当前课程知识点:高等土力学 > 第0章 绪论 > 0.4 理论与工程的检验 > 0.4 理论与工程的检验
下面学习第四部分
理论与工程的检验
理论是否正确、工程方案是否可行
需要进行检验
而验证本身
也需要有客观性、权威性和公正性
目前大家公认的方式是考试或竞赛
一般步骤包括
设计基本试验和目标试验
征集参赛者
提交预测结果
公布试验结果或答案
最后进行评分、研讨、答辩
岩土工程中理论与计算的非精确性
本质上是我们的认知与客观实际之间的差别
造成这种差别的原因之一是
土与土工问题的复杂性与不确定性
另一个主要原因是
理论、试验、计算预测能力的局限性
这是某研究者给出的
一个土力学试验值与理论值的对比图
在这个图中
实心白点是试验值
橘色实线是理论值
理论值和试验值完美吻合
同学们看到这个图会有什么感想呢
可能有些同学
对该研究者得出如此完美的结果
佩服得五体投地
也可能有些同学认为这个结果不可信
作为一名土力学工作者
我赞成后者
得出如此完美结果的途径可能有两个
一个途径是造假
正如李广信教授所说
无暇的美玉(女)是人造的
另一个途径是无效的试验验证
这里给出了一个无效的试验验证的例子
即目前常见的一种本构模型的验证模式
根据基本试验研究土的应力变形特性
并建立本构模型
再根据同样的基本试验数据确定模型参数
然后用该参数和模型
预测同样的基本试验的结果
二者自然吻合得很好
这是一种典型的无效验证模式
只是曲线拟合
我们看一个土工试验与检测方面的例子
即2013年全国岩土工程
离心模拟平行试验
这是第七届全国岩土工程
物理模拟学术研讨会的重要组成部分
共安排了砂土试样制备
单桩静载和边坡失稳三类平行试验研究项目
目的在于对比各实验室
砂土制备方法的准确性和均匀性
分析试验设备条件
操作工艺、测试方法等
对模型试验结果的影响规律
推动土工离心模型试验技术进步
关于砂雨法试样制备
本次试验主要包括出砂口落距–相对密度标定试验
目标相对密度验证试验
空间上均匀性检验试验
采用福建标准砂
共有八家单位参与
8家得到的整体规律一致
但在数值上有差别
边坡失稳试验主要考虑边坡坡度
和含水率两个因素变化
对边坡稳定性的影响
共有七家单位参与
7 家实验室获得的试验规律一致
砂土边坡破坏离心加速度统计值
具有正态分布特征
以随机误差为主
同时也存在较大的系统误差
相对误差一般不超过20%
与几十年前相比
已有很大的进步
关于土的本构关系理论的检验
国际上在上世纪80年代就召开过多次研讨会
将在土工试验与测试那章介绍
下面的例子是关于
土工加筋挡土墙的数值计算预测
1991 年在美国的科罗拉多大学
进行了加筋挡土墙的足尺试验
目标试验是在一个高3.05 米
宽1.22 米
长2.08 米的大型试验槽中进行的
铺设了12 层长为1.68 米的
无纺土工织物
作成土工织布加筋挡土墙
墙顶采用气囊加压
试验用土料有两种
一种是均匀的砂土
另一种为粉质黏土
事先公布了砂土、黏土
和土工布的特性试验结果
征集世界各国同行们进行数值计算
预测试验结果
共有15 个不同国家的大学
和研究单位参赛
这里给出了103kPa荷载时
预测的最大墙面位移
只有极少数几家计算的误差在30%以内
下一个例子是利用离心机试验
检验地震反应分析方法
即美国自然科学基金会
在1989-1994 资助的VELACS 项目
投入经费350万美元
项目参加单位和人员包括
美国加州大学戴维斯分校
加州理工大学
英国剑桥大学等7所大学10名院士
及皇家学会会员
计算参赛单位有:美、加、日、欧等地
23个计算专家或小组
离心机模拟土工动力问题9种试验
1、水平地基
2、倾斜地基
3、复合地基
4、柔性分层水平地基
5、刚性分层水平地基
6、堤坝
7、心墙坝
8、护岸
9、建筑物
在三种条件下预测
A:在试验进行之前进行计算
但提供初始条件与边界条件
B:在离心试验完成之后进行计算
提供较详细的试验条件与细节
C:公布试验结果以后进行计算
比较的结果是
从预测精度上看:C> B> A
对于A:30多个模型参加预测
地震反应加速度接近
孔压与沉降相差可达几十倍
趋势还是一致的
-0.1 岩土工程的学科特点与发展
-0.2 土力学学科的发展历史
-0.3 岩土工程实践的发展
-0.4 理论与工程的检验
-0.5 岩土工程的可持续发展
-第0章 绪论-作业
-1.0 概述
--1.0 概述
--1.0 概述-作业
-1.1 室内试验
--1.1 室内试验-作业
-1.2 模型试验
--1.2 模型试验
--1.2 模型试验-作业
-1.3 原位测试与现场观测
--1.3 原位测试与现场观测-作业
-1.4 试验的检验与验证
-2.1 概述
--2.1 概述
--2.1 概述-作业
-2.2 应力和应变
--2.2 应力和应变-作业
-2.3 土的应力变形特性
--2.3 土的应力变形特性-作业
-2.4 土的弹性模型
--2.4 土的弹性模型-作业
-2.5 土的弹塑性模型的一般原理
--2.5 土的弹塑性模型的一般原理-作业
-2.6 剑桥模型
--2.6 剑桥模型-习题
-2.7 其它典型弹塑性模型
--2.7 其它典型弹塑性模型-作业
-3.1 概述
--3.1 概述-作业
-3.2 土的抗剪强度的机理
--3.2 土的抗剪强度的机理-作业
-3.3 土的强度与土的物理性质
--3.3 土的强度与土的物理性质-作业
-3.4 影响土的强度的外部因素
--3.4 影响土的强度的外部因素-作业
-3.5 土的排水与不排水强度
--3.5 土的排水与不排水强度-作业
-3.6 土的强度理论
--3.6 土的强度理论-作业
-3.7 黏性土的抗拉强度
--3.7 黏性土的抗拉强度-作业
-4.1 概述
--4.1 概述
--4.1 概述-作业
-4.2 饱和土的渗透性和基本方程
--4.2 饱和土的渗透性和基本方程-作业
-4.3 饱和土二维渗流和流网
--4.3 饱和土二维渗流和流网-作业
-4.4 饱和渗流数值计算方法
--4.4 饱和渗流数值计算方法-作业
-4.5 非饱和土中水的形态和基质吸力
--4.5 非饱和土中水的形态和基质吸力-作业
-4.6 非饱和土土水特征曲线
--4.6 非饱和土土水特征曲线-作业
-4.7 非饱和土的渗透性和数值计算
--4.7 非饱和土的渗透性和数值计算-作业
-5.1 概述
--5.1 概述
-5.2 土的压缩与地基的沉降
--5.2 土的压缩与地基的沉降-作业
-5.3 地基沉降的计算方法
--5.3 地基沉降的计算方法-作业
-5.4 单向固结的普遍方程及一般问题
--5.4 单向固结普遍方程及一般问题-作业
-5.5 土的三维固结理论
--5.5 土的三维固结理论-作业
-5.6 关于土体固结的其他问题简介
--5.6 关于土体固结的其他问题简介-作业
-6.1 概述
--6.1 概述
-6.2 边坡稳定分析方法
-6.3 最小安全系数和潜在滑动面的搜索方法
-6.4 极限平衡法边坡稳定分析的一些结论
-6.5 塑性力学上下限定理简介
-6.6 基于有限单元法的边坡稳定分析
-6 边坡稳定分析-作业