岩土与地下工程课程讲座

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1、岩土与地下工程的回顾和进展一、岩土与地下工程产生的由来1.人类产生和生活的本能需要北京猿人遗址（50万年前）山顶洞人遗址（1.8-2.5万年前）2.统治阶级神授和神权思想的表现埃及金字塔（Pyramid,公元前2611)秦始皇陵3.疆域开拓、经济发展和资源开发的需要古罗马驰道(AppianWay,公元前312年)万圣殿（TheParthenonTemple)古罗马输水隧道（RomaAqueduct）铜绿山古铜矿遗址剖面4．产业革命带动了岩土与地下工程发展我国独立制造的盾构CM17履带式液压掘进机5．岩土体的共性和个性形成了岩土与地下工程学科产生的前提319国道武隆

2、段纳木纳尼山前的藏羚羊黄龙之水土敦煌鸣沙山二、岩土与地下工程的定义1．岩土工程的定义岩土工程一词译自Geotechnique或GeotechnicalEngineering，早期曾译为“土工学”，后译为“岩土工程”，这比“土工”的含义更为广泛和确切。对于岩土工程可以概括为三个层次：1）岩土工程是以土力学与基础工程、岩石力学与工程为基础，并和工程地质学密切结合的综合性学科。2）岩土工程以岩石和土的利用、整治（处理）或改造作为研究对象。（从工学角度而非农学和地学角度）3）岩土工程服务于各类主体工程的勘查、设计与施工的全过程，使这些主体工程的组成部分。2．地下工程的定义

3、地下工程是由于人工开挖或生产活动而在地层中形成的地下空间，它主要包括地下采矿所形成的地下洞室、城市地下空间、水电地下洞室以及隧道等等。地下工程是岩土与结构相互作用的一类问题，广义上仍然包含在岩土工程之中。但由于地下工程施做的特殊性和使用的独立性，因此往往也将其单列出来，使之与岩土工程并列，从而构成岩土与地下工程。三、岩土工程的发展历史岩土工程的发展历史实际就是土力学的发展历史。18世纪的工业革命，带动了经典土力学理论的建立；20世纪大规模的上天入地的交通、基础设施及生态环境工程建设有为岩土工程的发展提供了客观条件。1.土力学划时代的人物、理论和年代1）1773-1

4、776:法国科学家库伦—强度理论（C.A.Coulomb建立并后来由O.Mohr发展）；土压力理论（1776年出版的著名论文《极大极小原理应用于建筑中的静力学问题》）。C.A.Coulomb(1736-1806)2）1856：法国工程师（H.Darcy）—渗透理论：达西定理。3）1857：英国学者朗金或朗肯（W.J.M.Rankine）4）1885：法国数学家布辛纳斯克（J.Boussinesq）—地基的附加应力（点荷载和线荷载）。5）1920：普朗德尔（Prandtl）—地基极限承载力（塑性平衡原理）。6）1922：瑞典工程师费兰纽斯（Fellenius）—土坡

5、稳定条分法。7）1923-1925：奥地利美国科学家太沙基（Terzaghi，1883-1963）—有效应力原理；第一本《理论土力学》（1925）8）1963：英国学者罗斯科（Roscoe）—土的本构关系或本构理论（依据伦敦粘土的σ-ε关系）。2.岩土工程的四次浪潮第一次浪潮:中古世纪，以生存、祭祀和疆土扩张为主要要目的的相关岩土工程活动。第二次浪潮:十六世纪开始一直到十九世纪的工业革命时期，以矿山工程和地下军事防护工程的大规模建设为特征，以及伴随城市化发展的城市大型公共建筑、道路、给排水等市政工程。1863年开始在英国伦敦建设城市地铁是这次浪潮的典型标志。第三次

6、浪潮：二十世纪初期至末期，以高层建筑、地下商场、地铁，大坝、高速铁路、公路、跨海隧道、大规模地质灾害防治等全方位岩土工程建设为特征。第四次浪潮：二十世纪末年以来，岩土工程建设的兴起和发展。这次浪潮的特征是改善城市环境，保护自然生态环境，人与自然、社会的和谐共存发展。四、岩土与地下工程学术组织及学术活动1.我国的主要学术组织中国土木工程学会土力学及岩土工程学会中国土木工程学会隧道与地下工程学会中国地下空间学会2．国际相关学术组织为适应形势的发展,国际上成立了不少与地下工程有关的组织。其中比较著名的是:；国际土力学与岩土工程学会（ISSMGE,Internationa

7、lSocietyforSoilMechanicsandGeotechnicalEngineering);国际隧道协会(ITA,InternationalTunnelingAssociation);国际城市地下空间联合研究中心(ACUUS,AssociatedResearchCentersforUrbanUndergroundSpace),隧道工程与快速开挖会议(RETC,RapidExcavationandTunnelingConference)五、岩土与地下工程研究内容1．基础工程和地基处理王府井地下连续墙施工厦门环岛路地基处理依阿华州立大学桩基础试验场2.堤坝

8、稳定和岩石