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第九章 岩体力学在岩基工程中的应用 岩基上的基础形式 岩基上基础的沉降 岩基的承载能力 岩基的抗滑稳定性 岩基的加固措施 岩基上的基础形式 直接利用岩基 岩基上的基础形式 锚杆基础 岩基上的基础形式 嵌岩桩基础 按弹性理论求解各种基础的沉降,仍采用布辛涅斯克的解来求。当半无限体表面上被作用有一垂直的集中力P时,则在半无限体表面处(z=0)的沉降量s为: 一、圆形基础的沉降 1.圆形基础为柔性 如果其上作用有均布荷载P和在基底接触面上没有任何摩擦力,则基底反力 也将是均布分布的并等于P,这时 : 2、圆形刚性基础 当作用有荷载P时,基底的沉降将是一个常量,但基底接触压力不是常量。此时: 当其承受中心荷载P时,基础底面上的各点沉降量相同,基底压力不同;设p为均布分布的外荷载,当基础的底面宽度为b;长度为a时,沉降量s 为: 坝基岩体承受荷载主要有坝体重力、库水静水压力、泥沙压力、波浪压力、岩基重力、扬压力等。 1、泥沙压力F 2、波浪压力P 3、扬压力U 扬压力(uplift pressure):是指建筑物及其地基内的渗水,对某一水平计算几面的付托力与渗透压力之和。由于其方向为垂直向上,可以减小重力坝的有效压力。付托力容易计算,而渗透压力则比较困难,在无灌浆和排水设施下: 加固处理后的三条要求: 1、地基岩体有一定的弹性模量和足够的的抗压强度。尽是减少建筑物建造后的绝对沉降量 2、建筑物的基础与地基之间要保证结合紧密, 有足够的抗剪强度。 3、对坝基则要求有足够的抗渗能力。 四条措施: 换土、注浆、锚固、防渗漏。 D2、等K值法 D3、极限平衡等K值法 岩基的加固措施 * * 直接插入岩基 杯口基础 地下水位上升使基础承受向上的浮力作用,容易引起基础及上部结构破坏 锚杆桩 岩基上的基础沉降 (9-2 9-3) (9-4) 总荷载引起M点处表面的沉降量: 岩基上的基础沉降 基础中心沉降量: 基底边缘沉降量: 两者比值: (9-8) 式中,R为计算点至基础中心之距离 (9-9) 解得: 图9-4 圆形刚性基础 在集中荷载P作用下,圆形刚性基础的沉降量s为: 圆形刚性基础以外各点的垂直位移为: ω为沉降系数;详见表9-1 二、矩形基础的沉降 岩基上的基础沉降 一、岩基破坏模式 岩基的承载能力 开裂 压碎 劈裂 冲切 剪切 多孔隙 岩体 应力水 平较小 应力水 平增大 应力水 平较大 高压 缩性 粘土 岩 图9-6 图9-7 二、岩基承载力的确定 (一)岩基荷载试验(平板荷载试验) 荷载板:300mm的圆板,深埋时采用钢筋混凝土桩 加载:第一级为设计荷载的1/5,此后为1/10;加载后度沉降量,后每10min读一次,连续三次读数差在0.01mm,进行下一级加载 终止加载:读数不稳定,24h沉降速率增大;压力加不上或不能保持稳定 计算:画出p-s曲线,直线终点为比例界限,终止加载前级荷载为极限荷载,该值除三;前两者取小值 试验不少于三次取小值;无需尺寸修正 岩基的承载能力 二、岩基承载力的确定 (二)按室内饱和单轴抗压强度计算 岩基的承载能力 饱和单轴抗压强度标准值按下式确定: 二、岩基承载力的确定 (三)基角压碎岩体的承载力计算 岩基的承载能力 二、岩基承载力的确定 (四)基角岩体直线剪切破坏的承载力计算 岩基的承载能力 基本假设 ①破坏面由两个互相直交的平面组成; ②荷载q的作用范围很长,端面阻力忽略; ③ q作用面上不存在剪力; ④ 对每个楔体,采用平均体积力。 x楔体:y楔体的侧向土压力为该楔体的最大主应力,x楔体自重与岩基表面均布荷载为最小主应力,故依据莫尔-库伦准则: y楔体:基础荷载和土体自重为最大主应力;土体侧向应力为最小主应力,同样应用莫尔-库伦准则: (9-20) 由y楔体的几何关系得: 由(9-18)和(9-20)式: 岩基的抗滑稳定性 一、坝基岩体荷载分析 岩基的抗滑稳定性 一、坝基岩体荷载分析 岩基的抗滑稳定性 一、坝基岩体荷载分析 岩基的抗滑稳定性 二、坝基岩体的破坏模式 破 坏 模 式 接触面滑动 岩体内滑动 混合型滑动 沿水平软弱面 倾向上游软弱面 倾向下游软弱面 上下游两个软弱面 垂直坝轴两软弱面 岩基的抗滑稳定性 三、坝基岩体抗滑稳定性 1、接触面滑动抗滑稳定性 ΣH ΣV T U 岩基的抗滑稳定性 三、坝基岩体抗滑稳定性 1、接触面滑动抗滑稳定性 ΣV ΣH U α 为增大稳定系数,接触
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