第一篇：閩粵臺港澳巖土工程高峰論壇

閩粵臺港澳巖土工程高峰論壇

會 議 通 知

閩粵臺港澳巖土工程高峰論壇定于2018年6月14~15日在福建廈門召開,會期兩天。海峽兩岸五地的巖土工程專家、學者將歡聚一堂，針對重大的巖土工程問題、新理論及新技術進行研討。

本次會議為廣大巖土工作者面對面深入、廣泛的技術交流及研討提供了機會，屆時將邀請院士、知名專家作特邀報告及主題報告，共同探討巖土、地基基礎領域的發展趨勢，展現最新技術進展和研究成果，進一步推動海峽兩岸與大灣區在巖土工程領域的理論、實踐和應用等方面的發展，推進新時代“一帶一路”巖土工程理論與技術的進步！

本次會議熱忱歡迎本領域的專家、學者，一起攜手，共襄盛會!主辦單位：福建省土木建筑學會

廣東省土木建筑學會 臺灣大地工程技師公會 香港巖土工程學會 澳門巖土工程協會

承辦單位：（排序不分先后）

福建省建筑科學研究院 廈門市土木建筑學會 深圳市土木建筑學會

福建省土木建筑學會巖土與基礎工程分會 廣東省土木建筑學會地基基礎專業委員會

協辦單位：（排序不分先后）

華僑大學土木工程學院

廣東省基礎工程集團有限公司

廣東省建筑科學研究院集團股份有限公司 福州大學巖土與地質工程系

廣東省勘察設計行業協會工程勘察專業委員會 福建省巖田基礎工程技術有限公司 福建巖土工程勘察研究院有限公司（福建冶地恒元建設有限公司）福建建華建材有限公司

廣東省華隧建設集團股份有限公司 深圳市水務規劃設計院有限公司 深圳市工勘巖土集團有限公司

廣東建華建材有限公司

組織委員會：

主 任：侯偉生

副主任：鐘顯奇 周揚國 何毅良 區秉光 林樹枝 劉小敏 委 員：（按姓氏筆畫為序）

韋 宏 方家強平楊 史海歐 丘建金 付文光 劉國楠 許國平許建得 孫智勇 蘇世灼 李廣平李素華 楊光華 肖 兵 吳銘炳 邱欣尚 何慶豐 余國良 陳士海 陳志波 陳澤廣 陳振建 邵孟新 林本海 林志元 易 覺 周翠英 趙劍豪 俞清翰 施 峰 耿凌鵬 莫海鴻 郭子雄 唐孟雄 梁偉雄 彭衛平董志良 游建華 賴樹欽 簡文彬 蔡仙發 廖建三 潘 泓 薛 煒 戴一鳴

秘書組：李志偉 楊建學 馮曉娟 俞 縉 蔡奇鵬 涂兵雄 日程安排：6月14日全天報到注冊；

6月15日特邀報告及主題報告

論壇形式：邀請陳云敏院士、張建民院士、陳湘生院士作特邀報告，閩粵臺港澳五地代表作主題報告

報告題目：（待增補）

? 環境巖土工程研究與實踐（陳云敏院士）

?近接地鐵運營隧道地下工程變形控制技術與實踐（陳湘生院士）

? 地下結構抗震安全性研究與實踐（張建民院士）

? 深基坑開挖應力釋放效應對基樁承載力和變形影響研究（吳宏偉教授）

? 福州地鐵建設的關鍵巖土工程技術與實踐 ? 泥水平衡大斷面矩形頂管技術

? 臺灣軌道交通建設面臨的巖土工程問題 ? 臺灣鉆掘基樁設計與施工至發展 ?......論壇地點：福建省廈門市思明區環島東路1697號國際會議中心酒店

食宿地點：福建省廈門市思明區會展二路199號國際會展酒店，食宿統一安排，住宿費自理（500元/間）

注冊繳費：正式代表600元/人，學生代表200元/人 聯系方式：

聯 系 人：李志偉 ***

楊建學 *** 蘇世灼 *** 馮曉娟 *** 邵孟新 *** E-mail： lzhw@fjjky.com 通訊地址：福州市楊橋中路162號 郵政編碼：350025

第二篇：巖土工程

巖土工程

巖土工程是在土木工程實踐中建立起來的一種新的技術體制。巖土工程是以求解巖體與土體工程問題，包括地基與基礎、邊坡和地下工程等問題，作為自己的研究對象。

巖土工程專業是土木工程的分支，涉及巖石、土、地下水的部分稱巖土工程。是運用工程地質學、土力學、巖石力學解決各類工程中關于巖石、土的工程技術問題的科學。

在某些時候，會建造一些臨時性建筑。然而正因為這些建筑是臨時性的，為了追求經濟效益，人們往往會盡可能減少投資。人們總是希望臨時建筑物在不需要它的時候可以很容易的清除，所以人們就在倒塌與建成這之間的一個極值點徘徊。這也造就了一個臨時建筑物建成了，然而下一個人們就會減少投資，直到出現了事故，然后再加大投資，這樣的一個循環。這就是問題的所在，導致了臨時建筑存在了很大的安全隱患。許多的事故也是這樣發生的。這需要引起 我們的重視，在經濟效益與人的生命這兩個選擇中，我們應該毫不猶豫的選擇人的生命，因為這是最重要的。因此這也要求巖土工程師具有豐富的經驗。

巖土工程研究的對象是巖體和土體。巖體在其形成和存在的整個地質歷史過程中，經受了各種復雜的地質作用，因而有著復雜的結構和環境。而不同地區的不同類型的巖體，由于經歷的地質作用過程不同，其工程性質往往具有很大的差別。所以巖土工程師具有很強的地域性，在一個地方干過的巖土工程師到了一個新的地方必須從頭干起，先到工地干幾年，積累經驗然后才能進行理論設計。巖土工程是一門應用科學，在巖土工程分析時不僅需要運用理論知識，還需要應用工程師的經驗，才能獲得滿意的結果。所以對于巖土工程師來說經驗是很重要的一部分。

朱小禹土木09541111

第三篇：巖土工程

濕陷性黃土：是一種非飽和的欠壓密土，具有大孔和垂直節理，在天然濕度下，其壓縮性較低，強度較高，但遇水侵濕時，土強度顯著降低，在附加壓力或在附加壓力與土的自重壓力下引起的濕陷變形，是一種下沉量大、下沉速度快的失穩性變形，隊建筑物危害性大。紅黏土：指的是我國紅土的一個亞類，即母巖為碳酸鹽巖系經過濕熱條件下的紅土作用形成的高塑性黏土這一特殊土類。紅黏土的工程地質性質特征：高塑性和分散性，高含水率低密實度，強度較高壓縮性較低，具有明顯的收縮性膨脹性輕微。

混合土：由細粒土和粗粒土混雜且缺乏中間粒徑的圖應定為混合土。多年凍土：含有固態水且凍結狀態持續2年或2年以上的土。膨脹巖土：含有大量親水礦物，濕度變化時有較大體積變化，變形受約束時產生較大內應力的巖土。鹽漬巖土：眼途中易熔鹽含量大于0.3%，并具有溶陷，鹽脹，服飾等工程特性時，應判定為鹽漬土。風化巖：巖石在風化營力作用下，其結構、成分混合性質已產生不同程度的變異，應定名為風化巖，已完全風化成土的而未搬運的應定名為殘積土。

污染土：由于之污染物質侵入的改變了物理力學性質狀的土。（松散巖土中的空隙、堅硬巖石中的裂隙、可溶巖石中的溶穴）

上層之水：分布在包氣帶中局部隔水層或若隔水層之上具有自由水面的重力水。潛水：地表以下第一個穩定隔水層或滲透性極弱的巖土層之上具有自由水面的地下水。承壓水：充滿在每個隔水層之間的水層中具有承壓性質的地下水

試坑滲水試驗適合用于測定包氣帶 非飽和巖土層的滲透系數。常用的試驗方法有試坑法 單環法 雙環法。

地下水對深基坑工程的影響：1.惡化基坑開挖和施工條件2.易發生突涌、流沙管涌等不良現象3.軟土基坑周圍土質，減低基坑周圍巖土體的強度，易造成坑壁變形，坑坡失穩，坍塌甚至整體滑移等事故。4.增大支

護結構上的壓力。

場地地質條件主要是指巖土的透水性和含水量。

工程地質測繪可分兩種：一種是全面查明工程地質條件為主要的綜合性測繪，一種是對某一工程地質要素進行調查的專門性測繪。所謂測繪精度：指野外地質現象觀察，描述及表示在圖上的精確程度和詳細程度。

野外工作應包括一下內容：1.檢查解譯標志2.檢查解譯成果3.檢查外推結果4.對室內難以獲得的資料進行外補充。

工程地質測繪與調查成果資料包括：1.工程地質測繪實際材料圖2.綜合工程地質圖或工程分區圖3.綜合地質柱狀圖4.工程地質剖面圖5.各種素描照片和文字說明。鉆探工作中巖土工程勘查技術人員主要做三方面工作1.編制作為鉆探依據的設計書2.鉆探過程中進行巖心觀測編錄3.鉆探后進行資料的內業整理。

坑探：有地表向深處挖掘坑槽或坑洞，以便地質人員直接深入地下了解有關地質現象或進行試驗等使用的地下勘探工作。

靜力觸探試驗：用靜力勻速將標準規格的探頭壓入土中，利用探頭內的力傳感器同是通過電子測量儀器將探頭受到的灌入阻力記錄下來。圓錐動力觸探試驗：用一定質量的重錘以一定高度的自由落距將標準格的圓錐形探頭灌入土中。根據打入土中一定距離所需的錘擊數，判斷定土的力學特性具有勘查和測試的雙重功能。

場地工程地質的分類（簡單、中等復雜、復雜場地）

黃土濕陷性評包括全新世黃土晚更新世馬蘭黃土、部分中更新世離石黃土的土層，場地和地基三個方面。濕陷性黃土包括非自重濕陷性黃土、自重濕陷性黃土。（當濕陷系數值小于0.015時為非濕陷性黃土。）防止和減小建筑物地基沁水濕陷措施可分為地基處理、防水措施、結構措施。

軟土：天然孔隙比大于1.0，且天然含水量大于液限的細土粒土應判定為軟土。（淤泥、淤泥質土、泥炭、泥炭質土）

填土：根據物質組成和堆填方式（素填土、雜填土、沖填土、壓實填土）鹽漬巖分為石膏鹽漬巖、芒硝鹽漬巖。

污染土場地包括：可能受污染的擬建場地、受污染的擬建場地、受污染的已建場地。

巖土中的空隙類型：松散巖土中的空隙、堅硬巖石裂隙、孔融巖石中的溶穴。

包氣帶自上而下可分為土壤水帶、中間水帶、毛細水帶。

地下水按埋藏條件分為：上層滯水、潛水、承壓水。按賦存的孔隙類型：孔隙水、裂隙水、巖溶水。水文地質參數：反應地層水文地質特征的數量指標（滲透系數K、導水系數T、給水度u、釋水系數S/越流和越流系數Ke、越流因素B）滲水試驗的方法：試坑法、單環法、雙環法。

壓水試驗分類：按階段劃分為：（分段壓水試驗綜合壓水試驗 全孔壓水試驗）按壓力點劃分為（單點 三點 和多點壓水試驗）按試驗壓力分為：（低壓壓水試驗 高壓壓水試驗）按加壓方式分為(水柱壓水試驗 自流式壓水試驗 機械法壓水試驗)。工程地質測繪：綜合性測繪、專門性測繪。工程地質測繪比例尺取決于勘察階段、建筑類型、規模和工程地質條件的復雜程度。

物探的一般工作程序：接受任務、搜集資料、現場踏勘、編制計劃、方法試驗、外業工作、資料整理、提交成果。

成果報告應附的圖件：勘探點平面布置圖、工程地質柱狀圖、工程地質剖面圖、原位測試成果圖表、室內試驗成果圖表。

工程地質測繪與調查的成果資料應包括【工程地質測繪實際材料圖】【綜合工程地質圖或工程地質分區圖】【綜合地質柱狀圖】【工程地質剖面圖】及【各種素描圖、照片和文字說明】。

濕陷性黃土的勘查重點：1.黃土地層的時代、成因2.濕陷性黃土層的厚度3濕陷系數、自重濕陷系數、濕陷起始壓力隨深度的變化4場地濕陷類型和地基濕陷等級的平面分布

5變形參數和承載力6地下水等環境水的變化趨勢7其他工程地質條件。混合土勘查重點：1.成因、物質來源及組成成分形成時期2.是否具有濕陷性、膨脹性3.與下浮巖土的接觸情況及接觸面的坡度和坡向4.是否存在崩塌不良地質現象5.當地利用混合土作為建筑物地基、建筑材料的經驗以及各種有效的處理措施。填土的勘查重點：1.搜集資料，調查地形和地物的變遷，填土的來源、堆積年限和堆積方式2.查明填土的分布 厚度 物質成分 均勻性，含水量等3調查有無暗塘 滲井及古墓的存在4查明地下水的水質對混凝土的腐蝕性和相鄰地表水體的水力聯系。

風化巖和殘積土的重點：1母巖地質年代和巖石名稱2巖石的風化程度3巖脈的風化花崗巖中球狀風化體的分布4巖土的均勻性 破碎帶和軟弱夾層的分布5地下水的賦存狀況及其變化。

軟土的探察重點：1軟土的成因、成層條件、分布規律、層理特征、可作為淺基礎 深基礎持力層的地下硬土層或基巖的埋藏條件2軟土地區微地貌形態與不同性質的軟土層分布有內在聯系，查明其分布范圍和埋藏深度3軟土固結歷史，強度和變形特征隨應力水平的變化，以及結構破壞對強度和變形的影響4地下水對基礎施工的影響5在強地震區對場地的地震效應做出鑒定6當地的工程經驗。

混合地工程地質調查的重點：1混合土的成因 物質來源及組成成分以及其形成時期2混合土是否具有濕陷性和膨脹性3混合土與下伏巖土的接觸情況以及接觸面的坡度和坡向4混合土中是否存在滑坡等不良地質現象5當地利用混合土做建筑物地基、材料的經驗及有效的處理措施。

紅黏土的主要特征有哪些？(1)成分、結構特征：紅黏土的顆粒細而均勻，黏粒含量很高，尤以小于0.002mm的細黏粒為主。礦物成分以粘土礦物為主(2)紅黏土的工程地質性質特征①高塑性和分散性 ②高含水率、低密實度②強度較高，壓縮性較低。④具有明顯的收縮性，膨脹性輕微

地下水對基坑工程的影響①惡化基坑開挖和施土條件。②易發生突涌、流沙、管涌等不良現象。②軟化基坑周圍土質，降低基坑周圍巖土體的強度，易造成坑壁變形、坑坡失穩、坍塌甚至整體滑移等事故。④增大支護結構上的壓力。

工程地質勘探的主要任務是：1）探明地下有關的地質情況，揭露并劃分地層、量測界線，采取巖土樣，鑒定和描述巖土特性、成分和產狀。2）了解地質構造，不良地質現象的分布、界限、形態等，如斷裂構造、滑動面位置等。3）為深部取樣及現場試驗提供條件。4）揭露并測量地下水埋藏深度，采取水樣供實驗室分析，了解其物理化學性質及地下水類型5）利用勘探坑孔可以進行某些項目長期觀鍘以及不良地質現象處理工作。

巖土工程分析評價包括下列內容：1）場地的穩定性與適宜性2）為巖土工程設計提供場地地層結構和地下水空間分布的幾何參數3）預測擬建工程對現有工程的影響，工程建設產生的環境變化以及環境變化對工程的影響。4）提出地基與基礎方案設計的建議。5）預測施工過程可能出現的巖土工程問題以及解決方法，并提出相應的防治措施和合理的施工

工程地質測繪和調查，宜包括下列內容：1）查明地形、地貌特征，地貌單元形成過程及其與地層、構造、不良地質現象的關系，劃分地貌單元。2）巖土的性質、成因、年代、厚度和分布。對巖層應查明風化程度．對土層應區分新近堆積土、特殊性土的分布及其工程地質條件3）查明巖層的產狀及構造類型、軟弱結構面的產狀及其性質，包括斷層的位置、類型、產狀、斷距、破碎帶的寬度及充填膠結情況．4）查明地下水的類型、補給來源、排泄條件、井、泉的位置、含水層的巖性特征埋藏深度、水位變化及其與地表水體的關系等。5）搜集氣象、水文、植被、土的最大凍結深度等資料，調查最高洪水位及其發生時間、淹沒范圍。6）查明巖溶、土洞、滑坡、泥石流、崩塌、沖溝、斷裂、地震震害和岸邊沖刷等不良地質現7）調查人類工程活動對場地穩定性的影響，包括人工洞穴、地下采空、地震等。8）建筑物變形和建筑經驗。簡述工程地質勘查中的方法和技術手段的種類。（1）工程地質測繪（2）工程地質物探及勘探（3）工程地質室內實驗（4）工程地質野外試驗（5）工程地質長期觀測（6）勘察資料的室內整理

工程地質勘查的基本任務具體有哪些？1）查明建筑地區的工程地質條件，指出有利和不利條件。2）分析研究與建筑有關的工程地質問題，作出定性評價和定量評價，對建筑物的設計和施工提供可靠的地質依據。3）選出工程地質條件優越的建筑場地。4）配合建筑物的設計與施工，提出關于建筑物類型、結構、規模和施工方法的建議5）為擬定改善和防止不良地質條件的措施提供地質依據6）預測工程興建后對地質環境造成的影響，制定保護地質環境的措施

第四篇：巖土工程測試

土木工程學院工程課程報告

課程： 《巖土工程測試》

班級： 專業： 姓名： 教師：

2014年12月

目錄

一、巖土工程測試的意義概述...............................................................................................1

二、巖土工程測試的作用概述...............................................................................................2

三、巖土工程測試的內容概述...............................................................................................2 3.1、平板荷載試驗.............................................................................................................3 3.2、十字板剪切和旁壓儀試驗.........................................................................................3 3.3、錨桿和土釘測試.........................................................................................................4 3.4、巖土的滲透性及注漿加固.........................................................................................5 3.5、靜力觸探試驗.............................................................................................................7 3.6、動力觸探試驗.............................................................................................................7 3.7、巖石力學參數測定.....................................................................................................8 3.8、軟巖及土的流變試驗.................................................................................................8 3.8.1、軟巖的特征與流變特性.........................................................................................8 3.9、巖土中的應力測量.....................................................................................................9 3.10、超聲波測試.............................................................................................................10 3.11、樁基檢測試驗.........................................................................................................10 3.12、地基動力測試.........................................................................................................11 3.13、巖體強度試驗.........................................................................................................12 3.14、非飽和土測試.........................................................................................................12 3.15、模型試驗.................................................................................................................12 3.16、測試數據的整理與分析.........................................................................................13

巖土工程測試課程報告

貴州大學（貴州路橋集團有限公司）王鎖

一、巖土工程測試的意義概述

巖土工程測試就是對巖土體的工程悱質進行觀測和度量，得到巖土體的各種物理力學指標的試驗工作。

巖土工程測試是生產實踐，也是科學試驗，是獲得感性認識和理性認識的必由之路。毛澤東在《實踐淪》中說過：“真理的標準只能是社會的實踐。實踐的觀點是辯證唯物論的認識論之第一的和基本的觀點。”他又說：“社會實踐的繼續，使人們在實踐中引起感覺和印象的東西反復了多次，于是在人們的腦子里生起了一個認識過程的突變(即飛躍)，產生了概念?！?/p>

土木工程、巖土工程都是很古老的學科。早期以土、木、石為材料，都是先有實踐、試驗，后來才有了材料力學、結構力學，近代才有了彈性力學、塑性力學、土力學、巖石力學等。材料屬性必須通過試驗或現場測試獲得。土力學中有試驗土力學，粒徑級配曲線、e—P曲線、p—S曲線、擊實曲線都是試驗、測試得到的，庫侖抗剪強度理論、達西定律也都是實踐、試驗得到的。土木工程、巖土工程中經驗、統計公式很多，經驗、統計更是實踐的總結，數學上的概率統計就是在實踐總結的基礎上應運而生的?？萍贾谐Ｓ玫姆捶治龇ǜ怯蓪嵺`、試驗結果反求材料特性、計算參數和深究理論概念。

英國人培根有一句名言“知識就是力量”。這句話不完整，沒有提到實踐的作用。知識如果不和實踐相結合，不能應用，就產生不了力量。中國老百姓有一句俗語叫有本事，本事即能力，即在實踐中應能用知識來解決問題、創造效益、提高生產力，這才是活的知識，才有力量，才算有本事。反之，如果知識不結合實踐，不能應用，那就是一個書呆子，沒有本事。我國宋代大詩人陸游說過：“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行?！奔埳系脕砑磿局R，絕知就是真知、會用，躬行就是實踐。一名巖土工程師如果不重視實踐、試驗，那是不可思議的，終無大成就，因此一定要重視試驗、實測技術。

總結得到的理論、計算公式的可靠性如何檢驗呢？還是實踐，以此為標準，由實踐來檢驗、提煉理論。/ 13

二、巖土工程測試的作用概述

巖土工程理論分析中的各種定理和規律（如摩爾一庫侖定律、各種巖土體本構模型等）幾乎都是建立在試驗分析的基礎之上。理論分析指導工程實踐，而土工測試又是理論分析的基礎。因此，在巖土工程中，測試處于基礎地位。

近幾十年以來，隨著經濟和社會的發展，工程實踐中出現了更多更復雜的巖土工程問題，為了解決這些問題，一系列新的巖土體理論和工程設計方法涌現出來。這些新的理論和設計方法要求測試技術有新的發展和突破。沒有先進的測試技術就得不到新的理論和設計方法所需要的精確的巖土體參數，這些新的理論和設計方法就無法保證工程實踐精度。因此，現代工程實踐對測試技術的要求越來越高，依賴性也越來越強。

從整體上看，巖土工程測試可以分為原位測試和室內測試兩大類。原位測試可以在最大限度上減少試驗前對巖土體的擾動，避免了這些擾動可能帶來的對試驗結果的影響。原位測試結果可以直接反映原位巖土體的物理力學狀態，更接近工程實踐的實際情況。同時，對于某些難于采樣進行室內測試的巖土體（如承受較大固結壓力的砂層），原位測試是必需的。但是進行原位測試，需要的人力、物力和財力通常都比較大。此外，原位測試對應的試驗條件比較復雜（比如邊界條件非常復雜)，給理論分析計算帶來了困難，許多情況都不得不進行某些理想化的假設才能進行計算分析。而室內測試能進行各種理想條件下的控制試驗，在一定程度上反而更容易滿足理論分析計算的要求。因此，原位測試和室內測試具有各自的特點和優勢，不能相互取代。

現代新發展起來的測試設備和技術，往往以解決復雜工程問題為目的。因此，儀器構造復雜，操作要求高，可以了解巖土體材料在各種情況的變化規律、考慮常規試驗不能考慮的各種因素。但是，這些儀器設備花費巨大，并且操作復雜，不可能普遍應用于一般工程實踐，常規測試儀器和技術仍然是必需的。即便是對于復雜的工程實踐，常規測試也是必要的，它是進行復雜測試的基礎。

三、巖土工程測試的內容概述

巖土工程測試的內容很多，《巖土工程測試》（土木工程研究生系列教材）主要講述一下內容。/ 13

3.1、平板荷載試驗

原位試驗(In-Situ Festing)有時也稱現場試驗(On the Spot Festing)，其類型很多，如靜力觸探、動力觸探、平板荷載試驗、十字板剪切試驗、旁壓儀試驗、大型剪切試驗、孔隙水壓力測試、彈性波速測試、地應力測試、抽水或注水、壓水試驗等。應用最廣泛、最常見的還是平板荷載試驗(P1ate Loading Test)，簡稱PLT試驗。

平板荷載試驗是利用彈性力學半無限體表面作用集中荷載的沉降計算公式(布希奈斯克解)，來確定地基承載力的基本方法。平板荷載試驗一般只能反映深度為兩倍承壓板寬度范圍內的土性特征。

試驗設備,平板荷載試驗因試驗土層(地基)軟硬程度、平板(荷載板或承壓板)面積大小、試驗土層深度等不同，采用的測試設備有多種情況。整個試驗可分為承壓板、加荷系統、反力系統、觀測系統四部分。

3.2、十字板剪切和旁壓儀試驗

十字板剪切試驗全稱為野外十字板剪切試驗，國際上簡稱為FVST(Field Vane Shear Test)。十字板剪切試驗是用插入軟粘土中的十字板頭，以一定的速率旋轉，測出土的抗扭力矩，換算其抗剪強度。這個抗剪強度相當于摩擦角?u?0時的粘聚力Cu值。旁壓試驗(Pressure Meter Test，PMT)起源于德國。旁壓試驗是利用旁壓器對鉆孔壁施加橫向均勻應力，使孔壁土體發生徑向變形直至破壞，利用量測儀器量測壓力與徑向變形的關系推求土力學參數的一種原位測試方法。

十字板剪切試驗在國內外運用廣泛，該法能夠有效地在原位測定飽和軟粘土的抗剪強度。長期以來的實踐證明，該試驗方法有如下優點：①試驗存原位進行，不需取試樣；②對無法取樣和很難進行室內試驗的土，如極軟粘土、巖土接觸面等，可以獲得必要的力學指標；③能更好地反映土的結構、構造特性，如層理、裂隙、結核和顆粒分布的不均勻性；④試驗中的邊界條件（如排水條件、天然受力狀態等）是實際的邊界條件；⑤對于正常固結的飽和軟粘性土，十字板試驗能反映出軟粘性土的天然強度隨深度而增大的規律，而室內試驗指標成果比較分散。/ 13

十字板剪切試驗原理：十字板剪切試驗是在鉆孔某深度的軟粘性土中插人規定形式和尺寸的十字板頭，施加扭轉力矩，使板頭內的土體與周圍土體產生相對扭剪，直至土體破壞，測出土體抵抗扭轉的最大力矩，然后根據力矩的平衡條件，推算出土體抗剪強度。在推算強度時，作了以下幾點假定：①剪破面為一圓柱面，圓柱面的直徑與高度分別等于十字板板頭的寬度D和高度H；②圓柱面側面的抗剪強度?fV和上下端面上的抗剪強度?fH為均勻分布并相等，即?fV??fH??f。由于十字板現場剪切試驗為不排水剪切試驗。因此其試驗結果與無側限抗壓強度試驗結果接近，飽和軟土在固結不排水剪切時??0，故?f?十字板剪切試驗推算抗剪強度的公式可以表達為

qu2?cu。

cu?k?Pf?f?

3.3、錨桿和土釘測試

錨桿支護技術是20世紀初由煤礦巷道支護發展而來的，在巖土工程的邊坡穩定支護中已經有廣泛應用，是比較成熟的技術。現代土釘支護技術是20世紀70年代發展起來的，用于土體開挖和保持邊坡穩定性的一種新型擋土技術。錨桿支護和土釘支護技術經濟可靠，施工快速簡易，已在大量工程中得到應用。

錨桿的錨固原理：與錨桿直接作用的是復雜多變的巖土體，這給錨桿的力學行為及錨固用原理的觀測和研究帶來了很大的困難?，F有的多數有關錨桿支護作用和效果的試驗都是在限定條件下和理想化了的基礎上進行的。因此，目前對錨桿錨固原理了解還不夠深入，但以下幾種錨固作用機理是得到了工程和理淪界的普遍認同的。

懸吊作用原理：懸吊作用理論認為，錨桿支護是通過錨桿將軟弱、松動、不穩定的巖土體懸吊在深層穩定的巖土體上，以防止其離層滑脫。這種作用在地下結構錨固工程中，表現得尤為突出。起懸吊作用的錨桿，主要是提供拉力，用以克服滑落巖土體的重力或下滑力，來維持工程結構的穩定。

組合梁作用原理：組合梁作用是較早提出來的，也是一般公認的支護作用原理之一。這種原理是把薄層狀巖體看成一種梁（簡支梁或懸臂梁）。在沒有錨固時，它們只是簡單地疊合在一起。由于層問摩擦阻力不足，在荷載作用下，單個/ 13

粱均產隹各自的彎曲變形，上下緣分別處于受壓和受拉狀態。若用螺栓將它們緊固成組合梁，各層板便相互擠壓，層間摩阻力大為增加，內應力和撓度大為減小，于是增加了組合梁的抗彎強度。當把錨桿埋入巖士體一定深度，相當于將簡單疊合的數層梁變成組合梁，從而提高了地層的承載能力。錨桿提供的錨固力愈大，各巖層間的摩擦阻力愈大，組合梁整體化程度愈高，其強度也愈大。

擠壓加固作用原理：蘭格(T.A．Lang)通過光彈試驗證實了錨桿的擠壓加固作用。當他在彈性體上安裝具有預應力的錨桿時，發現在彈性體內便形成以錨桿兩頭為頂點的錐形體壓縮區，若將錨桿以適當間距排列，使相鄰錨桿的錐形體壓縮區相重疊，便形成一定厚度的連續壓縮帶。

為說明錨桿對破碎地層的支護作用，國外的澳大利亞雪山水電站地下工程、國內的冶金建筑研究院等單位曾分別先后用碎石、混凝土碎塊作材料模擬破碎地層，然后錨桿加固，結果發現加固后的模型承壓能力大大提高。這就說明，通過錨桿的加固，即使毫無粘結力的碎石也能被加固成承載能力相當高的糕體“結構”。工程上稱這種現象為擠匿加固作用，類似我國古代橋梁工程中的鍵(腰鐵、鉸石)對裂隙巖體的作用。

上述錨桿的錨固作用原理在實際工程中并非孤立存在，往往是幾種作用同時存在并綜合作用，只不過在不同地質條件下某種作剛占主導地位罷了。

3.4、巖土的滲透性及注漿加固

地下水在巖土孔(空)隙中的運動稱滲流(透)，發生滲流的區域稱為滲流場。觀測井就是敞開口的井，或稱為測壓井，可以用來觀測海水人浸淡水含水層的現象，觀測地下水的污染情況等。巖土體中的孔隙水壓力的量測可以利用敞開式測壓管(觀測井)或封閉式測壓計。壓水試驗是測定巖土體滲透性特征最常用的一種測試方法。它是靠水柱自重或泵壓力將水壓人到鉆孔內巖壁周圍的裂隙中，并以一定條件下單位時間內的吸水量來表示巖土體的滲透性。

觀測井包括海水入侵和地下水質污染，這是為了環境保護，環境保護就是保護人類自身的生存利益。自然環境的變遷，如沙漠化、水源斷缺，對森林的破壞，直接影響甚至毀滅了人類自身的生存環境。

測孔隙水壓力意義也很重要。在飽和土中總應力由有效應力和孔隙水壓力組成。在非飽和土中總應力包括有效應力、孔隙水壓力和孔隙氣壓力?？紫端畨毫? 13

和孔隙氣壓力較難測準，因而有效應力原理的應用就受到影響。有效應力原理是土力學理論的重大發展，它反映r巖土工程強度的本質。巖土工程計算中都有誤差，甚至誤差很大，原因當然足多方面的，但最主要的原因有兩個：一個是材料力學、彈性力學中均勻、連續、各向同性的彈性體假定是近似的，不完全符合實際，另一個是計贊：參數洪差大，nf靠性差。能夠使計算參數測試提高可靠度，這是個重要問題，足對崧土力學的貢獻。

巖體和土體的重要區別是巖體中有各種成因的節理、裂隙、甚至是裂縫，這些裂隙(縫)的存在嚴格地說使巖體不成為連續體，這就從根本上動搖了材料力學、彈性力學，也是巖土力學的根本假定，所以許多學者尤其對巖石(體)力學問題，從損傷力學，甚至從斷裂力學角度去研究，就是承認巖體不是，至少不是嚴格的連續體。但目前，從巖土力學與工程應用方面講，還是材料力學、彈性力學基礎。巖體中的壓水、灌漿工程就是要堵塞裂隙、使巖體成連續體，至少成為近似地連續體，從根本上改善了巖性，改變了巖體工程測試的前提條件。也為測試巖體中界面的接觸應力(壓力)、巖體(石)中應力(包括構造應力即地應力，工程荷載作用下的附加應力)，這些測試都要求緊密接觸，接觸良好，只有這樣才能很好的地傳遞應力，測試才能準確。巖體內部裂隙被封堵后，成了連續介質，巖體(石)內部埋設儀器、儀表后，所有變形、變位、應變、位移才能測得準，這就為反分析法提供了基礎條件。反分析法是測位移、形變、應變，在此基礎上去作應力、應變參數分析，因為有了應力才有應變，現在是測了應變，再分析應力，應變參數，所以稱為反分析法。在數學物理方程中稱逆問題。反分析法是一種既老又新的方法，比如西醫診病，先查問癥狀，再分析病理，再用藥；中醫診病，先望、闖、問、切，再分析病理，再用藥，這就是反分析，先查明果，后分析因。又比如測擋土墻位移、變形，再反演土的抗剪強度。又比如大家所熟知的本構關系，也是反分析，先弄清各種影響因素的作用方向和規律，再通過演繹或歸納建立方程，然后再求解方程。

巖土的滲透性及測試應用是廣泛的，如野外抽水、基坑降排水、管涌、流沙、地層液化、隔水帷幕、隧道及礦井滲漏水、橋墩圍堰、大壩基礎防滲、水下工程、農田灌溉、地面沉降、環境工程如回灌等都與巖土的滲透性有關，都要進行測試，有的在大學階段學過，有的在研究生階段工程地質里學過。有的太專門化了，只/ 13

能約略提到，避免重復。

3.5、靜力觸探試驗

靜力觸探試驗(stati penetration test)，英文縮寫CPT(cone penetration test)。靜力觸探是用千斤頂或落錘將一根細長的金屬桿(直徑19～80mm)壓入或打人地下，用以測定任意深度處金屬桿的貫人阻力。將其結果繪成圖，橫坐標表示貫人阻力，縱坐標表示貫人深度，這是勘察方法——原位測試中的主要類型之一。

在20世紀初期的觸探儀是一個頂角為90。的圓錐，放在黏性土上并逐漸加荷，不斷貫人，貫人阻力隨著黏性土強度增大而增大。后來有了荷蘭圓錐靜力觸探試驗，這種圓錐具有60°頂角和直徑：36mm，錐底而積10cm2。

3.6、動力觸探試驗

動力觸探（DPT）和標準貫入試驗(SPT)都是土工原位測試的主要方法，它們是利用一定的錘擊能量，將帶有探頭的探桿打人土中，按貫入的難易程度來評價土的性質，得到經驗(統計)公式。

標準貫入試驗的力學機理：標準貫人試驗（SPT)與動力觸探試驗在設備上的區別（重型動力觸探和標準貫入試驗沒備大同小異）主要是探頭形式和結構有差異，因而決定了各自的試驗機理。標準貫人試驗的探頭稱貫人器，是由鉆孔取土器轉化而來的開口管狀空心探頭。在貫人過程中，整個貫人器對端部和周圍土體產生擠壓和剪切作用，同時由于貫人器是空心的，將有部分土體擠入，加之是在沖擊作用下工作，其工作細節和邊界條件非常復雜。20世紀50年代以來不斷有人探討標準貫人試驗的力學機理，從理論研究方面講，可有三種理論：①動力作用理論；②用極限平衡理論進行研究；③用波動理論進行研究。

影響動力觸探儀精度的因素：⑴人為使用因素：①落錘的高度控制和錘擊方法；②量測讀數精度；③觸探孔垂直程度和探桿長度；④在鉆孔中進行觸探時鉆孔的護壁和清孔情況。⑵設備本身的影響因素：①穿心錘的形狀和質量；②探頭的形狀和大??；③觸探桿的截面尺寸、長度和質量；④導向錘座的構造及尺寸。⑶土質與工程環境：①土的性質，如密度、含水量、顆粒結構、壓縮性、超固結狀態、抗剪強度等；②觸探深度，包括觸探桿長度和探桿側壁摩擦。觸探深度在12～15m以內時，可忽略探桿側壁摩阻力，也不用泥漿護壁。探桿長度有顯著影/ 13

響，對錘擊數需要修正；③地下水的影響。在粘性土中試驗，地下水的影響大；在砂土中試驗．地下水影響小。

3.7、巖石力學參數測定

巖石的力學性質，巖石和巖體，無論是干燥的還是飽和的，在大多數工程荷載作用下，均表現為彈性體或近似彈性體。

巖石特別是巖體內部，必然有節理、裂隙、結構面、軟弱夾層等。這些結構面、軟弱夾層，其物質成分、微觀結構、力學性質都比較復雜，其力學性質可能屬于非線性彈性、彈塑性或粘彈性等。對于結構面和軟弱夾層而言，它們含水情況是否飽和，作用力方向和結構面、軟弱夾層的展布方向是垂直還是平行或者傾斜，影響很大、差異明顯、工程效果大不相同。由于巖石、巖體本構關系的多樣性、復雜性及不確定性，這里只研究巖石、巖體作為彈性體、近似彈性體的情況。

3.8、軟巖及土的流變試驗

軟巖及土的流變性包括彈性后效、流動、結構面的閉合和滑移變形等。隨著巖土工程的發展，流變已成為工程實踐中常遇到的問題，也是造成事故的主要因素之一。巖土體流動變形呈現出了大量的、具有不同特征的流動變形和破裂現象一，通過測試技術，研究這些現象便于了解巖土體變形程度、發生原因、發展趨勢及最終狀態，由此采取適時有效的工程對策。

3.8.1、軟巖的特征與流變特性

軟巖的基本特征是強度低，孔隙率高，重度小，滲水、吸水性好，易風化，易崩解，具有顯著的膨脹性和明顯的時效特性。作為工程材料，其穩定性差。由于巖體開挖后出現持續變形，對于不穩定巖石包括泥質夾層節理弱面等，往往有流變性、粘彈性、粘彈塑性等。流變性又稱粘性(Viscosity)，是指物體受力變形過程與時間有關的變形性質。軟巖流變的一個重要特征是其強度隨時間的延長而降低。

軟巖的流變性包括彈性后效、流動、結構面的閉合和滑移變形。，彈性后效是一種延遲發生的彈性變形和彈性恢復。由于加荷剛繼瞬時的彈性變形產生之后，仍有部分變形隨時間增長而產生，因為這部分變形屬于可恢復的，且在恢復時亦需要一定的時間，因此，這部分變形仍屬于彈性變形范疇，當外力卸除后最/ 13

終不留下永久變形。流動又可分為粘性流動和塑性流動，它是一種隨時間延續而發生的塑性變形（永久變形），其中粘性流動足指在較小外力作用下發生的塑性變形（永久變形），塑性流動是指外力達到屈服極限值后才開始發生的塑性變形。閉合和滑移是巖體中結構面的壓縮變形和結構面問的錯動，也屬塑性變形。

工程巖體流變性狀及其多樣性、易變性顯得比較復雜。不同成因類型的軟巖、不同結構構造的軟弱層，其流變性表現程度是不同的?；◢弾r風化形成的軟巖，流變變形一般較小，阻尼變形持續時間較短，變形很快趨向穩定；泥質砂巖變形增長較快，變形量值也較大；粘土巖與頁巖以及軟弱夾層的流變特性非常明顯，故對其流變性進行研究有著重要的現實意義。

軟巖的流變規律是很復雜的，它和膨脹、崩解一樣給軟巖工程帶來極大的危害。地下洞室圍巖的失穩往往是流變、膨脹和崩解的綜合效應。很難區分何種效應起主導作用。

軟巖的流變力學特性主要包括四方面：①蠕變，在恒定麻力的條件下，變形隨時間逐漸增長的現象；②應力松弛，當應變保持一定時，應力隨時間逐漸減小的現象；③流動特性，時間一定時，應變速率與戊力大小的關系；④長期強度，在長期荷載持續作用下軟巖的強度。

3.9、巖土中的應力測量

土體中的應力測量通常采用壓力盒裝置（常用的有鋼弦式土壓力盒），測量時必須保證儀器埋設處的土體可以近似認為是彈性均勻連續介質。地應力的研究和測試方法有：巖體表面應力測量技術、淺鉆孔應力解除技術、深鉆孔地應力測量技術、水壓裂法地應力測量技術和聲發射法地應力測量技術等。

土中應力測量分為兩種類型，一類是在界面處的應力稱為接觸應力，如基礎底面、擋土墻背處(包括深基坑支撐和土層的接觸面處)、地下洞室襯砌外側、樁端界面處、雙層地基界面處，深埋管道底部或外側，這些都是在兩種材料的界面處。另一類是在土體內部，如地基內部、邊坡體內部，還有厚襯砌內部、地下連續墻內部（嚴格說，后兩種情況不是土中應力）。

測土中應力有一個基本要求，這就是要求介質是連續介質，也就是說儀器埋設處應是連續介質，而且儀器埋設處要有代表性。這就要求不論界面還是土體內部，不應該處于非均勻狀態或是有孔洞或有應力集中現象。如在巖體中測試最好/ 13

通過灌漿填塞，封堵各式各樣、大大小小的裂隙，使之成為連續介質，起碼近似于彈性連續介質。在土體中測試時，要求通過手工操作使土體，至少使儀器埋設處成為彈性、均勻連續介質。這才符合材料力學、彈性力學的基本假定，具備測試正確性的基本前提。

3.10、超聲波測試

聲波測試技術是一種現代物理技術，該技術主要是應用聲學原理，采用聲電轉換技術，依據彈性波理論，利用波速這一參數，結合波幅、波頻、波形等特征，反映介質質點運動的力學特征，獲得工程地質與室內試樣的物理力學特性。

聲波測試技術是一種現代物理技術，主要是應用聲學原理，采用聲電轉換技術，依據彈性波理論，利用波速這一參數，結合波幅、波頻、波形等特征，來反映介質質點運動的力學特征，獲得工程地質與室內試樣的物理力學特性。

聲波測試分室內與室外兩種。室內主要是測定巖土試樣的聲波波速，用來計算巖土試樣的物理力學參數；室外主要是在工程現場通過原位測試，用彈性波波速來對地質進行評價，尤其是巖體的完整性與穩定性評價。概括起來，聲波測試技術可以解決以下幾方面的問題：①巖石(土)試樣的物理力學性質的測定和估算，如動彈性模量、泊松比等；②利用聲波參數結合地質因素，對工程地質進行分類、分級；③利用聲波探測技術評價地下工程圍巖的穩定性，包括圍巖松弛帶范圍的測定和圍巖穩定性的定期觀測；④利用聲波測井技術，進行工程地質勘探鉆孔及孔間地質剖面分層，確定風化層厚度，為設計開挖及處理提供依據；⑤巖體中存在缺陷，如構造斷裂、巖溶洞穴的位置和走向及規模，張開裂隙的延伸方向和長度的探測；⑥工程巖體施工及加固效果的檢測，如爆破、噴錨支護、補強灌漿的質量檢查等。

3.11、樁基檢測試驗

樁是設置在地層中的豎直或傾斜的基礎支承構件。樁基檢測的目的主要有兩個：第一個目的是為樁基的設計提供合理的依據。該目的是通過在建筑現場的試樁上進行測試來實現的。第二個目的是檢驗工程樁的施：[質量，是否能夠滿足設計或建(構)筑物對樁基承載力的要求。該目的是通過對工程樁進行抽樣測試來實現的。

樁基檢測的目的主要有兩個：一是為樁基的設計提供合理的依據，該目的是/ 13

通過在建筑現場的試樁上實現的；二是檢驗工程樁的施工質量，是否能滿足設計或建(構)筑物對樁基承載能力的要求，該目的是通過對工程樁抽樣檢測來達到的。對樁基檢測的基本要求主要有兩項：一是樁的平面位置與幾何尺寸；二是樁的完整性與承載能力。主要介紹單樁的完整性與承載能力的檢測技術與方法。單樁承載力檢測內容包括樁的垂直承載力、水平承載力與抗拔承載力，它取決于樁周(端)介質對樁的支承阻力以及樁身材料的強度。單樁完整性反映了樁身截面尺寸變化、樁身材料密實度和連續性的綜合性指標。檢測參數包括樁身鋼筋混凝土波速、密實度，樁身截面尺寸變化，樁身缺陷位置、缺陷形式、缺陷程度，推算樁長及估算鋼筋混凝土強度等級等。樁基檢測技術方法分靜載試驗與動測試驗兩種。

3.12、地基動力測試

在巖土工程中，巖土體受到動力作用(地震、風振、浪振、機器振動以及爆炸爆破、高速流體和陸地高速重型運載工具等所產生的動應力等)的情況是非常普遍的。巖土體在動力作用下的反應和動力參數通過動力測試獲得。常用的巖土體室內動力測試技術有：動三軸試驗、動單剪試驗、振動臺試驗和共振桂試驗。

土的動力性質是指其在各種動力作用下直接或間接表現出來的某種反應和效應，從巖土工程觀點來看，動力是指地震、風振、浪振、機器(鍛錘、透平機、破碎機等)振動，以及爆炸、爆破、高速流體通道和陸地重型高速運載工具等所產生的動應力?？梢姡瑤r土體在各類土建工程中受到動力作用的情況是極其普遍的。

土的動力測試的目的分為三個方面：①土的基本動力參數的測定，如動彈性模量、動剪切模量、泊松比、動阻尼以及土體中波的傳播速度等；②土體的動力反應試驗．如飽和低塑性土的振動液化試驗和衰減試驗等；③土體結構受振條件下的原型觀測，如各種動力作用下土體振動性狀的實際觀測等。就其測試條件又可分為四類：①室內試驗；②現場模擬試驗；③原位試驗；④原型觀測。

由于動力試驗條件的復雜性，通常一項動力參數可以通過多種試驗方法測求。所以在設計土的動力試驗或選用某項試驗設備時．應首先考慮試驗條件的相似性和設備功能的多重性，以及試驗成果的針對性。

動三軸試驗原理：動三軸試驗是從靜三軸試驗發展而來的，通過對試樣施加/ 13

模擬的動土應力。同時測求試樣在承受動荷載作用下所表現出的動態反應。這種反應是多方面的，最基本和最主要的是動應力(或動主應力比)與相應的動應變的關系和動應力與相應的孔隙水壓力的變化關系。根據應力、應變及孔壓這三種指標的相互關系，可以推求出土的各項動彈性參數及粘彈性參數，以及土樣在模擬某種實際振動的動應力作用下所產生的性狀。

3.13、巖體強度試驗

巖體是賦存于一定地質環境中的復雜地質體，通常由巖石(結構體)和各種各樣的軟弱結構面組合而成。因此，巖體強度不僅與組成巖體的巖石力學性質有關，而且與這些軟弱結構面的物質組成、發育程度、組合類型及力學性質等有著很大的聯系。許多工程實踐表明，結構面的存在大大削弱了．巖體整體強度，導致巖體穩定性降低。工程實踐需要以巖體為對象的室內測試技術和原位測試技術來分析評價巖體強度和穩定性。

3.14、非飽和土測試

相對于飽和土力學而言，非飽和土力學的研究進展比較緩慢。制約其發展的因素主要有兩個：一是試驗技術，迄今沒有定型設備；二是理論體系欠成熟。理論的發展離不開試驗對土的力學特性的揭示，因而測試技術對非飽和土力學發展的影響非常深遠。

3.15、模型試驗

盡管隨著計算機技術的發展，巖土工程的分析計算取得了蠔足的進步，但到目前為止，許多復雜的工程情況(如水工大壩、地基一結構的相互作用等)，運用現有的理論計算仍有很多困難，甚至無法計算，這時，模型試驗就是一種非常有效的方法。模型試驗要求模型材料、模型形狀及所受的荷載等必須按照一定的規律與原型的情況相似。

模型的相似原理：既然是模型試驗，模型和原型之間，在幾何尺寸，材料、物理、力學特性方面是相似而不是相同。模型試驗的相似理論是指模型上重現的物理現象應與原型相似，即要求模型材料、模型形狀、所受荷載等均必須遵循一定的規律。這種模型試驗，既要研究在正常荷載作用下結構、巖體、地質體的應力及變形特性，又要研究超載情況下的變形和破壞特征，因而兼有線彈性應力模/ 13

型和破壞模型的試驗特點，因此它既要滿足結構破壞型試驗的相似關系，又要滿足地質力學、巖體力學模型試驗的相似關系。

概括而言，相似原理可表述如下：實體(原型)和模型為兩個系統，它們的幾何特征和各個對應的物理量必須(然)互相成為一定的比例關系。這樣就可以試驗測定模型系統的物理量，再按比例推求原型(實體)的相對應的物理量。

考慮平面問題時，物理量包括坐標、體積力、邊界力、應力、位移、應變、彈性模量、泊松比等。

數值模擬：模型試驗要制作模型或稱試件(樣)，要多作兒次、幾十次試驗，就要作多個試件。模型試驗復雜、費時、費錢，所以有的人就少作，甚至不作，這樣要得到足夠的、準確的、可靠的試驗數據就不可能。有效的解決辦法是數值模擬。

以有限單元法為代表(有限條帶法、邊界冗法等)的方法稱為數值方法，這是目前最接近真值的近似方法。我們設定一個數值模型，單元劃分好，模型中的特殊構造損傷事先安置好．可設置特殊單元，各種荷載及加載條件、邊界條件設計好，只要編好計算程序，在計算機上很快或較快時間內就可以得出結果，一目了然，再調數值，形成一個新的方案再計算，很快又得出一個結果，一個計算方案的計算結果就相當于一個模型(試件)試驗。用數值模擬米和模型試驗相比較，數值模擬應用越來越廣，當然和有限單元法及電子計算機的大量使用分不開。

3.16、測試數據的整理與分析

在巖土工程測試中必然會遇到大量的數據，因此巖土工程測試中的一項重要工作就是從大量的數據中取出有用的數據并得出結論或規律，用于指導工程實踐。

數據處理，在數理統計中，就是通過隨機變量的部分觀察值來推斷隨機變量的特性，例如分布規律和數字特征等。數理統計是具有廣泛應用的一個數學分支，它以概率論為理論基礎，根據試驗或觀察得到的數據，對研究對象的客觀規律作出合理的估計與判斷。/ 13

第五篇：巖土工程專題報告

巖土工程專題報告

一、巖土工程的內涵

巖土工程是一門既古老又新近的專業技術。上古時代, 人類修道路、挖渠道、建居室，就與巖石和土打交道。近代工業化過程中，建廠房、開礦山、修鐵路、興水利等土木工程實踐中，涉及到許多與巖土有關的問題，如地基的承載能力、邊坡的穩定、地下水的控制、巖土材料的利用等等。但巖土工程真正成為一門獨立的專業，則不到半個世紀，是歐美國家于20世紀60年代在土木工程實踐中建立起來的一種新的技術體制。傳人我國只二十幾年。

土木工程中涉及巖石、土、地下水的部分稱巖土工程。對巖土工程的定義有幾種不完全相同的表述：

《巖土工程基本術語標準》定義為：“土木工程中涉及巖石和土的利用、處理和改良的科學技術?！敝袊蟀倏迫珪x為：“土木工程的一個分支，以工程地質學、巖石力學、土力學與基礎工程為理論基礎，涉及巖石和土的利用、整治和改造的一門技術科學?！?也有專家定義為：“土木工程的一個分支，研究巖土體（包括其中的水）作為支承體、荷載、介質或材料，必要時對其改良或治理的一門工程技術。

二、巖土工程的研究方向

1.城市地下空間與地下工程：以城市地下空間為主體，研究地下空間開發利用過程中的各種環境巖土工程問題，地下空間資源的合理利用策略，以及各類地下結構的設計、計算方法和地下工程的施工技術（如淺埋暗挖、盾構法、凍結法、降水排水法、沉管法、TBM法等）及其優化措施等等。

2.邊坡與基坑工程：重點研究基坑開挖（包括基坑降水）對鄰近既有建筑和環境的影響，基坑支護結構的設計計算理論和方法，基坑支護結構的優化設計和可靠度分析技術，邊坡穩定分析理論以及新型支護技術的開發應用等。

3.地基與基礎工程：重點開展地基模型及其計算方法、參數研究，地基處理新技術、新方法和檢測技術的研究，建筑基礎（如柱下條形基礎、十字交叉基礎、筏形基礎、箱形基礎及樁基礎等）與上部結構的共同作用機理和規律研究等。

三、巖土工程發展前景

巖土材料及其試驗的特性決定了巖土工程學科的特殊性。巖土工程是一門應用科學，在巖土工程分析時不僅需要運用綜合理論知識、室內外測成果、還需要應用工程師的經驗，才能獲得滿意的結果。在展望巖土工程發展時不能不重視巖土工程學科的特殊性以及巖土工程問題分析方法的特點。

土木工程建設中出現的巖土工程問題促進了巖土工程學科的發展。例如在土木工程建設中最早遇到的是土體穩定問題。土力學理論上的最早貢獻是1773年庫倫建立了庫倫定律。隨后發展了Rankine(1857)理論和Fellenius(1926)圓弧滑動

巖土工程專題報告

分析理論。為了分析軟粘土地基在荷載作用下沉降隨時間發展過程Terzaghi(1925)發展了一維固結理論?；仡櫸覈?0年以來巖土工程的發展，它是緊緊圍繞我國土木工程建設中出現的巖土工程問題而發展的。在改革開放以前，巖土工程工作者較多的注意力集中在水利、鐵道和礦井工程建設中的巖土工程問題，改革開放后，隨著高層建筑、城市地下空間利用和高速公路的發展，巖土工程者的注意力較多的集中在建筑工程、市政工程和交通工程建設中的巖土工程問題。土木工程功能化、城市立體化、交通高速化，以及改善綜合居往環境成為現代土木工程建設的特點。人口的增長加速了城市發展，城市化的進程促進了大城市在數量和規模上的急劇發展。人們將不斷拓展新的生存空間，開發地下空間，向海洋拓寬，修建跨海大橋、海底隧道和人工島，改造沙漠，修建高速公路和高速鐵路等。展望巖土工程的發展，不能離開對我國現代土木工程建設發展趨勢的分析。

一個學科的發展還受科技水平及相關學科發展的影響。二次大戰后，特別是在20世紀60年代以來，世界科技發展很快。電子技術和計算機技術的發展，計算分析能力和測試能力的提高，使巖土工程計算機分析能力和室內外測試技術得到提高和進步。科學技術進步還促使巖土工程新材料和新技術的產生。如近年來土工合成材料的迅速發展被稱為巖土工程的一次革命。現代科學發展的一個特點是學科間相互滲透，產生學科交叉并不斷出現新的學科，這種發展態勢也影響巖土工程的發展。

巖土工程是20世紀60年代末至70年代初，將土力學及基礎工程、工程地質學、巖體力學三者逐漸結合為一體并應用于土木工程實際而形成的新學科。巖土工程的發展將圍繞現代土木工程建設中出現的巖土工程問題并將融入其他學科取得的新成果。巖土工程涉及土木工程建設中巖石與土的利用、整治或改造，其基本問題是巖體或土體的穩定、變形和滲流問題。筆者認為下述12個方面是應給予重視的研究領域，從中可展望21世紀巖土工程的發展。

四、巖土工程本構模型的研究

在經典土力學中沉降計算將土體視為彈性體，采用布西奈斯克公式求解附加應力，而穩定分析則將土體視為剛塑性體，采用極限平衡法分析。采用比較符合實際土體的應力-應變-強度(有時還包括時間)關系的本構模型可以將變形計算和穩定分析結合起來。自Roscoe與他的學生(1958～1963)創建劍橋模型至今，各國學者已發展了數百個本構模型，但得到工程界普遍認可的極少，嚴格地說尚沒有。巖體的應力-應變關系則更為復雜?？磥?，企圖建立能反映各類巖土的、適用于各類巖土工程的理想本構模型是困難的，或者說是不可能的。因為實際工程土的應力-應變關系是很復雜的，具有非線性、彈性、塑性、粘性、剪脹性、各向異性等等，同時，應力路徑、強度發揮度、以及巖土的狀態、組成、結構、溫度等均對其有影響。

巖土工程專題報告

開展巖土的本構模型研究可以從兩個方向努力：一是努力建立用于解決實際工程問題的實用模型；一是為了建立能進一步反映某些巖土體應力應變特性的理論模型。理論模型包括各類彈性模型、彈塑性模型、粘彈性模型、粘彈塑性模型、內時模型和損傷模型，以及結構性模型等。它們應能較好反映巖土的某種或幾種變形特性，是建立工程實用模型的基礎。工程實用模型應是為某地區巖土、某類巖土工程問題建立的本構模型，它應能反映這種情況下巖土體的主要性狀。用它進行工程計算分析，可以獲得工程建設所需精度的滿意的分析結果。例如建立適用于基坑工程分析的上海粘土實用本構模型、適用于沉降分析的上海粘土實用本構模型，等等。筆者認為研究建立多種工程實用模型可能是本構模型研究的方向。

在以往本構模型研究中不少學者只重視本構方程的建立，而不重視模型參數測定和選用研究，也不重視本構模型的驗證工作。在以后的研究中特別要重視模型參數測定和選用，重視本構模型驗證以及推廣應用研究。只有這樣，才能更好為工程建設服務。

五、巖土工程的數值模擬技術

雖然巖土工程計算機分析在大多數情況下只能給出定性分析結果，但巖土工程計算機分析對工程師決策是非常有意義的。開展巖土工程問題計算機分析研究是一個重要的研究方向。巖土工程問題計算機分析范圍和領域很廣，隨著計算機技術的發展，計算分析領域還在不斷擴大。除前面已經談到的本構模型和不同介質間相互作用和共同分析外，還包括各種數值計算方法，土坡穩定分析，極限數值方法和概率數值方法，專家系統、AutoCAD技術和計算機仿真技術在巖土工程中應用，以及巖土工程反分析等方面。巖土工程計算機分析還包括動力分析，特別是抗震分析。巖土工程計算機數值分析方法除常用的有限元法和有限差分法外，離散單元法(DEM)、拉格朗日元法(FLAC)，不連續變形分析方法(DDA)，流形元法(MEM)和半解析元法(SAEM)等也在巖土工程分析中得到應用。

六、巖土工程的特殊問題研究

展望巖土工程的發展，還要重視特殊巖土工程問題的研究，如：庫區水位上升引起周圍山體邊坡穩定問題；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。巖土工程學科發展方向與土木工程建設發展態勢密切相關。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，工程地質復雜。中國土木工程建設的規模、持續發展的時間、工程建設中遇到的巖土工程技術問題，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

巖土工程專題報告

逐步處于領先地位創造了很好的條件。展望21世紀巖土工程的發展，挑戰與機遇并存，讓我們共同努力將中國巖土工程推向一個新水平。