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1、特殊岩土试验分析与设计1、绪论课程标题的解构：特殊岩土、试验、分析、设计特殊岩土试验的含义：试验是争论特殊岩土的工具，应用各种试验技术和方法，观看特殊岩土特性进展变化规律，为特殊岩土工程勘察、设计、施工、维护供应理论基础和设计施工依据。争论方法：化学、物理、力学、数学、试验、实践、阅历、理论试验类型：思维、理论、物理、数值、现场、虚拟试验分析的涵义：分析是解构争论对象的过程。解构试验对象、解构试验原形、解构试验模型、挖掘试验信息。试验设计的涵义：设计是建构争论对象的过程。建构试验对象、建构试验模型、建筑试验模型。Ll特殊岩土试验意义特殊岩土问题的简单性，特殊性边坡工程、洞室工程、地基工程、基坑
2、工程、堤坝工程、沟渠工程等工程建设需要明确的工程参数、分类依据、定量评价，平安性与经济性1.2 课程主要争论内容第一部分：特殊岩土与工程：胀缩性、冻融性、湿陷性、脆弱性、分散性、崩解性、液化性、腐蚀性、边坡、洞室、地基、基坑其次部分：特殊岩土试验基本问题：试验对象、系统分析、相像模型、参数测量、数据挖掘、试验设计;第三部分：特殊岩土试验分析：系统思想、岩土模型、工程模型、系统组成、系统结构、相互作用、系统特性。第四部分：特殊岩土试验设计：思维试验、理论试验、物理模拟、数值模拟、现场试验、虚拟现实；第五部分：特殊岩土试验设计与课程沟通报告1.3 课程设计内容每个人依据试验设计要求撰写试验设计报告
3、,进行课堂沟通。(1)特殊岩土特性沟通报告结合具体工程实例，介绍特殊岩土主要工程地质问题、工程对策。针对具体特殊岩土特性，如膨胀、收缩、冻胀、融沉、湿陷、软化、崩解、溶蚀、腐蚀、液化、分散、脆弱、非饱和、结构性等特殊性质。(2)系统理论思想课堂沟通报告结合具体问题介绍系统思想，如系统论、信息论、掌握论、突变论、协同论、耗散论、超循环、混沌论、全息论、分形论、灰论、模糊论、随机论等。(3)信息挖掘思想课堂沟通报告结合具体数据挖掘方法应用实例，介绍数据挖掘思想。如回归、随机、决策树、聚类、灰色、遗传、神经网络、模糊、小波、可拓论、关联、粗糙集、可视化、概率、层次分析、时间序列、牢靠度。(4)相像理
4、论课堂沟通报告广泛阅读相像理论相关文献，撰写相像理论课堂沟通报告。(5)特殊岩土特性试验设计沟通报告在对特殊岩土具体特性（膨胀、收缩、湿陷等）分析基础上，依据特殊岩土试验设计流程，分别设计理卷试鞭、物理试验、数值试验争论特殊岩土特性变化规律。1.4 教学组织形式教学、自学、争论、课程设计。考试成果包括平常沟通报告（30%）、特殊岩土试验设计（20%）、心得体会（10%）.卷面成果三部分（40%）o1.5 必读书目（撰写5000字以上读书心得体会）科学技术哲学；工程哲学；科学革命的结构；岩土工程50讲；中国工程地质学；岩土工程的回顾与前瞻；工程地质分析原理；工程岩土学；地基与基础；理论土力学；计
5、算土力学；试验士力学；高等土力学；士工试验手册；工程地质试验手册；工程地质手册；岩土工程手册；地基处理手册2、特殊岩土特性分析原理特殊岩土特性分析的目的是争论特殊岩土特性成因、影响因素、特性参数、发生气理、工程问题，工程对策。特殊岩土基本问题：特殊岩土、特殊岩土特性、特殊岩土工程、工程稳定性、工程生命周期、水、结构、力、有效应力原理、相互作用、变形、破坏。2岩土的本质原子、晶体、矿物、岩块、岩体、地块、板块、地球2.2 特殊岩土的特殊性特殊岩土是指对工程平安产生特殊影响的岩土体；“岩土体”是经受肯定地质过程，物质组成、结构构造，具有特殊性质，具有区域性分布特性与规律，宏观特征与微观特征；“工程
6、”是边坡工程、地下工程、地基工程；“平安”的含义是指工程稳定性、水稳定性、化学稳定性、力学稳定性；“产生”的含义是指工程与岩土体之间的相互作用；“特殊影响”是指由于赋存环境的变化，引起岩土体性能发生变化和调整而产生的影响工程平安的问题，如腐蚀、湿陷、膨胀等；“经济”是指工程与经济、平安与经济、技术与经济。典型的特殊岩土有膨胀土、黄土、冻土、软土、盐渍土、软岩、填土、液化io岩土、水、力是影响工程平安的三个关键因素，特殊岩土各类工程地质问题最终总要以变形、破坏两种形式表现出来，但变形、破坏的过程和缘由主要是力学稳定性、水稳定性、化学稳定性三个方面较为显著和突出。在点状工程、带状工程、面状工程等工
7、程建设中主要关注这些特性作用深度、作用程度、作用速度等问题。主要从这些特性的现象、参数、机理、实践四个方面进行争论，而工程建设则是从勘察、设计、施工、运营四个阶段关注特殊岩土对工程平安的影响。2.3晶格理论和晶体结构晶体和非晶体、化学键、晶体结构2.4 粘土矿物简介颗粒大小分类蒙脱石、高岭石、伊犁石2.5 岩土体结构的层次性宏观结构、体观结构、细观结构、微观结构结构的相像性、结构性能的相像性、分形结构2.6 岩土体结构连接结构连接强度、结构面、稳定结构、亚稳结构、灵敏度、结构稳定性2.7 水岩相互作用水在岩土中的存在状态、含水量、饱和与非饱和、吸力、毛细力、渗流、水稳定性、双电层、溶解、岩土工
8、程化学、地球化学2.8 有效应力原理有效应力原理适用范围，连续材料与散体材料之间的过渡材料，有效应力原理不适用于连续材料和散体材料、应力路径、有效应力、孔隙水压力。2.9 孔隙水压力孔隙水压力的本质，孔隙水压力消散、孔隙水压力测量、负孔隙水压力2.10 强度与变形强度本质，抗剪强度、变形与模量2.11 岩土、水、力三因素协同作用岩土、水、力三因素协同作用原理，协同方程212必读书目（撰写5000字以上读书心得体会）岩土工程土性分析原理（米切尔）粘土类土和岩石强度和变形性质的本质（奥西波夫）特殊岩土工程土质学（谭罗荣）粘土矿物与粘土岩（任磊夫）、岩土工程化学（熊厚金）中国膨胀土工程地质争论（李生
9、林）、膨胀土与铁路工程（廖世文）软土地基、软粘土工程学、中国湿陷性黄土（刘东生）盐渍土地基（徐攸在）冻土地基与工程建筑、分散性土与水利工程（王观平）红层与大坝（徐瑞春）黑色岩层的风化过程及其热力学分析（巫锡勇）土动力学、地震工程学；地震液化；3、特殊岩土工程分析原理工程分析的涵义：分析是解构争论对象的过程。解构特殊岩土工程对象，探寻特殊岩土工程类型、成因、组成、结构构造、工程特点的进展变化规律。特殊岩土工程分析的目的是争论特殊岩土工程中消失的各种工程问题。3.1 特殊岩土工程地质问题时空分布规律特殊岩土工程形态特征：点状工程、线状工程、带状工程、面状工程；边坡、地基、洞室。特殊岩土工程地质问题
10、时空分布规律、季节性、周期性、区域性Q3.2 工程生命周期特殊岩土工程规划、勘察、设计、施工、运营、报废是一个完整的工程生命周期，有输入、输入、新陈代谢、耗散结构特征，具有系统特征。3.3 工程稳定性区域稳定性、场地稳定性、力学稳定性、水稳定性、结构稳定性、化学稳定性3.4 工程与岩土相互作用工程活动、地质条件变化、工程地质系统、地质体、岩土体、工程期、运营期；岩土体与结构物的连接、特殊岩土与防护结构物相互作用，支护结构、地基处理结构、地基基础3.5 勘察、设计、施工、运营不同工程阶段对岩土体的改造和破坏3.6 边坡工程边坡类型、边坡稳定性、岩土体结构、支护措施、边坡结构参数、岩体结构3.7
11、地基工程地基类型、地基承载力、地基沉降、地基处理、工程降水、基础工程、基坑工程3.8 洞室工程洞室结构、围岩、地应力、围岩分类、洞室稳定性、盾构、TBM.岩体结构、地下水3.9 堤坝工程堤坝结构、填料选择、填筑标准、渗流问题、地基问题、坡面防护3.10 沟渠工程南水北调、京杭水道，3.11 平安性与经济性工程平安性原则和经济性原则3.12 必读书目（撰写5000字以上读书心得体会）边坡工程；地下工程；地基工程；基坑工程；岩土工程；岩土工程勘察、设计、施工手册；地质工程学原理；岩石边坡工程；岩石地下工程；边坡工程地质；特殊岩土地基；地下建筑工程地质；基础工程学；土工原理；隧道工程地质；4、特殊岩
12、土试验分析原理试验分析的涵义：分析是解构争论对象的过程。解构试验对象、解构试验原形、解构试验模型、挖掘试验信息。4.1 试验分析目的试验的本质和工具性，试验服务于争论目的。试验是一种争论手段，可以严格掌握试验对象的主要参数而不受外界条件和自然条件的限制，有利于在简单的试验过程中发觉主要冲突，依据争论目的进行试验争论。4.2 试验的基本类型试验的基本类型思维试验、理论试验、物理试验、数值试验、现场试验、虚拟现实、工程实践。物理试验、化学试验试验分析的基本思路基本思路：原形-试验方法-试验模型-测试技术-试验数据-试验分析-成果应用。原形：是进行试验争论的对象；是实际存在的自然地质体或工程地质体经
13、过抽象而形成的简化模型，即地质原形或工程原形；是进行试验的基础和前提。建立原形需要相关基础学问和原理的综合分析。如边坡变形破坏类型、滑坡类型、崩解类型、地基变形破坏类型等经过专家总结的典型类型，是原形的主要参考模版。试验方法：依据实际条件和争论需要，以及相像要求（物性相像还是变化规律相像），选择进行试验需要的技术手段，如思维试验、理论试验、物理试验、化学试验、数值试验、现场试验等等。试验模型：在原形的基础上，构建具体试验实体结构形式、试验比例、试验材料、加工工艺、施工工艺等技术细节。测试技术：进行试验需要得到的规律、参数的猎取方法，如变形测量、应力测量、物性参数测量技术等Q试验数据：经过试验获
14、得的大量试验变形、应力、含水量等参数具体数值及其随时间的变化、变形破坏形式等。数据分析：依据试验原理、试验数据变化规律，应用多种方法，进行分析、归纳、推导、演绎（数据挖掘）得出新的试验结论，并结合实践成果进行检验和验证。成果应用：将获得的试验成果，应用到具体的工程实践，进行检验，逐步完善和改进，指导工程实践。实践是检验真理的唯一标准。否定之否定，螺旋式进展。4.3 系统理论原理一个岩土试验模型可以看作是一个系统，具有系统的基本特征，能量、信息、物质是系统的三要素，其基本思想是整体大于部分之和，系统各部分之间的相互联系、相互作用。首先应建立宏观指导微观，微观解释宏观的系统思想，从整体上分析特殊岩
15、土问题产生的系统特点和发生规律，而不是束缚在具体的问题之中。特殊岩土协同学/突变论/耗散论/系统论/掌握论/信息论/超循环论/全息论/还原论/混沌论/分形论/灰论/模糊论/随机论；特殊地质（滑坡、倒塌、泥石流、岩溶、地面沉降、采空区）协同学/突变论/耗散论/系统论/掌握论/信息论/超循环论/全息论/还原论/混沌论/分形论/灰论/模糊论/随机论。特殊岩土工程（边坡、地基、洞室）协同学/突变论/耗散论/系统论/掌握论/信息论/超循环论/全息论/还原论/混沌论/分形论/灰论/模糊论/随机论。4.4 相像理论试验是地质原性的近似模拟，因此，试验模型、理论模型的相像性、相像原理是进行试验的基本指导理论。
16、相像规律、相像比例、相像材料等因素在设计中必需予以明确。即试验模型必需能还原到对应的地质模型，且有肯定的相像性。模拟是指在试验室条件下，用缩小（放大、足尺）模型来进行现象的争论。模型是与原型系统亲密相关的近似系统，依据争论目的对它进行观看和试验，可以深化挖掘原型系统的信息。相像方法是一种可以把个别现象的争论成果推广到全部相像现象上去的争论方法。在工程试验中，相像现象可以归纳为几何相像（基本变量参数，长度、外形）、过程相像（运行过程、加载过程、震惊过程、渗流过程），常见的如动力学相像（力、震惊、时间）和运动学相像（速度、加速度）等。假如两个系统在几何、过程（动力学、运动学）方面相像，那么二者在功
17、能上也相像，但如何在几何、动力、运动三方面协调，还需要在实践中，依据争论目的，对原型进行简化,查找具体技术方法来解决，这也是相像试验争论方法的局限性。相像系数现象相像和变量参数相像的关系通过争论对象的基本规律联系起来，因而，各个变量参数的相像系数不是任意的，应当满意其在基本规律中的相互关系，经常表现为具体的数学约束关系或函数联系。相像变量基本含义实例时间相像对应的时间间隔成比例Tltl=T2t2=Cl力相像力场的几何相像，它表现为全部对应点上的力都有全都的方向，其大小相应的成比例。L111=L212=C2速度相像速度场的几何相像，它表现为全部对应点、对应方向上的向量有全都的方向，其大小相应的成
18、比例。Vlvl=V2v2=C3其它如压力相像、温度相像、浓度相像等，其中C是个变量参数的相像系数。相像三定理使用相像理论必需回答以下问题:(1)相像现象具有什么性质(2)个别现象的争论结果如何推广到全部相像的想象中去；(3)满意什么条件才能实现现象相像；(4)模型试验需要测量那些变量参数；(5)如何整理试验结果，使之推广到原型等相像想象中去；(6)模型试验应遵守什么条件。相像理论的基础是相像三定理，可以回答上面6个问题。相像第肯定理是从现象已经相像的这一事实动身来考虑问题，它强调的是相像现象的性质；相像第三定理从单值条件上对其进行补充，保证现象的相像，是构成现象相像充要条件，也是模型试验应遵循
19、的理论指导原则；相像其次定理提出了个别现象试验结果应用到类似现象中去的条件，强调正确参数选择的重要性。(1)相像第肯定理(相像正定理、相像准则)：对相像现象，其相像指标等于1,即在原型与模型中发生的过程(压缩过程、崩解过程)、规律(达西定律、传导定律)、相互作用(侵蚀、腐蚀、软化等)是基本相同的，相像现象的性质是相同的，相像现象之间在本质规律(如渗流达西定律、力学牛顿定律、热学传导定律等)上是相同的；其变量参数尺度可以不同，但发生、进展、变化规律必需相同，这是进行相像试验争论的根本基础。相像现象关系方程可以通过微分方程的形式获得，而且是文字上完全相同的数学方程描述。用来表征相像现象的变量参数在
20、空间上的对应点和时间上的对应瞬间，各自互成肯定的比例关系，即时间相像和空间相像。由于相像现象性质相同，数学方程相同，各相像系数不能随便选择，相互之间必需听从相关约束才能协调全都。（2）相像其次定理（JI定理）设一个物理系统中有n个物理量，其中k个物理量的量纲是相互独立的，那么这n个物理量可以表示成是相像准则兀|、兀2、冗3、冗rk之间的函数关系，即f（g、2冗3、n-k）=0,把该式称为准则关系式或冗关系式，把式中的准则称为几项。n个物理量，其中k个物理量的量纲是相互独立的，线性无关的,是矩阵的秩，是基本量纲，即各个物理量之间进行数学运算不能得出第三个量纲，如长度、速度、能量三者的量纲之间是独
21、立的，无法建立等式，而长度、速度、加速度量纲之间却不是独立的，而其余（n-k）个量纲是线性相关的，是k个独立量纲的函数，即可以用k个独立量纲线性表示；同时相像物理系统中有（n-k）个相像准则，相像准则是相像系统相像的本质基础，当（n-k）=0时，两个系统之间就没有相像性了，无法进行相像试验。兀定理是将单个试验现象向相像现象推广的定理，模型试验结果能否正确推广，关键在于是否正确选择了与现象有关的参数。二个系统满意冗定理函数关系，就可进行推广应用相像试验结果，同时还可以简化试验内容，从n个物理量简化为ni个进行试验，简化试验过程。相像准则的分析方法有定律分析法、方程分析法和量纲分析法。（3）相像第
22、三定理（相像逆定理）相像逆定理是指对于同一类物理现象，假如单值量相像，而且由单值量所组成的相像准则在数值上相等，则现象相像。单值量是指单值条件中的物理量，而单值条件是将一个个别现象从同类现象中区分开来，亦即将现象群的通解（由分析代表该现象群的微分方程或方程组得到）转变为特解的具体条件。单值条件包括几何条件（或空间条件）、介质条件（或物理条件）、边界条件和起始条件（或时间条件）。4.5 特性方程依据地质原型、试验模型，简化处理，建立特殊岩土特性的数学方程，进行理论推导和分析，为进一步的试验分析供应理论基础和相互验证。4.6 本构方程本构方程是材料的基本属性，及其应力应变关系是数值模拟的基础。数值
23、模拟的虚拟性，需要给出模拟材料明确的应力应变关系。由于岩土材料的简单性，本构方程不能完全描述材料的应力应变特性。这是数值模拟的局限性和优越性所在。4.7 施工工艺试验模型构建的可行性、合理性、可操作性4.8 数据观测通过试验猎取大量试验数据，文字、数字、图片、视频信息，特殊强调对试验模型的解剖和精细观看，从中提取关键信息。4.9 模型结构试验模型对试验者而言是透亮的，试验完成后应对模型进行结构，精细观看，发觉岩土体变化的细致特征。4.10 信息挖掘一个完整的试验过程能够供应大量资料和信息，如何有效地挖掘隐含在数据资料中的信息，需要各类信息挖掘技术，如回归、随机、统计、模糊、神经网络、时间序列、
24、灰色、牢靠度、聚类、遗传、小波、微积分，信息挖掘的本质，信息挖掘技术的工具性。4.11 必读书目（撰写5000字以上读书心得体会）士工试验原理、铁路工程地质试验手册；模型试验的基本原理与方法、模型试验的理论与应用、模型试验理论与方法、相像理论与模型试验钢筋混凝土破坏机理数值试验、采动岩层数值模拟试验、砌体开裂过程数值模拟；虚拟现实技术系统论、全息论、掌握论、信息论、耗散结构、突变论、协同论、超循环、混沌、分形、博弈论数据挖掘、回归分析、随机、概率、神经网络、遗传算法、模糊理论、灰色系统、层次分析5、特殊岩土试验设计原理试验设计的含义：设计是建构争论对象的过程。建构试验对象、建构试验模型、建筑试
25、验模型。5.1 试验设计的目的试验过程是原形活动的缩影，进行试验必需熟识原形的形成过程，工作原理，施工工艺，管理工艺，原形生命周期中的重点和关键,因此，构建试验模型必需符合或近似符合原形的形成过程，试验应符合实践的需要，不应为了试验而试验。试验的过程是原形生命周期的模拟过程，试验分析不应局限于某一阶段，而应纵观原形的整个生命周期，形成系统性的视角和观点，达到目的兼顾全局的原则。然后，依据试验目的，提出有针对性地意见和建议。5.2 地质原型与试验模型现场地质调查猎取关于地质原型的第一手资料和信息，建立简化的试验模型，保证其与地质原型的相像性和规律共同性。进行试验建模，应对模型又较为全面的考虑和争
26、论，主要有以下几点：（1）工程原形：原形是进行试验争论的对象；是实际存在的自然地质体或工程地质体经过抽象而形成的简化模型，即地质原形或工程原形；是进行试验的基础和前提。建立原形需要进行具体的野外地质调查，相关基础学问和原理的综合分析。如边坡变形破坏类型、滑坡类型、崩解类型、地基变形破坏类型等经过专家总结的典型类型，是原形的主要参考模版。（2）简化模型：依据试验需要，对工程原形进行简化，使之便于进行模型试验，但要留意原型与简化模型之间的相像性不能弱化。（3）试验模型：依据简化模型，构建试验模型，既能达到试验目的，又快捷便利。模型比例依据试验目的、试验结构参数等因素综合确定。但要留意原型与简化模型
27、之间的相像性不能弱化。(4)模型结构：进入具体模型构建，考虑试验模型基本构成，材料、形式，构建模型实体。留意模型结构与原型结构之间的相像性。(5)模型施工：试验模型施工工艺、流程。模型工艺与原型工艺之间的相像性。(6)模型运行：依据试验原理，运行模型，观看模型表面、内部变化。模型运行方式与原型运行方式之间的相像性。(7)模型解剖：试验结束后，解剖模型，进行精细观看，获得更加具体的变化信息。这是模型试验的优越之处，但经常被忽视。(8)模型分析：依据试验数据、成果，分析模型的优劣、局限性，为进一步的争论供应改进措施和建议。试验成果在原型中的相像程度，适用性。5.3 思维试验与系统方程思维试验是一种
28、在人头脑中进行的试验。它既没有实在的仪器设施，也没有实际的试验操作，拥有的“试验”为特定的思维活动形式所供应，思维试验不受限制，借助于想象力量，可以把试验者置身于任何对象的环境之中。基本思路：原形-规律、形象、直觉-试验模型-测试技术-试验数据-试验分析-成果应用规律、形象、直觉：在深刻理解原形的基础上，依据试验目的，自由思索，构建可能的抽象或简化模型，进而争论可能的变化与规律。5.4 理论试验与特性方程理论试验是结合原形特点，争论目标，应用数学、物理、化学等方法，在既有原理、规律、法则的基础上，进一步推导、演绎、归纳，建立原型的抽象数学模型，建立特性方程，进而得出新的结论或变化规律，这个直接
29、推理过程可以称为数学推理。理论模拟另一种方法是数学模拟，它是对存在于不同类型现象之间的模拟。原型与模型有着本质的区分，但其中的变量参数却遵循相同的数学方程，具有数学上的相像性。例如微分方程42=0可以代表重力、电势、温度等，只要对不同的变量参数建立一一对应关系，便可以用一个现象去类比另一不同现象的解。在工程中，常用电场模拟温度场，材料的应力场和有限自由度的震惊系统；用导热现象模拟分子集中等。基本思路：原形-既有规律（公式法则）-试验模型-测试技术-试验数据-试验分析-成果应用。公式法则：已经获得的原理、规律、法则等是指导理论试验的基石，在此基础上，进一步推导、演绎、分析、归纳，得出新的公式或结
30、论。如有效应力原理、本构方程。理论试验成果是物理试验和数值试验的理论基础。5.5 物理试验与相像理论物理模拟是指基本状况相同状况下的模拟，物理本质全都。模型与原型基本物理量相同，物理本质全都，区分只在于各物理量的大小比例不同。在原形的基础上，依据争论目标和基本规律，对原形进行简化,应用相像材料构筑原形的简化模型，争论其变化规律的过程。模型试验的根本是变化规律相同，即原形和模型遵循相同原理、规律、法则，可以用基础理论分析、计算模型的试验结果、变化趋势、分布规律。基本思路：原形-物理模拟（施工工艺）-试验模型-测试技术-试验数据-试验分析-成果应用材料相像：进行试验的主要材料和原形相同或近似，变化
31、规律相同。材料相异：变化规律相同，间接模拟。如用电场模拟温度场、渗流场、膨胀力的温度模拟等。5.6 数值模拟与本构方程在原形的基础上，依据争论目标和基本规律，对原形进行简化，建立岩土体本构关系，应用计算机争论其变化规律的过程。基本思路：原形-数值模拟（本构关系）-试验模型-测试技术-试验数据-试验分析-成果应用本构方程：材料的基本属性，及其应力应变关系是数值模拟的基础。数值模拟的虚拟性，需要给出模拟材料明确的应力应变关系。由于岩土材料的简单性，本构方程不能完全描述材料的应力应变特性。这是数值模拟的局限性和优越性所在。数值试验的精确性与模型试验的模糊性。5.7 现场试验与观测技术在原形的基础上，
32、依据争论目标和基本规律，应用相同建筑材料和施工工艺，构筑足尺模型，争论其变化规律的过程。基本思路：原形-足尺建筑（施工法律规范）-试验模型-测试技术-试验数据-试验分析-成果应用。足尺建筑：依据目前的工程技术水平，施工工艺，构筑工程实际大小的构筑物，进行现场观测。5.8 虚拟现实与计算机技术应用计算机技术，将实体工程用计算机进行模拟，构建与实体工程基本全都的组成、结构、构造、运行规律等虚拟工程环境模型，从而能够从各种不同的角度观看工程建设、运行过程中可能消失的问题。用它来设计特殊岩土工程，可以预先发觉工程活动过程中可能会消失的问题。在工程开头建设使用之前便知道用这些问题消失的位置、程度等，能够
33、在实际工作中予以预防，节省费用。5.9 试验施工、运行、测试试验模型施工原则上应符合原型施工操作流程、施工法律规范，由于试验模型和原型之间的差异，在具体问题中可以有适当的变化，主要原则是达到试验目的。试验模型运行与原型应基本相像，但试验时空尺度由于相像性而显著变化，试验过程模拟了原型的整个生命周期，因此，应依据相像原理适当应用获得的试验成果。特殊岩土试验过程中需要测试的各种参数，应力、变形、位移、荷载、孔隙水压力、含水量等大量特殊岩土特性参数的测量方式（直接测量，间接测量、肉眼观看、模型解剖）、测量方法、测量原理、测量仪器、测试精度等需要慎重选择。5.10 试验数据整理与分析通过试验获得大量试
34、验数据、图表、照片、录像、文字等试验资料，应进行有效的整理、深度分析，使辛苦获得的试验成果能够得到最大程度的采用。建立数据挖掘思想(回归、随机、统计、模糊、神经网络、时间序列、灰色、牢靠度、聚类、遗传、小波、微积分),应用多种数据分析技术和方法，深化挖掘试验数据中蕴含的阅历结果、理论、规律、公式，形成明确的试验成果表达。5.11 试验成果检验与应用试验成果检验和反馈，修正与完善。5.12 必读书目(撰写5000字以上读书心得体会)士工试验原理、土工试验法律规范；原位测试技术；岩石试验法律规范；三轴试验技术；点荷载试验；岩土化学分析试验；1.1 程地质试验手册；岩土工程试验手册；建筑材料试验手册
35、;6、特殊岩土试验课程设计1.2 特殊岩土试验设计流程(1)试验对象原形对象，试验对象，是否明确，是变坡、还是地基，是黄土、还是软土，地质原形是否明确，地质模型是否建立，试验模型是否建立。试验模型与原型之间的相像性。(2)试验目的、内容进行试验的目的是否清楚，明确，合理。试验模型是否能达到试验目的。(3)试验内容为达到试验目的，需要进行的试验数量、规模、程度以准时间、空间、人员管理。(3)试验模型试验模型与原型之间的相像性、模型结构构造、可行性、合理性(4)试验施工模型施工工艺的可行性、合理性(5)试验运行依据试验目的，确定试验运行方式、时间、过程。(6)试验测试需要测试的参数的本质含义，变化
36、规律、测量方式、仪器、精度、牢靠性。(7)试验分析试验成果的基本整理和深度挖掘(8)成果应用通过试验获得的规律、公式、原则、建议、问题。1.3 特殊岩土特性试验设计在对特殊岩土具体特性(膨胀、收缩、湿陷等)分析基础上，依据特殊岩土试验设计流程，设计理论试验、物理试验、数值试验争论特殊岩土特性变化规律。1.4 特殊岩土工程试验设计在对特殊岩土具体工程(边坡、地基、洞室)分析基础上，依据特殊岩土试验设计流程，设计理论试验、物理试验、数值试验争论特殊岩土工程变形破坏规律。1.5 特殊岩土防治试验设计在对特殊岩土具体工程防治措施(支挡、防护、改造)分析基础上，依据特殊岩土试验设计流程，设计理论试验、物
37、理试验、数值试验争论特殊岩土工程防治措施作用规律。7课程沟通报告7.1 特殊岩土特性综合争论结合具体工程实例，介绍特殊岩土主要工程地质问题、工程对策。针对具体特殊岩土特性，如膨胀、收缩、冻胀、融沉、湿陷、软化、崩解、溶蚀、腐蚀、液化、分散、脆弱、非饱和、结构性等特殊性质,报告撰写提纲(个人课堂沟通报告)：(1)特性争论简史(2)特性对工程的影响(3)特性参数测量技术(4)特性机理及其图解分析(5)特性与工程构筑物的相互作用(6)特性工程掌握技术7.2 特殊岩土特性系统理论思想结合具体问题介绍系统思想，如、系统论、信息论、掌握论、突变论、协同论、耗散论、超循环、混沌论、全息论、分形论、灰论、模糊
38、论、随机论等。报告撰写提纲(个人课堂沟通报告)：(1)系统理论争论简史(2)系统理论原理及其图解分析(3)系统理论典型应用实例(4)系统理论适用范围(5)系统理论在地质工程/岩土工程中的应用(6)系统理论在特殊岩土问题中的应用7.3 特殊岩土试验数据挖掘技术结合具体数据挖掘方法应用实例，介绍数据挖掘思想。如回归、随机、决策树、聚类、灰色、遗传、神经网络、模糊、小波、可拓论、关联、粗糙集、可视化、概率、层次分析、时间序列、牢靠度。报告撰写提纲(个人课堂沟通报告)：(1)方法争论简史(2)方法原理及其图解分析(3)典型应用实例(4)适用范围(5)方法在地质工程/岩土工程中的应用(6)方法在特殊岩土
39、问题中的应用7.4 相像理论广泛阅读相像理论相关文献，结合具体问题实例，研讨相像原理、相像系数等问题的确定方法，使用范围等。报告撰写提纲（个人课堂沟通报告）:（1）相像理论争论简史（2）相像理论原理及其图解分析（3）相像理论典型应用实例（4）相像理论适用范围（5）相像理论在模型试验中的应用8特殊岩土特性试验设计（重点）在对特殊岩土具体特性（膨胀、收缩、湿陷、崩解、软化、冻融松散等）分析基础上，依据特殊岩土试验设计流程,分别设计理论试验（建立特殊岩土特性概念模型，并运用相关理论进行数学推导，建立特殊岩土特性变化的解析方程）、物理试验（物理模型试验设计）、数值试验（数值模型试验设计）三个试验设计方案，应用不同技术方法争论特殊岩土特性变化规律，体会和比较不同试验方法之间的区分与联系。
