膨胀土性质论文参考文献

引言

1992年6月联合国在里约热内卢召开了环境与发展大会，明确了可持续发展战略，期望通过世界各国的共同努力，切实解决环境与发展问题。在短短的10多年时间内，这种战略就得到全世界各国的普遍接受，这是前所未有的。许多思想家、政治家、科学家、企业家、工程师、建筑师为此作出了不懈的努力，根据已出现的一些生态环境问题，提出了一系列的思路和办法，如生态工业、清洁生产、生态农业、绿色食品、生态城市、绿色建筑等。工程地质工作者，也应顺应时代潮流，作出及时的反应和努力。可持续发展战略的核心是解决“人与自然”的关系和“人与人”的关系，以求得平衡、求得和谐。前者属自然科学，后者属社会科学。工程地质的研究是解决“工程与地质”之间的关系，以求得平衡、求得和谐。工程是人为事物，地质是自然事物，因此，工程地质学的研究也就成为解决“人与自然”的关系和“人与人”的关系的组成部分。在人类解决这种关系时，要认识自然、利用自然，按自然规律办事，保护人类赖以生存的环境。这是人类的永恒主题，不管将来的社会将发生什么样的“革命”或什么样的“经济”，这是不会改变的。但在不同时代有不同的发展问题，到工业时代，随着生产力的发展，科学技术的进步，城乡建设得到了快速的发展，但对自然环境也造成了很大的破坏，人类在享受科技成果所带来物质文明的同时，也付出了沉重的代价，如资源短缺、能源紧张、生态失衡、环境恶化，等等，遭到了自然界无情的惩罚和报复，受害的还是人类自己。可持续发展战略就是在这样的情况下提出来的，对此，我国非常重视，及时制定了《中国21世纪议程》，把可持续发展战略作为基本国策，要求在生产和生活的建设中，要充分利用自然条件，节约资源和能源，避免环境的破坏和污染，减少和利用建设中的垃圾，尽可能做到“零排放”，实现循环经济。以下就建筑工程地质研究中的一些问题提出个人某些看法。

一、区划

区划是地学中的基础研究，为某一部门和专业服务的区划是应用基础研究，为工程服务的工程地质区划，即区域工程地质或工程地质分区，属于应用基础研究，基础研究和应用基础研究都是原始创新，是孕育新技术的土壤。早在20世纪50年代，我国就进行了区域工程地质的研究，在地质部门，是综合的，如刘国昌、姜达权等的论著。在铁道部门，是部门的，如郑象铣的编著。在建筑部门，区域工程地质也有很好的发展，有两个方面：第一，在编制规范规程方面，那时为了建设大西北，我们在编制《湿陷性黄土地区建筑规范》（以下简称“黄土规范”）时，就进行了湿陷性黄土的区域工程地质的研究，通过不同地区的实地调查和室内外的试验，从气候、地貌、地层、水文地质、动力地质和土的物质成分、组织结构、物理力学性质等多学科进行了综合分析，建立起不同类型、不同等级的区域系统，即建筑工程地质分区，亦称建筑工程地质区划，为编制出符合我国实际情况的“黄土规范”提供了基础资料和科学认识，如兰州、西安两地的湿陷性黄土，湿陷系数虽有差别，但都不大，而两地出现的湿陷性灾害则显著不同，这种现象，只有从区域系统的地质成因及其物质成分、组织结构、物理力学性质等进行综合分析，才能明白。因此，区域系统的建立，开拓了人们的认识和思维，由此孕育出了不同的湿陷类型及其他若干有地方特色的防治技术。这项成果还概括成简图和简表列入“黄土规范”的附录中，向湿陷性黄土地区的建设者，提供了宏观的先导性的认识和资料。在以后“黄土规范”的历次修订中，都对这个简图和简表进行了研究、完善和扩展，至今继续随时代发挥积极的作用。之后，我们在20世纪60年代编制《工业与民用建筑地基基础设计规范》和《黄土地下建筑技术条例》，70年代编制《膨胀土地区建筑技术规范》，80年代编制《软土地区工程地质勘察规范》时，都进行了建筑工程地质区划的研究，都及时为这些规范的编制，提供了符合我国实际情况的基础资料和科学认识，实际效果是显而易见的；第二，在城建方面，在20世纪50～60年代就开始城市工程地质图及其区划的编制，在80年代又进行了新一轮的编制工作，有些城市还随时代试着建立城市工程地质数据库。这些基础性工作，对我国城市化进程起到了很大的促进作用。总结这个发展历程，使我们认识到，建筑工程地质区划的研究是很有前途的，它不仅有实际的需要，而且建立在区域科学的基础上，地学具有鲜明的区域性，是区域科学的组成部分，每个大大小小的区域都有自己的地质发展史和现状。建筑工程地质区划就是研究区域工程地质的地质发展史和现状，为未来的工程建设提供科学的认识和资料。把一般的土工指标，放到区域地质背景下考察和判断，会对土的工程地质特征有进一步的认识，能更好地因地制宜，达到好的效益，因此，建立更加完善的区域建筑工程地质体系，加强这类项目的应用基础研究，以满足可持续发展的需要，完全是必要的。同时，在研究方法上要注意，目前已进入信息时代，信息网络、电子显微镜、人工智能等的先进技术，已在许多行业使用，用这些先进技术来研究区域工程地质，建立工程地质信息系统，即工程地质数据库，也是发挥区域工程地质的更大作用所不可缺少的。

二、规划

规划通常称为基本建设的龙头，规划需要基础资料才能做，基础资料愈科学愈详细，规划也就会做得愈合理愈实用。建筑工程地质区划是做基础资料的综合分析工作，实际上是在做规划的基础工作，区划可称得上是龙头的龙头。建筑工程规划是在一定区域内，根据社会的需求，研究制定出建筑工程的发展目标，以及为实现此目标所需要的对策和技术经济的能力，也就是说规划是对自然、社会、经济三者之间协调，达到整体的效益。我国是多山的国家，大多数城市和乡村都分布在低阶地上，而低阶地是宝贵的可耕地，这就占据了大量的可再生的良田，显然这是人类历史遗留的产物，那时的耕地和居住地的矛盾还不突出，随着人口的增加，这种矛盾就显现了。现在，从可持续发展战略看，不管是区域规划、城市规划和村镇规划，都不应该去占良田，要让出肥沃的耕地，用荒漠的不宜耕种的土地去搞建设才对，较高的阶地和丘陵，甚至低缓的山地，都将成为新的建设用地。实际上，许多的城乡建设都这样做了，如西北的黄土地区和西南的红土地区，这就节约了大量的土地资源。但我们也应该明白，由于建设用地的变化，使我国在建设中的地质灾害就增多了，因为丘陵山地与低阶地相比，前者的工程地质条件远比后者复杂得多，有更多的自然的和人为的地质灾害，如滑坡、崩塌、地裂缝、泥石流等，给建设工作带来了许多新问题，这就需要工程动力地质学的知识和研究成果来支撑，以保证既节约土地又能顺利建设。地下空间的利用，在世界上发展很快，它既能节约土地，又能节约能源，还有军事用途等。我国利用地下空间有悠久的历史，传统的黄土民间窑洞在广阔的黄土地区到处可见。现在，全国的地下仓库、地下人防、地下管道、地下交通等工业与公共建筑也不少，今后还有更大的发展。由于它的发展也会带来一些地质灾害问题，如地面沉降、地面塌陷、坑道涌水、洞口稳定等，也需要工程动力地质学的知识和研究成果来支撑。因此，要使可持续发展的规划能够顺利实施，提高工程动力地质学的水平，加强对地质灾害的发生、发展规律的认识，使地质灾害的判别、评价、监测和防治等工作，能正确而有序地进行，是非常重要的。规划是建设的前期工作，选择的余地大，对地质灾害要尽量避开，规划得好，对后期工作影响很大，好的规划对后期工作可以事半功倍。

三、勘察

勘察是认识自然，与自然共处的前提，是客观反映建设的环境。按照国家规定，任何工程建设不做勘察工作就不准设计，这就明确了勘察工作的地位和重要性。为确保勘察工作的有序和质量，建设部门都组织编写了许多进行勘察工作的规范规程。但这些规范规程是研究和实践经验的总结，是技术文件，属于理论性的成果，当用这些技术文件去解决实际问题时，既有遵守的一面，又有根据鲜活的实际情况，创造发展的一面，两者是对立的统一。优秀的工作者，总是在已有成果和经验的基础上不断创新再创新。我国的国土辽阔，有960万km 2，受三大阶梯和海陆位置的共同影响，构成了三大自然区，即东部季风区、西北干旱区和西南高寒区，工程地质条件复杂多变，区域工程地质的研究成果，会提供许多新的线索和启示，供人们去发现新规律、发明新技术。勘察工作需要对建筑场地作地貌地质的调查，但更需要按设计的要求进行测试工作，提供岩土的物理力学参数。目前的测试技术是多种多样的，并且发展很快，可供人们选择和代替的机会增多，没有代替就没有经济学，用代替来提高效益，这是普遍存在的。岩土的承载力参数是建筑地基评价中最基础的参数，目前，可靠的测试技术是压板试验，也就是载荷试验，因为它与建筑地基的实际工作条件相似，试验结果比较符合实际，而其他测试技术的试验结果，距实际较远，如动力触探、静力触探、标准贯入、横压试验、取土试验等。但做载荷试验比较笨重，费时费力费钱，相反，其他试验技术就比较轻便，省时省力省钱。能不能既轻便又可靠呢？是可以的，这就要在同一个工程地质条件下做载荷试验，与其他各种试验的对比研究，建立它们之间试验数据的关系，从而获得代替，取得效益。我们在进行我国膨胀土地基承载力研究时，曾在我国膨胀土的区划和分类的基础上，做这样的试验，得到了代替，这项成果被列在1992年我国的《工程地质手册》中。随着现代科学技术的高速发展，新技术、新材料、新工艺的不断涌现。勘察工作要在需求的基础上，尽快地应用它们，做不断地代替工作，这方面的潜力是很大的，如电测技术、传感器技术、遥感技术、微电脑技术等。

四、设计

设计是综合技术，选择的空间大。首先要尊重自然，按自然规律办事，挖自然的潜力，按照国家的规定，没有设计就不准施工，设计的地位和重要性是很明确的。设计一般分为可行性研究、初步设计、技术设计和施工图设计等阶段，构思由概括到具体，对工程地质情况的了解也是分相应的阶段，由浅入深，这样的程序是完全符合认识规律的。可行性研究阶段要确定建筑场地位置，这是一个战略性的选择，工作的好坏，对后面的工作影响很大，在选择中，工程地质条件的优劣，特别是地质灾害的有无，是重要的考虑因素。初步设计是建筑的总图设计，主要在选定的建筑场地上思考，也可称为场地设计或景观设计，这个阶段要选定各种建筑物和构建物的位置，要做土方挖堆的移动和平衡，原始地貌会有变化，将呈现新的景观。技术设计是针对各种建筑物和构筑物的，地面建筑要考虑建筑物基础与地基的相互作用，地下建筑要考虑围岩与衬砌的相互作用，达到结构整体的协调，满足功能的使用要求。地基的评价和计算，围岩的评价和计算，都是很复杂的问题，至今尚未得到满意的解答，原因是自然地质体的性质太复杂，用纯数学力学很难完全表达。目前在建设的规范规程中所提供的评价和计算方法，虽然它们都是多年科学研究和实践经验的总结，可供当前使用，但它们都是经验的或半经验半理论的，经验要继续积累，理论要深入研究，从概念模型、物理模型到数学模型，走模型论的道路，会是一条前进的大道。施工图设计，如果采用的是天然地基，那就简单多了，只做工程地质的验槽就行了。但在用地紧张的城市，要建高层建筑，才能容纳众多的人口，天然地基已不能满足要求，要做人工地基。这就要做改良地基的设计，即地基处理的设计。地基处理的方法很多，比较可靠的方法是桩基法，但桩基一般比较昂贵，费时费力费钱，就是桩基法的本身也分好多种方法，至于其他的地基处理方法那就更多了，加上上部建筑物的形式和结构的多样性，下部地基条件的复杂多变性，再加上施工设备和技术水平的适应性或局限性，这许多可考虑的因素，使地基的处理方法，能选择和代替的余地都很大，做得好收益很大，做得不好浪费也很大。好的地基处理，不仅能节约人力物力，而且可以利用废弃的污染物，如用工业废料的粉煤灰等材料制成挤密桩，城建废料的碎砖瓦块等垃圾制成夯实桩等，能提高软弱地基的承载能力，变废为宝，节约土地，改善环境。地基设计和处理的方法或多或少是独一无二的，个性很强，科学讲共性，艺术讲个性，地基的设计和处理，既有科学又有艺术，要有以地学和力学为主的多学科的知识，并且有综合分析的判断能力，才能把工作做得更好。

五、施工

施工是要把设计的设想落实到实处。场地的工程地质的情况，经过勘察，做出了工程地质的预测资料，但预测也不是没有意外，有时甚至要做补充勘察，因此，在施工阶段，工程地质的监测工作仍是不可缺少的，特别是要做地基处理的工程。目前，在施工过程中，可用的测试方法有，岩体应力、土压力、孔隙水压力、建筑的沉降和水平位移，深层土的垂直和水平位移，等等，可选用它们的一种或数种，监控施工时的质量和安全，检验勘察和设计的合理性，如此做，不仅对工程直接有利，而且总结了经验，对今后的岩土工作大有好处。施工是实际的操作活动，要组织劳动大军和动用各种设备和机具，这些活动会影响甚至破坏自然和人类的环境，这是不可避免的，但要使其影响或破坏能够降低到最低程度，如不要破坏肥沃的土地，保证地表径流的通畅，施工用水不能乱流，建筑垃圾要收回利用或作妥善处理等，要有环保意识，做到清洁生产，文明施工。

六、运营

运营即物业管理，许多建筑物建好了，使用了，但远未到达寿命周期就遭到破坏，不能使用了，原因固然很多，但主要是使用不当。对建筑物及其周围的环境缺乏了解，不知道，与建筑物相互作用的自然地质条件，是一个开放的复杂体系，受外界的影响很大，如在我国有广泛分布的湿陷性黄土地基，最怕的是水的浸湿，水浸湿到哪儿，哪儿地基就下沉，使位于其上的建筑物产生裂缝、破坏，过去这样的湿陷灾害出现不少，所以对湿陷性黄土地基的管理，最主要的是水的管理问题。又如膨胀土地基，虽然也是由水引起的问题，但它更是敏感的土类，能够随干湿季节的变化而变化，产生反复的胀缩变形，有自己的管理特点。再如冻土地基，主要受温度的影响和控制，也有自己管理的特点。因此，对居民普及建筑工程地质的科学知识是很有必要的，提高居民的自我保护意识，使大家认识到，自己的家园，自己爱护。

参考文献

《工程地质手册》编写委员会.1992.工程地质手册（第三版），第五编.北京：中国建筑工业出版社

建设部.1992.软土地区工程地质勘察规范.北京：中国建筑工业出版社

建筑工程部.1966.湿陷性黄土地区建筑规范.北京：技术标准出版社

姜达权等.1959.中国综合工程地质图（初编）的编制（比例1:4000000）.水文地质工程地质，（7）

刘国昌.1959.中国工程地质分区原则.水文地质工程地质，（7）

铁道部基本建设总编（郑象铣等）.1959.中国工程地质分区.北京：人民铁道出版社

吴恒，肖明贵.1988.数据率与城市工程地质勘察.全国第三次工程地质大会论文选集.成都：成都科技大学出版社

翟礼生.1983.中国湿陷性黄土区域建筑工程地质概要.北京：科学出版社

翟礼生等.1990.中国膨胀土地基承载力的选用.全国首届膨胀土科学研讨会论文集.成都：西南交通大学出版

（本文原载：《 工程地质学报》，第12卷（增刊），北京：科学出版社，2004年10月，560～563页）

土力学学术论文篇二 土力学发展概况 摘 要：随着社会的高度现代化，土力学在工程上的应用范围越来越广，人类对土力学的研究也更加的深入。本文通过回顾土力学发展历程，分析当前土力学研究的缺陷，包括土力学经典理论的局限性，非饱和土力学研究的缺陷性，动荷载作用下土体研究的不成熟性。最后结合土力学研究的缺陷，对今后土力学的发展提出预测。 关键词：饱和土 非饱和土 动荷载 中图分类号：TU41 文献标识码：A 文章编号：1672-3791(2014)04(b)-0225-01 土力学是运用工程力学的理论和方法来研究土体力学性质的学科[1]。它在实际工程如地基、挡土墙、土工建筑物中都有重要的应用。研究土力学，对我们从事土木工程活动的人士来说具有重要意义。本文根据土力学发展历史，分析当前土力学研究缺陷，预测土力学未来的发展。 1 土力学的发展历程 土力学历史悠久，起源于人类生产生活所积累的经验，古时候人们用压实土料修筑堤坝防洪，用夯实土基兴修各类工程等均属于土力学的范畴。近代土力学的发展开始于1776年库仑土压力理论的提出[1]。此后，1856年法国科学家达西发表了著名的达西渗透定律，1857年英国科学家郎肯发表了郎肯土压力理论，这些理论促进了近代土力学的发展。1925年太沙基提出了有效应力原理及渗透固结理论，从此土力学成为一门独立的科学。1950年后人类在土的基本性质、测试手段、计算技术、加固方法等方面均有较大发展。1980年后，土力学出现了新的分支，如计算土力学[2]，海洋土力学等。 土力学自成立以来经历两个发展阶段。第一阶段即1925年―1960年的近代土力学阶段，这一阶段土力学都是以太沙基理论为基础而展开研究的，但由于该理论过于片面，土体性质过于复杂，导致很多问题无法深入研究。第二阶段即1960年后的现代土力学阶段，以罗斯科为代表的临界土力学创立，从此人类对土体本构关系的研究步入了新的境界。人们开始综合考虑研究土体受力后的应力、应变、强度、稳定性以及它们和时间之间的关系[3]。 2 土力学当前发展中存在的问题 纵观土力学的发展历程，虽然取得了很大的进步，但是仍然存在着不少问题。 土力学理论不够完备 土力学是一门以实验为基础的理论学科，但是由于土体性质复杂，到目前为止，仍处于半经验办理论的发展阶段，未能形成公认的基础理论。太沙基把土体的压密和渗透结合起来推导出的一维固结微分方程能很好的反映土体单向固结的机理，但是在多维固结问题上并不适用。比奥固结理论能解出孔压分布，给出位移场，获得土体应力应变非线性、弹塑性和骨架的流变情况，但是参数确定的偏差会导致工程计算结果和实际测量结果差别很大[1]。所以这些理论都有自身的局限性，不能符合一般土体受力状态下的性能。 解决非饱和土问题方法欠缺 传统土力学理论只适用于解决饱和土的问题，其规律也是根据饱和土试验得出。然而工程中遇到饱和土的情况十分罕见，即使是软土地区，其表层土也不会是饱和的。将处理饱和土的方法应用于非饱和土不是很妥当，因为土的特性随其含水量有很大的不同，如膨胀土遇水后体积会膨胀，而失陷性黄土遇水后体积会收缩，而且它们的强度也会因遇水而降低[3]。于是有人提出了非饱和土强度理论，这些理论都是以吸力及为计算依据，但是由于吸力测试技术不够成熟，存在很多问题，不能被广泛采纳。 动荷载作用下土体规律的研究还不成熟 研究动荷载作用尤其是循环动荷载作用下土的力学特性，在道路的建设和维护方面具有重要意义[4]。尽管国内外开展了不少这方面的研究，提出了相关理论，但是动荷载作用下土体的变形、强度、以及液化规律比静荷载作用更复杂、更难把握，所以相关研究结论适用条件和范围都很有限，理论就更不成熟了。 3 土力学发展方向预测 土力学是研究土体特性的学科，土是经过漫长的地壳运动而形成的，不同地域的土其成分有很大的差异，即使是同一地方的土因所处的地层不同性质而相差很大，而且土的构造和结构对土的性质也有至关重要的影响，因此土的特性很强。土有的时候是饱和的，有的时候是不饱和的，有时可以看成是连续的介质，有时又不能看成连续的介质，它具有弹性、粘性和塑性等性能，这些都说明了土体的性质十分复杂。因此研究土力学需要采用理论、试验相结合的方式。 土的微观和细观研究 土是由固、液、气三相组合而成，土颗粒之间固液气三相的相互作用决定了土的力学性质区别于其他一切材料。土体强度、变形的宏观规律是与其微观结构直接相关的，通过微观试验研究，以探究土的非线性、弹塑性、各向异性、流变性等问题，可以更清楚的认识宏观规律的机理，从而初步把握其宏观规律。因此，微观和宏观相结合有可能使土体力学特性的研究出现转机。 土体的原位试验和无损探测 室内试验和原位试验之间存在着不可忽视的差别，室内试验时，压缩模量是在无侧向变形条件下测出的，而土的初始应力状况与沉积条件有关;在完全相同的条件下测量土的沉降量，试验结果表明压缩模量越大的土，它的计算沉降和实测沉降相差越大[3]。现有原位实验方法如标准贯入试验，触探试验只能用于小型工程，钻孔取土愈深，土的结构破坏愈大，试验结果的可靠度也就越差。因此发展更加先进的测探技术，可以克服取土后土结构的巨大变化和应力状态的改变，能大大提高试验结果的精确性。 非饱和土的研究 非饱和土力学理论之所以没能像饱和土力学理论一样同步发展，最主要的原因是影响非饱和土性质因素众多，关系复杂，它很难像饱和土那样找出应力应变之间一一对应的关系。此外非饱和土特性测试技术难度比饱和土大得多，这进一步制约了非饱和土理论的发展。由于非饱和土中存在气体，较之饱和土性质大有区别而且更加的复杂，研究非饱和土中固、液、气之间的相互影响关系成为解决非饱和土问题的重要出路。今后非饱和土的研究将着重于土体表面吸力的测定，土-水特征性能表征等方面。 4 结语 正如太沙基所说：土力学既是一门科学，又是一门艺术[1]。工程实践经验具有不可替代的重要意义。随着科技的进步，各种研究方法和手段不断进步，各种各样的工程勘察设备和试验设备得以研制，电子计算机的应用水平和实验测试技术的自动化程度不断提高，今后土力学的发展将呈现蓬勃的朝气。 参考文献 [1] 姜晨光.土力学与地基基础[M].北京：化学工业出版社，2013：8-12. [2] 蔡东，李国方.土力学的研究内容与学科发展[J].黑龙江水利科技，2008，36(2)：92. [3] 赵成刚，韦昌富，蔡国庆.土力学理论的发展和面临的挑战[J].岩土力学，2011，32(12)：3521-3522. [4] 焦贵德，赵淑萍，马巍.循环荷载下高温冻土的变形和强度特性[J].岩土工程学报，2013，35(8)：1553. 看了“土力学学术论文”的人还看： 1. 发表学术论文的心得 2. 关于学术论文的格式范文 3. 关于圆的学术论文 4. 大学物理学术论文2500字 5. 建筑学术论文范文