1、范世凱，中國工程勘察大師，第一，巖土工程地質(zhì)的宏觀規(guī)律和巖土工程的宏觀控制；第二，基本經(jīng)典理論和傳統(tǒng)方法是必不可少的基本技能；第三，常見誤解解釋的結(jié)論；首先，巖土工程地質(zhì)的宏觀規(guī)律和巖土工程的宏觀調(diào)控是密不可分的。前者是基礎(chǔ)，后者是延伸，不能相互替代。工程地質(zhì)學(xué)深深植根于地質(zhì)學(xué)(自然科學(xué))。巖土工程屬于工程技術(shù)，是將巖石、土壤和水的工程性質(zhì)和工程措施有機(jī)結(jié)合起來解決的。巖土工程地質(zhì)宏觀規(guī)律和巖土工程宏觀控制，兩種控制論：1。巖體的工程性質(zhì)、地層巖性、地質(zhì)結(jié)構(gòu)和巖體結(jié)構(gòu)，所謂“結(jié)構(gòu)控制論”；2.工程地質(zhì)和地貌單元的土體、地質(zhì)時(shí)代、地層組合、地下水，即所謂的“地貌的宏觀控制論第四紀(jì)地質(zhì)學(xué)”；巖土工

2、程地質(zhì)宏觀規(guī)律和巖土工程宏觀控制；3.宏觀調(diào)控是定性的，從邏輯上講，它是“大前提”和“必要條件”。工程中的邏輯思維非常重要，如果違背邏輯，必然會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤或浪費(fèi)。巖土工程地質(zhì)宏觀規(guī)律與巖土工程宏觀調(diào)控，實(shí)例1，江漢平原武漢地區(qū)地質(zhì)概況，實(shí)例2，重疊階地示意圖，實(shí)例2，經(jīng)典基礎(chǔ)理論和傳統(tǒng)方法是必備的基本技能。1.基礎(chǔ)地質(zhì)基礎(chǔ)地質(zhì)與工程地質(zhì)、地貌學(xué)第四系地質(zhì)與工程地質(zhì)巖體中國區(qū)域地質(zhì)、構(gòu)造地質(zhì)、巖石分類、巖體力學(xué)、土壤地貌學(xué)第四系地質(zhì)、太沙基經(jīng)典土力學(xué)(土壤壓縮性、土壤抗剪強(qiáng)度、擋土墻土壓力，其中有效應(yīng)力理論是土力學(xué)的重要指標(biāo))、地基與基礎(chǔ)。2.地下水分類(見作者編寫的基坑工程指南中的表4-1地下水

3、工程分類表)、達(dá)西定律V=KI、Q=KIW和朱比利公式(了解各參數(shù)的實(shí)際意義以及它們之間的數(shù)值關(guān)系)?；窘?jīng)典理論和傳統(tǒng)方法是必不可少的基本技能。3.工程地質(zhì)和巖土工程基礎(chǔ)、邊坡和隧道(洞室)按工程類別4劃分。特殊和不良地質(zhì)類型(滑坡、崩塌、泥石流、巖溶和地震)的基本理論和方法。數(shù)理統(tǒng)計(jì)(各種指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)、回歸、判別和因子)和數(shù)值分析(有限元和有限差分)的主要方法。2.中國的構(gòu)造地質(zhì)學(xué)和區(qū)域地質(zhì)學(xué)(這是巖石工程地質(zhì)學(xué)的基礎(chǔ))；3.巖體工程地質(zhì)(基于顧德珍教授的理論和方法)；4.水文地質(zhì)學(xué)和地下水動(dòng)力學(xué)(水文地質(zhì)學(xué)計(jì)算)；5.工程地質(zhì)分析原理(側(cè)重于滑坡、崩塌、泥石流、巖溶等不良物理地質(zhì)現(xiàn)象。)；

4、6.地震工程地質(zhì)和地震工程(五大地震效應(yīng)；地震反應(yīng)分析和地震反應(yīng)譜)2。巖土工程基礎(chǔ)中的高等土力學(xué)(包括經(jīng)典土力學(xué))巖石(體)力學(xué)；邊坡(及滑坡)分析計(jì)算；第三，現(xiàn)代分析計(jì)算方法多元統(tǒng)計(jì)分析數(shù)學(xué)地質(zhì)方法(如概率統(tǒng)計(jì)回歸分析、判別分析、因子分析、敏感性分析等。)；數(shù)值分析方法(有限元、離散元或邊界元法等。)；各種分析計(jì)算方法；各種極限平衡分析和計(jì)算方法；計(jì)算機(jī)編程和常用軟件1。掌握一般的計(jì)算機(jī)編程方法，能夠立即為某一科目準(zhǔn)備簡單的軟件；2.努力掌握工程、水文和巖土方面的各種常用軟件。第三，解釋常見的誤解，并解釋常見的誤解。1.在大多數(shù)情況下，數(shù)值分析(有限元)的濫用適用于定性分析(邊界條件、參數(shù)

5、、非均質(zhì)性)；在某些條件下(如桿的有限元)，它可以定量使用；2.判別分析中的“模糊性”與地質(zhì)單位、層位和土壤性質(zhì)(故意模糊不模糊的對象)是分開的。3.地震砂土液化判斷中所謂“液化點(diǎn)”的錯(cuò)誤概念。正確的方法應(yīng)基于散點(diǎn)圖或統(tǒng)計(jì)數(shù)值(刪除錯(cuò)誤的數(shù)值)。飽和砂土地震液化判別圖，常見誤解解釋，4。巖體穩(wěn)定性驗(yàn)算中“圓弧法”的誤用(巖體中的弱結(jié)構(gòu)面控制滑動(dòng)，只有全風(fēng)化和強(qiáng)風(fēng)化帶及破碎巖體才能使用圓弧法)。5.在巖體錨固設(shè)計(jì)中，取C值計(jì)算“土壓力”，斷裂角(45/2)分為自由端和錨固端，應(yīng)根據(jù)巖體結(jié)構(gòu)確定，因?yàn)閹r體不是土，所以土力學(xué)不適用！(例如，地鐵中建村站基坑)，常見誤解及解釋，6。巖層“破碎”的誤判和

6、風(fēng)化帶的分類：硬巖(全、強(qiáng)、中、微)和軟巖(全、強(qiáng)、中、微)的巖心采收率不是巖層完整性的唯一標(biāo)準(zhǔn)(不同的鉆具和方法采收率差異很大)；風(fēng)化帶的劃分應(yīng)根據(jù)巖石結(jié)構(gòu)的風(fēng)化程度和礦物組成，特別是巖塊的強(qiáng)度；另一個(gè)重要的標(biāo)準(zhǔn)鉆速。7.對于公路橋梁(無試驗(yàn)樁)，軟硬互層巖體中的樁基不應(yīng)“摩擦到底”(摩擦樁，不計(jì)算端承載力)。8.用土壤取樣器代替中心管采集原狀土壤樣品。土工試驗(yàn)指標(biāo)可區(qū)分真假：(1)不同年代土壤物理力學(xué)指標(biāo)存在顯著差異；(2)同一土樣的物理力學(xué)指標(biāo)應(yīng)匹配(如fak和es)。常見誤解的解釋，9。地下水分類、地下水位和水力聯(lián)系(1)巖土工程應(yīng)理解為“巖石、土壤和水”工程；(2)地下水分類的重要性

7、在于不同類型地下水的不同工程特性和控水措施。見原附表：地下水綜合分類表4-1(基坑工程)；(3)忽略了地下水位的重要值?！盎旌纤弧辈粌H無用，而且對降水設(shè)計(jì)有害。上層滯水水位、潛水水位和承壓水頭應(yīng)分層封閉，分類觀測，掌握各種水位的季節(jié)變化(如武漢一級階地承壓水年變化35m，最大8m)；解釋常見的誤解。地下水分類、地下水位和水力聯(lián)系(4)不要武斷地說“地下水與河流有水力聯(lián)系”。正常情況下：在一級階地潛水，承壓水與河流有水力聯(lián)系(隨河流水位波動(dòng))；二級階地潛水時(shí)，承壓水與河流之間沒有水力聯(lián)系或弱聯(lián)系(河流除外)(原因：兩級階地之間沒有“過渡區(qū)”)。10.當(dāng)涉及到地下水下降時(shí)，與地下水位下降有關(guān)的一

8、些誤解與地面沉降有關(guān)。事實(shí)上：(1)降水引起的地面沉降主要發(fā)生在全新世Q4的含水層中；(2)超固結(jié)“老土”(Q3及以前)中的含水層，即使水位大幅下降，也很少產(chǎn)生不利的地面沉降；(3)真正引起地面沉降的地層是疏干含水層及其鄰近的欠固結(jié)釋水層(即壓縮層)；(4)降水引起地面破壞性沉降的主要因素是沉降差，這是由兩個(gè)因素決定的：地下水滴斗的水力坡度(取決于K、R)和含水層厚度的明顯變化(相變)。例如，在二元結(jié)構(gòu)(沉降差3)的沖積平原上，前者可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的降水，而后者主要是不透水的，采用封閉降水。11.“合并結(jié)算(1)降水引起的“固結(jié)沉降”符合太沙基一維固結(jié)理論，具有慢變異性、相對均勻性和定量化的特點(diǎn)

9、；(2)滲透破壞不是固結(jié)沉降，而是流沙、管涌和突涌，是在含水層未抽干的情況下，開挖引起的涌水、涌沙和地下水土流失，造成大量地面沉降和地表開裂。它的影響范圍從幾十米到幾百米。以武漢地鐵金雅苑站基坑工程(見下圖)為例，闡述了常見的誤解，金雅苑站降水過程圖，以及常見的誤解。12.基坑工程地下水控制的基本原則和方法(1)地下水控制是基坑工程的關(guān)鍵，有時(shí)是成敗的關(guān)鍵。90%以上的基坑重大事故與地下水控制不當(dāng)或失效有關(guān)。(2)基坑工程的地下水控制方法分為兩大類：降水和降水(減壓)及帷幕防滲，有時(shí)單獨(dú)使用，多數(shù)結(jié)合使用。管井降水與帷幕聯(lián)合使用有四種類型：(引自湖北省地方標(biāo)準(zhǔn)基坑管井降水工程技術(shù)規(guī)程)。為解決

10、常見的誤解，管井降水應(yīng)根據(jù)水文地質(zhì)條件設(shè)計(jì)，并充分考慮防滲帷幕與降水相結(jié)合的地下水滲流規(guī)律。應(yīng)根據(jù)防滲帷幕插入深度、地層性質(zhì)、開挖深度和降水井深度等因素形成的四種滲流類型進(jìn)行計(jì)算。常見誤區(qū)，第一類基坑工程降水當(dāng)基坑深度較淺且周圍無帶防滲帷幕的露天降水時(shí)，如圖5所示，管井降水基坑涌水量可按本規(guī)范附錄D計(jì)算，也可按大井法公式計(jì)算；圖5是第一種基坑降水的示意圖，解釋了常見的誤解。第二類基坑降水的帷幕深入降水含水層的隔水層(落幕)。如圖6所示，降水的目的是排出基坑內(nèi)的地下水，或在減壓初期排出部分承壓水。圖6是第二種基坑降水的示意圖，解決了常見的誤解。第三類基坑降水的帷幕深入承壓含水層的隔水頂板進(jìn)行降水

11、，如圖7所示。若有潛水排水，基坑涌水量可按Q=V公式估算，承壓含水層涌水量可按第一類基坑降水的規(guī)定計(jì)算，并考慮含水層頂板與設(shè)計(jì)安全水位之間的距離(m)。圖7為第三類基坑降水示意圖，解決了常見的誤解。第四類基坑工程的帷幕和基坑深度已進(jìn)入承壓含水層進(jìn)行降水，即懸掛帷幕。如圖8所示，基坑涌水量分兩種情況計(jì)算：1。當(dāng)過濾器底部埋深小于帷幕底部埋深時(shí)(圖一)，基坑滲流為三維流動(dòng)，可建立三維滲流模型，用數(shù)值方法(有限元或有限差分)求解；2.當(dāng)管井過濾器全部或大部分超過帷幕埋深時(shí)(圖二)，三維流動(dòng)的影響可以忽略不計(jì)，按一級基坑工程降水規(guī)程計(jì)算。圖8是第四類基坑降水示意圖，并說明了常見的誤解。(3)不同地貌單

12、元上不同類型地下水的控制方法(組合)有不同的選擇，如上層滯水或隔水層淺層潛水，選擇更多的垂直帷幕隔離，輔以坑內(nèi)排水(集水明溝或輕型井點(diǎn)排水)；懸掛式水幕經(jīng)常被用來切斷下層的淺水在這樣的地層中，降水不需要擔(dān)心“地面沉降”；在西北高原，有必要區(qū)分不同時(shí)代地層組合中地下水的不同特征，如河流的第一階地、較高的階地或沖積扇。例如，包頭煤化工廠儲(chǔ)運(yùn)場基坑(潛水在黃河一級階地Q4淤泥中)和附近的河西電廠(潛水在Q3淤泥和山前沖積扇砂中)有兩種控制方案；邯鄲市地下商業(yè)街Q3層含水層的簡單處理。解釋了常見的誤解。13.地裂縫成因分析中的“地下水位下降”理論純屬子虛烏有(以Xi安地裂縫和焦作白莊地裂縫為例)(1)

13、國內(nèi)地裂縫多為構(gòu)造地裂縫，出現(xiàn)在現(xiàn)今的構(gòu)造活動(dòng)帶中，往往與活動(dòng)斷裂有關(guān)(Xi安位于渭河盆地；焦作白莊位于鳳凰嶺和朱村斷層之間。九里山斷層之上；太行山前地裂縫也在山前活動(dòng)斷裂帶中。地裂縫的形態(tài)、力學(xué)性質(zhì)和走向與現(xiàn)今區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場相吻合。解釋了常見的誤解。(2)地下水位下降引起的地裂縫和固結(jié)理論是錯(cuò)誤的?？碧奖砻?，白莊的所有裂縫均發(fā)生在更新世的Q2和Q3地層中(如圖9所示)，其中可作為含水層的卵石層沒有地下水(80年代以前已排干)，但近幾年裂縫仍然活躍。表明地裂縫的形成與地下水位的下降無關(guān)。即使在更新統(tǒng)地層中有地下水，并且在近期由于抽水導(dǎo)致地下水下降，這類老地層的固結(jié)沉降也很小，特別是沉降差很小(

14、3)地面不能開裂(漏斗坡很慢)；解釋了常見的誤解，焦作白莊地裂縫示意圖，解釋了常見的誤解，白莊地裂縫都是水平裂縫，沒有錯(cuò)臺(tái)；兩條裂隙交叉時(shí)的Xi安地裂縫和水平錯(cuò)動(dòng)。這些都表明裂縫不是由不良沉降引起的。Xi大部分井從100米以下的第三系或第四系卵石層中抽水，排水后超密含水層的固結(jié)量很小(因?yàn)镋s大)。成都極厚卵石層有降水，地面無沉降?？傊?，地裂縫成因分析中“地下水位下降”的說法是由于人們誤解了無論什么年代的地層或含水層(壓縮層)，抽水都會(huì)引起地面沉降。常見誤解的解釋，14。對巖溶地面塌陷的模糊認(rèn)識(shí)(1)巖溶地面塌陷不是溶洞塌陷，而是覆蓋層塌陷(“巖溶地面塌陷的機(jī)理、類型及分布規(guī)律”)(2)地下河

15、流并不是無處不在，巖溶水的垂直分帶是了解巖溶水分布規(guī)律的基礎(chǔ)(見下圖)。(3)崩塌機(jī)理不僅僅是“潛流”，而是在不同條件下，粘土覆蓋層(Q3前、二級和三級階地或山前盆地)以不同機(jī)理“潛流”形成的土洞，是一種土洞型崩塌。飽和礫石土覆蓋層(Q4或Q2，Q3古河道)是一種地下侵蝕、滲透液化和滲漏型真空吸力侵蝕的水源和礦井。(4)最好的防倒塌措施是填孔或帷幕，但“覆蓋和封閉”是不合適的，其他如避讓、樁基、托換等。地點(diǎn)深圳、漢南和大冶；吳縣高架橋橋樁樁孔灌漿；清江和水布埡水電站灌漿帷幕；陽信礦趙家灣銅礦灌漿帷幕：深圳大運(yùn)會(huì)中心土洞、溶洞探測處理對象選擇。15.地下室底板抗浮問題主要有兩個(gè)誤區(qū)：一是無論基坑

16、在什么地層，是否有含水層，只要底板埋深超過一定深度，就進(jìn)行抗浮設(shè)計(jì)，抗浮水位設(shè)定在地面(0.00)；其次，無論基坑是如何開挖、支護(hù)和防滲的，抗浮設(shè)計(jì)將按l由于以上兩個(gè)誤區(qū)，在一定的地質(zhì)條件和支護(hù)形式下，當(dāng)不需要抗浮或抗浮水位沒有設(shè)置在地面標(biāo)高時(shí)，仍然是根據(jù)水位在地面上進(jìn)行設(shè)計(jì)，花費(fèi)數(shù)百萬甚至數(shù)千萬的投資來鉆抗浮樁或抗浮錨，這是一種極大的浪費(fèi)！實(shí)際上，地板上浮基本上有三種情況：(1)地下室地板埋在潛水含水層中，地板不進(jìn)入潛水或承壓含水層地板，垂直防滲帷幕不進(jìn)入防水地板(圖11)。此時(shí)，抗浮水位標(biāo)高(a)為歷年最高潛水位，(b)為歷年最高承壓水位。圖11。地下室埋在潛水和承壓水含水層中，帷幕(墻)不進(jìn)入隔水層，導(dǎo)致上浮。常見的誤解解決了。(2)邊坡開挖的基坑，基底外墻與邊坡之間的回填土不密實(shí)、不透水(圖12)。在這一點(diǎn)上，是地表水導(dǎo)致了漂浮，而水位高度是在地面上。圖12。回填土不密實(shí)，導(dǎo)致人工含水層上浮。常見的誤解被解決了。(3)地下室外墻與豎向圍護(hù)結(jié)構(gòu)(排樁或帷幕)之間的間距(0.8-1.0m)不密實(shí)，導(dǎo)致水柱上浮(圖13)。此時(shí)，上浮是由地表水引起的，水位高于地面。圖13。地下室外墻與支撐間回填不緊密，導(dǎo)致水柱上升。常見的誤解被消除了。如果上述三種情