高等土力学-岩土工程发展及展望

高等土力学-岩土工程发展及展望第一页，共27页。5.岩土工程的可持续发展

我国近20年来随着国民经济和各类土木工程的快速发展，岩土工程建设经历了一个空前兴旺发达的时期。

但是，几乎在同期，国际的岩土工程学科的领域和范围发生了明显的变化。

随着人们对于资源和生态环境认识的深入，岩土工程已经不限于具体“工程”的设计施工，而是扩展到环境岩土、地质灾害、以及与生态和资源相适应的岩土工程可持续发展等大的战略问题。第二页，共27页。5.1岩土工程理念及学科范围的变化美国的土木工程师协会（ASCE）下所主办的本学科期刊创办时名为“土力学及基础工程”（Soilmechanicsandfoundationengineering）；1974年以后更名为“土力学及岩土工程”（Soilmechanicsandgeotechnicalengineering），相应的学会也改成此名；20世纪90年代以后，期刊又更名为“岩土工程与环境岩土工程”

（Geotechnical&environmentalengineering）。第三页，共27页。岩土工程学科扩展温室效应、沙漠化、火山爆发、地震、海啸滑坡、泥石流、水土流失、溶岩、崩岸、河道演变、地下水位下降、海水面上升对于沿海的影响、地下水侵蚀引起的地面塌陷和开裂等。广义的岩土工程：第四页，共27页。环境岩土工程人类活动引发的动植物生态的恶化、地质活动加剧和地质灾害发生；过量开采地下水和基坑降水、爆破、打桩、振动、基坑与地下工程的开挖、矿山的采空区、堆土等引起地下水平衡破坏和地面、周围建筑物和地下设施的沉降变形和破坏；噪音和振动，粉尘和泥浆污染等。各种固体废弃物，如生活垃圾、工业废料包括核废料的填埋与处理；有毒有害的无机物和有机物对于岩土和地下水的污染、扩散与修复。第五页，共27页。学科的整合

岩土不仅是工程建设，也与灾害、环境、生态等密切相关；多学科的整合与协作，面对地质灾害和环境岩土等大尺度的问题；第六页，共27页。5.2人类与自然近代从工业革命开始，人类的生产能力极大提高，人口迅速增加，向大自然索取的欲望也膨胀了，开发的节奏加快了。超级繁华的城市，超高层建筑，巨型的水坝电站，资源的掠夺式开发；人类在地球上走过，留下一片荒漠。（卡特）第七页，共27页。人与自然的和谐共处“天行有常，不为尧存，不为桀亡。应之以治则吉，应之以乱则凶。”（荀子·天论），天何言哉？四时行焉，万物生焉（论语·阳货）。“天不变，道亦不变”（董仲舒）凡是现实的都是合理的。（黑格尔）第八页，共27页。宏伟的延安新城第九页，共27页。第十页，共27页。来自自然的惩罚“我们不要过分陶醉于对自然界的胜利。对于每一次这样的胜利，自然界都报复了我们。”（恩格斯·自然辩证法）“我们必须时时记住：我们统治自然界，决不象征服者统治异民族一样，决不象站在自然界以外的人一样，——相反地，我们连同我们的肉、血和头脑都是属于自然界的，存在于自然界的。”第十一页，共27页。和谐共处

“人法地，地法天，天法道，道法自然”“道常无为，而无不为”（老子），我们对于自然也应当有所为，有所不为，敬畏自然，顺应自然，大自然会还以青山绿水，白云蓝天；违背自然，破坏自然，它就会还以荒漠沙尘，灾荒饥饿。第十二页，共27页。现代城市的理念随着现代化城市理念的变化，高楼林立，立交桥、高架路纵横交错已非现代化城市的良好形象。人们更多地强调回归自然：还城市以更开阔的空间，更多的自然景观，更浓厚的历史与人文氛围与气息要求城市更多的利用地下空间，城市交通、公共设施、人居空间和大量转入地下。第十三页，共27页。高层建筑的功过1871年－芝加哥大火1885年－芝加哥10层家庭保险大楼：钢结构1902年－美国16层登格尔斯大楼：钢筋混凝土结构1930年－纽约帝国大厦：381米，102层1972－73年－世贸中心（413，415米）1974年－sears大厦：443米，110层20世纪后期以来，亚洲一些国家热衷于超高层建筑第十四页，共27页。央视大火：2009年2.9元宵节20时第十五页，共27页。上海高楼大火-2010年11月15日14时第十六页，共27页。沈阳高楼大火-2011年2月3日24时第十七页，共27页。城市超高层建筑的弊病造价极高；运营管理费用；安全；能源与资源的浪费；环境。第十八页，共27页。与环境友好的地下工程

城市地面以下0－5米为的公用管线层，设置共同沟；5－20米为城市地下交通层和市政设施；20米以下为战备和存储空间，包括能源、水资源、粮食等第十九页，共27页。城市交通1989年美国加利福尼亚州的强震时旧金山滨海地区的高架路大多被震毁，美国基本放弃了高架高速路，代之以公共街区交通。日本阪神地震，高架桥路的毁坏。第二十页，共27页。地震与城市交通第二十一页，共27页。阪神地震第二十二页，共27页。美国波斯顿从1991开始拆除高架路，恢复地面，发展地下公共交通第二十三页，共27页。上海人民广场第二十四页，共27页。日本大阪体育馆第二十五页，共27页。城市的桥与隧道长江武汉以下修建跨江大桥几十座，我国建桥史上规模最大，标准最高，技术最复杂的特大桥梁－长江润扬大桥具有特大跨径－1490m,为中国第一，世界第三。全长32.4km，主跨径1088m的苏通大桥，将成为世界最大跨径的斜拉桥。高密度的跨