巖土工程基坑工程圍護體系穩(wěn)定和變形

　　10　基坑工程圍護體系穩(wěn)定和變形

　　隨著高層建筑的發(fā)展和城市地下空間的開發(fā)，深基坑工程日益增多?；庸こ虈o體系穩(wěn)定和變形是重要的研究領域。

　　基坑工程圍護體系穩(wěn)定和變形研究包括下述方面：土壓力計算、圍護體系的合理型式及適用范圍、圍護結(jié)構(gòu)的設計及優(yōu)化、基坑工程的“時空效應”、圍護結(jié)構(gòu)的變形，以及基坑開挖對周圍環(huán)境的影響等等?；庸こ躺婕巴馏w穩(wěn)定、變形和滲流三個基本問題，并要考慮土與結(jié)構(gòu)的共同作用，是一個綜合性課題，也是一個系統(tǒng)工程。

　　基坑工程區(qū)域性、個性很強。有的基坑工程土壓力引起圍護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性是主要矛盾，有的土中滲流引起流土破壞是主要矛盾，有的控制基坑周圍地面變形量是主要矛盾。目前土壓力理論還很不完善，靜止土壓力按經(jīng)驗確定或按半經(jīng)驗公式計算，主動土壓力和被動土壓力按庫倫(1776)土壓力理論或朗肯(1857)土壓力理論計算，這些都出現(xiàn)在Terzaghi有效應力原理問世之前。在考慮地下水對土壓力的影響時，是采用水土壓力分算，還是采用水土壓力合算較為符合實際情況，在學術(shù)界和工程界認識還不一致。

　　作用在圍護結(jié)構(gòu)上的土壓力與擋土結(jié)構(gòu)的位移有關(guān)。基坑圍護結(jié)構(gòu)承受的土壓力一般是介于主動土壓力和靜止土壓力之間或介于被動土壓力和靜止土壓力之間。另外，土具有蠕變性，作用在圍護結(jié)構(gòu)上的土壓力還與作用時間有關(guān)。

　　11　復合地基

　　隨著地基處理技術(shù)的發(fā)展，復合地基技術(shù)得到愈來愈多的應用。復合地基是指天然地基在地基處理過程中部分土體得到增強或被置換，或在天然地基中設置加筋材料，加固區(qū)是由基體(天然地基土體)和增強體兩部分組成的人工地基。復合地基中增強體和基體是共同直接承擔荷載的。根據(jù)增強體的方向，可分為豎向增強體復合地基和水平向增強體復合地基兩大類。根據(jù)荷載傳遞機理的不同，豎向增強體復合地基又可分為三種：散體材料樁復合地基、柔性樁復合地基和剛性樁復合地基。

　　復合地基、淺基礎和樁基礎是目前常見的三種地基基礎形式。淺基礎、復合地基和樁基礎之間沒有非常嚴格的界限。樁土應力比接近于1.0的土樁復合地基可以認為是淺基礎，考慮樁土共同作用的摩擦樁基也可認為是剛性樁復合地基。筆者認為將其視為剛性樁復合地基更利于對其荷載傳遞體系的認識。淺基礎和樁基礎的承載力和沉降計算有比較成熟的理論和工程實踐的積累，而復合地基承載力和沉降計算理論有待進一步發(fā)展。目前復合地基計算理論遠落后于復合地基實踐。應加強復合地基理論的研究，如各類復合地基承載力和沉降計算，特別是沉降計算理論;復合地基優(yōu)化設計;復合地基的抗震性狀;復合地基可靠度分析等。另外各種復合土體的性狀也有待進一步認識。

　　加強復合地基理論研究的同時，還要加強復合地基新技術(shù)的開發(fā)和復合地基技術(shù)應用研究。

　　12　周期荷載以及動力荷載作用下地基性狀

　　在周期荷載或動力荷載作用下，巖土材料的強度和變形特性，與在靜荷載作用下的有許多特殊的性狀。動荷載類型不同，土體的強度和變形性狀也不相同。在不同類型動荷載作用下，它們共同的特點是都要考慮加荷速率和加荷次數(shù)等的影響。近二三十年來，土的動力荷載作用下的剪切變形特性和土的動力性質(zhì)(包括變形特性和動強度)的研究已得到廣泛開展。隨著高速公路、高速鐵路以及海洋工程的發(fā)展，需要了解周期荷載以及動力荷載作用下地基土體的性狀和對周圍環(huán)境的影響。與一般動力機器基礎的動荷載有所不同，高速公路、高速鐵路以及海洋工程中其外部動荷載是運動的，同時自身又產(chǎn)生振動，地基土體的受力狀況將更復雜，土體的強度、變形特性以及土體的蠕變特性需要進一步深入的研究，以滿足工程建設的需要。交通荷載的周期較長，交通荷載自身振動頻率也低，荷載產(chǎn)生的振動波的波長較長，波傳播較遠，影響范圍較大。高速公路、高速鐵路以及海洋工程中的地基動力響應計算較為復雜，研究交通荷載作用下地基動力響應計算方法，從而可進一步研究交通荷載引起的荷載自身振動和周圍環(huán)境的振動，對實際工程具有廣泛的應用前景。

　　13　特殊巖土工程問題研究

　　展望巖土工程的發(fā)展，還要重視特殊巖土工程問題的研究，如：庫區(qū)水位上升引起周圍山體邊坡穩(wěn)定問題;越江越海地下隧道中巖土工程問題;超高層建筑的超深基礎工程問題;特大橋、跨海大橋超深基礎工程問題;大規(guī)模地表和地下工程開挖引起巖土體卸荷變形破壞問題;等等。

　　巖土工程是一門應用科學，是為工程建設服務的。工程建設中提出的問題就是巖土工程應該研究的課題。巖土工程學科發(fā)展方向與土木工程建設發(fā)展態(tài)勢密切相關(guān)。世界土木工程建設的熱點移向東亞、移向中國。中國地域遼闊，工程地質(zhì)復雜。中國土木工程建設的規(guī)模、持續(xù)發(fā)展的時間、工程建設中遇到的巖土工程技術(shù)問題，都是其它國家不能相比的。這給我國巖土工程研究躋身世界一流并逐步處于領先地位創(chuàng)造了很好的條件。展望21世紀巖土工程的發(fā)展，挑戰(zhàn)與機遇并存，讓我們的共同努力將中國巖土工程推向一個新水平。

編輯推薦：

2014年巖土工程師考試網(wǎng)絡輔導招生簡章

2013年巖土工程師成績查詢時間匯總?

2014年巖土工程師考試時間9月13-14日