土体地质工程设计问题
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发布时间：2022-04-23 10:06
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时间：2023-10-10 20:08
1.土体地质工程设计中不确定因素
土体地质工程设计中的困难在于：①地质模型难于准确地给定；②工程地质力学参数难于准确地给定；③粘性土降水很难做到符合设计要求；④施工质量也常常达不到设计要求。以基坑工程来说，目前基坑工程是有风险的。原因在于：
（1）目前对基坑边坡破坏机制还不都很清楚，这表明目前基坑设计在理论上还不成熟，用什么理论进行支护设计，还不是很清楚；
（2）目前取得的土体力学参数与实际相差很大，有的说土体强度试验结果可能比实际低了30%左右；有的说土体的湿度具有控制作用，而土体中的湿度是很难搞清楚的，试验结果到底是高还是低很难说清；就变形模量来说，目前实验室测得的变形参数仅为几十至几百MPa，而反分析得到的可高达1000～1200MPa。原因可能在于试验取样时把土体受的围压取消了，这就造成试验结果与实际不符。目前看来，比较好的办法是采用变形监测反分析的方法来取得这些参数。
（3）目前对土体中应力（即地应力）还不清楚，现在在设计中都是采用γh来估算土体中应力，实际上并不一定都符合实际。土体中除有自重应力外还有构造应力，著者在北京市航空干部管理学院主楼基坑下4m深处淤泥层中就见到过“X”节理，这是土体中水平地应力为第一主应力的表现，垂直地应力为第二主应力，这表明土体中确实存在有构造应力。看来需要进行土体中的地应力测量。
（4）土体结构，在土体地质工程建设中土体结构常不被重视，这是土体地质工程建设中出事故的重要原因之一。软夹层层状结构更具有特殊意义，这种结构常被误认为层状结构，而且软夹层常不连续，而且厚薄不均，极不稳定，但是它是极为重要的土体结构单元。
（5）地下水也是很难搞清楚的一项土体赋存环境因素：①它具有很大的不确定性；②地下水探测技术还不能把所有的隔水层和含水层都搞清楚，很难给出可靠的地下水模型，这样一来，就给土体地质工程设计带来不确定性。
在进行土体地质工程设计时必须考虑到上述因素，不要以确定论观点看待设计结果。
2.土体力学分析方法问题
（1）土体破坏机制：土体地质工程设计中的一项重要工作是土体力学分析。土体力学分析结果的可靠性主要决定于力学模型。力学模型确定的正确与否则决定于对土体破坏机制的判断。目前采用的土体力学模型多数是采用库仑—莫尔模型，实际上是认为土体破坏机制是剪破坏，这不完全符合实际。实际是土体破坏机制受土体结构控制。在土体结构控制下土体有多种破坏机制，也就是说有多种力学模型，详见“土体结构控制论和土体力学原理”部分。
（2）土体力学介质及土体力学分析方法：目前土体力学分析主要是用单一的连续介质力学方法。这并不符合土体实际，土体实际是具有多种力学介质，应该采用相应的力学方法进行力学分析。在第四章“土体结构控制论与土体力学原理”内谈到过，土体至少具有三种力学介质和三种力学分析方法。这是由土体地质特点或者说土体结构特点决定的。
