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岩石地基承载力 目录 1 岩石的强度准则 2 用抗剪强度指标确定岩石地基承载力 3 用单轴抗压强度确定岩石地基承载力 4 岩石地基承载力的深宽修正 5 理论计算与经验估计 6 岩体剪切波速与岩石地基承载力 7 地基承载力的综合判定 1 岩石的强度准则 Mohr-Coulomb准则 塑性岩石破坏前有明显的变形，是一种剪切破坏，表現为颗粒间的滑移。 低强度的泥质岩石和强风化岩一般为塑性破坏， 采用Mohr-Coulomb准则。 用莫尔包络线判别材料破坏不适用于有拉应力，不反映强度非线性 Griffith准则 脆性岩石破坏前没有明显的变形，假定材料有细微裂缝，应力作用下裂缝尖端应力高度集中，超过材料强度时裂缝扩展、分叉、贯通，导致破坏，伴随有声发射现象。 本质是拉伸破坏而不是剪切破坏，结晶岩石一般为脆性破坏。 一般采用Griffith准则， 破裂角很小，不同于塑性破坏450-φ/2 理论与试验不完全一致 平面Griffith准则表述式 Griffith强度曲线 Hock-Brown准则 注意与室内试验和野外试验成果的吻合， 非线性经验强度准则， 强度包线为抛物线， 内聚力和内摩擦角随应力水平变化 岩体的三类破坏特征 1 剪切破坏，塑性岩石，与土相似，采用Mohr-Coulomb准则； 2 拉伸破坏，脆性岩石低围压破坏，采用Griffith准则或Hock-Brown准则； 3 沿固定的弱面剪切破坏，如层面、节理面、断层面、软弱夹层等结构面剪切 建筑物地基： 硬岩的承载力足够， 沿弱面剪切情况不多 岩体问题的复杂性 难以描述的各种结构面 各种软弱面和破碎带 既不是岩块强度，又不是结构面强度，难以测定岩体力学参数计算 某断层示意图 张性断裂破碎带中的后期挤压破裂带 2 用抗剪强度指标计算 岩石地基承载力 《重庆规范》 科茨公式，地基极限承载力 fr = Nb γb + Nd γ d + Nc ck Nb= tan4(450+φk/2) Nd= tan5(450+φk/2) / 2 Nc= (Nd–1)cotφk 讨论 硬质岩体抗剪强度参数难以测定， 脆性岩石和节理化岩体用抗剪强度指标存在理论上的不足， 主要用于完整、较完整的塑性破坏岩石(裂隙影响可忽略)，可取不扰动试样测定天然湿度的抗剪强度，符合Mohr-Coulomb准则。 土状强风化岩、泥岩、新近系和古近系的砂岩等，工程特性接近于土，若用抗压强度乘析减系数，结果比一般的土还低，不合理。 3 用单轴抗压强度 计算岩石地基承载力 《建筑地基基础设计规范》 fak = ψr . frk ψr ---折减系数，根据岩体完整程度和结构面的间距、宽度、产状和组合，由地区经验确定。 无经验吋，对完整岩体可取0.5；对较完整岩体可取0.2～0.5；对较破碎岩体可取0.1～0.2。 当时背景 89版有承载力表。按硬质岩石、软质岩石及不同风化程度列表。修订时取消承载力表，岩石地基承载力在正文中专列一条。 岩石工程分类修改：用坚硬程度和完整程度表征岩体工程特性优劣，各分5挡。 按此精神，以饱和单轴抗压强度表征坚硬程度，以折减系数体现完整性。 缺乏资料，考虑到岩石地基承载力高，容易满足要求，故裕度较大，以确保安全。 两个问题 1 岩体强度低于岩块强度， 乘以折减系数，越破碎，折减系数越小。 2 单轴抗压强度侧向压力为0，地基为三向应力条件下的竖向压缩，偏于安全。 因多数情况下己满足要求，可操作性强，工程界广为应用。 但对承载力要求较高的构筑物，不进行深度修正偏于过分保守。 围压的重要影响 塑性材料—剪切破坏--库仑-莫尔准则 脆性材料—拉伸破坏--格里非斯准则 围压均有重要影响， 单轴强度围压为零，是极端情况 地基：三向应力条件下的竖向压缩，随埋深增加，围压增大，地基承载力提高 赵锡伯、华遵孟，《西北勘察技术》1990.3 彭涛等，徐州国际商厦陡倾斜弱岩层嵌岩桩工程勘察实录，2004 4 岩石地基承载力的 深宽修正 理论上可行 基础有一定埋置深度，基础下的地基是三向应力状态，埋深越大，侧压力越大。 库仑-莫尔准则和格里非斯准则虽然前者适用于塑性材料，后者适用于脆性材料， 但围压均有重要影响，单轴抗压强度试验时围压为零，是一种极端情况。地基在侧限条件下的受压，随着埋深的增加，围压增大，地基承载力会提高。 多数规范不修正的原因 一是岩石地基承载力历来不进行深宽修正，在思想上已形成定式； 二是岩石地基承载力较高，一般工程可以满足要求，不必挖掘这个潜力，因而较