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1、自然辩证法在岩土工程中的应用初探摘要：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。通过对自然辨证法中的方法论观点的阐述，并结合岩土这一学科中工程应用，来阐明岩土是需要方法论里的观点来指导的。关键词：自然辨证法；方法论；岩土工程自然辩证法学科的形成和发展是与自然界演化和发展史、人类认识自然和改造自然的历史以及自然科学技术的发展史密切相关的，它是人类对几千年来自然科学技术成就和哲学思想发展的优秀成果的进一步科学概括、合理继承和发展的结果。它与现今发展的各学科有着密切的联系。自然辩证法是马克思主义的重要组成部分，自
2、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
3、，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。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。岩土
4、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。 主要研究方向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
5、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。 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。 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。岩土工程的研究理论和方法岩土工程是一门综合性很强的学科。在研究理论和方法上，需要
6、工程地质学、岩石力学、土力学、结构力学、土工测试等多学科的相互渗透；在工程实践中，需要勘察、设计、施工、检测、监理、科研等各方面的密切配合。自然辩证法告诉我们，在各类研究方向中，岩土工程都要考虑的因素就是人与自然的和谐。人与自然的和谐可以逻辑的展开分为三个层面，即人与人工自然的和谐、人与自然与天然自然的和谐、人与天然自然的和谐。在岩土的设计与施工过程中，我们要牢记和谐关系，充分考虑施工现场的各项内在外在的因素，实现“天-地-人”的统一和“人-人工自然-天然自然”的和谐。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
7、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。首先我们遇到的是科学技术问题和科研选题。科学问题是只一定时代的科学认识主体在当时的科学实践水平和知识背景下提出的关于科学认识和科学实践中需要解决而又未能解决的矛盾。在岩土方向，我们要搞研究，首先要读大量的文献，来了解这个学科中前沿的东西，并了解现在需要解决的问题并进一步提出问题，为工程实践做贡献。比如说岩土中现在比较前沿的是支护工程，实践中惨痛的事故，显示了搞科研的岩土相关人员需要改进现今的支护技术，找到更加安全的支护方案，以增加工程中安全度，减少经济损失，对人命财产都有利。然后是对事物进行科学的观察进行科学的实验，科学观察
8、和科学实验是获取科学事实的主要方法和途径。对于一个工程实例，可靠准确的了解其各项工程数据情况是首先要搞清楚的事情，不搞清楚情况就谈不上设计与施工。通过科学的观察和实验可以解决这一问题。不断地以科学的思维方法提出问题，解决问题，得出结论。科学问题不仅是科研的真正起点，而且在科学研究中海具有重要的意义。爱因斯坦曾说，提出一个问题往往比解决一个问题更重要，因为解决一个问题也许仅是一个数学上或实验上的技能而已。而提出新的问题，新的可能性，从新的角度去看旧的问题，却需要有创造性的想象力，而且标志着科学的真正进步。在岩土方向研究时，要结合工程从不同的角度去提出问题，换一种新角度去研究问题，使工程中更适合使
9、用，更能解决实际中的安全问题。科研选题就是形成、选择和确定所要研究和解决的课题，这对研究生来说很重要。它的重要性在于它关系到科研的方向、目标和内容直接影响到科研的途径和方法。课题选择是否恰当决定了科研工作进度的快慢以及科研成果的水平、价值和发展前途。在岩土方向想先一个好的课题，首先要大量读相关文献，包括英文文献，了解这个学科的前沿，选择自己感兴趣的问题，与导师探讨，达到课题论证，再集思广益 ，最后课题决策，胸有成竹。其中科研选题要遵循以下原则：需要性原则，所选课题必须着眼于社会实践或科学本身发展的需要；创造性原则，所选的课题应具有创新性，应是前人和他人未解决或为完全解决并与其能出成果的科技问题
10、；科学性原则，所选课题一定要有科学事实和科学理论为依据；可行性原则，所选课题必须考虑完成课题的主客观条件，根据实际具备的或经过努力可以具备的条件来选定课题。在岩土方向，桩排支护是一个可选的课题。在科学事实的基础上运用科学思维进行科学抽象，是科学认识从感性上升到理性的关键所在。科学抽象就是在思维中队同类事物取出其现象的、次要的方面，抽取其共同的、主要的方面，从而做到从个别中把握一般、从现象中把握本质的认识过程和思维方法。通过科学语言表达出来，并建立模型。在岩土工程中，也是在实际工程中遇到问题，再将其抽象出来，建立模型，再计算机模拟，最终解决实际中的问题。比喻岩土中的支护工程，未解决某一问题，首先
11、得了解岩土支档与锚固工程中常见工程结构的设计方法和原理，包括挡土墙设计理论与方法、基坑支护结构设计理论与方法、抗滑桩设计计算、锚固结构设计计算等四类典型结构的内容。通常还要考虑人类经济活动，以岩土的改造和加固为主要对象，应用工程地质分析原理和方法，获取岩土及其变形破坏特点和变形记录的地质信息；以岩土支挡雨锚固为主要手段，依据四类主要结构与岩土的作用特点，应用岩土力学、结构力学等理论和方法，建立算模型；以岩土体的稳定、相邻建筑物的安全以及环境美化为主要目标，应用岩土工程信息化施工原理，修改或优化岩土工程设计，调整施工步骤或工艺，达到岩土工程的安全稳定以及经济合理。实际问题中，条件比较复杂，当抽象
12、为某一模型时，会简化实际中的一些条件，于是就出现弹性模型和弹塑性模型，这使问题简单多，但为了更接近实际问题，往往会引入系数来调整实际工程与计算模型间的差异。工程师以及科研工作者通过反复试验，不断优化模型，从而提高实际工程中的安全度，为人类做出贡献。类比方法是根据两个或两两事物之间在某些属性上的相同或相似，推出它们在其他属性方面也有可能相同或相似的逻辑方法，逻辑学上称为类比推理。类比方法在科学研究中起着重要的作用。康德曾说：“每当理智缺乏可靠论证的思路时，类比这个方法往往能指引我们前进。”类比过程是立足于已有知识的基础之上的，进一步发展科学知识的有效尝试。我国工程结构设计方法经历了由安全系数法到
13、概率极限状态设计法德发展过程。由于岩土工程本身的复杂性，加上岩土工程涉及到建筑、铁路、公路、港口、水利水电工程等多个领域，各个行业部门工程特点不同，是的岩土支挡和锚固工程的设计目前处于工程类比法、安全系数法和概率极限状态设计法并存阶段。岩土工程实践中更注重技术性，但有离不开科学的理论指导，科学和技术间是密切相关的。人类为了在自然界中生存和发展，既要认识自然又要改造自然，从而形成了人与自然活动的两个方面。因而，作为认识自然地科学和作为改造自然的技术是密切相关的。尤其在现代科学技术革命条件下，科学与技术相互联系、相互影响的关系更为密切。如今，设计已是大部分应用计算机，工程中的问题也逐渐用计算机来模
14、拟实际问题，并不断出现新技术，更好的为工程所用，如软件ANSYS功能强大，不仅可以为土木所用，还可应用到航天航空中，并且功能也在不断改进。通过学习自然辩证法，我认识到无论是学习自然科学还是人文科学以及社会科学，我们必须尊重客观事实，用联系和发展的观点来研究和认识世界。在导言中，恩格斯说“不仅有机界和无机界之间的鸿沟缩减到最小限度，并且过去和机体种源说相对立的最根本的困难之一也被排除了。新的自然观的基本点是完善了：一切僵硬的东西融化了，一切固定的东西消散了，一切被当作永久存在的特殊东西变成了转瞬即逝的东西，整个自然界被证明是在永恒的流动和循环种运动着。”因为自然辩证法认为世界上的一切事物和现象都
15、是相互联系、相互制约的，普遍联系、永恒发展是世界的基本特征，而矛盾是事物发展变化的动力和源泉。自然辩证法所研究和揭示的内容是自然界存在和演化的一般规律，即自然界的辩证法；人类通过科学技术实践活动认识自然和改造自然的一般规律，即科学技术研究的辩证法；作为一种认识现象和社会现象的科学技术发生和发展的一般规律，即科学技术发展的辩证法。从这一方面来说我就可以明白自然辩证法可以为科学技术的发展提供正确的世界观和方法论的启迪，以帮助和促进科学技术的认识和实践。所以在今后的研究学习过程中，我们要努力深入学习自然辩证法，掌握它的精髓并用来指导我们的科学实践，以帮助我们科研水平的提高。在科学研究中，我们也要养成
16、良好的习惯，用自然辩证法的思想去研究岩土工程的问题，把自然辩证法的思想运用到岩土工程的方方面面。结合岩土工程专业来说，我觉得岩土工程专业与科学实践是密不可分的，要在此专业领域内有所发现有所创新有所突破，必须要打下坚实的专业知识，掌握该专业的一般规律。只有这样我们才能利用我们的专业知识指导我们的实践，才能取得成果。像土力学及基础工程、工程地质学、岩体力学这些专业课程的学习可以在一定程度上训练我们使用合理的科学方法，提高我们的能力，开阔我们的视野。但是要深入的研究这一专业的知识，并开阔这一专业的领域，在这一领域内有所创新，我们必须对这一专业有更广更深的理解。而这种理解，是离不开正确的科学方法，和广阔的科学视野的。我觉得这种更一般性的科学方法训练、能力培养以及视野的开阔是由研究自然科学的自然辩证法以及其他一些相关知识所能提供的。总之，我们要将自然辨证法其科学技术方法论深入应用在岩土工程中，用它的理论指导着工程与设计，使其更好的发展并服务于人类。通过学习自然辩证
