岩土工程评价与设计讲座之一(上)(3)参考课件
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l 2. 对岩土工程评价与岩土工程设计的区 别不是很清楚，例如：评价与设计的前 提条件有什么区别？评价的前提是对地 质条件的探明，而设计的前提是明确工 程条件；评价为设计提供对地质条件的 理性认识；评价时进行一些计算的目的 是什么？什么是适度量化和有条件的量 化? 评价的结论与设计的结果有什么不 同？评价是对现有地质条件的分析和预 测；设计是对拟建工程的谋划与安排。
l 第二本书出版以后，一些朋友希望我讲一讲 这本书中关于勘察工作中的岩土工程评价和 岩土工程设计的问题。由于内容比较多，将 分为两个部分，第一部分为岩土工程评价方 法，第二部分为岩土工程设计方法。
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第一部分 岩土工程评价方法
l 一. 岩土工程评价与岩土工程设计的基本 要求
l 二. 岩土工程设计参数的统计分析与评价 方法
l 岩土工程评价与设计方法讲座 l 第一部分岩土工程评价方法
l
同济大学 高大钊 2011年3月
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引言
l 2010年6月，《岩土工程勘察与设计》岩 土工程疑难问题答疑笔记整理之二脱稿 交付人民交通出版社出版。这本书与《 土力学与岩土工程师》岩土工程疑难问 题答疑笔记整理之一是姐妹篇，共同记 叙了六年来，我国岩土工程界网友在中 国工程勘察信息网上，切磋、讨论技术 问题的主要历程和内容，共约100余万字 篇幅。
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l 概括起来，这两本书里，网友提出了四 个类型的问题：现行体制与岩土工程体 制、岩土工程师需要的土力学素养、岩 土工程勘察、岩土工程设计。
l 其中，岩土工程勘察包括钻探、原位测 试、土工试验等勘探的实务工作和资料 分析、综合评价工作两个部分。
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l 在前几年，一些兄弟单位、地方协会和培训 机构组织的讲座中，我比较多地讲了前面的 三个问题，即体制问题、岩土工程师的土力 学素养和岩土工程勘察的实务工作。
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l 五. 边坡稳定性分析与土压力计算 l 六. 基坑工程方案设计与事故分析 l 七. 地基基础抗震评价与抗震设计
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一. 岩土工程评价与岩土工程设 计的基本要求
l 《岩土工程勘察规范》对勘察报告的内容 提出了如下的规定：
l 1. 勘察目的、任务要求和依据的技术标准 ；
l 2. 拟建工程概况； l 3. 勘察方法和勘察工作布置； l 4. 场地地形、地貌、地质构造、岩土性质
l 三. 地下水位评价与地下室抗浮验算方法
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l 四. 抗剪强度指标的评价与大面积堆载的 稳定性验算
l 五. 勘察报告中的岩土工程评价 l 六. 岩土工程设计荷载取值与安全度控制
方法 l 七. 基础方案建议与地基基础设计的基础
选型
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第二部分 岩土工程设计方法
l 一. 浅基础设计的地基承载力问题 l 二. 地基基础设计的变形控制方法 l 三. 单桩、群桩的承载力与桩基础设计 l 四. 地基处理的方案选择与设计控制
l 但什么是分析、评价？ l 分析、评价的目的是什么？ l 怎样做分析、评价？ l 评价与设计有什么区别？ l 这些都是我们需要弄清楚的问题。
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l 在现实的勘察工作中，至少在我的论坛 上所反映出来的问题中，显示了部分业 内人士在不同程度上存在着一些值得重 视的问题：
l 1. 对参数统计评价的基本前提不是很清 楚，例如：力学层与地质体之间是什么 样的关系？对力学层为什么要作均质体 的假定？什么是异常数据？异常数据如 何剔除？如何使用经验关系？
及其均匀性；
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l 5. 各项岩土性质指标，岩土强度参数、变 形参数、地基承载力的建议值；
l 6. 地下水埋藏情况、类型、水位及其变化 ；
l 7. 土和水对建筑材料的腐蚀性； l 8. 可能影响工程稳定性的不良地质作用的
描述和对工程危害程度的评价； l 9. 场地稳定性和适宜性的评价。
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Βιβλιοθήκη Baidu
l 上述9项要求中，第4～第9项的要求都是 分析、评价。评价构成了岩土工程勘察 报告的基本内容和结论。
l 岩土工程参数统计分析与取值是岩土工 程勘察内业工作的重要组成部分，是对 原位测试和室内试验的数据进行处理、 加工，从中提出代表性的设计、施工参 数，作为岩土工程勘察分析评价的重要 依据。
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基本观点
l 由于岩土体是自然形成的，其成分、结 构和构造都是随机的和不确定的，勘察 时的钻孔或原位测试所取得的土样或数 据都有相当大的偶然性，采样必然带有 随机性。因此，岩土工程参数的分析方 法必须建立在随机数学的基础上，采用 统计的方法获得具有代表性的参数，对 于所得到的岩土工程参数也只能从统计 的概念上去理解，才能正确地使用。
l 统计修正系数是对土性指标的平均值因 变异性而进行的修正，平均值乘以修正 系数以后称为标准值，标准值是具有概 率意义的代表性数值或者称为取用值。
k sm
s 11.7n044.n6278
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l 岩土参数的标准值是岩土工程设计的基 本代表值，是岩土参数的可靠性估值。 对岩土设计参数的估计，实质上是对总 体平均值作置信区间估计。在勘察工作 中取土试样或者作原位测试测定岩土的 性状和行为，其目的是希望了解岩土体 的总体的性状和行为，取土试验或作测 试工作是一种抽样的手段，而非目的。 抽样所得的子样，包括试验的结果和原 位测试的结果都是抽样得到的子样，这 些子样并非我们的终极目标。
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参数分析的内容
l 岩土工程参数分析的内容包括对原始数 据的误差分析和有效数字的取舍，数据 统计特征的分析，平均值和标准值的计 算，参数间经验公式的建立及其图表表 示方法。
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6.1如何理解参数的统计修正系 数
l 6.1.A统计修正系数计算时，公式括号中 的正负号如何选择？不利组合具体情况 下怎么考虑？除了抗剪强度取负值外， 还有那些指标通常取负值？或那些指标 可以取负值。另外，统计修正系数一般 情况下在0.75～1之间，如果计算出来是 负数或大于1，是不是计算结果就不能用 了呢？ 6.1.B对于岩土参数的统计规范有规定， 对于原位测试该怎么统计呢，是按照规 18
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l 3. 岩土工程勘察的审图应该把握什么问 题，是否存在过度的定量计算的要求？ 评价的深度如何掌握？如何正确地理解 《岩土工程勘察规范》对岩土工程评价 的要求？在勘察阶段能否以设计规范作 为审图的依据？评价的依据是勘察规范 ，而设计的依据是设计规范，两者不能 混淆。
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二. 岩土工程设计参数的 统计分析与评价方法
l 2. 对岩土工程评价与岩土工程设计的区 别不是很清楚，例如：评价与设计的前 提条件有什么区别？评价的前提是对地 质条件的探明，而设计的前提是明确工 程条件；评价为设计提供对地质条件的 理性认识；评价时进行一些计算的目的 是什么？什么是适度量化和有条件的量 化? 评价的结论与设计的结果有什么不 同？评价是对现有地质条件的分析和预 测；设计是对拟建工程的谋划与安排。
l 第二本书出版以后，一些朋友希望我讲一讲 这本书中关于勘察工作中的岩土工程评价和 岩土工程设计的问题。由于内容比较多，将 分为两个部分，第一部分为岩土工程评价方 法，第二部分为岩土工程设计方法。
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第一部分 岩土工程评价方法
l 一. 岩土工程评价与岩土工程设计的基本 要求
l 二. 岩土工程设计参数的统计分析与评价 方法
l 岩土工程评价与设计方法讲座 l 第一部分岩土工程评价方法
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同济大学 高大钊 2011年3月
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引言
l 2010年6月，《岩土工程勘察与设计》岩 土工程疑难问题答疑笔记整理之二脱稿 交付人民交通出版社出版。这本书与《 土力学与岩土工程师》岩土工程疑难问 题答疑笔记整理之一是姐妹篇，共同记 叙了六年来，我国岩土工程界网友在中 国工程勘察信息网上，切磋、讨论技术 问题的主要历程和内容，共约100余万字 篇幅。
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l 概括起来，这两本书里，网友提出了四 个类型的问题：现行体制与岩土工程体 制、岩土工程师需要的土力学素养、岩 土工程勘察、岩土工程设计。
l 其中，岩土工程勘察包括钻探、原位测 试、土工试验等勘探的实务工作和资料 分析、综合评价工作两个部分。
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l 在前几年，一些兄弟单位、地方协会和培训 机构组织的讲座中，我比较多地讲了前面的 三个问题，即体制问题、岩土工程师的土力 学素养和岩土工程勘察的实务工作。
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l 五. 边坡稳定性分析与土压力计算 l 六. 基坑工程方案设计与事故分析 l 七. 地基基础抗震评价与抗震设计
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一. 岩土工程评价与岩土工程设 计的基本要求
l 《岩土工程勘察规范》对勘察报告的内容 提出了如下的规定：
l 1. 勘察目的、任务要求和依据的技术标准 ；
l 2. 拟建工程概况； l 3. 勘察方法和勘察工作布置； l 4. 场地地形、地貌、地质构造、岩土性质
l 三. 地下水位评价与地下室抗浮验算方法
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l 四. 抗剪强度指标的评价与大面积堆载的 稳定性验算
l 五. 勘察报告中的岩土工程评价 l 六. 岩土工程设计荷载取值与安全度控制
方法 l 七. 基础方案建议与地基基础设计的基础
选型
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第二部分 岩土工程设计方法
l 一. 浅基础设计的地基承载力问题 l 二. 地基基础设计的变形控制方法 l 三. 单桩、群桩的承载力与桩基础设计 l 四. 地基处理的方案选择与设计控制
l 但什么是分析、评价？ l 分析、评价的目的是什么？ l 怎样做分析、评价？ l 评价与设计有什么区别？ l 这些都是我们需要弄清楚的问题。
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l 在现实的勘察工作中，至少在我的论坛 上所反映出来的问题中，显示了部分业 内人士在不同程度上存在着一些值得重 视的问题：
l 1. 对参数统计评价的基本前提不是很清 楚，例如：力学层与地质体之间是什么 样的关系？对力学层为什么要作均质体 的假定？什么是异常数据？异常数据如 何剔除？如何使用经验关系？
及其均匀性；
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l 5. 各项岩土性质指标，岩土强度参数、变 形参数、地基承载力的建议值；
l 6. 地下水埋藏情况、类型、水位及其变化 ；
l 7. 土和水对建筑材料的腐蚀性； l 8. 可能影响工程稳定性的不良地质作用的
描述和对工程危害程度的评价； l 9. 场地稳定性和适宜性的评价。
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Βιβλιοθήκη Baidu
l 上述9项要求中，第4～第9项的要求都是 分析、评价。评价构成了岩土工程勘察 报告的基本内容和结论。
l 岩土工程参数统计分析与取值是岩土工 程勘察内业工作的重要组成部分，是对 原位测试和室内试验的数据进行处理、 加工，从中提出代表性的设计、施工参 数，作为岩土工程勘察分析评价的重要 依据。
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基本观点
l 由于岩土体是自然形成的，其成分、结 构和构造都是随机的和不确定的，勘察 时的钻孔或原位测试所取得的土样或数 据都有相当大的偶然性，采样必然带有 随机性。因此，岩土工程参数的分析方 法必须建立在随机数学的基础上，采用 统计的方法获得具有代表性的参数，对 于所得到的岩土工程参数也只能从统计 的概念上去理解，才能正确地使用。
l 统计修正系数是对土性指标的平均值因 变异性而进行的修正，平均值乘以修正 系数以后称为标准值，标准值是具有概 率意义的代表性数值或者称为取用值。
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l 岩土参数的标准值是岩土工程设计的基 本代表值，是岩土参数的可靠性估值。 对岩土设计参数的估计，实质上是对总 体平均值作置信区间估计。在勘察工作 中取土试样或者作原位测试测定岩土的 性状和行为，其目的是希望了解岩土体 的总体的性状和行为，取土试验或作测 试工作是一种抽样的手段，而非目的。 抽样所得的子样，包括试验的结果和原 位测试的结果都是抽样得到的子样，这 些子样并非我们的终极目标。
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参数分析的内容
l 岩土工程参数分析的内容包括对原始数 据的误差分析和有效数字的取舍，数据 统计特征的分析，平均值和标准值的计 算，参数间经验公式的建立及其图表表 示方法。
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6.1如何理解参数的统计修正系 数
l 6.1.A统计修正系数计算时，公式括号中 的正负号如何选择？不利组合具体情况 下怎么考虑？除了抗剪强度取负值外， 还有那些指标通常取负值？或那些指标 可以取负值。另外，统计修正系数一般 情况下在0.75～1之间，如果计算出来是 负数或大于1，是不是计算结果就不能用 了呢？ 6.1.B对于岩土参数的统计规范有规定， 对于原位测试该怎么统计呢，是按照规 18
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l 3. 岩土工程勘察的审图应该把握什么问 题，是否存在过度的定量计算的要求？ 评价的深度如何掌握？如何正确地理解 《岩土工程勘察规范》对岩土工程评价 的要求？在勘察阶段能否以设计规范作 为审图的依据？评价的依据是勘察规范 ，而设计的依据是设计规范，两者不能 混淆。
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二. 岩土工程设计参数的 统计分析与评价方法