《岩土工程设计与施工》课程总结

1 引言

《岩土工程设计与施工》的授课对象是地质工程专业的学生。“岩土工程(Geotechnical Engineering)” 这个词一般在学术领域多指的是与土力学和地基工程相关的学科，而在工程咨询领域，岩土工程也包括了岩石工程。在一些咨询公司，岩土工程也称作地层工程(Ground Engineering)。考虑到相当一部分学生毕业后进入到建筑, 道路,桥梁等施工领域工作, 因此这个课程侧重讲授了土力学与地基工程最基础和日常遇到的理论和技术, 特别强调了技术, 施工与社会和经济之间的关系. 一些先进的岩土工程设计方法和论题, 例如水平载荷下桩的受力和变形, 机器地基, 土工织物材料, 数值模拟等由于学时所限不在本课程的授课范围之内. 本笔记简要总结了该课程的核心内容。

2 岩土工程勘察

岩土工程勘察是整个岩土工程学科最基础的部分. 这个模块从技术,经济,安全的角度讲授了完成一个岩土工程勘察项目的完整步骤, 特别强调了土的描述和分类以及标准贯入试验(SPT), 考虑到大多数学生毕业后的工作地域, 本课程没有讲授静力触探试验(CPT), 尽管这是我比较偏爱的一种现场测试手段. 

BYSPT: 使用标准贯入试验估算土体的物理力学参数值（以下文章均可在仿真秀官网搜索并阅读全文）

基于液限和塑限的经验关系式总结

3 土的夯实 

土的夯实是岩土工程中最常见的施工方法, 这个模块着重强调了最优含水量和最大干密度的概念, 讲授了各种各样的夯实手段和现场测试方法, 特别讲解了国内基本不用但在北美广泛使用的核密度仪. 

填方路基施工---Compaction

尾矿库闭库形成的坝堤边坡(Embankment Construction)

4 基础下的应力分布 

考虑到这个专业的学生缺少土木工程学科的一些基础课程, 本课程仅讲授了最简单的独立柱基下的应力分布计算方法----2:1方法, 其它计算方法和基础形式没有涉及.   

基础下的应力分布计算---(2:1法和Westergaard法)

5 沉降计算 

在这个模块中, 简要描述了砂土和粘土地层沉降的概念和计算方法, 包括瞬时沉降, 主固结沉降和次固结沉降的概念, 演示了Settle3D软件的计算过程和结果解释.

压缩指数Cc的经验估算---与初始孔隙比e0的回归关系

压缩指数Cc的经验估算---与天然含水量Wn的回归关系

一个粘土预固结压力的经验计算方法

砂土上圆形浅层地基的弹性沉降---一个基于实践的估算方法

不同类型土的弹性模量---一个经验总结

基础在粘土地基上的沉降模拟

6 水平土压力

在这个模块中, 讲授了水平土压力的三种类型, 挡土墙的类型及其验算内容, 基坑的常用支护结构形式, 特别强调了土钉墙(喷锚网)的支护原理, 这是北方地区经常使用的一种基坑支护方式. 简要介绍了排桩支护基坑的施工方法.

从岩土工程视角看本周美国水坝的损坏

静止土压力系数Ka的扩展计算方法

Gravity Dam: 重力式混凝土坝水压力计算

Gravity Dam: 重力式混凝土坝地震力计算

Gravity Dam: 重力式混凝土坝上浮压力计算

7 桩基础

这个模块简要讲授了桩在垂直载荷作用下的工作机理和设计原理, 解释了桩的端承力和侧摩阻力的计算方法, 特别强调了冻土层的处理方法,在北方地区进行天然地基和桩基础的设计时必须考虑冻土层因素。讲授了夯实挤密桩和CFG桩复合地基的施工工艺.

水平载荷作用下桩的受力和变形分析方法

8 垂直有效应力

有效应力在地基设计和边坡稳定性分析中非常重要, 为此讲授了有效应力的概念以及在多层土中有效应力的计算方法.

Gravity Dam: 重力式混凝土坝水压力计算

Reducing Landslides: 应对滑坡的预防措施(Part I)

Reducing Landslides: 应对滑坡的预防措施(Part II)

7月8日: 两个由于暴雨引起的滑坡地质灾害

从岩土工程视角看缅甸玉矿滑坡造成的重大伤亡

BYSPT: 使用标准贯入试验估算土体的物理力学参数值

降雨对边坡稳定的影响---FLAC的两相流模拟

受降雨影响，今天北方某铁矿发生大面积滑坡

9 边坡破坏类型

由于地质工程专业的部分学生将来可能进入采矿工程领域和隧道工程领域, 原计划系统地讲授一下岩石工程方面的知识,包括岩石边坡和岩石地下开挖, 结果由于不可预期的事件发生, 没有足够的时间完成这一模块, 仅讲授了岩石边坡破坏的各种模式。

岩土边坡的破坏类型(C3)(Failure types of slope)

沉积岩及其工程特性(Sedimentary Rocks)

边坡工程---岩体边坡的破坏模式