岩土工程内涵与外延

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1、岩土工程设计内涵与外延尹超2012030103031岩土工程设计的内涵岩土工程设计是在岩土工程勘察活动完成后，根据业主方的总体耍求以及场地性质、环境特征和岩土工程条件所进行的桩基工程、地基工程、边坡工程、基坑工程等岩土工程范畴的方案设计与施工图设计等。应用工程地质分析原理和方法，获取岩土体及其变形破坏特点和变形破坏机理，以岩土支挡与锚固为主要手段，应用岩土力学、结构力学等理论与方法，建立计算模型；以岩土体的稳定、相邻建筑物的安全以及环境美化为主要目标，应用岩土工程信息化施工原理，优化岩土工程设计，调整施工步骤或工艺，以最少的投资、最短的工期，达到设计使用年限内安全运行

2、，并满足预定功能要求、安全性和耐久性要求、投资和工期的经济性要求三个方面的要求。岩土工程设计的改造和加固对彖是岩土体，所以设计时应充分考虑岩土性质及其复杂性，从时间和空间来充分观察了解岩土体。除此之外，岩土工程设计时也应该考虑场地条件、工程结构特点、施工环境，相邻工程的影响、施工技术条件，设计实施的可行性、地方材料资源和投资及工期。同时，注意场地条件，防治灾害；合理选用岩土参数；定性分析与定量分析相结合。岩土工程设计需要多方面基础资料：地形、水文、气象资料；岩土工程勘察资料；建筑结构资料等其它资料。2岩土工程设计的几方面特点2.1对自然条件的依赖性岩土工程与自然界的关

3、系极为密切，设计时必须全面考虑气象、水文、地质、地下条件及其动态变化，包括可能发生的自然灾害以及由于兴建工程改变自然环境引起的灾害，必须特别重视调查研究，做好岩土工程勘察工作。2.2岩土体性质的不确定性不同的岩体参数测试方法得到的结果往往差异很大，相互间没有确定的关系。故在进行岩土工程设计时，不仅耍掌握岩土参数及其概率分布，而且耍了解测试的方法及测试条件与工程原型条件之间的差别。取试样进行室内试验仍是岩土测试的重要手段，但由于小块试样的代表性不足，取试样、运输、保存、试验过程中的扰乱，某些岩土无法取试样等问题而显出它的局限性，故原位测试在岩土工程勘察中被广泛应用。但是

4、，原位测试一般因应力、应变条件复杂，影响因素多，和实体工程差异大等的原因，难以进行理论分析。由于设计参数和计算方法不精确性，原型观测对于检验岩土工程设计的合理性及监测施工的质量和安全，有特殊重要的意义2.3应重视经验近代土力学与岩石力学的建立，为岩土工程的计算和分析提供了理论基础。但由于岩土性质的复杂多变，以及岩土与结构相互作用的复杂性,不得不作简化，以致预测和实际之间有时相差甚远。鉴于岩土工程计算的不完善,工程经验特别是地方经验，在岩土工程设计中应予高度重视。2.4动态设计由于地质条件和岩土参数不易弄清，岩土工程设计常常不能一步到位，事先的定量计算只是一种估计，只有

5、原型实测才最可靠。因此，需与信息化施工配合,进行动态设计。这种设计原则己在边坡设计，地基基础设计，基坑设计，堤坝设计，地下工程设计中广泛应用。动态设计的基本方法是:根据已经掌握的数据估计算一个预测目标，例如位移（正演）。施工过程中利用现场观测数据反演设计参数，再用反演所得的参数正演目标，如此反复，一次比一次更趋正确，在这个过程中，还可以通过“施工勘察”核查地质条件，调整设计方案和施工程序，保证工程安全和经济，并满足所有预定功能，即包括预定功能要求、安全性和耐久性耍求、投资和工期的经济性耍求等三个方面。3•岩土工程设计的外延岩土工程解决的是人类工程活动与岩土体之间的相互

6、矛盾，以便合理开发和有效保护地质环境，实现人与自然和谐相处的最终目标。从这个角度来说，地质灾害防治与防治工程也可以归结于岩土工程的范畴之中，甚至地质环境保护也可以归于岩土工程。例如岩土工程中无论何种设计方案，一般都是有优点，有缺点,有其适用的一面，又可能有某些负面影响。例如：城市中不能采用噪咅人的锤击式预制桩和沉管式灌注桩；泥浆污染城市，某些注浆材料污染地下水；有些施工方法影响人体健康；地下开挖和深基坑开挖时，大量抽排地下水，严重浪费宝贵的水资源，不符合可持续发展原则；降落漏斗使邻近工程产生附加沉降等等。岩土工程在理论方法研究方面停滞不前未来则可以转而向以上方面发展。

7、岩土工程设计需要的前期知识正确理解岩土体的特点及变形破坏机理，是合理并有效地应用岩土设计的前提，所以学习岩土工程设计之前应该储备的前期知识主要有以下几个方面：工程岩土学：岩石和土都是经地质作用形成的自然历史产物。但两者的工程地质性质截然不同，岩石中矿物颗粒间有牢固的结晶联结或胶结联结，因而岩石强度高，在外力作用下变形小，土的颗粒之间联结微弱或无联结，故强度低，易变形。岩体、土体是由固相、液相、气相组成的多相体系。岩体、土体的工程性质是由其固、液、气相三者的质和量及其相互作用的情况来决定。岩体、土体在小范围内可近似地看作是均质的和各向同性的介质；但在较