1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1研究背景

疏浚工程通常指通过人力、机械或者水利等方法挖掘水下的石方并进行运输或吹填的工程。疏浚工程广泛应用于交通水运工程、水利工程、海洋工程、环保工程等，它的主要任务包括：开辟新航道和港池，拓宽原有的航道和港池；河道疏浚、湖泊清淤以及泄洪排涝：围海造陆、人工岛建设、海底管道/隧道开挖海洋矿藏开采、堤岸加固等。这对于人类社会的进步、环境的改善以及经济的发展都发挥着举足轻重的作用。

随着科学技术的不断发展与革新，工业革命使得更高效的机械化生产越来越普及，世界疏浚经历了从古代的以人力为主到蒸汽机时代的以机械疏浚为主，再到柴油机时代的以水利疏浚为主，同时随着大型挖泥船的不断发展，疏浚工程由原先的内河、湖泊疏浚开始转向沿海、外海深海航道施工。我国是最早使用人工疏浚的方法开挖运河、疏通河道、沟通水系用以发展航运、进行排洪、灌溉的国家。著名的都江堰、京杭大运河等工程都成功应用，对我国农业的灌溉、航运等发挥了不可替代的作用。自从新中国成立以来，我国前前后后相继引进里一大批先进的挖泥船，包括特别是适合在河口、沿海等地区作业的大型耙吸船、绞吸船，使得疏浚工程的项目及其规模迅速扩大；进入新世纪以来，随着中国国民经济的持续稳定发展，我国疏浚行业有了新的发展，不仅仅向国外引进先进的大型挖泥船，而且开始能够自主设计、制造大型挖泥船，使整体实力已跃居世界前列，实现了从“引进来”到“走出去”的伟大飞跃。

随着世界疏浚事业的不断发展和科学技术的不断进步，为了适应各种不同工况的需要和满足水下疏浚施工的要求，现代挖泥船的类型日益增多。挖泥船的疏浚对象不再局限于一般的泥沙，也可以挖掘水下岩石、矿物、珊瑚礁等。根据挖泥船疏浚机的所采用的动力不同，目前基本上可将挖泥船划分为：机械式、水力式和气动式三大类。

（1）机械式挖泥船：主要是运用各种挖掘机械，进行水下泥沙的挖掘、垂直提升和水平运输，以达到疏浚目的。有链斗式挖泥船、抓斗式挖泥船和铲斗式挖泥船。

（2）水力式挖泥船：主要是利用是的运动来完成疏浚任务，目前该类型船舶应用最广泛。主要是通过机械切割使水下土层松动，使泥沙与水相混合，形成一定浓度的的泥水混合物，然后通过船上所安装的泥泵将其吸出。有吸扬式挖泥船、绞吸式挖泥船、耙吸式挖泥船和喷射式挖泥船。

（3）气动式挖泥船：主要利用空气形成的压力差，将水下土层中已被松动的泥沙和水的的混合物，经管道的吸入、提升和排出，来达到疏浚的目的。有气动泵挖泥船和空气提升挖泥船。

随着挖泥船规模不断趋于大型化、施工地域转向深水化和施工过程追求高效化，这些使得对未来疏浚施工提出了更高的要求。如今疏浚工程更多针对海底或河床作业，所处地区往往土质分布复杂，极易出现多种土质混合的情况，如沙土或黏土中混有碎石，这就为施工前的工具选择造成了一定的困扰，同时还会出现土壤分层，层与层之间土质差异大，这也给施工平添了难度，具有不求定型、各向异性、动态变化性等特点土质，给疏浚工程的勘测、设计与施工带来了一定的困难，同时这也是不可忽视的一环。

1.2国内外研究现状

有关土的工程分类一直都是工程地质学、土质学和土力学等各学科交叉综合的重要研究焦点课题，也是研究和分析土的各类工程问题的出发点和落脚点。世界上，各国对于土的工程分类标准并不统一，由于考虑到土质的分类对促进工程的建设、保证工程施工质量等有着及其重要的意义，因此各国有关部门都开展了关于土质分类想关的研究工作。

（1）国外研究现状

国外有关于土的工程分类研究，主要以美国、英国、德国、日本及苏联为主，具体分类体系详见表1-1（5）。

表 1-1 各国土质分类体系

因此，综合国外土质分类情况，主要有分类体系：统一分类法和力度成分法。统一分类法是指将所有土质首先按某一粒径标准划分为粗、细粒土两大类，然后对粗粒土按粒度级配进行分类，对细粒土按塑性指标（WL、WP）进行划分，而将高有机质土单独列位一类。粒度成分法是指用萨瓦连斯基的分类原则，根据土的粒间连接特征，具体用粒度成分或塑性指数将土质划分为砾石（碎石）类土、砂类土和粘性土等类别，同时考虑到某些特殊的形成条件和性质，划分为黄土、淤泥和淤泥质土、红黏土、膨胀土、盐渍土、冻土及人工土等特殊土类。但这两种分类体系都是采用规范或规程等方法对天然图进行定性的分类，具有一定的主观性，并且没有考虑岩石等分类。

（2）国内研究现状

由于历史原因，直到新中国成立后，国内才开始有了对土质分类方面的研究。50年代初，为适应国家建设发展的需要，曾全面地引进了苏联的土质分类方法。直到60年代，我国的科学家逐步开始寻求一套中国自己的土质分类方法，以适应国家经济建设进一步发展的要求，90年代，祁冰等人根据塑性指数、液限含水量和粘粒含水量三种主要因素，应用模糊综合评判方法，对粘性土进行定量化分类。李哲和郭闽榕都采用了聚类分析法，以土力学参数为分类指标，对不同土类根据阈值进行划分，分类结果比较直观。陈小强等人采用了概率神经网络方法，分别对膨胀土和岩石进行了判别和分类。王旅等将判定树归纳分类法应用于土质分类定名工作中，降低了实验工作者的劳动强度，缩短了提供土木试验报告的周期，提高了工作效率，同时也避免了手工分类中可能出现的错误。丁加明等人针对膨胀土分类研究，采用贝叶斯理论和基于粗糙集的不相容系统决策挖掘相结合的方法，对膨胀土分类系统进行了数据挖掘，并提取了膨胀土分类规则。杨海清等人针对土质分类汇总的各种数据预处理方法，进行了主成分分析与对比，为土质分类提供了重要分析手段。

另外有关岩石分类分级的研究方面，苏联教授别利亚科夫提出了按电铲挖掘难易程度的岩土综合分级方法，包括冻结岩土、被松动岩土、含硬夹杂块或大块岩石等级的划分与确定。王彦武针对地下采矿工程，将模糊数学与可拓学相结合，综合地质力学分类和Q系统分类法，提出了地下采矿工程岩体质量可拓模糊评价方法，建立了多指标岩体质量评价模型。

由以上文献分析可知，土质分类方法主要包括模糊综合评判法、聚类分析法、概率神经网络法、判定树归纳法、粗糙集不相容系统分类法等， 这些方法能够有效地反应土类信息的不确定性，为土质分类提供了良好的技术手段。然而，与其他工程对土质、岩石的简单分类相比，在疏浚工程中，由于其特殊的工况环境（水下土质条件复杂、工程施工受土质影响大。）增加了土质分析的难度，所以针对疏浚工程土质问题，往往出现分级制表复杂，相互关联性大，甚至出现了各个指标的分级结果不一致等情况，这很大程度上影响到了疏浚工程土质分类与判别的准确性，使得其难以发挥对疏浚工程实际开挖的指导作用。缺少必要切切实可靠的土质分类方法，一般定性的判断在需要丰富的专家经验的同时，费时费力，切难以达到疏浚工程土质分类的目的，难以实现方便、快速、准确无误的对疏浚土进行有效判定，从而为疏浚工程服务。

2. 研究的基本内容与方案

2.1研究（设计）基本内容

3. 研究计划与安排

1. 2019年02月16日--03月8日: 调研、拟定提纲并完成《开题报告》。

2. 2019年03月8日--03月10日: 阅读参考文献，总结归纳出目前绞吸式挖泥船施工过程中常见几种土质。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]孙德生.疏浚土质分析[j].水运工程,1978(08):51-52.

[2]肖锋,柯丰茂,刘新明.土质变化对疏浚效率的影响规律初探[j].中华建设,2011(03):90-91.

[3]金钟铭.探讨绞吸船疏浚施工工艺[j].工程建设与设计,2019(02):193-194.