土力学与岩土工程师学习心得

高大钊先生近年在网上十分活跃，针对网友们的提问，选取岩土工程中的典型问题和主要问题作了详尽的解答，并整理汇编成此书。高大钊先生是国内知名的土力学学者，他的观点具有代表性和权威性。他的讲学内容涉及了我国岩土工程现状的方方面面，从我国的岩土工程体制到勘察设计体制；我国的技术标准体系到岩土工程人才培养；从土力学的基本理论到工程实践都作了精彩的讲述，无疑也代表了我国岩土工程从政策、理论基础到工程运用的现状，很值得研究和讨论。由于高大钊先生讲学所涉及的内容太多，含义深刻，我的学后感想和认识也颇多，不可能一一述及，只能择其主要简述之，如有不当，欢迎批评指正，更欢迎就所涉及的问题进行讨论。

 

一、令我感到特别高兴的是，高大钊先生对岩土工程所做的新定义：岩土工程=地质+土木工程。地质学在岩土工程中的地位，终于得到了承认和肯定。据我所知，这一定义是前所未有的、实事求是的。此前在业界中常常把岩土工程等同与土木工程，岩土工程=土力学+岩体力学。甚至有人在论坛上公开提出，岩土工程就是土木工程，土木是主要的，岩土则是次要的，附属的。这一观点在我国一直盛行至今，严重阻碍了我国岩土工程学科从理论到实践的健康发展。但是，按照传统的岩土工程观点，许多岩土工程问题从理论到实践都找不到正确的答案和最佳解决方案。以致从上个世纪90年代开始，就不断有学者对此提出质疑。致使人们不得不去思考：这是为什么？问题究竟出在哪里？于是开始引导我们进入了岩土工程的新旅程，许多国内有名的专家学者也早就开始进行新的思考。例如，早在19xx年12月黄文熙先生在为《岩土工程学报》写的创刊词“为积极开展岩土工程学的研究而努力”中就提出“出版岩土工程学报的目的，就是为了充分发扬学术民主，开展学术交流，促进岩土工程这门科学技术的发展，从而使我国尽快改变目前的落后面貌，赶上国际先进水平”。

高先生是一位智者，也是一位唯物主义者。他并不因为自己是研究土力学的学者，而偏颇、袒护、忽视土力学的弱点和存在问题，而是以科学的态度去对待和认识问题。他在《土力学与岩土工程师》一书中，专门谈到了“土力学的信心危机”，同时还写道“土力学是一门特殊材料的力学，是用力学的方法来研究土的力学行为的科学，由于土是特殊的材料，它的性质不仅与其成因、成分有关，而且与土的应力历史有关，而这些因素都与地质条件有着密切的关系。”

高先生对岩土工程的新定义告诉我们，岩土工程是以地质学为基础去解决岩土木程问题。或者说：用地质学的观点去认识和解决土木工程中遇到的的地质问题。可见，高先生对岩土工程的新认识是正确的、实事求是的，与我提倡的用沉积相、成岩作用和成土作用技术方法，结合土力学的一些成果，去研究和解决岩土工程问题的观点并不矛盾。我们的观点是具有互补性的。

高先生接着又说“因此，土力学并不是一门纯力学，不能单靠计算解决问题。”但我们有不少的同行却沉迷于计算，整天忙于去寻求一些计算问题的答案，而忽视地质这个基础，甚至还有一些同仁走入了喜好用数值计算去寻求成功的歧途。

我认为问题的的根本关键就是，土力学必须根植于地质学的基础之上，否则“皮之不存毛将安附焉”。

 

二、在前一次注册岩土工程师继续教育学习课本《岩土工程设计安全度》一书中就明确地指出：“岩土工程还是一门不严密、不完善、不够成熟的科学技术。”并且提出了传统岩土工程学所面对的重要问题：

“1、岩土结构的不确定性：以岩体为例。自然界的岩石，不仅强度和模量多种多样，差别悬殊，而且还有各种各样的裂隙存在。

2、岩土参数的不确定性：不仅指标的变异性大，而且即使是同一种土，同一种岩石，其性能指标也随位置的不同而变化。

3、孔隙水和孔隙水压力的多变性：无论岩石中的裂隙岩溶水还是土中的孔隙水，其水位或压力水头都是变化的要摸清其规律有时是非常困难的。

4、地质作用和地质演化的复杂性：地质历史可以不予考虑，正在和可能形成的与工程有关的地质作用还是必须面对。实际工程问题一般还是根据观察、测试、地质演化规律作出判断，工程师的经验起着决定性的作用。

5、计算模式的不确定性：学术界虽然提出了理论上比较完善的计算方法，但由于其计算参数难以准确测试和工程经验不足，反而不如简易计算方法加经验修正方便、更切合实际。”

最后总结了目前处理岩土工程问题的方法是：

“6、理论导向和经验判断：刘建航院士提出的“理论导向，经验判断，实测定量”十二个字，切中要害，生动地反映了岩土工程设计的特点，也是岩土工程设计经验简洁而准确的概括，值得提倡。”

我个人认为，在目前的岩土工程学中产生的上述问题的根源就在于：没有以地质学为基础去解决土工工程问题。没有用地质学的观点去认识和解决土木工程中遇到的的地质问题。

地质学的形成时期是公元1750～公元1840年。早于土力学近200年，其成熟度显然高于土力学很多。还有一个事实应该引起我们注意，那就是在土力学中赫赫有名的大师们，他们创建了许多土力学公式，但是他们中间有哪一个是学地质学或懂地质学的?好像没有，有的甚至还不是搞土木建筑专业的。离开了地质学这个基础，所创立的公式，其实用性自然就可想而知了。我想也许这就是土力学存在问题的基本所在。

 

地质学：一门研究地球的科学。主要研究地壳的组成物质、各种地质作用以及地球的形成和发展的历史及其在国民经济建设中的应用等。

土力学：研究土的物理、化学和力学性质及土体在荷载、水、温度等外界因素作用下工程性状的应用科学。

岩体力学：研究岩石的物理性质和岩体在环境及荷载的作用下的力学性状的应用科学。

从上不难看出，地质学的研究着眼于地壳物质的“形成和发展的历史及其在国民经济建设中的应用等。”而土力学和岩体力学则着眼于岩石与土的性质和工程性状，而不问其来源。一个从其发生和发展的全过程去研究它的应用；一个则只看他的现状，而不去探求其现状的来源就去研究它的应用，成为无根之木、无源之水。后者舍本弃源的研究方法正是产生上述种种问题的根源和症结所在。然而，地质学一直偏重于矿产地质—岩石地质的研究，忽略了土体地质的研究，不能不说是一个重要的遗憾！

实践证明，沉积相和成岩作用加上历史地质学、构造地质学等地质科学是才研究岩石地层的最有效的技术方法，从岩石的形成和发展过程去认识探求岩石地层的现有特性，无疑才是研究岩石地层现有工程特性的正确技术方法。

三、由于地质学忽略了土体地质的研究，岩土工程也没有从土体的形成和发展过程去认识和探求土质地基的现有特性，使得我们对于土体现有工程特性的认识一直处于模糊、破碎阶段，这是我们科学研究中的重大缺陷。

值得庆幸的是，随着科学研究手段的不断进步和创新，对我们研究土体的微观世界提供了有力的支持，随之，一门新兴的学科——成土作用研究，也逐渐引起了学界的重视和参与。我个人认为，成土作用研究才是我们认识和研究土体工程性质的正确技术方法。

运用沉积相和成岩作用加上历史地质学、构造地质学、成土作用的研究方法去探求岩石与土体工程性质的本质，从而解决土木工程中所遇到的地质问题，使之服务于土木工程建设的需要，这是高大钊先生“地质+土木工程”的精髓所在，也是我们的努力方向。

 

四、关于我国当前的岩土工程体制，我个人认为有太多的问题和诟病，这牵涉到我国的管理体制和经济体制现状，与整个大气候密切相关，十分复杂困难，这是绝非通过简单的讨论和意见就可以解决的国家重大问题，但现状和后果的确十分严重，如果不采取果断有效的政策措施，将严重的损害我国的国民经济建设，令人十分堪忧，仅此而已。

例如现行的施工图审查，不但走了样，还变了味，还横生腐败，岩土工作者对此有太多的意见。省勘察协会理事长在大会的讲话中就对岩土工程施工图审查现状提出了不客气的批评，例如审图现状的合法性与合理性、低水平审高水平、把自己的意见强加于人等等。高先生也在讲课中提出了批评意见。