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[關鍵詞]土木工程 教學內容 教學模式
[中圖分類號] TU7-4 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2014）14-0079-03
我國土木工程建設有著飛快的進步，房地產產業和住宅的大發展、高速公路和高速鐵路網的迅猛興起，增強了我國的綜合實力。城市建設中的基坑開挖不僅越來越深，而且開挖對周圍環境的影響越發敏感；全國30多座城市已建或在建地鐵，大冶露天鐵礦開采的邊坡高度達到800多米，海底隧道、煤礦開采的深度最深達到1000多米。同時，近些年我國工程建設中事故頻發，如杭州風情大道地鐵基坑倒塌事故、上海蓮花河畔景苑7#樓傾倒事故、青島輸油管道爆炸事件。因此，我國對工程建設場地選址及場地內地質條件要求越來越高，水文與工程地質工作是土木工程建設重要的、不可缺少的基礎工作。
1998年教育部頒布《普通高等學校本科專業目錄》，將原來的結構、橋梁、道路、巖土、礦井建設、城鎮建設等8個專業合并為土木工程專業，成為一個寬口徑的大專業土木工程，具有內涵廣泛、支系眾多、科目復雜的特點，涵蓋領域極為廣泛，對學科全貌充分認識與把握，以期培養出的學生“理論基礎扎實，專業知識面廣，實踐能力強，綜合素質高，并有較強的科技運用、推廣、轉換能力”。[1] [2]土木工程概論課程涵蓋工業與民用建筑、交通土建、地下工程、巖土工程、市政工程、水利水電工程及國防工程等廣泛領域。[3] [4] [5]通過對土木工程概論課程的學習，對剛進入大學的水文與工程地質專業學生以后從事土木工程相關的勘察、設計、施工、監理、管理等領域從事技術或管理工作有個較為全面的認識。
一、水文與地質專業對土木工程的重要性
資源開發和基礎建設在國民經濟中有著十分重要的意義。道路橋梁建設、煤礦資源調查等項目開展初期和建設過程中都必須對工程地質自然災害、水文與工程地質條件、不良地質現象及工程對周圍環境的影響進行評價和調查。資源開發利用、基礎設施建設造成的水文與工程地質條件的惡化，對人類的生產和生活造成極大的影響，如采礦導致的地面沉降、人工開挖對邊坡穩定性的影響、尾礦庫對地下水的污染、水庫蓄水誘發區域性地震，特別是近年來由于經濟發展導致的全國大范圍的霧霾天氣。故此在各類地質環境評價、資源開發利用以及地基基礎工程建設等過程中，不僅需要從業人員懂得水文與工程地質專業知識，而且會科學管理各種工程。但從現實情況來看，高級應用型技術人才普遍不足。
水文與工程地質的畢業生，既有厚實的專業理論基礎、寬廣的專業知識，又有較強的實踐技能，可在大型工礦企業、城市、城鎮從事給排水、地下水及區域環境評價等方面從事水文地質調查工作，也可在有關部門從事飛機場、港口、海岸帶海洋環境、鐵路、公路、隧道、水庫等土木工程方面的工程地質勘查工作。
二、土木工程概論課程的特點
（一）涵蓋內容全面
本課程包括材料力學和結構概念、建筑工程類型及施工工藝、飛機場工程的選址及建設、地下工程類型及施工工藝、橋梁工程的類型及施工工藝、道路工程的選線及種類、鐵路工程、海口工程、給排水工程、海洋工程、土木工程中的災害等內容，其中不僅涉及材料力學、結構力學、土力學、鋼筋混凝土結構等力學內容，還涉及規劃、施工及監理方面的內容，因此學好這門課程，對于剛跨進高等學校大門的水文與工程地質專業的學生而言，理解本專業的培養目標意義重大。
（二）發展變化快
土木工程雖然是一門古老的學科，但其領域隨相關學科的發展、經濟建設和社會進步的需要而不斷深化、不斷拓展。
（三）應用性廣
隨著城市化的發展，我國對能源需求越來越大，高層及超高層建筑越來越多，建筑基礎形式多以樁基礎等深基礎為主，這不僅要求水文與工程地質專業畢業生掌握扎實的專業基礎知識，同時又為畢業生就業提供了更多的機會。
三、土木工程概論課程存在的不足
（一）教材內容的滯后
土木工程建設種類、規模發展日新月異，由于時效性，教材不可能及時反映土木工程的變化，已淘汰的施工工藝技術甚至還有可能在現有的教材中出現。
（二）課堂教學方式不豐富
土木工程概論課程涉及的工程種類多、工程性很強。現代多媒體的運用相較于傳統的黑板教學而言，能夠大大提高教學效率，在很短的時間內擴大了學生的知識面。涉及高層建筑、橋梁、隧道等工程的施工工藝的流程、各種施工機械的操作過程，學生如不到工地現場則不能很好地掌握關鍵施工技術，這就導致教學效果不理想，學生對知識的掌握不牢靠。
（三）教學素材收集難
由于土木工程涉及交通、土建、港口、海洋等方面，其覆蓋面相當廣泛，要收集各種工程的典型性素材有相當的難度。
四、土木工程概論課程教學改革
（一）精選教學內容
土木工程概論課程的教學目標是開拓學生土木工程的視野、培養學生土木工程的意識、激發學生持久的學習動力。因此在講課時可選擇生動宏偉的建設場景和案例，如上海中心基坑施工、廣州東塔基坑施工、三峽大壩工程、港珠澳大橋建設及世界各地的海底隧道工程等，以此來讓學生建立土木工程的整體和發展思維，從而提高他們學習后續課程的興趣和質量。同時，在教學中將學生帶到實際工程現場，進行現場教學，讓學生提前接觸生產實際，掌握一些現場施工的知識，為他們走向工作崗位奠定堅實基礎。
（二）采用形式多樣的教學方法
為激發學生學習興趣、提高課堂效率，各種如橋梁類型、隧道類型、飛機場形式等可以用靜態多媒體直觀、形象地展現出來，以此提高學生對工程的直觀認識，加深學生的理論知識，以較少的教學時間收到很好的教學效果。土木工程概論內容豐富多彩，為避免課程內容變得枯燥無味，教師在課堂教學中不應僅僅以靜態圖片的形式向學生講解土木工程的有關概念、理論，這樣易讓學生產生厭學情緒。課間播放一些隧道施工、深基坑維護施工的教學短片，如人工挖孔樁、港珠澳大橋施工錄像、廣州東塔的施工動畫、管樁打入施工過程、雙排樁施工過程、錨桿支護施工過程、越江隧道施工動畫、邊坡加固施工過程。通過教學錄像的播放，讓學生掌握各種土木工程的施工方法。
（三）穿插專題講座
為了讓學生了解土木工程的最新發展狀況，針對新近的一些深大基坑工程、橋梁工程及土木工程方面的試驗平臺做專題講座，如上海蓮花河畔景苑7#樓傾倒事故分析、上海中心深基坑支護工程、港珠澳大橋施工、國內外離心機試驗、動態空心圓柱剪切試驗等。隨著城鎮化的進展，近年來淮南新建了一批深基坑工程、橋梁工程、隧道工程。在教學過程中，邀請現場技術人員到課堂上來給學生做講座，如進行過“攪拌樁維護施工”、“地下連續墻施工”、“拉森板樁維護施工”、“地下空間施工”、“打入樁施工”等專題講座。專題講座不僅充實了教學內容、開拓了學生的知識面，而且能引導學生從事土木工程的就業方向。
（四）知名人物及實驗平臺介紹
為增加水文與工程地質專業學生對國內外高校土木工程專業的認識及針對部分學生今后考研的情況，教師在講解到各種土木工程時，可穿插些相關的歷史人物、當代知名學者及國內的一些重點實驗室的介紹。如講到橋梁工程時，可講一講茅以升事跡、盧溝橋事件、國內外知名高校橋梁工程專業的知名學者及同濟大學的橋梁結構抗風技術交通行業重點實驗室；講到地下工程時，可介紹同濟大學巖土及地下工程教育部重點實驗室的離心機試驗機、動態空心圓柱剪切儀；講到鐵路工程時，可介紹一下中國首位鐵路工程師詹天佑、同濟大學的道路與交通工程教育部重點實驗室；講建筑工程時，可說一說建筑大師貝聿銘的杰出成就等；講到土木工程災害時，可介紹同濟大學的土木工程防災國家重點實驗室。
（五）新近知名土木工程建筑介紹
國內外的知名建筑發展日新月異，現有的教材很難跟上其發展變化。因此，在講授土木工程概論時，應介紹國內外最新的土木工程建設進展，以增加本課程的時效性，從而激發學生的學習熱情。講土木工程材料時，可穿插裝修材料的最新發展狀況；講高層建筑時，可介紹國內正在建設的摩天大廈，如上海中心大廈；講橋梁工程時，可穿插東海大橋、杭州灣大橋的建設情況；講高鐵建設工程時，可結合京福高鐵來講；講水利工程時，可以介紹一下我國西南地區正在建設的水電站，如向家壩水電站、白鶴灘水電站以及金沙江、雅礱江、大渡河等“三江”水電基地。通過講解一些知名重大工程建設的情況，可以拉近水文與工程地質專業學生與土木工程之間的距離，以此激發學生學習本門課程的興趣。
（六）授課教師的優選與培養
土木工程概論涉及現有的各種工程，要求授課教師不僅要具有寬廣的知識面，而且要有豐富的實踐經驗，為此要選具有豐富科研經歷的教師授課本門課程。近年來，由于高等學校招生規模的擴大和高校教師數量的不足，尤其是有一批青年教師缺乏實踐經驗，致使土木工程概論的教學存在一些問題。因此，不僅要求有經驗的教師對年輕教師進行傳、幫、帶，鼓勵年輕教師參與相關研究課題中，而且為了掌握土木工程的最新進展，年輕教師要經常參加國內外的相關學術會議，在寒暑假期間，盡量去工地實習、鍛煉，掌握現場施工的細節，不斷更新土木工程概論的教學內容。
五、結論
土木工程概論課程教學改革可起到幾點作用：1.提高學生學習土木工程概論課程的興趣、效率，激發了水文與工程地質專業學生將來從事土木工程建設的熱情。2.使學生更深刻地認識到土木工程概論課程的重要性，加深理解水文工程地質對各類工程的影響，以及各類工程與水文工程地質間的相互作用與關系。3.提高了學生在土木工程建設中，保護水文與工程地質環境的自覺性，能夠讓學生認識并分析不良水文與工程地質條件，并能針對具體問題提出處理措施。
[ 注 釋 ]
[1] 傅光耀.關于土木工程專業建筑工程方向教學改革的探討[J].高等建筑教育，2001（1）：25-26.
[2] 王清標，初明祥，胡永強.大土木背景下《土木工程概論》教學模式創新研究[J].當代教育理論與實踐，2012（4）：75-77.
[3] 王琰，周戒.對現代土木工程專業教育的幾點探討[J].高等建筑教育，2003（3）：12-14.
關鍵詞：工程地質 專家庫系統 功能 界面 模塊 開發
1 前言
自2003年中國地質學會工程地質專業委員會發起建立“全國工程地質專家庫”以來，得到全國各界工程地質（含巖土工程和地質工程相關專業）行業高科技人員的積極響應，已經收到420余份反饋回來的專家登記表，均已錄入數據庫。“全國工程地質專家庫”已初具規模，從針對服務的行業來說，包括水利電力、鐵路交通、礦山和工業民用建筑等；從專業領域來說，包括工程地質勘察、巖土工程施工、地質災害研究等；從遍及的單位來說，包括高等院校、科研院所、各部委直屬勘測設計院和公司等一百多家；從職稱分布來說，包括工程院院士、勘察大師、教授級高級工程師、高級工程師、教授、副教授、研究員、副研究員等；從工作職務來說，包括院長、副院長、總工程師、副總工程師、經理、校長、系主任等。
入庫的單位及其人數情況：北京國電華北電力工程有限公司14人；長安大學地質工程與測繪工程學院11人；成都理工大學環境與土木工程學院12人；國家電力公司成都勘測設計研究院43人；國家電力公司貴陽勘測設計研究院15人；國家電力公司昆明勘測設計研究院39人；建設綜合勘察研究設計院11人；水利部天津水利水電勘測設計研究院11人；中國科學院地質與地球物理研究所17人；中航勘察設計研究院39人（這里只列出了10人以上的單位）。
2 軟件功能
2.1 基本功能
① 顯示工程地質（地質工程、巖土工程及相關專業）專家基本信息，包括姓名、性別、出生年月、技術職稱、工作職務、工作單位、單位性質、聯系方式。 ② 顯示專家專業特長，工作領域。 ③ 打印專家表。 ④ 按照入庫序號、姓名和工作單位排序，方便檢索。 ⑤ 可隨時登記入庫。
2.2 查詢
按照姓名、出生年月、工作單位、單位性質、技術職稱、專業特長、工作領域等單個字段查詢，查詢的結果可顯示專家基本信息、專業特長和工作領域，打印專家表。
2.3 高級查詢
多個字段的組合條件查詢，查詢結果可制作報表。
2.4 數據庫維護
數據庫管理員能夠輕松完成數據庫的日常維護工作，如添加、刪除、查詢等。
專家庫可用于人事檔案管理、查找工程咨詢專家、聘請工程項目評審專家、查找稿件評閱人、聘任學位論文審閱人等。
3 系統界面及功能模塊
3.1 主界面
全國工程地質專家庫系統主界面如圖1所示。界面包括菜單區、查詢區、信息管理區和信息顯示區。菜單包括記錄、查詢、管理員和幫助等項。查詢區包括單個字段的簡單查詢和高級查詢按鈕。信息管理區由基本資料、專業特長、工作領域、備注、全表瀏覽、打印、退出按鈕組成，點選不同的按鈕，信息顯示區將顯示不同的信息。
3.2 高級查詢界面
點擊主界面窗口中查詢區的高級查詢按鈕會彈出高級查詢窗口，如圖2所示。通過該窗口可生成查詢條件、選擇結果中要顯示的字段、選擇排序字段、選擇組合查詢條件，并執行查詢。查詢結果由查詢結果窗口（圖3）顯示出來。
3.3 查詢結果窗口
點擊高級查詢窗口中的開始查詢按鈕就可彈出查詢結果窗口。查詢結果窗口左上部分顯示符合查詢條件的記錄，右上部分是打印全部結果按鈕和打印選中結果按鈕。下部是選中專家的詳細信息，當點選左上部的不同專家，其詳細信息會改變。
3.4 查詢結果報表打印窗口
點擊查詢結果窗口中的打印全部結果按鈕將彈出查詢結果報表打印窗口，如圖4所示。上部是打印按鈕、導出按鈕和縮放比例下拉列表框，中間是報表顯示區，下部是頁碼顯示和翻頁按鈕。
3.5 選中結果報表打印窗口
點擊主界面信息管理區打印按鈕和查詢結果窗口中的打印選中結果按鈕將彈出選中專家資料報表打印窗口，如圖5所示。
3.6 數據庫管理員界面
點擊主界面管理員菜單下的管理員登陸菜單項后，彈出管理員登陸對話框（圖6），輸入帳號和密碼后，點擊確定按鈕進入數據庫管理員界面（圖7）。
數據庫管理員界面由菜單、工具按鈕、專家信息編輯區和全表數據瀏覽和編輯區組成。工具按鈕包括移動記錄、添加、刪除等按鈕組成，專家信息編輯區用來編輯專家信息，全表數據瀏覽、編輯區瀏覽和編輯數據庫記錄。
4 工程地質專家庫系統開發
4.1 數據庫
（1）信息來源
通過學術會議、信件和網上下載（見enggeo.org/xwdt-040106.htm）等途徑分發“全國工程地質專家庫專家登記表”，收集反饋回來的原始登記表，錄入數據庫中。
（2）創建數據庫
在Microsoft Office Access軟件中建立專家數據庫。數據庫中包括的字段有：姓名、性別、出生年月、工作單位、技術職稱、工作職務、專家特長、工作領域、通信地址、郵政編碼、聯系電話、傳真和電子郵箱等，基本涵蓋了專家的基本信息、特長、工作領域和聯系方式。
（3）數據錄入
數據錄入方式有兩種方式： ① 在Access中錄入； ② 數據維護方式，即在數據庫管理員界面中輸入數據。
所有專家的信息存儲在一個數據表中，每位專家的信息在數據表中表現為一條記錄。
4.2 系統功能的代碼實現
采用Microsoft Visual Basic 6.0作為開發工具，運用其集成開發環境和快速應用程序開發技術，根據軟件的功能模塊分別創建程序界面和窗口（圖1－圖7）。開發過程中使用了ADO Data控件、DataGrid控件、DataEnviornment設計器、Data Report設計器等。
下面著重敘述高級查詢的實現。在高級查詢窗口中，用戶填寫的查詢條件包括查詢結果中顯示的字段、where子句查詢條件、字段排序子句，用字符串連接生成SQL查詢語句。然后在專家數據表中查找符合查詢條件的專家記錄并在查詢結果窗口中顯示給用戶。完成高級查詢功能的程序片段如下：
Private Sub cmdQuery_Click()
Dim strKey As String
Dim strSQL As String， strsqlAll As String
Dim strOrderSQL As String
Dim strOrder As String
Dim intLenKey As Integer
Dim i As Integer， j As Integer
'查詢結果至少要顯示一個字段
If lstKey.SelCount = 0 Then
MsgBox "查詢結果中至少要顯示一個字段!"， vbMsgBoxSetForeground， "缺少字段"
Exit Sub
End If
If txtCondition.Text = vbNullString Then
MsgBox "請加入查詢條件！"， vbOKOnly + vbInformation， "提示"
Exit Sub
End If
'查詢結果中顯示的字段
strKey = vbNullString
strkeys = vbNullString
For i = 0 To lstKey.ListCount - 1
If lstKey.Selected(i) = True Then
strKey = strKey & lstKey.List(i) & "，"
End If
strkeys = strkeys & lstKey.List(i) & "，"
Next
strKey = Mid(strKey， 1， Len(strKey) - 1)
strkeys = Mid(strkeys， 1， Len(strkeys) - 1)
'where子句查詢條件
strWhere = vbNullString
If Len(Trim(strQuerySQL)) > 0 Then
strWhere = " where " & Trim(strQuerySQL)
Else
strWhere = vbNullString
End If
'字段排序字句
If lstOrderKey.ListCount > 0 Then
mstrOrderSQLs = ""
intLenKey = 0
For j = 0 To lstOrderKey.ListCount - 1
strOrderSQL = lstOrderKey.List(j)
If optOrder(0).Value = True Then
intLenKey = InStr(1， strOrderSQL， "(升序)"， vbTextCompare)
strOrder = " ASC"
Else
intLenKey = InStr(1， strOrderSQL， "(降序)"， vbTextCompare)
strOrder = " DESC"
End If
If intLenKey > 0 Then
strOrderSQL = Mid(strOrderSQL， 1， intLenKey - 1)
If mstrOrderSQLs "" Then
mstrOrderSQLs = mstrOrderSQLs & "，"
End If
mstrOrderSQLs = mstrOrderSQLs & strOrderSQL & strOrder
End If
Next j
mstrOrderSQLs = " order by " & mstrOrderSQLs
Else
mstrOrderSQLs = ""
End If
'字符串連接生成SQL查詢語句
strSQL = "select " & strKey & " from " & " 專家庫 " & strWhere & mstrOrderSQLs
strsqlAll = "select " & strkeys & " from " & " 專家庫 " & strWhere & mstrOrderSQLs
adoconnection.Execute strSQL
adoconnection.Execute strsqlAll
If Err Then
MsgBox Err.Number & vbCrLf & Err.Description & Err.Source， vbCritical， "SQL語句錯誤"
Err.Clear
Exit Sub
End If
Set recResult = New ADODB.Recordset
Set recKeyword = New ADODB.Recordset
frmQueryResult.strSQL = strSQL
frmQueryResult.strSQL = strsqlAll
recKeyword.Open strSQL， adoconnection， adOpenStatic， adLockOptimistic
recResult.Open strsqlAll， adoconnection， adOpenDynamic， adLockOptimistic
If recKeyword.RecordCount
MsgBox "沒有您要查找的記錄!"， vbInformation + vbOKOnly， "找不到記錄"
Exit Sub
End If
'查詢結果顯示
frmQueryResult.Show vbModal
End Sub
（①昆明理工大學建筑工程學院，昆明 650500；②中國有色金屬工業昆明勘察設計研究院，昆明 650051）
摘要： 隨著地下空間的不斷開發利用，涌現出很多關于地下工程的相關研究。通過分析地下水的布局以及與巖土體的相互作用，來分析地下水滲流-應力耦合的效應影響。
關鍵詞 ： 地下水；地下空間利用；巖土體；效應
中圖分類號：TU452 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2015）03-0077-02
作者簡介：王帥（1984-），男，河南商丘人，碩士研究生，研究方向為巖土工程。
0 引言
隨著我國城市化建設的不斷發展，基礎工程建設的規模和工程難度越來越大，伴隨的工程事故時有發生。研究表明，在地下施工過程中，存在地下水滲流場和地應力場耦合作用問題，主要表現在巖土的變形引起巖土滲透性能的改變，導致流體孔隙壓力發生改變；流體孔隙壓力的改變使得巖土體的應力狀態發生變化，同時巖土體的物理力學性質發生改變。大量的地下工程研究和實踐表明，在地下巖土體開挖中進行流-固耦合分析是十分必要的。
1 地下工程地下水及與巖土體的相互作用
地下水的存在方式主要有兩種，一種為吸附水或稱約束水；另一種為重力水。而重力水與巖土體的作用是工程實踐中考慮的重中之重。
1.1 對巖土體的力學作用 ①巖土體接觸面上靜水壓力分布。在多孔介質中，滲流對某一接觸面上的靜水壓力，服從流體的靜水壓力分布，即任一點上的靜水壓力p為：p=rwh。式中，rw為水的容重；h為計算點的水頭。②骨架間滲流作用力。顆粒表面上的力一般可概括為兩部分：一是垂直顆粒周界面的水壓力；二是與顆粒表面相切的內摩擦角即切力。這兩個力的合力fo稱為滲流作用力。該力作用在每個顆粒骨架上的大小和方向不同，如果考慮體積為V的土體，則可將其中各顆粒骨架所受的力fo求和后再除以體積V，即可得到單位土體中顆粒骨架所受的滲流作用力：
1.2 地下水對巖土體力學性質的影響 地下水對巖土體強度的影響主要有3個方面：①地下水通過物理的、化學的作用改變巖土體的結構，從而改變巖土體的內聚力C和內摩擦角φ值；②地下水通過空隙靜水壓力作用，影響巖土體中的有效應力從而降低巖土體的強度；③地下水通過空隙動水壓力作用，對巖土體施加一個推力，即在巖土體中產生一個剪應力，從而降低巖土體的抗剪強度。
2 滲流——應力耦合分析基本理論
2.1 滲流場主要方程
2.1.1 平衡方程 根據滲流場中微元體的平衡可推得空隙流體的靜力平衡方程即：
3 實例分析
3.1 工程簡介 某市地鐵5號線和平西橋站~北土城東路站區間隧道在設計里程范圍內下穿小月河及櫻花西橋。小月河自西向東橫穿櫻花西橋，河床兩側為漿砌片石擋墻，河床底部為素混凝土基礎；隧道走向與小月河的一致，地層從上之下一次為：填土、粉質粘土、粘土夾粉細砂等。由于小月河對地層水的補給作用，此段地層含水飽和，水位埋深為3.2~4.8m。
3.2 橋基響應數值模擬分析
3.2.1 計算模型 為了計算建模方便，計算模型中未考慮降水井模型，而是采用等效的方法來模擬降水效果。
3.2.2 分析結果 ①水位下降10m時，可降至隧道底部，達到設計要求，此時地表最大沉降為21.37mm，橋基最大沉降為19.56mm，地層和橋基的變形基本一致，橋基之間的差異沉降不到2mm，相對控制標準而言，累計沉降?燮40mm，差異沉降?燮10mm，降水期間橋基沒有安全隱患。②計算分析表明，在該地層中，每降水位1m，引起的地表和橋基的沉降值約為2mm，實際降水深度變化時，可以根據此進行重新估算，降水所引起的差異沉降很小，可以忽略不計。③通過與實際的監控測量數據比較，分析表明數值模擬方法及模型的建立是合理的，所取得的分析成果為施工決策提供了重要的參考依據和指導。
4 結論
通過實例的驗證，我們可以知道，地下水的滲透對隧道施工的重要性。對于地下工程有待于我們繼續研究，特別是地下工程的時空效應，地下工程群洞效應的研究，地下工程的耐久性等。只有這樣不斷的研究才能形成更系統的理論知識，更好地服務于實踐。
參考文獻：
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關鍵詞：普通地質學；野外認識實習；教學改革
中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）08-0099-03
《普通地質學》課程是各高校地質類專業大學一年級所面對的一門專業基礎課程，作為與其配套的野外認識實習課程，不僅是一門必修課程，而且因其很強的實踐性和授課對象的普遍性而受到高校和大學生的普遍重視。南京大學《普通地質學》野外教學實習課程更是面向地學類所有專業，包括地質學、礦物巖石礦床學、地球化學、工程地質學、水文地質學以及地理學等，每年有近300名學生參加，學校投入30多人次的師資，在南京湖山地區、六合方山、蘇州、宜興和連云港等地，根據不同專業的要求，進行為期1～3周的野外實習。作為大學一年級的新生，第一次用專業的角度去觀察野外巖石露頭，他們對體驗地質工作的方法和過程充滿了好奇。因此，野外教學質量的高低不僅關系到學生能否在野外復習和鞏固課堂學習的專業知識，更直接影響了學生能否獲得更高的興趣進一步學習地質學專業知識，以及他們將來的就業取向。根據《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010-2020年）》，南京大學創新性地提出了“三三制”培養方案。為了讓學生打下寬廣的基礎，得到全面發展和拓寬就業渠道，該方案將大學一年級作為“通識教育”階段，要求在一年級的教學中給學生提供更寬廣的平臺、更豐富的專業信息和更自由的選擇空間。這一方案的提出和實施，正在引發一些列相關的教學改革，包括專業、課程設置的調整，培養目標的轉變等。《普通地質學》及野外認識實習課程作為一年級專業基礎課，在課程改革中首當其沖。如何結合地質學專業的特點，調整教學思路和教學方法，是適應和配合新的教學改革方案及其成功與否的關鍵。本文將根據作者近年來在《普通地質學》野外認識實習教學中的體會，分析在教改新形勢下該課程教學所面臨的新情況、新挑戰和新機遇，提出如何提高野外教學質量的幾點思考，以供與同行進行交流與探討。
一、新教改帶來的主要變化
1.適應社會需求，適合學生發展的教學模式。在以往的教育模式中，大學和教師的職責和目標是給學生傳授好專業基礎知識。然而，隨著時代的發展，全面型和創新型人才越來越為社會所需要。從高校走向社會的畢業生不僅需要有扎實的專業基礎，更需要有寬廣的知識面，很強的學習和融會貫通能力。這需要在教學中利用啟發式教育，不僅教會學生基礎的專業知識，更要教會他們如何去思考，讓學生知道自己需要什么樣的知識，朝哪個方向發展，培養學生的自學能力和分析問題、解決問題的能力。在新的教學模式中，突出以學生為本，遵循教育與人才成長規律，走適合學生發展的道路。在教學和人才培養中，要充分考慮到學生的感受，不是給他們帶來煩惱和壓力，而是讓學生在快樂中學習知識，在快樂中成長。只有這樣，才能培養學生的專業興趣，調動他們學習的積極性和主動性，挖掘學生創造性學習的潛力。
2.調整課程設置以增加通識教育階段專業基礎知識。南京大學此次“三三制”教學改革的特點之一是將課程選擇、專業選擇和發展路徑選擇的權利交給學生。為此，一些公共課程和專業基礎課程主要集中安排在一年級通識教育階段。以往在大學一年級只有《普通地質學》一門專業課，在新教改方案執行以后，《構造地質學》也放到了一年級進行。這一變化，一方面能夠使學生在一年級結束后對自己的專業進行再次選擇前，對自己所學的專業有更深入的了解，可以進一步培養一年級學生對專業的興趣；另一方面，《構造地質學》課程的基礎理論也是《普通地質學》野外認識實習中必須的專業知識，這有助于學生在野外認識實習中更加深刻地理解有關地質概念，增加野外教學的效果。
二、適應教改形勢，提高野外教學質量
新的教學改革，引發了大學教育在培養目標、教學模式、課程與專業設置等各方面的改變，給專業基礎課程的教學工作帶來了新的挑戰，但同時也提供了新的機遇。作為地質類專業大學一年級通識教育階段的公修、必修課程的《普通地質學》野外認識實習，有效地提高野外教學的質量，既要讓學生復習、鞏固《普通地質學》課程中學習到的基本概念，領會和掌握野外地質工作的基本方法，更要在野外體驗中培養學生的專業興趣，引領他們在娛樂中了解地球，理解地球，并探索地球，為國家培養未來的地質人才。
1.改進教學方式和方法，提高學生的好奇心。要提高學生的求知欲，讓他們對教學內容感到好奇，就必須改變灌輸式、傳輸式的教學方式，讓學生在教學中從新獲得主動權。這包括兩層含義：一方面，學生在野外從被動接受轉變到主動獲取訊息。這需要一個過程，學生往往一開始對野外現象沒有專業的認知能力，需要教師帶到地質露頭，在聽教師的講解中獲得信息。隨著對野外工作方法的熟悉和掌握，學生應在教與學的過程中占據主動地位，思考接下來教師將要講解的內容，帶著好奇的心態去接受教師傳授的信息。這需要教師充分利用學生已經掌握的專業知識，先介紹當前露頭所觀察到的現象，然后根據地層新老過度關系、構造接觸關系等，推測路線前方可能出現的地質現象，然后鼓勵學生到下一個觀察點去驗證。當觀察與推測一致時，如何將不同觀察點看到的地質現象聯系起來，講述實習地的地質概況以及地質構造演化。如果所觀察到的現象與推測的不同，則要利用所學的知識解釋原因。應該注意的是，在教學中，需要給學生留有足夠的想象空間，強調從觀察到的地質現象到地質解釋之間的推理過程，解釋可能有多解性，教會學生如何用所觀察到的現象得到各種不同的解釋，以及每種可能的解釋所需要的支持證據。這樣的方式方法，相對于單一的說教式講解，或者將觀察與解釋混雜的講解，可以讓學生更能體會科學的嚴謹性，以及教師實事求是的作風，也有助于學生對地質過程產生更濃厚的興趣。另一方面，鼓勵學生提出各種各樣的問題，并客觀地、實事求是地回答，必要的時候對學生的問題進行科學的分析。相比以前的學生，現在的大學生在高中及其之前的學習中，越來越多地接觸到課外的一些知識，其中包括有關地球地質方面的知識。他們有時提出的問題可能有一定的挑戰性，也有的可能是比較初級的“外行問題”。無論是哪一種問題，都應該從鼓勵學生提問的精神出發，耐心解答學生的疑問，對于不能解答的問題，可以與其進行平等的討論，或者留下來作進一步的資料調查，以待后續解答。在講解和回答問題時，盡量避免命題式的方法，而是用客觀推理的方法，特別是對一些不能確定的問題。這樣才能使學生的學習積極性得到最大程度地調動，也能激發他們對專業知識的好奇心。
2.教學與科研相結合，加強教學實習基地建設。選擇好實習基地，是野外地質實習成功與否的重要因素。實習基地的建設，是不斷提高野外實習教學質量的保障。南京大學《普通地質學》野外認識實習主要基地位于寧鎮山脈西段湖山地區和蘇州、連云港地區，也是國內眾多兄弟院校的實習地點，具有近半個世紀的教學實踐的悠久歷史。盡管如此，該實習基地的建設仍然不能放松，原因有兩個：（1）雖然該基地發育的地層、巖石、構造和古生物等地質現象比較典型、簡單，但仍有很多學術問題需要進一步探討，不斷更新并提高以往的認識，從而幫助學生清楚、完整、合理地理解實習區的構造、古地理演化簡史；（2）由于開山采石等人類經濟活動，使得以往典型的地質剖面遭到破壞，同時又開辟出新的剖面。這需要實習隊不斷去尋找、選擇合適的教學剖面，并首先對剖面進行研究，制定教學方案。
3.穩定野外教學隊伍與吸收新鮮血液相結合。野外教學不同于課堂教學，它具有很強的實踐性，需要教會學生如何觀察野外地質現象，做到“腿勤、眼勤、手勤、嘴勤”，不僅需要說教式的教學，更需要教師身先士卒，做好示范作用。這就需要有一些喜歡、愿意和善于進行野外工作和教學的教師，投身于《普通地質學》野外認識實習的教學工作中來，用他們在野外的工作熱情，帶動學生學習的積極性；以他們的工作方法和工作態度，教會學生如何在野外進行觀察，并如何將觀察到的地質現象提升到認識和理解地質過程中。只有在這樣的教學中，野外地質工作才不會被片面地認為艱辛和枯燥無味，而是在娛樂中探索自然的奧秘，實現人生工作與興趣的統一。保持野外教學隊伍的穩定性，讓熟悉教學基地地質情況的有經驗的教師承擔《普通地質學》野外認識實習的教學，是不斷提高教學質量的重要保障。同時，在教學過程中，也應該不斷有來自不同專業的教師加入或者輪替，這樣有助于野外教學在教學內容和教學方法等方面進行不斷改進，也有助于適應學生和后繼教學工作的需要。
4.堅持小論文寫作，起航從學習到學術的轉型。實習小論文的寫作，是南京大學《普通地質學》野外認識實習教學近年來的一項創新舉措。通過鼓勵學生進行學術小論文的寫作，讓學生對實習中學到的知識，通過學術論文寫作進一步深化和加強，并有一次從選題、文獻搜集、實驗和論文寫作的全程學術性過程，能夠幫助他們體會基礎知識學習與學術研究的差別，并開始對如何開展學術研究有了一定了解。南京大學本科教育改革的“三三制”方案力求引導大學生在通識教育階段以后實現從學習型到學術型或職業型的轉變。對那些有志于在專業方面進一步深造并投身于科學研究的學生來說，《普通地質學》野外認識實習小論文的寫作，一般是在實習結束以后，從大學二年級開始的一年內完成，這完全符合“三三制”教改方案的目標。在近幾年的實習中，大學生參加小論文寫作的積極性越來越高，形式從獨立完成和小組合作完成不斷革新，小論文質量也不斷提高，收效甚好。參加過小論文寫作的同學，參加“大學生創新項目”論文研究的熱情更高，也明顯更加專業。這說明，小論文的寫作實習是成功的，在今后的野外教學中仍應該堅持。與此同時，還應該在小論文選題、組織形式、輔導方式等方面進一步改進，在經費支持和實驗資源等方面得到更多的重視和支持。
《普通地質學》野外認識實習作為地質類專業大學一年級的必修課程，是檢驗課堂知識學習效果的考場，更是提高和深化理論基礎知識，學習野外地質工作方法，培養專業興趣的重要一環。在新的教學改革環境下，該課程的教學遇到了新的挑戰，同時也得到了難得的機遇。野外教學中應本著適應學生和社會的需求，轉變教學理念，改進教學方法，加強實習基地建設，完善和穩定教學隊伍，堅持教學創新，努力提高野外教學質量，為國家選拔未來的地質人才。
參考文獻：
Abstract： Landslide does great harm to engineering construction and sliding zone is the key component of Landslide. Due to its contain rich information of growth and evolution and even control the occurrence of landslide hazard， sliding zone soil become an important research content in the field of Engineering Geology both at home and abroad. Current research on sliding zone soil mainly focus on the physical and mechanical properties of sliding zone soil of a specific landslide. This article， firstly from the starting of distinguish of sliding zone soil， introduced the sliding zone soil formation and evolution research status， afterward， mainly introduced the effect of grain composition， mineral composition （especially the composition of clay mineral）， chemical water-rock（soil） interaction， the physical and mechanical effect of water， microstructure on the strength of sliding zone soil， finally discussed the problems existing in the research of sliding zone soil and its development trend.
關鍵詞： 滑帶土；顆粒組成；礦物組成；微結構；水―巖（土）化學作用
Key words： sliding zone soil；grain composition；mineral composition；microstructure；chemical water-rock（soil） interaction
中圖分類號：TU411.6 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2014）15-0296-06
0 引言
多數滑坡在滑床與滑體之間存在一個結構破碎、厚度不等的滑帶土。它是斜坡物理力學作用（溫度、壓力、剪應力）和水―巖（土）化學作用的產物，由于滑帶受力的特殊性和形成過程的復雜性，使得其組構特征和物理力學、地球化學等性質與滑坡體中其他部位的巖土體存在較大的差異[1-3]，并且成為滑坡中力學強度最低的軟弱帶，其應力狀態和強度的變化很大程度上控制著滑坡的產生，同時它還記錄了滑坡的形成演化歷史。因此滑帶土已成為滑坡形成演化、穩定性評價及滑坡治理工程中必須研究的關鍵性單元。
較早關于滑帶土的研究有上世紀伏斯列夫[4]（1960）對粘土進行了剪切試驗研究，發現試樣變形不均勻且與主剪切面斜交部位出現破裂面，今井秀喜等[5]研究了粘土裂縫產生的機理，把先出現的羽狀裂縫稱為雁行排列的張裂縫，把羽狀裂縫強烈切割的部分稱為破碎帶，這成為滑帶土研究的雛形。隨后各國學者開展了大量關于滑帶土抗剪強度和變形特性等力學行為的研究，研究方法主要為：試驗與理論研究相結合、微觀與宏觀研究相結合的方法[6]， 隨著研究的深入，國內外學者對滑帶土形成機理和滑帶土強度影響因素的研究越來越感興趣且成為該領域研究熱點，同時新的技術設備、試驗方法、數學理論的出現以及大量工程實踐，為這方面的研究提供了可能，并取得了大量有意義的研究成果。
1 滑帶土的辨別
滑動帶的確定是滑坡研究、治理的首要工作和關鍵環節。但又是一件十分困難的工作，因為實際工程中遇到的大部分滑坡滑帶的特征并不明顯[7]，目前對于滑動面的確定主要有簡易力學分析、野外地質識別、現場勘探、位移監測和地球物理探測等[8]，朱寶龍等[9]運用位移監測方法查明了京珠高速粵南段K108路塹類軟土滑坡具有五層滑動帶且滑面成近于圓弧形的勺形，為該滑坡治理提供了依據。滑帶土與滑床、滑體間的物理性質差異也是確定滑帶土的重要方法。滑帶土多為隔水層，一般情況下滑帶土天然含水率、液性指數、液限、塑性指數均比滑體要高，而粒徑d50和塑限均比滑體要低[10]。此外一些新的技術和方法如高密度地電阻率觀測方法、核磁共振技術等的運用為滑帶土的確定起到了重要的促進作用[11，12]，運用GDT高分辨地質探測儀和GDS高分辨率測深法能較為準確的確定厚度較薄的滑帶土位置[13]，同時在實際工作中，應當意識到研究對象的復雜性和使用方法技術的適用性，重視地質成因分析，并采用多種綜合的研究方法[14]。
2 滑帶土的形成演化
滑帶的元素地球化學組成、礦物成分、結構特征及力學性質都是在滑帶演化過程中形成的，因此加強對滑帶形成演化的研究成為滑坡深入研究中的重要內容之一。不同類型滑帶土形成演化各有其特點，根據大量滑坡資料證實，均質或類均質斜坡（如土坡、土壩、堆積物等）滑坡中滑帶的形成受斜坡最大剪應力分布特征控制，通常數量稀少、規模較小。其余各類滑坡的主滑帶均受斜坡內各種成因的軟弱結構帶（面）的控制，如巖層層面、節理面、斷層帶、巖層差異風化界面、巖土界面、構造破碎帶等[15]。對滑帶形成特別是大型基巖順層滑坡滑帶形成演化過程及模式的研究已成為滑坡研究中的重要課題，李守定等[16]運用地質成因演化論方法對三峽庫區干流庫岸283處崩塌滑坡滑帶形成過程中的物理性質、巖石礦物組成和含量、微結構特征、物理化學性質和物理力學性質的演化過程進行研究，最后得出了該滑帶形成演化模式。徐則民等[17]通過研究云南昭通頭寨滑坡工程地質特征得出主滑帶雛形是以杏仁狀玄武巖薄層為基礎發育的破劈理化層間錯動帶， 而以側向卸荷為基礎的物理―化學耦合風化最終使其轉變為易滑介質。李曉等[18]通過對大型基巖滑坡滑帶發育演化過程的研究，提出內外動力耦合作用機制及滑帶形成演化的典型四階段模式：層間軟巖、層間剪切帶、泥化夾層和滑帶。而傾倒滑移滑帶發生傾倒滑移破壞作為常見的山區高速公路邊坡破壞模式與順層滑坡和均質滑坡在工程地質成因和力學作用過程等方面都存在差異，項后軍等[19]研究了傾倒滑移滑帶形成具備的條件，并把傾倒滑移滑帶演化過程劃分為3個階段即卸荷回彈階段、反傾巖體彎曲和根部折裂階段、折裂面和節理面貫通階段。此外，根據滑帶內礦物學、地下水化學、微觀結構特征研究滑帶的形成演化過程或方式已有了大量研究，鄭國東等[20]通過研究日本富山縣中田浦滑坡滑帶內的黃鐵礦，指出滑帶土中的次生黃鐵礦對于滑帶土的形成具有特別的指相意義，可作為備選指標用來判斷滑帶的產生歷史和發展進程，從而估計滑坡的發展演化。日本學者H.Shuzui等[21]對日本5 個火山巖區的滑坡滑帶土粘土礦物和地下水化學的分布特征研究得出地下水的活動使蒙脫石的含量在滑帶中提高是軟弱帶發育成滑帶的最主要原因。李曉[22]根據滑帶土不同的微觀結構來判斷滑帶土的演化階段如：當滑帶處于穩定階段時以化學風化和地下水作用為主，此時的微觀結構則常為樹枝狀、網格狀結構，粘土礦物常呈現無定向排列，而當滑帶土處于滑動階段時滑帶土因剪切作用原有結構破壞，粘土顆粒變細，并沿滑動面呈定向排列，甚至被拉長。
綜上所述，滑帶的形成受各種內外動力作用的協同控制并經歷了漫長的時間演化且產出形態各異、類型多樣、不斷變化，內動力作用主要指構造運動，其對滑帶的影響主要表現在4個方面：①水平產狀的巖層變成傾斜產狀；②層間軟巖變成結構破碎的層間軟弱帶；③對區域應力場的影響；④各巖層節理、裂隙發育為雨水運移提供了通道。外動力地質作用主要包括重力作用和地下水作用，據已有研究表明軟硬相間巖層在重力作用下，由于彈性參數的差異在層間剪切帶接觸面上將產生剪應力集中，從而使層間剪切帶結構再次遭受破壞[17]，然而以膨脹類土為主的滑帶，當上伏巖土體的重力大于滑帶膨脹土的膨脹力時，重力又會抑制膨脹土的膨脹，因此關于重力作用的影響應根據滑帶土性質具體問題具體分析。地下水在滑帶的形成演化主要有物理和化學兩種效應：①使滑帶含水量增高，結構疏松，甚至形成泥化夾層；②靜水壓力和動水壓力效應；③通過水―巖（土）反應與滑帶發生物質交換，提高次生粘土礦物的含量。總之，滑帶形成演化是一個復雜的多變邊界的動態系統，對其進行研究有利于深入了解滑坡的形成機制，同時也是滑坡預警的重要途徑之一。
3 滑帶土強度的影響因素
3.1 滑帶土的粒度組成 粒度組成是研究滑帶土工程地質性質的重要內容之一，滑帶土中當粒徑小于2mm的顆粒重量百分比大于80%稱為細粒類滑帶土（如粉土、粘土），當粒徑小于2mm的顆粒重量百分比小于80%稱為粗粒類滑帶土（如碎石土、砂土）。不同滑坡的滑帶土顆粒成份不盡相同，其工程地質性質也不同，但卻有一定的規律性[23]。Li等[24]對三峽庫區三個大型滑坡重塑土進行排水剪切試驗得出粒度組成較小的變化都會對剪切結果產生較大的影響，曲率系數、砂粒含量、碎石百分含量、粗粒與細粒比等顆粒組成指標與土體的殘余強度關系密切。周永昆等[6]對重慶地區第四系殘坡積層碎石夾粘性土滑坡的滑帶土（重塑土）進行室內三軸剪切試驗試驗得出在含水率相同的情況下，內聚力與碎石粒徑呈正相關，內摩察角則相反，其抗剪強度隨著礫石粒徑的變大出現先增大后減小的現象。同時在滑帶土研究中一些新的技術和分析手段不斷出現，如江洎洧等[23]采用試驗及數值模擬仿真方法并結合CT無損傷掃描技術對巴東黃土坡滑坡滑帶土研究發現：土石混合體系較純土抗剪強度有所提高，但內摩擦角上升不明顯，主要由于含石量少，骨架作用不明顯，而且黏聚力較純土提高顯著，原因可能是土石相互作用的外摩擦角的體現。
滑帶土中的粘粒組分對滑帶土抗剪強度影響顯著[25]，目前對于粘粒含量對滑帶土抗剪強度的研究較多，且主要是基于不同含水率條件下粘粒含量對滑帶土體強度參數c、φ的變化規律影響。粘粒對滑帶土強度影響途徑主要表現為：①粘粒主要礦質組分為粘土礦物，其吸收水分易膨脹從而降低了滑帶土體強度；②不同粘粒含量土的結構不同，其對土體強度影響也不相同。帥常娥等[26]對卡拉水電站田三滑坡體滑帶重塑土在粘粒含量為15%、25%、35%、45%、55%、65%，含水量分別為10%、12%、15%、20%、25%下進行直剪試驗，發現當含水率Ip時，c隨粘粒含量先增加后減小，在粘粒含量為35%時最低，φ隨粘粒的增加減小的速度加快，但在粘粒含量大于25%時減小的速度減緩。茍富民等[27]通過研究了李家峽滑帶52個原狀土和重塑土樣的粘粒含量、含水量與抗剪強度的關系，當粘粒
結合上述已有的研究成果可看出粒度組成對滑帶土強度影響是明顯的，粗粒組分在滑帶土中起作骨架作用、咬合作用，但必須要達到一定含量及粗顆粒間相互接觸，一般粗粒土類滑帶土的摩擦強度相比細粒土類滑帶土較優。細粒組分特別是粘粒在滑帶土中的力學特性受滑帶含水率的影響較大，不同含水率段內其對滑帶土的強度c、φ值的影響不同，這主要是源于粘粒特殊的水理特性，但總體而言在含水率增加的情況下粘粒的膠結作用降低，作用增強，甚至發生泥化現象，從而加速了滑帶土的質量劣化過程。因此粗粒土類滑帶土比細粒土類滑帶土更有利于滑坡的穩定。
3.2 滑帶土的礦物組成 礦物成分是滑帶土的物質基礎，它一般包括碎屑礦物、粘土礦物和非晶質物質，不同礦物組成或者是同一礦物組成的滑帶土，在不同地質環境中其物理力學性質差異明顯[7]。一般碎屑礦物含量與滑帶土的強度呈正相關，而粘土礦物含量卻呈負相關，因此滑帶中的粘土礦物成為滑帶土穩定性研究中的重要內容。滑帶中的粘土礦物主要來源于造巖礦物的次生變化、泥屑巖的泥化、崩解以及搬運沉積。粘土礦物作為滑帶中的重要的固相組成單元，其集合體―粘土具有低滲透性、分散-凝絮性及粘滯性等重要工程特性[29，30]，當滑帶中粘土含量越多時在剪切過程別是在有水參與時其效應越顯著[31]。陳松等[32]報道了三峽庫區黃土坡滑坡滑帶中粘粒及粉粒含量較高，粘土礦物的親水性和定向結構使滑帶土在回水作用下易飽水軟化。肖榮久[33]報道了橫山滑坡滑帶土中粘粒含量較高，且粘土礦物成分以高嶺石為主，次為伊利石綠泥石混層礦物及石英等。成國文等[34]報道了重慶涪陵五中滑坡中泥化夾層主要含蒙脫石和伊利石等粘土礦物，是泥化夾層的力學強度降低的重要原因。可見粘土礦物對滑帶土抗剪強度的降低起作重要的作用。同時不同的粘土礦物成分類型其抗剪強度也不相同，嚴福章等[35]通過對礦物成份與抗剪強度的相關分析得出：蒙脫石對滑帶強度的影響最大，以蒙脫石或蛭石為主的滑帶土的c、φ值都低且隨蒙脫石含量的增加呈指數減小，而以高嶺石為主的滑帶土，c、φ值相對較高。同時由于粘土礦物種類不同其水敏性也不相同，韓志勇等[36]通過實驗研究得出：蒙脫石和伊利石可同時導致導水介質靜態和動態的滲透性下降，且靜態滲透性下降值蒙脫石比伊利石要高的多，而高嶺土只引起動態的滲透性下降，這是它們水敏性不同的機制所在。這種水敏性的差異表現在滑帶土上即為不同粘土礦物組成類型的滑帶土其滲透性和膨脹性也不同。
粘土礦物對滑帶土質量劣化效應源于粘土礦物特殊的晶體特性，如片架結構、表面帶電性等。不同的粘土礦物，由于晶格構造的特點、物理化學性質等差異，對滑帶土的影響也不同，有必要對其進一步深入研究。
3.3 水對滑帶土的影響 眾所周知，水是一種重要的地質營力，水對滑坡孕育、激發、滑體運移有做重要影響，周平根博士[37]對此作過較系統的定義“流動著的地下水與周圍巖土體不斷進行做化學、物理、力學方面的作用，從而影響地下水流的性質和化學組成，也對巖土介質狀態產生影響”，因此水對滑帶土強度的降低也可概括為化學、物理及力學三個方面。
3.3.1 水-巖（土）化學作用 水-巖（土）化學作用在自然界廣泛存在，水一巖（土）反應在絕大多數地質環境的惡化及地質災害的發生過程中都起著決定性作用[38，39]，滑動帶（面）一般具有含水量較高、結構破碎、孔隙率高、礦物成分及類型復雜等特點，所以滑帶中的水-巖土反應一般比斜坡其它部位更劇烈。滑帶中的水-巖（土）化學作用類型主要有溶解與溶蝕作用、離子交換作用、水解作用、氧化還原作用、水化作用等。
溶解作用：水是一種溶解力很強且很普遍的溶劑，它與巖（土）接觸時必定會發生溶解-沉淀反應[40]，大氣降水一般呈中性，礦化度較低，但當其通過地表土壤層吸收腐殖酸和CO2時溶解能力明顯增強，在運移過程中與周圍的巖土體發生（不對稱）反應，使其化學成分和性質變得更加復雜，幾乎可以與滑帶內所有礦物（除方解石等易溶鹽類之外）發生溶解-沉淀反應[41，42]，同時溶解作用也要受到滑帶內水溫、壓力、CO2、pH值等影響，其結果將使易溶礦物隨水流失，而難溶礦物（粘土礦物）殘留在滑帶內。
離子交換作用：滑帶土與地下水之間的離子交換作用是由物理力和化學力吸附到土體顆粒上的離子和分子與地下水的一種交換過程。粘土礦物因具有獨特的層狀結構而具有良好的吸附和離子交換性能[43]，成為滑帶內離子交換的主要物質，如高嶺土、蒙脫土、伊利石、綠泥石、蛙石、沸石等，當滑帶中的水化學環境變化時，粘土礦物會和地下水之間發生不同規模的陽離子交換，引起晶體結構、地下水成分和侵蝕能力的變化[44]。Shuzui等[21]通過系統研究日本第三紀火山巖地層中各類滑坡滑帶土次生粘土礦物和水化學特征研究指出：滑帶中的地下水對蒙脫石的形成存在強烈的影響，地下水與滑帶內礦物間的離子交換作用使地下水中Ca++濃度提高，同時伴隨HCQ■■含量的增加，蒙脫石開始形成，當蒙脫石增多到一定程度時，軟弱夾層轉化為滑帶。
水解作用：由于水中有一部分水分子離解成H+和OH-使水成為活潑離子且化學活動性很強的溶液，當弱酸強堿或強酸弱堿的鹽類溶于水也會出現溶解，其離解物中可與H+和OH-反應使原礦物被分解破壞[45]，如：
4K[AlSi08]（鉀長石）+6H2O4KOH+Al4[Si4O10][0H]8（高嶺石）+8SiO2（硅膠）
4NaAlSi3O8（鈉長石）+6H2OAl（Si4O10）（OH）8（高嶺石）+8SiO2（膠體）+4NaOH
滑帶中的各種硅酸鹽類和其他巖類都可在水解作用下發生分解和產生新礦物。同時水解作用還會使礦物中化學鍵出現弱化現象， 在低應力條件下弱化鍵更容易發生破壞， 如二氧化硅玻璃和石英[46]，水解作用一方面改變著滑帶內地下水的pH值，另一方面也使滑帶土土體物質發生改變，從而影響滑帶土的力學性質。
氧化還原作用：滑帶內的氧化還原作用取決于滑帶內的飽水情況和與外界聯通情況等，文寶萍等[15]研究了三峽庫區黃土坡滑坡臨江1#崩滑體和泄灘滑坡滑帶得出：兩個滑坡滑帶發育部位地下水的循環條件和水-土物理、化學作用的形式不相同。前者大氣降水補給滑帶內地下水，使其氧化作用強烈，水-土相互作用以方解石溶解、泥灰巖碎屑水解泥化和伊利石結構退化向伊-蒙混層礦物的轉變為主。后者地下水與外界水力聯系較差，地下水的還原作用活躍，水-土相互作用以長石水解、次生粘土礦物形成和伊利石結構退化向伊-蒙混層礦物的轉變為主。滑帶內的氧化還原作用既能改變滑帶土的礦物組成，而且能改變著地下水的化學組分及侵蝕性。
水化作用：水化作用是水滲透到巖土體的礦物結晶格架中或水分子附著到可溶性巖石的離子上，使巖土體發生微觀、細觀及宏觀的結構變化，從而使巖土體的內聚力降低[47]。滑帶內的水化作用在膨脹類滑帶土中表現得較為明顯，能使滑帶土產生較大的體應變。簡文星等[48]對安樂寺滑坡滑帶特征進行詳細的研究，滑坡滑帶主要礦物成分為蒙脫石、伊利石、長石、石英等，蒙脫石含量高（85%），當吸水后滑帶膨脹，抗剪強度大大降低。
滑帶中的水-巖土化學反應在化學方面能導致化學元素在滑帶土與水之間重新分配；在礦物學方面能夠引起滑帶原生礦物成分的變化和次生粘土礦物的形成；在物理方面水-巖土化學反應能削弱礦物顆粒之間的連接，導致土的孔隙率、土粒排列方式、微結構發生變化，使滑帶土變得松散軟弱。同時滑帶土的水―巖（土）化學作用的過程、產物還受控于滑帶中原巖（土）類型、原生礦物、土體結構、水化學成分和水的流動性、反應系統的開放性及動態性等條件。加強此方面研究有利于尋找水―巖（土）相互作用下滑帶土力學特性變化的根本原因。
3.3.2 水的物理及力學效應 滑帶土的水-巖（土）物理作用機制及效應在國內外已有較長的研究歷史，并取得了大量的研究成果[46，49-52]，概括起來主要集中在3個方面：①降雨引起滑帶內地下水短時間增加而導致的滑帶土軟化、泥化和滑帶強度變化[53-56，33]研究；②基于對滑帶土室內試驗（重塑土）或現場試驗得出的滑帶土物理性質和含水率的關系[57，58]研究；③隨著大型水利水電工程項目的建設，水庫水位周期性漲落使滑帶處于干濕循環狀態而誘發的滑坡引起了人們注意和廣泛深入的研究[32，54]。
總結關于滑帶土的水-巖（土）物理作用研究成果可得如下認識：水對滑帶土的物理作用機制表現為對滑帶土的作用、軟化和泥化作用等。作用是地下水在滑帶土顆粒表面產生效應，削弱了土顆粒間的相互嵌接與相互咬合，使滑帶土的摩阻力減小和剪應力效應增強，地下水對滑帶產生的作用反映在力學上就是使滑帶土的摩擦角減小。軟化和泥化作用是地下水使滑帶土中親水性充填物（粘土礦物）的物理性狀改變，水會在粘土礦物間形成極化的水分層并能吸收溶液中自由的水分子不斷的擴層，同時水分子能夠進入一些粘土礦物晶胞層間形成結構水，這兩種水層能導致粘土礦物外部和內部膨脹，并且隨含水量的變化發生由固態向塑態甚至液態的弱化效應，軟化和泥化作用能使滑帶土內聚力和摩擦角值減小，當滑帶土蒙脫石含量高時尤其顯著。同時也應注意不同類型的滑帶土，由于其粒度組成、礦物成分和結構的不同，在不同含水率情況下水對其軟化作用也不相同。
水對滑帶土的力學作用有靜水壓力效應、飽水效應和動水壓力（滲透壓力）效應，靜水壓力等于滑帶土飽水時的孔隙水壓力，水對土顆粒骨架產生一種正應力，其矢量指向空隙壁面，此時靜水壓力值是由水頭所決定的，因此滑帶傾角較大時靜水壓力一般也較大，滑帶內某點靜水壓力pw值為：pw=ρwgh或γwh
式中：ρw為水的密度，g為重力加速度，h為水頭高度，γw為水的重度。靜水壓力能夠使滑帶土擴容變形。另一方面滑帶土飽水侵泡時，當總應力一致時，靜水壓力的增加能減小有效應力，即為滑帶土的飽水軟化效應，這可用莫爾一庫侖破壞準則來描述：τf=（σn-pw）tanφ+c
式中：τf為抗剪強度，σn為正應力，pw為孔隙靜水壓力。由式可以看出當pw增大時會導致滑帶土有效正應力減小，使滑帶土的抗剪強度參數c、φ值降低。滑帶土的動水壓力為地下水在滑帶中流動時的滲透壓力，當地下水在孔隙中滲流時，水會對其周圍骨架產生滲透壓力，其為水滲透所遇阻力的反作用力，作用方向與滲流方向一致，滑帶內單位土體所受滲透壓力（或動水壓力）為：
f=-fL=-ρwg■=ρwgI
式中：■=I為水力坡度。由于ρw=1g/cm3，因此滲透壓力的大小取決于水力梯度，水力梯度越大，則滲透壓力（或動水壓力）越大[59]。滑帶土內的動水壓力效應作用有2個方面：①對滑帶土產生切向的推力以降低滑帶土的抗剪強度；②滑帶土細粒組分含量高，在動水作用下能順水移動，導致滑帶土結構破壞，一般滑帶中下部細粒組分含量相對上部較高。
滑帶內水的物理機力學效應是一個動態隨機且影響因素眾多的復雜過程，應加強不同類型滑帶土在不同時段和不同空間部位靜水壓力、飽水軟化、動水壓力等地下水作用下滲透性、微觀結構的變化研究，從而深入認識滑帶土的變形過程。
3.4 滑帶土的微觀結構 早在上世紀土力學之父―Terzaghi就指出：粘土在自然沉積過程中的“蜂窩狀結構”是很常見的一種結構形態并提出評價粘性土的變形與強度特性時應當注意其結構的重要性。之后Goldschmidt又提出片架排列結構，Casagrade發展了Terzaghi的蜂窩結構提出了“基質粘土”和“鍵合粘土”的概念，隨著SEM（掃描電子顯微鏡）、XRD（X射線衍射分析）、CT無損傷掃描技術、計算機圖像處理技術、分形幾何理論、平均方向角、定向分布函數以及微結構因子等電子技術的引入和新的數學方法的出現，為滑帶土的微觀結構形態研究提供了技術平臺和理論支持。滑帶土的微觀結構特征及其在外部動力作用下的結構變形行為便成為近年來巖土工程界和工程地質界最感興趣的問題，因為它包含了關于滑帶土的豐富信息，如：滑帶土的形成演化、滑帶土的發展變形階段、滑帶土的力學特性等。因此土的微觀結構及微結構力學研究以成為21世紀工程地質學生長點[36]，目前關于滑帶土的微結構研究已取得了很多有意義的成果，嚴春杰等[60]對三峽工程庫區滑坡滑帶土的微結構研究得出：微裂隙和由淋溶孔隙、粒間孔隙、礦物溶蝕孔組成的微孔隙較發育，使滑帶孔隙率增高，在剪切引起的結構破壞時能激發很高的孔隙水壓力，從而成為高速滑坡的重要形成機制，并將擦痕分為線形擦痕、紊亂型擦痕、弧型擦痕分別對應不同的滑帶運動方式。王洪興等[61]論述了粘土礦物顆粒定向排列測定的基本原理并提出粘土礦物定向性定量評價方法。宋丙輝等[57]通過室內試驗并基于分形理論，結合圖像分析處理軟件對舟曲鎖兒頭滑坡滑帶土微結構進行了定量化研究，得出了孔隙形態分維數與孔隙比和抗剪強度指標間的相關關系。同時滑帶土的微結構特征對滑帶土的發展演化階段也有著重要的指示作用，嚴春杰等[62]研究發現當滑帶土處于滑動階段時粘土礦物呈定向排列且微孔隙和微裂隙發育；當滑帶處于穩定階段時粘土礦物無定向排列并無擦痕，常見樹枝狀、網格狀結構。這也是滑坡災害預警的重要參考指標。
滑帶土的力學性質歸其原因都是其內在微觀結構在外部條件（上伏巖土體重力、剪應力、孔隙水壓、微生物等）作用下發生變化的外在反映。開展滑帶土微結構研究與傳統土力學研究方法有很大的不同，首先它是通過對微觀機制的研究來解釋和模擬滑帶土的宏觀行為，其次它將土體視為各向異性的含孔隙介質，并十分強調結構的重要性。這種獨特的角度和方法對于我們深刻認識滑帶土有著極其重要的意義，但現階段的研究基本還處于起步定性階段，資料也很缺乏，有必要進一步研究。
4 存在問題及展望
4.1 顆粒組成是滑帶土強度研究的重要內容之一，以往的研究主要側重于細粒土顆粒組成與滑帶土強度參數C、φ相關性，第一，忽略了剪切過程中滑帶土強度變化的內在機制；第二，不能夠解釋碎石類滑帶土的力學特性。因此以后應加強對碎石類滑帶土研究，尤其是土石混合體系中不同粒徑顆粒在不同應力條件下的力學行為和運動特征以及不同形狀顆粒對滑帶土抗剪強度的影響等的研究。
4.2 滑帶中的元素地球化學和礦物成分（特別是粘土礦物）特征及變化和滑帶力學性質改變存在深層次的聯系，它有利于反映滑帶形成過程中水-巖（土）相互作用機制、程度；揭示滑帶形成的地質地球化學條件；解釋滑帶土抗剪強度降低的內在機理，是滑帶土研究中亟待開拓的研究領域。應加強對滑帶中粘土礦物結構和組合特征、不同粘土礦物的含量比、粘土礦物形成轉化機制及粘土礦物在水作用下的物理-力學性質等研究。同時注意對K、Na、Ca等活動性元素和具有變化價態的Fe元素研究，尋找他們與滑帶土強度的關系，預測滑坡活動特征。
4.3 滑帶土的微觀結構是滑帶土深入研究中有望產生重大突破的研究領域，但目前對微結構的研究還處于定性描述階段，針對目前的研究現狀，筆者認為應主要從以下4個方面對滑帶微結構進行深入研究：①加強對不同類型滑帶土微觀結構形成機制及影響因素研究，并預測滑帶微結構在環境改變后（如飽水軟化、地震等）可能的變化特征；②通過計算機圖形處理技術和CT技術等加強對滑帶土微觀結構定量研究，找出影響滑帶土力學性質的微觀結構因子；③建立滑帶土在剪應力作用下的微觀力學模型，從而提高滑帶土強度計算精度；④研究滑帶土微觀結構變化與宏觀滑帶土力學物理量間的關系，尋找滑帶土微結構與工程特性的直接制約關系。
4.4 水對滑帶土的影響在某些方面已取得了大量的研究成果，但由于其內容的復雜性目前對它的認識程度還是較低的，需要進一步研究的問題有量化滑帶土中水化學反應的力學效應及其與滑帶土宏觀力學行為的關系；水溶液成分及性質的變化對滑帶土內水土化學反應的影響；滑帶土中的滲透場與變形場和應力場的耦合作用；水對滑帶土物理作用的力學效應；滑帶土的水文地質效應等。
4.5 微生物等微小生命體在地球表層廣泛存在，滑帶中的微生物研究已有相關報道[5，60]，應從其生命活動過程導致的滑帶土機械破壞、新陳代謝分泌物對滑帶土微觀結構、滑帶內水土化學反應作用影響方面進一步研究。
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關鍵詞：地學基礎；課程改革；農業院校
地學基礎是農業院校生態環境類專業必修的一門專業基礎課，本課程的任務是使學生掌握地質學、地貌學基本原理及兩者間的關系，培養學生分析、解決由地質地貌因素而引發的生態環境問題的能力，涉及的基本理論知識范圍較廣，且與實際結合非常緊密。因此，提高教學質量，充分發揮學生的主觀能動性，是十分必要的。本文在總結前人經驗的基礎上，結合自身教學中的一些體會，對地學基礎的教學內容、教學方法等方面的改革進行了探討。
1 地學基礎課程的性質
地學基礎課程是一門實踐性很強的專業基礎課，是我校土地資源管理專業、農業資源與環境、地理信息系統、資源環境與城鄉規劃管理、環境科學、水土保持與荒漠化防治等專業的專業基礎課程。課程設置的目的是為各專業的學生提供必備的知識，為學生學習后續的專業如土壤學、土地資源學、區域土壤、土地利用規劃學、城鄉規劃、水土保持學等課程的學習奠定基礎。地學基礎是研究地殼的物質組成，地表形態發生、發展的一門自然科學。該課程重點地介紹了地球基本特性、地殼的物質組成、礦物巖石的形成及特征，地殼運動形成的地質構造與構造地貌、各種外力地質作用過程及相應的沉積物和地貌、地質與地貌學和農業生產的關系。
隨著社會的發展，人類創造了前所末有的生產力，為了滿足日益增長的物質需求，就要向地球作更多的索取，然而人類如稍有處置不當，就會招致大自然嚴厲的懲罰。只有當人類都認識地球了解地球，才能與地球和諧協調，從而有利于人類社會的持續發展。通過本課程的學習，要求學生能牢固掌握地學的基本知識，初步建立正確的時間、空間觀念。為理解土壤性狀與環境的關系，為今后學習專業課程，并順利開展土壤、土地、規劃等方面的工作打下一定的基礎，進一步為我國實現農業現代化服務。
2 地學基礎課程的特點
該課程實踐性較強，學習過程中不易掌握。因此要求任課教師必須了解課程的特點，以便制定切實可行的教學思路和手段，達到教學目的和效果。
因此，通過理論與實踐性教學相結合，更它有利于拓寬和更新學生的知識面。因此本課程教學內容應是針對目前環境問題的熱點，總結國內外此領域的最新研究成果，進行實踐性教學，在有限的教學時間內把更多知識傳達給學生。
3 教學改革方法探討
3．1 優化教學內容
教學內容的建設是課程建設的核心，教學改革本質是課程內容的改革。隨著現代科學技術的飛速發展，地質科學的新理論、新發現不斷涌現。因此，地學基礎課程的教學內容也應該不斷地加以更新與調整。
（1）教學內容應與實踐緊密結合
由于該課程是專業基礎課，實踐性強，故在理論教學內容上，更加注重將理論融于實踐的模式，即：去培養學生的微觀-宏觀的思維上的轉變，如室內講解各種地貌時，可列舉周邊的實地地貌及利用狀況，便于學生的理解與立體思維的培養。在理論教學內容上，盡量多講述與專業有關的地質問題，把地質地貌與專業密切地聯系起來，以引起學生對該課程的重視，提高其學習的積極性。如講到三大巖石的時候，除介紹其各自的結構、構造及成因外，結合實例分析其風化后形成不同土壤，可供相應的作物生長，同時還可以提出為提高農作物產量需要給土壤補充某些特定微量元素和巖石肥料而進行的土壤改良措施，從而在根本上提高耕地的質量。講到地質構造內容時，可結合農業生態地質環境，就農業生態系統的平衡、農業區域合理布局、農村城鎮建設布局等方面的實例融入到課堂中。
（2）教學內容及時更新
該課程教學中，相關內容隨著專業課程的發展而進行調整。當今社會，信息與科技高速發展，作為專業基礎課，相對于專業課的發展，相對滯后。因此，該課程的相關內容應該與專業的發展相適應。這就要求教師不能照本宣科，而要擴大自身的知識面，廣泛捕捉新技術、新知識信息，加速知識更新。只有這樣才能開闊學生的視野，造就適應生態環境建設發展需要的人才。
（3）教學內容應緊密結合相關科研項目
因本課程屬于生態環境類專業的專業基礎課，應以服務于農業院校專業課作為自身的特色，結合我院農業資源利用學科發展的優勢，將老師的與之相關縱、橫項科研實例介紹給同學們，讓他們感覺到所學知識的實際應用，激發其學習的動力，并在一定程度上增強他們分析問題、處理問題的能力。
3．2 改革教學方法
學習和思考是相互相互促進、相互推動的一個過程。因此，本課程在教學過程中應注重發揮學生在教學中的主體地位，將教學內容分為講授內容(基本原理、概念、方法)和自學內容(描述性內容、有關假說)，教師重點講述必講內容，同時引導學生學習自學內容。課堂上采用互動式教學，組織學生交流和討論。激發學生的學習熱情，營造活躍的課堂氣氛。要做到這一點，首先要引發其好奇心，然后激發其挑戰欲。如在涉及到地質構造內容時，應結合到“風水”與旅游景點方面的事例，組織學生進行討論，以便增強學生學習的興趣。
地學基礎一門實踐性很強的課程，具有其自身的特點、思維方式和研究方法。這就需要我們在教學過程中培養學生學習該課程的立體思維，具體過程為：具體的思維方式是將復雜的地質現象(問題)簡單化，將特殊的地質現象(問題)典型化，將一般的地質現象(問題)規律化等。同時，應引導學生課堂教學的思維從微觀向宏觀轉變，而實習時則需從宏觀向微觀轉變，提高其獨立思考問題、解決問題的能力，激發學生的創新意識。
為了提高教學效率，同時也便于學生更好的理解掌握，我們將礦物、巖石實驗與講課同步進行，將一部分講課內容轉移到實習中，避免了不接觸標本實物單純講課的枯燥，有利于學生掌握。一直堅持對礦物、巖石在實驗課上單獨測試，效果很好。這樣既可以有效地激發學生學習的積極性和主動性，又可以促進學生學習，杜絕死記硬背。
3．3 改革教學手段
教學手段是教學過程中一個不可缺少的組成要素，它是師生互動的工具。合理地使用教學手段，不僅可以解決學時少的問題，而且能夠促使學生對知識的理解和鞏固，有利于知識的傳遞。
結合本學科的特點，在課堂教學中，充分利用現代化的教學手段。本課程一直堅持采用多媒體課件教學并與實物標本、模型、錄像片和其他手段相配合的方法，對學生盡量做到直觀形象，使其能夠消化理解。
此外，還適當采用一些教學模具，如利用滑坡體的教學模具來講解滑坡的基本要素，同時借助Flas模擬滑坡的滑動過程，使課堂教學更具直觀性。上述多種教學手段相結合的方法，不僅增強了教學的直觀性、主動性，同時也可節省時間，擴大課堂教學的信息量，提高教學效果。
3．4 強化實踐環節
實踐教學是培養學生實踐能力和創新意識的重要環節，也是開展素質教育，培養學生樹立辨證唯物主義世界觀的重要途徑。通過實驗教學，加深認識和理解課堂內容，同時提高了學生的動手能力。
室內實驗，通過礦物的顏色、光澤、硬度、解理與斷口來認識常見的造巖礦物，如：石英、長石、輝石、角閃石、方解石、石膏、云母、滑石等；通過礦物的認識進一步認識三大類巖石，如：泥巖、砂巖、頁巖、石灰巖和大理巖等。為了便于學生對實體的進一步認識與理解，特將相關標本以陳列的方式，布設于實驗室內，在課余時間對學生實行開放。
但室內實驗還不能滿足學生對地質地貌的認識，因此，增設了野外地質實習，在教學內容上，視實習區域為旅游景點，去品味地質地貌的內涵，并在此基礎上，提升學生的立體思維。實習內容主要包括各類巖石的觀測，流水地貌、崩塌及重力地貌，以及斷層、褶皺、傾斜巖層地貌及逆地形、冰川地貌、新構造運動的軌跡等一般的地質現象等。通過野外地質實習加深理解生態環境類專業與地質的關系，熟悉相關專業地質問題及其處理方法，鞏固了所學知識，為以后的學習提供了感性認識。例如資源環境與城鄉規劃管理專業，結合上述觀測內容，分析不同地質特征條件下，不同區域的在農田、居民點及各種工程規劃設計過程中，注意的問題；而農業資源與環境專業，則通過實習，分析不同地質特征條件下，農業資源的利用狀況。在野外實習過程中，應多引導學生，讓他們自己去發現、去思考相應問題。使學生逐漸明確觀察目的后，鼓勵學生自己觀察周邊的地質地貌現象，變被動思考為主動思考。野外實習過程中要求學生做到眼勤、手勤、腳勤、嘴勤和耳勤。
3．5 優化考核制度
為了督促學生學習，培養學生勤奮、嚴謹的學風和科學態度，適當對所學知識進行考核是非常必要的。考試是教學的重要環節，為了達到考核學生綜合素質的目的，正確評估學生的學習效果，可以進行考試改革。我校地學基礎課程考試由平時成績、實驗成績和期末考試成績三部分組成，其中平時成績包括考勤、提問、課程小論文以及教學過程中教師對學生的評價。考慮到該課程實踐性強的特點，加大了實驗成績在課程考核總成績中的比重，占總成績的30％，平時成績占總成績的10％，期末考試既檢驗了教師的教學成果又檢驗學生的學習效果，考試避免死記硬背的知識，適當加大綜合分析題比重，重點考查學生的靈活性及綜合素質。
經過幾年的教改探索和實踐，該課程的教學應體現以教師為主導，以學生為主體，培養知識、能力、素質協調發展要求的的教學理念，去不斷地優化教學內容，更好地服務于后續課程的學習；課程教學以采用互動式教學，可以有效地調動學生的學習積極性，使自學能力和表達能力得到鍛煉和提高，同時，也使教師能及時掌握學生在學習中的難點和理解上的偏差，更有針對性地進行教學活動；大量的實踐教學環節則是鞏固理論知識和培養立體思維的基礎。
總之，地學基礎教學改革要緊緊圍繞農業院校的特色和生態環境類專業發展的需要，培養和提高學生認識問題、分析問題、解決問題的綜合素質，為后續專業課程的學習奠定堅實的基礎。
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關鍵詞：地鐵隧道；盾構法；地面沉降
地鐵交通當前已經成為了各大城市中非常重要的交通工具，隨著地鐵交通的發展，地鐵工程也在不斷的增加，在地鐵隧道施工中盾構技術的先進性和安全性使得其應用的范圍越來越廣泛。地鐵的修建一般都是在城市的中心，地下的管線以及地面的建筑都比較多，在隧道的開挖中勢必會影響到地層穩定，造成地表的沉降。盾構施工中引起的地面沉降情況會更加嚴重，甚至直接威脅到地面上的建筑結構安全。為了解決地鐵隧道盾構法造成的地面沉降問題，國內外進行了大量的研究，并建立了沉降計算模型，以期能夠更好的解決地鐵隧道盾構法造成的地面沉降問題。
1盾構法引起的地面沉降原理
地鐵隧道施工中必然會引起隧道周邊土層的擾動，進而引發地面沉降問題。軟土地隧道開挖的過程中，受到地層損失以及隧道周圍環境的干擾等因素都可能會引起地面沉降。
1.1隧道開挖使得地層損失
地層損失主要是由于盾構施工中開挖體積與隧道的實際體積間存在體積差，隧道竣工體積包括隧道包裹的壓入漿體積。如果在彌補地層中出現了地層的移動，將引起地面的沉降，而地層損失的主要因素為：①開挖面的土體出現移動的現象。在盾構挖掘的過程中，開挖面土體的水平支護應力如果小于原始側向應力，那么將會引起開挖面土體的移動，從而造成地層損失，進而引起正面土體的向上、向前移動，從而造成地層損失的土體隆起；②盾構后退。在盾構技術的推進中，如果出現暫停，那么有可能會因為千斤頂漏油或回縮造成盾構后退，進而導致開挖面土體松動，形成地層損失；③土體被擠入盾尾的空隙中。如果在隧道外周空隙的壓漿過程，壓漿量不足，壓力不適或者壓漿的時間不及時，都可能會使盾尾坑道的土體失去平衡，進而出現土體移動形成地層損失。尤其是在含水不穩定的地層中，更容易引發地層損失現象；④推進方向的改變。盾構的過程中有些地點需要進行曲線、抬頭以及糾偏推進，這樣開挖斷面就是橢圓形，因此造成地層損失。盾構軸線與隧道軸線的角度偏差越大，其引起的地層損失也會更大；⑤盾構的推進會使其正面的障礙物不斷的移動，進而產生空隙，但是在推進的過程中無法進行有效的填充，從而引起地層損失；⑥同時隧道在土壓下以及盾構管片拼裝的過程中也可能會因為變形而造成地層損失。
1.2土體受擾動后固結性降低
隧道盾構施工的過程中，會使得周圍的土體受到擾動，進而在隧道的周圍造成超孔隙水壓力。盾構推進后，土體的表面應力得到了有效的釋放，從而使得隧道周圍的孔隙水壓力逐漸的降低，使得孔隙的水被擠壓出來，進而造成地面沉降。同時，在盾構施工的過程中，由于擠壓以及壓漿等作用使得地層周圍形成正值超空隙水壓力區，在施工后的一段時間又會自動復原，進而使得地層排水出現固結變形，造成地面沉降。這種沉降也被稱為主固結沉降。在隧道周圍的土體受到擾動后，土體的骨架還會保持一段時間的壓縮變形，在這個過程中地面出現次固結沉降。
2地鐵隧道盾構施工引起地面沉降主要影響因素分析
隧道工程盾構法施工造成的地面沉降影響分析所應用的方式一般都是應用美國科學家P.B.Peck所推出的估算方法。為了能夠分析地面沉降因素的具體影響，需要采用數學模擬以及數值計算的方法，分析出盾構施工中主要的影響因素地層損失率、盾構半徑、盾構埋深以及盾構穿越土層性質等引起的地面沉降效應。
2.1盾構深埋因素分析
盾構埋深是引起地面沉降比較顯著的因素。在軟土隧道開挖的過程中，埋深的深度一般為6～22m，對盾構施工中的沉降槽進行計算，通過計算得到相關系數為0.976。數值計算中經常采用的參數一般選擇的盾構半徑為3.2m，地層損失率為2%，而穿越的土層為黏土層（淤泥質）。同時通過計算后發現，寬度系數會隨著盾構埋深的深度而增加，這也導致地面沉降影響的范圍不斷的擴大。
2.2地層損失率通過對地層損失的分析
可知，地層損失率對地面沉降也有很明顯的影響。同時有專家認為，如果地層損失率比較大，那么其在施工計算中將不再適用于P.B.Peck理論和公式。所以通過結合工程的實際，可以設定地層損失率分別為：1%、2%、3%、4%以及5%。設盾構埋深為10m，穿越土層不變，盾構半徑也為3.2m。經過計算分析得出，地層損失率影響著寬度系數，寬度系數會隨著地層損失率的增加也減小。隨著地層損失率的增加，沉降量也越來越快。
2.3盾構穿越土層性質
在軟土層的隧道開挖中，主要的土層性質有砂土層、砂質粉土以及淤泥質粘性土，在不同的土層穿越中對地面沉降也有不同的影響。在保持其他工藝條件都不變的情況下，穿越砂土層相對于黏土層來說，其沉降槽寬度的系數也更小，因此沉降量也是最大的。設地層損失率為2%，盾構埋深為10m，盾構半徑為3.2m，計算分析穿越不同土層的寬度系數與沉降量的關系。通過計算分析后可知，在穿越不同土質時地面沉降效應也不同，穿越黏土時的沉降槽寬系數最大，對地面沉降影響的范圍也最大，穿越砂質粉土層，寬度系數比黏土層小，沉降量顯著，在穿越砂土地面時沉降量最大。
2.4盾構半徑
盾構半徑在不同的地鐵隧道中也存在差異，比較常見的盾構半徑有單圓土壓平衡盾構、穿越江海盾構以及雙圓土壓平衡盾構等。其中單圓和雙圓土壓平衡盾構直徑一般都在6～6.5m左右，但如果是越江或者越海的工程，其對泥水平衡盾構的半徑要求更大，一般在7～15m。設單圓盾構半徑為3.17m，雙圓盾構半徑為4.5m，穿江盾構半徑為7.5m；地層損失率為2%，盾構埋深為10m，穿越土層為淤泥質黏土層。通過計算分析發現，盾構半徑對寬度系數具有較為明顯的影響，橫向沉降槽的寬度系數隨著盾構半徑的增大而變大，地面沉降范圍也不斷的增大。
3地面沉降觀測方法
3.1觀測儀器以及觀測要求
在地面沉降觀測中，主要使用的儀器有精密水準儀、鋼卷尺以及銦鋼水準尺。線路沿線以及建筑物的地表沉降的數值與國家規定的誤差要控制在2mm左右，相鄰點高度誤差控制在1mm左右。
3.2沉降觀測點的布設
一般情況下，沿隧道中線上方的地面布設點距離需要控制在5m，并隔四個布設點設置一個檢測橫斷面，每個斷面上要設置5個觀測點。在隧道的中線上設置一個點，然后在其左右隔5m設置一個點。在軟土層或者埋深較淺的區域需要根據隧道的埋深深度以及圍巖地質的條件對監測點和斷面進行加密。如果隧道上方的路面為混凝土，在沉降觀測點的布設中主要采用兩種方式。①混凝土路面觀測點布置，在路面部分沿著中線每隔20m布設一個觀測斷面，觀測點要布設在路面上，從而測量路面的沉降量；②路面以下土層觀測點布設，為了能夠有效的防止路面硬殼層的沉降測量誤差，造成路面虛空，需要通過混凝土路面在地層中打短鋼筋的方式來布設觀測點，從而實現對地層沉降的監測。
3.3沉降觀測頻率
為了能夠更好的控制地面沉降，需要合理安排盾構過程中沉降觀測的頻率，一般需要在盾構機頭前10m的位置或者后20m的范圍每天的早、晚觀察各觀測一次，同時根據施工的進度不斷的增加觀測的次數。在這個范圍內的監測點則需要每周進行觀察一次，直到保證周圍的土層穩定為止。如果沉降或者隆起超過規定的限差，或者出現異常的變動情況，則需要加大觀測的范圍和頻率。
4結束語
綜上所述，隨著地鐵交通的建設，盾構施工法逐漸在隧道的開挖中得到廣泛的應用，提升了地鐵隧道開挖的效率和質量。但是在盾構施工的過程中，不可避免的會出現地面沉降現象，不僅影響地面的美觀，更可能會造成嚴重的安全事故。因此我們需要加強對盾構施工中引起的地面沉降的機理以及原因的研究，同時保證地面沉降的觀測，進而及時、有效的預防地面沉降現象的出現，降低地面沉降帶來的危害。
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關鍵詞：GIS；滑坡；信息量法；危險性
中圖分類號： P642 文獻標識碼： A
0前言
GIS是地理信息系統(Geographical Information System)的簡稱,利用計算機可實現對地理空間數據進行獲取、管理、分析、存儲、顯示和模型化管理等功能。目前，已經廣泛地應用于測量制圖、礦山、交通、水利、農業、氣象、土地、地質災害等領域。國內GIS在地質災害方面的應用起步較晚，直到 20 世紀 90 年代中后期，隨著高等院校與科研院所將地理信息系統(GIS)技術全面引入滑坡區域評價[1-3]，使得GIS技術在地質災害區劃研究方面正得到快速發展，并且運用數學方法，例如統計分析法、模糊評判法、層次分析法、主成分分析法、神經網絡法、信息量法和因子疊加法等，以 GIS 軟件為技術平臺實現地質災害的危險性、易發性和風險評價系統研究。
地質災害危險性評價是地質災害評價工作的重點,可為地質災害防治提供重要依據。本文基于陜西省地質災害詳細調查項目（洋縣地質災害詳細調查）為依托，旨在詳細掌握洋縣地質災害類型、分布規律、發育特征、形成條件等內容。在此基礎上，利用GIS技術與數學方法模型相結合的方法完成對洋縣地質災害的危險性區劃。通過研究對縣域地質災害危險性有更深入的了解，做到對未來災害發生及危害程度有一定預見性和參考性，為政府決策對某區域進行地質災害防治及減災防治工作提供較為科學的依據。
1研究區基本情況
研究區位于漢中市東部，秦嶺主脊南坡腹地紫柏山南麓，總面積3206km2,距市區約60km。區內屬北亞熱帶向暖濕帶過渡半濕潤氣候，全縣年平均氣溫15.2℃，七月份最熱，平均氣溫25.9℃，年均降水量803.29mm（2005―2012年），最多年降水量1178.7mm（2011年）。全區地勢呈東北高陡，南部低平，地形地貌分中山、低山、丘陵、河谷階地四大類型，中山區占據了洋縣境內大部分版圖，海撥超過1000m～1400m。
研究區出露地層以中新生代為主，分布于F1深大斷裂以北、茅坪―秧田背斜以南地帶，主要為下志留統、中泥盆統韓城溝組、石炭系變質巖（以片巖為主）。調查區南北兩端分布大面積侵入巖，北部為華陽巖體，南部為漢南雜巖體。第四系廣泛分布于漢江階地和主要河谷。洋縣位于漢中盆地東緣及秦嶺、巴山接合處，跨越兩個一級構造單元，秦嶺地槽和楊子準地臺。以金水～酉水斷層為界（即控盆斷裂東段），北部為地槽區，屬南秦嶺褶皺帶，南部屬楊子準地臺。褶皺構造主要位于南秦嶺褶皺帶，構造線走向近東西，以復式背斜、向斜為主，巖層中小褶曲十分發育，斷裂構造多為陡傾斜的走向斷層。本次調查，確定地質災害點124處。其中，滑坡119處，按滑坡的物質組成分類，堆積層滑坡108處，占滑坡總數的 90.76%；巖質滑坡11 處，占滑坡總數的0.24%。據統計研究區滑坡分布有明顯的規律性，表現在不同地形地貌、地質構造、巖土體類型有明顯差異：
（1）低山丘陵密集帶
低山丘陵呈不對稱的環形環繞洋縣平川區，該區域地勢較為平緩，坡面坡度多在10°-25°，個別災點坡度小于10°，但粘性土（夾膨脹土）廣泛分布，決定了滑坡災害易發性。調查顯示該區域共發育滑坡點54處，占災害總數的43.5%。
（2）F1金水―酉水斷裂密集帶
該斷裂走向為NE10°，斷層兩則巖石破碎強烈、角礫巖化、綠泥石化、淺變質比較發育，破碎帶寬可達百米以上，沿線就有地質災害點11處。
（3）茅坪～秧田倒轉背斜密集帶
滑坡分布與褶皺軸線呈一定的線性關系，在周邊發育地質災害約13處，占災害總數的10.5%。
2信息量模型的建立及系統工作流程
2.1信息量法
信息量法是由信息論發展而來的一種評價預測方法。信息論是由C?E?Shannon創立的，他首先提出了信息概念及信息熵的數學表達。信息量法觀點認為，滑坡產生與否與預測過程中所獲取的信息的數量和質量有關，信息量越大，表明產生滑坡災害發生的可能性越大[4,5]。滑坡現象受多種因素的影響，而不是單個因素上。因此，信息量法通過計算諸影響因素對地質體變形破壞所提供的信息量值疊加，作為預測的定量指標。其具體實現過程如下：
I (y，x1x2…xn)=log2 （1）
上式可進一步形成：
I (y，x1x2…xn) =I (y，x1)+I X1(y,x2)+…+I x1x2…xn-1(y，xn) （2）
式中：
I(y,x1,x2,…,xn)―――具體因素組合x1x2…xn對滑坡所提供的信息量。該項等于因素x1提供的信息量，加上因素x1確定后因素x2對滑坡災害提供的信息量，直至xn對滑坡災害提供的信息量。
在具體計算時，首先計算單因素（指標）x1對滑坡所提供的信息量。其總體概率用樣本頻率計算，即
I i= lg（3）
式中：S ------- 研究區已知滑坡單元總數；
N------- 研究區共有單元總數；
Si------- 某因素（指標）狀態下，且已發生災害的單元數；
Ni------- 某因素（指標）狀態下單元數；
則計算某一單元在多因素組合下對滑坡所提供的信息總量為：
I = I i=lg （4）
式中：m ------- 為因素（指標）總數。
注：在GIS平臺下，m狀態則代表影響滑坡災害的評價因子，具體表現為地形坡度、地形地貌類型、巖組類型、斷層分布、水系分布等。
2.2系統工作流程
2.2.1前期預處理
（1）資料收集：充分搜集、研究和利用研究區已有的地質、水文地質、工程地質、災害地質、水文、氣象等與地質災害相關資料。
（2）基礎圖件矢量化：對各種與預測有關的因子圖層進行矢量化輸入、存貯，利用GIS平臺對矢量化圖層進行分離、復合、柵格化等操作，分別得到巖土體分布圖、地形坡度圖、斷層分布圖、人類工程活動分布圖等相關預測基礎圖件。如圖1所示。
圖1 滑坡災害危險性評價系統工作流程圖
2.2.2預測分析及區劃成圖
（1）單因素預測：在生成各影響因素圖層和歷史滑坡分布圖的基礎上，利用 GIS 空間分析功能，將歷史滑坡分布圖和各主要影響因素分布圖進行疊加，并計算出單個因素的信息量。
（2）多因素預測：以各單因素疊加圖層為基礎，進一步對已具有信息量值的量化圖層進行疊加運算分析，形成新的多因素的柵格疊加圖，并計算出某一單元信息總量。
3研究區滑坡危險性區劃
3.1因素選擇
選擇評價指標時，盡可能全面地考慮各種地質災害發生的控制和影響因素，并盡量使各個因素具有相互獨立性，同時，分清主要因素和誘發因素，敏感性因子和先決性因子。本次預測選擇的評價指標包括：地形坡度、地形高差、巖組類型及有無斷層分布等4個因素（見表1）。
表1研究區地質災害危險性指標及來源
3.2單元格選取
GIS柵格運算是基于柵格單個像元的，如果各個因子圖層的柵格像元大小不一致就沒有辦法進行柵格的疊加運算，所以必須對所有數據層進行統一的規范，即規定圖層的有效范圍、柵格單元的數目及大小等。
在進行地質災害危險性評價單元格大小尺寸劃分方面并未形成統一的見解[6]。因此，按照國土資源部地質環境司《縣(市)地質災害調查與區劃基本要求》實施細則，要求對縣市行政區劃圖進行網格剖分時，柵格單元大小為1km×1km~3km×3km。經過研究發現，如果采用3km×3km的網格劃分，單元尺寸過大，造成對地理特征的描述粗糙且不精確；而采用1km×1km劃分，單元尺寸太小，數據量大，在GIS中運算速度很慢。因此，結合洋縣地質災害發育特征，地質災害危險性區劃采用單元格大小為2km×2km，將全縣劃分為803個基本單元。
3.3滑坡危險性區劃實現過程
研究區滑坡危險性區劃首先將1∶50000的地形等高線矢量化，通過Mapgis平臺將研究區劃分為網格大小為2km×2km的柵格圖，然后在1∶50000地形圖上實際量取獲得地形坡度圖。在歷史滑坡分布圖和工程地質圖基礎上，運用上述方法，生成柵格化的滑坡分布圖（見圖2）、地形高差圖、巖土類型圖及斷層分布圖。
由公式（3）可以看出S/N為研究區的地質災害分布密度，為定值，所各單元信息量計算重點在于Si/Ni的比值，該值為地質災害在各評價因子圖層中的分布密度。Ni和Si的提取利用到MAPGIS6.7輸入編輯和空間分析功能實現，并在Excel中利用公式進行計算。（見表2）。
表2信息量參數計算結果
根據單因素不同狀態信息量的計算結果（表2），可知特殊類巖組發育、斷裂構造發育區域對地質災害發育起著明顯的控制作用，信息量結果呈正值狀態；而對于巖土工程特性差、構造不發育的區域信息量呈明顯的負值狀態，表明在該狀態下不利于地質災害的形成。
以各單因素疊加圖層為基礎，利用Mapgis空間分析功能實現各圖層的疊加分析進一步對已具有信息量值的量化圖層進行疊加運算分析，形成新的多因素的柵格疊加圖。則每個網格既表明了地質災害的分布狀況、又涵蓋各個因素對滑坡貢獻的信息量值。滑坡災害危險性區劃可根據信息量的大小進行危險性分級并作出滑坡災害危險性等級分布區劃圖（見圖3）。
圖2歷史滑坡分布柵格圖 圖3地質災害危險性區劃圖
4結論
本文選取洋縣為研究區，采用信息量模型與信息量相結合的方法實現了地質災害危險性評價，得到了洋縣不同等級的地質災害危險性的空間分布規律。從區劃結果來看，洋縣地質災害高危險區位于洋縣北部丘陵區和東部低山區，該區域粘性土（膨脹土）為地質災害發育的重要因素。圖2中紅色及粉紅色區域代表了地質災害發育的潛在危險性，在進行土地利用或移民搬遷場址選擇時，應該避讓。
參考文獻
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[論文摘要]現代橋梁設計技術的發展，使得眾多國家對加大對橋梁結構設計理論方面的研究。通過簡要說明橋梁設計的注意事項。對現代橋梁結構設計的理論和設計中常見的問題做簡單探討。
目前國內的橋梁結構設計普遍有這樣的傾向：設計中考慮強度多而考慮耐久性少；重視強度極限狀態而不重視使用極限狀態，而結構在整個生命周期中最重要的卻恰恰是使用時的性能表現；重視結構的建造而不重視結構的維護。實際上，目前的橋梁設計中，對于耐久性更多的只是作為一種概念受到關注，既沒有明確提出使用年限的要求，也沒有進行專門的耐久性設計。這些傾向在一定程度上導致了當前工程事故頻發、結構使用性能差、使用壽命短的不良后果；也與國際結構工程界日益重視耐久性、安全性、適用性的趨勢相違背；也不符合結構動態和綜合經濟性的要求。
一、我國橋梁設計現狀
總體來講我國的橋梁設計理論和結構構造體系仍不夠完善，在橋梁設計領域，特別是關于橋梁施工和使用期安全性的問題還有許多可以改進的地方。結構設計的首要任務是選擇經濟合理的結構方案，其次是結構分析與構件和連接的設計，并取用規范規定的安全系數或可靠性指標以保證結構的安全性。
許多設計人員往往只滿足于規范對結構強度計算上的安全度需要，而忽視從結構體系、結構構造、結構材料、結構維護、結構耐久性以及從設計、施工到使用全過程中經常出現的人為錯誤等方面去加強和保證結構的安全性。
二、橋梁設計的注意事項
(一)應該更加重視結構的耐久性問題。國內從上世紀90年代開始重視了對結構耐久性的研究，也取得了不少成果。這些研究大多是從材料和統計分析的角度進行的，對如何從結構和設計的角度及如何以設計和施工人員易于接受和操作的方式來改善橋梁耐久性卻很少有人研究。而且，長期以來，人們一直偏重于結構計算方法的研究，卻忽視了對總體構造和細節處理方面的關注。結構的耐久性設計與常規的結構設計有著本質的區別，目前需要努力將耐久性的研究從定性分析向定量分析發展。國內外的研究和實踐都表明，結構耐久性對于橋梁的安全運營和經濟性起著決定性作用。
(二)重視對疲勞損傷的研究。橋梁結構所承受的車輛荷載和風荷載都是動荷載，會在結構內產生循環變化的應力，不但會引起結構的振動，還會引起結構的累積疲勞損傷。 由于橋梁所采用的材料并非是均勻和連續的，實際上存在許多微小的缺陷，在循環荷載作用下，這些微缺陷會逐漸發展、合并形成損傷，并逐步在材料中形成宏觀裂紋。如果宏觀裂紋不得到有效控制，極有可能會引起材料、結構的脆性斷裂。早期疲勞損傷往往不易被檢測到，但其帶來的后果往往是災難性的，故而對疲勞損傷的研究需要引起足夠的重視。
(三)充分重視橋梁的超載問題。橋梁的超載一方面可能引發疲勞問題。超載會使橋梁疲勞應力幅度加大、損傷加劇，甚至會出現一些超載引發的結構破壞事故。另一方面，由于超載造成的橋梁內部損傷不能恢復，將使得橋梁在正常荷載下的工作狀態發生變化，從而可能危害橋梁的安全性和耐久性。因此需要對超載帶來的后果進行研究、分析。
(四)積極借鑒國外的經驗和成果。國內橋梁設計存在的主要問題是結構正常使用性能差、耐久性和安全性差（包括使用壽命短、維護費用高、安全事故較頻繁等）。這些問題的產生固然與目前國內施工質量和管理水平較低有關，但平心而論，既然這種現狀不能在短期內得到解決，那么作為工程設計人員就應該在正視這一問題的前提，充分考慮到現階段的施工和管理水平和材料工藝水平，采用適當的安全度、適當的設計方法來保證橋梁使用性能的達到，這才是更為主動和有效的方法。特別是橋梁存在的耐久性和安全性問題很多與結構體系或使用材料選擇不合理及結構細節處理不當有關。
在歐洲國家，非常重視對結構物進行性能設計（即PBD， Performance Based Design），內容包括結構的變形、裂縫、振動、強健性、美觀、耐久性能、疲勞性等。PBD研究主要是為了使結構在運營過程中除了保證最低的安全性要求外，尚應有良好的使用性能（包括壽命和耐久性、抗腐蝕、耐疲勞性、美觀等）。就其本質而言，歐洲國家的PBD理論，主要研究結構在使用過程中表現出來的服務性能，分析使性能受到弱化的原因和其發生的機理、規律，尋求新的結構設計理念和方法。
三、可以深入研究的方向
(一)結構系統的可靠度分析。對于結構系統可靠度分析的非常復雜的研究課題，許多學者對此從不同角度進行了研究，提出了一些概念和方法。如結構可靠度分析的一階矩概念及荷載為Ferry Borges Castanheta組合情況下的計算方法問題；利用系統系數，針對結構各種破壞水平所對應的極限狀態不同，計算系統可靠度并進行結構設計的方法；利用蒙特卡洛（Monte-Carlo）法采用重要抽樣技術計算結構系統的可靠度等，同時，一些學者還研究了系統可靠度界限的問題。總之，系統可靠度分析研究內容豐富，難度較大。
(二)人為差錯的分析。許多結構的失效并非由荷載、強度的不確定性造成，而往往是設計、施工、使用等環節中人為差錯造成的，這方面事例很多，已成為目前研究熱點之一。 轉貼于
(三)在役結構的可靠性評估與維修決策問題。對在役建筑結構的可靠性評估與維修決策正成為建筑結構學的邊緣學科，它不僅涉及結構力學、斷裂力學、建筑材料科學、工程地質學等基礎理論，而且，與施工技術、檢驗手段、建筑物的維修使用狀況等有密切的關系。同時，經典的結構可靠性理論，在在役結構的可靠性評估中也必將得到相應的發展。
(四)模糊隨機可靠度的研究。模糊隨機可靠度理論研究是工程結構廣義可靠度理論研究的重要內容，隨著模糊數學理論與方法的完善，模糊隨機可靠度理論也必將進一步完善和發展。
四、結束語
橋梁設計是一個復雜的，系統的工程。需要豐富的理論知識，并且盡量避免主觀經驗因素對設計的影響。在橋梁設計過程中仍然有許多重大的理論問題需要解決。總之橋梁結構設計、評估及維修決策之中尚有許多細致的工作要做。
參考文獻：
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