岩土工程技术在海岸防护工程中的应用研究

岩土工程技术在海岸防护工程中的应用研究

向涛

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摘要：随着全球气候变化和人类活动的影响，海岸防护工程面临着日益严峻的挑战。岩土工程技术作为解决岩土相关问题的重要手段，在海岸防护工程中发挥着关键作用。本文深入探讨了岩土工程技术在海岸防护工程中的应用，包括海堤建设、海滩养护、防波堤设计等方面。详细阐述了岩土工程技术的原理、方法以及应用中的优势和局限性。同时，对未来岩土工程技术在海岸防护工程中的发展趋势进行了展望，为提高海岸防护工程的安全性和可持续性提供了参考依据。

关键词：岩土工程技术；海岸防护工程；应用

引言

海岸地区作为人类活动和经济发展的重要区域，面临着海洋灾害如风暴潮、海浪侵蚀等的威胁。为了保护海岸地区的人民生命财产安全和生态环境，海岸防护工程的建设至关重要。岩土工程技术在海岸防护工程中具有广泛的应用，为工程的稳定性和安全性提供了重要保障。

一、岩土工程技术概述

（一）岩土工程技术的定义和范畴

岩土工程技术是一门涉及岩土的勘察、设计、施工和监测的综合性学科，旨在解决与岩土体相关的各种工程问题。其核心目标是确保工程结构在地质环境中的安全性和稳定性。

（二）岩土工程技术的发展历程

岩土工程技术的发展可以追溯到古代，早期主要依赖于经验和直观判断。随着科学技术的进步，岩土工程逐渐形成了系统的理论体系，从传统的岩土力学理论到现代的数值模拟和监测技术，岩土工程技术不断演变和完善。现代岩土工程技术不仅包括经典的力学分析，还融合了先进的计算方法和实时监测手段，为解决复杂的工程问题提供了有力支持。

二、海岸防护工程中的岩土工程问题

（一）海岸岩土体的特性

海岸岩土体具有独特的物理力学性质，包括其渗透性、变形特性和强度特性等。这些特性直接影响到海岸防护工程的设计和施工。

（二）海洋动力作用对岩土体的影响

海洋环境中的动力因素，如波浪、潮流和风暴潮等，会对海岸岩土体产生强烈的冲刷、侵蚀和破坏作用。这些动力作用不仅会导致岩土体的物理性质变化，还可能引发滑坡、崩塌等地质灾害，从而威胁海岸防护工程的安全。

（三）海岸防护工程对岩土体稳定性的要求

海岸防护工程，如海堤、防波堤等，需要在复杂的海洋环境下保持长期稳定性。这要求在设计和施工过程中，必须充分考虑岩土体的力学性质和海洋动力作用的影响，采取有效的工程措施来确保结构的安全。

三、岩土工程技术在海岸防护工程中的应用

（一）海堤建设

堤基处理技术，在海堤建设中，常用的堤基处理技术包括排水固结、深层搅拌桩等，这些技术可以有效提高堤基的承载力和稳定性，减少地基沉降和变形。堤身结构设计，根据岩土材料的特性，海堤的结构形式可以分为重力式、悬臂式等多种类型。设计时需要综合考虑岩土材料的性质和海洋环境的影响，进行优化设计。

（二）海滩养护

海滩补沙技术，选择合适的沙源和补沙方法，可以有效地恢复和维持海滩的形态和功能。岩土工程技术在选择沙源和确定补沙量方面起到了关键作用。护滩建筑物的设置，丁坝、离岸堤等护滩建筑物的设置，需要利用岩土工程原理进行设计和施工，以确保建筑物的稳定性和功能性。

（三）防波堤设计

防波堤基础的稳定性分析，在防波堤设计中，必须对基础的稳定性进行详细分析，考虑波浪、水流等作用，确定合理的埋深和加固措施。防波堤结构形式的选择，根据工程条件和岩土特性，可以选择斜坡式、直立式等不同的结构形式。每种形式都有其特定的适用条件和设计要求，需要通过岩土工程技术进行合理选择和设计。

四、岩土工程技术在海岸防护工程应用中的挑战与对策

（一）面临的挑战

海洋环境的复杂性和不确定性，极端海洋灾害的发生频率增加：随着全球气候变化的加剧，海平面上升、台风、风暴潮等极端天气事件的频率和强度显著增加，这给海岸防护工程带来了巨大的挑战。极端天气不仅会破坏已有的防护结构，还会增加施工过程中的风险。海洋腐蚀和侵蚀作用：海水中的盐分和溶解氧会对建筑材料产生强烈的腐蚀作用，而波浪和潮汐的冲刷则会加速结构的侵蚀。这些因素大大缩短了防护结构的使用寿命，增加了维护成本。岩土工程技术的局限性，某些技术在特定海洋条件下的效果不理想：施工难度大：海洋环境下的施工条件极为复杂，受到潮汐、波浪、风速等多种因素的影响。施工窗口期短，设备和人员的安全风险较高，施工效率较低。

（二）应对策略

加强海洋环境监测和预测，为岩土工程设计和施工提供更准确的依据：通过长期的海洋环境监测和数据分析，可以获得更加精确的海洋环境参数，如波浪高度、流速、潮位等，从而为工程设计和施工提供科学依据。利用现代信息技术，建立海洋环境数据库和信息共享平台，有助于提高工程设计的准确性和可靠性。建立预警系统：通过实时监测和数据分析，可以及时预报极端海洋灾害的发生，采取相应的防护措施，减少损失。开展岩土工程技术创新研究，提高技术的适应性和可靠性：针对海洋环境的特殊要求，研发新型材料和技术，如高性能混凝土、纤维增强复合材料、耐腐蚀钢材等，以增强结构的耐久性和抗腐蚀性。同时，改进施工工艺，开发适用于海洋环境的施工技术和设备，提高施工效率和安全性。

五、未来发展趋势

（一）多学科融合

与海洋学、生态学等学科相结合：通过跨学科的合作，综合考虑海洋动力、生态平衡、地质构造等因素，实现更综合的海岸防护效果。例如，利用海洋学的知识，可以更好地理解海洋动力过程，优化防护结构的设计；利用生态学的知识，可以设计出更加符合生态环境要求的防护方案，促进生物多样性的保护。系统工程思想的应用：采用系统工程的方法，统筹规划和设计海岸防护工程，提高整体防护效果。

（二）智能化监测和评估

利用先进的传感器和数据分析技术：实时监测岩土体和防护结构的状态，及时发现潜在问题并进行维护。例如，可以安装智能传感器，实时监测结构的应力、变形、腐蚀等情况，通过数据分析和处理，及时发现异常情况，采取相应的措施。建立数字化模型：通过数值模拟和仿真分析，优化设计方案和施工过程，提高工程的可靠性和经济性。

（三）绿色环保理念的融入

采用生态友好型的岩土工程技术：减少对海洋生态环境的影响，例如使用环保型建筑材料、设计生态型护岸结构等。例如，可以采用透水混凝土、生态砖等材料，促进水体交换和生物栖息，提高生态环境的友好性。促进生态恢复和保护：在海岸防护工程中融入生态恢复的理念，促进生物多样性的保护和生态环境的可持续发展。

结论

岩土工程技术在海岸防护工程中具有不可替代的作用。通过合理应用岩土工程技术，可以有效提高海岸防护工程的安全性和稳定性，保护海岸地区的生态环境和经济发展。然而，面对不断变化的海洋环境和日益增长的防护需求，还需要不断创新和完善岩土工程技术，加强多学科的协作，以实现海岸防护工程的可持续发展。

参考文献

[1]廖焱.勘察技术在岩土工程施工中的应用[J].中国建筑装饰装修,2021(04):122-123.

[2]张新.勘察技术在岩土工程施工中的应用研究[J].工程技术研究,2021,6(05):105-106.