课题八：岩溶地区公路修筑测试技术和信息化施工评价系统

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1、课题八：岩溶地区公路修筑测试技术与信息化施工评价系统岩溶地区岩体是由不同规模、不同形态、不同成因、不同方向和不同序次的结构面、空洞以及被结构面围限而成的结构体共同组成的综合体，岩体在几何上和工程性质上都具有不连续性。由于发育在岩体中的各种结构面、空洞均具有明显的方向性，受结构面、空洞的影响，岩体的工程性质呈现显著的各向异性。由于岩体工程性质的不连续性、各向异性以及岩体组成物质的非均质，加之结构面、空洞在岩体不同部位发育程度和分布规律的差异，岩体工程性质常表现为非均一性。除不连续性、各向异性和非均一性外，由于地壳运动以及岩体结

2、构面、空洞的复杂性，岩体中初始应力场区域性、个性很强，很难预测和准确测定。岩溶地区岩石和土的强度特性、变形特性和渗透特性一般通过试验测定。试验包括室内试验和原位试验。在室内试验中，原状试样的代表性、取样过程中对试样不可避免的扰动以及现状样中初始应力的释放，室内试验边界条件与野外现场中原样所处实际情况不同等客观原因所带来的误差，使室内试验结果与野外现场中岩土实际性状发生差异，而且这种差异难以定量计算。在原位试验中，现场测点的代表性、埋设测试元件时对岩土体的扰动，以及测试方法的可靠性等所带来的误差也难以估计。岩土材料及其试验的上

3、述特性决定了岩土工程学科的特殊性。岩土工程是一门应用科学。在岩土工程分析时不仅需耍运用理论知识，而且需耍应用工程师的经验。总结、分析工程实录对岩土工程师特别重要，包括成功的经验、失败的教训。在求解岩土工程问题时往往需耍综合理论分析、室内外测试结果和工程师判断才能获得满意的结果。岩土工程是20世纪60年代末至70年代初，将土力学及基础工程、工程地质学、岩体力学三者逐渐结合为一体并应用于土木工程实际而形成的新学科。谢定义(2000)在岩土工程与岩土工程学一文中建议尽快建立岩土工程学基本框架，并认为岩土工程学应该包括两部分：一部分

4、主耍以工作内容为线索，研究岩土工程勘察、岩土工程设计、岩土工程施工、岩土工程检测以及岩土工程管理诸方面带有共性的规律性和有关要求和方法，可以称为总论；另一部分主要以工程类型为线索，研究岩土地基工程、岩土边坡工程、岩土洞室工程、岩土支护工程和岩土环境工程诸方面的勘察、设计、施工、检测和管理上带有个性的规律性和有关要求和方法，可以称为分论。这两部分的结合构成了岩土工程学严密的学科体系。文中还提出岩土工程学应以总体思路和方法为主，不宜纠缠力学计算和数学推证或具体方法和设备细节，21世纪岩土工程的发展将围绕现代土木工程建设中出现的岩

5、土问题并将融人其他学科取得的新成果。而岩溶岩土工程涉及土木工程建设中岩石与土的利用、整治或改造，其基本问题是岩体或土体的稳定、变形和渗流问题。8.1不同介质间相互作用及公路建筑结构与地基共同作用分析对岩溶岩土工程来说，不同介质问相互作用及共同作用分析研究可以分为三个层次：岩溶岩土材料微细观层次的相互作用；岩溶岩土与复合岩土或土与加筋岩土体之间的相互作用；地基与公路建（构）筑物之间相互作用。与土体相比，岩溶岩体的结构更有其特殊性。岩溶岩体是由不同规模、不同形态、不同成因、不同方向和不同序次的结构面、空洞围限而成的结构体共同组成

6、的综合体，岩溶岩体在工程性质上具有不连续性。岩溶岩体工程性质还具有各向异性和非均一性。结合岩体断裂力学和其他新理论、新方法的研究进展，开展影响岩溶工程岩体稳定性的结构面、空洞几何学效应和力学效应研究。当天然地基不能满足建（构）筑物对地基要求时，需要对天然地基进行处理，形成人工地基。在地基处理过程中往往通过置换、加筋、灌人固化物等措施，在天然地基中形成复合土，如水泥土、灰土、碎石桩等，或在地基中加筋，如设置土工合成材料、树根桩、锚杆等。研究土与复合土或土与加筋体之间的相互作用，研究各类土工合成材料与岩土材料的相互作用。在土与复

7、合土或土与加筋体之间的相互作用分析中模拟研究不同材料界面间相互作用，或者说界面本构模型的研究，以及合理有效的计算方法的研究。地基与建（构）筑物相互作用与共同分析已引起人们重视并取得一些成果，但将共同作用分析普遍应用于工程设计，其差距还很大。大部分的工程设计中，地基与建筑物还是分开设计计算的。进一步开展地基与建（构）筑物共同作用分析有助于对真实工程性状的深入认识，提高工程设计水平。现代计算技术和计算机的发展为地基与建（构）筑物同作用分析提供了良好的条件。开展迫切需要解决各类工程材料以及相互间界面的合理实用本构模型研究，特别是界

8、面间相互作用的合理模拟。随着工程实用模型的发展,特别是界面本构模型的发展，地基、基础、上部结构共同作用分析将提高到一个新的水平。在设计计算中，地基、基础和上部结构将视为一个整体进行分析、计算，各种设计软件将应运而生，优化设计在工程设计的应用将发展到一个新水平。8.2岩溶岩土工程测试技术岩溶