岩土工程内涵和外延201103010404
岩土工程内涵与外延
岩土工程设计内涵与外延尹超2012030103031 岩土工程设计的内涵岩土工程设计是在岩土工程勘察活动完成后，根据业主方的总体要求以及场地性质、环境特征和岩土工程条件所进行的桩基工程、地基工程、边坡工程、基坑工程等岩土工程范畴的方案设计与施工图设计等。
应用工程地质分析原理和方法，获取岩土体及其变形破坏特点和变形破坏机理，以岩土支挡与锚固为主要手段，应用岩土力学、结构力学等理论与方法，建立计算模型；以岩土体的稳定、相邻建筑物的安全以及环境美化为主要目标，应用岩土工程信息化施工原理，优化岩土工程设计，调整施工步骤或工艺，以最少的投资、最短的工期，达到设计使用年限内安全运行，并满足预定功能要求、安全性和耐久性要求、投资和工期的经济性要求三个方面的要求。
岩土工程设计的改造和加固对象是岩土体，所以设计时应充分考虑岩土性质及其复杂性，从时间和空间来充分观察了解岩土体。
除此之外，岩土工程设计时也应该考虑场地条件、工程结构特点、施工环境，相邻工程的影响、施工技术条件，设计实施的可行性、地方材料资源和投资及工期。
同时，注意场地条件，防治灾害；合理选用岩土参数；定性分析与定量分析相结合。
岩土工程设计需要多方面基础资料：地形、水文、气象资料；岩土工程勘察资料；建筑结构资料等其它资料。
2 岩土工程设计的几方面特点2.1对自然条件的依赖性岩土工程与自然界的关系极为密切，设计时必须全面考虑气象、水文、地质、地下条件及其动态变化，包括可能发生的自然灾害以及由于兴建工程改变自然环境引起的灾害，必须特别重视调查研究，做好岩土工程勘察工作。
2.2岩土体性质的不确定性不同的岩体参数测试方法得到的结果往往差异很大，相互间没有确定的关系。
故在进行岩土工程设计时，不仅要掌握岩土参数及其概率分布，而且要了解测试的方法及测试条件与工程原型条件之间的差别。
取试样进行室内试验仍是岩土测试的重要手段，但由于小块试样的代表性不足，取试样、运输、保存、试验过程中的扰乱，某些岩土无法取试样等问题而显出它的局限性，故原位测试在岩土工程勘察中被广泛应用。
岩土工程的分类以及环境岩土工程介绍
岩土工程的分类以及环境岩土工程介绍岩土工程（GeotechnicalEngineering）是以工程地质、水文地质、岩石力学和土力学为理论基础，包括岩石和土的利用、处理、灾害环境保护和环境保护的科学技术，属于土木工程的一个分支学科。
（国家标准《岩土工程勘察术语标准》）。
简单地说岩土工程是土木工程中涉及岩石、土和地下水的极少量，岩土工程研究内容涉及岩土体作为工程的承载体、作为工程荷载、作为工程材料、作为流体传导介质或环境介质等诸多方面。
当建设工程可能需要建一个建（构）筑物时，建（构）筑物的上部结构中必须上半部通过基础与大地连接，岩土工程就是解决建（构）筑物的上部结构，类同如何通过其基础同地基相互作用衔接成为一体的。
岩土工程解决各种类型的建（构）筑物包括隧道、桥梁、水坝、民用建筑、道路、铁路、港口和垃圾填埋场等与大地的衔接的问题。
无论土壤或岩石的类型如何，地层分布情况几乎也许多种多样的，因此岩土工程是非常令人兴奋工程力学和具有挑战性的，因为没有两个拟建场地遇到问题会是完全一样的。
岩土涌泉工程又可行业龙头为岩土工程勘察、岩土工程设计、岩土工程施工、岩土工程检验、监测以及环境岩土工程和工程力学岩土工程咨询。
岩土工程勘察（Geotechnicalinvestigation）是指根据建设工程的要求，查明、分析、评价建设训练场地的地质、环境特征和岩土工程条件，管理体制勘察文件的活动。
岩土工程勘察的内容主要有：工程地质调查和制图、勘探及采取土试样、原位测试、室内试验、现场检验和检测，最终根据以上几种或全部手法手段，对场地工程地质条件进行定性或定量分析评价，编制满足不同阶段所需的成果报告文件。
岩土工程研究报告必须满足相关勘察规范的要求，满足必须满足设计不同阶段使用的承诺。
岩土工程设计（Thegeotechnicalengineeringdesign）是指对指在岩土工程勘察工作完成后，根据总包承揽的施工要求以及场地的地质、环境特征和岩土工程市场条件，所需要进行的边坡工程，基坑工程，地基处理工程，桩基工程等岩土工程施工范畴的方案设计与方案设计设计。
岩土工程概述
岩土工程概述岩土工程是一门研究土壤、岩石及其工程特性与行为的学科，广泛应用于建筑、地下结构、交通、水利等领域。
本文将对岩土工程的概念及其应用进行概述，并介绍主要的岩土工程方法和技术。
一、岩土工程的定义及应用范围岩土工程是研究土壤、岩石和相关工程材料在各种工程结构中的力学行为和工程性质的一门工程科学。
它包括土工、岩石力学、工程地质和岩土材料等方面的研究内容。
岩土工程广泛应用于土木工程、地震工程、矿山工程、水利工程等各个领域，它的研究内容与工程实践的需要紧密结合，在工程建设中具有重要的应用价值。
二、岩土工程的主要问题和挑战1. 土壤力学问题：土壤的工程性质直接影响着建筑物的承载能力、变形性能以及稳定性。
因此，研究土壤的强度、固结、液化以及侵蚀等问题是岩土工程中的重要课题。
2. 地质灾害问题：山体滑坡、地面沉降、地震等地质灾害对工程结构的安全稳定造成严重威胁。
岩土工程的研究还包括灾害预测、灾害评估和灾害治理等方面，以提高地质灾害的防范和处理能力。
3. 岩石力学问题：岩石在地下工程中的应力、变形及破坏特性对工程的安全有着直接的影响。
岩石力学研究主要集中在岩石强度、岩石稳定性和岩石动力特性等方面。
4. 岩土材料问题：岩土工程中使用的土壤、岩石以及相关工程材料的性质和品质，对工程结构的耐久性、可靠性产生重要影响。
三、岩土工程的研究方法和技术1. 实地调查与取样：在进行岩土工程设计前，需要对工程地点进行实地勘察和调查，根据地质环境确定取样点位，获取土壤和岩石的物理力学性质参数。
2. 室内试验：室内试验是获取岩土材料性质与行为的重要手段，包括土壤试验、岩石试验等。
常见的室内试验有颗粒筛分试验、剪切试验、压缩试验等。
3. 数值模拟与分析：利用计算机软件对岩土工程问题进行数值模拟，可以模拟各种力学、水力、渗流等过程，为工程设计、分析和评估提供依据。
4. 工程实践与监测：在岩土工程建设过程中，监测工程的地下水位变化、土体位移及应力变化等情况，以评估工程结构在实际使用中的安全性。
岩土工程
岩土力学1、岩土工程是以土力学、岩石力学、工程地质学和地基基础工程为理论基础，以解决和处理在工程建设中出现的所有与岩土体有关的工程技术问题的一门地质和工程紧密结合的新专业学科。
岩土工程是土木工程中涉及岩土体的整治、改造和利用的科学技术。
岩土工程是工程地质勘察、地下结构方案设计、地下结构施工三位一体的工程。
2、岩土工程的工作内容：岩土工程勘察、岩土工程设计、岩土工程治理、岩土工程监测、岩土工程监理。
3、岩土工程的工作方法：调查勘察、试验测定、分析计算、方案论证、监测控制、反演分析、修改方案。
4、岩土工程的综合工作方法：（1）依赖直观经验的工程判断（2）依赖与原位测试结果建立的半经验关系（3）依赖基于土力学和岩体力学一般理论的理性方案（4）依赖先进的分析（数值模拟）技术。
5、岩土工程学科群：由工程地质学科、岩土力学学科、结构工程学科组成，是多学科相互渗透又紧密结合的边缘学科。
6、岩土的重要性：①岩土作为支撑体②岩土作为载荷体或自承体③岩土作为材料④地质灾害与工程灾害。
7、岩土工程重要性表现在：1）为工程设计提供不可缺少的基础资料；2）岩土体是保持自身和其上或与其相邻结构稳定性的主体；3）经验表明，工程事故的原因往往与岩土工程有关：4）岩土工程的费用在总建筑投资中所占比例很高；5）岩土工程的工期在总建筑工期中所占比例很高6）岩土工程由于其隐蔽性，一旦发生事故后果严重、处理困难、工期长、费用高。
8、岩土工程的进展与展望：1）土体工程：①区域性土分布和特性的研究②本构模型研究③不同介质间相互作用及共同分析④基坑工程围护体系稳定和变形⑤复合地基⑥周期荷载以及动力荷载作用下地基性状2）岩体工程：①岩石力学本构与强度理论②岩石（岩体）基本性质的试验研究③岩石流变力学研究④复杂岩体的数值模拟⑤三高条件下的泸深部岩体力学特性⑥岩石力学的多场耦合和多相运动研究。
9、岩土是一种及其复杂的力学介质，主要表现出一下的特征：a.多样性b.局部性或地方性c.多相介质、非连续性、各向异性d.结构性强e.本构非线性g.力学性能与应力历史有关。
岩土工程容易混淆的几个问题及取值计算
提高工程师素质，减少混淆问题的发生
专业素养提升
通过持续学习、培训，提高工程师的专业素养，使其对岩土工程中的基本概念、原理有清晰的认识。
实践经验积累
鼓励工程师参与更多实际工程，积累实践经验，提高对工程中混淆问题的辨识与处理能力。
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研究对象
岩土工程以土体和岩体为主要研 究对象，包括土壤、岩石、地下 水等地质环境。
岩土工程与地质工程的关系
联系
地质工程是研究地质环境的工程性质及其应用的科学技术，岩土工程是在地质 工程基础上发展起来，更侧重于土体和岩体的工程应用。两者在研究和实践中 存在密切的联系和交叉。
区别
地质工程更偏向于地质环境的研究和评价，而岩土工程则更注重于利用地质环 境进行工程设计和施工。
渗透性质差异
土体通常具有较高的渗透 性，而岩石渗透性较低， 岩石的防水性能通常优于 土体。
地下水对岩土工程的影响
静水压力
地下水产生的静水压力会 增加岩土工程结构的荷载 ，影响工程稳定性。
渗透破坏
地下水的流动会对土体产 生渗透破坏，如流砂、管 涌等现象，影响工程安全 。
地下水化学作用
地下水的化学成分可能对 岩土材料产生腐蚀作用， 降低工程耐久性。
通过弹性波速测试或静态弹 性模量试验确定，反映岩石 在弹性变形阶段的应力-应变
关系。
通过体积应变试验测定，表 示岩石在受力过程中横向变
形的程度。
工程案例分析
土坡稳定分析：结合土体参数（如天然密度、内 摩擦角、粘聚力）和坡度、坡高等因素，采用条 分法等方法进行土坡稳定性评价。
岩土工程支护设计：综合考虑土体、岩石参数及 工程要求，选择合适的支护结构类型（如土钉墙 、桩锚支护等）进行设计。
岩土工程课件
载，．因此，极限承载力可近似由式(4—44)和式(4—49)
叠加得
pu
cNc
qNq
1 2
bN
pu
cNc
qNq
1 2
bN
式中 Nc , Nq , N ——承载力系数，分别查表或由以下各 式确定：
Nq
exp
tan
tan
2
45
2
Nc Nq 1 cot
Nr 2 Nq 1 tan
黄土(loessal soil)：
公式表示，对于无粘性土， f 之间关系则是通过原
点的一条直线。
【例题3-1】一组饱和粘性土 试样在三轴仪中进行固结不
排水试验，整理试验结果得有效内摩擦角'
=24°，c'=80kPa。其中对一个试样施加的周
围压力3 =200kPa，试样破坏时的主应力差 1 - 3 =280kPa，测得的孔隙水压力
在荷载作用下，透水性大的饱和无粘性土，其压缩过 程在短时间内就可以结束。相反，粘性土的透水性低，饱 和粘性土中的水分只能慢慢排出，因此其压缩稳定所需的 时间要比砂土长得多。土的压缩随时间而增长的过程，称 为土的固结，对于饱和粘性土来说，土的固结问题是十分 重要的。
土的固结
天然土层在历史上所经受过的包括自重压力和其他荷 载作用形成的最大竖向有效固结压力，称为先期（前期） 固结压力，常用pc表示。
f tan
以后又提出了适合 粘性土的更普遍的形式
f c tan
由库伦公式可以看出，无粘性土的抗剪强度与剪切面 上的法向应力成正比，其本质是由于颗粒之间的滑动摩擦 以及”凹凸面间的镶嵌作用所产生的摩阻力，其大小决定 于颗粒表面的粗糙度、密实度、土颗粒的大小以及颗粒级 配等因素。粘性土的抗剪强度由两部分组成：
岩土工程简介演示
建筑设计中的岩土工程
地基工程
确保建筑物稳定安全，防止地基沉降和滑坡等地质灾害。
土压力与挡土墙设计
合理设计挡土墙，确保土壤稳定，防止土体塌方。
地下工程
设计合理的地下室、地下管线等，确保地下空间的安全利用。
路桥工程中的岩土工程
路基设计
01
确保道路路基的稳定性，防止路基变形、沉降和滑坡。
桥墩与桥台基础设计
岩土工程简介演示
汇报人： 2023-11-16
目 录
• 岩土工程概述 • 岩土工程基础知识 • 岩土工程应用领域 • 岩土工程技术与方法 • 岩土工程实践案例 • 岩土工程发展趋势与挑战
01 岩土工程概述
岩土工程定义
定义
岩土工程是研究和利用土体、岩体等地质体，进行各类工程 建设的一门综合性技术科学。
生态岩土工程
环境岩土工程的发展还推动了生态岩土工程的兴起，通过 模拟自然环境和生态系统，实现工程与自然环境的和谐共 生。
灾害防治与环境修复
环境岩土工程在防治自然灾害、修复污染环境等方面发挥 重要作用，通过岩土工程手段预防和减轻自然灾害对环境 的影响。
岩土工程数字化与信息化
数字化技术
随着数字化技术的不断进步，岩土工程在勘察设计、施工和监测等 各个环节广泛应用数字化技术，提高了工作效率和准确性。
案例三：水库大坝岩土工程应用
大坝坝型选择
根据水库的地理位置、地形地貌、水文气 象等条件，选择合适的大坝坝型，如重力
坝、拱坝等。
岩土工程勘察
对大坝建设场地进行详细的地质勘察，获 取地质结构、水文地质条件、不良地质现 象等信息。
大坝稳定性分析
基于岩土工程勘察结果，对大坝进行稳定 性分析，评估大坝在各种工况下的安全性
岩土工程讲义
西南交通大学本科课程《岩土工程》教案简稿土木工程学院：邓荣贵2011年1. 前言1.1岩土工程概念（1）岩土工程的概念包含的意义：1）土木工程的一个分支，一门技术性边缘学科；2）以水文地质学、工程地质学、岩体力学、土力学、材料力学、弹行力学、塑性力学、断裂力学、结构力学、建筑材料、钢筋混凝土结构学、地基基础工程学和力学试验分析等为理论与技术基础；3）解决与岩土体有关的工程技术问题，服务于工程建设和使用过程中的勘察与论证、设计与施工（监理）、监测与检测、营运维护与病害处理、加固与更新等。
（2）岩土工程的服务领域1）工业与民用建筑和市政工程；2）交通运输工程；3）水利水电与能源工程；4）环境保护与地质灾害防治；5）其它。
1.2岩土工程工作的特点1）工作对象的复杂性；2）工作成果的不可预见性；3）工作失误的难以弥补性；4）工作失误的严重性。
1.3岩土工程涉及的具体工程问题1）土地利用的可行性研究；2）工程勘察设计；3）地基基础方案经济技术比较；4）地基、边坡与隧道围岩的利用与处理；5）海岸场地评价及方案设计；6）环境工程；7）地基土改良；8）监测和检测；9）工程抗震及地震工程等。
1.4岩土工程建立的背景（1）国际背景（2）国内背景1）人口增加、耕地减少；2）各种工程规模越来越大；3）可选择场地地质条件变得复杂；4）因岩土工程工作不到位造成的工程事故占总事故的70％以上；5）技术经济发展的需要。
1.5岩土工程专业（学科）在土木工程中的地位与作用（1）是土木工程的基础（2）是地质类学科与上部结构类学科的“桥梁”（3）不懂得岩土工程，不可能成为一名优秀的土木工程师（4）岩土工程典型事例。
参考书1、参考教材：《岩土工程》，汤康民主编，武汉工业出版社；2、参考书：（1）《岩土工程勘察设计手册》；（2）《岩土工程试验监测手册》；（3）《岩土工程治理手册》；（4）《岩土工程监理手册》；（5）《国内外岩土工程案例分析》。
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岩土工程内涵和外延
201103010404 党祥宇
岩土工程是土木工程的分支，是用来处理岩石，土体和水的工程，也有研究岩土体（包括其中的水）作为支承体、荷载、介质或材料，必要时对其改良或治理的一门工程技术（这是外延）。
岩土工程主要关心的是如何根据工程目标和地质条件，建造满足使用要求和安全要求的工程，解决工程建设中的岩土技术问题。
岩土工程是土木工程中涉及岩石和土的利用、处理或改良的科学技术。
研究内容涉及岩土体作为工程的承载体、作为工程荷载、作为工程材料、作为传导介质或环境介质等诸多方面；包括岩土工程的勘察、设计、施工、检测和监测等等。
其主要研究方向有以下几点。
地下工程：以城市地下空间为主体，研究地下空间开发利用过程中的各种环境岩土工程问题，地下空间资源的合理利用策略，以及各类地下结构的设计、计算方法和地下工程的施工技术。
边坡与基坑工程：重点研究基坑开挖（包括基坑降水）对邻近既有建筑和环境的影响，基坑支护结构的设计计算理论和方法，基坑支护结构的优化设计和可靠度分析技术，边坡稳定分析理论以及新型支护技术的开发应用等。
地基与基础工程：重点开展地基模型及其计算方法、参数研究，地基处理新技术、新方法和检测技术的研究，建筑基础（如柱下条形基础、十字交叉基础、筏形基础、箱形基础及桩基础等）与上部结构的共同作用机理和规律研究等。
也有其余补充，地质勘查，还有爆破工程等。
岩土工程施工特点：不确定性，区域性，隐蔽性。
下面对其进行详细阐述。
不确定性是指在进行岩土工程施工时，即使进行了详细的勘察也精确难以获得我们所需的数据，因此来说工程的勘查报告并不能对岩土工程的施工现场的实际情况有一个整体、较为全面的认识。
在有的岩土工程项目中，施工现场的岩土性能参数和结构受环境因素的影响较大，外界环境条件如温度、湿度等的变化很可能会引起岩土性能参数和结构的变化。
而且受个人经验的不同，选取参数也有不同。
施工过程中甚至由于施工工艺对岩土体会有所扰动，进而影响土体的结构和性能皆有影响。
甚至由于外界环境影响而延误工期，所以施工人员会对具体情况开展不同施工计划和施工工艺。
岩土工程施工也具有一定的地域性。
由于地区岩体土体的结构性能都有自身的特点，岩土工程施工时岩土层的分布不同导致岩土性质存在较大的差异，这使得适合不同地区岩土工程施工的应变应力关系相异，使得每个地区岩土工程施工施工方法、参数选取、抗剪强度指标、工程验收指标等方面有一定程度的变化，。
岩土工程施工具有一定的隐蔽性。
岩土工程施工过程中的锚杆、地下连续墙、桩基、地基处理等工艺都属于隐蔽工程施工，这给岩土工程的施工带来一定的困难，尤其是施工过程中出现的临时状况，皆需要在施工过程中以及施工完成后采用了各种有针对性的实施检测、监测方法加强隐蔽性工程的质量控制，及时解决问题，保证岩土工程施工的顺利进行。
岩土工程外延主要依据其工程实践性来说的。
岩土作为地基体，作为支撑体，主要是岩土体承载力和变形，部分也涉及地基处理问题。
）岩土作为自承体和荷载。
边坡工程、基坑工程、地面开挖，隧道、地下洞室等地下开挖，面临的是另一类岩土体自身稳定和变形问题。
这时，岩土体担任的角色,是荷载，也是自承体。
岩土作为工程材料，例如填方工程，特别是大面积填方，要用大量岩土作为材料。
岩土体由于自身性能结构不同，也可能是地质灾害的主题危害因素，防治工程必须针对场地岩土体具体条件进行设计和施工。
除此外，通过排水、压实、加筋、改性、注浆、锚定、设置增强体等方法，改变岩土体的强度、变形和渗透性能。
岩土加固和改良是岩土工程的重要组成。
岩土工程设计需要的前期知识岩土工程设计主要内容有，浅基础设计的地基承载力问题；地基基础设计的变形及控制方法；单桩，群桩承载力与桩基础设计；地基处理方案选择和设计控制；边坡稳定分析和土压力计算；基坑工程方案设计和事故分析；
地基基础抗震评价与抗震设计。
故而，岩土工程设计主要的力学基础。
岩土工程设计是工程结构设计的一部分。
但两者还是有差距的。
主要注意以下几点;设计不等同于计算。
设计包括概念设计、方案设计、构造设计和在力学计算基础上的构件尺寸的确定或在预定尺寸以后的验算。
力学计算仅是设计过程中的一部分，或者是设计的一种定量验算的方法。
正确使用计算软件。
岩土工程设计对工程师的力学知识有很高的要求。
如何将一个工程问题，正确地抽象简化为力学的计算模式，是工程师的基本素养；其次也是正确处理工程问题和进行工程计算的基本条件，例如等值梁法；再者对技术标准的一些规定和计算公式的正确理解和运用也需要具有一定的力学基础知识，例如大、小偏心的基底反力计算。
浅基础设计的地基承载力问题主要是地基承载力与土的抗剪强度指标的关系；地基承载力的安全系数的估计；校核地基承载力的地方经验；基础的宽度的选取；基础的埋置深度的选取；软弱下卧层强度验算。
怎样估计地基承载力的安全系数？极限承载力除以安全系数就是地基承载力特征值，或者说，用同一土层的强度指标，分别计算得到的极限承载力除以地基承载力特征值，就是取用这个容许承载力的计算安全系数。
土的自重压力对承载力有什么影响？在用地基承载力公式计算承载力时需要考虑土的自重压力的影响，对地基承载力进行深宽修正时也要考虑土的自重压力的影响，压缩软弱下卧层时还需要考虑土的自重压力的影响。
注意无论从计算附加应力还是承载力的深度修正，都应该用原来土层的重度。
对于上述几种理论知识要求，自此不在阐述。
对于岩土工程勘察是岩土工程施工的必要参考文件。
因此岩土工程勘察的准确度也是必备的条件。
故而我们岩土工程工作者必须要有专业勘察技能，勘察知识和要求也必须具备。
岩土工程勘察工作是设计和施工的基础。
其主要是查明工程地质条件，分析不利的工程地质条件产生原因，对建筑场地进行工程地质评鉴。
岩土工程勘察的内容主要有：工程地质调查和测绘、勘探及采取土试样、原位测试、室内试验、现场检验和检测，最终根据以上几种或全部手段，对场地工程地质条件进行定性或定量分析评价，编制满足不同阶段所需的成果报告文件。
（岩土工程勘察任务书和技术要求见附表）
岩土工程设计必须正确和全面了解勘察资料的全部内容，然后通过在地区档案查阅，和地质调查；进一步确定设计方案，然后形成设计方案书。
201103010404 党祥宇
岩土工程勘察任务书及技术要求
设计单位：江苏城建校建筑规划设计院结构设计负责人：陈友正
2010 年 07 月 14日
，。