岩土工程領域有哪些前沿課題?


謝邀,作為一個土鱉博士,我對國外的前沿課題了解的不多,說幾個我熟悉的國內前沿吧。

機場973:山區支線機場高填方變形和穩定控制關鍵問題基礎問題研究(2014-)

首席科學家:北京航空航天大學姚仰平教授

主要研究內容:特殊填料的力學特性及本構關係研究,高填方壓實機理及質量評價體系研究,機場高填方長期變形規律及優化設計方法研究,機場高填方穩定性分析研究,機場高填方地震災變和適航性研究,機場高填方質量控制和全生命周期安全監控。

(現在西部山區大量修建機場,機場填料通常很差,變形問題和穩定問題突出,已建成的機場已出現較多病害。這個課題成果直接應用在機場建設。)

凍土973:青藏高原重大凍土工程的基礎研究(2012-2017)

首席科學家:中國科學院寒區旱區環境與工程研究所馬巍研究員

主要研究內容:青藏工程走廊凍土變化及其災害時空演化規律、多年凍土地基熱、力響應的多因素耦合機制、凍土工程構築物基礎穩定性與服役性能的評價與預測、凍土工程走廊構築物相互作用及其對環境變化的響應、凍土工程災害評估及其防治對策等。

(凍土實在是太難研究明白了)

高壩973:高碾壓混凝土壩全壽命周期性能演變機理與安全控制(2012-2017)

首席科學家:天津大學鍾登華院士

主要研究內容:複雜環境下碾壓混凝土材料性能演變細觀機制,碾壓混凝土壩成層結構力學特性及演變規律,高碾壓混凝土壩結構優化理論與新型結構,複雜條件下高碾壓混凝土壩建設性能實時監控理論,極端條件下高碾壓混凝土壩動力響應機制,高碾壓混凝土壩全壽命周期性能評估與安全控制。

(這大概是為建設400m高壩做準備吧)

垃圾973:城市固體廢棄物填埋孕育環境災害與可持續防控的基礎研究(2012-2017)

首席科學家:浙江大學陳雲敏院士

研究目標:通過災變源主動調控及屏障全壽命服役,有效控制填埋場城市環境災害,實現固廢處置無害化;大幅增加單位土地面積填埋量,減少滲瀝液產量,實現固廢處置減量化;高效收集和利用填埋氣,實現固廢處置資源化。

(環境岩土工程,跨學科的新方向)

另有(我不太熟悉,就不多介紹了):

深部複合地層圍岩與TBM的相互作用機理及安全控制(武漢大學劉泉聲)

重大岩體工程災害模擬、軟體及預警方法基礎研究(大連理工大學唐春安)

高速鐵路軟土路基長期運營沉降與環境振動控制(同濟大學馮世進)

等等……

拓展閱讀:

青藏高原重大凍土工程的基礎研究

高碾壓混凝土壩全壽命周期性能演變機理與安全控制 項目概況

山區建機場,另類的超級工程


小博一枚,未必正確。

我想這個問題,可能去知網上各位前輩們的綜述可見一斑,太大了,沈珠江,黃文熙,汪文韶等老先生們都曾經用十幾頁甚至二十幾頁探討過。

個人以為岩土工程師就是地球的醫生,診斷、治病無一不需要精道。勘查好似診斷,如何準確探知地下情況,潛在災害—————難!施工治理好像開處方抓藥,藥到病除,兼顧實用與經濟性處理好岩土工程問題—————難!

岩土工程向前涉及地質,向後涉及力學,相信所有的老師在本科階段就會告訴學生們,岩土工程是一門經驗與理論結合的學科。

因此所謂前沿課題,本質上也跑不開這兩個方向,答主所學時日尚短,只說一些所眼見之內的課題方向。

診斷:

中國地震局最近提出了一個口號叫做「透明地殼」,簡單來說,人們迫切想知道地下到底有什麼,淺埋的深埋的?

地災區劃,也許有人會認為這是工程地質工作,那麼地震區劃呢?這也是我所在研究所歷來的一個研究方向。

說白了,勘查一直以來最苦最累最辛苦,大家都想把地表鑽成篩子,那就不簡單多了,地下如何一目了然,可惜不可以啊,成本啊,所以催生了無數種勘察方法,波速,雷達,地震,電法等等。以波速為例,好方法,難取信,試驗技術,數據處理等等。所以說勘查方法本身就是經久不衰的前沿課題。

治療:

我對岩石了解不多。但從土來講:

南海島礁的建設,這些特殊的鈣質砂珊瑚土,除了汪稔團隊開的早,其餘的恐怕都慢了一步,當先以及未來一段時間正火,南海啊。

凍土區,無論永凍土或者季凍土,由於地緣問題很多北方學校在做,大部分老牌岩土牛校是不做的,但是人少不代表不前緣,凍融循環下土的特性,別看說著容易,目前試驗技術都有很多問題。一帶一路可是經過很多凍土區。

各個典型地區的地基處理,樁基處理,中國在轉型,集約型社會不太支持預算極高效率不好的施工辦法,相信大家都明白岩土工程中偏保守的規矩,為什麼?因為為了安全只能保守保守再保守。但是,這並不符合工程人員應有的服務意識。

動力學。海岸,浪涌,地震,交通....朱慈勉教授就說過,結構力學裡最精髓的內容始於動力學。同樣,土力學中最尖端的課題在於動力學。海岸工程,地震工程。前沿不前沿,看看都有哪些學校在研究這些方向吧,浙大,清華,同濟,河海,天大,哈工大,西南交大...發現基本幾大頂尖院校在動力學方面都在角逐自己的優勢領域,為什麼?難而尖!

各種本構,經久不衰的前沿課題。不用多說了。

最後提一句,離型機,尤其是動力離心機。這個東西不多說了,我們自己就在做,算我們組的一個核武器,某種意義上講,它代表了土工試驗未來的攻關方向。

岩石方面了解不多,不過對軟岩方面頗有興趣。

最後,我想說,課題本無所謂前沿不前沿,科學的探索但凡在任何方向前進一步,都是對人類的貢獻。項科研工作者致敬。

不過我愛木工。


其他不太了解,不過我目前的研究領域,前沿方向就是岩石斷裂模擬了。

裂縫的起裂和擴展過程一直是困擾了岩土工程界N久的問題,研究這麼多年了,除了一堆經驗公式沒啥根本性的進展。近年來離散元大熱,人們發現利用離散元做岩土可以跟真的一樣,紛紛跟進,直接導致Cundall教授論文他引突破8000,順利進階神級行列。

我也跟風做了幾年,但感覺離散元方法只能有其形,而不能有其髓,說白了就是個花架子,沒什麼實際用處。所以現在我在跟幾個小夥伴一起主攻擬連續有限元方法,估計明年就能跟大家見面了。


好多搞岩石力學的人開始用近場動力學來解釋岩石的斷裂,不知算不算前沿。


經濟技術合理的監測技術,會一直是前沿!


同濟大學白雲教授,月球岩土工程。

岩土所的頁岩氣,利國利民。南海島礁,同樣是利(gui)國(fu)利(shen)民(gong)。

陳雲敏+馮世進的垃圾填埋場。

此外我自己想了一個:深部岩體的C循環過程。不知道有沒有類似的課題。


首先要看前沿課題怎麼定義?

如果是指沒有解決的問題,目標是為了發文章。那就太多了,把近幾年三大牛刊的文章標題瀏覽一下,研究比較多的就是前沿課題。

如果前沿課題是指和工程應用相關的問題,目標是為了搞經費評獎。那就要盯著國家十三五規劃的重大項目,尤其是預可研階段的項目。大致如此!!


城市地下空間拓展?


前沿課題...

我覺得我做的方向蠻前沿的...

微生物岩土工程...

真是越來越火...

眼睜睜看著論文一年年冒出來...

先佔坑,等有空來回答。


二氧化碳爆破。這個熱。


最前沿的是如何製造出石油


斗膽說一句 微生物岩土工程 真是可行性 還未知 但是熱點


推薦閱讀:

岩土工程碩士畢業就業前景如何?和結構以及橋樑相比呢?
岩石和土的區別是什麼?

TAG:註冊岩土工程師 | 岩土工程 | 地質工程 |