岩土工程师需要掌握的专业知识和技能主要包括土木工程、地质工程、地球物理学、环境工程等相关领域。具体而言，他们需要学习以下专业课程：

1. 土木工程基础

岩土工程师首先需要具备扎实的土木工程基础知识，包括结构力学、材料力学、土力学、水力学等基本原理。这些课程帮助工程师理解建筑物与地基之间的相互作用，以及如何设计合理的建筑结构和基础系统来确保建筑物的安全和稳定。

2. 地质学与地质工程

岩土工程师需要深入了解地质学的基本概念，如地层学、岩石学、构造地质学等，以便分析地基的地质条件。地质工程方面的知识，如工程地质勘察、地质灾害评估与控制等，也是必不可少的。这些知识有助于工程师评估场地条件，预测可能的地质问题，并采取相应的工程措施。

3. 地球物理学

地球物理学为岩土工程师提供了研究地下介质性质和结构的方法。通过地震勘探、电磁法、重力测量等手段，工程师可以获取地下岩土层的物理特性信息，从而更准确地分析和预测地基的行为。

4. 环境工程

随着环境保护意识的提高，岩土工程师在设计和施工过程中需要考虑对环境的影响。环境工程相关课程，如环境评价、污染控制、水土保持等，可以帮助工程师评估工程项目对周边环境的影响，并采取措施减少负面影响。

5. 计算机科学与数值模拟

现代岩土工程越来越依赖于计算机技术进行设计和分析。岩土工程师需要掌握计算机编程、数值分析、软件应用等技能，以便利用计算机辅助设计（CAD）、地理信息系统（GIS）、有限元分析（FEA）等工具进行复杂的地基与结构分析。

6. 法律法规与工程管理

岩土工程师还需要了解相关的法律法规和标准规范，以确保工程项目的合规性。工程管理方面的知识，如项目策划、进度控制、成本管理、质量控制等，也是岩土工程师应具备的能力。

7. 实验与现场测试

实验室和现场测试是岩土工程师获取岩土材料特性的重要手段。通过实验课程和现场实习，工程师可以掌握各种测试方法和技术，如土工试验、岩石力学试验、原位测试等，以支持他们的工程设计与分析工作。

岩土工程师需要掌握的专业知识涵盖了土木工程、地质工程、地球物理学、环境工程等多个领域。除了理论学习，实践经验也非常重要。通过参与实际工程项目，工程师可以将理论知识与实践相结合，不断提高自己的专业技能。