巖土工程技術論文精品(七篇)

序論：寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇巖土工程技術論文范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創作。

篇(1)

英文名稱：Geotechnical Engineering Technique

主管單位：中國兵器工業集團公司

主辦單位：國防機械工業工程勘察科技情報網

出版周期：雙月刊

出版地址：北京市

語

種：中文

開

本：大16開

國際刊號：1007-2993

國內刊號：11-3813/TU

郵發代號：82-677

發行范圍：國內外統一發行

創刊時間：1987

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篇(2)

巖土工程勘察是工程設計的先決條件。一般巖土工程信息，包括地形地貌、地層界面、斷層、地下水位、風化層厚度以及各種物探、化探資料，這些資料只是一些離散的數據，巖土工程技術人員較難直接利用它們再去分析場地中工程地質參數的分布規律，更何況傳統的巖土工程資料分析和解釋一般都局限于二維、靜態的表達，這種表達描述空間構造起伏變化的直觀性差，往往不能充分揭示它們空間變化的規律，難以使人們直接、完整、準確地理解，也就越來越不能滿足工程的空間分析要求。

隨著計算機圖形處理技術的完善，已經完全可以集成以巖土工程建模、巖土工程數字化、巖土工程數據庫管理、巖土工程特性分析、巖土工程地質解釋以及空間分析和預測、地學統計和圖形可視化的一體化系統，繼而發展成為現代化、信息化為一體的巖土工程勘察數字化新體系。本論文就將主要對數字化的巖土工程勘察進行簡單的探討，以期和同行分享。

2巖土工程勘察方法概述

2.1傳統的巖土工程勘察方法存在的問題

(1)勘察資料過于地質化。

由于部門長期的條塊分割，勘察、設計分散作業，加之巖土工程規范制定和新技術、新方法應用的滯后，以及專業設置過細，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，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

(2)數字化地圖與數字化設計系統間不夠貫通。

地形圖是設計系統的底圖或稱基礎數據，由于數字化地圖中的某些環節技術條件不成熟，與CAD設計軟件的接口不匹配，很難順利實現對接，設計系統不得不重新將勘察資料數字化，影響了設計系統CAD的推廣應用。

(3)勘察信息數字化程度低。

勘察部門提供的勘察信息往往以圖紙、表格、文字等形式為主，內容上定性描述較多。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數字化勘察技術概述

數字化巖土工程勘察是指應用當代測繪技術、數據庫技術、計算機技術、網絡通信技術和CAD技術，通過計算機及其軟件，把一個工程項目的所有信息(勘察、設計、進度、計劃、變更等數據)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代化CAD技術轉變，作到數據采集信息化、勘察資料處理數字化、硬件系統網絡化、圖文處理自動化，逐步形成和建立適應多專業、多工種生產的高效益、高柔性、智能化的工程勘察設計體系。該技術體系用系統工程觀點，把勘察、設計的圖紙、圖像、表格、文字等以數字化形式存貯，供各專業設計使用。

3數字化巖土工程勘察應用實現的關鍵技術探討

3.1巖土工程數字化建模方法

巖土工程地質建模的方法目前采用的主要有表面模型法，表面模型法(也叫數字表面模型)的歷史較早，它的基本內容就是通過精確的表示出工程地質體的外表面來表示均質地質體的建模方法，也是目前廣泛使用的建模方法。表面模型法的數據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據和屬性特征數據，然后利用數據解釋結果重構地質體界面?？梢猿橄鬄榘岩幌盗型瑢傩缘狞c按照一定的規則連接起來，構成網狀曲面片，進而確定整個地質體的空間屬性，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、規則格網法、等值線法、不規則格網法等，其中不規則格網法是本系統選用的模型表示法，將做詳細分析討論。

不規則格網法(TIN)是將區域內有限個點將區域劃分為相連的三角面網絡。區域中任意點落在三角面的頂點、邊上或三角形內，如果任意點不在頂點上，則該點的數字屬性值通常通過線性插值的方法得到(在邊上用邊的兩個頂點的高程，在三角形內則用三個頂點的高程)，所以TIN是一個三維空間的分段線性模型，在整個區域內連續但不可微。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。

3.2數字化巖土勘察工程數據庫系統

基于GIS的巖土工程勘察涉及到的原始數據主要為地理信息方面的空間數據和非空間數據，數據來源包括：

(1)基礎地理數據這些數據主要包括：

①自然區劃圖。

該圖反映被研究區域的地理區劃、河流、道路、居民區、山川、公共設施等等自然地理信息。

②地形、地貌圖。

該圖反映被研究區域的自然地貌情況。

(2)巖土工程勘察數據這些數據主要包括：

所研究區域的工程地質勘探資料。

經過篩選、處理的各勘探點包括地理、環境、土的物理力學指標在內的所有信息。

各類建筑場地的地層信息，比如液化等級、液化指數、特征周期、年代、沉積相等。

結合上述分析，數字化巖土勘察工程數據庫系統可以按以下幾個步驟實施構建：

①巖土工程勘察數據庫的概念模型設計。

巖土工程勘察數據庫管理作為巖土工程勘察數字化系統的一項基礎工作是一個數據密集、處理復雜的數據庫應用問題，為了能獲得反映信息世界的概念性數據模型，將與實體和聯系相關的功能與行為剝離出來，僅從現實世界中實體的數據側面來建立模型即研究數據對象與屬性及其關系，并在此基礎上建立相對應的數據庫表結構。

②數據庫建立實現。

巖土工程一體化系統的數據有三類：用戶輸入的原始數據、系統生成的中間數據及最終數據。原始數據由測點數據組成，而測點數據又由測點幾何屬性數據(位置)和測點信息屬性數據；中間數據包括根據原始數據系統自動生成的地層層面等值線模型、三維表面模型、剖面模型等，根據這些模型可以生成用戶需要的各種圖件，還可以進行各種信息查詢操作；最終數據種類繁多，主要是根據用戶需要由中間數據生成，包括圖形資料和文檔資料(如地質勘察報告等)。

篇(3)

關鍵詞：環境巖土工程研究

隨著經濟和、工業的迅速發展，人們越來越意識到人類活動對環境產生的兩個負面影響：環境污染和生態破壞。因此，應運產生了一門新興學科——環境巖土工程學。它既是一門應用性的工程學，又是一門社會學。它把技術和政治、經濟和文化相結合的跨學科的新型學科。

1.環境巖土工程定義

環境巖土工程（EnvironmentalGeotechnology）一詞，源自1986年4月美國賓州里海大學土木系美籍華人方曉陽教授主持召開的第一屆環境巖土工程國際學術研討會，并在其著名的“IntroductoryRemarksonEnvironmentalGeotechnology”論文中，將環境巖土工程定位為“跨學科的邊緣科學，覆蓋了在大氣圈、生物圈、水圈、巖石圈及地質微生物圈等多種環境下土和巖石及其相互作用的問題”，主要是研究在不同環境周期（循環）作用下水土系統的工程性質。

2.環境巖土工程研究的內容及分類

環境巖土工程是研究應用巖土工程的概念進行環境保護的一門學科。這是一門跨學科的邊緣學科，涉及面很廣，包括：氣象、水文、地質、農業、化學、醫學、工程學等等。

環境巖土工程研究的內容大致可以分為三類：

(1)環境工程。主要指用巖土工程的方法來抵御由于天災引起的環境問題。例如：抗沙漠化、洪水、滑坡、泥石流、地震、海嘯等。這些問題通常泛指為大環境問題。

(2)環境衛生工程。主要指用巖土工程的方法抵御由于各種化學污染引起的環境問題。例如城市各種廢棄物的處理、污泥的處理等。

(3)人類工程活動引起的一些環境問題。例如在密集的建筑群中打樁時，由于擠土、振動、噪聲等對周圍居住環境的影響；深基坑開挖時，降水和邊坡位移等。

3.環境巖土工程研究中基本觀點及研究方法

3.1基本觀點

(1)巖土實踐的范圍是地球表層,而地球對于宇宙來講是一個子系統,它的變化受其他子系統的影響,它們之間有物質和能量的交換,是一個開放的系統;

(2)資源是有限的。我們只有一個地球,并且隨著人口的增長,資源與人口相比越來越小,所以我們應實施可持續發展戰略,而不能盲目地掠奪式地利用,以防止對環境造成不利的影響;

(3)人類無計劃的活動會毀滅人類自身;

(4)自然界在不斷地變化,有一些直接危害人類,反過來人類要避開危害,就必須采取措施;

(5)雖然巖土工程曾帶來一些消極影響,但它是由于人類認識上的片面性和歷史的局限性造成的,

所以從理論上講,所有的環境巖土工程問題是可以解決的,但它依賴于人們環境意識的提高,巖土工程技術的進步和法制建設的健全。

3.2研究方法

環境巖土工程是一個系統工程。它涉及許多學科領域,所以在研究中應從學科間的交叉處著眼,以辯證的觀點分析和解決問題。其次,應用巖土工程的觀點去改善環境,使其更符合人類的生存需求。

4.環境巖土工程與相關學科的關系

與環境巖土工程相關的學科有:工程地質學、巖土力學、巖土工程學、地質工程、環境工程地質學。

工程地質學的基礎理論是地質學,指導它的理論主要是自然歷史觀1它的基本理論是認為地質成因和演化過程決定地質體的工程特性,相應地在研究方法上就是從地質體局部特性的研究,探索地質體在生成時的地質環境以及形成地質體的地質作用和演化過程,從而在整體上認識和把握地質體的組成和結構以及發育規律,并進一步探討和預測它在工程建筑物作用下的表現和工程行為。

工程地質學的服務對象完全是人為設計,人為施工的建物。這一應用性決定了工程地質學的邊緣性、交叉性和綜合性等特性。所謂邊緣性指它處在地質學科的外層,位于和工程學科接壤的部位。所謂交叉性表明在它的學科發展中不斷吸收工程學科的理論、概念和方法,并和地質學結合起來。所謂綜合性是指工程地質學的目標是解決問題,它是借助于地質學各基礎學科的成就來綜合地工作的.

巖土力學、巖土工程和工程地質學在研究對象和目標上有很大的相同之處,是密切相鄰的學科。但是巖土力學屬于力學學科的邊緣,而巖土工程屬于工程學科的邊緣1雖然對巖土的地質認識是建立巖土力學模型和本構關系的重要基礎,但巖土力學更偏于模型及建模后的力學研究。巖土工程是將巖土作為工程結構物的一部分工程學科。不過巖土力學和巖土工程與其他的力學或工程學科相比,需要更多地質學科的支持,或者說更需要與地質學科的結合。

5.環境巖土工程的研究現狀

20世紀50-60年代公害事件的顯現，人們不斷探索，反思，并已取得了基本的共識。目前國外對環境巖土工程的研究主要集中于垃圾土、污染土的性質、理論與控制等方面，而國內則在此基礎上有較大的擴展，就目前涉及的問題來分，可以歸納為兩大類：第一類是人類與自然環境之間的共同作用問題。這類問題的動因主要是由自然災變引起的。例如地震災害、土壤退化、洪水災害、溫室效應等。這些問題通常稱為大環境問題。第二類是人類的生活、生產和工程活動與環境之間的共同作用問題。它的動因主要是人類自身。例如城市垃圾、工業生產中的廢水、廢液、廢渣等有毒有害廢棄物對生態環境的危害；工程建設活動如打樁、強夯、基坑開挖、盾構施工對周圍環境的影響；過量抽汲地下水引起的地面沉降等等。有關這方面的問題，統稱為小環境問題。

6.環境巖土工程的發展展望

20世紀90年代后，我國進入了大規模工程建設時期。從沿海地區開始，逐步向內陸擴展，高層建筑、地鐵、道路交通、隧道等等的建設以及城市化進程步伐的加快向環境巖土工程不斷提出新的挑戰。同時，自然環境的變化，地震、洪澇災害的頻頻發生，溫室效應的加劇，水土流失，土壤退化等大環境問題，也引發了一系列新的環境巖土工程問題。相對發達國家來說，我國的巖土工程工作者面臨更為艱巨的任務。一方面，我國正處于大規模工程建設時期，有許多工程問題需要解決;另一方面，基于可持續發展要求，我們面臨嚴峻的環境保護與治理工作。在環境巖土工程問題上，未來幾年應重點研究并解決下面幾個問題。其中，西部問題，包括生態環境建設與保護區域穩定性與地下工程。東部問題，包括大城市地面變形不穩定性、懸河化水資源、水環境等。在一些應用方面還急需解決的問題如下：衛生填埋場的設計問題;大規模工程建設的區域環境巖土工程問題評估;城市施工影響環境巖土工程問題;巖土工程手段在環境的治理中的應用等。

參考文獻：

[1]繆林昌劉松玉環境巖土工程學概論北京:中國建材工業出版社2005

[2]方江華等對環境巖土工程幾個問題的探討巖土力學2005年第4期

篇(4)

隨著社會經濟的進步，建筑業快速發展。在建筑工程修建之前，巖土工程勘察發揮著重要的作用，但是由于各種因素的影響，現階段巖土工程勘察中存在不足，急需我們改進。本文將先介紹巖土工程勘察的內容，再指出其存在的問題，提出相應的解決措施，最后說明巖土工程勘察的重要意義。

關鍵詞：

巖土工程勘察；內容；問題及對策；重要意義

1巖土工程勘察的內容

1.1準備工作

地質勘察任務書是需要在進行巖土工程地質勘察工作前接受的，需要人員根據任務書擬定一份合理的勘察計劃；這份計劃需要包括多方面的內容：勘察內容、勘察手段等，特別是在遇到問題時怎么處理，然后需要到工地現場進行實地考察，根據實際情況來作出勘察決定并修改計劃；利用勘察工具來對建筑場地進行勘察，設定勘察點和勘察線，了解摸清地質條件，取得地質試樣；對地質試樣進行水質等測試。

1.2初步勘察

對當地的地質狀況和資源分布做一個詳細的了解，包括了解當地的礦產資源、地理特性、自然災害等；進行實地勘察，測試出地質水文情況等，和對地下水位的分析，對周圍情況進行勘察，包括周圍的建筑物；到施工現場進行地質勘察，運用勘察工具和設備進行初步測量、檢驗，對現場地質的異常情況進行記錄和分析。

1.3詳細勘察

這一環節是勘查工作的重要部分，詳細勘察需要在初步勘察的基礎上進一步使用勘察儀器設備進行更加仔細的研究。需要人員利用勘察技術對勘探點和勘探線進行布置，建筑物可以根據周圍的建筑群來布置，詳細勘察時，應根據基受力層來鉆孔，地質的式樣要根據地質和建筑物的情況來確定。

1.4施工勘察

這一勘察內容需要邊勘察邊施工，在勘查的基礎上開挖地基。要對地基進行驗槽工作，在驗槽時，可以對地質進行描繪和均勻性的檢測等，然后再進行基坑開挖工作，對地基進行勘察、處理和加固，在施工中若發現失常現象，應該及時處理。

2巖土工程勘察中存在的問題

2.1勘察技術手段落后

隨著建筑行業的發展，社會對巖土工程勘察工作提出了更高的要求，要求勘察跟上時代的發展。然而現階段大部分企業仍然在使用傳統的技術方法，勘察技術仍然比較落后?，F如今，智能化和信息化技術快速發展，勘察手段也應該及時更新，合理運用先進的智能化手段和計算機技術，有的單位即使運用了一些高科技手段，但是不會有效的與實際相結合，所以存在很多問題，而且現階段，我國的計算機技術發展還很不完善，一些軟件還不能跟上時代的發展，在處理一些勘查問題上存在漏洞，實際上工作效率難以提高。

2.2人員技術水平不高

一些勘察人員技術水平有待提高，有的勘察人員做的是野外勘察工作，缺乏建筑方面的知識，也沒有一定的資料歸納整理能力。如果他們缺乏相應的專業知識，就不能很好地運用勘察方法，對機械設備應用不合理，甚至還會出現測算錯誤的情況。再加上管理人員不對他們進行相關的人員培訓，所以就導致人員技術水平停滯不前，缺乏創新意識，在勘察單位內部不能和其他人員很好地進行技術交流，以致于碰到技術問題時，不知道該怎么解決。

2.3巖土參數存在問題

建筑在施工前，有一個穩固的基礎是十分重要的，而建筑的基礎就是地基，在施工中往往存在這樣一種現象，人員不測算巖土參數，而是根據現場看到的一些情況，估測出房屋建筑的承載力大小，這樣的估測是不科學的，缺乏準確性的，如果地基不穩，那么建筑工程也將存在很大的安全隱患。可以說建筑物的上部結構都是由它的基礎結構來承載的，基礎結構就是它的根基，根基承受了建筑工程的全部重力，在打好根基的同時，一定要確定好巖土參數，否則會影響工程的施工。

2.4忽視地域特點

每個地方有不同的特點，包括不同的地質環境，建筑狀況，不同的地域具有差異性，如果在每個不同的地方都采取相同的勘察手段和勘察步驟，那么得到的結果可能會和預期的不符。所在勘察過程中，應該對整個地區進行系統全面地了解，而不是指對某一片區進行勘察，因地制宜，針對不同的地域特點采用不同的勘察方法，為工程省去不必要的步驟，減少一定預算成本。

2.5界面劃分問題

在巖土工程地質勘察中，界面上的劃分問題也是十分重要的問題，在對地質勘察前，需要做的一項工作是對地質和軟結構面進行劃分，但在現階段，由于一些技術上的不足或者是人員專業水平不高，劃分工作做的都不是很成功，不能完全把地質層和柔軟結構面劃分開來，如果這兩者之間出現混亂，就會導致一些上部結構安全隱患的出現，工程就難以順利完成，即使完成了，工程質量也得不到保證。

3巖土工程勘察的優化對策

3.1合理運用科技手段

勘察人員在實際工作中要學會合理運用科技手段，具有創新精神和創造思維，對最新的勘察技術進行學習和了解，并把它們與勘察實際情況結合起來，有效地應用于其中；人員對勘察使用的儀器設備應進行改造與更新，提升儀器性能，提高工程質量；另外，人員還要不斷提升自身技能，擁有自我學習的能力；在平時工作中，要多與其他人員交流探討技術上的問題，技術水平較高的人員可以發表一些期刊論文，不僅能幫助其他人員學習一些知識，自己也能得到進步。

3.2加強人員培訓

首先在工程勘察人員的任用和選拔上，任用專業基礎過硬的人員，在平時進行專業技能的培訓，經常組織實地考察等活動；另外管理人員可以多引進先進科學技術，創新人員意識水平，管理人員還應制定出相應的規章制度，對消極工作，態度懶散的人員進行批評甚至開除；在進行巖土工程勘查時，要根據當地的地質條件和周圍的建筑情況正確運用先進的科學技術和信息化技術手段，用有效的方法準確地對周圍的地質資料和巖體裂隙記錄分析，收集一些有代表性的地質試樣，對已有的建筑也應該做到仔細調查研究其地質層和地基的質量情況，以保證工程的安全性。

3.3加強地域研究

勘察人員首先需要認識到不同的地域具有不同的特性，勘察工作應該因地制宜，工作人員在遵守勘察規定的基礎上，運用自己的相關知識解決問題；因為勘察工作是一項非常復雜的工作，人員不僅需要掌握勘察方面的知識，還需要掌握有關地理、建筑、地質方面的知識，知識面要廣，其中就包括地域方面的研究。在巖土勘察前，人員需要對當地的地理環境、特色資源做一個大致的了解，可以從期刊、網上搜集信息，再到實地進行考察，主要運用觀察手段對當地情況做一個詳細的了解，具體問題具體分析，根據當地實際情況合理采用最適合的勘察手段，保證勘察工作順利完成。

3.4規范市場

現階段隨著建筑工程的發展，市場競爭力越來越大，工程市場魚目混雜，監管秩序混亂。在工程中應該做到遵循市場規范體系，嚴格按照步驟來工作，只有嚴格遵守程序，才能保證市場的規范化和制度化。首先勘察中需要用到的材料，儀器設備需要通過監管人員的檢查，監管人員應該認真排查，對有問題的儀器應及時指出并通知其更換。并且在勘察過程中，監管人員應做到定時檢查每個階段的完成情況，如果在任何一個階段中發現了安全質量問題，監管人員都應及時指出，如果勘察單位的工作不夠認真，也不能很好地對工作進行監督，那么勘察工作都不能成功完成。對階段中的任何違規現象，監管人員都應把它們記錄下來。

4結束語

總之，巖土工程勘察在現階段仍然存在不足，我們需要合理運用科技手段，加強人員培訓和地域研究，規范市場秩序，保證勘察工作順利完成，從而保障建筑的穩定性，促進社會經濟的發展與進步。

參考文獻

[1]陳江偉.簡析巖土工程勘察存在的問題與對策[J].建筑工程技術與設計，2016（17）：87~89.

[2]蔣進.新時期巖土工程勘察中存在的問題及其對策[J].低碳世界，2014（09）：45~47.

篇(5)

關鍵詞：巖土工程 超規范 施工

中圖分類號：F470.22 文獻標識碼：A

巖土工程是一門地質與工程緊密結合的專業學科，也是以巖土的利用、改造與整治為研究對象的學科。土木、水利、交通及環境工程等遇到的巖土問題有明顯的共性。

巖土工程主要包括“城市地下空間和地下工程、邊坡與基坑工程、地基與基礎工程”三個大部分。由于巖土介質的特殊性，它與一般的結構工程設計與施工有著較大的區別，帶有明顯的區域特征。因土性、時效、環境和工程特性等因素的復雜性。筆者分析研究了部分巖土工程，發現“超規范”施工的情況不在少數。眾所周知，工程超規范設計施工會有安全、質量等方面危害和隱患，但能否根據巖土工程的具體情況和理論研究、施工設備的新成果進行科學的探索、“有思想的設計、施工單位”在巖土工程施工領域不斷獲得新突破，做到保證質量安全、縮短工期、減少成本，比其他普通施工單位獲得更加多的利潤？本文通過幾個“成功超規范施工實例”來說明。

1【1】超規范高度填土邊坡施工。鐵路、公路和建筑等行業對填土邊坡支擋結構形式的研究和應用走在前列,常用支擋結構形式有卸荷板式、扶壁式、加筋土式、錨定板式、空箱式等類型的擋土墻,但遇到超規范高度的填土邊坡支擋結構形式也有一定局限，如《建筑邊坡工程技術規范》（GB50330-2002）適用的邊坡高度為15以下的土質邊坡和30以下巖質邊坡《鐵路路基支擋結構設計規范》(TB10025-2001) 和《公路路基設計規范》(JTGD30-2004),重力式擋土墻和衡重式擋土墻的高度不超過12m,短卸荷板擋土墻的高度不超過12m,另外懸臂式擋土墻的高度不超過6m,護壁式擋土墻的高度不超過15m等。

廣西地區變電站超規范標準高度的填土邊坡多項施工就突破了上述規范。廣西地區大多屬于山區丘陵地貌,隨著變電站工程的增多,在開闊平坦的地方選取變電站站址越來越困難,而新建變電站工程所遇到的填土邊坡也越來越多,從而大量出現了超過規范標準高度的填土邊坡。擋土墻是支撐填土或自然邊坡土體、防治填土或土體變形失穩的有效支擋方式,在廣西變電站填土邊坡經常采用。擋土墻的結構類型多,而隨著廣西變電工程的增多,站址選擇相當困難,現有的變電工程對超規范高度的填土邊坡采取的支護措施主要以重力式擋土墻、衡重式擋土墻和懸臂式擋土墻等支擋結構型式為主,如500KV海港變18-22m高的填土邊坡采用衡重式擋土墻+放坡進行支護，220KV振林變22m高的填土邊坡采用衡重式擋土墻+放坡進行支護，220KV丹陽變14m高的填土邊坡采用折線衡重式擋土墻進行支護。取得了施工效果。

他們的做法是，要求設計人員、施工隊伍對該項技術理論和各項細節進行掌握,重點開展以下幾個方面的研究調查研究：一是已有填土高邊坡支擋結構的運行資料,分析其支擋結構的優點和存在的問題；二是通過理論分析和計算,從技術和經濟兩方面進行全面系統地總結分析和研究衡重式擋土墻、卸荷板擋土墻、加筋擋土墻和樁板墻等支護結構型式支擋高邊坡的極限高度和最佳高度,形成自己的技術準則；三是卸荷板擋土墻、加筋擋土墻、懸臂式擋土墻、護壁式擋土墻和空箱式擋土墻等支護結構型式與已有的重力式擋土墻、衡重式擋土墻和錨桿擋土墻等支護結構型式綜合應用研究,確定適用于變電站超規范高度填土邊坡最佳支擋結構型式,并對綜合應應用的支擋結構型式施工技術進行研究；四是加強新型支擋結構型式的環保美觀設計研究。五是結論：鐵路、公路和建筑等行業對填土邊坡支擋結構形式的研究和應用走在前列,但遇到超規范高度的填土邊坡支擋結構形式也有一定局限性；超規范高度填土邊坡支擋結構類型劃分方法很多,一般有按支擋結構的材料、結構形式、設置位置、設置地區等進行劃分的多種方法,支擋結構物的設計正在脫離只滿足支擋功能的要求,而更加具有人性化的設計理念；現有的變電工程對超規范高度的填土邊坡采取的支護措施主要以重力式擋土墻、衡重式擋土墻和懸臂式擋土墻等支擋結構型式為主,而加筋擋土墻、卸荷板式擋土墻、錨定板擋土墻、護壁式擋土墻和空箱式擋土墻等支護結構型式在變電站工程上應用比較少,廣西幾乎沒有；變電站幾種常用的超規范高度填土邊坡支擋結構為卸荷板擋土墻、加筋擋土墻、錨定板擋土墻、樁板擋土墻,這幾種新型支擋結構具有結構輕、施工快捷、便于預制和機械化施工、節省材料和勞動力、造價低等。

2［2］大粒徑碎石樁超規范施工。JGJ 79—2002《建筑地基處理技術規范》［4］規定：振沖法適用于處理地基土不排水抗剪強度cu 不小于20 kPa 的黏性土、粉土、飽和黃土和人工填土等地

廣東西江下游航道整治工程。其地基土的cu < 20 kPa為 7 ～ 15 kPa。

具體過程：

І現場碎石樁試驗

І .1 工程背景虎跳門水道橫坑裁彎工程是世界銀行貸款項目———廣東西江水道整治工程的組成部分，裁彎人工開挖河道設計斷面底寬110 m、河底高程-9 .5 m、堤頂高程4 .0 m、坡高13 .5 m，兩岸均采用1 : 3 的邊坡。

I .1 .1 場地地層資料橫坑裁彎工程區域地面以下涉及工程穩定性的土層有3 層：第1 層：0 .0 ～ -2 .3 m，淤泥質黏土，抗剪強度指標均值為c = 18 .9 kPa，φ = 5 .5o；第2 層：-2 .3 ～ -15 .0 m，淤泥，抗剪強度指標均值為c = 7 .89 kPa，φ = 4 .5o；第3 層：-15 .0 ～ -21 .0 m，粉質黏土，抗剪強度指標均值為c = 20 .2 kPa，φ = 12 .1。

I .1 .2 可能存在的工程問題在淤泥和淤泥質土層中開挖坡比為1 : 3 的人工河道，可能存在邊坡穩定問題. 為了大幅度提高復合地基的抗剪強度，保證河堤的穩定性，設計中采用樁徑1 .0 m、樁間距2 .0 m 的碎石樁加固淤泥和淤泥質土層。

I .2 試驗目的通過碎石樁現場試樁和效果檢測，提出大粒徑碎石樁的施工工藝參數和工藝流程，并將其作為后續施工的依據. 第34 卷第4 期2006 年7 月河海大學學報（自然科學版） Journal of Hohai University（Natural Sciences） Vol .34 No .4 Jul . 2006

I .3 試驗要獲得的控制參數

I .3 .1 碎石填料級配根據GBJ202—83《地基與基礎施工及驗收規范》［1］規定，振沖碎石樁法所用碎石粒徑應為2 ～ 5 cm. 但是，試驗場地地基土的強度較低，主要處理土層的強度還不到8 kPa，采用小粒徑的碎石難以成樁. 因為碎石樁是依靠樁間土的側限阻力來成樁的，與樁間土的側限阻力直接關聯的是樁間土的不排水抗剪強度cu 和碎石填料粒徑. 在試驗樁施工初期，為了確定最優碎石級配，進行了4 組（每組3 根碎石樁）不同級配的碎石成樁試驗，碎石樁的碎石級配與成樁情況，分別為：< 5 cm 、5 ～ 10 cm 、10 ～ 15 cm > 15 cm。：成樁情況第1 組：33.0 、56.1 、10.9 0 充盈系數大于2，密實電流小于50 A；第2 組：26.6 、57.8 、12.2、3.4制樁成功，但充盈系數為2 左右時密實電流才達到50 A ；第3 組18.1、 64.6、 17.3 0 制樁成功，但充盈系數為1.8 左右時密實電流才達到50 A 第4 組5.9、 72.8 、18.8 、2.5 制樁成功驗. 現場試樁結果表明：使用粒徑小于5 cm 的碎石含量最高的第1 組級配的碎石料，不能成樁；使用粒徑小于5 cm 的碎石含量較高的第2 組和第3 組級配的碎石料，能成功制樁，但成樁困難，而且形成的碎石樁樁徑偏大，樁體密實度較低。因此，將粗粒組最多的第4 組作為正式施工碎石樁的碎石級配。

I .3 .2 水壓控制造孔水壓過大，容易使孔壁沖垮；造孔水壓過小，則振沖器難以貫入. 制樁水壓過大，容易將下段已振密的碎石沖松或沖垮孔壁造成樁體夾泥，從而會影響制樁密實度；制樁水壓過小，則下料困難，制樁時間延長，也會影響樁的密實性。根據該工程的實際情況，將造孔水壓控制在0 .5 MPa 左右，水量控制在30 m3 /h 以上，以保證孔內淤泥返出地面，保證填料的順暢，提高施工效率. 為保證成孔質量，終孔后必須清孔一兩遍；同時，將制樁水壓控制在0 .3 MPa 左右，以保證樁體對樁間土體的排水固結所起的排水通道作用不因樁體含泥量大而受影響。

I .3 .3 護壁及填料方式在強度很低的軟土地基中施工，由于地基土體的強度很低，必須先進行護壁，否則很容易塌孔，使塌孔處產生卡料現象，振沖器無法沉入到預定位置，產生斷樁或樁體不密實現象。本試驗在試制第1 根試驗樁時未采取“先護壁，后制樁”方法，振沖器下沉過程中激振電流隨下沉深度和填料量的增加發生了變化。由此可見，深度9 m 處產生了卡料現象，導致振沖器激振電流達到額定電流60 A 時仍然無法向下貫入. 為此，在后續試驗施工中采用了“先護壁，后制樁”方法. 即在開孔時，不是一下子到達加固深度，而是先到達第1 層軟弱層，再加些碎石料進行初步擠振，讓這些填料擠入孔壁，加強此段孔壁以防塌孔，然后將振沖器下降至下一段軟土中并用同樣方法加料護壁. 如此重復進行，直到設計深度. 孔壁護好后，就可開始填料制樁了. 填料方式，先把振沖器提出孔口，往孔內倒入約1 m 堆高的填料，然后再放下振沖器使孔口的碎石填料落到先前振密的碎石頂部或孔底，當振沖器達到碎石充填的位置時，振沖電流增加，開始對碎石填料產生振密作用. 每次加料均重復以上步驟. 施工過程中讓振沖器在孔內不停地上、下串動，以避免飽和軟土振沖碎石樁施工中發生“卡管”和“斷樁”事故，保證樁體的連續性和密實度。

I .3 .4 充盈系數的確定充盈系數定義為每根碎石樁實際灌入碎石量與根據設計樁徑和樁長計算的理論碎石樁體積的比值. 根據JGJ 79—2002《建筑地基處理技術規范》［4］的建議，碎石樁的充盈系數為1 .1 ～ 1 .2 。通過現場碎石樁施工過程中較精確的碎石計量和施工后的現場開挖實測碎石樁直徑，統計出了10 根碎石樁實測樁徑與實測充盈系數的關系，當設計碎石樁的樁徑為1 .0 m 時，要保證碎石樁樁徑大于1 .0 m，充盈系數應為1 .5 左右，遠大于JGJ 79—2002《建筑地基處理技術規范》［1］所建議的數值. 這是因為在超軟弱地基中，要形成密實度較高的碎石樁，必須在樁底形成強度較高的葫蘆狀樁頭，樁身區也有部分碎石擠入到四周土中。

I .3 .5 密實電流和留振時間現場試驗中，使用30 kW 振沖器，密實電流控制在50 A 以上. 留振時間是指打樁過程中，某段碎石樁施工時，密實電流達到控制值后振沖器基本不下沉而能夠保持密實電流的振動時間. 在超軟黏土中，留振時間一般較短，時間過長會破壞側壁土體，給制樁造成困難. 現場試驗中，留振時間控制在5 ～ 15 s 之間. 現場試驗表明，留振時間對樁徑和樁身密度有重要影響.

II碎石樁的質量檢測

II .1 樁徑檢測

II .1 .1 淺部樁徑檢測為現場試驗服務的82 根試驗樁制樁完成后，開挖檢測了其中15 根碎石樁的樁徑，開挖深度為2 .5 m，15 根被檢測樁的直徑均大于1 .0 m，檢測結果，樁徑分別為（單位：m）： 1.23 1.03 1.10 1.10 1.04 1.10 1.10 1.02 1.05 1.10 1.02 1.05 1.10 1.02 1.10 ；深層樁徑檢測結果：樁身質量評價A ：0.90 ，12.5 0 ～ 10.5 m 成樁質量較好， 10.5 ～ 12.5 m 處碎石量不足；B ：0.95 ，12.0 成樁質量較好；C ：1.05， 12.5 成樁質量較好。

II .1 .2 深層樁徑檢測現場試驗結束后，利用地質雷達對3 根試驗樁的樁徑和樁長進行了檢測，由于未采用“先護壁，后制樁”方法，深度9 .5 ～ 10 .0 m處孔壁發生坍塌，制樁過程中出現卡料現象，致使10 .5 m 以下樁體樁徑明顯不足。

II .2 樁體的動力觸探測試為了檢測碎石樁樁體的密實度，制樁完成后對27 根樁進行了重（Ⅱ）型動力觸探測試，在抽檢的27 根試驗樁中，N63.5 > 10 擊的有18 根，占67%；7 擊< N63.5 < 10 擊的有9 根，占33% 。

通過現場樁徑檢測、動力觸探試驗和復合地基大型直剪試驗結果表明，采用大粒徑碎石樁加固超軟土地基是可行的，大粒徑碎石樁對增強地基土的抗剪強度和提高軟土地基承載力十分有效。

3［3］多車道大斷面公路隧道施工。隨著我國的交通建設事業的迅猛發展，大斷面隧道和地下工程逐漸增多，大斷面隧道施工技術也有了較大發展。與以往修建的隧道相比，大斷面隧道的問題比較復雜，再加上我們對工程地質和巖石力學機理還不能完全具體的認識掌握，因此我們對大斷面隧道的設計和施工仍然處于探索和嘗試階段。從嚴格意義上講，現行的規范只能指導跨度不超過15m的隧道及地下工程的設計與施工，無法指導四車道公路隧道的設計與施工，而且忽略了圍巖本身也是結構這一重要特征。沈陽至大連單項四車道公路隧道凈寬19.24m、高10.39m、開挖寬度21.24m。該項目成功的設計與施工在巖土施工中具有重要的指導意義。它是在巖石力學基本原理和新奧法的基本思想的指導下，對不同扁平率下的坦三心圓形洞室圍巖應力分布特征進行計算分析，建立了大斷面公路隧道圍巖穩定基本判據；又根據國家已建的大型重點工程，利用大型有限元分析軟件ANSYS對幾種常用的施工方法的施工過程在不同的圍巖條件下，進行了有限元數值模擬分析，較好的分析、解決了四車道公路隧道的施工開挖、支護過程中圍巖與支護結構的穩定性問題。在進行模擬分析計算的過程中，隧道采用了更為完善、合理的“巖體一結構”模式，考慮圍巖不僅僅是荷載，而且也是結構，分析過程中重視圍巖與結構的共同作用，充分考慮了圍巖自身的自承能力，體現了NATM法的精髓和理念。論文計算結果與實際設計施工的結果比較吻合，所得有關結論，可以為采用彈塑性有限元計算分析大斷面隧道與地下工程的施工力學效應及公路隧道(大跨度)施工方法優選、施工技術規范的修訂提供參考。

綜上所述，筆者得出以下結論：

1、巖土施工規范（規程）是在一定時期內，巖土施工過程按照既定標準、規范的要求進行操作，使某一建設項目行為或活動達到或超過規定的標準，它是保證巖土施工達到最終目的一個重要手段。

2、不能因為它是規范（規程）就不能突破、一成不變。巖土施工規范（規程）是隨著科技進步、技術提高、設備創新、思想認識的進步而進步的。

3、巖土施工是一個實踐性很強的學科，現行的巖土施工規范（規程）局部有一定的局限，我們在實踐中不應盲從，需要甑別清楚。不能為了方便施工不講科學的“超越”和“變化”，也不應該為了遵守規范（規程）墨守成規，不愿、不敢“超越”和“變化”，使施工成本有不必要的增加。

4、“超規范”施工必須要認真做好以下工作：

①要對使用的巖土施工規范（規程）有一個全面的了解和掌握，弄清楚需要超越規范的實質內容、前提條件、工程環境、安全穩定等情況。

篇(6)

從培養方案、學制、專業與課程設置等方面，文章對澳大利亞新南威爾士大學土木工程專業教育模式進行分析和比較。該校在本科階段一般是“寬口徑、厚基礎”的大土木培養模式，并設置單學位與雙學位并重的學士培養機制，課程學時和學分設置緊湊，學生選修課程自由而寬泛。研究生階段分為課程研究生（碩士）和研究型研究生（碩士和博士）兩個培養層次。課程研究生通過完成課程學習，修滿指定的學分即獲得學位；研究型研究生一般沒有學分要求，但對論文的研究質量和創新性要求高，體現了“寬進嚴出”的培養模式。通過對該校一流學科工程教育模式的比較研究，為國內高校土木工程專業的學科發展和卓越工程師教育計劃的推進提供一些有益的建議。

關鍵詞：土木工程；教育模式；培養方案；專業與課程設置；比較研究

中圖分類號：G649；TU 文獻標志碼：A 文章編號：

10052909（2016）06002705

澳大利亞的高等教育體制源于英國，但教育理念和美國類似，教育質量享譽全球。由于良好的氣候環境和完善的教育服務體系，澳大利亞每年吸引大量的海外留學生，是四大英語國家留學基地之一，其教育產業已經成為該國僅次于采礦業、農牧業和旅游業的第四大產業。當前，中澳各大學之間的教育交流越來越多，研究澳大利亞著名大學一流學科的教育與培養模式，對促進中國高校學科的發展也大有裨益。

近些年來，為了提升中國高校土木工程學科的教育理念，促進卓越工程師教育計劃的良性發展，國內學者對不同國家和地區的土木工程專業教育與培養模式進行了分析和比較。比如，對澳大利亞高等教育的體系、機制和特色的分析，對澳大利亞一些大學的土木工程專業培養方案、研究生培養層次，以及“寬進嚴出”培養模式的比較研究[1-3]；以中美高校土木工程專業培養模式為對象，從美國高校的學科設置、專業評估、執業注冊制度、卓越工程師培養等方面進行分析，為國內相關院校土木工程專業人才培養方案的改革提供參考[4-6]；以卓越工程師教育計劃和國際化土木工程人才培養合作辦學為視角，分別對德國亞琛工業大學的國際合作辦學機制、臺灣大學的土木工程專業本科培養特色，

以及卓越工程師國際化課程教育體系等方面進行比較[7-10]。以上的這些研究均有助于推動中國高校土木工程專業教育與培養模式的改革與創新。

新南威爾士大學（The University of New South Wales）土木工程專業在2015年QS世界大學學科排名中名列第14位，在澳大利亞排名第1位，具有良好的學術聲譽和寬松的教學與研究氛圍。本文

結合新南威爾士大學土木與環境工程學院土木工程專業的培養方案、學制、專業與課程設置等幾個方面，對其一流學科的工程教育模式進行分析和比較，為國內高校土木工程專業的學科發展和卓越工程師教育計劃提供一些有益的建議。

一、專業設置與培養方案

新南威爾士大學土木與環境工程學院隸屬于工程學部，按專業分類主要有土木工程、環境工程、測繪與地理空間工程三大專業。其中，土木工程專業分為工程施工與管理、巖土工程、結構工程、土木工程與建筑四個方向；環境工程專業分為可持續工程、交通工程、水工程三個方向；測繪與地理空間工程專業分為土地測繪與房地產開發、工程測量、采礦測量、水文測繪、地理空間科學與工程、遙感和數字制圖六個方向（圖1）。

結合以上的專業分類和方向設置，制定的研究領域主要有工程施工與管理、環境工程、巖土工程、結構工程、測繪與地理空間工程、交通工程、水工程共七大領域。同時，設置了研究中心，分別為測繪與地理空間創新中心、基礎工程與安全中心、施工創新和研究中心、可持續工程中心、水文與資源研究中心、凈水研究中心、澳大利亞住宅與基礎設施氣候適應研究中心、集成化交通體系創新研究中心。

人才培養方案主要有三個層次，一是本科學士學位（Undergraduate degree）；二是課程研究生（Coursework Program，主要培養課程碩士學位）；三是研究型研究生（Research Program，又分為碩士和博士兩個階段）。此外，還有一些面向社會的短期培訓模式，主要目的是為一些工程技術人員的知識更新和提高工作技能服務。

（一）本科生

在本科培養階段，主要有單學位和雙學位兩種模式。單學位一般學制4年，雙學位一般學制5～6年。學生的選擇靈活而又寬泛，在學期間可以交叉選擇藝術、科學、商貿、法律等雙學士學位課程。

本科單學位主要包括土木工程、環境工程、土木工程與建筑、測繪工程、地理空間工程等五類學士學位授予方向。土木工程專業方向單學位的學生或多或少都要選修一些與環境工程相關的課程，并完成相應的學分要求。

本科雙學位主要包括工程與藝術、工程與商貿、工程與法律、工程與科學、土木工程與其他工程等五類學士學位授予方向。其中，土木工程與其他工程方向的學制一般為5年，主要是土木工程與測繪工程、環境工程、采礦工程方向的交叉結合。工程與藝術方向的學制一般為5～5.5年，工程與商貿方向的學制一般為5.5年，工程與法律方向的學制一般為6～6.5年，工程與科學方向的學制一般為5年。

（二）課程研究生

課程研究生不設導師制，主要講授課程，學生通過修滿指定的課程和學分獲得碩士學位，一般又稱為課程碩士。課程碩士的學制通常為2年，每學期需要修滿4門課程，每門課程一般通過階段性的PPT課堂討論、課程論文、課程考試來完成。目前，課程碩士約占新南威爾士大學碩士學生總數的絕大多數。提供課程碩士學位的專業方向主要有土木工程、環境工程、地理空間工程、巖土工程與工程地質、工程管理、結構工程、交通工程、水文與資源工程、凈水與污水處理工程。

課程碩士設置三個培養層次（圖2）。一是研究生課程認證，主要為一些沒有本科學位的大專生過渡學習階段；二是研究生學歷認證，主要針對一些專業背景或學習成績達不到要求的本科生；

三是碩士學位認證，要求具備本專業本科學習背景，成績達到一定的要求，且有學士學位的學生。課程認證要修滿24學分和4門課程，學歷認證要修滿48學分和8門課程，學位認證要修滿96學分和16門課程。

（三）研究型研究生

研究型研究生的學位授予主要分為哲學博士（Doctor of Philosophy）、工程碩士（Master of Engineering）與工程科學碩士（Master of Engineering Science）三類。與課程碩士不同的是，研究型研究生沒有具體的課程和學分要求，是在導師的指導下從事專業內某一領域的研究工作。

哲學博士按專業主要分為土木與環境工程、測繪與空間信息系統兩大類，學制一般為4年。本科生獲得學士學位以后可以選擇直讀博士，或者工作幾年再讀博士，不需要有碩士學位。博士論文的長度一般不超過十萬字數，要經歷4年的持續研究與學習。一般要求博士生每年做一次階段性研究報告，是對研究創新的重要評估。如果未通過，推遲四個月再申請匯報；若再次沒有通過一般作退學處理。此外，博士階段雖然沒有課程學習要求，但一般來說，學生會結合研究的需要，去選修一些本科或課程碩士的課程。博士學習階段的退學率比較高，有的專業高達50%～60%。

工程碩士與工程科學碩士學制一般是2年，主要專業有土木工程、環境工程、地理信息技術、巖土工程與工程地質、項目管理、結構工程、交通工程、凈水與水文工程、水資源等。工程碩士著重培養學生的工程應用能力，要求學生在應用中提出一些獨到的見解或對應用技術有所促進。工程科學碩士著重工程中的一些涉及計算與分析的研究問題，培養學生從科學的角度去思考如何促進工程技術應用的提升。一般具有本科學位的學生可以選擇學習工程碩士或工程科學碩士，類似于博士。研究型碩士的退學率也很高，在學期間需要定期匯報階段性研究進展。

（四）比較研究

通過對新南威爾士大學土木工程學科的專業設置與培養方案的分析，可以得出以下幾點結論。

一是，專業設置和國內大學類似，屬于“寬口徑、厚基礎”的大土木類型，既包括傳統的土木工程（建筑工程、地下工程、橋梁工程、道路工程），又包括交通工程、工程管理、房地產等方向。與國內大學不同的是，土木工程一般與環境工程相結合，因此也包括一些與環境相關的專業或方向，比如可持續工程、水工程、測繪與地理空間工程等。此外，本科生四年的學習不再細分專業方向，真正體現了“寬口徑、厚基礎”的培養模式。

二是，本科生可以選擇雙學位培養方案，在完成本專業學士學位的課程和學分要求以外，可以再選修一些其他學院的與科學、藝術、商貿、法律、經濟管理等相關的學位。從這個角度來說，本科生的專業和學位選擇余地寬泛，有利于學生的均衡教育和視野拓展。此外，部分對從事科學研究感興趣的本科生也可以直接選擇攻讀博士學位。

三是，課程研究生培養方案給一些不愿意從事科學研究，又想獲得碩士研究生學歷或學位的本科生提供了教育機會。他們可以通過修滿一些課程和達到規定的學分要求，從而獲得課程碩士學位，部分本科生也可以通過這個階段進一步提升自己的專業知識水平和工作技能。

四是，研究型研究生一般沒有課程和學分要求，這樣有助于學生盡快進入研究狀態，安心于研究興趣。研究型碩士又分為工程碩士和工程科學碩士兩種類型，有助于學生結合自身情況進行靈活選擇。

五是，研究階段沒有的硬性要求，但對研究的創新性要求較高。比如針對博士的培養，每年學生都要匯報階段性研究進展。由相關領域的學者進行評價，給出是否可以繼續研究的建議。論文完成后不設置答辯環節，而是采用函評的方式由世界范圍內的著名學者進行評閱，并給出是否達到授予學位要求的評價，真正體現了“寬進嚴出”的培養模式。

二、 課程設置

（一）本科生

土木工程專業本科生所修課程和學分如圖3所示。課程主要分為基礎課、專業基礎課、專業課和實踐四大模塊。第一學年主要以基礎課程為主，包括數學、物理、材料、化學、力學、各類基礎設施體系、工程師基本概念、工程設計與創新等；第二學年以專業基礎課和專業課為主，包括固體力學、水工程、交通與公路工程、工程計算與施工、通識教育、結構分析與建模等；第三學年以專業課為主，包括工程運營與控制、土力學、鋼與混凝土結構、水力資源工程、土木工程實踐、應用土工技術與工程地質、給水排水工程等；第四學年是實踐環節，除了通識教育以外，主要包括與實際工程相結合的畢業論文專題，以及一些專業選修課。

以上每門課程均為6個學分，每學期一般安排4門課程，學生四年需要修滿192個學分，方可獲得學士學位。從課程設置來看，體現了土木工程學科寬泛的特點，在第四年的選修實踐課中，學生可以靈活選擇自己所感興趣的工程方向。

（二）課程研究生

土木工程專業課程研究生的課程設置如圖4所示。這些課程充分體現了工程教育寬泛的特點，既包括與土木工程設計、施工和管理相關的基本課程，又包括與經濟、環境、可持續發展相關的選修課程。

允許課程研究生跨專業背景學習，如果學生來自于其他專業或者沒有修完土木工程專業本科課程，一般會被建議增加選修一些相關的課程，以便增強本專業的知識背景。課程設置的類別和數量主要以培養學生具備解決與工程管理、巖土工程、結構、測繪、交通、給水排水等領域相關的高等學科知識為主。

（三） 比較研究

通過對新南威爾士大學土木工程專業本科生和課程研究生的課程設置分析，可以得出以下幾點結論。

一是每門課程均設置為6個學分，每學期一般固定4門課程，學分制度和課程數量設置合理，有助于學生更好地學習和理解專業知識。國內大學土木工程專業課程的學分一般從1～4.5不等，學分設置分散，課程學時也很分散，有的課程僅僅設置為幾周時間，有的課程卻跨度一個學年。分散的學時和學分設置既不利于學生選修課程，也不利于學生對專業知識的充分理解和消化。

二是由于本科教育階段設置了雙學位培養模式，本科生可以自由選擇自己感興趣的學科或專業的課程。課程研究生也設置不同的學位授予類型，可以在土木工程專業范圍內自由選擇不同方向的課程，也可以跨不同專業或方向交叉選擇課程。

三是實踐環節設置是直接與實際工程相關聯的，一般鼓勵學生在工程單位實習期間同時完成畢業論文，增設一些實踐選修課程，這些課程可能就開設在實驗室或工程單位，以鼓勵對不同工程感興趣的學生自由選擇學習。

四是對研究型研究生雖然沒有課程和學分要求，但會要求他們根據不同的研究方向和研究方法有針對性地選擇某些課程學習或直接去旁聽。比如，從事數值分析的研究生可以選擇一些高等工程數學課程，從事計算機編程與模擬的可以選擇一些計算機程序課程。

三、結語

通過對新南威爾士大學土木工程專業的培養方案、學制、專業與課程設置等方面的教育模式進行分析和比較，提出了一些建議，為國內高校土木工程專業的建設、培養模式的改革、卓越工程師教育計劃的實施提供借鑒。

（1）土木工程專業設置寬泛，培養方式靈活，真正體現了“寬口徑、厚基礎”的大土木培養模式。

（2）本科教育階段設置單學位與雙學位并重培養機制，學生不僅可以在本學科獲得學位，還可以在不同的學科和專業間學習相關課程，取得相關的學位。

（3）課程設置體現了學科教育的寬泛特點，單門課程固定為6個學分，每學期固定4門課程，課程學時和學分緊湊集中。

（4）本科階段的實踐環節一般要求學生在工程單位完成，既包括結合實際工程案例完成的畢業論文，又包括一些與不同工程類型相關的實踐選修課程的學習。

（5）研究生培養分為課程研究生（碩士）、研究型研究生（碩士和博士）兩個層次。課程碩士不設導師制，不需要從事研究，主要是完成相關專業的課程學習。研究型研究生沒有課程學習和學分要求，主要從事相關領域的研究工作。

（6）研究型研究生的培養充分體現了“寬進嚴出”的培養模式，沒有硬性的要求，每年定期進行階段性研究進展匯報，優勝劣汰，淘汰率較高。

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[8]馬士賓，李寧利，張彩利，等.臺灣大學土木工程專業本科培養特色的分析與啟示[J].當代教育理論與實踐，2015，7（4）：55-57.

篇(7)

根據土力學課程的特點，就如何發展土力學實驗環節，加強土力學教學實踐，從而提高土力學教學質量提出一些初步想法。在土力學教學中，一個好的實驗實踐環節應具有可操作性，基本概念清晰，工程應用背景強，能激發學生興趣，具有創新和發展性的特點，從而完善理論教學效果，提高學生主觀能動性，培養創新思維和綜合解決問題的能力。文章結合案例分析得出，一個好的實驗實踐環節，能使學生對土力學學科有全面宏觀的認識，并順應科學研究過程，這對培養土建類、水利類、交通運輸類、地礦類、地質學類等專業學生的思維能力，提高科研素質的綜合能力具有重要的意義。

關鍵詞：土力學；實驗教學；實踐環節；綜合素質

中圖分類號：G6420；TU43-4文獻標志碼：A文章編號：

10052909（2017）01014404

土力學作為土木工程、水利工程、交通工程、采礦工程、地質工程等眾多專業大學生的專業基礎主干課程，是認知土的工程力學性質的一門技術核心課程。由于土力學課程的特殊地位和作用，土力W的教學如何適應新形勢，順應改革發展的要求，是每一位土力學教師必須思考的問題[1]。隨著各建設項目向大型化、復雜化發展，建筑行業對相關專業人才的綜合素養提出更高的要求。國家提倡進行大土木教學改革，旨在提高本科生的綜合專業素養、學習能力和創新思維。

2011年高等學校土木工程教學指導委員會《高等學校土木工程本科指導性專業規范》中指出[2]，以行業企業需求為導向，以工程實際為背景，以工程技術為主線，著力提升學生的工程素質，培養學生的工程實踐能力、工程設計能力和工程創新能力。

但是目前在土力學實踐環節教學過程中，出現實踐環節和理論教學脫軌的現象，比如實踐環節不能很好地激發學生自主學習相關理論知識的興趣，學生也不懂得如何理論聯系實踐，從而沒能很好地對相關理論知識進行理解，學到的知識形如散沙，學習效果并不理想。

因此，文章結合教育部“卓越工程師計劃”，重基礎平臺、寬口徑、突出專業

特色，針對土力學實驗環節的拓展、教學實踐等方面，結合實際訓練談一些體會和感悟，探討土力學教學中實踐環節指導理論教學的可行性，以求通過實踐環節使學生對土力學學科知識有整體宏觀的認知，培養學生自主學習和獨立思考的能力。

一、土力學的工程特性

土力學是工程力學的一個分支，是以土為研究對象的學科。它是一門實踐性、應用性強的課程[3]。土是巖石風化以后，產生崩解、破碎、變質，又經過各種自然力搬運，在新環境堆積或沉降下來的顆粒狀松散物質。土力學是以力學和工程地質學知識為基礎，運用力學原理和土工試驗技術，來研究與工程建設有關的土和土體在荷載、水、溫度等外界因素作用下的應力、應變、強度和穩定性等特性的一門學科，是一門實踐性很強的工程技術科學。在工程建設中，常會遇到各種有關土的工程問題，包括建筑物地基、路堤、邊坡和各種土工構筑物，以及以土作為建筑材料、建筑環境等，都需要應用土力學的理論和方法去解決。同時，為各類建設工程的穩定和安全提供科學的對策，包括土體加固和地基處理等。

土的利用可以追溯至古代，遠在古代人們就懂得利用土進行工程建設。如我國西安市半坡村新石器時代遺址，就發現當時人們已經能利用土臺階及石基礎為簡陋的房屋考慮地基基礎的穩定性問題[4]。以后如秦代用壓實法修筑馳道，隋朝用木樁，唐代用灰土基礎造塔等。我國東漢時的鄭玄在注釋戰國時的《考工記》時，就認知到了作用力和變形之間的彈性定律，這比胡克（Hooke）定律要早1 500多年，但直到18世紀，基本還處于感性認識階段。歐洲產業革命時期，隨著大型建筑物、鐵路、公路的興建和科學的發展，建立了零星的土力學理論。如1773年法國的庫倫（C. A. Coulomb）通過試驗研究提出了砂土的抗剪強度公式和設計擋土墻的土壓力滑楔理論，1857年英國的朗肯（W. J. Rankine）又從不同的途徑提出了土壓力理論。這兩種土壓力理論至今仍被廣泛應用。1869年卡爾洛維奇（Карлович）發表了世界上第一本地基與基礎著作。1885年布西涅斯克（J. Boussinesq）根據彈性理論求出了在集中力作用下地基中的三維應力解析解。1900年莫爾（Mohr）提出了土的強度理論。20世紀初，人們在工程實踐中積累了大量的經驗和資料，對土的強度、變形和滲透性質進行了理論探討，土力學逐漸形成了一門獨立學科。20世紀20年代普朗特（Prandtl）發表了地基承載力理論，這一時期在邊坡理論方面也有很大發展，費倫紐斯（W. Fellenius）完善了邊坡圓弧滑動法。經過一個多世紀的實踐和理論研究，1925年美國的太沙基（K. Terzaghi）歸納出版了第一本《土力學》專著，1929年又與其他學者共同編寫了《工程地質學》。從此，土力學、工程地質學、地基與基礎作為獨立學科不斷發展。1936年在美國召開第一屆國際土力學與基礎工程會議，到2013年已舉辦

18次，在會議上，世界各地學者對本學科的研究進行經驗交流。

因此，土力學是把土作為建筑物地基、建筑材料或建筑物周圍介質（環境）來研究的一門學科，主要研究土的工程性質以及土在荷載作用下的應力、變形和強度問題，為工程設計與施工提供力學指標、評價方法以及分析計算原理，是土木、水利工程等專業重要的技術基礎課，具有很強的工程應用背景和工程特性。

二、土力學課程實踐環節

由于土力學學科的特殊性和復雜性，知識點廣，涉及面寬，從土的基本物理性質和工程分類、土的滲透性、地基土中的應力分布、土的壓縮性再到土的抗剪強度、地基承載力、土壓力計算、邊坡穩定性分析等。從內容來看，主要包含基礎理論與基本概念、工程實際運用部分、試驗與測試部分[1]。由于各章知識點的相對獨立性，筆者將土力學的學習過程比喻為橋梁建設，而各個章節的學習如同各個橋墩的建立過程，只有把每個橋墩都建扎實了，將橋面鋪裝好，橋梁才能發揮其作用。在這里每章的基礎理論就如橋墩，土力學的實踐環節就如同橋面鋪裝過程，將各個知識點貫穿起來。因此，如何設立合理的實踐環節充分調動學生自主學習和對學科的宏觀把握至關重要。而土壓力計算、擋土墻設計和邊坡穩定性分析等都可提供實踐環節，讓學生在學習基本理論后，進行實際操作訓練。

目前本科土力學教學實踐環節中大多只設立了四個基本的常規試驗，測定土的液、塑限，通過擊實試驗繪制土的擊實曲線，還有壓縮試驗和直剪試驗。四個試驗代表著土的不同物理力學特性，是測定最基本的參數指標。通過調研，學生普遍反映，如果沒有一個工程背景作為支撐，他們較難理解這幾個常規試驗的意義和重要性，更多的是被動完成，而不是主動設計。故參與試驗準備、操作和進行結果分析的主觀能動性不強，沒能充分達到調動學生積極性并發揮創造力的目的。

加強實驗課和適當進行實踐性環節的改革對提高教學質量非常有效。對實驗現象和結果要進行合理的分析，勤于思考，善于總結，才能有所發現，有所進步[5]。通過實驗教學，加深對土力學基礎理論知識的理解，這樣大大提高了土力學的教學質量和學習效果[6]。因此，在教學環節中，我們嘗試了一些開放性的實踐環節，在學習土力學的基本知識后，除了完成常規試驗，還要參與一些競賽，開展開放性的設計課題，讓學生自主搜集資料，自己設計解決問題的技術路線，自己進行驗和優化設計。目前已經開展了加筋擋墻設計、邊坡失穩試驗等多種趣味性強的實踐環節，收獲頗豐。下面將結合加筋擋墻設計的課題談談學生在這次實踐環節中的完成過程和理論聯系實踐的訓練。

三、案例分析

為了實踐實驗環節對學生所起的作用，通過組織學生參加加筋擋土墻結構設計大賽，為土力學的實踐性環節提供了很好的機會。該課題合理之處在于其可以充分利用土力學各章理論知識，提高學生解決實際工程問題的能力，使學生了解土壓力計算、擋墻設計和土坡穩定計算等理論知識在解決加筋擋墻設計中的重要性，調動學生自主學習的興趣。加筋擋墻設計優化作為一個開放的課題，其答案的多樣性，可充分引導學生進行大膽想象，充分表達個人想法并愿意為自己的想法付出實踐。下面是在設計過程中的體會。

（1）剛開始給學生布置該課題時，學生不知道該如何突破和入手。我的建議是要充分理解擋墻設計的核心，即通過合理的錨桿布置（實驗中用筋帶進行模擬）平衡擋墻土壓力，從而使擋墻處于穩定狀態。因此，學生先結合本科土力學中土壓力的計算部分，還有擋土墻的設計和土坡穩定分析的相關理論知識，進行自主學習。

（2）接著為了完成相關實驗，

根據大賽要求制作模型箱，并為保證模型箱拆卸方便，構思了多種模型箱設計方案

，最后各側板之間通過錨栓連接，底板上安裝固定銷釘，各側板底部打孔，直接插入底板。在模型箱設計過程中，學生充分聯想了日常物品的連接方式，從而順利完成模型箱制作。接著為了完成本次實驗，學生也聯系了相應砂子生產廠家，了解中粗砂的規格，充分調動了學生自主參與的積極性。

（3）根據設計要求，需要學生自主完成多個常規試驗，為進行本次加筋擋墻設計提供材料參數。比如，對砂樣進行基本的物理性質參數測定，包括篩分試驗、密度測定等。力學強度測定包括砂土的直剪試驗、確定內摩擦角，以及筋材的抗拉強度測定等。

（4）在理論計算方面，學生自主查閱TB 100025―2006《鐵路路基支擋結構技術設計規范》等多個規范，進行加筋土擋土墻土壓力計算、下滑力和抗滑力計算、全墻抗拔穩定驗算等，能結合自己提出的布筋方案，建立布筋優化方案的目標函數，從而為整個課題的完成提供扎實的技術路線支持。

（5）在實驗方面，為了觀察砂樣擋墻在不加筋帶下的自穩定狀況，學生首先做了無筋帶下砂土的滑裂面分析和砂土自然休止角的測定，直觀上認識了無粘性土滑坡的過程。通過強度較低的紙板作為擋墻，也直觀上看到了墻后土體的土壓力分布狀況，以及不同深度的變形狀況。

（6）隨著實驗的進行，學生興趣越來越高，查閱了相關加筋土工方面的文獻資料，了解了加筋土加固機理。讓學生初步嘗試布置直線型的筋帶進行試驗，模擬加筋擋墻過程，不斷調整筋帶總層數和各層筋帶的數目、尺寸等，通過豎向加載直至擋墻破壞，從擋墻后砂土的破壞類型以及筋帶的破壞來判斷筋帶布置的合理性。

（7）通過大膽嘗試，學生提出了多種筋帶類型和布置方案，比如采用筋帶末端彎起成U形或V形，末端采用擴大頭的加筋布置等，體會了加筋復合體的作用。在這個過程中，學生能聯系工程實際，考慮筋帶布置時的經濟合理性，培養學生全面理解問題能力，提高其抓住問題癥結并各個擊破的能力。

（8）最后通過完成一個完整的計算書來表達自己的設計思路和方案，鍛煉學生組織整理實驗課題報告的能力。在此過程中學生對本科土力學的基本理論知識有了更全面和系統的理解。

在加筋土擋墻設計的基礎上，若不考慮筋帶，通過設置擋墻面板的位移狀態，可以來模擬邊坡失穩的主動狀態和被動狀態，從而使學生結合課本知識，直觀了解邊坡失穩過程以及滑裂面的形成。

在此開放性試驗中采取4人一組，利用的是課外學時，加筋土擋墻設計為4學時（包括計算和操作的整個過程），邊坡失穩試驗為2個學時（主要是操作環節）。上述結合土力學課程開展的實踐環節，學生反映學習效果很好，提高了學生的探索和創新能力，并為本科生的畢業設計和論文研究打下了良好的基礎。

四、結語

教學中通過不斷嘗試和學生的反饋，我們看到實踐環節的合理性可以大大促進理論教學部分的成效。更可喜的是，雖然開放實踐課題結束了，但是學生總結實驗結果的熱情不減，仍然能認真分析實驗各個環節和數據結果，加深了對土性質的認識，增強了對巖土工程的興趣，為培養巖土工程專業的研究生和巖土工程的從業者打下了基礎。土力學是一門實踐性非常強的基礎課程，理論知識為主，但通過能力培養，引導學生進行創新思維，對理論知識有整體宏觀的認知和運用才是人才培養的根本。教學中重視實踐環節課題的設置，使課題具有可操作性、工程性、趣味性和發展性，這樣才能真正使學生成為課程學習的主角，充分調動他們對學科理論知識學習的積極性。作為教師，在整個實踐環節中，應該起到指導作用，授之以漁，培養學生創新思維方法，這樣土力學實踐環節的教學才能真正發揮其作用。參考文獻：

[1]李廣信，呂禾，張建紅.土力學課程中的實踐教學[J].實驗技術與管理，2006，23（12）：13-14.

[2]高等學校土木工程學科專業指導委員會.高等學校土木工程本科指導性專業規范[M].中國建筑工業出版社，2011.

[3]李廣信.奇談怪論土力學[J].巖土工程界，2003，6（8）：24-26.

[4]趙樹德，廖紅建.土力學[M].2版.北京：高等教育出版社，2010.

[5]李廣信.試驗與思考[J].華中科技大學學報：社會科學版，2014（S）：118-120.

[6]繆林昌，經緋，邵俐.大土木工程類土力學教學改革思考與實踐[J].東南大學學報：哲學社會科學版，2009，11（6）：255-257.

Abstract：

According to the characteristics of soil mechanics course， this paper discussed some preliminary ideas on how to develop soil mechanics experiments， strengthen the teaching practice and further more to improve the teaching quality. A good experimental training should be operable with clear basic conception，should have an engineering application background， can stimulate the students’motivation， and should have the characteristics of innovation and development. So as to improve the theory teaching effect， improve the students’ initiative， and students’ innovative thinking and problem solving bined with case analysis， this paper presented that a good experimental training can make the students have comprehensive understanding of the basic theories and master the scientific research process， which is of great significance in fostering students’ thinking and comprehensive ability in civil engineering， water conservancy， transportation， mining， geology and other professional fields.