土木工程地质多媒体课件第一节 地基变形及破坏的基本类型 (2).pdf

第七章第七章 地基工程地质问题地基工程地质问题基础：建筑物下部直接与土基础：建筑物下部直接与土层、岩层接触的部位称为基层、岩层接触的部位称为基础，础，“基础基础”是建筑物的地是建筑物的地下部分，是它的下部分，是它的“下部结构下部结构”，而处于地面以上的部分，而处于地面以上的部分则是建筑物的则是建筑物的“上部结构上部结构”。 基础的作用是将建筑物的基础的作用是将建筑物的荷载安全可靠地传递给下面荷载安全可靠地传递给下面的土层、岩层。的土层、岩层。地基：建筑物的荷载会引起地基：建筑物的荷载会引起基础以下一定深度内的岩、基础以下一定深度内的岩、土层改变它们原始的应力状土层改变它们原始的应力状态，这部分改变了应力状态态，这部分改变了应力状态的土层或岩层称为地基。的土层或岩层称为地基。 第一节第一节 地基变形及破坏的基本类型地基变形及破坏的基本类型 第一节第一节 地基变形及破坏的基本类型地基变形及破坏的基本类型 地基的破坏地基的破坏:是指上覆荷载超过地基强度时，是指上覆荷载超过地基强度时，地基发生的失稳破坏。地基发生的失稳破坏。 地基的变形地基的变形:是指地基在上覆荷载作用下的是指地基在上覆荷载作用下的屈服变形。屈服变形。 地基必须满足两方面的要求地基必须满足两方面的要求: 一是地基应有足够的强度，在上覆荷载作一是地基应有足够的强度，在上覆荷载作用下不发生失稳破坏，并有一定的安全储备。用下不发生失稳破坏，并有一定的安全储备。 二是地基的沉降量、沉降差、倾斜或局部二是地基的沉降量、沉降差、倾斜或局部倾斜不能大于地基变形的允许值和建筑物安全倾斜不能大于地基变形的允许值和建筑物安全的允许值。的允许值。 岩质地基工程地质问题岩质地基工程地质问题一一. 岩质地基变形问题岩质地基变形问题(一一) 影响变形的因素：影响变形的因素： 1. 岩石强度的影响岩石强度的影响坚硬岩石软弱岩石oo岩质地基工程地质问题岩质地基工程地质问题 2. 结构面的影响结构面的影响 (1) 结构面的压密变形结构面的压密变形 (2) 结构面的剪切变形结构面的剪切变形 岩质地基工程地质问题岩质地基工程地质问题 3. 风化作用的影响风化作用的影响风风化化程度程度孔隙孔隙率率n/%湿抗压强湿抗压强度度RC/MPa弹性模量弹性模量E/103MPa岩芯岩芯获获取率取率%锤击锤击声声开挖开挖方法方法全全风风化化22.46 4.371.8824闷哑闷哑锹锹，镐镐强强风风化化11.3122.4621.364.37 6.781.884824哑哑声声镐镐，风镐风镐弱弱风风化化4.7411.3155.2421.3615.186.78 6848发发声不声不太清脆太清脆风风稿，稿，爆破爆破微微风风化化0.494.74101.2155.2425.9815.189168较较清脆清脆 爆破爆破未未风风化化101.2125.9891清脆清脆不同风化程度岩石物理力学性质指标参考数据表不同风化程度岩石物理力学性质指标参考数据表岩质地基工程地质问题岩质地基工程地质问题 4. 地下洞穴的影响地下洞穴的影响岩质地基工程地质问题岩质地基工程地质问题 (二二) 变形量的计算：变形量的计算： 1. 岩质地基内附岩质地基内附 加应力的分布加应力的分布 (1) 均布荷载均布荷载岩质地基工程地质问题岩质地基工程地质问题 (2) 三角形荷载三角形荷载岩质地基工程地质问题岩质地基工程地质问题 2. 变形量的计算：变形量的计算： p承压板压力承压板压力 b承压板宽度承压板宽度 承压板形状和刚度的系数承压板形状和刚度的系数 w0对应于对应于P的总变形（载荷试验）的总变形（载荷试验） 应力应力 h深度（地基厚度）深度（地基厚度）wpoabcwtwpwo岩质地基工程地质问题岩质地基工程地质问题二二.岩质地基强度问题岩质地基强度问题 1. 岩石破坏类型：岩石破坏类型： 2. 结构面的剪切破坏：结构面的剪切破坏： 3. 影响强度的因素：影响强度的因素：第一节 岩质地基工程地质问题 4. 岩石地基承载力确定方法： 风风化化 程度程度 承承载载力力岩石岩石类类型型未未风风化化微微风风化化弱弱风风化化强强风风化化全全风风化化坚坚硬岩硬岩 600060003000300010001000500500250较坚较坚硬硬60003000300015001500800800400400200较软较软岩岩30002000200010001000700700350350200软软岩岩200012001200800800500500250250150很很软软岩岩1200800800600500300300200200100岩质地基的承载力经验参数表岩质地基的承载力经验参数表fkPa 岩质地基工程地质问题岩质地基工程地质问题 三三. 不良岩质地基加固处理方法：不良岩质地基加固处理方法： 土质地基的工程地质问题土质地基的工程地质问题一一. 土质地基变形破坏的基本类型：土质地基变形破坏的基本类型： 1. 地基不均匀沉降和变形过大。地基不均匀沉降和变形过大。 主要有主要有土质地基的工程地质问题土质地基的工程地质问题 2. 地基的滑移挤出：地基的滑移挤出： 主要有主要有 加拿大特朗斯康谷仓事故加拿大特朗斯康谷仓事故 刘瓦沟桥台滑移示意图刘瓦沟桥台滑移示意图 二二. 土质地基剪切破坏的原理和类型：土质地基剪切破坏的原理和类型： 1. 原理原理:在剪应力超过抗剪强度在剪应力超过抗剪强度 的面上剪切破坏。的面上剪切破坏。3311土质地基的工程地质问题土质地基的工程地质问题 2. 类型类型（1）整体剪切破坏：）整体剪切破坏：(硬性土地基硬性土地基) 地基内破坏点连通成剪切滑动面，地基沿滑动面剪地基内破坏点连通成剪切滑动面，地基沿滑动面剪 出出,地表土体隆起。地表土体隆起。注：. 剪切面沿 . 剪切面沿对数螺旋线滑出 . 剪切面沿土质地基的工程地质问题土质地基的工程地质问题（2）局部剪切破坏）局部剪切破坏:(软性地基软性地基) 地基土在荷载增大情况下地基土在荷载增大情况下, 破坏区却限制在一定范围破坏区却限制在一定范围, 不形成延伸至地面的连续不形成延伸至地面的连续 破裂面破裂面,地表土体仅略微隆地表土体仅略微隆 起起.（3）剪冲破坏）剪冲破坏:(特软地基特软地基) 地基垂直下沉地基垂直下沉,两侧地面两侧地面 不发生土体隆起不发生土体隆起,地基土地基土 沿地基两侧发生垂直剪切沿地基两侧发生垂直剪切 破坏破坏.土质地基的工程地质问题土质地基的工程地质问题 3. 剪切破坏检算：剪切破坏检算：注注:. 压密阶段压密阶段 . 局部剪损阶段局部剪损阶段 . 整体破坏阶段整体破坏阶段 PO: 临塑荷载临塑荷载 PU: 极限荷载极限荷载(极限承载力极限承载力)