岩土工程设计概论课件.ppt

1、2.1.1 2.1.1 场地条件场地条件 场地地形地貌、地质构造、水文地质条件的复杂程度；有无不良地质现象、不良地质现象的类型、发展趋势和对工程的影响，场地环境工程地质条件(地面沉降、采空区、隐伏岩溶地面塌陷、土水的污染、地震烈度、场地对抗震有利、不利影响或危险、场地的地震效应等)。岩土工程条件包括：场地条件、地基条件和工程条件。2.1.2 2.1.2 地基岩土的年代和成因，有无特殊性岩土，地基岩土的年代和成因，有无特殊性岩土，岩土随岩土随空间空间和和时间时间的变异性；岩土的的变异性；岩土的强度性强度性质和变形性质质和变形性质；岩土作为天然地基的可能性、；岩土作为天然地基的可能性、岩土加固和改

2、良的必要性和可行性。岩土加固和改良的必要性和可行性。2.1.3 2.1.3 工程的规模、重要性工程的规模、重要性(政治、经济、社会政治、经济、社会)；荷载的性质、大小、加荷速率、分布均匀性；荷载的性质、大小、加荷速率、分布均匀性；结构刚度、特点、对不均匀沉降的敏感性；结构刚度、特点、对不均匀沉降的敏感性；基础类型、刚度、对地基强度和变形的要求；基础类型、刚度、对地基强度和变形的要求；地基、基础与上部结构协同作用。地基、基础与上部结构协同作用。1 1、岩土工程与自然界的关系极为密切，设计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、水文地时必须全面考虑气象、水文、地质、水文

3、地质条件及其复杂变化，包括可能发生的自然质条件及其复杂变化，包括可能发生的自然灾害以及由于兴建工程改变了自然环境引起灾害以及由于兴建工程改变了自然环境引起的灾害，必须特别重视调查研究。同时，岩的灾害，必须特别重视调查研究。同时，岩土工程迄今还是一门不严谨、不完善、不十土工程迄今还是一门不严谨、不完善、不十分成熟的科学技术，存在相当大的风险性。分成熟的科学技术，存在相当大的风险性。2 2、岩土参数是随机变量，变异性大。而且，岩土参数是随机变量，变异性大。而且，不同的测试方法会得到不同的测试值，差异不同的测试方法会得到不同的测试值，差异往往相当大，相互间无确定性关系。因此，往往相当大，相互间无确定

4、性关系。因此，进行岩土工程设计时，不仅要掌握岩土性质进行岩土工程设计时，不仅要掌握岩土性质及其概率分布，而且要了解测试的方法及其及其概率分布，而且要了解测试的方法及其与工程原型之间的差别。与工程原型之间的差别。岩土室内试验岩土室内试验室内试验岩石试验土工试验岩相鉴定岩相鉴定孔隙性质试验孔隙性质试验水理性质试验水理性质试验声学性试验声学性试验强度和变形试验强度和变形试验结构面抗剪强度试验结构面抗剪强度试验软弱夹层剪切蠕变试验软弱夹层剪切蠕变试验点荷载强度试验点荷载强度试验物理性质试验物理性质试验密实度试验密实度试验强度和变形试验强度和变形试验流变试验流变试验动力特性试验动力特性试验离心模型试验离

5、心模型试验 近代土力学与岩石力学的建立，为岩土工程的计算和分析提供了理论基础。但由于岩土性质和几何尺寸的复杂多变，以及岩土和结构相互作用的复杂性，不得不作简化；以致预测和实际之间有时相差甚远。鉴于岩土工程计算的不严谨和不完善，经验特别是地方类似工程的实验经验，在岩土工程设计中应予高度重视。4 4、取样做取样做室内试验室内试验仍是岩土测试的重要方法，但由于小仍是岩土测试的重要方法，但由于小块试样的代表性不足，取样、运输，保存、试验过程中的块试样的代表性不足，取样、运输，保存、试验过程中的扰动，某些岩土无法取样等问题而显出它的局限性，故扰动，某些岩土无法取样等问题而显出它的局限性，故原原位测试位测

6、试在岩土工程勘察中被广泛应用。但是，原位测试一在岩土工程勘察中被广泛应用。但是，原位测试一般应力应变条件复杂，影响因素多，和实体工程差异大，般应力应变条件复杂，影响因素多，和实体工程差异大，难以进行理论分析，有些原位测试项目并不直接得出设计难以进行理论分析，有些原位测试项目并不直接得出设计参数，和设计参数甚至没有物理概念上的联系，成果的应参数，和设计参数甚至没有物理概念上的联系，成果的应用有很强的经验性和地区性。用有很强的经验性和地区性。为了避免尺寸效应的影响，对理论依据不足，实践经验为了避免尺寸效应的影响，对理论依据不足，实践经验不多的岩土工程可做不多的岩土工程可做现场实体试验现场实体试验或

7、足尺试验，如足尺的或足尺试验，如足尺的平板载荷试验、桩载荷试验、锚杆（索）抗拔试验等。只平板载荷试验、桩载荷试验、锚杆（索）抗拔试验等。只要这些试验成果有足够的代表性，可以作为岩土工程设计要这些试验成果有足够的代表性，可以作为岩土工程设计最可靠的依据和最终的设计依据。最可靠的依据和最终的设计依据。结构面尺寸效应对试样强度的影响试样1，无结构面，强度最高试样2，含少量结构面，强度较高试样3，含较多结构面，强度较低2.3.1 2.3.1 岩土工程设计应以最少的岩土工程设计应以最少的投资投资，最短的，最短的工期工期，达到在设计基准期内，达到在设计基准期内安全安全运行，并满运行，并满足所有预定的足所有

8、预定的功能功能要求。这里包含了三方面要求。这里包含了三方面的要求：的要求：a预定的功能；预定的功能；b安全性和耐久性；安全性和耐久性；c工期和投资的经济性。工期和投资的经济性。2.3.2 2.3.2 a设计基准期内预定的功能；设计基准期内预定的功能；b场地条件、岩土性质及其可能变化；场地条件、岩土性质及其可能变化；c工程结构类型、特点及其对地质条件的工程结构类型、特点及其对地质条件的适适 宜性宜性 d工程结构的荷载组合情况；工程结构的荷载组合情况；e施工环境，相邻工程的影响；施工环境，相邻工程的影响；f 施工技术条件，设计实施的可行性；施工技术条件，设计实施的可行性；g地方材料资源；地方材料资

9、源；h.工期和投资。工期和投资。2.3.3 2.3.3 应充分收集场地的地形、地质、水文、水文地质等资料，作为设计的依据。场地可能的自然灾害，包括：暴雨、洪水、地震、滑坡、崩塌、泥石流等；由于工程建设引起的灾害,包括采空塌陷、抽水塌陷、边坡失稳，管涌、突水等。对于这些灾害，应在勘察、评价、预测的基础上，采取有效的防治措施。2.3.4 2.3.4 合理选用合理选用 可靠性和适用性是对岩土参数的基本要求。可靠性和适用性是对岩土参数的基本要求。所谓所谓可靠性可靠性，是指参数能正确反映岩土体在规定条件下，是指参数能正确反映岩土体在规定条件下的性状，能比较有把握地估计参数真值所在的区间。的性状，能比较有

10、把握地估计参数真值所在的区间。所谓所谓适用性适用性，是指参数能满足岩土工程设计计算的，是指参数能满足岩土工程设计计算的假定条件和计算精度要求。假定条件和计算精度要求。岩土参数的可靠性和适用性，首先取决于岩土参数的可靠性和适用性，首先取决于岩土结岩土结构的扰动程度构的扰动程度，不同的取样器和取样方法对土样的，不同的取样器和取样方法对土样的扰动程度不同，测试结果也不同。其次扰动程度不同，测试结果也不同。其次,试验方法和试验方法和取值标准取值标准对岩土参数也有重要的影响。对同一土层对岩土参数也有重要的影响。对同一土层的同一指标，用不同试验标准所得的结果会有很大的同一指标，用不同试验标准所得的结果会有

11、很大差异。差异。例如土的抗剪强度，可用下列方法测定，其结果各例如土的抗剪强度，可用下列方法测定，其结果各不相同：不相同：aUU试验（试验（不排水不固结试验）；）；bCU试验（排水不固结试验）；试验（排水不固结试验）；cCD试验（排水固结试验）。试验（排水固结试验）。因此，进行岩土工程设计时，不仅要掌握岩土参数因此，进行岩土工程设计时，不仅要掌握岩土参数的数据，而且要了解测试方法和试验标准，对岩土的数据，而且要了解测试方法和试验标准，对岩土参数的可靠性和适用性进行评价。参数的可靠性和适用性进行评价。由于岩土参数是随机变量，故应在划分工程地质由于岩土参数是随机变量，故应在划分工程地质单元的基础上，

12、进行统计分析，算出各项参数的平单元的基础上，进行统计分析，算出各项参数的平均值、标准差和变异系数，确定其标准值和设计值。均值、标准差和变异系数，确定其标准值和设计值。岩土参数统计分析岩土参数统计分析cmkmkniiniiccnnnnn21221678.4704.111cmkmkniiniiccnnnnn21221678.4704.111)(n.n.+=26784704112.3.5 2.3.5 定性分析是岩土工程分析的首要步骤和定量分析的基础，对下列问题一般作定性分析：a工程选址和场地适宜性评价：b场地地质背景和地质稳定性评价；c.岩土性质的直观鉴定。定量分析可采用解析法、图解法或数值法，都应

13、有适当的安全储备以保证工程的可靠性，可采用定值法或概率法。定性分析和定量分析都应在详细占有资料的基础上，运用成熟的理论和类似工程的经验，进行论证，并宜提出多方案进行比较。定性分析案例三家寨滑坡定性分析案例三家寨滑坡 该滑坡呈倒梨形，后缘宽大，前沿狭窄，形成机制为：该滑坡呈倒梨形，后缘宽大，前沿狭窄，形成机制为：蠕滑蠕滑-拉裂牵引式滑坡拉裂牵引式滑坡。北滑坡下级后缘裂缝已基本贯通北滑坡下级后缘裂缝已基本贯通，前缘已严重坍塌，出，前缘已严重坍塌，出口明显，滑坡处于极限平衡状态，在降雨量集中、地震口明显，滑坡处于极限平衡状态，在降雨量集中、地震力作用等不利因素影响下，将引起整体滑动，而且前级力作用等

14、不利因素影响下，将引起整体滑动，而且前级的滑动必然会牵引后级滑坡的发展。的滑动必然会牵引后级滑坡的发展。南滑坡下级滑体的后缘裂缝未贯通南滑坡下级滑体的后缘裂缝未贯通，相对北滑坡而言，相对北滑坡而言其稳定性稍好一些，但裂缝亦成规模，且滑体松散渗透其稳定性稍好一些，但裂缝亦成规模，且滑体松散渗透性好，在降雨集中季节，地表水下渗软化滑带土和滑体性好，在降雨集中季节，地表水下渗软化滑带土和滑体自重加大等因素也会促使下级滑体滑动，并引起中级滑自重加大等因素也会促使下级滑体滑动，并引起中级滑体的滑动。体的滑动。从长期观测资料分析，从长期观测资料分析，南北滑坡总体变形基本处于蠕南北滑坡总体变形基本处于蠕变状

15、态变状态，但滑坡下级已处于极限平衡状态，如不采取工，但滑坡下级已处于极限平衡状态，如不采取工程措施，在大量降雨或地震等极端不利的情况下，将引程措施，在大量降雨或地震等极端不利的情况下，将引发滑坡再次失稳滑动。发滑坡再次失稳滑动。计算方案计算剖面天然状态暴雨地震（级）暴雨+地震南滑坡-下级1.00800.80450.98350.7832中级1.23251.17691.20931.1551上级1.93221.76931.84121.6857北滑坡下级0.99350.96700.90380.8794上级1.12771.04441.09711.0157 滑坡稳定性计算结果 17151614121311

16、北滑坡下级1098765432111108976北滑坡上级45321锚索抗滑桩滑面滑面2.3.6 2.3.6 在岩土工程设计中，岩土工程师与结构工程师应密切配合，使岩土工程设计与结构工程设计协调一致。在岩土工程勘察报告基础上，根据设计目标和功能要求，对岩土工程设计开展可行性论证，并进行多种（至少2-3种）方案的设计和比较。应对多种设计方案的技术、经济、社会和环境效益等进行分析和论证，作出工程估算，并提出推荐方案。根据岩土工程初勘报告，对评审通过的设计方案进行分解和细化设计，提出采用的岩土工程参数和基本可用于实施的图件，并进行工程概算。实例：三家寨滑坡初步设计要点实例：三家寨滑坡初步设计要点滑

17、坡力学参数牵 引 段主 滑 段北滑坡C(KPa)0.027.0()40.035.0南滑坡C(KPa)0.027.0()40.037.0表表5-15-1滑坡稳定性计算滑带力学参数表滑坡稳定性计算滑带力学参数表 进行支挡结构设计验算，绘制工程布置平面图、剖面图、结构图等图件。岩土工程参数取值：滑坡有锚索桩32根，桩长24m35m，桩截面为23m2，预应力锚索长44m，桩中到中距离5m；3.54.0m，由截面尺寸为5060cm的C25钢筋砼构成；南滑坡锚索长16m20m；北滑坡锚索长14m22m。根据岩土工程详勘报告，进一步调整和优化初步设计文件，确定岩土工程结构平面、剖面和立面布置，编制结构细部图

18、、结点图等工程图件及说明，提出施工工艺要求和注意事项，进行工程预算。对于规模小、地质条件清楚的岩土工程设计，可简化设计阶段。三家寨 南滑坡治理工程局部放大图南滑坡有锚索桩17根，桩长24m35m，桩截面为23m2，预应力锚索长44m，桩中到中距离5m a a地形图及平面、高程控制；地形图及平面、高程控制；b b水位、流量、洪峰、淹没、冲淤等；水位、流量、洪峰、淹没、冲淤等；c c气温、降水、冻结深度、暴雨、风暴潮气温、降水、冻结深度、暴雨、风暴潮等等 a岩土的岩土的类型类型、年代、成因、产状、性质、分布；、年代、成因、产状、性质、分布；b岩土的工程岩土的工程性质性质及其变异性；及其变异性；c断

19、裂断裂构造构造的性质、展布、对工程的影响；的性质、展布、对工程的影响；d不良地质不良地质现象现象(包括岩溶、土洞、滑坡、崩塌、泥石流；包括岩溶、土洞、滑坡、崩塌、泥石流；活动砂丘等活动砂丘等)的类型、特征、动态、对工程的影响；的类型、特征、动态、对工程的影响；e人为地质人为地质现象现象(包括采空、水库坍岸、抽水引起地面沉包括采空、水库坍岸、抽水引起地面沉降、塌陷等降、塌陷等)的类型、特征、动态、对工程的影响；的类型、特征、动态、对工程的影响；f地震烈度地震烈度、场地土类别、场地类别、地震动参数、液化、场地土类别、场地类别、地震动参数、液化测试及评价；测试及评价；g地下水地下水类型、水位、动态、

20、地层渗透性补给排泄条件；类型、水位、动态、地层渗透性补给排泄条件；h水与土对建筑材料的腐蚀性；水与土对建筑材料的腐蚀性；i特殊性岩土特殊性岩土的测试与评价。的测试与评价。a工程安全等级（工程安全等级（3级）、建筑面积、层数、级）、建筑面积、层数、高度、开挖深度、可能采用的基础类型等；高度、开挖深度、可能采用的基础类型等；b结构类型、刚度、荷载及分布、加荷速率、结构类型、刚度、荷载及分布、加荷速率、对沉降的要求等；对沉降的要求等；c可能采用的挡土结构类型；可能采用的挡土结构类型；d和岩土工程有关的排水、抽水、排污。和岩土工程有关的排水、抽水、排污。2.5.4 2.5.4 a邻近工程设施及其与拟建

21、工程关系；邻近工程设施及其与拟建工程关系；b施工排水、排污条件，对噪音、振动的限制；施工排水、排污条件，对噪音、振动的限制；c岩土工程勘察、设计及施工的地方经验，岩土工程勘察、设计及施工的地方经验，d工程建设的计划进度，各单位的分工配合，工程建设的计划进度，各单位的分工配合，e地方施工能力，材料及劳务价格地方施工能力，材料及劳务价格 岩土工程设计方法有容许应力法和极限状态法。容许应力法是建立在经验基础上的岩土工程传统设计方法，随着设计理论和设计方法的进步，有转向以概率为基础的以概率为基础的极限状态法极限状态法的趋势，但目前尚处在探索研究阶段，还不够成熟。无论采用哪种方法设计，都应有足够的安全储

22、备，都应满足下列各项功能：能承受正常施工和正常使用期间可能出现的各种作用；在正常使用期间，工程各部分功能具有良好的工作性能；在正常维护下具有足够的耐久性；在发生偶然事件或局部失效时，仍能保持必需的整体稳定性。2.6.1 2.6.1（1）设计基准期：）设计基准期：指工程设计所依据的时间参数指工程设计所依据的时间参数。（2）容许应力法：）容许应力法：在正常使用条件下，比较荷载在正常使用条件下，比较荷载作用和岩土抗力，要求强度有一定的储备，变形不作用和岩土抗力，要求强度有一定的储备，变形不过大，荷载、抗力和安全度的取值大都建立在经验过大，荷载、抗力和安全度的取值大都建立在经验的基础上。的基础上。（3

23、）极限状态：）极限状态：整个工程或工程的一部份，超过某整个工程或工程的一部份，超过某一特定状态就不能满足设计规定的功能要求，这个一特定状态就不能满足设计规定的功能要求，这个特定状态称为该功能的极限状态。各种极限状态都特定状态称为该功能的极限状态。各种极限状态都有明确的标志或限值。有明确的标志或限值。（4）极限状态法：）极限状态法：将岩土及有关的结构置于极限将岩土及有关的结构置于极限状态进行分状态进行分 析，找到达到某种极限状态析，找到达到某种极限状态(承载能力、承载能力、变形等变形等)时岩土的抗力。时岩土的抗力。（5）定值法：）定值法：将设计变量作为将设计变量作为非随机变量非随机变量，一般用，

24、一般用安全系数表达，即从强度上根据经验打一折扣，作为安全系数表达，即从强度上根据经验打一折扣，作为安全储备。安全储备。K=R/SK式中，式中，R，S，K，K分别为抗力、作用、安全系数、分别为抗力、作用、安全系数、目标安全系数。例如某工程目标安全系数为目标安全系数。例如某工程目标安全系数为2.5，今，今抗力为抗力为1500kN，作用为，作用为500kN，则安全系数为，则安全系数为3.0，则，则KK，满足。，满足。(6)概率法概率法:将设计变量作为将设计变量作为随机变量随机变量，对抗力、作，对抗力、作用、安全度进行概率分析，按失效概率量度工程的可用、安全度进行概率分析，按失效概率量度工程的可靠性，

25、将工程的安全储备建立在概率分析的基础上。靠性，将工程的安全储备建立在概率分析的基础上。按水准的不同分为半概率法、近似概率法、全概率法。按水准的不同分为半概率法、近似概率法、全概率法。(7)可靠度可靠度:指工程在规定时间内和规定条件下，具指工程在规定时间内和规定条件下，具有预定功能的概率。可靠度设计通常是以概率理论为有预定功能的概率。可靠度设计通常是以概率理论为基础的极限状态设计方法。基础的极限状态设计方法。2.6.2 2.6.2 或称破坏极限状态。当工程出现下或称破坏极限状态。当工程出现下列情况之一时，即认为已超过了承载能力极限状态，如：列情况之一时，即认为已超过了承载能力极限状态，如：a.整

26、个工程或工程的一部分，作为刚体整个工程或工程的一部分，作为刚体失去平衡失去平衡；b.岩土或结构材料的岩土或结构材料的强度超过破坏极限强度超过破坏极限，或因过度变形而不，或因过度变形而不能继续承受荷载；能继续承受荷载；c.岩土或结构构件岩土或结构构件丧失稳定丧失稳定（如构件压屈）。（如构件压屈）。欧洲地基基础规范欧洲地基基础规范把破坏极限状态又分为把破坏极限状态又分为A类和类和B类。类。A类是指在岩土体中形成某种破坏机制，如地基发生整体性类是指在岩土体中形成某种破坏机制，如地基发生整体性滑动；土坡或岩坡失稳；挡土结构倾覆；隧洞顶板垮落或边墙滑动；土坡或岩坡失稳；挡土结构倾覆；隧洞顶板垮落或边墙倾

27、覆；流砂、管涌、潜蚀、塌陷、液化等。倾覆；流砂、管涌、潜蚀、塌陷、液化等。B类是指由于岩土体的过大位移和变形，导致上部结构发生类是指由于岩土体的过大位移和变形，导致上部结构发生结构性的严重损坏，如：由于土的湿陷、融陷、震陷、液化沉结构性的严重损坏，如：由于土的湿陷、融陷、震陷、液化沉陷或其它大量的变形，造成工程的结构性破坏；由于岩土的过陷或其它大量的变形，造成工程的结构性破坏；由于岩土的过量水平位移，导致桩的倾斜、管道破裂、邻近工程的结构性破量水平位移，导致桩的倾斜、管道破裂、邻近工程的结构性破坏；由地下水的浮托、静水或动水压力造成的工程结构性破坏。坏；由地下水的浮托、静水或动水压力造成的工程

28、结构性破坏。挡墙失稳破坏挡墙失稳破坏 或称功能极限状态。这或称功能极限状态。这种极限状态对应于工程达到正常使用或耐久性能的种极限状态对应于工程达到正常使用或耐久性能的某些规定限值。出现下列情况之一时，即认为超过某些规定限值。出现下列情况之一时，即认为超过了正常使用极限状态：了正常使用极限状态：a影响正常使用的影响正常使用的外观变形外观变形；b影响正常使用或耐久性的影响正常使用或耐久性的局部破坏局部破坏(如裂缝如裂缝)；c影响正常使用的影响正常使用的振动振动；d影响正常使用的影响正常使用的其他特定状态其他特定状态。属于超过正常使用极限的例子有：属于超过正常使用极限的例子有：由于岩土变形而使工程发

29、生超限的倾斜；由于岩由于岩土变形而使工程发生超限的倾斜；由于岩土变形而使工程发生表面裂缝、或装修损坏；由于土变形而使工程发生表面裂缝、或装修损坏；由于岩土刚度不足影响工程正常使用的振动；因地下水岩土刚度不足影响工程正常使用的振动；因地下水渗漏而影响工程的正常使用等。渗漏而影响工程的正常使用等。挡墙、斜坡开裂挡墙、斜坡开裂2.6.3 2.6.3 岩土工程上的作用，有静态的和动态的，有固定的和自岩土工程上的作用，有静态的和动态的，有固定的和自由的，按时间的变异性分为：由的，按时间的变异性分为：(1)永久作用：永久作用：在规定的设计状况下一定出现，其量值随在规定的设计状况下一定出现，其量值随时间的变

30、化可以忽略。时间的变化可以忽略。如岩土压力、水位不变的静水压力、如岩土压力、水位不变的静水压力、结构自重、岩土位移或变形引起结构外加变形或约束变形等，结构自重、岩土位移或变形引起结构外加变形或约束变形等，永久作用一般以标准值作为它的代表值。永久作用一般以标准值作为它的代表值。(2)可变作用：可变作用：在规定的设计状况下不一定出现，其量值随在规定的设计状况下不一定出现，其量值随时间的变化不可忽略。时间的变化不可忽略。它包括各种使用荷载、安装荷载、车它包括各种使用荷载、安装荷载、车辆荷载、风载、雪载、水位变化的水压力、波浪力、温度变辆荷载、风载、雪载、水位变化的水压力、波浪力、温度变化等。可变作用

31、一般取常遇值或准永久值作为它的代表值。化等。可变作用一般取常遇值或准永久值作为它的代表值。(3)偶然作用偶然作用：在设计考虑的时间内不一定出现，但一旦在设计考虑的时间内不一定出现，但一旦出现，其量值很大且持续时间很短。出现，其量值很大且持续时间很短。它包括强烈地震、爆炸、它包括强烈地震、爆炸、龙卷风、撞击等。偶然作用的代表值由有关规范规定或参照龙卷风、撞击等。偶然作用的代表值由有关规范规定或参照有关资料和工程经验综合分析确定。有关资料和工程经验综合分析确定。挡土墙作用荷载挡土墙作用荷载作用于挡土墙上的永久作用作用于挡土墙上的永久作用 挡土墙自重；挡土墙自重；由于填土作用于墙背的主动土压力；由于

32、填土作用于墙背的主动土压力；由于墙前土体作用于墙面的被动土压力由于墙前土体作用于墙面的被动土压力;填土中的地下水压力或常水位时的静水压力与填土中的地下水压力或常水位时的静水压力与浮力；浮力；基底的摩擦力；基底的摩擦力；墙顶上的有效荷载墙顶上的有效荷载W0。作用于挡土墙上的可变作用作用于挡土墙上的可变作用 设计水位的静水压力和浮力；设计水位的静水压力和浮力；车辆荷载引起的土压力；车辆荷载引起的土压力；温度荷载温度荷载作用于挡土墙上的偶然作用作用于挡土墙上的偶然作用 地震荷载；地震荷载；施工及临时荷载、如起吊机、人群、堆载等施工及临时荷载、如起吊机、人群、堆载等 撞击力撞击力主要可变荷载附加可变荷

33、载荷载组合荷载组合 主要组合：永久荷载与可能发生的主要可主要组合：永久荷载与可能发生的主要可变荷载组合；变荷载组合；附加组合：永久荷载与主要可变荷载和附附加组合：永久荷载与主要可变荷载和附加可变荷载组合；加可变荷载组合；偶然组合：永久荷载、主要偶然组合：永久荷载、主要(附加附加)可变荷可变荷载与一种偶然荷载组合。载与一种偶然荷载组合。一般情况下，不同组合情况下，设计安全一般情况下，不同组合情况下，设计安全系数的取值是不一样的。且主要组合、附加组系数的取值是不一样的。且主要组合、附加组合、偶然组合的稳定性系数依次减小。合、偶然组合的稳定性系数依次减小。2.6.4 2.6.4 定值法的安全度用定值

34、法的安全度用“安全系数安全系数”表示，抗力、表示，抗力、作用、目标安全系数、安全系数都是经验的；概作用、目标安全系数、安全系数都是经验的；概率法的安全度一般用可靠指标表示，建立在概率率法的安全度一般用可靠指标表示，建立在概率分析的基础上，但是，要求每个工程都进行可靠分析的基础上，但是，要求每个工程都进行可靠度分析是不现实的目前，度分析是不现实的目前，结构工程的极限状态结构工程的极限状态设计采用分项系数表达式，对于岩土工程，国外设计采用分项系数表达式，对于岩土工程，国外亦巳用分项系数表达，中国尚在研究探索中。亦巳用分项系数表达，中国尚在研究探索中。分项系数表达式可以建立在概率分析的基础上，分项系

35、数表达式可以建立在概率分析的基础上，也可以建立在经验的基础上也可以建立在经验的基础上(定值法定值法)。无论概率。无论概率法或定值法，为了和以往的设计方法法或定值法，为了和以往的设计方法(设计规范设计规范)相衔接，都要对新旧方法进行校核，使二者接近。相衔接，都要对新旧方法进行校核，使二者接近。岩土工程极限状态设计可用下式表达式：岩土工程极限状态设计可用下式表达式：式中：式中：S（）作用效应函数；作用效应函数；R（）抗力函数；抗力函数；n工程重要性系数；工程重要性系数；sd，Rd反映作用效应函数和抗力函数计反映作用效应函数和抗力函数计算模式不定性的系数算模式不定性的系数 ak几何参数；几何参数；Q

36、作用效应分项系数；作用效应分项系数；Qk，fk作用效应标准值及岩土参数标准值；作用效应标准值及岩土参数标准值；A，R岩土参数的作用效应分项系数及抗力岩土参数的作用效应分项系数及抗力分项系数；分项系数；作用效应组合系数；作用效应组合系数；c限值。限值。),(),(cfRQfrSRdkkRcsdkQkkAnc2.7.1 直接地或间接地以工程实体试验或工程原型监测为设计依据，是岩土工程设计的一条重要准则。单纯依靠理论计算的设计，通常认为是不可靠的。既无现成经验又无实体试验的工程，总带有一定的实验性质，这是因为：岩土工程的影响因素复杂，数学公式或数学模型无不经过较大的简化；地质条件难以完全摸清，岩土参

37、数不易量测，测试条件和工程原型间差别往往很大；模型试验虽是一种重要实验手段，但由于模型材料和尺寸效应问题，一般不宜直接作为设计依据。岩土工程设计以实体试验和原型监测为依据，岩土工程设计以实体试验和原型监测为依据，有以下有以下三种方法三种方法：a根据桩的静载荷试验，与土性资料分析对根据桩的静载荷试验，与土性资料分析对比，确定桩的端承力和摩阻力；比，确定桩的端承力和摩阻力；b根据土的静载荷试验，与土性测试数据分根据土的静载荷试验，与土性测试数据分析对比，确定地基承载力析对比，确定地基承载力(静载荷试验虽非实体静载荷试验虽非实体试验，但较接近工程原型，且偏安全试验，但较接近工程原型，且偏安全)；c根

38、据建筑物沉降观测进行反分析，与室内根据建筑物沉降观测进行反分析，与室内压缩试验对比，修正沉降计算公式。压缩试验对比，修正沉降计算公式。a足尺基础的现场静力载荷试验；足尺基础的现场静力载荷试验；b桩和墩的现场实体试验；桩和墩的现场实体试验；c现场堆载试验；现场堆载试验；d现场试开挖；现场试开挖；e抽水试验及其它现场疏干排水试验；抽水试验及其它现场疏干排水试验；f各种地基处理的现场试验；各种地基处理的现场试验；g锚杆锚杆(索索)抗拔试验。抗拔试验。现场堆载试验现场堆载试验锚杆抗拔试验锚杆抗拔试验 PK0+512断面水平收敛及拱顶下沉位移断面水平收敛及拱顶下沉位移时间曲线时间曲线图图鹧鸪山隧道监测实

39、例 由于设计参数和计算方法的不精确性，实际上由于设计参数和计算方法的不精确性，实际上施工前大多数岩土工程设计都是一种施工前大多数岩土工程设计都是一种预设计预设计。施。施工过程中，必须加强施工地质和现场观测（监测）工过程中，必须加强施工地质和现场观测（监测）工作，并根据实际情况对设计进行工作，并根据实际情况对设计进行动态调整和优动态调整和优化化。原型观测对于检验岩土工程设计的合理性和。原型观测对于检验岩土工程设计的合理性和监测施工的质量和安全，有特殊重要的意义。监测施工的质量和安全，有特殊重要的意义。动态设计案例重新在下部施作抗滑桩重新在下部施作抗滑桩（部分利用原桩），桩（部分利用原桩），桩间设

40、置挡墙支挡；桩顶间设置挡墙支挡；桩顶以上边坡自下而上分别以上边坡自下而上分别按按1:1-1:1.25刷坡，采用刷坡，采用截水锚杆框架梁进行加截水锚杆框架梁进行加固。固。动态设计：动态设计：K5+836K5+836847.84847.84段设置段设置5 58m8m挡墙，原设计的挡墙，原设计的1010号号桩及相应的挂板取消；桩及相应的挂板取消；9号桩桩长变为号桩桩长变为14m，挂板高度为挂板高度为9m；该段；该段5、6、7、8、9号桩的号桩的锚索全部取消，改为锚索全部取消，改为普通桩板墙。普通桩板墙。K5+780850段边坡处治完工后情况段边坡处治完工后情况 2.7.3 2.7.3 龙溪隧道龙溪隧

41、道V级围岩锚杆轴力监测数据级围岩锚杆轴力监测数据拱顶监测有限元反演模型有限元反演模型岩土力学参数：岩土力学参数：E、c、100%d实测值计算值实测值监测断面监测断面监测点监测点计算值计算值/mm实测值实测值/mm误差误差竖直竖直位移位移水平水平位移位移2,3点相点相对位移对位移拱顶拱顶下沉下沉2,3水平收水平收敛位移敛位移拱顶拱顶下沉下沉水平水平收敛收敛LK22+1101-128.2592-95.139510198.3626.99%3.27%2-40.7525-3-54.3870-E取取2.0Gpa时的计算结果时的计算结果E/GPaC/（）/MPau/（kg/m3）围岩体围岩体1.5380.40.252700松动圈岩体松动圈岩体0.9270.20.282600Ec 龙溪隧道龙溪隧道V级围岩段围岩力学参数反演结果级围岩段围岩力学参数反演结果谢谢大家！