6岩土工程的不严密性、不完善性和不成熟性
地质学和力学是岩土工程的两大理论支柱,两者互助补充,互相渗透,互相嫁接。力学是以基本理论为出发点,结合具体条件,构建模型求解。特点是从一般到特殊,严密,是一种演译推理的思维方法。地质学是在调查研究取得大量数据的基础上,分析、综合、对比,找出科学规律,从特殊到一般,是一种归纳推理的思维方法,侧重于分析成因演化,宏观把握,综合判断。
由于条件的不确定性和参数的不确定性,导致的不完全性,使单纯的计算不仅不精确,也不一定可靠。因而强调定性分析与定量分析相结合,强调综合判断。综合判断就得依靠工程师的理论基础和丰富的工程经验。就像一位良医,既要深刻理解医药理论,又要有丰富的临床经验。忽视经验当然是错误的,没有经验的人肯定解决不了复杂的工程问题。忽视理论也是错误的,极易将局部经验误为普遍真理,犯概念性错误。“经验之果只有结在理论之树上才有生命力。”
由上可知,岩土工程迄今还是一门不严密、不完善、不够成熟的科学技术,处在“发展中”的一门科学技术,因而存在相当大的风险性。沈珠江院士说:土力学发展到现在,是“从学步走向自立”,岩石力学发展更晚,成熟程度还要低一些。
7岩土工程的概念设计
岩土工程崇高概念设计,狭义的概念设计可以理解为框架设计,从总体上勾划出设计框架,以备进一步细化。广义的概念设计可以理解为一种设计思想。
概念设计大体上可以概括为:在充分了解功能要求和掌握必要资料的基础上,通过设计条件的概化,先定性分析,再定量分析,提出一个框架,从技术方法的适宜性和有效性,施工的可操作性和质量的可控制性,环境限制和可能产生的负面影响,经济性等方面进行论证,从概念上选择一个或几个方案,进行必要的计算和验算,通过施工检验和监测,逐步完善设计。广义的概念设计,不仅在设计的初始阶段是必要的,而且要将概念设计的思想贯彻工程的始终。
做概念设计,必须对原理有深刻的理解,有丰富的经验总结,有灵活的运作能力,总揽全局,掌握影响工程成败的关键,对设计的实施效果要有基本正确的估计。
做概念设计,必须注意符合科学原理,不能犯概念性的错误。概念不清,往往只看现象,不见本质,凭局部经验处理问题。概念错了,可能犯原则性的错误。概念清楚的人,能透过现象,看到本质,举一反三,能自觉地运用理论和经验。岩土的基本特性,地下水的渗透和运动规律,结构与岩土的协同作用等等,都是重要的概念。
岩土工程计算不精确的原因有地质条件、计算模式、计算参数三方面,尤其是计算参数最难把握。故首先要做好勘察,掌握地质条件;其次是正确选用公式和软件,并充分了解其适用条件和可能的偏差;还要强调化施工和动态设计。事先的定量计算一般只是一种估算,只有原型实测最可信。监测不仅是保证安全的重要措施,同时也是最可靠的科学实验。
8注册岩土工程师的执业
注册土木工程师(岩土)已经考了三届,预计执业工作很快就会启动。岩土注册师的权利、义务、执业范围等等,是大家十分关心的问题,这些问题都将由政府有关部门发布后遵照执行,我这里仅就与岩土工程专业特点有关的问题谈些个人看法:
获得注册工程师资格,表示业务能力已经达到了相关专业的执业门槛,法律上具备了这方面的能力,不论对个人还是对所在单位当然都是有利的。但另一方面,也承担起责任,要对自己签署的技术文件负法律责任,负终身责任。前已提及,岩土工程迄今还是一门不严密、不完善、不够成熟的科学技术,有一定的风险性。注册师不仅要遵守法律法规,熟悉标准规范,还要有深厚的理论功底,丰富的工程经验,遇事做出正确判断的能力。我国幅员广大,条件各异,岩土工程涉及面很广,具体到某位个人,不可能在所有领域都有丰富的经验。因此,在执业过程中,务必谨慎细心,决非岩土工程师执业范围内的所有业务一定都能承担。《勘察设计注册工程师管理规定》第二十六条明确了注册工程师的义务,其中第(二)款为“在规定范围内从事执业活动”;第(三)款为“依旧本人能力从事相应的执业活动”。也就是说一定要量力而行。对自己不熟悉的问题,可以咨询有关专家,但签了字,就得负责。