建筑设计CONSTRUCTION浅析岩土工程设计的原理郎水源江苏省南京市江宁区建筑设计院有限责任公司摘要：本文浅谈了岩土工程设计的主要思想和基本步骤，强调了设计的重要性，分析了类比设计的主要问题。其中对岩土工程类比设计的基本原理与程式进行了综合性地探讨，对工程类比法之实质与程式的这种明晰表述，将有助于岩土工程设计方法的逐步完善以及设计水平的不断提高。关键词：岩土工程;概念设计;类比性1现行岩土工程设计法一般的说，岩土工程设计可归结为概念设计、方案具体化和计算岩土体的复杂性校核3个基本步骤。所谓概念设计，最初是针对抗震设计而提出来作为岩土工程主体结构物的岩土体，与建筑结构物相比具有显的。由于地震作用具有明显的不确定性，因此对结构抗震来说，概念著的特殊性。建筑结构物的材料性质、构件类型、几何尺寸及结构形设计比设计的其他环节更重要。抗震概念设计着眼于结构的总体地式都是清晰确定的，结构分析已达到相当精确的程度，因而计算结果震反应，按照结构的破坏机制和破坏过程，灵活运用抗震设计准则，可直接作为设计依据。岩土体就复杂很多：①动态地考察岩土体，其全面合理地解决结构设计的基本问题。由于岩土工程也具有显著的历史可分为建造过程和改造过程，而详细的地质历史是很难知晓的；不确定性，近年来概念设计也被引入岩土工程中。其实，绝大多数工②岩土体的物质组成和结构型式都无法彻底搞清楚；③不可能用确程设计都是从概念设计开始，逐步具体化为可实施的方案，最后检验定别种工程材料性质的同样精度，来确定岩土材料的性质；④岩土体方案的合理性。岩土工程设计之不同处在于，概念设计占有显著的地赋存于复杂的地质环境中且没有明确的边界；⑤通常情况下，岩土体位，而简化的理论计算结果只能作为设计参考。还须指出的是，岩土是多相体系（即固相、液相和气相），承受应力场、温度场和渗流场的工程设计过程并非简单的线形推进过程，不可避免的反复反馈、讨论共同及耦合作用。由于岩土体及工程问题的复杂性，目前岩土力学计和协调，直到获得一个令人满意的设计方案为止。概念设计的任务是算结果常与实际情况有较大出入，难以直接用作可靠的设计依据。因对工程问题提出解决的思路和基本方案，其品质取决于设计者对工此工程师通常不得不主要采用类比法进行岩土工程设计，而计算结程总体目标的洞察，以及对技术手段和约束条件的全面把握。到目前果只能作为参考。为止，岩土工程的概念设计基本上是采用工程类比法来完成的。类比概念设计与类比推理是一种极为重要的人类思维形式，在日常生活和科学活动中一主题空间的提出正是迎合了当前情感需求的一种全新人性化设理，人流路线引导、视线引导等方面，及材质、色彩、图案等方面的细计理念，具有强烈的现实意义和时代精神。它能反映人们对于空间存部处理，较能体现整个环境的品位及整体性。在意义的表达，能够体现人们心中最绅士的情感。从设计的角度出发，商业内庭空间环境的设计不仅要解决建筑内部空间环境、外观主题性设计有利于：①建筑本身的个性展现；②室内空间氛围的营造；造型，还要解决人与人，结构与功能格局与过程之间的相互关系。应③环境艺术设计的整体开展；④形成人与环境情感互通的场所。使自然环境与周围环境充分结合，创造和谐丰富的外部空间环境。“创作应有主题”，不仅在于它对创作过程的有效推进，更在于通五、结论——构建和谐的商业内庭环境过“立意”而赋予设计作品以灵魂、内涵、文化，从而真正提升其建筑建筑艺术的意识和形式的多元化趋势是现代建筑发展的最基本品味。所以中庭要表征的已不仅仅局限与传统的场所精神和功能意的特质。这一情况的出现是人们意识、社会、形式的价值观的改变对义，它还要体现风格上的独特性以造成视觉上的冲击力和艺术上的建筑艺术影响的结果。现代建筑正处在一个百花齐放的时期，一个尊感染力，并借此引起使用者心灵上的共鸣。重个性特征的时期，一个崇尚多元化的时期。富有特色的主题设计能够成为人们记忆符号，激发人的情感，反所以商业内庭环境设计必须是一个多角度、多层面思考的过程，映出特定的文化观念和消费方式，增加顾客对商品的认同，产生消费而不可以是一种单一的、独立的、封闭的创作。内庭环境设计的多元冲动与购买欲望。化发展为商业空间设计提供了一个人与环境自由沟通的平台。但是四、商业内庭环境的整体化设计同时，建筑的多元化发展也给设计师带来了挑战。商业空间设计再也现代广义建筑学的观点是强调都市、建筑、景观的三位一体。因不能是一种手法上、技法上或者是单一的功能满足，它还承载着更多此在商业环境中应充分考虑系统的整体性。优秀的环境设计应与建的价值意义和形式上的可能。筑总体规划融为一体，甚至在材料和母题的选择上都互有呼应，以形参考文献：成鲜明而有特色的环境景观。[1]邵龙,李桂文,朱逊主编.室内空间环境设计原理.中国建筑工业一个成功的商业环境首先从风格定位上表现出来。风格定位是出版社,人在空间中运动的模式，主要与空间的结构特征相适应，空间中通过[2]屠兰芬主编.室内绿化与内庭.中国建筑工业出版社,1996一些元素的限定形成总体印象，指导人在空间环境中的运动，同时与[3]吕梓源,熊娟著.商业环境设计.中国建材工业出版社,所处环境相融合；其次，在空间形态上也要保持环境的整体性。可利[4]张坤民.可持续发展论[M].北京:中国环境出版社,1997用其建筑本身结构、使不同楼层形成不同高差的景观效果，丰富其立作者简介：体层次；另外，环境中人的正常视线范围内的景观与人对周围环境的李书剑，男，1982年1月24日生于吉林长春，现任长春工程学感知联系密切，包括入口环境的栏杆、门洞、线脚，植物搭配，铺地处院建筑与设计学院助教。146城市建设췲랽쫽뻝
建筑设计CONSTRUCTION直发挥着巨大作用，在工程技术中应用也极为广泛。课题的正确表征传统工程类比法类比设计法的前提是对基础课题和目标课题做出恰当而清晰的简单地说，类比设计就是主要参考类似工程的经验进行新项目表征。其中目标课题的表征是定义问题，而基础课题的表征则不仅涉的设计。目前岩土工程设计基本上以类比设计为核心，并不能达到建及到问题的定义，还包括问题的解答计划和执行结果，而且应该是高筑结构物的设计水平。现以隧道工程设计为例，对传统工程类比法做水平设计的工程。特别地为了顺利地实现解答方法的迁移，必须对基出简要说明。中国多数隧道工程的设计基本上依赖工程类比法，处于础课题的解答方法进行概括，以形成抽象水平的概括表征。任何问题定性设计水平。之所以如此，是因为隧道工程师通常只能在基本信息只有在明确地确定之后才能成为真正的问题。只有在深入理解问题极其匮乏的条件下做出设计与施工决策，专家的经验知识不得不起的基础上，才能获得高水平的问题要点，特别是问题的主要目标，进着主导作用。在现行的隧道工程类比设计中，一般是通过围岩分级概而形成问题的正确表征。如果目标课题得不到正确的表征，类比对象括并传递工程经验，预测围岩稳定性，选择支护类型和参数。的检索就是盲目的。如果目标问题表征太差，深层特征与表层特征不2岩土工程类比原理能区分开来，那么不确定性便进入了检索过程。事实上，新手进行类类比对象与推理似性判断多根据外显的表层特征，而专家进行类似性判断则多根据所谓类比就是在两个对象间进行比较，而类比推理基本上可以内隐的深层特征。类比的系统性要求表征的系统性。我们可以在许多被看成是一种特殊的归纳推理。如果两个类比对象的某些方面具有不同的水平上对基础课题和目标课题进行表征。关键是深刻理解问类似性，那么根据某对象的一个已知特性或特征，便可以推出另一对题的实质，明确问题的主要目标。岩土工程表征一般涉及下列因素：象也具有与此类似的特性或特征，这就是类比推理，也称为类比迁①实体，指岩土地质结构、地下水条件等；②属性，包括岩性、物理力移。我们可以形式化地将类比推理表述如下：若A(abc…e)，B(abc…学性质指标等；③工程规模；④岩土体变形破坏机制；⑤周围环境的x)，则x=e，可推出B(abc…e)。由于A和B这两个对象具有类似或相限制和要求；⑥施工条件与水平；⑦主要工程问题和设计目标；⑧方同的特征a，b，c等，则可以根据A有特征e，推测B也有特征e。为方案，对于基础课题是已知的，对于目标课题是待定的。便起见，将用于类比的已解决的课题A称为基础课题，有待解决的类比检索与映射新课题B称为目标课题。类比推理的目的在于：利用基础课题的答对目标课题做出正确表征之后，便开始从记忆或信息库中检索并案，来求解目标课题的问题。选择基础课题。类比课题的错误选择必然导致问题的错误解答，因此类比的基本原理类比检索在类比推理中占有重要地位。接下来的类比映射是类比思维类比与推理要求一定的限制条件，主要包括类似性、系统性、选择的主要过程。简单地说，所谓类比映射就是匹配两个类比对象的各种性、目标控制、类似程度等，可以将它们视为类比的基本原理。（1）类似特征，根据类似性发现对应关系，以获得最大程度的特征匹配。检索已性原理：普遍认为，类比迁移是以类比对象的类似性为基础的。当两个知的基础课题，一旦发现合适的类比物就开始进行映射过程。开始时对象存在共有特性而刻画其特征值可能有差别时，则称两者共有的特在两个类比物基本特征的某些成分之间进行部分映射，然后通过进一性为类似特性。当两对象存在类似特性时，便说这两对象存在类似性。步的映射生成目标问题的类似解答。解答生成的过程就是映射过程。即说两个对象类似，必须明确它们在哪些特征上是类似的。（2）系统性此外，类比效度的检查也是在映射过程中，而不是在映射过程之后。原理：类似性与类比必须遵循系统性原理。所谓类比的系统性原理就3．3归纳概括与图式薛守义.是将类比对象视为系统，系统都具有一定的特征，包括要素、属性和关如果类比成功地解决了问题，那么反映类比物之间抽象相关对系；类比就是将两个对象的相应特征进行匹配，应该从系统的角度而应性的图式就是实质性的问题图式。图式的归纳过程包括发现某种抽不是仅从个别方面来研究类似性。（3）选择性原理：对于复杂系统，不象的描述，这种描述可以在两个类比物的基本特征、解答计划和执行结可能、也没有必要在所有方面进行比较与匹配。因此类比的核心问题果之间表现共同的东西。随着目标课题的不断解决，可作为该类基础课就是选择哪些方面进行类比。所谓选择原理，就是用于过滤相互匹配题的数目将逐渐增多。通过细致的归纳与概括，可以得到表征这类课题的特征。很显然，人们会很自然地想到选择那些对问题具有实质性影的基本图式，这种图式反映着该类课题的实质性特征与解答原则。形成响的“重要方面”。（4）目标性原理：岩土工程设计以解决关键问题为目图式的重要步骤就是消除性归纳，即消除类比物之间的差异而保留其共标，所以工程问题与设计目标是密切相关的。类比应该是目标驱动的，同的东西。可见，类比归纳过程是一种课题与图式归类过程。这就是所谓目标控制原理。当然，为了实现有效的系统类比，既要考虑初步的研究成果到目标，又要考虑到结构性的特征。（5）类似程度：类似并不是差异的目前，一些研究者在岩土工程概念设计与图式归纳方面已经作对立面，而只是一种将次要的差异加以忽视，将主要的类似予以强调了一些工作。根据地质条件，将该地区土层划分为硬质土区、中硬土的概括。两事物的类似性随其共同性而增加，随其差异性而减少。区和软弱土区3类典型地层；根据大量的基坑工程经验，归纳总结出岩土工程系统特征各类典型地层的主要工程问题及相应的设计原则；根据特定工程的现代系统学理论认为，现实复杂系统表现为一定的发展演化过程。地质条件、环境条件、工程规模等，通过类比进行支护结构选型设计；系统的组成部分和演化过程中的时间都是系统要素，并构成系统的序结利用专业设计软件进行支护结构强度、基坑整体稳定和变形等方面构。系统的序结构除了反映出系统内部组成要素的空间排列组合规律的验算；通过方案比选，确定最终设计方案。这项研究是初步的，要想外，还反映出运动过程中时间序列要素之间功能发挥秩序，以及有机联实现本文提出的类比设计原理，必须在课题表征和图式归纳方面进系方式和相互作用的顺序。一般的说，系统的序结构包括空间序结构、时行细致的深入研究。间序结构和功能序结构。空间序结构是指系统中组成要素的空间排列组4结语合及相互联系的方式。时间序结构表示系统中要素的运动时间序列形在岩土工程设计中，类比法始终占有重要地位，但从理论上进行式。功能序结构指系统要素在相互联系、相互作用过程中表现出来的一的探讨十分有限。要形成完善的类比设计法，仍存在着许多问题，例定功能。系统序结构的类似程度越大，系统的类似性就越大。如必须深入理解现有成功设计实例，正确地表征它们，以使其能在适3岩土工程类比程式当的情境被迅速地检索识别。此外，在类比对象检索、类似性判断、差根据认知心理学的基本原理，将岩土工程类比设计的基本程式异处理等方面都需要做大量的研究工作。概括为目标课题的表征、类比检索与映射、解答迁移和图式概括。城市建设147췲랽쫽뻝
