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為了幫助廣大的考生備戰(zhàn)2014年巖土工程師考試,中大網(wǎng)校編輯特地匯總了2014年巖土工程師考試相關(guān)輔導(dǎo)資料,希望對(duì)您參加本次考試有所幫助,并在此預(yù)祝您考試成功。
不同介質(zhì)間相互作用及共同分析
李廣信(1998)認(rèn)為巖土工程不同介質(zhì)間相互作用及共同作用分析研究可以分為三個(gè)層次:①巖土材料微觀層次的相互作用;②土與復(fù)合土或土與加筋材料之間的相互作用;③地基與建(構(gòu))筑物之間相互作用。
土體由固、液、氣三相組成。其中固相是以顆粒形式的散體狀態(tài)存在。固、液、氣三相間相互作用對(duì)土的工程性質(zhì)有很大的影響。土體應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的復(fù)雜性從根本上講都與土顆粒相互作用有關(guān)。從顆粒間的微觀作用入手研究土的本構(gòu)關(guān)系是非常有意義的。通過土中固、液、氣相相互作用研究還將促進(jìn)非飽和土力學(xué)理論的發(fā)展,有助于進(jìn)一步了解各類非飽和土的工程性質(zhì)。
與土體相比,巖體的結(jié)構(gòu)有其特殊性。巖體是由不同規(guī)模、不同形態(tài)、不同成因、不同方向和不同序次的結(jié)構(gòu)面圍限而成的結(jié)構(gòu)體共同組成的綜合體,巖體在工程性質(zhì)上具有不連續(xù)性。巖體工程性質(zhì)還具有各向異性和非均一性。結(jié)合巖體斷裂力學(xué)和其它新理論、新方法的研究進(jìn)展,開展影響工程巖體穩(wěn)定性的結(jié)構(gòu)面幾何學(xué)效應(yīng)和力學(xué)效應(yīng)研究也是非常有意義的。
當(dāng)天然地基不能滿足建(構(gòu))筑物對(duì)地基要求時(shí),需要對(duì)天然地基進(jìn)行處理形成人工地基。樁基礎(chǔ)、復(fù)合地基和均質(zhì)人工地基是常遇到的三種人工地基形式。研究樁體與土體、復(fù)合地基中增強(qiáng)體與土體之間的相互作用,對(duì)了解樁基礎(chǔ)和復(fù)合地基的承載力和變形特性是非常有意義的。
地基與建(構(gòu))筑物相互作用與共同分析已引起人們重視并取得一些成果,但將共同作用分析普遍應(yīng)用于工程設(shè)計(jì),其差距還很大。大部分的工程設(shè)計(jì)中,地基與建筑物還是分開設(shè)計(jì)計(jì)算的。進(jìn)一步開展地基與建(構(gòu))筑物共同作用分析有助于對(duì)真實(shí)工程性狀的深入認(rèn)識(shí),提高工程設(shè)計(jì)水平?,F(xiàn)代計(jì)算技術(shù)和計(jì)算機(jī)的發(fā)展為地基與建(構(gòu))筑物共同作用分析提供了良好的條件。目前迫切需要解決各類工程材料以及相互作用界面的實(shí)用本構(gòu)模型,特別是界面間相互作用的合理模擬。
巖土工程測(cè)試技術(shù)
巖土工程測(cè)試技術(shù)不僅在巖土工程建設(shè)實(shí)踐中十分重要,而且在巖土工程理論的形成和發(fā)展過程中也起著決定性的作用。理論分析、室內(nèi)外測(cè)試和工程實(shí)踐是巖土工程分析三個(gè)重要的方面。巖土工程中的許多理論是建立在試驗(yàn)基礎(chǔ)上的,如Terzaghi的有效應(yīng)力原理是建立在壓縮試驗(yàn)中孔隙水壓力的測(cè)試基礎(chǔ)上的,Darcy定律是建立在滲透試驗(yàn)基礎(chǔ)上的,劍橋模型是建立在正常固結(jié)粘土和微超固結(jié)粘土壓縮試驗(yàn)和等向三軸壓縮試驗(yàn)基礎(chǔ)上的。測(cè)試技術(shù)也是保證巖土工程設(shè)計(jì)的合理性和保證施工質(zhì)量的重要手段。
巖土工程測(cè)試技術(shù)一般分為室內(nèi)試驗(yàn)技術(shù)、原位試驗(yàn)技術(shù)和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)技術(shù)等幾個(gè)方面。在原位測(cè)試方面,地基中的位移場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)測(cè)試,地下結(jié)構(gòu)表面的土壓力測(cè)試,地基土的強(qiáng)度特性及變形特性測(cè)試等方面將會(huì)成為研究的重點(diǎn),隨著總體測(cè)試技術(shù)的進(jìn)步,這些傳統(tǒng)的難點(diǎn)將會(huì)取得突破性進(jìn)展。虛擬測(cè)試技術(shù)將會(huì)在巖土工程測(cè)試技術(shù)中得到較廣泛的應(yīng)用。及時(shí)有效地利用其他學(xué)科科學(xué)技術(shù)的成果,將對(duì)推動(dòng)巖土工程領(lǐng)域的測(cè)試技術(shù)發(fā)展起到越來越重要的作用,如電子計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子測(cè)量技術(shù)、光學(xué)測(cè)試技術(shù)、航測(cè)技術(shù)、電、磁場(chǎng)測(cè)試技術(shù)、聲波測(cè)試技術(shù)、遙感測(cè)試技術(shù)等方面的新的進(jìn)展都有可能在巖土工程測(cè)試方面找到應(yīng)用的結(jié)合點(diǎn)。測(cè)試結(jié)果的可靠性、可重復(fù)性方面將會(huì)得到很大的提高。由于整體科技水平的提高,測(cè)試模式的改進(jìn)及測(cè)試儀器精度的改善,最終將導(dǎo)致巖土工程方面測(cè)試結(jié)果在可信度方面的大大改進(jìn)。
巖土工程問題計(jì)算機(jī)分析
雖然巖土工程計(jì)算機(jī)分析在大多數(shù)情況下只能給出定性分析結(jié)果,但巖土工程計(jì)算機(jī)分析對(duì)工程師決策是非常有意義的。開展巖土工程問題計(jì)算機(jī)分析研究是一個(gè)重要的研究方向。巖土工程問題計(jì)算機(jī)分析范圍和領(lǐng)域很廣,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,計(jì)算分析領(lǐng)域還在不斷擴(kuò)大。除前面已經(jīng)談到的本構(gòu)模型和不同介質(zhì)間相互作用和共同分析外,還包括各種數(shù)值計(jì)算方法,土坡穩(wěn)定分析,極限數(shù)值方法和概率數(shù)值方法,專家系統(tǒng)、AutoCAD技術(shù)和計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在巖土工程中應(yīng)用,以及巖土工程反分析等方面。巖土工程計(jì)算機(jī)分析還包括動(dòng)力分析,特別是抗震分析。巖土工程計(jì)算機(jī)數(shù)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(xù)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(yīng)用〔3〕。
根據(jù)原位測(cè)試和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)得到巖土工程施工過程中的各種信息進(jìn)行反分析,根據(jù)反分析結(jié)果修政設(shè)計(jì)、指導(dǎo)施工。這種信息化施工方法被認(rèn)為是合理的施工方法,是發(fā)展方向。
巖土工程可靠度分析
在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中我國(guó)已采用以概率理論為基礎(chǔ)并通過分項(xiàng)系數(shù)表達(dá)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法。地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在這一點(diǎn)尚未統(tǒng)一。應(yīng)用概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法是方向。由于巖土工程的特殊性,巖土工程應(yīng)用概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)在技術(shù)上還有許多有待解決的問題。目前要根據(jù)巖土工程特點(diǎn)積極開展巖土工程問題可靠度分析理論研究,使上部結(jié)構(gòu)和地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方法盡早統(tǒng)一起來。
環(huán)境巖土工程研究
環(huán)境巖土工程是巖土工程與環(huán)境科學(xué)密切結(jié)合的一門新學(xué)科。它主要應(yīng)用巖土工程的觀點(diǎn)、技術(shù)和方法為治理和保護(hù)環(huán)境服務(wù)。人類生產(chǎn)活動(dòng)和工程活動(dòng)造成許多環(huán)境公害,如采礦造成采空區(qū)坍塌,過量抽取地下水引起區(qū)域性地面沉降,工業(yè)垃圾、城市生活垃圾及其它廢棄物,特別有毒有害廢棄物污染環(huán)境,施工擾動(dòng)對(duì)周圍環(huán)境的影響等等。另外,地震、洪水、風(fēng)沙、泥石流、滑坡、地裂縫、隱伏巖溶引起地面塌陷等災(zāi)害對(duì)環(huán)境造成破壞。上述環(huán)境問題的治理和預(yù)防給巖土工程師們提出了許多新的研究課題。隨著城市化、工業(yè)化發(fā)展進(jìn)程加快,環(huán)境巖土工程研究將更加重要。應(yīng)從保持良好的生態(tài)環(huán)境和保持可持續(xù)發(fā)展的高度來認(rèn)識(shí)和重視環(huán)境巖土工程研究。
按沉降控制設(shè)計(jì)理論
建(構(gòu))筑物地基一般要同時(shí)滿足承載力的要求和小于某一變形沉降量(包括小于某一沉降差)的要求。有時(shí)承載力滿足要求后,其變形和沉降是否滿足要求基本上可以不驗(yàn)算。這里有二種情況:一種是承載力滿足后,沉降肯定很小,可以不進(jìn)行驗(yàn)算,例如端承樁樁基礎(chǔ);另一種是對(duì)變形沒有嚴(yán)格要求,例如一般路堤地基和砂石料等松散原料堆場(chǎng)地基等。也有沉降量滿足要求后,承載力肯定滿足要求而可以不進(jìn)行驗(yàn)算。在這種情況下可只按沉降量控制設(shè)計(jì)。
在深厚軟粘土地基上建造建筑物,沉降量和差異沉降量控制是問題的關(guān)鍵。軟土地基地區(qū)建筑地基工程事故大部分是由沉降量或沉降差過大造成的,特別是不均勻沉降對(duì)建筑物的危害最大。深厚軟粘土地基建筑物的沉降量與工程投資密切相關(guān)。減小沉降量需要增加投資,因此,合理控制沉降量非常重要。按沉降控制設(shè)計(jì)既可保證建筑物安全又可節(jié)省工程投資。
按沉降控制設(shè)計(jì)不是可以不管地基承載力是否滿足要求,在任何情況下都要滿足承載力要求。按沉降控制設(shè)計(jì)理論本身也包含對(duì)承載力是否滿足要求進(jìn)行驗(yàn)算。
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(責(zé)任編輯:lj)
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