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  • 巖土工程科研工作的幾點體會

    2015-03-09 16:14  來源:巖土網  閱讀:5577
    從大學算起,學習和從事巖土工程已有二十多年了。隨著年齡的增長,斷斷續續形成了自己的一些認識和體會。受自身知識水平和社會閱歷的限制,我的體會可能比較膚淺,權且記錄如下,供同行參考。

    從大學算起,學習和從事巖土工程已有二十多年了。隨著年齡的增長,斷斷續續形成了自己的一些認識和體會。受自身知識水平和社會閱歷的限制,我的體會可能比較膚淺,權且記錄如下,供同行參考。

    1、巖土介質的復雜性

    巖土工程是實踐性很強的專業,工作的目的在于解決實際工程問題。由于巖土體介質是自然界的產物,其地質成因、物質成分、結構特征、物理力學性質等千差萬別。無論是認識、分析還是利用巖土體,處處面臨著巖土體介質復雜性帶來的各種困難??辈煸囼?、計算分析、設計、施工等過程,深深地刻著“經驗性”的烙印。

    我一直有種感覺,巖土體好比人體,都是自然的產物。巖土工程的設計人員好比醫生,設計和看病都以經驗為主,因為面向的對象太復雜了??辈煸囼灪帽然烍w檢,是設計和醫生診斷的依據,但勘察試驗和化驗體檢的技術水平也還很有限,復雜的工程問題和人體病情還沒辦法做到精細化認識,有些內在作用機理還無法或難以搞清楚。計算分析是設計人員提出設計方案前需要借助的手段,由于問題的復雜性,從工程角度看往往也只能是“估算”。巖土工程施工方案如同看病的方子,抓住了巖土體性質、穩定性特征和變形失穩模式等本質問題,就不會出什么問題,否則會造成工程失敗或投資浪費。

    2、巖土科研的特點

    巖土科研工作的主旨好比提高化驗體檢的水平,最終的技術成果為工程設計所用。在我國現有工程建設管理體系下,設計方是技術龍頭和責任人,施工方的主要職責是按照圖紙施工,業主和監理方管資金、質量和進度。巖土工程實踐中,沒有出現科研總承包,沒有規定什么樣的工程問題一定要做科研,科研工作做出的成果供設計采用,最終的技術責任由設計擔負??蒲袉挝辉诠こ探ㄔO中的任何一個環節不需要簽字(具有一定法律約束性質的簽字),這樣也就造成了科研方在現有的行業分工中沒有位置,形不成產業、可有可無、不尷不尬的境地。

    巖土科研的領域非常廣,從技術演進和分工來說可以劃分為4個階段:原創性理論研究、巖土實踐理論、工程分析、應用技術。

    原創性理論:在物理、力學原理上提出開創性成果,可以在多個行業上得到應用。如石根華提出的DDA和數值流形法,可以用于機械、巖土等多個行業中,原創性理論在巖土界非常少。巖土分析理論:采用已有理論,結合巖土性質加以修正,形成巖土的分析理論。工程分析:將巖土有關的分析理論用于工程問題分析中,大部分巖土科研工作者主要從事這方面的工作。應用技術:如開發出一些技術產品。

    4個階段的分工不同,側重點自然不同。但巖土科研的最大特點還是將已有的各種理論應用于巖土實踐中,建立各種理論和工程實踐的橋梁,這也是巖土科研的主要職責,也是一個人經歷和精力所決定的。因為幾乎沒有人能夠在原創性理論和巖土設計兩個方面(橋梁的兩頭)同時都精通,這樣的人就是鳳毛麟角的大家了。

    3、科研為實踐服務

    由于研究對象巖土介質的復雜性,勘察、試驗和計算分析中的任何一項技術都值得研究,但巖土科研的最終服務對象是工程設計??蒲辛㈨椇瓦x題要緊扣工程應用的需要。例如,巖土科研中做數值模擬的很多,研究算法的也很多,可以盡情發揮自己在理論上的高超水平。但建立的計算模式來源于對工程問題的抽象化認識,不能脫離工程實際,哪怕是理論性很強的研究,其本質也是來源于巖土介質特性或某一類工程行為特點。

    工程上許多問題可以抽象出理論研究問題,理論研究每一個環節要緊扣工程特點和應用需要。如某一個工程問題背后有哪些科研問題(擅于發現重大問題)?哪些是關鍵問題(擅于抓住主要矛盾)?哪些能出成果(決定成果的影響力)?研究手段是否先進(決定成果的理論水平)?技術方案是否符合巖土體特點(會不會虛構一個實際不存在的或某些參數不可知的分析模式)?這些問題的把握需要水平。

    4、巖土科研的復雜性

    巖土科研工作從理論角度看,當然也要求理論的完備性、計算誤差分析等;從工程應用角度,就很難衡量計算精度,甚至在巖土工程中是不可能了?!袄碚撚嬎憔取焙汀肮こ逃嬎憔取笔峭耆煌母拍?,經常被搞混也被拿來取笑、批判。前者僅僅從理論計算角度來看,對于計算科學,當然要考慮算法的正確性、可靠性和計算精度。后者要結合工程問題的抽象化、計算模型建立、參數取值等環節,無論哪個環節也都是對復雜對象的簡單化概括,多個概化性環節結合在一起,決定了分析結果只能是個大概。概括和抽象時能抓住主要問題,分析結果就不錯了。因此在工程問題的計算分析中,形成了大家經常所說的“定性為主、定量為輔”的特點。

    以邊坡穩定分析為例。大部分搞巖土的人都涉及過這項工作,不同人有不同體會,科研和設計人員的體會就很不同。計算分析通常采用極限平衡法或數值方法。對于研究計算方法的人來說,研究的重點在于力學問題,需要對力學原理、計算誤差等進行深入討論。但抽象出來的計算模型不能脫離實際巖土體性質和工程問題本質。如果構造一個不可能出現的計算模型,或者模型中的一些參數和條件是無法勘察得到的,這樣的研究就沒有什么實際意義了(論文審稿時確實發現存在這種現象)。對于從事應用分析的人來說,一方面需要對計算方法的原理有充分的了解,也就是說對使用工具的性能、優缺點等做到心里有數。并且,更需要對邊坡形態、巖土體成分、地質結構特征、介質物理力學性質、變形失穩模式和主要控制因素等進行認識和把握。其中,失穩模式、破壞面位置和力學參數是最重要的因素。破壞面位置和力學參數是很難精確確定的(需要很高的勘察試驗費用,并且也要有“窺一斑而見全豹”的把脈功夫),失穩模式的判斷則體現對工程地質知識的積淀。再者,降雨、地震等外界因素在計算分析時需要考慮,而這些因素都有些說不清道不明。此外,計算邊坡穩定系數的絕對值是很難的。將建立的邊坡計算模型、勘察試驗參數直接輸入計算,可能得出無法理解的穩定系數。因此,很多情況下是根據經驗假定一個穩定系數,反算并檢驗輸入的計算模型和抗剪強度參數。但計算邊坡在現有條件下穩定系數提高到設計安全系數所需的支護力,卻可以準確得多,這也就是邊坡支護設計必須要進行計算的原因。治理措施首先要考慮經濟性,然后是可行性和難易程度,能抓住問題的主要矛盾對癥下藥的治理方案就是成功的,有些方案可能沒有抓住主要矛盾造成治理不成功,或造成投資浪費。

    5、保持良好的科研精神面貌

    當前我們學術界和工程界普遍存在學術浮躁已是不爭的事實。各種考核、評比、報獎都需要大量時間去做。這些工作本身并不創造學術價值。最終的結果是,投入研究的時間少了,搞關系的多了;關心成果水平和價值的少了,看榮譽和光環的多了。國家科研體制也在不停改革和深化,其目的無非就是適應時代變化去克服各種新老弊端。

    在這樣的環境下,科研工作者要放平心態思考幾個問題:自己希望從科研工作中得到什么?如何體現自己的價值?拿到的和付出的是否匹配?我覺得這幾點是做不得的:一是把拿項目當成生意去做,項目負責人對技術成果的真正水平并不能控制也不能準確定位;二是承擔自己并不熟悉的項目;三是不能沉下心做研究而對各種榮譽和“帽子”感興趣。

    以上幾點拙見供您參考,不妥之處還請不吝批評指正。

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    我有話說

    全部評論(20)

    • sb是我就是我發表于 04月15日 10:08這家伙很懶,沒有個性簽名!
    • 值得借鑒啊
    點評:
    • 遠光發表于 04月11日 16:31這家伙很懶,沒有個性簽名!
    • 寫的不錯,確實如此
    點評:
    • dengshijun發表于 04月06日 06:59這家伙很懶,沒有個性簽名!
    • 寫的很有見解,謝謝你的分享!
    點評:
    • tianyiwzy發表于 03月26日 14:31這家伙很懶,沒有個性簽名!
    • 寫的不錯,謝謝分享??!
    點評:
    • a14312436發表于 03月22日 20:20這家伙很懶,沒有個性簽名!
    • 確實如此
    點評:
    • cgky090913發表于 03月22日 20:05這家伙很懶,沒有個性簽名!
    • 武漢科技大學巖土工程男路過
    點評:
    • bylz5201314發表于 03月22日 12:31這家伙很懶,沒有個性簽名!
    • 科研并不一定服務于工程實際啊,而做科研可以為科研自身服務啊。
    點評:
    • 湖納百川發表于 03月20日 20:20認真做事,踏實做人!
    • 現在很多人科研態度不端正,片面追求利益!
    點評:
    • ycsygp發表于 03月18日 10:09這家伙很懶,沒有個性簽名!
    • 寫得很好,
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    • lzp422094221發表于 03月16日 19:28這家伙很懶,沒有個性簽名!
    • 科研要從工程實際需要出發,解決實際問題的目的。
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    • alin2514發表于 03月13日 14:23這家伙很懶,沒有個性簽名!
    • 結構轉巖土 感覺好難
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    • pzhzhouxi發表于 03月12日 16:18做個實實在在的巖土人
    • 科研要從工程實際需要出發,解決實際問題的目的。
    點評:
    • 龍興關外發表于 03月11日 09:09天地人時,四維一縶。 望聞問切,綜合判斷。 辨證施治,隨時調整。 天人合一,博約圓通。
    • 實踐出真知?。?! 第一科研就在田間地頭。
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    • 維京海盜viking發表于 03月10日 19:12這家伙很懶,沒有個性簽名!
    • 專心搞科研,要有好的環境
    點評:
    • zhjwei860302發表于 03月10日 14:09放寬心,樂觀活,謹慎行,努力學!不放棄,要自信,有希望,向前走!
    • 實在 有多少是把科研真正當科研在做 當也必須要保證科研人員的基本生活需要
    點評:
    • shirin216發表于 03月10日 10:50這家伙很懶,沒有個性簽名!
    • 科研用在實處才是最好,但是很多假設和條件又不得不脫離現場實際情況。
    點評:
    • xucm發表于 03月10日 09:33這家伙很懶,沒有個性簽名!
    • 是這樣的,特別是做基礎研究的更少了
    點評:
    • ysq874發表于 03月10日 08:39這家伙很懶,沒有個性簽名!
    • 中肯
    點評:
    • meizu29發表于 03月10日 08:37這家伙很懶,沒有個性簽名!
    • 科研是男是女,我們好多人都在搞?
    點評:
    • skysmiler發表于 03月10日 08:28這家伙很懶,沒有個性簽名!
    • 一旦經濟下行,首先被砍掉的就是科研部門。
    點評:

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