第9章 岩石地基工程

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,直接插入岩基,杯口基础,岩基上的基础形式,锚杆基础,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 ：,（9-2 9-3）,(9-4),总荷载引起M点处表面的沉降量：,基础中心沉降量：,基底边缘沉降量：,两者比值：,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：,（98）,式中，R为计算点至基础中心之距离,（99）,解得：,图94 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：,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：,为沉降系数；详见表9-1,二、矩形基础的沉降,一、岩基破坏模式,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,二、岩基承载力的确定,（二）按室内饱和单轴抗压强度计算,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,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,基本假设 破坏面由两个互相直交的平面组成； 荷载q的作用范围很长，端面阻力忽略； q作用面上不存在剪力； 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：,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,一、坝基岩体荷载分析,2、波浪压力P,一、坝基岩体荷载分析,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：,一、坝基岩体荷载分析,二、坝基岩体的破坏模式,三、坝基岩体抗滑稳定性,1、接触面滑动抗滑稳定性,H,V,T,U,三、坝基岩体抗滑稳定性,1、接触面滑动抗滑稳定性,为增大稳定系数，接触面设成倾向上游的倾斜平面,三、坝基岩体抗滑稳定性,2、岩体内滑动抗滑稳定性,A、沿水平软弱面滑动，计算公式可按接触面为平面的滑动公式计算。,B、沿倾向上游软弱面滑动可按接触面为倾向上游的斜面滑动公式计算。,C、沿倾向下游软弱面滑动可下述公式计算：,D、沿倾向上下游的两个软弱面滑动，一般可用非等K法和等K值法计算。,D1、非等K法,D2、等K值法,D3、极限平衡等K值法,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。