***一、EN1997-1概述***



正如我们在上期推送所讨论的,欧洲规范是国际工程人员必读的基本规范之一,我中心将在接下来的数期逐一向各位同仁介绍此套欧洲规范的各项内容,关于此套规范的背景,大家可参阅上期《欧洲规范简介系列一》


欧洲规范7 岩土工程设计(又称“Eurocode 7或EN 1997”)由两部分构成:EN 1997-1 总则和EN 1997-2 土地勘察和测试。本次推送将主要介绍EN 1997-1,该项标准主要内容包括岩土工程设计框架、各项地面参数的定义、特征值和设计值、实地勘察原则、主要岩土工程结构的设计原则以及实际实施过程中的各项假设等;由12个章节和9个附录构成,各章节占比见图1。


1 EN 1997-1各章节占比(内容摘自《欧洲规范精要》)




***二、EN 1997-1结构和内容分析***



鉴于篇幅有限,无法一一介绍EN 1997-1的所有内容,本期仅能做十分浅显的介绍,包括整体结构、设计要求、岩土分类、极限状态分类、设计情景、岩土作用及监督监测和维护等。


从整体结构方面,EN1997-1 第6-9和11-12章主要讲述不同的岩土结构,其项下的内容在结构上既有共性,又各有侧重。其共性部分包括各岩土结构的概述、极限状态、作用、岩土数据、设计情况、设计方法、施工因素、极限状态设计、正常使用极限状态设计和监控监测等;又例如,第6.5节仅简要描述极限状态设计,未提供任何图表说明,但是在9.7中则对挡土结构的极限状态设计做了十分详细的描述,并配大量图表说明。


从设计要求方面,EN 1997-1与欧洲传统的岩土设计理念有所不同,最显著的要求则是遵循极限状态设计,该标准认为“对于各种岩土设计而言,应该确认未超相关极限状态”。其次,EN1997-1提出硬性要求,即“为确立岩土勘察、计算和施工控制检查的最小范围和内容要求,必须确定设计的复杂程度及其相关风险…尤其应辨别可能存在易忽略风险的小型结构物和土方工程及其他岩土结构”,亦即,如果可能存在易忽略风险,则必须从根据过去经验及定性的岩土勘察方法进行设计,此外的其他情况,则需要采用定量方法(风险评估方法可参考HD22/023)。


从岩土分类方面,EN 1997-1提出三个岩土类别及其设计要求和方法,分别是:


GC1:相对简单的小型结构,存在可忽略风险

GC2:传统结构和地基,无异常风险或较困难的土壤或荷载条件

GC3:GC1和GC2外的其他结构和结构部分


从极限状态分类方面,EN1997-1给出五种极限状态,分别是:


GEO:地表破裂或过度变形

STR:结构内部破裂或过度变形

EQU:结构或地表状态失衡

UPL因浮托力造成状态失衡或变形

HYD:因水力梯度造成平错、输水及腐蚀


EN 1997-1还定义了应对所有岩土结构进行检查的极限状态以及正常服务状态极限状态的验证等,并针对GEO和STR极限状态提出三种设计方法,运用分享系数的不同组合,达到设计需要的可靠性。


从设计情景方面,EN 1997-1给出了如何根据不同设计情景选择设计计算的要素及材料的选择,要求设计者充分考虑长期和短期的设计情景中可能发生的岩土问题(如粗粒沙和排干细粒沙基础上的建筑物和路桥),以及排干土和未排干土的各项参数等。


从岩土作用方面,EN1997-1列出了二十种与岩土设计相关的作用,如土壤、岩石和水的重量、土压和地下水水压等明显的作用以及如气候变化化导致的胀缩、温度作用等。此外,EN 1997-1还从分项系数的角度分析如何区分良性和不良作用,并提出广为人知的“单源原则(Single-SourcePrinciple)”关于良性和不良作用的分析,现有一个关于T型重力式挡土墙的示例,如大家感兴趣,我们可在下期以副推送的形式向大家展示


从监督监测和维护方面,EN 1997-1对结构的质量和安全提出十分具体的要求,包括施工过程和施工工艺的监督、结构性能的监测、地面地层情况的检查、施工检查及维护。EN 1997-1将上述情况定义为“视情况而定”,亦即,如果不需要施工监理或不需要对结构进行监测,那么,就应该在设计阶段明确排除一切可能出现的问题。其中,监督方面包括检查设计设定参数是否可靠,确定实际情况和设定情况之间的差异,确定施工与设计的一致性等;监测方面包括对于变形、作用、接触应力等参数的测量和结构性能的评估;维护方面则包括安全和正常服务性及业主或客户的其他要求。EN 1997-1未对监督监测和维护提出明确的要求,但仍在每章节给出满足上述要求的建议,如对于回填和降水位,用8小段的篇幅描述其该等建议。



***三、相关标准示例(EN 1997-1)***



EN1997-1 的相关标准已经在前期推送中列出,再次不再重复,有兴趣的同仁可以点击《欧洲规范简介系列一》查看。


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