岩体力学在岩基工程中的应用PPT.pptVIP

式中 P—垂直于边界岩OZ轴作用的力 z—从半无限体界面算起的深度 x—所研究点到OZ轴的距离 r—所研究点到原点O的距离 —在深度z处被角所确定的点的水平径向应力 —在深度z处被角所确定的点的水平垂直应力 —在垂直平面和水平面上的剪应力 —最大主应力（在矢径方向） —中间主应力（在水平平面上） —最小主应力（在通过矢径的垂直面上） 一、坝基接触面或浅层的抗滑稳定 （以稳定系数 为评价指标） 式中： -垂直作用力之和，包括坝基水压； -水平力之和； -摩擦系数。 C-接触面上的粘结力或混凝土与岩石面间的粘结力； A-底面积 二、岩基深层抗滑稳定 （一）单斜滑移面倾向下游（图（a）） （三）双滑移面（图（c）） * 近年来，许多高层或大型建筑物，其基础直接与岩基接触，即将岩层作为支承建筑物的地基。水利枢纽中的坝，尤其是高砼坝，必须建在岩基上。 通常岩基支承一般的建筑物是足够坚固的，但对一些大型的和特殊的建筑物，则远非所有情况下都能保证其稳固，因而提出了岩基稳定性的研究。 第八章 岩体力学在岩基工程中的应用 主要内容 §1 岩基中的应力分布 §2 岩基上基础的沉降 §3 岩基的承载力 §4 岩基的抗滑稳定计算 §5 岩基加固措施 集中力作用下的岩基 §1 岩基中的应力分布 1.集中荷载作用下岩基中的应力 用半无限体垂直边界上作用一集中力P的弹性理论解 (布辛涅斯克，1886) 线荷载作用下的岩基 2.线均布荷载P作用下岩基内的应力 圆形均布荷载作用下的岩基 3. 在圆形均布荷载P作用下岩基的应力 岩基表面以下M点深度z处的垂直压力 可用布辛涅斯克解进行积分求得: a圆形荷载面的半径 4.长方形均布垂直荷载作用下岩基中的应力 如图，当长方形均布荷载q的长度（y轴方向）比宽度（x轴方向）大的多时，可由积分求出岩基中任意一点m的应力分量，即 a b Z .m q x 岩基上基础的沉降主要是由于岩基内岩层承载后出现的变形引起的。对于一般的中小工程来说，沉降变形较小。但是，对于重型结构或巨大结构来说，则产生较大变形。 1. 岩基的变形有两方面的影响： （1）在绝对位移或下沉量直接使基础沉降，改变了原设计水准的要求； （2）因岩基变形各点不一，造成了结构上各点间的相对位移。 §2 岩基上基础的沉降 式中：r为计算点至集中荷载P处之间的距离 2. 计算沉降的基本公式 计算基础的沉降可用弹性理论解法。对于几何形状、材料性质和荷载分布都是不均匀的基础，则用有限元法分析其沉降量是比较准确的 。 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 半无限体表面上有分布荷载作用，则可用积分求出表面上任一点M(x,y)处的沉降量s(x,y): 半无限体表面的荷载 §3 岩基的承载能力 岩基的承载能力与岩基的破坏模式相关。 一. 岩基的破坏模式 1、开裂 较均质岩体、坚硬、应力水平较小 2、压碎 应力较大 3、劈裂 应力大 4、冲切 多孔隙岩体 5、剪切 节理、弱软岩体（滑移体） 6、直面滑动 开裂 压碎 劈裂 冲切 剪切 较均质、 坚硬岩体 应力水 平较小 应力水 平较大 应力水 平大 多孔隙 岩体 节理、弱 软岩体 岩体的破坏模式 二.岩基允许承载力的确定 岩基的承载能力的确定方法有三种：试验确定法、规范法和理论计算法。其中试验确定法比较准确，对于一级建筑物，规范规定必须通过现场静载试验确定承载能力；二级建筑物，可采用静载试验、也可采用理论计算法结合其它原位测试确定承载力。 §4 岩基的抗滑稳定 当基岩受到有水平方向荷载作用后，由于岩体中存在节理以及软弱夹层，因而增加了基岩的滑动的可能。许多实践证明，对于大多数岩体并承受倾斜荷载的地基来说，地基的破坏往往由于岩基中存在软弱夹层，使地基中一部分的岩体沿着软弱夹层产生水平剪切滑动。 目前评价岩体抗滑稳定，一般仍采用稳定系数分析法。 如图所示大坝的基础下存在软弱夹层及一条大断层。当水库充水后，坝基承受倾斜荷载，产生了坝基沿AC滑移，或三角形ABC部分的岩体向下游滑移的可能。 存在软弱夹层的坝基 各种滑移面分布形式的抗滑稳定计算图 KS选用较大值。美国垦务局推荐，在坝工上采用的稳定系数为4，以作为最高水位、最大扬压力与地震力的设计条件。 式中：U－坝底扬压力；C－粘结力。 （二）单斜滑移面倾向上游（图（b）） R－抗力 根据受力图（d）