時(shí)間：2023-03-20 16:13:54
導(dǎo)語(yǔ)：在工程地質(zhì)學(xué)論文的撰寫旅程中，學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
[關(guān)鍵詞]土木工程 教學(xué)內(nèi)容 教學(xué)模式
[中圖分類號(hào)] TU7-4 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437（2014）14-0079-03
我國(guó)土木工程建設(shè)有著飛快的進(jìn)步，房地產(chǎn)產(chǎn)業(yè)和住宅的大發(fā)展、高速公路和高速鐵路網(wǎng)的迅猛興起，增強(qiáng)了我國(guó)的綜合實(shí)力。城市建設(shè)中的基坑開(kāi)挖不僅越來(lái)越深，而且開(kāi)挖對(duì)周圍環(huán)境的影響越發(fā)敏感；全國(guó)30多座城市已建或在建地鐵，大冶露天鐵礦開(kāi)采的邊坡高度達(dá)到800多米，海底隧道、煤礦開(kāi)采的深度最深達(dá)到1000多米。同時(shí)，近些年我國(guó)工程建設(shè)中事故頻發(fā)，如杭州風(fēng)情大道地鐵基坑倒塌事故、上海蓮花河畔景苑7#樓傾倒事故、青島輸油管道爆炸事件。因此，我國(guó)對(duì)工程建設(shè)場(chǎng)地選址及場(chǎng)地內(nèi)地質(zhì)條件要求越來(lái)越高，水文與工程地質(zhì)工作是土木工程建設(shè)重要的、不可缺少的基礎(chǔ)工作。
1998年教育部頒布《普通高等學(xué)校本科專業(yè)目錄》，將原來(lái)的結(jié)構(gòu)、橋梁、道路、巖土、礦井建設(shè)、城鎮(zhèn)建設(shè)等8個(gè)專業(yè)合并為土木工程專業(yè)，成為一個(gè)寬口徑的大專業(yè)土木工程，具有內(nèi)涵廣泛、支系眾多、科目復(fù)雜的特點(diǎn)，涵蓋領(lǐng)域極為廣泛，對(duì)學(xué)科全貌充分認(rèn)識(shí)與把握，以期培養(yǎng)出的學(xué)生“理論基礎(chǔ)扎實(shí)，專業(yè)知識(shí)面廣，實(shí)踐能力強(qiáng)，綜合素質(zhì)高，并有較強(qiáng)的科技運(yùn)用、推廣、轉(zhuǎn)換能力”。[1] [2]土木工程概論課程涵蓋工業(yè)與民用建筑、交通土建、地下工程、巖土工程、市政工程、水利水電工程及國(guó)防工程等廣泛領(lǐng)域。[3] [4] [5]通過(guò)對(duì)土木工程概論課程的學(xué)習(xí)，對(duì)剛進(jìn)入大學(xué)的水文與工程地質(zhì)專業(yè)學(xué)生以后從事土木工程相關(guān)的勘察、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理、管理等領(lǐng)域從事技術(shù)或管理工作有個(gè)較為全面的認(rèn)識(shí)。
一、水文與地質(zhì)專業(yè)對(duì)土木工程的重要性
資源開(kāi)發(fā)和基礎(chǔ)建設(shè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中有著十分重要的意義。道路橋梁建設(shè)、煤礦資源調(diào)查等項(xiàng)目開(kāi)展初期和建設(shè)過(guò)程中都必須對(duì)工程地質(zhì)自然災(zāi)害、水文與工程地質(zhì)條件、不良地質(zhì)現(xiàn)象及工程對(duì)周圍環(huán)境的影響進(jìn)行評(píng)價(jià)和調(diào)查。資源開(kāi)發(fā)利用、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)造成的水文與工程地質(zhì)條件的惡化，對(duì)人類的生產(chǎn)和生活造成極大的影響，如采礦導(dǎo)致的地面沉降、人工開(kāi)挖對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響、尾礦庫(kù)對(duì)地下水的污染、水庫(kù)蓄水誘發(fā)區(qū)域性地震，特別是近年來(lái)由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展導(dǎo)致的全國(guó)大范圍的霧霾天氣。故此在各類地質(zhì)環(huán)境評(píng)價(jià)、資源開(kāi)發(fā)利用以及地基基礎(chǔ)工程建設(shè)等過(guò)程中，不僅需要從業(yè)人員懂得水文與工程地質(zhì)專業(yè)知識(shí)，而且會(huì)科學(xué)管理各種工程。但從現(xiàn)實(shí)情況來(lái)看，高級(jí)應(yīng)用型技術(shù)人才普遍不足。
水文與工程地質(zhì)的畢業(yè)生，既有厚實(shí)的專業(yè)理論基礎(chǔ)、寬廣的專業(yè)知識(shí)，又有較強(qiáng)的實(shí)踐技能，可在大型工礦企業(yè)、城市、城鎮(zhèn)從事給排水、地下水及區(qū)域環(huán)境評(píng)價(jià)等方面從事水文地質(zhì)調(diào)查工作，也可在有關(guān)部門從事飛機(jī)場(chǎng)、港口、海岸帶海洋環(huán)境、鐵路、公路、隧道、水庫(kù)等土木工程方面的工程地質(zhì)勘查工作。
二、土木工程概論課程的特點(diǎn)
（一）涵蓋內(nèi)容全面
本課程包括材料力學(xué)和結(jié)構(gòu)概念、建筑工程類型及施工工藝、飛機(jī)場(chǎng)工程的選址及建設(shè)、地下工程類型及施工工藝、橋梁工程的類型及施工工藝、道路工程的選線及種類、鐵路工程、?？诠こ獭⒔o排水工程、海洋工程、土木工程中的災(zāi)害等內(nèi)容，其中不僅涉及材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、土力學(xué)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)等力學(xué)內(nèi)容，還涉及規(guī)劃、施工及監(jiān)理方面的內(nèi)容，因此學(xué)好這門課程，對(duì)于剛跨進(jìn)高等學(xué)校大門的水文與工程地質(zhì)專業(yè)的學(xué)生而言，理解本專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)意義重大。
（二）發(fā)展變化快
土木工程雖然是一門古老的學(xué)科，但其領(lǐng)域隨相關(guān)學(xué)科的發(fā)展、經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)進(jìn)步的需要而不斷深化、不斷拓展。
（三）應(yīng)用性廣
隨著城市化的發(fā)展，我國(guó)對(duì)能源需求越來(lái)越大，高層及超高層建筑越來(lái)越多，建筑基礎(chǔ)形式多以樁基礎(chǔ)等深基礎(chǔ)為主，這不僅要求水文與工程地質(zhì)專業(yè)畢業(yè)生掌握扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，同時(shí)又為畢業(yè)生就業(yè)提供了更多的機(jī)會(huì)。
三、土木工程概論課程存在的不足
（一）教材內(nèi)容的滯后
土木工程建設(shè)種類、規(guī)模發(fā)展日新月異，由于時(shí)效性，教材不可能及時(shí)反映土木工程的變化，已淘汰的施工工藝技術(shù)甚至還有可能在現(xiàn)有的教材中出現(xiàn)。
（二）課堂教學(xué)方式不豐富
土木工程概論課程涉及的工程種類多、工程性很強(qiáng)?，F(xiàn)代多媒體的運(yùn)用相較于傳統(tǒng)的黑板教學(xué)而言，能夠大大提高教學(xué)效率，在很短的時(shí)間內(nèi)擴(kuò)大了學(xué)生的知識(shí)面。涉及高層建筑、橋梁、隧道等工程的施工工藝的流程、各種施工機(jī)械的操作過(guò)程，學(xué)生如不到工地現(xiàn)場(chǎng)則不能很好地掌握關(guān)鍵施工技術(shù)，這就導(dǎo)致教學(xué)效果不理想，學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握不牢靠。
（三）教學(xué)素材收集難
由于土木工程涉及交通、土建、港口、海洋等方面，其覆蓋面相當(dāng)廣泛，要收集各種工程的典型性素材有相當(dāng)?shù)碾y度。
四、土木工程概論課程教學(xué)改革
（一）精選教學(xué)內(nèi)容
土木工程概論課程的教學(xué)目標(biāo)是開(kāi)拓學(xué)生土木工程的視野、培養(yǎng)學(xué)生土木工程的意識(shí)、激發(fā)學(xué)生持久的學(xué)習(xí)動(dòng)力。因此在講課時(shí)可選擇生動(dòng)宏偉的建設(shè)場(chǎng)景和案例，如上海中心基坑施工、廣州東塔基坑施工、三峽大壩工程、港珠澳大橋建設(shè)及世界各地的海底隧道工程等，以此來(lái)讓學(xué)生建立土木工程的整體和發(fā)展思維，從而提高他們學(xué)習(xí)后續(xù)課程的興趣和質(zhì)量。同時(shí)，在教學(xué)中將學(xué)生帶到實(shí)際工程現(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)，讓學(xué)生提前接觸生產(chǎn)實(shí)際，掌握一些現(xiàn)場(chǎng)施工的知識(shí)，為他們走向工作崗位奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
（二）采用形式多樣的教學(xué)方法
為激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、提高課堂效率，各種如橋梁類型、隧道類型、飛機(jī)場(chǎng)形式等可以用靜態(tài)多媒體直觀、形象地展現(xiàn)出來(lái)，以此提高學(xué)生對(duì)工程的直觀認(rèn)識(shí)，加深學(xué)生的理論知識(shí)，以較少的教學(xué)時(shí)間收到很好的教學(xué)效果。土木工程概論內(nèi)容豐富多彩，為避免課程內(nèi)容變得枯燥無(wú)味，教師在課堂教學(xué)中不應(yīng)僅僅以靜態(tài)圖片的形式向?qū)W生講解土木工程的有關(guān)概念、理論，這樣易讓學(xué)生產(chǎn)生厭學(xué)情緒。課間播放一些隧道施工、深基坑維護(hù)施工的教學(xué)短片，如人工挖孔樁、港珠澳大橋施工錄像、廣州東塔的施工動(dòng)畫、管樁打入施工過(guò)程、雙排樁施工過(guò)程、錨桿支護(hù)施工過(guò)程、越江隧道施工動(dòng)畫、邊坡加固施工過(guò)程。通過(guò)教學(xué)錄像的播放，讓學(xué)生掌握各種土木工程的施工方法。
（三）穿插專題講座
為了讓學(xué)生了解土木工程的最新發(fā)展?fàn)顩r，針對(duì)新近的一些深大基坑工程、橋梁工程及土木工程方面的試驗(yàn)平臺(tái)做專題講座，如上海蓮花河畔景苑7#樓傾倒事故分析、上海中心深基坑支護(hù)工程、港珠澳大橋施工、國(guó)內(nèi)外離心機(jī)試驗(yàn)、動(dòng)態(tài)空心圓柱剪切試驗(yàn)等。隨著城鎮(zhèn)化的進(jìn)展，近年來(lái)淮南新建了一批深基坑工程、橋梁工程、隧道工程。在教學(xué)過(guò)程中，邀請(qǐng)現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員到課堂上來(lái)給學(xué)生做講座，如進(jìn)行過(guò)“攪拌樁維護(hù)施工”、“地下連續(xù)墻施工”、“拉森板樁維護(hù)施工”、“地下空間施工”、“打入樁施工”等專題講座。專題講座不僅充實(shí)了教學(xué)內(nèi)容、開(kāi)拓了學(xué)生的知識(shí)面，而且能引導(dǎo)學(xué)生從事土木工程的就業(yè)方向。
（四）知名人物及實(shí)驗(yàn)平臺(tái)介紹
為增加水文與工程地質(zhì)專業(yè)學(xué)生對(duì)國(guó)內(nèi)外高校土木工程專業(yè)的認(rèn)識(shí)及針對(duì)部分學(xué)生今后考研的情況，教師在講解到各種土木工程時(shí)，可穿插些相關(guān)的歷史人物、當(dāng)代知名學(xué)者及國(guó)內(nèi)的一些重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的介紹。如講到橋梁工程時(shí)，可講一講茅以升事跡、盧溝橋事件、國(guó)內(nèi)外知名高校橋梁工程專業(yè)的知名學(xué)者及同濟(jì)大學(xué)的橋梁結(jié)構(gòu)抗風(fēng)技術(shù)交通行業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；講到地下工程時(shí)，可介紹同濟(jì)大學(xué)巖土及地下工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的離心機(jī)試驗(yàn)機(jī)、動(dòng)態(tài)空心圓柱剪切儀；講到鐵路工程時(shí)，可介紹一下中國(guó)首位鐵路工程師詹天佑、同濟(jì)大學(xué)的道路與交通工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；講建筑工程時(shí)，可說(shuō)一說(shuō)建筑大師貝聿銘的杰出成就等；講到土木工程災(zāi)害時(shí)，可介紹同濟(jì)大學(xué)的土木工程防災(zāi)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。
（五）新近知名土木工程建筑介紹
國(guó)內(nèi)外的知名建筑發(fā)展日新月異，現(xiàn)有的教材很難跟上其發(fā)展變化。因此，在講授土木工程概論時(shí)，應(yīng)介紹國(guó)內(nèi)外最新的土木工程建設(shè)進(jìn)展，以增加本課程的時(shí)效性，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。講土木工程材料時(shí)，可穿插裝修材料的最新發(fā)展?fàn)顩r；講高層建筑時(shí)，可介紹國(guó)內(nèi)正在建設(shè)的摩天大廈，如上海中心大廈；講橋梁工程時(shí)，可穿插東海大橋、杭州灣大橋的建設(shè)情況；講高鐵建設(shè)工程時(shí)，可結(jié)合京福高鐵來(lái)講；講水利工程時(shí)，可以介紹一下我國(guó)西南地區(qū)正在建設(shè)的水電站，如向家壩水電站、白鶴灘水電站以及金沙江、雅礱江、大渡河等“三江”水電基地。通過(guò)講解一些知名重大工程建設(shè)的情況，可以拉近水文與工程地質(zhì)專業(yè)學(xué)生與土木工程之間的距離，以此激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)本門課程的興趣。
（六）授課教師的優(yōu)選與培養(yǎng)
土木工程概論涉及現(xiàn)有的各種工程，要求授課教師不僅要具有寬廣的知識(shí)面，而且要有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，為此要選具有豐富科研經(jīng)歷的教師授課本門課程。近年來(lái)，由于高等學(xué)校招生規(guī)模的擴(kuò)大和高校教師數(shù)量的不足，尤其是有一批青年教師缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，致使土木工程概論的教學(xué)存在一些問(wèn)題。因此，不僅要求有經(jīng)驗(yàn)的教師對(duì)年輕教師進(jìn)行傳、幫、帶，鼓勵(lì)年輕教師參與相關(guān)研究課題中，而且為了掌握土木工程的最新進(jìn)展，年輕教師要經(jīng)常參加國(guó)內(nèi)外的相關(guān)學(xué)術(shù)會(huì)議，在寒暑假期間，盡量去工地實(shí)習(xí)、鍛煉，掌握現(xiàn)場(chǎng)施工的細(xì)節(jié)，不斷更新土木工程概論的教學(xué)內(nèi)容。
五、結(jié)論
土木工程概論課程教學(xué)改革可起到幾點(diǎn)作用：1.提高學(xué)生學(xué)習(xí)土木工程概論課程的興趣、效率，激發(fā)了水文與工程地質(zhì)專業(yè)學(xué)生將來(lái)從事土木工程建設(shè)的熱情。2.使學(xué)生更深刻地認(rèn)識(shí)到土木工程概論課程的重要性，加深理解水文工程地質(zhì)對(duì)各類工程的影響，以及各類工程與水文工程地質(zhì)間的相互作用與關(guān)系。3.提高了學(xué)生在土木工程建設(shè)中，保護(hù)水文與工程地質(zhì)環(huán)境的自覺(jué)性，能夠讓學(xué)生認(rèn)識(shí)并分析不良水文與工程地質(zhì)條件，并能針對(duì)具體問(wèn)題提出處理措施。
[ 注 釋 ]
[1] 傅光耀.關(guān)于土木工程專業(yè)建筑工程方向教學(xué)改革的探討[J].高等建筑教育，2001（1）：25-26.
[2] 王清標(biāo)，初明祥，胡永強(qiáng).大土木背景下《土木工程概論》教學(xué)模式創(chuàng)新研究[J].當(dāng)代教育理論與實(shí)踐，2012（4）：75-77.
[3] 王琰，周戒.對(duì)現(xiàn)代土木工程專業(yè)教育的幾點(diǎn)探討[J].高等建筑教育，2003（3）：12-14.
關(guān)鍵詞：工程地質(zhì) 專家?guī)煜到y(tǒng) 功能 界面 模塊 開(kāi)發(fā)
1 前言
自2003年中國(guó)地質(zhì)學(xué)會(huì)工程地質(zhì)專業(yè)委員會(huì)發(fā)起建立“全國(guó)工程地質(zhì)專家?guī)臁币詠?lái)，得到全國(guó)各界工程地質(zhì)（含巖土工程和地質(zhì)工程相關(guān)專業(yè)）行業(yè)高科技人員的積極響應(yīng)，已經(jīng)收到420余份反饋回來(lái)的專家登記表，均已錄入數(shù)據(jù)庫(kù)?！叭珖?guó)工程地質(zhì)專家?guī)臁币殉蹙咭?guī)模，從針對(duì)服務(wù)的行業(yè)來(lái)說(shuō)，包括水利電力、鐵路交通、礦山和工業(yè)民用建筑等；從專業(yè)領(lǐng)域來(lái)說(shuō)，包括工程地質(zhì)勘察、巖土工程施工、地質(zhì)災(zāi)害研究等；從遍及的單位來(lái)說(shuō)，包括高等院校、科研院所、各部委直屬勘測(cè)設(shè)計(jì)院和公司等一百多家；從職稱分布來(lái)說(shuō)，包括工程院院士、勘察大師、教授級(jí)高級(jí)工程師、高級(jí)工程師、教授、副教授、研究員、副研究員等；從工作職務(wù)來(lái)說(shuō)，包括院長(zhǎng)、副院長(zhǎng)、總工程師、副總工程師、經(jīng)理、校長(zhǎng)、系主任等。
入庫(kù)的單位及其人數(shù)情況：北京國(guó)電華北電力工程有限公司14人；長(zhǎng)安大學(xué)地質(zhì)工程與測(cè)繪工程學(xué)院11人；成都理工大學(xué)環(huán)境與土木工程學(xué)院12人；國(guó)家電力公司成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院43人；國(guó)家電力公司貴陽(yáng)勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院15人；國(guó)家電力公司昆明勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院39人；建設(shè)綜合勘察研究設(shè)計(jì)院11人；水利部天津水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院11人；中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所17人；中航勘察設(shè)計(jì)研究院39人（這里只列出了10人以上的單位）。
2 軟件功能
2.1 基本功能
① 顯示工程地質(zhì)（地質(zhì)工程、巖土工程及相關(guān)專業(yè)）專家基本信息，包括姓名、性別、出生年月、技術(shù)職稱、工作職務(wù)、工作單位、單位性質(zhì)、聯(lián)系方式。 ② 顯示專家專業(yè)特長(zhǎng)，工作領(lǐng)域。 ③ 打印專家表。 ④ 按照入庫(kù)序號(hào)、姓名和工作單位排序，方便檢索。 ⑤ 可隨時(shí)登記入庫(kù)。
2.2 查詢
按照姓名、出生年月、工作單位、單位性質(zhì)、技術(shù)職稱、專業(yè)特長(zhǎng)、工作領(lǐng)域等單個(gè)字段查詢，查詢的結(jié)果可顯示專家基本信息、專業(yè)特長(zhǎng)和工作領(lǐng)域，打印專家表。
2.3 高級(jí)查詢
多個(gè)字段的組合條件查詢，查詢結(jié)果可制作報(bào)表。
2.4 數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)
數(shù)據(jù)庫(kù)管理員能夠輕松完成數(shù)據(jù)庫(kù)的日常維護(hù)工作，如添加、刪除、查詢等。
專家?guī)炜捎糜谌耸聶n案管理、查找工程咨詢專家、聘請(qǐng)工程項(xiàng)目評(píng)審專家、查找稿件評(píng)閱人、聘任學(xué)位論文審閱人等。
3 系統(tǒng)界面及功能模塊
3.1 主界面
全國(guó)工程地質(zhì)專家?guī)煜到y(tǒng)主界面如圖1所示。界面包括菜單區(qū)、查詢區(qū)、信息管理區(qū)和信息顯示區(qū)。菜單包括記錄、查詢、管理員和幫助等項(xiàng)。查詢區(qū)包括單個(gè)字段的簡(jiǎn)單查詢和高級(jí)查詢按鈕。信息管理區(qū)由基本資料、專業(yè)特長(zhǎng)、工作領(lǐng)域、備注、全表瀏覽、打印、退出按鈕組成，點(diǎn)選不同的按鈕，信息顯示區(qū)將顯示不同的信息。
3.2 高級(jí)查詢界面
點(diǎn)擊主界面窗口中查詢區(qū)的高級(jí)查詢按鈕會(huì)彈出高級(jí)查詢窗口，如圖2所示。通過(guò)該窗口可生成查詢條件、選擇結(jié)果中要顯示的字段、選擇排序字段、選擇組合查詢條件，并執(zhí)行查詢。查詢結(jié)果由查詢結(jié)果窗口（圖3）顯示出來(lái)。
3.3 查詢結(jié)果窗口
點(diǎn)擊高級(jí)查詢窗口中的開(kāi)始查詢按鈕就可彈出查詢結(jié)果窗口。查詢結(jié)果窗口左上部分顯示符合查詢條件的記錄，右上部分是打印全部結(jié)果按鈕和打印選中結(jié)果按鈕。下部是選中專家的詳細(xì)信息，當(dāng)點(diǎn)選左上部的不同專家，其詳細(xì)信息會(huì)改變。
3.4 查詢結(jié)果報(bào)表打印窗口
點(diǎn)擊查詢結(jié)果窗口中的打印全部結(jié)果按鈕將彈出查詢結(jié)果報(bào)表打印窗口，如圖4所示。上部是打印按鈕、導(dǎo)出按鈕和縮放比例下拉列表框，中間是報(bào)表顯示區(qū)，下部是頁(yè)碼顯示和翻頁(yè)按鈕。
3.5 選中結(jié)果報(bào)表打印窗口
點(diǎn)擊主界面信息管理區(qū)打印按鈕和查詢結(jié)果窗口中的打印選中結(jié)果按鈕將彈出選中專家資料報(bào)表打印窗口，如圖5所示。
3.6 數(shù)據(jù)庫(kù)管理員界面
點(diǎn)擊主界面管理員菜單下的管理員登陸菜單項(xiàng)后，彈出管理員登陸對(duì)話框（圖6），輸入帳號(hào)和密碼后，點(diǎn)擊確定按鈕進(jìn)入數(shù)據(jù)庫(kù)管理員界面（圖7）。
數(shù)據(jù)庫(kù)管理員界面由菜單、工具按鈕、專家信息編輯區(qū)和全表數(shù)據(jù)瀏覽和編輯區(qū)組成。工具按鈕包括移動(dòng)記錄、添加、刪除等按鈕組成，專家信息編輯區(qū)用來(lái)編輯專家信息，全表數(shù)據(jù)瀏覽、編輯區(qū)瀏覽和編輯數(shù)據(jù)庫(kù)記錄。
4 工程地質(zhì)專家?guī)煜到y(tǒng)開(kāi)發(fā)
4.1 數(shù)據(jù)庫(kù)
（1）信息來(lái)源
通過(guò)學(xué)術(shù)會(huì)議、信件和網(wǎng)上下載（見(jiàn)enggeo.org/xwdt-040106.htm）等途徑分發(fā)“全國(guó)工程地質(zhì)專家?guī)鞂＜业怯洷怼保占答伝貋?lái)的原始登記表，錄入數(shù)據(jù)庫(kù)中。
（2）創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫(kù)
在Microsoft Office Access軟件中建立專家數(shù)據(jù)庫(kù)。數(shù)據(jù)庫(kù)中包括的字段有：姓名、性別、出生年月、工作單位、技術(shù)職稱、工作職務(wù)、專家特長(zhǎng)、工作領(lǐng)域、通信地址、郵政編碼、聯(lián)系電話、傳真和電子郵箱等，基本涵蓋了專家的基本信息、特長(zhǎng)、工作領(lǐng)域和聯(lián)系方式。
（3）數(shù)據(jù)錄入
數(shù)據(jù)錄入方式有兩種方式： ① 在Access中錄入； ② 數(shù)據(jù)維護(hù)方式，即在數(shù)據(jù)庫(kù)管理員界面中輸入數(shù)據(jù)。
所有專家的信息存儲(chǔ)在一個(gè)數(shù)據(jù)表中，每位專家的信息在數(shù)據(jù)表中表現(xiàn)為一條記錄。
4.2 系統(tǒng)功能的代碼實(shí)現(xiàn)
采用Microsoft Visual Basic 6.0作為開(kāi)發(fā)工具，運(yùn)用其集成開(kāi)發(fā)環(huán)境和快速應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)技術(shù)，根據(jù)軟件的功能模塊分別創(chuàng)建程序界面和窗口（圖1－圖7）。開(kāi)發(fā)過(guò)程中使用了ADO Data控件、DataGrid控件、DataEnviornment設(shè)計(jì)器、Data Report設(shè)計(jì)器等。
下面著重?cái)⑹龈呒?jí)查詢的實(shí)現(xiàn)。在高級(jí)查詢窗口中，用戶填寫的查詢條件包括查詢結(jié)果中顯示的字段、where子句查詢條件、字段排序子句，用字符串連接生成SQL查詢語(yǔ)句。然后在專家數(shù)據(jù)表中查找符合查詢條件的專家記錄并在查詢結(jié)果窗口中顯示給用戶。完成高級(jí)查詢功能的程序片段如下：
Private Sub cmdQuery_Click()
Dim strKey As String
Dim strSQL As String， strsqlAll As String
Dim strOrderSQL As String
Dim strOrder As String
Dim intLenKey As Integer
Dim i As Integer， j As Integer
'查詢結(jié)果至少要顯示一個(gè)字段
If lstKey.SelCount = 0 Then
MsgBox "查詢結(jié)果中至少要顯示一個(gè)字段!"， vbMsgBoxSetForeground， "缺少字段"
Exit Sub
End If
If txtCondition.Text = vbNullString Then
MsgBox "請(qǐng)加入查詢條件！"， vbOKOnly + vbInformation， "提示"
Exit Sub
End If
'查詢結(jié)果中顯示的字段
strKey = vbNullString
strkeys = vbNullString
For i = 0 To lstKey.ListCount - 1
If lstKey.Selected(i) = True Then
strKey = strKey & lstKey.List(i) & "，"
End If
strkeys = strkeys & lstKey.List(i) & "，"
Next
strKey = Mid(strKey， 1， Len(strKey) - 1)
strkeys = Mid(strkeys， 1， Len(strkeys) - 1)
'where子句查詢條件
strWhere = vbNullString
If Len(Trim(strQuerySQL)) > 0 Then
strWhere = " where " & Trim(strQuerySQL)
Else
strWhere = vbNullString
End If
'字段排序字句
If lstOrderKey.ListCount > 0 Then
mstrOrderSQLs = ""
intLenKey = 0
For j = 0 To lstOrderKey.ListCount - 1
strOrderSQL = lstOrderKey.List(j)
If optOrder(0).Value = True Then
intLenKey = InStr(1， strOrderSQL， "(升序)"， vbTextCompare)
strOrder = " ASC"
Else
intLenKey = InStr(1， strOrderSQL， "(降序)"， vbTextCompare)
strOrder = " DESC"
End If
If intLenKey > 0 Then
strOrderSQL = Mid(strOrderSQL， 1， intLenKey - 1)
If mstrOrderSQLs "" Then
mstrOrderSQLs = mstrOrderSQLs & "，"
End If
mstrOrderSQLs = mstrOrderSQLs & strOrderSQL & strOrder
End If
Next j
mstrOrderSQLs = " order by " & mstrOrderSQLs
Else
mstrOrderSQLs = ""
End If
'字符串連接生成SQL查詢語(yǔ)句
strSQL = "select " & strKey & " from " & " 專家?guī)?" & strWhere & mstrOrderSQLs
strsqlAll = "select " & strkeys & " from " & " 專家?guī)?" & strWhere & mstrOrderSQLs
adoconnection.Execute strSQL
adoconnection.Execute strsqlAll
If Err Then
MsgBox Err.Number & vbCrLf & Err.Description & Err.Source， vbCritical， "SQL語(yǔ)句錯(cuò)誤"
Err.Clear
Exit Sub
End If
Set recResult = New ADODB.Recordset
Set recKeyword = New ADODB.Recordset
frmQueryResult.strSQL = strSQL
frmQueryResult.strSQL = strsqlAll
recKeyword.Open strSQL， adoconnection， adOpenStatic， adLockOptimistic
recResult.Open strsqlAll， adoconnection， adOpenDynamic， adLockOptimistic
If recKeyword.RecordCount
MsgBox "沒(méi)有您要查找的記錄!"， vbInformation + vbOKOnly， "找不到記錄"
Exit Sub
End If
'查詢結(jié)果顯示
frmQueryResult.Show vbModal
End Sub
（①昆明理工大學(xué)建筑工程學(xué)院，昆明 650500；②中國(guó)有色金屬工業(yè)昆明勘察設(shè)計(jì)研究院，昆明 650051）
摘要： 隨著地下空間的不斷開(kāi)發(fā)利用，涌現(xiàn)出很多關(guān)于地下工程的相關(guān)研究。通過(guò)分析地下水的布局以及與巖土體的相互作用，來(lái)分析地下水滲流-應(yīng)力耦合的效應(yīng)影響。
關(guān)鍵詞 ： 地下水；地下空間利用；巖土體；效應(yīng)
中圖分類號(hào)：TU452 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2015）03-0077-02
作者簡(jiǎn)介：王帥（1984-），男，河南商丘人，碩士研究生，研究方向?yàn)閹r土工程。
0 引言
隨著我國(guó)城市化建設(shè)的不斷發(fā)展，基礎(chǔ)工程建設(shè)的規(guī)模和工程難度越來(lái)越大，伴隨的工程事故時(shí)有發(fā)生。研究表明，在地下施工過(guò)程中，存在地下水滲流場(chǎng)和地應(yīng)力場(chǎng)耦合作用問(wèn)題，主要表現(xiàn)在巖土的變形引起巖土滲透性能的改變，導(dǎo)致流體孔隙壓力發(fā)生改變；流體孔隙壓力的改變使得巖土體的應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生變化，同時(shí)巖土體的物理力學(xué)性質(zhì)發(fā)生改變。大量的地下工程研究和實(shí)踐表明，在地下巖土體開(kāi)挖中進(jìn)行流-固耦合分析是十分必要的。
1 地下工程地下水及與巖土體的相互作用
地下水的存在方式主要有兩種，一種為吸附水或稱約束水；另一種為重力水。而重力水與巖土體的作用是工程實(shí)踐中考慮的重中之重。
1.1 對(duì)巖土體的力學(xué)作用 ①巖土體接觸面上靜水壓力分布。在多孔介質(zhì)中，滲流對(duì)某一接觸面上的靜水壓力，服從流體的靜水壓力分布，即任一點(diǎn)上的靜水壓力p為：p=rwh。式中，rw為水的容重；h為計(jì)算點(diǎn)的水頭。②骨架間滲流作用力。顆粒表面上的力一般可概括為兩部分：一是垂直顆粒周界面的水壓力；二是與顆粒表面相切的內(nèi)摩擦角即切力。這兩個(gè)力的合力fo稱為滲流作用力。該力作用在每個(gè)顆粒骨架上的大小和方向不同，如果考慮體積為V的土體，則可將其中各顆粒骨架所受的力fo求和后再除以體積V，即可得到單位土體中顆粒骨架所受的滲流作用力：
1.2 地下水對(duì)巖土體力學(xué)性質(zhì)的影響 地下水對(duì)巖土體強(qiáng)度的影響主要有3個(gè)方面：①地下水通過(guò)物理的、化學(xué)的作用改變巖土體的結(jié)構(gòu)，從而改變巖土體的內(nèi)聚力C和內(nèi)摩擦角φ值；②地下水通過(guò)空隙靜水壓力作用，影響巖土體中的有效應(yīng)力從而降低巖土體的強(qiáng)度；③地下水通過(guò)空隙動(dòng)水壓力作用，對(duì)巖土體施加一個(gè)推力，即在巖土體中產(chǎn)生一個(gè)剪應(yīng)力，從而降低巖土體的抗剪強(qiáng)度。
2 滲流——應(yīng)力耦合分析基本理論
2.1 滲流場(chǎng)主要方程
2.1.1 平衡方程 根據(jù)滲流場(chǎng)中微元體的平衡可推得空隙流體的靜力平衡方程即：
3 實(shí)例分析
3.1 工程簡(jiǎn)介 某市地鐵5號(hào)線和平西橋站~北土城東路站區(qū)間隧道在設(shè)計(jì)里程范圍內(nèi)下穿小月河及櫻花西橋。小月河自西向東橫穿櫻花西橋，河床兩側(cè)為漿砌片石擋墻，河床底部為素混凝土基礎(chǔ)；隧道走向與小月河的一致，地層從上之下一次為：填土、粉質(zhì)粘土、粘土夾粉細(xì)砂等。由于小月河對(duì)地層水的補(bǔ)給作用，此段地層含水飽和，水位埋深為3.2~4.8m。
3.2 橋基響應(yīng)數(shù)值模擬分析
3.2.1 計(jì)算模型 為了計(jì)算建模方便，計(jì)算模型中未考慮降水井模型，而是采用等效的方法來(lái)模擬降水效果。
3.2.2 分析結(jié)果 ①水位下降10m時(shí)，可降至隧道底部，達(dá)到設(shè)計(jì)要求，此時(shí)地表最大沉降為21.37mm，橋基最大沉降為19.56mm，地層和橋基的變形基本一致，橋基之間的差異沉降不到2mm，相對(duì)控制標(biāo)準(zhǔn)而言，累計(jì)沉降?燮40mm，差異沉降?燮10mm，降水期間橋基沒(méi)有安全隱患。②計(jì)算分析表明，在該地層中，每降水位1m，引起的地表和橋基的沉降值約為2mm，實(shí)際降水深度變化時(shí)，可以根據(jù)此進(jìn)行重新估算，降水所引起的差異沉降很小，可以忽略不計(jì)。③通過(guò)與實(shí)際的監(jiān)控測(cè)量數(shù)據(jù)比較，分析表明數(shù)值模擬方法及模型的建立是合理的，所取得的分析成果為施工決策提供了重要的參考依據(jù)和指導(dǎo)。
4 結(jié)論
通過(guò)實(shí)例的驗(yàn)證，我們可以知道，地下水的滲透對(duì)隧道施工的重要性。對(duì)于地下工程有待于我們繼續(xù)研究，特別是地下工程的時(shí)空效應(yīng)，地下工程群洞效應(yīng)的研究，地下工程的耐久性等。只有這樣不斷的研究才能形成更系統(tǒng)的理論知識(shí)，更好地服務(wù)于實(shí)踐。
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關(guān)鍵詞：普通地質(zhì)學(xué)；野外認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)；教學(xué)改革
中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2013）08-0099-03
《普通地質(zhì)學(xué)》課程是各高校地質(zhì)類專業(yè)大學(xué)一年級(jí)所面對(duì)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，作為與其配套的野外認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)課程，不僅是一門必修課程，而且因其很強(qiáng)的實(shí)踐性和授課對(duì)象的普遍性而受到高校和大學(xué)生的普遍重視。南京大學(xué)《普通地質(zhì)學(xué)》野外教學(xué)實(shí)習(xí)課程更是面向地學(xué)類所有專業(yè)，包括地質(zhì)學(xué)、礦物巖石礦床學(xué)、地球化學(xué)、工程地質(zhì)學(xué)、水文地質(zhì)學(xué)以及地理學(xué)等，每年有近300名學(xué)生參加，學(xué)校投入30多人次的師資，在南京湖山地區(qū)、六合方山、蘇州、宜興和連云港等地，根據(jù)不同專業(yè)的要求，進(jìn)行為期1～3周的野外實(shí)習(xí)。作為大學(xué)一年級(jí)的新生，第一次用專業(yè)的角度去觀察野外巖石露頭，他們對(duì)體驗(yàn)地質(zhì)工作的方法和過(guò)程充滿了好奇。因此，野外教學(xué)質(zhì)量的高低不僅關(guān)系到學(xué)生能否在野外復(fù)習(xí)和鞏固課堂學(xué)習(xí)的專業(yè)知識(shí)，更直接影響了學(xué)生能否獲得更高的興趣進(jìn)一步學(xué)習(xí)地質(zhì)學(xué)專業(yè)知識(shí)，以及他們將來(lái)的就業(yè)取向。根據(jù)《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》，南京大學(xué)創(chuàng)新性地提出了“三三制”培養(yǎng)方案。為了讓學(xué)生打下寬廣的基礎(chǔ)，得到全面發(fā)展和拓寬就業(yè)渠道，該方案將大學(xué)一年級(jí)作為“通識(shí)教育”階段，要求在一年級(jí)的教學(xué)中給學(xué)生提供更寬廣的平臺(tái)、更豐富的專業(yè)信息和更自由的選擇空間。這一方案的提出和實(shí)施，正在引發(fā)一些列相關(guān)的教學(xué)改革，包括專業(yè)、課程設(shè)置的調(diào)整，培養(yǎng)目標(biāo)的轉(zhuǎn)變等?！镀胀ǖ刭|(zhì)學(xué)》及野外認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)課程作為一年級(jí)專業(yè)基礎(chǔ)課，在課程改革中首當(dāng)其沖。如何結(jié)合地質(zhì)學(xué)專業(yè)的特點(diǎn)，調(diào)整教學(xué)思路和教學(xué)方法，是適應(yīng)和配合新的教學(xué)改革方案及其成功與否的關(guān)鍵。本文將根據(jù)作者近年來(lái)在《普通地質(zhì)學(xué)》野外認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)教學(xué)中的體會(huì)，分析在教改新形勢(shì)下該課程教學(xué)所面臨的新情況、新挑戰(zhàn)和新機(jī)遇，提出如何提高野外教學(xué)質(zhì)量的幾點(diǎn)思考，以供與同行進(jìn)行交流與探討。
一、新教改帶來(lái)的主要變化
1.適應(yīng)社會(huì)需求，適合學(xué)生發(fā)展的教學(xué)模式。在以往的教育模式中，大學(xué)和教師的職責(zé)和目標(biāo)是給學(xué)生傳授好專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)。然而，隨著時(shí)代的發(fā)展，全面型和創(chuàng)新型人才越來(lái)越為社會(huì)所需要。從高校走向社會(huì)的畢業(yè)生不僅需要有扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)，更需要有寬廣的知識(shí)面，很強(qiáng)的學(xué)習(xí)和融會(huì)貫通能力。這需要在教學(xué)中利用啟發(fā)式教育，不僅教會(huì)學(xué)生基礎(chǔ)的專業(yè)知識(shí)，更要教會(huì)他們?nèi)绾稳ニ伎迹寣W(xué)生知道自己需要什么樣的知識(shí)，朝哪個(gè)方向發(fā)展，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。在新的教學(xué)模式中，突出以學(xué)生為本，遵循教育與人才成長(zhǎng)規(guī)律，走適合學(xué)生發(fā)展的道路。在教學(xué)和人才培養(yǎng)中，要充分考慮到學(xué)生的感受，不是給他們帶來(lái)煩惱和壓力，而是讓學(xué)生在快樂(lè)中學(xué)習(xí)知識(shí)，在快樂(lè)中成長(zhǎng)。只有這樣，才能培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)興趣，調(diào)動(dòng)他們學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，挖掘?qū)W生創(chuàng)造性學(xué)習(xí)的潛力。
2.調(diào)整課程設(shè)置以增加通識(shí)教育階段專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)。南京大學(xué)此次“三三制”教學(xué)改革的特點(diǎn)之一是將課程選擇、專業(yè)選擇和發(fā)展路徑選擇的權(quán)利交給學(xué)生。為此，一些公共課程和專業(yè)基礎(chǔ)課程主要集中安排在一年級(jí)通識(shí)教育階段。以往在大學(xué)一年級(jí)只有《普通地質(zhì)學(xué)》一門專業(yè)課，在新教改方案執(zhí)行以后，《構(gòu)造地質(zhì)學(xué)》也放到了一年級(jí)進(jìn)行。這一變化，一方面能夠使學(xué)生在一年級(jí)結(jié)束后對(duì)自己的專業(yè)進(jìn)行再次選擇前，對(duì)自己所學(xué)的專業(yè)有更深入的了解，可以進(jìn)一步培養(yǎng)一年級(jí)學(xué)生對(duì)專業(yè)的興趣；另一方面，《構(gòu)造地質(zhì)學(xué)》課程的基礎(chǔ)理論也是《普通地質(zhì)學(xué)》野外認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)中必須的專業(yè)知識(shí)，這有助于學(xué)生在野外認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)中更加深刻地理解有關(guān)地質(zhì)概念，增加野外教學(xué)的效果。
二、適應(yīng)教改形勢(shì)，提高野外教學(xué)質(zhì)量
新的教學(xué)改革，引發(fā)了大學(xué)教育在培養(yǎng)目標(biāo)、教學(xué)模式、課程與專業(yè)設(shè)置等各方面的改變，給專業(yè)基礎(chǔ)課程的教學(xué)工作帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)，但同時(shí)也提供了新的機(jī)遇。作為地質(zhì)類專業(yè)大學(xué)一年級(jí)通識(shí)教育階段的公修、必修課程的《普通地質(zhì)學(xué)》野外認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)，有效地提高野外教學(xué)的質(zhì)量，既要讓學(xué)生復(fù)習(xí)、鞏固《普通地質(zhì)學(xué)》課程中學(xué)習(xí)到的基本概念，領(lǐng)會(huì)和掌握野外地質(zhì)工作的基本方法，更要在野外體驗(yàn)中培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)興趣，引領(lǐng)他們?cè)趭蕵?lè)中了解地球，理解地球，并探索地球，為國(guó)家培養(yǎng)未來(lái)的地質(zhì)人才。
1.改進(jìn)教學(xué)方式和方法，提高學(xué)生的好奇心。要提高學(xué)生的求知欲，讓他們對(duì)教學(xué)內(nèi)容感到好奇，就必須改變灌輸式、傳輸式的教學(xué)方式，讓學(xué)生在教學(xué)中從新獲得主動(dòng)權(quán)。這包括兩層含義：一方面，學(xué)生在野外從被動(dòng)接受轉(zhuǎn)變到主動(dòng)獲取訊息。這需要一個(gè)過(guò)程，學(xué)生往往一開(kāi)始對(duì)野外現(xiàn)象沒(méi)有專業(yè)的認(rèn)知能力，需要教師帶到地質(zhì)露頭，在聽(tīng)教師的講解中獲得信息。隨著對(duì)野外工作方法的熟悉和掌握，學(xué)生應(yīng)在教與學(xué)的過(guò)程中占據(jù)主動(dòng)地位，思考接下來(lái)教師將要講解的內(nèi)容，帶著好奇的心態(tài)去接受教師傳授的信息。這需要教師充分利用學(xué)生已經(jīng)掌握的專業(yè)知識(shí)，先介紹當(dāng)前露頭所觀察到的現(xiàn)象，然后根據(jù)地層新老過(guò)度關(guān)系、構(gòu)造接觸關(guān)系等，推測(cè)路線前方可能出現(xiàn)的地質(zhì)現(xiàn)象，然后鼓勵(lì)學(xué)生到下一個(gè)觀察點(diǎn)去驗(yàn)證。當(dāng)觀察與推測(cè)一致時(shí)，如何將不同觀察點(diǎn)看到的地質(zhì)現(xiàn)象聯(lián)系起來(lái)，講述實(shí)習(xí)地的地質(zhì)概況以及地質(zhì)構(gòu)造演化。如果所觀察到的現(xiàn)象與推測(cè)的不同，則要利用所學(xué)的知識(shí)解釋原因。應(yīng)該注意的是，在教學(xué)中，需要給學(xué)生留有足夠的想象空間，強(qiáng)調(diào)從觀察到的地質(zhì)現(xiàn)象到地質(zhì)解釋之間的推理過(guò)程，解釋可能有多解性，教會(huì)學(xué)生如何用所觀察到的現(xiàn)象得到各種不同的解釋，以及每種可能的解釋所需要的支持證據(jù)。這樣的方式方法，相對(duì)于單一的說(shuō)教式講解，或者將觀察與解釋混雜的講解，可以讓學(xué)生更能體會(huì)科學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)性，以及教師實(shí)事求是的作風(fēng)，也有助于學(xué)生對(duì)地質(zhì)過(guò)程產(chǎn)生更濃厚的興趣。另一方面，鼓勵(lì)學(xué)生提出各種各樣的問(wèn)題，并客觀地、實(shí)事求是地回答，必要的時(shí)候?qū)W(xué)生的問(wèn)題進(jìn)行科學(xué)的分析。相比以前的學(xué)生，現(xiàn)在的大學(xué)生在高中及其之前的學(xué)習(xí)中，越來(lái)越多地接觸到課外的一些知識(shí)，其中包括有關(guān)地球地質(zhì)方面的知識(shí)。他們有時(shí)提出的問(wèn)題可能有一定的挑戰(zhàn)性，也有的可能是比較初級(jí)的“外行問(wèn)題”。無(wú)論是哪一種問(wèn)題，都應(yīng)該從鼓勵(lì)學(xué)生提問(wèn)的精神出發(fā)，耐心解答學(xué)生的疑問(wèn)，對(duì)于不能解答的問(wèn)題，可以與其進(jìn)行平等的討論，或者留下來(lái)作進(jìn)一步的資料調(diào)查，以待后續(xù)解答。在講解和回答問(wèn)題時(shí)，盡量避免命題式的方法，而是用客觀推理的方法，特別是對(duì)一些不能確定的問(wèn)題。這樣才能使學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性得到最大程度地調(diào)動(dòng)，也能激發(fā)他們對(duì)專業(yè)知識(shí)的好奇心。
2.教學(xué)與科研相結(jié)合，加強(qiáng)教學(xué)實(shí)習(xí)基地建設(shè)。選擇好實(shí)習(xí)基地，是野外地質(zhì)實(shí)習(xí)成功與否的重要因素。實(shí)習(xí)基地的建設(shè)，是不斷提高野外實(shí)習(xí)教學(xué)質(zhì)量的保障。南京大學(xué)《普通地質(zhì)學(xué)》野外認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)主要基地位于寧鎮(zhèn)山脈西段湖山地區(qū)和蘇州、連云港地區(qū)，也是國(guó)內(nèi)眾多兄弟院校的實(shí)習(xí)地點(diǎn)，具有近半個(gè)世紀(jì)的教學(xué)實(shí)踐的悠久歷史。盡管如此，該實(shí)習(xí)基地的建設(shè)仍然不能放松，原因有兩個(gè)：（1）雖然該基地發(fā)育的地層、巖石、構(gòu)造和古生物等地質(zhì)現(xiàn)象比較典型、簡(jiǎn)單，但仍有很多學(xué)術(shù)問(wèn)題需要進(jìn)一步探討，不斷更新并提高以往的認(rèn)識(shí)，從而幫助學(xué)生清楚、完整、合理地理解實(shí)習(xí)區(qū)的構(gòu)造、古地理演化簡(jiǎn)史；（2）由于開(kāi)山采石等人類經(jīng)濟(jì)活動(dòng)，使得以往典型的地質(zhì)剖面遭到破壞，同時(shí)又開(kāi)辟出新的剖面。這需要實(shí)習(xí)隊(duì)不斷去尋找、選擇合適的教學(xué)剖面，并首先對(duì)剖面進(jìn)行研究，制定教學(xué)方案。
3.穩(wěn)定野外教學(xué)隊(duì)伍與吸收新鮮血液相結(jié)合。野外教學(xué)不同于課堂教學(xué)，它具有很強(qiáng)的實(shí)踐性，需要教會(huì)學(xué)生如何觀察野外地質(zhì)現(xiàn)象，做到“腿勤、眼勤、手勤、嘴勤”，不僅需要說(shuō)教式的教學(xué)，更需要教師身先士卒，做好示范作用。這就需要有一些喜歡、愿意和善于進(jìn)行野外工作和教學(xué)的教師，投身于《普通地質(zhì)學(xué)》野外認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)的教學(xué)工作中來(lái)，用他們?cè)谝巴獾墓ぷ鳠崆?，帶?dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性；以他們的工作方法和工作態(tài)度，教會(huì)學(xué)生如何在野外進(jìn)行觀察，并如何將觀察到的地質(zhì)現(xiàn)象提升到認(rèn)識(shí)和理解地質(zhì)過(guò)程中。只有在這樣的教學(xué)中，野外地質(zhì)工作才不會(huì)被片面地認(rèn)為艱辛和枯燥無(wú)味，而是在娛樂(lè)中探索自然的奧秘，實(shí)現(xiàn)人生工作與興趣的統(tǒng)一。保持野外教學(xué)隊(duì)伍的穩(wěn)定性，讓熟悉教學(xué)基地地質(zhì)情況的有經(jīng)驗(yàn)的教師承擔(dān)《普通地質(zhì)學(xué)》野外認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)的教學(xué)，是不斷提高教學(xué)質(zhì)量的重要保障。同時(shí)，在教學(xué)過(guò)程中，也應(yīng)該不斷有來(lái)自不同專業(yè)的教師加入或者輪替，這樣有助于野外教學(xué)在教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法等方面進(jìn)行不斷改進(jìn)，也有助于適應(yīng)學(xué)生和后繼教學(xué)工作的需要。
4.堅(jiān)持小論文寫作，起航從學(xué)習(xí)到學(xué)術(shù)的轉(zhuǎn)型。實(shí)習(xí)小論文的寫作，是南京大學(xué)《普通地質(zhì)學(xué)》野外認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)教學(xué)近年來(lái)的一項(xiàng)創(chuàng)新舉措。通過(guò)鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行學(xué)術(shù)小論文的寫作，讓學(xué)生對(duì)實(shí)習(xí)中學(xué)到的知識(shí)，通過(guò)學(xué)術(shù)論文寫作進(jìn)一步深化和加強(qiáng)，并有一次從選題、文獻(xiàn)搜集、實(shí)驗(yàn)和論文寫作的全程學(xué)術(shù)性過(guò)程，能夠幫助他們體會(huì)基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)與學(xué)術(shù)研究的差別，并開(kāi)始對(duì)如何開(kāi)展學(xué)術(shù)研究有了一定了解。南京大學(xué)本科教育改革的“三三制”方案力求引導(dǎo)大學(xué)生在通識(shí)教育階段以后實(shí)現(xiàn)從學(xué)習(xí)型到學(xué)術(shù)型或職業(yè)型的轉(zhuǎn)變。對(duì)那些有志于在專業(yè)方面進(jìn)一步深造并投身于科學(xué)研究的學(xué)生來(lái)說(shuō)，《普通地質(zhì)學(xué)》野外認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)小論文的寫作，一般是在實(shí)習(xí)結(jié)束以后，從大學(xué)二年級(jí)開(kāi)始的一年內(nèi)完成，這完全符合“三三制”教改方案的目標(biāo)。在近幾年的實(shí)習(xí)中，大學(xué)生參加小論文寫作的積極性越來(lái)越高，形式從獨(dú)立完成和小組合作完成不斷革新，小論文質(zhì)量也不斷提高，收效甚好。參加過(guò)小論文寫作的同學(xué)，參加“大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目”論文研究的熱情更高，也明顯更加專業(yè)。這說(shuō)明，小論文的寫作實(shí)習(xí)是成功的，在今后的野外教學(xué)中仍應(yīng)該堅(jiān)持。與此同時(shí)，還應(yīng)該在小論文選題、組織形式、輔導(dǎo)方式等方面進(jìn)一步改進(jìn)，在經(jīng)費(fèi)支持和實(shí)驗(yàn)資源等方面得到更多的重視和支持。
《普通地質(zhì)學(xué)》野外認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)作為地質(zhì)類專業(yè)大學(xué)一年級(jí)的必修課程，是檢驗(yàn)課堂知識(shí)學(xué)習(xí)效果的考場(chǎng)，更是提高和深化理論基礎(chǔ)知識(shí)，學(xué)習(xí)野外地質(zhì)工作方法，培養(yǎng)專業(yè)興趣的重要一環(huán)。在新的教學(xué)改革環(huán)境下，該課程的教學(xué)遇到了新的挑戰(zhàn)，同時(shí)也得到了難得的機(jī)遇。野外教學(xué)中應(yīng)本著適應(yīng)學(xué)生和社會(huì)的需求，轉(zhuǎn)變教學(xué)理念，改進(jìn)教學(xué)方法，加強(qiáng)實(shí)習(xí)基地建設(shè)，完善和穩(wěn)定教學(xué)隊(duì)伍，堅(jiān)持教學(xué)創(chuàng)新，努力提高野外教學(xué)質(zhì)量，為國(guó)家選拔未來(lái)的地質(zhì)人才。
參考文獻(xiàn)：
Abstract： Landslide does great harm to engineering construction and sliding zone is the key component of Landslide. Due to its contain rich information of growth and evolution and even control the occurrence of landslide hazard， sliding zone soil become an important research content in the field of Engineering Geology both at home and abroad. Current research on sliding zone soil mainly focus on the physical and mechanical properties of sliding zone soil of a specific landslide. This article， firstly from the starting of distinguish of sliding zone soil， introduced the sliding zone soil formation and evolution research status， afterward， mainly introduced the effect of grain composition， mineral composition （especially the composition of clay mineral）， chemical water-rock（soil） interaction， the physical and mechanical effect of water， microstructure on the strength of sliding zone soil， finally discussed the problems existing in the research of sliding zone soil and its development trend.
關(guān)鍵詞： 滑帶土；顆粒組成；礦物組成；微結(jié)構(gòu)；水―巖（土）化學(xué)作用
Key words： sliding zone soil；grain composition；mineral composition；microstructure；chemical water-rock（soil） interaction
中圖分類號(hào)：TU411.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2014）15-0296-06
0 引言
多數(shù)滑坡在滑床與滑體之間存在一個(gè)結(jié)構(gòu)破碎、厚度不等的滑帶土。它是斜坡物理力學(xué)作用（溫度、壓力、剪應(yīng)力）和水―巖（土）化學(xué)作用的產(chǎn)物，由于滑帶受力的特殊性和形成過(guò)程的復(fù)雜性，使得其組構(gòu)特征和物理力學(xué)、地球化學(xué)等性質(zhì)與滑坡體中其他部位的巖土體存在較大的差異[1-3]，并且成為滑坡中力學(xué)強(qiáng)度最低的軟弱帶，其應(yīng)力狀態(tài)和強(qiáng)度的變化很大程度上控制著滑坡的產(chǎn)生，同時(shí)它還記錄了滑坡的形成演化歷史。因此滑帶土已成為滑坡形成演化、穩(wěn)定性評(píng)價(jià)及滑坡治理工程中必須研究的關(guān)鍵性單元。
較早關(guān)于滑帶土的研究有上世紀(jì)伏斯列夫[4]（1960）對(duì)粘土進(jìn)行了剪切試驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)試樣變形不均勻且與主剪切面斜交部位出現(xiàn)破裂面，今井秀喜等[5]研究了粘土裂縫產(chǎn)生的機(jī)理，把先出現(xiàn)的羽狀裂縫稱為雁行排列的張裂縫，把羽狀裂縫強(qiáng)烈切割的部分稱為破碎帶，這成為滑帶土研究的雛形。隨后各國(guó)學(xué)者開(kāi)展了大量關(guān)于滑帶土抗剪強(qiáng)度和變形特性等力學(xué)行為的研究，研究方法主要為：試驗(yàn)與理論研究相結(jié)合、微觀與宏觀研究相結(jié)合的方法[6]， 隨著研究的深入，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)滑帶土形成機(jī)理和滑帶土強(qiáng)度影響因素的研究越來(lái)越感興趣且成為該領(lǐng)域研究熱點(diǎn)，同時(shí)新的技術(shù)設(shè)備、試驗(yàn)方法、數(shù)學(xué)理論的出現(xiàn)以及大量工程實(shí)踐，為這方面的研究提供了可能，并取得了大量有意義的研究成果。
1 滑帶土的辨別
滑動(dòng)帶的確定是滑坡研究、治理的首要工作和關(guān)鍵環(huán)節(jié)。但又是一件十分困難的工作，因?yàn)閷?shí)際工程中遇到的大部分滑坡滑帶的特征并不明顯[7]，目前對(duì)于滑動(dòng)面的確定主要有簡(jiǎn)易力學(xué)分析、野外地質(zhì)識(shí)別、現(xiàn)場(chǎng)勘探、位移監(jiān)測(cè)和地球物理探測(cè)等[8]，朱寶龍等[9]運(yùn)用位移監(jiān)測(cè)方法查明了京珠高速粵南段K108路塹類軟土滑坡具有五層滑動(dòng)帶且滑面成近于圓弧形的勺形，為該滑坡治理提供了依據(jù)?；瑤僚c滑床、滑體間的物理性質(zhì)差異也是確定滑帶土的重要方法?；瑤炼酁楦羲畬樱话闱闆r下滑帶土天然含水率、液性指數(shù)、液限、塑性指數(shù)均比滑體要高，而粒徑d50和塑限均比滑體要低[10]。此外一些新的技術(shù)和方法如高密度地電阻率觀測(cè)方法、核磁共振技術(shù)等的運(yùn)用為滑帶土的確定起到了重要的促進(jìn)作用[11，12]，運(yùn)用GDT高分辨地質(zhì)探測(cè)儀和GDS高分辨率測(cè)深法能較為準(zhǔn)確的確定厚度較薄的滑帶土位置[13]，同時(shí)在實(shí)際工作中，應(yīng)當(dāng)意識(shí)到研究對(duì)象的復(fù)雜性和使用方法技術(shù)的適用性，重視地質(zhì)成因分析，并采用多種綜合的研究方法[14]。
2 滑帶土的形成演化
滑帶的元素地球化學(xué)組成、礦物成分、結(jié)構(gòu)特征及力學(xué)性質(zhì)都是在滑帶演化過(guò)程中形成的，因此加強(qiáng)對(duì)滑帶形成演化的研究成為滑坡深入研究中的重要內(nèi)容之一。不同類型滑帶土形成演化各有其特點(diǎn)，根據(jù)大量滑坡資料證實(shí)，均質(zhì)或類均質(zhì)斜坡（如土坡、土壩、堆積物等）滑坡中滑帶的形成受斜坡最大剪應(yīng)力分布特征控制，通常數(shù)量稀少、規(guī)模較小。其余各類滑坡的主滑帶均受斜坡內(nèi)各種成因的軟弱結(jié)構(gòu)帶（面）的控制，如巖層層面、節(jié)理面、斷層帶、巖層差異風(fēng)化界面、巖土界面、構(gòu)造破碎帶等[15]。對(duì)滑帶形成特別是大型基巖順層滑坡滑帶形成演化過(guò)程及模式的研究已成為滑坡研究中的重要課題，李守定等[16]運(yùn)用地質(zhì)成因演化論方法對(duì)三峽庫(kù)區(qū)干流庫(kù)岸283處崩塌滑坡滑帶形成過(guò)程中的物理性質(zhì)、巖石礦物組成和含量、微結(jié)構(gòu)特征、物理化學(xué)性質(zhì)和物理力學(xué)性質(zhì)的演化過(guò)程進(jìn)行研究，最后得出了該滑帶形成演化模式。徐則民等[17]通過(guò)研究云南昭通頭寨滑坡工程地質(zhì)特征得出主滑帶雛形是以杏仁狀玄武巖薄層為基礎(chǔ)發(fā)育的破劈理化層間錯(cuò)動(dòng)帶， 而以側(cè)向卸荷為基礎(chǔ)的物理―化學(xué)耦合風(fēng)化最終使其轉(zhuǎn)變?yōu)橐谆橘|(zhì)。李曉等[18]通過(guò)對(duì)大型基巖滑坡滑帶發(fā)育演化過(guò)程的研究，提出內(nèi)外動(dòng)力耦合作用機(jī)制及滑帶形成演化的典型四階段模式：層間軟巖、層間剪切帶、泥化夾層和滑帶。而傾倒滑移滑帶發(fā)生傾倒滑移破壞作為常見(jiàn)的山區(qū)高速公路邊坡破壞模式與順層滑坡和均質(zhì)滑坡在工程地質(zhì)成因和力學(xué)作用過(guò)程等方面都存在差異，項(xiàng)后軍等[19]研究了傾倒滑移滑帶形成具備的條件，并把傾倒滑移滑帶演化過(guò)程劃分為3個(gè)階段即卸荷回彈階段、反傾巖體彎曲和根部折裂階段、折裂面和節(jié)理面貫通階段。此外，根據(jù)滑帶內(nèi)礦物學(xué)、地下水化學(xué)、微觀結(jié)構(gòu)特征研究滑帶的形成演化過(guò)程或方式已有了大量研究，鄭國(guó)東等[20]通過(guò)研究日本富山縣中田浦滑坡滑帶內(nèi)的黃鐵礦，指出滑帶土中的次生黃鐵礦對(duì)于滑帶土的形成具有特別的指相意義，可作為備選指標(biāo)用來(lái)判斷滑帶的產(chǎn)生歷史和發(fā)展進(jìn)程，從而估計(jì)滑坡的發(fā)展演化。日本學(xué)者H.Shuzui等[21]對(duì)日本5 個(gè)火山巖區(qū)的滑坡滑帶土粘土礦物和地下水化學(xué)的分布特征研究得出地下水的活動(dòng)使蒙脫石的含量在滑帶中提高是軟弱帶發(fā)育成滑帶的最主要原因。李曉[22]根據(jù)滑帶土不同的微觀結(jié)構(gòu)來(lái)判斷滑帶土的演化階段如：當(dāng)滑帶處于穩(wěn)定階段時(shí)以化學(xué)風(fēng)化和地下水作用為主，此時(shí)的微觀結(jié)構(gòu)則常為樹(shù)枝狀、網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)，粘土礦物常呈現(xiàn)無(wú)定向排列，而當(dāng)滑帶土處于滑動(dòng)階段時(shí)滑帶土因剪切作用原有結(jié)構(gòu)破壞，粘土顆粒變細(xì)，并沿滑動(dòng)面呈定向排列，甚至被拉長(zhǎng)。
綜上所述，滑帶的形成受各種內(nèi)外動(dòng)力作用的協(xié)同控制并經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的時(shí)間演化且產(chǎn)出形態(tài)各異、類型多樣、不斷變化，內(nèi)動(dòng)力作用主要指構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，其對(duì)滑帶的影響主要表現(xiàn)在4個(gè)方面：①水平產(chǎn)狀的巖層變成傾斜產(chǎn)狀；②層間軟巖變成結(jié)構(gòu)破碎的層間軟弱帶；③對(duì)區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)的影響；④各巖層節(jié)理、裂隙發(fā)育為雨水運(yùn)移提供了通道。外動(dòng)力地質(zhì)作用主要包括重力作用和地下水作用，據(jù)已有研究表明軟硬相間巖層在重力作用下，由于彈性參數(shù)的差異在層間剪切帶接觸面上將產(chǎn)生剪應(yīng)力集中，從而使層間剪切帶結(jié)構(gòu)再次遭受破壞[17]，然而以膨脹類土為主的滑帶，當(dāng)上伏巖土體的重力大于滑帶膨脹土的膨脹力時(shí)，重力又會(huì)抑制膨脹土的膨脹，因此關(guān)于重力作用的影響應(yīng)根據(jù)滑帶土性質(zhì)具體問(wèn)題具體分析。地下水在滑帶的形成演化主要有物理和化學(xué)兩種效應(yīng)：①使滑帶含水量增高，結(jié)構(gòu)疏松，甚至形成泥化夾層；②靜水壓力和動(dòng)水壓力效應(yīng)；③通過(guò)水―巖（土）反應(yīng)與滑帶發(fā)生物質(zhì)交換，提高次生粘土礦物的含量?？傊?，滑帶形成演化是一個(gè)復(fù)雜的多變邊界的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，對(duì)其進(jìn)行研究有利于深入了解滑坡的形成機(jī)制，同時(shí)也是滑坡預(yù)警的重要途徑之一。
3 滑帶土強(qiáng)度的影響因素
3.1 滑帶土的粒度組成 粒度組成是研究滑帶土工程地質(zhì)性質(zhì)的重要內(nèi)容之一，滑帶土中當(dāng)粒徑小于2mm的顆粒重量百分比大于80%稱為細(xì)粒類滑帶土（如粉土、粘土），當(dāng)粒徑小于2mm的顆粒重量百分比小于80%稱為粗粒類滑帶土（如碎石土、砂土）。不同滑坡的滑帶土顆粒成份不盡相同，其工程地質(zhì)性質(zhì)也不同，但卻有一定的規(guī)律性[23]。Li等[24]對(duì)三峽庫(kù)區(qū)三個(gè)大型滑坡重塑土進(jìn)行排水剪切試驗(yàn)得出粒度組成較小的變化都會(huì)對(duì)剪切結(jié)果產(chǎn)生較大的影響，曲率系數(shù)、砂粒含量、碎石百分含量、粗粒與細(xì)粒比等顆粒組成指標(biāo)與土體的殘余強(qiáng)度關(guān)系密切。周永昆等[6]對(duì)重慶地區(qū)第四系殘坡積層碎石夾粘性土滑坡的滑帶土（重塑土）進(jìn)行室內(nèi)三軸剪切試驗(yàn)試驗(yàn)得出在含水率相同的情況下，內(nèi)聚力與碎石粒徑呈正相關(guān)，內(nèi)摩察角則相反，其抗剪強(qiáng)度隨著礫石粒徑的變大出現(xiàn)先增大后減小的現(xiàn)象。同時(shí)在滑帶土研究中一些新的技術(shù)和分析手段不斷出現(xiàn)，如江洎洧等[23]采用試驗(yàn)及數(shù)值模擬仿真方法并結(jié)合CT無(wú)損傷掃描技術(shù)對(duì)巴東黃土坡滑坡滑帶土研究發(fā)現(xiàn)：土石混合體系較純土抗剪強(qiáng)度有所提高，但內(nèi)摩擦角上升不明顯，主要由于含石量少，骨架作用不明顯，而且黏聚力較純土提高顯著，原因可能是土石相互作用的外摩擦角的體現(xiàn)。
滑帶土中的粘粒組分對(duì)滑帶土抗剪強(qiáng)度影響顯著[25]，目前對(duì)于粘粒含量對(duì)滑帶土抗剪強(qiáng)度的研究較多，且主要是基于不同含水率條件下粘粒含量對(duì)滑帶土體強(qiáng)度參數(shù)c、φ的變化規(guī)律影響。粘粒對(duì)滑帶土強(qiáng)度影響途徑主要表現(xiàn)為：①粘粒主要礦質(zhì)組分為粘土礦物，其吸收水分易膨脹從而降低了滑帶土體強(qiáng)度；②不同粘粒含量土的結(jié)構(gòu)不同，其對(duì)土體強(qiáng)度影響也不相同。帥常娥等[26]對(duì)卡拉水電站田三滑坡體滑帶重塑土在粘粒含量為15%、25%、35%、45%、55%、65%，含水量分別為10%、12%、15%、20%、25%下進(jìn)行直剪試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)含水率Ip時(shí)，c隨粘粒含量先增加后減小，在粘粒含量為35%時(shí)最低，φ隨粘粒的增加減小的速度加快，但在粘粒含量大于25%時(shí)減小的速度減緩。茍富民等[27]通過(guò)研究了李家峽滑帶52個(gè)原狀土和重塑土樣的粘粒含量、含水量與抗剪強(qiáng)度的關(guān)系，當(dāng)粘粒
結(jié)合上述已有的研究成果可看出粒度組成對(duì)滑帶土強(qiáng)度影響是明顯的，粗粒組分在滑帶土中起作骨架作用、咬合作用，但必須要達(dá)到一定含量及粗顆粒間相互接觸，一般粗粒土類滑帶土的摩擦強(qiáng)度相比細(xì)粒土類滑帶土較優(yōu)。細(xì)粒組分特別是粘粒在滑帶土中的力學(xué)特性受滑帶含水率的影響較大，不同含水率段內(nèi)其對(duì)滑帶土的強(qiáng)度c、φ值的影響不同，這主要是源于粘粒特殊的水理特性，但總體而言在含水率增加的情況下粘粒的膠結(jié)作用降低，作用增強(qiáng)，甚至發(fā)生泥化現(xiàn)象，從而加速了滑帶土的質(zhì)量劣化過(guò)程。因此粗粒土類滑帶土比細(xì)粒土類滑帶土更有利于滑坡的穩(wěn)定。
3.2 滑帶土的礦物組成 礦物成分是滑帶土的物質(zhì)基礎(chǔ)，它一般包括碎屑礦物、粘土礦物和非晶質(zhì)物質(zhì)，不同礦物組成或者是同一礦物組成的滑帶土，在不同地質(zhì)環(huán)境中其物理力學(xué)性質(zhì)差異明顯[7]。一般碎屑礦物含量與滑帶土的強(qiáng)度呈正相關(guān)，而粘土礦物含量卻呈負(fù)相關(guān)，因此滑帶中的粘土礦物成為滑帶土穩(wěn)定性研究中的重要內(nèi)容?；瑤е械恼惩恋V物主要來(lái)源于造巖礦物的次生變化、泥屑巖的泥化、崩解以及搬運(yùn)沉積。粘土礦物作為滑帶中的重要的固相組成單元，其集合體―粘土具有低滲透性、分散-凝絮性及粘滯性等重要工程特性[29，30]，當(dāng)滑帶中粘土含量越多時(shí)在剪切過(guò)程別是在有水參與時(shí)其效應(yīng)越顯著[31]。陳松等[32]報(bào)道了三峽庫(kù)區(qū)黃土坡滑坡滑帶中粘粒及粉粒含量較高，粘土礦物的親水性和定向結(jié)構(gòu)使滑帶土在回水作用下易飽水軟化。肖榮久[33]報(bào)道了橫山滑坡滑帶土中粘粒含量較高，且粘土礦物成分以高嶺石為主，次為伊利石綠泥石混層礦物及石英等。成國(guó)文等[34]報(bào)道了重慶涪陵五中滑坡中泥化夾層主要含蒙脫石和伊利石等粘土礦物，是泥化夾層的力學(xué)強(qiáng)度降低的重要原因?？梢?jiàn)粘土礦物對(duì)滑帶土抗剪強(qiáng)度的降低起作重要的作用。同時(shí)不同的粘土礦物成分類型其抗剪強(qiáng)度也不相同，嚴(yán)福章等[35]通過(guò)對(duì)礦物成份與抗剪強(qiáng)度的相關(guān)分析得出：蒙脫石對(duì)滑帶強(qiáng)度的影響最大，以蒙脫石或蛭石為主的滑帶土的c、φ值都低且隨蒙脫石含量的增加呈指數(shù)減小，而以高嶺石為主的滑帶土，c、φ值相對(duì)較高。同時(shí)由于粘土礦物種類不同其水敏性也不相同，韓志勇等[36]通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究得出：蒙脫石和伊利石可同時(shí)導(dǎo)致導(dǎo)水介質(zhì)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的滲透性下降，且靜態(tài)滲透性下降值蒙脫石比伊利石要高的多，而高嶺土只引起動(dòng)態(tài)的滲透性下降，這是它們水敏性不同的機(jī)制所在。這種水敏性的差異表現(xiàn)在滑帶土上即為不同粘土礦物組成類型的滑帶土其滲透性和膨脹性也不同。
粘土礦物對(duì)滑帶土質(zhì)量劣化效應(yīng)源于粘土礦物特殊的晶體特性，如片架結(jié)構(gòu)、表面帶電性等。不同的粘土礦物，由于晶格構(gòu)造的特點(diǎn)、物理化學(xué)性質(zhì)等差異，對(duì)滑帶土的影響也不同，有必要對(duì)其進(jìn)一步深入研究。
3.3 水對(duì)滑帶土的影響 眾所周知，水是一種重要的地質(zhì)營(yíng)力，水對(duì)滑坡孕育、激發(fā)、滑體運(yùn)移有做重要影響，周平根博士[37]對(duì)此作過(guò)較系統(tǒng)的定義“流動(dòng)著的地下水與周圍巖土體不斷進(jìn)行做化學(xué)、物理、力學(xué)方面的作用，從而影響地下水流的性質(zhì)和化學(xué)組成，也對(duì)巖土介質(zhì)狀態(tài)產(chǎn)生影響”，因此水對(duì)滑帶土強(qiáng)度的降低也可概括為化學(xué)、物理及力學(xué)三個(gè)方面。
3.3.1 水-巖（土）化學(xué)作用 水-巖（土）化學(xué)作用在自然界廣泛存在，水一巖（土）反應(yīng)在絕大多數(shù)地質(zhì)環(huán)境的惡化及地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生過(guò)程中都起著決定性作用[38，39]，滑動(dòng)帶（面）一般具有含水量較高、結(jié)構(gòu)破碎、孔隙率高、礦物成分及類型復(fù)雜等特點(diǎn)，所以滑帶中的水-巖土反應(yīng)一般比斜坡其它部位更劇烈。滑帶中的水-巖（土）化學(xué)作用類型主要有溶解與溶蝕作用、離子交換作用、水解作用、氧化還原作用、水化作用等。
溶解作用：水是一種溶解力很強(qiáng)且很普遍的溶劑，它與巖（土）接觸時(shí)必定會(huì)發(fā)生溶解-沉淀反應(yīng)[40]，大氣降水一般呈中性，礦化度較低，但當(dāng)其通過(guò)地表土壤層吸收腐殖酸和CO2時(shí)溶解能力明顯增強(qiáng)，在運(yùn)移過(guò)程中與周圍的巖土體發(fā)生（不對(duì)稱）反應(yīng)，使其化學(xué)成分和性質(zhì)變得更加復(fù)雜，幾乎可以與滑帶內(nèi)所有礦物（除方解石等易溶鹽類之外）發(fā)生溶解-沉淀反應(yīng)[41，42]，同時(shí)溶解作用也要受到滑帶內(nèi)水溫、壓力、CO2、pH值等影響，其結(jié)果將使易溶礦物隨水流失，而難溶礦物（粘土礦物）殘留在滑帶內(nèi)。
離子交換作用：滑帶土與地下水之間的離子交換作用是由物理力和化學(xué)力吸附到土體顆粒上的離子和分子與地下水的一種交換過(guò)程。粘土礦物因具有獨(dú)特的層狀結(jié)構(gòu)而具有良好的吸附和離子交換性能[43]，成為滑帶內(nèi)離子交換的主要物質(zhì)，如高嶺土、蒙脫土、伊利石、綠泥石、蛙石、沸石等，當(dāng)滑帶中的水化學(xué)環(huán)境變化時(shí)，粘土礦物會(huì)和地下水之間發(fā)生不同規(guī)模的陽(yáng)離子交換，引起晶體結(jié)構(gòu)、地下水成分和侵蝕能力的變化[44]。Shuzui等[21]通過(guò)系統(tǒng)研究日本第三紀(jì)火山巖地層中各類滑坡滑帶土次生粘土礦物和水化學(xué)特征研究指出：滑帶中的地下水對(duì)蒙脫石的形成存在強(qiáng)烈的影響，地下水與滑帶內(nèi)礦物間的離子交換作用使地下水中Ca++濃度提高，同時(shí)伴隨HCQ■■含量的增加，蒙脫石開(kāi)始形成，當(dāng)蒙脫石增多到一定程度時(shí)，軟弱夾層轉(zhuǎn)化為滑帶。
水解作用：由于水中有一部分水分子離解成H+和OH-使水成為活潑離子且化學(xué)活動(dòng)性很強(qiáng)的溶液，當(dāng)弱酸強(qiáng)堿或強(qiáng)酸弱堿的鹽類溶于水也會(huì)出現(xiàn)溶解，其離解物中可與H+和OH-反應(yīng)使原礦物被分解破壞[45]，如：
4K[AlSi08]（鉀長(zhǎng)石）+6H2O4KOH+Al4[Si4O10][0H]8（高嶺石）+8SiO2（硅膠）
4NaAlSi3O8（鈉長(zhǎng)石）+6H2OAl（Si4O10）（OH）8（高嶺石）+8SiO2（膠體）+4NaOH
滑帶中的各種硅酸鹽類和其他巖類都可在水解作用下發(fā)生分解和產(chǎn)生新礦物。同時(shí)水解作用還會(huì)使礦物中化學(xué)鍵出現(xiàn)弱化現(xiàn)象， 在低應(yīng)力條件下弱化鍵更容易發(fā)生破壞， 如二氧化硅玻璃和石英[46]，水解作用一方面改變著滑帶內(nèi)地下水的pH值，另一方面也使滑帶土土體物質(zhì)發(fā)生改變，從而影響滑帶土的力學(xué)性質(zhì)。
氧化還原作用：滑帶內(nèi)的氧化還原作用取決于滑帶內(nèi)的飽水情況和與外界聯(lián)通情況等，文寶萍等[15]研究了三峽庫(kù)區(qū)黃土坡滑坡臨江1#崩滑體和泄灘滑坡滑帶得出：兩個(gè)滑坡滑帶發(fā)育部位地下水的循環(huán)條件和水-土物理、化學(xué)作用的形式不相同。前者大氣降水補(bǔ)給滑帶內(nèi)地下水，使其氧化作用強(qiáng)烈，水-土相互作用以方解石溶解、泥灰?guī)r碎屑水解泥化和伊利石結(jié)構(gòu)退化向伊-蒙混層礦物的轉(zhuǎn)變?yōu)橹?。后者地下水與外界水力聯(lián)系較差，地下水的還原作用活躍，水-土相互作用以長(zhǎng)石水解、次生粘土礦物形成和伊利石結(jié)構(gòu)退化向伊-蒙混層礦物的轉(zhuǎn)變?yōu)橹??；瑤?nèi)的氧化還原作用既能改變滑帶土的礦物組成，而且能改變著地下水的化學(xué)組分及侵蝕性。
水化作用：水化作用是水滲透到巖土體的礦物結(jié)晶格架中或水分子附著到可溶性巖石的離子上，使巖土體發(fā)生微觀、細(xì)觀及宏觀的結(jié)構(gòu)變化，從而使巖土體的內(nèi)聚力降低[47]。滑帶內(nèi)的水化作用在膨脹類滑帶土中表現(xiàn)得較為明顯，能使滑帶土產(chǎn)生較大的體應(yīng)變。簡(jiǎn)文星等[48]對(duì)安樂(lè)寺滑坡滑帶特征進(jìn)行詳細(xì)的研究，滑坡滑帶主要礦物成分為蒙脫石、伊利石、長(zhǎng)石、石英等，蒙脫石含量高（85%），當(dāng)吸水后滑帶膨脹，抗剪強(qiáng)度大大降低。
滑帶中的水-巖土化學(xué)反應(yīng)在化學(xué)方面能導(dǎo)致化學(xué)元素在滑帶土與水之間重新分配；在礦物學(xué)方面能夠引起滑帶原生礦物成分的變化和次生粘土礦物的形成；在物理方面水-巖土化學(xué)反應(yīng)能削弱礦物顆粒之間的連接，導(dǎo)致土的孔隙率、土粒排列方式、微結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，使滑帶土變得松散軟弱。同時(shí)滑帶土的水―巖（土）化學(xué)作用的過(guò)程、產(chǎn)物還受控于滑帶中原巖（土）類型、原生礦物、土體結(jié)構(gòu)、水化學(xué)成分和水的流動(dòng)性、反應(yīng)系統(tǒng)的開(kāi)放性及動(dòng)態(tài)性等條件。加強(qiáng)此方面研究有利于尋找水―巖（土）相互作用下滑帶土力學(xué)特性變化的根本原因。
3.3.2 水的物理及力學(xué)效應(yīng) 滑帶土的水-巖（土）物理作用機(jī)制及效應(yīng)在國(guó)內(nèi)外已有較長(zhǎng)的研究歷史，并取得了大量的研究成果[46，49-52]，概括起來(lái)主要集中在3個(gè)方面：①降雨引起滑帶內(nèi)地下水短時(shí)間增加而導(dǎo)致的滑帶土軟化、泥化和滑帶強(qiáng)度變化[53-56，33]研究；②基于對(duì)滑帶土室內(nèi)試驗(yàn)（重塑土）或現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)得出的滑帶土物理性質(zhì)和含水率的關(guān)系[57，58]研究；③隨著大型水利水電工程項(xiàng)目的建設(shè)，水庫(kù)水位周期性漲落使滑帶處于干濕循環(huán)狀態(tài)而誘發(fā)的滑坡引起了人們注意和廣泛深入的研究[32，54]。
總結(jié)關(guān)于滑帶土的水-巖（土）物理作用研究成果可得如下認(rèn)識(shí)：水對(duì)滑帶土的物理作用機(jī)制表現(xiàn)為對(duì)滑帶土的作用、軟化和泥化作用等。作用是地下水在滑帶土顆粒表面產(chǎn)生效應(yīng)，削弱了土顆粒間的相互嵌接與相互咬合，使滑帶土的摩阻力減小和剪應(yīng)力效應(yīng)增強(qiáng)，地下水對(duì)滑帶產(chǎn)生的作用反映在力學(xué)上就是使滑帶土的摩擦角減小。軟化和泥化作用是地下水使滑帶土中親水性充填物（粘土礦物）的物理性狀改變，水會(huì)在粘土礦物間形成極化的水分層并能吸收溶液中自由的水分子不斷的擴(kuò)層，同時(shí)水分子能夠進(jìn)入一些粘土礦物晶胞層間形成結(jié)構(gòu)水，這兩種水層能導(dǎo)致粘土礦物外部和內(nèi)部膨脹，并且隨含水量的變化發(fā)生由固態(tài)向塑態(tài)甚至液態(tài)的弱化效應(yīng)，軟化和泥化作用能使滑帶土內(nèi)聚力和摩擦角值減小，當(dāng)滑帶土蒙脫石含量高時(shí)尤其顯著。同時(shí)也應(yīng)注意不同類型的滑帶土，由于其粒度組成、礦物成分和結(jié)構(gòu)的不同，在不同含水率情況下水對(duì)其軟化作用也不相同。
水對(duì)滑帶土的力學(xué)作用有靜水壓力效應(yīng)、飽水效應(yīng)和動(dòng)水壓力（滲透壓力）效應(yīng)，靜水壓力等于滑帶土飽水時(shí)的孔隙水壓力，水對(duì)土顆粒骨架產(chǎn)生一種正應(yīng)力，其矢量指向空隙壁面，此時(shí)靜水壓力值是由水頭所決定的，因此滑帶傾角較大時(shí)靜水壓力一般也較大，滑帶內(nèi)某點(diǎn)靜水壓力pw值為：pw=ρwgh或γwh
式中：ρw為水的密度，g為重力加速度，h為水頭高度，γw為水的重度。靜水壓力能夠使滑帶土擴(kuò)容變形。另一方面滑帶土飽水侵泡時(shí)，當(dāng)總應(yīng)力一致時(shí)，靜水壓力的增加能減小有效應(yīng)力，即為滑帶土的飽水軟化效應(yīng)，這可用莫爾一庫(kù)侖破壞準(zhǔn)則來(lái)描述：τf=（σn-pw）tanφ+c
式中：τf為抗剪強(qiáng)度，σn為正應(yīng)力，pw為孔隙靜水壓力。由式可以看出當(dāng)pw增大時(shí)會(huì)導(dǎo)致滑帶土有效正應(yīng)力減小，使滑帶土的抗剪強(qiáng)度參數(shù)c、φ值降低?；瑤恋膭?dòng)水壓力為地下水在滑帶中流動(dòng)時(shí)的滲透壓力，當(dāng)?shù)叵滤诳紫吨袧B流時(shí)，水會(huì)對(duì)其周圍骨架產(chǎn)生滲透壓力，其為水滲透所遇阻力的反作用力，作用方向與滲流方向一致，滑帶內(nèi)單位土體所受滲透壓力（或動(dòng)水壓力）為：
f=-fL=-ρwg■=ρwgI
式中：■=I為水力坡度。由于ρw=1g/cm3，因此滲透壓力的大小取決于水力梯度，水力梯度越大，則滲透壓力（或動(dòng)水壓力）越大[59]?；瑤羶?nèi)的動(dòng)水壓力效應(yīng)作用有2個(gè)方面：①對(duì)滑帶土產(chǎn)生切向的推力以降低滑帶土的抗剪強(qiáng)度；②滑帶土細(xì)粒組分含量高，在動(dòng)水作用下能順?biāo)苿?dòng)，導(dǎo)致滑帶土結(jié)構(gòu)破壞，一般滑帶中下部細(xì)粒組分含量相對(duì)上部較高。
滑帶內(nèi)水的物理機(jī)力學(xué)效應(yīng)是一個(gè)動(dòng)態(tài)隨機(jī)且影響因素眾多的復(fù)雜過(guò)程，應(yīng)加強(qiáng)不同類型滑帶土在不同時(shí)段和不同空間部位靜水壓力、飽水軟化、動(dòng)水壓力等地下水作用下滲透性、微觀結(jié)構(gòu)的變化研究，從而深入認(rèn)識(shí)滑帶土的變形過(guò)程。
3.4 滑帶土的微觀結(jié)構(gòu) 早在上世紀(jì)土力學(xué)之父―Terzaghi就指出：粘土在自然沉積過(guò)程中的“蜂窩狀結(jié)構(gòu)”是很常見(jiàn)的一種結(jié)構(gòu)形態(tài)并提出評(píng)價(jià)粘性土的變形與強(qiáng)度特性時(shí)應(yīng)當(dāng)注意其結(jié)構(gòu)的重要性。之后Goldschmidt又提出片架排列結(jié)構(gòu)，Casagrade發(fā)展了Terzaghi的蜂窩結(jié)構(gòu)提出了“基質(zhì)粘土”和“鍵合粘土”的概念，隨著SEM（掃描電子顯微鏡）、XRD（X射線衍射分析）、CT無(wú)損傷掃描技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)、分形幾何理論、平均方向角、定向分布函數(shù)以及微結(jié)構(gòu)因子等電子技術(shù)的引入和新的數(shù)學(xué)方法的出現(xiàn)，為滑帶土的微觀結(jié)構(gòu)形態(tài)研究提供了技術(shù)平臺(tái)和理論支持?；瑤恋奈⒂^結(jié)構(gòu)特征及其在外部動(dòng)力作用下的結(jié)構(gòu)變形行為便成為近年來(lái)巖土工程界和工程地質(zhì)界最感興趣的問(wèn)題，因?yàn)樗岁P(guān)于滑帶土的豐富信息，如：滑帶土的形成演化、滑帶土的發(fā)展變形階段、滑帶土的力學(xué)特性等。因此土的微觀結(jié)構(gòu)及微結(jié)構(gòu)力學(xué)研究以成為21世紀(jì)工程地質(zhì)學(xué)生長(zhǎng)點(diǎn)[36]，目前關(guān)于滑帶土的微結(jié)構(gòu)研究已取得了很多有意義的成果，嚴(yán)春杰等[60]對(duì)三峽工程庫(kù)區(qū)滑坡滑帶土的微結(jié)構(gòu)研究得出：微裂隙和由淋溶孔隙、粒間孔隙、礦物溶蝕孔組成的微孔隙較發(fā)育，使滑帶孔隙率增高，在剪切引起的結(jié)構(gòu)破壞時(shí)能激發(fā)很高的孔隙水壓力，從而成為高速滑坡的重要形成機(jī)制，并將擦痕分為線形擦痕、紊亂型擦痕、弧型擦痕分別對(duì)應(yīng)不同的滑帶運(yùn)動(dòng)方式。王洪興等[61]論述了粘土礦物顆粒定向排列測(cè)定的基本原理并提出粘土礦物定向性定量評(píng)價(jià)方法。宋丙輝等[57]通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)并基于分形理論，結(jié)合圖像分析處理軟件對(duì)舟曲鎖兒頭滑坡滑帶土微結(jié)構(gòu)進(jìn)行了定量化研究，得出了孔隙形態(tài)分維數(shù)與孔隙比和抗剪強(qiáng)度指標(biāo)間的相關(guān)關(guān)系。同時(shí)滑帶土的微結(jié)構(gòu)特征對(duì)滑帶土的發(fā)展演化階段也有著重要的指示作用，嚴(yán)春杰等[62]研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)滑帶土處于滑動(dòng)階段時(shí)粘土礦物呈定向排列且微孔隙和微裂隙發(fā)育；當(dāng)滑帶處于穩(wěn)定階段時(shí)粘土礦物無(wú)定向排列并無(wú)擦痕，常見(jiàn)樹(shù)枝狀、網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)。這也是滑坡災(zāi)害預(yù)警的重要參考指標(biāo)。
滑帶土的力學(xué)性質(zhì)歸其原因都是其內(nèi)在微觀結(jié)構(gòu)在外部條件（上伏巖土體重力、剪應(yīng)力、孔隙水壓、微生物等）作用下發(fā)生變化的外在反映。開(kāi)展滑帶土微結(jié)構(gòu)研究與傳統(tǒng)土力學(xué)研究方法有很大的不同，首先它是通過(guò)對(duì)微觀機(jī)制的研究來(lái)解釋和模擬滑帶土的宏觀行為，其次它將土體視為各向異性的含孔隙介質(zhì)，并十分強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)的重要性。這種獨(dú)特的角度和方法對(duì)于我們深刻認(rèn)識(shí)滑帶土有著極其重要的意義，但現(xiàn)階段的研究基本還處于起步定性階段，資料也很缺乏，有必要進(jìn)一步研究。
4 存在問(wèn)題及展望
4.1 顆粒組成是滑帶土強(qiáng)度研究的重要內(nèi)容之一，以往的研究主要側(cè)重于細(xì)粒土顆粒組成與滑帶土強(qiáng)度參數(shù)C、φ相關(guān)性，第一，忽略了剪切過(guò)程中滑帶土強(qiáng)度變化的內(nèi)在機(jī)制；第二，不能夠解釋碎石類滑帶土的力學(xué)特性。因此以后應(yīng)加強(qiáng)對(duì)碎石類滑帶土研究，尤其是土石混合體系中不同粒徑顆粒在不同應(yīng)力條件下的力學(xué)行為和運(yùn)動(dòng)特征以及不同形狀顆粒對(duì)滑帶土抗剪強(qiáng)度的影響等的研究。
4.2 滑帶中的元素地球化學(xué)和礦物成分（特別是粘土礦物）特征及變化和滑帶力學(xué)性質(zhì)改變存在深層次的聯(lián)系，它有利于反映滑帶形成過(guò)程中水-巖（土）相互作用機(jī)制、程度；揭示滑帶形成的地質(zhì)地球化學(xué)條件；解釋滑帶土抗剪強(qiáng)度降低的內(nèi)在機(jī)理，是滑帶土研究中亟待開(kāi)拓的研究領(lǐng)域。應(yīng)加強(qiáng)對(duì)滑帶中粘土礦物結(jié)構(gòu)和組合特征、不同粘土礦物的含量比、粘土礦物形成轉(zhuǎn)化機(jī)制及粘土礦物在水作用下的物理-力學(xué)性質(zhì)等研究。同時(shí)注意對(duì)K、Na、Ca等活動(dòng)性元素和具有變化價(jià)態(tài)的Fe元素研究，尋找他們與滑帶土強(qiáng)度的關(guān)系，預(yù)測(cè)滑坡活動(dòng)特征。
4.3 滑帶土的微觀結(jié)構(gòu)是滑帶土深入研究中有望產(chǎn)生重大突破的研究領(lǐng)域，但目前對(duì)微結(jié)構(gòu)的研究還處于定性描述階段，針對(duì)目前的研究現(xiàn)狀，筆者認(rèn)為應(yīng)主要從以下4個(gè)方面對(duì)滑帶微結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入研究：①加強(qiáng)對(duì)不同類型滑帶土微觀結(jié)構(gòu)形成機(jī)制及影響因素研究，并預(yù)測(cè)滑帶微結(jié)構(gòu)在環(huán)境改變后（如飽水軟化、地震等）可能的變化特征；②通過(guò)計(jì)算機(jī)圖形處理技術(shù)和CT技術(shù)等加強(qiáng)對(duì)滑帶土微觀結(jié)構(gòu)定量研究，找出影響滑帶土力學(xué)性質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)因子；③建立滑帶土在剪應(yīng)力作用下的微觀力學(xué)模型，從而提高滑帶土強(qiáng)度計(jì)算精度；④研究滑帶土微觀結(jié)構(gòu)變化與宏觀滑帶土力學(xué)物理量間的關(guān)系，尋找滑帶土微結(jié)構(gòu)與工程特性的直接制約關(guān)系。
4.4 水對(duì)滑帶土的影響在某些方面已取得了大量的研究成果，但由于其內(nèi)容的復(fù)雜性目前對(duì)它的認(rèn)識(shí)程度還是較低的，需要進(jìn)一步研究的問(wèn)題有量化滑帶土中水化學(xué)反應(yīng)的力學(xué)效應(yīng)及其與滑帶土宏觀力學(xué)行為的關(guān)系；水溶液成分及性質(zhì)的變化對(duì)滑帶土內(nèi)水土化學(xué)反應(yīng)的影響；滑帶土中的滲透場(chǎng)與變形場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)的耦合作用；水對(duì)滑帶土物理作用的力學(xué)效應(yīng)；滑帶土的水文地質(zhì)效應(yīng)等。
4.5 微生物等微小生命體在地球表層廣泛存在，滑帶中的微生物研究已有相關(guān)報(bào)道[5，60]，應(yīng)從其生命活動(dòng)過(guò)程導(dǎo)致的滑帶土機(jī)械破壞、新陳代謝分泌物對(duì)滑帶土微觀結(jié)構(gòu)、滑帶內(nèi)水土化學(xué)反應(yīng)作用影響方面進(jìn)一步研究。
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關(guān)鍵詞：地學(xué)基礎(chǔ)；課程改革；農(nóng)業(yè)院校
地學(xué)基礎(chǔ)是農(nóng)業(yè)院校生態(tài)環(huán)境類專業(yè)必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，本課程的任務(wù)是使學(xué)生掌握地質(zhì)學(xué)、地貌學(xué)基本原理及兩者間的關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生分析、解決由地質(zhì)地貌因素而引發(fā)的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題的能力，涉及的基本理論知識(shí)范圍較廣，且與實(shí)際結(jié)合非常緊密。因此，提高教學(xué)質(zhì)量，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，是十分必要的。本文在總結(jié)前人經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合自身教學(xué)中的一些體會(huì)，對(duì)地學(xué)基礎(chǔ)的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法等方面的改革進(jìn)行了探討。
1 地學(xué)基礎(chǔ)課程的性質(zhì)
地學(xué)基礎(chǔ)課程是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課，是我校土地資源管理專業(yè)、農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境、地理信息系統(tǒng)、資源環(huán)境與城鄉(xiāng)規(guī)劃管理、環(huán)境科學(xué)、水土保持與荒漠化防治等專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程。課程設(shè)置的目的是為各專業(yè)的學(xué)生提供必備的知識(shí)，為學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)的專業(yè)如土壤學(xué)、土地資源學(xué)、區(qū)域土壤、土地利用規(guī)劃學(xué)、城鄉(xiāng)規(guī)劃、水土保持學(xué)等課程的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。地學(xué)基礎(chǔ)是研究地殼的物質(zhì)組成，地表形態(tài)發(fā)生、發(fā)展的一門自然科學(xué)。該課程重點(diǎn)地介紹了地球基本特性、地殼的物質(zhì)組成、礦物巖石的形成及特征，地殼運(yùn)動(dòng)形成的地質(zhì)構(gòu)造與構(gòu)造地貌、各種外力地質(zhì)作用過(guò)程及相應(yīng)的沉積物和地貌、地質(zhì)與地貌學(xué)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的關(guān)系。
隨著社會(huì)的發(fā)展，人類創(chuàng)造了前所末有的生產(chǎn)力，為了滿足日益增長(zhǎng)的物質(zhì)需求，就要向地球作更多的索取，然而人類如稍有處置不當(dāng)，就會(huì)招致大自然嚴(yán)厲的懲罰。只有當(dāng)人類都認(rèn)識(shí)地球了解地球，才能與地球和諧協(xié)調(diào)，從而有利于人類社會(huì)的持續(xù)發(fā)展。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生能牢固掌握地學(xué)的基本知識(shí)，初步建立正確的時(shí)間、空間觀念。為理解土壤性狀與環(huán)境的關(guān)系，為今后學(xué)習(xí)專業(yè)課程，并順利開(kāi)展土壤、土地、規(guī)劃等方面的工作打下一定的基礎(chǔ)，進(jìn)一步為我國(guó)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化服務(wù)。
2 地學(xué)基礎(chǔ)課程的特點(diǎn)
該課程實(shí)踐性較強(qiáng)，學(xué)習(xí)過(guò)程中不易掌握。因此要求任課教師必須了解課程的特點(diǎn)，以便制定切實(shí)可行的教學(xué)思路和手段，達(dá)到教學(xué)目的和效果。
因此，通過(guò)理論與實(shí)踐性教學(xué)相結(jié)合，更它有利于拓寬和更新學(xué)生的知識(shí)面。因此本課程教學(xué)內(nèi)容應(yīng)是針對(duì)目前環(huán)境問(wèn)題的熱點(diǎn)，總結(jié)國(guó)內(nèi)外此領(lǐng)域的最新研究成果，進(jìn)行實(shí)踐性教學(xué)，在有限的教學(xué)時(shí)間內(nèi)把更多知識(shí)傳達(dá)給學(xué)生。
3 教學(xué)改革方法探討
3．1 優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容
教學(xué)內(nèi)容的建設(shè)是課程建設(shè)的核心，教學(xué)改革本質(zhì)是課程內(nèi)容的改革。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，地質(zhì)科學(xué)的新理論、新發(fā)現(xiàn)不斷涌現(xiàn)。因此，地學(xué)基礎(chǔ)課程的教學(xué)內(nèi)容也應(yīng)該不斷地加以更新與調(diào)整。
（1）教學(xué)內(nèi)容應(yīng)與實(shí)踐緊密結(jié)合
由于該課程是專業(yè)基礎(chǔ)課，實(shí)踐性強(qiáng)，故在理論教學(xué)內(nèi)容上，更加注重將理論融于實(shí)踐的模式，即：去培養(yǎng)學(xué)生的微觀-宏觀的思維上的轉(zhuǎn)變，如室內(nèi)講解各種地貌時(shí)，可列舉周邊的實(shí)地地貌及利用狀況，便于學(xué)生的理解與立體思維的培養(yǎng)。在理論教學(xué)內(nèi)容上，盡量多講述與專業(yè)有關(guān)的地質(zhì)問(wèn)題，把地質(zhì)地貌與專業(yè)密切地聯(lián)系起來(lái)，以引起學(xué)生對(duì)該課程的重視，提高其學(xué)習(xí)的積極性。如講到三大巖石的時(shí)候，除介紹其各自的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及成因外，結(jié)合實(shí)例分析其風(fēng)化后形成不同土壤，可供相應(yīng)的作物生長(zhǎng)，同時(shí)還可以提出為提高農(nóng)作物產(chǎn)量需要給土壤補(bǔ)充某些特定微量元素和巖石肥料而進(jìn)行的土壤改良措施，從而在根本上提高耕地的質(zhì)量。講到地質(zhì)構(gòu)造內(nèi)容時(shí)，可結(jié)合農(nóng)業(yè)生態(tài)地質(zhì)環(huán)境，就農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的平衡、農(nóng)業(yè)區(qū)域合理布局、農(nóng)村城鎮(zhèn)建設(shè)布局等方面的實(shí)例融入到課堂中。
（2）教學(xué)內(nèi)容及時(shí)更新
該課程教學(xué)中，相關(guān)內(nèi)容隨著專業(yè)課程的發(fā)展而進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)今社會(huì)，信息與科技高速發(fā)展，作為專業(yè)基礎(chǔ)課，相對(duì)于專業(yè)課的發(fā)展，相對(duì)滯后。因此，該課程的相關(guān)內(nèi)容應(yīng)該與專業(yè)的發(fā)展相適應(yīng)。這就要求教師不能照本宣科，而要擴(kuò)大自身的知識(shí)面，廣泛捕捉新技術(shù)、新知識(shí)信息，加速知識(shí)更新。只有這樣才能開(kāi)闊學(xué)生的視野，造就適應(yīng)生態(tài)環(huán)境建設(shè)發(fā)展需要的人才。
（3）教學(xué)內(nèi)容應(yīng)緊密結(jié)合相關(guān)科研項(xiàng)目
因本課程屬于生態(tài)環(huán)境類專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，應(yīng)以服務(wù)于農(nóng)業(yè)院校專業(yè)課作為自身的特色，結(jié)合我院農(nóng)業(yè)資源利用學(xué)科發(fā)展的優(yōu)勢(shì)，將老師的與之相關(guān)縱、橫項(xiàng)科研實(shí)例介紹給同學(xué)們，讓他們感覺(jué)到所學(xué)知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用，激發(fā)其學(xué)習(xí)的動(dòng)力，并在一定程度上增強(qiáng)他們分析問(wèn)題、處理問(wèn)題的能力。
3．2 改革教學(xué)方法
學(xué)習(xí)和思考是相互相互促進(jìn)、相互推動(dòng)的一個(gè)過(guò)程。因此，本課程在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)注重發(fā)揮學(xué)生在教學(xué)中的主體地位，將教學(xué)內(nèi)容分為講授內(nèi)容(基本原理、概念、方法)和自學(xué)內(nèi)容(描述性內(nèi)容、有關(guān)假說(shuō))，教師重點(diǎn)講述必講內(nèi)容，同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)自學(xué)內(nèi)容。課堂上采用互動(dòng)式教學(xué)，組織學(xué)生交流和討論。激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，營(yíng)造活躍的課堂氣氛。要做到這一點(diǎn)，首先要引發(fā)其好奇心，然后激發(fā)其挑戰(zhàn)欲。如在涉及到地質(zhì)構(gòu)造內(nèi)容時(shí)，應(yīng)結(jié)合到“風(fēng)水”與旅游景點(diǎn)方面的事例，組織學(xué)生進(jìn)行討論，以便增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。
地學(xué)基礎(chǔ)一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，具有其自身的特點(diǎn)、思維方式和研究方法。這就需要我們?cè)诮虒W(xué)過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的立體思維，具體過(guò)程為：具體的思維方式是將復(fù)雜的地質(zhì)現(xiàn)象(問(wèn)題)簡(jiǎn)單化，將特殊的地質(zhì)現(xiàn)象(問(wèn)題)典型化，將一般的地質(zhì)現(xiàn)象(問(wèn)題)規(guī)律化等。同時(shí)，應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生課堂教學(xué)的思維從微觀向宏觀轉(zhuǎn)變，而實(shí)習(xí)時(shí)則需從宏觀向微觀轉(zhuǎn)變，提高其獨(dú)立思考問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。
為了提高教學(xué)效率，同時(shí)也便于學(xué)生更好的理解掌握，我們將礦物、巖石實(shí)驗(yàn)與講課同步進(jìn)行，將一部分講課內(nèi)容轉(zhuǎn)移到實(shí)習(xí)中，避免了不接觸標(biāo)本實(shí)物單純講課的枯燥，有利于學(xué)生掌握。一直堅(jiān)持對(duì)礦物、巖石在實(shí)驗(yàn)課上單獨(dú)測(cè)試，效果很好。這樣既可以有效地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，又可以促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)，杜絕死記硬背。
3．3 改革教學(xué)手段
教學(xué)手段是教學(xué)過(guò)程中一個(gè)不可缺少的組成要素，它是師生互動(dòng)的工具。合理地使用教學(xué)手段，不僅可以解決學(xué)時(shí)少的問(wèn)題，而且能夠促使學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和鞏固，有利于知識(shí)的傳遞。
結(jié)合本學(xué)科的特點(diǎn)，在課堂教學(xué)中，充分利用現(xiàn)代化的教學(xué)手段。本課程一直堅(jiān)持采用多媒體課件教學(xué)并與實(shí)物標(biāo)本、模型、錄像片和其他手段相配合的方法，對(duì)學(xué)生盡量做到直觀形象，使其能夠消化理解。
此外，還適當(dāng)采用一些教學(xué)模具，如利用滑坡體的教學(xué)模具來(lái)講解滑坡的基本要素，同時(shí)借助Flas模擬滑坡的滑動(dòng)過(guò)程，使課堂教學(xué)更具直觀性。上述多種教學(xué)手段相結(jié)合的方法，不僅增強(qiáng)了教學(xué)的直觀性、主動(dòng)性，同時(shí)也可節(jié)省時(shí)間，擴(kuò)大課堂教學(xué)的信息量，提高教學(xué)效果。
3．4 強(qiáng)化實(shí)踐環(huán)節(jié)
實(shí)踐教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)的重要環(huán)節(jié)，也是開(kāi)展素質(zhì)教育，培養(yǎng)學(xué)生樹(shù)立辨證唯物主義世界觀的重要途徑。通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，加深認(rèn)識(shí)和理解課堂內(nèi)容，同時(shí)提高了學(xué)生的動(dòng)手能力。
室內(nèi)實(shí)驗(yàn)，通過(guò)礦物的顏色、光澤、硬度、解理與斷口來(lái)認(rèn)識(shí)常見(jiàn)的造巖礦物，如：石英、長(zhǎng)石、輝石、角閃石、方解石、石膏、云母、滑石等；通過(guò)礦物的認(rèn)識(shí)進(jìn)一步認(rèn)識(shí)三大類巖石，如：泥巖、砂巖、頁(yè)巖、石灰?guī)r和大理巖等。為了便于學(xué)生對(duì)實(shí)體的進(jìn)一步認(rèn)識(shí)與理解，特將相關(guān)標(biāo)本以陳列的方式，布設(shè)于實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，在課余時(shí)間對(duì)學(xué)生實(shí)行開(kāi)放。
但室內(nèi)實(shí)驗(yàn)還不能滿足學(xué)生對(duì)地質(zhì)地貌的認(rèn)識(shí)，因此，增設(shè)了野外地質(zhì)實(shí)習(xí)，在教學(xué)內(nèi)容上，視實(shí)習(xí)區(qū)域?yàn)槁糜尉包c(diǎn)，去品味地質(zhì)地貌的內(nèi)涵，并在此基礎(chǔ)上，提升學(xué)生的立體思維。實(shí)習(xí)內(nèi)容主要包括各類巖石的觀測(cè)，流水地貌、崩塌及重力地貌，以及斷層、褶皺、傾斜巖層地貌及逆地形、冰川地貌、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的軌跡等一般的地質(zhì)現(xiàn)象等。通過(guò)野外地質(zhì)實(shí)習(xí)加深理解生態(tài)環(huán)境類專業(yè)與地質(zhì)的關(guān)系，熟悉相關(guān)專業(yè)地質(zhì)問(wèn)題及其處理方法，鞏固了所學(xué)知識(shí)，為以后的學(xué)習(xí)提供了感性認(rèn)識(shí)。例如資源環(huán)境與城鄉(xiāng)規(guī)劃管理專業(yè)，結(jié)合上述觀測(cè)內(nèi)容，分析不同地質(zhì)特征條件下，不同區(qū)域的在農(nóng)田、居民點(diǎn)及各種工程規(guī)劃設(shè)計(jì)過(guò)程中，注意的問(wèn)題；而農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境專業(yè)，則通過(guò)實(shí)習(xí)，分析不同地質(zhì)特征條件下，農(nóng)業(yè)資源的利用狀況。在野外實(shí)習(xí)過(guò)程中，應(yīng)多引導(dǎo)學(xué)生，讓他們自己去發(fā)現(xiàn)、去思考相應(yīng)問(wèn)題。使學(xué)生逐漸明確觀察目的后，鼓勵(lì)學(xué)生自己觀察周邊的地質(zhì)地貌現(xiàn)象，變被動(dòng)思考為主動(dòng)思考。野外實(shí)習(xí)過(guò)程中要求學(xué)生做到眼勤、手勤、腳勤、嘴勤和耳勤。
3．5 優(yōu)化考核制度
為了督促學(xué)生學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生勤奮、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)風(fēng)和科學(xué)態(tài)度，適當(dāng)對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行考核是非常必要的?？荚囀墙虒W(xué)的重要環(huán)節(jié)，為了達(dá)到考核學(xué)生綜合素質(zhì)的目的，正確評(píng)估學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，可以進(jìn)行考試改革。我校地學(xué)基礎(chǔ)課程考試由平時(shí)成績(jī)、實(shí)驗(yàn)成績(jī)和期末考試成績(jī)?nèi)糠纸M成，其中平時(shí)成績(jī)包括考勤、提問(wèn)、課程小論文以及教學(xué)過(guò)程中教師對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)?？紤]到該課程實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)，加大了實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)谡n程考核總成績(jī)中的比重，占總成績(jī)的30％，平時(shí)成績(jī)占總成績(jī)的10％，期末考試既檢驗(yàn)了教師的教學(xué)成果又檢驗(yàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，考試避免死記硬背的知識(shí)，適當(dāng)加大綜合分析題比重，重點(diǎn)考查學(xué)生的靈活性及綜合素質(zhì)。
經(jīng)過(guò)幾年的教改探索和實(shí)踐，該課程的教學(xué)應(yīng)體現(xiàn)以教師為主導(dǎo)，以學(xué)生為主體，培養(yǎng)知識(shí)、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展要求的的教學(xué)理念，去不斷地優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，更好地服務(wù)于后續(xù)課程的學(xué)習(xí)；課程教學(xué)以采用互動(dòng)式教學(xué)，可以有效地調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，使自學(xué)能力和表達(dá)能力得到鍛煉和提高，同時(shí)，也使教師能及時(shí)掌握學(xué)生在學(xué)習(xí)中的難點(diǎn)和理解上的偏差，更有針對(duì)性地進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)；大量的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)則是鞏固理論知識(shí)和培養(yǎng)立體思維的基礎(chǔ)。
總之，地學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)改革要緊緊圍繞農(nóng)業(yè)院校的特色和生態(tài)環(huán)境類專業(yè)發(fā)展的需要，培養(yǎng)和提高學(xué)生認(rèn)識(shí)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的綜合素質(zhì)，為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
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關(guān)鍵詞：地鐵隧道；盾構(gòu)法；地面沉降
地鐵交通當(dāng)前已經(jīng)成為了各大城市中非常重要的交通工具，隨著地鐵交通的發(fā)展，地鐵工程也在不斷的增加，在地鐵隧道施工中盾構(gòu)技術(shù)的先進(jìn)性和安全性使得其應(yīng)用的范圍越來(lái)越廣泛。地鐵的修建一般都是在城市的中心，地下的管線以及地面的建筑都比較多，在隧道的開(kāi)挖中勢(shì)必會(huì)影響到地層穩(wěn)定，造成地表的沉降。盾構(gòu)施工中引起的地面沉降情況會(huì)更加嚴(yán)重，甚至直接威脅到地面上的建筑結(jié)構(gòu)安全。為了解決地鐵隧道盾構(gòu)法造成的地面沉降問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外進(jìn)行了大量的研究，并建立了沉降計(jì)算模型，以期能夠更好的解決地鐵隧道盾構(gòu)法造成的地面沉降問(wèn)題。
1盾構(gòu)法引起的地面沉降原理
地鐵隧道施工中必然會(huì)引起隧道周邊土層的擾動(dòng)，進(jìn)而引發(fā)地面沉降問(wèn)題。軟土地隧道開(kāi)挖的過(guò)程中，受到地層損失以及隧道周圍環(huán)境的干擾等因素都可能會(huì)引起地面沉降。
1.1隧道開(kāi)挖使得地層損失
地層損失主要是由于盾構(gòu)施工中開(kāi)挖體積與隧道的實(shí)際體積間存在體積差，隧道竣工體積包括隧道包裹的壓入漿體積。如果在彌補(bǔ)地層中出現(xiàn)了地層的移動(dòng)，將引起地面的沉降，而地層損失的主要因素為：①開(kāi)挖面的土體出現(xiàn)移動(dòng)的現(xiàn)象。在盾構(gòu)挖掘的過(guò)程中，開(kāi)挖面土體的水平支護(hù)應(yīng)力如果小于原始側(cè)向應(yīng)力，那么將會(huì)引起開(kāi)挖面土體的移動(dòng)，從而造成地層損失，進(jìn)而引起正面土體的向上、向前移動(dòng)，從而造成地層損失的土體隆起；②盾構(gòu)后退。在盾構(gòu)技術(shù)的推進(jìn)中，如果出現(xiàn)暫停，那么有可能會(huì)因?yàn)榍Ы镯斅┯突蚧乜s造成盾構(gòu)后退，進(jìn)而導(dǎo)致開(kāi)挖面土體松動(dòng)，形成地層損失；③土體被擠入盾尾的空隙中。如果在隧道外周空隙的壓漿過(guò)程，壓漿量不足，壓力不適或者壓漿的時(shí)間不及時(shí)，都可能會(huì)使盾尾坑道的土體失去平衡，進(jìn)而出現(xiàn)土體移動(dòng)形成地層損失。尤其是在含水不穩(wěn)定的地層中，更容易引發(fā)地層損失現(xiàn)象；④推進(jìn)方向的改變。盾構(gòu)的過(guò)程中有些地點(diǎn)需要進(jìn)行曲線、抬頭以及糾偏推進(jìn)，這樣開(kāi)挖斷面就是橢圓形，因此造成地層損失。盾構(gòu)軸線與隧道軸線的角度偏差越大，其引起的地層損失也會(huì)更大；⑤盾構(gòu)的推進(jìn)會(huì)使其正面的障礙物不斷的移動(dòng)，進(jìn)而產(chǎn)生空隙，但是在推進(jìn)的過(guò)程中無(wú)法進(jìn)行有效的填充，從而引起地層損失；⑥同時(shí)隧道在土壓下以及盾構(gòu)管片拼裝的過(guò)程中也可能會(huì)因?yàn)樽冃味斐傻貙訐p失。
1.2土體受擾動(dòng)后固結(jié)性降低
隧道盾構(gòu)施工的過(guò)程中，會(huì)使得周圍的土體受到擾動(dòng)，進(jìn)而在隧道的周圍造成超孔隙水壓力。盾構(gòu)推進(jìn)后，土體的表面應(yīng)力得到了有效的釋放，從而使得隧道周圍的孔隙水壓力逐漸的降低，使得孔隙的水被擠壓出來(lái)，進(jìn)而造成地面沉降。同時(shí)，在盾構(gòu)施工的過(guò)程中，由于擠壓以及壓漿等作用使得地層周圍形成正值超空隙水壓力區(qū)，在施工后的一段時(shí)間又會(huì)自動(dòng)復(fù)原，進(jìn)而使得地層排水出現(xiàn)固結(jié)變形，造成地面沉降。這種沉降也被稱為主固結(jié)沉降。在隧道周圍的土體受到擾動(dòng)后，土體的骨架還會(huì)保持一段時(shí)間的壓縮變形，在這個(gè)過(guò)程中地面出現(xiàn)次固結(jié)沉降。
2地鐵隧道盾構(gòu)施工引起地面沉降主要影響因素分析
隧道工程盾構(gòu)法施工造成的地面沉降影響分析所應(yīng)用的方式一般都是應(yīng)用美國(guó)科學(xué)家P.B.Peck所推出的估算方法。為了能夠分析地面沉降因素的具體影響，需要采用數(shù)學(xué)模擬以及數(shù)值計(jì)算的方法，分析出盾構(gòu)施工中主要的影響因素地層損失率、盾構(gòu)半徑、盾構(gòu)埋深以及盾構(gòu)穿越土層性質(zhì)等引起的地面沉降效應(yīng)。
2.1盾構(gòu)深埋因素分析
盾構(gòu)埋深是引起地面沉降比較顯著的因素。在軟土隧道開(kāi)挖的過(guò)程中，埋深的深度一般為6～22m，對(duì)盾構(gòu)施工中的沉降槽進(jìn)行計(jì)算，通過(guò)計(jì)算得到相關(guān)系數(shù)為0.976。數(shù)值計(jì)算中經(jīng)常采用的參數(shù)一般選擇的盾構(gòu)半徑為3.2m，地層損失率為2%，而穿越的土層為黏土層（淤泥質(zhì)）。同時(shí)通過(guò)計(jì)算后發(fā)現(xiàn)，寬度系數(shù)會(huì)隨著盾構(gòu)埋深的深度而增加，這也導(dǎo)致地面沉降影響的范圍不斷的擴(kuò)大。
2.2地層損失率通過(guò)對(duì)地層損失的分析
可知，地層損失率對(duì)地面沉降也有很明顯的影響。同時(shí)有專家認(rèn)為，如果地層損失率比較大，那么其在施工計(jì)算中將不再適用于P.B.Peck理論和公式。所以通過(guò)結(jié)合工程的實(shí)際，可以設(shè)定地層損失率分別為：1%、2%、3%、4%以及5%。設(shè)盾構(gòu)埋深為10m，穿越土層不變，盾構(gòu)半徑也為3.2m。經(jīng)過(guò)計(jì)算分析得出，地層損失率影響著寬度系數(shù)，寬度系數(shù)會(huì)隨著地層損失率的增加也減小。隨著地層損失率的增加，沉降量也越來(lái)越快。
2.3盾構(gòu)穿越土層性質(zhì)
在軟土層的隧道開(kāi)挖中，主要的土層性質(zhì)有砂土層、砂質(zhì)粉土以及淤泥質(zhì)粘性土，在不同的土層穿越中對(duì)地面沉降也有不同的影響。在保持其他工藝條件都不變的情況下，穿越砂土層相對(duì)于黏土層來(lái)說(shuō)，其沉降槽寬度的系數(shù)也更小，因此沉降量也是最大的。設(shè)地層損失率為2%，盾構(gòu)埋深為10m，盾構(gòu)半徑為3.2m，計(jì)算分析穿越不同土層的寬度系數(shù)與沉降量的關(guān)系。通過(guò)計(jì)算分析后可知，在穿越不同土質(zhì)時(shí)地面沉降效應(yīng)也不同，穿越黏土?xí)r的沉降槽寬系數(shù)最大，對(duì)地面沉降影響的范圍也最大，穿越砂質(zhì)粉土層，寬度系數(shù)比黏土層小，沉降量顯著，在穿越砂土地面時(shí)沉降量最大。
2.4盾構(gòu)半徑
盾構(gòu)半徑在不同的地鐵隧道中也存在差異，比較常見(jiàn)的盾構(gòu)半徑有單圓土壓平衡盾構(gòu)、穿越江海盾構(gòu)以及雙圓土壓平衡盾構(gòu)等。其中單圓和雙圓土壓平衡盾構(gòu)直徑一般都在6～6.5m左右，但如果是越江或者越海的工程，其對(duì)泥水平衡盾構(gòu)的半徑要求更大，一般在7～15m。設(shè)單圓盾構(gòu)半徑為3.17m，雙圓盾構(gòu)半徑為4.5m，穿江盾構(gòu)半徑為7.5m；地層損失率為2%，盾構(gòu)埋深為10m，穿越土層為淤泥質(zhì)黏土層。通過(guò)計(jì)算分析發(fā)現(xiàn)，盾構(gòu)半徑對(duì)寬度系數(shù)具有較為明顯的影響，橫向沉降槽的寬度系數(shù)隨著盾構(gòu)半徑的增大而變大，地面沉降范圍也不斷的增大。
3地面沉降觀測(cè)方法
3.1觀測(cè)儀器以及觀測(cè)要求
在地面沉降觀測(cè)中，主要使用的儀器有精密水準(zhǔn)儀、鋼卷尺以及銦鋼水準(zhǔn)尺。線路沿線以及建筑物的地表沉降的數(shù)值與國(guó)家規(guī)定的誤差要控制在2mm左右，相鄰點(diǎn)高度誤差控制在1mm左右。
3.2沉降觀測(cè)點(diǎn)的布設(shè)
一般情況下，沿隧道中線上方的地面布設(shè)點(diǎn)距離需要控制在5m，并隔四個(gè)布設(shè)點(diǎn)設(shè)置一個(gè)檢測(cè)橫斷面，每個(gè)斷面上要設(shè)置5個(gè)觀測(cè)點(diǎn)。在隧道的中線上設(shè)置一個(gè)點(diǎn)，然后在其左右隔5m設(shè)置一個(gè)點(diǎn)。在軟土層或者埋深較淺的區(qū)域需要根據(jù)隧道的埋深深度以及圍巖地質(zhì)的條件對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)和斷面進(jìn)行加密。如果隧道上方的路面為混凝土，在沉降觀測(cè)點(diǎn)的布設(shè)中主要采用兩種方式。①混凝土路面觀測(cè)點(diǎn)布置，在路面部分沿著中線每隔20m布設(shè)一個(gè)觀測(cè)斷面，觀測(cè)點(diǎn)要布設(shè)在路面上，從而測(cè)量路面的沉降量；②路面以下土層觀測(cè)點(diǎn)布設(shè)，為了能夠有效的防止路面硬殼層的沉降測(cè)量誤差，造成路面虛空，需要通過(guò)混凝土路面在地層中打短鋼筋的方式來(lái)布設(shè)觀測(cè)點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)地層沉降的監(jiān)測(cè)。
3.3沉降觀測(cè)頻率
為了能夠更好的控制地面沉降，需要合理安排盾構(gòu)過(guò)程中沉降觀測(cè)的頻率，一般需要在盾構(gòu)機(jī)頭前10m的位置或者后20m的范圍每天的早、晚觀察各觀測(cè)一次，同時(shí)根據(jù)施工的進(jìn)度不斷的增加觀測(cè)的次數(shù)。在這個(gè)范圍內(nèi)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)則需要每周進(jìn)行觀察一次，直到保證周圍的土層穩(wěn)定為止。如果沉降或者隆起超過(guò)規(guī)定的限差，或者出現(xiàn)異常的變動(dòng)情況，則需要加大觀測(cè)的范圍和頻率。
4結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，隨著地鐵交通的建設(shè)，盾構(gòu)施工法逐漸在隧道的開(kāi)挖中得到廣泛的應(yīng)用，提升了地鐵隧道開(kāi)挖的效率和質(zhì)量。但是在盾構(gòu)施工的過(guò)程中，不可避免的會(huì)出現(xiàn)地面沉降現(xiàn)象，不僅影響地面的美觀，更可能會(huì)造成嚴(yán)重的安全事故。因此我們需要加強(qiáng)對(duì)盾構(gòu)施工中引起的地面沉降的機(jī)理以及原因的研究，同時(shí)保證地面沉降的觀測(cè)，進(jìn)而及時(shí)、有效的預(yù)防地面沉降現(xiàn)象的出現(xiàn)，降低地面沉降帶來(lái)的危害。
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關(guān)鍵詞：GIS；滑坡；信息量法；危險(xiǎn)性
中圖分類號(hào)： P642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
0前言
GIS是地理信息系統(tǒng)(Geographical Information System)的簡(jiǎn)稱,利用計(jì)算機(jī)可實(shí)現(xiàn)對(duì)地理空間數(shù)據(jù)進(jìn)行獲取、管理、分析、存儲(chǔ)、顯示和模型化管理等功能。目前，已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于測(cè)量制圖、礦山、交通、水利、農(nóng)業(yè)、氣象、土地、地質(zhì)災(zāi)害等領(lǐng)域。國(guó)內(nèi)GIS在地質(zhì)災(zāi)害方面的應(yīng)用起步較晚，直到 20 世紀(jì) 90 年代中后期，隨著高等院校與科研院所將地理信息系統(tǒng)(GIS)技術(shù)全面引入滑坡區(qū)域評(píng)價(jià)[1-3]，使得GIS技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害區(qū)劃研究方面正得到快速發(fā)展，并且運(yùn)用數(shù)學(xué)方法，例如統(tǒng)計(jì)分析法、模糊評(píng)判法、層次分析法、主成分分析法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、信息量法和因子疊加法等，以 GIS 軟件為技術(shù)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害的危險(xiǎn)性、易發(fā)性和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)系統(tǒng)研究。
地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)是地質(zhì)災(zāi)害評(píng)價(jià)工作的重點(diǎn),可為地質(zhì)災(zāi)害防治提供重要依據(jù)。本文基于陜西省地質(zhì)災(zāi)害詳細(xì)調(diào)查項(xiàng)目（洋縣地質(zhì)災(zāi)害詳細(xì)調(diào)查）為依托，旨在詳細(xì)掌握洋縣地質(zhì)災(zāi)害類型、分布規(guī)律、發(fā)育特征、形成條件等內(nèi)容。在此基礎(chǔ)上，利用GIS技術(shù)與數(shù)學(xué)方法模型相結(jié)合的方法完成對(duì)洋縣地質(zhì)災(zāi)害的危險(xiǎn)性區(qū)劃。通過(guò)研究對(duì)縣域地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性有更深入的了解，做到對(duì)未來(lái)災(zāi)害發(fā)生及危害程度有一定預(yù)見(jiàn)性和參考性，為政府決策對(duì)某區(qū)域進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害防治及減災(zāi)防治工作提供較為科學(xué)的依據(jù)。
1研究區(qū)基本情況
研究區(qū)位于漢中市東部，秦嶺主脊南坡腹地紫柏山南麓，總面積3206km2,距市區(qū)約60km。區(qū)內(nèi)屬北亞熱帶向暖濕帶過(guò)渡半濕潤(rùn)氣候，全縣年平均氣溫15.2℃，七月份最熱，平均氣溫25.9℃，年均降水量803.29mm（2005―2012年），最多年降水量1178.7mm（2011年）。全區(qū)地勢(shì)呈東北高陡，南部低平，地形地貌分中山、低山、丘陵、河谷階地四大類型，中山區(qū)占據(jù)了洋縣境內(nèi)大部分版圖，海撥超過(guò)1000m～1400m。
研究區(qū)出露地層以中新生代為主，分布于F1深大斷裂以北、茅坪―秧田背斜以南地帶，主要為下志留統(tǒng)、中泥盆統(tǒng)韓城溝組、石炭系變質(zhì)巖（以片巖為主）。調(diào)查區(qū)南北兩端分布大面積侵入巖，北部為華陽(yáng)巖體，南部為漢南雜巖體。第四系廣泛分布于漢江階地和主要河谷。洋縣位于漢中盆地東緣及秦嶺、巴山接合處，跨越兩個(gè)一級(jí)構(gòu)造單元，秦嶺地槽和楊子準(zhǔn)地臺(tái)。以金水～酉水?dāng)鄬訛榻纾纯嘏钄嗔褨|段），北部為地槽區(qū)，屬南秦嶺褶皺帶，南部屬楊子準(zhǔn)地臺(tái)。褶皺構(gòu)造主要位于南秦嶺褶皺帶，構(gòu)造線走向近東西，以復(fù)式背斜、向斜為主，巖層中小褶曲十分發(fā)育，斷裂構(gòu)造多為陡傾斜的走向斷層。本次調(diào)查，確定地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)124處。其中，滑坡119處，按滑坡的物質(zhì)組成分類，堆積層滑坡108處，占滑坡總數(shù)的 90.76%；巖質(zhì)滑坡11 處，占滑坡總數(shù)的0.24%。據(jù)統(tǒng)計(jì)研究區(qū)滑坡分布有明顯的規(guī)律性，表現(xiàn)在不同地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造、巖土體類型有明顯差異：
（1）低山丘陵密集帶
低山丘陵呈不對(duì)稱的環(huán)形環(huán)繞洋縣平川區(qū)，該區(qū)域地勢(shì)較為平緩，坡面坡度多在10°-25°，個(gè)別災(zāi)點(diǎn)坡度小于10°，但粘性土（夾膨脹土）廣泛分布，決定了滑坡災(zāi)害易發(fā)性。調(diào)查顯示該區(qū)域共發(fā)育滑坡點(diǎn)54處，占災(zāi)害總數(shù)的43.5%。
（2）F1金水―酉水?dāng)嗔衙芗瘞?/p>
該斷裂走向?yàn)镹E10°，斷層兩則巖石破碎強(qiáng)烈、角礫巖化、綠泥石化、淺變質(zhì)比較發(fā)育，破碎帶寬可達(dá)百米以上，沿線就有地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)11處。
（3）茅坪～秧田倒轉(zhuǎn)背斜密集帶
滑坡分布與褶皺軸線呈一定的線性關(guān)系，在周邊發(fā)育地質(zhì)災(zāi)害約13處，占災(zāi)害總數(shù)的10.5%。
2信息量模型的建立及系統(tǒng)工作流程
2.1信息量法
信息量法是由信息論發(fā)展而來(lái)的一種評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)方法。信息論是由C?E?Shannon創(chuàng)立的，他首先提出了信息概念及信息熵的數(shù)學(xué)表達(dá)。信息量法觀點(diǎn)認(rèn)為，滑坡產(chǎn)生與否與預(yù)測(cè)過(guò)程中所獲取的信息的數(shù)量和質(zhì)量有關(guān)，信息量越大，表明產(chǎn)生滑坡災(zāi)害發(fā)生的可能性越大[4,5]?；卢F(xiàn)象受多種因素的影響，而不是單個(gè)因素上。因此，信息量法通過(guò)計(jì)算諸影響因素對(duì)地質(zhì)體變形破壞所提供的信息量值疊加，作為預(yù)測(cè)的定量指標(biāo)。其具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程如下：
I (y，x1x2…xn)=log2 （1）
上式可進(jìn)一步形成：
I (y，x1x2…xn) =I (y，x1)+I X1(y,x2)+…+I x1x2…xn-1(y，xn) （2）
式中：
I(y,x1,x2,…,xn)―――具體因素組合x(chóng)1x2…xn對(duì)滑坡所提供的信息量。該項(xiàng)等于因素x1提供的信息量，加上因素x1確定后因素x2對(duì)滑坡災(zāi)害提供的信息量，直至xn對(duì)滑坡災(zāi)害提供的信息量。
在具體計(jì)算時(shí)，首先計(jì)算單因素（指標(biāo)）x1對(duì)滑坡所提供的信息量。其總體概率用樣本頻率計(jì)算，即
I i= lg（3）
式中：S ------- 研究區(qū)已知滑坡單元總數(shù)；
N------- 研究區(qū)共有單元總數(shù)；
Si------- 某因素（指標(biāo)）狀態(tài)下，且已發(fā)生災(zāi)害的單元數(shù)；
Ni------- 某因素（指標(biāo)）狀態(tài)下單元數(shù)；
則計(jì)算某一單元在多因素組合下對(duì)滑坡所提供的信息總量為：
I = I i=lg （4）
式中：m ------- 為因素（指標(biāo)）總數(shù)。
注：在GIS平臺(tái)下，m狀態(tài)則代表影響滑坡災(zāi)害的評(píng)價(jià)因子，具體表現(xiàn)為地形坡度、地形地貌類型、巖組類型、斷層分布、水系分布等。
2.2系統(tǒng)工作流程
2.2.1前期預(yù)處理
（1）資料收集：充分搜集、研究和利用研究區(qū)已有的地質(zhì)、水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、災(zāi)害地質(zhì)、水文、氣象等與地質(zhì)災(zāi)害相關(guān)資料。
（2）基礎(chǔ)圖件矢量化：對(duì)各種與預(yù)測(cè)有關(guān)的因子圖層進(jìn)行矢量化輸入、存貯，利用GIS平臺(tái)對(duì)矢量化圖層進(jìn)行分離、復(fù)合、柵格化等操作，分別得到巖土體分布圖、地形坡度圖、斷層分布圖、人類工程活動(dòng)分布圖等相關(guān)預(yù)測(cè)基礎(chǔ)圖件。如圖1所示。
圖1 滑坡災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)系統(tǒng)工作流程圖
2.2.2預(yù)測(cè)分析及區(qū)劃成圖
（1）單因素預(yù)測(cè)：在生成各影響因素圖層和歷史滑坡分布圖的基礎(chǔ)上，利用 GIS 空間分析功能，將歷史滑坡分布圖和各主要影響因素分布圖進(jìn)行疊加，并計(jì)算出單個(gè)因素的信息量。
（2）多因素預(yù)測(cè)：以各單因素疊加圖層為基礎(chǔ)，進(jìn)一步對(duì)已具有信息量值的量化圖層進(jìn)行疊加運(yùn)算分析，形成新的多因素的柵格疊加圖，并計(jì)算出某一單元信息總量。
3研究區(qū)滑坡危險(xiǎn)性區(qū)劃
3.1因素選擇
選擇評(píng)價(jià)指標(biāo)時(shí)，盡可能全面地考慮各種地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的控制和影響因素，并盡量使各個(gè)因素具有相互獨(dú)立性，同時(shí)，分清主要因素和誘發(fā)因素，敏感性因子和先決性因子。本次預(yù)測(cè)選擇的評(píng)價(jià)指標(biāo)包括：地形坡度、地形高差、巖組類型及有無(wú)斷層分布等4個(gè)因素（見(jiàn)表1）。
表1研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性指標(biāo)及來(lái)源
3.2單元格選取
GIS柵格運(yùn)算是基于柵格單個(gè)像元的，如果各個(gè)因子圖層的柵格像元大小不一致就沒(méi)有辦法進(jìn)行柵格的疊加運(yùn)算，所以必須對(duì)所有數(shù)據(jù)層進(jìn)行統(tǒng)一的規(guī)范，即規(guī)定圖層的有效范圍、柵格單元的數(shù)目及大小等。
在進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)單元格大小尺寸劃分方面并未形成統(tǒng)一的見(jiàn)解[6]。因此，按照國(guó)土資源部地質(zhì)環(huán)境司《縣(市)地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查與區(qū)劃基本要求》實(shí)施細(xì)則，要求對(duì)縣市行政區(qū)劃圖進(jìn)行網(wǎng)格剖分時(shí)，柵格單元大小為1km×1km~3km×3km。經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，如果采用3km×3km的網(wǎng)格劃分，單元尺寸過(guò)大，造成對(duì)地理特征的描述粗糙且不精確；而采用1km×1km劃分，單元尺寸太小，數(shù)據(jù)量大，在GIS中運(yùn)算速度很慢。因此，結(jié)合洋縣地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征，地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性區(qū)劃采用單元格大小為2km×2km，將全縣劃分為803個(gè)基本單元。
3.3滑坡危險(xiǎn)性區(qū)劃實(shí)現(xiàn)過(guò)程
研究區(qū)滑坡危險(xiǎn)性區(qū)劃首先將1∶50000的地形等高線矢量化，通過(guò)Mapgis平臺(tái)將研究區(qū)劃分為網(wǎng)格大小為2km×2km的柵格圖，然后在1∶50000地形圖上實(shí)際量取獲得地形坡度圖。在歷史滑坡分布圖和工程地質(zhì)圖基礎(chǔ)上，運(yùn)用上述方法，生成柵格化的滑坡分布圖（見(jiàn)圖2）、地形高差圖、巖土類型圖及斷層分布圖。
由公式（3）可以看出S/N為研究區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害分布密度，為定值，所各單元信息量計(jì)算重點(diǎn)在于Si/Ni的比值，該值為地質(zhì)災(zāi)害在各評(píng)價(jià)因子圖層中的分布密度。Ni和Si的提取利用到MAPGIS6.7輸入編輯和空間分析功能實(shí)現(xiàn)，并在Excel中利用公式進(jìn)行計(jì)算。（見(jiàn)表2）。
表2信息量參數(shù)計(jì)算結(jié)果
根據(jù)單因素不同狀態(tài)信息量的計(jì)算結(jié)果（表2），可知特殊類巖組發(fā)育、斷裂構(gòu)造發(fā)育區(qū)域?qū)Φ刭|(zhì)災(zāi)害發(fā)育起著明顯的控制作用，信息量結(jié)果呈正值狀態(tài)；而對(duì)于巖土工程特性差、構(gòu)造不發(fā)育的區(qū)域信息量呈明顯的負(fù)值狀態(tài)，表明在該狀態(tài)下不利于地質(zhì)災(zāi)害的形成。
以各單因素疊加圖層為基礎(chǔ)，利用Mapgis空間分析功能實(shí)現(xiàn)各圖層的疊加分析進(jìn)一步對(duì)已具有信息量值的量化圖層進(jìn)行疊加運(yùn)算分析，形成新的多因素的柵格疊加圖。則每個(gè)網(wǎng)格既表明了地質(zhì)災(zāi)害的分布狀況、又涵蓋各個(gè)因素對(duì)滑坡貢獻(xiàn)的信息量值?；聻?zāi)害危險(xiǎn)性區(qū)劃可根據(jù)信息量的大小進(jìn)行危險(xiǎn)性分級(jí)并作出滑坡災(zāi)害危險(xiǎn)性等級(jí)分布區(qū)劃圖（見(jiàn)圖3）。
圖2歷史滑坡分布柵格圖 圖3地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性區(qū)劃圖
4結(jié)論
本文選取洋縣為研究區(qū)，采用信息量模型與信息量相結(jié)合的方法實(shí)現(xiàn)了地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)，得到了洋縣不同等級(jí)的地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性的空間分布規(guī)律。從區(qū)劃結(jié)果來(lái)看，洋縣地質(zhì)災(zāi)害高危險(xiǎn)區(qū)位于洋縣北部丘陵區(qū)和東部低山區(qū)，該區(qū)域粘性土（膨脹土）為地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育的重要因素。圖2中紅色及粉紅色區(qū)域代表了地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育的潛在危險(xiǎn)性，在進(jìn)行土地利用或移民搬遷場(chǎng)址選擇時(shí)，應(yīng)該避讓。
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[論文摘要]現(xiàn)代橋梁設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展，使得眾多國(guó)家對(duì)加大對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論方面的研究。通過(guò)簡(jiǎn)要說(shuō)明橋梁設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)。對(duì)現(xiàn)代橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的理論和設(shè)計(jì)中常見(jiàn)的問(wèn)題做簡(jiǎn)單探討。
目前國(guó)內(nèi)的橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)普遍有這樣的傾向：設(shè)計(jì)中考慮強(qiáng)度多而考慮耐久性少；重視強(qiáng)度極限狀態(tài)而不重視使用極限狀態(tài)，而結(jié)構(gòu)在整個(gè)生命周期中最重要的卻恰恰是使用時(shí)的性能表現(xiàn)；重視結(jié)構(gòu)的建造而不重視結(jié)構(gòu)的維護(hù)。實(shí)際上，目前的橋梁設(shè)計(jì)中，對(duì)于耐久性更多的只是作為一種概念受到關(guān)注，既沒(méi)有明確提出使用年限的要求，也沒(méi)有進(jìn)行專門的耐久性設(shè)計(jì)。這些傾向在一定程度上導(dǎo)致了當(dāng)前工程事故頻發(fā)、結(jié)構(gòu)使用性能差、使用壽命短的不良后果；也與國(guó)際結(jié)構(gòu)工程界日益重視耐久性、安全性、適用性的趨勢(shì)相違背；也不符合結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)和綜合經(jīng)濟(jì)性的要求。
一、我國(guó)橋梁設(shè)計(jì)現(xiàn)狀
總體來(lái)講我國(guó)的橋梁設(shè)計(jì)理論和結(jié)構(gòu)構(gòu)造體系仍不夠完善，在橋梁設(shè)計(jì)領(lǐng)域，特別是關(guān)于橋梁施工和使用期安全性的問(wèn)題還有許多可以改進(jìn)的地方。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的首要任務(wù)是選擇經(jīng)濟(jì)合理的結(jié)構(gòu)方案，其次是結(jié)構(gòu)分析與構(gòu)件和連接的設(shè)計(jì)，并取用規(guī)范規(guī)定的安全系數(shù)或可靠性指標(biāo)以保證結(jié)構(gòu)的安全性。
許多設(shè)計(jì)人員往往只滿足于規(guī)范對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算上的安全度需要，而忽視從結(jié)構(gòu)體系、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、結(jié)構(gòu)材料、結(jié)構(gòu)維護(hù)、結(jié)構(gòu)耐久性以及從設(shè)計(jì)、施工到使用全過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)的人為錯(cuò)誤等方面去加強(qiáng)和保證結(jié)構(gòu)的安全性。
二、橋梁設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)
(一)應(yīng)該更加重視結(jié)構(gòu)的耐久性問(wèn)題。國(guó)內(nèi)從上世紀(jì)90年代開(kāi)始重視了對(duì)結(jié)構(gòu)耐久性的研究，也取得了不少成果。這些研究大多是從材料和統(tǒng)計(jì)分析的角度進(jìn)行的，對(duì)如何從結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)的角度及如何以設(shè)計(jì)和施工人員易于接受和操作的方式來(lái)改善橋梁耐久性卻很少有人研究。而且，長(zhǎng)期以來(lái)，人們一直偏重于結(jié)構(gòu)計(jì)算方法的研究，卻忽視了對(duì)總體構(gòu)造和細(xì)節(jié)處理方面的關(guān)注。結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計(jì)與常規(guī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有著本質(zhì)的區(qū)別，目前需要努力將耐久性的研究從定性分析向定量分析發(fā)展。國(guó)內(nèi)外的研究和實(shí)踐都表明，結(jié)構(gòu)耐久性對(duì)于橋梁的安全運(yùn)營(yíng)和經(jīng)濟(jì)性起著決定性作用。
(二)重視對(duì)疲勞損傷的研究。橋梁結(jié)構(gòu)所承受的車輛荷載和風(fēng)荷載都是動(dòng)荷載，會(huì)在結(jié)構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生循環(huán)變化的應(yīng)力，不但會(huì)引起結(jié)構(gòu)的振動(dòng)，還會(huì)引起結(jié)構(gòu)的累積疲勞損傷。 由于橋梁所采用的材料并非是均勻和連續(xù)的，實(shí)際上存在許多微小的缺陷，在循環(huán)荷載作用下，這些微缺陷會(huì)逐漸發(fā)展、合并形成損傷，并逐步在材料中形成宏觀裂紋。如果宏觀裂紋不得到有效控制，極有可能會(huì)引起材料、結(jié)構(gòu)的脆性斷裂。早期疲勞損傷往往不易被檢測(cè)到，但其帶來(lái)的后果往往是災(zāi)難性的，故而對(duì)疲勞損傷的研究需要引起足夠的重視。
(三)充分重視橋梁的超載問(wèn)題。橋梁的超載一方面可能引發(fā)疲勞問(wèn)題。超載會(huì)使橋梁疲勞應(yīng)力幅度加大、損傷加劇，甚至?xí)霈F(xiàn)一些超載引發(fā)的結(jié)構(gòu)破壞事故。另一方面，由于超載造成的橋梁內(nèi)部損傷不能恢復(fù)，將使得橋梁在正常荷載下的工作狀態(tài)發(fā)生變化，從而可能危害橋梁的安全性和耐久性。因此需要對(duì)超載帶來(lái)的后果進(jìn)行研究、分析。
(四)積極借鑒國(guó)外的經(jīng)驗(yàn)和成果。國(guó)內(nèi)橋梁設(shè)計(jì)存在的主要問(wèn)題是結(jié)構(gòu)正常使用性能差、耐久性和安全性差（包括使用壽命短、維護(hù)費(fèi)用高、安全事故較頻繁等）。這些問(wèn)題的產(chǎn)生固然與目前國(guó)內(nèi)施工質(zhì)量和管理水平較低有關(guān)，但平心而論，既然這種現(xiàn)狀不能在短期內(nèi)得到解決，那么作為工程設(shè)計(jì)人員就應(yīng)該在正視這一問(wèn)題的前提，充分考慮到現(xiàn)階段的施工和管理水平和材料工藝水平，采用適當(dāng)?shù)陌踩?、適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)方法來(lái)保證橋梁使用性能的達(dá)到，這才是更為主動(dòng)和有效的方法。特別是橋梁存在的耐久性和安全性問(wèn)題很多與結(jié)構(gòu)體系或使用材料選擇不合理及結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)處理不當(dāng)有關(guān)。
在歐洲國(guó)家，非常重視對(duì)結(jié)構(gòu)物進(jìn)行性能設(shè)計(jì)（即PBD， Performance Based Design），內(nèi)容包括結(jié)構(gòu)的變形、裂縫、振動(dòng)、強(qiáng)健性、美觀、耐久性能、疲勞性等。PBD研究主要是為了使結(jié)構(gòu)在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中除了保證最低的安全性要求外，尚應(yīng)有良好的使用性能（包括壽命和耐久性、抗腐蝕、耐疲勞性、美觀等）。就其本質(zhì)而言，歐洲國(guó)家的PBD理論，主要研究結(jié)構(gòu)在使用過(guò)程中表現(xiàn)出來(lái)的服務(wù)性能，分析使性能受到弱化的原因和其發(fā)生的機(jī)理、規(guī)律，尋求新的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念和方法。
三、可以深入研究的方向
(一)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的可靠度分析。對(duì)于結(jié)構(gòu)系統(tǒng)可靠度分析的非常復(fù)雜的研究課題，許多學(xué)者對(duì)此從不同角度進(jìn)行了研究，提出了一些概念和方法。如結(jié)構(gòu)可靠度分析的一階矩概念及荷載為Ferry Borges Castanheta組合情況下的計(jì)算方法問(wèn)題；利用系統(tǒng)系數(shù)，針對(duì)結(jié)構(gòu)各種破壞水平所對(duì)應(yīng)的極限狀態(tài)不同，計(jì)算系統(tǒng)可靠度并進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法；利用蒙特卡洛（Monte-Carlo）法采用重要抽樣技術(shù)計(jì)算結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的可靠度等，同時(shí)，一些學(xué)者還研究了系統(tǒng)可靠度界限的問(wèn)題?？傊?，系統(tǒng)可靠度分析研究?jī)?nèi)容豐富，難度較大。
(二)人為差錯(cuò)的分析。許多結(jié)構(gòu)的失效并非由荷載、強(qiáng)度的不確定性造成，而往往是設(shè)計(jì)、施工、使用等環(huán)節(jié)中人為差錯(cuò)造成的，這方面事例很多，已成為目前研究熱點(diǎn)之一。 轉(zhuǎn)貼于
(三)在役結(jié)構(gòu)的可靠性評(píng)估與維修決策問(wèn)題。對(duì)在役建筑結(jié)構(gòu)的可靠性評(píng)估與維修決策正成為建筑結(jié)構(gòu)學(xué)的邊緣學(xué)科，它不僅涉及結(jié)構(gòu)力學(xué)、斷裂力學(xué)、建筑材料科學(xué)、工程地質(zhì)學(xué)等基礎(chǔ)理論，而且，與施工技術(shù)、檢驗(yàn)手段、建筑物的維修使用狀況等有密切的關(guān)系。同時(shí)，經(jīng)典的結(jié)構(gòu)可靠性理論，在在役結(jié)構(gòu)的可靠性評(píng)估中也必將得到相應(yīng)的發(fā)展。
(四)模糊隨機(jī)可靠度的研究。模糊隨機(jī)可靠度理論研究是工程結(jié)構(gòu)廣義可靠度理論研究的重要內(nèi)容，隨著模糊數(shù)學(xué)理論與方法的完善，模糊隨機(jī)可靠度理論也必將進(jìn)一步完善和發(fā)展。
四、結(jié)束語(yǔ)
橋梁設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的，系統(tǒng)的工程。需要豐富的理論知識(shí)，并且盡量避免主觀經(jīng)驗(yàn)因素對(duì)設(shè)計(jì)的影響。在橋梁設(shè)計(jì)過(guò)程中仍然有許多重大的理論問(wèn)題需要解決?？傊畼蛄航Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、評(píng)估及維修決策之中尚有許多細(xì)致的工作要做。
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