巖土參數空間分布特征及其制約機理研究

李紅中，馬占武，張修杰，李水清，何志軍，鄭夢天，張亞妮，徐燕君，胡驍

(1.廣東省公路勘察設計技術咨詢服務工程技術研究開發中心, 廣東 廣州 510507; 2.廣東省交通規劃設計研究院股份有限公司;3.中山大學 地球環境與地球資源研究中心; 4.北方民族大學 土木工程學院)

1 前言

巖土參數具有空間變異性并引起了學術界和工程實踐的廣泛關注。巖土體是地殼表層巖石和土壤的統稱，它是漫長地質歷史中形成的復雜介質。巖土參數指標包括巖土物理特性指標、力學指標、水文地質參數、特殊試驗指標和推算參數指標，這些指標復雜多變并主要歸因于巖土材料形成過程中自然因素和人為因素的綜合作用。研究表明：自然界中大多數巖土體均具有非均質性和各向異性，這些巖土體的參數指標常常表現出顯著的空間變異性，即同時兼具空間上的“結構性”和“隨機性”兩個重要屬性。在以長線狀為特征的公路工程建設中，準確掌握巖土參數的空間分布特征及變異性可提升工程與環境的和諧性。因此，諸如經典統計學、地質統計學、馬爾可夫預測模型、集合卡爾曼濾波估值法、分形理論、改進灰自助法、空間狀態模擬等方法被引入到了巖土工程的研究中，這些新的理論及方法主要涉及巖土參數空間分布特征、變異性及影響因素等內容。

巖土參數的變異性制約著工程建設的安全性與經濟合理性。在公路工程建設中，以物理力學性質為代表的巖土體參數與工程的設計、施工和管理關系密切，同時也直接影響著建筑物的安全、經濟和正常的使用。……