岩土工程和力学以及工程地质的定义及其关系探讨

黄晓明

摘要：岩土工程和工程地质之间存在着一定的共性，而结构工程与岩土力学之间也存在着某种联系，但是这四者之间又存在着一定的区别。本文主要针对岩土工程与工程地质之间的关系进行分析，同时也对岩土力学对结构工程造成的影响进行分析，明确了岩土工程学科范畴。

关键词：岩土工程；岩土力学；工程地质；关系分析

在当下发展的过程中，岩土工程属于一门迅速发展的新兴学科，这门学科的发展基础位于工程地质上，同时与土木建筑又进行了结合。未来岩土工程的落实主要是应用于城市建设当中，因此针对这门学科的研究属于未来的主要方向。技术人员在发展的过程中对岩土工程的内涵以及各方面特点进行了分析，但是当下发展过程中的主要问题在于无法对岩土工程和工程地质之间的界限进行正确的区分，同时学科研究过程中的岩土力学也属于较为模糊的概念。

1.岩土工程与工程地质的定义解释

1.1岩土工程

岩土工程学科属于一门新兴学科，这门学科综合了岩土的相关材料，使用了环境学、岩土力学等等学科，并且对以上学科进行了改造与整治。总的来说，岩土工程学科理论基础中包括了地质学、力学、地基基础工程学、岩石力学等等，而这一学科创办的主要目的在于解决所有和岩土相关的技术新问题，属于一门专业性较高的岩土专业学科[1]。一般来说岩土工程的使用需要贯穿整个工程的过程中，从场地调查开始，分析论证、施工管理、环境检测、信息反馈都属于这一学科的实际内容。在相关技术的约束下，岩土工程可以使用各种信息技术以及全新的勘探技术来对施工处的地质情况进行勘测，并且这一学科也可以对地质信息进行分析，从而制订出更加合理的施工方案。岩土工程的设计主要目的是加固地基、处理桩基、建立排水、支护边坡等等。在治理的过程中一方面包括有地基加固的处理工程、地下工程加固、防渗工程基坑、边坡支护等等方面，这表示一般来说的施工问题都属于岩土工程学科当中，土木工程建筑材料也需要通过这一学科的相关知识来进行管理。由于施工的过程中地质情况形成原因较为复杂，因此复杂的地质变化就导致岩土工程形成了较为多样与复杂的现状，因此岩土工程较为复杂的知识来源能够有效解决绝大多数的问题[2]。例如岩土工程中的岩土力学可以处理工程中的受力分析问题，而土木工程知识可以处理好建筑物与岩土工程之间的关系。下图为岩土工程中包含的几大理论以及岩土工程承担的工作范围图：

1.2工程地质

国内外有众多的研究人员工程地质学科的出现主要意义就是解决不同地质环境带来的复杂施工方案问题，同时对于不同地质情况可能会出现的问题也罗列出了相应的处理方式。在学科分类方面，工程地质学属于地质学科中的一个分支，主要研究方向在于解决工程地质施工过程中地质环境带来的影响，并且还需要使用相关方式来提升工程基础使用寿命。针对工作方式的不同，对于地质体产生的影响和负荷也各不相同，这就代表会出现各种各样的岩土地质复杂问题[3]。在工程地质工程施工的过程中，主要的地质问题有：地震、山体滑坡、泥石流、崩塌等等。因此需要使用工程地质的相关知识来对施工环境进行处理，从而更好地提升施工安全性，例如在地基基坑施工的过程中需要加强深基坑支护工作，同时还需要注意加强地基承载力。这些都是在施工中可能会出现的地质问题，而这些地质问题不仅仅容易造成严重的经济损失，还有可能对人民的生命造成威胁，因此需要注意对这方面的防护。工程地质专业学科的发展在很大的程度上来讲能够对工程地质相关数据进行分析，从而解决由于地质问题而产生的灾害。

1.3岩土力学

岩土力学主要是使用工程力学的相关理念来研究岩土的力学性质，主要的研究对象是人类经常接触和人类生活密切相关的土体，包括人工土体和自然土体两种。岩土力学在地基建设、挡土墙建设、土木建筑物建设、堤坝建设的过程中得到了应用，属于土木工程、岩土工程、工程地质的分支学科[4]。这一学科的研究方向非常广泛，上到天然土体的稳定性，下到人工土体的建设方式，都属于这一学科的涉及范围。由于土体属于一种地质体，这就决定了这一学科的发展以及研究需要站在地质学的角度上来进行实验与力学分析。

未来在岩土工程建设的过程中，岩土力学承担了非常重要的地位，几乎可以说是岩土工程建设的实践理论基础。

2.岩土力学与工程地质之间的关系

2.1大致关系归纳

经过眾多学者的关注以及研究之后，对岩土力学和工程地质之间的关系进行了分析与研究，得出两者之间的结构大体如下：

首先工程地质与岩土工程属于同一学科，两者的理论体系相互交融、互相支撑[5]。其次岩土工程与工程地质之间的关系属于理论与实践之间的关系，岩土工程的相关知识更偏向于理论化，而工程地质相关知识更偏向于实践化。最后则是岩土工程主要将岩土体看作为了建筑材料，同时也将地基、介质、环境等等看作为了主要的施工工程方向。也就是说，岩土工程将基础工程和地下工程设定为了主要的研究方向，研究的过程中主要偏向于这两方面。

2.2关系分析

2.2.1关系分析的过程中，由于各方面的关系分别由不同的研究人员提出，因此可以根据学科的不同来进行简单的归类，其中包括工程地质专业人员、结构工程专业人员、岩土力学专业人员[6]。因此虽然各方面学者提出的理论都较为广泛，但依旧存在着一种专业偏见，这种专业偏见的存在导致无法进行客观分析与观察这三者的关系。截至目前，国内外的岩土工程案例中反映出的实际情况都对岩土工程的定义存在一定的偏差，这种偏差不符合实际案例情况，需要在其中补充工程地质、岩土力学、结构工程等等相关关系。这几方面存在的关系既有区别也有关联，将共性进行融合的同时还能够保存个性，是未来发展的主要方向。未来发展的过程中需要更加明确的指出岩土工程的实际范畴，特点在于能够明确指出各方面技术以及方法，从而落实学科实际范畴。也就是说，岩土工程在定义上属于一种综合性的技术方法，多种方法与技术都在岩土工程中得到了体现。这门学科中的各种技术互相渗透、互相结合、互相支撑，成功扩展了我国岩土工程的行业范畴，而这种定义也决定了不会有任何一种单一学科可以主导岩土工程。

2.2.2在上文对于岩土工程进行了定义与分析，同时分析了力学等等各方面学科在岩土工程的作用以及价值。接下来将主要针对岩土工程的定义进行补充性的解释，主要的方面有：岩土工程学科的目的在于能够为专业项目提供服务，工作内容是勘测数据、掌握地质基础、了解地下结构、地下结构施工设计等等方面，并且岩土工程学科还需要进行相应的解释与分析。一般来说这一工程在实际施工的工程中大多数都是与国民经济相关的建筑工程项目，目的是未来社会的发展所必需的扩展工程[7]。而将这一概念进行进一步的收缩之后可以发现，这一概念主要是指单一具体项目，例如工业项目、民用建筑项目、铁道项目、矿山项目、市政项目等等。而岩土工程学则是将岩土工程的相关知识点进行了综合，其中包括：工程结构学、工程地质学、岩土力学等等。经过第二部分的补充之后可以发现，工程地质学主要的目的在于能够为岩土工程学提供地质理论基础，而岩土力学则是为了岩土工程学提供实践施工管理措施。这两者之间有着一定的区别性，但是也有着一定的类似性。总而言之，岩土工程作为一门边缘学科，所承载的并非是单一学科的知识，而是工程地质学、岩土力学、结构学等等学科的综合，不能够将之简单的看作为工程地质学的分支。

2.3在地质类型上三者之间造成的影响

岩土工程属于一个较为完整的大学科，主要的应用范围在于施工方面，而工程地质则是会对施工水平产生影响的一个先决条件，至于岩土力学则是岩土工程的实践理论支撑。本文将在岩土体施工的角度进行分析，主要着重分析岩土体对地质灾害产生的影响以及地质灾害的成因[8]。大量的实践证明，地质灾害的发生与地层岩土的实际特点有着非常密切的关系，本文以西部地区的岩体作为研究对象，将之划分成为岩浆岩、沉积碎屑岩、沉积碳酸岩、变质岩等等五种类型。并且以硬度和地质强度来将之进行划分，下表为岩土工程地质类型强度分类表。

无论是堅硬岩石，还是软弱岩石，在实际施工的过程中都需要对其进行分析，从而制订出更好的施工方案。而岩土力学能够对不同硬度的岩石进行分析，从而选择出最合适的施工方案，保障施工安全。而决定了不同岩石硬度的主要理论就是工程地质，最终进行施工，过程中涉及的所有理论，都属于岩土工程。这就是三者之间的关系以及具体使用方法，相关理论人员需要针对这点进行分析。例如在崩塌防治方面，需要在山体出现相应情况时及时对岩体来进行加固处理。当下我国防治崩塌灾害的主要技术有排水、锚固、拦截、支挡、打桩、护墙等等，根据滑坡位置的特点选择具有针对性的治理技术，能够在防灾减灾的同时提升生态环境质量，而这就需要拥有岩土力学方面的知识。

3.结语

总而言之，岩土工程学科具有非常强大的包容性，这一学科中含有多学科综合后的理论基础，并且多学科都能够在其中进行交叉与互相渗透，因此虽然属于一门边缘学科，但是也有着非常广泛的应用方向。而工程地质学科与岩土力学学科都属于这门学科的主要基础，一方面属于理论技术，另一方面属于实践基础。技术人员需要做到掌握各方面理论，同时拥有将之应用在实践当中的能力，而这需要不断地对自身知识、技能结构体系进行完善，从而更好地进行岩土工程学科的建设工作。

参考文献：

[1]唐朝生.极端气候工程地质：干旱灾害及对策研究进展[J].科学通报， 2020， 65（27）： 3009-3027+3008.

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[3]陈土均.浅谈如何提高岩溶地区岩土工程勘察质量[J].西部探矿工程， 2020， 32（09）： 46-47+50.

[4]李克强.岩土工程地质灾害防治技术[J].陕西建筑， 2020， （09）：10-12.

[5]朱国武.关于水工环地质及岩土工程理论体系应用与发展[J].智能城市， 2020， 6（17）： 39-40.

[6]张存亮.岩土工程地质勘察中存在的通病及破解措施[J].工程建设与设计， 2020， （17）： 134-136.

[7]孙多明.岩土勘察工作中存在的问题分析及改善措施探讨[J].大众标准化， 2020， （17）： 154-155.

[8]张成. BIM技术在岩土工程勘察的应用[J].居舍， 2020， （25）： 57-58+32.