岩土工程是土木工程的一个分支,涉及地质环境与人类活动之间相互关系的研究。
土壤力学和岩石力学是定义和描述工程设计分析的数学方面的领域,因为它们与地质环境有关。涉及岩石开挖的项目与采矿工程有着密切的关系。
岩土工程知识结构建立在对地质环境要素全面理解的基础上。因此,实际上,岩土工程包括两个主要但相互独立的学科:地质学和土木工程。
两个学科都是应用科学的分支,但它们之间存在着重大的哲学差异。地质学家主要基于观察和直觉推理得出结论,而工程师则测量性质并应用数学分析来得出结论。工程地质学(或地质工程)这门学科试图填补这一哲学差距,主要与建筑工程中对地质环境的表征以及对斜坡运动、地震等地质现象的评估有关,而不是与基础和挡土结构等工程作品的设计和施工相关。
各类网站的构想是将地质学和土木工程融合在一起;它是一个全面指南,从调查和定义地质环境的角度出发,为工程设计提供准则——无论是在土壤还是岩石中。
岩土工程师
必须熟悉地质环境及其特征的许多组成部分:岩石类型和岩体、土壤类型和土层、地下水以及通常称为地质灾害的现象,如洪水和侵蚀、滑坡、地面隆起、沉降与塌陷以及地震。
在2013年9月9日至13日期间,科罗拉多州博尔德市及其附近居民再次深刻意识到泥石流所带来的危险。在那5天时间里,几乎持续不断的降雨引发了无数次洪水和超过1100起泥石流事件,涉及面积超过3400平方公里(1300平方英里)。大部分发生在坡度超过25度的陡峭斜坡上。
在进行岩土工程勘察时,有必要通过采用各种勘探技术来识别这些要素并定义它们的空间定位。根据对组成地质材料的水力和机械性能进行测量所建立的工程设计准则,可以通过实验室对从现场取回的样品进行测试或者在现场本身即原位(即in situ)测试来确定。利用仪器测量地质环境对于自然变化应力场或其他瞬态条件(无论是自然发生还是由于施工活动引起)的响应情况。
对人类工作产生最严重影响的地质环境因素是地质灾害以及应对这些灾害的方法。这些现象根据其构成的危险程度和发生风险程度来考虑。解决这些问题可以采取以下几种方式之一:避免危险、减少危险或消除危险。必须认识到,在许多情况下,完全消除危险条件是不可能的,只能通过避免或将风险减少到可接受范围来处理。
必须认识到,在岩土工程方面,我们的能力存在许多限制。在特定位置上,往往无法确定所有重要条件,也无法准确测量所有地质材料的性质,例如无法预测边坡失稳、洪水和地震等事件的发生和规模。
许多分析方法基于经验概念,并且大多数都基于弹性理论概念,这些只适用于大部分地质材料。
对我们自身限制的认识应该导致采取保守设计策略,并包含足够的安全系数以应对未知情况。
来源:网络
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