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这篇文章从美国岩土工程专业的学科发展、研究热点、各校师资、期刊论文几个方面进行了详细的介绍,为童鞋们了解岩土工程学科开启了一扇大门!

岩土与环境岩土工程 Geotechnical engineering and geoenvironmental engineering,这个学科分支与学科密不可分,不像结构那样比较独立。岩土工程简称就是研究土的学科,是包括地上与地下的土的研究,因此也与地质学,水利学科有关,有的也涉及到Geoinformatics,因此研究范围比较广泛,要深入了解透也比较难。

目前岩土工程学科发展还不是很完善,但是现在研究也有点止步不前的感觉,这与这个学科研究的本身有关,土在自然界分布中具有不均匀性,不确定性,以及地域性,所以造成学科的发展受很多因素限制。与其说其是一门科学,而不入说是一门实际应用。从这门学科创立至今,很多公式与定理都是定性而成,甚至是假设,反倒假设作的很好。而不像数学物理化学等学科具有非常准确性和精确度,这门学科的误差甚至20%都是可以被接受的。

1.学科发展
这门学科的发展源于欧洲,其实最早在中国,只是欧洲以公式化定义了一些物理量,并且很快流通起来。最初的研究发展主要停留在运用基本土工测试仪器测试土体(无粘性土如砂土,粘性土如粘土)的抗剪强度,为土坡以及地基基础等比较实际的工程设计提供计算参数。当年U.S. Army也就是大家熟知的美国陆军设计团为了当时战备需要,需要建立大量的土工建筑物,因此土工设计也显得尤其重要。

2.目前研究热点
本专业的研究归属性特别强,即分类型,各自导师培养的新的faculty基本上延续了本导师之前的研究方向,并且不断发扬光大,创造新的学科增长点。大概研究方向如下:
(a) Soil Characteristics and Laboratory Testing,
(b) Foundations Engineering;
(c) Excavation and Earth Retaining Structures;
(d) Slope stability;
(e) Geoenrionmental related-topics;
(f) Soil Dynamics and Earthquake Engineering;
(g) Ground Improvement and Geosynthentics;
(h) Unsaturated Soils
由于土木发展比较好的学校本来就比较少,不像计算机等学科只要是个学科就有的,比如本学科在YALE,HAVARD,CALTECH本学科基本灭迹,虽然上世纪30年代曾经有过。

目前本学科比较厉害的学校主要是美国有UCB,MIT, UIUC, TexasAM, UTaustin, UMichigan, Purdue, UCDavis,Virginia Tech, GeorgiaTech这些属于师资发展比较齐备的,参照2010年土木专业排名,其他学校虽然发表论文不少,但规模还是偏小,因为土木系本身就很小,涉及到本学科的Faculty就更少,有的土木系甚至没有此方向的faculty。这也跟所在学校的发展策略有关。

3.各大热点学校faculty分析
MIT:传说中的大牛校,本学科鼻祖Terzaghi坐镇,当年连Casagrande这样的牛人都只是给他当实验助手的,还有Peck教授。现存的仅有LADD教授还算比较资深的,当年坐果广泛的BBC研究,积累了大量土工测试经验和技术,如今是emertius prof了。现在比较活跃的是其系主任,Prof.Andrew Whittle教授,由土体本构模型研究出家,现在研究方向已经转向大气介质科学研究,造诣很深。另外一位教授既是Prof.Einstein,研究岩石力学及地下工程的,毕业于苏黎世联邦理工学院,据说是大名鼎鼎爱因斯坦的亲戚,有待考证。还有Prof.Germanine,擅长土工测试技术,新近出版了Germaine, J. T., and Germaine, A. V. (2009); Geotechnical Laboratory Measurements for Engineers, John Wiley Sons, Inc., ISBN 978-0-470-15093-1,有兴趣的朋友可以参考以下。

UCB:牛人众多的学校。与MIT东西海岸遥相呼应,似乎他们的faculty也是互派的。下面列出他们主要的active faculties。他家的faculty数量也算是所有大学中最多的,规模之宏大,可见一斑。当然毕业生也众多,还有若干迁居至VirgirnaTech的老教授,此乃后话。总体来说UCB的师资整容是超级豪华的,岩土与岩石力学两方面都有涉及,还包括若干交叉学科,如石油工程。毕业生也深受job market亲睐。

UIUC:工科中的牛校,他家的土木强的不同于学校,是各个方面都很到位,师资力量也很足。

Purdue:土木中的传统强校,由于受学校总体排名影响而使排名有点清黄不接的味道。实际实力是很强的,6位全职active faculty。

University of Texas Austin:本专业有7位active faculty,研究实力不俗。

TEXASAM:也算是岩土的传统强校,申请的热点。目前国际岩土协会主席坐镇他校,任期2009-2013,至下届巴黎土力学大会。

Univesity of Wisconson Madison:这学校岩土发展比较完备,并且为学校输送过优秀的FACULTY。

NWU:西北大学计算力学很强大,岩土也不弱,但是不温不火的样子。

Stanford:他家各个FACULTY研究都十分广泛,比较偏向GEO的大概是Ronaldo I. Borja教授,毕业自本校,研究bifiurcation分叉理论,十分抽象。

GeorgiaTech:他家的师资力量也算比较强大的,好歹有个geosystem group.

Virginia Tech:说完了Geogiratech,就不得不说Virginia Tech了。岩土挖了不少当年UCB的翘楚,造就了今日的辉煌。也是土木设置十分完整的系。不做具体介绍,南方的大学。光是DUNCAN和MITCHELL就是大炮级别人物,教科书的编写者。

Cornell:可能好多人还没有注意到,他家的岩土研究虽然没有别家作的惊天地泣鬼神,但是自有一番特色,如同江南小家碧玉。总而言之,康奈尔的土木系如同一些精英学校一般,小巧却十分吸引人的目光。

Umichigan:6位faculty,大多数毕业自UCB,传统岩土强校。2位荣休教授这里不再说明,大多数不再招生和做研究了。

4.期刊与论文
目前本学科的期刊数量比较少,而且还有些还未被列入SCI收录系列。期刊数量少,每期所列论文篇数少,造成本学科交流很成问题。论文的出版日期与投稿日期也相差很远,更甚的差别2年,所以这个学科也不免被人笑话成“又土又木”。下面列出目前最主流的几大期刊比较general的,也就是大家所说的四大期刊,前些日子一个机构还就此评比了本专业的排名:
Geotechnique, Published by Institution of Civil Engineering (ICE), U.K. 精品中的精品,侧重于理论与实验
Journal of geotechnical and geoenvironmental engineering, ASCE, U.S. 主要侧重工程实例论文
Canadian Geotechnical Journal, NRC Research Press, Canada
Soils and Foundations, JCE, Japan
比较侧重点一些的如:
International Journal of Geomechanics, ASCE 美国土木工程师协会2001年新创办的期刊,主要是些土工计算应用方面的论文
Geotechnical Testing Journal, ASTM, U.S. 主要是新的土工测试仪器,方法的论文
Geotextile and Geomembranes, Elevsier,国际土工织物协会主办的论文,发表土工织物以及合成物方面的论文,涉及地基处理以相关
Computers and Geotechnics, Elesvier 侧重于计算岩土力学的论文
International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics, Wiley 主要是数值模拟计算方法的论文,每篇文章都很长
Soil Dynamics and Earthquake Engineering 主要是土工动力学与岩土地震工程方面的论文
Engineering Geology,Elesvier 地质工程与岩土工程的论文
Granular Matter, Springer 散体材料方面的论文
Landslides, 主要是国际滑坡协会主办的这方面的论文
Geotechnical and Geogological Engineering, Springer,出版岩土与地质工程方面的论文
Acta Geotechnika 这个期刊也是Springer出版的,算是一种综合的吧
专业方面的期刊比如
International journal of Plasticty 研究土的塑性力学相关的研究论文可发表于此
International Journal of Solids and Strctures 这个期刊主要发表研究固体力学的,土的基本特性以及力学方面相关论文
Journal of Engineering Mechanics, ASCE, 美国土木工程师协会工程力学期刊,可发表计算土力学相关的论文