土木工程概論認(rèn)識實(shí)習(xí)報(bào)告

1、土木工程概論認(rèn)識實(shí)習(xí)報(bào)告土木工程學(xué)院 姓名：Mr.su 學(xué)號： 班級：土木XX班中國國務(wù)院學(xué)位委員會在學(xué)科簡介中定義為：土木工程是建造各類工程設(shè)施的科學(xué)技術(shù)的總稱，它既指工程建設(shè)的對象，即建在地上、地下、水中的各種工程設(shè)施，也指所應(yīng)用的材料、設(shè)備和所進(jìn)行的勘測設(shè)計(jì)、施工、保養(yǎng)、維修等技術(shù)。土木工程的范圍非常廣泛，它包括房屋建筑工程、公路與城市道路工程，鐵道工程，橋梁工程，遂道工程，機(jī)場工程，地下工程， 給水排水工程，港口、碼頭工程等。國際上，運(yùn)河、水庫、大壩、水渠等水利工程也包括于土木工程之中。道路與鐵道工程道路工程道路工程乃從事道路的規(guī)劃、勘測、設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)等的應(yīng)用科學(xué)和技術(shù)。也指所建筑

2、的道路。土木工程的一個(gè)分支。道路通常是為陸地交通運(yùn)輸服務(wù)，通行各種機(jī)動(dòng)車、人畜力車、馱騎牲畜和行人的各種路的統(tǒng)稱。按使用性質(zhì)分為城市道路、公路、廠礦道路、農(nóng)村道路、林區(qū)道路等。道路伴同人類活動(dòng)而產(chǎn)生，又促進(jìn)社會的進(jìn)步和發(fā)展，是歷史文明的象征、科學(xué)進(jìn)步的標(biāo)志。原始的道路是由人踐踏而形成的小徑。以后要求有更好的道路，取土填坑，架木過溪，以利通行。當(dāng)人類由原始農(nóng)業(yè)到馴養(yǎng)牲畜后，逐漸利用牛、馬、駱駝等乘騎或馱運(yùn)，因而出現(xiàn)馱運(yùn)道。車輪的發(fā)明使陸地運(yùn)輸從此進(jìn)入馬車交通時(shí)代。巴比倫、埃及、中國、印度、希臘、羅馬等文明古國，為了軍事和商旅的需要，道路工程都有輝煌的成就。古波斯大道、歐洲琥珀大道、中國秦代棧道和

3、馳道， 已有數(shù)千年歷史。橫貫亞洲的絲綢之路，對東西方文化交流起到巨大影響，中國古代發(fā)明也從此傳播世界。中國歷來重視道路的規(guī)劃、修建和養(yǎng)護(hù)。古代道路工程有卓越創(chuàng)造，秦筑馳道，漢唐通西域，各國商旅興盛。18世紀(jì)中葉，現(xiàn)代道路工程開始在歐洲興起。1747年第一所橋路學(xué)校在巴黎建立。法國P.-M.-J.特雷薩蓋、英國T.特爾福德和J.L.馬克當(dāng)?shù)裙こ處熖岢鲂碌穆访娼Y(jié)構(gòu)理論和實(shí)踐，奠定了現(xiàn)代道路工程的基礎(chǔ)。18831885年德國G.W.戴姆勒、C.F.本茨發(fā)明了汽車，開創(chuàng)了以汽車交通為主的現(xiàn)代道路工程的新時(shí)代。19311942年德國建成高速公路網(wǎng)，為汽車交通提供了安全、迅速、經(jīng)濟(jì)、舒適的行車條件。 道路

4、工程包括以下內(nèi)容 ：道路網(wǎng)規(guī)劃、路線勘測設(shè)計(jì)、路基工程、路面工程、道路排水工程、橋涵工程、隧道工程、附屬設(shè)施和養(yǎng)護(hù)工程等。道路網(wǎng)規(guī)劃是根據(jù)交通量大小，按道路功能分類，分別主次，合理規(guī)劃，組成系統(tǒng)，保證交通運(yùn)輸。道路網(wǎng)分城市道路網(wǎng)和公路網(wǎng)。路線勘測設(shè)計(jì)是根據(jù)國家制定的分級管理和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)選定技術(shù)經(jīng)濟(jì)最優(yōu)化的路線，對道路的平面、縱斷面、橫斷面進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)，力爭平面短捷舒順，縱坡平緩均勻，橫斷面穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)，以求保證設(shè)計(jì)車速。道路工程中每一分項(xiàng)工程的大小、繁簡，取決于當(dāng)?shù)氐牡匦?、地質(zhì)、水文等條件以及道路服務(wù)范圍和在國家道路網(wǎng)中所處的地位和作用；應(yīng)精心設(shè)計(jì)路基、路面、橋涵、隧道、排水等工程，依據(jù)技術(shù)規(guī)范，在

5、保證質(zhì)量的前提下，降低施工、養(yǎng)護(hù)、運(yùn)營和交通管理等費(fèi)用。鐵道工程世界鐵路的發(fā)展已有100多年的歷史，第一條完全用于客貨運(yùn)輸而且有特定時(shí)間行駛列車的鐵路，是1830年通車的英國利物浦與曼徹斯特鐵路，這條鐵路全長為35英里。此后，鐵路主要是依靠牽引動(dòng)力的發(fā)展而發(fā)展。牽引機(jī)車從最初的蒸汽機(jī)車發(fā)展成內(nèi)燃機(jī)車、電力機(jī)車。運(yùn)行速度也隨著牽引動(dòng)力的發(fā)展而加快。20世紀(jì)60年代開始出現(xiàn)了高速鐵路，速度從120km/h提高到450km/h左右，以后又打破了傳統(tǒng)的輪軌相互接觸的粘著鐵路，發(fā)展了輪軌相互脫離的磁懸浮鐵路。而后者的試驗(yàn)運(yùn)行速度，已經(jīng)達(dá)到500km/h以上。一些發(fā)達(dá)國家和發(fā)展中國家的大城市已經(jīng)把建設(shè)磁懸

6、浮鐵路列入計(jì)劃。我國的鐵路事業(yè)，從1876年英國商人在上海修建淞滬鐵路開始，已發(fā)展到延伸祖國東南西北的全國鐵路網(wǎng)。從上海浦東國際機(jī)場至龍陽路地鐵站的磁懸浮鐵路也將興建，這標(biāo)志著我國鐵路建設(shè)已逐步邁上國際先進(jìn)水平。城市輕軌與地下鐵道已是各國發(fā)展城市公共交通的重要手段之一。自北京出現(xiàn)了我國第一條地下鐵路以后，上海、天津、廣州、南京等地已將發(fā)展地鐵作為解決城市公共交通的重要措施之一。上海于2000年12月還順利建成了我國第一條輕軌鐵路明珠線，它將我國的城市交通發(fā)展推向一個(gè)新的階段。鐵路工程涉及到選線設(shè)計(jì)和路基工程兩大部分。下面就以上兩部分內(nèi)容作一簡單介紹。鐵路選線設(shè)計(jì)是整個(gè)鐵路工程設(shè)計(jì)中一項(xiàng)關(guān)系全局

7、的總體性工作。選線設(shè)計(jì)的主要工作內(nèi)容有:1根據(jù)國家政治、經(jīng)濟(jì)和國防的需要，結(jié)合線路經(jīng)過地區(qū)的自然條件、資源分布、工農(nóng)業(yè)發(fā)展等情況，規(guī)劃線路的基本走向(即方向)，選定鐵路的主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。在城市里，則根據(jù)地區(qū)的商業(yè)或工業(yè)發(fā)展等情況，來規(guī)劃線路的走向。2根據(jù)沿線的地形、地質(zhì)、水文等自然條件和村鎮(zhèn)、交通、農(nóng)田、水利設(shè)施，來設(shè)計(jì)線路的空間位置。3研究布置線路上的各種建筑物，如車站、橋梁、隧道、涵洞、路基、擋墻等，并確定其類型和大小，使其總體上互相配合，全局上經(jīng)濟(jì)合理。線路空間位置的設(shè)計(jì)是線路平面與縱斷面設(shè)計(jì)。目的在于保證行車安全和平順前提下，適當(dāng)?shù)乜紤]工程投資和運(yùn)營費(fèi)用關(guān)系的平衡。行車安全和平順是指：行

8、車工程中不脫鉤、不斷鉤、不脫軌、不途停、不運(yùn)緩與旅客舒適等。一般這些要求編入在設(shè)計(jì)規(guī)范之中，設(shè)計(jì)時(shí)，必須遵守。 鐵路線路平面是指鐵路中心線在水平面上的投影，它由直線段和曲線段組成。線路平面設(shè)計(jì)的基本要求為：(1) 為了節(jié)省工程費(fèi)用與運(yùn)營成本，一般力求縮短線路長度；(2) 為了保證行車安全與平順，應(yīng)盡量采用較長直線段和較大的圓曲線半徑。線路平面的最小半徑受到鐵路等級、行車速度和地形等條件的限制；(3) 為列車平順地從直線段駛?cè)肭€段，一般在圓曲線的起點(diǎn)和終點(diǎn)處設(shè)置緩和曲線。緩和曲線的目的是使車輛的離心力緩慢增加，利于行車平穩(wěn)，同時(shí)使得外軌超高，以增加向心力，使其與離心力的增加相配合。 鐵路縱斷面

9、是指鐵路中心線在立面上的投影，是由坡段及連接相鄰坡段的豎曲線組成。而坡段的特征用坡段長度和坡度值表示。鐵路定線就是在地形圖上或地面上選定線路的走向，并確定線路的空間位置。通過定線，決定各有關(guān)設(shè)備與建筑物的分布和類型。這些設(shè)備與鐵路工程的耗費(fèi)直接有關(guān)，是一項(xiàng)綜合工程。它一般要考慮以下因素：(1) 設(shè)計(jì)線路的意義和與行政區(qū)其它建設(shè)的配合關(guān)系；(2) 設(shè)計(jì)線路的經(jīng)濟(jì)效益和運(yùn)量要求；(3) 設(shè)計(jì)線路所處的自然條件； (4) 設(shè)計(jì)線路主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和施工條件等。鐵路定線的基本方法有套線、眼鏡線和螺旋線等。鐵路的定線受到自然條件的限制，如：河谷地區(qū)、越嶺地區(qū)、不良地質(zhì)地區(qū)等。下圖顯示了幾種鐵路定線例子。 鐵

10、路路基是承受并傳遞軌道重力及列車動(dòng)態(tài)作用的結(jié)構(gòu)，是軌道的基礎(chǔ)，是保證列車運(yùn)行的重要建筑物。路基是一種土石結(jié)構(gòu)，處于各種地形地貌、地質(zhì)、水文和氣候環(huán)境中，有時(shí)還遭受各種災(zāi)害，如洪水、泥石流、崩塌、地震等。路基設(shè)計(jì)一般需要考慮如下問題： 路基示意圖1 橫斷面指垂直于線路中心線的路基。形式有：路堤、半路堤、路塹、半路塹、不填不挖等，見右圖所示。路基由路基體和附屬設(shè)施兩部分組成。路基面、路肩和路基邊坡構(gòu)成路基體。路基附屬設(shè)施是為了保證路肩強(qiáng)度和穩(wěn)定，所設(shè)置的排水設(shè)施、防護(hù)設(shè)施與加固設(shè)施等，排水設(shè)施有排水溝等，防護(hù)設(shè)施如種草種樹等，加固設(shè)施有擋土墻、扶壁支擋結(jié)構(gòu)等。2路肩穩(wěn)定性是指路基受到列車

11、地態(tài)作用及各種自然力影響所出現(xiàn)的道渣陷槽、翻漿冒泥和路基剪切滑動(dòng)與擠起等。需要從以下的影響因素上去考慮：路基的平面位置和形狀；軌道類型及其上的動(dòng)態(tài)作用；路基體所處的工程地質(zhì)條件；各種自然營力的作用等。設(shè)計(jì)中必須對路基的穩(wěn)定性進(jìn)行驗(yàn)算。 路塹示意圖橋梁工程橋梁工程指橋梁勘測、設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)和檢定等的工作過程，以及研究這一過程的科學(xué)和工程技術(shù)，它是土木工程的一個(gè)分支。 橋梁工程學(xué)的發(fā)展主要取決于交通運(yùn)輸對它的需要。古代橋梁以通行人、畜為主，載重不大，橋面縱坡可以較陡，甚至可以鋪設(shè)臺階。在有重載馬車之后，載重量逐步加大，橋面縱坡也必須使之平緩。這時(shí)的橋梁材料仍以木、石為主，鑄鐵和鍛鐵很少使用。自從

12、有了鐵路以后，橋梁所承受的載重逐倍增加，線路的坡度和曲線標(biāo)準(zhǔn)要求又高，且需要建成鐵路網(wǎng)以增大經(jīng)濟(jì)效益，因此，為要跨越更大更深的江河、峽谷，迫使橋梁向大跨度發(fā)展。石材、木材、鑄鐵、鍛鐵等橋梁材料，顯然不合要求，而鋼材的大量生產(chǎn)正好滿足這一要求。在技術(shù)方面，只是憑經(jīng)驗(yàn)修橋，曾使19世紀(jì)8090年代的許多鐵路橋發(fā)生重大事故；從這時(shí)起，正在發(fā)展中的結(jié)構(gòu)力學(xué)理論得到了重視，而在它的靜力分析理論完全確立并廣泛普及之后，橋梁因強(qiáng)度不足而造成的事故顯然大為減少。二十世紀(jì)以來，公路交通有很大發(fā)展。在內(nèi)陸，需要在更多的河流、峽谷之上建橋。在城市中，以及在各種交通線路相交處，需要建造立交橋。在沿海，既需在大船通航的

13、河口、海灣、海峽修建特大跨度橋梁，又需在某些海島與大陸之間修建長橋。橋梁需要大量修建，而人力、物力、財(cái)力有限；于是，不斷提高技術(shù)水平，引用新材料、新工藝、新橋式，對結(jié)構(gòu)行為進(jìn)行更精確的數(shù)值分析，采用更精確的結(jié)構(gòu)試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，以使橋梁建設(shè)的經(jīng)濟(jì)效益不斷提高，已成為時(shí)代的要求。橋梁工程學(xué)主要研究橋渡設(shè)計(jì)，包括選擇橋址，決定橋梁孔徑，考慮通航和線路要求以確定橋面高程，考慮基底不受沖刷或凍脹以確定基礎(chǔ)埋置深度，設(shè)計(jì)導(dǎo)流建筑物等；橋式方案設(shè)計(jì)；橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；橋梁施工；橋梁檢定；橋梁試驗(yàn)；橋梁養(yǎng)護(hù)等方面。在建橋材料方面，以高強(qiáng)、輕質(zhì)、低成本為選擇的主要依據(jù)，近期仍以發(fā)展傳統(tǒng)的鋼材和混凝土為主，提高其強(qiáng)度和

14、耐久性。對于建筑鋼材的脆斷機(jī)理、初始幾何缺陷等，以及混凝土材料的非彈性問題(收縮徐變以及疲勞等)，將繼續(xù)作充分的研究，使能正確控制結(jié)構(gòu)的受力和變形。至于碳纖維塑料等在橋梁上的廣泛應(yīng)用，還必須在降低成本以后才有可能。在橋梁勘察設(shè)計(jì)方面，隨著交通事業(yè)的迅速發(fā)展，大跨度或復(fù)雜的橋型將不斷涌現(xiàn)。高速公路的發(fā)展，對橋梁設(shè)計(jì)亦將提出新的要求。在橋式方案設(shè)計(jì)中，將有可能利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)理論，借助電子計(jì)算機(jī)選出最佳方案。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算中，采用空間理論來分析橋梁整體受力已成為可能；以概率統(tǒng)計(jì)理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)理論，將進(jìn)一步反映在橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范中，使橋梁設(shè)計(jì)的安全度得到科學(xué)合理的保證。橋梁美學(xué)作為時(shí)代、民族的

15、文化在某些方面的反映，將愈來愈受到人們的重視：橋梁的面貌將蔚為大觀。在橋梁施工方面，對施工組織將充分利用電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)有效的管理。在施工技術(shù)中，將不斷引用新技術(shù)和高效率、高功能的機(jī)具設(shè)備，借以提高質(zhì)量、縮短工期、降低造價(jià)。如采用激光測量控制結(jié)構(gòu)的精確定位；引用自升式水上平臺克服深水基礎(chǔ)的困難；利用遙控設(shè)備在沉井、沉箱中挖基，以減少勞動(dòng)強(qiáng)度并避免人身危險(xiǎn)；利用高質(zhì)量的焊接技術(shù)，借能推廣工地焊接等，此外，裝配式橋梁也將有所發(fā)展，以使結(jié)構(gòu)和構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化，生產(chǎn)工業(yè)化。在橋梁養(yǎng)護(hù)維修方面，要求對既有橋梁建立完善的技術(shù)檔案管理制度。在橋梁維修檢查中，引用新型精密的測量儀表，如用聲測法對結(jié)構(gòu)材料的缺陷以及

16、彈性模量進(jìn)行測定；用手?jǐn)y式金相攝影儀檢查鋼材的晶體結(jié)構(gòu)俾能及早進(jìn)行加固防患于末然，以便延長橋梁的使用壽命。橋梁工程始終是在生產(chǎn)發(fā)展與各類科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的綜合影響下，遵循適用、安全、經(jīng)濟(jì)與美觀的原則，不斷的向前發(fā)展。地下工程在地面以下土層或巖體中修建各種類型的地下建筑物或結(jié)構(gòu)的工程，可稱為地下工程。它包括交通運(yùn)輸方面的地下鐵道、公路隧道、地下停車場、過街或穿越障礙的各種地下通道等；軍事方面和野戰(zhàn)工事、地下指揮所、通訊樞紐、掩蔽所、軍火庫等；工業(yè)與民用方面的各種地下車間、電站、各種儲存庫房、商店、人防與市政地下工程，以及文化、體育、娛樂與生活等方面的聯(lián)合建筑體等等。在前面隧道工程中亦有把地下空間的利

17、用納入隧道概念的提法，本節(jié)所介紹的地下工程，是指除了作為地下通路的隧道和礦井等地下構(gòu)筑物外的地下工程。地下電站地下水力、核能、火力發(fā)電站和壓縮空氣站，均屬于動(dòng)力類地下廠房。無論在平時(shí)或戰(zhàn)時(shí)，都是國民經(jīng)濟(jì)的核心部門。地下電站一、地下水電站地下水電站可以劃分為兩種主要類型，即利用江河水源的地下水力發(fā)電站和循環(huán)使用地下水的抽水蓄能水電站。地下水電站可以充分利用地形、地勢、尤其在山谷狹窄地帶，在地下建站、布置發(fā)電機(jī)組，十分經(jīng)濟(jì)有效。電站建于地下，可獲得更大水力壓頭，并且在枯水季節(jié)，水位較低時(shí)也能發(fā)電。一般水電站的壓力隧道，選建于堅(jiān)硬、完整的巖石中，可簡化襯砌結(jié)構(gòu)。地下水電站，在我國的東北和西南地區(qū)建設(shè)

18、較多。地下水電站包括地上和地下一系列建筑物和構(gòu)筑物，可概括為水壩和電站兩大部分。水壩屬于大型水工建筑，電站主要包括主廠房、副廠房、變配電間和開關(guān)站等。左圖為一個(gè)典型的地下水電站布置。二、地下抽水蓄能水電站地下抽水蓄能水電站，有時(shí)也稱地下?lián)P水水電站。這種水電站通常設(shè)于千米左右的地下深處，具有地上、地下兩個(gè)水庫。供電時(shí)，水由地上水庫、經(jīng)水輪發(fā)電機(jī)發(fā)電后流入地下水庫；供電低峰時(shí)，用多余的電力反過來將地下水庫的水抽回原地面水庫，以便循環(huán)使用。深部電站和地下蓄水水庫的建設(shè)，施工比較困難，而且造價(jià)高。但是由于蓄能電站在電力負(fù)荷高峰時(shí)供電，低峰時(shí)抽水，對解決電網(wǎng)負(fù)荷不均問題十分有利。同時(shí)其耗水量少，且又不受

19、水庫容量變化的影響、生產(chǎn)平穩(wěn)、成本低、不占土地、不污染環(huán)境，因此在水力資源豐富、工業(yè)發(fā)達(dá)的國家得到應(yīng)用和發(fā)展。三、原子能發(fā)電站地下原子能發(fā)電站有半地下式和完全地下式兩類，如圖所示。半地下式原子能發(fā)電站，關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)入地下。地下原子能發(fā)電站的優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在：不需要寬闊的平坦地，在海岸和山區(qū)均可修建，選址容易；巖體對地下放射物質(zhì)有良好的遮蔽效果；耐震、并具有良好的防護(hù)性。通常，地下原子能發(fā)電站，除了需開鑿發(fā)電大廳以裝備發(fā)電機(jī)和原子爐之外，尚須開發(fā)一系列隧道，以作人員通行、物質(zhì)運(yùn)輸?shù)扔谩?#160;地下倉庫由于地下環(huán)境對于許多物質(zhì)的貯存有突出的優(yōu)越性，地下環(huán)境的熱穩(wěn)定性、密閉性和地下建筑良好的防護(hù)性能，為

20、在地下建造各種貯庫提供了十分有利的條件。由于人口的增長、集中和都市化，世界各國都面臨能源、糧食、水的供應(yīng)和放射性以及其它廢棄物的處理問題。目前各種類型的地下貯藏設(shè)施，在地下工程的建造總量中已占據(jù)很大的比重。在地下空間開發(fā)利用的貯能、節(jié)能方面，北歐、斯堪的納維亞地區(qū)、美國、英國、法國和日本成效顯著。一些能源短缺國家的專家提出了建造地下燃料貯庫為主的戰(zhàn)略儲備主張。日本清水公司連續(xù)建造了6座用連續(xù)墻施工的液化天然氣庫，其中有一直徑64m、高40.5m，貯存量可供東京使用半個(gè)月的貯庫。美國有2,000多口井處理酸堿廢料，而且還將鈉加工廢料搗成漿狀，注入深部底層以防污染。隨著我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展也要求建造大量

21、的地下液體燃料貯藏庫。城市地下空間的開發(fā)利用，已經(jīng)成為現(xiàn)代城市規(guī)劃和建設(shè)的重要內(nèi)容之一。一些大城市從建造地下街、地下商場、地下車庫等建筑開始，逐漸發(fā)展為將地下商業(yè)街、地下停車場和地下鐵道，管線設(shè)施等結(jié)為一體，形成與城市建設(shè)有機(jī)結(jié)合的多功能的地下綜合體。因此，地下綜合體可以考慮定義為建設(shè)沿三維空間發(fā)展的，地面地下連通的，結(jié)合交通、商業(yè)貯存、娛樂、市政等多用途的大型公共地下建筑。地下綜合體具有多重功能、空間重疊、設(shè)施綜合的特點(diǎn)，與城市的發(fā)展應(yīng)統(tǒng)籌規(guī)劃、聯(lián)合開發(fā)和同步建設(shè)。城市地下綜合體一、地下街地下街是城市的一種地下通道，不論是連系各個(gè)建筑物的，或是獨(dú)立修建的均可稱之。其存在形式可以是獨(dú)立實(shí)體或附

22、屬于某些建筑物。地下街在國土小、人口多的日本最為發(fā)達(dá)。東京八重州地下街，是日本最大的地下街之一。其長度約6km，面積6.8萬m2，設(shè)有商店141個(gè)與51座大樓連通，每天活動(dòng)人數(shù)超過300萬人。地下街在我國的城市建設(shè)中起著多方面的積極作用，其具體表現(xiàn)為：1有效利用地下空間，改善城市交通。近年來我國地下街均建于大城市的十字交叉口的人流車流繁忙地段，修建地下街實(shí)現(xiàn)了人車分流，改善了交通。2地下街與商業(yè)開發(fā)相結(jié)合，活躍市場，繁榮了城市經(jīng)濟(jì)。3改善城市環(huán)境，豐富了人民物質(zhì)與文化生活。二、地下商場商業(yè)是現(xiàn)代城市的重要功能之一。我國的地下空間的開發(fā)和利用，在經(jīng)歷了一段以民防地下工程建設(shè)為主體的歷程后，目前正

23、逐步走向與城市的改造、更新相結(jié)合的道路。一大批中國式的大中型地下綜合體、地下商場在一些城市建成，并發(fā)揮了重要的社會作用，取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。三、地下停車場近年來我國若干大城市的停車問題已日益尖銳，大量道路路面被用于停車，加重了動(dòng)態(tài)交通的混亂，對有組織的公共停車的需求已十分迫切。近幾年在長沙、上海、沈陽等城市建造了幾座地面多層停車場，但由于規(guī)劃不當(dāng)和體制、管理等方面的原因，效果都不理想，綜合效益較差。因此，鑒于我國城市用地十分緊張的情況，跨越過地面上大量建設(shè)多層停車場的發(fā)展階段（國外在60年代曾經(jīng)歷過這一階段），結(jié)合城市再開發(fā)和地下空間綜合利用的規(guī)劃設(shè)計(jì)，直接進(jìn)入以發(fā)展地下公共停車設(shè)施為主的階段

24、，是合理和可行的。目前上海、北京、沈陽等大城市結(jié)合地下綜合體的建設(shè)，正在建造和準(zhǔn)備建造地下公共停車場，容量從幾十輛到幾百輛不等，這種發(fā)展方向目前已漸為人們所接受。巖土工程地上、地下和水中的各類工程統(tǒng)稱土木工程。土木工程中涉及巖石、土、地下水的部分稱巖土工程巖土工程專業(yè)是土木工程的分支，是運(yùn)用工程地質(zhì)學(xué)、土力學(xué)、巖石力學(xué)解決各類工程中關(guān)于巖石、土的工程技術(shù)問題的科學(xué)。按照工程建設(shè)階段劃分，工作內(nèi)容可以分為：巖土工程勘察、巖土工程設(shè)計(jì)、巖土工程治理、巖土工程監(jiān)測、巖土工程檢測。區(qū)域性土分布和特性的研究經(jīng)典土力學(xué)是建立在無結(jié)構(gòu)強(qiáng)度理想的粘性土和無粘性土基礎(chǔ)上的。但由于形成條件、形成年代、組成成分、應(yīng)

25、力歷史不同，土的工程性質(zhì)具有明顯的區(qū)域性。周鏡在黃文熙講座1中詳細(xì)分析了我國長江中下游兩岸廣泛分布的、礦物成分以云母和其它深色重礦物的風(fēng)化碎片為主的片狀砂的工程特性，比較了與福建石英質(zhì)砂在變形特性、動(dòng)靜強(qiáng)度特性、抗液化性能方面的差異，指出片狀砂有某些特殊工程性質(zhì)。然而人們以往對砂的工程性質(zhì)的了解，主要根據(jù)對石英質(zhì)砂的大量室內(nèi)外試驗(yàn)結(jié)果。周鏡院士指出：“眾所周知，目前我國評價(jià)飽和砂液化勢的原位測試方法，即標(biāo)準(zhǔn)貫入法和靜力觸探法，主要是依據(jù)石英質(zhì)砂地層中的經(jīng)驗(yàn)，特別是唐山地震中的經(jīng)驗(yàn)。有的規(guī)程中用飽和砂的相對密度來評價(jià)它的液化勢。顯然這些準(zhǔn)則都不宜簡單地用于長江中下游的片狀砂地層”。我國長江中下游

26、兩岸廣泛分布的片狀砂地層具有某些特殊工程性質(zhì)，與標(biāo)準(zhǔn)石英砂的差異說明土具有明顯的區(qū)域性，這一現(xiàn)象具有一定的普遍性。國內(nèi)外巖土工程師們發(fā)現(xiàn)許多地區(qū)的飽和粘土的工程性質(zhì)都有其不同的特性，如倫敦粘土、波士頓藍(lán)粘土、曼谷粘土、Oslo粘土、Lela粘土、上海粘土、湛江粘土等。這些粘土雖有共性，但其個(gè)性對工程建設(shè)影響更為重要。 我國地域遼闊、巖土類別多、分布廣。以土為例，軟粘土、黃土、膨脹土、鹽漬土、紅粘土、有機(jī)質(zhì)土等都有較大范圍的分布。如我國軟粘土廣泛分布在天津、連云港、上海、杭州、寧波、溫州、福州、湛江、廣州、深圳、南京、武漢、昆明等地。人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)上海粘土、湛江粘土和昆明粘土的工程性質(zhì)存在較大差異

27、。以往人們對巖土材料的共性、或者對某類土的共性比較重視，而對其個(gè)性深入系統(tǒng)的研究較少。對各類各地區(qū)域性土的工程性質(zhì)，開展深入系統(tǒng)研究是巖土工程發(fā)展的方向。探明各地區(qū)域性土的分布也有許多工作要做。巖土工程師們應(yīng)該明確只有掌握了所在地區(qū)土的工程特性才能更好地為經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)。 本構(gòu)模型研究 在經(jīng)典土力學(xué)中沉降計(jì)算將土體視為彈性體，采用布西奈斯克公式求解附加應(yīng)力，而穩(wěn)定分析則將土體視為剛塑性體，采用極限平衡法分析。采用比較符合實(shí)際土體的應(yīng)力-應(yīng)變-強(qiáng)度(有時(shí)還包括時(shí)間)關(guān)系的本構(gòu)模型可以將變形計(jì)算和穩(wěn)定分析結(jié)合起來。自Roscoe與他的學(xué)生(19581963)創(chuàng)建劍橋模型至今，各國學(xué)者已發(fā)展了數(shù)百個(gè)本

28、構(gòu)模型，但得到工程界普遍認(rèn)可的極少，嚴(yán)格地說尚沒有。巖體的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系則更為復(fù)雜。看來，企圖建立能反映各類巖土的、適用于各類巖土工程的理想本構(gòu)模型是困難的，或者說是不可能的。因?yàn)閷?shí)際工程土的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系是很復(fù)雜的，具有非線性、彈性、塑性、粘性、剪脹性、各向異性等等，同時(shí)，應(yīng)力路徑、強(qiáng)度發(fā)揮度、以及巖土的狀態(tài)、組成、結(jié)構(gòu)、溫度等均對其有影響。 開展巖土的本構(gòu)模型研究可以從兩個(gè)方向努力：一是努力建立用于解決實(shí)際工程問題的實(shí)用模型；一是為了建立能進(jìn)一步反映某些巖土體應(yīng)力應(yīng)變特性的理論模型。理論模型包括各類彈性模型、彈塑性模型、粘彈性模型、粘彈塑性模型、內(nèi)時(shí)模型和損傷模型，以及結(jié)構(gòu)性模型等。它們應(yīng)

29、能較好反映巖土的某種或幾種變形特性，是建立工程實(shí)用模型的基礎(chǔ)。工程實(shí)用模型應(yīng)是為某地區(qū)巖土、某類巖土工程問題建立的本構(gòu)模型，它應(yīng)能反映這種情況下巖土體的主要性狀。用它進(jìn)行工程計(jì)算分析，可以獲得工程建設(shè)所需精度的滿意的分析結(jié)果。例如建立適用于基坑工程分析的上海粘土實(shí)用本構(gòu)模型、適用于沉降分析的上海粘土實(shí)用本構(gòu)模型，等等。不同介質(zhì)間相互作用及共同分析 李廣信(1998)認(rèn)為巖土工程不同介質(zhì)間相互作用及共同作用分析研究可以分為三個(gè)層次：巖土材料微觀層次的相互作用；土與復(fù)合土或土與加筋材料之間的相互作用；地基與建(構(gòu))筑物之間相互作用2。 土體由固、液、氣三相組成。其中固相是以顆粒形式的散體狀態(tài)存在。

30、固、液、氣三相間相互作用對土的工程性質(zhì)有很大的影響。土體應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的復(fù)雜性從根本上講都與土顆粒相互作用有關(guān)。從顆粒間的微觀作用入手研究土的本構(gòu)關(guān)系是非常有意義的。通過土中固、液、氣相相互作用研究還將促進(jìn)非飽和土力學(xué)理論的發(fā)展，有助于進(jìn)一步了解各類非飽和土的工程性質(zhì)。 與土體相比，巖體的結(jié)構(gòu)有其特殊性。巖體是由不同規(guī)模、不同形態(tài)、不同成因、不同方向和不同序次的結(jié)構(gòu)面圍限而成的結(jié)構(gòu)體共同組成的綜合體，巖體在工程性質(zhì)上具有不連續(xù)性。巖體工程性質(zhì)還具有各向異性和非均一性。結(jié)合巖體斷裂力學(xué)和其它新理論、新方法的研究進(jìn)展，開展影響工程巖體穩(wěn)定性的結(jié)構(gòu)面幾何學(xué)效應(yīng)和力學(xué)效應(yīng)研究也是非常有意義的。 當(dāng)天然地

31、基不能滿足建(構(gòu))筑物對地基要求時(shí)，需要對天然地基進(jìn)行處理形成人工地基。樁基礎(chǔ)、復(fù)合地基和均質(zhì)人工地基是常遇到的三種人工地基形式。研究樁體與土體、復(fù)合地基中增強(qiáng)體與土體之間的相互作用，對了解樁基礎(chǔ)和復(fù)合地基的承載力和變形特性是非常有意義的。 地基與建(構(gòu))筑物相互作用與共同分析已引起人們重視并取得一些成果，但將共同作用分析普遍應(yīng)用于工程設(shè)計(jì)，其差距還很大。大部分的工程設(shè)計(jì)中，地基與建筑物還是分開設(shè)計(jì)計(jì)算的。進(jìn)一步開展地基與建(構(gòu))筑物共同作用分析有助于對真實(shí)工程性狀的深入認(rèn)識，提高工程設(shè)計(jì)水平。現(xiàn)代計(jì)算技術(shù)和計(jì)算機(jī)的發(fā)展為地基與建(構(gòu))筑物共同作用分析提供了良好的條件。目前迫切需要解決各類工程

32、材料以及相互作用界面的實(shí)用本構(gòu)模型，特別是界面間相互作用的合理模擬。 巖土工程測試技術(shù) 巖土工程測試技術(shù)不僅在巖土工程建設(shè)實(shí)踐中十分重要，而且在巖土工程理論的形成和發(fā)展過程中也起著決定性的作用。理論分析、室內(nèi)外測試和工程實(shí)踐是巖土工程分析三個(gè)重要的方面。巖土工程中的許多理論是建立在試驗(yàn)基礎(chǔ)上的，如Terzaghi的有效應(yīng)力原理是建立在壓縮試驗(yàn)中孔隙水壓力的測試基礎(chǔ)上的，Darcy定律是建立在滲透試驗(yàn)基礎(chǔ)上的，劍橋模型是建立在正常固結(jié)粘土和微超固結(jié)粘土壓縮試驗(yàn)和等向三軸壓縮試驗(yàn)基礎(chǔ)上的。測試技術(shù)也是保證巖土工程設(shè)計(jì)的合理性和保證施工質(zhì)量的重要手段。 巖土工程測試技術(shù)一般分為室內(nèi)試驗(yàn)技術(shù)、原位試驗(yàn)

33、技術(shù)和現(xiàn)場監(jiān)測技術(shù)等幾個(gè)方面。在原位測試方面，地基中的位移場、應(yīng)力場測試，地下結(jié)構(gòu)表面的土壓力測試，地基土的強(qiáng)度特性及變形特性測試等方面將會成為研究的重點(diǎn)，隨著總體測試技術(shù)的進(jìn)步，這些傳統(tǒng)的難點(diǎn)將會取得突破性進(jìn)展。虛擬測試技術(shù)將會在巖土工程測試技術(shù)中得到較廣泛的應(yīng)用。及時(shí)有效地利用其他學(xué)科科學(xué)技術(shù)的成果，將對推動(dòng)巖土工程領(lǐng)域的測試技術(shù)發(fā)展起到越來越重要的作用，如電子計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子測量技術(shù)、光學(xué)測試技術(shù)、航測技術(shù)、電、磁場測試技術(shù)、聲波測試技術(shù)、遙感測試技術(shù)等方面的新的進(jìn)展都有可能在巖土工程測試方面找到應(yīng)用的結(jié)合點(diǎn)。測試結(jié)果的可靠性、可重復(fù)性方面將會得到很大的提高。由于整體科技水平的提高，測試

34、模式的改進(jìn)及測試儀器精度的改善，最終將導(dǎo)致巖土工程方面測試結(jié)果在可信度方面的大大改進(jìn)。 巖土工程可靠度分析在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中我國已采用以概率理論為基礎(chǔ)并通過分項(xiàng)系數(shù)表達(dá)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法。地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在這一點(diǎn)尚未統(tǒng)一。應(yīng)用概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法是方向。由于巖土工程的特殊性，巖土工程應(yīng)用概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)在技術(shù)上還有許多有待解決的問題。目前要根據(jù)巖土工程特點(diǎn)積極開展巖土工程問題可靠度分析理論研究，使上部結(jié)構(gòu)和地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方法盡早統(tǒng)一起來。 環(huán)境巖土工程研究 環(huán)境巖土工程是巖土工程與環(huán)境科學(xué)密切結(jié)合的一門新學(xué)科。它主要應(yīng)用巖土工程的觀點(diǎn)、技術(shù)和方法為治理和保護(hù)環(huán)境服務(wù)。人類生產(chǎn)

35、活動(dòng)和工程活動(dòng)造成許多環(huán)境公害，如采礦造成采空區(qū)坍塌，過量抽取地下水引起區(qū)域性地面沉降，工業(yè)垃圾、城市生活垃圾及其它廢棄物，特別有毒有害廢棄物污染環(huán)境，施工擾動(dòng)對周圍環(huán)境的影響等等。另外，地震、洪水、風(fēng)沙、泥石流、滑坡、地裂縫、隱伏巖溶引起地面塌陷等災(zāi)害對環(huán)境造成破壞。上述環(huán)境問題的治理和預(yù)防給巖土工程師們提出了許多新的研究課題。隨著城市化、工業(yè)化發(fā)展進(jìn)程加快，環(huán)境巖土工程研究將更加重要。應(yīng)從保持良好的生態(tài)環(huán)境和保持可持續(xù)發(fā)展的高度來認(rèn)識和重視環(huán)境巖土工程研究。 按沉降控制設(shè)計(jì)理論建(構(gòu))筑物地基一般要同時(shí)滿足承載力的要求和小于某一變形沉降量(包括小于某一沉降差)的要求。有時(shí)承載力滿足要求后，

36、其變形和沉降是否滿足要求基本上可以不驗(yàn)算。這里有二種情況：一種是承載力滿足后，沉降肯定很小，可以不進(jìn)行驗(yàn)算，例如端承樁樁基礎(chǔ)；另一種是對變形沒有嚴(yán)格要求，例如一般路堤地基和砂石料等松散原料堆場地基等。也有沉降量滿足要求后，承載力肯定滿足要求而可以不進(jìn)行驗(yàn)算。在這種情況下可只按沉降量控制設(shè)計(jì)。 在深厚軟粘土地基上建造建筑物，沉降量和差異沉降量控制是問題的關(guān)鍵。軟土地基地區(qū)建筑地基工程事故大部分是由沉降量或沉降差過大造成的，特別是不均勻沉降對建筑物的危害最大。深厚軟粘土地基建筑物的沉降量與工程投資密切相關(guān)。減小沉降量需要增加投資，因此，合理控制沉降量非常重要。按沉降控制設(shè)計(jì)既可保證建筑物安全又可節(jié)

37、省工程投資。 按沉降控制設(shè)計(jì)不是可以不管地基承載力是否滿足要求，在任何情況下都要滿足承載力要求。按沉降控制設(shè)計(jì)理論本身也包含對承載力是否滿足要求進(jìn)行驗(yàn)算。 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，以及基坑開挖對周圍環(huán)境的影響等等。基坑工程涉及土體穩(wěn)定、變形和滲流三個(gè)基本問題，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)

38、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)力原理問世之前。在考慮地下水對土壓力的影響時(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)?；訃o(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

39、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)。 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)得到愈來愈多的應(yīng)用。復(fù)合地基是指天然地基在地基處理過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)之間沒有非常嚴(yán)格的界限。樁

40、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。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)的開發(fā)和復(fù)合地基技術(shù)應(yīng)用研究。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，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)

41、力荷載作用下地基土體的性狀和對周圍環(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，交通荷載自身振動(dòng)頻率也低，荷載產(chǎn)生的振動(dòng)波的波長較長，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)，對實(shí)際工程具有廣泛的應(yīng)用前景。 特殊巖土工程問題研究展望巖土工程的發(fā)展，還

42、要重視特殊巖土工程問題的研究，如：庫區(qū)水位上升引起周圍山體邊坡穩(wěn)定問題；越江越海地下隧道中巖土工程問題；超高層建筑的超深基礎(chǔ)工程問題；特大橋、跨海大橋超深基礎(chǔ)工程問題；大規(guī)模地表和地下工程開挖引起巖土體卸荷變形破壞問題；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。中國地域遼闊，工程地質(zhì)復(fù)雜。中國土木工程建設(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)問題，都是其它國家不能相比的。這給我國巖土工程研究躋身世界一流并逐步處于領(lǐng)先地位創(chuàng)造了很好

43、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巖土工程推向一個(gè)新水平。建筑工程衣食住行是人們生活的四大要素，人們向往寬敞、明亮、堅(jiān)固、耐用的住宅；同時(shí)，高樓林立的城市、現(xiàn)代化的工廠、標(biāo)志性的公共建筑，都與建筑工程戚戚相關(guān)。隨著我國改革開放的不斷深入，特別是近幾年來安居工程的啟動(dòng)、土地批租政策的實(shí)施、房地產(chǎn)業(yè)的興起、住房改革方案的推行，極大地推動(dòng)了我國建筑業(yè)的發(fā)展。建筑工程按層數(shù)可分為單層建筑、多層建筑和高層建筑。建筑基本構(gòu)建板板指平面尺寸較大而厚度較小的受彎構(gòu)件，通常水平放置，但有時(shí)也斜向設(shè)置（如樓梯板）或豎向設(shè)置（如墻板）。板在建筑工程中一般應(yīng)用于樓板、屋面板、基

44、礎(chǔ)板、墻板等。板按平面形式可分為方形板、矩形板、圓形板及三角形板，按截面形式可分為實(shí)心板、空心板、槽形板，按所用材料可分為木板、鋼板、鋼筋混凝土板、預(yù)應(yīng)力板等。板按受力形式可分為單向板和雙向板。單向板指板上的荷載沿一個(gè)方向傳遞到支承構(gòu)件上的板，雙向板指板上的荷載沿兩個(gè)方向傳遞到支承構(gòu)件上的板。當(dāng)矩形板為兩邊支承時(shí)為單向板；當(dāng)有四邊支承時(shí)，板上的荷載沿雙向傳遞到四邊，則為雙向板。梁 結(jié)構(gòu)中的受彎構(gòu)件，通常水平放置，但有時(shí)也斜向設(shè)置以滿足使用要求，如樓梯梁。梁的截面高度與跨度之比一般為1/81/16，高跨比大于1/4的梁稱為深梁；梁的截面高度通常大于截面的寬度，但因工程需要，梁寬大于梁高時(shí)，稱為扁

45、梁；梁的高度沿軸線變化時(shí)，稱為變截面梁。1.按截面形式分：矩形梁、T形梁、倒T形梁、L形梁、Z形梁、槽形梁、箱形梁、空腹梁、疊合梁等。2.按所用材料分：鋼梁、鋼筋混凝土梁、預(yù)應(yīng)力混凝土梁、木梁以及鋼與混凝土組成的組合梁等。3.按梁的常見支承方式可分為：簡支梁 ， 懸臂梁 , 一端簡支另一端固定梁 ，兩端固定梁 , 連續(xù)梁。4.按在結(jié)構(gòu)中的位置分：主梁、次梁、連梁、圈梁、過梁等。 接承受板傳來的荷載，再將板傳來的荷載傳遞給主梁。主梁除承受板直接傳來的荷載外，還承受次梁傳來的荷載。連梁主要用于連接兩榀框架，使其成為一個(gè)整體。圈梁一般用于磚混結(jié)構(gòu)，將整個(gè)建筑圍成一體，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的抗震性能。過梁一般用于

46、門窗洞口的上部，用以承受洞口上部結(jié)構(gòu)的荷載。柱結(jié)構(gòu)中主要承受壓力，有時(shí)也同時(shí)承受彎矩的豎向構(gòu)件。1.按截面形式分：方柱、圓柱、管柱、矩形柱、工字形柱、H形柱、L形柱、十字形柱、雙肢柱、格構(gòu)柱。2.鋼柱按截面形式分為：實(shí)腹柱和格構(gòu)柱。實(shí)腹柱指截面為一個(gè)整體，常用截面為工字形截面，格構(gòu)柱指柱由兩肢或多肢組成，各肢間用綴條或綴板連接。3.按所用材料分：石柱、磚柱、砌塊柱、木柱、鋼柱、鋼筋混凝土柱、勁性鋼筋混凝土柱、鋼管混凝土柱和各種組合柱。4.按柱的破壞形式或長細(xì)比可分為：短柱、長柱及中長柱。5.按受力形式分為：軸心受壓柱和偏心受壓柱。6.鋼筋混凝土柱：鋼筋混凝土柱是最常見的柱，廣泛應(yīng)用于各種建筑。

47、鋼筋混凝土柱按制造和施工方法可分為現(xiàn)澆柱和預(yù)制柱。7.勁性鋼筋混凝土柱：勁性鋼筋混凝土柱是在鋼筋混凝土柱的內(nèi)部配置型鋼，與鋼筋混凝土協(xié)同受力，可減小柱的斷面，提高柱的剛度，但用鋼量較大。8.鋼管混凝土柱：鋼管混凝土柱是用鋼管作為外殼，內(nèi)澆混凝土，是勁性鋼筋混凝土柱的另一種形式。拱拱為曲線結(jié)構(gòu)，主要承受軸向壓力，與梁的最大區(qū)別在于拱在豎直荷載作用下產(chǎn)生水平反力。由于這個(gè)力的存在使拱的彎矩要比跨度、荷載相同的梁的彎矩小得多，并主要是承受壓力。這就使得拱截面上的應(yīng)力分布比較均勻，因而更能發(fā)揮材料的作用，并利用抗拉性能較差而抗壓較強(qiáng)的材料如磚，石，混凝土等來建造，這是拱的主要優(yōu)點(diǎn)。因此廣泛應(yīng)用于拱橋，

48、在建筑中應(yīng)用較少，其典型應(yīng)用為磚混結(jié)構(gòu)中的磚砌門窗圓形過梁，亦有拱形的大跨度結(jié)構(gòu)。單層建筑一般單層建筑一般單層建筑按使用目的可分為民用單層建筑和單層工業(yè)廠房。一. 民用單層建筑民用單層建筑一般采用磚混結(jié)構(gòu)，即墻體采用磚墻，屋面板采用鋼筋混凝土板。多用于單層住宅、公共建筑、別墅等。二.單層工業(yè)廠房單層工業(yè)廠房一般采用鋼筋混凝土或鋼結(jié)構(gòu)柱，屋蓋采用鋼屋架結(jié)構(gòu)。按結(jié)構(gòu)形式可分為排架結(jié)構(gòu)和剛架結(jié)構(gòu)。排架結(jié)構(gòu)指柱與基礎(chǔ)為剛接，屋架與柱頂?shù)倪B接為鉸接，剛架結(jié)構(gòu)也稱框架結(jié)構(gòu)，即梁或屋架與柱的連接為剛性連接。三.當(dāng)前新出現(xiàn)的廠房建筑1.輕型鋼結(jié)構(gòu)建筑柱子和梁均采用變截面H型鋼，柱梁的連接節(jié)點(diǎn)作成剛接，因施工方

49、便，施工周期短，跨度大，用鋼量經(jīng)濟(jì)，在單層廠房、倉庫、冷庫、候機(jī)廳、體育館中已有越來越廣泛的應(yīng)用。2.拱形彩板屋頂建筑用拱形彩色熱鍍鋅鋼板作為屋面，自重輕，工期短，造價(jià)低，彩板之間用專用機(jī)具咬合縫，不漏水，已在很多工程中采用。大跨度建筑大跨度結(jié)構(gòu)其結(jié)構(gòu)體系有很多種，如網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、索結(jié)構(gòu)、薄殼結(jié)構(gòu)、充氣結(jié)構(gòu)、應(yīng)力膜皮結(jié)構(gòu)、混凝土拱形桁架等，常用于展覽館、體育館、飛機(jī)機(jī)庫等。一.網(wǎng)架結(jié)構(gòu)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)為大跨度結(jié)構(gòu)最常見的結(jié)構(gòu)形式，因其為空間結(jié)構(gòu)，故一般稱為空間網(wǎng)架。其桿件多采用鋼管或型鋼，現(xiàn)場安裝。常見的為平面桁架、四角錐體和三角形錐體組成，其節(jié)點(diǎn)形式可分為焊接鋼板節(jié)點(diǎn)和焊接空心球節(jié)點(diǎn)兩種。二.索結(jié)構(gòu)索結(jié)

50、構(gòu)是將橋梁中的懸索“移植”到房屋建筑中，可以說是土木工程中結(jié)構(gòu)形式互通互用的典型范例。三.薄殼結(jié)構(gòu) 薄殼結(jié)構(gòu)常用的形狀為圓頂、筒殼、折板、雙曲扁殼和雙曲拋物面殼等。圓形圓頂結(jié)構(gòu)是軸對稱結(jié)構(gòu)，在軸對稱荷載作用下，將只產(chǎn)生兩種力：徑向力和環(huán)向力。徑向力為沿經(jīng)線方向的力，因其要平衡垂直向下荷載，所以必定為壓力。環(huán)向力為沿緯線方向的力。圓形屋頂在垂直荷載作用下，上部的圓頂部分將受壓收縮，其直徑將變小，而下部近支承部分直徑將增大，即上部將產(chǎn)生環(huán)向壓力，而下部將產(chǎn)生環(huán)向拉力，中間將有一截面，為環(huán)向壓力向環(huán)向拉力轉(zhuǎn)變的交界線，該處的環(huán)向力為0，該截面稱為“過渡縫”。四.混凝土拱形桁架混凝土拱形桁架在以前的工

51、程中應(yīng)用較多，但因其自重較大，施工復(fù)雜，現(xiàn)已很少采用。目前最大跨度的拱形桁架為貝爾格萊德的機(jī)庫，為預(yù)應(yīng)力混凝土桁架結(jié)構(gòu)，跨度為135.8m。五.充氣結(jié)構(gòu)充氣結(jié)構(gòu)又稱充氣薄膜結(jié)構(gòu)，是在玻璃絲增強(qiáng)塑料薄膜或尼龍布罩內(nèi)部充氣形成一定的形狀，作為建筑空間的覆蓋物。六.應(yīng)力膜皮結(jié)構(gòu)應(yīng)力膜皮結(jié)構(gòu)一般是用鋼質(zhì)薄板做成很多塊各種板片單元焊接而成的空間結(jié)構(gòu)。多層與高層建筑多層結(jié)構(gòu)多層和高層結(jié)構(gòu)主要應(yīng)用于居民住宅、商場、辦公樓、旅館等建筑。近幾年來，國家為提高居民的人均居住水平，解決居民的居住困難問題，大力推動(dòng)我國的住宅建設(shè)。同時(shí)，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和房地產(chǎn)業(yè)的興起，大量的高層和多層結(jié)構(gòu)在中國大地涌現(xiàn)。多層與高層建筑

52、的界限，各國不一。我國以8層為界限，低于8層者稱為多層建筑，8層及8層以上者稱為高層建筑。多層結(jié)構(gòu)常用的結(jié)構(gòu)形式為混合結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)。一. 混合結(jié)構(gòu)混合結(jié)構(gòu)指用不同的材料建造的房屋，通常墻體采用磚砌體，屋面和樓板采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，故亦稱磚混結(jié)構(gòu)。目前，我國的混合結(jié)構(gòu)最高已達(dá)到11層，局部已達(dá)到12層。以前混合結(jié)構(gòu)的墻體主要采用普通粘土磚，但因普通粘土磚的制作需使用大量的粘土，對我們寶貴的土地資源是很大的消耗。因此，國家已逐漸在各地區(qū)禁止大面積使用普通粘土磚，而推廣空心砌塊的應(yīng)用二. 框架結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)指由梁和柱剛性連接而成骨架的結(jié)構(gòu)，如下面的動(dòng)畫所示?？蚣芙Y(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是強(qiáng)度高、自重輕、整體性和抗

53、震性能好。因其采用梁柱承重，因此建筑布置靈活，可獲得較大的使用空間，使用廣泛，主要應(yīng)用于多層工業(yè)廠房、倉庫、商場、辦公樓等建筑三. 多層結(jié)構(gòu)施工方式多層結(jié)構(gòu)可采用現(xiàn)澆，也可采用裝配式或裝配整體式結(jié)構(gòu)。其中，現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)整體性好，適應(yīng)各種有特殊布局的建筑；裝配式和裝配整體式結(jié)構(gòu)采用預(yù)制構(gòu)件，現(xiàn)場組裝，其整體性較差，但便于工業(yè)化生產(chǎn)和機(jī)械化施工。裝配式結(jié)構(gòu)在前段時(shí)期比較盛行，但隨著泵送混凝土的出現(xiàn)，使混凝土的澆筑變得方便快捷，機(jī)械化施工程度已較高，因此近年來，已逐漸趨向于采用現(xiàn)澆混凝土。高層結(jié)構(gòu)高層結(jié)構(gòu)在我國改革開放后，發(fā)展迅猛，特別是進(jìn)入20世紀(jì)90年代后，發(fā)展尤其迅速，高層和超高層建筑如

54、雨后春筍般在各大城市涌現(xiàn)。高層結(jié)構(gòu)的主要結(jié)構(gòu)形式有：框架結(jié)構(gòu)，框架剪力墻結(jié)構(gòu)，剪力墻結(jié)構(gòu)，框支剪力墻結(jié)構(gòu)，筒體結(jié)構(gòu)等?？蚣芙Y(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)因其受力體系由梁和柱組成，用以承受豎向荷載是合理的，在承受水平荷載方面能力很差。因此僅在房屋高度不大、層數(shù)不多時(shí)采用。因當(dāng)房屋層數(shù)不多時(shí)，風(fēng)荷載的影響很小，豎向荷載對結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)起控制作用，但當(dāng)層數(shù)較多時(shí)，水平荷載將起很大的影響，會造成梁、柱的截面尺寸很大，在技術(shù)經(jīng)濟(jì)上不如其它結(jié)構(gòu)體系合理。一. 框架剪力墻結(jié)構(gòu)在框架剪力墻結(jié)構(gòu)中，框架與剪力墻協(xié)同受力，剪力墻承擔(dān)絕大部分水平荷載，框架則以承擔(dān)豎向荷載為主，這樣，可以大大減少柱子的截面。 剪力墻在一定程度上限制了建筑

55、平面布置的靈活性。這種體系一般用于辦公樓、旅館、住宅以及某些工藝用房。二. 剪力墻結(jié)構(gòu)當(dāng)房屋的層數(shù)更高時(shí)，橫向水平荷載已對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)起控制作用，如仍采用框架剪力墻結(jié)構(gòu)，剪力墻將需布置得非常密集，這時(shí)，宜采用剪力墻結(jié)構(gòu)，即全部采用縱橫布置的剪力墻組成，剪力墻不僅承受水平荷載，亦用來承受垂直荷載。剪力墻結(jié)構(gòu)因剪力墻的存在，其空間分隔固定，建筑布置極不靈活，所以一般用于住宅、旅館等建筑。三. 框支剪力墻結(jié)構(gòu)現(xiàn)代城市的土地日趨緊張，為合理利用基地，建筑商常常采用上部為住宅樓或辦公樓，而下部開設(shè)商店。這兩種建筑的功能完全不同，上部住宅樓和辦公樓需要小開間，比較適合采用剪力墻結(jié)構(gòu)，而下部的商店則需要大空間，

56、適合采用框架結(jié)構(gòu)。為滿足這種建筑功能的要求，必須將這兩種結(jié)構(gòu)組合在一起。為完成這兩種體系的轉(zhuǎn)換，需在其交界位置設(shè)置巨型的轉(zhuǎn)換大梁，將上部剪力墻的力傳至下部柱子上。這種結(jié)構(gòu)體系，我們稱之為框支剪力墻體系。四. 筒體結(jié)構(gòu)筒體結(jié)構(gòu)是由一個(gè)或多個(gè)筒體作承重結(jié)構(gòu)的高層建筑體系，適用于層數(shù)較多的高層建筑筒體在側(cè)向風(fēng)荷載的作用下，其受力類似剛性的箱型截面的懸臂梁，迎風(fēng)面將受拉，而背風(fēng)面將受壓。筒式結(jié)構(gòu)可分為框筒體系、筒中筒體系、桁架筒體系、成束筒體系等。市政工程污水處理廠污水處理廠是從污染源排出的污（廢）水，因含污染物總量或濃度較高，達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)要求或不適應(yīng)環(huán)境容量要求，從而降低水環(huán)境質(zhì)量和功能目標(biāo)時(shí)，必

57、需經(jīng)過人工強(qiáng)化處理的場所。一般分為城市集中污水處理廠和各污染源分散污水處理廠，處理后排入水體或城市管道。有時(shí)為了回收循環(huán)利用廢水資源，需要提高處理后出水水質(zhì)時(shí)則需建設(shè)污水回用或循環(huán)利用污水處理廠。處理廠的處理工藝流程是有各種常用或特殊的水處理方法優(yōu)化組合而成的，包括各種物理法、化學(xué)法和生物法，要求技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合理，費(fèi)用最省。設(shè)計(jì)時(shí)必須貫徹當(dāng)前國家的各項(xiàng)建設(shè)方針和政策。因此，從處理深度上，污水處理廠可能是一級、二級、三級或深度處理工藝。污水處理廠設(shè)計(jì)包括各種不同處理的構(gòu)筑物，附屬建筑物，管道的平面和高程設(shè)計(jì)并進(jìn)行道路、綠化、管道綜合、廠區(qū)給排水、污泥處置及處理系統(tǒng)管理自動(dòng)化等設(shè)計(jì)，以保證污水處

58、理廠達(dá)到處理效果穩(wěn)定，滿足設(shè)計(jì)要求，運(yùn)行管理方便，技術(shù)先進(jìn)，投資運(yùn)行費(fèi)用省等各種要求。處理工藝: 污水處理方法分類： (1). 物理處理法。如過濾法、沉淀法。 (2). 物理化學(xué)法。如混凝沉淀法。 (3). 生物處理法。利用微生物來吸附、分解、氧化污水中的有機(jī)物，把不穩(wěn)定的有機(jī)物降解為穩(wěn)定無害的物質(zhì)，從而使污水得到凈化?；钚晕勰喾ㄊ巧锾幚矸ǖ囊环N。 活性污泥法工藝是應(yīng)用最廣泛的廢水好氧生化處理技術(shù)，其主要由曝氣池、二沉沉淀池、曝氣系統(tǒng)以及污泥回流系統(tǒng)等組成。 廢水經(jīng)初次沉淀池后與二次沉淀底部回流的活性污泥同時(shí)進(jìn)入曝氣池，通過曝氣，活性污泥呈懸浮狀態(tài)，并與廢水充分接觸。廢水中的懸浮固體和膠狀物質(zhì)被活性污泥吸附，而廢水中的可溶性有機(jī)物被活性污泥中的微生物用作自身繁殖的營養(yǎng)，代