岩土工程监测技术(6篇)
时间:2024-06-10
时间:2024-06-10
[关键词]卓越工程师教育培养计划岩土工程测试技术教学改革创新能力实践能力
引言
“卓越工程师教育培养计划”(以下简称“卓越计划”)是为贯彻落实党的十七大提出的走中国特色新型工业化道路、建设创新型国家、建设人力资源强国等战略部署,贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2022年)》实施的高等教育重大计划,2010年6月教育部启动了“卓越计划”[1]。2011年10月,重庆交通大学入选教育部第二批卓越工程师教育培养计划,为适应人才培养从传统的教育模式向“卓越计划”培养模式的转变,重庆交通大学土木工程专业中实践性较强的课程均在积极探索全新的教育改革模式。
“岩土工程测试技术”主要介绍了边坡、软土地基、桩基、城市地铁区间隧道盾构、基坑、地下隧洞矿山巷道等岩土工程现场监测和检测技术以及无损检测与声发射技术。该课程的主要目的和任务是:通过对本课程的学习,掌握岩土工程测试的基本理论和方法、常用测试仪器工作原理、不同岩土工程的测试项目、测试方法、数据采集和整理等。该课程是土木工程(岩土工程方向)理论与实践结合的至关重要课程,也是培养学生工程实践能力、锻炼学生综合能力和执行“卓越计划”的最佳课程之一。
本文以重庆交通大学岩土工程专业课程“岩土工程测试技术”为例,进行了适应“卓越计划”人才培养的教学改革探讨。首先,分析现有“岩土工程测试技术”课程教学现状和存在问题;其次,探讨该教学模式与“卓越计划”要求之间的差距;第三,针对现阶段教学模式的问题进行改革,探索一套与“卓越计划”人才培养相适应的教学模式。
一、教学模式现状及存在问题
在土木工程(岩土工程方向)课程设置体系中,“岩土工程测试技术”课程具有毋庸置疑的重要地位,是从基本理论过渡到工程实际的重要桥梁。本校开设了“岩土工程测试技术”课程和“岩土工程测试技术”实验课程。
传统教学模式主要包括多媒体教学、工程现场教学、换位教学法、以施工图为中心的教学法及情境教学法等,这些教学措施悉数被应用于普通本科及高职院校的“岩土工程测试技术”课程教学[2]。多媒体教学在播放岩土工程勘察测试技术动画、视频与现场录像或现场参观等方面起到了至关重要的作用,加深了学生对测试技术的感性认识,激发了学生一定的创造欲和兴趣。但是由于课时的限制、课程内容安排以及教学条件的限制,不能运用多元化的教学手段,最终还是落入以教师为主体,满堂灌、注入式的教学方法和多媒体配合板书的教学手段,取得的教学效果也相应不如人意。
因此,针对以上传统教学模式和理念,结合课程内容未能体现前沿科技、重理论轻实践、实验项目与课程不符、考核方式死板等问题,对“岩土工程测试技术”这门实践性、综合性较强的课程而言,不能满足其教学目标和要求。
(一)课程内容未能体现前沿科技
本校采用任建喜主编、武汉理工大学出版社出版的《岩土工程测试技术》为主要教材,内容共分9章,介绍了岩土工程测试技术中常用的传感器的原理和使用方法后,重点介绍岩土工程现场监测和检测技术,包括边坡工程、软土地基和路基、桩基工程、城市地铁区间隧道、基坑工程、隧道工程和地下洞室等,以及地下工程无损检测技术和声发射技术等内容。
现行使用教材为第1版,书中难免有逻辑和编写上的错误;现行课程教学虽然在前期教学中有所积累和改进,但很大程度上都是传统课程内容的沿袭。现有教学内容体系虽然在知识的系统性和完整性上尚可,但对知识的进一步拓展、新材料、新技术、新工艺等方面知识点和前沿科技尚有待完善。
新技术历来都是岩土工程领域发展水平的一个重要标志,也是岩土工程建设的重要支撑。随着近年来岩土工程技术取得了突飞猛进的发展,很多新型测试装备、创新性的技术被应用到岩土工程监测与检测工程中,如岩土体的室内测试技术、CT技术、离心模拟技术、遥感影像技术、多功能触探装置、多功能钻机以及各种新型智能化岩土工程测试仪器和技术等[3,4]。
(二)重理论轻实践
本校为“岩土工程测试技术”安排56学时的理论教学和16学时的实验教学,一共4学分,教学内容和课时安排较合理。但是,一方面,由于教学主要以教师为主体,强调教材作用,很难将工程实践内容贯穿于课堂教学始终[5];另一方面,施工单位鉴于安全和工期方面的压力,不愿接收大量学生到工程现场参观学习课堂;第三,教学中的实践环节主要靠任课教师根据所参与的工程科技服务项目及经验积累,在课堂教学之外未曾安排施工现场观摩学习。因此,以上种种条件的制约,学生看到的只是某一阶段的状态,很难看到全过程,这就直接导致课堂理论教学和工程实践之间脱节现象。学生的工程实践能力、动手能力以及协同创新能力无法得到充分锻炼。
(三)实验项目与课程不符
本校为“岩土工程测试技术”安排的16学时的实验教学,对应的实验教学大纲如表1所示。鉴于实验场地和实验设备的不足,实验项目存在拼凑的嫌疑。一方面,实验教学内容一共有8个,其中5个演示实验,学生的动手能力和实践能力得不到发挥和体现;另一方面;“岩土工程测试技术”课程安排内容主要涉及前4个实验项目,其他4个实验项目没有涉及;第三,实验项目存在和其他课程重复的现场,如材料疲劳强度测试实验应该是力学实验、岩石三轴实验为岩石力学实验、土体三轴实验为土力学实验等。
表1:“岩土工程测试技术”实验教学内容
(四)考核方式死板
科学、合理的考核方式既是对学生知识掌握情况的检验也是教师教学质量的体现,因此具有重要意义[2]。不同的考核方式,对学生的学习方式及知识的掌握有很大关系。
本课程教学大纲规定课程考核方式主要采取笔试形式,兼顾学生实验成绩和平时考勤成绩,即课程成绩=平时成绩×10%+实验成绩×20%+期末成绩×70%。试卷题目类型主要包括填空题、简答题与论述题。对于这种题型较单一和死板的卷面考核,学生主要还是根据考试范围死记硬背,印象不深刻,而最后落入应试教育,埋没了学生的个性和兴趣。因此,对于“岩土工程测试技术”这种实践性很强的课程而言,无法考核学生的实践能力、创新能力和解决实际问题的综合能力。
二、与“卓越计划”要求的差距
现行教学模式主要以教师为主、强调学生对基础知识的理解与掌握,对实践能力的培养尚有欠缺,对创新能力、团队协作能力与综合解决问题能力的培养基本为零。因此,为满足卓越土木工程师培养需求,在“岩土工程测试技术”教学改革方面应具有符合“卓越计划”要求的全新模式。
三、课程教学模式改革
(一)完善教学目标与任务
针对“卓越计划”的三大培养特点,在“岩土工程测试技术”教学过程中应更加侧重工程实践能力、创新能力的培养。通过教学内容的调整、教学模式的改革、考核机制的完善,掌握岩土工程测试的基本理论和方法、常用测试仪器工作原理和使用方法,达到岩土工程行业对检测员的基本要求。
本课程以新教学大纲安排的教学内容为主线,重视基础理论和应用技术的掌握,嵌入对应的岩土工程监测工程实例、室内演示实验和综合实验、工程监测布置的实地观摩,培养学生的动手能力、团队合作能力、交流能力、创新能力等。
(二)课程教学内容调整
根据“卓越计划”的目标与任务,结合“卓越计划”的三个培养特点,对现行的教学内容进行调整及优化。
优化教学内容。存在以下三方面优化项目:教学内容缺少常规以及新型检测仪器的使用和原理介绍,监测方法比较陈旧,某些工程实例针对性不强等问题;扩充教学内容,增加滑坡工程的监测内容,第三章边坡工程监测合并;近年来,随着国内外岩土工程测试技术的发展,更经济合理的新监测方法出现,机械化、信息化和智能化程度更高的新测试仪器设备研发,因此,教学课程中应加入新型监测方法和仪器的使用方法介绍。
调整教学重点。重点讲解边坡与滑坡工程、软土地基和路基、桩基工程、隧道工程、基坑工程等现场监测和检测技术,其中监测仪器的使用和监测方案的制定(监测项目、监测布置、监测方法)是重点。
精简教授内容。首先,如果前期相关课程如岩石力学、土力学、工程测量涉及的内容只做简要提及,并不详细介绍。其次,将和隧道工程有关的两章合成一章内容,避免重复讲述。
增加岩土工程测试技术方案制定。结合全院教师参与的各种岩土工程监测项目,让学生以实际工程为背景,根据所学基础知识和工程实例制作岩土工程检测技术方案,这不但培养了学生工程实践能力、创新能力,还培养了学生的组织能力。
(三)教学实验内容调整
以“卓越计划”要求的各种“能力”培养为主线,完成教学实验内容调整。新实验教学内容保留了原实验教学大纲的四个项目,将另外四个项目替换为:常用传感器原理、使用与标定、桩基工程低应变动测法实验、隧道周边位移收敛量测和隧道围岩内部位移量测,具体见表2所示。由于本校的岩土工程侧重于隧道与地下工程,因此实验教学内容有较多项目涉及。调整后的新教学实验大纲,侧重于学生的实践能力、团队合作能力的培养,鼓励创新性项目的开展。
表2:“岩土工程测试技术”新实验教学内容
(四)考核方式调整与完善
考评是引导师生的指挥棒,大多数学生和教师总是在现行的评价体系引导下寻求“佳绩”[2]。以考核学生各项综合能力为目的,重点考评学生对书本知识的掌握以及应用、分析和解决实际问题的能力。“岩土工程测试技术”课程考评改革包括以下四方面内容。第一,基础理论卷面考核。保留通过闭卷考试形式进行基础知识掌握情况考核的传统方式。考试题型增加单选题、判断题、多项选择题以及案例分析题,结合原有的填空题、简答题与论述题,一共有七道大题,实现了题型的多样化。题目的设计注意不要落入死记硬背的套路,着重考核的是学生对基本理论的理解和运用,注意平时积累,参与课堂讨论与案例分析之中,达到综合分析能力和实践技能的提高。第二,增加“岩土工程测试技术”课程设计,考核学生的综合分析能力、实践能力、创新能力和团队协作能力。根据本学院教师参与项目,变换各种设计参数、环境条件和目的要求,设计具有实际背景的岩土工程监测项目,鼓励学生充分发挥个人优势和团队协作能力,设计出具有创新性的方案。第三,实验成绩。依照实验大纲安排的实验教学内容,根据学生实验报告考察学生的动手能力、实践能力和实验结果分析处理能力综合评定成绩。第四,平时成绩。根据学生的考勤、课堂上的积极性和主动性以及急性思维的活跃度计分。根据以上四部分所占本课程的比重,考评计分采用以下算法:课程成绩=平时成绩×10%+实验成绩×25%+课程设计成绩×15%+期末成绩×50%。
四、结语
根据“卓越计划”的目的和任务,结合“卓越计划”的三个培养特点,针对现行课程教学中存在未能体现前沿科技、重理论轻实践、实验项目与课程不符、考核方式死板等问题,对“岩土工程测试技术”课程开展以下四方面的教学改革:完善教学目标与任务;课程教学内容调整、教学实验内容调整、考核方式调整与完善等。
此项教改以培养学生综合分析能力、实践能力、创新能力与团队协作能力为目标,培养出复合型、高素质、满足“卓越计划”要求的优秀工程型人才。
[参考文献]
[1]中华人民共和国教育部.教育部关于实施卓越工程师教育培养计划的若干意见[Z].2011,1,18.
[2]朱劲松.面向卓越工程师培养的桥梁施工课程教学改革与实践[J].高等建筑教育,2012,21(3):71-75.
[3]伍法权.我国岩土与工程研究的现状与展望――第三届全国岩土与工程大会学术总结[J].工程地质学报,2009,17(4):463-468.
[4]包承纲.岩土工程试验研究中的若干新进展[J].岩土力学,2011,32(增2):1-9.
[5]董倩,刘东燕,黄林青.卓越土木工程师实践教学体系构建[J].高等建筑教育,2012,21(4):74-77.
关键词:岩土体试验;测试;本构模型;不确定性理论方法
中图分类号:F470.22文献标识码:A
引言:
岩土是人类最早接触的自然物质之一,也是人类能够得到的最古老的材料。人类在广袤深厚的土层上耕耘营造,生生不息,建造楼堂殿宇、运河长堤,创造远古和现代文明,是建立在利用“准绳”与“规矩”,勘察与实地勘察测试的基础上。
20世纪60年代以后,土的本构模型关系理论研究成为土力学园地中最为绚烂的花圃,而土工试验则是他们得以生长和开放的沃土。土工试验是揭示土的受力变形机理和验证本构关系理论模型的重要手段[1]。
岩土工程实践性极强,人们在长期实践中观察、思考、试验和测试,总结积累了丰富的经验,认识到岩土试验理论是认识材料特性及其机理的重要方法,古典的土力学理论都是基于对试验的观测和对试验结果的分析之上的。因此,研究岩土体的测试理论今后的发展方向是及其有意义的。
1.测试理论研究方法
1.1室内试验研究
这种试验是测定岩石的物理及力学性质指标的室内试验方法。其内容主要包括岩石的物理性质试验、岩石的单轴抗压强度试验以及点载试验,岩石的抗剪强度试验及抗拉试验等。但这种方法很难测得非连续岩体的力学性质:其一,试验结果会因为试样扰动而受到影响;其二,试块中含有的非连续面有限,取得的结果与岩体差别很大,需要小心对待室内试验得出的岩体参数。
1.2原位测试研究
原位测试是在岩土体所处的位置,基本保持岩土原来的结构、湿度和应力状态,对岩土体进行的测试,且可在较大范围内测试岩体,其测试结果更具有代表性。但是,原位测试也有其难以克服的局限性,首先,原位测试的应力条件复杂,一般很难直观地确定岩土体的某个参数,因此在选择计算模型和确定边界条件时将不得不采取一些简化假设,由此引起的误差也可能使所得出的岩土体参数不能理想地表征实际岩体的性状,特别是当原位测试中的岩体变形和破坏模式与实际工程不一致时;其次,原位测试一般只能测定现场荷载条件下的岩体参数,而无法预测荷载变化过程中的发展趋势。因此,对于岩体参数的测定,仅仅依靠原位测试也是不行的,需要与室内试验结果相对照[2]。
1.3离散元法
离散元法(DiscreteElementMethod)考虑结构体受力后的运动状态,以及由此导致受力状态及系统的变形(块体运动)随时间的变化,该法由Cundll于1971年首次提出,用来计算结构面和结构体组成岩体的非连续变形,以后又进一步发展了考虑块体本身的弹性变形,并推广至三维和动力问题。目前,离散元应用的文章较多,而研究基础计算方法的文章很少,因此,加强离散元法基础理论、基础算法及误差分析方面的研究,汲取有限元法等数值方法的优点,使之既能保持在描述散体的整体力学行为和力学演化全过程方面的优势,又能有效描述介质局部连续处应力状态和变形状态,使离散元法的模型建立真正满足几何仿真,物理(本构)仿真,受力仿真和过程仿真的原则,是离散元法研究领域的首要工作[3]。
1.4声发射技术
声发射技术是20世纪60年代新兴的一项评价材料或构件损伤的动态无损检测技术。声发射AE(AcousticEmission)是指物体在外界条件作用下,缺陷或物体异常部位因应力集中而产生变形或断裂,并以弹性波形式释放出应变能的一种现象。各种材料的声发射频率范围很宽,从次声频到声频、超声频。但声发射信号的强度一般很弱,需要借助灵敏的电子仪器才能检测出来。用仪器检测、分析声发射信号并确定声发射源的技术称为声发射技术。
2.理论技术现状
目前工程经验与判断仍然起着不可替代的作用。而模型试验是快速和低成本取得经验的重要手段。所以足尺试验和土工离心模型试验在工程的方案比较中起重要作用。值得注意的是,欧美和日本等科技先进的国家,在岩土工程中对于大型的模型试验和足尺试验,甚至野外的原型试验方面,都投入很大的力量。日本兵库县三木震灾纪念公园的大型三维振动试验台,质量1200t;加速度,水平0.9g,竖直1.5g;最大速度,水平200cm/s;最大位移,水平100cm,竖直50cm。造价5亿美元,一座四层楼房可以在这个振动台上作原型试验[4]。
经验与判断除了来自于以前的工程实践外,在同一工程的实践过程中不断测试与监测,取得信息,超前预报,分析反馈,指导下一步的工程实践,这就是所谓的信息化施工。“新奥法”的精髓应当就是这种工程实践的理念。上海的一些学者在基坑和地下工程实践中总结的“时空效应”的理论与方法也是如此。刘建航院士在上海地铁施工中,在现场亲自监测,他所总结的“理论导向,经验判断,精心监测,合理反算”可以成为岩土工程实践的经典。
3.测试理论技术发展方向
随着数学和软科学的发展,各种不确定性的理论与方法在岩土工程中受到重视,尤其为一些年轻的学者所喜爱。一时间可靠度、数理统计、随机方法、灰色、模糊、分析、神经网络等在岩土工程中也五彩缤纷,煞是好看。应当说,对于岩土这样性质极为复杂的对象,精确、定量的数理方法常常无能为力。L.A.Zadeh说过,“当系统的复杂性日益增加时,我们做出系统特点的精确而有意义的描述的能力将相应降低”[4]。因而,不确定性理论和方法在岩土工程中肯定是有巨大应用前景的。但是已统计为例,参加统计的样本越多,其精度和可靠度越高,亦即它们是建立在丰富的信息和资料的基础上。脱离了试验、测试与监测,进行的不确定性分析计算,可能只是数学游戏。不认真地进行艰苦的土工试验、土工测试、工程监测,企图从别的学科贩来时髦的东西,并未能解决岩土工程中的实际问题。这样的“研究”,无实事求是之心,有企图走捷径之嫌,是学术浮躁的表现。
4.结论
基于图的材料性质复杂性和土力学学科的特殊性,试验与测试是土力学学习、研究和工程实践的基本环节;土力学理论依靠试验揭示土的性质与机理,通过试验或现场测试确定参数,通过试验验证理论与模型;在工程实践的正反案例、测试资料和模型与原型试验中取得经验,指导今后的实践;不确定性理论与方法的基础是信息的积累,一方面需要进行大量的试验、测试盒工程监测,另一方面迫切需要的则是岩土工程信息资料的共享。
参考文献:
[1]李广信.岩土工程——学科的特点与进展.见:水利水电工程科学前沿.北京:清华大学出版社2002.240—264.
[2]董兆祥等.2010.岩体斜坡稳定性数字化动态预测.北京.地质出版社.
关键词:建筑工程;岩土勘察;地基处理
中图分类号:TU471文献标识码:A
1建筑岩土勘察技术现状
我国建筑岩土勘察技术经过近年来的不断发展,取得了一定成就,同时也积累了丰富经验,然而现目前,我国建筑岩土勘察技术仍然存在一些问题,需要对建筑岩土勘察技术进行优化,建筑岩土勘察技术存在的具体问题如下:
1.1建筑岩土勘察作业人员专业技术水平参差不齐,缺乏统一的勘察规范
建筑岩土勘察主要有主体力学指标和地质构成两方面内容,建筑岩土勘察的地质构成,对建筑的基础处理方法制定有着重要意义。建筑岩土勘察是在唯一性较强的建设场地进行勘察,采用方式也主要是看不见摸不着的钻探,在一定程度上导致建筑岩土勘察机构缺乏可比性,因此,建筑岩土勘察对现场作业人员的专业技术水平有着较高要求,同时也对现场勘察作业人员的操作有着严格的规范。然而,现目前建筑岩土勘察现场作业人员专业技术水平参差不齐,其所受的建筑岩土勘察教育同时也存在较大差距,加上不同单位在建筑岩土勘察过程中采用的相关勘察规范和标准也各不相同,使得建筑岩土勘察缺乏准确、统一的勘察标准。一些单位在建筑岩土勘察过程中并未进行当地地理环境的勘察,加上一些建筑岩土勘察人员专业技术水平不高,导致建筑岩土勘察过程中出现不良状况或不对建筑岩土勘察过程中的突发现象进行及时处理等现象,使得建筑岩土勘察无法适应现代建筑岩土勘察的需要。
1.2建筑岩土勘察工具较为落后
建筑岩土勘察是一项对精密度要求极高的工作,因此,建筑岩土勘察工具应当具备较高进度,只有这样才能为建筑岩土工程的各个环节提供准确的参考数据,以便制定具体、详细的施工方案和计划。然而,现目前很多建筑岩土勘察机构在进行建筑岩土勘察时,采用的看勘察仪器和工具仍然相对落后,所使用勘察仪器的精密度相对较低,导致建筑岩土勘察无法为建筑岩土工程的各个环节提供准确的参考数据,同时落后的建筑岩土勘察工具或仪器体积和质量相对较大,不便于运输,导致建筑岩土工程无法制定具体、详细的施工方案和计划,使得建筑岩土工程的施工工期和资金得不到有效保障。此外,采用落后的建筑岩土勘察仪器或工具在进行建筑岩土勘察时,无法获得准确的勘探数据,只能获得大约数字,同时也存在应当勘察的岩土数据勘测不出来的现象,在一定程度上影响岩土工程的质量和工期。
1.3建筑岩土勘察监理力度不到位
建筑岩土勘察是岩土工程施工的准备阶段,科学、高效的建筑岩土勘察监理工作是建筑岩土工程质量的有效保证。然而,现目前我国很多施工单位和监理单位为了在建筑岩土勘察中节约成本,对建筑岩土勘察的监理工作走重视度不够,使得建筑岩土勘察监理力度不到位,出现一些勘察人员为了尽快完成任务对勘测数据进行胡编乱造,弄虚作假,同时忽视了对岩土工程中的某些部位的勘察等现象,导致建筑岩土工程的施工设计出现误差,直接影响的建筑岩土工程的建设。
2优化建筑岩土勘察技术措施
2.1提高建筑岩土勘察人员专业技术水平,统一勘察规范
建筑岩土勘察对现场作业人员的专业技术水平有着较高要求,建筑岩土勘察现场勘察人员的专业技术水平在一定程度上决定了建筑岩土勘察的质量,对建筑岩土工程的质量和周期有着重要影响。为了保证建筑岩土勘察的质量,保证建筑岩土勘察的工期和质量,应当加强建筑岩土勘察现场作业人员的专业技术水平培训,不断提高其专业技术水平,且建筑岩土勘察现场作业人员应当经过长期的实习期才能正式进行现场勘察作业。同时,建筑岩土勘察对现场勘察作业人员的操作有着严格的规范,因此,应当建立健全建筑岩土勘察相关法律法规,为建筑岩土勘察工作提供规范、标准以及制度保障。统一的建筑岩土勘察标准和规范能够有效保证建筑岩土勘察人员技术水平和建筑岩土勘察结果的统一性,使得建筑岩土工程更具经济性。
2.2建立完善的建筑岩土勘察监理机制
建筑岩土勘察不健全的监理机制,使得建筑岩土工程的施工计划和方案得不到保障,从而影响建筑岩土工程的质量和工期,因此,应当建立完善的建筑岩土勘察监理机制,并制定建筑岩土勘察相关指导方案,加强对建筑岩土勘察现场以及整个过程的监理工作,并规范建筑岩土勘察作业,提高建筑岩土勘察的效率、质量以及安全性。同时也应当加强审查建筑岩土勘察的工作量和质量,对建筑岩土勘察整个作业流程进行有效监控,及时控制和处理建筑岩土勘察过程中的不良现象和突况,并加强建筑岩土勘察中的工程测绘、界面划分等基础性工作的监控力度。此外,还应当加强审核勘测报告的相关数据和参数,注重对其连贯性和合理性的分析,尽量减少建筑岩土勘察过程中的误差。
2.3加强新设备、新技术的使用
建筑岩土勘察也应当注重新技术和新设备的推广使用,在进行建筑岩土勘察时,应当尽量使用高效科学的静力触探头、波速测试、标准贯入试验以及静荷载试验操作等新技术,同时注重新的建筑岩土勘察设备的改进和研发,在保障勘察数据准确性的同时,使建筑岩土勘察操作更方便。通过相应的室内外新技术,结合已有的施工检测、监测技术,以便获得更高高效科学的资料和数据,再进过不断分析、对比,确立相应的经验关系,经过反复检测、监测的实测资料从而得出相应的参数对比依据,从技术含量和指标上提高岩土工程设计参数的可靠性和可行性。
3结语
现目前,我国建筑岩土勘察技术仍然存在着建筑岩土勘察作业人员专业技术水平参差不齐和缺乏统一的勘察规范、建筑岩土勘察工具较为落后以及建筑岩土勘察监理力度不到位等问题,因此,应当提高建筑岩土勘察人员专业技术水平和统一勘察规范,同时建立完善的建筑岩土勘察监理机制,并加强新设备和新技术在建筑岩土勘察中的使用,不断优化建筑岩土勘察技术,推动建筑岩土勘察技术的发展。
参考文献:
[1]周德泉,黄生文,陈永贵,刘宏利,严聪.地质勘察与地基基础课群综合教学改革研究与实践[A].中国高等地质教育历史经验与科学发展研讨会论文集[C].2009
[2]赵旭,张钦喜,许成顺.对土力学课程助课实践的思考[A].土木建筑教育改革理论与实践(第12卷)[C].2010
[3]陈晓东,柴建峰.在东南亚原英联邦国家进行工程地质勘察应注意的几点问题[A].第八届全国工程地质大会论文集[C].2008
[4]Prof.ShucaiLi[A].JournalofRockMechanicsandGeotechnicalEngineering(vol.5No.5)[C].2013
关键词:岩土勘察;工程质量;影响因素
中图分类号:F470.1文献标识码:A
一、岩土工程勘察的方法与技术手段
1、工程地质测绘
工程地质测绘是岩土工程勘察的基础工作,一般在勘察的初期阶段进行。工程地质测绘是认识场地工程地质条件最经济、最有效的方法,高质量的测绘工作能相当准确地推断地下地质情况,起到有效的指导其他勘察方法的作用。
2、勘探与取样
勘探工作包括物探、钻探和坑探等方法,主要用来调查地下地质情况,也可利用勘探工程取样进行原位测试和监测。
3、原位测试与室内试验
一般借助于勘探工程进行,是详细勘察阶段的一种主要勘察方法。其主要目的是为岩土工程问题分析评价提供所需的技术参数,包括岩土的物性指标、强度参数、固结变形特性参数、渗透性参数和应力、应变时间关系的参数等。
4、现场检验与监测
现场检验包括施工阶段对先前岩土工程勘察成果的验证核查和岩土工程施工监理和质量控制。现场监测则主要包含施工作用和各类荷载对岩土反应性状的监测、施工和运营中的结构物监测和对环境影响的监测等方面。用检验与监测所获取的资料可以反求出某些工程技术参数,并以此为依据及时修正设计,使之在技术和经济方面优化。此项工作主要是在施工期间内进行,但对有特殊要求的工程以及一些对工程有重要影响的不良地质现象,应在建筑物竣工运营期间继续进行。
二、岩土工程勘察质量影响因素分析
1、岩土工程勘察与设计工作的分离
岩土工程勘察人员一般不参与设计,设计人员也不参与勘察,甚至勘察和设计由两家单位分别独立完成,这样设计人员对于获得的勘察信息资料不能理解,导致了岩土工程勘察人员在实际的勘察中获得的资料不能有效的运用到设计之中。很多岩土工程勘察工作开展中,前期资料有时收集不全,甚至拟建工程的结构形式、规划地坪标高、勘探点坐标等情况都摸不清,设计单位的勘察技术要求缺乏。勘察和设计工作的分离是业内人士认同的存在问题,有人提出了一些解决的措施,例如把设计和勘察实现计算机化。这样实现可以避免纸质文档传输中造成人力的耗费,以及由于主观原因带来的信息抄录错误现象,同时也能够提高勘察的效率,缩短勘察设计的周期,保证文件资料的整洁与一致,但是建立一个成熟可靠的计算机系统难度不小。目前,勘察人员充分了解设计意图,并及时与设计人沟通、交流,维持勘察技术员和设计技术员的持续沟通、意见反馈仍是这一问题的主要应对措施。
2、勘察手段与方法不恰当
岩土工程勘察方法很多,每一种方法有各种特点。在开展勘察工作过程中,要根据实际情况,来选用恰当的勘察方法。在选择原位测试方法上,也要紧密结合现场编录情况,选择合适的测试手段,对于软土质层位选择静力触探的方法,能够准确的分析岩土的分层,但是测试过程中要严格控制贯入速率;现场技术人员要严格杜绝用静力触探来取代全部勘察工作在碎石土层中做标准贯入试验,杜绝圆锥动力触探试验不连续等。还应注意先清除孔底废土再进行标准贯入试验,防止原位测试结果与现场鉴别及土工试验成果相悖的情况出现,另外,标准贯入试验中要按规定进行杆长和孔深的校正,对触探装备进行不定期的标定等。
3、现场编录存在漏洞
工程钻探现场的地质岩芯编录是第一手原始资料的重点,是岩土工程勘察报告编制的基础和依据。地质人员对揭露的岩层进行观察后,应对地质现象进行真实准确的记录,力求简明准确,抓住密实度、稠度、风化程度等主要特征,准确地描述,并划分层位,用数码相机及时拍摄场地条件及岩芯相片。在现场编录中,岩芯采取率是最基本的钻探技术标准,若采取率达不到标准,则其它质量也就失去了意义,所以,没有足够的岩芯采取率就没有钻探质量。在实际钻进过程中,特别是钻遇第四系厚层圆砾、砾石时,使用常规的钻进取芯法取芯难度较大;当钻进粘性土、粉土层时,会出现采取率超过100%,原因一般是钻孔内有残土或柱状岩芯被拉长,有时是人为地将岩芯拉长。出现如上情况,要仔细观察并分析岩芯形态、成分,及时矫正和标定钻孔深度和正确确定岩芯层位。其次,低级岩土分层是一个重要环节,把握钻探土层成因类型(颜色)、岩性、厚度分层,最小分层厚度(一般0.5米)的分层原则,要根据岩土地质时代,土的成因类型、状态、风化程度、物理力学特征等合理划分层位。厚度小、分布局限层可作为夹层处理,厚度小而反复出现的可作为互层。其余野外定名、岩石分层描述内容、取样以及原位测试等各项都严格按标准进行,避免遗漏或粗略编录,导致降低现场编录可靠程度。
4、勘察技术人员、装备配备不合理
在岩土工程勘察市场服务面增大,服务量增加的现代城市化建设中,岩土工程勘察企业大规模地膨胀,企业为了多接业务,同期多开展工作,就从新招聘的学生或刚入行的技术人员中未加培养直接加以“重用”,让他们独立承担起项目负责或技术负责的重任,这种工程技术人员被赶鸭子上架,完全脱离了企业“传、帮、带”帮助培养人才精神,学徒一头雾水并直接负责项目或承担单方面技术责任,报告只是直接套用或搬抄引用,最后即使通过了评审,这样的勘察成果有几分可靠?
行业的发展开拓着科技的进步,科技的进步能推动行业的发展。我国的工程勘察领域的理论得到了新的发展:实现了弹性波理论、电磁波理论的研究,还为我国的勘察工作研制出了一批新的探测设备,这些设备具有采样密度大、速度快和成本低的特点,提高了勘察信息的质量和水平。面对新的建筑体规模,新的建筑形态,新的勘察地质体深度,以及新的工作量,传统的勘察设备已不能满足现代社会发展的要求,因此,勘察企业要及时的更新勘探设备,在各项工作中实现自动化、科学化,以提高勘察工作的科学化水平,实现系统化管理、精细化管理和效率化管理。
5、岩土工程分析监测不到位
新时期的岩土工程地质勘察必须加强资料数据定性和定量的分析,以实现满足施工中的内容要求和标准。对岩土工程进行合理分析评价,这就要求对工程进行数据监测,而数据分析与处理是岩土工程监测工作中重要的组成部分,其在岩土工程的施工中发挥着重要作用,针对地基、桩基承载力、安全系数等制定针对性的具体措施。岩土工程监测数据具不确定性,所以把监测数据当作随机变量来处理,正确选取岩土参数值,掌握数据统计理论,剔除异常值,通过多元回归分析等技术来分析评价岩土工程的状态,对勘察成果进行补充和修正,及时提出解决的方案和措施,查找岩土工程存在的隐患和原因,分析监测资料变化规律预测未来的稳定状态。做好监测工作还有利于勘察单位积累经验,提高整体勘察成果质量。相反,如果对岩土参数的取值不理解,对数理统计理论与概念不明确,监测不到位则难以实现勘察质量保障。
结束语
岩土工程勘察的质量,关系到工程建设安全、高效运行,切实解决好岩土工程勘察中存在的问题,有利于民生,有利于社会的发展。岩土工程勘察工作应掌握与岩土工程勘察有关的各类规范、规程,勘察工作中应仔细、认真、考虑全面,并且不断总结、提高,这样才能使勘察工作有条不紊地开展,能够确保勘察成果满足设计使用要求,也能避免或减少不必要的浪费。
参考文献
[1]张小军.浅谈如何提高岩土工程勘察的质量[J].价值工程,2011,(06).
关键词:岩土工程;勘察方法;重要性
一、岩土工程勘察的涵义
岩土工程的勘察是一项十分复杂的工作,包含很多工作流程和工作步骤,首先是搜集资料,在建筑总平面图中搜集相关资料,包括建筑的场地、规模、结构、性质等;其次是确定勘探方法,勘探方法有很多,要根据具体的工程需要确定最为适宜的方法;最后是正式勘测,在把相关的资料搜集完整、确定好勘探方法以后,正式的勘探工作就开始了,勘探工作要以前两步的工作为依据来进行。
二、岩土工程勘察的重要性
随着社会经济的发展,岩土勘察工作已经越来越受到人们的重视,而它,也是建筑施工中不可缺少的一个环节。岩土勘察作业的主要任务是科学的运用勘察理论,同时结合实践,对工程施工地区进行详细的地址勘察,为后期的项目设计提供准确数据,保证工程建设能顺利进行,以及处理好建筑与附近自然环境的安全。我们进行岩土勘察工作,就是要利用优势条件,避免和改在不利条件,全面提高项目建筑施工质量。因此,在勘察工作中,技术人员必须研究各路段不同的成因和各种类型的岩土的物理力学性质,以及按特殊设计进行路基施工的各岩层的物理力学性质,这对提高岩土工程勘察工作起着重要作用。
任何工程建筑物都是营造在一定的场地与地基之上,所有工程建设方式、规模和类型都受到建筑场地的工程地质条件所制约。地基的好坏不仅直接影响到建筑物的经济和安危,而且一旦出事故,处理比较难。因此,在设计每一个建筑物之前,必须进行场地与地基的岩土工程勘察,充分了解建筑场地与地基的工程地质条件,论证和评价场地、地基的稳定性和适宜性、不良地质现象、软弱地基处理与加固等岩土工程的技术决策和实施方案。实践经验证明,岩土工程勘察做得好,设计、施工就能顺利进行,工程建设的安全营运就有保证。相反,忽视建筑场地与地基的岩土勘察,都会给工程带来不同程度的影像,轻则修改设计方案、增加投资、延误工期,重则使建筑物完全不能使用,甚至忽然破坏,酿成灾害。因此在岩土工程勘察工作中,针对各个不同建筑物对地基压力的荷载不同,进行相关专业专项的勘察,确定地基的基本力学指标是十分重要的。
三、岩土工程地质勘察的重要价值
工程地质勘查是岩土工程施工过程中最为重要的组成部分,对于后续工程的开展有着至关重要的影响作用。而勘察的质量对于岩土工程的整体质量所具有的影响意义,更是不言而喻的。岩土工程地质勘察中需要应用大量的先进技术和专业知识,因此岩土工程地质勘察具有一定的复杂性和专业性,只有通过科学而全面的岩土工程地质勘察工作,才能够了解岩土工程的地质情况,在取得岩土工程地质第一手资料的前提下,明确岩土工程建设环节和步骤,在确保岩土工程建设准确性、协调性和科学性的基础上,使岩土工程在安全、有序的环境中高效进行。
四、岩土工程勘察工作的方法
1、勘查前期。在勘察前期主要包括的工作有资料收集和工作量布置。要形成一套专业的岩土工程勘察报告,不仅需要相关技术知识,还需要勘察工作人员具有一定的经验。在勘察前期不能局限于场地内部的取样钻孔,还应该关注场地附近的地形地貌、地质条件等。同时相关地质勘察人员应该做好勘察走访工作,询问周边居民此地的地质情况是否有过改变,同时对既有建筑的相关地质勘察报告进行借阅、参考、对比工作。另外,岩土工程勘察工作主要是为工程项目服务的,在勘察前期相关勘察人员要对拟建工程的相关基本资料进行收集查阅工作,尤其对建筑类型、结构特征、结构荷载、基础形式、地面标高等数据要做到心中有数,在勘察过程中做到有针对性的勘察。
2、勘察与取样。勘察工作包括物探、钻探、坑探、化探等方法。这些方法主要是用来调查地下地质情况,并且利用岩土勘察工程取样进行原位测试和监测。勘察工作中应该根据现场的地形地貌、地质状况选择合适的勘察方法。物探是地球物理勘探的简称,这种勘探方法的优点是较为轻便、经济、快捷、简单等特点,所以能够与测绘工作相配合。同时它也可以作为钻探和坑探的现行手段或者辅助手段。钻探和坑探也是勘查工程中的工作手段,能够比较正确的反映出地下地质状况,是岩土勘察工作中必不可少的组成部分。在取样工作中,相关勘察人员应当对取样工作给予足够重视,采取错开取样的方法进行取样,应尽量避免在分层交界处、钻进回次的底部等部位选取岩石试样。避免出现代表性差的现象出现。
3、原位测试。我们进行的原位测试是十分有必要的,在我们的实际过程也是不较常见的。像是粘土的一类物质我们进行实验的过程要保持原样测试。也就是说针对于一些像是这类产品都需要进行原位测试。勘察中我们常用的几种原位测试手段的作用与适用性如下:一是圆锥动力触探试验。圆锥动力触探试验是利用一定的锤击能量,将一定规格的圆锥探头打入岩土中,根据贯入土中的难易程度来判别土的性质的一种现场测试方法。根据它的试验指标可用于进行地基土的力学分层,定性地评价地基土的均匀性和物理性质,查明土洞、滑动面、软硬土层界面的位置。通过建立地区经验,也可用于评价地基土的强度和变形参数,评价地基承载力、单桩承载力。圆锥动力触探设备简单,使用起来方便,对于员工的要求降低了,有助于我们大面积的推广,在我们的实验的过程也是有缺点的实验的过程容易出现误差,实验的重复性不高。二是波速测试。波速测试是利用波速确定地基土的物理力学性质或工程指标的现场测试方法。
4、现场监测。现场检测是岩土工程勘察工作的重要组成部分之一,其中包含大量在施工和运营期间进行的工作。但是现场监测工作应该在高级勘察开始之前进行实施,所以单独被列为一种勘察方法。现场检测的存在目的就是为了保证工程质量和施工安全。现场检测主要包含施工作用和各类荷载对岩层(土层)反应性状的监测、施工和运营过程中结构物监测以及环境监测等。通过检验工作和监测工作可以得出相关数据资料,通过这些资料按照规范给定公式即可反算出工程参数,这样可以较为快捷的发现工程方案中存在的问题进而进行技术修正,保证方案的准确性、经济型。
参考文献
[1]袁明.浅谈岩土工程勘察方案的优化设计[J].岩土工程界2014.7
[2]叶国琳.岩土工程地质勘察对工程重要性的探析[J].工程技术2016-06-
关键词:岩土工程;勘察技术;思考
由于岩土工程勘察工作具有一定的复杂性和专业性,是决定整个工程质量的关键。但是,与此同时岩土工程在勘察的时候,会遇到各种各样的问题,这会严重影响整个岩土工程勘察的效果,因此,作为岩土勘察人员必须具备工程勘察的技术,这样才可以有效的提高岩土工程勘察工作的质量。
一、工程地质测绘
在岩土工程勘察中,工程地质测绘是最基本的一项工作,一般都是在勘察的初期进行,其主要目的是勘察地形和地貌特点,对岩层进行相应的鉴定,并了解其风化程度。对于地形地貌和地质条件较复杂的场所,就必须做好地质的测绘工作,地质测绘是有效测量地质条件最经济和最有效的方法,高质量的工程地质测绘可以准确的推断出地质的情况,这样就可以对岩土工程的勘察工作提供有效的帮助和指导作用。
二、勘探和取样
目前,岩土工程勘探工作主要包括钻探、物探和坑探等方法,根据岩土的不同情况,要采取不同的勘探方法,这些勘探方法主要作用于对地下地质条件的取样和测试。其中物探主要是属于一种间接的方法,它的主要优点就是能钻井和探测光,且此种方法经济又快速,能够让工程地质人员及时的推断和了解地质条件,因此,这种方法较多使用在测绘工作当中,它可以用在钻探工作之前或者辅助工作中。除此之外,钻探是岩图勘察中必不可少的一种手段,它可以根据勘探的要求来选择不同的钻井方法,当钻探方法都无法确定的地质条件的时候,就应该使用坑探。由于勘探工程需要使用机械和电力设备,而且勘探的周期和时间较长,而且会受到一定条件的限制,所以在选择勘探技术的时候,一定要先做好充分的调查和分析工作,才可以根据工程的实际情况来采取相应的勘探方法,这样就可以有效的减少勘探的盲目性,提高岩土工程勘探的效率。
三、现场检验与监测
在岩土工程勘察工作中,现场检验和监测是其中一项重要的环节,它运行在大量的工程施工当中,主要在高级的勘察阶段实施,是较为重要的一项勘察技术。现场检验和监测主要是用于保证整个工程质量和安全的,具有提高工程效益的目的,现场检验是在工程施工阶段中,对之前岩土勘察的成果进行有效的验证和核查,并做好质量控制的作用。现场监测主要是对施工当中的各类荷载对岩土反应性状的监测、对环境影响监测等。除此之外,现场检验和监测所获得的资料,可以有效的反映出某些参数,这些参数可以给整个岩土工程提供相应的依据,以此来修正勘察设计,使勘察技术和经济联系在一起,从而提高整个岩土工程的工作效率和经济效益。
四、加强勘察技术人员的再教育和技术培训
在岩土工程勘察工作开始之前,应该组织勘察技术人员对整个岩土工程有一个充分的了解,使技术人员掌握工作的重点和方向。在开展工作中,要定期的和勘察技术人员进行有效的交流,并反馈工作当中存在的问题,及时的采取调整方案。加强勘察技术人员的再教育和技术培训,使他们的知识得到及时的更新,勘察单位可以实行内部岗位轮换的制度,这样不但可以促进勘察各专业的技术交流工作,还可以使勘察技术人员的知识和技术得到相应的提高。除此之外,还可以开展一些学术和讲座活动,使勘察技术人员的知识面扩大,并且要加强勘察人员的计算机技术,使他们能够使用计算机来对地质情况进行有效的分析。由此可见,只有提高勘察人员的综合技术,才可以有效的提高岩土工程勘察的质量,从而确保整个工程安全。
五、发展测试新技术
测试技术是岩土工程勘察工作的基础,由于我国的勘察技术和国外还存在很大的差距,而且我国测试技术还不够成熟。因此,想要发展测试新技术,就必须在传统的测试手段上不断的完善,并对物理技术引起高度的重视。可以把土工的测试从研究地基上面转移到更大的空间范围上去进行,测试技术的发展离不开硬件的支持,这就需要设备和仪器的制造者和发明者,多结合实际的生产需求,和密切关注新型技术,从而不断研发出高水平的设备和仪器,并能够把这些新技术广泛的应用到岩土工程的勘察工作当中,真正的做到理论联系实践的目的。
六、结束语
综上所述,岩土工程勘察技术是影响整个工程质量的关键性因素,因此,作为勘察技术人员,在开展勘察工作之前,一定要先做好充分的准备工作,严格按照勘察的规定实施,做好勘察现场检验与监测,使整个勘察工作更加具备真实性和有效性,只有这样才可以使整个岩土工程勘察工作的质量得到相应的保障,确保整个岩土工程的安全性,降低工程的造价。
参考文献:
[1]赖华东.浅谈民用建筑中的岩土工程勘察技术与防控[J].科技咨询导报,2007,(25)
[2]谭俊勇.浅析岩土工程勘察中存在的技术问题[J].建材与装饰(下旬刊),2008,(05)
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