国外的经济学家预测，在21世纪里世界经济发展将从环太平洋东岸移至西岸，而我国则是这个热区中的热点，我国必将出现新的建设高潮。我国改革开放的继续深入，以及国民经济的持续高速增长，为岩土工程提供了广阔的发展空间。

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但对于利用互联网、信息技术、计算机技术等的犯罪分子，若利用本人姓名及本人肖像进行QQ聊天或邮箱传递本人科学网内容的，则视为严重侵犯行为。我所生活的小区就有这样的犯罪分子，住址是江苏省南通市崇川区五山公寓15栋。

   按照西方的说法，19世纪是铁路桥梁的世纪，20世纪是高层建筑的世纪，而21世纪将是地下空间开发利用的世纪。根据我国的情况，城市化的进程正在加速，西部大开发将在本世纪里实现，我国可能出现路桥、高层建筑和地下空间开发利用三者齐头并进的局面。

   深基坑工程是土木建筑工程技术的一个重要组成部分，基坑工程的成败事关土建工程的大局。一方面基坑的开挖深度越来越深，技术难度越来越大；另一方面，深基坑工程的事故不断发生，特别是一些重大的深基坑工程事故，教训是极为深刻的。因此，工程界十分重视这一领域的研究与技术开发，并已成为近年来土木工程中最为活跃的技术领域之一，是岩土工程最新发展的重要标志。

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   数十年来，人们沿用工程力学、弹粘塑性理论等传统学科为基础的确定性求解方法，并未解答到恰如人意的效果。“参数给不准”和“模型给不准”已成为岩土工程问题理论分析与数值模拟的“瓶颈”问题。“不敢断言，在将来，岩土工程这种目前的研究方法是否会对这样一类问题的研究有新的突破，至少在今天还不可能将这一类问题的研究提高到一个新的高度”（孙钧，1998）。于学馥教授（1919-2010，在国际上首次提出了岩石记忆的新概念和岩石记忆与开挖新理论、非确定性分析理论。）指出信息时代的高技术发展，与思维方式的现代化是分不开的。我们要把岩土工程当作一个时、空、能、质的统一体来进行研究，这就要求从事的研究者首先具备两个条件：一是变革思维方式；二是建立新的科学概念。才能顺应学科发展对我们的时代要求。黄润秋教授指出，岩土力学学科实现突破的关键是在于学科的交叉与渗透，学科的交叉与渗透是所有应用学科领域科学发展的模式，是现代学科的主体特色之一。因此，把岩土工程学科同其它学科进行交叉渗透是发展岩土工程学科的必由之路。对此，孙钧先生曾作出了高屋建瓴的预言，“科学发展到今天，将工程技术走与智能科学相交叉的路子来发展，就有可能产生一个飞跃，进而从根本上改变目前解决工程问题的现状，从目前学科发展的态势看，这方面的前景是喜人的。”在一次美国岩石力学协会组织的岩石力学发展新兴学科新方向的讨论会上，与会的代表们指出，当前，岩土力学的发展必须借助于新兴学科的发展，诸如量子力学、混沌学、分形学、神经网络、遗传算法、系统工程学、非线性理论及复杂性理论等等，其中，神经网络是很有前途的一种。人脑是由大量的神经细胞组合而成的，它们之间互相连接。每个神经细胞也称神经元。脑神经元由细胞体、树突和轴突构成。细胞体是神经元的中心，它一般又由细胞核、细胞膜等组成。树突是神经元的主要接受器，它主要用来接受信息。轴突的作用主要是传导信息，它将信息从轴突起点传到轴突末梢，轴突末梢与另一个神经元的树突或细胞体构成一种突触的机构。通过突触实现神经元之间的信息传递。人工神经网络是利用物理器件来模拟生物神经网络的某些结构和功能。人类大脑约有10¹¹的神经元，其中每个神经元有约10⁴的突触连接，以10Hz的速度释放神经脉冲，因此其计算量约为10¹⁶次操作，需要10¹⁸能力的高性能计算，才可完成模拟整个大脑的计算能力。

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   可见，走智能科学与岩土工程相结合的路子，必将极大地推动岩土工程整个学科的蓬勃发展。在智能科学与岩土工程相结合方面，我国学者作出了巨大的贡献，结合人工智能等软科学方法的思想，国际岩石力学学会主席、中国岩石力学与工程学会理事长冯夏庭教授等提出并发展了智能岩石力学的学科新分支，并在此方面进行了大量卓有成效的研究工作。冯夏庭教授（1999）出版了它的专著——《智能岩石力学导论》，系统地将智能科学与岩石力学结合起来，非常好地解决了一些重大的岩石工程问题。

   人工智能、神经网络、遗传算法、进化计算、非确定性数学、非线性力学、系统科学等新兴学科的兴起，为我们提供了全新的思维方式和研究方法，为突破岩土工程的确定性研究方法提供了强有力的理论基础。在这种背景下本人提出了计算智能岩土工程研究的新思路。计算智能岩土工程是上述各学科与岩土工程交叉、融合。它抛弃了过去一贯的研究方法、思路，旨在探索出一条注重岩土体的客观实际的全新研究思路。

   1994年6月，在美国Orlando召开了一次规模空前的世界计算智能大会（IEEE World Congress On Computational Intelligence）。首次将有关神经网络、模糊技术和进化计算方面的内容放在一个会议中交流讨论。由于在智能科学发展历史上已经形成了一种传统惯例，就是把以采用符号逻辑推理为特征的功能主义方法称作人工智能，而把其它实现智能的方法，诸如各种非生命的智能都由广义计算方式来实现的，就统称为计算智能。

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   计算智能是近年来提出的一个全新的概念，按目前的划分，其内容主要包括人工神经网络（Artificial Neural Networks, ANN）、模糊系统（Fuzzy System, FS）及进化计算（Evolutionary Computation, EC）三大类。尽管其组成内容都已有较长历史，但把它们综合起来，作为一个新学科分支，只是最近十年间的事情。直观地理解，所谓计算智能是指那些由计算手段实现的智能行为。Bezdek给出的严格定义为，计算智能是指那些依赖于数值计算的智能。

   智能科学是现代信息处理技术发展的产物，它本身又包含一个庞大的学科群，其中，计算智能是20世纪90年代初才新近提出并发展起来的一个智能科学学科分支。

   在2015年6月27日，中国科学院院士谭铁牛说，“尽管经过近60年的发展，人工智能取得了巨大进步并呈爆发增长之势，但在看得见的未来，人工智能的整体水平还难以超越人类智能。”就像人类的大脑一样，类脑计算能举一反三、触类旁通、融会贯通，可谓“一脑万用”。在谭铁牛院士看来，目前通用人工智能距离人类智能水平还有巨大差距，通用人工智能研究和应用任重道远，类脑智能是实现从专用到通用人工智能突破的重要途径。”

   同传统的人工智能不同，它主要依赖于数值运算来进行智能处理，此特点使它和岩土工程等其它主要由计算进行处理的工程问题结合非常容易、方便。因此，在岩土工程研究中引入计算智能方法也是很自然的事，我们表示相信，计算智能方法的引入必将极大的推动岩土工程分析技术的发展和进步。

   我国著名科学家钱学森教授对思维科学的评价是：“将思维链工作转而用于思维科学的研究，即突破形象（直感）思维，找到其规律，建立一门如同数理逻辑那样的数理形象（直感）思维学。……这个认为很重要，因为它是人工智能的科学理论，要用非单调逻辑，即思维链组成的网络。”

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   信息时代的高技术发展，与思维方式的现代化是分不开的。我们要把岩土工程当作一个时、空、能、质的统一体来进行研究，以下几种思维方式是必须建立的：①全方位思维，全方位思维包括的内容很多：顺向思维与逆向思维、直觉思维与灵感思维、非逻辑思维与逻辑思维、发散思维与收敛思维，等等。现在我们提倡，逆向思维，发散思维，灵感思维和逻辑思维。②系统思维，就是从系统的思维方式出发研究工程问题，从事物的整体分析工程问题，这是首要的科学方法论。③不确定性思维，就是超越传统的决定性思维方式的应用范围，该思维更加接近岩土工程问题的真实情况，它反映给我们的各类信息，其模糊性、偶然性，要远远大于必然性、精确性。因此，不确定性思维更加现代化和科学化。④反馈思维，事物过程中的各类信息是双向运动的，是反馈思维指出事物是一个动态过程，当外部条件发生变化时，就会有各种能量、物质交换过程，以适应工程环境条件的变化。

   在复杂地质条件下特大桥梁的建设中，岩土工程又面临着许多新的挑战。如在大跨度的桥梁建设中，悬索桥是一个常用的桥型，但这类大跨度悬索桥工程都涉及桥台锚碇工程岩体的稳定性评价与对策，提出了许多岩土力学新课题，这些特大桥梁的建设成功，标志着我国岩土力学与工程研究又上到了一个新的水平。

   纵观这十来年我国深基坑工程的发展是与我国城市化的进展同步的，深基坑工程数量之集中，规模之浩大，监测资料之丰富，都是其他国家望尘莫及的。无论在基坑工程的设计思想、设计理论、施工技术和监控技术等方面都有了很大的发展，并逐步形成了一门新的岩土工程分支学科，即基坑工程学。

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   岩土工程信息（如地下连续墙变形）是联系岩土工程实体与外部施工环境或施工要素的最重要的内容。许多岩土工程现象是开放系统，原始条件是模糊不清的，本身就不是决定性问题，需要运用不确定性知识推理的方法与技术才能解决好所研究的问题。通过反馈实现对工程系统的最优控制，以实现人们预想的满意或理想效果。逆向思维实际上要求我们大胆地提出岩土工程新问题，然后在实践中探索，在实践中检验。

   深基坑工程开挖系统或地下工程开挖系统等都是是动态系统，系统规律具有不确定性。深基坑工程开挖过程的“动”是绝对的，“动”与

“静”是开挖工程系统的两个方面，同时也是矛盾的统一体。由于与之联系的动态变量——“时间和空间”是不可逆的和非对称的，与之相联系的环境是复杂的。因此，岩土工程系统结构的无序和不稳定及工程系统行为的复杂性和整体性，就必然带来系统行为的不确定性。

   总之，认识岩土工程问题是按照老经验生搬硬套经典著作的条条框框，还是打破传统思维的旧框框，接受信息时代的新的思维方式，就成为前进与后退的分水岭。

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