岩土与地下工程的回顾和进展.pptx

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岩土与地下工程的回顾和进展,一、岩土与地下工程产生的由来,1.人类产生和生活的本能需要,北京猿人遗址（50万年前）,山顶洞人遗址（1.8-2.5万年前）,2.统治阶级神授和神权思想的表现,埃及金字塔（Pyramid,公元前2611）,秦始皇陵,3.疆域开拓、经济发展和资源开发的需要,古罗马驰道（AppianWay,公元前312年）,万圣殿（TheParthenonTemple）,古罗马输水隧道（RomaAqueduct）,铜绿山古铜矿遗址剖面,4产业革命带动了岩土与地下工程发展,我国独立制造的盾构,CM17履带式液压掘进机,5岩土体的共性和个性形成了岩土与地下工程学科产生的前提,319国道武隆段,纳木纳尼山前的藏羚羊,黄龙之水土,敦煌鸣沙山,二、岩土与地下工程的定义,1岩土工程的定义岩土工程一词译自Geotechnique或GeotechnicalEngineering，早期曾译为“土工学”，后译为“岩土工程”，这比“土工”的含义更为广泛和确切。

对于岩土工程可以概括为三个层次：

岩土工程是以土力学与基础工程、岩石力学与工程为基础，并和工程地质学密切结合的综合性学科。

岩土工程以岩石和土的利用、整治（处理）或改造作为研究对象。

（从工学角度而非农学和地学角度）岩土工程服务于各类主体工程的勘查、设计与施工的全过程，使这些主体工程的组成部分。

2地下工程的定义地下工程是由于人工开挖或生产活动而在地层中形成的地下空间，它主要包括地下采矿所形成的地下洞室、城市地下空间、水电地下洞室以及隧道等等。

地下工程是岩土与结构相互作用的一类问题，广义上仍然包含在岩土工程之中。

但由于地下工程施做的特殊性和使用的独立性，因此往往也将其单列出来，使之与岩土工程并列，从而构成岩土与地下工程。

三、岩土工程的发展历史,岩土工程的发展历史实际就是土力学的发展历史。

18世纪的工业革命，带动了经典土力学理论的建立；20世纪大规模的上天入地的交通、基础设施及生态环境工程建设有为岩土工程的发展提供了客观条件。

1.土力学划时代的人物、理论和年代,1）1773-1776:

法国科学家库伦强度理论（C.A.Coulomb建立并后来由O.Mohr发展）；土压力理论（1776年出版的著名论文极大极小原理应用于建筑中的静力学问题）。

C.A.Coulomb（1736-1806）,2）1856：

法国工程师（H.Darcy）渗透理论：

达西定理。

3）1857：

英国学者朗金或朗肯（W.J.M.Rankine）4）1885：

法国数学家布辛纳斯克（J.Boussinesq）地基的附加应力（点荷载和线荷载）。

5）1920：

普朗德尔（Prandtl）地基极限承载力（塑性平衡原理）。

6）1922：

瑞典工程师费兰纽斯（Fellenius）土坡稳定条分法。

7）1923-1925：

奥地利美国科学家太沙基（Terzaghi，1883-1963）有效应力原理；第一本理论土力学（1925）8）1963：

英国学者罗斯科（Roscoe）土的本构关系或本构理论（依据伦敦粘土的-关系）。

2.岩土工程的四次浪潮第一次浪潮:

中古世纪，以生存、祭祀和疆土扩张为主要要目的的相关岩土工程活动。

第二次浪潮:

十六世纪开始一直到十九世纪的工业革命时期，以矿山工程和地下军事防护工程的大规模建设为特征，以及伴随城市化发展的城市大型公共建筑、道路、给排水等市政工程。

1863年开始在英国伦敦建设城市地铁是这次浪潮的典型标志。

第三次浪潮：

二十世纪初期至末期，以高层建筑、地下商场、地铁，大坝、高速铁路、公路、跨海隧道、大规模地质灾害防治等全方位岩土工程建设为特征。

第四次浪潮：

二十世纪末年以来，岩土工程建设的兴起和发展。

这次浪潮的特征是改善城市环境，保护自然生态环境，人与自然、社会的和谐共存发展。

四、岩土与地下工程学术组织及学术活动,我国的主要学术组织中国土木工程学会土力学及岩土工程学会中国土木工程学会隧道与地下工程学会中国地下空间学会国际相关学术组织为适应形势的发展,国际上成立了不少与地下工程有关的组织。

其中比较著名的是:

；国际土力学与岩土工程学会（ISSMGE,InternationalSocietyforSoilMechanicsandGeotechnicalEngineering）;国际隧道协会（ITA,InternationalTunnelingAssociation）;国际城市地下空间联合研究中心（ACUUS,AssociatedResearchCentersforUrbanUndergroundSpace）,隧道工程与快速开挖会议（RETC,RapidExcavationandTunnelingConference）,五、岩土与地下工程研究内容,1基础工程和地基处理,王府井地下连续墙施工,厦门环岛路地基处理,依阿华州立大学桩基础试验场,2.堤坝稳定和岩石或岩土高边坡稳定,三峡大坝施工全景,宝中线高边坡,长江三峡滑坡,3路基工程和防护工程,h6.13A77.20,附图二DK1410300.00测试断面布置图,B2,D,F,4994.70,1:

15,2.00,D2,4986.30,1:

1,5,A2,沉降板,3.55,1.600.60,1:

1.,5,泥岩C2,E2,抛填片石细砂粉质粘土泥岩泥岩,2.00,1.5,1:

4985.97,铺设双向塑料土工格栅,3.550.60.80,注：

A2长11.0m,B2长21.5m,C2长11.0m,D2长9.5m,E2长9.5m。

青藏线安多沼泽湿地冻土路基,青藏线北麓河L型支挡结构,二郎山公路坡面防护工程,高边坡处理,4废弃物处理,垃圾填埋场纵、立面示意,垃圾仓体设计细节,广州兴丰垃圾填埋场,5地下工程和大型洞群,地下厂房,慕尼黑地铁,六、岩土与地下工程目前的热点领域,1.地铁修建,北京地铁新规划,华盛顿地铁,平壤地铁,2.大坝、高坝的修建,隔河岩水电站（151m）,埃及地图,阿斯旺大坝,3南水北调工程,青藏密林,4.青藏铁路,西大滩段青藏铁路,青藏铁路最高点,5.高速公路和高速客运专线的修建,秦沈客运专线,京津塘高速公路,七、岩土与地下工程在未来发展中的趋势,人口爆炸、交通拥堵、资源短缺、环境恶化、土地衰退,当前人类赖以生存的地球表面已不堪重负。

因此，岩土与地下工程作为土木工程的一个部分，依然具有巨大的发展空间和巨大的发展潜力。

因为，多种因素决定了其发展的必然趋势。

因素一：

人口爆炸、经济发展和城市化推进的需要以中国占世界人口超过1/5强，人均耕地面积少于世界平均水平1/3弱的现实，加之正在作为“世界工厂”的经济发展态势和推进城市化的要求，土地、交通和环境无疑是制约着一发展极为重要的因素或瓶颈。

如何实现人与社会、人与自然、资源利用与可持续发展的和谐模式，需要在地面交通改善的同时大力发展占地少、对自然环境影响小的轨道交通、地下交通并加大对地下空间的开发。

因素二：

现代战争的特点与人防的需要,倒塌后的世贸大楼（2002.9.11）倒塌前的世贸大楼（2002.9.11）,因素三：

地下工程具有较强的抗灾能力,因素四：

较为廉价的建筑节能措施,除了抗爆能力外，地下工程还具有比地面建筑更强的抗震能力。

日本阪神地震（95年1月17日）的震害比较就明显的反映出这一特征。

一个直观地解释是震害是地壳表层运动的结果，地下结构相对于地上结构而言，更容易与地壳同步运动，因而破坏小些。

我国唐山地震、海城地震等也反映出这一现象。

唐山大地震后的铁路,八、岩土与地下工程主要面临的问题,区域性土分布和特性的研究本构模型研究不同介质间相互作用及共同分析岩土工程测试技术环境岩土工程研究6周期荷载以及动力荷载作用下地基、路基性状7特殊岩土工程问题研究,谢谢！