1．1勘察要求
分析和了解工程场地的水文地质条件是保证建设工程安全的前提和基础。随着高层建筑与深挖工程的的开展，地下水位的变化对已有建筑物可能引起各种不良的后果日趋严重，特别是在地质条件复杂的地区，应根据工程的具体要求，查阅该区的以往的水文地质资料，通过钻孔和测试等水文地质勘查工作。查明调查区的水文地质条件，除满足《规范》要求外，还应包括：自然地理及地形地貌，地质环境及构造特征，揭露地下水水位变化趋势，鉴定水质与水温，通过现场试验确定水文参数，各含水层和隔水层的埋藏条件，场地地质条件对地下水的赋存和影响等。
1．2重视岩土水理性质的测试和研究
岩土的水理性质是岩土与地下水相互作用显示出来的性质，而地下水在岩土中有不同的赋存方式，不同形式的地下水对岩土水理性质的影响程度有所不同，而且影响程度又与岩土类型有关。
(1)地下水的赋存形式及对岩土水理性质的影响：地下水按其在岩土中的赋存形式可分为结合水、毛细管水和重力水三种，其中结合水又可分为强结合水和弱结合水两种。①结合水。a．强结合水，又称吸湿水，吸湿水被分子力吸附在岩土颗粒周围形成极薄的水膜．是紧附于颗粒表面结合最牢固的一层水，其吸附力高达IOMPa，在强压下，其密度接近普通水的两倍，具有极大粘滞性和弹性，可以抗剪切，但不受重力作用，也不能传递静水压力。b．弱结合水，又称弱薄膜水，它处于吸着水之外，厚度大于吸着水。弱结合水所受的吸附力小于强结合水，可以在颗粒水膜之间作缓慢的移动，薄膜水在外界压力下可以变形，但同样不受重力影响，且不能传递静水压力。结合水是地下水在粘性土中的主要赋存形式，在砂土中含量甚微。②毛细管水，是指由毛细管作用保持在岩土毛细管空隙中的地下水，可细分为孤立毛细管水、悬挂毛细管水、真正毛细管水。它同时受毛细管力和重力的作用，当毛细管力大于重力时，毛细管水就上升，因此地下水潜水面以上的普遍形式是一个与保水带有水力联系的含水量较高的湿水层。毛细管水能传递静水压力，并能在空隙中垂直上下运动，对岩土体能起到软化的作用，有时会引起土壤的沼泽化或盐渍化增强岩土体及地下水对建筑材料的腐蚀性。毛细管水在砂土和粉土中含量较高，在砂砾层含量较少，在粘土中含量很少。③重力水，是指在重力作用下能在岩土孔隙、裂隙中自由运动的水，即我们通常所称的狭义“地下水。它不受分子力的影响．不能抗剪切，可以传递静水压力。由于重力水在天然和人为因素的影响下，在岩土中的渗流活动非常活跃，对岩土的水理性质有显著的影响。重力水是我们研究岩土水理性质的重点关注对象。
(2)岩土的主要物理性质及其测试办法：①软化性，是指岩土体浸水后，力学强度降低的特性，一般用软化系数表示，即岩石在浸水饱和状态下与风干状态下极限抗压强度之比，它是判断岩石耐风化、耐水浸能力的指标。在岩石层中存在易软化岩层时，在地下水的作用下往往会形成软弱夹层。各类成因的粘性土层，泥岩、页岩、泥质砂岩等均普遍存在软化特性。⑦透水性．是指水在重力作用下，岩土容许水透过自身的性能。岩土的渗透性的强弱首先决定于岩土空隙的大小和连通性，其次是空隙度的多少。松散岩土的颗粒愈细、愈不均匀，其透水性便愈弱。坚硬岩石的裂隙或岩溶愈发育，其透水性就愈强。透水性一般可用渗透系数表示，岩土体的渗透系数可通过抽水试验求取。③崩解性，是指岩土浸水湿化后，由于土粒连接被削弱、破坏，使土体崩散、解体的特性。岩土体的崩解特性包括崩解所需时间、崩解量、崩解方式等。岩土的崩解性与土的颗粒成分，矿物成分、结构等关系极大，以本地区的残积土为例，一般崩解时间5"24h，崩解量1．7934％，以蒙脱石、水云母、高岭土为主的残积±以散开方式崩解，而以石英为主的残积土多以裂开状崩解为主。④给水性，是指在重力作用下饱水岩土能从孔隙、裂隙中自由流出一定水量的性能，以给水度表示。给水度是含水层的一个重要水文地质参数，它不但影响基坑涌水量大小，同时也影响场地疏干时间。给水度一般采用实验室方法测定。⑤胀缩性，是指岩土吸水后体积增大，失水后体积减小的特性，岩土的胀缩性是由于颗粒表面结合水膜吸水变厚，失水变薄造成的。岩土的胀缩性往往是产生地裂缝、基坑隆起的重要原因之一，对地基变形和土坡表层稳定性有重要影响。标定岩土胀缩性的指标有：膨胀率、自由膨胀率，体缩率、收缩系数等。岩土的水理性质尚有持水性、容水性，毛细管性、可塑性等等。
2地下水对岩±工程的影响
2．1地下水对基础的影响
(1)地下水对基础埋深的影响。选择基础埋深时应注意地下水的埋藏条件和动态以及地表水的情况。当有地下水存在时，基础底面应尽量埋置在地下水位以上，若基础底面必须埋置在地下水位以下，则应考虑排水降水措施对钢筋混凝土等的腐蚀性和可能出现的危害及防治措施。对埋藏有承压含水层的地基，选择基础埋深时必须考虑承压水的作用，以免在基坑开挖时坑底土被承压水突破。地表流水是影响桥梁墩台基础埋深的因素之一，基础必须埋置在设计洪水的最大冲刷线以下一定深度，以保证稳定性。
(2)地下水对桩基工程的影响。天然地基造价低，施工简便，所以在工程建设中应优先考虑使用。当基础沉降量过大或地基的稳定性不能满足设计要求时，就必须进行地基加固处理或改变上部结构当地基上部软土层很厚变化相对复杂时往往采用桩基础加固地基，提高承载力。为了不使桩周地层坍塌和松动，提高成桩质量，选择相应的成桩方案时必须考虑地下水的赋存运动情况。
(3)地下水对基础开挖的影响。地下水位上升可引起粉细砂及粉土饱和液化，出现流砂、管涌等现象，给施工带来很多困难，还可能出现基坑坍塌、滑移，在抗震设防烈度要求时要评价其液化可能。土体软化后强度降低，基坑会沉降或倾斜，膨胀土的胀缩性会使基础开裂变形。
2．2地下水对建筑物的影响
二、岩土工程施工技术的特点
（一）不确定性
一般岩土工程的勘察报告中只有很少一部分的场地数据，因此造成了对场地岩土的性能了解的不够透彻；岩土的结构和性能的参数常常会随着客观条件的变化而出现一定的变化，而岩土工程的施工恰恰又很容易对环境条件造成改变；若是相应的岩土结构发生变化，那么将会直接影响到岩土施工，为工程施工带来很大的不确定性。
（二）区域性
岩土根据区域以及自然条件的不同，其性质也存在很大的差异。不同性质的土应力应变关系都是不一样的，对施工也有着不同的要求。在施工的技术选择上，上海比较重视软土的，而重庆地区注重山区岩石的，这些都是由于区域性所造成的不同。
（三）隐蔽性
像锚杆等是岩土中的隐蔽施工，在运行中也同样是在隐蔽的环境下所进行的，问题不容易被发觉，一旦出现问题进行处理的难度也相对较大，同时对问题的解决程度也需要靠时间来验证。
（四）依赖性
随着科技的进步逐渐的出现了沉井施工技术、高压喷射注浆法等，使得我国的岩土施工技术走上了一个全新的局面，使得岩土工程的科技含量越来越高。
（五）前导性
对于施工技术的研究，一般都是先对施工的效果进行分析，然后再计算理论和设计的方法，一些技术发展的十分迅速，但相应的计算理论和设计等仍在缓慢的进行。在这一点上充分说明了岩土工程施工有着一定的前导性。
三、岩土工程施工中新技术的应用
（一）沉井施工技术
沉井施工技术也是沉箱施工，它具有很多的优势，主要包括：沉井施工技术对周边环境所造成的影响较小，施工所需场地也较小等。这些优势使得沉井施工技术比较容易被岩土施工企业所接受，在城市的建设中也就得到了一定的发展和应用。此外，沉井结构能够依照原本的设计来进行麦田，这样就能更好的保证结构的稳定性和整体性，将承载的面积扩大，以此提升了承载的水平，也正因如此，才被施工企业所广泛的应用。
（二）泥浆护壁钻孔灌注桩施工技术
在岩土工程施工中，泥浆护壁钻孔灌注桩施工技术已经得到了一定的应用，目前已经成为了岩土施工中一种比较常见的施工技术。近年来，我国的科学技术不断的发展，使得岩土工程的施工设备及材料等方面都得到了进步，由这些设备和材料所研发的新技术也得到了广泛的应用。泥浆护壁钻孔灌注桩施工技术作为现代工程中的常见技术，有着无噪音、无振动等特点，这些特点使施工技术比较适用于地下水位较浅的地层施工。
（三）喷射混凝土施工技术
所谓喷射混凝土技术，就是将按照一定比例所调和好的料利用喷射机将材料喷射在受喷面上，最终使受喷面接触到拌合料之后凝结成混凝土，从而达到加固的作用。现代岩土工程施工中，喷射混凝土施工技术也得到了广泛的应用，尤其在深基坑支护等方面，将喷射混凝土技术与钢筋网结合在一起使用，能起到较好的效果。在进行喷射混凝土技术应用过程中，应对喷射材料的选择和配比上有较好的掌握，同时也要定时对设备进行保养，保证设备的使用性能。可以说喷射混凝土技术在岩土工程施工中发挥着重要的作用。
四、促进岩土工程施工中新技术应用的措施
现代的施工企业应在岩土工程施工新技术上将不断的提高自身技术水平来作为大的前提，因为在工程中，施工技术的水平对整体的质量有着很大的影响，同时也影响着新技术的实施。这就要求岩土工程的施工企业应重视对技术水平的提高，同时也应重视对施工人员技术的培养，努力提高施工人员的技术水平。此外，应依照新的标准和管理来对工程中的管理人员和质检人员等进行培训，将对新技术的推广放到实际中来，使新技术的应用能够切实的提高岩土工程的质量。新技术的应用将给施工企业带来一定的发展和竞争优势，不仅能够在工期上有所减少，同时也能更好的保证工程的整体质量，长久以来将为施工企业带来经济效益上的回报，使企业的效益得到不断的提高。作为岩石工程施工单位的领导应清楚的了解到新技术的应用为企业所带来的好处，积极的将施工新技术和新工艺应用到工程施工中来。对于新技术的应用，能够有效的促进企业的发展，另外也能够提升我国岩土施工的质量以及水平，带动我国岩土工程施工的稳固发展。
在计算机和计算技术基础上发展起来的，以有限元为代表的数值计算是解决边值问题的强有力的手段。当用来计算弹性体时其精确程度令人叹为观止。其计算结果与光弹试验结果毫厘不差，结果光弹试验很快被废止。土是碎散材料，而在一般数值计算中首先被假设为连续体，然后被离散化，假设各单元间的结点位移协调，计算土体的应力变形关系。这常常不能反映土的变形的微观机理。以DDA（DiscontinuousDeformationAnalysis）为代表的离散单元计算方法在计算某些农产品（如谷类）和工业零件（如滚珠）时是相当成功的。以至被称为“数值试验”可以精确地代替模型试验。在定性地探索土的变形的微观机理时，也是很有价值的。但是用以描述由不同尺寸、不同形状、不同矿物成分的颗粒组成的土，反映不同三相成分及其物理、化学和力学的相互作用，即使是可能，恐怕也是相当遥远的事。
数学模型和数值计算预测的另一个难点是土的参数的选取，它受到取样(制样)和试验手段的限制。原状土在取样过程中不可避免地受到扰动和发生应力释放，会破坏其结构性。即使是重塑土试样，制样的方式、器具和操作程序的差别也严重影响试验的结果。另一方面，目前使用的土工试验仪器也存在局限性。以真三轴仪为例，由于边界之间的干扰，试样的应力和应变的均匀是很难保证的。
在对地基和土工建筑物的探测方面，土层的时空变异及人类活动给勘探测试及其结果的判释造成困难。除此以外，岩土工程中的复杂边界条件和施工过程中的诸多因素也严重影响工程的实际结果。
在我国每年发表和撰写了大量的论文和报告，提出了各种理论、模型、计算方法、计算程序和技术手段，常常伴以试验或者实测数据的验证，其结果也常常是“符合得很好”。自己的试验或观测证实了理论或者方法的完美，正是：“各夸自家颜色好，百花园中各称王。”这种结果的可信性很值得怀疑。笔者在评阅一些论文和成果时，对于那些二者符合得完美到天衣无缝的图与曲线，常常怀有很大的不信任感；而对于存在相当差别，甚至坦率地承认预测的不成功的情况，则是完全理解的。可惜后者较少。
近年来，主要在国外进行了多次的“考试”或者“竞赛”活动：首先委托一个（或几个）单位进行所谓的“目标试验”，亦即需要预测或者预算的试验或实例。其结果是保密的，或者预测前不做试验，预测以后在试验。事先公布有关的土的一般资料、基本试验的数据（为确定有关参数）和目标试验的应力（应变）路径。在全世界或者一定范围征求参赛者（参加目标试验的人不参赛）。全部预测结果上交以后，公布试验结果。一般是召开研讨会，评估或者评分。参赛者也常常进行申辩和总结。这是一种客观、公正和有权威性的检查比较方式。也是推动岩土工程发展的十分有益的活动和手段。它使我们认识到在岩土工程领域，我们的认识能力和预测能力到底有多高。
试验方法和设备的检验比较
1.不同仪器的相同试验的检验
1982年在法国Grenoble召开的“土的本构关系国际研讨会”上①，用剑桥式的立方体真三轴仪分别由德国的Karlsrube大学和法国的Grenoble大学对同样的砂土和粘性土进行复杂应力路径和应变路径的真三轴试验，两份试验结果是存在着差别的。由于使用的仪器与土料都是相同的，差别主要源于操作方法和技巧。
1987年在美国克里夫兰召开的“非粘性土的本构关系国际研讨会”上②，利用美国Case大学的空心圆柱扭剪仪和法国Grenoble大学的剑桥式立方体真三轴仪进行砂土的相同应力路径的试验。试验内容包括：
(1)b＝不同常数的不同密度两种砂土的真三朝试验；其中，b=（σ1-σ2）／（σ1-σ3）
(2)在π平面上应力路径为圆周（两周）的的真三轴试验。
（b=常数的真三轴试验与空心圆柱试验的比较）表示了对于Hostun密砂（干密度ρd＝1.65g/cm3）在b＝不同常数，中主应力ρ2=500kPa保持不变，用两种仪器试验得到的轴向应力与轴向应变关系曲线，轴向应变和体应变的关系曲线。可见在b=0和0.28时，不同仪器试验结果的差别是很大的。但是在评价它们时，主持者说：对于轴应变，除了0.286的结果很差（verypoor）以外，其他的曲线符合的很好(verywell)；（b.体应变εv与轴向应变εz间试验曲线）的曲线认为符合得很优良（excellent）。对比我们的一些论文中理论与实际曲线二者丝丝入扣的符合，就显得很不真实。在这两个试验中试样的破坏形态也有很大不同：空心圆柱试样发生颈缩；立方体试样产生V形的剪切带。这些差别可能是由于试样的制样方法不同，试样中的实际应力分布不同和试验中的边界条件不同引起的。
2.土工离心机模型试验
1986年由欧洲共同体资助，发起“土工离心机的合作试验”③。参赛者有三家：英国的剑桥大学、法国的道桥中心研究室和丹麦的工程院。试验的内容是模拟饱和砂土地基上的圆形浅基础的承载力和荷载—沉降关系。试验土料统一为巴黎盆地天然沉积的一种均匀石英细砂。模型地基的孔隙比规定为e=0.66(相对密度Dr=86％)，规定圆形基础的模型尺寸为直径D=56.6mm,离心加速度＝28.2g，基底完全粗糙。此前，由丹麦岩土研究所对于这种土进行了物性试验和三轴试验，其结果公布于众。要求荷载—沉降关系表示成无量纲的变量q/γˊnb-s/b公关系曲线。
其中：
q=基础上施加的荷载(kPa)
γˊ=乙土的浮容重(kN-m3)
n=重力加速度水平，即模型比尺
b=模型基础的尺寸(m)
s=基础的中心垂直沉降(m)
同时也进行了相同条件下的现场载荷试验，以便与模型试验结果对比。
这三家使出了浑身解数，精心制样、安装、运转和量测，反复摸索，反复校验，校正各种参数和影响因素。剑桥大学还在离心机上作了静力触探试验。最后，剑桥大学提交了一组试验结果，另外两家按要求给出了一条曲线。图2（圆形天然浅基础的试验荷载-沉降关系曲线）表示了其试验结果，其中剑桥大学是笔者选取的最接近于要求的条件的试验结果(e＝0.664)。
可见，这种世界先进水平的土工离心模型试验的误差在±30%以上。值得提出的是，这是一种条件非常简单明确的模型试验。而现场的工程实际情况的条件和影响因素远比这复杂。在这个试验中，加载速率、模型地基砂的密度、制样方法和运行程序对试验结果都有影响。例如剑桥大学的试验表明，砂土的孔隙比变化0.01（相当于相对密度变化3％），则其承载力变化18％，如图3（地基承载力与模型地基孔隙比间关系—剑桥大学试验结果）所示。而由于模型地基是先制样，后运转，保证地基内砂土处处均匀，孔隙比误差在0.01范围内是有较大难度的。
3.单桩的动测法的考试
1992年在荷兰海牙进行了一次动测桩的“考试”④。在第一轮，10根预制桩预先被沉入地基，桩径250mm，桩长18m（7#桩17m）。要求测出其预制的“缺陷”。其中一根桩完整无缺；其余的9根桩各有缺陷：颈缩、扩径和在不同部位的10mm宽，130mm深的刻槽。事先由特尔夫公司进行了地基勘察，将土层资料公布于众。有12家具有国际声誉的公司参赛，用小应变动测法检测。结果是：平均测对4根；最多对7根，最少对两根。没有一家测出那根完整无损的桩。他们认为对于只有10mm宽的缺痕很难分辨。
第二轮是沉入11.5m-19m长的5根桩，然后用静载荷试验测出极限承载力。10家公司用大应变动测法测试其极限承载力。其结果也不乐观。比如，由静载试验为340kN的一根桩，各家给出的结果分布在90kN-510kN的范围。
4.堤防隐患检测的“大比武”
我国目前有各类堤防25万公里，很多已具有几百年的历史。是民堤逐年加高培厚或者在汛期抢修形成的。地质条件及堤身土料和质量千差万别，隐患很多。1998年洪水期间发生的许多险情和决口都是由于渗透通道形成的管涌和蚁穴鼠洞、裂隙异物和局部疏松土体等造成的。为此水利部和防汛办于1999年3月在湖南宜阳召开了“堤防隐患综合检测技术检验会”也北被称为“大比武”。
有我国的十几家科研院所、大专院校和少数厂家（包括美国的劳雷公司）参加。检测堤段位于宜阳的一段废堤上。每个参赛的检测方法负责200米堤段，时间是两小时。几处“隐患”是事先人工布置的，埋设了稻草、钢管，模拟蚁穴和鼠洞。一般在两米深范围内。人们使用的测试手段包括：高密度电阻率法、瞬变电磁法、地震波法、弹性波法和探地雷达等。这些方法都有一定的分辨率限制，即分辨尺寸与深度之比一般是相对固定的。因而两米深的隐患的检测不应算是难题。检测结果聘请有关专家评审，打分。图4（堤防隐患的检测结果评分）所给的分数只是相对的。组织者对于测试结果是不满意的。参赛者各自对其结果的误差的原因进行了解释。针对这种结果，水利部斥资几百万，开展专题研究，目标是“傻瓜”式的快速检测仪器和方法。关键问题可能是要结合各地具体情况和长期的抗洪防汛经验，因地制宜，积累资料和经验，合理判释，仪器才会发挥作用。很难想象，可以身背“傻瓜机”，走遍天下都会灵验。
土的本构关系的检验
80年代以来，关于土的本构关系的“考试”至少进行了3次。1980年美国和加拿大召开了“岩土工程中极限平衡、塑性理论和一般的应力应变关系北美研讨会”⑤。会前用两种天然粘土、一种重塑的高岭粘土和渥太华砂进行了一系列试验。试验包括：
平均主应力p=常数的三轴试验，
b＝常数的真三轴试验
砂土在π平面上应力路径为圆周的真三轴试验
天然粘土大主应力方向与其沉积方向成不同角度的三轴试验。
事先将土的物性参数和基本试验的结果公开提供。然后在全世界范围征求参赛者。参加预测的有个不同国家的17个本构模型。从给出的结果看，轴向应力应变关系（σ1-σ3）~ε1预测的精度一般尚可；体应变预测的精度差别很大。对于应力路径在π平面上为圆周的情况，许多模型无能为力。由于原状土的各向异性，对于其循环加载和超固结性状很难预测，只有少数模型参加了预测。结果表明，没有一个模型能够合理地预测所有的试验情况。正如会议主席Finn所说：“没有给任何一个本构模型戴上王冠”。这也是符合当前的土力学理论发展的现状的。
1982年在法国召开了“土的本构关系国际研讨会”人们用不同的理论模型对砂土和粘土的复杂应力路径和应变路径的试验结果进行了类似的预测。如上所述，也对试验本身进行了检验⑥。
1987年在美国克里夫兰召开了“非粘性土的本构关系国际研讨会”⑦。会议征求对真三轴试验和空心扭剪试验结果用理论模型进行预测。共有世界各国的32个土的本构模型参赛。其中包括：
3个次弹性模型(H)
3个增量非线性弹性模型(I)
1个内时模型(E)
9个具有一个屈服面的弹塑性模型(EP1)
10个具有两个屈服面的弹塑性模型(EP2)
6个其他形式的弹塑性模型(EP)
会议将预测结果与试验结果比较，按四个单项评分。评分的标准见图5（本结构模型预测的评分标准）。规定了上下限，按统计方法打分。图6（轴向应力应变关系得分的直方图—满分100）与图7（体应变与轴向应变关系得分的直方图—满分100）表示出b＝常数的真三轴试验的预测得分情况。可见其轴向应力应变关系预测经过还差强人意；而体应变的预测则基本是全不及格。
这些“考试”基本上反映了人们当前认识和描述土的应力应变关系的能力和水平。它表明，即使对于实验室制作的重塑土试样，其应力应变关系也是相当复杂的。现有的关于土的本构关系的数学模型的描述能力在精度和条件方面都是有限的。有的模型使用了20多个，甚至40多个常数，结果仍然不另人满意。
1．土工加筋挡土墙的计算
60年代以来，随着计算机和计算技术的发展，土工数值计算大大加强了我们解决复杂的岩土工程边值问题的能力。有人提出可将土力学分成理论土力学、实验土力学和计算土力学三部分。由于它几乎可以精神任何边值问题，似乎一台打计算机，几页打印纸，就可以驰骋在岩土工程的所有领域。这种表现上的简单、快捷和“精确”，常使青年岩土工作者产生误解，忽视了其与实际工程问题间的距离，轻视在岩土工程实践中积累经验的重要意义。
加筋土的计算是岩土数值计算中很有代表性的课题。它涉及到土的本构模型，筋材的应力应变关系模型和筋土间的界面模型及这些模型涉及的参数。目前已经有较多的计算程序和经验。1991年在美国的科罗拉多大学，由美国联邦公路局资助，在足尺试验的基础上进行了加筋土计算的竞赛⑧。
目标试验是在一个高3.05米，宽1.22米，长2.084米的大型的试验槽中进行的。铺设了12层长为1.68米的无纺土工织物，作成土工织布加筋挡土墙。墙顶采用气囊加压。气囊下铺设5厘米的砂垫层。试验用的土料有两种：一种是均匀的砂土，D50=0.42m；另一种为粉质粘土，塑限Wp=19％，液限Wl=37%。事先公布了砂土的三轴试验，粘土的不同排水条件下的三轴试验，土工布的拉伸试验和筋土问的界面直剪试验等试验的结果。征求世界各国同行们进行数值计算，预算试验观测结果。预测项日有：
(1)两种加筋挡土墙在顶部加载103.5kPa以后的墙顶最大位移、不同位置的墙面位移及筋的应变
(2)在加载100小时后的以上各项位移和应变
共有15个不同国家的大学和研究单位参赛。包括美国的科罗拉多大学等8家，英国的哥拉斯格大学等两家，日本的东京大学等3家。中国和加拿大各一家。其中14家参加了荷载—变形和应变关系的预测。计算的结果见图8（砂土加筋挡土墙的墙顶最大位移计算的误差）和图9（粘土加筋挡土墙的墙顶最大位移计算的误差）。它们分别表示了砂土和粘土在上述荷载下的墙顶最大位移的预测误差。有几家没有预测粘土加筋挡土墙，有几家计算得到的结果表明，在此荷载下挡土墙早就破坏。只有少数计算的误差在30％以内。
对于砂土加筋挡土墙试验的破坏荷载是207kPa，预测值从10kPa到517kPa不等。粘土加筋挡土墙在荷载加到230kPa时由于气囊爆破而未能继续试验，但挡土墙并没有破坏。计算的破坏荷载在21kPa到207kPa之间。其误差之大令人沮丧。
2．土的液化分析方法的检验
在1989-1994年间由美国NSF拨款350万美元，资助用离心机模型试验来检验地震反应分析方法。这是NSF历年来投入单项经费最多的项目。项目简称VELACS。参加的单位和个人包括：美国加州大学戴维斯分校，加州理工大学，英国剑桥大学等7座大学；其中有10名美国国家科学院院士和英国皇家学会会员。参加考试的考生有美、加、日和欧洲的23个数值计算专家和研究组。
项目动用了9台带有振动台的土工离心机，并且进行了平行试验。模拟地震的振动模型试验内容包括：
(1)水平自由地基
(2)倾斜地基
3)组合地基（一半是密砂，另一半是松砂）
(4)成层水平地基(刚性箱和柔性箱各一种)
(5)护岸的重力式挡土墙
(6)堤坝
(7)心墙坝
(8)砂基础上的刚性建筑物
涉及以上9种边值问题的模型试验，都是相当简单的工程问题。在土工离心机试验的基础上，提出了三类考题：
A在离心机试验前，提供试验的初始条件和边界条件，在尚无任何试验资料的情况下，进行数值计算。是一种“盲测”。
B离心试验完成以后，但不公布试验结果。但向计算者提供试验的较为详细的条件和细节。
C公布试验结果，让“考生”用自己的数值计算进行计算，比较。
考试的成绩按照ABC的次序有所提高，对于A类考题，有30多个数值计算模型参加考试。预测的地震反应加速度比较接近；计算的静孔压和沉降量与试验量测的结果比较，趋势还是相同的。但二者差别很大，多达几十倍。但是在试验后，考虑了试验中的具体条件量测方法，修正计算条件和参数，计算结果明显改善。
结论与讨论
土的力学性质是非常复杂多变的，岩土工程问题具有很强的不确定性。目前我们的理论分析、数值计算和勘探试验还远不能精确定量地描述，反映和预测它们。对此应当有清醒的认识。但是正确的理论和有效的方法应当能够揭示土受力变形的基本规律，反映岩土工程中的影响因素及影响的范围。
对于岩土工程问题，正面的纯理论和数值预测和计算，往往是很难奏效的。必须详细地了解实际的条件和过程，熟悉当地的情况，积累经验，对理论和参数进行合理修正；在工程中不断观测和积累数据，在其基础上合理选取参数，再计算和预测以后的变化，往往达到很高的精度。因而，有人提出在复杂的岩土工程中需要“理论导向，经验判断，精心观测，合理反算”。这是非常中肯和宝贵的认识。
在土力学和岩土工程中逐步引进不确定性的理论方法是一个重要的发展方向。
参考文献
①ConstitutiveRelationforSoil,Ed.Gudehus,G.,1984
②Bianchini,G.et.al,,ComplexStressPathsandValidationofConstitutiveModel,GeotechnicalTesting,Journal,1991,14(1):13-25
③Corte,J.F.Etal.,.ModelingofTheBehaviorofShallowFoundation_ACooperativeTestProgramme,Centrifuge88,Corte(Ed)1988Balkema,Rotterdam,ISBN9061118138
二、地下水可能引起的岩土工程的主要危害
地下水之所以能够引起岩土工程出现问题主要是因为地下水会出现不稳定的水位变化以及地下水的水动压力以及地下水对于建筑物的腐蚀这三个方面，其中前两个方面是最为主要的两个方面。地下水的水位变化主要有三种形式，一种是地下水的水位上升，一种是地下水的水位下降，另外一种是地下水的水位频繁变化，不断地上升和下降。如果地下水的水位只是在小范围内出现波动一般不会对岩土工程造成很大的影响，但是一旦浮动范围过大，则非常容易影响岩土工程的施工和使用。地下水位频繁的升降波动对岩程可能造成的危害主要有：能引起建筑物的破坏和膨胀性岩土胀缩变形。地下水动压力作用对岩土工程造成的危害上要原因是自然原因或者人为工程活动改变了地下水的天然动力平衡条件，在移动水压动力力作用下。引起岩土的渗透变形，造成流砂，管涌。基坑突涌等一些非常严重的、带有毁灭性的工程危害，造成安全隐患影响工程的质量。
1.地下水的水位下降可能引起的岩土工程的危害现如今，地下水的水位降低大多是由于人为因素，比如说人类为了某些商业原因会集中大量的抽取地下水、在采矿的时候可能出现矿床疏干、还有就是在河流的上游筑坝、修建水库等水利工程会截夺下游的地下水补给等等。地下水的水位过分下降，可能会导致地裂、地面沉降、地面塌陷等许多严重的地质灾害以及地下水源桔竭、水质恶化等恶劣的、不可修复的环境问题，这些后果无论是对岩土体、建筑物的稳定还是人类自身的居住环境都会造成很大威胁。
2.地下水的水位上升可能引起的岩土工程危害能够引起地下水的水位上升的原因有很多种，最主要的是地质因素就是地下含水层的结构变化。另外像气象因素比如说降水变化，气温变化都有可能导致地下水位的上升。还有一些人为因素比如说灌溉、施工也有可能造成地下水位的上升。地下水位上升会造成土地的沼泽化、盐碱化，导致地下水对建筑物的腐蚀性增强。地下水位上升还可能导致岩石层出现滑移和崩塌等地质灾害。
3.地下水水位的频繁升降可能对岩土工程造成的危害地下水水位的升降变化能够造成膨胀性的岩土因为膨胀系数不同，吸水多少不同产生不均匀的胀缩变形，当地下水的水位升降比较频繁的时候，不仅会导致岩士的膨胀收缩变形不断的往复出现，而且会导敛岩土的膨胀收缩幅度不断地加大，久而久之会导致地裂引起建筑物特别是质量不大的轻型建筑物的破坏。地下水水位的升降变动带内可能出现的情况就是由于地下水的水位变动过快，土层中的胶结物比如铁、铝等主要的成分会被水带走，土层一旦失去了胶结物就会出现土质变松、含水量增大、孔隙增大等问题，给岩土工程的基础选择、处理带来很多不必要的麻烦。
4.水文地质勘察在岩土工程勘察中的评价岩土工程的勘察中涉及的基本理论主要包括土力学的一些基本知识以及一些主要的工程地质理论等。岩土工程问题的解决实际上就是在理论知识的指导之下，岩土工程的操作人员利用自己的工作经验结合实际的工作情况来建立合适的模型，进行试验得到相关参数，进而判断的一个解决问题的过程。
2地下水问题对岩土工程的危害性分析
(1)地下水动压力作用对岩土工程的危害性分析。地下水在自然状态下的动水压力作用非常小，并不会对岩土工程造成危害。但是，由于人为工程活动的影响，打破了地下水天然动力的平衡状态，当地下水在移动的过程中，地下水动水压力作用明显增大，在动水压力作用下会给岩土工程造成一定的危害，例如基坑突涌、管涌、流砂等问题，应该采取相应的措施进行处理，以此防止地下水动压力作用对岩土工程造成的危害;(2)地下水位升降变化对岩土工程的危害性分析。地下水位可能由于人为因素或者天然因素发生变化，但是不论是什么原因，都会导致地下水位发生一定的变化，这样会给岩土工程造成一定的危害，地下水位升降对岩土工程造成的危害主要包括以下三个方面:(3)地下水位频繁升降对岩土工程的危害性分析。地下水的频繁升降，会导致膨胀性岩土出现不均匀的变形，并且随着地下水升降频率的增加，不仅仅会导致岩土的膨胀收缩幅度不断的增大，还会导致岩土的膨胀收缩变形更加频繁，进而导致发生地裂，给岩土工程的安全和使用造成严重的危害。地下水升降变动带中由于地下水的积极交替，会导致土层当中的胶结物流失，当土层失去过多的胶结物，将会导致土层出现土质变疏松、承载力降低、压缩模量降低、含水量空隙比变大等，给岩土工程的基础施工造成很大的影响;(4)地下水位降低对岩土工程的危害性分析。地下水位下降通常是人为因素造成的，例如在修建水库截夺下游地下水的补给、采矿活动中的矿床疏干、集中抽取大量地下水等。当地下水位下降程度过大时，将会导致出现地面塌陷、地面沉降、地裂等地质灾害，并且还会导致出现水质恶化、地下水源枯竭等问题，这对岩土工程的安全性和稳定性，以及人类的居住环境等都造成很大的危害;(5)地下水位升高对岩土工程的危害性分析。地下水位上升的原因非常多，例如人为因素如施工、灌溉等，水文气象因素如气温、降水量等，其主要原因是受到地质因素的影响，例如总体岩性产状、含水层结构等。地下水位上升对岩土工程造成的危害主要包括以下几个方面:其一，地下洞室被地下水淹没，导致岩土工程基础上浮，影响岩土工程建筑的稳定性;其二，导致粉土以及粉细砂出现液化，引起管涌、流砂等问题;其三，地下水位上升会破坏一些特殊岩土体的结构，导致岩土体的强度降低，影响岩土工程的质量;其四，导致河岸、斜坡等岩土体岩发生崩塌、滑移等问题，严重的危害岩土工程的安全;其五，土壤发生盐渍化、沼泽化，地下水对岩土工程的腐蚀性增强。
关键词：岩土工程；测试；分析；不确定问题
岩土工程研究的对象是岩体和土体。岩体在其形成和存在的整个地质历史过程中，经受了各种复杂的地质作用，因而有着复杂的结构和地应力场环境。而不同地区的不同类型的岩体，由于经历的地质作用过程不同，其工程性质往往具有很大的差别。岩石出露地表后，经过风化作用而形成土，它们或留存在原地，或经过风、水及冰川的剥蚀和搬运作用在异地沉积形成土层。在各地质时期各地区的风化环境、搬运和沉积的动力学条件均存在差异性，因此土体不仅工程性质复杂而且其性质的区域性和个性很强。
1测试技术
1.1原位测试技术
随着岩土工程的兴起，原位测试设备和技术不断发展和更新。在土基方面，除了静力触探、圆锥动力触探、标准贯入试验等外，深基静载、高压旁压、自钻旁压仪等在较大深度以下测定地基岩土体承载力、变形参数成为当今原位测试的主要方向。高精度压力传感器和位移传感器的引入，使测试仪器的性能有了较好的改善。由于应用计算机技术对数据、图形、信息采集、分析判别完全程序化、规范化，因而达到高效、准确的目的。在岩基方面，岩体现场变形、抗剪、应力测试继续广泛应用，并向小型化、自动化控制方向发展，但总的来讲，这方面的试验仍然耗资大，时间长。
1.2物探测试技术
物探技术在岩土工程中的应用十分普遍，新技术也层出不穷。主要有层析成像（CT）技术、电磁波透视、浅层地震、地质雷达、声纳剖面、瞬变电磁法等。应当指出，层析成像（CT）技术近年来发展很快，CT技术包括地震波层析成像和电磁波、声波层析成像两种，这种方法具有很高的分辨率。
1.3岩体结构面网络模拟技术
岩体是一种不连续介质，岩体发育的各种不同成因的结构面分布极为复杂。人们在工程现场选择有代表性地段，实地量测各类结构面（断层、裂隙、层面）的几何参数（走向、倾斜、倾角、隙宽、间距等），然后输入计算机，进行统计模拟。可应用蒙特卡洛方法按已知的概率密度函数抽样，从而得出与实际分布函数相似的人工随机变量，据此进行特征计算和分布类型检验。所有结构面结合起来即构成了岩体结构面网络图像，全部过程由计算机完成。
由于结构面网络反映了岩体的介质特性，所以这一技术有广泛的用途。可以直接计算结构面连通率、岩石质量RQD值、损伤张量、分形维数和渗透张量等，以用于边坡和坝基的稳定分析。近年来又发展了随机不连续面三维网络计算机模拟新技术，以求取不连续面三维空间基本参数。
2分析方法
2.1数值分析
在岩土力学的数值分析中，有限元法、边界元法仍然是主要方法，但已向随机有限元、模糊有限元方向发展。近年来又出现了神经元网络技术用于岩石力学，神经元网络是80年代后期迅速发展起来的人工智能的一个分支。它是在现代神经科学研究的基础上提出来的反映人类脑动能的一种模型。它由树突、轴突和突触组成。如已知若干组输入数据，亦已知其最终输出结果，利用机器学习来调整各单元之间的权值，使之能最佳适应已知诸例的结论。神经元网络用于预测岩石力学特性的最大优点是，可以把有关地质因素，即便是描述性因素也可以做为变量输入，但其输出结果离散性较小，其用法与回归分析和经验公式类似，但程序不同。
以极限平衡法进行边坡稳定分析有新的进展，主要是把滑动的二维问题变为三维问题，考虑每一条块的测向压力、地下水动、静压力及地震力的作用。另外，也有人从整体边坡破坏机理入手，直接求出边坡安全系数，省去了试求或优化滑动面的过程，较好地解决了复杂边坡的稳定分析问题。
2.2本构模型研究
在经典土力学中沉降计算将土体视为弹性体，采用布西奈斯克公式求解附加应力，而稳定分析则将土体视为刚塑性体，采用极限平衡法分析。但实际工程土的应力—应变关系是很复杂的，具有非线性、弹性、塑性、粘性、剪胀性、各向异性等等，同时，应力路径、强度发挥度、以及岩土的状态、组成、结构、温度等均对其有影响。
开展岩土的本构模型研究可以从两个方向努力：一是努力建立用于解决实际工程问题的实用模型；一是为了建立能进一步反映某些岩土体应力应变特性的理论模型。理论模型包括各类弹性模型、弹塑性模型、粘弹性模型、粘弹塑性模型、内时模型和损伤模型，以及结构性模型等。它们应能较好反映岩土的某种或几种变形特性，是建立工程实用模型的基础。工程实用模型应是为某地区岩土、某类岩土工程问题建立的本构模型，它应能反映这种情况下岩土体的主要性状。用它进行工程计算分析，可以获得工程建设所需精度的满意的分析结果。
在以往本构模型研究中不少学者只重视本构方程的建立，而不重视模型参数测定和选用研究，也不重视本构模型的验证工作。在以后的研究别要重视模型参数测定和选用，重视本构模型验证以及推广应用研究。只有这样，才能更好为工程建设服务。
2.3岩土工程的不确定性问题
岩土体是一种变异性很大的工程材料或工程介质。因此，很难用确定的量来描述岩土体的各种性质。岩土工程中的不确定性主要来自下列3个方面：（1）岩土体本身固有的不均匀性——岩体从建造到改造的过程中，由于物质分异、构造作用、断层裂隙的生成所引起；（2）勘察取样和参数估计的随机性——边界条件不准、测试技术误差及取样数量不足所引起；（3）模型误差导致的不确定性——物理力学模型和计算方法的不准确或多解性所引起。
岩土工程的不确定性导致了当前岩土体测试技术的精密性、确定性和岩土体性状宏观判断的模糊性、随机性之间产生极大的矛盾，使人们对传统的定值法设计得出的安全系数能否表达工程的真实安全度产生了凝问，这就是目前岩土分析与评价难以满足工程要求的主要原因。
当前，应用于岩土体不确定性分析的理论主要有概率论、模糊论、灰色系统理论及分数维理论（分形几何）等。
概率理论是处理岩土体不确性问题的一个有效工具，它可以指导随机参数的取样和试验设计，建立岩体工程概率模型和计算破坏概率，可以评价工程的可靠性和风险度，进行优化设计和决策。
模糊理论在岩土工程中的应用已较普遍，它用隶属函数代替确定论中非此即彼的特征函数来描述那些边界不清的过渡性问题。模糊模式识别和综合评判理论对那些受多因素影响的问题，如岩体环境评价、岩体分类、强度预报等显示出广阔的应用前景。
一、有关岩土工程勘察
1.岩土工程勘察定义。岩土工程勘察,英语为geotechnicalinvesigation,就是根据建设工程的要求,查明、分析、评价建设场地的地质、环境特征和岩土工程条件,编制勘察文件的活动。
2.岩土工程勘察阶段。按其进行阶段可分为:预可行性阶段、工程可行性研究阶段、初步设计阶段、施工图设计阶段、补充勘察、施工勘察等。
3.岩土工程勘察对象。根据勘察对象的不同,可分为:水利水电工程(主要指水电站、水工构造物的勘察)、铁路工程、公路工程、港口码头、大型桥梁及工业、民用建筑等。由于水利水电工程、铁路工程、公路工程、港口码头等工程一般比较重大、投资造价及重要性高,国家分别对这些类别的工程勘察进行了专门的分类,编制了相应的勘察规范、规程和技术标准等,通常这些工程的勘察称工程地质勘察。因此,通常所说的“岩土工程勘察”主要指工业、民用建筑工程的勘察,勘察对象主体主要包括房屋楼宇、工业厂房、学校楼舍、医院建筑、市政工程、管线及架空线路、岸边工程、边坡工程、基坑工程、地基处理等。
4.岩土工程勘察内容。岩土工程勘察的内容主要有:工程地质调查和测绘、勘探及采取土试样、原位测试、室内试验、现场检验和检测,最终根据以上几种或全部手段,对场地工程地质条件进行定性或定量分析评价,编制满足不同阶段所需的成果报告文件。
5.岩土工程勘察的方法与技术。岩土工程勘察的方法或技术手段,有以下几种:(1)工程地质测绘。工程地质测绘是岩土工程勘察的基础工作,一般在勘察的初期阶段进行。工程地质测绘是认识场地工程地质条件最经济、最有效的方法,高质量的测绘工作能相当准确地推断地下地质情况,起到有效地指导其他勘察方法的作用。(2)勘探与取样。勘探工作包括物探、钻探和坑探等各种方法。它是被用来调查地下地质情况的;并且可利用勘探工程取样进行原位测试和监测。应根据勘察目的及岩土的特性选用上述各种勘探方法。(3)原位测试与室内试验。原位测试与室内试验的主要目的,是为岩土工程问题分析评价提供所需的技术参数,包括岩土的物性指标、强度参数、固结变形特性参数、渗透性参数和应力、应变时间关系的参数等。原位测试一般都藉助于勘探工程进行,是详细勘察阶段主要的一种勘察方法。(4)现场检验与监测。现场检验的涵义,包括施工阶段对先前岩土工程勘察成果的验证核查以及岩土工程施工监理和质量控制。现场监测则主要包含施工作用和各类荷载对岩土反应性状的监测、施工和运营中的结构物监测和对环境影响的监测等方面。检验与监测所获取的资料,可以反求出某些工程技术参数,并以此为依据及时修正设计,使之在技术和经济方面优化。此项工作主要是在施工期间内进行,但对有特殊要求的工程以及一些对工程有重要影响的不良地质现象,应在建筑物竣工运营期间继续进行。超级秘书网
二、努力提高报告的编写能力
1.要具备牢固的地质地貌和工程理论地质基础理论方面,主要是岩石学、构造地质学、第四纪地质学和地貌学;工程地质方面,主要是土质学、土力学、工程地质分析、工程动力地质学、工程地质勘察。
2.要熟悉和把握有关的规范规程规范规程既是经验的总结,又是技术的指南,具有很强的勘察工作指导性。对于国家的、行业的、省和地方的有关规范规程,必须熟悉把握,并在具体勘察工作中认真执行。
3.要了解工作区的地质情况对于勘察地段的区域地质、水文地质、工程地质资料,应尽可能地搜集并熟悉。对于邻近地段已有的工程地质勘察资料,也要尽可能了解,以便在勘察工作中发挥其参考作用。
4.要把握工程设计的基本要求和基础施工的技术要点只要明确了工程设计的基本要求和基础施工方法,作出的工程地质评价才能有的放矢、正确客观,提出的建议才能合理适用。
5.要切实保证第一手资料的质量岩土工程勘察报告是工程地勘察的最终成果。一份高质量的勘察报告,必须来自于高质量的第一手原始资料。
6.提高综合知识方面的技能。如基本的数理统计知识、文字表达能力、编图技巧、综合分析能力。
三、确保岩土工程勘察质量
1.严格按基本建设程序办事,先进行地质勘察后设计。对无地质勘寒资料工程的设计应不予报建,对(未能按照相应的等级)降级进行地质勘察的工程不予报建。
2.提高地质勘察单位员工的质量意识,加强职业道德教育,健全岗位责任制度,培养良好的认真负责的工作作风,避免出现地质勘察资料的失误。
3.建立审查、复核制度,对室内室外技术资料要有资深的专业人员进行审查和复核,敢于对钻探、土工试验结果提出质疑,并通过对相近建筑物的钻探资料对照分析,确保资料的准确性。必要时可重探可疑探点、可重做相关试验。
4.要根据建筑物的安全等级与场地类别,并结合地质历史(注意收集相关资料)与地形特色进行探点的布设,并按规范进行相应比例和数量的取土探孔和原位测试探孔的布置,避免漏探特殊地质现象。
5.勘察布孔。勘察与设计的接口:收到设计人的勘察任务书后,应认真阅读,仔细分析,充分了解设计意图,不明白的地方及时与设计人沟通,存在疑虑的地方需向设计人提出。设计人往往有偏于保守的倾向,如对地基承载力要求过高、要求一桩一钻、对桩基承载力提出过高要求等。由于岩土体始终是一个灰箱,无法彻底查清岩土体的分布及其物理力学参数,在做与岩土相关的工程设计时固然要留有一定的安全富余度,但是必须在了解场地岩土条件的情况下才能准确把握安全的尺度,采用过于保守的岩土参数,过高的安全系数将不可避免的造成工程建设的极大浪费。做岩土工程勘察的人一般比做结构设计的人更清楚或者更容易把握场地的岩土条件情况,因此岩土工程师应当,也有必要提出意见供设计人参考。在勘察任务书与工程平面布置图确认无误后,勘察人员应到现场踏勘,了解场地情况,并提出勘察纲要供钻探等供外业使用。
2对存在岩土工程问题的分析
2．1粗粒料的工程特性工程填筑材料采用挖方区粉质粘土与强、中风化泥岩组成的粗粒料，其工程特性决定了存在如下岩土工程问题:1)粗粒料的级配。由于粗细颗粒的不均一性，在填筑体粗粒料中，泥岩、砂岩的大颗粒作骨架时，细料粉质粘土充填孔隙，充填愈好，土体密度愈大，其抗剪强度愈高，沉陷变形愈小;反之，则沉陷变形大，不利于岩土体工程的稳定性。泥岩作为填料时，破碎粒径指标、填充粉质粘土的粘度特征、粘粒含量、粗细粒的比例关系等对高填方工程至关重要，应进行重点研究。2)泥岩的遇水软化和崩解。该工程粗粒料主要由泥岩组成，泥岩在一定的应力状态下浸水后，由于颗粒间被水以及颗粒矿物浸水软化，颗粒发生相互滑移、破碎和重新排列，导致岩体软化;当水贯入泥岩的孔隙、裂隙中时，细小岩粒的吸附水膜便会增厚，部分胶结物会被软化或溶解，从而引起岩石颗粒的崩裂解体，产生岩土体变形失稳，使得控制地表沉降以及高填方边坡稳定性显得异常困难，因此研究泥岩遇水软化和崩解性对本工程的建设尤为重要。3)粗粒料的蠕变特性。粗粒料大多采用人工爆破等方法开采出来，往往存在很多微裂隙，加之棱角尖锐、填筑高，在高围压条件下产生蠕变，岩土体会沿着破裂面破碎，宏观上表现为开裂、折断或整块断裂等形式的颗粒破碎，从而引起高填方沉降变形以及边坡失稳等一系列岩土工程问题。4)粗粒料的强渗透性。粗粒料具有强渗透性，降水能较快的入渗填筑体，这在一定程度上加快了高填方破坏失稳的进程。因此应研究粗粒料的渗透特性，为坡面、道面的防水和排水设计方案提供依据。5)粗粒料的施工工艺。如何控制粗粒料填筑施工质量，如何确定其施工参数及采用哪种方法和控制指标对填筑体质量进行检测也是该工程存在的一个重要问题。
2．2高填方变形沉降变形是高填方工程中普遍存在，又没得到很好解决的问题，由于拟建机场工程填方高(预计最高达45m)、荷载大且填料具备颗粒破碎性、剪胀性、遇水软化崩解、蠕变、强渗水性等诸多工程特性，地面沉降控制难度极大。如何去监测，如何埋传感器，在哪些位置埋设能够有效的监测，采取哪些措施既能经济有效、又能降低总沉降量和工后沉降量，是本机场工程建设的另一核心技术难题。
2．3高边坡的稳定性高填挖边坡稳定性是一个必须重视的问题，包括挖方区、填方区两部分。对于挖方边坡，由于场地地形复杂，自然坡度陡，高差大，开挖卸荷对边坡稳定性影响较大，加之岩土体强风化、胶结程度低、节理裂隙发育等特性，一旦降水沿裂隙入渗，极易导致边坡滑动破坏，因此，需对其进行研究。对于填方边坡，由于本身填筑高，同时粗粒料具有颗粒不均一性、泥岩遇水软化、蠕变、强渗透性等工程特性，在外界诱发因素(降水、地震、施工振动等)的作用下，极可能引发失稳等岩土工程问题;因此，需要进行深入研究，采用不同的稳定性分析方法，探索粗粒料工程特性对边坡稳定性的影响程度，确定合理的填筑体边坡坡比。同时，拟建场区位于地震高发区，抗震设防烈度为8度，考虑到该工程的重要性需提高1度设防，即按9度考虑。因此，需高度重视地震工况下边坡的稳定性。
2．4填挖交界面的处治受地形地貌的限制，该机场建设中存在多处填挖方交界面，不可避免的面临填挖交界的处治问题。从总体上看，填挖交界处具有材料或结构的不一致性，在纵向上刚度出现差异，加之原地层是倾斜的，一旦工程处治不当，极易产生不均匀沉降、填挖交界处发生偏移，甚至滑动破坏，对于填挖交界的有效处治问题是该机场建设中亟待解决的又一个难题。
3岩土工程问题的解决方案
3．1解决方案由于该项目场地岩土工程条件的复杂性，仅靠室内试验参数进行数值计算及分析是不能满足要求的，通过现场试验与室内研究相结合的方案，结合实际工程，采用室内试验、现场试验、原位监测、理论分析与数值模拟相结合的手段，对该机场工程存在的岩土工程问题进行综合研究，是解决问题的最佳途径。
3．2试验研究的技术路线该处理方案的技术路线概括为:首先开展文献调研，收集资料，对研究现状、类似实例进行调查分析，寻求突破点进行初步研究;其次对粗粒料高填方工程技术方案进行初步论证，确定粗粒料高填方工程试验研究方案;再次进行粗粒料的工程特性试验及高填方稳定性理论分析，根据分析展开现场试验段研究，包括现场的模型试验、检测及监测等;并在此基础上探讨粗粒料工程特性的分析方法与处理对策，提出与粗粒料工程特性相适应的高填方问题的处理对策，通过高填方变形监测，对地基的稳定性做出准确评价，同时提出控制高填方沉降变形的工程措施，预测高填方的工后剩余沉降量，对研究结果进行初步总结，得出初步结论，进行粗粒料加筋处理与土方设计，待土方工程结束后对全场重要部位进行变形监测，并对试验段的监测数据进行处理分析，同理论分析及数值计算进行比较，验证所提出的分析方法与工程处理对策方法，必要时予以修正;最后编写试验研究总结报告。总技术路线如图1所示。
在岩土工程勘察过程中，处于近地面位置的地质界面包括的类型较多，但在当前技术和手段下，对于这些界面还不能有效、快速地进行划分和识别，不能为民用建设工程的设计和施工提供充分的指导作用，这就给民用建筑工程的设计和施工带来了较大的影响。
1.2部分岩土参数不能确定
在勘察工作中，部分原状岩土在对其样品进行采取时具有较大的难度，无论利用室内试验或是室外试验等方法来对参数进行测定，都会导致这部分岩土的参数不能有效的确定下来，这也会对民用建筑工程设计带来一定的影响。
1.3部分勘察技术人员素质不高
勘察工作质量的好坏在很大程度上取决于勘察技术人员素质的高低。但在实际调查中发现，目前很大一部分勘察技术人员不仅理论知识较为缺乏，而且也不具有丰富的实践经验，这就导致因为自身知识广度和宽度的不足，在勘察过程中不能确保工作的高质量完成，不能更好地将岩土工程勘察技术在勘察工作中有效的进行应用。
2岩土工程勘察技术在民用建筑中的应用
2.1工程物探技术
2.1.1钻孔波速测试
为了能够更好地对各类岩体土体的各种波速进行有效的确定，可以利用单孔波速测试手段，这样还可以有效地对相关的岩土参数进行确定，从而可以科学对民用建筑场地类别进行判断。而且利用钻孔波速进行测试，可以有效判断和评价地基的振动特性，有利于对建筑的抗震设计进行有效的指导。在利用钻孔波速进行测试时，需要在民用建筑下布置波速测试钻孔，将三分量检波器固定在孔内预定深度内，同时要对测试的垂直间距进行严格的控制，使其保持在1m左右，在测试时按照从下到上的顺序逐点进行。
2.1.2场地微振动测试
为了能够更好地提高抗震设计的质量，可以对场地微震动进行测试，对脉动幅度值等参数进行确定，从而将场地内的地震区进行划分。另外，在室内外测试过程中，利用各种检测技术可以获取各种数据资料，通过对这些数据资料进行分析和研究，从而确保能够获得更加准确和可靠的岩土工程设计参数。
2.2地理信息系统
当前地理信息系统已经开始广泛应用在空间数据处理中，其主要是以地理坐标为主，通过勘察来获取某一区域内的数据资料，从而利用地理信息系统来有效管理岩土工程勘察信息。地理信息系统在应用过程中得以不断的完善，其功能也不断的增多，不仅具有输入、编辑、维护图形数据和属性数据的功能，同时对于文件型图形数据和关系型的属性数据还具有有效的连接功能，这样不仅有效确保了这两种不同的数据库能够互相进行访问，还可以对图形数据进行更好的分析。由于是完全面对用户进行界面设计，而且还能够提供相应的接口，这样可以有效确保二次开发的顺利进行。利用地理信息系统的空间信息处理能力，可以有效确保信息管理系统可视化功能的实现。当前地理信息系统技术和功能不断完善和发展，其应用领域也在不断的扩大。地理信息系统应用在民用建筑岩土工程勘察工作中，不仅可以将地质资料在工程中进行输入和查询，还可以使可视化综合动态查询和检索功能得以实现，有效确保了勘察信息的真实性和可靠性，这样就可以为勘察管理部门提供更真实的数据，确保其决策的科学性和合理性，有利于更好地指导岩土勘察工作的实施。
2.3遥感技术
利用遥感技术可以确保探测范围和信息量的进一步扩大，同时通过多种先进的技术手段，可以在短时间内即获取到相应的信息，可以实现动态的监测。而且利用遥感技术收集到信息后，可以对信息进行存贮、传输，这对于信息的进一步应用带来了较大的便利。在民用建筑岩土工程勘察中利用遥感技术，可以更好地显现出地域内的不同地貌特征，为工程建设方案的设计提供科学的依据，有利于更好地掌握复杂的地理环境。
目前在呼市地区深基坑的开挖深度大致为9～14米(两层地下室)，在这个深度范围内的地层主要由三层土组成，一是填土层，此类土层松散、稳定性差，在基坑开挖中最易发生坍塌现象，如位于呼市呼伦北路的某单位商住楼在基坑开挖中由于没有对填土层及时采取支护措施而造成了塌方事故，使得基坑边的自行车棚完全倒塌在基坑内;二是粉土(或粉质粘土)层，该层土一般出现在基坑的中上部，其自稳定能力较好，但遇到跑漏水、雨水冲刷、振动或坡项堆载等情况时需引起高度重视:三是粗砾砂层，是主要的浅层含水层，该类土低或无粘结性，其自稳定能力较差，当采取基坑降水措施后，土层失水后孔隙水压力消散，基坑开挖造成土层应力释放，加之土层风干失水、振动等因素的影响，极易出现塌落、流失现象，从而容易导致边坡失稳。常见的基坑支护型式重要有:排桩支护，桩撑、桩锚、排桩悬臂;地下连续墙支护，地连墙+支撑;水泥土挡墙;钢板桩:型钢桩横挡板支护，钢板桩支护;土钉墙(喷锚支护)等。其中钢筋混凝土桩类支护模式由于其存在工程造价高、施工周期长等不利因素而逐渐被人们遗忘，特别是在一些工程实践中，由于没有进行严格的岩土计算而照搬式地选用了悬臂式灌注桩支护结构，导致了一些边坡事故的发生，如内蒙古国航大厦和未建泛海大酒店等基坑工程就是由于部分支护桩断裂而造成了大面积基坑边坡倒塌。目前呼市地区应用比较广泛、施工工艺比较成熟的支护形式为土钉墙支护，该支护方式具育造价低、施工周期短、稳定性高及施工界面美观等优点。但值得注意的是在设计计算这一重要环节上，一定要考虑到足够的对边坡支护不利的各种因素，如坡顶大面积堆载、坡顶有大载重量汽车通过、从边坡上出水、地下防空洞及基坑隔年冻融等，应逐段进行设计计算，优化方案后才能慎重使用，决不可生搬硬套。
1．2基坑降水问题
据呼市近20年的水文观测资料来看，影响我们深基坑开挖的地下水水位并未发生太大变化，含水层水量非常丰富，这使得我们在深基坑开挖前必须进行基坑降排水工作。由于含水层渗透系数较大、水量较丰富，目前呼市市区比较适用的基坑降水方法为管井(深井)井点降水，而实践也证明了其适宜性与有效性。如我市超高层建筑“内蒙古大厦”和高层建筑群“东达城市广场”的基坑降水工程采用的就是管井井点降水，降水后确保基坑开挖至地面下14米(内蒙古大厦)和12米(东达城市广场)而未受到地下水的影响。但采用管井井点降水方法的同时也会引发一些问题，值得我们去研究解决，一是降水影响半径大，对周边既有建筑物容易造成沉降甚至是不均匀沉降、建筑物墙体开裂等严重后果;二是井点数量有限，无法对含水层内的粘性土夹层上的滞水进行彻底有效地抽排，从而造成边坡上的出水，容易诱发边坡塌方，而解决此类问题又是一项难度较大的工作，目前的解决方法大体是基坑支护时在边坡上预埋泻水管进行泻水或在基坑内进行明排，这样实际上对边坡稳定、坑内安全施工留下了隐患。
2高荷载问题
高层建筑相对而言荷载较大，地基压缩变形也大，对地基条件要求较高，如何处理好高荷载与地基承载力和变形之间的关系，则成为摆在我们岩土工作者面前的又一难题。选择合适的勘察方法和手段，科学合理地布置勘察工作量，根据工程具体情况来布置相应的室内外试验便成了解决问题的关键。高层建筑的勘察工作决不是简单地将钻孔深度加深了而已，而是应当更加全面系统地从岩土工程思想出发去布置完成相应的工作量，科学准确地提供设计计算所需的岩土技术参数和指标，进一步挖掘地基的潜力，从而更好地为工程建设服务。建筑地基基础设计规范(GB50007－2011)规定:根据建筑物地基基础设计等级及长期荷载作用下地基变形对上部结构的影响程度，地基基础设计应符合下列规定:(1)所有建筑物的地基计算均应满足承载力计算的有关规定;(2)设计等级为甲级、乙级的建筑物，均应按地基变形设计;(3)设计等级为丙级的建筑物有下列情况之一时应作变形验算:①地基承载力特征值小于130kPa，且体型复杂的建筑;②在基础上及其附近有地面堆载或相邻基础荷载差异较大，可能引起地基产生过大的不均匀沉降时;③软弱地基上的建筑物存在偏心荷载时;④相邻建筑距离近，可能发生倾斜时;⑤地基内有厚度较大或厚薄不均的填土，其自重固结未完成时。(4)对经常受水平荷载作用的高层建筑、高耸结构和挡土墙等，以及建造在斜坡上或边坡附近的建筑物和构筑物，尚应验算其稳定性;(5)基坑工程应进行稳定性验算。高层建筑的高荷载特点对地基承载力提出了更高的要求，作为勘察单位在高层建筑岩土工程勘察中，提供承载力指标时一定要将工作做的更多、更细、更全面一些，不能简单地依靠几个标贯数或室内土工试验数据，参考老规范中承载力表来确定承载力，而应对地基持力层和地基主要受力层提供载荷试验指标，据载荷试验来确定的承载力指标会更可靠、更切合实际些。高层建筑的高荷载必然会对地基产生较大的压缩变形，相应地建筑物会产生较大的沉降量。高层建筑岩土工程勘察项目负责人一定要具备主持大型勘察项目的技术水平和业务能力，对工程项目要有充分的了解和认识，这样才能在布置勘察工作量时有针对性，不至于无所适从。同时项目负责人一定要向外业技术人员和室内土工试验人员进行技术交底，做好相关室内外试验工作，科学准确地提供变形指标，并应对建筑物的最终沉降量作出估算。
一、关于水文地质与岩土工程
想要充分体现水文地质问题的重要性，就要对水文地质有着全面的了解和掌握，水文地质是与岩土工程存在一定的区别，但两者之间又是相互影响的关系。一般来说，水文地质问题主要是指地下水在经过不断活动中所产生的变化状态，是一门专门研究自然界地下水的学科知识，它可以对地下水的分布情况及运动规律进行研究，并通过采样试验，确定地下水的性质和化学含量。这样才能对地下水资源进行科学合理的使用，进一步提高子地下水的利用率。其次，水文地址问题包含很多方面的内容，而地下水通常都是岩土缝隙中的水，从一定程度来看，一旦进行不合理的地下水灌溉工程，就会很容易发生次生盐碱化的现象，不仅会对周围河流造成严重的污染，甚至还会引发地面塌陷，最终导致建筑物地基的安稳性受到极大的威胁。
岩土工程是在工程建设中有关岩石或土的利用、整治或改造的科学技术，土木工程中涉及岩石、土、地下水的部分称岩土工程。按照工程建设阶段划分，工作内容可以分为岩土工程勘察、岩土工程设计、岩土工程治理、岩土工程监测、岩土工程检测。主要研究方向为城市地下空间与地下工程，即以城市地下空间为主体，研究地下空间开发利用过程中的各种环境岩土工程问题，地下空间资源的合理利用策略，以及各类地下结构的设计、计算方法和地下工程的施工技术，如浅埋暗挖、后构法、冻结法、降水排水法、沉管法、TBM法等及其优化措施等。边坡与基坑工程，即重点研究基坑开挖，包括基坑降水对邻近既有建筑和环境的影响，基坑支护结构的设计计算理论和方法，基坑支护结构的优化设计和可靠度分析技术，边坡稳定分析理论以及新型支护技术的开发应用等。
二、水文地质在岩土工程勘察中的重要性
水文地质是岩土勘察中比较容易被忽视的问题，很容易导致岩土地质灾害的发生，而为了工程能够继续进行，岩土工程勘察又是必不可少的部分，一环扣一环的直接表明水文地质对工程能否顺利进行有着至关重要的作用。比如说水文地质中的地下水对建筑物的影响，其酸碱强度直接影响到建筑物的耐久性和稳定性，地下水作为正常水位以下的岩土体的组成部分，对岩土体的工程特性有着最直接影响，最直观的来说它是建筑的最直接接触的环境。所以迄今为止，水文地质问题在岩土工程勘察中一直是非常重要以及必须要解决的工程环境问题。如果不重视或者直接忽略水文地质所带来的岩土工程勘察问题，对整个建筑物基础建设的工程将有着破坏性的影响，特别是在水文地质条件颇为复杂区域，岩土性质问题未得到完全了解的情况下进行工程施工，会导致严重的岩土工程灾害甚至是会引发自然灾害。因此，在岩土工程勘察的过程中，必须彻底查明相关工程的水文地质条件，一方面降低了资源浪费和财力损失，另一方面也在很大程度上降低了由水文地质问题所带来的岩土工程灾害和自然问题。
三、岩土工程勘察中水文地质的应用
1、自然地理条件的勘察
岩土工程的勘察工作为岩土工程、建筑工程的施工，提供了良好的岩土数据，进行水文地质的勘察，可以为岩土工程和建筑工程的安全施工，提供可靠的水文勘察依据。所以需要在岩土工程勘察中，应用水文地质勘察。水文地质勘察中包含很多内容，自然地理条件的勘察是其中的组成部分，自然地理条件的勘察需要包含的内容有地下水文特征、地形地貌。水文特征主要是指工程建设地区的气候，湿度、热量等，而地形地貌则是工程施工场所周围的水系、平原等的特征，地形是否开阔、地貌是否受到了侵蚀等。
2、地质条件的勘察
在岩土工程、建筑工程的施工中，地质条件非常重要，其影响工程地基施工建设的质量，还影响着地面上建筑结构的安全性、耐久性等，所以需要对地质条件进行勘测。岩土工程勘测中水文地质的地质条件勘察，主要是对工程建设所在区域的地质构造特征、基底构造、地层岩性、构造运动等进行勘测，为岩土工程的施工提供地质勘测数据支持。
3、地下水位勘察
在岩土工程、建筑工程等施工中，地下水位对地基施工、地上建筑物的安全性均会产生影响，地下水位的变化，会造成建筑物、地基出现下沉、变形等，所以在施工前，对地下水位进行勘测，有重要的意义。地下水位的勘测需要对近3～5年的最高水位、最低水位、水位变化等进行勘测。同时还要对地下水的排泄条件、地表水与地下水的补排水关系等，对地下水位产生的影响进行勘测分析。因为地下水位对岩土工程会产生较大的影响，所以在岩土工程勘察中，地下水位的勘察工作是重点内容。
4、隔水层、含水层的勘察
在岩土工程勘测中水文地质的勘察包含了很多的内容，除了以上这些需要勘察之外，隔水层、含水层的情况也需要进行勘察。隔水层和含水层的地下水类型、地下水流向、水位、变化幅度等，都需要进行勘察，其中主要对含水层的厚度、深度、分布进行勘察，还可以通过现场地层渗透系数等水文地质参数，对岩土工程的地下隔水层、含水层进行勘察，进而判断水文地质对建筑材料产生的腐蚀程度进行判断。水文地质在岩土工程施工中发挥着重要的作用，准确地勘察出地下水文地质，可以为岩土工程的施工提供一个有效的水文地质参数依据，还可以保证岩土工程、建筑工程施工的安全性和稳定性，所以在岩土工程勘察中，水文地质的应用在提高岩土工程勘察质量中，有重要的意义。
结语
在岩土工程勘察中必须要重视水文地质问题，地球地壳运动形成山河湖海，形态千变万化，我们要不断地去观察、发现、解决地质上的各种难题，只有不断探索和了解它的特点，提升岩土工程技术水平，才能避免岩土工程勘察中出现危险情况。
参考文献：
[1]吴学林. 岩土工程勘察中水文地质问题分析[J]. 广东科技，2014，（20）：144+116.
