工程地质野外实习与室内实验教学探讨

摘 要：工程地质是土木工程专业的专业基础课，具有野外实践性很强的特点。 根据土木工程专业在工业与民用建筑工程地质勘察实习过程中, 对实践教学环节的重点问题,特别是野外（现场）工程地质勘察与原位测试实习工作中突出实践能力训练和室内实验测试中的全面考虑与重点认识相结合的问题进行了系统研究，探讨了专业实习教学方法体系和课程建设的思路与方法。

关键词：工程地质 野外实习 室内实验教学 岩土测试

中图分类号：G4 文献标识码: A 文章编号：1673-9795(2011)06（b）-0000-00

工程地质是岩土工程专业本科学生的专业基础课[1～2]，目的是培养学生能独立掌握查阅各类有关工程的和地质的技术资料、查明工程地质条件、分析和解决（处理）工程地质问题的能力[3]。该课程涉及地质学基础、水文地质基础、工程岩土学、工程地质勘察和岩土工程测试技术等知识面。随着高等教育改革的逐步深入，如何加强实践性教学，尤其是培养学生解决实际问题的能力, 已经成为高校工科教学改革的一个重要课题。对于野外实习和室内试验这一实践教学环节，因其野外实习场地的多变性和开放性，以及室内实验教学设施的完备性，其教学模式也有别于理论教学。如何抓好这一教学环节是一个很值得探讨的问题。

1.野外实习

1.1编写野外实践教学大纲

工程地质实习应该参照相关建筑工程类别的勘察规范要求执行（如在工业与民用建筑类工程地质实习中应参照《岩土工程勘察规范》要求执行），这样学生毕业工作时可以完全胜任实际工程的岩土工程勘察或勘测工作。因此，指导教师预先编写实习大纲，收集实践教学区地质资料和相关工程建筑（设计）资料，明确拟建工程的规模、等级、结构类型、基本荷载等情况，以及可能采用的基础类型与基础埋深、制定学生每天实习的计划及工作量，检查指导学生完成情况，及时总结实习过程中取得的成绩、经验与教训，完善实习大纲。

1.2预先组织学生观看声像教学片

将野外实习的地质现象或工程地质条件及工程地质问题以教学纪录片的形式预先组织学生观看,使学生事先能够对野外实习的地质现象或工程地质条件及工程地质问题有一个初步、直观的印象,既能帮助学生更好地理解理论教学的知识,又能提高学生对野外实习的兴趣,同时还提高了野外实习的教学效果,使学生在野外实习中对场地工程地质条件和存在的工程地质问题能及时、准确地认识和分析出来,提高学生的独立观察能力、思考能力和分析能力。在教学内容的安排上,先从基础开始,再深入到应用。

1.3 实习中须注意事项

在工业与民用建筑类工程地质勘探实习工作中，大部分学生都能严格按实习大纲执行，但也有个别学生在勘探工作环节中造成疏漏现象，指导教师应认真检查以下几点：

⑴勘探点的布置与间距：因现场调查和编录人员缺乏地质工作经验，不能做到随机应变，造成勘探点布置的不合理，在室内资料整理中发现相邻两勘探点地层变化很大，甚至相差悬殊和地质条件不明的情况。另外，在对勘探区岩土工程特性不太了解的情况下，按某个勘察等级进行勘探，在室内对所采集的岩土试样进行分析时，发现存在特殊性岩土，如盐渍土、湿陷性黄土等，使勘察等级与工程场地不符，造成勘探点布置的不合理。遇复杂地基情况，应按规范要求加密勘探点，不能局限于经济或时间等因素而坚持原勘探方案不变，否则难以查明场地工程地质情况，埋下工程隐患。大部分勘察人员遇到上述情况，都会进行补充勘探；

⑵勘探点深度：建筑基础结构形式和尺寸的不同，勘探深度就有所不同，如长春黄土台地地区的6～7层砖混结构住宅，多采用预制桩或沉管灌注桩基础，通常勘探孔深15m即可满足要求；在工程地质条件好的砂砾石土层及基岩浅埋区可适当减小勘探深度；而对多层框架结构建筑，高度较大的地下室，由于柱网的柱荷载大，基础面积大甚至可能采用大口径桩基，尤其在可能存在深厚的软土层情况下，15m 勘探深度常不能满足要求。相反，在有丰富经验的地区，对2、3层一般建筑物，盲目地采用15m 勘探深度，将造成不必要的浪费；

⑶原位测试：原位测试应严格按相关试验操作规程进行。静力触探按规定应定深调零以减少零漂，有时图省事不按要求调零，造成数据采集不准，尤其在气温与地温相差较大的冬、夏季，试验指标相差更大；标准贯入试验不按规程要求进行杆长和孔深校正，在缩径和孔底有残留时，不能及时发现标贯器未落至测试位置，造成标贯击数严重失真；重型及超重型动力触探按规程要求需连续贯入，并定深旋转触探杆以减小侧摩阻，但在测试中由于连续贯入比较缓慢，且起杆困难或局部遇到稍大卵石锤击不进而放弃连续贯入，使得对砂砾石土评价本来就缺乏相应手段的触探击数不够详实，进而造成对砂砾石土评价的困难；

⑷地下水位观测：地下水位量测要求各勘探点应同时进行，量测时间须在最后一个钻孔施工完成24h 后进行，量测时需考虑周围地下水的埋藏条件，水位量测应与钻孔坐标、标高回测相结合，精度误差要求在±2cm内。但实际钻探中，对钻孔(探井)中水位的量测，终孔即测，也不考虑附近有无抽水井及地下水溢出的水跃值，以致所量测的地下水位极为不准，甚至给建筑施工带来意想不到的麻烦；

⑸试样采取：试样采集中常不注意严格按照规范要求，原状样高度不够，数量不足或密封不到位，造成土中含水量散失，有时用于颗分的砂砾石土试样，采集时因从井壁敲刻接收不好，造成多为大颗粒，影响对实际级配的定性或土质分析的准确性。采取地下水试样时，钻孔刚终孔即采取，尤其是泥浆护钻进的钻孔，其水样成份就无法代表地下水的真实成份。

2 室内实验教学

2.1 教学实验室建设

室内实验室建设应根据学科的发展补充与更新的成套矿物、岩石、岩土标本及教学模型。新设备、新仪器，尤其是高精度、自动化、便携式仪器设备已成为现代工程地质教学、科研与生产现代化、信息化的重要标志。为此，在加强工程地质常规实验室建设的同时,需要引进和购置一批先进的教学科研设备，如地质雷达、工程地震仪、直剪仪、数显电子荷载仪、旁压仪、孔隙水压力监测仪等。这些仪器设备用于室内实验教学会对学生的动手能力和实际能力的提高有很大的促进作用。

2.2 室内实验教学全天开放

室内实验是课堂讲授与野外实习不可或缺的联系纽带。如果对室内实验教学没有充分重视，会大大影响野外实习教学的顺利进行。室内实验教学在时间安排上是在课堂讲授完基本地质知识后即刻安排进行,一是在学生对所学知识还记忆犹新时趁热打铁进行再教育,提高实习效果。二是不影响学生学习其他课程,实验室全天开放,授课教师轮流授课,学生轮流实习,保证了上课时间和教学质量。

2.3 室内实验教学位理论教学和野外实习奠定基础

室内实验教学要注意丰富的标本模型虽然可以激发学生的辨识兴趣，提高学生的学习积极性，但极易导致学生仅凭兴趣，把注意力和时间更多地放在色彩、外形独特的标本上，而忽视了对岩石矿物的全面认识。为此改革室内实验授课方法，将室内实验教学分三阶段进行。第一阶段：满足学生的好奇心，给学生一定的时间任其观察各类标本模型；第二阶段：对每一种岩土矿物标本进行特性分析；第三阶段：列出典型的、常见的矿物，岩土样品，要求学生在规定时间内完成其特征描述，并以此作为室内实验效果的验证，再通过讨论的方式加深学生对工程地质理论内容的理解，提高学生认识问题分析问题的能力。三阶段的室内实验教学对保证野外实习教学顺利圆满完成奠定了坚实的基础。

3 室内土工试验

3.1 粉土的划分

按规范，粉土是粒径大于0.075mm 的颗粒质量不超过总质量的50%，且塑性指数等于或小于10 的土。在实用中，由于颗分试验较复杂，仍存在仅按塑性指数来划定粉土的不全面、不准确的做法；另外，按GB50021-2001 规定粉土承载力特征值深宽修正及按G5007-2002 规定进行液化判别均须根据粘粒含量值来进行计算。

3.2 剪切试验

现在很多岩土试验室用快剪仪进行剪切试验，直剪试验受力条件复杂，排水条件不易控制，按GB/T50123-1999之规定，快剪试验一般适用于渗透系数小于10-6cm/s 的细粒土，对于一般粉质粘土和粉土，其渗透系数多大于10-5cm/s，直剪试验非常勉强，其试验所得参数可信度不足，仅能供参考用。

3.3 土粒比重试验

很多教学实验室对比重试验并不重视，多采用经验估计值，很少进行实测，在岩土工程中，这种误差可以接受，但在涉及到渗流稳定分析的工程中，就会造成相当大的影响，甚至会得出错误的结论。

4 结语

教学改革的实践证明：在新的培养计划要求下的岩土工程专业的工程地质课程教学效果有了明显提高。但我们认识到在实践教学环节还存在一些问题，工程地质实习是实践性教学环节中的一个代表,为了把工程地质课程教学在现有的基础上推上一个更高台阶，怎样使实践性教学环节更加系统化、规范化, 是今后教学改革的一个方向, 它有待于我们进一步积累、总结和完善。

参考文献

[1]仲景冰.土木工程施工课程教学改革及思考[J].高等建筑教育,2002,10(2):59 - 60

[2]罗云菊,王桂林,文海家.土木工程专业工程地质学教学改革探索[J].高等建筑教育,2002，10(3):26-27.

[3]杨泰华.土木工程专业工程地质实习的实践与探讨[J].国外建材科技，2005，26（2）：140-142.

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