巖土設計 工程管理
關注創建者：Mikeybrian 創建時間：2016-09-22
巖土設計 工程管理的視頻教程
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巖土設計 工程管理的實例教程
1 引言
如前所述，由于巖土工程勘察(Site Investigation)有獨立的課程，因此這個模塊側重從技術,經濟和安全的角度來討論巖土工程勘察。在本節課中，首先討論了巖土工程勘察的目的，接著交互地討論了土的物理力學參數，鉆孔布置的宏觀考慮因素以及巖土工程勘察的整體步驟，簡要討論了凍土層在基礎設計時的考慮，最后通過一些案例強調了巖土工程勘察工作的風險管理及其對經濟和安全的影響。
2 巖土工程勘察目的
巖土工程勘察是任何土木工程或建筑項目的一個重要組成部分，結構工程師要設計一個經濟、安全、耐用、維護成本低的結構，必須事先對巖土性質有充分的了解，因此巖土工程師或工程地質學家需要為結構工程師提供詳盡的巖土工程勘察報告。總的來說，巖土工程勘察的目的是通過野外試驗和實驗室試驗來獲取巖土體的物理力學性質和地下水的性質。具體地，巖土工程勘察的主要目的是盡可能準確地確定：(1) 地層的性質和順序；(2) 地下水位及腐蝕性；(3) 土和巖石的物理力學特性，如土的強度和壓縮性。
展開 1 引言
《巖土工程設計與施工》的授課對象是地質工程專業的學生。“巖土工程(Geotechnical Engineering)” 這個詞一般在學術領域多指的是與土力學和地基工程相關的學科，而在工程咨詢領域，實際上巖土工程也包括了巖石工程。在一些咨詢公司，巖土工程也稱作地層工程(Ground Engineering)。由于巖土工程涉及的內容非常寬廣，在有限的學時內不可能面面俱到，因此這個課程側重講授土力學與地基工程最基礎和日常遇到的設計理論和施工技術, 每一部分都特別強調了技術, 施工與社會和經濟之間的關系。一些先進的巖土工程設計方法和論題, 例如水平載荷下樁的受力和變形(p-y分析), 機器地基(machine foundation), 土工織物材料(geotexile), 數值模擬(numerical modeling)等由于學時所限不在本課程的授課范圍之內。
《巖土工程設計與施工》與另一門為土木/道橋專業開設的專業課《基礎工程》非常相近，《基礎工程》側重于橋梁工程的樁基礎設計和施工，因此這兩門課的內容有一定程度的交叉。有興趣的同學可參考[<基礎工程>課程簡要回顧(Foundation Engineering)]獲得更多相關知識。
<基礎工程: Foundation Engineering>的幾本參考書
基礎工程---第一章: 導論 (1)
基礎工程---第一章: 導論 (2)
2 課程內容Outline
本質上來說，任何土木工程項目可以分解成三大部分：(1)巖土工程；(2) 結構工程；(3）施工技術和管理。簡言之，《巖土工程設計與施工》講授的是(1)以及(3)中涉及巖土部分的施工技術和管理。結構工程設計和施工不在本課程的范圍之內。
展開 ABAQUS軟件廣泛應用于巖土工程有其技術方面的必然性。概括起來，ABAQUS的優勢可以歸納為如下幾個方面：
（1）合理的材料本構模型是進行正確分析的關鍵因素，ABAQUS提供了眾多的巖土材料本構模型，能夠真實地反映土體性狀，如土體的剪脹性、屈服性等，適用于從黏土、砂土到巖石的各種巖土材料。ABAQUS擁有摩爾庫侖模型、Cam-Clay模型、Druker-Prager模型等模型，其中Cam-Clay模型是目前很多有限元軟件沒有提供的。另外，ABAQUS提供了開放、靈活的二次開發平臺，通過自定義子程序用戶可以建立特定的模型、實現特定的功能。
（2）土體是典型的三相體，其有效應力對土體的強度及變形影響較大。ABAQUS中的孔壓單元，可進行土體的固結、滲透分析，以滿足這一需求。ABAQUS中的Soil分析步，不僅提供了流固耦合的穩態滲流、瞬態固結的功能，而且提供了針對非飽和土的分析功能。
（3）ABAQUS提供了Geostatic分析步，可準確、靈活得建立濕土（考慮靜水壓力的影響）和干土（不考慮靜水壓力的影響）初始應力狀態。
（4）ABAQUS強大的接觸功能，可正確模擬土體與結構之間的脫開、滑移等現象。
（5）巖土工程往往涉及到復雜的邊界、載荷條件，因此軟件必須具有處理復雜工況的能力。ABAQUS提供了方便的單元生死功能，用于模擬建筑結構的施工過程；還提供了無限元，以模擬地基無窮遠處的邊界條件。
綜合以上特點，ABAQUS可處理巖土工程的大部分問題，在該領域具有優秀的適用性。
下載地址：abaqus巖土工程實例詳解費康
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展開 1 引言
這節課討論天然地基上淺基礎的設計和基礎下的應力分布計算。對于基礎設計，由于地質工程專業比土木工程專業的要求低，因此這節課側重理解最基本的概念和方法論，著重強調從巖土工程的角度來理解地基和基礎，更詳細的討論以及思考題目參看下面為土木工程專業的授課內容:
基礎工程---第一章: 導論 (1)
基礎工程---第一章: 導論 (2)
基礎工程---第二章: 天然地基上的淺基礎 (1)
基礎工程---第二章: 天然地基上的淺基礎 (2)
2 地基與基礎
任何建筑物都建造在一定的地層上，建筑物的全部荷載都由它下面的地層來承擔。一般而言，將承受建筑物各種作用的地層稱為地基，而將建筑物與地基接觸的最下部分，也就是將建筑物的各種作用傳遞至地基的結構物稱為基礎。可以認為受建筑物影響的那一部分地層稱為地基，建筑物與地基接觸的部分稱為基礎。對于巖土工程師來講，我們更關心的是地基。地基分為天然地基和人工地基，天然地基是未經過人為處理即可滿足設計要求的地基，人工地基是經過人工加固或處理后的地基。對于工業與民用建筑，地基和基礎比較容易區分，著重介紹一下橋梁工程的地基和基礎。橋梁上部結構為橋跨結構，下部結構包括橋墩、橋臺及其基礎，如下圖所示。
要求掌握下面的概念：
(1) 地基：承擔建筑物荷載的地層。
(2) 基礎：介于上部結構與地基之間的部分，即建筑物最底下的一部分。剛性基礎是不需配置受力鋼筋的基礎；柔性基礎是用鋼筋砼修建的基礎。
(3) 天然地基：自然狀態下即可滿足承擔基礎全部荷載要求，不需要人工處理的地基。
(4) 人工地基：天然地基的承載力不能承受基礎傳遞的全部荷載，需經人工處理后作為地基的土體稱為人工地基。
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