3.3 地下工程

21世纪是大力建设地下工程的世纪，也是我国地下空间开发利用的高潮时期。城市轨道交通系统的快速发展，使得城市地下工程的建设大量兴起。盾构法修建城市地铁隧道过程中涌现出许多研究课题，如隧道开挖面稳定性、地表沉降及其对周围设施的影响、双圆盾构的管片受力性能、冻结法加固地层的相关技术等。

3.4 海洋工程

海洋工程近年来越来越受到关注，它是指以开发、利用、保护、恢复海洋资源为目的，并且工程主于海岸线向海一侧的新建、改建、扩建工程，它分海岸工程、近海工程和深海工程3类。海岸防护工程、围海工程、海港工程、海上钻井平台的建设等是岩土工程专业人员面临的新的研究课题。

4 结语

作为刚跨入岩土工程专业领域的研究人员，除了对岩土工程专业知识体系的构成有一定的了解和认识外，还应该多看岩土工程专业的经典书籍，多参加岩土工程专业的学术会议，多与岩土工程专业的知名学者交流。并且结合自己的兴趣爱好选择一个研究方向，运用一种或多种研究方法，踏实、勤奋、持之以恒地进行研究，为我国岩土工程专业的发展添砖加瓦。

参考文献：

[1]殷宗泽等.土工原理[M].中国水利水电出版社，2007.

[2]龚晓南.地基处理手册（第三版）[M].中国建筑工业出版社，2008.