巖土工程和力學以及工程地質的定義及其關系探討

黃曉明

摘要：巖土工程和工程地質之間存在著一定的共性，而結構工程與巖土力學之間也存在著某種聯系，但是這四者之間又存在著一定的區別。本文主要針對巖土工程與工程地質之間的關系進行分析，同時也對巖土力學對結構工程造成的影響進行分析，明確了巖土工程學科范疇。

關鍵詞：巖土工程；巖土力學；工程地質；關系分析

在當下發展的過程中，巖土工程屬于一門迅速發展的新興學科，這門學科的發展基礎位于工程地質上，同時與土木建筑又進行了結合。未來巖土工程的落實主要是應用于城市建設當中，因此針對這門學科的研究屬于未來的主要方向。技術人員在發展的過程中對巖土工程的內涵以及各方面特點進行了分析，但是當下發展過程中的主要問題在于無法對巖土工程和工程地質之間的界限進行正確的區分，同時學科研究過程中的巖土力學也屬于較為模糊的概念。

1.巖土工程與工程地質的定義解釋

1.1巖土工程

巖土工程學科屬于一門新興學科，這門學科綜合了巖土的相關材料，使用了環境學、巖土力學等等學科，并且對以上學科進行了改造與整治。總的來說，巖土工程學科理論基礎中包括了地質學、力學、地基基礎工程學、巖石力學等等，而這一學科創辦的主要目的在于解決所有和巖土相關的技術新問題，屬于一門專業性較高的巖土專業學科[1]。一般來說巖土工程的使用需要貫穿整個工程的過程中，從場地調查開始，分析論證、施工管理、環境檢測、信息反饋都屬于這一學科的實際內容。在相關技術的約束下，巖土工程可以使用各種信息技術以及全新的勘探技術來對施工處的地質情況進行勘測，并且這一學科也可以對地質信息進行分析，從而制訂出更加合理的施工方案。巖土工程的設計主要目的是加固地基、處理樁基、建立排水、支護邊坡等等。在治理的過程中一方面包括有地基加固的處理工程、地下工程加固、防滲工程基坑、邊坡支護等等方面，這表示一般來說的施工問題都屬于巖土工程學科當中，土木工程建筑材料也需要通過這一學科的相關知識來進行管理。由于施工的過程中地質情況形成原因較為復雜，因此復雜的地質變化就導致巖土工程形成了較為多樣與復雜的現狀，因此巖土工程較為復雜的知識來源能夠有效解決絕大多數的問題[2]。例如巖土工程中的巖土力學可以處理工程中的受力分析問題，而土木工程知識可以處理好建筑物與巖土工程之間的關系。下圖為巖土工程中包含的幾大理論以及巖土工程承擔的工作范圍圖：

1.2工程地質

國內外有眾多的研究人員工程地質學科的出現主要意義就是解決不同地質環境帶來的復雜施工方案問題，同時對于不同地質情況可能會出現的問題也羅列出了相應的處理方式。在學科分類方面，工程地質學屬于地質學科中的一個分支，主要研究方向在于解決工程地質施工過程中地質環境帶來的影響，并且還需要使用相關方式來提升工程基礎使用壽命。針對工作方式的不同，對于地質體產生的影響和負荷也各不相同，這就代表會出現各種各樣的巖土地質復雜問題[3]。在工程地質工程施工的過程中，主要的地質問題有：地震、山體滑坡、泥石流、崩塌等等。因此需要使用工程地質的相關知識來對施工環境進行處理，從而更好地提升施工安全性，例如在地基基坑施工的過程中需要加強深基坑支護工作，同時還需要注意加強地基承載力。這些都是在施工中可能會出現的地質問題，而這些地質問題不僅僅容易造成嚴重的經濟損失，還有可能對人民的生命造成威脅，因此需要注意對這方面的防護。工程地質專業學科的發展在很大的程度上來講能夠對工程地質相關數據進行分析，從而解決由于地質問題而產生的災害。

1.3巖土力學

巖土力學主要是使用工程力學的相關理念來研究巖土的力學性質，主要的研究對象是人類經常接觸和人類生活密切相關的土體，包括人工土體和自然土體兩種。巖土力學在地基建設、擋土墻建設、土木建筑物建設、堤壩建設的過程中得到了應用，屬于土木工程、巖土工程、工程地質的分支學科[4]。這一學科的研究方向非常廣泛，上到天然土體的穩定性，下到人工土體的建設方式，都屬于這一學科的涉及范圍。由于土體屬于一種地質體，這就決定了這一學科的發展以及研究需要站在地質學的角度上來進行實驗與力學分析。

未來在巖土工程建設的過程中，巖土力學承擔了非常重要的地位，幾乎可以說是巖土工程建設的實踐理論基礎。

2.巖土力學與工程地質之間的關系

2.1大致關系歸納

經過眾多學者的關注以及研究之后，對巖土力學和工程地質之間的關系進行了分析與研究，得出兩者之間的結構大體如下：

首先工程地質與巖土工程屬于同一學科，兩者的理論體系相互交融、互相支撐[5]。其次巖土工程與工程地質之間的關系屬于理論與實踐之間的關系，巖土工程的相關知識更偏向于理論化，而工程地質相關知識更偏向于實踐化。最后則是巖土工程主要將巖土體看作為了建筑材料，同時也將地基、介質、環境等等看作為了主要的施工工程方向。也就是說，巖土工程將基礎工程和地下工程設定為了主要的研究方向，研究的過程中主要偏向于這兩方面。

2.2關系分析

2.2.1關系分析的過程中，由于各方面的關系分別由不同的研究人員提出，因此可以根據學科的不同來進行簡單的歸類，其中包括工程地質專業人員、結構工程專業人員、巖土力學專業人員[6]。因此雖然各方面學者提出的理論都較為廣泛，但依舊存在著一種專業偏見，這種專業偏見的存在導致無法進行客觀分析與觀察這三者的關系。截至目前，國內外的巖土工程案例中反映出的實際情況都對巖土工程的定義存在一定的偏差，這種偏差不符合實際案例情況，需要在其中補充工程地質、巖土力學、結構工程等等相關關系。這幾方面存在的關系既有區別也有關聯，將共性進行融合的同時還能夠保存個性，是未來發展的主要方向。未來發展的過程中需要更加明確的指出巖土工程的實際范疇，特點在于能夠明確指出各方面技術以及方法，從而落實學科實際范疇。也就是說，巖土工程在定義上屬于一種綜合性的技術方法，多種方法與技術都在巖土工程中得到了體現。這門學科中的各種技術互相滲透、互相結合、互相支撐，成功擴展了我國巖土工程的行業范疇，而這種定義也決定了不會有任何一種單一學科可以主導巖土工程。

2.2.2在上文對于巖土工程進行了定義與分析，同時分析了力學等等各方面學科在巖土工程的作用以及價值。接下來將主要針對巖土工程的定義進行補充性的解釋，主要的方面有：巖土工程學科的目的在于能夠為專業項目提供服務，工作內容是勘測數據、掌握地質基礎、了解地下結構、地下結構施工設計等等方面，并且巖土工程學科還需要進行相應的解釋與分析。一般來說這一工程在實際施工的工程中大多數都是與國民經濟相關的建筑工程項目，目的是未來社會的發展所必需的擴展工程[7]。而將這一概念進行進一步的收縮之后可以發現，這一概念主要是指單一具體項目，例如工業項目、民用建筑項目、鐵道項目、礦山項目、市政項目等等。而巖土工程學則是將巖土工程的相關知識點進行了綜合，其中包括：工程結構學、工程地質學、巖土力學等等。經過第二部分的補充之后可以發現，工程地質學主要的目的在于能夠為巖土工程學提供地質理論基礎，而巖土力學則是為了巖土工程學提供實踐施工管理措施。這兩者之間有著一定的區別性，但是也有著一定的類似性。總而言之，巖土工程作為一門邊緣學科，所承載的并非是單一學科的知識，而是工程地質學、巖土力學、結構學等等學科的綜合，不能夠將之簡單的看作為工程地質學的分支。

2.3在地質類型上三者之間造成的影響

巖土工程屬于一個較為完整的大學科，主要的應用范圍在于施工方面，而工程地質則是會對施工水平產生影響的一個先決條件，至于巖土力學則是巖土工程的實踐理論支撐。本文將在巖土體施工的角度進行分析，主要著重分析巖土體對地質災害產生的影響以及地質災害的成因[8]。大量的實踐證明，地質災害的發生與地層巖土的實際特點有著非常密切的關系，本文以西部地區的巖體作為研究對象，將之劃分成為巖漿巖、沉積碎屑巖、沉積碳酸巖、變質巖等等五種類型。并且以硬度和地質強度來將之進行劃分，下表為巖土工程地質類型強度分類表。

無論是堅硬巖石，還是軟弱巖石，在實際施工的過程中都需要對其進行分析，從而制訂出更好的施工方案。而巖土力學能夠對不同硬度的巖石進行分析，從而選擇出最合適的施工方案，保障施工安全。而決定了不同巖石硬度的主要理論就是工程地質，最終進行施工，過程中涉及的所有理論，都屬于巖土工程。這就是三者之間的關系以及具體使用方法，相關理論人員需要針對這點進行分析。例如在崩塌防治方面，需要在山體出現相應情況時及時對巖體來進行加固處理。當下我國防治崩塌災害的主要技術有排水、錨固、攔截、支擋、打樁、護墻等等，根據滑坡位置的特點選擇具有針對性的治理技術，能夠在防災減災的同時提升生態環境質量，而這就需要擁有巖土力學方面的知識。

3.結語

總而言之，巖土工程學科具有非常強大的包容性，這一學科中含有多學科綜合后的理論基礎，并且多學科都能夠在其中進行交叉與互相滲透，因此雖然屬于一門邊緣學科，但是也有著非常廣泛的應用方向。而工程地質學科與巖土力學學科都屬于這門學科的主要基礎，一方面屬于理論技術，另一方面屬于實踐基礎。技術人員需要做到掌握各方面理論，同時擁有將之應用在實踐當中的能力，而這需要不斷地對自身知識、技能結構體系進行完善，從而更好地進行巖土工程學科的建設工作。

參考文獻：

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