摘要:地质工程与结构工程专业能够有机结合在一起,重点应解决结构与岩土体之间的相互作用、荷载简化、结构计算模型简化、结构荷载简化等问题,对地质灾害防治措施结构的受力计算分析可利用解析计算分析、数值模拟计算分析、室内物理模拟试验等方法予以解决。应综合采取上述三种方法验证计算分析结果,并做相应调整修正,最终得出最为理想、可靠的计算分析结果。本文首先介绍地质工程专业研究方向与培养目标,其次介绍结构工程专业研究方向与培养目标,然后就地质工程与结构工程专业结合提出思路与看法。
关键词:地质工程;结构工程;专业研究;地质灾害;防灾措施
1地质工程
1.1概述
地质工程为主要研究地质灾害防治与保护、地质灾害预警、特种岩土工程、岩体力学及岩体工程的一门学科。地质灾害主要包括有山体滑坡、泥石流、崩塌、碎屑流、堰塞湖、地面塌陷、地裂缝、地面沉降等;岩土工程及岩体工程主要包括有路基、建筑边坡、桥台边坡、隧道工程、水利水电工程等。
地质工程的培养目标为使学生掌握分析地质灾害形成机理的能力,计算分析地质灾害形成及影响的能力,对地质灾害预先监控及防范处置的能力,对地质灾害采取防治措施的能力,对已发生的地质灾害破坏进行减低人员伤亡、减少经济损失、采取保护措施的能力。
地质工程以前属于土木工程一级学科大类中的一门专业,后经专业调整划分至地质资源与地质工程一级学科。地质工程的发展是提高我国经济地位的重要原因之一。在地质工程实施的过程中,不仅需要我们观察地表的状况,还需要我们利用高新科技来计算和推测地表以下的状况。块科学的运用高新技术,不仅能够提高地质工程的勘测效率,还能够减少不必要的成本消耗。
1.2发展现状
世界工程地质学正在以飞快的速度发展着,中国必须要紧跟世界的发展步伐,中国地质学发展的过程中所需要面对的人口、资源、环境问题,虽然不是特别的严重,但是预计将会长期存在,所以,中国地质工程在发展的过程中所需要克服的问题是难度较高的、繁重的,需要做出的改革也必将是多方面的、大范围的。
2结构工程
2.1概述
结构工程为主要研究高层与大跨结构设计理论和方法、建筑项目施工管理与工程监理、结构抗风行为、结构安全性与耐久性的一门学科。结构工程主要包括有工业与民用建筑工程、桥梁与隧道工程、轨道交通工程、特殊专业塔式工程等。
结构工程的培养目标为使学生掌握结构受力计算分析,掌握结构抗震与抗风设计原理,掌握结构振动计算分析原理,掌握结构工程施工技术,掌握建筑项目工程运营管理,掌握结构可靠性和可靠度计算,掌握结构工程检测鉴定与维修加固的能力。
2.2发展现状
结构工程属于土木工程一级学科大类中的一门专业,结构工程主要研究对象以工业与民用建筑为主,由于在土木工程一级学科大类中还划分有桥梁与隧道工程,笔者认为虽然结构工程与桥梁工程的研究对象、研究目的、研究方法、施工工艺、承担作用等有所区别,但结构工程与桥梁工程有专业交叉、学科相通与相近之处。
2.3结构工程的特点
2.3.1结构工程的安全性
结构安全性是结构防止破坏倒塌的能力,是结构工程最重要的质量指标。结构工程的安全性主要决定于结构的设计与施工水准,也与结构的正确使用(维护、检测)有关,而这些又与土建工程法规和技术标准(规范、规程、条例等)的合理设置及运用相关联。
2.3.2结构工程的耐久性
土建结构工程的耐久性与工程的使用寿命相联系,是使用期内结构保持正常功能的能力,这一正常功能包括结构的安全性和结构的适用性,而且更多地体现在适用性上。
我国土建结构的设计与施工规范,重点放在各种荷载作用下的结构强度要求,而对环境因素作用(如干湿、冻融等大气侵蚀以及工程周围水、土中有害化学介质侵蚀)下的耐久性要求则相对考虑较少。混凝土结构因钢筋锈蚀或混凝土腐蚀导致的结构安全事故,其严重程度已远过于因结构构件承载力安全水准设置偏低所带来的危害,所以这个问题必须引起格外重视。
3地质工程与结构工程有机结合
由于地质工程主要研究地质灾害防治与保护、地质灾害预警、特种岩土工程、岩体力学及岩体工程;结构工程主要研究高层与大跨结构设计理论和方法、建筑项目施工管理与工程监理、结构抗风行为、结构安全性与耐久性。
按照传统思维,地质工程与结构工程两类不同专业,无法有机结合在一起,且研究对象、研究目的、研究方法及社会应用价值都大相径庭。然而笔者认为地质工程与结构工程能够有机地结合在一起,且掌握好结构工程专业后,利用岩土工程学所学知识将结构工程专业应用于地质工程专业中,大有用武之地。
现就地质工程与结构工程有机结合的观点提出如下三点思路:
如前所述,地质工程为主要研究地质灾害防治与保护、地质灾害预警、特种岩土工程、岩体力学及岩体工程的一门学科。在地质灾害防治与保护工程中,需采用各种不同的或结合采用各种复合型地质灾害防治或治理措施,如常见的抗滑桩、挡土墙、预应力锚索体系、格构锚固、抗滑键、导流槽、拦截坝、防护网、预应力锚杆、土钉墙等,上述地质灾害防治或治理措施均可简化为某种特殊类型的结构,如抗滑桩可简化为作用在地基上的弹性地基梁以进行结构受力计算分析,又如预应力框架式格构锚固可简化为作用在边坡上的连续梁以进行结构受力计算分析,再如防止落石、坠石所使用的柔性防护网可简化为网壳结构进行结构受力计算分析。
在结构工程的地基与基础工程中,如房屋建筑工程中的独立基础、筏板基础,桥梁工程中的桩基础、沉井基础等,基础与地基相互作用,其本质即为结构与岩土之间的相互作用效应问题,即又可归结至地质工程专业中来,以地质工程中的岩土工程与岩体工程来进行研究计算。
无论地质工程还是结构工程,都会涉及到岩质、土质等自然或工程材料,以及钢筋、混凝土、预应力等工程材料,其材料共性在于,材料在受力较小时发生线性变化,在受力较大时发生非线性变化、甚至可能发生开裂、屈服、破坏、失稳等现象。
4地质工程和结构工程科学技术的展望
在中国,有绝大多数地区都处于干旱和半干旱的状态,所以如何才能够确定我国范围内的地下水储藏地区和地下水储藏含量的检测已经成为时代发展的首要目标,示踪技术在水文地质工程中的应用,可以将我国干涸地区的地表水补给到地下,从而提高地下水的储存数量,具有非常良好的发展前景。
在地质工程结合结构工程的研究中应用统计技术和模型技术是推动我国经济体制改革和经济发展的必然趋势,不仅提高了对于地质中石油含量探测和推算的准确程度,还能够通过地质模型的构建,来完善和整合石油储存地区的各方面信息,给石油勘测工程师提供了相对可靠的数字依据。
钻孔技术和地质及结构工程二者的结合,是地质及结构工程在科学技术下不断完善的必经之路,钻孔技术的出现,能够提高地质勘测的效率,但是由于部分钻孔技术的开发难度大,成本较高,所以还没有得到广泛的应用,给地质工程的发展留下了宽阔的空间。
测绘技术是我国地质工程结合结构工程发展过程中的重要对象,测绘技术和监控技术的结合,能够更加清晰完整的反映出所探测范围内的地理信息,被广泛的应用在城市下水管网的监视和管理中。
5结束语
在国民经济水平不断提高和发展的背景下,我们在发展经济的过程中要注意贯彻落实可持续发展的理念,做到合理、科学的使用资源。地质工程和结构工程有机结合下,将会发挥其最大作用,为提高我国的经济效益做出巨大的贡献。
参考文献:
[1]柏江源.岩土工程地质勘查中控制质量的因素分析[J].南方农机,2020,51(11):233.