岩石力学---第9章 岩石地基承载力.pptVIP

第九章 岩体力学在岩基工程中的应用 第一节 岩基中的应力分布 　弹性半空间表面上作用一竖向集中力时，半空间内任意点处的应力和位移的弹性力学解。 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） 2.线荷载作用下岩基内的应力 1 o点在荷载面边缘 σz＝（αcⅠ＋αcⅡ）p0 2 o点在荷载面内 σz＝(αcⅠ＋αcⅡ＋αcⅢ＋αcⅣ)p0 o点位于荷载面中心，因αcⅠ=cⅡ=αcⅢ=αcⅣ σz=4αp0 3 o点在荷载面边缘外侧 σz＝(αcⅠ－αcⅡ＋αcⅢ－αcⅣ)p0 4 o点在荷载面角点外侧 σz＝(αcⅠ－αcⅡ－αcⅢ＋αcⅣ)p0 第二节 岩基上基础的沉降 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。 岩基的变形有两方面的影响： 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。 第三节 地基沉降实用计算方法 1.点荷载作用下地表沉降 2.绝对柔性基础沉降 柔性基础平均沉降 第三节 岩基的承载能力 岩基的承载能力与岩基的系列破坏模式相 关，变形又与岩性、结构面的产状与分布相关。 第四节 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。 例：图9-14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。 一、基坝接触面或浅层的抗滑稳定 （以稳定系数 为评价指标） （一）不考虑基坝与岩面间的粘结力 稳定系数为 式中： -垂直作用力之和，包括坝基水压； -水平力之和； -摩擦系数。 （二）考虑基坝与岩面间的粘结力 稳定系数为 式中： -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。 上述是一粗略分析，以致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。 二、岩基深层的抗滑稳定 （一）单斜滑移面倾向下游（图9－15（a）） 稳定系数为 式中：U－坝底扬压力；C－粘结力。 当U、C为零时， （二）单斜滑移面倾向上游稳定系数为： （三）双滑移面稳定系数为： 式中： R－抗力。 根据受力，按力的平衡原理求得： －为AB及BC滑移面上的摩擦系数。 －岩石的内摩擦角 第五节 加固措施 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、防漏。 上层地基岩体取何种破坏模式主要受两个方面因素的影响: 1,下层岩体的强度性质 2,上层岩体厚度H与基础宽度B的比值 对于可能发生折断破坏和弯曲破坏的岩石地基，则主要是判断上层岩体下边缘的拉应力是否超过岩体的抗拉强度来保证地基的稳定。 针对岩石地基冲切破坏可以采取的工程治理措施主要是对下层软弱岩体灌浆以提高其承载力。 上层岩体的抗剪强度可以通过岩石直剪试验测定 也可以通过完整岩石的单轴抗拉和抗压强度建立Mohr强度包络线计算确定。 对于承载力不足的岩溶地基，可以来取一定的工程处理措施提高其地基承载力 具体措施主要有: 1 梁板跨越 2 换填 返回 返回 * 图9-1 集中力作用下的岩基 1.半无限体垂直边界上作用一集中力的弹性理论解 (布辛涅斯克，1886) P——作用于坐标原点O的竖向集