内容简介
《2014全国勘察设计注册工程师执业资格考试用书:注册岩土工程师执业资格考试专业考试复习教程》由同济大学高大钊教授和清华大学李广信教授联袂编写,两位先生是业内岩土专家,多年从事注册岩土工程师的出题与阅卷工作,他们共同的特点是以教书育人为乐,诲人不倦,此番合作志在为考生亲自传道解惑,指点迷津。
《2014全国勘察设计注册工程师执业资格考试用书:注册岩土工程师执业资格考试专业考试复习教程》结合历年专业考试的特点编写,全面、系统地介绍了岩土工程基础内容,阐述了对各类新规范的准确理解与运用,讲述了各类岩土工程题目的解题规律和应试技巧。《2014全国勘察设计注册工程师执业资格考试用书:注册岩土工程师执业资格考试专业考试复习教程》主要包括:工程地质学基础、岩土力学基础、岩土工程勘察、岩土工程设计基本原则、浅基础、深基础、地基处理、建筑边坡工程、基坑工程、特殊性岩土、特殊条件下的岩土工程、地震工程、公路工程、铁路工程、水力水电工程、港口工程、岩土工程检测与监测、工程经济与管理。
内页插图
目录
一、岩土工程勘察
二、浅基础
三、深基础
四、地基处理
五、土工结构与边坡防护、基坑与地下工程
六、特殊条件下的岩土工程
七、地震工程
八、工程经济与管理
九、岩土工程检测与监测
附录1 注册土木工程师(岩土)专业考试大纲(最新版)
附录2 注册岩土工程师考试参考书目
附录3 全国注册岩土工程师执业资格专业考试科目、分值、时间分配及题型特点
附录4 注册土木工程师(岩土)执业资格制度暂行规定
附录5 注册土木工程师(岩土)执业资格考试实施办法
附录6 2013年专业案例上午试题
附录7 2013年专业案例下午试题
参考文献
前言/序言
经过半年多时间的准备,由清华大学李广信教授和我合作编写的这本注册岩土工程师专业考试的复习材料终于和读者见面了。
我们两人都是大学的退休教师,退休以后把讲台面向社会,面向工程界,用各种形式继续传授和普及土力学的知识一一包括在网络上回答工程师们所提出的各种问题,写一些帮助工程师理解土力学的工程技术读物,也包括为准备参加注册岩土工程师专业考试的工程师们提供这本复习资料。
记得是在工5年前,建设综合勘察研究设计院的方鸿琪院长请我参加岩土工程师的注册考试命题的筹备工作,后来在2002年开始实施,从第一次考试到今年已经有13年了。我是在2012年初离开专家组的,参加了十年的注册考试的出题评分工作,对我说,这是一个很重要的社会经历。通过注册考试专家组的工作,可以了解我国岩土工程界的技术状况,可以知道岩土工程师最需要的是哪些方面的土力学知识,哪些问题对工程技术人员来说是至关重要的,哪些内容是岩土工程师们比较难以理解的问题,也可以从中发现学校工程教育所存在的问题,可以反思学校的土力学教学工作。’
在注册考试专家组工作,为帮助了解我国岩土工程界的技术状况提供了很好的条件。参加专家组的工作,对于我们大学教师来说,也是了解社会,以便更好地服务社会,更好地为提高我国岩土工程师队伍的科技水平做出我们应有的贡献。本着这样的想法,我们在离开了考题评分专家组之后的这两年中,应邀参加了一点培训活动,但我们谢绝了更多培训机构的热情邀请。我们希望通过与考生面对面的接触、直接的了解,有助于回顾与反思在专家组时对考生的估计,有助于研究如何做好岩土工程师的在职教育。我们发现,当年我们对情况的估计与考生的实际情况,还是存在不小差距的。这些使我们对于注册考试这样一项工作有了更深入的、全面的理解与思考,也对大学的土力学教学工作的改革有了更加深入的认识。
应人民交通出版社的邀请,我们把这两年来讲课的一些材料整理出版,以供参加考试的工程师们参考。但是,希望读者不要因为我们两人曾经是专家组成员的经历而寄予过高的期望,我们的过去并不能说明什么,我们也没有这个本领去估计现在的专家组会出什么样的试题。在这本书中,我们只是想告诉大家,根据我们的理解,在以往的考试中,哪些方面可能是岩土工程师应该掌握的基本内容,哪些类型的题目应该多加以练习,无论对于应考,或者对于工作,都是有好处的。当然,考题每年肯定都会在不断地变化,注册考试本身还在不断地发展,我们也没有这个本领在这本书中预测考题今后可能的变化趋势。
为便于复习,本书的章次按考试大纲的程序安排,每章的内容包括复习提示、考点分析、典型例题解析与点评和模拟自测题四个主要部分。必备基础知识与复习提示是对每章主要内容的简要归纳,以便于读者理清概念、复习主要的计算公式,但内容并不追求全面。考点分析是对一些主要考点的归纳以帮助读者掌握整体思路。典型例题解析与点评是对以往一些比较典型的代表性考题作解题的分步骤分析讲解,以理清解题的思路,对有的试题还做一些分析点评以深化解题思想。模拟自测题是提供给读者检查自己解题能力的作业,答案安排在全书的最后,以便读者在解题以后查对答案。这两部分的题目大多选自以往历年的试题,这是因为历年的这些试题当年都是经过了专家组集体反复的推敲与琢磨,应该比较严密,也有一定的代表性,是比较经典的,读者阅读这些题目,可以达到举一反三的效果。
本书是由李广信教授和我分工完成的,第五章到第八章由李广信教授编写,其余由我编写。为了及时出版以满足读者的需要,对全书内容的提炼还是不充分的,还需要通过读者的使用和反馈,进一步加以补充和修改。请发现问题或错误的读者给我们及时反映,以便在以后的版本中加以改正和完善。
高大钊
2014年2月于同济园
地质工程探索:从理论到实践的岩土工程师成长之路 本书旨在为有志于投身岩土工程领域的专业人士提供一条全面且深入的学习路径,涵盖了从基础理论到实际应用的各个关键环节。我们不侧重于考试应试技巧,而是致力于培养工程师扎实的专业知识、敏锐的工程判断能力以及解决复杂岩土问题的创新思维。通过对地质学、土力学、岩石力学、工程地质学等核心学科的深入剖析,本书帮助读者构建起坚实的理论基石。 第一部分:坚实的地基——岩土工程的理论基础 本部分将系统梳理岩土工程的根本原理,引导读者深入理解物质世界的微观与宏观现象如何影响我们赖以生存的大地。 地质学概览:地球的呼吸与脉动 地球的形成与演化: 从原始地球的熔融状态到如今多姿多彩的地貌,我们将探讨地壳的构成、岩石的循环以及地质构造的形成过程。理解地球的“生命史”,是认识我们脚下土地的关键。 岩石与矿物: 详细介绍各类岩石(火成岩、沉积岩、变质岩)的成因、性质及其在工程中的表现。深入学习常见矿物的物理化学特性,理解它们如何影响岩土体的整体强度和变形特性。 地质构造与地貌: 剖析褶皱、断层、节理等构造形迹的形成机制,以及它们对地下水运动、边坡稳定性、地震活动等的影响。了解不同地貌单元(如山地、平原、高原)的地质背景,为后续的工程勘察提供宏观指导。 地质年代与成图: 掌握地质年代划分原则,学会阅读和解释地质图,理解地层叠置关系、岩性变化以及构造要素的展布,这是进行区域地质评价的基础。 土力学精要:土壤的脾气与行为 土的物理性质: 深入研究土的组成(颗粒大小、形状、成分)、土的密度、孔隙比、饱和度、含水量等基本物理参数,理解这些参数如何直接决定土体的工程特性。 土的力学性质: 重点讲解土的应力-应变关系、强度指标(内摩擦角、黏聚力)的确定方法(如直剪试验、三轴剪切试验),以及不同应力状态下土体的破坏机制。 固结理论: 详细阐述土体在荷载作用下排水固结的物理过程,理解超孔隙水压力消散和沉降发展的规律,这是评估地基沉降的关键。 渗流理论: 分析土体中的渗流现象,掌握达西定律及其应用,计算渗流量、绘制等压线图,理解地下水对边坡稳定、基坑开挖的影响。 土的动力学性质: 介绍土体在动荷载(如地震、机械振动)作用下的动力响应,包括剪切波速、动力黏聚力、动力内摩擦角等参数的测试与应用。 岩石力学深度解析:岩石的强度与变形 岩石的物理力学性质: 区分岩石与土体的差异,重点研究岩石的单轴抗压强度、抗拉强度、弹性模量、泊松比等基本力学指标,以及岩石的脆性、韧性特征。 岩石的结构面影响: 深入分析节理、层理、劈理等结构面对岩石整体强度的影响,理解结构面的数量、间距、倾向、倾角、填充物等如何决定岩体(rock mass)的力学行为。 岩石的强度理论: 介绍Mohr-Coulomb强度准则、Hoek-Brown强度准则等,用于描述岩体在不同应力状态下的破坏。 岩体的变形与破坏: 分析岩体在围压、剪切力作用下的变形模式,以及不同类型的岩体破坏(如滑移、拉裂、鼓胀)。 工程地质学:地质环境与工程的关系 工程地质勘察: 详细介绍工程地质勘察的目的、内容、方法(钻探、物探、室内试验),以及如何根据工程类型选择合适的勘察方案。 地质灾害评估与防治: 深入研究滑坡、崩塌、泥石流、地面沉降、岩溶塌陷、地震液化等主要地质灾害的形成条件、分布规律,以及相应的勘察、监测和防治技术。 地下水工程地质: 探讨地下水在地质灾害、工程稳定性、环境保护等方面的重要作用,以及地下水位的变化对工程的影响。 特殊土工程地质: 关注软土、膨胀土、冻土、湿陷性黄土等特殊土的工程地质特性及其处理方法。 第二部分:实践的桥梁——岩土工程的应用与设计 本部分将理论知识转化为解决实际工程问题的能力,涵盖了岩土工程勘察、设计、施工和监测的各个环节。 岩土工程勘察的流程与方法 勘察目的与阶段: 明确不同工程(如房屋建筑、桥梁、隧道、水利水电)勘察的目的和不同阶段(初步勘察、详细勘察、补充勘察)的任务。 勘察方法的选择与应用: 结合具体工程实例,讲解钻探取样(环刀取样、标贯取样)、静力触探、动力触探、波速测试、室内土工试验(直剪、三轴、固结、粒度分析、含水量等)以及现场试验(平板载荷试验、旁压试验)的适用范围和技术要点。 地质报告的编写: 学习如何根据勘察结果,系统地编写一份内容详实、结论明确的岩土工程勘察报告,包括地质概况、地层岩性、工程地质问题、地下水情况、地基承载力计算、地质灾害评估等。 地基与基础工程设计 浅基础设计: 掌握独立基础、条形基础、联合基础、筏板基础的设计原则,包括承载力计算、沉降计算、抗倾覆、抗滑动稳定验算。 深基础设计: 详细讲解桩基础(包括摩擦桩、端承桩、复合桩、灌注桩、预制桩)的设计,包括桩的承载力计算(承台连接、单桩承载力、群桩效应)、沉降计算、桩身强度验算。 地基处理技术: 学习各种地基处理方法,如换填、夯实、挤密、排水固结(真空预压、堆载预压)、化学加固(水泥土桩、石灰桩)、物理加固(土钉墙、锚杆、锚索)等,并掌握其适用条件和设计要点。 基础工程的施工与监测: 介绍不同类型基础的施工工艺、质量控制要点,以及施工过程中和使用阶段的沉降监测、桩身应力监测等。 边坡工程与支护结构设计 边坡的稳定性分析: 学习多种边坡稳定性分析方法,如极限平衡法(瑞典圆弧法、摩尔-库仑法)、极限单元法、有限元法等,理解影响边坡稳定性的各种因素(坡高、坡度、土体性质、地下水、降雨、地震)。 边坡支护结构设计: 重点介绍挡土墙(重力式挡土墙、悬臂式挡土墙、锚杆挡土墙)、桩锚支护、排桩支护、地下连续墙等支护结构的类型、设计原则、施工要点及其稳定性验算。 滑坡治理工程: 学习滑坡的勘察、监测、评估以及治理措施,如截水、排沟、卸荷、加固(锚固、桩基)、预警系统等。 地下工程与隧道工程 地下空间利用: 介绍地下室、地下商场、地下停车场等地下结构的勘察、设计与施工要点,重点关注防水、排水、通风、结构安全。 隧道工程基础: 深入研究隧道洞室围岩的力学行为,掌握不同地质条件下的隧道掘进方法(钻爆法、TBM掘进法),以及隧道支护结构(钢拱架、喷射混凝土、锚杆、钢筋网)的设计与施工。 隧道变形与支护: 分析隧道开挖引起的围岩变形和应力重分布,学习如何根据变形量和围岩等级选择合适的支护参数。 地下水控制: 探讨隧道施工中的涌水、突泥问题,以及相应的地下水控制和堵漏技术。 特殊岩土工程问题与新技术 冻土工程: 学习冻土的物理力学性质、融沉现象,以及寒区工程(如道路、房屋、管线)的冻胀防治措施。 膨胀土工程: 了解膨胀土的膨胀收缩特性,以及膨胀土地区工程建设中的防治措施。 软土工程: 关注软土地基的低强度、高压缩性问题,以及软土地基处理的常用方法。 新勘察技术与数值模拟: 介绍地球物理勘探(电阻率、地震、探地雷达)、地理信息系统(GIS)、遥感技术(RS)在地质勘察中的应用。掌握有限元法(FEM)、离散单元法(DEM)等数值模拟技术在岩土工程分析中的应用,用于模拟复杂的地质现象和工程行为。 绿色与可持续岩土工程: 探讨如何利用可再生材料、减少工程对环境的影响,例如,固化废弃土、利用地热能等。 第三部分:精益求精——职业操守与发展 本部分将目光从技术层面拓展到工程师的职业发展与社会责任。 工程伦理与职业道德: 强调岩土工程师在保障公共安全、环境保护、诚实守信方面的责任和义务。 项目管理与沟通技巧: 学习如何在工程项目中有效沟通、协调各方关系,以及掌握项目进度、成本、质量的控制要点。 持续学习与专业发展: 鼓励读者关注行业最新发展动态,学习新技术、新规范,并积极参与专业交流与培训。 本书力求以清晰的逻辑、严谨的论述和丰富的案例,为读者提供一份系统性的岩土工程知识宝典。通过阅读本书,我们希望您不仅能掌握岩土工程的专业知识,更能培养出色的工程分析能力和解决实际问题的能力,为祖国的建设贡献您的智慧和力量。