西部水利与土木建设中的岩土工程问题

李 宁，杨 卿

(西安理工大学 岩土工程研究所, 陕西 西安 710048)

西部土木与水利建设中有哪些特殊的岩土力学问题,这些问题的研究现状以及未来发展等是广大岩土力学工作者关切的话题。首先, 我国西北地区广泛分布的黄土,是一种大孔隙欠压密遇水易湿陷的特殊土体, 建在该种土体上的各种建筑物常常会因地下水位变化、降水入渗或生活废水排泄不当等造成黄土地基的沉陷,导致建筑物破坏,因而黄土的力学特性与工程特性是西部基础建设中需要面对的主要问题之一;其次, 西部广阔寒区的多年冻土、季节性冻土的工程特性、力学特性与热学特性问题是西部青藏公路、铁路、青康公路、西线南水北调等大型、超大型水利工程、交通工程需要面临的又一主要岩土力学问题;第三,西南地区高地震活动带的岩体动力学问题、强构造区的岩体损伤力学问题及高地应力区的岩爆问题等,都是西部基础建设中的特殊的、重要的、有代表性的岩土力学问题。限于笔者学识水平，仅就：(1) 西部裂隙岩体动力学参数获取；(2) 地震作用下坝体动力稳定性问题；(3) 西部高陡岩体边坡的稳定性评价问题；(4) 长大隧道的快速安全施工的问题；(5) 西部交通建设中的冻土工程问题；(6) 西部基础建设中黄土高填方的稳定性与沉降变形问题，进行抛砖引玉式探讨。

1 裂隙岩体参数研究现状与展望

岩体力学参数是进行工程设计、稳定性评价以及保证施工安全的基础。因此，关于岩体力学参数选取的研究在岩土工程研究中具有极大的重要性和必要性。由于结构面的广泛存在而形成复杂地质体——裂隙岩体，因其地质特征和力学作用都极为复杂，其力学参数的准确选取也变得困难，若取值过低，会引起工程成本的投资增高，若选取过高，则可能引起建筑结构物的破坏，Stadledon对1900年—1965年世界上9000座大坝进行了统计，破坏的占1%，严重破坏占2%，其原因50%是由于岩基力学参数选取不当，支护措施不利造成的[1]。因此，合理选取岩体的力学参数在岩土工程中具有重大意义。目前已有的选取岩体力学参数的方法，总结起来有试验方法、岩体分类法、反演分析法、现场地质蒙特卡罗法、以及作者团队的现场旋切测试法。

(1) 试验方法。室内试验是在工程岩体特定部位选取同样大小的试样，通过单轴压缩试验和三轴压缩试验来确定岩体的力学参数，在适用范围上，单轴压缩试验仅适用于完整岩体而对破碎岩体无能为力，三轴压缩试验仅适用于较完整岩体且较适用于连续介质。由于岩石试样脱离了岩体的赋存环境、结构特征及尺寸效应的存在，室内试验测定的岩石力学性质和实际岩体力学性质差异很大。因此，室内试验可以帮助研究人员认识岩体，但是采用室内试验所得到的实际上是完整岩块的性质。

基于岩体的特性，采用现场的原位试验能更好地确定岩体的力学参数。目前原位试验的主要方法有承压板法、狭缝法、钻孔径向加压法、现场岩柱大剪法以及隧洞水压变形法等。原位试验克服了室内试验的一些问题，并且在岩土工程实践中也取得了较为广泛的应用，但其本身存在试验周期长、成本昂贵、所选试验点的局限性及“尺寸效应”仍是无解的。

(2) 岩体分类法。通常情况，在全面考虑岩体结构面的基础上，学者们通过对试验数据的分析，得出了很多不同地质条件下的岩体力学参数的经验公式，如:RQD分类法、比尼奥斯基的地质力学RMR分类法、中国国家标准《工程岩体分级标准》、巴顿的Q系统分类法等。要估算岩体参数，必须先确定节理岩体的质量指标。由Deere自1964年首次提出采用54.7 mm直径的钻孔岩芯来获取岩石质量指标RQD，因该指标评价裂隙岩体质量时意义明确，可在钻探过程中附带得到，又属于定量指标，因而在国外的分级中被广为采用。但在实际工程中，该方法存在一些不足，因为岩体的不均匀导致RQD离散性很大，并且RQD的获取受钻孔机具，布孔方向的局限，岩体本为三维的，但钻探只能得到一维的指标，并且块径界限值为10 cm与工程尺度无关也显然不合适，因此，该方法虽然简单易行、经济、快速，但没有反映出节理方位、充填物的影响，在更完善的分类方法中RQD仅能作为一个参数使用。由于岩体的各类分级方法都存在相关性，如RMR分类法和Q系统分类法都是建立在RQD分类法的基础上，可以看出岩体各级分类法存在共性的不足之处：一般仅能给出部分岩体参数估计；只能估略出范围，随意性较大；估算精度受人为影响较大等局限性。

(3) 现场地质蒙特卡罗法。蒙特卡罗方法也叫随机抽样技术或统计实验方法。随着计算机技术的发展，基于现场表面地质测量、应用蒙特卡罗方法来模拟实际岩体节理的方法在岩体参数确定的研究中被逐渐应用[2-3]。诸多的研究证实真实岩体内结构面发育具有随机性，主要体现在裂隙产状、间距或密度、迹长和张开度等这些几何参数上的随机性，因此这些几何参数可看成随机变量，并可以用某种概率统计密度函数来描述，如均匀分布、负指数分布、正态分布、对数正态分布等，也正是由于岩体结构面的几何参数具有这样的性质，基于统计理论的蒙特卡罗模拟方法才得以应用于确定岩体力学参数的研究中。实际应用中通过测线法、测窗法等方法在工程现场进行结构面信息采集，再通过数据处理来建立裂隙几何参数的概率密度函数，最后采用蒙特卡罗法根据已获取的统计结果，由计算机程序自动生成等效的裂隙网络模型，为岩体参数确定的研究提供了一种有效的途径。基于大数定律，该方法是相对精确的方法[4]，但这也将极大地增加现场统计的工作量，并且模拟生成的裂隙网络模型和实际测量的数据只具有统计上的一致性，因此该研究方法也具有一定的不严密性。

(4) 反演分析法。20世纪70年代以来，随着对节理岩体分析模型研究的进步及工程监测技术的发展，由现场监测数据来计算节理岩体参数的反演分析法被提出。反演分析法可以综合考虑工区范围内所有地质条件对岩体参数的影响，相较于试验方法能够更加经济准确的获取岩体力学参数[5]。当前常用的岩体力学参数反演分析方法有正反分析法、逆反分析法、遗传算法、人工神经网络法、梯度类算法、粒子群算法等。一般来说，反演分析以位移反分析为主。位移反演分析法是根据现场实测的位移值，采用解析法、有限元等方法以及弹性、黏弹性等本构模型进行求解，反演分析得出工程节理岩体的力学参数，当下反演弹模与地应力已经很成熟，但强度参数的反演才刚开始。因为弹塑性强度参数的非线性问题的逆解的唯一性难以论证，故强度参数的反演分析在理论上被不少学者所禁忌。本文作者首次在现场监测中成功分离了测得弹性位移和塑形位移，使强度参数的现场反演成为可能[6-7]。作者相信这一方便、快捷、经济可靠的获取强度的方法必将成为今后岩体强度参数的主要确定方法。

(5) 现场旋切式触探法。伴随着工程技术的快速发展，在工程建设现场直接准确地获取岩体力学参数仍是现阶段科研工作者迫切的渴望和需求，应此需求本文作者团队通过大量的旋切式触探试验和平行的单轴压缩实验、直剪试验，确定旋切式触探试验参数与岩体材料基本强度参数的关系，分析了不同钻头旋切式触探试验机理，建立了理论模型，预测结果接近实测值，开辟了旋切式触探试验智能分析系统的新研究方法，并基于旋切触探技术研制出了国内外第一台 XCY-1型岩体力学参数旋切触探仪[8]。该旋切触探仪具有自动钻进与随钻识别岩体结构面、岩体质量等级及现场确定岩体力学参数(黏聚力、摩擦角、弹性模量和抗压强度)等功能，在几个实际工程中的应用预测结果接近于实际值[9]，为岩体力学参数的研究提供了新思路。

综上所述，岩体力学参数的确定不仅要运用综合理论知识、室内外测试成果,还需要工程师的经验,才能获得满意结果。随着岩土工程建设对象越来越复杂，描述工程实况的理论模型也越来越复杂，随之而导致越来越多的岩体力学参数的确定也日渐困难。所以，本文认为岩体力学性质(参数)的现场快速评价理论与技术将成为岩石力学与工程未来的发展战略之一。

2 地震作用下坝体动力稳定性问题

我国几乎所有的高坝，特别是高拱坝也均位于西部，高拱坝在地震作用下的安全稳定性问题一直是水利水电工程的重大问题。

当前国内、外在坝体、坝肩、坝基的动力稳定性分析方面的研究进步不小，但对于地震荷载的输入、大坝与坝肩的动力稳定性评价两大方面的研究进步不大。

在大坝稳定性评价方面，不少大坝设计专家有一共识，认为坝体混凝土与坝肩岩体在动荷载作用下的动强度、动模量均比静荷载下的大，所以采用静载下的强度与模量评价坝体、坝肩动力稳定性是安全的、保守的，这也是当前规范的思路与要求。然而本文作者的研究[10-12]却表明无论岩样、混凝土样在地震“往复”荷载作用下将不可避免地产生“低周疲劳”现象，使岩体、混凝土的动强度明显低于其静强度！特别是对于有裂隙的非完整试样，其低周疲劳效应更加明显。这就使得当前西部拱坝的动力安全性评价可靠存在一个漏洞。

而解决这一难题的核心就是裂隙岩体、混凝土在往复动载下的动强度问题，试验的“尺寸效应”问题等，而正是当下的技术难题。

在大坝动力稳定性分析方面，常用的分析方法有拟静力法和时程分析法等，而现有的分析方法也存在一些明显弊端，需明确指出来，以便于工程技术人员、分析人员心中有数。

拟静力分析法存在以下难以克服的弊端：

(1) 行波效应。在坝体高度上、长度上、宽度上同时作用地震拟静力荷载，显然放大了地震荷载效应。

(2) 振动效应。在坝体所有质点上同时持续作用地震荷载的拟静力荷载，再次放大了地震荷载效应。

(3) 无法考虑“动模量、动强度”。拟静力法分析中常以静模量代替动模量、以静强度代替动强度，第三次放大了地震危害性分析结果。

(4) 无法考虑振动荷载可能引起的滑动面、软弱夹层泥的孔压骤增与液化特性。

(5) 无法考虑地震这一振动往返荷载引起的滑动面岩体的动疲劳特性。

当前的时程分析法存在的关键技术难题有：

(1) 地震荷载的输入。不仅指地震荷载的时程曲线问题，还有地震荷载的输入部位、与地震约束的关系等。

(2) 阻尼问题。坝体含有各种施工缝的混凝土阻尼的确定没有定论，有限元的边界阻尼与反射问题，也是问题的关键与难点。

(3) 动力分析的收敛性问题。随历时几十秒的地震荷载曲线的动力时程分析，考虑到收敛性与精度时的微小时步长致使产生高达几十万、上百万次的求解方程运算，即使对于现今几十万快速的计算机来讲也是一个巨大的挑战。

(4) 动力分析的精度问题。只有极少数资深分析专家认识到防止动态分析中不可避免的高频伪振荡的唯一有效手段是限制单元尺寸小于3倍～5倍的动荷波长[13]，而这一要求对于几百米的大坝与地基分析区域而言势必造成巨量的单元数与分析工作量，这也极大地限制了动力稳定性分析在大坝工程中的广泛应用。

3 西部高陡岩体边坡的稳定性评价问题

我国西部水电、公路、铁路、矿山建设中将遇到越来越多的高边坡问题，其变形与破坏模式复杂，过去针对路堤、库岸、堤坝等中、小型边坡的经验、方法、稳定性评价手段不再适用。岩质边坡由于其存在大量裂隙、节理、断层等结构面，所以不是简单的直线或折线破坏，同一边坡变形体中，不同阶段、不同部位可能会表现不同的模式，而且它也不再是整个滑面同时达到临界状态后的突然破坏，而是岩质边坡破坏时滑体与滑面部分进入塑性状态。然后不断进行滑面上超限的拉剪应力释放、转移，最终达到平衡状态，这一渐进破坏的过程，由此决定了岩质边坡在分析与评价中的复杂性。

而传统的边坡稳定性的极限平衡分析法的局限性主要表现在：

(1) 破坏标准的判定。破坏标准是按滑动面同时破坏制定的，实际是局部破坏逐步扩展到整体破坏，以及滑动面拉剪应力释放与转移的过程。

(2) 强度参数的选取。强度计算参数选取单一，实际边坡在局部破坏前应采用峰值强度，随着破坏扩展，强度由峰值向残余转化。

(3) 计算方法的局限。无法模拟边坡施工过程、开挖引起的二次应力场，加固措施、加固时机、渗流、地震等作用的影响。

(4) 不符合“潘家铮极大值原理”。内力是单一、确定的，无法体现滑面上拉剪应力的传递与转移及滑体内部的内力调整，滑面将发挥最大抗滑能力的特性。

(5) 适用范围单一。均质性较强土质边坡结果较为可靠，对于复杂岩质边坡，无法真实模拟岩质边坡的非均质、各向异性的性态以及连续变形与非连续变形的破坏模式。

(6) 评价方法单一。仅能给出安全系数，无法对边坡局部或整体或应力场、变形场进行分析。

刚体极限平衡法的误差根源在于其描述的是未考虑破坏过程的计算方法，而实际边坡是一个渐进破坏的过程，局部破坏导致整体发生破坏，局部破坏中拉、剪应力转移、滑动面上峰值强度向残余强度的转化，而有限元分析法能够较好地诠释这一变形破坏过程。

有限元强度折减法[14]的思路认为边坡有限元分析结果为发散时，则认为坡体肯定失稳，在非线性弹塑性有限元边坡稳定性分析中，通过逐步降低结构面的强度参数，当边坡刚好达到临界失稳状态时的强度参数折减系数作为边坡稳定性评价的指标。首先，在失稳标准的判定上，有限元结果为发散就能判断边坡失稳，而且这对于边坡失稳来说是充分条件还是必要条件，这些都值得进一步考虑。还有在降低坡体的材料参数时，是对c、φ同时折减还是对c、f不同比例折减，是所有结构面按同一比例同时折减还是只折减控制结构面(K大于1.0的那个面)？以及在折减过程中是否考虑残余强度的折减？还是峰值强度等于残余强度？等等，均尚无定论。

有限元超载法主要通过施加荷载，虽然可以避免折减法中的诸多折减难题，但对于如何在分析前选出一个控制荷载进行超载分析仍是问题，而且在收敛性判断上同样存在强度折减法中一样的问题，所以单独使用收敛性判据得到的分析结果是不完善的。而采用塑性区沿潜在滑动面的连通表征边坡的破坏也存在问题，进入塑性并不能表征岩体发生破坏，很可能虽然进入塑性但离强度峰值还有相当的距离。特征量突变判据直观明了, 应用较广泛，主要通过强度折减或超载过程中位移曲线的突变点来进行失稳的判定。

针对以上两种主要方法存在的不足，笔者提出了一种有限元法，能够跟踪边坡开挖与支护过程，分析边坡开挖、支护结束后真实存在的抵抗岩体部分的潜在滑动面上的真实安全储备。此方法用来评价高陡岩质边坡的稳定性态势最合理的方法[15]。

4 长大隧道的快速安全施工的问题

长大隧道的施工中最大的困难在于地质条件的复杂性。前期勘察资料本身不足，后期支护设计优化时间跟不上施工进度，其核心是信息化施工技术问题。 而信息化施工的两个核心要素是施工现场的快速分析与科学量化设计。对此，本课题组已逐步提出了现场数字摄影快速地质编录技术，围岩现场岩体力学参数的快速旋切触探技术[16]，围岩支护结构应力场、变形场现场快速分析技术[17-20]；现场围岩力学参数的快速反演技术[22-23]；围岩稳定性快速评判技术[21，23]等。

传统的数值分析方法从建模到支护设计优化评价，在时间上很难满足信息化设计施工的要求。经过多年思索与试验，作者团队提出了针对大型数值分析结果进行二次开发的，以期达到简化现在的数值分析过程与时间的思路。这种思路是以围岩已有变形与应力量化规律研究替代现场的结果；在研究分析目标上牺牲一些不可靠的精度，以此提高计算效率及时为施工方案设计提供依据。其核心是将大量、系统的数值仿真试验结果为主样本群，结合工程实测资料和专家经验为边界样本群，基于功能强大的神经网络方法，构建地下硐室围岩关键点位移、应力、支护结构内力等与围岩变形参数E、c、φ、围岩荷载特性(深埋、侧压力系数)、围岩结构面的特性(围岩最主要的第一条结构面距硐室周边的距离、倾角、结构的厚；第二条结构面的距离、倾角、厚度)及围岩的几何特征(硐跨、高跨比)之间的(量化)函数关系。最终基于VB 和FORTRAN 混合编程技术构建了隧道快速智能化分析评价系统——FAST，初步达到对长大隧道的支护结构进行快速、量化、优化设计，推动隧道施工过程也朝着经济、高效和安全方向发展。

5 西部交通建设中的冻土工程问题

我国永久性冻土与季节性冻土区域面积占国土总面积的60%以上。随着国家经济中心发展向西部的转移，广阔的寒区建设中不可避免地将会遇到越来越多的冻土工程问题。如建于冻土区房屋基础的冻胀与融沉，路轨的冻胀隆起，公路路基的融沉、泛浆，交通隧洞的冻裂与挂冰等。

寒区工程的冻害问题[24]主要由冻土的冻胀、融沉作用造成，这一问题的本质是冻土多孔介质中土骨架、冰晶体、未冻水与空气这四相物质在温度、土水势、压力与变形等外界因素作用下的相互运动、迁移、扩散与相变。国内外不少学者曾研究过多孔多相介质的热、液、固耦合问题[25-31]。然而，再先进、高深的理论模型的应用离不开具体的室内耦合试验提供科学依据与数据支持。当前三场耦合分析的难点与重点在于水-热-力耦合试验的设计与条件。

冻土工程问题的研究经过青藏铁路建设的完成取得了巨大进步。冻土路基的设计大都已经超越了传统和保守的保护冻土的设计，进入到更科学更理性的“主动冷却地基”的设计，相应的几个主要的主动冷却地基的工程措施的设计原则已经提出。

(1) 通风管路基。通风管冷却系统是一种有效的防止冻土退化的工程措施。研究表明[32]，通风管埋深、管径、管距及冻土热学性质均对冻土路基的冷却效果有影响，路堤传热性越好，通风管效果越差；活动层传热性越好，通风管效果越好。考虑到夏、冬季节的闭拉、开帘子这一有力工程措施，则通风管的主动冷却效果比其他措施，如块石通风、路基的效果好。

关于管径的控制，以冷却效果控制最小管径；以路基变形稳定性与管壁强度控制最大管径；以造价与施工技术最终控制。作者在文献[32]中给出了通过系统数值仿真试验提出的管径与冷却效果影响区(冷却半径)的关系。

而科学的管距设计原则为：管距应小于“冷却半径”R，以便于有效发挥其冷却作用；同时应大于施工压实半径，以便于保障路基的不均匀沉降在允许范围以内。

(2) 块石路基。大量研究表明，开放状态下的块石路基具有较强的强迫对流效应，对路基有较明显的冷却效果。青藏铁路块石路基形式包括块石夹层路基、块石护坡路基、U型块石路基，其中以后两者为主[33]。

块石护坡路基结构是一个最典型的冷却路基工程措施。国内外大量研究证明，一定厚度的块石铺层对保护冻土具有良好的效果。块石护坡结构采用封闭条件下的多孔介质的单向自然对流机理来表达“主动冷却”路基的目的，但是实际工程中很难满足这种边界条件。对于块石护坡来说，实际开放边界加大风条件下块石护坡的作用机理有什么变化，是否仍具有“热半导体”效应仍存在疑问。

吴青柏等[34]发现现场大风条件下，块石护坡的热半导体效应并不明显。张明义等[35]分析比较了封闭与开放抛石路堤结构降温效果及降温机理差异,结果表明笔者担心的现场实际条件下的大风产生的强迫对流的确抵消了自然对流的热半导体效应。然而，考虑到青藏高原冬天的风速与夏天的风速有明显的差别；以及昼夜气温与风速的明显差别，即使夏天也会带来一定的热半导体效应。笔者的数值试验表明[36]，对于开放的块石护坡，夏天的热风带进块石体内的热量只有冬天的冷风带进冷能的约60%，说明一年内路堤处于放热状态；在一整天内，由于昼夜温差引起的热量约为吸收热量的20%，因此，即使在夏天，白天热风强迫对流带进的热量，有20%以上在夜晚的凉风作用下被带出。所以块石护坡仍是具有“主动冷却”路基的功能

(3) 遮阳板块石护坡。开放型的护坡并不像通常认为的那样具有较好的降温效果，而在夏季护坡路基吸热量的80%以上是由于日照作用，因此本文提出了一种新的护坡——遮阳板块石护坡[37]。

遮阳板块石护坡的设计原则以抗风压稳定与抗风掀拨为主要控制条件而不是以对流热状态为控制条件，不仅仅以通风效果作为设计依据，还有考虑大风产生的掀拨力荷载。这一理念可达到:①阻挡80%以上的热量进入路堤；②可以尽量减少开放式护坡强迫对流对块石体热半导体效应的减弱机理,人工造成自然对流的条件，充分发挥块石体的热半导体效应；③可以直接减轻阴、阳坡的不平衡热状况，减少纵向裂缝的出现；④防止长期运行时风沙堵塞块石的孔隙。数值仿真试验证实这种新型护坡具有明显的人造自然对流条件所带来的热半导体效应。

(4) 冻土地基冷却承载复合桩。多年冻土区桩基普遍存在桩周土回冻长时间才可承载、冻胀对桩基的“冷拔”作用产生过大的向上位移、地基融沉给桩带来负摩阻力等问题，针对这些问题，笔者提出一种新型桩[38]。利用大孔隙多孔介质诸如块石、碎石的热二极管特性设计刻槽通风承载桩，刻槽内的对流换热均显示出了明显的“主动冷却”地基的作用，达到了主动冷却桩基的目的。

冻土地基冷却承载复合桩是一种利用多年冻土地区多风、大风、负温持续时间长且昼夜温差大的特点，利用多孔介质的自然对流降温效应，将以往在冻土地区建筑常以增加热阻为手段的消极保护冻土原则，改变为“主动冷却”为的积极保护冻土的方式。

(5) 冻土隧道的设计原理。对处于冻土中的隧道，公路路基以防融沉为主，防冻胀为辅；而铁路路基则防冻胀、防融沉同等重要。隧道围岩由于其设计的山岩压力一般远大于融土土压力，所以隧道衬砌的设计应以防冻胀为主；围岩融沉对衬砌的影响可归入到山岩压力中一并考虑，不需做专门考虑。而冻胀的考虑需要慎重，它不仅与围岩的湿度场、围岩的含水量及围岩孔隙率直接相关，还与围岩的裂隙参数、水分迁移过程及支护结构刚度有关。这显然是个无限“超静定”或非线性问题。

6 西部基础建设中黄土高填方的稳定性与沉降变形问题

西北地区地形上多以丘陵沟壑区，需要对这些沟壑进行填筑才能满足大量的公路、铁路、机场及水利设施等建设要求，因此大量的黄土高填方工程不断涌现。

关于黄土高填方的研究，核心问题在于黄土高填方体的工后沉降变形。已有不少学者就黄土填方体进行了一系列的研究与探索。

对于黄土高填方地基稳定性和变形机理不仅与黄土本身的物理力学性质，还要考虑原地基土性、应力状态、含水率以及饱和度等因素有关。

从目前我国关于黄土高填方工程的研究可以看出，地基稳定性与沉降变形问题仍是主要的研究对象。研究的趋势是从最初考虑单一因素对沉降变形的影响发展到现在多因素的更为全面的分析，预测模型的精度也在不断提升。但是，由于最根本的问题——高填方的工后沉降机理问题没有解决，必然无法建立相应的黄土高填方工后沉降变形的科学预测。笔者认为：

(1) 岩土力学研究应始终以岩土工程为背景、为目标，黄土力学研究者必须从象牙塔里走向黄土工程现场，从对土样研究到土体。

(2) 将众多的本构关系研究实用化、细化、具体化和针对化。

(3) 黄土填方体工后沉降机理研究也应从简单的蠕变考虑，到非饱和水、气运移规律的分析研究；从传统的主固结-次固结研究，到更加合适非饱和、结构性黄土的大、中、小孔隙压密这一机理上的探索、分析。

充分考虑到当今科学技术的飞速发展，特别是当前大数据、互联网、云计算及传感器等技术的飞速发展。可以预测，将来的岩土力学必然是以现场快速监测-快速反演分析-快速可靠的智能化正分析预测-指导工程现场设计与科学施工的综合、应用性学科。

7 结 语

笔者对自认为的西部水利与土木工程建设中的几个重大工程问题与科学问题进行了粗浅的论述，还有不少重要的工程问题，如：西部长隧道工程中的涌水问题、岩爆问题等。限于作者的知识水平与科研阅历，没有涉及。

综上所述，在西部水利与土木工程建设中的六个问题可作如下总结：

(1) 岩体工程中的参数确定这一非常基础、非常重要的问题势必引起岩土工作者们务实的研究。

(2) 高坝的动力稳定性问题虽然会因高坝的减少而愈来愈少，但这一问题无论在科学意义上，还是工程措施上均未从根本上解决，势必会影响类似工程的动稳定性分析与评价。

(3) 岩体高边坡问题随着川藏铁路、公路等西部大型工程项目的建设会不断遇到，而以往的以中小边坡、土质边坡为主的研究成果与规范不再适用，必然会更加重视这一问题的研究。

(4) 长大隧道问题、隧道信息化施工问题以及隧道的科学量化设计问题已经谈了多年，然而一直没有大的进步，最重要的根源就是快速分析与计算手段跟不上，而作者首创的FAST分析方法与思路必将得到愈来愈广泛的应用。

(5) 冻土路基的防冻胀融沉措施大都已提出，但除过作者提出的通风管路基的设计原则外，其它措施的设计原则与量化设计措施、设计方案尚未提出，在今后的青藏高速、川藏公路、铁路等工程中必将开展这一研究。

(6) 西部机场、厂矿等建设中遇到了越来越高的黄土填方工程的工后沉降问题。虽然笔者在这一领域研究积累非常薄弱，但鉴于这一问题的特殊地域性，还是作以抛砖引玉式的简短论述，以期引起其他真正的黄土工程专家的重视。

致谢：陈杨、谢海香、张浩、石玉龙和胡彦博这五个助手在论文撰写过程中搜集资料、排版等方面提供的大力帮助，特此感谢。