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巖土工程條件的概念精選(九篇)

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巖土工程條件的概念

第1篇:巖土工程條件的概念范文

關(guān)鍵詞:巖土工程;勘察的意義;新技術(shù)運(yùn)用

Abstract: the geotechnical engineering technology as a comprehensive very strong technology course, is to solve and deal with issues related to construction engineering and in geotechnical media. Is a very important part in construction project. Its the meaning of the investigation and position the government very seriously, and give high expectations, but now is still has certain gap. Geotechnical engineering investigation in this paper, the author probes into the significance and the application of new technology in geotechnical investigation.

Key words: geotechnical engineering; Survey of the meaning; The new technology.

中圖分類(lèi)號(hào):C35文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):2095-2104(2013)

一、巖土工程的定義

中國(guó)大百科全書(shū)定義為:“土木工程的一個(gè)分支,以工程地質(zhì)學(xué)、巖石力學(xué)、土力學(xué)與基礎(chǔ)工程為理論基礎(chǔ),涉及巖石和土的利用、整治和改造的一門(mén)技術(shù)科學(xué)。”專(zhuān)家定義為:“土木工程的一個(gè)分支,研究巖土體(水)作為支承體、荷載、介質(zhì)或材料,必要時(shí)對(duì)其改良或治理的一門(mén)工程技術(shù)?!币陨媳硎龇椒m不完全一致,但主要方面是相似或相同的。表現(xiàn)在:第一巖土工程是土木工程的一個(gè)分支;第二研究對(duì)象是巖石和土,包括巖土中的水;第三是一門(mén)技術(shù)科學(xué)或工程技術(shù)。

不同類(lèi)型、不同規(guī)模的工程活動(dòng)都會(huì)給地質(zhì)環(huán)境帶來(lái)不同程度的影響;反之不同的地質(zhì)條件又會(huì)給工程建設(shè)帶來(lái)不同的效應(yīng)。巖土工程勘察的目的主要是查明工程地質(zhì)條件,分析存在的地質(zhì)問(wèn)題,對(duì)建筑地區(qū)做出工程地質(zhì)評(píng)價(jià)。從而輔助建筑工程的順利實(shí)施。

二、巖土工程勘察的意義

隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)不斷高速發(fā)展,眾多基礎(chǔ)建設(shè)項(xiàng)日和現(xiàn)代化工程建筑不斷興建,基礎(chǔ)和基坑開(kāi)挖深度越來(lái)越深。巖土工程勘察作業(yè)是工程建設(shè)的一項(xiàng)基礎(chǔ)性工作,是工程設(shè)計(jì)、施工的依據(jù),其質(zhì)量的優(yōu)劣,對(duì)工程建設(shè)的質(zhì)量、安全、工期和合理投資起著重要作用。采用傳統(tǒng)的勘察方法和傳統(tǒng)的勘察手段已經(jīng)很難滿(mǎn)足設(shè)汁的需要,存在著許多急需解決的巖土工程勘察技術(shù)問(wèn)題。由于工程項(xiàng)目行業(yè)類(lèi)型,建筑工程重要性以及地基的復(fù)雜程度、工程地質(zhì)條件差異較大等因素,對(duì)具體工程項(xiàng)目的勘察要求也各不相同。對(duì)于巖土工程勘察而言,因勘察工作的特殊性,如野外作業(yè)時(shí)勘探測(cè)試工作大部分位于地下,具有較強(qiáng)的隱蔽性、專(zhuān)業(yè)性和特殊性。隨著人們對(duì)環(huán)保意識(shí)的重視,地質(zhì)和水文地質(zhì)環(huán)境的評(píng)價(jià)、廢棄物的衛(wèi)生填埋、土石文物的保護(hù)等等,都涉及復(fù)雜的環(huán)境巖土工程問(wèn)題。工程建設(shè)前,進(jìn)行巖土工程勘察,查明建設(shè)場(chǎng)地的地質(zhì)條件,對(duì)存在或可能存在的巖土工程問(wèn)題提出解決方案,對(duì)存在的不良地質(zhì)作用提前采取防治措施。可以有效防止地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。因此,工程建設(shè)過(guò)程中,巖土工程勘察工作就顯得相當(dāng)重要的。

三、巖土工程勘察新技術(shù)的運(yùn)用

巖土工程勘察是工程建筑中的一個(gè)重要步驟,是工程設(shè)計(jì)的先決條件。經(jīng)過(guò)近幾十年的快速發(fā)展,我國(guó)巖土工程勘察技術(shù)在探索中不斷進(jìn)步,無(wú)論從勘查手段、勘探設(shè)備、勘察技術(shù)的數(shù)字化還是技術(shù)人員知識(shí)的廣度和深度等方面都取得了長(zhǎng)足發(fā)展,巖土工程勘察是在地殼表層某一深度范圍內(nèi)進(jìn)行的,因此須查明這一深度范圍內(nèi)巖土體的空間分布情況及其工程性質(zhì)以及地下水等條件。

多道瞬態(tài)面波勘探技術(shù)

多道瞬態(tài)面波勘探是近幾年快速發(fā)展起來(lái)的新技術(shù),在工程勘察中得到廣泛應(yīng)用. 多道瞬態(tài)面波法(以下簡(jiǎn)稱(chēng)面波法)勘探是工程與環(huán)境地球物理勘察中一種新的淺層地震勘探方法,利用其頻散特性和傳播速度與巖土物理力學(xué)性質(zhì)的相關(guān)性可以解決諸多工程地質(zhì)問(wèn)題。常規(guī)的面波勘探只是一次采集一點(diǎn)的資料,而多道面波勘探技術(shù)則是通過(guò)連續(xù)的排列移動(dòng),同時(shí)收集面波資料和反射資料。處理的結(jié)果是一個(gè)剖面的信息。近幾年,隨著面波勘探中軟件和硬件的發(fā)展及面波勘探軟件技術(shù)理論的進(jìn)一步完善,多道瞬態(tài)面波法越來(lái)越引起人們的重視。

面波的主要特性

由于瞬態(tài)面波是在彈性分界面處基于波的干涉而產(chǎn)生,并且沿界面?zhèn)鞑?波動(dòng)現(xiàn)象集中在界面附近的一種彈性波,其具有以下幾種主要特性:①面波在自由表面附近傳播時(shí),質(zhì)點(diǎn)在波傳播方向的垂直平面內(nèi)振動(dòng),振幅隨深度呈指數(shù)函數(shù)急劇衰減,質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)軌跡與波傳播的方向或反方向的橢圓軌道運(yùn)動(dòng);②面波的水平和垂直振幅從彈性介質(zhì)的表面向內(nèi)部呈指數(shù)減小,大部分能量損失在二分之一波長(zhǎng)的深度范圍內(nèi),這說(shuō)明面波某一波長(zhǎng)的波速主要與深度小于二分之一波長(zhǎng)的地層物性有關(guān);③在多層介質(zhì)中,面波具有明顯的頻散特性。面波沿地面表層傳播,影響表層的深度約為一個(gè)波長(zhǎng),因此同一波長(zhǎng)的面波的傳播特性反映了地質(zhì)條件在水平方向的變化情況,不同波長(zhǎng)的面波的傳播特性反映著不同深度的地質(zhì)情況;④瑞雷波速度(VR)與橫波速度(VS)具有相關(guān)性,即瑞雷波速度主要與介質(zhì)的密度或介質(zhì)的松散度、緊密度有關(guān)。因此對(duì)密度差異較大的地區(qū)進(jìn)行地層劃分方面有較好的分辯率。

面波的勘探原理

面波探測(cè)技術(shù)的基本原理是:利用面波沿介質(zhì)表面?zhèn)鞑?在多層介質(zhì)中相速度發(fā)生變化等特征。數(shù)據(jù)采集時(shí),通過(guò)瞬態(tài)沖擊力作為震源激發(fā)面波,地表在脈沖荷載作用下產(chǎn)生波動(dòng)。在離開(kāi)震源稍遠(yuǎn)處,用傳感器記錄面波的垂直分量,對(duì)記錄下來(lái)的面波信號(hào)做頻譜分析和處理,計(jì)算并繪制VR-Κ曲線,并將這種速度隨頻率變化的曲線稱(chēng)為頻散曲線。頻散曲線的變化規(guī)律與地質(zhì)條件和巖土介質(zhì)的結(jié)構(gòu)性狀(如地層厚度,波傳播速度等)存在著內(nèi)在聯(lián)系,分析、研究和利用這種內(nèi)在聯(lián)系,就可以達(dá)到探測(cè)地質(zhì)體的目的。根據(jù)面波勘探的上述特點(diǎn),同時(shí)也考慮到面波勘探場(chǎng)地地層縱橫向變化因素較多,為了減少斜坡反射干擾,使面波資料能真實(shí)反映地面上某一點(diǎn)下面地層垂直變化情況。

數(shù)字化勘察技術(shù)

(1)巖土工程勘察數(shù)字化系統(tǒng)

巖土工程勘察數(shù)字化系統(tǒng)是一個(gè)信息處理系統(tǒng),主要任務(wù)是信息或數(shù)據(jù)分析及其作用在信息或數(shù)據(jù)之上的處理系統(tǒng)需求分析,為了明確地表達(dá)出用戶(hù)的數(shù)據(jù)要求,首先要使用面向問(wèn)題的概念性數(shù)據(jù)模型對(duì)數(shù)據(jù)和信息建模。巖土工程勘察數(shù)據(jù)庫(kù)管理的實(shí)體主要包括文檔資料、圖形資料、地層、鉆孔等,巖土工程勘察數(shù)據(jù)庫(kù)管理是巖土工程勘察數(shù)字化系統(tǒng)的一項(xiàng)基礎(chǔ)性工作,巖土工程勘察數(shù)據(jù)庫(kù)信息系統(tǒng),是一個(gè)處理復(fù)雜、數(shù)據(jù)密集的應(yīng)用系統(tǒng),應(yīng)從現(xiàn)實(shí)世界中實(shí)體的數(shù)據(jù)側(cè)面對(duì)數(shù)據(jù)對(duì)象與屬性及其關(guān)系進(jìn)行模型的建立,才能獲得反映信息世界的概念性數(shù)據(jù)模型。

(2)數(shù)字化巖土勘察工程數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。

基于 GIS 的巖土工程勘察涉及到的原始數(shù)據(jù)主要為地理信息方面的空間數(shù)據(jù)和非空間數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)來(lái)源包括:

第一,基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)。主要包括地形地貌圖和自然區(qū)劃圖。

第二 ,巖土工程勘察數(shù)據(jù)。主要有所研究區(qū)域的工程地質(zhì)勘探資料。各勘探點(diǎn)的所有信息(如地理、環(huán)境、土的物理力學(xué)指標(biāo)等) 。各類(lèi)建筑場(chǎng)地的地層信息,比如年代、沉積相、液化等級(jí)等。數(shù)字化巖土勘察工程數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的主要步驟有:① 巖土工程勘察數(shù)據(jù)庫(kù)的概念模型設(shè)計(jì)。巖土工程勘察數(shù)據(jù)庫(kù)管理作為巖土工程勘察數(shù)字化系統(tǒng)的一項(xiàng)基礎(chǔ)工作,是一個(gè)數(shù)據(jù)密集、處理復(fù)雜的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用問(wèn)題 。 為了能獲得反映信息世界的概念性數(shù)據(jù)模型,將與實(shí)體和聯(lián)系相關(guān)的功能與行為剝離出來(lái),僅從現(xiàn)實(shí)世界中實(shí)體的數(shù)據(jù)側(cè)面來(lái)建立模型即研究數(shù)據(jù)對(duì)象與屬性及其關(guān)系,并在此基礎(chǔ)上建立相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)表結(jié)構(gòu)。② 數(shù)據(jù)庫(kù)的建立與實(shí)現(xiàn)。巖土工程一體化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)有三類(lèi): 用戶(hù)原始數(shù)據(jù),系統(tǒng)中間數(shù)據(jù),最終數(shù)據(jù)。原始數(shù)據(jù)由測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)組成,而測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)又由測(cè)點(diǎn)幾何屬性數(shù)據(jù)(位置)和測(cè)點(diǎn)信息屬性數(shù)據(jù);中間數(shù)據(jù)包括根據(jù)原始數(shù)據(jù)系統(tǒng)自動(dòng)生成的地層層面等值線模型、三維表面模型、剖面模型等,根據(jù)這些模型可以生成用戶(hù)需要的各種圖件,還可以進(jìn)行各種信息查詢(xún)操作;最終數(shù)據(jù)種類(lèi)繁多,主要是根據(jù)用戶(hù)需要由中間數(shù)據(jù)生成,包括圖形資料和文檔資料。

多波列淺層地震勘察技術(shù)

多波列淺層地震勘探技術(shù)是一種新興的巖土原位測(cè)試勘察方法。充分利用了地震波傳播中產(chǎn)生的折射波、反射波、直達(dá)波、面波及轉(zhuǎn)換波特性,根據(jù)不同的勘察對(duì)象,可選擇采用其中一種波或綜合采用多種波進(jìn)行解釋、推斷,使得淺層工程物探勘察手段能夠真正達(dá)到高精度、高分辨、定量化。近幾年來(lái),由于引進(jìn)了一些國(guó)外優(yōu)秀淺層地震儀及我國(guó)自行開(kāi)發(fā)的大量智能化地震儀,使傳統(tǒng)的折射法、反射法地震勘探在巖土工程勘察中得到應(yīng)用和推廣尤其是我國(guó)自行研制的高分辨、高精度、智能型儀器--SWS-1&2型多波列數(shù)字圖象工程勘察與測(cè)試儀及其配套的先進(jìn)數(shù)據(jù)處理軟件的開(kāi)發(fā)成功,使多波列淺層地震勘探技術(shù)在巖土工程勘察中嶄露頭角。

淺層高分辨反射波技術(shù)是利用橫波的波速低、波長(zhǎng)短、分辨率高不受潛水面影響在不同介質(zhì)的分界面上不產(chǎn)生轉(zhuǎn)換波等諸多優(yōu)點(diǎn)采用小道距,小偏移距共反射點(diǎn)多次迭加方法追蹤層位,并在數(shù)據(jù)處理中,進(jìn)行巖土介質(zhì)速度掃描。

高密度地震圖像技術(shù)

高密度地震圖象技術(shù)是近兩年來(lái)隨著我國(guó)高新技術(shù)成果SWS--2型智能化多波列數(shù)字圖象工程勘察儀的開(kāi)發(fā)應(yīng)用發(fā)展起來(lái)的一種新興的勘察測(cè)試技術(shù)。它采用縱波反射法單點(diǎn)激震多點(diǎn)接收和數(shù)據(jù)連續(xù)快速采集與存儲(chǔ)以及相應(yīng)軟件支持的施測(cè)方法,使地下剖面經(jīng)彩色圖象表示出來(lái)。這種方法效率高,反映的地下地質(zhì)體形態(tài)逼真。該方法還彌補(bǔ)了地質(zhì)雷達(dá)不適應(yīng)低阻環(huán)境勘察的不足,獲得的彈性物理資料方便工程判釋。通過(guò)配備水上檢波裝置和水上沖擊震源,實(shí)現(xiàn)無(wú)氣泡效應(yīng)干擾、寬頻、快速和高密度采集,解決了多年來(lái)水上彈性波勘察中氣泡效應(yīng)嚴(yán)重干擾的困惑,為水上勘探增添了一種新技術(shù),該勘察技術(shù)已在蘭州(中川)機(jī)場(chǎng)擴(kuò)建工程不良地質(zhì)體勘察和跨海特大橋海上地質(zhì)勘察等工程得到了應(yīng)用。對(duì)縮短勘察周期、降低工程造價(jià),提高勘察成果質(zhì)量做出了重大貢獻(xiàn)。

四、結(jié)束語(yǔ)

巖土工程勘察是各項(xiàng)工程設(shè)計(jì)與施工的基礎(chǔ)性工作,具有十分重要的意義。由于巖土工程的特殊性,許多時(shí)候無(wú)法采用直接、直觀的手段實(shí)現(xiàn)對(duì)地基巖土狀的調(diào)查和獲取其工程特性指標(biāo)。這就要求有新技術(shù)的研發(fā)跟運(yùn)用,降低工程中的成本,提高安全系數(shù)。最終確保工程建有效的運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

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[2]莫廷滿(mǎn).基礎(chǔ)地質(zhì)在巖土工程勘察中的應(yīng)用[J].技術(shù)與市場(chǎng), 2010,(09) .

[3]袁鐵錚.當(dāng)前巖土工程勘察中諸多問(wèn)題[J].吉林勘察設(shè)計(jì), 2006,(02).

第2篇:巖土工程條件的概念范文

關(guān)鍵詞:巖土工程;可靠性;設(shè)計(jì)

中圖分類(lèi)號(hào):S611文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A

一、引言

巖土工程的可靠性設(shè)計(jì)基于大量的參數(shù)的基礎(chǔ),還具有一定的應(yīng)變性,是基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)理念最核心的一塊,也是研究里最受關(guān)注的一塊。

二、巖土工程的可靠性概述

巖土工程和結(jié)構(gòu)工程相似, 它的狀態(tài)是由有限個(gè)相互獨(dú)立的參數(shù)確定的。這些參數(shù)大多是隨機(jī)變量, 這是因?yàn)樵O(shè)計(jì)參數(shù)從本質(zhì)上說(shuō)是用來(lái)描述性狀不均勻性的, 它們依賴(lài)于人類(lèi)無(wú)法控制的許多因素, 而且這些設(shè)計(jì)參數(shù)的數(shù)值一般是根據(jù)試驗(yàn)或調(diào)查數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)得到的。既然巖土工程問(wèn)題是非確定性的, 那就要用具有非確定性模型的數(shù)學(xué)概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)來(lái)解決。但長(zhǎng)期以來(lái)處理巖土工程的安全度問(wèn)題主要采取定值論的方法, 用安全系數(shù)來(lái)表示安全度。認(rèn)為只要采取了適當(dāng)?shù)陌踩禂?shù), 就能保證工程的絕對(duì)安全。這雖然也是一種處理工程問(wèn)題的方法, 并且已經(jīng)積累了相當(dāng)豐富的經(jīng)驗(yàn), 但是傳統(tǒng)方法畢竟還是不完備的, 它無(wú)法提供說(shuō)明工程可靠性的評(píng)價(jià)指標(biāo)。本來(lái), 可靠與否往往是指人是否恪守信義, 或就某事真?zhèn)味缘囊环N主觀推測(cè), 而且是一個(gè)“模糊的”、無(wú)法測(cè)度的概念。在第二次世界大戰(zhàn)后期, 為了解決軍事器材的失效問(wèn)題, 才開(kāi)始用概率論和統(tǒng)計(jì)學(xué)來(lái)研究復(fù)雜系統(tǒng)的元件可靠性及其組合。后來(lái)逐漸發(fā)展成為一門(mén)新的學(xué)科――可靠性工程學(xué)。從20 世紀(jì)50 年代開(kāi)始應(yīng)用于土木工程。

所謂可靠性是指一個(gè)系統(tǒng)在給定的條件下和預(yù)計(jì)的時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定的功能運(yùn)行的概率。可靠性在系統(tǒng)工程中占有很重要的地位, 它不僅直接反映系統(tǒng)的質(zhì)量指標(biāo), 而且關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的成敗。一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)往往是由許多子系統(tǒng)或元件以一定的組合聯(lián)系在一起的, 其中某一部分的失效都會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)??煽啃苑治龅哪康脑谟诩葘?duì)各個(gè)子系統(tǒng)的可靠性作出估計(jì), 也要評(píng)價(jià)它們?cè)跇?gòu)成大系統(tǒng)的可靠性中起什么樣的作用。從而控制薄弱環(huán)節(jié), 以提高整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。

對(duì)巖土工程來(lái)說(shuō), 可以把整個(gè)工程看作一個(gè)大系統(tǒng), 并把它分解為若干個(gè)子系統(tǒng)或單元, 運(yùn)用可靠性分析的一些基本原理,分析設(shè)計(jì)所冒的風(fēng)險(xiǎn)以及在經(jīng)濟(jì)上要承擔(dān)的風(fēng)險(xiǎn), 并把所冒的風(fēng)險(xiǎn)限制在人們可以接受的限度以?xún)?nèi), 這亦稱(chēng)為風(fēng)險(xiǎn)分析。其目標(biāo)是使可能達(dá)到極限狀態(tài)的概率足夠地小, 因此又稱(chēng)為概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)。

研究巖土工程的可靠性, 以下問(wèn)題需要著重解決:(1)觀察或試驗(yàn)數(shù)據(jù)(包括土的性狀、荷載和環(huán)境因素等)的統(tǒng)計(jì)處理, 例如設(shè)計(jì)參數(shù)的概率分布擬合度檢驗(yàn), 統(tǒng)計(jì)參數(shù)的計(jì)算和預(yù)測(cè)等;(2)現(xiàn)場(chǎng)勘探和取樣對(duì)策、試驗(yàn)設(shè)計(jì);(3)壓實(shí)技術(shù)條件和質(zhì)量控制;(4)計(jì)算安全系數(shù)和破壞概率之間的關(guān)系;(5)工程造價(jià)與安全度的關(guān)系;(6)總沉降和差異沉降的關(guān)系;(7)工程實(shí)例的風(fēng)險(xiǎn)分析與經(jīng)濟(jì)分析;(8)在不確定性條件下的優(yōu)化與決策。

三、可靠性理論的發(fā)展

可靠性原來(lái)的含義是指一個(gè)人是否守信義,或者人們對(duì)某市某物是否真實(shí)的一種主觀判斷行為,可靠性概念無(wú)法測(cè)度,比較模糊。在第二次世界大戰(zhàn)期間,為了提高軍事器材的使用效率,軍事專(zhuān)家需要對(duì)器材具有一個(gè)準(zhǔn)確的認(rèn)識(shí),因此,出現(xiàn)了采用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法和概率論方法來(lái)分析和研究器械元件可靠性的活動(dòng)。在世界大戰(zhàn)之后,人們逐漸認(rèn)識(shí)到可靠性分析的重要性,于是抓緊對(duì)可靠性進(jìn)行研究,從而形成了一門(mén)新的學(xué)科門(mén)類(lèi)――可靠性工程學(xué)。在上世界中葉的時(shí)候,可靠性工程學(xué)開(kāi)始運(yùn)用于土木工程領(lǐng)域,從而開(kāi)啟了巖土工程分析設(shè)計(jì)的新紀(jì)元。

四、我國(guó)巖土工程可行性分析的發(fā)展

巖土工程可行性研究存在的不足:我國(guó)對(duì)于巖土工程的可行性理論的引進(jìn)和研究是從上世紀(jì)70 年代后期開(kāi)始的,距今已有三十多年的發(fā)展歷史。在這個(gè)過(guò)程中,巖土工程的可行性研究呈現(xiàn)出自己的發(fā)展特點(diǎn),主要表現(xiàn)為:巖土工程可行性研究起步較晚,發(fā)展速度較快,可行性研究面很廣,規(guī)模龐大,在某些方面已經(jīng)達(dá)到了世界先進(jìn)水平。然而,我國(guó)對(duì)于巖土工程的可行性研究也存在不足,主要表現(xiàn)在:巖石方面的可行性研究比較少,巖土動(dòng)力學(xué)的研究不夠充分,巖土工程的特點(diǎn)沒(méi)有得到研究者的關(guān)注,巖土力學(xué)物理機(jī)制與可靠性研究之間的結(jié)合不夠緊密,有些方面的研究不夠深入等。巖土工程可行性研究取得的成績(jī):在30 年的可靠性研究發(fā)展過(guò)程中,取得了不小的成績(jī),發(fā)表了一系列的學(xué)術(shù)論文和專(zhuān)著,其內(nèi)容很廣泛,包括可靠性理論的系統(tǒng)論述,關(guān)于建筑工程中的沉降概率情況分析,巖土參數(shù)的統(tǒng)計(jì)規(guī)律和滲透問(wèn)題,以及巖土參數(shù)的數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)模型等。這些成果的取得集中反映了我國(guó)在可靠性研究領(lǐng)域的進(jìn)展情況。值得主要的是,對(duì)于樁基礎(chǔ)的研究,國(guó)際上的研究不夠充分,而我國(guó)的研究卻比較活躍,取得了不錯(cuò)的成績(jī),對(duì)于帶動(dòng)其它方面的發(fā)展有重要的作用。

五、巖土工程可靠性設(shè)計(jì)需要解決的問(wèn)題

巖土工程可靠性設(shè)計(jì)需要解決許多問(wèn)題,這些問(wèn)題包括:對(duì)收集、觀察或者試驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理,其中獲得的數(shù)據(jù)包括巖土的屬性、周?chē)h(huán)境以及荷載等,處理的內(nèi)容很多,包括統(tǒng)計(jì)參數(shù)的預(yù)測(cè)和計(jì)算,巖土工程設(shè)計(jì)參數(shù)的概率分布擬合度的驗(yàn)證等;對(duì)巖土工程現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行勘察和取樣,并進(jìn)行初步的試驗(yàn)設(shè)計(jì);采取合適的壓實(shí)技術(shù),使用合適的質(zhì)量控制措施;通過(guò)計(jì)算,分析破壞概率與安全系數(shù)之間的關(guān)系;巖土工程安全度與工程造價(jià)之間的關(guān)系;差異沉降與總體沉降之間的關(guān)系;工程實(shí)例的經(jīng)濟(jì)分析以及安全分析;在不確定條件下對(duì)巖土工程進(jìn)行優(yōu)化處理和決策制定等。

六、我國(guó)巖土工程可靠性施工技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

1.地基處理技術(shù)

在對(duì)各國(guó)成熟地基處理方法進(jìn)行研究和運(yùn)用后,我國(guó)也形成了符合國(guó)土狀況的巖土工程施工技術(shù),。自從運(yùn)用了我國(guó)自我開(kāi)發(fā)的這些地基處理技術(shù),不僅在資源上得到了大大的節(jié)約、降低了工程成本,還減少了污染,提高了城市環(huán)境質(zhì)量,而且所形成的地基復(fù)合樁土應(yīng)力比更加完美;

在對(duì)樁基和復(fù)合地基進(jìn)行研究后,我國(guó)開(kāi)發(fā)了鋼筋混凝土疏樁復(fù)合地基,這是介于兩者之間的新型地基基礎(chǔ)形式,這將充分發(fā)揮出樁基間的承載作用,通過(guò)樁和土來(lái)負(fù)載整個(gè)建筑的重量,減少地面承重過(guò)高發(fā)生地面下沉的現(xiàn)象發(fā)生。

2.基礎(chǔ)工程施工技術(shù)

研發(fā)了后壓漿樁技術(shù)。這個(gè)與傳統(tǒng)的前壓樁式灌漿技術(shù)不同,它是對(duì)已經(jīng)成型的樁進(jìn)行灌漿加固的一種先進(jìn)技術(shù)。這種技術(shù)可以有效提升樁的抗壓力,降低樁基的下沉量;巖土工程施工中混凝土預(yù)制樁的設(shè)置也有很大的技巧,要多關(guān)注施工地區(qū)的環(huán)境優(yōu)勢(shì),必要的時(shí)候采用預(yù)鉆孔法可以起到良好的施工效果,這個(gè)方法許多場(chǎng)地寬闊的工程都會(huì)采用。

七、巖土工程可靠性設(shè)計(jì)現(xiàn)狀

1.我國(guó)巖土工程可靠性設(shè)計(jì)現(xiàn)狀

隨著設(shè)計(jì)工作的不斷開(kāi)展,我國(guó)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)已經(jīng)在概率法和極限狀態(tài)的基礎(chǔ)上采用了分項(xiàng)系數(shù)設(shè)計(jì),與之相比較的話(huà),巖土工程的設(shè)計(jì)工作進(jìn)行的確比較遲緩。在我國(guó),除了樁基的研究設(shè)計(jì)在世界范圍內(nèi)比較有影響力之外,其它的巖土工程設(shè)計(jì)水平都非常有限。

2.巖土工程的特性

巖土工程的設(shè)計(jì)不足除了與研究歷史比較短,資金投入力度不夠大等外部因素直接相關(guān)之外,其很大一部分也是由巖土工程自身的特性決定的。與結(jié)構(gòu)工程相比,巖土工程的特點(diǎn)非常明顯,主要表現(xiàn)在三個(gè)方面:(1)巖土工程具有天然性。眾所周知,結(jié)構(gòu)工程所使用的材料都是后天人們自己加工的,比如鋼筋混凝土等,其參數(shù)可以通過(guò)大范圍的調(diào)查以及人為設(shè)定來(lái)獲得。而相比之下,巖土工程面對(duì)的對(duì)象具有天然的屬性,比如土和巖石等,這些物質(zhì)的屬性是自然確定的,人們無(wú)法對(duì)其進(jìn)行變化,而只有通過(guò)特定的試驗(yàn)來(lái)取得。(2)巖土性能隨位置不同而變化。一般來(lái)講,不同地方的巖土其性能指標(biāo)是不一樣的,此外,即使是同一個(gè)地方,隨著巖土深度的變化,其性能也會(huì)發(fā)生變化。在統(tǒng)計(jì)某一土層的變異性的時(shí)候,實(shí)際上包含了因位置變化而形成的巖土固有的變異特性。這種情況在結(jié)構(gòu)工程中則是不會(huì)出現(xiàn)的。(3)巖土屬性參數(shù)獲取較難。巖土的各項(xiàng)性能的指標(biāo)參數(shù)都是通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)獲得的,與結(jié)構(gòu)工程通過(guò)分析計(jì)算獲得各項(xiàng)參數(shù)相比,其難度要增加很多。因此,對(duì)于一個(gè)工程來(lái)說(shuō),在試驗(yàn)中花費(fèi)的時(shí)間與資金要在分析與計(jì)算中花費(fèi)的時(shí)間和資金要多得多。

八、巖土工程勘察規(guī)范

鑒于以上情況,《巖土工程勘察規(guī)范》(GB50021-94)在極限狀態(tài)與概率法的問(wèn)題上,只作了一些原則的規(guī)定。如由于巖土工程自身的特性以及我國(guó)巖土工程設(shè)計(jì)發(fā)展水平,在《巖土工程規(guī)范》(GB50021-94)中,對(duì)相關(guān)的概率法以及極限狀態(tài)只進(jìn)行了原則性的規(guī)定。比如,第12.14 條規(guī)定:巖土工程的定量分析可采用定值法,對(duì)特殊工程需要時(shí)可輔以概率法進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。第12.15 條規(guī)定了勘察成果報(bào)告中,應(yīng)按不同情況提供巖土參數(shù)值。

九、結(jié)束語(yǔ)

由于巖土工程的設(shè)計(jì)參數(shù)具有不穩(wěn)定性,因此在對(duì)巖土工程進(jìn)行可靠性設(shè)計(jì)時(shí),要針對(duì)工程具體情況和實(shí)際特點(diǎn)進(jìn)行隨機(jī)應(yīng)變,不能把原來(lái)固定的設(shè)計(jì)方案生搬硬套的進(jìn)行運(yùn)用。

參考文獻(xiàn)

第3篇:巖土工程條件的概念范文

【關(guān)鍵詞】巖土工程;數(shù)值分析;分析

我國(guó)巖土工程力學(xué)的發(fā)展距今已經(jīng)有40余年的時(shí)間,在巖土工程力學(xué)變形計(jì)算之中,土地被視作彈性體,在穩(wěn)定分析中,土地被視作剛塑性體,穩(wěn)定分析與變形計(jì)算是兩種不同的關(guān)系,為了將其聯(lián)系起來(lái),一些專(zhuān)家學(xué)者建立了現(xiàn)代土力學(xué),并使用了統(tǒng)一的應(yīng)力——應(yīng)變——強(qiáng)度關(guān)系進(jìn)行計(jì)算,這樣就很好的將變形計(jì)算以及穩(wěn)定分析聯(lián)系起來(lái),下面就對(duì)巖土工程數(shù)值分析進(jìn)行深入的探討。

1、巖體工程分析過(guò)程的關(guān)鍵問(wèn)題

巖土工程的分析是一項(xiàng)非常復(fù)雜的工程,一般情況下,對(duì)于該種問(wèn)題的解決常常使用物理模型與數(shù)學(xué)解題結(jié)合的方式進(jìn)行,要解決這類(lèi)相關(guān)的問(wèn)題,需要使用幾種方式,若建立連續(xù)介質(zhì)力學(xué)模型后,在求解時(shí)應(yīng)該建立好木構(gòu)方程、包含小應(yīng)變分析與大應(yīng)變分析的幾何方程、包含動(dòng)力與靜力的運(yùn)動(dòng)微分方程。在進(jìn)行求解時(shí),需要確定好邊界條件與初始條件,這幾類(lèi)條件確定后,才能夠得出方程答案。如果工程問(wèn)題較為復(fù)雜,那么就需要使用數(shù)值分析的方式進(jìn)行解決,如果使用連續(xù)介質(zhì)力學(xué)模型進(jìn)行求解,就要注意到邊界條件、初始條件以及木構(gòu)方程的不同,如果材料為線性彈性體,即可遵照虎克定律進(jìn)行解決。

如果將巖土材料作為多相體,就可以使用介質(zhì)力學(xué)模型進(jìn)行分析,為此,需要參考由力學(xué)與滲流本構(gòu)方程組成的本構(gòu)方程,包含小應(yīng)變與大應(yīng)變分析組成的幾何方程,由有效應(yīng)力相加得出的總應(yīng)力,總體積變化與相體積變化組成的連續(xù)方程以及動(dòng)力分析和靜力分析組成的運(yùn)動(dòng)微分方程。

通過(guò)以上的對(duì)比可以分析出,多相體包含有效應(yīng)力原理以及連續(xù)方程兩種方程,此外,還包含滲流本構(gòu)方程。在不同的問(wèn)題之中,連續(xù)方程、幾何方程、運(yùn)動(dòng)微分方程以及有效應(yīng)力原理表達(dá)式相同,但是本構(gòu)方程不同。對(duì)于邊界條件以及初始條件的求解,可以使用數(shù)值分析法進(jìn)行,在分析巖土工程問(wèn)題時(shí),也能夠使用連續(xù)介質(zhì)力學(xué)模型,在使用連續(xù)介質(zhì)力學(xué)模型時(shí),邊界條件、初始條件與本構(gòu)模型均不同,在進(jìn)行分析時(shí),邊界條件與初始條件一般很容易確定,但是應(yīng)力-應(yīng)變的關(guān)系就相對(duì)較為復(fù)雜,此外,在使用本構(gòu)模型時(shí),對(duì)于計(jì)算結(jié)果也會(huì)產(chǎn)生較大的影響。因此,在具體的分析過(guò)程中,必須要使用樹(shù)脂分析的方式,考慮到單元法對(duì)于邊界條件與初始條件有著一些限定,本構(gòu)方程適應(yīng)性也相對(duì)較差,因此,要解決巖體工程的數(shù)值分析問(wèn)題,必須要使用連續(xù)介質(zhì)力學(xué)模型進(jìn)行。

2、巖土本構(gòu)理論的發(fā)展

力學(xué)中的虎克定律是一種簡(jiǎn)單的本構(gòu)關(guān)系,巖土與其他的物質(zhì)有著較大的不同,巖土是大自然長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中的產(chǎn)物,在同一地區(qū)的同層土壤之中,巖土沿垂直與水平方向會(huì)表現(xiàn)出一種較為復(fù)雜的性質(zhì),巖土是固相、氣相與液相的多相體,在不同的狀態(tài)下,固相、氣相與液相會(huì)相互轉(zhuǎn)換,這就導(dǎo)致巖土初始應(yīng)力場(chǎng)難以確定;同時(shí),土的變形、強(qiáng)度、滲透特性的確定也較為困難,其變形、強(qiáng)度與滲透特性與礦物成分、形成歷史以及環(huán)境因素息息相關(guān),與巖土的應(yīng)力狀態(tài)、加荷速率、結(jié)構(gòu)、水平、應(yīng)力路徑、應(yīng)力狀態(tài)有著密切的關(guān)系,可以看出,巖土本構(gòu)關(guān)系十分復(fù)雜,這就導(dǎo)致本構(gòu)模型的建立出現(xiàn)一些困難。根據(jù)介質(zhì)力學(xué)理論,必須要考慮到區(qū)域性特征以及工程的實(shí)際情況,并將其結(jié)合起來(lái)才能夠建立起科學(xué)的本構(gòu)模型,再根據(jù)實(shí)際情況分析巖土的工程數(shù)值,這樣才能夠分析出準(zhǔn)確的巖土數(shù)據(jù)。

有關(guān)的專(zhuān)家學(xué)者認(rèn)為,對(duì)于巖土本構(gòu)模型的研究應(yīng)該包括兩種,即科學(xué)型模型與工程實(shí)用性模型,科學(xué)型模型能夠反映和揭示一些特殊的規(guī)律,如主應(yīng)力軸旋轉(zhuǎn)問(wèn)題、土體剪脹性等等,這種模型雖然全面性相對(duì)較差,但是能夠反映出一個(gè)以及幾個(gè)特殊規(guī)律;與科學(xué)型模型相比而言,工程使用型模型較為實(shí)用、簡(jiǎn)單,參數(shù)也相對(duì)較少,更加容易測(cè)定,能夠用于具體工程的分析過(guò)程中,因此,該種模型的應(yīng)用范圍也較為廣泛,在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中,除了要建立模型外,還要考慮到地區(qū)經(jīng)驗(yàn)的問(wèn)題。

3、數(shù)值分析在巖土工程分析過(guò)程中的價(jià)值與地位

巖土材料是自然的產(chǎn)物,具有區(qū)域性的特征,其應(yīng)力場(chǎng)較為復(fù)雜,測(cè)定工作較為困難,巖土中的本構(gòu)關(guān)系也較為復(fù)雜,就現(xiàn)階段來(lái)看,尚未出現(xiàn)得到工程師普遍認(rèn)可的本構(gòu)模型。目前,結(jié)構(gòu)工程使用的材料均為鋼材與鋼筋混凝土,這些材料的均勻性較為理想,材料本身導(dǎo)致的誤差也較小,但是巖土工程使用的材料均為巖土,這種材料的均勻性較差,由于材料本身產(chǎn)生的誤差也較大。因此,在進(jìn)行幾何模擬的過(guò)程中,應(yīng)該對(duì)工程的柱、梁與板進(jìn)行單獨(dú)的分析,以便最大限度的降低由于材料產(chǎn)生的誤差。但是在分析復(fù)雜結(jié)構(gòu)時(shí),如果節(jié)點(diǎn)模擬工作未處理好,也會(huì)出現(xiàn)較大的誤差,因此,必須要做好節(jié)點(diǎn)模擬工作。此外,在巖土工程之中,如果有超過(guò)兩種以上的材料,那么界面模擬也會(huì)出現(xiàn)較大的誤差。在本構(gòu)模型的建立方面,考慮到結(jié)構(gòu)工程的原始材料本構(gòu)關(guān)系相對(duì)簡(jiǎn)單,因此,在建立本構(gòu)模型時(shí),可以使用線性關(guān)系進(jìn)行,這樣即可很好的降低模型的誤差。在模型參數(shù)的測(cè)定方面,考慮到本構(gòu)模型有著較大的誤差,結(jié)構(gòu)工程的初始應(yīng)力較小,難以測(cè)定,對(duì)于數(shù)值也有著較大的影響,因此,工程分析可以使用線性本構(gòu)關(guān)系,在分析的過(guò)程中,需要迭代,在分析的過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)較大的誤差。

根據(jù)對(duì)巖土工程以及材料的特性分析可以得出,對(duì)于巖土工程的數(shù)值分析僅僅只能進(jìn)行定性分析,其數(shù)值的分析結(jié)果也是工程師進(jìn)行判定的主要依據(jù)。

4、結(jié)語(yǔ)

考慮到巖土工程邊界條件與初始條件的復(fù)雜性,現(xiàn)階段的巖土工程數(shù)值僅僅只能用作定性分析,因此,在工程設(shè)計(jì)的過(guò)程中,必須要重視概念設(shè)計(jì)的作用,將其與工程師的判斷進(jìn)行有機(jī)結(jié)合。此外,為了提升數(shù)值分析的準(zhǔn)確性,需要根據(jù)工程的實(shí)際情況多建立幾個(gè)本構(gòu)模型,這樣才能夠促進(jìn)數(shù)值分析在巖土工程中的廣泛應(yīng)用,同時(shí),巖土工程師必須要充分的掌握地質(zhì)情況與工程性質(zhì),使用科學(xué)的物理模型,采取科學(xué)的方法進(jìn)行分析與計(jì)算,在計(jì)算的過(guò)程中應(yīng)該遵循因地制宜的守則,把握好主要矛盾與次要矛盾之間的關(guān)系,這樣才能夠提升數(shù)值分析的準(zhǔn)確性。

參考文獻(xiàn):

[1]龔曉南.對(duì)巖土工程數(shù)值分析的幾點(diǎn)思考[期刊論文].巖土力學(xué),2011(02)

[2]GONG Xiao-nan. Prospects for the development of geotechnical engineering in the 21st century[J]. Chinese Journal of Geotechnical Engineering, 2009, 22(2)

[3]GONG Xiao-nan. A survey report: the actuality of numerical analysis in Chinese geotechnical engineering[J].Ground Improvement, 2010, 21(4)

第4篇:巖土工程條件的概念范文

【關(guān)鍵詞】巖土工程;連續(xù)介質(zhì)力學(xué);數(shù)值分析;本構(gòu)理論;本構(gòu)模型

1 引 言

本文首先介紹筆者對(duì)我國(guó)巖土工程數(shù)值分析現(xiàn)狀的調(diào)查結(jié)果,然后就巖土工程分析中的關(guān)鍵問(wèn)題,如何發(fā)展巖土本構(gòu)理論和數(shù)值分析在巖土工程分析中的地位這 3 個(gè)問(wèn)題提出粗淺的看法。

2巖土工程分析中的關(guān)鍵問(wèn)題

巖土工程分析中人們常常將用簡(jiǎn)化的物理模型去描述復(fù)雜的工程問(wèn)題,再將其轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問(wèn)題并用數(shù)學(xué)方法求解。一個(gè)很典型的例子是,飽和軟黏土地基大面積堆載作用下的沉降問(wèn)題被簡(jiǎn)化為T(mén)erzaghi 一維固結(jié)物理模型,再轉(zhuǎn)化為 Terzaghi 固結(jié)方程求解。采用連續(xù)介質(zhì)力學(xué)模型求解工程問(wèn)題一般包括

下述方程:①運(yùn)動(dòng)微分方程式(包括動(dòng)力和靜力分析兩大類(lèi));②幾何方程(包括小應(yīng)變分析和大應(yīng)變分析兩大類(lèi));③本構(gòu)方程(即力學(xué)本構(gòu)方程)。對(duì)一具體工程問(wèn)題,根據(jù)具體的邊界條件和初始條件求解上述方程即可得到解答,對(duì)復(fù)雜的工程問(wèn)題,一般需采用數(shù)值分析法求解。對(duì)不同的工程問(wèn)題采用連續(xù)介質(zhì)力學(xué)模型求解,所用的運(yùn)動(dòng)微分方程式和幾何方程是相同的,不同的是本構(gòu)方程、邊界條件和初始條件。當(dāng)材料為線性彈性體,本構(gòu)方程為廣義虎克定律。將巖土材料視為多相體,采用連續(xù)介質(zhì)力學(xué)模型分析巖土工程問(wèn)題一般包括下述方程[2]:①運(yùn)動(dòng)微分方程式(包括動(dòng)力和靜力分析兩大類(lèi));②總應(yīng)力= 有效應(yīng)力+ 孔隙壓力(有效應(yīng)力原理);③連續(xù)方程(總體積變化為各相體積變化之和);④幾何方程,包括小應(yīng)變分析和大應(yīng)變分析兩大類(lèi);⑤本構(gòu)方程,即力學(xué)和滲流本構(gòu)方程。

將多相體與單相體比較,基本方程多了 2 個(gè),即有效應(yīng)力原理和連續(xù)方程,且本構(gòu)方程中多了滲流本構(gòu)方程。對(duì)不同的巖土工程問(wèn)題,基本方程中運(yùn)動(dòng)微分方程式、有效應(yīng)力原理、連續(xù)方程和幾何方程的表達(dá)式是相同的,不同的是本構(gòu)方程。對(duì)一具體巖土工程問(wèn)題,根據(jù)具體的邊界條件和初始條件求解上述方程即可得到解答,一般需采用數(shù)值分析法求解。從上面分析可知,采用連續(xù)介質(zhì)力學(xué)模型分析不同的巖土工程問(wèn)題時(shí),不同的是本構(gòu)模型、邊界條件和初始條件。對(duì)一個(gè)具體的巖土工程問(wèn)題,邊界條件和初始條件是容易確定的,而巖土的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系十分復(fù)雜,采用的本構(gòu)模型及參數(shù)對(duì)計(jì)算結(jié)果影響極大。

采用連續(xù)介質(zhì)力學(xué)模型分析巖土工程問(wèn)題一般需采用數(shù)值分析法求解,有限單元法對(duì)各種邊界條件和初始條件,采用的各類(lèi)本構(gòu)方程都有較大的適應(yīng)性。土的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系十分復(fù)雜,自 Roscoe 和他的學(xué)生建立劍橋模型至今已近半個(gè)世紀(jì),理論上已提出數(shù)百個(gè)本構(gòu)方程,但得到工程應(yīng)用認(rèn)可的極少,或者說(shuō)還沒(méi)有。從這個(gè)角度講,采用連續(xù)介質(zhì)力學(xué)模型求解巖土工程問(wèn)題的關(guān)鍵問(wèn)題是如何建立巖土材料的工程實(shí)用本構(gòu)方程。

3 如何發(fā)展巖土本構(gòu)理論的思考

Janbu 認(rèn)為,反映作用與效應(yīng)之間的關(guān)系稱(chēng)為本構(gòu)關(guān)系,力學(xué)中的虎克定律、電學(xué)中的歐姆定律、滲流學(xué)中的達(dá)西定律等反映的都是最簡(jiǎn)單的本構(gòu)關(guān)系。巖土是自然、歷史的產(chǎn)物,具有下述特性:土體性質(zhì)區(qū)域性強(qiáng),即使同一場(chǎng)地同一層土,沿深度和水平方向變化也很復(fù)雜;巖土體中的初始應(yīng)力場(chǎng)復(fù)雜且難以測(cè)定;土是多相體,一般由固相、液相和氣相三相組成,土體中的三相有時(shí)很難區(qū)分,而且處不同狀態(tài)時(shí),土的三相之間可以相互轉(zhuǎn)化。土中水的狀態(tài)又十分復(fù)雜;土體具有結(jié)構(gòu)性,與土的礦物成分、形成歷史、應(yīng)力歷史和環(huán)境條件等因素有關(guān),十分復(fù)雜;土的強(qiáng)度、變形和滲透特性測(cè)定困難。巖土的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系與應(yīng)力路徑、加荷速率、應(yīng)力水平、成分、結(jié)構(gòu)、狀態(tài)等有關(guān),土還具有剪脹性、各向異性等,因此,巖土體的本構(gòu)關(guān)系十分復(fù)雜。至今人們建立的土體的本構(gòu)模型類(lèi)別有彈性模型、剛塑性模型、非線性彈性模型、彈塑性模型、黏彈性模型、黏彈塑性模型、邊界面模型、內(nèi)時(shí)模型、多重屈服面模型、損傷模型、結(jié)構(gòu)性模型等等。已建立的本構(gòu)模型多達(dá)數(shù)百個(gè),但得到工程師認(rèn)可的極少,或者說(shuō)還沒(méi)有。怎么走出困境?這是我們必須面對(duì)的難題。筆者認(rèn)為,對(duì)土體本構(gòu)模型研究應(yīng)分為兩大類(lèi),科學(xué)型模型的研究和工程實(shí)用性模型的研究??茖W(xué)型模型重在揭示、反映某些特殊規(guī)律,如土的剪脹性、主應(yīng)力軸旋轉(zhuǎn)的影響等。該類(lèi)模型也不能求全面,一個(gè)模型能反映一個(gè)或幾個(gè)特殊規(guī)律即為好模型。從事科學(xué)型模型研究是少數(shù)人,是科學(xué)家。工程實(shí)用性模型更不能求全面、通用,工程實(shí)用性模型應(yīng)簡(jiǎn)單、實(shí)用,參數(shù)少且易測(cè)定,能反映主要規(guī)律,能抓住主要矛盾,參數(shù)少且易測(cè)定即為好模型。工程實(shí)用性模型重在能夠應(yīng)用于具體工程分析,多數(shù)人應(yīng)從事工程實(shí)用性模型研究。研究中應(yīng)重視工程類(lèi)別(基坑工程、路堤工程、建筑工程等)、土類(lèi)(黏性土、砂土和黃土等)和區(qū)域性(上海黏土、杭州黏土和湛江黏土等)的特性的影響,如建立適用于基坑工程分析的杭州黏土本構(gòu)模型,適用于道路工程沉降分析的西黃土本構(gòu)模型和適用建筑工程沉降分析的上海黏土本構(gòu)模型等。工程實(shí)用性模型研究還要重視地區(qū)經(jīng)驗(yàn)的積累。采用考慮工程類(lèi)別、土類(lèi)和區(qū)域性特性影響的工程實(shí)用本構(gòu)模型,應(yīng)用連續(xù)介質(zhì)力學(xué)理論,并結(jié)合地區(qū)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行巖土工程數(shù)值分析可能是發(fā)展方向。

4數(shù)值分析在巖土工程分析中的地位

下面從巖土材料特性、巖土工程與結(jié)構(gòu)工程有限元分析誤差來(lái)源分析比較和巖土工程分析方法三方面來(lái)分析數(shù)值分析在巖土工程分析中的地位。前面已經(jīng)提到巖土材料是自然、歷史的產(chǎn)物,工程特性區(qū)域性強(qiáng),巖土體中的初始應(yīng)力場(chǎng)復(fù)雜且難以測(cè)定,土是多相體,土體中的三相有時(shí)很難區(qū)分,土中水的狀態(tài)又十分復(fù)雜。巖土的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系與應(yīng)力路徑、加荷速率、應(yīng)力水平、成份、結(jié)構(gòu)、狀態(tài)等有關(guān),巖土體的本構(gòu)關(guān)系十分復(fù)雜。至今尚無(wú)工程師普遍認(rèn)可的工程實(shí)用的本構(gòu)模型,而采用連續(xù)介質(zhì)力學(xué)模型求解巖土工程問(wèn)題的關(guān)鍵問(wèn)題是

如何建立工程實(shí)用的巖土本構(gòu)方程,這是應(yīng)面對(duì)的現(xiàn)狀,也是考慮數(shù)值分析在巖土工程分析中的地位時(shí)必須重視的現(xiàn)實(shí)情況。

5結(jié) 論

通過(guò)對(duì)我國(guó)巖土工程數(shù)值分析現(xiàn)狀的調(diào)查研究和上述分析,筆者對(duì)巖土工程數(shù)值和解析分析的思考意見(jiàn)如下:

(1)基于對(duì)巖土工程分析對(duì)象――巖土材料特性的分析,并考慮巖土工程初始條件和邊界條件的復(fù)雜性,巖土工程分析很少能得到解析解,而目前巖土工程數(shù)值分析只能用于定性分析。所以,巖土工程設(shè)計(jì)要重視概念設(shè)計(jì),重視巖土工程師的綜合判斷。巖土工程數(shù)值分析結(jié)果是巖土工程師在巖土工程分析過(guò)程中進(jìn)行綜合判斷的重要依據(jù)之一。

(2)自 Roscoe 和他的學(xué)生建立劍橋模型至今已近半個(gè)世紀(jì),各國(guó)學(xué)者已提出數(shù)百個(gè)本構(gòu)方程,但得到工程應(yīng)用認(rèn)可的極少,或者說(shuō)還沒(méi)有。從這個(gè)角度講采用連續(xù)介質(zhì)力學(xué)模型求解巖土工程問(wèn)題的關(guān)鍵問(wèn)題是如何建立巖土的工程實(shí)用本構(gòu)方程。

3)巖土工程師在充分掌握分析工程地質(zhì)資料、了解土的工程性質(zhì)基礎(chǔ)上,采用合理的物理數(shù)學(xué)模型,通過(guò)多種方法進(jìn)行計(jì)算分析,然后結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行綜合判斷,提出設(shè)計(jì)依據(jù)。在巖土工程計(jì)算分析中應(yīng)堅(jiān)持因地制宜、抓主要矛盾、宜粗不宜細(xì)、宜簡(jiǎn)不宜繁的原則。

作者簡(jiǎn)介:

第5篇:巖土工程條件的概念范文

(邯鄲市金地工程勘察有限責(zé)任公司 河北 邯鄲 056000)

【摘要】對(duì)于工程設(shè)計(jì)而言,巖土工程勘察是先決條件,將該項(xiàng)工作落實(shí)到位,有助于后續(xù)施工的高效開(kāi)展。本文首先對(duì)巖土工程勘察技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中的常見(jiàn)問(wèn)題進(jìn)行了分析,然后就巖土工程勘察新技術(shù)的應(yīng)用展開(kāi)探討,旨在促進(jìn)巖土工程勘察技術(shù)的進(jìn)一步提高。

關(guān)鍵詞 巖土工程;勘察技術(shù);應(yīng)用流程;措施

巖土工程勘察指的是通過(guò)工程地質(zhì)調(diào)查與測(cè)繪、勘探與采取土試樣、原位測(cè)試、室內(nèi)試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)和檢測(cè),對(duì)工程所在地的地形地貌、地層界面、地下水位、風(fēng)化層等進(jìn)行查明及分析,對(duì)建設(shè)場(chǎng)地的環(huán)境和工程條件進(jìn)行真實(shí)且綜合評(píng)價(jià),編制勘察文件,為整個(gè)工程的施工提供現(xiàn)實(shí)參考和理論依據(jù)。所以,對(duì)于工程設(shè)計(jì)與施工而言,巖土工程勘察屬于一種重要的先決條件。將巖土工程勘察工作落實(shí)到位有助于后續(xù)工作的高效開(kāi)展。

1.巖土工程勘察中的常見(jiàn)問(wèn)題?

1.1通常情況下,工程項(xiàng)目的工期都較為緊張,如此一來(lái),給巖土工程勘察工作提出了較高的要求,一方面要節(jié)省時(shí)間、提高效率,另一方面要保證勘察結(jié)果的全面性及準(zhǔn)確性。我國(guó)幅員遼闊,地形情況極為復(fù)雜,再加上其它各種不利因素的影響,造成巖土工程勘察工作面臨不小的難度,無(wú)法提供毫無(wú)缺陷的勘察結(jié)果。應(yīng)用巖土工程勘察技術(shù)的過(guò)程中,主要存在以下問(wèn)題:?

(1)沒(méi)有當(dāng)?shù)氐匦蔚孛策M(jìn)行深入研究。如果只是單純地考察施工點(diǎn),那么將無(wú)法準(zhǔn)確把握當(dāng)?shù)氐鼗翆幼兓?guī)律,進(jìn)而導(dǎo)致資金浪費(fèi),甚至工期延誤的問(wèn)題。另外,勘察人員常常忽視環(huán)境對(duì)工程建設(shè)的影響,沒(méi)有對(duì)施工設(shè)計(jì)展開(kāi)充分的論證,從而導(dǎo)致了十分嚴(yán)重的后果;?

(2)在勘察結(jié)果方面存在問(wèn)題。部分勘察工作隊(duì)伍為了加快勘察進(jìn)度或者降低成本,甚至采用了漏做或者少做勘察項(xiàng)目的辦法,這種作業(yè)方式是不符合相關(guān)規(guī)范的;?

(3)在勘察報(bào)告編制方面存在問(wèn)題。對(duì)于勘察工作而言,勘察報(bào)告是最終的結(jié)果和成果,是工程后續(xù)施工的重要參考依據(jù)。然而由于勘察過(guò)程中的各種問(wèn)題,勘察資料常常暴露出質(zhì)量不高的問(wèn)題,有的缺乏科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)年U述,有的甚至脫離了工程的實(shí)際情況,最終無(wú)法發(fā)揮其應(yīng)有的作用;?

(4)勘察信息數(shù)字化程度低??辈觳块T(mén)提供的勘察信息大多表現(xiàn)為圖紙、表格以及文字等形式,在內(nèi)容方面一般為定性描述。該種情況導(dǎo)致設(shè)計(jì)人員無(wú)法對(duì)勘察信息有一個(gè)直觀而準(zhǔn)確的理解,從而造成勘察信息的兩大難問(wèn)題,一是處理難,二是利用難。

1.2為了應(yīng)對(duì)上述問(wèn)題,應(yīng)該做好以下工作:?(1)謀求更好的勘察條件;?(2)提升勘察工作人員的綜合素質(zhì);?(3)積極引入更先進(jìn)的技術(shù)。只有如此,才能不斷提高勘察工作的整體水平。

2.巖土工程勘察新技術(shù)的應(yīng)用?

2.1數(shù)字化勘察技術(shù)。

隨著工程建設(shè)要求的不斷提高,傳統(tǒng)勘察方法已經(jīng)無(wú)法跟上時(shí)代的腳步,在此背景下,數(shù)字化勘察技術(shù)開(kāi)始受到重視,并獲得了大力推廣。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中,數(shù)字化勘察技術(shù)的關(guān)鍵之處主要包括兩方面,分別是數(shù)字化建模方法、數(shù)字化巖土勘察工程數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。?

2.1.1數(shù)字化建模方法。?

(1)目前,數(shù)字表面模型法是數(shù)字化勘察技術(shù)中最為常用的一種建模方法。該種方法可以對(duì)地面起伏情況進(jìn)行生動(dòng)而真實(shí)的表達(dá),詳見(jiàn)圖1。?

(2)數(shù)字表面模型法能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)工程地質(zhì)體外表面的精確表示。數(shù)字表面模型法,能夠根據(jù)某種既定的規(guī)則將那些具有相同屬性的點(diǎn)有機(jī)地連接在一起,從而完成網(wǎng)狀曲片面的構(gòu)建,最終確定整個(gè)地質(zhì)體的真實(shí)空間屬性。表面模型法利用測(cè)點(diǎn)獲取所需數(shù)據(jù),然后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行深入解釋?zhuān)⒆罱K的解釋結(jié)果用于地質(zhì)體界面的重新構(gòu)建。測(cè)點(diǎn)提供的數(shù)據(jù)具有離散特性,在內(nèi)容上主要包括兩點(diǎn),一是測(cè)點(diǎn)的幾何特征數(shù)據(jù),二是測(cè)點(diǎn)的屬性特征數(shù)據(jù)。?

(3)地形建模方法原理:首先獲取某一地區(qū)的DEM數(shù)據(jù),并將其作為基礎(chǔ),然后通過(guò)疊加遙感影像的方法以實(shí)現(xiàn)對(duì)三維地形的顯示,接著對(duì)正射影像圖做投影變換處理,最后通過(guò)Photoshop完成調(diào)色處理,生成地形紋理,也可稱(chēng)之為三維城市的"底圖"。?

(4)在此過(guò)程中,將會(huì)應(yīng)用到地質(zhì)三維數(shù)字化這項(xiàng)十分重要的技術(shù)。地質(zhì)三維數(shù)字化技術(shù)指的是以地球三維地理空間體系中的所有組成部分為研究對(duì)象,如地層、土質(zhì)以及巖石等,對(duì)上述對(duì)象在地球三維空間上對(duì)應(yīng)的各點(diǎn)屬性、狀態(tài)以及特征等要素的分布建立統(tǒng)一的三維數(shù)字化加以描述。某地地質(zhì)地貌數(shù)字化仿真圖如圖2所示。?

(5)目前,還沒(méi)能解決的問(wèn)題有:在三維工程數(shù)值分析工作中,首先需要獲取已知離散點(diǎn)插值,這是一個(gè)基礎(chǔ)條件。眾所周知,地質(zhì)空間的分布由于受到各方面因素的影響,因而具有一定的復(fù)雜性以及不完全確定性,很多情況下,僅僅依靠那些通過(guò)剝離方式從地質(zhì)空間得到的離散點(diǎn)是無(wú)法對(duì)地質(zhì)工程的三維屬性展開(kāi)描述的。與此同時(shí),工程地質(zhì)不能很好地把握對(duì)象應(yīng)力和應(yīng)變屬性之間的彼此關(guān)系,造成和實(shí)際地質(zhì)條件相去甚遠(yuǎn),而用于研究工程地質(zhì)應(yīng)力、應(yīng)變的基礎(chǔ)即工程地質(zhì)條件相對(duì)簡(jiǎn)單,以及將已知力或者位移邊界條件進(jìn)行簡(jiǎn)化,將其當(dāng)作離散點(diǎn),所以,目前應(yīng)用的三維描述,無(wú)論在適用性方面,還是在精確性方面,還存在諸多誤差及不足。?

2.1.2數(shù)字化巖土勘察工程數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。?

2.1.2.1基于GIS的巖土勘察工程,其收集的原始數(shù)據(jù)可大致歸結(jié)為兩大類(lèi),一是地理信息的空間數(shù)據(jù),二是地理信息的非空間數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)來(lái)自以下兩個(gè)方面:(1)基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù),如地形地貌圖以及自然區(qū)劃圖;(2)巖土工程勘察數(shù)據(jù),如工程所在地的地質(zhì)勘探資料,包括各個(gè)勘探點(diǎn)的全部信息(如地理、環(huán)境)以及場(chǎng)地的底層信息(如年代、沉積相)。?

2.1.2.2在建立該數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的過(guò)程中,應(yīng)遵循以下步驟:?

(1)概念模型設(shè)計(jì)。為了得到能夠?qū)π畔⑹澜邕M(jìn)行客觀反映的概念性數(shù)據(jù)模型,需要將那些和實(shí)體之間存在聯(lián)系的諸多功能以及行為有效的剝離出來(lái),僅僅從實(shí)體數(shù)據(jù)的角度去建立這樣一個(gè)模型,即研究數(shù)據(jù)對(duì)象和屬性,還有相關(guān)關(guān)系,并將其作為基礎(chǔ),從而建立與之相對(duì)應(yīng)的一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)表結(jié)構(gòu)。?

(2)數(shù)據(jù)庫(kù)的建立及實(shí)現(xiàn)。在該數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中,數(shù)據(jù)可分為三大類(lèi),一是用戶(hù)原始數(shù)據(jù),二是系統(tǒng)中間數(shù)據(jù),三是最終數(shù)據(jù)。原始數(shù)據(jù)是由各個(gè)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)共同組成的,而測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)又包括了測(cè)點(diǎn)的幾何屬性數(shù)據(jù)以及信息屬性數(shù)據(jù)。中間數(shù)據(jù)指的是來(lái)自原始數(shù)據(jù)系統(tǒng)的一系列自動(dòng)生成,包括地層層面等值線模型、三維表面模型以及剖面模型等,利用上述模型能夠根據(jù)客戶(hù)的具體需要生成各類(lèi)圖件,另外,還開(kāi)放了多種信息查詢(xún)功能。最終數(shù)據(jù)在種類(lèi)方面比較繁多,既有圖形資料,也有文檔資料,其生成的基礎(chǔ)是中間數(shù)據(jù)以及客戶(hù)的具體需要。?

2.1.2.3巖土工程勘察數(shù)字化系統(tǒng)流程如下:(1)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng);(2)勘測(cè)信息管理系統(tǒng);(3)工程地質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng);(4)計(jì)算機(jī)文檔管理系統(tǒng)。?

2.2發(fā)展測(cè)試新技術(shù)。

對(duì)于勘察工作而言,測(cè)試技術(shù)可稱(chēng)得上是基礎(chǔ)所在。和國(guó)際先進(jìn)水平相比,我國(guó)在測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域還存在不小的差距。目前,測(cè)試技術(shù)的難點(diǎn)不在于巖土力學(xué),而在于參數(shù)測(cè)試技術(shù)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠完善。若想加快測(cè)試技術(shù)的完善進(jìn)程,以傳統(tǒng)測(cè)試方法為前提條件,并有機(jī)融入現(xiàn)代物理技術(shù)元素將是一條可行之路。這里所提到的現(xiàn)代物理技術(shù)指的是波動(dòng)理論以及電子技術(shù)等。如,在進(jìn)行土工測(cè)試的過(guò)程中,可將研究范圍進(jìn)行放大,從地基的某一"點(diǎn)"擴(kuò)展至一定空間區(qū)域的"面",甚至"體"。除此之外,還應(yīng)該促進(jìn)土工測(cè)試技術(shù)的更新?lián)Q代,用最新的第三代測(cè)試技術(shù)(無(wú)孔、無(wú)損測(cè)試技術(shù))去代替第一代測(cè)試技術(shù)(直接試驗(yàn))以及第二代測(cè)試技術(shù)(觸探、旁壓試驗(yàn))。測(cè)試技術(shù)的運(yùn)行和發(fā)展都需要硬件的支持,換而言之,硬件(儀器、設(shè)備)生產(chǎn)商應(yīng)該不斷提高自身的研發(fā)及制造水平,從而為后續(xù)的實(shí)際操作奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。研發(fā)者在設(shè)計(jì)、制作相關(guān)儀器或設(shè)備的過(guò)程中,應(yīng)該多了解它們的應(yīng)用領(lǐng)域,從而實(shí)現(xiàn)理論、實(shí)踐的真正統(tǒng)一。

3.結(jié)語(yǔ)?

對(duì)于工程建設(shè)而言,巖土工程勘察是先決條件,是關(guān)鍵工作,將會(huì)對(duì)后續(xù)的工程建設(shè)產(chǎn)生十分重要的影響。在巖土勘察技術(shù)方面,我國(guó)還處于剛剛起步階段,還存在諸多問(wèn)題亟待解決,這就需要相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員一起努力、共同研究,從而不斷提高巖石工程勘察技術(shù),爭(zhēng)取早日健全巖土工程勘察體系。

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第6篇:巖土工程條件的概念范文

【關(guān)鍵詞】巖石工程;風(fēng)險(xiǎn)分析;巖石工程應(yīng)用

1 巖石工程的定義以及研究巖石工程的意義

在中國(guó)來(lái)說(shuō),巖石工程的定義非常的多,現(xiàn)在舉例來(lái)說(shuō)有:《巖土工程基本術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)》定義為:“土木工程中涉及巖石和土的利用、處理和改良的科學(xué)技術(shù)?!敝袊?guó)大百科全書(shū)定義為:“土木工程的一個(gè)分支,以工程地質(zhì)學(xué)、巖石力學(xué)、土力學(xué)與基礎(chǔ)工程為理論基礎(chǔ),涉及巖石和土的利用、整治和改造的一門(mén)技術(shù)科學(xué)。”也有不少專(zhuān)家定義為:“土木工程的一個(gè)分支,研究巖土體(包括其中的水)作為支承體、荷載、介質(zhì)或材料,必要時(shí)對(duì)其改良或治理的一門(mén)工程技術(shù)?!蹦敲淳C合上述的定義來(lái)講筆者認(rèn)為巖石工程有三大特點(diǎn),分別是:第一、巖土工程是土木工程的分支;第二、研究對(duì)象是巖石和土,當(dāng)然包括巖土中的水;第三、是一門(mén)關(guān)于巖石的技術(shù)科學(xué)或工程技術(shù)。

在我們的日常生活中巖石工程應(yīng)用非常的廣泛:小到橋梁、路基的建設(shè)以及房屋的建筑,大到地質(zhì)災(zāi)害的防護(hù)都起到非常重要的作用。研究巖石工程是科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的過(guò)程當(dāng)中不可缺少的一部分。下面,筆者就巖石工程的風(fēng)險(xiǎn)就行分析,以及巖石工程的應(yīng)用進(jìn)行分析。從而達(dá)到巖石工程在我們的日常生活中發(fā)揮最大功能的作用。

2 巖石工程的風(fēng)險(xiǎn)分析

一切不確定性因素是事物存在風(fēng)險(xiǎn)的根源。而巖土工程的不確定性包括參數(shù)、模型不確定性和人們認(rèn)識(shí)的不確定性,使得巖土工程基礎(chǔ)及其上部的土木工程必然存在不同程度的風(fēng)險(xiǎn)。雖然很多不能確定的風(fēng)險(xiǎn)是不可以抗拒的,但是我們可以分析這些不確定的風(fēng)險(xiǎn),盡量的去了解和認(rèn)識(shí),只有這樣我們才能在巖石工程的制作過(guò)程中盡量的避免這些不確定因素或者是為我所用。那么在此筆者主要從兩方面進(jìn)行分析:第一,對(duì)自然條件的依賴(lài)性和條件的不確知性;第二,巖土工程的不嚴(yán)密性、不完善性和不成熟性

2.1 對(duì)自然條件的依賴(lài)性和條件的不確知性

巖土工程作為土木工程的分支,是以傳統(tǒng)力學(xué)為基礎(chǔ)發(fā)展起來(lái)的。但很快發(fā)現(xiàn),單純的力學(xué)計(jì)算不能解決實(shí)際問(wèn)題。而究其原因主要在于對(duì)自然條件的依賴(lài)性和計(jì)算條件的不確知性。我們也知道,由于科技發(fā)展的局限性,我們?nèi)祟?lèi)對(duì)于自然條件的認(rèn)知還是非常不到位的,就算是簡(jiǎn)單的刮風(fēng)下雨我們也只能簡(jiǎn)單的進(jìn)行短時(shí)間的預(yù)見(jiàn)和分析,更不用說(shuō)在短時(shí)間內(nèi)改變自然條件的不可預(yù)見(jiàn)性。而我們的巖石工程更多的是建立在自然條件之下,不可避免的會(huì)有地震,酸雨等外界條件的影響。因此,巖石工程的外界自然條件是不可控制的。而就巖石工程的內(nèi)部條件來(lái)說(shuō):試與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)比較,結(jié)構(gòu)工程師面臨的材料是混凝土、鋼材等人工制造的材料,材質(zhì)相對(duì)均勻,材料和結(jié)構(gòu)都是由工程師在設(shè)計(jì)時(shí)選定,是可控的,計(jì)算條件十分明確,因而建立在力學(xué)基礎(chǔ)上的計(jì)算是可信的。而巖土,無(wú)論材料還是結(jié)構(gòu),都是自然形成,不能由工程師的控制,而選定的過(guò)程只能根據(jù)勘測(cè)選擇更加適合的,可是通過(guò)勘察查明的會(huì)有一個(gè)問(wèn)題那就是不可能完全查明他的質(zhì)地和形成的過(guò)程,難以控制的因素非常的多。因而存在條件的不確知性和參數(shù)的不確定性,不同程度地存在計(jì)算條件的模糊性和信息的不完全性。因而雖然巖土工程計(jì)算方法取得了長(zhǎng)足進(jìn)步,并且發(fā)揮了非常重要的作用,但是由于計(jì)算假定、計(jì)算模式、計(jì)算參數(shù)與實(shí)際之間存在很多差別,計(jì)算結(jié)果與工程實(shí)際之間總還是會(huì)存在或多或少的差別,需要巖土工程師綜合判斷?!安磺笥?jì)算精確,只求判斷正確”,強(qiáng)調(diào)概念設(shè)計(jì),已是巖土工程界的共識(shí)。因此,巖石工程的不確定性和不可控制性達(dá)成了巖石工程的風(fēng)險(xiǎn)。

2.2 巖土工程的不嚴(yán)密性、不完善性和不成熟性

地質(zhì)學(xué)和力學(xué)是巖土工程的兩大理論支柱,兩者互助補(bǔ)充,互相融合,互相嫁接,互相利用。我們知道力學(xué)是以基本理論為出發(fā)點(diǎn),結(jié)合具體條件,構(gòu)建模型求解。其特點(diǎn)是從一般到特殊,嚴(yán)密,是一種演譯推理的思維方法。而相反的是地質(zhì)學(xué)是在調(diào)查研究取得大量數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,分析、綜合、對(duì)比找出科學(xué)規(guī)律,從特殊到一般,是一種歸納推理的思維方法,側(cè)重于分析成因演化,宏觀把握,綜合判斷。但是由于條件的不確定性和參數(shù)的不確定性,導(dǎo)致信息的不完全性,使單純的計(jì)算不僅不精確,也不一定可靠。因而強(qiáng)調(diào)定性分析與定量分析相結(jié)合,強(qiáng)調(diào)綜合判斷。然而綜合判斷就必須得依靠工程師的理論基礎(chǔ)和豐富的工程經(jīng)驗(yàn)。這也不是很準(zhǔn)確的并且也是無(wú)法判斷的。就像一位良醫(yī),既要深刻理解醫(yī)藥理論,又要有豐富的臨床經(jīng)驗(yàn)。忽視經(jīng)驗(yàn)當(dāng)然是錯(cuò)誤的,沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)的人肯定解決不了復(fù)雜的工程問(wèn)題。忽視理論也是錯(cuò)誤的,極易將局部經(jīng)驗(yàn)誤為普遍真理,犯概念性錯(cuò)誤。因此只有將經(jīng)驗(yàn)和理論結(jié)合起來(lái)才能真正的解決好問(wèn)題。而經(jīng)驗(yàn)具有非常大的不可控性?!敖?jīng)驗(yàn)之果只有結(jié)在理論之樹(shù)上才有生命力。”由上可知,巖土工程迄今還是一門(mén)不嚴(yán)密、不完善、不夠成熟的科學(xué)技術(shù),處在“發(fā)展中”的一門(mén)科學(xué)技術(shù),因而存在相當(dāng)大的風(fēng)險(xiǎn)性。因此說(shuō)在自然條件不可以控制的情況下,由于經(jīng)驗(yàn)的不可控制性從而使得巖石工程具有很大的風(fēng)險(xiǎn)性。

3 巖石工程的應(yīng)用注意問(wèn)題分析

由于巖石工程的應(yīng)用過(guò)程中存在著很多的風(fēng)險(xiǎn),因此我們?cè)趲r石工程的應(yīng)用中需要注意很多方面的問(wèn)題。那么在巖石工程的應(yīng)用過(guò)程當(dāng)中究竟應(yīng)該注意哪些問(wèn)題呢?筆者就一些需要注意的問(wèn)題進(jìn)行了總結(jié)。

第一層面,如果是涉及人身健康、工程安全、環(huán)境保護(hù)等公眾利益、國(guó)家利益的,應(yīng)制定技術(shù)法規(guī),由國(guó)家制訂,強(qiáng)制執(zhí)行,嚴(yán)格監(jiān)管。包括勘察設(shè)計(jì)的基本準(zhǔn)則,各種災(zāi)害的防治,有害物質(zhì)擴(kuò)散的限制等等。防止出現(xiàn)對(duì)社會(huì)、對(duì)人身有危害的工程。

第二層面,屬于大量重復(fù)型的技術(shù)規(guī)則,如術(shù)語(yǔ)、符號(hào)、分類(lèi),常用測(cè)試方法、常用分析法等,宜制定具體而統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),供工程師采用。

第三層面,需因地制宜,結(jié)合具體工程處置的問(wèn)題,諸如勘察工作的布置,巖土工程設(shè)計(jì)方案等,規(guī)范只對(duì)基本準(zhǔn)則作出規(guī)定,具體問(wèn)題由巖土工程師根據(jù)具體情況,發(fā)揮自己的學(xué)識(shí)和經(jīng)驗(yàn),進(jìn)行綜合判斷,并承擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)責(zé)任。

4 結(jié)語(yǔ):

盡管因?yàn)楦鞣矫娴脑蛉藗儗?duì)風(fēng)險(xiǎn)分析的應(yīng)用還是存在多種的疑慮或偏見(jiàn),但因?yàn)殚L(zhǎng)期以來(lái),巖土工程類(lèi)似的不確定性因素較多、量測(cè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)有限、模型誤差大的介質(zhì),導(dǎo)致工程師的認(rèn)識(shí)依然僅僅只是從概率現(xiàn)象入手的,研究的結(jié)果和評(píng)價(jià)也只能以概率的形式表達(dá)。而實(shí)踐證明,只有利用各種不確定性研究方法,并使用定量風(fēng)險(xiǎn)分析作為決策工具或傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的補(bǔ)充,才能在相當(dāng)程度上可給決策者提供更多的輔助評(píng)價(jià)信息。完整的風(fēng)險(xiǎn)分析是根據(jù)各種自然現(xiàn)象的概率及其對(duì)相關(guān)的自然和人類(lèi)(即工程系統(tǒng)的可能響應(yīng))進(jìn)行全面的估計(jì),對(duì)造價(jià)以及各種社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境方面的災(zāi)害性結(jié)果進(jìn)行評(píng)估。我們相信,在未來(lái)的一段時(shí)間內(nèi),巖石工程隨著人們的研究越來(lái)越深將會(huì)得到跟好的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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第7篇:巖土工程條件的概念范文

【關(guān)鍵詞】新技術(shù);巖土工程;應(yīng)用研究;施工質(zhì)量

巖土工程的施工質(zhì)量不僅直接影響著整個(gè)建筑工程的質(zhì)量,更是建筑工程不可忽視的關(guān)鍵部分,在工程建筑中占據(jù)著重要地位。建設(shè)事業(yè)的發(fā)展不僅給人們的生產(chǎn)生活提供了優(yōu)良的環(huán)境,更是帶動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要工程,尤其在近幾年,我國(guó)各領(lǐng)域的工程項(xiàng)目不斷擴(kuò)大、增多,因此巖土工程施工涉及的方面也更加廣闊,會(huì)因?yàn)楦嗖煌囊蛩赜绊懯┕べ|(zhì)量,因此也向當(dāng)前的巖土工程施工技術(shù)提出了較高的要求。在實(shí)際的巖土工程施工過(guò)程中,經(jīng)常會(huì)需要用到坑基支護(hù)技術(shù)、地下連續(xù)墻施工以及樁基礎(chǔ)施工等技術(shù),這些技術(shù)都在現(xiàn)代巖土施工中得到了有效的應(yīng)用,其施工技術(shù)也是直接決定著施工質(zhì)量的好壞。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,更多的巖土工程新技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生,本文就這些新技術(shù)、新材料展開(kāi)的分析,為保證巖土工程施工質(zhì)量提供最佳的技術(shù)選擇,保證建筑企業(yè)的效益。

1.當(dāng)前我國(guó)巖土工程施工技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

就當(dāng)前我國(guó)建筑行業(yè)巖土工程施工的現(xiàn)狀來(lái)看,并沒(méi)有充分利用全新的技術(shù)來(lái)施工,主要就是因?yàn)槭┕て髽I(yè)缺乏引入新技術(shù)的概念和意識(shí),很多企業(yè)的技術(shù)還只停留在傳統(tǒng)的技術(shù)上面,尤其是那種滿(mǎn)足于傳統(tǒng)、適應(yīng)傳統(tǒng)技術(shù)的觀念、思想上比較落后。而有的企業(yè)因?yàn)闆](méi)有經(jīng)濟(jì)實(shí)力投入到新技術(shù)的運(yùn)用中去,不愿意花費(fèi)較大的人力、物力與財(cái)力投入到新技術(shù)的推廣中,這也是阻礙新技術(shù)在巖土工程中發(fā)展的重要因素。

此外,很多建筑企業(yè)中的技術(shù)人員普遍素質(zhì)比較低,就算企業(yè)引入了一些新設(shè)備新技術(shù),也沒(méi)有優(yōu)秀的技術(shù)人才來(lái)操作,再加上人員的技能比較落后,企業(yè)也缺乏對(duì)員工的技能培訓(xùn),因此引進(jìn)的新技術(shù)就形同虛設(shè)。這兩方面的原因嚴(yán)重制約新技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵所在,因此,要想實(shí)現(xiàn)提高我國(guó)巖土工程施工技術(shù)的目標(biāo),就必須著手清除阻礙提升技術(shù)推廣的障礙,加強(qiáng)推廣與引進(jìn)。同時(shí),巖土施工企業(yè)還應(yīng)從自身入手,加強(qiáng)基礎(chǔ)技術(shù)的建設(shè),培養(yǎng)技術(shù)人員,以此來(lái)促進(jìn)對(duì)新技術(shù)的運(yùn)用,整體上提高巖土工程的施工技術(shù)水平。

2.巖土工程施工中對(duì)新技術(shù)的應(yīng)用

2.1沉井施工技術(shù)

沉井施工技術(shù)又叫做沉箱施工,其具有對(duì)周?chē)h(huán)境影響小、需要的場(chǎng)地條件小等等優(yōu)點(diǎn),因這些優(yōu)點(diǎn)使得沉井施工技術(shù)已經(jīng)被廣泛引用到了巖土工程施工中。沉井施工技術(shù)的工作原理就是構(gòu)建一個(gè)井筒狀的結(jié)構(gòu)物,在井內(nèi)挖土后,利用結(jié)構(gòu)物的自重克服與井壁之間的摩擦力,使得井內(nèi)的土下沉到預(yù)先設(shè)計(jì)的高度,然后再使用混凝土密封底部,最后將井孔填塞好作為構(gòu)造物的基礎(chǔ)。另外,因沉井結(jié)構(gòu)可以按照預(yù)先設(shè)計(jì)的深度進(jìn)行埋填,這樣設(shè)計(jì)的目的是為了保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與整體性,使得承載面積變大,就可以承載更多的水平與垂直載荷,因此,沉井施工技術(shù)使用與城市巖土工程施工。

沉井施工技術(shù)的施工過(guò)程主要按照以下工序來(lái)進(jìn)行;首先,對(duì)地基進(jìn)行處理后,才能夠開(kāi)始基坑的開(kāi)挖工作,隨后才能進(jìn)行沉井的制作與下沉,只有這些工作處理完畢后才能對(duì)沉井進(jìn)行封頂與封底的工作。在實(shí)際的沉井施工過(guò)程中,需要特別注意的是,沉井施工需要的施工人員較多,在下沉的過(guò)程中需要加強(qiáng)進(jìn)一步的觀測(cè),及時(shí)分析出現(xiàn)的變差,并進(jìn)行科學(xué)的調(diào)整,保障沉井施工的施工質(zhì)量。此外,在設(shè)計(jì)沉井時(shí),還必須根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)條件與結(jié)構(gòu)嚴(yán)格對(duì)刃腳等部件計(jì)算進(jìn)行仔細(xì)的符合,以確保設(shè)計(jì)檔案的準(zhǔn)確性。

2.2泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁施工技術(shù)

泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁施工技術(shù)是現(xiàn)代巖土工程中廣泛應(yīng)用的施工技術(shù),也是常用的基礎(chǔ)性技術(shù)。伴隨著各項(xiàng)建筑工程技術(shù)的發(fā)展與革新,巖土工程中的施工設(shè)備與材料也都伴隨得到了更大的提升,這些新技術(shù)新材料不斷被應(yīng)用到巖土工程中來(lái)。泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁施工技術(shù)具有無(wú)噪音、無(wú)振動(dòng)并且不會(huì)出現(xiàn)積壓情況等的優(yōu)點(diǎn),比較適用于水位較淺的巖土工程施工中來(lái)運(yùn)用。主要利用的是鉆孔時(shí)的泥漿將鉆渣帶出來(lái)的方式,同時(shí),不會(huì)對(duì)孔壁造成破壞,再將鉆進(jìn)中的泥漿通過(guò)水下混凝土澆筑的方式置換。從而保證了鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量。同時(shí),在進(jìn)行施工之前必須要進(jìn)行驗(yàn)證,查看設(shè)計(jì)是否滿(mǎn)足現(xiàn)實(shí)情況的要求后才能進(jìn)行具體的施工。

2.3噴射混凝土技術(shù)

將一定配比量的拌合料混凝土通過(guò)噴射機(jī)械壓縮空氣再?lài)娚涞绞車(chē)娒娴姆绞竭M(jìn)行混凝土的澆筑。其中拌合料是通過(guò)管道運(yùn)輸確認(rèn)準(zhǔn)確定位后再進(jìn)行噴射的,拌合料一旦接觸到受?chē)娒婢蜁?huì)很快凝結(jié),實(shí)現(xiàn)了在短時(shí)間內(nèi)加固的作用。當(dāng)前,一些巖土工程中常常將噴射混凝土技術(shù)與鋼筋網(wǎng)聯(lián)合使用的方式,實(shí)現(xiàn)受?chē)娒娴募庸棠途眯耘c更高的力學(xué)性能。噴射混凝土技術(shù)的主要施工流程為:在對(duì)受?chē)娒孢M(jìn)行充分的底層處理后,用水潤(rùn)濕,然后編設(shè)固定好鋼筋網(wǎng),緊接著要進(jìn)行合理的混合料拌合,等待噴射操作完畢后,還應(yīng)進(jìn)行合理的后續(xù)養(yǎng)護(hù)工作,保證各環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量。

3.提高施工企業(yè)技術(shù)水平,促進(jìn)新技術(shù)的應(yīng)用

在現(xiàn)代的建筑企業(yè)巖土工程施工中,新技術(shù)的發(fā)展不僅要靠社會(huì)的推動(dòng),更要依靠企業(yè)提高自身的技術(shù)水平基礎(chǔ)來(lái)實(shí)現(xiàn)。技術(shù)水平的好壞直接影響著新技術(shù)運(yùn)用的效果,因此,當(dāng)前的企業(yè)應(yīng)該從自身出發(fā),一方面通過(guò)培養(yǎng)員工自身的技術(shù)水平,努力加強(qiáng)各環(huán)節(jié)技術(shù)人員的專(zhuān)業(yè)技能。另一方面,加強(qiáng)各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)以及管理制度的完善,切實(shí)實(shí)施新技術(shù)的推廣工作,制定相關(guān)的推廣運(yùn)行機(jī)制,切實(shí)運(yùn)用到實(shí)際施工中去。如果企業(yè)能夠充分利用起新技術(shù),不僅能夠給企業(yè)到來(lái)更多的優(yōu)勢(shì),還能大大縮短施工工期,有效保證施工質(zhì)量。這樣一來(lái),必然會(huì)給建筑企業(yè)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)利益,從而促使企業(yè)進(jìn)一步發(fā)展,為企業(yè)在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占有良好的地位起到積極推動(dòng)作用。

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第8篇:巖土工程條件的概念范文

關(guān)鍵詞:巖土工程;勘察設(shè)計(jì);數(shù)字化;

中圖分類(lèi)號(hào):E271文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A

巖土工程勘察是工程設(shè)計(jì)的先決條件。一般巖土工程信息,包括地形地貌、地層界面、斷層、地下水位、風(fēng)化層厚度以及各種物探、化探資料,這些資料是直接從野外測(cè)量獲得而用于某一工程設(shè)計(jì)的。雖然在工程設(shè)計(jì)中他們扮演著不可缺失的角色,但在工程完成以后他們一般就被“束之高閣”,很少再被使用。就算“有朝一日”再被利用,這些信息也只是一些離散的數(shù)據(jù),巖土工程技術(shù)人員較難直接利用它們?cè)偃シ治鰣?chǎng)地中工程地質(zhì)參數(shù)的分布規(guī)律。更何況傳統(tǒng)的巖土工程資料分析和解釋一般都局限于二維、靜態(tài)的表達(dá),這種表達(dá)描述空間構(gòu)造起伏變化的直觀性差,往往不能充分揭示它們空間變化的規(guī)律,難以使人們直接、完整、準(zhǔn)確地理解和感受場(chǎng)地土的物理力學(xué)性質(zhì)變化情況,也就越來(lái)越不能滿(mǎn)足工程的空間分析要求。如何利用這些實(shí)測(cè)參數(shù)來(lái)推斷它們?cè)趨^(qū)域內(nèi)的分布規(guī)律,如何利用這些參數(shù)來(lái)預(yù)測(cè)場(chǎng)地中某點(diǎn)巖土工程性質(zhì),是巖土工程勘察中的一個(gè)古老而且很有興趣的問(wèn)題,歷來(lái)不斷有人在做這方面的工作。今天,隨著計(jì)算機(jī)的出現(xiàn),特別是DataBase理論的深入發(fā)展、計(jì)算機(jī)圖形處理技術(shù)的完善,上述問(wèn)題越來(lái)越有了新意。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,已經(jīng)完全可以集成以巖土工程建模、巖土工程數(shù)字化、巖土工程數(shù)據(jù)庫(kù)管理、巖土工程特性分析、巖土工程地質(zhì)解釋以及空間分析和預(yù)測(cè)、地學(xué)統(tǒng)計(jì)和圖形可視化的一體化系統(tǒng),繼而發(fā)展成為現(xiàn)代化、信息化為一體的巖土工程勘察數(shù)字化新體系。

一、我國(guó)巖土工程勘察的現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題

隨著RS、GIS,GPS(3S技術(shù))的發(fā)展與集成,己促使巖土工程勘察進(jìn)入到以數(shù)據(jù)庫(kù)為核心的勘察設(shè)計(jì)一體化產(chǎn)業(yè)體系。但是在注視上述發(fā)展的同時(shí)也應(yīng)該看到,目前雖然計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)己廣泛應(yīng)用于巖土工程勘察設(shè)計(jì)中,功能日益完善。但是,由于多種原因,巖土工程勘察設(shè)計(jì)之間仍有許多問(wèn)題亟待完善,如分散作業(yè),手工操作、圖紙、表格、文字等資料以紙質(zhì)媒體為主,轉(zhuǎn)抄傳遞,效率低,錯(cuò)漏時(shí)有發(fā)生、資料共享性差;資料再利用率低。因此我們需要發(fā)展和推廣巖土工程勘察數(shù)字化和一體化技術(shù)。我們需要克服存在的問(wèn)題,使我國(guó)巖土工程勘察一體化取得長(zhǎng)足進(jìn)展,存在的問(wèn)題主要是:

1、勘察資料過(guò)于地質(zhì)化

由于部門(mén)長(zhǎng)期的條塊分割,勘察、設(shè)計(jì)分散作業(yè),加之巖土工程規(guī)范制定和新技術(shù)、新方法應(yīng)用的滯后。以及專(zhuān)業(yè)設(shè)置過(guò)細(xì),巖土工程本身的特殊性等原因,設(shè)計(jì)與勘察之間脫鉤多,使得勘察提供的巖土工程信息通常以設(shè)計(jì)人員難以理解的形式出現(xiàn),而且勘察也較難參與設(shè)計(jì)的全過(guò)程。設(shè)計(jì)人員也因知識(shí)的局限,很難深層次理解巖土工程勘察信息。因而勘察成果在設(shè)計(jì)中的轉(zhuǎn)化率較低,造成許多不應(yīng)有的浪費(fèi)和損失。

2、數(shù)字化地圖與數(shù)字化設(shè)計(jì)系統(tǒng)間不夠貫通

地形圖是設(shè)計(jì)系統(tǒng)的底圖或稱(chēng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù),由于數(shù)字化地圖中的某些環(huán)節(jié)技術(shù)條件不成熟,與CAD設(shè)計(jì)軟件的接口不匹配,很難順利實(shí)現(xiàn)對(duì)接,設(shè)計(jì)系統(tǒng)不得不重新將勘察資料數(shù)字化,影響了設(shè)計(jì)系統(tǒng)CAD的推廣應(yīng)用。

3、設(shè)計(jì)軟件不夠完善

目前,巖土工程設(shè)計(jì)中主要采用設(shè)計(jì)軟件,主要是為完成設(shè)計(jì)中的數(shù)值計(jì)算和設(shè)計(jì)文件的編制與工程圖的繪制等任務(wù)而編制的。但設(shè)計(jì)前沿的核心問(wèn)題,如方案設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)中的綜合評(píng)價(jià)等經(jīng)驗(yàn)性工作,現(xiàn)在開(kāi)發(fā)的軟件遠(yuǎn)不能勝任。并且一些設(shè)計(jì)軟件功能較少,常為單一功能者居多,很難實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化和數(shù)據(jù)共享以及綜合化分析。

4、勘察信息數(shù)字化程度低

勘察部門(mén)提供的勘察信息往往以圖紙、表格、文字等形式為主,內(nèi)容上定性描述較多。這一方面造成設(shè)計(jì)人員對(duì)于勘察信息難于準(zhǔn)確理解,另一方面造成對(duì)勘察信息處理、利用上的困難。

5、系統(tǒng)綜合能力差

巖土工程勘察設(shè)計(jì)所涉及的信息是多方位的,如地形、地質(zhì)、水文、氣象、村鎮(zhèn)分布、農(nóng)田、交通、水利設(shè)施、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)人文等,這些信息既有空間定位特征、又有屬性特征,既有定量指標(biāo)、又有定性指標(biāo),既有確定性因素、又有不確定性因素?,F(xiàn)有的巖土工程勘察設(shè)計(jì)系統(tǒng)由于缺乏對(duì)各類(lèi)信息全面采集、表達(dá)、識(shí)別、分析手段,造成設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化和綜合決策缺乏全面的情報(bào)支持。

二、巖土工程勘察設(shè)計(jì)數(shù)字化系統(tǒng)方案分析

巖土工程勘察設(shè)計(jì)數(shù)字化系統(tǒng)是在結(jié)合計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上,對(duì)巖土工程信息進(jìn)行勘察的有效手段。就巖土工程勘察設(shè)計(jì)數(shù)字化系統(tǒng)的方案制定來(lái)看,可以從以下兩個(gè)方面進(jìn)行分析:

1、巖土工程勘察數(shù)字化

數(shù)字化就是將一些分散而多種多樣的要素或單元合并組合成一個(gè)更加完整或協(xié)調(diào)的整體。巖土工程勘察數(shù)字化系統(tǒng)是指應(yīng)用當(dāng)代測(cè)繪技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和CAD技術(shù),通過(guò)計(jì)算機(jī)及其軟件,把一個(gè)工程項(xiàng)目的所有信息有機(jī)地集成起來(lái),建立綜合的計(jì)算機(jī)輔助信息流程,使勘察設(shè)計(jì)的技術(shù)手段從手工方式向現(xiàn)代化CAD技術(shù)轉(zhuǎn)變,作到數(shù)據(jù)采集信息化、勘察資料處理數(shù)字化、硬件系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化、圖文處理自動(dòng)化,逐步形成和建立適應(yīng)多專(zhuān)業(yè)、多工種生產(chǎn)的高效益、高柔性、智能化的工程勘察設(shè)計(jì)體系。

2、巖土工程數(shù)字化系統(tǒng)的組成

巖土工程數(shù)字化系統(tǒng)的組成。巖土工程勘察數(shù)字化系統(tǒng)涉及的地理信息系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、地質(zhì)學(xué)、地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)、地質(zhì)建模、AutoCAD 和 Word 自動(dòng)化等一系列技術(shù),他們以巖土工程勘察、設(shè)計(jì)規(guī)范作為相互聯(lián)系的基礎(chǔ)組成一個(gè)系統(tǒng)工程。

三、巖土工程勘察數(shù)字化模塊技術(shù)分析

巖土工程勘察設(shè)計(jì)數(shù)字化系統(tǒng)的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)巖土工程勘察中場(chǎng)地方域的數(shù)字化、場(chǎng)地物性指標(biāo)的數(shù)字化、場(chǎng)地地層的數(shù)字化以及巖土工程勘察數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì),有效解決了傳統(tǒng)巖土工程勘探中由于數(shù)據(jù)內(nèi)容的復(fù)雜性和形式的多樣性造成的處理困難。在具體運(yùn)行過(guò)程中,巖土工程勘察數(shù)字化的實(shí)現(xiàn)將地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)的相關(guān)基礎(chǔ)理論與現(xiàn)代技術(shù)進(jìn)行融合,采用科學(xué)合理的手段和方法。本文就巖土工程勘察主要數(shù)字化模塊技術(shù)的實(shí)踐,從以下幾個(gè)方面進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析:

1、GIS 在巖土工程勘察中的應(yīng)用

雖然GIS和巖土工程勘察設(shè)計(jì)一體化有區(qū)別,然而二者也有一定的相似之處,即二者皆涵蓋和空間坐標(biāo)相關(guān)的信息,GIS 注重空間信息的采集與分析,而巖土工程勘察設(shè)計(jì)一體化注重空間信息的分析與決策。一般來(lái)說(shuō),和以往巖土工程勘察設(shè)計(jì)技術(shù)相比,GIS具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)采集與處理能力、形式與內(nèi)容上復(fù)雜多樣性、較強(qiáng)的可視化操作功能及空間分析能力等優(yōu)勢(shì)。

2、巖土工程建模

巖土工程勘察數(shù)據(jù)庫(kù)管理作為巖土工程勘察數(shù)字化系統(tǒng)的一項(xiàng)基礎(chǔ)工作是一個(gè)數(shù)據(jù)密集、處理復(fù)雜的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用問(wèn)題,為了能獲得反映信息世界的概念性數(shù)據(jù)模型,將與實(shí)體和聯(lián)系相關(guān)的功能與行為剝離出來(lái),僅從現(xiàn)實(shí)世界中實(shí)體的數(shù)據(jù)側(cè)面來(lái)建立模型即研究數(shù)據(jù)對(duì)象與屬性及其關(guān)系。

3、數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)

巖土工程勘察設(shè)計(jì)是一項(xiàng)系統(tǒng)性工程,需要涉及到信息的共享,因此,構(gòu)建高效經(jīng)濟(jì)的數(shù)據(jù)庫(kù)顯得尤為重要。巖土工程勘察數(shù)據(jù)常常具有空間性與多源性的特征,一般數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)是很難實(shí)現(xiàn)對(duì)這些數(shù)據(jù)的處理。隨著GIS、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)及空間科學(xué)的發(fā)展,這為復(fù)雜的空間數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)及分析建模提供了重要的條件?;诘乩硇畔⑾到y(tǒng)的巖土工程勘察數(shù)據(jù)庫(kù)的出現(xiàn)為巖土工程領(lǐng)域復(fù)雜的數(shù)據(jù)管理,空間數(shù)據(jù)分析提供了高效快捷的手段,目前,以GIS 技術(shù)支持的數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到地質(zhì)學(xué)的眾多領(lǐng)域。

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第9篇:巖土工程條件的概念范文

關(guān)鍵詞:巖土工程;勘察工作;數(shù)字化技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào):TU195 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1006-8937(2013)03-0149-02

隨著社會(huì)的迅猛發(fā)展與數(shù)字化技術(shù)的不斷進(jìn)步,對(duì)于巖土工程的勘察工作也逐漸走進(jìn)了數(shù)字化的時(shí)代。如何才能在巖土勘察工程中靈活地運(yùn)用數(shù)字化技術(shù)提高勘察的工作效率,是目前巖土工程勘察人員共同需要解決的首要問(wèn)題。事實(shí)上,在勘察工程中使用數(shù)字化技術(shù),需要經(jīng)過(guò)一系列的體系建設(shè),并需要在實(shí)際的工程運(yùn)用中進(jìn)行相應(yīng)的技術(shù)調(diào)整。文章主要就勘察資料的收集、數(shù)字化建模方法、勘察數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì),這幾個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行探討。

1 事先收集好勘察所需的資料

1.1 確定勘探深度及間距

在勘察的過(guò)程中,首先要確定好勘察的間距和深度,由于巖土的結(jié)構(gòu)形式和基礎(chǔ)形式并不相同,因此相應(yīng)的勘探深度也不一樣。舉例來(lái)說(shuō),假如磚混結(jié)構(gòu)住宅是5~6層,那么勘探孔深15 m就可以了,但是,如果是五層的框架結(jié)構(gòu)商場(chǎng),由于柱網(wǎng)的柱荷載相對(duì)比較大、基礎(chǔ)面積足夠大,那么勘探施工人員就可以使用樁基,如果勘探孔的深度只有15 m,就達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)不能使用樁基。

那么,我們?cè)谝话闱闆r下,鉆孔的勘察深度要能控制主要受力層,那么就要在5 m以上;如果是高層建筑,就要確??辈炜走_(dá)到基底下0.5~1.0倍的基礎(chǔ)寬度,當(dāng)然,還需要根據(jù)工程的需要達(dá)到控制性鉆孔深度,也就是要超過(guò)地基變形的計(jì)算深度,以便能夠達(dá)到勘察需要。

1.2 科學(xué)劃分野外的地層

科學(xué)勘探實(shí)踐表明,在影響室內(nèi)資料整理是否準(zhǔn)確的眾多因素當(dāng)中,野外地層的正確劃分是最為關(guān)鍵的一個(gè)因素,一般來(lái)說(shuō)普通的大型工程施工都采用鉆機(jī)平行作業(yè)的方式進(jìn)行,這就意味著需要大量的技術(shù)人員作為支撐。但在實(shí)際的工作中,往往出現(xiàn)各勘探班組各行其事的局面,直接的后果就是資料匯總難度大,就會(huì)給室內(nèi)整理工作帶來(lái)很大麻煩。

那么,要想解決這一問(wèn)題,可以把勘探技術(shù)人員集中起來(lái)共同勘探一到兩個(gè)的鉆孔,然后確定統(tǒng)一的編錄形式。與此同時(shí),還要及時(shí)地組織專(zhuān)門(mén)的人員到現(xiàn)場(chǎng)去負(fù)責(zé)勘探區(qū)域整體野外的分層連線,一旦發(fā)現(xiàn)了問(wèn)題,就要及時(shí)地上報(bào),并且采取合理、科學(xué)、及時(shí)的措施進(jìn)行應(yīng)對(duì)。

1.3 對(duì)地下水位的觀測(cè)方法

勘察人員在地下水位勘察量測(cè)的過(guò)程中,一般需要解決以下幾個(gè)關(guān)鍵性的問(wèn)題:

首先,勘察人員在勘察的過(guò)程當(dāng)中,要保證觀測(cè)地下水位的工作可以同步地進(jìn)行,然后在最后一個(gè)鉆孔施工的二十四小時(shí)以后,再開(kāi)始進(jìn)行量測(cè)工作。

其次,勘察人員對(duì)地下水位進(jìn)行量測(cè)時(shí),要詳盡分析和了解地下水開(kāi)采情況,如果量測(cè)的時(shí)間剛剛好是位于附近抽水井抽水下降漏斗,換句話(huà)說(shuō),勘察人員所量測(cè)到的地下水位,將會(huì)比實(shí)際情況深。

再次,在勘察人員對(duì)水位量測(cè)的工作過(guò)程中,把鉆孔坐標(biāo)、標(biāo)高回測(cè)結(jié)合起來(lái)。根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn),水位埋深產(chǎn)生幾厘米的誤差在所難免,這也就意味著量測(cè)數(shù)據(jù)不能達(dá)到地下水位量測(cè)精度為+2 cm的要求,也就意味著勘察人員,很難對(duì)地下水的流向做出測(cè)定。為了解決這一施工難題,就需要在相應(yīng)位置設(shè)置和孔口坐標(biāo),此外,還應(yīng)該要以標(biāo)高回測(cè)時(shí)的孔口位置為準(zhǔn)向下量測(cè)地下水位深度。

2 巖土工程的數(shù)字化建模方式

表面模型法是最為常見(jiàn)的一種巖土工程地質(zhì)建模方式。這種方法主要是通過(guò)測(cè)點(diǎn)獲得的一系列離散的測(cè)點(diǎn)資料,獲得表面模型的數(shù)據(jù),在獲得這些數(shù)據(jù)之后,再解釋結(jié)果重構(gòu)地質(zhì)體界面。通常而言,施工當(dāng)中經(jīng)常使用到的不規(guī)則格網(wǎng)法,主要是通過(guò)區(qū)域內(nèi)有限個(gè)點(diǎn),然后勘察人員可以把這些區(qū)域劃分為相連的三角面網(wǎng)絡(luò)。因此,我們可以說(shuō),TIN是一個(gè)三維空間的分段線性模型。

在實(shí)際的工作中,我們可以用多種方法來(lái)表達(dá)TIN拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)方式,最為簡(jiǎn)單并且是最常用的一種方法就是:根據(jù)每一個(gè)三角形、邊和節(jié)點(diǎn)都會(huì)對(duì)應(yīng)一個(gè)記錄的特征,可以預(yù)見(jiàn)三角形的記錄包括三個(gè)指向它三個(gè)邊的記錄的指針,那么在實(shí)際的使用過(guò)程中,就可以抓住這一特點(diǎn),完成數(shù)字化建模的關(guān)鍵一步。由于對(duì)于邊的記錄又分為四個(gè)指針字段,同時(shí),還有兩個(gè)指向相鄰三角形記錄的指針和有兩個(gè)頂點(diǎn)的記錄的指針,所以其也可以直接對(duì)每個(gè)三角形記錄下其頂點(diǎn)和相鄰三角形。

3 巖土工程勘察數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)

3.1 概念模型的設(shè)計(jì)

從本質(zhì)上看,我們可以將巖土工程數(shù)字化系統(tǒng)看成一個(gè)信息處理系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)的主要作用在于,其能夠準(zhǔn)確判斷系統(tǒng)需要掌握什么數(shù)據(jù),以及數(shù)據(jù)本身的性質(zhì)、結(jié)構(gòu),這些數(shù)據(jù)之間存在什么樣的聯(lián)系,如何對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)地處理,在每個(gè)處理細(xì)節(jié)當(dāng)中,與其他的處理工作之間又會(huì)有怎樣的邏輯功能和關(guān)聯(lián)性。

因此,勘察人員為了把數(shù)據(jù)的要求準(zhǔn)確而有效地表達(dá)出來(lái)是比較困難的,簡(jiǎn)單地說(shuō),就是將一種面向問(wèn)題的數(shù)據(jù)模型應(yīng)用到工作過(guò)程中,然后就可以根據(jù)用戶(hù)的觀點(diǎn),準(zhǔn)確地完成數(shù)據(jù)和信息的建模。其中的實(shí)體-聯(lián)系就是我們最為常用的方法。巖土工程的數(shù)據(jù)管理實(shí)體主要包括:鉆孔勘探信息、照片、各類(lèi)試驗(yàn)成果、錄像、圖形、文檔等。

因此,我們可以說(shuō),巖土工程數(shù)字化系統(tǒng)的基礎(chǔ)是由巖土工程數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)成的,從專(zhuān)業(yè)應(yīng)用角度上看其是一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用問(wèn)題:處理復(fù)雜、數(shù)據(jù)密集。在實(shí)際勘察工作中如果想要獲得能夠反映出信息世界的概念性數(shù)據(jù)模型,還可以有效的分離實(shí)體和聯(lián)系相關(guān)的功能與行為。因此,這就需要在現(xiàn)實(shí)的巖土測(cè)量與勘探的實(shí)體中獲得準(zhǔn)確的數(shù)據(jù),從側(cè)面開(kāi)展建立模型工作,然后才能能夠根據(jù)相關(guān)的理論基礎(chǔ),分析判斷出對(duì)象之間和數(shù)據(jù)屬性之間的關(guān)系。

實(shí)體-聯(lián)系E-R方法,其實(shí)就是抽象和描述現(xiàn)實(shí)世界的有效工具,其實(shí)際是用E-R圖表示的概念模型,能夠獨(dú)立于具體的DBMS所支持的數(shù)據(jù)模型??辈靻挝辉谶\(yùn)用的過(guò)程中,必須要合并地層分層表、物理力學(xué)表,這樣才能夠給鉆孔巖土提供參數(shù)表,然后在與土層信息表結(jié)合成鉆孔物理信息表。

3.2 數(shù)據(jù)庫(kù)的建立工作

一般而言,巖土工程一體化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)可以分為:用戶(hù)輸入的原始數(shù)據(jù)、系統(tǒng)生成的中間數(shù)據(jù)及最終數(shù)據(jù)。其實(shí),就查詢(xún)系統(tǒng)本身而言,操作者最終得到的數(shù)據(jù)較為繁雜。這些數(shù)據(jù)主要由中間數(shù)據(jù)生成,包括連線剖面圖、單孔柱狀圖等圖形資料,也包括工程地質(zhì)勘察報(bào)告等文檔資料。也正是巖土工程的復(fù)雜性,要求操作人員必須嚴(yán)格管理巖土工程的數(shù)據(jù)庫(kù),按照原始數(shù)據(jù)-中間數(shù)據(jù)-最終數(shù)據(jù)的關(guān)系進(jìn)行時(shí)間序列。其主要的數(shù)據(jù)來(lái)源主要有以下兩種:

①基礎(chǔ)區(qū)劃數(shù)據(jù),主要包括:其一,區(qū)劃、規(guī)劃圖。通過(guò)此類(lèi)圖片,能夠較為準(zhǔn)確的掌握被研究區(qū)域的地理區(qū)劃、河流、山川、道路、居民區(qū)、公共設(shè)施等自然地理信息。其二,地形、地貌圖,此類(lèi)圖片則很好的歸納概括出了被研究區(qū)域的自然地貌情況。其三,經(jīng)過(guò)批準(zhǔn)的總體規(guī)劃、防災(zāi)規(guī)劃及其他分類(lèi)規(guī)劃圖件。

②巖土工程勘察數(shù)據(jù),主要包括:其一,被研究區(qū)域的工程地質(zhì)勘探資料,以及已經(jīng)經(jīng)過(guò)篩選、處理的各勘探點(diǎn)。主要信息有地理、環(huán)境指標(biāo)等,具體有年代、沉積相等。其二,各類(lèi)建筑場(chǎng)地土的室內(nèi)、野外試驗(yàn)信息,包括特征周期、液化指數(shù)、巖土物性參數(shù)等。

由此可見(jiàn),在數(shù)據(jù)庫(kù)中原始數(shù)據(jù)由兩個(gè)部分組成:幾何屬性數(shù)據(jù)和物理屬性數(shù)據(jù);其中鉆孔屬性數(shù)據(jù)則由鉆孔幾何屬性數(shù)據(jù)和鉆孔物理屬性數(shù)據(jù),如地層頂面標(biāo)高、地層厚度、含水率、孔隙度、抗壓強(qiáng)度等物性參數(shù)組成,其在Access中則以?xún)蓮垟?shù)據(jù)表表現(xiàn)出來(lái)。

3.3 巖土工程數(shù)據(jù)庫(kù)的主要功能

①數(shù)據(jù)輸入。在開(kāi)始數(shù)據(jù)輸入時(shí),一定要確保數(shù)據(jù)的有效性,以及處理數(shù)據(jù)程序的規(guī)范化。只有滿(mǎn)足這兩個(gè)基本條件,才能夠確保數(shù)據(jù)庫(kù)能夠達(dá)到實(shí)際需要的精度和范圍,也才能幫助勘察人員獲得有效的信息。

②數(shù)據(jù)庫(kù)檢索。通常情況下,某一實(shí)體的信息包含空間位置數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)兩個(gè)方面。因此數(shù)據(jù)庫(kù)檢索也相應(yīng)的需要按照實(shí)體的空間位置檢索,或者根據(jù)實(shí)體的屬性檢索??臻g檢索的方式主要有 “圖示點(diǎn)檢索”、“圖示矩形檢索”、“區(qū)域檢索”等幾種;而屬性檢索可以分為“條件檢索”和“交叉條件檢索”兩種。這樣,操作者可以通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)的檢索功,在計(jì)算機(jī)運(yùn)行中檢索、提取數(shù)據(jù)中的巖土工程參數(shù)信息,這就大大提高了工作的效率和精度。

③對(duì)空間的分析。巖土工程數(shù)據(jù)庫(kù)的空間分析,一般由三個(gè)部分組成:第一是疊加分析,包括有指點(diǎn)對(duì)線疊加的分析區(qū)、區(qū)對(duì)點(diǎn)疊加的分析、對(duì)線疊加的分析、區(qū)對(duì)區(qū)疊加的分析等幾個(gè)類(lèi)型;第二是對(duì)緩沖區(qū)的分析,包含有區(qū)緩沖區(qū)的分析、線緩沖區(qū)的分析、點(diǎn)緩沖區(qū)的分析等幾個(gè)類(lèi)型;第三是對(duì)多層立體的疊加分析。

④對(duì)屬性的分析。對(duì)屬性的分析工作,可以分類(lèi)為對(duì)單屬性累計(jì)直方圖單屬性分類(lèi)的統(tǒng)計(jì)工作、對(duì)單屬性基本初等函數(shù)變換、對(duì)單屬性的統(tǒng)計(jì)分析工作、雙屬性累計(jì)頻率直方圖、單屬性累計(jì)頻率直方圖雙屬性分類(lèi)統(tǒng)計(jì)、雙屬性累計(jì)直方圖、雙屬性四則運(yùn)算等。

總之,作為巖土工程數(shù)字化系統(tǒng)的核心部分,巖土工程數(shù)據(jù)庫(kù)在數(shù)字化時(shí)揮著至關(guān)重要的作用。通過(guò)它與GlS的聯(lián)結(jié),能夠有效的將幾何屬性與物理屬性結(jié)合起來(lái),這樣就能夠快速的完成虛擬場(chǎng)地的創(chuàng)建。

4 結(jié) 語(yǔ)

在信息科技時(shí)代,所有行業(yè)都開(kāi)始朝著數(shù)字化的方向發(fā)展。巖土工程的數(shù)字勘探進(jìn)程也在時(shí)代的浪潮中,不斷向前發(fā)展也取得了很大的成就。而作為處于一線的勘察人員,需要根據(jù)自身的需要,建設(shè)相應(yīng)的數(shù)字化應(yīng)用系統(tǒng),才能確保數(shù)字化信息得以充分利用。

當(dāng)然,數(shù)字化技術(shù)的使用,不代表傳統(tǒng)的勘察技術(shù)就沒(méi)有任何意義。事實(shí)上,在數(shù)字化技術(shù)發(fā)展的進(jìn)程中,傳統(tǒng)的勘察模式仍然會(huì)發(fā)揮相當(dāng)大的作用,關(guān)鍵是看操作人員如何使用,如何平衡數(shù)字化和傳統(tǒng)操作技術(shù)之間的關(guān)系。

參考文獻(xiàn):

[1] 孫洪濤,申麗梅,D.BATJARGAL(蒙古),等.蒙古國(guó)巖土工程勘察[J].工程勘察,2011,(S1).

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