岩土工程勘察设计的若干基本概念-顾宝和

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1、岩土工程勘察设计的若干基本概念2010年6月目录1概念与方法2与岩土工程有关的地下水问题3孔隙水压力与有效应力原理4作用、抗力与安全度5地基承载力6地基变形，地基与结构的变形协调1概念与方法1.1岩土工程的主要概念1.2概念的重要性1.3概念与方法关系1.1岩土工程的主要概念几个常识性案例1珊瑚石的土粒密度，经验估值取2.67？2休止角测定值340、内摩擦角取320、地基承载力特钲值取120kPa？3勘察报告中用抽水试验主孔与观测孔的水力坡度计算地下水流速？4建筑物的计算沉降小于载荷试验的沉降？用变形模量按理论公式换算压缩模量理论：压缩模量侧限条件下

2、进行，变形模量无此侧限条件，Es大于E0E0=βEs实际：试验条件不同，与理论关系不符。高压缩性土两者较接近，低压缩性土E0明显高于Es某工程的渗流破坏基坑深约9m，自然水位约4m，上部和坑底下2~3m为粉土和粉粘，其下为巨厚长辛店砾石层，降水井深在砾石层表面，外围回灌。开挖至7m见水，强行挖到底，周边挖沟填砾排水，坑中普遍发现“上升泉”，坑底土载荷试验极不正常，土质严重扰动。判断为坑底粉土竖向渗透性远远大于水平渗透性实质为渗流变形破坏，后改用桩基。几个概念性问题岩溶地基一柱一桩好不好？土是否都是越挤越密？高层建筑、框架结构、排架结构、砌体结构的变形

3、控制性模式各有什么不同？顺层边坡、膨胀土边坡、危岩边坡的破坏模式锚杆支护，一根破坏，成片倒塌的渐进式破坏。桩筏基础，嵌岩桩设计，部分嵌入，部分未嵌入，因支撑刚度不同的渐进式破坏。岩土工程的主要概念地质演化方面：岩土成因、结构体与结构面、风化作用、岩溶与土洞的形成、地震与断裂、液化机制、滑坡等不良地质作用与地质灾害的演化等；岩土力学方面：静力平衡原理、应力应变原理、孔隙水压力与有效应力原理、渗透破坏原理、地下水运动规律、土与结构的协同作用。环境方面：建筑材料腐蚀性，废弃物填埋、工程建设对环境的影响等。1.2概念的重要性概念不清的人，经验是表面的，片面的

4、，非理性的，只见现象，不见本质，凭直观的局部经验处理问题，容易犯原则性的错误；概念清楚的人获得的经验是全面的，理性的，系统的，遇到工程问题时，能透过现象，看到本质，举一反三，有很强的洞察能力和判断能力，能自觉地运用理论和经验。经验应上升到理论层面上去总结。1.3概念与方法关系概念：不是事物的现象，事物的片面，不是他们的外部联系，而是抓住了事物的本质，事物的总体，事物的内在联系，是认识过程的理性阶段。方法：勘探方法、测试方法、施工方法、计算分析、软件的应用、文字与图的表述等。概念与方法的关系方法或手段是工程师的肢体，科学概念是工程师的灵魂，方法的合理应

5、用必须有灵魂来统帅。有了机智的灵魂，强健的肢体才能发挥出能力。理论与经验结合工程师阶层的产生工程师需要经验,经验是衡量工程师能力的主要尺度。但须与理性的概念结合，分散的非理性的经验不一定可靠，植根于理性的经验才有生命力。工程师需要理论，理论具有普遍性，理论才能认识事物的本质，理论掌握深浅是衡量工程师水平的重要尺度。但必须与实践经验结合，某些深奥的理论对认识事物的本质可能有用，但用于解决工程问题未必优于简易的经验方法。反对两个盲目性片面强调理论，轻视经验；片面强调经验，轻视理论。认识问题要深入，深刻的理论才能揭示事物本质。解决问题要简捷，注重工程效果，

6、不追求理论完美。2岩土工程有关的地下水问题2.1静水压力2.2流网2.3越流渗透2.4渗透变形与破坏2.5裘布依假定2.1静水压力特征静水压力的等向性静水压力的三角形分布静水压力与土的孔隙度无关静水压力与土的渗透系数无关静水压力等向性静水中只存在压应力,剪应力均为零，否则就会流动。各个方向的压力均相同，水压力的作用必与该界面垂直。水土分算将孔隙水压力提出，主动被动侧压力系数均为1.0，土用有效强度计算；水土合算将水压力合并在土压力中，随土的总应力强度变化。从概念上分析，水土分算符合有效应力原理。压力的三角形分布仅与深度有关，与边界形状，与水体大小无关

7、。流经弱透水层水头损失，浮力降低，但工程与土之间必须紧密接触或严密封闭。①工程含水层弱透水层静水压力与土的渗透系数无关渗透系数小只产生滞后效应，长期效应与其他土相同。除非完全不透水，不传递静水压力。静水压力与土的孔隙度无关2.2流网流网力学概念明确，解题直观，利于深入理解渗流现象的本质特性流网性质等势线与流线正交；如各等势线间的差值相等，各流线间的差值相等，则各网格的长宽比相等；在不透水边界，等势线与之垂直，流线与之平行；在等水头边界，流线与之垂直，等水头边界即等势线；等势线越密，水力梯度越大；流线越密，流量越大。网格越密，水力梯度、流速、流量越大，

8、由渗透造成的孔隙水压力越大，越易产生渗透变形；反之，网格越稀，水流越平稳。2.3越层渗流地下水头的变化多层地