10 基坑工程圍護(hù)體系穩(wěn)定和變形
隨著高層建筑的發(fā)展和城市地下空間的開(kāi)發(fā)，深基坑工程日益增多?；庸こ虈o(hù)體系穩(wěn)定和變形是重要的研究領(lǐng)域。
基坑工程圍護(hù)體系穩(wěn)定和變形研究包括下述方面：土壓力計(jì)算、圍護(hù)體系的合理型式及適用范圍、圍護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及優(yōu)化、基坑工程的“時(shí)空效應(yīng)”、圍護(hù)結(jié)構(gòu)的變形，以及基坑開(kāi)挖對(duì)周圍環(huán)境的影響等等?；庸こ躺婕巴馏w穩(wěn)定、變形和滲流三個(gè)基本問(wèn)題，并要考慮土與結(jié)構(gòu)的共同作用，是一個(gè)綜合性課題，也是一個(gè)系統(tǒng)工程。
基坑工程區(qū)域性、個(gè)性很強(qiáng)。有的基坑工程土壓力引起圍護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性是主要矛盾，有的土中滲流引起流土破壞是主要矛盾，有的控制基坑周圍地面變形量是主要矛盾。目前土壓力理論還很不完善，靜止土壓力按經(jīng)驗(yàn)確定或按半經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，主動(dòng)土壓力和被動(dòng)土壓力按庫(kù)倫(1776)土壓力理論或朗肯(1857)土壓力理論計(jì)算，這些都出現(xiàn)在Terzaghi有效應(yīng)力原理問(wèn)世之前。在考慮地下水對(duì)土壓力的影響時(shí)，是采用水土壓力分算，還是采用水土壓力合算較為符合實(shí)際情況，在學(xué)術(shù)界和工程界認(rèn)識(shí)還不一致。
作用在圍護(hù)結(jié)構(gòu)上的土壓力與擋土結(jié)構(gòu)的位移有關(guān)。基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)承受的土壓力一般是介于主動(dòng)土壓力和靜止土壓力之間或介于被動(dòng)土壓力和靜止土壓力之間。另外，土具有蠕變性，作用在圍護(hù)結(jié)構(gòu)上的土壓力還與作用時(shí)間有關(guān)。
11 復(fù)合地基
隨著地基處理技術(shù)的發(fā)展，復(fù)合地基技術(shù)得到愈來(lái)愈多的應(yīng)用。復(fù)合地基是指天然地基在地基處理過(guò)程中部分土體得到增強(qiáng)或被置換，或在天然地基中設(shè)置加筋材料，加固區(qū)是由基體(天然地基土體)和增強(qiáng)體兩部分組成的人工地基。復(fù)合地基中增強(qiáng)體和基體是共同直接承擔(dān)荷載的。根據(jù)增強(qiáng)體的方向，可分為豎向增強(qiáng)體復(fù)合地基和水平向增強(qiáng)體復(fù)合地基兩大類。根據(jù)荷載傳遞機(jī)理的不同，豎向增強(qiáng)體復(fù)合地基又可分為三種：散體材料樁復(fù)合地基、柔性樁復(fù)合地基和剛性樁復(fù)合地基。
復(fù)合地基、淺基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)是目前常見(jiàn)的三種地基基礎(chǔ)形式。淺基礎(chǔ)、復(fù)合地基和樁基礎(chǔ)之間沒(méi)有非常嚴(yán)格的界限。樁土應(yīng)力比接近于1.0的土樁復(fù)合地基可以認(rèn)為是淺基礎(chǔ)，考慮樁土共同作用的摩擦樁基也可認(rèn)為是剛性樁復(fù)合地基。筆者認(rèn)為將其視為剛性樁復(fù)合地基更利于對(duì)其荷載傳遞體系的認(rèn)識(shí)。淺基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)的承載力和沉降計(jì)算有比較成熟的理論和工程實(shí)踐的積累，而復(fù)合地基承載力和沉降計(jì)算理論有待進(jìn)一步發(fā)展。目前復(fù)合地基計(jì)算理論遠(yuǎn)落后于復(fù)合地基實(shí)踐。應(yīng)加強(qiáng)復(fù)合地基理論的研究，如各類復(fù)合地基承載力和沉降計(jì)算，特別是沉降計(jì)算理論；復(fù)合地基優(yōu)化設(shè)計(jì)；復(fù)合地基的抗震性狀；復(fù)合地基可靠度分析等。另外各種復(fù)合土體的性狀也有待進(jìn)一步認(rèn)識(shí)。
加強(qiáng)復(fù)合地基理論研究的同時(shí)，還要加強(qiáng)復(fù)合地基新技術(shù)的開(kāi)發(fā)和復(fù)合地基技術(shù)應(yīng)用研究。
12 周期荷載以及動(dòng)力荷載作用下地基性狀
在周期荷載或動(dòng)力荷載作用下，巖土材料的強(qiáng)度和變形特性，與在靜荷載作用下的有許多特殊的性狀。動(dòng)荷載類型不同，土體的強(qiáng)度和變形性狀也不相同。在不同類型動(dòng)荷載作用下，它們共同的特點(diǎn)是都要考慮加荷速率和加荷次數(shù)等的影響。近二三十年來(lái)，土的動(dòng)力荷載作用下的剪切變形特性和土的動(dòng)力性質(zhì)(包括變形特性和動(dòng)強(qiáng)度)的研究已得到廣泛開(kāi)展。隨著高速公路、高速鐵路以及海洋工程的發(fā)展，需要了解周期荷載以及動(dòng)力荷載作用下地基土體的性狀和對(duì)周圍環(huán)境的影響。與一般動(dòng)力機(jī)器基礎(chǔ)的動(dòng)荷載有所不同，高速公路、高速鐵路以及海洋工程中其外部動(dòng)荷載是運(yùn)動(dòng)的，同時(shí)自身又產(chǎn)生振動(dòng)，地基土體的受力狀況將更復(fù)雜，土體的強(qiáng)度、變形特性以及土體的蠕變特性需要進(jìn)一步深入的研究，以滿足工程建設(shè)的需要。交通荷載的周期較長(zhǎng)，交通荷載自身振動(dòng)頻率也低，荷載產(chǎn)生的振動(dòng)波的波長(zhǎng)較長(zhǎng)，波傳播較遠(yuǎn)，影響范圍較大。高速公路、高速鐵路以及海洋工程中的地基動(dòng)力響應(yīng)計(jì)算較為復(fù)雜，研究交通荷載作用下地基動(dòng)力響應(yīng)計(jì)算方法，從而可進(jìn)一步研究交通荷載引起的荷載自身振動(dòng)和周圍環(huán)境的振動(dòng)，對(duì)實(shí)際工程具有廣泛的應(yīng)用前景。
13 特殊巖土工程問(wèn)題研究
展望巖土工程的發(fā)展，還要重視特殊巖土工程問(wèn)題的研究，如：庫(kù)區(qū)水位上升引起周圍山體邊坡穩(wěn)定問(wèn)題；越江越海地下隧道中巖土工程問(wèn)題；超高層建筑的超深基礎(chǔ)工程問(wèn)題；特大橋、跨海大橋超深基礎(chǔ)工程問(wèn)題；大規(guī)模地表和地下工程開(kāi)挖引起巖土體卸荷變形破壞問(wèn)題；等等。
巖土工程是一門應(yīng)用科學(xué)，是為工程建設(shè)服務(wù)的。工程建設(shè)中提出的問(wèn)題就是巖土工程應(yīng)該研究的課題。巖土工程學(xué)科發(fā)展方向與土木工程建設(shè)發(fā)展態(tài)勢(shì)密切相關(guān)。世界土木工程建設(shè)的熱點(diǎn)移向東亞、移向中國(guó)。中國(guó)地域遼闊，工程地質(zhì)復(fù)雜。中國(guó)土木工程建設(shè)的規(guī)模、持續(xù)發(fā)展的時(shí)間、工程建設(shè)中遇到的巖土工程技術(shù)問(wèn)題，都是其它國(guó)家不能相比的。這給我國(guó)巖土工程研究躋身世界一流并逐步處于地位創(chuàng)造了很好的條件。展望21世紀(jì)巖土工程的發(fā)展，挑戰(zhàn)與機(jī)遇并存，讓我們的共同努力將中國(guó)巖土工程推向一個(gè)新水平。
隨著高層建筑的發(fā)展和城市地下空間的開(kāi)發(fā)，深基坑工程日益增多?；庸こ虈o(hù)體系穩(wěn)定和變形是重要的研究領(lǐng)域。
基坑工程圍護(hù)體系穩(wěn)定和變形研究包括下述方面：土壓力計(jì)算、圍護(hù)體系的合理型式及適用范圍、圍護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及優(yōu)化、基坑工程的“時(shí)空效應(yīng)”、圍護(hù)結(jié)構(gòu)的變形，以及基坑開(kāi)挖對(duì)周圍環(huán)境的影響等等?；庸こ躺婕巴馏w穩(wěn)定、變形和滲流三個(gè)基本問(wèn)題，并要考慮土與結(jié)構(gòu)的共同作用，是一個(gè)綜合性課題，也是一個(gè)系統(tǒng)工程。
基坑工程區(qū)域性、個(gè)性很強(qiáng)。有的基坑工程土壓力引起圍護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性是主要矛盾，有的土中滲流引起流土破壞是主要矛盾，有的控制基坑周圍地面變形量是主要矛盾。目前土壓力理論還很不完善，靜止土壓力按經(jīng)驗(yàn)確定或按半經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，主動(dòng)土壓力和被動(dòng)土壓力按庫(kù)倫(1776)土壓力理論或朗肯(1857)土壓力理論計(jì)算，這些都出現(xiàn)在Terzaghi有效應(yīng)力原理問(wèn)世之前。在考慮地下水對(duì)土壓力的影響時(shí)，是采用水土壓力分算，還是采用水土壓力合算較為符合實(shí)際情況，在學(xué)術(shù)界和工程界認(rèn)識(shí)還不一致。
作用在圍護(hù)結(jié)構(gòu)上的土壓力與擋土結(jié)構(gòu)的位移有關(guān)。基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)承受的土壓力一般是介于主動(dòng)土壓力和靜止土壓力之間或介于被動(dòng)土壓力和靜止土壓力之間。另外，土具有蠕變性，作用在圍護(hù)結(jié)構(gòu)上的土壓力還與作用時(shí)間有關(guān)。
11 復(fù)合地基
隨著地基處理技術(shù)的發(fā)展，復(fù)合地基技術(shù)得到愈來(lái)愈多的應(yīng)用。復(fù)合地基是指天然地基在地基處理過(guò)程中部分土體得到增強(qiáng)或被置換，或在天然地基中設(shè)置加筋材料，加固區(qū)是由基體(天然地基土體)和增強(qiáng)體兩部分組成的人工地基。復(fù)合地基中增強(qiáng)體和基體是共同直接承擔(dān)荷載的。根據(jù)增強(qiáng)體的方向，可分為豎向增強(qiáng)體復(fù)合地基和水平向增強(qiáng)體復(fù)合地基兩大類。根據(jù)荷載傳遞機(jī)理的不同，豎向增強(qiáng)體復(fù)合地基又可分為三種：散體材料樁復(fù)合地基、柔性樁復(fù)合地基和剛性樁復(fù)合地基。
復(fù)合地基、淺基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)是目前常見(jiàn)的三種地基基礎(chǔ)形式。淺基礎(chǔ)、復(fù)合地基和樁基礎(chǔ)之間沒(méi)有非常嚴(yán)格的界限。樁土應(yīng)力比接近于1.0的土樁復(fù)合地基可以認(rèn)為是淺基礎(chǔ)，考慮樁土共同作用的摩擦樁基也可認(rèn)為是剛性樁復(fù)合地基。筆者認(rèn)為將其視為剛性樁復(fù)合地基更利于對(duì)其荷載傳遞體系的認(rèn)識(shí)。淺基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)的承載力和沉降計(jì)算有比較成熟的理論和工程實(shí)踐的積累，而復(fù)合地基承載力和沉降計(jì)算理論有待進(jìn)一步發(fā)展。目前復(fù)合地基計(jì)算理論遠(yuǎn)落后于復(fù)合地基實(shí)踐。應(yīng)加強(qiáng)復(fù)合地基理論的研究，如各類復(fù)合地基承載力和沉降計(jì)算，特別是沉降計(jì)算理論；復(fù)合地基優(yōu)化設(shè)計(jì)；復(fù)合地基的抗震性狀；復(fù)合地基可靠度分析等。另外各種復(fù)合土體的性狀也有待進(jìn)一步認(rèn)識(shí)。
加強(qiáng)復(fù)合地基理論研究的同時(shí)，還要加強(qiáng)復(fù)合地基新技術(shù)的開(kāi)發(fā)和復(fù)合地基技術(shù)應(yīng)用研究。
12 周期荷載以及動(dòng)力荷載作用下地基性狀
在周期荷載或動(dòng)力荷載作用下，巖土材料的強(qiáng)度和變形特性，與在靜荷載作用下的有許多特殊的性狀。動(dòng)荷載類型不同，土體的強(qiáng)度和變形性狀也不相同。在不同類型動(dòng)荷載作用下，它們共同的特點(diǎn)是都要考慮加荷速率和加荷次數(shù)等的影響。近二三十年來(lái)，土的動(dòng)力荷載作用下的剪切變形特性和土的動(dòng)力性質(zhì)(包括變形特性和動(dòng)強(qiáng)度)的研究已得到廣泛開(kāi)展。隨著高速公路、高速鐵路以及海洋工程的發(fā)展，需要了解周期荷載以及動(dòng)力荷載作用下地基土體的性狀和對(duì)周圍環(huán)境的影響。與一般動(dòng)力機(jī)器基礎(chǔ)的動(dòng)荷載有所不同，高速公路、高速鐵路以及海洋工程中其外部動(dòng)荷載是運(yùn)動(dòng)的，同時(shí)自身又產(chǎn)生振動(dòng)，地基土體的受力狀況將更復(fù)雜，土體的強(qiáng)度、變形特性以及土體的蠕變特性需要進(jìn)一步深入的研究，以滿足工程建設(shè)的需要。交通荷載的周期較長(zhǎng)，交通荷載自身振動(dòng)頻率也低，荷載產(chǎn)生的振動(dòng)波的波長(zhǎng)較長(zhǎng)，波傳播較遠(yuǎn)，影響范圍較大。高速公路、高速鐵路以及海洋工程中的地基動(dòng)力響應(yīng)計(jì)算較為復(fù)雜，研究交通荷載作用下地基動(dòng)力響應(yīng)計(jì)算方法，從而可進(jìn)一步研究交通荷載引起的荷載自身振動(dòng)和周圍環(huán)境的振動(dòng)，對(duì)實(shí)際工程具有廣泛的應(yīng)用前景。
13 特殊巖土工程問(wèn)題研究
展望巖土工程的發(fā)展，還要重視特殊巖土工程問(wèn)題的研究，如：庫(kù)區(qū)水位上升引起周圍山體邊坡穩(wěn)定問(wèn)題；越江越海地下隧道中巖土工程問(wèn)題；超高層建筑的超深基礎(chǔ)工程問(wèn)題；特大橋、跨海大橋超深基礎(chǔ)工程問(wèn)題；大規(guī)模地表和地下工程開(kāi)挖引起巖土體卸荷變形破壞問(wèn)題；等等。
巖土工程是一門應(yīng)用科學(xué)，是為工程建設(shè)服務(wù)的。工程建設(shè)中提出的問(wèn)題就是巖土工程應(yīng)該研究的課題。巖土工程學(xué)科發(fā)展方向與土木工程建設(shè)發(fā)展態(tài)勢(shì)密切相關(guān)。世界土木工程建設(shè)的熱點(diǎn)移向東亞、移向中國(guó)。中國(guó)地域遼闊，工程地質(zhì)復(fù)雜。中國(guó)土木工程建設(shè)的規(guī)模、持續(xù)發(fā)展的時(shí)間、工程建設(shè)中遇到的巖土工程技術(shù)問(wèn)題，都是其它國(guó)家不能相比的。這給我國(guó)巖土工程研究躋身世界一流并逐步處于地位創(chuàng)造了很好的條件。展望21世紀(jì)巖土工程的發(fā)展，挑戰(zhàn)與機(jī)遇并存，讓我們的共同努力將中國(guó)巖土工程推向一個(gè)新水平。