【正文】 反映各類(lèi)巖土的、適用于各類(lèi)巖土工程的理想本構(gòu)模型是困難的，或者說(shuō)是不可能的。因?yàn)閷?shí)際工程土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系是很復(fù)雜的，具有非線性、彈性、塑性、粘性、剪脹性、各向異性等等，同時(shí)，應(yīng)力路徑、強(qiáng)度發(fā)揮度、以及巖土的狀態(tài)、組成、結(jié)構(gòu)、溫度等均對(duì)其有影響。開(kāi)展巖土的本構(gòu)模型研究可以從兩個(gè)方向努力：一是努力建立用于解決實(shí)際工程問(wèn)題的實(shí)用模型；一是為了建立能進(jìn)一步反映某些巖土體應(yīng)力應(yīng)變特性的理論模型。理論模型包括各類(lèi)彈性模型、彈塑性模型、粘彈性模型、粘彈塑性模型、內(nèi)時(shí)模型和損傷模型，以及結(jié)構(gòu)性模型等。它們應(yīng)能較好反映巖土的某種或幾種變形特性，是建立工程實(shí)用模型的基礎(chǔ)。工程實(shí)用模型應(yīng)是為某地區(qū)巖土、某類(lèi)巖土工程問(wèn)題建立的本構(gòu)模型，它應(yīng)能反映這種情況下巖土體的主要性狀。用它進(jìn)行工程計(jì)算分析，可以獲得工程建設(shè)所需精度的滿意的分析結(jié)果。因此建立多種工程實(shí)用模型將是本構(gòu)模型研究的方向。在以往本構(gòu)模型研究中不少學(xué)者只重視本構(gòu)方程的建立，而不重視模型參數(shù)測(cè)定和選用研究，也不重視本構(gòu)模型的驗(yàn)證工作。在以后的研究中特別要重視模型參數(shù)測(cè)定和選用，重視本構(gòu)模型驗(yàn)證以及推廣應(yīng)用研究。只有這樣，才能更好為工程建設(shè)服務(wù)。4不同介質(zhì)間相互作用及共同分析土體由固、液、氣三相組成。其中固相是以顆粒形式的散體狀態(tài)存在。固、液、氣三相間相互作用對(duì)土的工程性質(zhì)有很大的影響。土體應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的復(fù)雜性從根本上講都與土顆粒相互作用有關(guān)。從顆粒間的微觀作用入手研究土的本構(gòu)關(guān)系是非常有意義的。通過(guò)土中固、液、氣相相互作用研究還將促進(jìn)非飽和土力學(xué)理論的發(fā)展，有助于進(jìn)一步了解各類(lèi)非飽和土的工程性質(zhì)。巖體是由不同規(guī)模、不同形態(tài)、不同成因、不同方向和不同序次的結(jié)構(gòu)面圍限而成的結(jié)構(gòu)體共同組成的綜合體，巖體在工程性質(zhì)上具有不連續(xù)性。巖體工程性質(zhì)還具有各向異性和非均一性。結(jié)合巖體斷裂力學(xué)和其它新理論、新方法的研究進(jìn)展，開(kāi)展影響工程巖體穩(wěn)定性的結(jié)構(gòu)面幾何學(xué)效應(yīng)和力學(xué)效應(yīng)研究也是非常有意義的。當(dāng)天然地基不能滿足建(構(gòu))筑物對(duì)地基要求時(shí)，需要對(duì)天然地基進(jìn)行處理形成人工地基。樁基礎(chǔ)、復(fù)合地基和均質(zhì)人工地基是常遇到的三種人工地基形式。研究樁體與土體、復(fù)合地基中增強(qiáng)體與土體之間的相互作用，對(duì)了解樁基礎(chǔ)和復(fù)合地基的承載力和變形特性是非常有意義的。地基與建(構(gòu))筑物相互作用與共同分析已引起人人們重視并取得一些成果，但將共同作用分析普遍應(yīng)用于工程設(shè)計(jì)，其差距還很大。大部分的工程設(shè)計(jì)中，地基與建筑物還是分開(kāi)設(shè)計(jì)計(jì)算的。進(jìn)一步開(kāi)展地基與建(構(gòu))筑物共同作用分析有助于對(duì)真實(shí)工程性狀的深入認(rèn)識(shí)，提高工程設(shè)計(jì)水平?，F(xiàn)代計(jì)算技術(shù)和計(jì)算機(jī)的發(fā)展為地基與建(構(gòu))筑物共同作用分析提供了良好的條件。目前迫切需要解決各類(lèi)工程材料以及相互作用界面的實(shí)用本構(gòu)模型，特別是界面間相互作用的合理模擬。5　巖土工程測(cè)試技術(shù)巖土工程測(cè)試技術(shù)不僅在巖土工程建設(shè)實(shí)踐中十分重要，而且在巖土工程理論的形成和發(fā)展過(guò)程中也起著決定性的作用。理論分析、室內(nèi)外測(cè)試和工程實(shí)踐是巖土工程分析三個(gè)重要的方面。巖土工程中的許多理論是建立在試驗(yàn)基礎(chǔ)上的，如Terzaghi的有效應(yīng)力原理是建立在壓縮試驗(yàn)中孔隙水壓力的測(cè)試基礎(chǔ)上的，Darcy定律是建立在滲透試驗(yàn)基礎(chǔ)上的，劍橋模型是建立在正常固結(jié)粘土和微超固結(jié)粘土壓縮試驗(yàn)和等向三軸壓縮試驗(yàn)基礎(chǔ)上的。測(cè)試技術(shù)也是保證巖土工程設(shè)計(jì)的合理性和保證施工質(zhì)量的重要手段。巖土工程測(cè)試技術(shù)一般分為室內(nèi)試驗(yàn)技術(shù)、原位試驗(yàn)技術(shù)和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)技術(shù)等幾個(gè)方面。在原位測(cè)試方面，地基中的位移場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)測(cè)試，地下結(jié)構(gòu)表面的土壓力測(cè)試，地基土的強(qiáng)度特性及變形特性測(cè)試等方面將會(huì)成為研究的重點(diǎn)，隨著總體測(cè)試技術(shù)的進(jìn)步，這些傳統(tǒng)的難點(diǎn)將會(huì)取得突破性進(jìn)展。虛擬測(cè)試技術(shù)將會(huì)在巖土工程測(cè)試技術(shù)中得到較廣泛的應(yīng)用。及時(shí)有效地利用其他學(xué)科科學(xué)技術(shù)的成果，將對(duì)推動(dòng)巖土工程領(lǐng)域的測(cè)試技術(shù)發(fā)展起到越來(lái)越重要的作用，如電子計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子測(cè)量技術(shù)、光學(xué)測(cè)試技術(shù)、航測(cè)技術(shù)、電、磁場(chǎng)測(cè)試技術(shù)、聲波測(cè)試技術(shù)、遙感測(cè)試技術(shù)等方面的新的進(jìn)展都有可能在巖土工程測(cè)試方面找到應(yīng)用的結(jié)合點(diǎn)。測(cè)試結(jié)果的可靠性、可重復(fù)性方面將會(huì)得到很大的提高。由于整體科技水平的提高，測(cè)試模式的改進(jìn)及測(cè)試儀器精度的改善，最終將導(dǎo)致巖土工程方面測(cè)試結(jié)果在可信度方面的大大改進(jìn)。6　巖土工程問(wèn)題計(jì)算機(jī)分析巖土工程問(wèn)題的求解：一是變量之間關(guān)系用數(shù)學(xué)關(guān)系式表達(dá)，二是變量之間不能用或很難用數(shù)學(xué)關(guān)系式表達(dá)而需要建立模型來(lái)進(jìn)行推理。巖土體介質(zhì)是多相，非均質(zhì)，非連續(xù)，非線性，非各項(xiàng)同性的裂隙體，因而影響巖土力學(xué)與工程問(wèn)題的因素是復(fù)雜的，多種多樣的，這些在傳統(tǒng)數(shù)學(xué)力學(xué)模型中很難實(shí)現(xiàn)，因而需借助計(jì)算機(jī)方法對(duì)各種定性，定量因素加以充分表達(dá)。雖然巖土工程計(jì)算機(jī)分析在大多數(shù)情況下只能給出定性，定量的分析結(jié)果，但巖土工程計(jì)算機(jī)分析對(duì)工程師決策是非常有意義的。開(kāi)展巖土工程問(wèn)題計(jì)算機(jī)分析研究是一個(gè)重要的研究方向。巖土工程問(wèn)題計(jì)算機(jī)分析范圍和領(lǐng)域很廣，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算分析領(lǐng)域還在不斷擴(kuò)大。除前面已經(jīng)談到的本構(gòu)模型和不同介質(zhì)間相互作用和共同分析外，還包括各種數(shù)值計(jì)算方法，土坡穩(wěn)定分析，極限數(shù)值方法和概率數(shù)值方法，專(zhuān)家系統(tǒng)、AutoCAD技術(shù)和計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在巖土工程中應(yīng)用，以及巖土工程反分析等方面。巖土工程計(jì)算機(jī)分析還包括動(dòng)力分析，特別是抗震分析。巖土工程計(jì)算機(jī)數(shù)值分析方法除常用的有限元法和有限差分法外，離散單元法(DEM)、拉格朗日元法(FLAC)，不連續(xù)變形分析方法(DDA)，流形元法(MEM)和半解析元法(SAEM)等也在巖土工程分析中得到應(yīng)用。根據(jù)原位測(cè)試和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)得到巖土工程施工過(guò)程中的各種信息進(jìn)行反分析，根據(jù)反分析結(jié)果修政設(shè)計(jì)、指導(dǎo)施工。這種信息化施工方法被認(rèn)為是合理的施工方法，是發(fā)展方向。7環(huán)境巖土工程研究環(huán)境巖土工程是巖土工程與環(huán)境科學(xué)密切結(jié)合的一門(mén)新學(xué)科。它主要應(yīng)用巖土工程的觀點(diǎn)、技術(shù)和方法為治理和保護(hù)環(huán)境服務(wù)。人類(lèi)生產(chǎn)活動(dòng)和工程活動(dòng)造成許多環(huán)境公害，如采礦造成采空區(qū)坍塌，過(guò)量抽取地下水引起區(qū)域性地面沉降，工業(yè)垃圾、城市生活垃圾及其它廢棄物，特別有毒有害廢棄物污染環(huán)境，施工擾動(dòng)對(duì)周?chē)h(huán)境的影響等等。另外，地震、洪水、風(fēng)沙、泥石流、滑坡、地裂縫、隱伏巖溶引起地面塌陷等災(zāi)害對(duì)環(huán)境造成破壞。上述環(huán)境問(wèn)題的治理和預(yù)防給巖土工程師們提出了許多新的研究課題。隨著城市化、工業(yè)化發(fā)展進(jìn)程加快，環(huán)境巖土工程研究將更加重要。應(yīng)從保持良好的生態(tài)環(huán)境和保持可持續(xù)發(fā)展的高度來(lái)認(rèn)識(shí)和重視環(huán)境巖土工程研究。8按沉降控制設(shè)計(jì)理論建(構(gòu))筑物地基一般要同時(shí)滿足承載力的要求和小于某一變形沉降量(包括小于某一沉降差)的要求。有時(shí)承載力滿足要求后，其變形和沉降是否滿足要求基本上可以不驗(yàn)算。這里有二種情況：一種是承載力滿足后，沉降肯定很小，可以不進(jìn)行驗(yàn)算，例如端承樁樁基礎(chǔ)；另一種是對(duì)變形沒(méi)有嚴(yán)格要求，例如一般路堤地基和砂石料等松散原料堆場(chǎng)地基等。也有沉降量滿足要求后，承載力肯定滿足要求而可以不進(jìn)行驗(yàn)算。在這種情況下可只按沉降量控制設(shè)計(jì)。在深厚軟粘土地基上建造建筑物，沉降量和差異沉降量控制是問(wèn)題的關(guān)鍵。軟土地基地區(qū)建筑地基工程事故大部分是由沉降量或沉降差過(guò)大造成的，特別是不均勻沉降對(duì)建筑物的危害最大。深厚軟粘土地基建筑物的沉降量與工程投資密切相關(guān)。減小沉降量需要增加投資，因此，合理控制沉降量非常重要。按沉降控制設(shè)計(jì)既可保證建筑物安全又可節(jié)省工程投資。按沉降控制設(shè)計(jì)不是可以不管地基承載力是否滿足要求，在任何情況下都要滿足承載力要求。按沉降控制設(shè)計(jì)理論本身也包含對(duì)承載力是否滿足要求進(jìn)行驗(yàn)算。9　基坑工程圍護(hù)體系穩(wěn)定和變形隨著高層建筑的發(fā)展和城市地下空間的開(kāi)發(fā)，深基坑工程日益增多。基坑工程圍護(hù)體系穩(wěn)定和變形是重要的研究領(lǐng)域?；庸こ虈o(hù)體系穩(wěn)定和變形研究包括下述方面：土壓力計(jì)算、圍護(hù)體系的合理型式及適用范圍、圍護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及優(yōu)化、基坑工程的“時(shí)空效應(yīng)”、圍護(hù)結(jié)構(gòu)的變形，以及基坑開(kāi)挖對(duì)周?chē)h(huán)境的影響等等?；庸こ躺婕巴馏w穩(wěn)定、變形和滲流三個(gè)基本問(wèn)題，并要考慮土與結(jié)構(gòu)的共同作用，是一個(gè)綜合性課題，也是一個(gè)系統(tǒng)工程。基坑工程區(qū)域性、個(gè)性很強(qiáng)。有的基坑工程土壓力引起圍護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性是主要矛盾，有的土中滲流引起流土破壞是主要矛盾，有的控制基坑周?chē)孛孀冃瘟渴侵饕堋Ｄ壳巴翂毫碚撨€很不完善，靜止土壓力按經(jīng)驗(yàn)確定或按半經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，主動(dòng)土壓力和被動(dòng)土壓力按庫(kù)倫(1776)土壓力理論或朗肯(1857)土壓力理論計(jì)算，這些都出現(xiàn)在Terzaghi有效應(yīng)力原理問(wèn)世之前。在考慮地下水對(duì)土壓力的影響時(shí)，是采用水土壓力分算，還是采用水土壓力合算較為符合實(shí)際情況，在學(xué)術(shù)界和工程界認(rèn)識(shí)還不一致?！∽饔迷趪o(hù)結(jié)構(gòu)上的土壓力與擋土結(jié)構(gòu)的位移有關(guān)?；訃o(hù)結(jié)構(gòu)承受的土壓力一般是介于主動(dòng)土壓力和靜止土壓力之間或介于被動(dòng)土壓力和靜止土壓力之間。另外，土具有蠕變性，作用在圍護(hù)結(jié)構(gòu)上的土壓力還與作用時(shí)間有關(guān)。10復(fù)合地基隨著地基處理技術(shù)的發(fā)展，復(fù)合地基技術(shù)得到愈來(lái)愈多的應(yīng)用。復(fù)合地基是指天然地基在地基處理過(guò)程中部分土體得到增強(qiáng)或被置換，或在天然地基中設(shè)置加筋材料，加固區(qū)是由基體(天然地基土體)和增強(qiáng)體兩部分組成的人工地基。復(fù)合地基中增強(qiáng)體和基體是共同直接承擔(dān)荷載的。根據(jù)增強(qiáng)體的方向，可分為豎向增強(qiáng)體復(fù)合地基和水平向增強(qiáng)體復(fù)合地基兩大類(lèi)。根據(jù)荷載傳遞機(jī)理的不同，豎向增強(qiáng)體復(fù)合地基又可分為三種：散體材料樁復(fù)合地基、柔性樁復(fù)合地基和剛性樁復(fù)合地基。復(fù)合地基、淺基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)是目前常見(jiàn)的三種地基基礎(chǔ)形式。淺基礎(chǔ)、復(fù)合地基和樁基礎(chǔ)之間沒(méi)有非常嚴(yán)格的界限。，考慮樁土共同作用的摩擦樁基也可認(rèn)為是剛性樁復(fù)合地基。筆者認(rèn)為將其視為剛性樁復(fù)合地基更利于對(duì)其荷載傳遞體系的認(rèn)識(shí)。淺基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)的承載力和沉降計(jì)算有比較成熟的理論和工程實(shí)踐的積累，而復(fù)合地基承載力和沉降計(jì)算理論有待進(jìn)一步發(fā)展。目前復(fù)合地基計(jì)算理論遠(yuǎn)落后于復(fù)合地基實(shí)踐。應(yīng)加強(qiáng)復(fù)合地基理論的研究，如各類(lèi)復(fù)合地基承載力和沉降計(jì)算，特別是沉降計(jì)算理論；復(fù)合地基優(yōu)化設(shè)計(jì)；復(fù)合地基的抗震性狀；復(fù)合地基可靠度分析等。另外各種復(fù)合土體的性狀也有待進(jìn)一步認(rèn)識(shí)。加強(qiáng)復(fù)合地基理論研究的同時(shí)，還要加強(qiáng)復(fù)合地基新技術(shù)的開(kāi)發(fā)和復(fù)合地基技術(shù)應(yīng)用研究。11　周期荷載以及動(dòng)力荷載作用下地基性狀在周期荷載或動(dòng)力荷載作用下，巖土材料的強(qiáng)度和變形特性，與在靜荷載作用下的有許多特殊的性狀。動(dòng)荷載類(lèi)型不同，土體的強(qiáng)度和變形性狀也不相同。在不同類(lèi)型動(dòng)荷載作用下，它們共同的特點(diǎn)是都要考慮加荷速率和加荷次數(shù)等的影響。近二三十年來(lái)，土的動(dòng)力荷載作用下的剪切變形特性和土的動(dòng)力性質(zhì)(包括變形特性和動(dòng)強(qiáng)度)的研究已得到廣泛開(kāi)展。隨著高速公路、高速鐵路以及海洋工程的發(fā)展，需要了解周期荷載以及動(dòng)力荷載作用下地基土體的性狀和對(duì)周?chē)h(huán)境的影響。與一般動(dòng)力機(jī)器基礎(chǔ)的動(dòng)荷載有所不同，高速公路、高速鐵路以及海洋工程中其外部動(dòng)荷載是運(yùn)動(dòng)的，同時(shí)自身又產(chǎn)生振動(dòng)，地基土體的受力狀況將更復(fù)雜，土體的強(qiáng)度、變形特性以及土體的蠕變特性需要進(jìn)一步深入的研究，以滿足工程建設(shè)的需要。交通荷載的周期較長(zhǎng)，交通荷載自身振動(dòng)頻率也低，荷載產(chǎn)生的振動(dòng)波的波長(zhǎng)較長(zhǎng)，波傳播較遠(yuǎn)，影響范圍較大。高速公路、高速鐵路以及海洋工程中的地基動(dòng)力響應(yīng)計(jì)算較為復(fù)雜，研究交通荷載作用下地基動(dòng)力響應(yīng)計(jì)算方法，從而可進(jìn)一步研究交通荷載引起的荷載自身振動(dòng)和周?chē)h(huán)境的振動(dòng)，對(duì)實(shí)際工程具有廣泛的應(yīng)用前景。12　特殊巖土工程問(wèn)題研究展望巖土工程的發(fā)展，還要重視特殊巖土工程問(wèn)題的研究，如：庫(kù)區(qū)水位上升引起周?chē)襟w邊坡穩(wěn)定問(wèn)題；越江越海地下隧道中巖土工程問(wèn)題；超高層建筑的超深基礎(chǔ)工程問(wèn)題；特大橋、跨海大橋超深基礎(chǔ)工程問(wèn)題；大規(guī)模地表和地下工程開(kāi)挖引起巖土體卸荷變形破壞問(wèn)題；等等。巖土工程是一門(mén)應(yīng)用科學(xué)，是為工程建設(shè)服務(wù)的。工程建設(shè)中提出的問(wèn)題就是巖土工程應(yīng)該研究的課題。巖土工程學(xué)科發(fā)展方向與土木工程建設(shè)發(fā)展態(tài)勢(shì)密切相關(guān)。世界土木工程建設(shè)的熱點(diǎn)移向東亞、移向中國(guó)。中國(guó)地域遼闊，工程地質(zhì)復(fù)雜。中國(guó)土木工程建設(shè)的規(guī)模、持續(xù)發(fā)展的時(shí)間、工程建設(shè)中遇到的巖土工程技術(shù)問(wèn)題，都是其它國(guó)家不能相比的。這給我國(guó)巖土工程研究躋身世界一流并逐步處于領(lǐng)先地位創(chuàng)造了很好的條件。三 結(jié)論巖土工程與人類(lèi)工程活動(dòng)的關(guān)系日益密切。從學(xué)科性質(zhì)上講，目前的認(rèn)識(shí)大多停留在將巖土工程看作直接改造客觀世界的工程技術(shù)。我們認(rèn)為，巖土工程應(yīng)具有為工程技術(shù)直接提供理論基礎(chǔ)的技術(shù)科學(xué)，它的理論科學(xué)應(yīng)是地球表層學(xué)。地球表層學(xué)是一門(mén)跨地理學(xué)，工程地質(zhì)學(xué)，地質(zhì)工程學(xué)，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)和國(guó)土資源學(xué)的新學(xué)科。盡管目前對(duì)巖土工程的概念和研究?jī)?nèi)容還有待于發(fā)展，但事實(shí)上，巖土工程的理論和實(shí)踐在迅速的發(fā)展。本人認(rèn)為，巖土工程已不是一門(mén)學(xué)科，而是將其看作一個(gè)學(xué)科體系。展望21世紀(jì)巖土工程的發(fā)展，挑戰(zhàn)與機(jī)遇并存，它雖然還很年輕，不夠成熟，但卻有蓬勃的生命力，讓我們的共同努力將中國(guó)巖土工程推向一個(gè)新水平。參考文獻(xiàn)：【1】 【2】 【3】 【4】 【5】 【6】 【7】 【8】 【9】 ，浙江大學(xué)合編