浅谈岩土工程发展中的哲学问题

浅谈岩土工程发展中的哲学问题

摘要：岩土是人类最早接触的物质，也是古代人类最早使用的工具和武器，随

着社会知识化、科技信息化和经济全球化进程的不断推进，科学技术已经广泛渗透到社会生产和人类生活的各个领域，成为社会系统发展的核心动力。我们要促进科学技术的发展，并通过它来推动社会经济的发展与社会同步，就必须深入研究科技发展的内在规律，而自然辩证法恰恰给我们提供了研究的方法。自然辩证法与各学科虽有一定的区别，但更有紧密联系的。岩土工程作为一种应用性学科，其研究和发展需要运用自然辩证法相关的理论进行指导。

关键词：自然辩证法 岩土工程 哲学 联系 发展 1引言

当今人类社会已经进入信息时代，科学技术与社会的关系更加紧密，科学技术已经广泛渗透到社会生产和人类生活的各个领域，成为社会系统发展的核心动力，它的每一次重大突破都会引起生产力的深刻变革和人类文明的巨大进步。

科技对我们如此重要，所以认真学习并深入了解自然科学的产生与发展有助于我们更好的学习科学。自然辩证法精辟的阐述了自然科学的历史发展过程，充分体现了人类认识自然、改造自然的艰难曲折进程，并预言了未来科学发展的方向，这就使得我们很有必要学习《自然辩证法》这本书。

2关于《自然辩证法》

自然辩证法是辩证唯物主义哲学的的分支学科，是以整体的自然界、自然科学技术研究的一般方法和整体的科学技术作为研究对象的学科。自然辨证法是研究认识自然、改造自然的方法论，总体上划分为自然观、科学技术观和科学技术方法论三大部分。自然辨证法在科学技术的具体学科和马克思主义哲学的普遍原理之间，是处于一种中间的位置。正是由于自然辩证法自身特殊的位置，与其他哲学相比，它和自然科学的关系更值得研究。

自然辩证法是马克思主义的重要组成部分，自然辩证法的创立与发展同哲学与科学技术的进步密切相关，是马克思主义关于科学与社会关系的已有成果的概括和总结。自然辨证法告诉我们，科学技术方法是关于科学技术研究中常用的一般方法，包括有适用某些学科的特殊研究方法、适用于各门自然科学或技术科学的一般研究方法即适用于自然科学、社会科学、思维科学的普遍研究方法。自然辩证法是马克思主义的自然观和自然科学观。体现马克思主义哲学的世界观、认识论、方法论的统一，构成马克思主义哲学的一个组成部分。自然界客观存在的规律性。通过各个自然领域的特殊自然规律和个别过程表现出来。辩证唯物主义的自然观、自然科学观和自然科学方法论。研究自然界和人们认识自然改造自然的最一般的规律，对自然科学内容和自然科学的产生、发展历史作出哲学概括。

在古代，社会的进步和科学的发展更多的是依靠古代人的自然哲学的天才直觉，向苏格拉底，柏拉图等人。他们通过思考来认识世界，认识世界的本源，但他们却无法超越当时时代的局限性。在现代，随着科学的越来越深入，天才的自然哲学直觉已经不能再使科学更进一步，因此不得不转向有着更多优越性的严密的逻辑思维。从而产生了像牛顿，林耐等人，他们给现代自然科学奠定了深厚的基石，开创了力学，生物学等多个领域，并且发明了微积分，统计分类等 科学研究工具。可以说，没人类科学的巨大进步，就不会有现在辉煌的科学成就，如果没有那些伟大巨人的产生，也许我们今天可以实现的一切，就要退后几百年。

自然辩证法与自然科学有一定的区别，但更有紧密的联系，土木工程中许多地方受着它的指导。比如其中的岩土工程中，自然辩证法中的方法论指导着岩土研究者和工程师们。

3 岩土工程简介

岩土工程(geotechnical engineering)：是欧美国家于20世纪60年代在土木工程实践中建立起来的一种新的技术体制。岩土工程是以求解岩体与土体工程问题，包括地基与基础、边坡和地下工程等问题，作为自己的研究对象。

岩土工程专业是土木工程的分支，是运用工程地质学、土力学、岩石力学解决各类工程中关于岩石、土的工程技术问题的科学。按照工程建设阶段划分，工作内容可以分为：岩土工程勘察、岩土工程设计、岩土工程治理、岩土工程监测、岩土工程检测。

随着我国经济的繁荣与发展，各种建筑工程如雨后春笋般拔地而起，座座水库波光粼粼，栋栋高楼鳞次见比。在各种土建工程中，岩土工程占有十分重要的地位。岩土工程是以土力学、岩体力学及工程地质学为理论基础，运用各种勘探测试技术对岩土体进行综合整治改造和利用而进行的系统性工作。这一学科在国外某些国家和地区被称为“大地工程”、“土力工程”或“土质工程”。岩土工程是土木工程的一个重要组成部分。智研咨询资料统计，它包括岩土工程勘察、设计、试验、施工和监测，涉及工程建设的全过程。在房屋、市政、能源、水利、道路、航运、矿山、国防等各种建设中，都有十分重要的意义。

主要研究方向：

①城市地下空间与地下工程：以城市地下空间为主体，研究地下空间开发利用过程中的各种环境岩土工程问题，地下空间资源的合理利用策略，以及各类地下结构的设计、计算方法和地下工程的施工技术（如浅埋暗挖、盾构法、冻结法、降水排水法、沉管法、TBM法等）及其优化措施等等。

②边坡与基坑工程：重点研究基坑开挖（包括基坑降水）对邻近既有建筑和环境的影响，基坑支护结构的设计计算理论和方法，基坑支护结构的优化设计和可靠度分析技术，边坡稳定分析理论以及新型支护技术的开发应用等。

③地基与基础工程：重点开展地基模型及其计算方法、参数研究，地基处理新技术、新方法和检测技术的研究，建筑基础（如柱下条形基础、十字交叉基础、筏形基础、箱形基础及桩基础等）与上部结构的共同作用机理和规律研究等。

4 岩土工程发展中的哲学思考

4.1 人类与岩土

土是人类最早接触的物质，也是古代人类最早使用的工具和武器，旧、中、新石器时代就是以人类使用岩土材料的水平来划分的。“水来土掩”表明古代人类在与洪水的斗争中，土是他们最方便和最有效的武器。

人类与岩土之间的密切关系还表现在几乎所有的古文明中都有上帝泥土造人的传说，包括古希腊。古中国、古印度、古希伯来人、两河文化和印第安人等。“普天之下，莫非王土”，可见土地成为财富与权利的象征，历史上无数波澜壮阔的活剧都围绕着土地而上演。

与人类有如此密切关系的岩土材料，必将成为人类哲学的载体，人类与万物

“生发于土，归藏于土”，土就成为了哲学的物质基础。清华大学的校训“天行健，君子以自强不息；地势坤，君子以厚德载物”，这表明岩土是人类赖以生存的根本，也成为古代哲学的基础。 4.2 岩土材料的特殊性

岩土是自然地质历史的产物，充满了独特性和变异性。他们每一个体都经历了漫长的风化、搬运、沉积和地壳变动的历史，因而形成其独特的组构和性质。它们极少重复，严格来讲，世界上没有完全相同的岩体与原状土体，正如世界上没有完全相同的两个人一样。

岩与土都是不连续的介质，他们或者充满了裂隙与节理，或者根本就是碎散的颗粒集合。矿物成分、裂隙分布，颗粒的大小、形状与级配、状态与结构，使岩土的形态千差万别。岩土又是由许多组成的，其裂隙或空隙中充填着液相（水）和气相，三相间不同的比例关系及其相互作用，使岩土形成了极其丰富的物理力学性质。岩土的变异性、不连续性和多相性是造成岩土中的强度、变形、和渗透的三大工程问题，引发相应的地质灾害和工程事故。

上述情况使岩土材料表现出极大的不可确知性，使岩土工程充满了风险与挑战。作为哲学，其实就是关于思想的科学，西方成为“智慧学”，中国古代所谓的“道”，或者“规律学”。古代人在能够果腹以后就要思考，于是就有了哲学。而与人关系密切、性质神秘的岩土必将成为人们思考的对象，所以说哲学植根于岩土，沿途充满了哲学。在岩土工程实践中树立正确的哲学思维方法，对于准确地认识、学习岩土工程，有效地认识、处理岩土工程问题有重要意义。 4.3岩土工程与东西方哲学

土力学是伪科学吗？

在我们的工科大学中，我们系统的学习了系统的普通物理和力学知识，也使他们有一种误解，即认为可以完全精确的解析、认知和预测世界，可以通过一台计算机准确无误的解决一切实际问题。因而在他们学习土力学就陷入了迷茫，这么多的假设，近似和经验公式，是科学的严密性和精确性受到了蹂躏，计算的额误差使他们的自信受到打击。

L.A.Zadeh指出：“当系统的复杂性日益增加时，我们做出系统特点的精确而有意思的描述的能力将相应降低”，这对于岩土工程是十分实用的。1980年北

美召开的一次土的本构关系的研讨会上，对17个模型背靠背的进行可“考试”，有的模型使用了十几个参数，预测的结果仍然并不准确，最后会议的主席FINN说：“没有为任何一个模型带上皇冠。”

岩土工程定量准确预测的困难，源于材料的复杂性、影响因素的多样性和对于条件的不可确定性。岩土工程不确定性的根源一是因为因果关系的破缺，即一因多果或者一果多因；二是互补率的破缺，即亦此亦彼，多因素的相互关联与转化。我们学生不了解客观事物的复杂性和整体性，基于还原论的认识方法，总是企图精确地解析、解剖、计算和预测，陷入了与客观世界复杂性的深深的矛盾之中。

5 岩土工程与辩证法

黑格尔辩证法的核心就是对立的相互渗透的规律、量转化为质和质转化为量的规律、否定之否定的规律。

5.1对立的统一----岩土工程中的相互作用

毛泽东指出：矛盾的普遍性或绝对性这个问题有两个方面的意义，其一是说矛盾存在于一切事物的发展过程中；其二是说每一个事物的发展过程自始至终存在矛盾运动。

岩土工程从微观到宏观充满了相互对立与相互作用，正是这种相互作用，形成了岩土材料的极端复杂性和岩土工程问题的极端困难性。

土是由固体、液体和气体构成的，三相间的对立、运动、联系与转化形成了图区别于其他一切材料的特性，也产生了土力学这一独特的学科。在对土进行加固与加筋时，会发生土与其他材料的相互作用。以加筋为例，土中筋材在界面上通过摩擦受到伸长土体的拉伸，筋材对土的反作用产生一个约束力，即增加一个对土的围压，它会提高土的抗剪强度。

除此之外，还有地基——基础——上部结构的相互作用、桩——土间的相互作用等等，这些相互作用的条件是变形协调和应力平衡，也就是引发了形形色色的岩土工程课题。 5.2从量变到质变

整个自然界被证明是在永恒的流动和循环中运动着，“相互转化的”观点还表现在矛盾主题的转化，即量变到质变的现象。毛泽东说：“矛盾的主要和非主

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