岩土工程的一些哲学思考

岩土工程的一些哲学思考李广信清华大学1.前言2.东方哲学与西方哲学3.对象及主体间的关联与转化4.感性认识与理性认识－理论的价值5.一个永恒流动与变化的体系6.岩土工程的科学方法7.人与自然的和谐－岩土工程的任务主要内容1.前言：岩土与人类人类最早接触和最早使用的材料：旧、中、新石器时代的标志是人类使用岩土材料的水平；土与文化：几大古文明中人类起源的传说：不约而同地认为人是上帝（神）用土创造的；表土与人类文明：人类的几大古文明的发生与衰落;土地与农业：“普天之下，莫非王土”－权力与财富；朝代的更替；农民战争农业文明－土与水目前名川大河的中下游，土层深厚—形成农业、经济、文化、政治中心海洋文化：三角洲文明（交通与信息）岩土与哲学的天然联系。1.前言：岩土材料非连续性：颗粒与裂隙，岩石与岩体；多相性：固体、水、气体三相间的相互关联及作用；变异性：长期地质历史的产物：原状性、区域性、不均匀性、各向异性；岩土工程是充满了不确定性及风险与挑战，充满了哲学的命题；岩土工程科学与哲学－以哲学的高度来认识。2.东方哲学与西方哲学亚里士多德已经说过：这些较早的哲学家都设想原初本质是某种物质：空气和水；后来赫拉克利特设想是火，但是没有一个人设想是土，因为它的组成太复杂。（天然辩证法）一曰金，二曰木，三曰水，四曰火，五曰土；水曰润下，火曰炎上，木曰曲直，金曰从革，土爰稼穑。（尚书·洪范）2.东方哲学与西方哲学西方哲学强调万物的组成及分析，东方哲学强调万物间的相生相灭。东方哲学崇尚宏观与定性，主张感悟:阴阳、五行、八卦，经络；西方哲学崇尚精密与定量，强调理性:结构→构件→分子→原子－电子－光子－量子，以太。生物→器官→细胞→基因时空的无限性“天地玄黄，宇宙洪荒”（千字文）；“大哉乾元，至哉坤元，万物资生，乃顺承天”（易经）；“道在天地之间也，其大无外，其小无内。”（管子·心术）道生一，一生二，二生三，三生万物。”（老子）“无限时间内宇宙的永远重复的连续更替，不过是无限空间内无数宇宙同时存在的逻辑的补充。”（自然辩证法）地球－太阳系－银河系－星云－无限宇宙；关于地基承载力设计理论承载能力极限状态：安全系数法和可靠度法；正常使用极限状态：（沉降、抗裂、耐久性）容许承载力法；定值理论：容许承载力与安全系数法；非定值理论：分项系数法－可靠度法。三种承载力设计理论1、容许承载力理论2、极限承载力理论－安全系数法3、极限承载力理论－分项系数法分项系数分项系数1·容许承载力理论在载荷试验中可以由其比例界限确定；按一定沉降比人为规定，例如s/b0.001－0.0015在理论计算中可以由塑性区发展理论中的临塑荷载pcr、p1/4、p1/3确定。按容许承载力理论确定的承载力，其沉降一般也会满足要求，常常不需进行沉降验算。在这种设计中，工程的安全性和可靠性是无定量的概念的。因而是一种经验的设计方法。临界荷载pcr、p1/4、p1/3F塑性区2·极限承载力理论—安全系数法承载力：极限承载力公式、平板载荷试验的极限值/安全系数（K＝2）地基的破坏与极限承载力3·极限承载力理论－分项系数基于可靠度理论的分项系数设计方法也是一种承载能力极限状态设计方法。由于工程中的荷载和抗力都是随机变量，有多少可能性使荷载大于抗力而失事是一个随机事件，破坏的概率（可能性）决定于两个随机变量的均值（众值，中值及某个分位值）及其分布。R，SR，Sf(S)f(R)RSRS可靠度设计示意图可靠缓度设旗计其失卵事概邪率可盒用可依靠度享指标侨表示勤。例查如，进相应羽的可蹈靠度殊系数因为3.竞0，则表慕示失五效概京率为新万分帖之9.播4，能够鄙明确鸭地给地出安社全与拣失效赖的概高率，欧然后辽通过袭经济探、社掏会、跃技术织的风可险分断析，滚给出异最合梢理的打设计荣值。幻玉是一冻种最蔽科学千合理创的设送计理近论与斤方法拳；我国店颁布盼的《建筑殃结构窝可靠央度设云计统奖一标条准》（GB超50翅06祝8-追20地01）规泳定，贴对于梁各种雾结构牧设计矮应遵卸循该屡理论干方法等。地基丛基础励设计弹中的本三种扩荷载检组合1·正常酱使用颗极限扭状态彼下荷使载效生应的怠标准逆组合障；2·正常姥使用窝极限喝状态谣下的殊荷载技效应刚的准矛永久衔组合3·承载某能力艳极限木状态捆下荷禁载效赞应的记基本琴组合GB跟50量00咽7-悠20畜02的设旱计理彻论应凤用地基垃承载捞力－泼容许覆承载擦力：决正常翁使用凶极限纲状态弯荷载殖效应隔的标急准组鸟合；稳定岂分析篇－单认一安敌全系投数：承载炸能力窄极限僵状态别下荷用载效筹应的雷基本副组合谊，分项热系数苗取为1.蜜0;沉降鞭（开皂裂）偏计算破：正轿常使质用极拿限状艰态下若的荷秋载效钢应的禾准永夹久组顿合结构盟计算逢－可达靠度获的分腾项系缩慧数：承载牛能力料极限狸状态阅下荷哥载效甚应的乐基本角组合隆。岩土蝇工程畜的不俊确定说性土层障剖面祝与边捉界的沈不确滋定性座；现场废与实秃验室讲岩土自指标仔的不饰确定轮性；现场梯原位肥应力妄与孔缓隙水寨压力所的不砖确定零性；外加趟荷载跑及其灿分布兄的不倍确定特性；岩土棵材料悉性质环的复枣杂性骑；应迈力变没形的苗机理陕不清经楚。计算走理论码和方程法的仿不确怒定性伙；岩土姜定量蓬描述次的困盯难因果易关系道的缺食失：形源于斤对象戏的复量杂性热及影劝响因宁素的阔多样堂性；－统稿计、条概率莫、优魔化、爆可靠响度：互补盼率的耗破缺览－亦岔此亦她彼：黑源于卷多因帜素的慎相互午关联奏与转蒙化；－灰竞色、看模糊略、混民沌、猜分形最：地基奏承载抄力设哄计理喝论的毛哲学枯基础1、容勤许承铜载力胸理论2、极部限承舌载力盼理论瓜－安来全系冻数法3、极胁限承厘载力括理论酱－分钩项系死数法可靠率度设清计在技岩土铲工程玩中的奴失败皇：可亭靠度银的研脂究；笛桩基医技术垦规范舅；欧归洲的码规范择。东方卡哲学姜的胜改利！东方灾哲学秒理念盗下的矩医药写－中达医阴阳寺：阴婶虚阳鱼虚；五行沈：肝盘木肾稍水；经络缝：穴革位岩土撞工程集与中矩医望问执切闻孕，综预合判钟断；对症戚治病潜，因刺地制魄宜；经验哗投药灶，随誉时调昏整；理论泡导向详，实西测定铜量，强经验蹄判断丑，检眠测验准证。太沙占基的凝土力童学艺石术说“无喇论天轨然土丈层结刷构怎租样复均杂；仪也无桨论我著们的去知识孔与土壳的的同实际禽条件胶有多芬么大用的差燃距，候我们锁必须烦利用爬处理息问题苍的艺术世（ar悟t)，在谦合理青造价控的前乘提下席，为迹土工鹊结构世和地坏基基技础问峰题寻蒸求满仰意的斩答案告。”这与斩中医纸的手露法是边相通远的。概念裁设计铜与时主空效祸应抗震助设计献：不锦坏、姿可修裳、不陡倒（悠不死票）；桩基角规范不：变船刚度当调平窑、减极沉疏旱桩；新奥尝法：香设计紫、检联测、伐施工蛙的一歇体化诞方法肉；地下促工程壶与基叼坑施视工的弊时空城效应馋理论针；－总优之，壤是基虽于理嘴论，末依赖边于经唉验的南工作遮方法质。一个骂复杂躁体系逃的认干识L.桥A.涛Za糟de慢h：“当抽系统搭的复非杂性砌日益坦增加垂时，励我们叼作出县系统丸特点袄的精肆确而白有意社义的懒描述芒的能游力将郑相应烧降低万。”岩土住工程借中精辨确是掠一种劝奢求蜂。土的派本构浸关系巩模型延的发邮展：课“没经有为遮任何咐一个殃模型滥戴上锁王冠赶。”沉降靠计算塘经验首系数s

Es2.54.07.015.020.0p>fk1.41.31.00.40.2P<fk1.11.00.70.40.23.对象趟及主慈体间堵的关吼联与紧转化黑格慢尔：锡量转思化为玻质和超质转卫化为毅量的痰规律危；对驳立的赢相互蔬渗透诊的规绒律；瘦否定狂之否燃定的越规律笔。（现鼓代科绢学）冤它使察每个送人都僻或多怠或少品地局镰限在伯自己害的专从业中症，只悠有少索数人鉴没有盖被它犯夺去顷全面黎观察抖问题烛的能辅力（喉自然疯辩证摆法）－客况观世补界是选不分色专业胞的。3.对象羞及主粪体间付的关膛联与否转化土的护三大相特性牙：碎散剃性：预非连桶续介更质；多相拿性：旧固体声颗粒述、水秘、气次体三按组成寺；变异病性：旦长期含地质闻历史似的产者物。互补面率的阳破缺伶－亦睡此亦莫彼连续玻介质廉，非顷连续沙介质岁？固体格，流宴体？强度陪与变送形：糕古典扁土力母学二墙者截出然分仓开强度终问题倍：经低典极极限分轧析与怪极限象平衡造；变形以问题轨：基次于线滔弹性起理论悦的分屯层总浩和法强度垄与变资形的划转化土的强度，或址者破坏是其选应力溉应变花过程尊的最偶后阶摘段，执即在笔微小读的应染力增外量下悦，会她产生苗很大臭（或例者不盏可控芬制）绒的应炉变增陪量。拒因而墙破坏抖是应误力应箱变关升系的溜最后锤阶段倾。变形踪蝶与破海坏的乖转化ps渗流漆问题权与强通度问规题间都的转央化二者搭相互逢影响你；在一箱定条浊件下葵随可铲能是秒相互创转化宏的。渗流坡面抗滑撇稳定粉分析材：渗透思水流枯以一节定角莫度从检砂土晴坡面温逸出蔬时当＝0，＝90时，流土唉（砂诉沸）脖！土中考水与厦水中诊土问活题的吃转化前者鉴土作管为载孙体，独土中划水在宪其中广运动砌，层杰流时蔑服从葛达西酱定律咏；后者淘水作赚为载库体，优水中鞭土成匠为悬字移质辅被挟刻带裹逢胁运夹动，啦服从丑流体泽力学扇定律顶。推移楼质介真于二推者间订。几个造例子流土眉（砂神沸）婆；管涌珠；流滑识；液化童；滑坡厦－泥筒石流暖；崩岸饥；流土管涌流滑泥石绳流液化4.感性凤认识龙与理闻性认级识－域理论览的价锋值感觉励到了妈的东重西，龄我们榴不能读立刻海理解赞它；居只理于解有毕了的漂东西裁才能戒更深懒刻地驰感觉敞它；赔没有种理论帝指导组的实田践是撕盲目妻的实兼践。吴（握实践铲论）岩土裙工程诵实践展已经弊有几凝千年飞，而孙土力境学成机为一差个学嫂科才80多年缠，标洽志是挪什么淋？人与毯动物挽、实欠践与冰认识狭义着的动着物也钱有工秤具，伤然而期这只月是它还们的帜躯体建的四刮肢，座蚂蚁碗、蜜舰蜂、趁海狸骡就是逃这样法。只煤有人乞才给傻自然详界打桂上自督己的某印记殊。….康.随着旺对自执然界钩规律黎的知勤识的首迅速柳增加吹，人谋对自鸟然界口施加蕉反作灾用的匀手段案也增确加了些。-（自右然辩佩证法赤）鼠獭恳蝼蚁其与岩政土工共程水獭视用树篮的枝理干和第石块碰在领拖地的这河道蜓上建逢造一眠座水枯坝，侄并发茄表了韵论文适“高雹坝建叠造技感术”抬；鼹鼠佩在草得原下旅营造柔了复季杂的胆地下苍工程男系统古，论断文“汗蜀国稿的地售下工贞程规远划”灾获得丝式最佳私论文宽奖；白蚁碰在林飘地修互建了僚一个3米高稀的蚁茧穴，纵出版松了专勤著《大型撕地基墙基础旦工程地技术茂，槐涝阴国扒的地碗标－被超高主层建瞒筑的筹岩土伤工程缩慧问题》。土力果学学赞科的篇诞生太沙博基认卖识到败：鼠趴獭蝼晒蚁也超能建奴造土朽工建流筑物核，从类事岩毁土工呆程的星实践寺。但堡是靠届它们说的本教能和反经验堡，而只兰有对团客观坛世界胡的深浆入理却解和诱正确遗的理危论描戴述才矩能够仓上升怖为科欠学技齿术。于是勿他闭呢门思别索和乓潜心双试验惯，提喝出了新土的损有效爪应力激原理研和单闭向渗足流固丛结理枪论，19示25年出散版了《土力辰学和技地基量基础》（Er渐db皂au凡me楚ch能an赢ikau私fbo肾de渴np项hy燃si毫ka轿ls赠ch尊erGr险un甲dl头ag澡e）一取书。人们俩公认捏这标击志土猫力学匀作为渣一门孝独立酬学科远的诞屑生。忽视骨理论狗受到椅报复钻孔纷灌注询桩施灾工：层孔内翁水位槐为什麦么要舞高于便地下乞水位爆？土坝今的边斩蓄水傅边填掘筑；弟顿语坝的票水力长劈裂肠破坏市；挖方从施工次－快锋！填肠方施构工－蕉慢！献礼臣工程利的事笑故；承载康力理参论的辆意义加拿萍大特运朗斯与康谷始仓：19理13年9月装竖谷物与，10月17日倾须覆，11伶73年动婆工13锹70年竣汤工19祸40年在球软粘悟土地叨基上锄的水泥悠仓的柜倾覆5.一个妇永恒延流动径与变输化的轰体系一切吧僵硬驴的东跪西融塌化了挣，一猴切固刃定的询东西艰消散疑了，亭一切额被当固作永携远存极在的轧东西木变成铃了转隔瞬即繁逝的毛东西办。整塞个自挎然界嗽被证谣明是光在永掀恒的涂流动庭和循坝环中违运动崇着。阴阳彼：一声分为侨二、秘阴阳格交感培、矛蜻盾转萝化、困发展师变化志。5.一个切永恒禽流动妻与变境化的颈体系人不贱能过即同一给条河;我们虎不能迫用同迁一个押土样役作一循个完萝整的纲试验上：在每训一瞬批时，那土的锈内部拍结构榜、土遍的性表质都记都不吐是前助一瞬曾时的堆那个爸土了索。非线劝性、劝弹塑本性、攻剪胀叛性和劳与应触力路伏径有柿关的况性质的。土的集应力童应变污与组槐成、淹状态科和结言构的纺耦合传！DD柔A吹(d甜is椒co瞧nt宵in惠ou柔s忧de锻fo喝rm覆at财io事n击an浩al止ys讨is贡)非连粪续变伶形分瓣析DD窄A计算宴三轴观试验蒜曲线正常腥固结欢粘土边的固轻结与携强度pe任一医应力阳下的栏土样其都是绪不同酱的,它是碗不同壁密度礼和结铲构土央样强脑度的千集合。各种炸土的芬本构村关系厅的相秀通性应力栽变形纳－组拼成、颂状态冬、结怪构之度间的坡描述近尺度虑：弹塑舒性模菊型：判硬化袖参数H(pij);损伤舞模型芳：损溉伤变运量w(ij);内时友理论沉模型午：内枝部时河间变呢量z挨(ij).都是逝表明弱土在扭受力倾变形闻工程心中的山结构列与状览态变爬化尺出度。6.岩土内工程机的科廊学方蕉法归纳鸽和演娱绎；抽象哗和具直体；外推灰和内岸插；分析竖和综泰合流；概化扩和细兴化；类比塌与借盖鉴；移植稿与引雅进。归纳它和演趟绎归纳尤：经酬验公碍式演绎施：三斤段论忙式演绎守论证屿：微村分方口程＋笑边界联条件惭→解灵答演绎谷推测非：设泼计理畏论与妙方法程＋设啦计参骡数→嘉工作穿对象普遍腾适用煮的理央论于＋轰补充软陈述始→丧推番论大前氏提小前腿提归纳矛法的砍错误陈实例平面构应变忘方向桥的中爽主应携力平面拜应变敌试验浆归纳孝的结尿果不价具普新遍性违背匠虎克康定律乱：<<汪<归纳黄法归纳受法的泉错误哈实例对于激很软谣泥土蚀，复间合深翁度修愧正系莫数为0.寄8.dA=到1演绎虹法的等错误闸实例膨胀败土地默基的黑承载数力膨胀闷力是征引起腔膨胀捏土膨非胀的顷原因原有义的地换基承两载力候公式菊没有析考虑为膨胀秀力所以喝必须犁修改柜公式荐。<<颠<演绎葬法抽象俯和具悠体抽象性质符抽象——弹性忽和塑苹性关系棵抽象——虎克与定律剂和达季西定秀律具体误用狮的原洁因：隔一般棒是补染充陈取述（小前怠提）有拘错误超过魄理论悉适用剩范围补充摆条件绒有错头误边界洪条件桶错误设计移参数涂错误人为矩的任虏意性问，实弟际的食困难钳性。经验理论具体促化＝接理论叔的应排用抽象舟的意坡义对土性质的认识

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