岩土专业特点

null 浅谈岩土工程的专业特点 浅谈岩土工程的专业特点 前言前言岩土工程是一门 既古老又新近的专业技术。 1 岩土工程的内涵 1 岩土工程的内涵 《岩土工程基本术语标准》 “土木工程中涉及岩石和土的利用、处理和改良的科学技术。” 中国大百科全书 “土木工程的一个分支，以工程地质学、岩石力学、土力学与基础工程为理论基础，涉及岩石和土的利用、整治和改造的一门技术科学。” “土木工程的一个分支，研究岩土体（包括其中的水）作为支承体、荷载、介质或材料，必要时对其改良或治理的一门工程技术。” 岩土工程的内涵岩土工程的内涵第一、岩土工程是土木工程的一个分支； 第二、研究对象是岩石和土，包括岩土中的水； 第三、是一门技术科学或工程技术。 2 岩土工程的外延 2 岩土工程的外延 （1）    岩土作为支承体 房屋建筑、道路、桥梁、堆场、大型设备 承载力和变形问题。 （2）    岩土作为荷载或自承体 地面开挖，边坡工程、基坑工程、露天矿等 地下开挖，隧道、地下洞室等 另一类稳定和变形问题。 既可能是荷载，也可能是自承体。 地下水的控制有举足轻重的影响。 岩土工程的外延岩土工程的外延（3）    岩土作为材料 填方工程，填海造陆，围堰、水坝、路堤 稳定和变形外，材料选用和质量控制。 （4）    地质灾害的防治 岩溶、塌陷、崩塌、滑坡、泥石流、地面沉降 对工程构成严重威胁。 场地和地基的地震效应。 岩土工程的外延岩土工程的外延（5）    环境岩土工程 地质和水文地质环境的评估、废弃物的卫生填埋、土石文物的保护等， 正日益重视。 包括各种人工土，对天然土的加固和改良，利用排水、压实、加筋、改性、注浆、锚定、设置增强体等，改变岩土体的强度、变形和渗透性能。 第九届优秀勘察申报项目 第九届优秀勘察申报项目 秦岭隧道、岭澳核电厂、三峡五级船闸、龙羊峡水电工程、小浪底水电工程、白云机场和肖山机场、高层建筑、唐山岩溶塌陷治理、滑坡治理、大型露天矿山边坡、城市地下综合管廊、海上采油井场、水库岸边浸没区治理等， 深基坑支护、公路、尾矿、动力机器基础、岩土工程检验和监测等 3   岩土工程和相邻专业的关系3   岩土工程和相邻专业的关系许多专业关系密切，且互相搭接，边界模糊。边界附近你中有我，我中有你。 工程地质、结构工程、 水利和水电工程、 道路桥粱和隧道工程、 港口和航道工程、采矿工程、 地震工程、海洋工程、环境工程等。 岩土工程与工程地质的关系岩土工程与工程地质的关系 区别：学科领域、工作内容、关心的问题 工程地质是地质学的分支，产生源于土木工程的需要，本质是应用科学； 地质专家（地质师），侧重研究地质现象、成因和演化、地质规律、地质与工程的相互作用 岩土工程是土木工程的分支，本质是工程技术。 是工程师，关心的是根据工程目标和地质条件，建造满足使用要求和安全要求的工程或工程的一部分，解决工程建设问题。工程地质与岩土工程的关系工程地质与岩土工程的关系非常密切。有人说，工程地质是岩土工程的基础，岩土工程是工程地质的延伸。 岩土材料的性能结构，多种复杂地质作用下的自然产物。只能勘察查明，又不能完全查明。 通过地面调查，物探、钻探、槽井探，由粗而细，由浅而深，根据地质规律推测，构造出地质模型。没有地质基础，无法识别断层、软夹层、结构面、地下水的赋存和运动 地质复杂地区，离开了工程地质专家，土木工程师寸步难行。 岩土工程和结构工程的关系岩土工程和结构工程的关系关系密切。必须密切配合。 结构关心地基的稳定和变形，影响结构安危；过量变形，影响结构功能，次应力使结构超过极限。地基问题很难补救。 一般地基设计均由结构工程师考虑上部结构统一完成，复杂地基基础或需专门处理的地基要求岩土工程师参与。 地基勘察设计时，须了解结构型式、荷载及其分布，基础型式和刚度，对地基变形的限制要求，以便有的放矢。岩土工程和结构工程的关系岩土工程和结构工程的关系一个整体，相互作用，相互影响。 地基变形会改变结构应力， 结构荷载分布和不同刚度会产生不同的地基变形。 常用调整基础和结构刚度适应地基变形， 地基、基础和上部结构的协同作用。 通过地基处理提高地基承载力和刚度，适应上部结构要求。岩土工程和结构工程的关系岩土工程和结构工程的关系你中有我，我中有你，互相搭接，互相重叠。 桩基础，结构的延伸，是结构，但承载力和变形主要取决于岩土， 基坑工程，土方开挖、地下水的治理、土压力计算等与岩土有关，但护坡桩、地下连续墙、锚杆、内支撑等都是结构。 边坡和地质灾害，应属岩土工程，但离不开结构措施。 单纯的岩土并不多，如围海造陆、堤岸，大面积高填方等岩土工程和结构工程的关系岩土工程和结构工程的关系结构工程师和岩土工程师虽然有所分工，有所侧重，但互相互配合的居多。 结构工程师应当具备必要的岩土知识，岩土工程师也必须具备必要的结构知识。 一般结构专业处于主导地位，岩土工程师承担的主要任务, 是结构工程师觉得难以承担的复杂的或专门的岩土工程任务。 4    岩石和土的主要特点 4    岩石和土的主要特点岩石的裂隙性和土的孔隙性 是岩石和土区别于混凝土、钢材等人工材料的主要特点。 （1）    岩石的裂隙性（1）    岩石的裂隙性或稀或密、或宽或窄、或长或短地存在， 有的粗糙，有的光滑；有的平直，有的弯曲；有的充填，有的不充填；有的产状规则，有的规律性很差。 成因多样，原生节理，层理，构造节理，卸荷裂隙和风化裂隙，片理、劈理等， 岩体中构成极为多样复杂的裂隙系统。 岩石和岩体区别，裂隙概化为“结构面”。 力学参数：岩石、结构面、岩体，很大区别。搞清结构面的产状、参数和分布，是岩土工程勘察设计的重点和难点。     岩石的裂隙性    岩石的裂隙性岩体中的地下水沿着岩体中的裂隙和洞穴流动， 随着裂隙和洞穴的形态和分布的不同， 有脉状裂隙水、网状裂隙水、层状裂隙水、洞穴水等 不同的地下水类型。 （2）    土的孔隙性（2）    土的孔隙性散体材料，饱和土是两相；非饱和土是三相。 产生了有效压力和孔隙压力；孔隙压力又有孔隙水压力和孔隙气压力。 有效应力原理：土力学区别于一般材料力学的主要标志 总应力法和有效应力法。 把握好孔隙压力是岩土工程的重要关键饱和土的孔隙水压力饱和土的孔隙水压力饱和土中，由于孔隙水压力的增长和消散， 不同加荷速率地基承载力不同； 是否及时支撑, 对软土基坑稳定有不同的表现； 渗透系数和地层组合的差别, 导致基础沉降速率的差别等。 超静水压力导致挤土效应，使桩被挤断、挤歪和上浮； 地震时的超静水压力导致砂土和粉土液化。非饱和土的孔隙压力非饱和土的孔隙压力非饱和土的孔隙气压力形成基质吸力， 基质吸力随含水量的增加而降低，因而是不稳定的。 膨胀土和黄土随湿度的增加而强度显著降低， 非饱和土基坑雨季容易发生事故， 花岗岩残积土边坡，暴雨容易发生浅层滑坡，5  对自然条件的依赖性 和条件的不确知性5  对自然条件的依赖性 和条件的不确知性 以传统力学为基础发展起来的。但单纯的力学计算不能解决实际问题。 原因主要在于对自然条件的依赖性和计算条件的不确知性。 “不求计算精确，只求判断正确”，强调概念设计 , 综合判断。 试与结构设计比较，结构工程与岩土工程结构工程与岩土工程 结构工程 混凝土、钢材等人工制造的材料， 材质相对均匀，材料和结构由工程师自己选定或设计的，可控的。 计算条件明确，建立在材料力学、结构力学基础上的 计算是可信的 岩土工程 材料性能、结构， 自然形成，漫长的地质历史时期，复杂地质作用下的产物， 工程师不能任意选用和控制， 只能通过勘察查明， 又不可能完全查清 6   参数的不确定性和 测试方法的多样性6   参数的不确定性和 测试方法的多样性离散性两方面的原因。 个别样品测试的指标缺乏代表性，经统计分析，得到代表值。 结构设计注重截面计算，岩土工程没有截面计算，注重系统分析。 岩土体的尺寸与试验样品差别很大，考虑的是岩土体参数值的综合水平， 标准值的计算与混凝土、钢材等不同。 结构可靠度分析成熟，列入规范；岩土工程的可靠度分析尚处在研究阶段。选用合理的测试方法选用合理的测试方法压缩模量、变形模量、旁压模量、反演模量。 直剪和三轴剪；直剪又有快剪、固结快剪和慢剪；三轴剪又有不固结不排水剪、固结不排水剪、固结排水剪和固结不排水剪测孔隙水压力； 原位测试有十字板剪切试验和野外大型剪切试验。 试验条件不同，试验结果各异。 计算模式、计算参数和安全度的配套，计算参数的正确选定最为重要。 7     岩土工程的不严密性、不完善性和不成熟性 7     岩土工程的不严密性、不完善性和不成熟性 信息的不完全性，单纯计算不精确，不可靠。 定性分析与定量分析结合，综合判断。 依靠工程师的理论基础和丰富工程经验。 像一位良医， 没有经验解决不了复杂工程问题。 忽视理论将局部经验误为普遍真理， 犯概念性错误。 “经验之果只有结在理论之树上才有生命力。” 沈珠江： “从学步走向自立” 。8    岩土工程的概念设计8    岩土工程的概念设计另详9     注册岩土工程师的执业9     注册岩土工程师的执业权利、义务、执业范围等，由政府发布 (1) 获得资格，表示达到执业门槛，具备法律能力，对个人对单位都是有利。 也承担责任，负法律责任，负终身责任。有一定风险性。 要有遇事做出正确判断的能力。 不可能所有领域都有丰富经验。务必谨慎细心，决非岩土工程师执业范围内的所有业务一定都能承担, 要量力而行。注册岩土工程师的执业注册岩土工程师的执业(2) 相邻专业搭接，重叠，划一道清楚边界不适当，也不可能。相邻专业边界附近“你中有我，我中有你” ，正常。 在搭接区，甲专业可做，乙专业也可做， 谁做谁负责任。例如， 勘察，岩土师, 地质师。 桩基设计，结构师, 岩土师 基坑设计，岩土师，结构师。 锚杆挡土桩护坡，内支撑体系 岩土和结构两专业的工程师合作。10 岩土工程的技术控制 10 岩土工程的技术控制 标准规范是现时政府对工程建设实施技术控制的依据，抓质量就是抓标准规范的贯彻执行。 但具体问题不易处理。岩土工程师一切以标准规范为准，对个别工程可能不是最佳选择，抹杀了岩土工程师因地制宜，采用先进技术的积极性。岩土工程的技术控制岩土工程的技术控制可否可将标准规范订得更详细，更具体？ 根据岩土工程的特点，不易做到。 岩土种类繁多，组合多样，各种地质背景和水文地质条件；工程中所处的地位和承担的角色各不相同；各地有地方特点和地方经验， 想为复杂多变的条件和问题制订一套具体划一而又恰当的规则，十分困难。往往顾此失彼，难保放之四海而皆准。 有医学原理，有药典，有检验标准，但没有“处方规范” 岩土工程的技术控制 三个层面： 岩土工程的技术控制 三个层面： 第一层面，涉及人身健康、工程安全、环境保护等公众利益、国家利益的，应订入技术法规，由国家制订，强制执行，严格监管。包括勘察设计的基本准则，各种灾害的防治，有害物质扩散的限制等等。三个层面：三个层面：第二层面，属于大量重复型的技术规则，如术语、符号、分类，常用测试方法、常用分析法等，宜制定具体而统一的标准，供工程师采用。 第三层面，需因地制宜，结合具体工程处置的问题，诸如勘察工作的布置，岩土工程 设计方案 关于薪酬设计方案通用技术作品设计方案停车场设计方案多媒体教室设计方案农贸市场设计方案 等，规范只对基本准则作出规定，具体问题由岩土工程师根据具体情况，发挥自己的学识和经验，进行综合判断，并承担风险责任。 岩土工程的技术控制岩土工程的技术控制岩土注册师的执业，创造了有利条件。 还要两个条件，一是技术法规与技术标准相结合的体制基本完成，社会上法治意识和诚信观念已有长足进步；二是咨询业，工程保险等市场经济体系已基本配套。 有一个循序渐进的过程。 国际接轨，应主要理解为体制的接轨，包括岩土工程专业体制和法规标准体制的接轨。 谢谢各位！请多指教！ 谢谢各位！请多指教！