《岩土工程可靠基础理论及工程应用》在大量一手实验资料的基础上对抗剪强度统计方法、岩土体材料变形特性及对抗滑稳定的影响、可靠度设计方法、分项系数设计等进行了深入的探讨。
《岩土工程可靠基础理论及工程应用》可供从事岩土工程科研与工程实践的科研人员和工程技术人员参考,也可作为高等学校研究生及高年级本科生教材。
接触岩土工程可靠度是在二十多年前攻读博士期间,我在导师陈祖煜院士的指导下开展了土石坝坝坡稳定相关的可靠度研究,当时工程界对于可靠度和风险概念在实际应用上有大量的争议。传统的容许应力法将工程中所有材料、荷载、模型乃至人为的不确定性都归结于统一的、单一的安全系数上,伴随着大量的工程经验,传统安全系数法在实际应用中获得了成功和大量的应用。岩土体由于天然变异性较大,采用可靠度和风险框架进行材料变异特性、计算方法、评判标准等方面的研究面临比较大的困难,但是可靠度方法能对工程中不同的不确定性加以一定程度上的定量考虑。采用安全度来评价工程,在工程中有着可观的生命力和应用场景,而且传统安全系数法在处理材料、荷载等不确定性时也采用了保证率或者分位数等可靠度概念来减少设计的不确定性,我们不应把可靠度和传统方法对立起来,而应有选择地采用不同的方法,或者同时采用两种方法来综合评价一个工程,从而为决策提供更科学的依据。随着可靠度研究的深入和发展,目前岩土工程可靠度与风险分析已经被学术界和工程界广泛接受。目前国际国内大量的岩土设计规范纷纷采用基于可靠度的极限状态设计法和分项设计法,这是岩土工程可靠度走向实际运用的良好开端,但是依然存在大量的问题。
博士毕业后,我前往香港科技大学土木学院跟随张利民老师进行了短期的专业学习,同时在陈祖煜院士的带领下进一步开展了土石坝、混凝土坝抗滑等方面的水利工程可靠度与风险研究。在研究过程中,收集了大量土石坝心墙料、堆石坝堆石料、坝基接触面和坝基岩体抗剪强度等方面的一手实验资料,在此基础上针对抗剪强度统计方法、岩土体材料变形特性,以及对抗滑稳定的影响、可靠度设计方法、分项系数设计等进行了深入的研究。近几年我和师弟李旭教授一起在北京交通大学为研究生开设岩土工程可靠度课程,讲授岩土工程可靠度的基本概念、分析方法和工程案例。本书的主要内容即是在这些研究和教学成果的基础上撰写而成的。
感谢导师陈祖煜院士多年如一日的指导,感谢师兄王玉杰教授,师弟李旭教授,孙平教授,赵宇飞教授,师弟陈文,学生柴小兵、秦晓鹏、王思敏等在本书撰写过程中提供的支持和所做的工作。
由于作者水平有限,书中难免存在错误和不足之处,恳请广大读者批评指正。
作 者
2022年8月于北京