馬上研三畢業(yè)了，掐指算來，自己在巖土工程學(xué)科已經(jīng)摸爬攻打快七年；而自己對學(xué)科的認(rèn)識才漸漸有了輪廓，應(yīng)該寫一點東西，作為自己過去一段時間學(xué)習(xí)和實踐的總結(jié)，也是將來繼續(xù)前進(jìn)的基礎(chǔ)。
結(jié)合自己在教科書上的學(xué)習(xí)和理解、科研項目的探索以及生產(chǎn)項目中的實踐，巖土工程學(xué)科的研究方法既有其他學(xué)科有共性也有自己的特性，共性是像其它所有學(xué)科一樣，具有實踐—認(rèn)識—再實踐的一般方法論，其特殊性在于工程學(xué)科是一個定性與定量相結(jié)合的學(xué)科，既不是純粹的定性科學(xué)也不是完全的定量化學(xué)科，同時其研究手段多樣化，所以巖土工程學(xué)科有自己獨特的研究對象和研究任務(wù)，也有自己獨特的研究方法。
本人理解，巖土工程學(xué)科主要研究方法為科學(xué)試驗、理論分析、科學(xué)計算三個；基本研究步驟為：首先對某一課題進(jìn)行科學(xué)試驗（實驗），這包括室內(nèi)實驗、模型實驗、原位試驗，從而得出最基本的原始數(shù)據(jù)；然后對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行理論分析，包括定性分析和定量分析，定性分析要用到物理力學(xué)知識和工程經(jīng)驗知識，其中定量分析要用到確定性數(shù)學(xué)工具比如數(shù)學(xué)物理方程、泛函分析等和非確定性數(shù)學(xué)工具比如非線性統(tǒng)計、概率分析等，通過定性分析抓住主要因素提出概念模型，通過定量分析提出模型的參數(shù)和邊界函數(shù)，對概念模型定量化或者半定量化，總之是一個抽取本質(zhì)建立本構(gòu)模型的過程；第三步，就是對建立的模型進(jìn)行科學(xué)計算，也就是解析求解或者數(shù)值求解，往往能解析求解的問題不多，于是有限元、有限差分、邊界元、無單元法數(shù)值求解方法無疑對巖土工程模型求解是一個強有力的工具。由于巖土工程學(xué)科的研究對象巖土體具有高度復(fù)雜性和非線性特點，所以傳統(tǒng)的一次建模理論在目前的知識局限性下是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能解決問題的，不斷重復(fù)優(yōu)化建模這個過程同時將前一時間點的信息反饋給當(dāng)前模型不斷進(jìn)行修正，實現(xiàn)基于信息反饋和工程控制的巖土問題解決方案是目前唯一可行的途徑。
這里特別強調(diào)兩點，1.信息反饋問題，信息作為能量在時間和空間的分布，對于模型的修正是至關(guān)重要的；2.過程控制問題，解決巖土問題是一個不斷認(rèn)識不斷優(yōu)化的過程，希望施工前一次解決在目前看來是不現(xiàn)實的，特別是復(fù)雜巖土工程，而且?guī)r土的工程行為大部分為不可逆的，這更加確定了巖土施工工程必須采用信息化施工。
巖土工程學(xué)科理論在不斷發(fā)展，新的理論和方法不斷提出，有些是對原有方法的改進(jìn)，有些是對巖土新領(lǐng)域的突破，但是科研中提出的方法理論能否應(yīng)用到實踐中，有幾個基本條件必須滿足：1.滿足工程精度要求，2.計算結(jié)果盡量偏保守一點，3.參數(shù)和邊界條件容易獲取，數(shù)學(xué)形式盡量簡化。 經(jīng)過中試檢驗成功后，就可以作為規(guī)范方法推廣到生產(chǎn)實踐中。
具體工作開展中，一般思路是：巖土工程勘察采用基于總結(jié)歸納的思路，將巖土體的結(jié)構(gòu)和邊界條件進(jìn)行提��；巖土工程設(shè)計根據(jù)結(jié)構(gòu)與巖土相互作用機理，選取合適的計算模型，采用反演和工程經(jīng)驗相結(jié)合的方法確定巖土參數(shù)（巖土工程領(lǐng)域中，通過反演或者工程地質(zhì)條件類比得到參數(shù)，最后正演模型的解是當(dāng)前巖土工程的一個趨勢），設(shè)置適當(dāng)?shù)陌踩禂?shù)，進(jìn)行正演計算，如果巖土體受地質(zhì)過程控制，比如峽谷岸坡的卸荷問題、土層的前期固結(jié)問題、巖體的前期剝蝕問題等等，還需要工程地質(zhì)系統(tǒng)分析；巖土工程監(jiān)測得到的信息作為參數(shù)反演的依據(jù)以及模型修正的反饋信息十分重要。
以上僅僅是個人的理解，水平有限，肯定有不少錯誤，我也準(zhǔn)備好了挨大家的板磚；本文的目的是拋磚引玉，希望大家共同交流，共同提高！
祝巖土工程事業(yè)蒸蒸日上，巖土工程學(xué)科繁榮發(fā)展！
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