21世紀岩土工程發展展望(一)

1 引言
展望岩土工程的發展,筆者認為需要綜合考慮岩土工程學科特點、工程建設對岩土工程發展的要求,以及相關學科發展對岩土工程的影響。
岩土工程研究的對象是岩體和土體。岩體在其形成和存在的整個地質歷史過程中,經受了各種複雜的地質作用,因而有著複雜的結構和地應力場環境。而不同地區的不同類型的岩體,由於經歷的地質作用過程不同,其工程性質往往具有很大的差別。岩石出露地表後,經過風化作用而形成土,它們或留存在原地,或經過風、水及冰川的剝蝕和搬運作用在異地沉積形成土層。在各地質時期各地區的風化環境、搬運和沉積的動力學條件均存在差異性,因此土體不僅工程性質複雜而且其性質的區域性和個性很強。
岩石和土的強度特性、變形特性和滲透特性都是通過試驗測定。在室內試驗中,原狀試樣的代表性、取樣過程中不可避免的擾動以及初始應力的釋放,試驗邊界條件與地基中實際情況不同等客觀原因所帶來的誤差,使室內試驗結果與地基中岩土實際性狀發生差異。在原位試驗中,現場測點的代表性、埋設測試元件時對岩土體的擾動,以及測試方法的可靠性等所帶來的誤差也難以估計。
岩土材料及其試驗的上述特性決定了岩土工程學科的特殊性。岩土工程是一門套用科學,在岩土工程分析時不僅需要運用綜合理論知識、室內外測成果、還需要套用工程師的經驗,才能獲得滿意的結果。在展望岩土工程發展時不能不重視岩土工程學科的特殊性以及岩土工程問題分析方法的特點。
土木工程建設中出現的岩土工程問題促進了岩土工程學科的發展。例如在土木工程建設中最早遇到的是土體穩定問題。土力學理論上的最早貢獻是1773年庫倫建立了庫倫定律。隨後發展了rankine(1857)理論和fellenius(1926)圓弧滑動分析理論。為了分析軟粘土地基在荷載作用下沉降隨時間發展的過程,terzaghi(1925)發展了一維固結理論。回顧我國近50年以來岩土工程的發展,它是緊緊圍繞我國土木工程建設中出現的岩土工程問題而發展的。在改革開放以前,岩土工程工作者較多的注意力集中在水利、鐵道和礦井工程建設中的岩土工程問題,改革開放後,隨著高層建築、城市地下空間利用和高速公路的發展,岩土工程者的注意力較多的集中在建築工程、市政工程和交通工程建設中的岩土工程問題。土木工程功能化、城市立體化、交通高速化,以及改善綜合居往環境成為現代土木工程建設的特點。人口的增長加速了城市發展,城市化的進程促進了大城市在數量和規模上的急劇發展。人們將不斷拓展新的生存空間,開發地下空間,向海洋拓寬,修建跨海大橋、海底隧道和人工島,改造沙漠,修建高速公路和高速鐵路等。展望岩土工程的發展,不能離開對我國現代土木工程建設發展趨勢的分析。