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岩土研究院

将理论与实践相结合,有效解决岩土工程问题

381 2020-12-14 15:18:19

笔者最近连续写了几篇岩土工程的理论与实践方面的文章,引起了大家的热烈讨论,甚至是争论。在此,笔者再论岩土工程的理论与实践关系,算是对前几次所引发的讨论与争论的一个“接地气”的回答。当然,科学中没有争论是不可想像的,那将是一潭死水,水面泛起一些涟漪也是一道风景。

理论导向,经验判断,小心求证,大胆诊治”是岩土工程的核心理念。它分别说明了岩土工作者应具备的最基本理论与实践要求,以及岩土工作者应具备的工作态度、担当。理论与实践是岩土工程的“两只手”,但要具备合格的岩土工程师,就应该两手都要抓,两手都要硬。即岩土工程师应以定性为基础,定量为手段,两者相辅相承,缺一不可的,以敬畏的心理从事岩土工程。

如作为岩土工程分支的边坡工程,技术人员就应具备理论与实践两方面的知识方能合理的进行工程处治。

理论方面就需要对依据工程地质对坡体结构类型和破坏与变形模式,依据岩土体力学对岩土体的块体强度、结构面强度,依据地质力学对坡体的应力场和渗流场等理论具有深刻的认识。

实践方面就需要通过现场调查、钻探、物探等勘察手段等掌握坡体的地质基础,通过现场原位试验或室内土工试验掌握岩土体相关力学参数,通过岩土体性质合理选用计算模型、方法,通过安全性和经济性等因素综合比选处治方案的优劣等方面具有一定深度的实践经验。

1、有的朋友认为,岩土工程理论的重要性远大于实践,那种强调岩土工程实践的人是因为理论没有学通,这种想法是片面的。因为理论计算虽然在岩土工程中具有不可替代的作用,但所谓精确的计算都只能作为参考,合理的经验判断才是解决问题的关键。

譬如说土力学理论中就有太多的假设、经验调整系数,它们似乎造成了岩土工程精确计算和科学严谨体系受到了一定的冲击。但这些假设和经验是经过长期的工程实践锤炼和大浪淘沙,去掉糟粕留其精华后得出的,是在工程实践中是行之有效和用之可行的,是经得起岩土工程理论与实践检验的,没有它们,土力学都可能很难在岩土工程界立足。当然,随着理论体系的发展和人们认知的不断完善,这些假设和经验系数仍可能存在不断的微调,但并不影响理论在岩土工程中的导向作用和理论揭示岩土体性质的基本规律。

工程实践中,有的技术人员认为边坡地下水疏排中的仰斜排水孔长期采用打孔PVC管,但殊不知透水性更好、耐久性更强、造价相仿的软式透水管早在三十年前就在国内边坡处治中开始应用。这种缺乏实践探知的设计理论,只能是固步自封而阻碍实践的发展。

记得笔者二十年前发现有的规范或相关教材中要求锚索的二次注浆需在一次注浆完成后二十八天或二十四小时后进行,但笔者通过现场试验发现锚索完全可以在一次注浆两小时左右即可进行二次注浆,这在工程实践中取得了重要的成果。不但有效确保工程施工时的可实施性,也大大提高了二次注浆对锚索锚固能力的有效提高。

笔者同时发现有的规范或相关教材中认为锚索的二次注浆主要形式为劈裂注浆,通过注浆形成的“树根状”形态提高锚索锚固半径。但在笔者的现场试验中发现,二次注浆在大多数原状地层中形成劈裂注浆提高锚固力的机率是比较小,而提高锚固力的主要原因是高压导致锚索锚固能力的提高,这在工程实践中取得了重要的成果。不但有效确保工程施工时的可实施性,也大大提高了现场管理、监理和施工人员有效配合,减少了矛盾。

2、有些朋友认为,岩土工程师就是经验的积累,这种想法是偏颇的。毛主席说过:“没有理论指导的实践经验,就是盲目的实践”。这充分说明了理论的重要性,即理论之于岩土工程的重要性。

没有理论,就如同船舶在大海航行中没有罗盘,对岩土体的性质、特征缺乏系统性的认知和掌握,那船舶怎么能在茫茫大海中远航,其结果是尽量要触礁。我们从上学起,就一直开始学习各种理论知识,因为,理论知识我们从事各行各业的基础,是认知世界观和方法论的一个重要支撑点。

笔者就曾见很多技术人员在中风化、微风化岩体中一味的采用圆弧搜索法分析其稳定性,没有地质体的结构面配套,也没有相关的岩体力性质的分析,这种有地质基础的岩土工作者是瘸腿的。因为地质是基础,给予了岩土工作者进行分析与计算边界,如果不知理论使用界限,盲目依据所谓的理论计算是要碰壁的。因为岩土江湖是凶险的,如果没有完整或相对完整的理论体系支撑,只靠一个所谓的软件就行走岩土江湖怎么能行。

岩土体性质的复杂性和参数的关联性与计算理论与方法的不确定性,很难采用单纯的理论去理想的解决岩土工程问题。更不用说基本理论概念可能存在偏差,而完全依靠经验的经验主义者。

有的技术人员认为边坡地下水疏排中的仰斜排水孔采用软式透水管,会出现孔周岩土体将软式透水管压扁的情况;路基的“三背”采用砂砾石压实回填后需等待一年左右方能确保其沉降稳定.......这些基本理论概念模糊的技术人员,实在是要不得的。不能依靠感觉从事岩土工程,因为岩土工程的经验不是感觉。而要以理论为指导,去认识事物的普遍基本规律,继而利用前人和自己合理的经验掌握具体事物的针对性规律,这样才能从事岩土工程事业时少走弯路或防止误入歧途。毕竟,理论在岩土工程中具有导向作用。

3、在岩土工程中,我们既要“防左,也要防右”,既要“防理论大于一切的空头理论家,也要防经验是一切的经验主义者”。只有将具有使用边界条件的正确的理论和经过实践检验的有效经验,针对性的应用于“变异性、不连续性和多相性”千差万别的岩土体,方能有效解决具有“独一无二的某一工点”岩土工程问题。

岩土工程的理论与实践,正如下图行驶于川藏公路上的车辆,既要有丰富的驾驶能力确保车辆安全通过,也要在车辆相互会车时不能一味强调靠右行驶,因为川藏公路在某些困难点都会让重载车辆靠内行驶(至于为什么,走川藏公路亲身实践一下,可能更具有体验),否则,车辆将可能无法在川藏公路上正常行驶。

岩土工程

我们岩土工程师都是辩证唯物主义的执行者。因为大自然不会因为某一个人的喜好而改变自有的属性。岩土工程师只有掌握了认识自然的基本理论,不断的通过实践认识自然的真实属性和差异性,并将理论与实践相结合,方能有效的解决岩土工程问题。岩土工程大家庭中的理论与实践犹如一对夫妻,相爱相惜,相互扶持,两者缺一不可。

我们要感谢这个时代,感谢我国大规模的基建工程,是这个伟大的时代给予了我们学习理论,并在广阔的工程实践中去认知千变万化的大自然,去解决大自然给予我们的考题—岩土工程问题。


原标题:再论岩土工程的理论与实践

稿源:《悠游2019》

作者:成永刚

本文仅供学术经验分享之用

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