巖土工程師輔導(dǎo)資料:巖土工程與工程地質(zhì)介紹(3)

　　4 不同介質(zhì)間相互作用及共同分析 $lesson$

　　李廣信(1998)認(rèn)為巖土工程不同介質(zhì)間相互作用及共同作用分析研究可以分為三個層次：①巖土材料微觀層次的相互作用;②土與復(fù)合土或土與加筋材料之間的相互作用;③地基與建(構(gòu))筑物之間相互作用〔2〕。

　　土體由固、液、氣三相組成。其中固相是以顆粒形式的散體狀態(tài)存在。固、液、氣三相間相互作用對土的工程性質(zhì)有很大的影響。土體應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的復(fù)雜性從根本上講都與土顆粒相互作用有關(guān)。從顆粒間的微觀作用入手研究土的本構(gòu)關(guān)系是非常有意義的。通過土中固、液、氣相相互作用研究還將促進(jìn)非飽和土力學(xué)理論的發(fā)展，有助于進(jìn)一步了解各類非飽和土的工程性質(zhì)。

　　與土體相比，巖體的結(jié)構(gòu)有其特殊性。巖體是由不同規(guī)模、不同形態(tài)、不同成因、不同方向和不同序次的結(jié)構(gòu)面圍限而成的結(jié)構(gòu)體共同組成的綜合體，巖體在工程性質(zhì)上具有不連續(xù)性。巖體工程性質(zhì)還具有各向異性和非均一性。結(jié)合巖體斷裂力學(xué)和其它新理論、新方法的研究進(jìn)展，開展影響工程巖體穩(wěn)定性的結(jié)構(gòu)面幾何學(xué)效應(yīng)和力學(xué)效應(yīng)研究也是非常有意義的。

　　當(dāng)天然地基不能滿足建(構(gòu))筑物對地基要求時，需要對天然地基進(jìn)行處理形成人工地基。樁基礎(chǔ)、復(fù)合地基和均質(zhì)人工地基是常遇到的三種人工地基形式。研究樁體與土體、復(fù)合地基中增強(qiáng)體與土體之間的相互作用，對了解樁基礎(chǔ)和復(fù)合地基的承載力和變形特性是非常有意義的。

　　地基與建(構(gòu))筑物相互作用與共同分析已引起人們重視并取得一些成果，但將共同作用分析普遍應(yīng)用于工程設(shè)計，其差距還很大。大部分的工程設(shè)計中，地基與建筑物還是分開設(shè)計計算的。進(jìn)一步開展地基與建(構(gòu))筑物共同作用分析有助于對真實工程性狀的深入認(rèn)識，提高工程設(shè)計水平?，F(xiàn)代計算技術(shù)和計算機(jī)的發(fā)展為地基與建(構(gòu))筑物共同作用分析提供了良好的條件。目前迫切需要解決各類工程材料以及相互作用界面的實用本構(gòu)模型，特別是界面間相互作用的合理模擬。

　　5 巖土工程測試技術(shù)

　　巖土工程測試技術(shù)不僅在巖土工程建設(shè)實踐中十分重要，而且在巖土工程理論的形成和發(fā)展過程中也起著決定性的作用。理論分析、室內(nèi)外測試和工程實踐是巖土工程分析三個重要的方面。巖土工程中的許多理論是建立在試驗基礎(chǔ)上的，如Terzaghi的有效應(yīng)力原理是建立在壓縮試驗中孔隙水壓力的測試基礎(chǔ)上的，Darcy定律是建立在滲透試驗基礎(chǔ)上的，劍橋模型是建立在正常固結(jié)粘土和微超固結(jié)粘土壓縮試驗和等向三軸壓縮試驗基礎(chǔ)上的。測試技術(shù)也是保證巖土工程設(shè)計的合理性和保證施工質(zhì)量的重要手段。

　　巖土工程測試技術(shù)一般分為室內(nèi)試驗技術(shù)、原位試驗技術(shù)和現(xiàn)場監(jiān)測技術(shù)等幾個方面。在原位測試方面，地基中的位移場、應(yīng)力場測試，地下結(jié)構(gòu)表面的土壓力測試，地基土的強(qiáng)度特性及變形特性測試等方面將會成為研究的重點(diǎn)，隨著總體測試技術(shù)的進(jìn)步，這些傳統(tǒng)的難點(diǎn)將會取得突破性進(jìn)展。虛擬測試技術(shù)將會在巖土工程測試技術(shù)中得到較廣泛的應(yīng)用。及時有效地利用其他學(xué)科科學(xué)技術(shù)的成果，將對推動巖土工程領(lǐng)域的測試技術(shù)發(fā)展起到越來越重要的作用，如電子計算機(jī)技術(shù)、電子測量技術(shù)、光學(xué)測試技術(shù)、航測技術(shù)、電、磁場測試技術(shù)、聲波測試技術(shù)、遙感測試技術(shù)等方面的新的進(jìn)展都有可能在巖土工程測試方面找到應(yīng)用的結(jié)合點(diǎn)。測試結(jié)果的可靠性、可重復(fù)性方面將會得到很大的提高。由于整體科技水平的提高，測試模式的改進(jìn)及測試儀器精度的改善，最終將導(dǎo)致巖土工程方面測試結(jié)果在可信度方面的大大改進(jìn)。

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