巖土工程概念問題暨案例分析貴陽

巖土工程概念問題暨案例分析重慶市都安工程勘察技術(shù)咨詢有限公司何平

2001年5月1日，武隆縣縣城江北西段發(fā)生山體滑坡，造成一幢9層居民樓房垮塌，79人遇難，國(guó)道319線被阻斷。

朝天門的昨天、今天、明天美麗山城內(nèi)容提要巖土工程概念巖土數(shù)值分析邊坡工程中的巖土問題案例分析未來之路

關(guān)于科學(xué)科學(xué)在任何時(shí)候都不是十分正確的，但也很少是十分錯(cuò)誤的，并且常常比非科學(xué)家的學(xué)說有更多的機(jī)會(huì)是正確的。因此，以假定的態(tài)度來承認(rèn)它，是合乎理智的。

-------英國(guó)哲學(xué)家伯特蘭?羅素BertrandRussell巖土工程概念工程地質(zhì)特點(diǎn)前國(guó)際工程地質(zhì)學(xué)會(huì)主席MichelLanger曾經(jīng)說過：“Engineeringgeologyisinthesametimeascience,art,andachallenge工程地質(zhì)學(xué)同時(shí)是一門科學(xué)和藝術(shù)，也是一種挑戰(zhàn)”工程地質(zhì)是解決與工程有關(guān)的地質(zhì)問題，落腳點(diǎn)在地質(zhì)，即地質(zhì)條件的勘察、分析、評(píng)價(jià)

巖土工程概念巖土工程特點(diǎn)巖土工程是土木工程的分支，是運(yùn)用工程地質(zhì)學(xué)、土力學(xué)、巖石力學(xué)解決各類工程中關(guān)于巖石、土的工程技術(shù)問題的科學(xué)簡(jiǎn)言之：

巖土工程是解決與地質(zhì)有關(guān)的工程問題，落腳點(diǎn)在工程，即基礎(chǔ)、邊坡等于巖土相關(guān)的工程處理巖土土工工程程概概念念巖土土工工程程特特點(diǎn)點(diǎn)近代代巖巖土土工工程程創(chuàng)創(chuàng)始始人人太太沙沙基基（（K.Terzaghi）說說：：““Geotechnologyisanartratherthanascience巖土土工工程程與與其其說說是是一一門門科科學(xué)學(xué)，，不不如如說說是是一一門門藝藝術(shù)術(shù)””巖土工程概念念巖土工程的維維度---四維空間或多多維時(shí)空問題題巖土體特性“復(fù)雜性、不不確定性、不不連續(xù)性、各各向異性、不不均勻性、動(dòng)動(dòng)態(tài)性和時(shí)效效性”條件的不確知知性、參數(shù)的的不確定性和和信息的不完完善性巖土工程概念念傳統(tǒng)土力學(xué)的的局限性（顧顧寶和大師））傳統(tǒng)土力學(xué)是是重塑土力學(xué)學(xué)，飽和土力力學(xué)非飽和土力學(xué)學(xué)尚不成熟傳統(tǒng)土力學(xué)未未考慮土的結(jié)結(jié)構(gòu)性黏性土的狀態(tài)態(tài)----原狀土與重塑塑土不同固結(jié)試驗(yàn)、三三軸試驗(yàn)固結(jié)結(jié)和排水----理論上限于飽飽和土解決路徑---原位測(cè)試和原原型試驗(yàn)（載荷試驗(yàn)、、原位測(cè)試、、試樁、原型型監(jiān)測(cè)等）巖土工程概念念經(jīng)典土力學(xué)理理論的適用范范圍擴(kuò)大化是是全球巖土工工程領(lǐng)域共同同挑戰(zhàn)性問題題的根源---MorgensternMorgenstern認(rèn)為：經(jīng)典土土力學(xué)理論是是壓剪土力學(xué)學(xué)理論，適用用于巖土體完完全受到壓剪剪應(yīng)力荷載；；不適用于外外部卸載造成成土體拉張、、孔隙率增大大、土體強(qiáng)度度減小的巖土土破垮工況過過程Morgenstern通過研究大量量現(xiàn)代巖土工工程結(jié)構(gòu)的垮垮塌和災(zāi)難事事件指出：建建立在壓剪土土力學(xué)理論基基礎(chǔ)上的現(xiàn)代代巖土工程安安全設(shè)計(jì)方法法存在根本安安全缺陷，使使達(dá)到巖土工工程安全設(shè)計(jì)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的斜坡坡等結(jié)構(gòu)，在在營(yíng)運(yùn)過程中中可能發(fā)生滑滑塌，產(chǎn)生災(zāi)災(zāi)難性后果巖土工程概念念計(jì)算假定---經(jīng)典土力學(xué)計(jì)計(jì)算公式的前前提郎金土壓力理理論的基本假假設(shè)：擋土墻墻背豎豎直、光滑，，填土面水平平庫侖土壓力理理論的基本假假設(shè)：墻后填土是理理想的散粒狀狀，即黏聚力力為零；滑動(dòng)動(dòng)破裂面為通通過接踵的平平面分層總和法假假定：地基土是均質(zhì)質(zhì)、各向同性性的半無限線線性體巖土工程概念念巖體力學(xué)---方興未艾巖體力學(xué)發(fā)展展的四個(gè)階段段：連續(xù)介質(zhì)巖石石力學(xué)階段(線性）裂隙巖體力學(xué)學(xué)階段（非線線性）巖體結(jié)構(gòu)力學(xué)學(xué)階段地質(zhì)工程巖體體力學(xué)階段巖體力學(xué)研究究方法：工程地質(zhì)研究究法（巖體性性質(zhì)、巖體結(jié)結(jié)構(gòu)）試驗(yàn)法（現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)試驗(yàn)、模擬擬試驗(yàn)）力學(xué)分析法（（剛體極限平平衡理論、有有限元等數(shù)值值計(jì)算分析法法）綜合分析法（（多方法、多多因素綜合分分析、評(píng)價(jià)，，規(guī)范推薦））巖土工程概念念定性分析----基于對(duì)自然的的認(rèn)識(shí)與工程程經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)結(jié)定量評(píng)價(jià)----在假設(shè)的基礎(chǔ)礎(chǔ)上尋找精確確答案，為設(shè)設(shè)計(jì)鋪路定性判判斷為為主，，定量量計(jì)算算為輔輔（不求求計(jì)算算精確確，只只求判判斷正正確））綜合分分析----巖土工工程師師必備備能力力（計(jì)算與與實(shí)測(cè)總有差別，，影響響因素素多而復(fù)雜，，只能能通過過分析析、歸歸納、綜合，作出判判斷）巖土土工工程程概概念念巖土土參參數(shù)數(shù)有有條條件件，，計(jì)計(jì)算算公公式式有有適適用用范范圍圍理論論與與實(shí)實(shí)際際相相結(jié)結(jié)合合----減少少計(jì)計(jì)算算假假定定的的誤誤差差不變變是是相相對(duì)對(duì)的的，，變變化化是是絕絕對(duì)對(duì)的的勘察察產(chǎn)產(chǎn)品品不不是是完完全全可可以以用用準(zhǔn)準(zhǔn)確確數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)來來量量化化的的（以以哲哲學(xué)學(xué)的的觀觀點(diǎn)點(diǎn)來來看看待待它它））規(guī)范范是是經(jīng)經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)的的總總結(jié)結(jié)，，是是各各方方妥妥協(xié)協(xié)的的結(jié)結(jié)果果關(guān)于于巖巖土土數(shù)數(shù)值值分分析析巖土土數(shù)數(shù)值值分分析析方方法法有限限單單元元法法、、有有限限差差分分法法、、邊邊界界單單元元法法與與離離散散單單元元法法鑒于于巖巖土土材材料料特特殊殊性性、、巖巖土土工工程程初初始始條條件件和和邊邊界界條條件件的的復(fù)復(fù)雜雜性性，，巖土土數(shù)數(shù)值值分分析析難難于于取取得得解解析析解解，，只只能能用用于于定定性性分分析析，，作作為為巖巖土土工工程程分分析析過過程程中中進(jìn)進(jìn)行行綜綜合合判判斷斷的的重重要要依依據(jù)據(jù)。。---龔曉南《對(duì)巖土工工程數(shù)值值分析的的幾點(diǎn)思思考》關(guān)于巖土土數(shù)值分分析存在的問問題計(jì)算結(jié)果果與實(shí)際際不符（（數(shù)值分分析物理理模型或或本構(gòu)模模型局限限性與實(shí)實(shí)際不符符、巖土土非線性性和不確確定性））邊界條件件難于準(zhǔn)準(zhǔn)確確定定影響計(jì)計(jì)算結(jié)果果（巖土土參數(shù)難難以測(cè)定定、巖土土不均勻勻性、復(fù)復(fù)雜性、、時(shí)效性性）忽視物理模模型或本構(gòu)構(gòu)模型與工工程實(shí)際條條件的差異異發(fā)展方向建立符合本本地區(qū)工程程實(shí)用本構(gòu)構(gòu)模型（考考慮工程類類別、巖土土類別和區(qū)區(qū)域性特性性）采用合理的的物理數(shù)學(xué)學(xué)模型，通通過多種方方法進(jìn)行計(jì)計(jì)算分析，，結(jié)合工程程經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行行綜合判斷斷邊坡工程中中的巖土問問題邊坡----與人類工程程活動(dòng)有關(guān)關(guān)的斜坡人往高處走走，坡往低低處滑邊坡破壞模模式土質(zhì)邊坡（沿界面滑滑動(dòng)、圓弧弧滑動(dòng)）巖質(zhì)邊坡（外傾結(jié)構(gòu)構(gòu)面控制、、強(qiáng)度控制制）拉張破壞（規(guī)范沒有有明確的評(píng)評(píng)價(jià)與計(jì)算算規(guī)定）邊坡工程中中的巖土問問題巖質(zhì)邊坡支支護(hù)設(shè)計(jì)巖巖土參數(shù)抗剪強(qiáng)度C、Φ值（變化的力力學(xué)指標(biāo)））取值原則—綜合判定現(xiàn)場(chǎng)原位試試驗(yàn)確定室內(nèi)試驗(yàn)確確定反演分析法法工程類比法法地區(qū)經(jīng)驗(yàn)規(guī)范查表僅僅用于初步步設(shè)計(jì)階段段邊坡工程中中的巖土問問題綜合（等效效）內(nèi)摩擦擦角（虛擬指標(biāo)標(biāo)，僅用于于巖土壓力力計(jì)算，不不能用于穩(wěn)穩(wěn)定性判斷斷）巖體破裂角角（假想角，，僅用于強(qiáng)強(qiáng)度控制的的邊坡支護(hù)護(hù)設(shè)計(jì)，不不能用于穩(wěn)穩(wěn)定性判斷斷）巖石強(qiáng)度與與巖體完整整性結(jié)構(gòu)面及其其與邊坡的的關(guān)系邊坡工程中中的巖土問問題支護(hù)型式施工措施（（逆作、分分階、分段段、控制爆爆破）邊坡工程與與周邊環(huán)境境邊坡工程風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)控制----安全原則邊坡施工過過程中的地地質(zhì)查驗(yàn)----給自己留條條后路動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)、、信息化施施工案例分析推薦一本好好書全書32個(gè)案例，涵涵蓋我國(guó)各個(gè)地區(qū)、、各類工程程的典型案例。精精彩點(diǎn)評(píng)，，別具匠心，富有有啟迪。長(zhǎng)江三峽巫巫峽段—龔家方崩塌塌時(shí)間：2008年11月23日，體積：：50萬方，涌浪浪：13米2008年9月開始試驗(yàn)驗(yàn)性蓄水2008年11月23日，巫山縣縣巫峽鎮(zhèn)龔龔家方岸坡坡崩滑，崩崩滑持續(xù)約約10分鐘，產(chǎn)生生的涌浪高高13m，體積約38萬m3，上游約3km的巫山縣城城碼頭涌浪浪高約3m。2009年5月18日，原崩滑滑體上部殘殘留危巖體體再次發(fā)生生崩塌，總總方量約1.5萬m3，產(chǎn)生的涌涌浪高5m，巫山港涌涌浪高約1m，嚴(yán)重威脅脅長(zhǎng)江航道道安全。南川區(qū)甑子子巖崩塌29號(hào)危巖巖底部頁頁巖基基座有有明顯顯的壓壓碎跡跡象，，兩側(cè)側(cè)卸荷荷裂隙隙及法法向裂裂隙切切割延延伸至至基座座2009年6月5日重重慶武武隆雞雞尾山山山體體發(fā)生生大型型山體體滑坡坡七百百萬立立方方74人死9月2日凌晨晨，奉奉節(jié)縣縣大樹樹場(chǎng)鎮(zhèn)鎮(zhèn)發(fā)生生大面面積滑滑坡，，造成成3棟183戶915間房瞬瞬間倒倒塌。。由于于地質(zhì)質(zhì)隊(duì)員員王琦琦冒著著大雨雨巡查查中發(fā)發(fā)現(xiàn)險(xiǎn)險(xiǎn)情并并及時(shí)時(shí)預(yù)警警，奉奉節(jié)縣縣緊急急組織織撤離離了3500名受威威脅居居民，，避免免了521死亡。。地質(zhì)質(zhì)隊(duì)員員和奉奉節(jié)縣縣的防防災(zāi)工工作得得到黃黃奇帆帆市長(zhǎng)長(zhǎng)的高高度評(píng)評(píng)價(jià)典型案案例順層滑滑動(dòng)+卸荷回回彈2017年3月涪陵陵某某工工程程典型型案案例例順層層滑滑動(dòng)動(dòng)+卸荷荷回回彈彈涪陵陵某某工工程程典型案案例順層滑滑動(dòng)+卸荷回回彈涪陵某某工程程2016年1月大雪雪渝渝北區(qū)區(qū)回興興街道道金山山科技技西側(cè)側(cè)邊坡坡滑塌塌渝北區(qū)區(qū)第一一人民民醫(yī)院院門診診綜合合大樓樓基坑坑滑坡坡2013年2月3日19時(shí)左右右，渝渝北區(qū)區(qū)第一一人民民醫(yī)院院門診診綜合合大樓樓南東東側(cè)基基坑邊邊坡滑滑塌失失穩(wěn)，，造成成坡頂頂人行行橫道道與龍龍壽路路路面面滑塌塌，地地下管管網(wǎng)斷斷裂錨桿鋼鋼筋被被拔出出、拔拔斷反壓典型案案例水平變變位2015年8月渝北北區(qū)兩兩路滑滑坡典型案案例潰屈破破壞2017年2月南岸楊楊家山山典型案案例潰屈破破壞南岸楊楊家山山典型案案例潰屈破破壞南岸楊楊家山山典型案案例緩傾巖巖層滑滑動(dòng)2013年經(jīng)開開區(qū)橫二路路滑坡坡典型案案例典型案案例江北區(qū)區(qū)蝦子子蝙C匝道2013年斜坡坡填土土引起起橋墩墩偏移移典型案例例江北區(qū)蝦蝦子蝙C匝道斜坡填土土引起橋橋墩偏移移典型案例例北碚區(qū)周周家?guī)r2017年3月岸坡堆堆土形成成推移式式滑坡典型案例例典型案例例2017年涪陵區(qū)區(qū)某工程程典型案例例典型案例例重慶內(nèi)環(huán)環(huán)快速