岩土工程师论文精品(七篇)

序论：写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隐藏在内心深处的真相，好投稿为您带来了七篇岩土工程师论文范文，愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂，助力您的创作。

篇(1)

【关键词】岩土工程；数值分析；分析

我国岩土工程力学的发展距今已经有40余年的时间，在岩土工程力学变形计算之中，土地被视作弹性体，在稳定分析中，土地被视作刚塑性体，稳定分析与变形计算是两种不同的关系，为了将其联系起来，一些专家学者建立了现代土力学，并使用了统一的应力——应变——强度关系进行计算，这样就很好的将变形计算以及稳定分析联系起来，下面就对岩土工程数值分析进行深入的探讨。

1、岩体工程分析过程的关键问题

岩土工程的分析是一项非常复杂的工程，一般情况下，对于该种问题的解决常常使用物理模型与数学解题结合的方式进行，要解决这类相关的问题，需要使用几种方式，若建立连续介质力学模型后，在求解时应该建立好木构方程、包含小应变分析与大应变分析的几何方程、包含动力与静力的运动微分方程。在进行求解时，需要确定好边界条件与初始条件，这几类条件确定后，才能够得出方程答案。如果工程问题较为复杂，那么就需要使用数值分析的方式进行解决，如果使用连续介质力学模型进行求解，就要注意到边界条件、初始条件以及木构方程的不同，如果材料为线性弹性体，即可遵照虎克定律进行解决。

如果将岩土材料作为多相体，就可以使用介质力学模型进行分析，为此，需要参考由力学与渗流本构方程组成的本构方程，包含小应变与大应变分析组成的几何方程，由有效应力相加得出的总应力，总体积变化与相体积变化组成的连续方程以及动力分析和静力分析组成的运动微分方程。

通过以上的对比可以分析出，多相体包含有效应力原理以及连续方程两种方程，此外，还包含渗流本构方程。在不同的问题之中，连续方程、几何方程、运动微分方程以及有效应力原理表达式相同，但是本构方程不同。对于边界条件以及初始条件的求解，可以使用数值分析法进行，在分析岩土工程问题时，也能够使用连续介质力学模型，在使用连续介质力学模型时，边界条件、初始条件与本构模型均不同，在进行分析时，边界条件与初始条件一般很容易确定，但是应力-应变的关系就相对较为复杂，此外，在使用本构模型时，对于计算结果也会产生较大的影响。因此，在具体的分析过程中，必须要使用树脂分析的方式，考虑到单元法对于边界条件与初始条件有着一些限定，本构方程适应性也相对较差，因此，要解决岩体工程的数值分析问题，必须要使用连续介质力学模型进行。

2、岩土本构理论的发展

力学中的虎克定律是一种简单的本构关系，岩土与其他的物质有着较大的不同，岩土是大自然长期运转过程中的产物，在同一地区的同层土壤之中，岩土沿垂直与水平方向会表现出一种较为复杂的性质，岩土是固相、气相与液相的多相体，在不同的状态下，固相、气相与液相会相互转换，这就导致岩土初始应力场难以确定；同时，土的变形、强度、渗透特性的确定也较为困难，其变形、强度与渗透特性与矿物成分、形成历史以及环境因素息息相关，与岩土的应力状态、加荷速率、结构、水平、应力路径、应力状态有着密切的关系，可以看出，岩土本构关系十分复杂，这就导致本构模型的建立出现一些困难。根据介质力学理论，必须要考虑到区域性特征以及工程的实际情况，并将其结合起来才能够建立起科学的本构模型，再根据实际情况分析岩土的工程数值，这样才能够分析出准确的岩土数据。

有关的专家学者认为，对于岩土本构模型的研究应该包括两种，即科学型模型与工程实用性模型，科学型模型能够反映和揭示一些特殊的规律，如主应力轴旋转问题、土体剪胀性等等，这种模型虽然全面性相对较差，但是能够反映出一个以及几个特殊规律；与科学型模型相比而言，工程使用型模型较为实用、简单，参数也相对较少，更加容易测定，能够用于具体工程的分析过程中，因此，该种模型的应用范围也较为广泛，在实际的应用过程中，除了要建立模型外，还要考虑到地区经验的问题。

3、数值分析在岩土工程分析过程中的价值与地位

岩土材料是自然的产物，具有区域性的特征，其应力场较为复杂，测定工作较为困难，岩土中的本构关系也较为复杂，就现阶段来看，尚未出现得到工程师普遍认可的本构模型。目前，结构工程使用的材料均为钢材与钢筋混凝土，这些材料的均匀性较为理想，材料本身导致的误差也较小，但是岩土工程使用的材料均为岩土，这种材料的均匀性较差，由于材料本身产生的误差也较大。因此，在进行几何模拟的过程中，应该对工程的柱、梁与板进行单独的分析，以便最大限度的降低由于材料产生的误差。但是在分析复杂结构时，如果节点模拟工作未处理好，也会出现较大的误差，因此，必须要做好节点模拟工作。此外，在岩土工程之中，如果有超过两种以上的材料，那么界面模拟也会出现较大的误差。在本构模型的建立方面，考虑到结构工程的原始材料本构关系相对简单，因此，在建立本构模型时，可以使用线性关系进行，这样即可很好的降低模型的误差。在模型参数的测定方面，考虑到本构模型有着较大的误差，结构工程的初始应力较小，难以测定，对于数值也有着较大的影响，因此，工程分析可以使用线性本构关系，在分析的过程中，需要迭代，在分析的过程中可能会出现较大的误差。

根据对岩土工程以及材料的特性分析可以得出，对于岩土工程的数值分析仅仅只能进行定性分析，其数值的分析结果也是工程师进行判定的主要依据。

4、结语

考虑到岩土工程边界条件与初始条件的复杂性，现阶段的岩土工程数值仅仅只能用作定性分析，因此，在工程设计的过程中，必须要重视概念设计的作用，将其与工程师的判断进行有机结合。此外，为了提升数值分析的准确性，需要根据工程的实际情况多建立几个本构模型，这样才能够促进数值分析在岩土工程中的广泛应用，同时，岩土工程师必须要充分的掌握地质情况与工程性质，使用科学的物理模型，采取科学的方法进行分析与计算，在计算的过程中应该遵循因地制宜的守则，把握好主要矛盾与次要矛盾之间的关系，这样才能够提升数值分析的准确性。

参考文献：

[1]龚晓南.对岩土工程数值分析的几点思考[期刊论文].岩土力学，2011（02）

[2]GONG Xiao-nan. Prospects for the development of geotechnical engineering in the 21st century[J]. Chinese Journal of Geotechnical Engineering， 2009， 22（2）

[3]GONG Xiao-nan. A survey report： the actuality of numerical analysis in Chinese geotechnical engineering[J].Ground Improvement， 2010， 21（4）

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关键词：岩土工程；工程勘察；地下水；水位；腐蚀性；工程地基 文献标识码：A

中图分类号：TU42 文章编号：1009-2374（2016）28-0146-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.28.073

地下水的检定与勘测是岩土工程勘察工作的重要组成部分，因为地下水本身是一个不断变化的水体，其内部成分也相对复杂，多种因素必然会对岩土工程构成威胁，甚至会影响工程基础施工，岩土工程勘察中必须积极重视地下水问题，将一切可能的影响因素纳入考虑范围，重点进行分析、排查，从而确保岩土工程勘察工作质量。

1 地下水水位问题

岩土工程勘察是向地下深入勘察的过程，其中必然涉及到地下水问题，地下水水位的升降与动态变化问题等必然会对岩土工程勘察带来一定影响。

1.1 地下水位上升的影响

由于受地理环境因素、水文条件因素、气候条件、人为因素等的影响，岩土工程附近的地下水位可能上升，例如降水量较大的年份、雨量充沛的季节河流将迎来汛期，工业污水、生活废水等大量排放时都可能导致地下水位上升，地下水位夯实将对岩土工程勘察带来不良危害和影响：

第一，地下水渗透于岩土中，会对土体形成腐蚀、渗透，从而出现沼泽式淤泥式土体，影响岩土工程地基的牢固度，也对岩土工程勘察自身造成影响。

第二，地下水位上升，土体内部水分含量则将增加，这样一些地势相对陡峭、起伏不平的地段则将可能出现滑坡、泥石流等危险，这势必会对岩土工程勘察带来安全威胁。

第三，特殊的岩土土体，例如细砂土、粉土等，易于吸收水分，当地下水位上升时，土体将液化，当液化土体形成颗粒状后，则可能出现管涌、流砂等问题，给岩土工程勘察、勘测等带来不便。

此外，地下水位极度上升可能侵蚀、浸泡岩土工程地基本身，从根源上给建筑物地基带来负面破坏作用。

1.2 地下水位下降的危害作用

地下水位下降同样会给岩土工程带来不良威胁，导致地下水位下降的主要原因为人们无节制、无计划地利用地表水、地下水，例如：工业企业生产与工程施工等对河流水的利用，农业生产无节制地抽取地下水等，各种问题交织在一起势必要破坏水体平衡，导致地下水位下降，地下水位下降也将对地表、地面等带来不良影响，最直接的结果就是地表下沉、地面塌陷等，地表所受浮力也将下降，使得岩土工程无法处于稳定的地基环境中，而且水资源系统受到冲击，自然环境与生态环境等都将面临威胁。正是因为受到人为因素、自然因素等的威胁和干扰，地下水资源系统失去了平衡性、稳定性，从而可能出现地下水涌突、流砂上泛等现象，不仅影响岩土工程勘察工作的正常开展，甚至会带来生命安全问题。

2 地下水水动压力问题

常规情况下，地下水由于所处环境，其水动力不会形成较大压力，然而随着岩土工程勘察工作的开展，地下水的水动力则将逐渐发生变化，进而带来水动压力的变化，引发岩石或土体的松动、变形，导致岩土地基失去稳定性，岩土的构造、工程结构等都可能受到影响，岩土工程结构失稳，下一步将影响建筑工程安全。

地基是工程的基础，从根源上决定着建筑工程的安全度、牢固度，特别是地基坑中有承压水层时，受到来自于上方建筑工程巨大的作用力、压力，则可能导致基坑中的承压水体压力升高，不断升高的水动压力也将给基坑结构、根部等带来一定的压力和作用力，从而可能导致地基中的地下水上泛、外涌等问题，这样基坑中的混凝土则将逐步流失，影响地基牢固度，也使得岩土工程无法按照预定工期和期限施工。

3 地下水腐蚀问题

因为深受内外因素、自然与社会因素等的干扰，多种复杂因素交织在一起使得地下水体中可能出现多种成分，这些复杂的成分很可能对岩土工程地基带来不良威胁和影响。

3.1 气候因素引发的混凝土腐蚀问题

当地下水体内含有腐蚀性成分时，岩土地基混凝土中则可能融入腐蚀性物质，会加剧对混凝土的腐蚀与破坏，特别是盐分、碱性等物质渗透到砼细密纹理中时，混凝土会受到极大破坏。当外界环境中水分不均、干湿不均时，会导致盐分聚集、集中，盐溶液逐渐走向饱和，遇到低温条件，饱和的盐溶液甚至出现固态盐分、晶状成分，具有膨胀作用，可能破坏混凝土内部构造。相反，温度上升后，盐分溶解于水体后则可能出现潮解问题，混凝土反复性的潮解、膨胀则必将影响其结构稳定性，可能更快腐蚀、变质，无疑将对岩土工程地基的稳定性、牢固度带来破坏性影响。

3.2 地下水中腐蚀剂的不良影响

众所周知，地下水因为处于相对特殊的地理环境中，其内部自然融入了多种化学物质成分，各类化学成分之间容易发生反应以及化学物质本身等都可能对岩土工程地基带来腐蚀性影响，具体的影响包括化学物质作用于混凝土、石料、石材、钢材等，对岩土建材表面形成腐蚀作用，特别是地下水体内部的Cl-、NO3-、SO42-等同水体中的氢离子结合，可能生成HCl，酸性成分很容易对砼外部的氧化膜带来腐蚀作用，氧化膜本身是一层保护膜，一旦受损，其内部钢筋将会遭到破坏，钢筋受腐蚀后会出现变形、膨胀、锈蚀等现象，钢筋作为岩土工程地基支撑性框架结构，遭到腐蚀后，地基混凝土也将受到威胁和破坏，从而导致岩土地基无法长期、永久地发挥支撑功效，进而影响建筑工程的使用周期。

4 岩土工程勘察地下水问题的防范与处理

通过以上分析可以看出，地下水问题会对岩土工程带来不良影响，特别是地质条件复杂的环境，要想确保岩土工程施工质量，就要结合常见的地下水问题来进行针对性勘察，从整体上保护岩土工程安全，实际勘察过程中要重点做好以下工作：

4.1 重点测量地下水位情况

根据地下水位变化规律，水体有枯水期、丰水期两大关键时期，在实际的岩土工程勘察工作过程中，应该根据季节时段、水期特征等有目的、有针对性地开展勘察工作，要尽量确保科学、精准、动态地掌握地下水位情况，通过数据测量、计算、统计、分析等来掌握地下水位变化幅度，再对岩土工程施工采取对策和措施，控制其对岩土勘察带来负面影响。

例如：枯水期，由于地下水位下降，水体远离地面，岩土工程勘测难以精准地测量、测算出地下水位高度、变化幅度等，也就无法对工程施工提供科学的指导，此时可以重点锁定关键因素，地下水变化幅度对地基带来的不良威胁程度，再对应采取科学、合理、针对性解决对策。因此应该在丰水期来勘测地下水位、水体变化等，以便为岩土工程勘察提供更为精准、有效的数据，要通过科学的防范对策、措施等来提升岩土工程结构的牢固度、稳定性，尽可能预防地基开裂。

4.2 地下水体腐蚀性测定

地下水体腐蚀性能是威胁岩土工程安全的一大因素，必须强化地下水体腐蚀性检测与测量。根据地质科学规律，通常下层地下水的腐蚀性更强，将对岩土工程地基带来腐蚀性危害，对此，实际工程施工中就必须选择抗腐蚀性强的材料来充当工程地基或者通过科学地把握、掌握水灰比来逐渐提升工程地基的耐腐蚀性能，实际岩土工程勘察中，可以对地下水腐蚀性检测设定等级，根据腐蚀性等级来对岩土地基进行科学处理，提高地基牢固度、稳定性，从而确保建筑工程被长期使用。

4.3 岩土层渗透系数的检测

岩土层渗透系数是岩土工程勘察过程中必须测定的对象，也是用来分析降水法的一项关键标准，应该得到勘察工作的重视。整体来看，岩土工程的设计、结构以及布局等都与岩土层的渗透系数密切相关，最典型的地基挖掘施工中，通常要参照岩土层的渗透系数来对挖掘深度等做出取舍，因此必须对岩土层渗透系数进行精准、客观的测定与求值。

传统的室内试验、现场注水等检测方法所得出的数据一般与岩土工程实际数据存在差异，影响数据的准确度，对此就要改变检测方法，选择野外抽水试验检测方法，以此来确保所获得数据更加靠近实际数值，然而这一方法也存在某种弊端，例如耗时、耗费精力且成本较高等，至今尚未得到深入的运用。因此，实际的岩土层渗透系数检测就要注重方法的选择与对比，可以采用室内实验、室外抽水检测等相结合的方法，经过反复实验、检查与测算，最终得出精准的检测结果，再对应获得一个更为精准的岩土层渗透系数，将其作为地基挖掘、岩土工程勘测等的一项科学依据。

5 结语

岩土工程勘察过程中势必将面临着复杂的地下水问题，主要的地下水问题包括地下水位问题、水体腐蚀性问题等，每一类地下水问题都可能给岩土工程勘察、工程地基质量带来不良影响。因此有必要积极重视岩土工程勘察工作，通过科学的调查、试验、数据统计与分析等来获得准确的数据，再利用这些科学的数据来为岩土工程勘察提供科学的指导，以此来确保岩土土体性能，确保岩土工程安全。

参考文献

[1] 高跃.岩土工程勘察中要重视地下水问题[A].2013年10月建筑科技与管理学术交流论文集[C].2013.

[2] 康亮.水文地质勘察中地下水的问题及应对措施分析[J].低碳世界，2014，（7）.

[3] 刘慧，林立春，邹兆钢.岩土工程勘察中的水文地质的作用[J].科技致富向导，2011，（21）.

篇(3)

从培养方案、学制、专业与课程设置等方面，文章对澳大利亚新南威尔士大学土木工程专业教育模式进行分析和比较。该校在本科阶段一般是“宽口径、厚基础”的大土木培养模式，并设置单学位与双学位并重的学士培养机制，课程学时和学分设置紧凑，学生选修课程自由而宽泛。研究生阶段分为课程研究生（硕士）和研究型研究生（硕士和博士）两个培养层次。课程研究生通过完成课程学习，修满指定的学分即获得学位；研究型研究生一般没有学分要求，但对论文的研究质量和创新性要求高，体现了“宽进严出”的培养模式。通过对该校一流学科工程教育模式的比较研究，为国内高校土木工程专业的学科发展和卓越工程师教育计划的推进提供一些有益的建议。

关键词：土木工程；教育模式；培养方案；专业与课程设置；比较研究

中图分类号：G649；TU 文献标志码：A 文章编号：

10052909（2016）06002705

澳大利亚的高等教育体制源于英国，但教育理念和美国类似，教育质量享誉全球。由于良好的气候环境和完善的教育服务体系，澳大利亚每年吸引大量的海外留学生，是四大英语国家留学基地之一，其教育产业已经成为该国仅次于采矿业、农牧业和旅游业的第四大产业。当前，中澳各大学之间的教育交流越来越多，研究澳大利亚著名大学一流学科的教育与培养模式，对促进中国高校学科的发展也大有裨益。

近些年来，为了提升中国高校土木工程学科的教育理念，促进卓越工程师教育计划的良性发展，国内学者对不同国家和地区的土木工程专业教育与培养模式进行了分析和比较。比如，对澳大利亚高等教育的体系、机制和特色的分析，对澳大利亚一些大学的土木工程专业培养方案、研究生培养层次，以及“宽进严出”培养模式的比较研究[1-3]；以中美高校土木工程专业培养模式为对象，从美国高校的学科设置、专业评估、执业注册制度、卓越工程师培养等方面进行分析，为国内相关院校土木工程专业人才培养方案的改革提供参考[4-6]；以卓越工程师教育计划和国际化土木工程人才培养合作办学为视角，分别对德国亚琛工业大学的国际合作办学机制、台湾大学的土木工程专业本科培养特色，

以及卓越工程师国际化课程教育体系等方面进行比较[7-10]。以上的这些研究均有助于推动中国高校土木工程专业教育与培养模式的改革与创新。

新南威尔士大学（The University of New South Wales）土木工程专业在2015年QS世界大学学科排名中名列第14位，在澳大利亚排名第1位，具有良好的学术声誉和宽松的教学与研究氛围。本文

结合新南威尔士大学土木与环境工程学院土木工程专业的培养方案、学制、专业与课程设置等几个方面，对其一流学科的工程教育模式进行分析和比较，为国内高校土木工程专业的学科发展和卓越工程师教育计划提供一些有益的建议。

一、专业设置与培养方案

新南威尔士大学土木与环境工程学院隶属于工程学部，按专业分类主要有土木工程、环境工程、测绘与地理空间工程三大专业。其中，土木工程专业分为工程施工与管理、岩土工程、结构工程、土木工程与建筑四个方向；环境工程专业分为可持续工程、交通工程、水工程三个方向；测绘与地理空间工程专业分为土地测绘与房地产开发、工程测量、采矿测量、水文测绘、地理空间科学与工程、遥感和数字制图六个方向（图1）。

结合以上的专业分类和方向设置，制定的研究领域主要有工程施工与管理、环境工程、岩土工程、结构工程、测绘与地理空间工程、交通工程、水工程共七大领域。同时，设置了研究中心，分别为测绘与地理空间创新中心、基础工程与安全中心、施工创新和研究中心、可持续工程中心、水文与资源研究中心、净水研究中心、澳大利亚住宅与基础设施气候适应研究中心、集成化交通体系创新研究中心。

人才培养方案主要有三个层次，一是本科学士学位（Undergraduate degree）；二是课程研究生（Coursework Program，主要培养课程硕士学位）；三是研究型研究生（Research Program，又分为硕士和博士两个阶段）。此外，还有一些面向社会的短期培训模式，主要目的是为一些工程技术人员的知识更新和提高工作技能服务。

（一）本科生

在本科培养阶段，主要有单学位和双学位两种模式。单学位一般学制4年，双学位一般学制5～6年。学生的选择灵活而又宽泛，在学期间可以交叉选择艺术、科学、商贸、法律等双学士学位课程。

本科单学位主要包括土木工程、环境工程、土木工程与建筑、测绘工程、地理空间工程等五类学士学位授予方向。土木工程专业方向单学位的学生或多或少都要选修一些与环境工程相关的课程，并完成相应的学分要求。

本科双学位主要包括工程与艺术、工程与商贸、工程与法律、工程与科学、土木工程与其他工程等五类学士学位授予方向。其中，土木工程与其他工程方向的学制一般为5年，主要是土木工程与测绘工程、环境工程、采矿工程方向的交叉结合。工程与艺术方向的学制一般为5～5.5年，工程与商贸方向的学制一般为5.5年，工程与法律方向的学制一般为6～6.5年，工程与科学方向的学制一般为5年。

（二）课程研究生

课程研究生不设导师制，主要讲授课程，学生通过修满指定的课程和学分获得硕士学位，一般又称为课程硕士。课程硕士的学制通常为2年，每学期需要修满4门课程，每门课程一般通过阶段性的PPT课堂讨论、课程论文、课程考试来完成。目前，课程硕士约占新南威尔士大学硕士学生总数的绝大多数。提供课程硕士学位的专业方向主要有土木工程、环境工程、地理空间工程、岩土工程与工程地质、工程管理、结构工程、交通工程、水文与资源工程、净水与污水处理工程。

课程硕士设置三个培养层次（图2）。一是研究生课程认证，主要为一些没有本科学位的大专生过渡学习阶段；二是研究生学历认证，主要针对一些专业背景或学习成绩达不到要求的本科生；

三是硕士学位认证，要求具备本专业本科学习背景，成绩达到一定的要求，且有学士学位的学生。课程认证要修满24学分和4门课程，学历认证要修满48学分和8门课程，学位认证要修满96学分和16门课程。

（三）研究型研究生

研究型研究生的学位授予主要分为哲学博士（Doctor of Philosophy）、工程硕士（Master of Engineering）与工程科学硕士（Master of Engineering Science）三类。与课程硕士不同的是，研究型研究生没有具体的课程和学分要求，是在导师的指导下从事专业内某一领域的研究工作。

哲学博士按专业主要分为土木与环境工程、测绘与空间信息系统两大类，学制一般为4年。本科生获得学士学位以后可以选择直读博士，或者工作几年再读博士，不需要有硕士学位。博士论文的长度一般不超过十万字数，要经历4年的持续研究与学习。一般要求博士生每年做一次阶段性研究报告，是对研究创新的重要评估。如果未通过，推迟四个月再申请汇报；若再次没有通过一般作退学处理。此外，博士阶段虽然没有课程学习要求，但一般来说，学生会结合研究的需要，去选修一些本科或课程硕士的课程。博士学习阶段的退学率比较高，有的专业高达50%～60%。

工程硕士与工程科学硕士学制一般是2年，主要专业有土木工程、环境工程、地理信息技术、岩土工程与工程地质、项目管理、结构工程、交通工程、净水与水文工程、水资源等。工程硕士着重培养学生的工程应用能力，要求学生在应用中提出一些独到的见解或对应用技术有所促进。工程科学硕士着重工程中的一些涉及计算与分析的研究问题，培养学生从科学的角度去思考如何促进工程技术应用的提升。一般具有本科学位的学生可以选择学习工程硕士或工程科学硕士，类似于博士。研究型硕士的退学率也很高，在学期间需要定期汇报阶段性研究进展。

（四）比较研究

通过对新南威尔士大学土木工程学科的专业设置与培养方案的分析，可以得出以下几点结论。

一是，专业设置和国内大学类似，属于“宽口径、厚基础”的大土木类型，既包括传统的土木工程（建筑工程、地下工程、桥梁工程、道路工程），又包括交通工程、工程管理、房地产等方向。与国内大学不同的是，土木工程一般与环境工程相结合，因此也包括一些与环境相关的专业或方向，比如可持续工程、水工程、测绘与地理空间工程等。此外，本科生四年的学习不再细分专业方向，真正体现了“宽口径、厚基础”的培养模式。

二是，本科生可以选择双学位培养方案，在完成本专业学士学位的课程和学分要求以外，可以再选修一些其他学院的与科学、艺术、商贸、法律、经济管理等相关的学位。从这个角度来说，本科生的专业和学位选择余地宽泛，有利于学生的均衡教育和视野拓展。此外，部分对从事科学研究感兴趣的本科生也可以直接选择攻读博士学位。

三是，课程研究生培养方案给一些不愿意从事科学研究，又想获得硕士研究生学历或学位的本科生提供了教育机会。他们可以通过修满一些课程和达到规定的学分要求，从而获得课程硕士学位，部分本科生也可以通过这个阶段进一步提升自己的专业知识水平和工作技能。

四是，研究型研究生一般没有课程和学分要求，这样有助于学生尽快进入研究状态，安心于研究兴趣。研究型硕士又分为工程硕士和工程科学硕士两种类型，有助于学生结合自身情况进行灵活选择。

五是，研究阶段没有的硬性要求，但对研究的创新性要求较高。比如针对博士的培养，每年学生都要汇报阶段性研究进展。由相关领域的学者进行评价，给出是否可以继续研究的建议。论文完成后不设置答辩环节，而是采用函评的方式由世界范围内的著名学者进行评阅，并给出是否达到授予学位要求的评价，真正体现了“宽进严出”的培养模式。

二、 课程设置

（一）本科生

土木工程专业本科生所修课程和学分如图3所示。课程主要分为基础课、专业基础课、专业课和实践四大模块。第一学年主要以基础课程为主，包括数学、物理、材料、化学、力学、各类基础设施体系、工程师基本概念、工程设计与创新等；第二学年以专业基础课和专业课为主，包括固体力学、水工程、交通与公路工程、工程计算与施工、通识教育、结构分析与建模等；第三学年以专业课为主，包括工程运营与控制、土力学、钢与混凝土结构、水力资源工程、土木工程实践、应用土工技术与工程地质、给水排水工程等；第四学年是实践环节，除了通识教育以外，主要包括与实际工程相结合的毕业论文专题，以及一些专业选修课。

以上每门课程均为6个学分，每学期一般安排4门课程，学生四年需要修满192个学分，方可获得学士学位。从课程设置来看，体现了土木工程学科宽泛的特点，在第四年的选修实践课中，学生可以灵活选择自己所感兴趣的工程方向。

（二）课程研究生

土木工程专业课程研究生的课程设置如图4所示。这些课程充分体现了工程教育宽泛的特点，既包括与土木工程设计、施工和管理相关的基本课程，又包括与经济、环境、可持续发展相关的选修课程。

允许课程研究生跨专业背景学习，如果学生来自于其他专业或者没有修完土木工程专业本科课程，一般会被建议增加选修一些相关的课程，以便增强本专业的知识背景。课程设置的类别和数量主要以培养学生具备解决与工程管理、岩土工程、结构、测绘、交通、给水排水等领域相关的高等学科知识为主。

（三） 比较研究

通过对新南威尔士大学土木工程专业本科生和课程研究生的课程设置分析，可以得出以下几点结论。

一是每门课程均设置为6个学分，每学期一般固定4门课程，学分制度和课程数量设置合理，有助于学生更好地学习和理解专业知识。国内大学土木工程专业课程的学分一般从1～4.5不等，学分设置分散，课程学时也很分散，有的课程仅仅设置为几周时间，有的课程却跨度一个学年。分散的学时和学分设置既不利于学生选修课程，也不利于学生对专业知识的充分理解和消化。

二是由于本科教育阶段设置了双学位培养模式，本科生可以自由选择自己感兴趣的学科或专业的课程。课程研究生也设置不同的学位授予类型，可以在土木工程专业范围内自由选择不同方向的课程，也可以跨不同专业或方向交叉选择课程。

三是实践环节设置是直接与实际工程相关联的，一般鼓励学生在工程单位实习期间同时完成毕业论文，增设一些实践选修课程，这些课程可能就开设在实验室或工程单位，以鼓励对不同工程感兴趣的学生自由选择学习。

四是对研究型研究生虽然没有课程和学分要求，但会要求他们根据不同的研究方向和研究方法有针对性地选择某些课程学习或直接去旁听。比如，从事数值分析的研究生可以选择一些高等工程数学课程，从事计算机编程与模拟的可以选择一些计算机程序课程。

三、结语

通过对新南威尔士大学土木工程专业的培养方案、学制、专业与课程设置等方面的教育模式进行分析和比较，提出了一些建议，为国内高校土木工程专业的建设、培养模式的改革、卓越工程师教育计划的实施提供借鉴。

（1）土木工程专业设置宽泛，培养方式灵活，真正体现了“宽口径、厚基础”的大土木培养模式。

（2）本科教育阶段设置单学位与双学位并重培养机制，学生不仅可以在本学科获得学位，还可以在不同的学科和专业间学习相关课程，取得相关的学位。

（3）课程设置体现了学科教育的宽泛特点，单门课程固定为6个学分，每学期固定4门课程，课程学时和学分紧凑集中。

（4）本科阶段的实践环节一般要求学生在工程单位完成，既包括结合实际工程案例完成的毕业论文，又包括一些与不同工程类型相关的实践选修课程的学习。

（5）研究生培养分为课程研究生（硕士）、研究型研究生（硕士和博士）两个层次。课程硕士不设导师制，不需要从事研究，主要是完成相关专业的课程学习。研究型研究生没有课程学习和学分要求，主要从事相关领域的研究工作。

（6）研究型研究生的培养充分体现了“宽进严出”的培养模式，没有硬性的要求，每年定期进行阶段性研究进展汇报，优胜劣汰，淘汰率较高。

参考文献：

[1]童乐为，史炜洲，赵晓林.澳大利亚高等教育特色给予我国土木人才培养的启迪[J].中国电力教育，2008（2）：165-167.

[2]吴瑾.悉尼大学土木工程专业研究生培养模式及特色探讨[J].高等建筑教育，2008，17（4）：6-8.

[3]原方，丁永刚，王彦侠，等.澳大利亚土木工程本科人才培养方案浅析[J].河南工业大学学报：社会科学版，2008，4（2）：155-156.

[4]李炎锋，杜修力，薛素铎，等.从中美土木工程教育对比探讨土木工程专业国际化办学思路[J].中国科技信息，2013（5）：116-117.

[5]刘纪峰，张会芝.美国密歇根州立大学土木工程专业课程设置研究[J].宿州学院学报，2014，29（9）：97-100.

[6]王照宇.中美高校土木工程本科教育比较浅析[J].林区教学，2015（10）：29-30.

[7]饶平平，陈有亮，宋忠强.依托中德合作与交流的土木工程办学研究与实践[J].中国电力教育，2013（10）：55-56.

[8]马士宾，李宁利，张彩利，等.台湾大学土木工程专业本科培养特色的分析与启示[J].当代教育理论与实践，2015，7（4）：55-57.

篇(4)

【关键词】CDIO；土力学；教学改革

1 关于“土力学”课程教学体系改革的思考

CDIO （Conceive-Design-Implement-Operate）工程教育模式以完整的项目研发为载体，系统地培养学生专业技术知识、创新思考能力、职业能力和态度、团队协作和沟通能力，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程[1]。土力学属于土木工程课程体系中的专业基础必修课，最突出特点就是实践性强，包含了理论、实验和工程应用三部分。只有将课堂、实验室、工程组成一个相互促进、相互引导的教学循环体系，才能实现理论指导实践、实践提升理论的良性循环。

目前土力学课程教学主要是通过理论学习来培养学生分析和计算方面的能力，虽然也开设了8学时的实验课程，但总体上缺乏对工程应用能力的培养。现存的主要问题有：

（1）学时少与内容多的矛盾。在培养计划总学时不变的情况下，基础课的学时有所增加，专业课的学时越来越少。然而，随着科学技术的发展，各种新理论、新技术、新方法的不断涌现，让学生了解学科前沿动态，扩大视野，是本科教育的重要任务。这就形成了教学学时的越来越少与教学内容越来越多的矛盾。

（2）教学方法单一，学生学习兴趣不浓。传统的“一言堂”、“填鸭式”的教学方式，陈旧落后的教学手段，繁多的教学内容，高难度的计算，再加上多媒体教学力度不够，使学生学习的积极性、主动性难以提高，教学效果大打折扣。

（3）教学内容与实践结合少。教学内容未能及时把学科最新发展成果和教改教研成果引入教学；工程案例较少。

（4）实践性教学环节薄弱。土力学是理论性和实践性都很强的自然科学，大部分土力学的理论是建立在实验基础上的；另外，大多数已开设的实验是对已有结论的验证性实验，缺乏启发型、综合型、设计型、探索型实验。这种重理论、轻实践的教学方式不适应土木工程专业人才培养目标的要求。

（5）学生读死书，死读书。学生的学习缺乏主动性，研究性学习、探究性学习、协作学习等现代教育理念在教学中的应用较少。

随着工程技术的发展，各种新理论、新技术、新方法的不断涌现，土力学应用的领域日益拓展，知识处于爆炸时代，让学生了解学科前沿动态，扩大视野，是本科教育的重要任务。合理地安排教学内容，采用有效的教学方法显得尤为重要。

2 改革教学内容

2.1 讲课内容少而精

教师主要通过课堂讲授、习题、实验等教学方式重点讲透基本概念、推导假设和基本原理等，如土的物理性、应力、强度、压缩性和渗透性等重点，应讲清楚它们的物理意义、用途、基本假设、应用中的注意事项等。不仅要掌握分析方法，更要掌握各种分析方法的适用条件，不需要纠缠于推导。

课堂教学过程中按照实际岩土工程和力学分析过程来进行。并按照自然逻辑将岩土力学问题和理论分解成许多细小知识和认识单元和步骤[2]。首先提出工程问题，再根据问题来建立力学理论模型、假设和相应参数，之后建立力学分析和计算模型，再回到原来实际工程问题用这些理论和计算结果来解释、分析和预测这些工程的关键问题。在提出―分析―解决问题的过程中，学生不仅可学习知识而且还可掌握分析问题的方法和获得相应的工程经验，并可在脑海中建立起整个知识的框架和分析问题的流程。

2.2 教学内容实际化

土力学讲共性，讲原理，把国内有些专业技术标准中比较典型的方法作为应用的一种例子来讲，让学生了解国内的技术发展情况和存在的问题，引导学生结合不同的工程正确地应用工程经验，理解专业技术标准（规范）之间差异的原因[3]。可结合实际情况，介绍当前人们非常关注的，属于热点和重大项目的工程案例，如深基坑开挖，地铁、高速公路路基的设计与施工，介绍其中遇到的一些重大而复杂的土力学问题以及解决这些问题的思路和方法，也可介绍近几年发生的重大工程事故及其中所涉及的一些土力学问题，工程事故能使学生感到十分震撼，有利于激起学生的社会责任感，对学好本课程乃至本专业都会起到很好的作用。

在教学中融合注册岩土工程师、注册结构工程师等考证的内容，使学生更加明确专业学习的重点和方向，提高学习积极性；以基本理论为基础，结合实际工程问题，学习结构设计方法，理解国家规范、规程，培养分析问题的能力。

2.3 教学内容新颖化

在教学内容中应及时反映本专业的最新技术和成果，介绍当前学术前沿发展动态：授课过程中教师将本学科相关的学术发展动态告诉学生，并提出当前存在的问题，提出自己的思路或可供选择的方案，由学生按自己的思路进行细化设计，这样既提高了学生学习的兴趣，同时也培养了他们独立思考的能力以及创新精神。同时在整个教学过程中，通过安排专家讲座、专题讲座或阅读相应最新前沿专业书籍等方式，加强学生对专业专业领域中比较成熟的新技术、新材料、新工艺最新发展的了解，使学生开阔视野，拓宽知识面，激发学生的创造性。

2.4 教学内容综合化

要在传授知识的基础上注重全面素质与综合能力的培养，加强学生获取知识、分析问题、解决问题的能力，以及加强综合性工程设计的教学和训练。另外应体现学科交叉和融合，加强包括人文、社会、管理科学在内的基本职业道德素质的培养。

3 改革教学方法

由于土体自身的特性，学习土力学形象思维比逻辑思维更重要。要根据土力学的学科特点，不断改进土力学的教学方法和研究方法，才能不断提高教学水平，正确把握土力学的学科发展态势。

3.1 开展研究型教学

增加大量的自学知识、讨论课程，学生就某一个主题搜集资料、发言讨论，同学和老师进行点评。这些讨论题有些是关键知识点，有些是综合性的知识，能达到扩展学生的知识面、调动学生的积极性、培养学生独立思考问题和激发学生的创作激情的目的。广泛开展课堂内外的讨论，强化理解基本概念，在课堂上进行有关土力学热点问题的讨论。例如关于土压力水土合算与分算的讨论、关于地下室浮力计算的讨论、关于渗透力的讨论等，加深学生对基本概念的理解，培养独立思考和对实际工程问题的分析能力，拓宽同学们的思路。

3.2 工程讲座和案例分析

大量收集工程图片资料，选配恰当的实例、算例或喻例，选择事故或失败工程实例进行分析。如对照挡墙或基坑工程实例阐述渗流现象与渗流理论、土压力和整体稳定；对照建筑物倾斜、开裂，阐述土体压缩与固结理论，分析有效应力原理；对照坝坡失稳、建筑物倒塌阐述土的抗剪强度理论、参数测定与应用，地基承载力等。通过工程讲座和案例分析，有助于激发学生的学习兴趣，调动学生的学习积极性并提高教学效率，加强土工问题分析和判断能力的训练，进一步提高学生识别、分析和解决某一具体问题的能力。

3.3 开设第二课堂

通过开展学术与工程报告讲座，邀请工程勘察与设计单位的高级工程师、研究院所研究员、高校教授及在校教师，开展学术与工程报告讲座，成为学生加深原理与概念理解、获取新知识点、增强学术交流、了解我国重大岩土工程建设中存在问题及解决方法、了解学科前沿的窗口。要求学生阅读一定量的文献资料，并开展定期的读书交流活动，促进学生自主思考提出问题、解答问题，培养自主学习能力并互相学习、取长补短，激发学生潜能。

3.4 改进课外作业模式

目前的课外作业以复习、巩固书本知识为主，有些学生仅限于完成书上的习题及思考题，很难达到举一反三的效果。因此，将课外作业分为基本型（以复习书本知识为主）、综合设计型、工程实践型、创新研究型四类，并可由学生项目小组来集体讨论解题，成绩评定原则是以知识运用的“合理性”为主，即学生应能拿出理由说明其设计的合理性，并有适当的分析与思辨，以学生的实际表现和工作成果为依据，其中项目执行成果（研发报告及其展示）占40 %，研发过程占60 %（包括文献阅读、动手能力、团队合作能力、解决问题能力、设计与工艺的合理性及创新性）。

4 结束语

以先进的CDIO工程教育理念为指导，对土力学课程进行了一整套的教学改革，使学生能深刻地理解和掌握土力学基本原理，取得了良好的教学效果，达了现代工程教育改革的目标。今后我们还需要不断努力，逐步完善土力学课程教学改革的每一个环节，培养适合社会发展需要，具有实践创新能力的工程建设人才。

【参考文献】

[1]CDIO教育改革工作办公室.CDIO简介[EB/OL].汕头：汕头大学工学院[2009-10-15] .http：///index.asp.

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[关键词]抗滑稳定复核；围堤稳定；瑞典圆弧法

中图分类号：TV543.8 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）10-0287-02

1 工程简介

1.1 工程概况

三门县洋市涂围垦工程位于浙东沿海三门湾畔，地处中国“黄金海岸线”中段，围堤始于围区背面高湾山东侧山脚下的柴爿花嘴，堤轴线沿线涂面高程-4.0～-4.5米，工程围垦面积5935亩，工程主要建筑物由、围堤（始于围区北面高湾山东侧山脚下的柴爿花嘴，向东布置约200m后转向东南，直线布置至外鲎岛西面山坡坡）长1133.2m；外鲎岛～里鲎岛堵坝，堵坝长474.7m；里鲎岛～东嘴头堵坝、堵坝长338.0m，东嘴头纳潮闸和柴爿花嘴排水闸组成。堤坝总长1945.9m，纳潮闸规模为3孔×3.0m；排水闸规模为5孔×3.0m。

1.2 围堤设计断面结构

围堤堤形采用土石混合结构型式，断面为宽平台结构，堤顶高程8.3米，防浪墙顶高程9.1米，堤顶宽度6.0米。围堤迎潮面高程4.5米处设宽12.0米的消浪宽平台，平台上部和下部均为带反弧的陡墙。围堤迎潮面堤脚高程0.0米处设宽11.8米护角平台，平台下部以1：5的坡度至涂面。围堤内侧闭气土顶高程为6.5米顶宽3.0米下部以1：3的坡度至高程4.0米、宽7.0米的平台，平台下部以1：10的边坡至坡脚抛石子堤。子堤顶高程2.5米，顶宽12米，镇压顶层高程0.0米、宽20米。地基采取爆炸挤淤置换法进行处理（图1）。

1.3 围堤地基工程地质

围区呈凹形，三面环山，河流发育，河流长度一般3.0km～5.0km，分水岭至滩涂高差大于100m，源短流急，河流易在滩涂冲刷形成深槽。沉积环境复杂，后期沉积多形成槽状透镜体软土、砂土夹层。

围堤和堵坝沿线的沉积物以海积及冲～海积层为主，近岸坡处低部尚有残坡积层分布。根据钻孔取样及静力触探揭示，围堤和堵坝地基土层主要由淤泥、淤泥质粘土、粉质粘土、粉土、粉质粘土与粉土互层、含碎石粉质粘土等组成三门县洋市涂围垦工程围堤基础沉积物以海积及冲～海积层为主，近岸坡处低部尚有残坡积层分布，物理力学性质差，具有含水量高，孔隙比大、压缩性高、排水和固Y条件差、天然强度低、沉降变形大等特点，是堤基沉降和抗滑稳定的主要控制层。

2、施工阶段地基土层参数

土层勘测分在桩号堤0+255、堤0+355、堤0+450、堤0+505，每个断面布置三个钻孔进行取样试验及十字板试验，以勘查爆炸挤淤后地基土层的实际情况（表1-表3）。

3、设计条件

3.1 设计工况及水位组合

设计工况考虑采用正常运行情况不利组合，即围堤外海侧50年一遇设计低潮位，围区测中远期20年一遇设计洪水位。

外海侧设计低潮位（P=2%）：-3.85米

围区侧中远期洪水位（P=5%）：3.71米

土石杰出面浸润线高程为多年平均位：2.36米

3.2 计算边界条件

根据围堤断面实际钻孔检测深度控制现状基础爆填堤心石边界。

边界条件：淤泥层级爆填堤心石宽度范围内粘土参数按施工阶段土层地质勘测十字板抗剪强度取值，周边土层按施工阶段地质勘测快剪指标取值（表4）。

4、计算

围堤抗滑稳定采用理正岩土工程计算分析软件进行计算复核，正常运算情况下，围堤堤身实测断面外海侧整体抗滑稳定计算结果见表5

根据规范要求，正常运行情况系，3级围堤整体抗滑稳定安全系数瑞典圆弧法不小于1.20，简化毕肖法不小于1.30.围堤堤身外海侧整体抗滑稳定安全系数两种计算方法均满足规范要求。

5、结论

经过对围堤实测断面采用施工阶段的地质土层钻芯室内物理力学实验参数及十字板抗剪强度指标对围堤外海侧整体抗滑稳定计算，整体抗滑稳定安全系数能足规范要求。

参考文献

[1] 胡辉、姚磊华、董梅，《瑞典圆弧法和毕肖普法评价边坡稳定性的比较》，《路基工程》，2007年第6期，110-112页.

[2] 夏唐代，梁荣柱，三门洋市涂围垦工程各断面钻孔检测及沉降分析，2015.3.

[3] 张朋举，《城子水库大坝坝坡稳定性分析》，《华北水利水电学院毕业论文》，第10页.

[4] 朱晓敖，翁小波，浙江省三门县围垦工程围堤稳定性复核报告，2015.4.

篇(6)

关键词：建筑工程；复合地基；应用分析

复合地基，按照土体的性状和桩体的材料以及成桩的工艺，其有着各种不同的效应。（1）桩体效应：桩体效应指的是在复合地基中，桩体在强度和模量方面都要比土大，因此其承担荷载的能力自然也要比土大，由桩体的增强导致地基承载力的增强，因而减小了变形所产生的可能性，即为桩体效应。（2）振密效应：振密效应指的是将相对比较松散的土和细沙使用一种名为非挤土振动成桩的工艺，这样可以增加桩间的土的密实度，也可以增加土的强度以及模量。（3）排水效应：排水效应是指在复合地基中，桩体的排水性能很好，例如砂桩和碎石桩。排水性比较强的桩体能够提高地基的荷载承担力。

一、复合地基的理论研究

复合地基，指的是在地基的处理过程中，天然地基的部分土体得到了一定的增强或是被置换了，或者是在天然的地基当中，设置了加筋材料，因此加固区由天然地基的土体以及增强体共同组成的人工的地基。

“复合地基”这个词在 20 世纪 60 年代时是第一次在国际上得以使用，从那以后，复合地基理论便为地基的处理提供了一种理论分析，并且为建立公式提供了依据。关于复合地基理论的研究深受学术界以及岩土工程界的重视。在灰石桩、石灰桩、碎石桩、旋喷桩等加固地基的一系列理论分析当中，都应用到了复合地基理论。最近几年，CFG 桩（水泥粉煤灰碎石桩）和疏桩以及树根桩基础等也成为了复合地基理论的范畴之内。

虽然复合地基出现的时间并不是很长，但是复合地基的工程应用有着很久的历史渊源。自从人类文明出现，便兴起了一种地基处理的技术。人类最早的砂石桩出现于 1835 年，出自于一位法国工程师之手。继而，1933 年，德国人制作成功了振冲器，并且在 1935 年应用于加固松散的粉砂地基，然后日本，美国和欧洲都使用了该振冲器。1977 年，我国制造了第一台振动水冲器，并与同年九月份应用于软粘土地基的加固。1992 年，建设部组织鉴定了 CFG桩（水泥粉煤灰碎石桩）复合地基成套技术，继而其广泛应用于国内的各个建筑工程当中。

二、复合地基的分类

本论文主要以增强体的方向作为划分复合地基的条件。其可分为两种类型：一种是竖向增强体复合地基，另一种是水平向增强体复合地基。

1.竖向增强体复合地基

竖向增强体，就是我们前面所提到的桩，那么我们也经常将竖向增强体复合地基叫做桩体复合地基。人们又依据竖向增强体的不同性质将桩体复合地基分为以下三大类：柔性桩复合地基、刚性桩复合地基以及散体材料桩复合地基。

柔性桩复合地基，顾名思义，其桩体的刚度相对较小一些，但是它具有粘结强度。柔性桩复合地基是由桩体以及桩间的同承担荷载的。刚性桩复合地基有较高的承载能力，其主要是依靠着桩体的置换，而且桩体本身就有着较高的强度，因此其承载能力要比其他桩体复合地基更强大一些。在中国，最早开发成功的刚性桩复合地基便是在 1992年，由中国建筑科学研究院地基基础研究所所开发的 CFG 桩复合地基。散体材料桩复合地基，同样可知其桩体由散体材料组成。它的桩身的材料是无粘结强度的，因此并不能单独形成桩体，要通过周围的土的围箍才得以形成桩体。

2.水平向增强体复合地基

水平向增强体复合地基，指的是在地基里，水平向地铺设加筋材料，比如金属材料、土工织物、土工格栅以及竹筋等所形成的复合地基，铺设加筋材料的目的是增强地基的土的抗剪能力、避免地基的土产生侧向位移的情形，谨防地基的土侧向挤出来。

三、在建筑工程中复合地基的应用

在建筑界里，复合地基以其在技术方面和经济发面取得双赢的绝对优势，得到广泛的欢迎和应用。下面，我们举一个例子加以说明，不妨就以振冲碎石桩为典型。

在温州市，我们选取某个小区的六栋楼为研究对象，这些楼均为住宅楼，并且都是五层的框架结构。经过调查，该地的地层从下往上依此做了记录。记录的结果如表 1 所示。

表1

经过振冲碎石桩额加固以后，主住宅楼的复合地基的承载力的特征值可以达220kPa。该住宅区的振冲桩的工程结构是这样的：一号楼是底框结构，其地下有一层，地上为六层。二号楼是砖混的结构，其也是地下一层、地上六层，它的地基的上方是杂填土，下方则是粘土以及粉质粘土。经过振冲碎石桩的加固，主住宅楼的复合地基的承载力的特征值可以达250 kPa。

在宁波的某个地基处理的工程当中，其所记录的地质条件是吹填粉细砂。地基的处理所采用的是振冲挤密无填料工艺。首先，向振区块内注入水，进行浸泡，这样可以消除粉砂和细砂土的毛细压力，然后用双头振冲器实现共振，这样可以提高效益，其处理的深度为十至十五米，经过处理之后的地基的承载力的特征值达到 200 kPa。

同样在宁波的某个地基处理的工程当中，它的施工条件是在海上，水深度为 14 m，这个工程是第一次在海上实施振冲技术。该地的地质条件如下（自上而下）：淤泥质粉质粘土，粉细砂，粉质粘土。它的加固深度为 6～7 m，经过加固之后，复合地基的承载力的特征值达到了 160 kPa。

在金华某一工程中，场地选择的是一栋 30 层的楼，还有作为车库的地下一层，该楼为框剪结构。其地质条件从下往上分别是：杂填土 3～4 m，其承载力是 80 kPa；淤泥质粉细砂 2～8 m，其承载力是50 kPa；含砾粘土，其承载力是 200 kPa；砾石，其承载力是 300kPa。经过振冲的加固，该楼的复合地基的承载力的特征值可达 400kPa，而作为车库的地下一层的复合地基的承载力也达到了 250 kPa。

四、结语

综上所述，根据不完全统计，大约 60%的高层建筑采用的都是复合地基，而中高层以及小高层的建筑也都在向着使用复合地基的方向发展，因此使得这些建筑使用复合地基比例得到不断提升。本文结合实例，对复合地基在建筑工程中应用进行了论述，以供参考。

参考文献：

[1]黄耀宇.建筑工程中复合地基施工技术的分析[J].现代物业（上旬刊）.2013（06）

篇(7)

关键词：非饱和土边坡稳定性降雨入渗抗剪强度

中图分类号：U213.1+3 文献标识码：A 文章编号：

铁路工程中的边坡工程，大都涉及到边坡稳定性问题。国内外学者对边坡稳定性进行了大量的卓有成效的工作，取得了很多有意义的研究成果。

众所周知，降雨过程中或雨后是边坡失稳最易出现的时段。水的作用是影响边坡稳定的关键因素之一。本文采用数值分析方法，对降雨过程中非饱和土边坡的稳定性分析进行了研究。

1. 降雨过程对边坡稳定性的影响

当边坡土体内部的某些面上的剪应力达到抗剪强度时，边坡稳定平衡受到破坏，这是边坡失稳的根本原因[1]。在降雨过程中，非饱和土边坡的含水量增大，重度增加，同时下滑力也增大，使得剪应力增加；而抗剪强度与含水量呈反比，随着含水量的增大，抗剪强度降低。二者综合作用，使得降雨过程中容易诱发边坡失稳。

研究降雨入渗的边坡稳定性问题时有两个复杂问题需要探讨：饱和与非饱和状态下水的渗流问题、含水量变化问题[2]。与饱和土中水的渗流不同，在非饱和土中水的渗透系数并不是固定的常数，它与饱和度有关，是饱和度的函数。

国内外学者对非饱和土抗剪强度的做了大量的研究工作。1960年Bishop[4]参照饱和土的有效应力原理，提出了适用于非饱和土的抗剪强度表达式（1）：

（1）

其中为作用在土体上的正应力； 为土的有效应力强度参数；为与土的饱和度及土性有关的试验参数；为孔隙气压力；为孔隙水压力。

Fredlund于1978年将公式改进，提出了非饱和土的抗剪强度公式（2），定义了等效摩擦角。在公式中，正应力引起的强度与土体内摩擦角有关，而由于基质吸力引起的强度与等效内摩擦角有关。

（2）

从以上两个公式可以看出，非饱和土的抗剪强度参数包含了基质吸力的影响。在实际工程中，抗剪强度参数对岩土工程有着重要的意义，是指导工程设计和安全施工的重要前提。因此，有必要研究非饱和土抗剪强度参数的确定。

2. 非饱和土参数的确定

通过以上理论研究，我们可以得出，在非饱和土研究中，主要存在两个未知量：渗透系数及抗剪强度参数。

2.1 非饱和土渗透系数

非饱和土的渗透系数是土体饱和度的函数，土体渗透系数随饱和度的变化而变化。我们考虑以一个折减系数a来考虑饱和度对渗透系数的影响。在ABAQUS软件中，当出现非饱和渗流时，默认当饱和度＜1.0时，；当时，。计算中渗透系数按照饱和度的不同修正为。

2.2 非饱和土强度参数的确定

在上一节中，我们已经将渗透系数与饱和度联系起来。在土中，基质吸力同样是土的饱和度的函数，这就是土－水特征曲线，或称水分特征曲线。在土体这种孔隙材料中，土体非饱和意味着总的孔隙水压力＜0，既－就是材料的基质吸力[3]。在分析非饱和土问题时，必须确定非饱和土的土－水特征曲线。

室内非饱和土试验的方法很多，应用比较广泛的是通过压力板仪控制基质吸力。试验过程中，将饱和试样放入压力板仪中，通过加压系统可以使仪器中试样在一定的压力下脱（吸）水、平衡，待试样稳定不再有水排出后，将试样取出称重，得出非饱和土的相应压力即基质吸力下对应的含水量。

文献［1］中通过大量的非饱和土试验，得出了非饱和土的土－水特征曲线的拟合公式（3），该公式采用指数函数拟合了脱湿段与吸湿段的土－水特征曲线：

（3）

其中，ω为含水量， 为基质吸力，a、b、c均为拟合参数。通过该公式，我们可以得出各饱和度下的负的孔隙水压力即基质吸力。同样，对非饱和土试样进行剪切试验，可以获得不同含水量下对应的非饱和土的抗剪强度参数。

3. 非饱和土边坡的算例分析

3.1 工程概况

某铁路边坡，边坡高度为H=10m，边坡坡率为1:1。根据地质资料，坡体材料为山西中南部地区常见新黄土，重度为18.2kN/m3，渗透系数为k＝0.018m／s，降雨入渗强度为q＝20mm／s。

3.2 数值分析

数值分析采用有限元分析软件ABAQUS软件。边坡模型如图一所示。土体网格单元划分形式采用四边形二次单元。本构模型采用理想的弹塑性模型，基于Mohr-Coulomb破坏准则与非相关联流动法则。

图一边坡模型

在降雨过程中，非饱和土吸收降雨，从天然含水量开始，逐渐增大含水量，分析非饱和土边坡稳定性的变化。不同含水量对应的抗剪强度参数不同。我们选取4个不同含水量，通过试验得出的对应的抗剪强度参数如下表所示。

表1不同含水量下的广义抗剪强度参数

通过数值分析结果我们可以直观的看到，随着降雨过程时间的增加，黄土边坡的塑性区逐渐增加，非饱和土边坡的强度降低，塑性区逐渐贯通，当含水量为15.5%时，塑性区贯通，边坡即将破坏。

（a）含水量9.5% （b）含水量10.2%

（c）含水量12.8% （d）含水量15.5%

图二数值分析结果

4. 小结

本文通过理论分析与数值分析相结合的方法，对降雨过程中非饱和土边坡的稳定性研究提供了方法，在研究中可以得出以下结论：

(1)降雨入渗过程中，非饱和土吸水，含水量逐渐提高，基质吸力减小，从而导致广义抗剪强度值的降低，导致边坡破坏。

(2)在以往边坡稳定性分析中，多采用饱和土的抗剪强度参数，而实际边坡多为非饱和土边坡。以往的计算分析势必造成一定的工程量的浪费。

(3) 虽然通过对非饱和土进行试验与数值分析相结合的方法，采用不同含水量下边坡的抗剪强度参数，为非饱和土边坡稳定性分析研究提供了依据。但鉴于非饱和土边坡的复杂性，如何将此方法应用到工程实践中，仍然需要进一步的深入研究。

参考文献：

［1］温晓鹏，杨庆，杨钢.重塑非饱和粘土脱吸湿抗剪强度对比研究.水利水电科技进展，2010.

［2］陈仲颐，张在明等译．非饱和土力学．北京：中国建筑工业出版社，1997．

［3］孟长江.非饱和土土水特征曲线与强度的试验研究及其应用：（硕士学位论文）.大连：大连理工大学，2006.