1、注冊土木工程師巖土必修教材注冊土木工程師巖土必修教材巖土工程設(shè)計(jì)平安度巖土工程設(shè)計(jì)平安度第第1 1章章 概論概論 1 巖土工程各項(xiàng)任務(wù)，設(shè)計(jì)為中心。平安度是首先關(guān)懷的問題。 2 教育背景地質(zhì)占多數(shù)，熟習(xí)勘察，對設(shè)計(jì)不夠熟習(xí)。應(yīng)深化了解設(shè)計(jì)平安度問題。 3 教育背景構(gòu)造的熟習(xí)設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)平安度，但巖土工程比構(gòu)造，有更大更多的不確定性，更依賴閱歷，不易定量計(jì)算，需綜合判別。在平安度問題的思索上，與構(gòu)造有很大不同。 4 設(shè)計(jì)平安表達(dá)，巖土與構(gòu)造有很大不同：構(gòu)造已普遍運(yùn)用概率極率極限形狀，分項(xiàng)系數(shù)表廷；巖土工程那么普遍用允許應(yīng)力法，單一平安系數(shù)法； 5 不僅要熟習(xí)規(guī)范，而且要深化了解規(guī)范規(guī)定的背景。 6

2、 在構(gòu)造與巖土平安度的銜接方面，各本規(guī)范很不一致，術(shù)語的函義也有差別。 根底設(shè)計(jì) 計(jì)算根底面積用允許應(yīng)力法， 確定根底配筋用概率極限形狀法 兩者的荷載取值和抗力取值均不一樣 鋼筋混凝土擋土墻設(shè)計(jì) 擋土墻的構(gòu)造設(shè)計(jì)用概率極限形狀法， 抗滑和抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算用單一平安系數(shù)法 地基承載力用允許應(yīng)力法 荷載取值和抗力取值均不一樣 設(shè)計(jì)原那么 允許應(yīng)力法 極限形狀法 概率極限形狀法 參數(shù)代表值 地基承載力 邊坡穩(wěn)定分析 突出重點(diǎn)，掌握根本概念。 并非要求每位注冊師深化研討可靠度； 教材作為參考資料，在討論中提高。 結(jié)合工程實(shí)際，工程案例。 新版已同意發(fā)布。 前前 言言 1 概述概述 2 可靠度設(shè)計(jì)根底可

3、靠度設(shè)計(jì)根底 3 工程構(gòu)造荷載工程構(gòu)造荷載 4 巖土工程資料巖土工程資料 5 巖土工程的極限形狀巖土工程的極限形狀 6 設(shè)計(jì)規(guī)范平安度問題的處置設(shè)計(jì)規(guī)范平安度問題的處置 7 巖土工程的平安控制與概念設(shè)計(jì)巖土工程的平安控制與概念設(shè)計(jì)1.1.1 巖土工程的定義和領(lǐng)域巖土工程的定義和領(lǐng)域1.1.2 巖土工程與工程地質(zhì)關(guān)系巖土工程與工程地質(zhì)關(guān)系 1.1.3 巖土工程和構(gòu)造工程關(guān)系巖土工程和構(gòu)造工程關(guān)系 巖土工程根本術(shù)語規(guī)范 “土木工程中涉及巖石和土的利用、處置和改良的科學(xué)技術(shù)。 中國大百科全書 “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)與根底工程為實(shí)際根底，涉及巖石和土的利用、整治和改造的一

4、門技術(shù)科學(xué) 1 土木工程的一個(gè)分支； 2 研討對象是巖石和土，包括巖土中的水； 3 一門技術(shù)科學(xué)或工程技術(shù)。巖土作為支承體巖土作為荷載和自承體巖土作為資料地質(zhì)災(zāi)禍的防治 環(huán)境巖土工程巖土加固和改良 工程地質(zhì)學(xué) 地質(zhì)學(xué)的一個(gè)分支 一門運(yùn)用科學(xué) 地質(zhì)專家地質(zhì)師 研討地質(zhì)景象、成因和演化、地質(zhì)規(guī)律、地質(zhì)與工程相互作用 工程地質(zhì)學(xué)是巖土工程的根底之一， 巖土工程 土木工程的一個(gè)分支， 一門工程技術(shù) 工程師 根據(jù)工程目的和地質(zhì)條件，建造滿足運(yùn)用要求和平安的工程，處理工程建立中的巖土技術(shù)問題 巖土工程是工程地質(zhì)的延伸 土木工程的兩大類 構(gòu)造和地基相互作用，相互影響： 地基變形改動(dòng)構(gòu)造應(yīng)力， 構(gòu)造荷載分布和

5、不同剛度產(chǎn)生不同的地基變形。 調(diào)整根底和上部構(gòu)造剛度順應(yīng)地基變形， 地基、根底和上部構(gòu)造的協(xié)同作用。 相互搭接，相互重疊 樁根底 基坑工程和地下開挖 邊坡工程和地質(zhì)災(zāi)禍的治理 構(gòu)造工程師和巖土工程師雖然有所分工，有所偏重，但相互配合更多 巖土工程勘察方面： 1 巖土工程勘察； 2 工程地質(zhì)勘察； 3 工程水文地質(zhì)勘察； 4 環(huán)境巖土工程勘察； 5 固體廢棄物填埋勘察； 6 地質(zhì)災(zāi)禍與防治工程勘察； 7 地震工程勘察。 巖土工程設(shè)計(jì)： 1 地基根底設(shè)計(jì)； 2 巖土加固與改良設(shè)計(jì)； 3 邊坡與支護(hù)工程設(shè)計(jì)； 4 開挖與填方工程設(shè)計(jì)； 5 地質(zhì)災(zāi)禍防治設(shè)計(jì)； 6 地下水控制設(shè)計(jì)； 7 土工構(gòu)造物設(shè)計(jì)

6、； 8 環(huán)境巖土工程設(shè)計(jì)； 9 地下空間開發(fā)巖土工程設(shè)計(jì)； 10 其他巖土工程設(shè)計(jì)。 巖土工程測試、檢測與監(jiān)測的分析與評價(jià)方面： 1 地基根底工程質(zhì)量及其過程監(jiān)控； 2 巖土加固與改良質(zhì)量及其過程監(jiān)控； 3 邊坡與支護(hù)工程質(zhì)量及其過程監(jiān)控； 4 開挖與填方工程質(zhì)量及其過程監(jiān)控； 5 地質(zhì)災(zāi)禍防治工程質(zhì)量及其過程監(jiān)控； 6 地下水的水位、水質(zhì)、水量、水壓等的監(jiān)控； 7 土工構(gòu)造物工程質(zhì)量及其過程監(jiān)控； 8 環(huán)境巖土工程質(zhì)量及其過程監(jiān)控； 9 地下空間開發(fā)巖土工程質(zhì)量及其過程監(jiān)控； 10 其他巖土工程治理質(zhì)量及其過程監(jiān)控。 巖土工程咨詢方面： 1 上述各類巖土工程勘察、設(shè)計(jì)、測試、檢測、監(jiān)測等方面

7、的相關(guān)咨詢； 2 專項(xiàng)巖土工程研討、論證和優(yōu)化； 3 施工圖文件審查； 4 巖土工程技術(shù)管理、工程管理咨詢； 5 巖土工程、環(huán)境巖土工程風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)； 6 巖土工程質(zhì)量平安事故分析； 7 巖土工程工程招標(biāo)文件、招標(biāo)文件審查。1.2.1 巖土體構(gòu)造的不確定性巖土體構(gòu)造的不確定性1.2.2 巖土參數(shù)的不確定性巖土參數(shù)的不確定性 1.2.3 裂隙水和孔隙水壓力的多變性裂隙水和孔隙水壓力的多變性1.2.4 地質(zhì)作用和地質(zhì)演化的復(fù)雜性地質(zhì)作用和地質(zhì)演化的復(fù)雜性 1.2.5 計(jì)算方式的不確切性計(jì)算方式的不確切性1.2.6 實(shí)際導(dǎo)向和閱歷判別實(shí)際導(dǎo)向和閱歷判別 巖土地質(zhì)構(gòu)造和巖土資料 自然構(gòu)成 勘察查明 不能選

8、定和控制體系和構(gòu)件不明確，計(jì)算條件不明確，計(jì)算不可信沒有截面計(jì)算，分不清截面可靠度和系統(tǒng)可靠度 構(gòu)造構(gòu)造體系和構(gòu)件尺寸 工程師設(shè)計(jì) 資料 工程師選定 均可控體系和構(gòu)件明確，計(jì)算條件明確，計(jì)算可信 截面計(jì)算為主， 做截面可靠度分析 巖土資料 變異性大, 與位置有關(guān)， 相關(guān)間隔 程度相變和豎向相變 實(shí)驗(yàn)尺寸與計(jì)算尺寸差別大，實(shí)驗(yàn)方法多樣 計(jì)算參數(shù)取綜合程度 構(gòu)造資料 相對均勻 與位置無關(guān) 實(shí)驗(yàn)尺寸與計(jì)算尺寸差別相對小 按普通資料統(tǒng)計(jì)參數(shù)代表值 裂隙水：脈狀、網(wǎng)狀、層狀、巖溶水。富水性、透水性和水壓力差別非常大。查清有時(shí)非常困難。 水位、水頭變化：季節(jié)、多年、人為 靜水壓力、超靜水壓力、浸透力 孔隙

9、水壓力的增長散失：液化、擠土效應(yīng) 非飽和土基質(zhì)吸力 地震：液化、震陷、塌陷、邊坡失穩(wěn)、永久性地面變形和誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)禍； 河、湖、海：沖刷、侵蝕、搬運(yùn)和淤積，對水利工程和航道工程的影響； 地下水：巖溶，土洞，塌陷； 風(fēng)化作用； 滑坡、泥石流等：發(fā)生、開展、消亡、復(fù)活等地質(zhì)演化過程。 舉例 地基承載力計(jì)算 變形計(jì)算 邊坡穩(wěn)定計(jì)算 “實(shí)際導(dǎo)向，閱歷判別，實(shí)測定量 實(shí)際使我們透過景象，看到本質(zhì)，舉一反三， 憑直觀和部分閱歷處置問題，極易犯概念性原那么性的錯(cuò)誤。 只需植根于實(shí)際的閱歷才有生命力。 單純實(shí)際計(jì)算不可靠，緣由在于巖土工程充溢著不確定性和信息的不完全性。 實(shí)測定量或?qū)崣z驗(yàn)證 充溢不確定性-最突出

10、的特點(diǎn) 巖土體構(gòu)造和巖土資料性能 裂隙水和孔隙水壓力 信息的隨機(jī)性、模糊性和不完善性 信息處置和計(jì)算的不確切性和不準(zhǔn)確性 科學(xué)技術(shù)崇尚定量和準(zhǔn)確，但巖土工程還是 不嚴(yán)密、不完善，不夠成熟的科學(xué)技術(shù)， 定性判別和定量計(jì)算兼顧，實(shí)際和閱歷并重 1.3.1 事物的不確定性事物的不確定性 1.3.2 工程的平安性和可繼續(xù)開展工程的平安性和可繼續(xù)開展 1.3.3 平安度的表達(dá)平安度的表達(dá) 1 事物的隨機(jī)性 概率論、數(shù)理統(tǒng)計(jì)和隨機(jī)過程 2 事物的模糊性 模糊數(shù)學(xué) 比隨機(jī)性更為深化的不確定性 3 信息和知識(shí)的不完善性 客觀信息的不完善性， 客觀知識(shí)的不完善性 1 允許應(yīng)力法允許應(yīng)力法 正常運(yùn)用條件下，比較荷

11、載作用和巖土抗正常運(yùn)用條件下，比較荷載作用和巖土抗力，要求強(qiáng)度有一定貯藏，變形滿足正常力，要求強(qiáng)度有一定貯藏，變形滿足正常運(yùn)用要求。荷載和抗力的取值都是定值，運(yùn)用要求。荷載和抗力的取值都是定值，建立在閱歷的根底上。建立在閱歷的根底上。 平安度曾經(jīng)隱含其中平安度曾經(jīng)隱含其中 信息不充分，依賴閱歷情況下，信息不充分，依賴閱歷情況下， 有效而適用有效而適用 2 單一平安系數(shù)法單一平安系數(shù)法 R、S、K、K分別為抗力、作用、分別為抗力、作用、平安系數(shù)和目的平安系數(shù)，平安系數(shù)和目的平安系數(shù)， 都是定值，非隨機(jī)變量，都是閱歷的，都是定值，非隨機(jī)變量，都是閱歷的，屬于定值法。屬于定值法。 3 概率極限形狀法

12、概率極限形狀法 極限形狀法極限形狀法 將巖土及有關(guān)構(gòu)造置于極限形狀進(jìn)展分將巖土及有關(guān)構(gòu)造置于極限形狀進(jìn)展分析析 到達(dá)某種極限形狀承載才干、變形等到達(dá)某種極限形狀承載才干、變形等時(shí)的抗力。時(shí)的抗力。 3 概率極限形狀法概率極限形狀法 概率極限形狀法概率極限形狀法 將設(shè)計(jì)變量視為隨機(jī)變量，對作用、抗將設(shè)計(jì)變量視為隨機(jī)變量，對作用、抗力、平安度進(jìn)展概率分析，按失效概率力、平安度進(jìn)展概率分析，按失效概率量度設(shè)計(jì)的可靠性，將平安貯藏建立在量度設(shè)計(jì)的可靠性，將平安貯藏建立在概率分析的根底上概率分析的根底上 三個(gè)水準(zhǔn)；水準(zhǔn)三個(gè)水準(zhǔn)；水準(zhǔn)I、水準(zhǔn)、水準(zhǔn)、水準(zhǔn)、水準(zhǔn)。 目前普遍采用的是水準(zhǔn)目前普遍采用的是水準(zhǔn)即

13、近似概率法，即近似概率法，以可靠目的為平安度量度目的。以可靠目的為平安度量度目的。 1.4.1 可靠性分析開展的簡要回想可靠性分析開展的簡要回想 1.4.2可靠性分析運(yùn)用于巖土工程的研討可靠性分析運(yùn)用于巖土工程的研討 1.4.3 可靠度在巖土工程設(shè)計(jì)規(guī)范中的運(yùn)用可靠度在巖土工程設(shè)計(jì)規(guī)范中的運(yùn)用問題問題 國家規(guī)范的第一層次 GB50153 國家規(guī)范的第二層次 GB50199 GB50158 GB50216 GB/T50283 GBJ68-84 概率極限形狀設(shè)計(jì)原那么己經(jīng)成為構(gòu)造設(shè)計(jì)的共同準(zhǔn)那么。 研討任務(wù)繼續(xù)深化 用于規(guī)范的兩種意見 與 協(xié)調(diào)，首先處理地基極限承載力和對土的參數(shù)概率統(tǒng)計(jì)，再處理可靠目的等問題