發(fā)布時間：2023-03-17 18:03:23
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[關鍵字]巖土工程 勘察 問題 技術的應用
[中圖分類號] TU195+.3 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X（2013）-4-131-2
隨著國家的進步，社會、科技的經(jīng)濟不斷快速發(fā)展，高層建筑物的不斷興建，從而對工程建設隊伍的競爭壓力與技術壓力的不斷擴大化，巖土工程的勘察越來越受到外界的關注，從而國家對巖土工程的勘察技術規(guī)范要求也越來越嚴格。工程施工前對施工現(xiàn)場地質(zhì)條件的勘察尤為重要，應明確了解不良地質(zhì)導致的災害問題的發(fā)生，應做到精心、仔細、嚴謹、高端的勘察，為提高工程的投資效益和工程的質(zhì)量保證，所提供資料的真實性、完整性、精確性、技術性等的質(zhì)量保證。
1 對巖土工程勘察過程中存在的技術問題的分析
1.1 巖土工程勘察技術現(xiàn)狀的分析
隨著我國巖土勘察事業(yè)的不斷發(fā)展，其競爭壓力越來越大，在每一項勘察方案中的編制和報價都是對于施工企業(yè)實際所需的現(xiàn)狀進行總結，而一些勘察企業(yè)因各種原因接受報價低于自身勘察報價的業(yè)務，施工企業(yè)因價格較低的問題不愿對勘察設備和勘察手段的更新，對勘察后的數(shù)據(jù)無法保證其精確性，更無法保證勘察的質(zhì)量，從而影響了施工工程的質(zhì)量。
比如某業(yè)主托某勘察企業(yè)對住宅小區(qū)進行巖土工程的實地勘察，設計部門根據(jù)勘察企業(yè)提供的勘察資料對住宅的基礎施工圖進行了設計并提交，在進行實際工程建設時，地質(zhì)有軟土層的存在與所提交的勘察設計圖不相符，開發(fā)商要求勘察企業(yè)對其再次勘察，這樣不僅致使施工時間的增長而且又增加了投資。嚴重時還會導致各種糾紛的發(fā)生。
1.2 存在技術問題的具體表現(xiàn)
筆者通過對巖土工程勘察技術現(xiàn)狀的分析，結合自身的工作實踐，認為當前在巖土工程勘察過程中仍存在這樣或那樣的技術問題，但主要體現(xiàn)在以下幾個方面。
（1）在地層界面劃分過程中存在的技術問題
經(jīng)過實際的勘察，桂林的土層屬于巖溶發(fā)育的，地層中軟土及溶洞分布較多，由于勘察隊伍的勘察手段不先進，致使勘察的精度不高，對土層無法做到最精確的定性、定量分析，導致數(shù)據(jù)的偏差。這便要求勘察隊伍在對實地進行勘察時，對地質(zhì)的構造及軟弱結構面的判定，對不良地質(zhì)界面、空洞、溶洞等及其他不同地質(zhì)形態(tài)、埋藏位置與深度的確定。
（2）勘察精準度有待進一步提升
在巖土工程勘察報告中，我們經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)其勘察精度存在一定的不足，有待進一步提升。例如，地下水埋藏情況、水位、類型和相關變化的表述不夠完善，尤其在確定巖土參數(shù)時，往往缺乏完整性，加上代表性不強，經(jīng)常導致設計人員的計算存在一定的失誤。
（3）綜合性水平存在一定的不足
巖土工程勘察是一項系統(tǒng)而又復雜的工作，就目前來看，很多勘察企業(yè)的綜合性水平存在一定的不足。具體表現(xiàn)在以下幾個方面：一是勘察企業(yè)為了實現(xiàn)經(jīng)濟效益的最大化，往往在勘察過程中安排的專業(yè)的技術人員嚴重不足，加上這些勘察人員不思進取、安于現(xiàn)狀，難以認識到勘察工作的重要性，因而其專業(yè)技術水平較低，尤其是基本的資料的處理與分析能力嚴重不足，對于場地資料的收集，往往不對其進行真?zhèn)伪鎰e和分析、歸納以及總結，就直接錄入勘察報告之中，導致勘察報告缺乏精準性，從而難以滿足設計人員的需要。二是在很多工程勘察過程中，往往是少量的勘察人員需要同時操作多臺勘察機械設備，加上勘察工作的專業(yè)性和復雜性，這不僅加大了勘察人員的勞動強度，而且極容易導致錯誤的出現(xiàn)，進而降低勘察報告的精準性，從而降低整個勘察工程的質(zhì)量，降低企業(yè)的綜合能力，久而久之失去市場而被市場所淘汰，因而我們必須對其進行高度重視。
2 加強巖土工程勘察技術的應用，著力解決巖土工程勘察技術問題
通過對上述的分析，我們對決巖土工程勘察過程中存在的技術問題有了一定的認識，那么，我們應該如何應用巖土工程勘察技術著力解決巖土工程勘察技術問題呢？以下筆者就帶著這一問題，作出以下分析。
（1）加大培訓和教育力度，著力提高勘察人員的專業(yè)技術素質(zhì)水平
由于勘察人員是整個巖土工程勘察的主體，其勘察質(zhì)量的高低與人員的專業(yè)技術水平有著直接的聯(lián)系。因而作為新時期背景的巖土工程勘察企業(yè)，必須加大投資力度，著力加強技術人員的培訓和教育，使其充分認識到做好巖土工程勘察的重要性，著力提高其專業(yè)技術素質(zhì)水平，并建立健全具有激勵和約束性質(zhì)的獎懲體系，激發(fā)其工作的熱情和活力，從人員方面確?？辈熨|(zhì)量。
（2）加強現(xiàn)代信息技術的應用
在高新科技技術信息時代下，勘察隊伍不能只靠單一的勘察手段進行實地勘察，應采取合理合法全面的勘察手段對實際施工現(xiàn)場進行勘察，提高勘察的精確度，結合地質(zhì)工程中的測繪、鉆探及坑探、生物工程、遙感及地理信息等多方面知識結合勘察中的情況得到實際的運用。
（3）加強巖土測試及新技術的運用
對實際勘察中會有許多不定因素的發(fā)生，對于內(nèi)聚力、內(nèi)摩擦角、壓縮系數(shù)、壓縮模量等很多都是野外無法確定的因素，這便需求勘察隊伍對此進行更嚴謹更精確的數(shù)據(jù)進行分析和試驗，從而保證所提供的巖土工程設計圖與施工所需參數(shù)的可靠和保證。
（4）加強巖土設計計算的完整和可靠
勘察數(shù)據(jù)是一切工作的基礎，勘察數(shù)據(jù)的完整、精確、可靠、真實才能保證工程施工質(zhì)量的保證?？辈鞌?shù)據(jù)的精確對巖土的取樣和原位測試尤為重要，是一切數(shù)據(jù)的來源，取得數(shù)據(jù)，再進行數(shù)據(jù)的計算，其計算模式和計算參數(shù)中計算參數(shù)更重要。每項工程的勘察都具有較大的難度，對鉆探取樣和樣品制作的過程中，會受一定程序的擾動和環(huán)境因素的影響產(chǎn)生一定數(shù)據(jù)的差異，測試結果也會受到一定的影響。
（5）對地質(zhì)勘測最主要最有效的勘察手段之一
據(jù)有關實踐證明，目前而言，地質(zhì)鉆探是巖土工程勘察的最主要、最有效的方式之一，因地質(zhì)中，存在各種不同的巖土體和地層，對其取樣和測試都要求用鉆孔方式進行全面控制，而根據(jù)相關技術要求規(guī)范，每臺鉆機必備一名編錄人員，以保證技術與數(shù)據(jù)精確，提高經(jīng)濟效益的目的。由此可見，地質(zhì)鉆探對巖土的勘察是十分重要的，施工團隊只有不斷加強勘察隊伍的技術要求，提供更準確的勘察資料及數(shù)據(jù)，才能有效保證施工工程的質(zhì)量。
3 結語
綜上所述，隨著巖土工程勘察的不斷發(fā)展與進步，有效解決了很多技術上的問題，但還有很多問題依然需要解決與研究，施工團隊在施工時不僅要對前期資料和數(shù)據(jù)的真實做到保證，還應對報告進行分析、復核和驗證。只有不斷加強自身的專業(yè)知識和技能水平，提高勘察隊伍的技術與勘察設備的與時俱進，做到嚴謹、仔細、真實、可靠的勘察資料，保證工程質(zhì)量的安全性和有效性，提高施工團隊的操作實體化，促進社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展道路。
參考文獻
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1.1地下各種界面不能快速地進行劃分
在巖土工程勘察過程中，處于近地面位置的地質(zhì)界面包括的類型較多，但在當前技術和手段下，對于這些界面還不能有效、快速地進行劃分和識別，不能為民用建設工程的設計和施工提供充分的指導作用，這就給民用建筑工程的設計和施工帶來了較大的影響。
1.2部分巖土參數(shù)不能確定
在勘察工作中，部分原狀巖土在對其樣品進行采取時具有較大的難度，無論利用室內(nèi)試驗或是室外試驗等方法來對參數(shù)進行測定，都會導致這部分巖土的參數(shù)不能有效的確定下來，這也會對民用建筑工程設計帶來一定的影響。
1.3部分勘察技術人員素質(zhì)不高
勘察工作質(zhì)量的好壞在很大程度上取決于勘察技術人員素質(zhì)的高低。但在實際調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，目前很大一部分勘察技術人員不僅理論知識較為缺乏，而且也不具有豐富的實踐經(jīng)驗，這就導致因為自身知識廣度和寬度的不足，在勘察過程中不能確保工作的高質(zhì)量完成，不能更好地將巖土工程勘察技術在勘察工作中有效的進行應用。
2巖土工程勘察技術在民用建筑中的應用
2.1工程物探技術
2.1.1鉆孔波速測試
為了能夠更好地對各類巖體土體的各種波速進行有效的確定，可以利用單孔波速測試手段，這樣還可以有效地對相關的巖土參數(shù)進行確定，從而可以科學對民用建筑場地類別進行判斷。而且利用鉆孔波速進行測試，可以有效判斷和評價地基的振動特性，有利于對建筑的抗震設計進行有效的指導。在利用鉆孔波速進行測試時，需要在民用建筑下布置波速測試鉆孔，將三分量檢波器固定在孔內(nèi)預定深度內(nèi)，同時要對測試的垂直間距進行嚴格的控制，使其保持在1m左右，在測試時按照從下到上的順序逐點進行。
2.1.2場地微振動測試
為了能夠更好地提高抗震設計的質(zhì)量，可以對場地微震動進行測試，對脈動幅度值等參數(shù)進行確定，從而將場地內(nèi)的地震區(qū)進行劃分。另外，在室內(nèi)外測試過程中，利用各種檢測技術可以獲取各種數(shù)據(jù)資料，通過對這些數(shù)據(jù)資料進行分析和研究，從而確保能夠獲得更加準確和可靠的巖土工程設計參數(shù)。
2.2地理信息系統(tǒng)
當前地理信息系統(tǒng)已經(jīng)開始廣泛應用在空間數(shù)據(jù)處理中，其主要是以地理坐標為主，通過勘察來獲取某一區(qū)域內(nèi)的數(shù)據(jù)資料，從而利用地理信息系統(tǒng)來有效管理巖土工程勘察信息。地理信息系統(tǒng)在應用過程中得以不斷的完善，其功能也不斷的增多，不僅具有輸入、編輯、維護圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的功能，同時對于文件型圖形數(shù)據(jù)和關系型的屬性數(shù)據(jù)還具有有效的連接功能，這樣不僅有效確保了這兩種不同的數(shù)據(jù)庫能夠互相進行訪問，還可以對圖形數(shù)據(jù)進行更好的分析。由于是完全面對用戶進行界面設計，而且還能夠提供相應的接口，這樣可以有效確保二次開發(fā)的順利進行。利用地理信息系統(tǒng)的空間信息處理能力，可以有效確保信息管理系統(tǒng)可視化功能的實現(xiàn)。當前地理信息系統(tǒng)技術和功能不斷完善和發(fā)展，其應用領域也在不斷的擴大。地理信息系統(tǒng)應用在民用建筑巖土工程勘察工作中，不僅可以將地質(zhì)資料在工程中進行輸入和查詢，還可以使可視化綜合動態(tài)查詢和檢索功能得以實現(xiàn)，有效確保了勘察信息的真實性和可靠性，這樣就可以為勘察管理部門提供更真實的數(shù)據(jù)，確保其決策的科學性和合理性，有利于更好地指導巖土勘察工作的實施。
2.3遙感技術
利用遙感技術可以確保探測范圍和信息量的進一步擴大，同時通過多種先進的技術手段，可以在短時間內(nèi)即獲取到相應的信息，可以實現(xiàn)動態(tài)的監(jiān)測。而且利用遙感技術收集到信息后，可以對信息進行存貯、傳輸，這對于信息的進一步應用帶來了較大的便利。在民用建筑巖土工程勘察中利用遙感技術，可以更好地顯現(xiàn)出地域內(nèi)的不同地貌特征，為工程建設方案的設計提供科學的依據(jù)，有利于更好地掌握復雜的地理環(huán)境。
3結語
【關鍵詞】：巖土工程；地質(zhì)勘察；技術缺陷；解決措施；發(fā)展趨勢；
中國分類號：F407.9文獻標識碼： A
引言：
巖土工程勘察的目的在于解決和處理建設工程中與巖土介質(zhì)有關的問題，是建設工程中不可或缺的重要環(huán)節(jié)。各項工程建設在設計和施工之前必須按基本建設程序進行巖土工程勘察，巖土工程勘察的重要性和其質(zhì)量的可靠性越來越為各級政府所重視。但是，在各級檢查和施工圖設計文件審查中，勘察問題仍舊突出。當前,施工圖審查主要集中于房屋工程和城市基礎設施，對為城市建設服務的勘察單位來說,既是促進更是考驗。因此，將巖土工程勘察中常見問題加以歸納、分析，對其產(chǎn)生的根源進行了深層次的探討，對提高勘察技術水平、保證勘察成果質(zhì)量、減少勘察過程中的錯誤不無裨益。
1、巖土工程勘察中存在的主要技術問題
隨著我國國民經(jīng)濟不斷高速發(fā)展，眾多基礎建設項目和現(xiàn)代化超高層建筑物不斷興建，基礎和基坑開挖深度越來越深，各種公共建筑物的建筑風格迥異，其平面和立面變化大，給結構和勘察專業(yè)帶來諸多的新課題，采用傳統(tǒng)的勘察方法和傳統(tǒng)的勘察手段已經(jīng)很難滿足設計的需要，存在著許多急需解決的巖土工程勘察技術問題。這些問題主要有以下幾個方面：
1.1巖土工程勘察技術中的地質(zhì)形態(tài)及界面劃分問題：在巖土工程勘察中，會面臨著地下物不明確，埋藏位置及埋藏的深度難以確定，還有地下空洞和它的分布形態(tài)問題等都是在巖土勘察工作中需要解決的問題，另外，對于巖土體及巖石的風化程度界面劃分、軟弱結構及地質(zhì)構造的判斷和不良地質(zhì)界面的確定等問題，界面的劃分和地質(zhì)形態(tài)問題均是巖土工程勘察所面臨的技術問題。
1.2巖土參數(shù)問題：主要是那些難于取到原狀巖土樣和難于進行室內(nèi)、外試驗的巖土層如粗顆粒土、殘積土和風化巖等。其巖土設計參數(shù)（承載力、變形指標等）難于確定。
1.3巖土工程勘察技術中的巖土參數(shù)及綜合能力問題，在巖土工程勘察中所面臨的巖土參數(shù)問題，主要有獲得的原狀巖土樣品無法用于室內(nèi)、外試驗，因為這些巖土層出現(xiàn)了殘積土、粗顆粒土及風化巖等情況，這樣巖土的變性指標、承載力等設計參數(shù)就難以確定了。其綜合能力的問題，主要表現(xiàn)為一些工程勘查技術人員不能對所勘察的室內(nèi)及野外的原始資料進行有效地整理、分析及利用，同時還缺乏相應的去偽存真、歸納總結及補充印證的能力，對于建筑結構有關方面的設計知識也不懂，這就會常出現(xiàn)工程勘察目標的不明確，所勘察的資料無法滿足相關設計的需要。
1.4技術素質(zhì)問題：主要是勘察技術人員知識的廣度和深度問題，勘察各專業(yè)缺乏內(nèi)部溝通、技術交流，對各自技術服務的對象和技術發(fā)展狀況不了解，導致碰到重大項目和復雜工程時束手無策，不知應采用何種技術方法和手段去解決所碰到的技術問題。
1.5資料搜索不全問題：不能有效地解決巖土工程設計與施工中的問題在巖土工程勘察規(guī)范中，明確規(guī)定要搜集帶有地形及坐標的工程區(qū)域總平面圖，建筑物的規(guī)模、性質(zhì)、結構及荷載的特點，工程區(qū)域的地面整平標高，地基的允許變形資料等。但是現(xiàn)在的巖土工程勘察報告準備工作做的不到位，資料的搜集不夠全面，對于工程的地面整平標高及結構形式情況不清晰，對于設計單位的工程勘查技術缺乏相應的要求。
1.6數(shù)字化勘探技術應用不夠，在很多巖土工程勘察信息技術上，雖然有些地方應用了數(shù)字化系統(tǒng)，但某些環(huán)節(jié)的技術條件還不夠成熟，跟CAD的設計軟件接口不是很匹配，難以順利對接，對于勘察資料不得不進行重新的數(shù)字化，這在一定程度上，影響了設計系統(tǒng)的推廣應用。
2、巖土工程勘察中相關技術問題的解決措施
2.1巖土工程勘察中運用新工程物探法解決相關技術問題隨著現(xiàn)代技術的發(fā)展，依據(jù)電磁波、彈性波理論及電學原理等發(fā)展起來了一批集采集處理、硬軟件功能為一體的工程勘探設備，它具有樣品采集密度大、成本低、速度快及信息量大的特點，能夠運用加大測點密度的手段來獲取連續(xù)地質(zhì)界面的情況，這種物探技術有效解決了傳統(tǒng)鉆探技術所帶來的劃分準確及漏判的問題，這種綜合性的物探手段還能解決遇到的諸多巖土勘探問題，像地下洞穴、不明物體、斷層、軟弱結構面的分布位置、形態(tài)、特征等問題，也能夠為所需要的巖土參數(shù)及設計參數(shù)提供可靠的勘探信息資料，能夠有效地解決巖土工程勘察中所面臨的主要技術問題。
2.2加強工程勘查技術人員的綜合素質(zhì)及數(shù)字化技術的廣泛應用對于巖土工程勘察技術人員應該加強他們的再教育及相關技術的培訓工作，同時還應該加強數(shù)字化技術的應用，像數(shù)理統(tǒng)計、土壓力、承載力的計算、地震反應的分析、受壓層深度計算及滲流分析等，像加強室內(nèi)、外探測技術及施工檢測與監(jiān)測技術的應用，并通過探測所得數(shù)據(jù)資料進行分析對比，并對它們建立起一定的關系，同時對獲得的實測資料進行反算，來對比得到的參數(shù)的準確性，從而在工程設計時擁有更為可靠的設計參數(shù)。
3、巖土工程勘察技術的發(fā)展趨勢
在巖土工程取樣技術方面，其地質(zhì)鉆探技術、巖土取樣技術等朝著標準化發(fā)展，混凝土的灌注樁取心技術也在不斷的發(fā)展完善，確定巖土參數(shù)上朝著原位測試技術發(fā)展，并且非破損探物技術也有了很大的發(fā)展；對于巖土工程的地基處理上，原有的技術也在不斷的翻新，并不斷地有新方法被應用，現(xiàn)在常用的方法有砂石樁、CFG 樁、劈裂注漿、夯坑基礎等，這些技術的不斷發(fā)展都是勘查技術發(fā)展的主要內(nèi)容。而且隨著計算機的廣泛應用，其數(shù)據(jù)庫技術、測繪技術、網(wǎng)絡通信技術、計算機技術及 CAD 技術等也被廣泛的應用在巖土勘察中來，并且在不斷的完善之中，它能夠更有效地對巖土工程的地質(zhì)及空間形態(tài)進行分析和預測，而且其勘察信息資料更為準確和可靠，數(shù)字化工程勘察技術還將會進一步的發(fā)展，并且與傳統(tǒng)的巖土工程勘察技術相結合，對工程的勘察將會帶來更便利有效地勘察成果。
結語：
巖土工程勘察作為一門應用科學和技術，在自身的發(fā)展中正經(jīng)歷著一個重要的階段、并面臨著新的挑戰(zhàn)和機遇。隨著工程地質(zhì)巖土力學和土木工程等學科的發(fā)展,很多勘查技術問題已經(jīng)得到了解決，可在實際的工作中依然有很多問題需要去研究與解決，要有效地解決巖土勘察技術問題，需要提高相關技術人員的專業(yè)知識及技能水平，同時加強新勘查技術和傳統(tǒng)勘察技術相結合的應用能力，并且在相關建設制度及程序的嚴格執(zhí)行下，對工程進行有效地勘察，推動著勘察技術向高精深方向發(fā)展，從而為工程建設帶來巨大的經(jīng)濟效益及社會效益。
參考文獻：
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【關鍵詞】：巖土勘測；技術問題；提高方法；
【 abstract 】 : geotechnical investigation is the important foundation of the construction project, the survey for the accurate or not, decided the engineering construction safety and investment efficiency. In this paper, we introduced the geotechnical engineering survey problems of technology and puts forward improving the method of geotechnical engineering survey.
【 key words 】 : geotechnical survey; Technical problems; Improve methods;
中圖分類號：TU74文獻標識碼：A 文章編號：
0. 引言
巖土工程勘察其主要作用是為設計配套服務，提供設計需要的勘察資料，工程勘察體現(xiàn)的主要是認知作用，通過必要的勘察手段和工作，認識地基巖土的物理力學屬性，為設計提供必要的依據(jù)。對工程地質(zhì)條件作出正確的評價分析，將直接影響到工程的安全性及工程造價的高低，故在勘察過程中，要選擇最為適合及全面的勘察方法。
1. 我國巖土工程勘測發(fā)展現(xiàn)狀
在建國初，我國開始引進國外的勘測技術，把只負責查明工程場地的地質(zhì)、評估地質(zhì)條件等等的工程地質(zhì)勘察演變?yōu)閹r土工程勘察，由原來的不參與解決工程實際問題或具體辦法的狀態(tài)，逐漸轉變?yōu)榭辈旃ぷ鲌蟾嬷羞€要涉及擬定工程地基基礎的合理方案、相關的注意事項、選定施工方案的理由等等工作。因此，它既不作出指導性的建議，也不用走進基層工作中，導致其工程勘察工作范圍比較狹隘，其發(fā)展也比較緩慢，“重前期輕后期”的現(xiàn)象令勘測工作與工程設計和工程實際施工不相符，也令勘察成效在工程整體操作流程中不能有效的發(fā)揮作用，但在當時國內(nèi)巖土工程體系已經(jīng)逐漸形成。
2. 巖土工程勘測中存在的技術問題
20世紀以來，巖土工程技術作為近代科學中的一部分，被廣泛應用于社會建設的各個領域，得到了較大發(fā)展，也存在許多不足。巖土工程技術是實踐性很強的一門年輕學科，發(fā)展至今還是一門不夠嚴謹、不夠完善、不夠成熟的技術學科。因其難度大，發(fā)展?jié)摿σ哺螅枰獜V大巖土工程師的繼續(xù)努力和不斷實踐，為祖國的現(xiàn)代化建設多做貢獻。隨著我國國民經(jīng)濟不斷高速發(fā)展，眾多基礎建設項目和現(xiàn)代化超高層建筑物不斷興建，基礎和基坑開挖深度越來越深，各種公共建筑物的建筑風格迥異。其平面和立面變化大，給結構和勘察專業(yè)帶來諸多的新課題，采用傳統(tǒng)的勘察方法和傳統(tǒng)的勘察手段已經(jīng)很難滿足設計的需要，存在著許多急需解決的巖土工程勘察技術問題。這些問題主要以下幾個方面：
2.1界面劃分問題
由于我國地域遼闊，地質(zhì)形態(tài)也較為多樣，各省市、地區(qū)的地質(zhì)、地形、地貌、巖層等都有較大的差別．因此，在巖土工程勘察技術應用和管理中普遍會面臨界面劃分的問題。巖土界面的劃分主要是依據(jù)巖土體和巖石風化程度等，并且使用勘察儀器、設備。以及實驗室檢測技術對于地質(zhì)構造和軟弱結構面進行判定結，進而才能準確對巖土層面進行科學的劃分。但是由于技術管理中存在操作、數(shù)據(jù)采集、資料分析、綜合處理等方面的問題，進而導致所得出的巖土參數(shù)與實際不符，進而影響到勘察工作的整體效果。
2.2地質(zhì)形態(tài)問題
主要有不明地下物體、空洞及其分布形態(tài)、埋藏位置和埋藏深度的確定。
2.3巖土參數(shù)問題
主要是那些難于取到原狀巖土樣和難于進行室、內(nèi)外試驗的巖土層即粗顆粒土、殘積土和風化巖等。其巖土設計參數(shù)(承載力、變形指標等)難于確定。
2.4綜合能力問題
主要表現(xiàn)在一部分勘察技術人員缺乏對勘察各專業(yè)的野外和室內(nèi)原始資料的整理、分析、利用的能力，缺乏如何辨別真?zhèn)?、去偽存真、補充印證、歸納總結的能力，缺乏建筑、結構設計方面的知識，常造成勘察的目的性不明確，所提供的資料不能滿足設計的需要。
2.5技術素質(zhì)問題
目前，國內(nèi)巖土工程勘察技術應用和管理中，技術人員數(shù)量不足、專業(yè)素質(zhì)相對較差、操作水平薄弱、數(shù)據(jù)綜合分析能力不強等問題是客觀存在的，也是影響勘察技術實際應用效果的重要因素。目前，我國僅有部分綜合性高等院校開設了巖土工程勘察專業(yè)，而培養(yǎng)出的專業(yè)人才數(shù)量和綜合素質(zhì)與實際工作要求仍然存在一定的差距，這是造成國內(nèi)勘察技術水平低于西方國家的因素之一。同時，在巖土工程勘察工作中，技術人員對于野外及室內(nèi)相關地質(zhì)數(shù)據(jù)、資料的整理和分析能力較差，難以及時、準確為工程項目設計方提供科學、可靠的地質(zhì)數(shù)據(jù)，進而導致設計、施工工作的延誤。
3.提高巖土工程勘測技術的方法
3.1實用新型設備并控制其管理質(zhì)量水平
伴隨著電子、電子計算機技術的飛速發(fā)展，近十幾年來，工程物探專業(yè)根據(jù)彈性波理論、電磁波理論和電學原理發(fā)展了許多新的工程物探方法并相應發(fā)展了一大批集適時采集處理，軟、硬件功能于一體的工程物探探測設備，它具有采樣密度大、速度快、成本低、信息量大等特點?？梢岳霉こ涛锾娇蛇B續(xù)加密測點的辦法來獲得連續(xù)的地質(zhì)界面。從而有效的解決傳統(tǒng)鉆探手段以點帶面劃分地質(zhì)界面時常帶來的漏判、劃分不準確等缺點；并且可以利用綜合工程物探方法有效地解決傳統(tǒng)勘察手段難于解決的諸多巖土工程問題，如地下不明物體、洞穴、軟弱結構面、滑動面、斷層、破碎帶等在地下的分布特征、形態(tài)、埋藏深度、位置。并且可以提供許多工程建設所需的巖土動力參數(shù)和設計地震動參數(shù)。相對傳統(tǒng)的鉆探方法，工程物探技術使用時受場地、地形條件的限制較少，具有節(jié)省時間、節(jié)省費用、勘探精度高等特點。但是，各種工程物探方法的有效性決定于它對探測對象的適用性，物性條件的適用性越強，解決問題的可靠性越大，因此，為了有效地解決某些復雜的巖土工程技術難題，必須采用多種工程物探手段和鉆探聯(lián)合使用的方法，起到互相補充、互相驗證的作用。合理地選擇、運用工程物探技術與傳統(tǒng)勘探手段相結合，無疑是解決巖土工程勘察中存在的主要問題的有效手段之一。
加強勘察設備的生產(chǎn)監(jiān)管力度，嚴格監(jiān)督和檢查勘察儀器設備的質(zhì)量水平。對于不符合規(guī)范和要求的設備，嚴禁出廠。另外，應嚴肅、嚴格地核查各企業(yè)現(xiàn)有勘察儀器設備，一旦發(fā)現(xiàn)不合格的儀器設備，要求其立即更換，并處以相應的懲罰。從儀器設備的生產(chǎn)廠家到儀器設備的使用單位，都要進行設備質(zhì)量的大普查。
3.2加強對于新型勘察技術的應用
加強室內(nèi)、外測試新技術（比如多功能靜力觸探頭、標準貫入試驗、波速測試、靜載荷試驗等）和施工檢測、監(jiān)測技術的使用，通過其所獲得的數(shù)據(jù)和資料，經(jīng)過分析、對比，建立它們之間的經(jīng)驗關系，并通過工程施工檢測、監(jiān)測所獲取的實測資料反算得到的參數(shù)作為對比依據(jù)，確保所提供的巖土工程設計參數(shù)的可靠性。
3.3加強勘察技術人員的培訓和管理
隨著現(xiàn)代電子計算機及網(wǎng)絡技術的不斷發(fā)展．巖土工程勘察工作對于技術人員的素質(zhì)要求已經(jīng)由單純的地質(zhì)知識向綜合能力提升的方向轉變，特別是在部分地質(zhì)條件較為復雜區(qū)域的勘察工作中，技術人員往往需要借助裝配專業(yè)軟件的計算機進行承載力、受壓層深度、土壓力、基坑支護等項目的數(shù)據(jù)分析和處理。因此，勘察技術人員必須掌握較強的計算機和相關軟件的實際操作能力。同時，巖土工程勘察單位也要定期組織技術人員進行崗位培訓。并逐漸選拔和構建一支業(yè)務精湛、野外適應能力強的高素質(zhì)勘察隊伍，以便能夠從容應對較為復雜的巖土工程勘察工作。
4.結語
總而言之，巖土工程勘察是巖土工程的一項基礎性工作，也是整個巖土工程工作的重要組成部分之一。進行巖土工程勘察工作時，應根據(jù)工程建設各勘察階段的要求，查明地質(zhì)災害和不良地質(zhì)作用，正確反映工程地質(zhì)條件，精心分析，精心勘察，提出評價正確、資料完整的勘察報告，供設計、監(jiān)理和施工使用。對于當前巖土工程勘察技術管理中存在的問題，應嚴格對待，提出相應的解決辦法，以便于巖土工程勘察技術管理的提高和完善。
參考文獻
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關鍵字： 巖土工程 數(shù)字化勘察 應用方法
巖土工程勘察在快速的發(fā)展過程中，不論是在體制還是在勘察方法、 計算機輔助軟件、 勘察報告編制等各方面工作都有了長足的進步， 并且還在在不斷優(yōu)化中。 巖土工程勘察工作研究的主要對象是地基和基礎以及地下工程的關系。 由于地基土是因地而異的，在接受一項巖土工程勘察任務時， 必須明確該工程的主要技術矛盾是什么， 需要解決哪些主要技術間題。在對設計意圖和設計要求以及建筑物荷載情況了如指掌的情況下，在巖土工程勘察實施過程中， 根據(jù)工程的具體情況， 就基礎及地下工程的設計、 施工過程中可能遇到的問題，給以充分的論證和分析， 最終提出經(jīng)濟合理、 技術可行的解決方案。
1 巖土工程勘察的內(nèi)容
規(guī)范是進行巖土工程勘察工作的依據(jù)，對勘察工作的目的、 任
務、 評價等均提出了詳細的、 可操作的要求， 巖土工程技術人員要重視對規(guī)范、 規(guī)程的學習， 充分了解其要求。 另外規(guī)范、 規(guī)程中的條文說明， 技術人員也要認真研讀， 條文說明中有豐富的信息，對于提高我們的理論水平及正確理解規(guī)范、 規(guī)程具有重要作用。
1.1 查明勘察范圍內(nèi)場地原始地形、 地貌， 巖土層的成因、 類型、深度、 分布、 工程特性和變化規(guī)律， 分析評價地基的穩(wěn)定性和均勻性。查明埋藏的河道、 溝浜、 墓穴、 防空洞、 舊基礎、 孤石等對工程不利的埋藏物及其分布范圍。
1.2 查明影響建筑場地穩(wěn)定性的不良地質(zhì)作用和特殊土的類型、
成因、 分布范圍、 發(fā)展趨勢和危害程度， 并提出相應防治措施的建議。查明地下水埋藏情況、 類型、 補給及排泄條件， 地下水位， 水位變化幅度及規(guī)律； 評價地下水對建筑材料的腐蝕性。對基坑工程還應查明各土層的滲透性質(zhì)， 分析評價地下水的靜水壓力、 動水壓力及浮托力的作用和影響； 預估產(chǎn)生基坑突涌、 流沙或管涌等地下水不良作用的可能性及危害程度， 并提出相應的防治措施建議； 提供基坑施工降水的有關技術參數(shù)及施工降水方法的建議；提供用于計算地下水浮力的設計水位。
1.3 基坑工程還應查明基坑周邊環(huán)境， 提供基坑設計所需的巖土參數(shù)， 分析評價放坡開挖的可能性和基坑邊坡穩(wěn)定性， 適宜選用的支護結構類型及其穩(wěn)定性， 基坑開挖與降水對地基變形、 周圍建筑物和地下設施的影響。
2 巖土工程勘察的方法
隨著計算機信息技術的不斷發(fā)展，巖土工程勘察數(shù)字化技術得到廣泛應用。下面就與傳統(tǒng)勘察方法進行對比， 加以論述。
2.1 傳統(tǒng)巖土工程勘察方法研究
勘察資料過于地質(zhì)化。由于部門長期的條塊分割， 勘察、 設計分散作業(yè)， 加之巖土工程規(guī)范制定和新技術、 新方法應用的滯后， 以及專業(yè)設置過細， 巖土工程本身的特殊性等原因， 設計與勘察之間脫鉤多，使得勘察提供的巖土工程信息通常以設計人員難以理解的形式出現(xiàn)，而且勘察也較難參與設計的全過程；設計人員也因知識的局限， 很難深層次理解巖土工程勘察信息， 因而勘察成果在設計中的轉化率較低， 造成許多不應有的浪費和損失數(shù)字化地圖與數(shù)字化設計系統(tǒng)間不夠貫通。地形圖是設計系統(tǒng)的底圖或稱基礎數(shù)據(jù)，由于數(shù)字化地圖中的某些環(huán)節(jié)技術條件不成熟，與 CAD 設計軟件的接口不匹配， 很難順利實現(xiàn)對接， 設計系統(tǒng)不得不重新將勘察資料數(shù)字化， 影響了設計系統(tǒng) CAD 的推廣應用?？辈煨畔?shù)字化程度低?？辈觳块T提供的勘察信息往往以圖紙、 表格、 文字等形式為主，內(nèi)容上定性描述較多。這一方面造成設計人員對于勘察信息難于準
確理解， 另一方面造成對勘察信息處理、 利用上的困難。
2.2 數(shù)字化勘察技術研究
數(shù)字化巖土工程勘察是指應用當代測繪技術、 數(shù)據(jù)庫技術、 計算機技術、 網(wǎng)絡通信技術和 CAD 技術， 通過計算機及其軟件， 把一個工程項目的所有信息有機地集成起來，建立綜合的計算機輔助信息流程，使勘察設計的技術手段從手工方式向現(xiàn)代化 CAD 技術轉變，作到數(shù)據(jù)采集信息化、 勘察資料處理數(shù)字化、 硬件系統(tǒng)網(wǎng)絡化、 圖文處理自動化， 逐步形成和建立適應多專業(yè)、 多工種生產(chǎn)的高效益、 高柔性、 智能化的工程勘察設計體系。該技術體系用系統(tǒng)工程觀點， 把勘察、 設計的圖紙、 圖像、 表格、 文字等以數(shù)字化形式存貯。
2.3 數(shù)字化勘察技術關鍵優(yōu)勢
巖土工程地質(zhì)建模的方法目前采用的主要有表面模型法，表面
模型法的歷史較早，它的基本內(nèi)容就是通過精確的表示出工程地質(zhì)體的外表面來表示均質(zhì)地質(zhì)體的建模方法，也是目前廣泛使用的建模方法。表面模型法的數(shù)據(jù)來源是通過測點獲得的一系列離散的測點資料， 包括測點的幾何特征數(shù)據(jù)和屬性特征數(shù)據(jù)， 然后利用數(shù)據(jù)解釋結果重構地質(zhì)體界面。可以抽象為把一系列同屬性的點按照一定的規(guī)則連接起來，構成網(wǎng)狀曲面片，進而確定整個地質(zhì)體的空間屬性，有很多方法用來表示表面， 常用的方法主要有數(shù)學模型法和圖示模型法， 本論文主要討論圖示模型法。 常用的圖示模型法有邊界表示法、 規(guī)則格網(wǎng)法、 等值線法、 不規(guī)則格網(wǎng)法等， 其中不規(guī)則格網(wǎng)法是本系統(tǒng)選用的模型表示法， 將做詳細分析討論。不規(guī)則格網(wǎng)法是將區(qū)域內(nèi)有限個點將區(qū)域劃分為相連的三角面網(wǎng)絡。 區(qū)域中任意點落在三角面的頂點、 邊上或三角形內(nèi),如果任意點不在頂點上, 則該點的數(shù)字屬性值通常通過線性插值的方法得到,所以 TIN 是一個三維空間的分段線性模型, 在整個區(qū)域內(nèi)連續(xù)但不可微。有許多種表達 TIN 拓撲結構的存儲方式,這里采用一個簡單的記錄方式是:對于每一個三角形、 邊和節(jié)點都對應一個記錄,三角形的記錄包括三個指向它三個邊的記錄的指針, 邊的記錄有四個指針字段, 包括兩個指向相鄰三角形記錄的指針和它的兩個頂點的記錄的指針;也可以直接對每個三角形記錄其頂點和相鄰三角形。每個節(jié)點包括三個坐標值的字段,分別存儲 X,Y,Z 坐標。這種拓撲網(wǎng)絡結構的特點
是:對于給定一個三角形,查詢其三個頂點屬性和相鄰三角形所用的時間是定長的。它在沿直線計算地形剖面線時具有較高的效率,當然可以在此結構的基礎上增加其它變化,以提高某些特殊運算的效率。對巖土工程勘察方法實施改進， 逐步過渡到數(shù)字化勘察技術， 并推廣其廣泛應用， 這是勘察工程發(fā)展的必然趨勢， 但是這其中還有一段很長的路要走，不僅僅是因為其中還有一些關鍵技術問題尚未完全攻克，而且我國目前在數(shù)字化勘察、勘探方面的專業(yè)人才也很匱乏， 因此， 必須加大數(shù)字化巖土工程勘察技術人才的培養(yǎng)， 并加快該技術的研究應用，以真正實現(xiàn)巖土工程的數(shù)字化勘察的廣泛應用。
3 數(shù)字化勘察技術的應用
我們在進行道路、 橋梁、 隧道的測量設計經(jīng)常遇到地形復雜交通不便的情況。如線路在丘陵山區(qū),經(jīng)常是各種樹木生長茂盛、 溝壑縱橫,難以通視,傳統(tǒng)的測量手段很難解決,經(jīng)常令測量工作人員吃盡了苦頭。傳統(tǒng)的測量手段數(shù)據(jù)處理往往用手工方法記錄儲存,不僅數(shù)據(jù)顯得零亂,而且在數(shù)據(jù)后續(xù)處理中,往往手工處理,工作量大,容易出錯,測量數(shù)據(jù)不易校核。 由于處理枯燥,需要耗費的重復勞動也就相當多,內(nèi)業(yè)處理出錯率較高。
通過調(diào)查研究, 在我國大多數(shù)單位在公路設計測量工作中采用的方法傳統(tǒng),速度慢、 精度差,數(shù)據(jù)不易保存校核,所以難以適用當前推進公路建設自動化、 信息化建設的要求。采用現(xiàn)在傳統(tǒng)的測量方法存在許多弊端,例如測量數(shù)據(jù)多,易出錯,測量完畢不易校核和保存,采用數(shù)字化地形圖可有效解決這一問題。 采用專業(yè)數(shù)字化地形圖測繪,經(jīng)過處理后,可以滿足公路規(guī)范的需
求,每條公路的地形圖可以形成永久保存的電子檔案,勘測成果在圖上一目了然,可重復利用,并可不斷補充調(diào)整。 公路設計引入專業(yè)勘測的電子地形圖,勘測效率大大提高,勘測費用降低很多,勘測設計周期會大大縮短,而且數(shù)據(jù)精確,易于保存,數(shù)據(jù)直接導入利用,免去人工錄入的繁瑣和失誤,可以重復利用,一舉多的,可以紙上選線、 定線,測量數(shù)據(jù)可以視實際情況,隨時補充調(diào)整。測量成果可以直接與國家控制網(wǎng)轉化,以便與其他測量行業(yè)的數(shù)據(jù)共享。測量完畢或公路施工后能長久保存測量成果,并進行校核,推進公路測量的數(shù)字化進程。
4 結束語
對巖土工程勘察方法實施改進， 逐步過渡到數(shù)字化勘察技術， 并推廣其廣泛應用， 這是勘察工程發(fā)展的必然趨勢， 但是這其中還有一段很長的路要走，不僅僅是因為其中還有一些關鍵技術問題尚未完全攻克，而且我國目前在數(shù)字化勘察、勘探方面的專業(yè)人才也很匱乏， 因此， 必須加大數(shù)字化巖土工程勘察技術人才的培養(yǎng)， 并加快該技術的研究應用，以真正實現(xiàn)巖土工程的數(shù)字化勘察的廣泛應用。
論文摘要:本文基于研究生彈塑性力學課程的特點和教學體會，對彈塑性力學課程的教學方法進行了探討。
工程技術人才必須具備堅實的力學理論基礎[1-2]，而彈塑性力學是力學理論體系的重要環(huán)節(jié)，是高等工程類人才知識結構中必不可少的部分。對研究生而言，彈塑性力學是工程技術基礎學科，是工科院校工程力學、土木工程等專業(yè)必修的一門課程。大土木工程專業(yè)，特別是港口、海岸及近海工程專業(yè)碩士研究生的研究方向一般是港工結構、海洋結構、巖土、巖土與結構相互作用等方面，其實這些方向都要以彈塑性力學的知識為基礎，也可以說它們本身就是彈塑性力學的內(nèi)容[3]。因此，學好彈塑性力學為相關專業(yè)的研究生從事研究工作打下堅實的基礎，對他們的研究工作具有重要作用。
作者已從事彈塑性力學這門課程的教學工作多年，深感學生學完這門課程后卻不知如何或不能很好地將所學的理論知識應用實際工程或自己的研究工作當中去。本文就研究生彈塑性力學課程的教學方法進行探討。
教學方法探討:
①結合巖土力學或巖土工程進行
關于彈塑性力學的研究是從英國科學家虎克與1678年提出的固體材料的彈性變形和所受的外力成正比的虎克定律開始的。而關于固體材料塑性變形的研究是從法國科學家?guī)靷愑?773年研究土力學中土壤的剪斷裂，提出了最大剪應力理論開始的;屈雷斯卡又把最大剪應力理論引用到了金屬的塑性變形研究中，并于1864年提出了最大剪應力屈服條件?？煽闯觯苄粤W起源于土力學。巖土特別是土，是一種塑性特性很強的一種材料，其物理力學性質(zhì)特別復雜，具有不確定性、區(qū)域性和影響因素眾多等特點。而巖土與樁等結構的相互作用就更復雜了。所以，在講授研究生彈塑性力學課程時，結合巖土力學或巖土工程進行是較好的一個方法。
②結合ABAQUS軟件進行
ABAQUS是一套功能強大的工程模擬有限元軟件，解決從相對簡單的線性分析到許多復雜的非線性問題。ABAQUS包括一個豐富的、可模擬任意幾何形狀的單元庫。擁有各種類型的材料模型庫，可以模擬典型工程材料的性能，其中包括金屬、橡膠、高分子材料、復合材料、鋼筋混凝土、可壓縮超彈性泡沫材料以及土壤和巖石等地質(zhì)材料。ABAQUS除了能解決大量結構(應力/位移)問題，還可以模擬如熱傳導、質(zhì)量擴散、熱電耦合分析、聲學分析、巖土力學分析(流體滲透/應力耦合分析)及壓電介質(zhì)分析等廣泛的工程領域問題。
ABAQUS采用最先進的有限元技術，可以分析復雜的固體力學結構力學系統(tǒng)，特別是能夠駕馭非常龐大復雜的問題和模擬高度非線性問題，具有獨特的系統(tǒng)級模型分析能力。ABAQUS不但可以做單一零件的力學和多物理場的分析，同時還可以做系統(tǒng)級的分析和研究。ABAQUS 以其優(yōu)秀的分析能力、模擬復雜系統(tǒng)的可靠性而被各國的工業(yè)和研究中所廣泛的采用。
ABAQUS擁有者豐富的巖土相關本構模型，如Elasticity、Mohr-Coulomb Model、Modified Drucker-Prager Models、Linear Drucker-Prager Model、Hyperbolic Model、Exponent Model、Flow in the Hyperbolic and Exponent Models、Coupled Creep and Drucker-Prager Plasticity、Modified Cam-Clay Model、Modified Cap Model、Coupled Creep and Cap Plasticity、Jointed Material Model，從上面的模型可以看出ABAQUS有著強大的巖土本構，因此非常適合于巖土工程研究，可以考慮固結、滲流、穩(wěn)定、開挖、填方、(溫度、應力、滲流等)耦合、地震分析等眾多問題。
所以可看出，ABAQUS是國際上非常著名的一款大型通用軟件，且在處理非線性問題方面功能特強大，還能很好地處理巖土工程問題。因此，在講授研究生彈塑性力學課程時，結合ABAQUS進行不失為一個有效的好方法。在使用ABAQUS時，可根據(jù)不同的需要選用不同的巖土本構模型，計算完成后，可在后處理中得到任意形狀物體中任意點的應力、應變數(shù)據(jù)，進而進行綜合分析。
③巖土的彈塑性力學實驗
由前面我們已知道，巖土是一種典型的彈塑性材料，受力過程表現(xiàn)出非常明顯的彈塑性。因此，上課過程中的實驗以土樣作為實驗材料是很好的。每個同學完成土樣的三軸實驗后要提交實驗報告，報告中要繪出土樣的應力應變曲線，以表征土體的彈塑性特性。
④基于ABAQUS軟件的彈塑性力學數(shù)值模擬計算
這里是要用ABAQUS軟件進行數(shù)值模擬計算，是一種彈塑性力學計算的實際操練。每個同學要結合一個實際工程進行數(shù)值計算，并要附有詳細的計算過程和步驟、各類圖件，還要進行結果分析。這一數(shù)值模擬計算是以大作業(yè)的形式布置給學生，學生交上來后老師要評分。
⑤編寫合適的教材
選擇合適的教材對上好彈塑性力學課程也是很重要的?？紤]到?jīng)]有適合作者所在的港口航道與海岸工程專業(yè)及課時要求的研究生彈塑性力學教材，特編寫了該課程的研究生教材，即《彈塑性力學理論基礎與工程應用》。
參考文獻:
[1]徐燕.工程力學教學淺談[J].價值工程，2010(15):245.
關鍵詞： 預應力（預緊力）錨固；巖土工程；專利分析
一、引言
預應力（預緊力）錨固是用錨固方法增加支擋結構或巖土體穩(wěn)定性的一種措施。其方法是鉆打鉆孔穿過可能滑動或已經(jīng)滑動的滑移面，將鋼筋（或鋼索）的一端固定在孔底的穩(wěn)定巖土體中，再將鋼筋（或鋼索）拉緊以至能產(chǎn)生一定的回彈力（即預應力或稱預緊力），然后將鋼筋（或鋼索）的另一端固定于巖土體或者支擋結構表面，利用鋼筋（或鋼索）的回彈力壓緊可能滑動的巖土體或者支擋結構，以增大滑動面上的抗剪強度，從而達到提高巖土體或支擋結構穩(wěn)定性的目的。
二、預應力（預緊力）錨固的專利分布
（1）申請量年度分布
分析國內(nèi)有關預應力（預緊力）錨固的專利申請量可以得知，國內(nèi)雖然逐年略有所波動，但是與預應力（預緊力）錨固相關的專利量呈現(xiàn)日漸增長的跡象，同時，在2002-2004年之間出現(xiàn)了專利申請量的突然增加與較大幅度的波動，則主要是受到國外預應力（預緊力）錨固工程實踐方面的沖擊與引導，出現(xiàn)了大規(guī)模的專利申請量的增加，而在2006年之后，經(jīng)過舶來品與國內(nèi)具體工程實踐的有效融合之后，專利申請量恢復了平穩(wěn)的增長趨勢。
（2）重要申請人統(tǒng)計分析
我國的關于預應力（預緊力）錨固方面的專利主要集中在三所領軍大學――中國礦業(yè)大學、山東科技大學以及山東大學，該三所學校在專利申請量當面占有較大的優(yōu)勢，其中中國礦業(yè)大學的專利申請量達到了200篇以上，同時，分析其專利特點，主要為科學理論研究方面的專利，以方法專利申請為主。在高校和科研院所為理論性研究領軍的同時，以各類工程公司為領軍發(fā)展了大量相關施加預應力的設備以及用于（預緊力）錨固的施工設備的專利申請。
（3）申請的應用領域分析
經(jīng)統(tǒng)計預應力（預緊力）錨固的應用領域相關專利文獻主要分布在以下六個小組：E01D，E02D，E04B，E04C，E04G以及E21D，其分別為橋梁領域，建筑基礎、挖方、填方、地下或水下結構領域，一般建筑物構造、墻、樓板領域，結構構件、建筑材料領域，腳手架、殼體、模板等預制模塊領域以及礦山、井下支護領域，不同領域針對預應力（預緊力）錨固的應用又有所交叉。預應力（預緊力）錨固涉及了需要與天然巖土體以及人工巖土體相關的各個領域，在不同領域的應用量都達到了一個較高的占有比率，但總體來說，以預應力（預緊力）錨固在筑基礎、挖方、填方、地下或水下結構領域的應用最為光泛，究其原因，與該領域本身發(fā)展程度較高有較大的關系，在礦業(yè)領域的應用僅占總應用量的8%，說明礦業(yè)領域還有較大的發(fā)展前景，同時，預應力（預緊力）錨固目前采用的設備都還較為昂貴，導致在礦山的應用量偏少，因此大規(guī)模發(fā)展低價格的預應力（預緊力）錨固設備為未來預應力（預緊力）錨固的重要發(fā)展方向。
三、我國預應力（預緊力）錨固的發(fā)展方向
（1）預應力錨固已成為巖土工程的關鍵技術
國內(nèi)各類巖土工程，例如邊坡穩(wěn)定工程、地下洞室工程、結構抗浮工程、深基坑工程、高壓輸水管道工程等，成為預應力錨固技術大顯身手的主戰(zhàn)場。云南省漫灣水電站，左岸邊坡發(fā)生近100000立方米的大規(guī)模塌滑，嚴重威脅著工程的安全。工程設計人員果斷采用了以預應力錨固技術為主的抗滑穩(wěn)定措施，有效制止了滑坡，使該項工程得以順利展開。由錨索組成的錨固體系，為盡早清除坍滑堆渣體，實施壩、廠基礎開挖，確保纜機恢復及安全運行，維持“三洞”出口區(qū)及水墊塘邊坡穩(wěn)定等提供了可靠保障，起到了其他措施無法替代的重要作用。長江三峽水利樞紐永久船閘閘室采用混凝土薄襯砌墻與直立邊坡巖體聯(lián)合受力的特殊結構，要求采用的錨固措施不僅要使直立邊坡具有足夠的穩(wěn)定性，還要能嚴格控制邊坡的變形量，以滿足船閘鋼結構人字門的擋水、止水要求。設計系統(tǒng)地采用了預應力高強錨桿和預應力錨索等綜合措施，很好地滿足了上述要求，解決了這一世界性難題。
（2）預應力材料和施工機其的發(fā)展
作為產(chǎn)生預應力的主要材料―預應力筋繼續(xù)在朝著大直徑、超高強度、低松弛方向大步前進。國內(nèi)錨索使用的鋼絞線直徑已有13mm、15mm、18mm三種規(guī)格、多種系列，其最大強度已達到2000MPa。
鋼紋線的深加工產(chǎn)品：無粘結預應力筋、環(huán)氧涂層鋼紋線及其復合形成的預應力筋產(chǎn)品系列，增強了高強預應力筋的自我防腐能力，提高了在腐蝕環(huán)境中預應力筋的耐久性。上述所有產(chǎn)品均在生產(chǎn)線上自動化生產(chǎn)，質(zhì)量受到嚴格控制，可滿足各類工程需要。
夾片式群錨、擠壓錨異軍突起，成為預應力錨固技術主要使用的錯具。錨具規(guī)格有Φ13、Φ15、Φ18三個系列，可夾持200MPa以下各種強度、各種直徑的鋼紋線。夾持鋼絞線數(shù)量可依實際情況確定，為設計、施工提供了較大的發(fā)揮空間。國內(nèi)公司生產(chǎn)的OVM、HVM錨具已達到世界先進水平，除了能夠滿足國內(nèi)市場需求外，還可向日本等國家出口常規(guī)系列錨具和大直徑錨具。
拉設備小型化、輕量化創(chuàng)新不斷。YCW系列千斤頂已生產(chǎn)出第三代輕量化千斤頂，出力1500kN，自重僅68kg，比第二代產(chǎn)品約輕37%。為施工提供了極大的便利條件。
國內(nèi)造孔所需機具，除了從國外引進一些較先進的鉆孔機具外，大部分均由國內(nèi)生產(chǎn)。鉆孔設備已基本適應了各類工作環(huán)境（高空排架、地下室洞）、各種角度（水平、上仰、下傾）、各種不良地層狀況的需求。偏心擴孔成套設備已在各類復雜、不良地質(zhì)環(huán)境中，發(fā)揮著重要作用。預應力材料、施工機具的配套發(fā)展，必將推動錨固技術發(fā)生質(zhì)的飛躍。
四、結語
本文以專利視角對預應力（預緊力）錨固技術進行分析和整理，重點關注了預應力（預緊力）錨固技術的發(fā)展方向以及主要申請人的研發(fā)側重等信息，對于了解預應力（預緊力）錨固技術的發(fā)展具有很大幫助。
關鍵詞：可靠度地下結構巖土參數(shù)概率特征
1.前言
地下結構和其它巖土工程一樣，在整個設計過程中存在大量的不確定性。傳統(tǒng)方法設計時用一個籠統(tǒng)的安全系數(shù)來考慮眾多不確定性的影響。對各參數(shù)、變量都假定未定值。這就是常規(guī)的定值設計法。雖然以后對某些參數(shù)（如材料的強度）取值時也用數(shù)理統(tǒng)計方法找出其平均值或某個分位值，但未能考慮各參數(shù)的離散性對安全度的影響。所以安全系數(shù)法不能真正反映結構的安全儲備。
60年代末期，數(shù)理統(tǒng)計和概率方法在結構設計中成功應用，鼓勵和啟發(fā)了隧道工作者尋求用概率方法研究地下工程中各種不確定性并估計他們的影響。進入70年代，可靠度分析方法擴大到更多的設計領域。但是，這種方法仍然受到一些巖土工作者的反對和質(zhì)疑。原因在于巖土工程本身的機理比較復雜，有些問題還沒有充分認識；巖土工程概率方法還處在發(fā)展階段，不少概念還不很明確，計算方法也不夠簡便；一些人對概率論和方法不很熟悉。這些困難也促使一些巖土工作者潛心鉆研，他們吸收地面結構概率分析成果，針對巖土和地下工程的特點開展專題攻關，雖未完全解決技術上的關鍵，也取得了可喜的成果。研究表明，概率和可靠度分析方法在不確定性越嚴重的問題中越能顯示出活力來。
1992年，國家技術監(jiān)督局《工程結構可靠度設計統(tǒng)一標準》，作為其它各類工程結構設計共同遵循的準則。鐵路、公路、水利、港口等行業(yè)先后開展結構設計統(tǒng)一標準的編制工作。作為上述各類工程的重要組成部分的隧道及地下工程，采用概率極限狀態(tài)設計也提到日程上來。一些技術難題有待繼續(xù)攻克，實用化問題也要同時解決。目前，可靠度分析在地下工程中的應用正在經(jīng)歷由粗糙到精細，由簡單到復雜再回到簡單并進入實用這一過程。
2.巖土參數(shù)概率特征的研究
確定圍巖的物理力學參數(shù)和原始應力狀態(tài)時分析地下結構力學行為的先決條件。對于重要的大型結構（如水電站地下廠房等）通常要在周圍地層鉆孔取樣并進行一系列試驗以取得有關參數(shù)。交通用途隧道縱向長度比橫向長度大得多，經(jīng)過的圍巖也化，通常按各類圍巖的綜合力學參數(shù)進行計算。引入可靠度后，必須考慮這些物性參數(shù)的概率特征。這方面的研究成果對地下結構可靠度分析至關重要。
2.1圍巖分級判據(jù)的可靠性研究
一般隧道設計時都要現(xiàn)場確定該隧道所處的圍巖類別。各種圍巖分類法都有各自的一套標準。但由于標準本身常存在模糊性或不確定性，或者不同人對標準的理解和處理不盡相同，不同人對同一圍巖的評價結果總體會趨于一致，具體還不會完全同一。圍巖分類的隨機性值得我們進一步研究。
我國在圍巖分類和分級方面已有不少成果，可惜各部門還不統(tǒng)一。東北大學林韻梅教授等提出圍巖穩(wěn)定性動態(tài)分級法，李強提出模糊聚類分析法。在動態(tài)分析法中對分級判據(jù)的分布進行初步分析，應用數(shù)理統(tǒng)計方法對分級判據(jù)進行研究。在定義分級判據(jù)可靠性的函數(shù)上，用柯爾莫洛夫法對其分布規(guī)律進行檢驗。還提出了分級標準和分級方法的評價準則。
2.2地質(zhì)資料的概率處理
對于大型地下工程和重點長大隧道都要進行比較細致的地質(zhì)勘探。但要從有限的勘探資料中獲得隧道全長或大型地下工程周邊圍巖的地質(zhì)狀況和有關參數(shù)，必然存在不確定性和偶然性。用概率法可減少誤判的機率。例如長江科學院包承綱研究員等以概率方法處理水壩地基鉆孔之間的地層分界線，取得更為合理的結果。
地層中常有一些異常地質(zhì)點存在，如軟弱夾層、空洞等。他們對地下工程施工和運營有很大影響。為此，首先要弄清楚它們出現(xiàn)的可能性、大概的位置及其性質(zhì)，然后通過可靠度分析法去分析它們的影響。Bercher(1979)及Tang(1987)等都對某地區(qū)在給定鉆孔布置與地質(zhì)歷史推斷情況下，對異常地質(zhì)出現(xiàn)的概率和統(tǒng)計特征做過估計，先給予一個不出現(xiàn)異常的先驗概率，然后根據(jù)一系列鉆孔資料按Bayesion公式推得修正的不出現(xiàn)概率和聯(lián)合分布。
2.3土性參數(shù)的隨機場研究
據(jù)研究，土性參數(shù)變異系數(shù)可達0.29，比計算模型的不定性影響大得多。土性參數(shù)概率特征經(jīng)歷了兩個階段。早期研究建立在隨機變量基礎上。后期研究集中在隨機場理論的應用上。
不難理解，巖土工程的性狀是由某一空間范圍內(nèi)巖土的平均特征所控制。根據(jù)一個個試樣求得的統(tǒng)計特征稱為點特征。點特征與空間特性之間由一定的關系。空間平均特征的方差應小于點特征的方差。控制巖土工程可靠度的是土性參數(shù)的空間平均值方差而不是點方差。因此，土性參數(shù)的概率分析是一個隨機場問題。對于空間分布的地層，由于沉積和埋藏等條件的聯(lián)系，不同點之間雖有差別又有一定的相關性。這種相關性將隨二點距離的增大而減弱。相關距離是巖土可靠度隨機場研究中的一個重要參數(shù)。有關學者提出了相關距離的物理意義、集合意義及實際計算方法，提出了不同地層相關距離的年經(jīng)驗值。研究了不同統(tǒng)計方法的參數(shù)對可靠度分析的影響。
2.4巖體特性統(tǒng)計特征的研究有待加強
近幾年由于土坡穩(wěn)定、樁基承載力及地基承載力等方面可靠度分析實用化的需要，推動了土體概率特征的研究。而土性概率特征的研究成果又促進了上述幾種典型工程實用可靠度分析。由于巖體的本構關系更為復雜，節(jié)理、裂隙、層狀等對巖體特性影響更多，巖石地下工程計算模型不定性更為突出。對于眾多不定性相互作用的巖石工程，更需要可靠度分析。國內(nèi)勘察設計部門也積累過大量巖石資料，但用概率方法加以整理的參加橫過較少。日本在這方面做過的工作值得重視。他們對各類圍巖（如花崗巖、閃綠巖、礫巖、砂巖、泥巖等）的主要指標（如單軸抗壓強度、壓縮變形系數(shù)、抗剪強度、干密度等）的分布特征，均值及變異性以及相互關系等都做過分析整理，這些資料可供參考。
3.作用效應隨機分析方法的成果
作用效應是可靠度分析中重要的綜合隨機變量，它占用很大的計算工作量。地下結構作用效應的定值分析方法不論是“荷載—結構”模式或“地層—結構”模式，目前大多采用有限元分析，考慮空間作用時還用三維有限元。對裂縫、節(jié)理發(fā)育的巖石地層主要有兩種方法：
a.仍然利用連續(xù)介質(zhì)力學理論，但要尋求反映不連續(xù)巖體特點的本構關系或把節(jié)理裂隙的力學性質(zhì)作為附加條件加以考慮，然后求解；
b.應用塊體理論，尋求關鍵塊。利用量測到的位移信息反求地層的力學指標也是常用的方法。引入可靠度以后如何在上述各方法基礎上進行隨機分析時必須解決的問題。
3.1隨機有限元的進展
有限元法在隨機介質(zhì)中的應用始于70年代初期。當時主要用于巖土理論與應力分析。其基本思路是采用蒙特卡洛模擬法。該法建立在大量確定性計算基礎之上，費用較為昂貴。結構靜力計算的隨機有限元法70年代中期由瑞典的K.Handa首先提出，80年代末日本的Hisada和Nagagri等對隨機有限元作了較為系統(tǒng)的研究。至此以后隨機有限元理論朝著兩個方向發(fā)展，一是基于攝動展開的有限元統(tǒng)計分析；另一是隨機場的局部平均。具體的方法有：紐曼隨機有限元法；隨機有限元最大熵法；有限元一次二階矩法；隨機有限元響應面法；攝動隨機有限元法等。上述各種方法各有其特點，有的理論上較為嚴密，但計算量大；有的較近似而計算簡便。響應面法，攝動法及蒙特卡洛法在我國隧道可靠度分析中都已實際應用。
作為隨機有限元的深入，有人還提出非線性隨機有限元，但該理論正處于嘗試中。采用目前流行的隨機有限元通常只能確定荷載效應的某些數(shù)值特征，如均值、方差、相關矩等，難以確定荷載效應的概率分布及高階矩，故還不能很好的滿足可靠度分析的要求。蒙特卡洛法可求出概率分布，但計算量較大。成都電子科技大學張新培教授提出了改進的隨機有限元法。該法以有限元為基礎，利用荷載列陣與剛度矩陣各元素之間特征函數(shù)確定結構各單元荷載效應的特征函數(shù)，再根據(jù)特征函數(shù)與分布密度函數(shù)及數(shù)字特征的關系，求出荷載效應分布密度函數(shù)積極數(shù)字特征。此法概念簡單，容易實行，較好地滿足可靠度分析的要求。
3.2隨機塊體理論的提出和應用
塊體理論是我國學者石根華和美國學者R.Goodman首先提出的巖體工程分析方法，為巖體洞室和邊坡穩(wěn)定分析開辟了新的途徑，在國際上受到重視并得到日益廣泛的應用。塊體理論中關于巖體被不連續(xù)的空間平面切割成分離塊體以及切割面上的力學參數(shù)c、Φ等都作為定值。由于實際巖體不連續(xù)面形成因素復雜，同一組不連續(xù)面的產(chǎn)狀在一定范圍內(nèi)發(fā)生變化，連續(xù)空間平面切割成的變形狀空間塊體具有隨機性。切割面力學參數(shù)也使隨機變量。因此更適合概率分布。河海大學王保田、吳世偉提出的隨機塊體理論，用隨機抽樣法尋找可動塊體的概率，并用一次二階矩法求關鍵塊的概率。二者結合可較好的解決已知結構面產(chǎn)狀概型和力學性態(tài)是隨機值的問題。南京航空?？茖W校的張廣健等應用隨機塊體理論編制出計算程序，用以對隧道圍巖穩(wěn)定性進行可靠度分析，求得各類圍巖的塊體穩(wěn)定可靠指標。所得結論與設計和施工經(jīng)驗基本一致。若能用現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，其結果將更能反映工程實際。
3.3三維隨機邊界元法的提出
地下結構的有限元分析特別是三維分析需要劃分許多單元，計算機工作量和對計算機內(nèi)存的要求都很大。特別對無限區(qū)域的課題，在一定范圍內(nèi)離散將忽略外方廣大區(qū)域的影響而帶來誤差。因此人們的注意力又轉到一些邊界解法上，相應的邊界單元法得到發(fā)展。隧道的邊界元分析有其明顯的優(yōu)點，日益受到國內(nèi)外重視。針對地下結構分析中參數(shù)都具有明顯不確定性的特點，隨機邊界元法的研究和應用將對隧道可靠度分析起到新的推進作用。
武漢水利電力學院潘國寧等提出的三維隨機邊界法是將邊界元計算過程作為函數(shù)轉換過程，再參數(shù)取值時對函數(shù)過程做泰勒展開。通過邊界計算得到應力和位移的均值；然后計算有關變量對參數(shù)的一階導數(shù)和二階導數(shù)在取均值時的值。最后考慮參數(shù)的變異性來分析計算結果的變異性。此法公式簡潔，計算工作量小，對隧道分析有重要參考價值。
3.4圍巖參數(shù)的隨機反分析
由于圍巖的物理力學指標不容易確定，現(xiàn)場取樣試驗或直接測試資料也只是得到點特性而不是我們所要求的圍巖空間平均特性。因此，利用施工監(jiān)測得到的位移信息反演求出圍巖參數(shù)的方法在一定條件下能滿足地下結構分析的要求。目前定值的反演分析比較成熟，已開發(fā)出很多程序可供應用。但是反演分析所依據(jù)的信息實際是帶有一定離散性的隨機變量，可靠度分析也要求反分析的結果能表示出概率特征。因此，隨機反分析也逐漸受到重視。專門著作《反演理論》對反分析概率化有重要論述。同濟、北方交大、西南交大巖土和地下工程專業(yè)的博士研究生的論文都曾涉及隧道隨機反分析問題。目前采用的方法有傳統(tǒng)的蒙特卡洛法、隨機攝動法。
4.針對巖土工程特點的可靠度分析方法的新發(fā)展
《工程結構可靠度設計統(tǒng)一標準》在附錄一中推薦用一次二階矩法計算結構的可靠指標。同時指出對于變異系數(shù)很大、極限狀態(tài)方程非線性程度很高等情況，宜用更精確的方法計算。巖土物性變異性比較大，常呈現(xiàn)一定的相關性，如內(nèi)摩擦角與內(nèi)聚力之間負相關，容重與壓縮模量、內(nèi)聚力等正相關。忽視這些相關性，會使計算結果出現(xiàn)誤差。而一次二階矩法是假定基本變量間是相互獨立的。
目前針對相關性提出兩種一次二階矩的改進方法。一是將相關變量變?yōu)榛ゲ幌嚓P的變量，新變量的方差矩陣是由原變量標準化后的方差矩陣構成。另一方法是將極限狀態(tài)方程的標準差展開后求得分離變量作為新變量的靈敏系數(shù)，在新的靈敏系數(shù)重反映與之相關的另一變量的影響。前法適用于多個相關的基本變量，后法只適用于兩個相關變量。
對于非線性極限狀態(tài)方程，用當量正態(tài)法有時計算誤差過大，有時不易收斂。此時將蒙特卡洛模擬引入可靠度分析中，只要模型次數(shù)多就能得到精確的失效概率值。對于很小的失效概率需要很大的模擬次數(shù)。為節(jié)省機時，可從計算方法上改進。為避免概型擬和引入的誤差，采用高階矩發(fā)值得進一步探索。
對于一些判別準則易受人為因素影響的問題，也可將模糊數(shù)學方法引入可靠度分析中，發(fā)展成為模糊可靠度分析法?？拥婪€(wěn)定性位移判別的方法和準則就有很多主觀和客觀不確定性因素，坑道穩(wěn)定性模糊概率分析法，把“坑道穩(wěn)定性”作為一模糊隨機事件，求其模糊概率，用模糊統(tǒng)計分析試驗法結合專家綜合評判來確定地下坑道周邊位移與坑道穩(wěn)定性的隸屬函數(shù)，推導出坑道穩(wěn)定性可靠度計算的一般表達式。
5.圍繞《鐵路隧道設計規(guī)范》的修訂，隧道可靠性
鐵路隧道在我國地下工程中占很大比例，第二層次的《鐵路工程可靠度設計統(tǒng)一標準》也已。第三層次的鐵路各專業(yè)設計規(guī)范可靠度設計修訂工作已提上日程。針對人們對可靠度理論在隧道中的應用有懷疑態(tài)度甚至否定這一情況，鐵道部先組織幾批專家進行“以可靠性理論為基礎修訂鐵路隧道設計規(guī)范的可行性研究”，得出可行的結論，并分別從“荷載—結構”模式、“地層—結構”模式和以工程類比為基礎的經(jīng)驗設計模式等幾個方面提出實現(xiàn)可靠度設計的途徑和需要攻關研究的課題。該項研究經(jīng)鐵道部組織專家評審驗收，人為結論正確，所建議的隧規(guī)改革目標明確，路徑可行，可作為今后隧規(guī)改革的指導性文件。
為了使鐵路隧道設計規(guī)范按可靠度設計加以修訂這一難度較大的工作能逐步深入開展，鐵道部主管部門已立項開展《按可靠度理論修改隧規(guī)的基礎性研究》。研究內(nèi)容包括圍巖物性指標及深埋隧道圍巖松動壓力統(tǒng)計特征研究；淺埋隧道覆土荷載統(tǒng)計特征研究；明洞、棚洞填土荷載統(tǒng)計特征試驗研究；襯砌混凝土偏壓構件抗力計算方法及偏壓強度統(tǒng)計特征研究；隧道襯砌幾何特征研究等。由鐵路各高校分別承擔。鐵路高校研究生論文選題也開始轉向隧道可靠度設計這一領域。
與此同時，有關院校對人防工程按可靠度設計也提出過方法及若干建議。水電部門針對工程特點正對隧道工程的作用及作用效應進行統(tǒng)計參數(shù)整理。
