岩土工程类比法的应用

曲世才

【摘要】岩土工程类比法是定性评价的一种，而定性评价和定量评价进行组合，便构成了边坡稳定性分析的主要策略和内容。本文中，笔者将围绕“岩土工程类比法的应用”，展开论述。

【关键词】岩土工程;类比法;主要原理;具体应用

1、岩土工程类比法的原理

1.1类比的基本原理

类比法要求一定的限制条件，诸如类似性原理、系统性原理、选择性原理和目标性原理，都可以被视作类比的基本原理。

1.1.1类比性原理

有研究表明，类比迁移就是以类比对象的类似性作为基础，当两个对象因为共有的特征而展开特征值行为，并且存在一定差别时，就可以称之为二者存在共性和类似性;当两个对象本身存在类似性时，就可以说这两个对象之间存在类似性，就需要进一步说明，这种类似性究竟体现在哪些特征和哪些细节之处。

1.1.2系统性原理

类比和类似性都必须严格遵循系统性原理，其中类比就是将两个不同的对象，根据相应的特征进行匹配，然后从系统的角度、而不是从单独的某一个方面来进行类比性研究。而所谓类比的系统性原理，也就是将类比对象统一起来，视作完整的系统，系统当中的所有要素都呈现出一定的共性要素。

1.1.3选择性原理

其主要是指針对那些看似较为复杂，不可能也没有必要存在的方面，进行比较和选择性匹配。类比的核心问题是对类比项的选择，所谓选项原理，本质就是用于过滤相互匹配条件的选择性行为。所以，很显然，人们自然而然会想到，选择哪些问题，会对结果产生实质性的影响。

1.1.4目标性原理

岩土工程的设计以解决根本问题为目标、为根本原则，故而相关问题的呈现和目标设计，关联甚深。类比法以目标为驱动，属于目标控制原理范畴，当然在实际操作过程中，为了确保系统类比的有效性，既要考虑到目标，也要考虑到目标的结构性特征。

1.1.5类似程度分析

这种分析并不是站在差异化的对立面，而是要忽视所有不重要的差异性元素，将主要的类似进行高度概括。如此就会导致两个本质上并不相同的事物，会因为属性当中相类似的部分，而不断增加共性，差异性的因素则会在摒弃的过程中，逐渐减少。

1.2岩土工程系统特征

作为系统的关键性要素，系统的组成部分以及演化过程所需要的时间，同样也构成了复杂的系统结构序列。系统结构序列除了能够反映系统内部的各个构成要素，反应其排布规律和组合特点外，还在一定程度上反映出不同要素之间的关系、重要性排列以及有机的联系方式和相互影响。一般情况下，系统结构序列包括了时间结构序列、功能结构序列和空间结构序列，其中时间结构序列主要是指系统当中各个要素的时间陈列方式;功能结构序列是指各个系统要素在相互影响、相互关联过程中所表现出来的一定功能;空间结构序列是指系统当中各个要素的空间组合和排布形式。

2、岩土工程类比法的应用策略

结合认知心理学的相关原理，岩土工程类比法应用可以概括为这样几个内容：

2.1课题的正确表征

类比法应用的前提是对基础、目标课题做出恰当的表征，其中目标课题的表征就是对问题进行定义，而基础课题的表征既涉及问题的定义，也涉及对问题的解答规划和规划的执行结果，并且属于高水平设计领域。尤其是为了确保解答方法的顺利迁移，有必要对基础课题的解答方法进行汇总、概括获得提炼，进而形成带有一定抽象性色彩的水平概括表征，毕竟任何问题，都需要切实明确之后，才能真正意义上被称之为问题。。一旦目标课题无法得到正确的表征，那么类比对象的检索自然就是盲目和不可靠的。如果目标问题的表征不够理想，那么表层特征和深层特征无法有效区分，也会导致不确定性的存在。事实上，新手所进行的类似性判断大多是基于表层特征所展开的，相关专家所进行的类似性判断则是根据内隐的深层特征所展开的。概括地说，岩土工程的表征主要涉及到以下因素：

第一，主体要素，主要是指岩土工程的地质结构和地下水条件;

第二，工程规模要素;

第三，施工条件与施工水平;

第四，周边环境的限制和要求;

第五，主要工程问题及设计目标;

第六，岩土体形发生破坏和变化的应对机制;

第七，物理学性质、岩石属性等;

第八，对于基础课题已经确定的或者即将要开始界定的方案。

2.2类比检索与映射

在对目标课题做出正确的表征之后，就需要从信息数据库或个人的记忆当中，选择最为契合的基础课题。类比课题的选择十分关键，一旦其出现选择错误，必然会导致问题解答的错误，其所有可能导致的后果是十分严重的。

而接下来的类比映射，就是类比思维的主要落地过程。概括地说，所谓类比映射，也就是将两个类比对象所具备的各种特征，结合已经发现的对应关系，进行最大程度的特征匹配。通过检索已有的基础课题，一旦发现任何类比物就要开始实施映射过程。

首先，在两个类比物的基本特征、某些成分当中进行部分映射;

其次，通过进一步的映射，生成对于目标问题的有效解答，当然这个解答的过程也可以被理解为映射。当然再次过程中需要注意的是，类比效度的检查，本身也是在映射过程和范畴当中的，并不是映射过程之后的存在。

2.3归纳概括与图式

如果类比已经成功地解决了问题，那么能够反映类比物之间抽象关系的图式，也就是实际能够解决问题的图式通常情况下，图式的归纳过程包括了对某种抽象要素的描述，而这种描述也可以被理解为对两个类比物之间的基本特征、问题解答和解答执行等共有的存在。而伴随目标课题的不断深入研究和问题解决，以此作为基础课题的数目会越来越多，但通过较为细致的概括和总结归纳，可以得到有关这类课题的基本图式，而这些图式本质上就反映着同一类课题的实质性特征以及有关问题的解答原则。

2.4初步的研究成果

当下，一些专家和研究学者在岩土工程相关概念的设计、图式类别的归纳方面，已经进行了一定程度的工作。根据地质条件，某一地区的土层可以被划分为硬质、中硬、软弱三个级别，总结初步的研究结果主要包括这样几个方面：

首先，根据大量的岩土工程经验，总结和归纳出具有代表性和典型性地层的主要问题解决方案和相关设计原则;

其次，根据指定岩土工程的环境、地质条件以及工程规模，进一步使用类比的方法，来对支护结构模型进行有效选择和设计;

再次，利用专业的设计软件对岩土工程整体的稳定性、基坑支护强度等方面进行校验核算;

最后，通过对方案的反复对比与筛选，敲定最终的设计方案。

参考文献：

[1]李奎.运用工程地质类比法分析评价边坡的稳定性[J].土工基础，2019，33（04）.

[2]刘勋.类比法在环境影响评价中的应用[J].河南科技，2018（34）.