岩土工程的發展歷史

㈠ 現在岩土工程發展的熱點是什麼

岩石力學參數的確定始終是難點！

㈡ 工程岩土學的發展簡史

20世紀20年代末﹐工程岩土學在蘇聯形成為獨立學科。以後﹐它的發展又大體經歷了 3個階段﹕①1945年以前﹐工程岩土學的主要研究對象是土﹐重點服務工程是道路工程﹐故有「道路土質學」之稱。研究中沿襲了B.B.道庫恰耶夫成因土壤學及風化成壤作用帶的觀點﹐認為土的粒度成分是其工程性質的決定因素。②1946～1978年﹐學科研究重點仍然是土﹐認為土﹑水相互作用時土的化學礦物成分是控制其工程性質的主要因素。同時﹐隨著水電建設的發展﹐對岩石的研究日漸重視﹐並加強了土質改良理論和區域方面的研究。③1979年以來進入現代工程岩土學階段。其特點是研究范圍擴大了﹐成為研究人類工程﹑經濟活動與所處岩土體相互作用的科學。現代工程岩土學不僅要研究解決每一項工程中的地質論證問題﹐而且還必須預測由於工程的實施可能給地質環境帶來的不利影響。在解決合理利用與保護地質環境課題時﹐現代工程岩土學對岩體﹑土體微觀結構﹑構造的研究已佔重要位置。在研究方法上強調微觀與宏觀研究密切結合。
在歐美國家不存在工程岩土學這門獨立的學科﹐而是將其研究內容納入於「土工學」或岩土工程學之中。岩土工程學是土力學與基礎工程學兩相結合的一門工程學科。中國在20世紀50年代初﹐引入土質學﹐它對中國的建設事業起了一定的推動作用。40年的建設實踐和科學研究﹐豐富了這門學科的研究內容﹐提高了研究水平。並在逐步形成具有中國特色的工程岩土學。

㈢ 岩土工程領域的發展前景

岩土工程領域的發展前景：
①由於岩土工程施工具有復雜性，對各種岩土與土體的性質掌握具有不確定性，所以，針對於此，就需要在岩土工程的未來發展過程中，不斷的推向岩土工程走向多樣化、多層次化。所以，在進行岩土工程施工之前，針對不同的岩土、不同的土層進行層次化研究、測驗，從而利用先進的科學技術進行模擬實驗，從而使岩土工程能夠在發展的過程中，具有多層次的未來發展趨勢。
②現階段岩土工程是一項科學性很強的學科，是一項在施工過程中追求精確、准確性的嚴謹性學科。因此，就需要在未來發展的過程中，不斷的深入研究，不斷的研究岩石工程的有關規律，從而探索新的施工程序，探求新的計算公式，從而將各種有效的計算方法結合，從而滿足更為精密的岩土工程施工的需要。因此，在推進岩土工程施工未來發展的過程中，就需要不斷的探索新規律，不斷地探索新方法，從而得出岩土工程建設過程中的新的受力演算法、新求解公式、新的施工程序。
③融人岩土工程科學性研究，當今世界是一個追求科學、追尋真理、不斷向前發展的世界。因此，在推進岩土工程走向未來發展的同時，就需要將科學性思維、科學性方法以及科學性的知識融入岩土工程施工的研究性工作之中。融入科學的思維方法就需要培養思維創新，以創新性頭腦去開發新的岩土工程施工工藝。融人科學的工作方法，就需要在開發新的岩土工程時，不斷的研究新方法、應用新方式，以合理、有效的方式促進岩土工程的研究工作走向未來。融人科學的學科知識就是指在進行岩土工程施工研究新技術之前，熟知各種岩土工程知識，並將知識進行創新，從而開創岩土工程走向未來。

㈣ 岩土工程的發展現狀

隨著多種所有制工程施工企業的發展及跨區域經營障礙被打破，岩土工程市場已處於完全競爭狀態。岩土工程項目承接主要通過公開招投標活動實現，行業內市場化程度較高，市場集中度偏低。
我國岩土工程行業具有企業數量多、規模小的特點。據《2013-2017年中國岩土工程行業發展前景與投資戰略規劃分析報告》統計，我國僅從事強夯業務的企業就超過300家，岩土工程行業的集中度較低，導致優勢企業無法形成規模優勢。這與發達國家該行業高度集中的特點形成了鮮明對比。
岩土工程行業在未來的發展中要解決行業分散、集中度過低的問題，提高整體競爭力進而提高盈利能力，需要在未來的發展中抓住時代機遇，適應時機，以更優的業務模式、調整行業業務結構類型，實現行業的飛速發展。
數據顯示，未來岩土工程行業的幾大發展機遇主要表現在以下四個方面：
民生工程的機遇
根據國家「十二五」規劃，在「十二五」期間，我國經濟將著重調整經濟結構，大力發展新興產業，提升經濟發展的質量和效益，同時會加大民生領域的投資，將著力保障和改善民生作為五大著力點之一，民生工程建設已上升為國家發展戰略高度。
民生工程投入最多的領域包括：1000萬套保障性住房建設、教育和衛生等民生工程、技術改造和科技創新，以及農田水利建設投資四萬億等。2011年中央財政在民生工程計劃支出達到10510億，比2010年增長18.1%。各地政府在民生工程的投入力度也不斷加大。岩土工程企業應順勢而為，抓住民生工程這一重大機遇，加強在相關領域的投入和開拓，保持良好發展勢頭。
經濟結構調整中得新機
調整經濟結構，同樣是我國「十二五」規劃中的核心內容，關繫到我國經濟能否實現可持續發展。在「十二五」期間，我國將提高服務業的比重，推動產業升級，加快西部和內陸區域的發展，提高能效，減少污染，大力發展戰略性新興產業。
國民經濟結構的調整，對岩土工程行業來說意味著服務對象的變化，進而影響到岩土工程行業的服務內容和形式，以及行業格局。因此，需要岩土工程企業緊密關注經濟結構調整的趨勢，研究新領域，發展新技術，創新服務模式，以適應市場環境的變化。
轉變發展方式，是「十二五」期間我國經濟的重要任務，是提升我國經濟發展質量和效益的根本途徑。對於工程建設領域而言，簡單追求量的粗放式增長方式已經不能適應未來發展的需要。作為工程建設的重要環節，岩土工程行業的發展模式也將發生深刻轉變，必將從「外延式」發展轉變成「內生式」的發展模式，不斷增強企業自身的科技創新能力、發展動力和競爭實力，實現更有質量的發展。
綠色市場拓展廣闊
近年來國家突出強調要建設資源節約型、環境友好型社會，大力倡導發展綠色環保、再生能源、新材料、循環利用、垃圾處理等方面的新型產業。國家「十二五」規劃也將節能和降低碳排放作為重要的政策導向。在工程建設領域，低碳節能方面的標准和要求也在不斷加強，節能環保新材料、新技術的應用也在不斷加速。這對於岩土工程行業而言，即是新的挑戰，也昭示著新的市場空間。
國際格局變動下的市場增長
雖然近年來國際政治和經濟局勢都出現了一些動盪，但以「金磚四國」為代表的新興市場國家的經濟仍然保持了較快的增長速度，國際經濟的重心也日益從大西洋兩岸向太平洋兩岸轉移。以新興經濟體為代表的亞非拉國家，正是歷來我國工程建設以及岩土工程行業「走出去」的重要市場區域。國際經濟格局的變化、亞非拉國家經濟的快速增長，將會更加促進我國岩土工程行業走出國門，推動我國岩土工程行業的國際化進程。

㈤ 岩土的工程發展

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，經受了各種復雜的地質作用，因而有著復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復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。岩土工程是一門應用科學，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、還需要應用工程師的經驗，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。
一個學科的發展還受科技水平及相關學科發展的影響。二次大戰後，特別是在20世紀60年代以來，世界科技發展很快。電子技術和計算機技術的發展，計算分析能力和測試能力的提高，使岩土工程計算機分析能力和室內外測試技術得到提高和進步。科學技術進步還促使岩土工程新材料和新技術的產生。如土工合成材料的迅速發展被稱為岩土工程的一次革命。現代科學發展的一個特點是學科間相互滲透，產生學科交叉並不斷出現新的學科，這種發展態勢也影響岩土工程的發展。
岩土工程是20世紀60年代末至70年代初，將土力學及基礎工程、工程地質學、岩體力學三者逐漸結合為一體並應用於土木工程實際而形成的新學科。岩土工程的發展將圍繞現代土木工程建設中出現的岩土工程問題並將融入其他學科取得的新成果。岩土工程涉及土木工程建設中岩石與土的利用、整治或改造，其基本問題是岩體或土體的穩定、變形和滲流問題。筆者認為下述12個方面是應給予重視的研究領域，從中可展望21世紀岩土工程的發展。
2區域性土分布和特性的研究
經典土力學是建立在無結構強度理想的粘性土和無粘性土基礎上的。但由於形成條件、形成年代、組成成分、應力歷史不同，土的工程性質具有明顯的區域性。周鏡在黃文熙講座〔1〕中詳細分析了我國長江中下游兩岸廣泛分布的、礦物成分以雲母和其它深色重礦物的風化碎片為主的片狀砂的工程特性，比較了與福建石英質砂在變形特性、動靜強度特性、抗液化性能方面的差異，指出片狀砂有某些特殊工程性質。然而人們以往對砂的工程性質的了解，主要根據對石英質砂的大量室內外試驗結果。周鏡院士指出：「眾所周知，目前我國評價飽和砂液化勢的原位測試方法，即標准貫入法和靜力觸探法，主要是依據石英質砂地層中的經驗，特別是唐山地震中的經驗。有的規程中用飽和砂的相對密度來評價它的液化勢。顯然這些准則都不宜簡單地用於長江中下游的片狀砂地層」。我國長江中下游兩岸廣泛分布的片狀砂地層具有某些特殊工程性質，與標准石英砂的差異說明土具有明顯的區域性，這一現象具有一定的普遍性。國內外岩土工程師們發現許多地區的飽和粘土的工程性質都有其不同的特性，如倫敦粘土、波士頓藍粘土、曼谷粘土、Oslo粘土、Lela粘土、上海粘土、湛江粘土等。這些粘土雖有共性，但其個性對工程建設影響更為重要。
我國地域遼闊、岩土類別多、分布廣。以土為例，軟粘土、黃土、膨脹土、鹽漬土、紅粘土、有機質土等都有較大范圍的分布。如我國軟粘土廣泛分布在天津、連雲港、上海、杭州、寧波、溫州、福州、湛江、廣州、深圳、南京、武漢、昆明等地。人們已經發現上海粘土、湛江粘土和昆明粘土的工程性質存在較大差異。以往人們對岩土材料的共性、或者對某類土的共性比較重視，而對其個性深入系統的研究較少。對各類各地區域性土的工程性質，開展深入系統研究是岩土工程發展的方向。探明各地區域性土的分布也有許多工作要做。岩土工程師們應該明確只有掌握了所在地區土的工程特性才能更好地為經濟建設服務。
3本構模型研究
在經典土力學中沉降計算將土體視為彈性體，採用布西奈斯克公式求解附加應力，而穩定分析則將土體視為剛塑性體，採用極限平衡法分析。採用比較符合實際土體的應力-應變-強度(有時還包括時間)關系的本構模型可以將變形計算和穩定分析結合起來。自Roscoe與他的學生(1958～1963)創建劍橋模型至今，各國學者已發展了數百個本構模型，但得到工程界普遍認可的極少，嚴格地說尚沒有。岩體的應力-應變關系則更為復雜。看來，企圖建立能反映各類岩土的、適用於各類岩土工程的理想本構模型是困難的，或者說是不可能的。因為實際工程土的應力-應變關系是很復雜的，具有非線性、彈性、塑性、粘性、剪脹性、各向異性等等，同時，應力路徑、強度發揮度、以及岩土的狀態、組成、結構、溫度等均對其有影響。
開展岩土的本構模型研究可以從兩個方向努力：一是努力建立用於解決實際工程問題的實用模型；一是為了建立能進一步反映某些岩土體應力應變特性的理論模型。理論模型包括各類彈性模型、彈塑性模型、粘彈性模型、粘彈塑性模型、內時模型和損傷模型，以及結構性模型等。它們應能較好反映岩土的某種或幾種變形特性，是建立工程實用模型的基礎。工程實用模型應是為某地區岩土、某類岩土工程問題建立的本構模型，它應能反映這種情況下岩土體的主要性狀。用它進行工程計算分析，可以獲得工程建設所需精度的滿意的分析結果。例如建立適用於基坑工程分析的上海粘土實用本構模型、適用於沉降分析的上海粘土實用本構模型，等等。筆者認為研究建立多種工程實用模型可能是本構模型研究的方向。
在以往本構模型研究中不少學者只重視本構方程的建立，而不重視模型參數測定和選用研究，也不重視本構模型的驗證工作。在以後的研究中特別要重視模型參數測定和選用，重視本構模型驗證以及推廣應用研究。只有這樣，才能更好為工程建設服務。
4不同介質間相互作用及共同分析
李廣信(1998)認為岩土工程不同介質間相互作用及共同作用分析研究可以分為三個層次：①岩土材料微觀層次的相互作用；②土與復合土或土與加筋材料之間的相互作用；③地基與建(構)築物之間相互作用〔2〕。
土體由固、液、氣三相組成。其中固相是以顆粒形式的散體狀態存在。固、液、氣三相間相互作用對土的工程性質有很大的影響。土體應力應變關系的復雜性從根本上講都與土顆粒相互作用有關。從顆粒間的微觀作用入手研究土的本構關系是非常有意義的。通過土中固、液、氣相相互作用研究還將促進非飽和土力學理論的發展，有助於進一步了解各類非飽和土的工程性質。
與土體相比，岩體的結構有其特殊性。岩體是由不同規模、不同形態、不同成因、不同方向和不同序次的結構面圍限而成的結構體共同組成的綜合體，岩體在工程性質上具有不連續性。岩體工程性質還具有各向異性和非均一性。結合岩體斷裂力學和其它新理論、新方法的研究進展，開展影響工程岩體穩定性的結構面幾何學效應和力學效應研究也是非常有意義的。
當天然地基不能滿足建(構)築物對地基要求時，需要對天然地基進行處理形成人工地基。樁基礎、復合地基和均質人工地基是常遇到的三種人工地基形式。研究樁體與土體、復合地基中增強體與土體之間的相互作用，對了解樁基礎和復合地基的承載力和變形特性是非常有意義的。
地基與建(構)築物相互作用與共同分析已引起人們重視並取得一些成果，但將共同作用分析普遍應用於工程設計，其差距還很大。大部分的工程設計中，地基與建築物還是分開設計計算的。進一步開展地基與建(構)築物共同作用分析有助於對真實工程性狀的深入認識，提高工程設計水平。現代計算技術和計算機的發展為地基與建(構)築物共同作用分析提供了良好的條件。迫切需要解決各類工程材料以及相互作用界面的實用本構模型，特別是界面間相互作用的合理模擬。
5岩土工程測試技術
岩土工程測試技術不僅在岩土工程建設實踐中十分重要，而且在岩土工程理論的形成和發展過程中也起著決定性的作用。理論分析、室內外測試和工程實踐是岩土工程分析三個重要的方面。岩土工程中的許多理論是建立在試驗基礎上的，如Terzaghi的有效應力原理是建立在壓縮試驗中孔隙水壓力的測試基礎上的，Darcy定律是建立在滲透試驗基礎上的，劍橋模型是建立在正常固結粘土和微超固結粘土壓縮試驗和等向三軸壓縮試驗基礎上的。測試技術也是保證岩土工程設計的合理性和保證施工質量的重要手段。
岩土工程測試技術一般分為室內試驗技術、原位試驗技術和現場監測技術等幾個方面。在原位測試方面，地基中的位移場、應力場測試，地下結構表面的土壓力測試，地基土的強度特性及變形特性測試等方面將會成為研究的重點，隨著總體測試技術的進步，這些傳統的難點將會取得突破性進展。虛擬測試技術將會在岩土工程測試技術中得到較廣泛的應用。及時有效地利用其他學科科學技術的成果，將對推動岩土工程領域的測試技術發展起到越來越重要的作用，如電子計算機技術、電子測量技術、光學測試技術、航測技術、電、磁場測試技術、聲波測試技術、遙感測試技術等方面的新的進展都有可能在岩土工程測試方面找到應用的結合點。測試結果的可靠性、可重復性方面將會得到很大的提高。由於整體科技水平的提高，測試模式的改進及測試儀器精度的改善，最終將導致岩土工程方面測試結果在可信度方面的大大改進。
6岩土工程問題計算機分析
雖然岩土工程計算機分析在大多數情況下只能給出定性分析結果，但岩土工程計算機分析對工程師決策是非常有意義的。開展岩土工程問題計算機分析研究是一個重要的研究方向。岩土工程問題計算機分析范圍和領域很廣，隨著計算機技術的發展，計算分析領域還在不斷擴大。除前面已經談到的本構模型和不同介質間相互作用和共同分析外，還包括各種數值計算方法，土坡穩定分析，極限數值方法和概率數值方法，專家系統、AutoCAD技術和計算機模擬技術在岩土工程中應用，以及岩土工程反分析等方面。岩土工程計算機分析還包括動力分析，特別是抗震分析。岩土工程計算機數值分析方法除常用的有限元法和有限差分法外，離散單元法(DEM)、拉格朗日元法(FLAC)，不連續變形分析方法(DDA)，數值流形元法(NMM)和半解析元法(SAEM)等也在岩土工程分析中得到應用〔3〕。
根據原位測試和現場監測得到岩土工程施工過程中的各種信息進行反分析，根據反分析結果修政設計、指導施工。這種信息化施工方法被認為是合理的施工方法，是發展方向。
7岩土工程可靠度分析
在建築結構設計中我國已採用以概率理論為基礎並通過分項系數表達的極限狀態設計方法。地基基礎設計與上部結構設計在這一點尚未統一。應用概率理論為基礎的極限狀態設計方法是方向。由於岩土工程的特殊性，岩土工程應用概率極限狀態設計在技術上還有許多有待解決的問題。要根據岩土工程特點積極開展岩土工程問題可靠度分析理論研究，使上部結構和地基基礎設計方法盡早統一起來。
8環境岩土工程研究
環境岩土工程是岩土工程與環境科學密切結合的一門新學科。它主要應用岩土工程的觀點、技術和方法為治理和保護環境服務。人類生產活動和工程活動造成許多環境公害，如采礦造成采空區坍塌，過量抽取地下水引起區域性地面沉降，工業垃圾、城市生活垃圾及其它廢棄物，特別有毒有害廢棄物污染環境，施工擾動對周圍環境的影響等等。另外，地震、洪水、風沙、泥石流、滑坡、地裂縫、隱伏岩溶引起地面塌陷等災害對環境造成破壞。上述環境問題的治理和預防給岩土工程師們提出了許多新的研究課題。隨著城市化、工業化發展進程加快，環境岩土工程研究將更加重要。應從保持良好的生態環境和保持可持續發展的高度來認識和重視環境岩土工程研究。
9按沉降控制設計理論
建(構)築物地基一般要同時滿足承載力的要求和小於某一變形沉降量(包括小於某一沉降差)的要求。有時承載力滿足要求後，其變形和沉降是否滿足要求基本上可以不驗算。這里有二種情況：一種是承載力滿足後，沉降肯定很小，可以不進行驗算，例如端承樁樁基礎；另一種是對變形沒有嚴格要求，例如一般路堤地基和砂石料等鬆散原料堆場地基等。也有沉降量滿足要求後，承載力肯定滿足要求而可以不進行驗算。在這種情況下可只按沉降量控制設計。
在深厚軟粘土地基上建造建築物，沉降量和差異沉降量控制是問題的關鍵。軟土地基地區建築地基工程事故大部分是由沉降量或沉降差過大造成的，特別是不均勻沉降對建築物的危害最大。深厚軟粘土地基建築物的沉降量與工程投資密切相關。減小沉降量需要增加投資，因此，合理控制沉降量非常重要。按沉降控制設計既可保證建築物安全又可節省工程投資。
按沉降控制設計不是可以不管地基承載力是否滿足要求，在任何情況下都要滿足承載力要求。按沉降控制設計理論本身也包含對承載力是否滿足要求進行驗算。
10基坑工程圍護體系穩定和變形
隨著高層建築的發展和城市地下空間的開發，深基坑工程日益增多。基坑工程圍護體系穩定和變形是重要的研究領域。
基坑工程圍護體系穩定和變形研究包括下述方面：土壓力計算、圍護體系的合理型式及適用范圍、圍護結構的設計及優化、基坑工程的「時空效應」、圍護結構的變形，以及基坑開挖對周圍環境的影響等等。基坑工程涉及土體穩定、變形和滲流三個基本問題，並要考慮土與結構的共同作用，是一個綜合性課題，也是一個系統工程。
基坑工程區域性、個性很強。有的基坑工程土壓力引起圍護結構的穩定性是主要矛盾，有的土中滲流引起流土破壞是主要矛盾，有的控制基坑周圍地面變形量是主要矛盾。土壓力理論還很不完善，靜止土壓力按經驗確定或按半經驗公式計算，主動土壓力和被動土壓力按庫倫(1776)土壓力理論或朗肯(1857)土壓力理論計算，這些都出現在Terzaghi有效應力原理問世之前。在考慮地下水對土壓力的影響時，是採用水土壓力分算，還是採用水土壓力合算較為符合實際情況，在學術界和工程界認識還不一致。
作用在圍護結構上的土壓力與擋土結構的位移有關。基坑圍護結構承受的土壓力一般是介於主動土壓力和靜止土壓力之間或介於被動土壓力和靜止土壓力之間。另外，土具有蠕變性，作用在圍護結構上的土壓力還與作用時間有關。
11復合地基
隨著地基處理技術的發展，復合地基技術得到愈來愈多的應用。復合地基是指天然地基在地基處理過程中部分土體得到增強或被置換，或在天然地基中設置加筋材料，加固區是由基體(天然地基土體)和增強體兩部分組成的人工地基。復合地基中增強體和基體是共同直接承擔荷載的。根據增強體的方向，可分為豎向增強體復合地基和水平向增強體復合地基兩大類。根據荷載傳遞機理的不同，豎向增強體復合地基又可分為三種：散體材料樁復合地基、柔性樁復合地基和剛性樁復合地基。
復合地基、淺基礎和樁基礎是目前常見的三種地基基礎形式。淺基礎、復合地基和樁基礎之間沒有非常嚴格的界限。樁土應力比接近於1.0的土樁復合地基可以認為是淺基礎，考慮樁土共同作用的摩擦樁基也可認為是剛性樁復合地基。筆者認為將其視為剛性樁復合地基更利於對其荷載傳遞體系的認識。淺基礎和樁基礎的承載力和沉降計算有比較成熟的理論和工程實踐的積累，而復合地基承載力和沉降計算理論有待進一步發展。復合地基計算理論遠落後於復合地基實踐。應加強復合地基理論的研究，如各類復合地基承載力和沉降計算，特別是沉降計算理論；復合地基優化設計；復合地基的抗震性狀；復合地基可靠度分析等。另外各種復合土體的性狀也有待進一步認識。
加強復合地基理論研究的同時，還要加強復合地基新技術的開發和復合地基技術應用研究。
12周期荷載以及動力荷載作用下地基性狀
在周期荷載或動力荷載作用下，岩土材料的強度和變形特性，與在靜荷載作用下的有許多特殊的性狀。動荷載類型不同，土體的強度和變形性狀也不相同。在不同類型動荷載作用下，它們共同的特點是都要考慮加荷速率和加荷次數等的影響。近二三十年來，土的動力荷載作用下的剪切變形特性和土的動力性質(包括變形特性和動強度)的研究已得到廣泛開展。隨著高速公路、高速鐵路以及海洋工程的發展，需要了解周期荷載以及動力荷載作用下地基土體的性狀和對周圍環境的影響。與一般動力機器基礎的動荷載有所不同，高速公路、高速鐵路以及海洋工程中其外部動荷載是運動的，同時自身又產生振動，地基土體的受力狀況將更復雜，土體的強度、變形特性以及土體的蠕變特性需要進一步深入的研究，以滿足工程建設的需要。交通荷載的周期較長，交通荷載自身振動頻率也低，荷載產生的振動波的波長較長，波傳播較遠，影響范圍較大。高速公路、高速鐵路以及海洋工程中的地基動力響應計算較為復雜，研究交通荷載作用下地基動力響應計算方法，從而可進一步研究交通荷載引起的荷載自身振動和周圍環境的振動，對實際工程具有廣泛的應用前景。
13特殊岩土工程問題研究
展望岩土工程的發展，還要重視特殊岩土工程問題的研究，如：庫區水位上升引起周圍山體邊坡穩定問題；越江越海地下隧道中岩土工程問題；超高層建築的超深基礎工程問題；特大橋、跨海大橋超深基礎工程問題；大規模地表和地下工程開挖引起岩土體卸荷變形破壞問題；等等。
岩土工程是一門應用科學，是為工程建設服務的。工程建設中提出的問題就是岩土工程應該研究的課題。岩土工程學科發展方向與土木工程建設發展態勢密切相關。世界土木工程建設的熱點移向東亞、移向中國。中國地域遼闊，工程地質復雜。中國土木工程建設的規模、持續發展的時間、工程建設中遇到的岩土工程技術問題，都是其它國家不能相比的。這給我國岩土工程研究躋身世界一流並逐步處於領先地位創造了很好的條件。展望21世紀岩土工程的發展，挑戰與機遇並存，讓我們的共同努力將中國岩土工程推向一個新水平。

㈥ 城市地下岩土工程發展的背景

城市地下岩土工程是岩土工程的一部分，是城市可持續發展，特別是我國大城市可持續發展所面臨的諸多問題之一，更是擺在岩石力學工作者面前的新課題和新任務。

1 城市地下岩土工程是新世紀城市建設的重要環節
隨著國民經濟的高速發展，我國城市化水平正在快速提高，從1990年的18.96%提高到1997年末的28.9%。城市化水平的提高標志著城市工程建設的飛速發展。但是，我國城市建設基本上沿用「攤大餅」的粗放發展模式，給國民經濟帶來不應有的損失。主要是：
(1)城市范圍無限制地外延擴展，耕地損失嚴重。據衛星遙感資料判斷和測算，1986～1996年間，全國31個特大城市城區實際佔地規模擴大50.2%，有的城市佔地成倍增長。另據預測，至2010年，我國城市總數將從1996年的640座增加到1 000座，其結果是佔用了大量耕地。到下世紀中葉，我國城市化水平將提高到65%左右，這意味著城市人口將比1990年增加7億多人，按每個城市人口用地100 m2計，將佔用耕地1億多畝。土地問題是我國可持續發展的關鍵，城市人口急劇增長與地域規模的限制已成為城市發展的突出矛盾，城市 發展非走節約土地的集約化發展模式不可。
(2)城市人口密度大，形成了所謂的「城市綜合症」。首先表現在城市交通阻塞，行車速度緩慢。例如北京市幹道的平均車速比10年前降低50%以上，且正以年遞減2 km/h的速度持續下降。上海、北京每公里道路的汽車擁有量相應為506輛與345輛，為發達國家大城市相應擁有量的1倍及至數倍。其次是，由於城市基礎設施落後於城市面積的擴展和城市人口的增長，造成城市環境的惡化。當前我國城市環境形勢日趨嚴重，大氣污染日趨加劇，全國500多座城市大氣質量達到一級標準的不到1%，酸雨面積超過國土面積的40%，重慶等城市尤為嚴重；城市污水80%未經處理排入江河；城市地下水受到污染；垃圾圍城現象普遍；雜訊污染普遍超標，建築空間擁擠，城市綠地減少，生態惡化。
(3)城市總體抗災抗毀能力偏低。在城市總體規劃中，除防洪、防空外，目前尚缺少綜合防災的內容，城市基礎設施的防災措施處於空白。為了克服這方面的弊端，解決城市人口、環境、資源三大危機，醫治「城市綜合症」，實施城市可持續發展，世界發達國家都在把地下空間作為新的國土資源，開發利用城市地下空間，成為越來越受到重視的城市建設指導方針和發展方向。
城市功能空間能轉入和宜轉入地下的領域是很廣闊的，包括商業、交通、部分市政設施、文化娛樂休閑、部分工業生產、倉儲、防災(避難)和救災空間等。充分利用地下空間是城市立體化開發的最重要組成部分。它可以達到擴大空間容量、提高開發集約度、消除步車混雜、交通順暢、商業更加繁榮，地面綠地增加，環境優美開敞，購物與休閑，娛樂相互交融的多功能效果，與向城市上空發展的模式相比，是一種更為合理的發展模式。
向地下要土地、要空間已成為城市建設發展的必然趨勢，顯示了無比的優越性。我國及國外大城市的地下商業城(街)、地下車庫、地下影劇院、地下鐵道、地下人防系統，是眾所周知的城市地下工程。有的國家已開始實施和計劃採用地下污水收集和處理設施、地下垃圾處理廠、地下超導磁直接儲存電能、地下供熱供冷系統、地下多功能公用隧道(共同溝)以及具有抗災功能的地下空間系統。它們是未來城市建設的發展方向。

2 城市地下岩土工程的特點及難點
眾所周知，地下岩土工程是一個具有悠久歷史的領域。可以說自有人類以來就有岩土工程，特別是進入工業社會以後岩土工程處處存在，但是城市岩土工程，除了傳統的地面房層工程外，地下岩土工程卻是隨著現代城市的興起而發展的。經過最近幾十年的實踐，無論從設計、施工、設備和工藝，還是理論、技術和經驗，都已達到相當高的水平，特別是深埋地下岩石工程，更是達到了較成熟的程度。
但是，城市地下岩土工程卻具有與一般岩土工程不同的特點，主要是：多數埋深較淺。地面建築、交通設施密集，地下管線多，開挖造成的影響大，地質條件復雜，多以土體為主，常有膨脹土、沙層、地下水，尤其是沿海沿江城市，淤土、軟土的開挖難度更大。因此，城市地下岩土工程存在許多需要解決的特殊問題。主要是：
(1)淺埋、超淺埋暗挖施工技術。城市地下工程的埋深，不僅直接影響工程造價，而且關繫到工程使用方便與否，因此，城市地下工程一般埋深較淺。在淺埋、特別是超淺埋的條件下，地下工程需要穿越建築物和線路、街道，地面保護成為施工技術中的首要問題。
(2)復雜、惡劣環境下的開挖技術。諸如流砂層、膨脹土、高壓縮性軟土淤土、風化破碎岩石、高濃度瓦斯地層、大涌水、硫化氫、岩溶、高應力、地下管線、地面大車流量、大型載重車多、建築物密集等等，都是地下岩土工程施工中的難題。
(3)大斷面隧道開挖、支護技術。主要是地鐵車站及商場、倉庫、廳、室，其跨度尺寸達10 m以上。
(4)開挖影響控制技術。隨著工程埋深的減小，開挖對地面的影響越來越大，在超淺埋條件下，開挖影響的控制與開挖方式、施工工藝、支護方法等眾多因素有關，是地下工程施工中最為復雜的問題。

3 城市地下岩土工程的開挖技術及其適應條件
我國城市地下工程建設起步較晚，隨著人防、地鐵、地下商場、倉庫、影劇院等大量工程的建設，特別是近年來的工程實踐，城市地下空間開挖技術得到了長足發展和提高。我國城市地下隧道及井孔工程先後採用了明挖法、暗挖法、蓋挖法、盾構法、沉管法、凍結法及注漿法等，這些技術有的已達到國際先進水平。
3.1 明挖法
明挖法具有施工簡單、快捷、經濟、安全的優點，城市地下隧道式工程發展初期都把它作為首選的開挖技術。其缺點是對周圍環境的影響較大。
明挖法的關鍵工序是：降低地下水位，邊坡支護，土方開挖，結構施工及防水工程等。其中邊坡支護是確保安全施工的關鍵技術。主要有：
(1)放坡開挖技術。適用於地面開闊和地下地質條件較好的情況。基坑應自上而下分層、分段依次開挖，隨挖隨刷邊坡，必要時採用水泥粘土護坡。
(2)型鋼支護技術。一般使用單排工字鋼或鋼板樁，基坑較深時可採用雙排樁，由拉桿或連梁連結共同受力，也可採用多層鋼橫撐支護或單層、多層錨桿與型鋼共同形成支護結構。
(3)連續牆支護技術。一般採用鋼絲繩和液壓抓鬥成槽，也可採用多頭鑽和切削輪式設備成槽。連續牆不僅能承受較大載荷，同時具有隔水效果，適用於軟土和鬆散含水地層。
(4)混凝土灌注樁支護技術。一般有人工挖孔或機械鑽孔兩種方式。鑽孔中灌注普通混凝土和水下混凝土成樁。支護可採用雙排樁加混凝土連梁，還可用樁加橫撐或錨桿形成受力體系。
(5)土釘牆支護技術。在原位土體中用機械鑽孔或洛陽鏟人工成孔，加入較密間距排列的鋼筋或鋼管，外注水泥砂漿或注漿，並噴射混凝土，使土體、鋼筋、噴射混凝土板面結合成土釘支護體系。
(6)錨桿(索)支護技術。在孔內放入鋼筋或鋼索後注漿，達到強度後與樁牆進行拉錨，並加預應力錨固後共同受力，適用於高邊坡及受載大的場所。
(7)混凝土和鋼結構支撐支護方法。依據設計計算在不同開挖位置上灌注混凝土內支撐體系和安裝鋼結構內支撐體系，與灌注樁或連續牆形成一個框架支護體系，承受側向土壓力，內支撐體系在做結構時要拆除。適用於高層建築物密集區和軟弱淤泥地層。
3.2 暗挖法
適用於城市中不能採用明挖法施工的地方，亦適用於鬆散層及含水鬆散層地層。
一般應按照「新奧法」原理設計和施工，採用較強的初期支護，先注漿後開挖的方法。施工原則是：「管超前、嚴注漿、短開挖、強支護、快封閉、勤量測」。一般用30～50 mm鋼管超前棚頂導管，然後注入水泥或化學漿，形成「結石體」，以增強圍岩自穩能力。每次開挖進尺0.75 m左右，先進行環狀開挖，留核心土，預噴5～8 cm混凝土，架拱架和鋼筋網，再噴25～30 cm混凝土，形成初期支護，做防水層後再做二次襯砌。
暗挖法有單拱單跨和多拱多跨暗挖施工技術。北京地鐵西單車站為多拱多跨。也有三連拱、四連拱、五連拱地鐵車站、公路隧道和地下商場。北京天外天地下商場為五連拱結構。還有平直牆暗挖施工技術。國際上傳統的暗挖法其頂部都是拱形結構，我國創造出平頂直牆超淺埋暗挖施工技術，如北京長安街過街道。
在岩石中進行暗挖施工時，一般採用鑽爆法。為了保護圍岩的自承能力，普遍採用光面爆破技術。為了減少對地面的振動影響，還採用微差爆破及合理設計爆破參數等減振技術。
3.3 蓋挖法
指的是邊坡支護為連續牆、混凝土灌注樁，其上為蓋板所構成的框架結構，並在其保護下開挖及結構施工的方法。它具有快速、經濟、安全的優點，是較明挖法對環境影響少，較暗挖法成本低的一種方法。適於市區高層建築密集區。
蓋挖法可分為由淺而深地逐層開挖、逐層做結構的蓋挖逆作法以及依次開挖至底後再做結構的正作法兩種。前者適用於地質條件復雜、開挖斷面大的情況，後者反之。
3.4 盾構法
指的是全斷面推動園筒狀鋼盾構進行開挖的方法。施工方法有人工、半機械及全機械化多種。盾構由液壓千斤頂推進。用盾構法能完成直徑幾十厘米至十多米尺寸的隧道，以及雙聯、三聯和四聯盾構的大型工程。它適於穩定和不穩定鬆散含水地層。
從施工技術上看，盾構法有泥水盾構法、土壓平衡法(可控制地面沉降)、開敞式機械化盾構、氣壓盾構、插刀盾構及混合盾構等多種。在岩石地層中，也可採用隧道掘進機(岩石盾構)。
此外，國內外還開發了稱為「地老鼠」的非開挖技術，包括導向鑽進、定向鑽進、沖擊矛、夯管、水平頂管及螺旋鑽等。我國首都機場跑道下採用這種方法完成一次頂進

㈦ 岩土工程的介紹

岩土工程：是歐美國家於20世紀60年代在土木工程實踐中建立起來的一種新的技術體制。岩土工程是以求解岩體與土體工程問題，包括地基與基礎、邊坡和地下工程等問題，作為自己的研究對象。