特殊岩土实验课程大纲(2010版).doc

特殊岩土实验分析与设计（2010版）l 特殊岩土试验分析与设计1、绪论课程标题的解构：特殊岩土、试验、分析、设计特殊岩土实验的含义：实验是研究特殊岩土的工具，应用各种实验技术和方法，观察特殊岩土特性发展变化规律，为特殊岩土工程勘察、设计、施工、维护提供理论基础和设计施工依据。研究方法：化学、物理、力学、数学、实验、实践、经验、理论实验类型：思维、理论、物理、数值、现场、虚拟实验分析的涵义：分析是解构研究对象的过程。解构实验对象、解构实验原形、解构实验模型、挖掘实验信息。试验设计的涵义：设计是建构研究对象的过程。建构实验对象、建构实验模型、建造实验模型。1.1特殊岩土实验意义特殊岩土问题的复杂性，特殊性边坡工程、洞室工程、地基工程、基坑工程、堤坝工程、沟渠工程等工程建设需要明确的工程参数、分类依据、定量评价，安全性与经济性1.2课程主要研究内容第一部分：特殊岩土与工程：胀缩性、冻融性、湿陷性、软弱性、分散性、崩解性、液化性、腐蚀性、边坡、洞室、地基、基坑第二部分：特殊岩土实验基本问题：实验对象、系统分析、相似模型、参数测量、数据挖掘、实验设计；第三部分：特殊岩土实验分析：系统思想、岩土模型、工程模型、系统组成、系统结构、相互作用、系统特性。第四部分：特殊岩土实验设计：思维实验、理论实验、物理模拟、数值模拟、现场实验、虚拟现实；第五部分：特殊岩土试验设计与课程交流报告1.3课程设计内容每个人按照试验设计要求撰写试验设计报告，进行课堂交流。（1）特殊岩土特性交流报告结合具体工程实例，介绍特殊岩土主要工程地质问题、工程对策。针对具体特殊岩土特性，如膨胀、收缩、冻胀、融沉、湿陷、软化、崩解、溶蚀、腐蚀、液化、分散、软弱、非饱和、结构性等特殊性质。（2）系统理论思想课堂交流报告结合具体问题介绍系统思想，如系统论、信息论、控制论、突变论、协同论、耗散论、超循环、混沌论、全息论、分形论、灰论、模糊论、随机论等。（3）信息挖掘思想课堂交流报告结合具体数据挖掘方法应用实例，介绍数据挖掘思想。如回归、随机、决策树、聚类、灰色、遗传、神经网络、模糊、小波、可拓论、关联、粗糙集、可视化、概率、层次分析、时间序列、可靠度。（4）相似理论课堂交流报告广泛阅读相似理论相关文献，撰写相似理论课堂交流报告。（5）特殊岩土特性试验设计交流报告在对特殊岩土具体特性（膨胀、收缩、湿陷等）分析基础上，根据特殊岩土实验设计流程，分别设计理论实验、物理实验、数值实验研究特殊岩土特性变化规律。1.4教学组织形式教学、自学、讨论、课程设计。考试成绩包括平时交流报告（30%）、特殊岩土试验设计（20%）、心得体会（10%）、卷面成绩三部分（40%）。1.5必读书目（撰写5000字以上读书心得体会）科学技术哲学；工程哲学；科学革命的结构；岩土工程50讲；中国工程地质学；岩土工程的回顾与前瞻；工程地质分析原理；工程岩土学；地基与基础；理论土力学；计算土力学；试验土力学；高等土力学；土工实验手册；工程地质试验手册；工程地质手册；岩土工程手册；地基处理手册 2、特殊岩土特性分析原理特殊岩土特性分析的目的是研究特殊岩土特性成因、影响因素、特性参数、发生机理、工程问题，工程对策。特殊岩土基本问题：特殊岩土、特殊岩土特性、特殊岩土工程、工程稳定性、工程生命周期、水、结构、力、有效应力原理、相互作用、变形、破坏。2.1岩土的本质原子、晶体、矿物、岩块、岩体、地块、板块、地球2.2特殊岩土的特殊性特殊岩土是指对工程安全产生特殊影响的岩土体；“岩土体”是经历一定地质过程，物质组成、结构构造，具有特殊性质，具有区域性分布特性与规律，宏观特征与微观特征； “工程”是边坡工程、地下工程、地基工程；“安全”的含义是指工程稳定性、水稳定性、化学稳定性、力学稳定性；“产生”的含义是指工程与岩土体之间的相互作用； “特殊影响”是指由于赋存环境的变化，引起岩土体性能发生变化和调整而产生的影响工程安全的问题，如腐蚀、湿陷、膨胀等；“经济”是指工程与经济、安全与经济、技术与经济。典型的特殊岩土有膨胀土、黄土、冻土、软土、盐渍土、软岩、填土、液化土。岩土、水、力是影响工程安全的三个关键因素，特殊岩土各类工程地质问题最终总要以变形、破坏两种形式表现出来，但变形、破坏的过程和原因主要是力学稳定性、水稳定性、化学稳定性三个方面较为显著和突出。在点状工程、带状工程、面状工程等工程建设中主要关注这些特性作用深度、作用程度、作用速度等问题。主要从这些特性的现象、参数、机理、实践四个方面进行研究，而工程建设则是从勘察、设计、施工、运营四个阶段关注特殊岩土对工程安全的影响。2.3晶格理论和晶体结构晶体和非晶体、化学键、晶体结构2.4粘土矿物简介颗粒大小分类蒙脱石、高岭石、伊犁石2.5岩土体结构的层次性宏观结构、体观结构、细观结构、微观结构结构的相似性、结构性能的相似性、分形结构2.6岩土体结构连接结构连接强度、结构面、稳定结构、亚稳结构、灵敏度、结构稳定性2.7水岩相互作用水在岩土中的存在状态、含水量、饱和与非饱和、吸力、毛细力、渗流、水稳定性、双电层、溶解、岩土工程化学、地球化学2.8有效应力原理有效应力原理适用范围，连续材料与散体材料之间的过渡材料，有效应力原理不适用于连续材料和散体材料、应力路径、有效应力、孔隙水压力。2.9孔隙水压力孔隙水压力的本质，孔隙水压力消散、孔隙水压力测量、负孔隙水压力2.10强度与变形强度本质，抗剪强度、变形与模量2.11岩土、水、力三因素协同作用岩土、水、力三因素协同作用原理，协同方程2.12必读书目（撰写5000字以上读书心得体会）岩土工程土性分析原理（米切尔）粘土类土和岩石强度和变形性质的本质（奥西波夫）特殊岩土工程土质学（谭罗荣）粘土矿物与粘土岩（任磊夫）、岩土工程化学（熊厚金）中国膨胀土工程地质研究（李生林）、膨胀土与铁路工程（廖世文）软土地基、软粘土工程学、中国湿陷性黄土（刘东生）盐渍土地基（徐攸在）冻土地基与工程建筑、分散性土与水利工程（王观平）红层与大坝（徐瑞春）黑色岩层的风化过程及其热力学分析（巫锡勇）土动力学、地震工程学；地震液化；3、特殊岩土工程分析原理工程分析的涵义：分析是解构研究对象的过程。解构特殊岩土工程对象，探寻特殊岩土工程类型、成因、组成、结构构造、工程特点的发展变化规律。特殊岩土工程分析的目的是研究特殊岩土工程中出现的各种工程问题。3.1特殊岩土工程地质问题时空分布规律特殊岩土工程形态特征：点状工程、线状工程、带状工程、面状工程；边坡、地基、洞室。特殊岩土工程地质问题时空分布规律、季节性、周期性、区域性。3.2工程生命周期特殊岩土工程规划、勘察、设计、施工、运营、报废是一个完整的工程生命周期，有输入、输入、新陈代谢、耗散结构特征，具有系统特征。3.3工程稳定性区域稳定性、场地稳定性、力学稳定性、水稳定性、结构稳定性、化学稳定性3.4工程与岩土相互作用工程活动、地质条件变化、工程地质系统、地质体、岩土体、工程期、运营期；岩土体与结构物的连接、特殊岩土与防护结构物相互作用，支护结构、地基处理结构、地基基础3.5勘察、设计、施工、运营不同工程阶段对岩土体的改造和破坏3.6边坡工程边坡类型、边坡稳定性、岩土体结构、支护措施、边坡结构参数、岩体结构3.7地基工程地基类型、地基承载力、地基沉降、地基处理、工程降水、基础工程、基坑工程3.8洞室工程洞室结构、围岩、地应力、围岩分类、洞室稳定性、盾构、TBM、岩体结构、地下水3.9堤坝工程堤坝结构、填料选择、填筑标准、渗流问题、地基问题、坡面防护3.10沟渠工程南水北调、京杭运河，3.11安全性与经济性工程安全性原则和经济性原则3.12必读书目（撰写5000字以上读书心得体会）边坡工程；地下工程；地基工程；基坑工程；岩土工程；岩土工程勘察、设计、施工手册；地质工程学原理；岩石边坡工程；岩石地下工程；边坡工程地质；特殊岩土地基；地下建筑工程地质；基础工程学；土工原理；隧道工程地质；4、特殊岩土实验分析原理试验分析的涵义：分析是解构研究对象的过程。解构实验对象、解构实验原形、解构实验模型、挖掘实验信息。4.1实验分析目的实验的本质和工具性，实验服务于研究目的。实验是一种研究手段，可以严格控制实验对象的主要参数而不受外界条件和自然条件的限制，有利于在复杂的实验过程中发现主要矛盾，根据研究目的进行实验研究。4.2实验的基本类型4.2.1试验的基本类型思维实验、理论实验、物理实验、数值实验、现场实验、虚拟现实、工程实践。物理实验、化学实验4.2.2试验分析的基本思路基本思路：原形-实验方法-实验模型-测试技术-实验数据-实验分析-成果应用。原形：是进行实验研究的对象；是实际存在的自然地质体或工程地质体经过抽象而形成的简化模型，即地质原形或工程原形；是进行实验的基础和前提。建立原形需要相关基础知识和原理的综合分析。如边坡变形破坏类型、滑坡类型、崩解类型、地基变形破坏类型等经过专家总结的典型类型，是原形的主要参考模版。实验方法：根据实际条件和研究需要，以及相似要求（物性相似还是变化规律相似），选择进行实验需要的技术手段，如思维试验、理论试验、物理实验、化学实验、数值实验、现场实验等等。实验模型：在原形的基础上，构建具体实验实体结构形式、实验比例、实验材料、加工工艺、施工工艺等技术细节。测试技术：进行试验需要得到的规律、参数的获取方法，如变形测量、应力测量、物性参数测量技术等。实验数据：经过实验获得的大量实验变形、应力、含水量等参数具体数值及其随时间的变化、变形破坏形式等。数据分析：根据实验原理、实验数据变化规律，应用多种方法，进行分析、归纳、推导、演绎（数据挖掘）得出新的实验结论，并结合实践成果进行检验和验证。成果应用：将获得的实验成果，应用到具体的工程实践，进行检验，逐步完善和改进，指导工程实践。实践是检验真理的唯一标准。否定之否定，螺旋式发展。4.3系统理论原理一个岩土实验模型可以看作是一个系统，具有系统的基本特征，能量、信息、物质是系统的三要素，其基本思想是整体大于部分之和，系统各部分之间的相互联系、相互作用。首先应建立宏观指导微观，微观解释宏观的系统思想，从整体上分析特殊岩土问题产生的系统特点和发生规律，而不是束缚在具体的问题之中。特殊岩土协同学/突变论/耗散论/系统论/控制论/信息论/超循环论/全息论/还原论/混沌论/分形论/灰论/模糊论/随机论；特殊地质（滑坡、崩塌、泥石流、岩溶、地面沉降、采空区）协同学/突变论/耗散论/系统论/控制论/信息论/超循环论/全息论/还原论/混沌论/分形论/灰论/模糊论/随机论。特殊岩土工程（边坡、地基、洞室）协同学/突变论/耗散论/系统论/控制论/信息论/超循环论/全息论/还原论/混沌论/分形论/灰论/模糊论/随机论。4.4相似理论实验是地质原性的近似模拟，因此，实验模型、理论模型的相似性、相似原理是进行实验的基本指导理论。相似规律、相似比例、相似材料等因素在设计中必须予以明确。即实验模型必须能还原到对应的地质模型，且有一定的相似性。模拟是指在实验室条件下，用缩小（放大、足尺）模型来进行现象的研究。模型是与原型系统密切相关的近似系统，根据研究目的对它进行观察和实验，可以深入挖掘原型系统的信息。相似方法是一种可以把个别现象的研究成果推广到所有相似现象上去的研究方法。在工程实验中，相似现象可以归纳为几何相似（基本变量参数，长度、形状）、过程相似（运行过程、加载过程、震动过程、渗流过程），常见的如动力学相似（力、震动、时间）和运动学相似（速度、加速度）等。如果两个系统在几何、过程（动力学、运动学）方面相似，那么二者在功能上也相似，但如何在几何、动力、运动三方面协调，还需要在实践中，根据研究目的，对原型进行简化，寻找具体技术方法来解决，这也是相似实验研究方法的局限性。4.4.1 相似系数现象相似和变量参数相似的关系通过研究对象的基本规律联系起来，因而，各个变量参数的相似系数不是任意的，应该满足其在基本规律中的相互关系，常常表现为具体的数学约束关系或函数联系。相似变量基本含义实例时间相似对应的时间间隔成比例T1/t1=T2/t2=C1力相似力场的几何相似，它表现为所有对应点上的力都有一致的方向，其大小相应的成比例。L1/l1=L2/l2=C2速度相似速度场的几何相似，它表现为所有对应点、对应方向上的向量有一致的方向，其大小相应的成比例。V1/v1=V2/v2=C3其它如压力相似、温度相似、浓度相似等，其中C是个变量参数的相似系数。4.4.2 相似三定理使用相似理论必须回答以下问题：（1）相似现象具有什么性质（2）个别现象的研究结果如何推广到所有相似的想象中去；（3）满足什么条件才能实现现象相似；（4）模型实验需要测量那些变量参数；（5）如何整理实验结果，使之推广到原型等相似想象中去；（6）模型实验应遵守什么条件。相似理论的基础是相似三定理，可以回答上面6个问题。相似第一定理是从现象已经相似的这一事实出发来考虑问题，它强调的是相似现象的性质；相似第三定理从单值条件上对其进行补充，保证现象的相似，是构成现象相似充要条件，也是模型实验应遵循的理论指导原则；相似第二定理提出了个别现象实验结果应用到类似现象中去的条件，强调正确参数选择的重要性。（1）相似第一定理（相似正定理、相似准则）：对相似现象，其相似指标等于1，即在原型与模型中发生的过程（压缩过程、崩解过程）、规律（达西定律、传导定律）、相互作用（侵蚀、腐蚀、软化等）是基本相同的，相似现象的性质是相同的，相似现象之间在本质规律（如渗流达西定律、力学牛顿定律、热学传导定律等）上是相同的；其变量参数尺度可以不同，但发生、发展、变化规律必须相同，这是进行相似实验研究的根本基础。相似现象关系方程可以通过微分方程的形式获得，而且是文字上完全相同的数学方程描述。用来表征相似现象的变量参数在空间上的对应点和时间上的对应瞬间，各自互成一定的比例关系，即时间相似和空间相似。由于相似现象性质相同，数学方程相同，各相似系数不能随意选择，相互之间必须服从相关约束才能协调一致。（2）相似第二定理（定理）设一个物理系统中有n个物理量，其中k个物理量的量纲是相互独立的，那么这n个物理量可以表示成是相似准则1、2、3、n-k之间的函数关系，即f（1、2、3、n-k）=0，把该式称为准则关系式或关系式，把式中的准则称为项。n个物理量，其中k个物理量的量纲是相互独立的，线性无关的，是矩阵的秩，是基本量纲，即各个物理量之间进行数学运算不能得出第三个量纲，如长度、速度、能量三者的量纲之间是独立的，无法建立等式，而长度、速度、加速度量纲之间却不是独立的，而其余（n-k）个量纲是线性相关的，是k个独立量纲的函数，即可以用k个独立量纲线性表示；同时相似物理系统中有（n-k）个相似准则，相似准则是相似系统相似的本质基础，当（n-k）=0时，两个系统之间就没有相似性了，无法进行相似实验。定理是将单个实验现象向相似现象推广的定理，模型实验结果能否正确推广，关键在于是否正确选择了与现象有关的参数。二个系统满足定理函数关系，就可进行推广应用相似实验结果，同时还可以简化实验内容，从n个物理量简化为n-k个进行实验，简化实验过程。相似准则的分析方法有定律分析法、方程分析法和量纲分析法。（3）相似第三定理（相似逆定理）相似逆定理是指对于同一类物理现象，如果单值量相似，而且由单值量所组成的相似准则在数值上相等，则现象相似。单值量是指单值条件中的物理量，而单值条件是将一个个别现象从同类现象中区分开来，亦即将现象群的通解（由分析代表该现象群的微分方程或方程组得到）转变为特解的具体条件。单值条件包括几何条件（或空间条件）、介质条件（或物理条件）、边界条件和起始条件（或时间条件）。4.5特性方程根据地质原型、实验模型，简化处理，建立特殊岩土特性的数学方程，进行理论推导和分析，为进一步的实验分析提供理论基础和相互验证。4.6本构方程本构方程是材料的基本属性，及其应力应变关系是数值模拟的基础。数值模拟的虚拟性，需要给出模拟材料明确的应力应变关系。由于岩土材料的复杂性，本构方程不能完全描述材料的应力应变特性。这是数值模拟的局限性和优越性所在。4.7施工工艺实验模型构建的可行性、合理性、可操作性4.8数据观测通过实验获取大量实验数据，文字、数字、图片、视频信息，特别强调对实验模型的解剖和精细观察，从中提取关键信息。4.9模型结构实验模型对实验者而言是透明的，试验完成后应对模型进行结构，精细观察，发现岩土体变化的细致特征。4.10信息挖掘一个完整的实验过程能够提供大量资料和信息，如何有效地挖掘隐含在数据资料中的信息，需要各类信息挖掘技术，如回归、随机、统计、模糊、神经网络、时间序列、灰色、可靠度、聚类、遗传、小波、微积分，信息挖掘的本质，信息挖掘技术的工具性。4.11必读书目（撰写5000字以上读书心得体会）土工实验原理、铁路工程地质实验手册；模型实验的基本原理与方法、模型实验的理论与应用、模型实验理论与方法、相似理论与模型实验钢筋混凝土破坏机理数值实验、采动岩层数值模拟实验、砌体开裂过程数值模拟；虚拟现实技术系统论、全息论、控制论、信息论、耗散结构、突变论、协同论、超循环、混沌、分形、博弈论数据挖掘、回归分析、随机、概率、神经网络、遗传算法、模糊理论、灰色系统、层次分析5、特殊岩土实验设计原理试验设计的含义：设计是建构研究对象的过程。建构实验对象、建构实验模型、建造实验模型。5.1实验设计的目的实验过程是原形活动的缩影，进行实验必须熟悉原形的形成过程，工作原理，施工工艺，管理工艺，原形生命周期中的重点和关键，因此，构建实验模型必须符合或近似符合原形的形成过程，实验应符合实践的需要，不应为了实验而实验。实验的过程是原形生命周期的模拟过程，实验分析不应局限于某一阶段，而应纵观原形的整个生命周期，形成系统性的视角和观点，达到目的兼顾全局的原则。然后，根据实验目的，提出有针对性地意见和建议。5.2地质原型与实验模型现场地质调查获取关于地质原型的第一手资料和信息，建立简化的实验模型，保证其与地质原型的相似性和规律共同性。进行实验建模，应对模型又较为全面的考虑和研究，主要有以下几点：（1）工程原形：原形是进行实验研究的对象；是实际存在的自然地质体或工程地质体经过抽象而形成的简化模型，即地质原形或工程原形；是进行实验的基础和前提。建立原形需要进行详细的野外地质调查，相关基础知识和原理的综合分析。如边坡变形破坏类型、滑坡类型、崩解类型、地基变形破坏类型等经过专家总结的典型类型，是原形的主要参考模版。（2）简化模型：根据实验需要，对工程原形进行简化，使之便于进行模型实验，但要注意原型与简化模型之间的相似性不能弱化。（3）实验模型：根据简化模型，构建实验模型，既能达到实验目的，又快捷方便。模型比例根据实验目的、实验结构参数等因素综合确定。但要注意原型与简化模型之间的相似性不能弱化。（4）模型结构：进入具体模型构建，考虑实验模型基本构成，材料、形式，构建模型实体。注意模型结构与原型结构之间的相似性。（5）模型施工：实验模型施工工艺、流程。模型工艺与原型工艺之间的相似性。（6）模型运行：根据实验原理，运行模型，观察模型表面、内部变化。模型运行方式与原型运行方式之间的相似性。（7）模型解剖：实验结束后，解剖模型，进行精细观察，获得更加详细的变化信息。这是模型实验的优越之处，但常常被忽视。（8）模型分析：根据实验数据、成果，分析模型的优劣、局限性，为进一步的研究提供改进措施和建议。实验成果在原型中的相似程度，适用性。5.3思维实验与系统方程思维实验是一种在人头脑中进行的实验。它既没有实在的仪器设备, 也没有实际的实验操作, 拥有的“实验” 为特定的思维活动形式所提供，思维实验不受限制，借助于想象能力, 可以把实验者置身于任何对象的环境之中。基本思路：原形-逻辑、形象、直觉-实验模型-测试技术-实验数据-实验分析-成果应用逻辑、形象、直觉：在深刻理解原形的基础上，根据实验目的，自由思考，构建可能的抽象或简化模型，进而研究可能的变化与规律。5.4理论实验与特性方程理论实验是结合原形特点，研究目标，应用数学、物理、化学等方法，在既有原理、规律、法则的基础上，进一步推导、演绎、归纳，建立原型的抽象数学模型，建立特性方程，进而得出新的结论或变化规律，这个直接推理过程可以称为数学推理。理论模拟另一种方法是数学模拟，它是对存在于不同类型现象之间的模拟。原型与模型有着本质的区别，但其中的变量参数却遵循相同的数学方程，具有数学上的相似性。例如微分方程2=0可以代表重力、电势、温度等，只要对不同的变量参数建立一一对应关系，便可以用一个现象去类比另一不同现象的解。在工程中，常用电场模拟温度场，材料的应力场和有限自由度的震动系统；用导热现象模拟分子扩散等。基本思路：原形-既有规律（公式法则）-实验模型-测试技术-实验数据-实验分析-成果应用。公式法则：已经获得的原理、规律、法则等是指导理论试验的基石，在此基础上，进一步推导、演绎、分析、归纳，得出新的公式或结论。如有效应力原理、本构方程。理论实验成果是物理实验和数值实验的理论基础。5.5物理实验与相似理论物理模拟是指基本情况相同情况下的模拟，物理本质一致。模型与原型基本物理量相同，物理本质一致，区别只在于各物理量的大小比例不同。在原形的基础上，根据研究目标和基本规律，对原形进行简化，应用相似材料构筑原形的简化模型，研究其变化规律的过程。模型试验的根本是变化规律相同，即原形和模型遵循相同原理、规律、法则，可以用基础理论分析、计算模型的实验结果、变化趋势、分布规律。基本思路：原形-物理模拟（施工工艺）-实验模型-测试技术-实验数据-实验分析-成果应用材料相似：进行试验的主要材料和原形相同或近似，变化规律相同。材料相异：变化规律相同，间接模拟。如用电场模拟温度场、渗流场、膨胀力的温度模拟等。5.6数值模拟与本构方程在原形的基础上，根据研究目标和基本规律，对原形进行简化，建立岩土体本构关系，应用计算机研究其变化规律的过程。基本思路：原形-数值模拟（本构关系）-实验模型-测试技术-实验数据-实验分析-成果应用本构方程：材料的基本属性，及其应力应变关系是数值模拟的基础。数值模拟的虚拟性，需要给出模拟材料明确的应力应变关系。由于岩土材料的复杂性，本构方程不能完全描述材料的应力应变特性。这是数值模拟的局限性和优越性所在。数值试验的精确性与模型试验的模糊性。5.7现场实验与观测技术在原形的基础上，根据研究目标和基本规律，应用相同建筑材料和施工工艺，构筑足尺模型，研究其变化规律的过程。基本思路：原形-足尺建造（施工规范）-实验模型-测试技术-实验数据-实验分析-成果应用。足尺建造：按照目前的工程技术水平，施工工艺，构筑工程实际大小的构筑物，进行现场观测。5.8虚拟现实与计算机技术应用计算机技术，将实体工程用计算机进行模拟，构建与实体工程基本一致的组成、结构、构造、运行规律等虚拟工程环境模型，从而能够从各种不同的角度观察工程建设、运行过程中可能出现的问题。用它来设计特殊岩土工程，可以预先发现工程活动过程中可能会出现的问题。在工程开始建设使用之前便知道用这些问题出现的位置、程度等，能够在实际工作中予以预防，节约费用。5.9实验施工、运行、测试实验模型施工原则上应符合原型施工操作流程、施工规范，由于实验模型和原型之间的差异，在具体问题中可以有适当的变化，主要原则是达到实验目的。实验模型运行与原型应基本相似，但实验时空尺度由于相似性而显著变化，实验过程模拟了原型的整个生命周期，因此，应根据相似原理适当应用获得的实验成果。特殊岩土实验过程中需要测试的各种参数，应力、变形、位移、荷载、孔隙水压力、含水量等大量特殊岩土特性参数的测量方式（直接测量，间接测量、肉眼观察、模型解剖）、测量方法、测量原理、测量仪器、测试精度等需要慎重选择。5.10实验数据整理与分析通过实验获得大量实验数据、图表、照片、录像、文字等实验资料，应进行有效的整理、深度分析，使辛苦获得的实验成果能够得到最大程度的利用。建立数据挖掘思想（回归、随机、统计、模糊、神经网络、时间序列、灰色、可靠度、聚类、遗传、小波、微积分），应用多种数据分析技术和方法，深入挖掘实验数据中蕴含的经验结果、理论、规律、公式，形成明确的实验成果表达。5.11实验成果检验与应用实验成果检验和反馈，修正与完善。5.12 必读书目（撰写5000字以上读书心得体会）土工实验原理、土工试验规范；原位测试技术；岩石试验规范；三轴试验技术；点荷载试验；岩土化学分析试验；铁路工程地质实验手册；岩土工程试验手册；建筑材料试验手册；6、特殊岩土实验课程设计6.1特殊岩土实验设计流程（1）实验对象原形对象，实验对象，是否明确，是变坡、还是地基，是黄土、还是软土，地质原形是否明确，地质模型是否建立，实验模型是否建立。实验模型与原型之间的相似性。（2）实验目的、内容进行实验的目的是否清晰，明确，合理。实验模型是否能达到实验目的。（3）实验内容为达到实验目的，需要进行的实验数量、规模、程度以及时间、空间、人员管理。（3）实验模型实验模型与原型之间的相似性、模型结构构造、可行性、合理性（4）实验施工模型施工工艺的可行性、合理性（5）实验运行根据实验目的，确定实验运行方式、时间、过程。（6）实验测试需要测试的参数的本质含义，变化规律、测量方式、仪器、精度、可靠性。（7）实验分析实验成果的基本整理和深度挖掘（8）成果应用通过实验获得的规律、公式、原则、建议、问题。6.2特殊岩土