大学岩土工程哲学思考
李广信：岩土工程的哲学思考
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忽视理论受到报复
❖ 钻孔灌注桩施工：孔内水位为什么要高于地 下水位？
❖ 土坝的边蓄水边填筑； ❖ 弟顿坝的水力劈裂破坏； ❖ 挖方施工－快！填方施工－慢！ ❖ 献礼工程的事故；
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承载力理论的意义
加拿大特朗斯康谷仓：
1173年动工
1913年9月装谷物，10月17日倾覆， 1370年竣工
清楚。 ❖ 计算理论和方法的不确定性；
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岩土定量描述的困难
❖ 因果关系的缺失：源于对象的复杂性及影响 因素的多样性；
－统计、概率、优化、可靠度： ❖ 互补率的破缺－亦此亦彼：源于多因素的相
互关联与转化； －灰色、模糊、混沌、分形：
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地基承载力设计理论的哲学基础
❖ 1、容许承载力理论 ❖ 2、极限承载力理论－安全系数法 ❖ 3、极限承载力理论－分项系数法 ❖ 可靠度设计在岩土工程中的失败：可靠度的
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人与动物、实践与认识
❖ 狭义的动物也有工具，然而这只是它们的躯 体的四肢，蚂蚁、蜜蜂、海狸就是这样。只 有人才给自然界打上自己的印记。…..随着对 自然界规律的知识的迅速增加，人对自然界 施加反作用的手段也增加了。
-（自然辩证法）
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鼠獭蝼蚁与岩土工程
❖ 水獭用树的枝干和石块在领地的河道上建造 一座水坝，并发表了论文“高坝建造技术”；
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一个复杂体系的认识
❖ L.A.Zadeh： ❖ “当系统的复杂性日益增加时，我们作出系统
特点的精确而有意义的描述的能力将相应降 低。” ❖ 岩土工程中精确是一种奢求。 ❖ 土的本构关系模型的发展：“没有为任何一个 模型戴上王冠。”
岩土工程心得体会
岩土工程心得体会在过去的几个月里，我有幸参与了一项岩土工程项目的实施。
这个项目主要涉及对一个大型建筑地基的改良，通过增强其稳定性和耐久性来确保建筑的安全。
尽管我是一名土木工程师，但我对岩土工程的知识和理解还相对有限。
然而，这个项目为我提供了一个极好的学习机会，让我得以深入了解岩土工程的各个方面。
在这个项目中，我学习了如何进行地质勘察，如何分析和解读地质报告，以及如何设计和实施改良方案。
我还学习了如何使用各种岩土工程工具和技术，如土壤分类、地质钻探、原位测试和实验室试验等。
这些知识和技能不仅对我的职业发展有着重要的价值，也让我对自然环境和地球科学有了更深入的理解。
总的来说，这个岩土工程项目让我深刻体会到了岩土工程的重要性和挑战性。
岩土工程涉及到的问题往往复杂且多变，需要我们具备深厚的专业知识和丰富的实践经验。
同时，岩土工程也要求我们在设计和实施方案时，充分考虑到环境和生态的影响，做到可持续性和环境保护。
在未来，我计划将我在这个项目中获得的知识和技能应用到更多的工程项目中去。
我也期待有机会参加更多的岩土工程项目，以提升我的专业能力和实践经验。
我相信，随着我对岩土工程知识的不断积累和实践经验的不断丰富，我将能够更好地解决工程中的问题，为提高工程质量和保护环境做出更大的贡献。
最后，我要感谢这个项目给我带来的宝贵经验和知识。
虽然我在这个过程中遇到了许多挑战和困难，但这些经历让我更加深入地理解了岩土工程，也让我更加坚定了我对土木工程事业的热爱和追求。
随着社会的发展，土动力学与岩土地震工程已经成为地球物理学、地质工程和土木工程等领域的重要研究方向。
土动力学是研究土体在动力荷载作用下的变形、破坏和流动的学科，而岩土地震工程则专注于利用土动力学原理来预测、分析和减轻地震对岩土工程设施的影响。
土动力学是研究土体在动力荷载作用下的变形、破坏和流动的学科。
它主要涉及土体的动力特性、本构关系、液化、屈服和破坏等方面的研究。
关于岩土工程几个问题的思考
１ ．要 有 清 楚 的 岩 土 工 程 勘 察 思 路
不 所 中 小 型 岩 土 工 程 勘 察 要 解 决 的 重 点 问 题 是 将 勘 察 工 作 与 建 筑 响 ． 可 能 在 事 先 把 这 一 切 了 解 得 非 常 清 楚 ， 以 施 工 是 在 对 岩 土
物 基 础 及 地 下 工 程 的 设 计 、 工 密 切 结 合 起 来 ， 基 础 及 地 下 工 程 性 质 及 其 变 化 不 是 全 部 了 解 清 楚 的 情 况 下 进 行 的 。 这 种 不 确 定 性 的 施 为
施 在 上 技 术 问 题 。 在 对 设 计 意 图 和 设 计 要 求 以 及 建 筑 物 荷 载 情 况 了 如 指 掌 参 数 ， 工 的 方 法 都 不 相 同 。 例 如 ， 施 工 技 术 的 选 用 上 ， 海 注 重 重 太 的 情 况 下 ， 岩 土 工 程 勘 察 实 施 过 程 中 ， 据 工 程 的 具 体 情 况 ， 住 软 土 的 ； 庆 注 重 山 区 岩 石 的 ： 原 则 注 重 能 够 解 决 湿 陷 性 黄 土 问 在 根 抓 主 要 矛 盾 。针 对 如 何 回 答 和 解 决 这 些 问 题 和 矛 盾 ， 定 用 什 么 方 法 ， 题 的 。 决 采取 什 么 手 段 ， 哪些 测 试 项 目以及 试 验 工 作 如 何进 行 。 就基 础及 上
土 工 程 施 工 技 术 的 特 点 ， 后 总 结 了 高 强 度 结 构 在 岩 土 工 程 中 的 应 用 。因 此 本 文 具 有 深 刻 的 理 论 意 义 和 广 泛 最
的 实 际应 用 。
【 关键 词 】 岩 土 工程
勘 察 施 工 技 术
三 ． 改 变 了 的 岩 土 结 构 及 性 能 反 过 来 对 施 工 过 程 又 施 加 一 定 的 影
《岩土工程科研工作的几点体会》
《岩土工程科研工作的几点体会》1、岩土介质的复杂性岩土工程是实践性很强的专业，工作的目的在于解决实际工程问题。
由于岩土体介质是自然界的产物，其地质成因、物质成分、结构特征、物理力学性质等千差万别。
无论是认识、分析还是利用岩土体，处处面临着岩土体介质复杂性带来的各种困难。
勘察试验、计算分析、设计、施工等过程，深深地刻着“经验性”的烙印。
我一直有种感觉，岩土体好比人体，都是自然的产物。
岩土工程的设计人员好比医生，设计和看病都以经验为主，因为面向的对象太复杂了。
勘察试验好比化验体检，是设计和医生诊断的依据，但勘察试验和化验体检的技术水平也还很有限，复杂的工程问题和人体病情还没办法做到精细化认识，有些内在作用机理还无法或难以搞清楚。
计算分析是设计人员提出设计方案前需要借助的手段，由于问题的复杂性，从工程角度看往往也只能是“估算”。
岩土工程施工方案如同看病的方子，抓住了岩土体性质、稳定性特征和变形失稳模式等本质问题，就不会出什么问题，否则会造成工程失败或投资浪费。
2、岩土科研的特点岩土科研工作的主旨好比提高化验体检的水平，最终的技术成果为工程设计所用。
在我国现有工程建设管理体系下，设计方是技术龙头和责任人，施工方的主要职责是按照图纸施工，业主和监理方管资金、质量和进度。
岩土工程实践中，没有出现科研总承包，没有规定什么样的工程问题一定要做科研，科研工作做出的成果供设计采用，最终的技术责任由设计担负。
科研单位在工程建设中的任何一个环节不需要签字（具有一定法律约束性质的签字），这样也就造成了科研方在现有的行业分工中没有位置，形不成产业、可有可无、不尴不尬的境地。
岩土科研的领域非常广，从技术演进和分工来说可以划分为4个阶段：原创性理论研究、岩土实践理论、工程分析、应用技术。
原创性理论：在物理、力学原理上提出开创性成果，可以在多个行业上得到应用。
如石根华提出的dda和数值流形法，可以用于机械、岩土等多个行业中，原创性理论在岩土界非常少。
岩土工程个人思想和总结
岩土工程个人思想和总结岩土工程是土力学和岩石力学在工程实践中的应用，涉及到土壤和岩石的力学性质、工程材料的选择和施工方法的规划等方面。
在我个人的学习和工作中，我深刻认识到岩土工程的重要性和挑战性，不断努力提升自己的专业能力和解决问题的能力。
首先，在岩土工程中，土壤和岩石的力学性质是理解和分析问题的基础。
通过岩土工程的课程学习，我了解到土壤和岩石的成因、物理特性、力学行为等方面的知识，这为我后续的工程设计和施工过程提供了理论基础。
在实践中，我通过现场勘测和实验测试，对具体工程场地的土壤和岩石进行了详细分析，确保了工程设计的可靠性和施工的安全性。
其次，岩土工程需要根据具体条件选择合适的工程材料和施工方法。
在土木工程中，材料的选择是至关重要的，它直接影响到工程的质量和寿命。
在选择岩土工程材料时，我会考虑材料的力学性能、耐久性、成本等因素，并与供应商和施工队进行充分的沟通和协商。
同时，对于复杂的地质条件和工程要求，我会根据实际情况选择适当的施工方法，通过预处理或加固等手段来确保工程的安全和可控性。
此外，岩土工程还需要保持对新技术和新材料的关注和学习。
随着科技的发展，岩土工程领域也不断涌现出新的技术和材料。
这些新技术和新材料往往能够提高工程的效率和质量，降低工程的成本和风险。
因此，作为岩土工程工作者，我需要不断更新自己的知识和技能，学习并尝试应用这些新技术和新材料，以满足工程实践的需求。
总结起来，岩土工程是一门复杂而重要的学科，涉及到土壤和岩石的力学、工程材料的选择和施工方法的规划等方面。
在我的学习和工作中，我始终认识到岩土工程的重要性，并不断努力提升自己的专业能力和解决问题的能力。
通过学习土壤和岩石的力学性质，选择合适的工程材料和施工方法，并保持对新技术和新材料的关注，我将能够在岩土工程的实践中发挥出自己的作用，为工程的安全和可持续发展做出贡献。
老专家从七个方面思考感悟岩土
西歪，立不起来。 ✓ 理论和实践是岩土工程的两翼，没有程的系统性
（1）岩土工程的系统性
：勘察、设计、施工、监测、检测 密不可分，勘察工作贯穿设计、施工全过程，服务于 工程全过程，不再是单纯的为设计提供地质资料、地 质参数就完事大吉，而是你中有我，我中有你，互相 交叉、密不可分。
要注重典型案例分析：从掌握地质力学原理到 掌握岩土工程设计理论和设计方法再到有效解决 岩土工程问题，尚有万水千山，需要不断学习、 深入现场，不断架桥修路。
（1）岩土工程经验的重要性（概念设计问题）
岩土工程涉及到对岩土工程中岩、土、水的利 用、改造提供处理措施，预测有关问题进行论证分 析。要提出适合工程特点、地质条件和环境条件的 安全经济施工可行的处理方案。即所谓的“条件搞 清、问题查明、方案得当、措施可行”。
✓如
类中：路基岩土工程设计理论、路
基边坡支挡结构设计理论；
（3）岩土工程设计理论与方法
中：围岩承载理论、岩体分级理论、新
奥法、新意法等；
类：各种原位测试、土工试验等；
方面；
✓ 近几年开始强调的
等。
（4）地质理论与结构原理结合
（5）地质理论、力学理论与岩土工程设计理论、设计 方法、施工方法一个都不能少
钢筋混凝土结构力学等。
✓ 岩土与 、岩土与
、岩土与 密不
可分。
（3）岩土工程设计理论与方法
✓ 要强调
和
的学习和应用
；
中：复合地基理论、柱基础设计理论
；
中：强度控制设计理论、变形控制设计理
论；
（3）岩土工程设计理论与方法
中：土质边坡设计理论、岩质边坡设
岩土工程设计中的哲学思考2013-09-19
7
为天地立心，为生民立命，为往圣继绝学，为万 世开太平。 ——《张子》
智慧就是有关某些原理与原因的知识。——亚里士多德：《形而上学》p3 我的哲学的劳作一般的所曾趋赴和所欲趋赴的目的就是 关于真理的科学知识。这是一条极艰难的道路，但是唯有这 条道路才能够对精神有价值、有兴趣。
世界观
（人们对整个世界以及人和世界关系的根本观点、根本看法。）
文、声、图 通过 载体 永久 保存
术 如科 学技 术 （可 验证）
道 真理 （哲学 问题， 难验证）
感悟
知识
实践+思考
能力
智慧
系统化、理论化 我思故我在。（ I think ,therefore I am) ——笛卡尔
飞机的诞生————不要迷信任何权威
历史进步的尺度，寻问评价真善美的标准。哲学智 慧反对人们对流行的生活态度、思维方式、价值观 念、审美情趣等等采取现成的接受态度，反对人们 躺在无人质疑、因循守旧的温床上睡大觉。
9
拔苗助长
刻舟求剑
守株待兔
塞翁失马、焉知祸福
伯乐相马
瞎子摸象
人类 实践 经验
指 导
形成
具体科学知识
实 践
哲 学
系统化、理论化
岩土工程设计中的哲学思考
中国有色金属工业西安勘察设计研究院
赵晓峰 2013年10月25日
岩土工程博大精深、包罗万象。有工程的地
方就有岩土工程。岩土工程设计作为人类改造、
利用岩土体的实践活动的灵魂工作,设计本身就非
常复杂。我们既使穷其一生的精力也很难清明，
越想问题越多，越想矛盾越多，最后我们发现他 更象是一门“哲学”。
浅谈岩土工程发展中的哲学问题
浅谈岩土工程发展中的哲学问题摘要：岩土是人类最早接触的物质，也是古代人类最早使用的工具和武器，随着社会知识化、科技信息化和经济全球化进程的不断推进，科学技术已经广泛渗透到社会生产和人类生活的各个领域，成为社会系统发展的核心动力。
我们要促进科学技术的发展，并通过它来推动社会经济的发展与社会同步，就必须深入研究科技发展的内在规律，而自然辩证法恰恰给我们提供了研究的方法。
自然辩证法与各学科虽有一定的区别，但更有紧密联系的。
岩土工程作为一种应用性学科，其研究和发展需要运用自然辩证法相关的理论进行指导。
关键词：自然辩证法岩土工程哲学联系发展1引言当今人类社会已经进入信息时代，科学技术与社会的关系更加紧密，科学技术已经广泛渗透到社会生产和人类生活的各个领域，成为社会系统发展的核心动力，它的每一次重大突破都会引起生产力的深刻变革和人类文明的巨大进步。
科技对我们如此重要，所以认真学习并深入了解自然科学的产生与发展有助于我们更好的学习科学。
自然辩证法精辟的阐述了自然科学的历史发展过程，充分体现了人类认识自然、改造自然的艰难曲折进程，并预言了未来科学发展的方向，这就使得我们很有必要学习《自然辩证法》这本书。
2关于《自然辩证法》自然辩证法是辩证唯物主义哲学的的分支学科，是以整体的自然界、自然科学技术研究的一般方法和整体的科学技术作为研究对象的学科。
自然辨证法是研究认识自然、改造自然的方法论，总体上划分为自然观、科学技术观和科学技术方法论三大部分。
自然辨证法在科学技术的具体学科和马克思主义哲学的普遍原理之间，是处于一种中间的位置。
正是由于自然辩证法自身特殊的位置，与其他哲学相比，它和自然科学的关系更值得研究。
自然辩证法是马克思主义的重要组成部分，自然辩证法的创立与发展同哲学与科学技术的进步密切相关，是马克思主义关于科学与社会关系的已有成果的概括和总结。
自然辨证法告诉我们，科学技术方法是关于科学技术研究中常用的一般方法，包括有适用某些学科的特殊研究方法、适用于各门自然科学或技术科学的一般研究方法即适用于自然科学、社会科学、思维科学的普遍研究方法。
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主要内容
1. 前言 2. 东方哲学与西方哲学 3. 对象及主体间的关联与转化 4. 感性认识与理性认识－理论的价值 5. 一个永恒流动与变化的体系 6. 岩土工程的科学方法 7. 人与自然的和谐－岩土工程的任务
1. 前言：岩土与人类
• 人类最早接触和最早使用的材料：旧、中、新石器时 代的标志是人类使用岩土材料的水平；
• 沉降（开裂）计算：正常使用极限状态下的荷载效 应的准永久组合
• 结构计算－可靠度的分项系数：承载能力极限状态 下荷载效应的基本组合。
岩土工程的不确定性
• 土层剖面与边界的不确定性； • 现场与实验室岩土指标的不确定性； • 现场原位应力与孔隙水压力的不确定性； • 外加荷载及其分布的不确定性； • 岩土材料性质的复杂性；应力变形的机理不
• 我国颁布的《建筑结构可靠度设计统一标准》 （GB50068-2001）规定，对于各种结构设计应遵 循该理论方法。
地基基础设计中的三种荷载组合
n
• 1·正常使用极限状态下荷 Sk SGkSQ1k S ciQik
载效应的标准组合 ；
i2
• 2·正常使用极限状态下的 荷载效应的准永久组合
n
S SGk S qi Qik i1
研究；桩基技术规范；欧洲的规范。 • 东方哲学的胜利！
东方哲学理念下的医药－中医
• 阴阳：阴虚阳虚； • 五行：肝木肾水； • 经络：穴位
经）； • “道在天地之间也，其大无外，其小无内。”（管
子·心术） • 道生一，一生二，二生三，三生万物。”（老子）
• “无限时间内宇宙的永远重复的连续更替，不过是无 限空间内无数宇宙同时存在的逻辑的补充。”（自然 辩证法）
• 地球－太阳系－银河系－星云－无限宇宙；
关于地基承载力设计理论
• 承载能力极限状态：安全系数法和可靠度法； • 正常使用极限状态：（沉降、抗裂、耐久性）容
• 3·承载能力极限状态下荷 载效应的基本组合
n
SGSG k Q 1SQ 1k S QiciQik i2
GB50007-2002的设计理论应用
• 地基承载力－容许承载力：正常使用极限状态荷载 效应的标准组合；
• 稳定分析－单一安全系数：承载能力极限状态下荷 载效应的基本组合，分项系数取为1.0;
• 西方哲学强调万物的组成及分析， • 东方哲学强调万物间的相生相灭。
• 东方哲学崇尚宏观与定性，主张感悟: 阴阳、五行、八卦，经络；
• 西方哲学崇尚精密与定量，强调理性:
– 结构→构件→分子→原子－电子－光子－量子， 以太。
– 生物→器官→细胞→基因
时空的无限性
• “天地玄黄，宇宙洪荒”（千字文）； • “大哉乾元，至哉坤元，万物资生，乃顺承天”（易
• 亚里士多德已经说过：这些较早的哲学家都设 想原初本质是某种物质：空气和水；后来赫拉 克利特设想是火，但是没有一个人设想是土， 因为它的组成太复杂。（天然辩证法）
• 一曰金，二曰木，三曰水，四曰火，五曰土； 水曰润下，火曰炎上，木曰曲直，金曰从革， 土爰稼穑。（尚书·洪范）
2. 东方哲学与西方哲学
• 在理论计算中可以由塑性区发展理论中的临塑荷 载pcr、p1/4、 p1/3确定。
• 按容许承载力理论确定的承载力，其沉降一般也 会满足要求，常常不需进行沉降验算。
• 在这种设计中，工程的安全性和可靠性是无定量 的概念的。因而是一种经验的设计方法。
临界荷载 pcr、p1/4、 p1/3
faM bb M dm d M cck
许承载力法；
• 定值理论：容许承载力与安全系数法； • 非定值理论：分项系数法－可靠度法。
三种承载力设计理论
• 1、容许承载力理论 • 2、极限承载力理论
－安全系数法 • 3、极限承载力理论
－分项系数法
分项系数
S sSk
p fa
p fu /K
分项系数
R R k/ R
1·容许承载力理论
• 在载荷试验中可以由其比例界限确定；按一定沉 降比人为规定，例如s/b0.001－0.0015
F
塑性区
2·极限承载力理论—安全系数法
• 承载力：极限承载力公式、平板载荷试验 的极限值/安全系数（K＝2）
地基的破坏与极限承载力
3·极限承载力理论－分项系数
• 基于可靠度理论的分项系数设计方法也是 一种承载能力极限状态设计方法。
• 由于工程中的荷载和抗力都是随机变量， 有多少可能性使荷载大于抗力而失事是一 个随机事件，
清楚。 • 计算理论和方法的不确定性；
岩土定量描述的困难
• 因果关系的缺失：源于对象的复杂性及影响 因素的多样性；
－统计、概率、优化、可靠度： • 互补率的破缺－亦此亦彼：源于多因素的相
互关联与转化； －灰色、模糊、混沌、分形：
地基承载力设计理论的哲学基础
• 1、容许承载力理论 • 2、极限承载力理论－安全系数法 • 3、极限承载力理论－分项系数法 • 可靠度设计在岩土工程中的失败：可靠度的
• 土与文化：几大古文明中人类起源的传说：不约而同 地认为人是上帝（神）用土创造的；
• 表土与人类文明：人类的几大古文明的发生与衰落; • 土地与农业：“普天之下，莫非王土”－ 权力与财富 ；
朝代的更替；农民战争 • 农业文明－土与水 • 目前名川大河的中下游，土层深厚—形成农业、经济、
文化、政治中心 • 海洋文化：三角洲文明（交通与信息） • 岩土与哲学的天然联系。
1. 前言：岩土材料
非连续性：颗粒与裂隙，岩石与岩体； 多相性：固体、水、气体三相间的相互关联及作
用； 变异性：长期地质历史的产物：原状性、区域性、
不均匀性、各向异性； • 岩土工程是充满了不确定性及风险与挑战，充满
了哲学的命题； • 岩土工程科学与哲学－以哲学的高度来认识。
2. 东方哲学与西方哲学
• 破坏的概率（可能性）决定于两个随机变 量的均值（众值，中值及某个分位值）及 其分布。
可靠度设计示意图
f(S)
f(R)
S sSk
R R k/ R
S
R
S R
R，S R，S
可靠度设计
• 其失事概率可用可靠度指标表示。例如，相应的可 靠度系数为3.0，则表示失效概率为万分之9.4，
• 能够明确地给出安全与失效的概率，然后通过经济、 社会、技术的风险分析，给出最合理的设计值。是 一种最科学合理的设计理论与方法；