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文檔簡介

1、,巖土工程 規(guī)范的理解與科技發(fā)展動態(tài) 顧寶和,怎樣對待規(guī)范?,規(guī)范要遵守,但不要盲目,基本概念和基本經(jīng)驗(yàn)不能忘記。 規(guī)范有權(quán)威性,也有局限性: 1 規(guī)定量大面廣普遍性問題,不能包含一切特殊問題; 2 規(guī)定成熟被公認(rèn)的經(jīng)驗(yàn),爭議尚無定論的問題先放一放,繼續(xù)探索和積累。 不應(yīng)神圣化、絕對化, 在理解科學(xué)原理和基本經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上執(zhí)行。,目 錄,1 勘探與測試 1.1鉆探與觸探配合,1.2淺層與深層載荷試驗(yàn), 1.3N值的修正,1.4鉆探數(shù)據(jù)采集,1.5壓縮-固結(jié)試驗(yàn), 1.6抗剪強(qiáng)度試驗(yàn),1.7鉆孔原位直剪, 1.8水位分層測量。 2 特殊巖土與不良地質(zhì)作用 2.1殘積土與風(fēng)化巖,2.2淤泥和泥炭,2

2、.3膨脹土, 2.4 地面沉降和InSAR, 2.5 液化流滑和側(cè)向擴(kuò)展。,目 錄,3 水和土的腐蝕性 3.1 結(jié)晶類腐蝕與環(huán)境影響,3.2 分解類腐蝕, 3.3 腐蝕性綜合評價和現(xiàn)場識別。 4 地基基礎(chǔ) 4.1標(biāo)準(zhǔn)值和特征值,4.2地基均勻性,4.3承載力綜合確定, 4.4沉降計(jì)算參數(shù),4.5軟巖地基,4.6復(fù)合地基與濕陷性土, 4.7基坑支護(hù)土壓力,4.8咬合樁。 5 標(biāo)準(zhǔn)化改革 標(biāo)準(zhǔn)化改革和基層應(yīng)有的準(zhǔn)備,1 勘探與測試,1.1 鉆探取樣與觸探的配合,靜力觸探的優(yōu)勢: 1 既是勘探手段,又是測試手段; 2 數(shù)據(jù)連續(xù),便于力學(xué)分層,不遺漏夾層; 3 中間環(huán)節(jié)少,人為因素較少; 4 經(jīng)濟(jì),快

3、速。 動力觸探粗糙,但適應(yīng)性強(qiáng)。 與鉆探取樣和室內(nèi)試驗(yàn)配合,互補(bǔ)。 比例根據(jù)工程場地實(shí)況和地方經(jīng)驗(yàn)確定。,國際靜力觸探的發(fā)展,孔壓靜探基礎(chǔ)上,根據(jù)需要發(fā)展多功能觸探 地震波孔壓靜力觸探SCPTU 同時測單孔或跨孔剪切波速 電阻率孔壓靜力觸探RCPTU 同時測電阻率 可視化孔壓靜力觸探VisCPT 微型相機(jī),全程數(shù)字化圖像 磁場強(qiáng)度靜力觸探,為海洋與環(huán)境,為海洋巖土工程,發(fā)展 海底自由落體式靜力觸探FFCPT 全流觸探FFP,穿過軟土產(chǎn)生黏流,圍繞探頭 流動,獲取超軟土不排水強(qiáng)度,較常規(guī)準(zhǔn)確 南海503鉆探船,衛(wèi)星導(dǎo)航,水深200m 鉆探取樣、土工試驗(yàn)、淺層剖面、靜力觸探 為環(huán)境巖土工程(工業(yè)、

4、尾礦、垃圾、農(nóng)藥), 熒光觸探探頭LIF系統(tǒng),探測污染物,石油等, 薄膜界面探頭MIP技術(shù),測揮發(fā)性有機(jī)化合物。,國內(nèi)靜力觸探進(jìn)展,鐵三院 旋轉(zhuǎn)觸探: 貫入阻力、抵抗力矩、排土水壓力, 巖土分類,確定土的力學(xué)指標(biāo)。 深度可達(dá)6070m,最深86m。 東南大學(xué) 孔壓多功能靜力觸探 CPTU標(biāo)準(zhǔn)(土木工程學(xué)會) 2015.11.溫嶺 江蘇省巖土工程勘察規(guī)范 2016.5.南京,觸探車和探頭示意,討論,數(shù)據(jù)處理軟件,提前、滯后效應(yīng); 應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)積累,轉(zhuǎn)換為計(jì)算可用參數(shù)。 單橋、雙橋、孔壓、多功能探頭的討論: 單橋探頭不可廢棄; 多功能探頭繼續(xù)研究,積極試用,積累經(jīng)驗(yàn); 土分類、設(shè)計(jì)參數(shù),固結(jié)系數(shù)、液化

5、判別 外國經(jīng)驗(yàn)中國化。,1.2 淺層平板載荷試驗(yàn) 深層平板載荷試驗(yàn),深度5m問題? 淺層平板載荷試驗(yàn) 承壓板周邊無超載,模擬半無限體表面加載,在試坑中進(jìn)行的平板載荷試驗(yàn)。 深層平板載荷試驗(yàn) 承壓板周邊有超載,模擬半無限體內(nèi)部加載,在深井中進(jìn)行的平板載荷試驗(yàn)。,淺層載荷試驗(yàn)不存在邊載, 荷載作用于半無限體表面; 深層載荷試驗(yàn)存在邊載, 荷載作用于半無限體內(nèi)部且不淺于5m。 例如:載荷試驗(yàn)深度大于5m, 但試坑寬度符合淺層載荷試驗(yàn)條件,無邊載,屬淺層載荷試驗(yàn);載荷試驗(yàn)深度為5m,試井直徑與承壓板直徑相同,有邊載,屬深層載荷試驗(yàn)。 深基坑開挖后,在基礎(chǔ)底面標(biāo)高做的載荷試驗(yàn), 是淺層載荷試驗(yàn)。,1.3

6、 標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)N的修正,74版、89版地基規(guī)范的桿長修正 桿長 3 6 9 12 15 18 21 系數(shù)1.00 0.92 0.86 0.81 0.77 0.73 0.70 以牛頓碰撞理論為基礎(chǔ)算得,最長21m, 不得外延。 寶鋼工程后,應(yīng)用已遠(yuǎn)超2lm, 有的規(guī)范延伸了修正系數(shù)。,國外情況,Skempton用應(yīng)力波理論計(jì)算了有效能量, 美國ASTM以應(yīng)力波理論為基礎(chǔ)的修正系數(shù) 第一屆國際標(biāo)準(zhǔn)貫入會議推薦的桿長修正系數(shù) 桿長 3 6 9 12 15 18 21 系數(shù)0.77 0.92 0.97 0.99 1.00 1.00 1.00 國際上無一與我國的桿長修正方法相同或相似。,國內(nèi)情況,同濟(jì)

7、大學(xué)的試驗(yàn) 孔深60m,證明應(yīng)力波理論符合實(shí)際, 桿長超過15m后有效能量趨于定值, 桿長影響可忽略不計(jì)。 94版巖土勘察規(guī)范、2002版地基規(guī)范 刪去桿長修正。 勘察以提供實(shí)測值為主應(yīng)用按有關(guān)規(guī)范。 上海規(guī)范北京規(guī)范上覆壓力修正。 尚待研究完善。,1.4 鉆探記錄數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),現(xiàn)場為客戶端, 裝有采集軟件的平板電腦或手機(jī), 用電子記錄代替紙質(zhì)記錄, 將采集數(shù)據(jù)通過互聯(lián)網(wǎng)上傳至數(shù)據(jù)服務(wù)平臺。 數(shù)據(jù)服務(wù)平臺 普通電腦 接受和保存數(shù)據(jù),為相關(guān)方提供服務(wù)。,客戶端:,平板電腦或手機(jī), 要求屏幕適應(yīng)陽光下使用,適應(yīng)野外作業(yè)環(huán)境, 較大容量電池,高性能GPS模塊,快速定位??勺詣渔溄訑?shù)據(jù)服務(wù)平臺。 每次

8、數(shù)據(jù)和照片均附加GPS坐標(biāo)和時間數(shù)據(jù), 實(shí)時加密,上傳至數(shù)據(jù)服務(wù)平臺解密保存。 數(shù)據(jù)服務(wù)平臺保存前,數(shù)據(jù)不可修改, 客戶端修改時保留修改記錄。,客戶端:,填寫鉆孔基本信息, 填寫定孔測量坐標(biāo),(不是GPS坐標(biāo))。 GPS自動打開,信號穩(wěn)定后開始描述和拍照, 照片附加GPS坐標(biāo)和時間數(shù)據(jù)。 之后按回次進(jìn)尺地層描述, 取樣、孔內(nèi)測試:直接輸入相關(guān)信息。 系統(tǒng)給出大量下拉菜單, 提示描述內(nèi)容選項(xiàng),節(jié)省時間、規(guī)范描述內(nèi)容。,數(shù)據(jù)服務(wù)平臺,網(wǎng)站形式數(shù)據(jù)庫,數(shù)據(jù)查詢、統(tǒng)計(jì)、下載、管理、應(yīng)用等功能,均在平臺上完成。 數(shù)據(jù)所有權(quán)、使用權(quán),歸項(xiàng)目承擔(dān)單位和業(yè)主。 平臺采取數(shù)據(jù)保護(hù)措施,確保數(shù)據(jù)安全,并符合 國家

9、保密法律法規(guī)要求。 項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、承擔(dān)單位、施工圖審查機(jī)構(gòu)、 項(xiàng)目業(yè)主和政府監(jiān)管部門, 按職權(quán)范圍查閱、下載和管理數(shù)據(jù)。,系統(tǒng)目標(biāo),推廣后: (1) 勘察原始數(shù)據(jù)采集信息化。為巖土工程全過程智能化、網(wǎng)絡(luò)化、信息化掃除最后一道障礙。 (2) 保證外業(yè)數(shù)據(jù)采集真實(shí)性。 客戶端數(shù)據(jù)、照片、GPS坐標(biāo)、時間信息, 可實(shí)時觀看,可后期核查。 (3) 規(guī)范鉆探記錄、提高記錄質(zhì)量。 (4) 提高外業(yè)管理水平。鉆探設(shè)備、外業(yè)人員現(xiàn)場作業(yè)和工作業(yè)績,均實(shí)時進(jìn)入數(shù)據(jù)服務(wù)平臺。,1.5 壓縮-固結(jié)試驗(yàn),固結(jié)試驗(yàn) 測定飽和粘性土受荷排水時, 孔隙比與壓力關(guān)系、變形與時間關(guān)系, 限飽和土。 壓縮試驗(yàn) 僅測定孔隙比與壓力關(guān)

10、系, 提供壓縮系數(shù)、壓縮模量 不限飽和土。,土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn),規(guī)定:標(biāo)準(zhǔn)固結(jié)試驗(yàn) 規(guī)定:應(yīng)變控制連續(xù)加荷固結(jié)試驗(yàn) 控制單位時間內(nèi)應(yīng)變量相等的 連續(xù)加荷固結(jié)試驗(yàn), 未規(guī)定:壓縮試驗(yàn),壓縮試驗(yàn),我國通常做法: 1 最大壓力:自重壓力+附加壓力, 一般0.30.4MPa, 測附加壓力下壓縮模量; 2 e-p曲線:壓力不按對數(shù)坐標(biāo), 只求Es,不求Cc、pc; 3 加荷不每級達(dá)到穩(wěn)定, 快速法加校正 確定變形量。,標(biāo)準(zhǔn)固結(jié)試驗(yàn),按等比級數(shù)加荷; 規(guī)定了加荷穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn); 測定先期固結(jié)壓力時 應(yīng)加荷至elog p曲線出現(xiàn)直線段。 測定指標(biāo): 壓縮模量Es、 體積壓縮系數(shù)mv、 壓縮指數(shù)Cc、 回彈指數(shù)Cs、

11、 先期固結(jié)壓力pc、 固結(jié)系數(shù)Cv。,連續(xù)加荷固結(jié)試驗(yàn),等應(yīng)變固結(jié)試驗(yàn) 控制單位時間內(nèi)應(yīng)變量相等的 連續(xù)加荷固結(jié)試驗(yàn), 又稱應(yīng)變控制連續(xù)加荷固結(jié)試驗(yàn)。 等梯度固結(jié)試驗(yàn) 控制孔隙水壓力梯度相等的 連續(xù)加荷固結(jié)試驗(yàn)。,等應(yīng)變和等梯度固結(jié)試驗(yàn),都是連續(xù)加荷固結(jié)試驗(yàn), 試驗(yàn)時連續(xù)加荷, 隨時測定試樣變形量和試樣底部的孔隙水壓力, 有一套自動控制加荷和自動數(shù)據(jù)采集的裝置, 根據(jù)數(shù)據(jù)繪制固結(jié)試驗(yàn)圖表,計(jì)算各種參數(shù)。 優(yōu)點(diǎn):可連續(xù)加荷,試驗(yàn)周期短; 可隨時測定試樣底部孔隙水壓力,克服常規(guī)固結(jié)試驗(yàn)試樣中應(yīng)力應(yīng)變分布不均的缺點(diǎn)。 是固結(jié)試驗(yàn)的重大技術(shù)進(jìn)步。,1.6 抗剪強(qiáng)度試驗(yàn),直剪: 儀器和操作簡單; 對試樣

12、要求較低; 固定剪切面; 不能控制排水; 我國經(jīng)驗(yàn)較多; 歐美國家不常用。,三軸剪 儀器和操作復(fù)雜; 對試樣要求高; 非固定剪切面; 能控制排水,可測總應(yīng)力和有效應(yīng)力強(qiáng)度; 我國經(jīng)驗(yàn)較少; 歐美國家常用。,有效應(yīng)力與總應(yīng)力,有效應(yīng)力強(qiáng)度指標(biāo) 1套 c, 代表土的特性,不隨試驗(yàn)條件改變。 總應(yīng)力強(qiáng)度指標(biāo) 3套 特定排水條件和應(yīng)力條件下測定的指標(biāo), 不是土的固有特性。CD相當(dāng)有效應(yīng)力指標(biāo) 不固結(jié)不排水(UU) cuu UU 固結(jié)不排水(CU) cCU CU 固結(jié)排水(CD) cCD CD 對細(xì)粒土而言。,固結(jié)與排水,固結(jié)與不固結(jié)-加3時是否打開排水閥門; 排水與不排水-加(1-3)時是否打開排水閥

13、門,不固結(jié)不排水剪,UU試驗(yàn),加3時不打開排水閥門; 加(1-3)時不開排水閥門。 試驗(yàn)過程中,土樣不產(chǎn)生固結(jié)壓密, 不發(fā)生排水,莫爾圓半徑相同, 強(qiáng)度包線為平行于橫軸的直線。 代表土的總強(qiáng)度,正常固結(jié)土隨深度增加。 為什么UU試驗(yàn)內(nèi)摩擦角不是0? 未完全飽和。,飽和黏性土UU試驗(yàn),未完全飽和,固結(jié)不排水剪,CU試驗(yàn),加3時打開排水閥門,固結(jié); 加(1-3)時不開排水閥門,不排水。 正常固結(jié)土,強(qiáng)度包線通過原點(diǎn); 超固結(jié)土,強(qiáng)度包線不通過原點(diǎn)。 為什么正常固結(jié)黏性土試驗(yàn)結(jié)果不通過原點(diǎn)? 試驗(yàn)室土樣與現(xiàn)場原位土不同, 已經(jīng)卸荷,有“先期固結(jié)壓力” 。,CU試驗(yàn),正常固結(jié)土 超固結(jié)土,討 論,強(qiáng)度

14、與強(qiáng)度指標(biāo)是不同概念。 CU試驗(yàn)時莫爾圓跨越pc, pc 兩側(cè) c、 值不同。 有效應(yīng)力強(qiáng)度指標(biāo)符合有效應(yīng)力原理, 因難估計(jì)實(shí)際工況孔壓,工程上很少應(yīng)用; 總應(yīng)力強(qiáng)度指標(biāo)在特定條件下測定, 與實(shí)際不完全一致。 用于地基承載力、土壓力、穩(wěn)定計(jì)算, 均需依賴經(jīng)驗(yàn)。,討 論,飽和土UU試驗(yàn)只有黏聚力, 作為凝聚材料,不是摩擦材料, 不宜計(jì)算土壓力。計(jì)算承載力吋, 極限承載力:5.14c; 界限承載力:3.14c。 UU試驗(yàn)指標(biāo)統(tǒng)計(jì),注意深度影響。 顯然錯誤的UU試驗(yàn)成果: 粉砂: c=26kPa,=20o ?,1.7 鉆孔原位直剪,現(xiàn)場直剪試驗(yàn):深層土困難,耗費(fèi)人力、物力 十字板剪切試驗(yàn):僅適用軟土

15、。 鉆孔剪切試驗(yàn):深部地層,較硬土體均可。 由剪切頭、法向力施加及控制裝置、 剪切力(提拉力)施加及控制裝置、拉桿、氣管等部分組成。,利用剪切頭上兩塊對稱 帶有齒狀突起的剪切板, 壓入孔壁內(nèi), 使剪切板上兩平行的 齒狀凸起間形成薄層土(巖片), 提拉拉桿,實(shí)現(xiàn)嵌入齒狀凸起的土層(巖片) 直接剪切破壞。,國外應(yīng)用,經(jīng)40多年發(fā)展,已應(yīng)用于 粉質(zhì)黏土、黏土、粉土、 砂土、黃土、冰磧土、硬黏土、 海相軟黏土、殘積土、飽和砂土, 與室內(nèi)三軸固結(jié)不排水剪、直剪試驗(yàn)接近。 加裝位移傳感器測定法向位移, 用于測定巖土的變形模量。,國內(nèi)應(yīng)用,有10余單位引進(jìn)土體鉆孔剪切儀(BST) 或巖石鉆孔剪切儀(RBST

16、)。 機(jī)械工業(yè)勘察院在西安馬蘭黃土、離石黃土 最大試驗(yàn)深度22.8m。與室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果相比, 黏聚力較低,內(nèi)摩擦角較大。 中國水利水電研究院巖石鉆孔剪切試驗(yàn): c、值小于傳統(tǒng)三軸和直剪試驗(yàn)。 開發(fā)了巖體彈性模量與變形模量測試系統(tǒng)。,1.8 水位分層測量,巖土工程勘察規(guī)范: 7.2.2 地下水位的量測應(yīng)符合下列規(guī)定: 1 遇地下水時應(yīng)量測水位; 2 穩(wěn)定水位應(yīng)在初見水位后經(jīng)一定的穩(wěn)定時間后量測; 3 對多層含水層的水位量測,應(yīng)采取止水措施將被測含水層與其他含水層隔開。,承壓水黏性土頂板中 是否有水位?,潛水 承壓水,潛水 地面下第一個穩(wěn)定隔水層以上飽水帶中具有自由水面的地下水。其含水層稱為潛水含水

17、層。 承壓水 充滿在上下兩個隔水層之間的含水層中,穩(wěn)定水位高出其頂板的地下水。其含水層稱為承壓含水層。 相對隔水層,有一定透水性。,層間水 上層滯水,層間水 存在于上下兩個隔水層間含水層中,無壓或有壓的地下水。 上層滯水 包氣帶中局部隔水層上的重力水。,潛水與承壓水水頭一致無越層滲流 總水頭 靜水壓力,壓力水頭 位置水頭 總水頭,由上向下 滲流 由下向上 滲流,自上向下滲流 不連續(xù)層間潛水 (超量開采),2 特殊巖土與不良地質(zhì)作用,2.1 殘積土,原地殘留,未搬運(yùn)和分選, 1 保留巖石殘余凝聚力; 2 顆粒組成不明確,外力作用“顆?!笨蓧核榛驂嚎s,粒度變細(xì)。 原巖風(fēng)化的殘余強(qiáng)度,一種結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

18、 強(qiáng)度形成與壓密無關(guān),不能用固結(jié)狀態(tài)描述。 風(fēng)成沉積: “欠壓密土”,水中沉積土,長途搬運(yùn)沉積,風(fēng)化碎屑經(jīng)撞擊、摩擦、氧化、溶解、分選,形成卵石、礫石、砂,顆粒堅(jiān)硬;黏性土蜂窩結(jié)構(gòu)或絮狀結(jié)構(gòu)。 強(qiáng)度主要由自重壓密形成:欠壓密; 正常壓密; 超壓密。 傳統(tǒng)土力學(xué):壓密是孔隙比變化, 不考慮土粒壓縮、壓碎。 水位上下波動助長壓密,特別對砂土。,應(yīng)力歷史和抗剪強(qiáng)度 CU試驗(yàn) 抗剪強(qiáng)度隨固結(jié)壓力增長,殘積土測試,不同母巖和不同風(fēng)化環(huán)境, 殘積土特性大不相同。 試樣小,代表性不足,數(shù)據(jù)離散性大; 取樣易擾動,殘余凝聚力或結(jié)構(gòu)強(qiáng)度易破壞。 原位測試為主,標(biāo)準(zhǔn)貫入、動力觸探、 旁壓試驗(yàn)、載荷試驗(yàn)等, 以載荷

19、試驗(yàn)為主確定地基承載力和變形參數(shù)。 深圳經(jīng)驗(yàn)值得借鑒,結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的普遍性,主要是土的原狀結(jié)構(gòu)具有的強(qiáng)度, 非壓密固結(jié)形成。 幾乎所有土都有結(jié)構(gòu)性,成因和表現(xiàn)各不相同: 結(jié)晶巖殘積土、黏性土、黃土、紅黏土、 膨脹土、鹽漬土、“硬殼層”、 砂土。 靈敏度反映結(jié)構(gòu)強(qiáng)度, 多數(shù)情況一旦破壞,很難恢復(fù)。 土的結(jié)構(gòu)性難以用傳統(tǒng)土力學(xué)理論說明。,結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的多樣性,軟黏土觸變: 膠體搖動,凝膠-溶膠; 靜止,溶膠-凝膠。 有結(jié)構(gòu)-無結(jié)構(gòu)的可逆過程。 膠體顆粒小于0.002mm。 軟黏土表面吸附膠體, 凝膠生成結(jié)構(gòu)強(qiáng)度, 溶膠喪失結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。,結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的多樣性,紅土化: 高溫高濕氧化環(huán)境下,堿金屬、堿土金屬、硅遷移

20、;鐵、鋁氧化物積聚。 黏粒聚集,陰離子與陽離子結(jié)合, 形成水穩(wěn)性好的結(jié)構(gòu)。 碳酸鹽紅黏土,下接基巖,上硬下軟,有裂隙。 高孔隙比,高液限,高黏粒含量,強(qiáng)度相對高。 強(qiáng)度形成不能用自重壓密和固結(jié)狀態(tài)解釋。,結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的多樣性,黃土:干旱或半干旱環(huán)境生成, 粉土粒以點(diǎn)接觸為主架空結(jié)構(gòu),少量鹽晶和黏粒膠結(jié)形成結(jié)構(gòu)強(qiáng)度; 水穩(wěn)性差,產(chǎn)生濕陷。 鹽漬土:陽離子、陰離子組分和含量; 溶陷性、鹽脹性。 “硬殼層”:干縮形成結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。 砂土:粒狀土,不同排列有不同強(qiáng)度, 重塑土:不同置備方法,不同強(qiáng)度。,傳統(tǒng)土力學(xué)的局限,傳統(tǒng)土力學(xué)未考慮結(jié)構(gòu)性,難以理論說明: 孔隙水壓力與有效應(yīng)力原理; 黏性土狀態(tài)-原狀土與重

21、塑土不同; 土的壓密狀態(tài)或固結(jié)狀態(tài); 建立在有效應(yīng)力基礎(chǔ)上的 強(qiáng)度理論和測試方法。 應(yīng)用傳統(tǒng)土力學(xué)應(yīng)注意其局限: 用原位測試和原型試驗(yàn)彌補(bǔ), 載荷試驗(yàn)、試樁、試驗(yàn)性施工、原型監(jiān)測等。,風(fēng)化巖,風(fēng)化巖與殘積土間無明顯分界。 母巖和氣候的影響,結(jié)晶巖有典型風(fēng)化帶。 可否深度修正在于摩擦材料還是凝聚材料: 摩擦材料的強(qiáng)度取決于粗糙度和法向力 -內(nèi)摩擦角、側(cè)向壓力。 凝聚材料只有黏聚力一個指標(biāo)表達(dá)強(qiáng)度。 故粗粒土、密實(shí)土深度修正系數(shù)大。 強(qiáng)度與強(qiáng)度指標(biāo)是不同概念, 巖石的強(qiáng)度指標(biāo)隨應(yīng)力水平而變。,半成巖,新近紀(jì)、古近紀(jì)沉積,不包括玄武巖。 是否劃分風(fēng)化帶根據(jù)當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)。 似土非土,似巖非巖。 水敏性顯著

22、,易軟化, 失水遇水易崩解,有的有膨脹性。 經(jīng)驗(yàn)不多,待積累。,2.2 淤泥和泥炭土,巖土工程勘察規(guī)范附錄A.0.5 土根據(jù)有機(jī)含量劃分: 有機(jī)質(zhì)土 5%w u10% 泥炭質(zhì)土 10% w u60% 泥炭 w u60% 美國將泥炭土作為高有機(jī)質(zhì)土專列一類,形成環(huán)境和性狀特點(diǎn),淤泥和淤泥質(zhì)土: 靜水沉積,低強(qiáng)度,高壓縮性。 泥炭和泥炭質(zhì)土,草甸土: 沼澤沉積,多纖維,體重輕, 壓縮性極高,次固結(jié)顯著,有一定抗拉強(qiáng)度。 動力性質(zhì),比一般軟黏土: 彈性性能較高;動載作用衰減較慢。 泥炭質(zhì)上不宜稱“內(nèi)陸軟土”。,2.3 膨脹土,膨脹土地區(qū)建筑技術(shù)規(guī)范 自由膨脹率、場地工程地質(zhì)特征、建筑物破 壞形態(tài) 綜

23、合確定。 必要時礦物成分、陽離子交換量試驗(yàn)驗(yàn)證。 膨脹土理論復(fù)雜,世界性難題。 非飽和土力學(xué)用于工程不成熟。 規(guī)范以分級變形量為指示指標(biāo),采取工程措施, 是經(jīng)驗(yàn)方法。與國外不同,如自由膨脹率。 注意多做試驗(yàn)、長期觀察、積累經(jīng)驗(yàn)。,現(xiàn)場識別,巖土工程勘察規(guī)范附錄D 塑性高,黏土; 一般呈硬塑或堅(jiān)硬狀態(tài); 不規(guī)則的彎曲的微裂隙(剪裂隙); 無陡坎; 地裂縫(拉裂縫); 獨(dú)特的建筑破壞特征; 膨脹土筑路堤、路塹不穩(wěn)定。,膨脹土建筑破壞特征,輕型建筑, 道路, 受損嚴(yán)重, 大面積破壞; 拆除重建, 仍破壞, 干濕分明氣候破壞重; 基礎(chǔ)外傾, 沿窗水平裂縫; 內(nèi)廊通長地裂; 中央隆起, 四角沉降, 反向

24、撓曲, 倒八字開裂; 裂縫大小隨季節(jié)變化, 旱季寬, 雨季窄; 坡地重, 洼地輕, 多淺層滑坡。,沿窗水平裂縫,基礎(chǔ)外傾, 內(nèi)廊地裂,正向與反向撓曲,膨脹巖類型 國際巖石力學(xué)協(xié)會膨脹巖委員會,1 泥質(zhì)膨脹巖 2 含硬石膏,無水芒硝膨脹巖 3 斷層泥膨脹巖 4 含黃鐵礦等硫化礦膨脹巖,膨脹土問題研究,內(nèi)因:親水黏土礦物,雙電層,研究較多; 外因:土中水的遷移,研究較少。 土力學(xué)的滲透、壓縮、抗剪強(qiáng)度理論, 有效應(yīng)力原理, 都不能解決膨脹土問題。 重點(diǎn);水的遷移; 地基脹縮,收縮與膨脹同樣重要, 如長期干旱、熱源車間。經(jīng)驗(yàn)較多。 土壓力和邊坡穩(wěn)定。,含水量隨深度變化,1有覆蓋 含水量顯著增大, 干

25、季不收縮; 2無覆蓋, 干季蒸發(fā)為主; 3無覆蓋, 濕潤季降雨。 我國 - 大氣影響深度, 大氣影響急劇層深度,膨脹土中水的遷移,重力水:層流滲透極慢, 沿干縮裂縫遷移,速度快。 基質(zhì)吸力:土粒表面吸持; 溶質(zhì)吸力:因滲透壓,低濃度水向高濃度遷移。 毛細(xì)管作用遷移。 大氣蒸發(fā)和蒸騰:液態(tài)水汽化,失水干縮, 樹根吸水深度大于急劇變化層深度。 熱源:蒸發(fā)干縮。 水分遷移機(jī)理復(fù)雜,不是簡單的達(dá)西定律。,工程特性與工程問題,脹縮性;隨氣候反復(fù),覆蓋效應(yīng); 超壓密性:反復(fù)脹縮形成,側(cè)壓力系數(shù)高; 裂隙性:干縮拉裂,密集鏡面狀剪切裂隙; 強(qiáng)度特性:隨含水量增大衰減; 含水量減小干縮拉裂,強(qiáng)度降低。 抗剪強(qiáng)

26、度難測準(zhǔn), 打折扣? 放坡:自然穩(wěn)定坡角; 擋土:靜止土壓力高,土壓力算不準(zhǔn),快速作業(yè); 地基:承載力用浸水載荷試驗(yàn),不用理論計(jì)算; 理論不成熟,按脹縮性分級采取措施。 積累地方經(jīng)驗(yàn),保持含水量穩(wěn)定。,靜水壓力與負(fù)孔隙水壓力,2.4 地面沉降與InSAR,我國地面沉降城市:70個,嚴(yán)重的 上海、蘇錫常、杭嘉湖、寧波、 天津、海河流域、太原、西安等。 總面積4.6萬km2,最大沉降3.1m。 內(nèi)澇、損害市政和建筑、 滄州核電 海河不能出海,地下水質(zhì)惡化。 監(jiān)測:水準(zhǔn)測量、GPS、InSAR。 防治:限采地下水。,InSAR,合成孔徑雷達(dá)干涉技術(shù), 主動式空間對地觀測新技術(shù), 建立數(shù)字高程模型、探

27、測地殼形變等。 優(yōu)點(diǎn):全天候、全天時、高分辨率、 高精度、數(shù)據(jù)處理高自動化, 可見光、近紅外被動遙感的補(bǔ)充, 監(jiān)測地表大面積形變,精度達(dá)厘米級、毫米級, 有廣闊的應(yīng)用前景。,SAR:側(cè)視式成像主動式遙感系統(tǒng), 受天線孔徑和飛行平臺限制, 真實(shí)孔徑方位分辨率很低, InSAR:引進(jìn)“合成孔徑”概念, 小孔徑天線也能得到較高方位向分辨率, 與傳感器至目標(biāo)的距離無關(guān), InSAR(合成孔徑雷達(dá)干涉枝術(shù)) 以同一地區(qū)兩張SAR圖像為處理數(shù)據(jù), 獲取圖像的相位差,干涉圖像,經(jīng)相位解纏, 獲取地形高程數(shù)據(jù),精確測量地表三維空間位置 及微小變化。,PS-InSAR,針對失相關(guān)和大氣延遲影響, PS-InSA

28、R僅跟蹤雷達(dá)散射特性穩(wěn)定的 永久散射體(PS), 如建筑物墻角、裸露巖石,人工布設(shè)角反射器等 幾乎不受失相關(guān)噪聲影響, 多年保持較高干涉相關(guān)性。 利用同一地區(qū)多景SAR影像, 測量PS點(diǎn)上信息,監(jiān)測地面形變。 精度達(dá)毫米級,與水準(zhǔn)測量相當(dāng)。,應(yīng) 用,地震形變研究、火山研究、冰川研究、 地面沉降研究、邊坡移動研究等。 地震形變研究最突出, 包括同震、震間、震后地面變形。 廖明生等:上海地面沉降、三峽庫區(qū)地面形變、三峽大壩、秭歸滑坡、上海建筑物與構(gòu)筑物等。 河北第四水文大隊(duì):滄州海興核電廠地面沉降。 2016年8月10日 我國第一顆高分辨率雷達(dá)遙感衛(wèi)星成功發(fā)射。,2.5 液化流滑與側(cè)向擴(kuò)展,建筑抗

29、震設(shè)計(jì)規(guī)范 4.3.16 在故河道以及臨近河岸、海岸和邊坡等有液化側(cè)向擴(kuò)展或流滑可能的地段內(nèi)不宜修建永久性建筑,否則應(yīng)進(jìn)行抗滑動驗(yàn)算、采取防土體滑動措施或結(jié)構(gòu)抗裂措施。,岸邊液化,斜坡岸邊液化失穩(wěn)與側(cè)向擴(kuò)展或滑移有關(guān), 后果比噴水冒砂更嚴(yán)重。 液化層很薄,也發(fā)生嚴(yán)重后果。 建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范液化指數(shù)計(jì)算和液化程度判別,不適用于流滑和側(cè)向擴(kuò)展。 側(cè)向擴(kuò)展實(shí)例:天津毛條廠。 臨近河岸,柱向河岸側(cè)移,房頂垮塌。,阿拉斯加1964年9.2級地震,地殼形變:長1000km,寬800km,小島移動15m,地面斷裂長60km,斷層崖高11m。 液化滑坡體長2400m,從20m高的懸崖滑出150m,直達(dá)海中。

30、至少70棟房屋被毀,道路、電力、通訊、自來水、煤氣破壞。港口下陷1m多,嚴(yán)重破壞,改為旅游區(qū)。 海嘯波及日本、加州、直至南極。 市區(qū)出現(xiàn)深3.66m,寬15.23m大裂縫。,阪神-淡路1995年7.3級地震,兩人工島液化嚴(yán)重,幾乎所有岸壁坍塌,滑向大海,跨海大橋損壞嚴(yán)重。 碼頭、防波堤、貨場及附屬結(jié)構(gòu)均損害; 地面大規(guī)模下陷,最大1m以上,致地面龜裂、基礎(chǔ)淘空; 樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)物未倒塌,但四周地面下陷剝離, 基礎(chǔ)外露。,唐山地震、阪神淡路地震,唐山液化滑移張裂,唐山地震不同自振周期的表現(xiàn),新進(jìn)展 陳國興等,根據(jù)近20年地震液化調(diào)查: 特大地震遠(yuǎn)離震中、 度區(qū)可嚴(yán)重液化; 人工填土、砂礫可嚴(yán)重液化;

31、 液化深度可超過20m; 松散土液化后恢復(fù),可再次液化; (液化重復(fù)性70年代已知,巖土勘察規(guī)范) 晚更新世地層可液化; 細(xì)粒土含量較高可液化,建議改用含水量、液限、塑性指數(shù)。,3 水和土的腐蝕性,水泥成分,水泥熟料: 硅酸三鈣C3S ; 硅酸二鈣C2S ; 鋁酸三鈣C3A ; 鐵鋁四鈣C4A F。,外加劑(按品種): 石膏、粉煤灰、 高爐礦渣、火山灰, 減水劑、早強(qiáng)劑、 速凝劑、緩凝劑、 膨脹劑、阻銹劑、 防凍劑等,水化、凝結(jié)、硬化,硬化漿體組成: 膠凝水化物-水泥主體; Ca(OH) 2 晶體; 孔隙、毛細(xì)孔; 未水化水泥粒。 pH-12.5 強(qiáng)堿性,3.1 結(jié)晶類腐蝕,硫酸根離子與水泥石

32、中的鋁酸三鈣C3A水化物反應(yīng)生成硫鋁酸三鈣(鈣礬石),體積膨脹, 混凝土開裂破壞。 硫酸根離子與水泥石中的石灰質(zhì)反應(yīng)生成石膏,體積增大。消耗石灰,堿度降低。 鈣礬石膨脹劇烈,石膏緩和。 延遲反應(yīng): 混凝土水化后含鈣礬石、石膏,無害; 硬化后產(chǎn)生鈣礬石、石膏,膨脹破壞混凝土。,混凝土嚴(yán)重腐蝕環(huán)境,混凝土部分埋在水中,部分暴露在大氣, 水通過毛細(xì)管上升,在大氣中蒸發(fā), 鹽湖中水工結(jié)構(gòu)、鹽漬土上基礎(chǔ), 地面以上一段嚴(yán)重腐蝕。 混凝土一側(cè)接觸水,一側(cè)暴露大氣中, 水通過滲透不斷蒸發(fā), 隧洞、坑道、豎井、路塹護(hù)面等, 滲入面腐蝕輕微,滲出面腐蝕嚴(yán)重。,關(guān)于干濕交替,有時接觸水,有時蒸發(fā), 大氣中干濕交替

33、、浪濺區(qū)等。 混凝土長期埋在土中或水下, 都是較好環(huán)境。,3.2 分解類腐蝕,溶出型: HCO3- 很低,低堿度軟水, 易溶出石泥石中的石灰質(zhì); 酸型: H+與水泥石中石灰質(zhì)、水化硅酸鈣、 水化鋁酸鈣反應(yīng),生成鈣鹽, 降低強(qiáng)度,使混凝土中性化; 碳酸型:水中的CO2 與H+、HCO3- 、CO32-平衡, 多余的侵蝕性CO2與水泥石中Ca2+ 生成碳酸氫鈣,被水帶出。,鎂離子型: Mg2+與水泥石中 Ca(OH)2 的 Ca2+ 置換, 成 Mg(OH)2 沉淀。 水泥石中水化硅酸鈣、水化鋁酸鈣水解 腐蝕混凝土。 氯化鎂:單純的分解型腐蝕。 硫酸鎂:陽離子分解型腐蝕, 陰離子結(jié)晶型腐蝕, 結(jié)晶

34、分解復(fù)合型腐蝕。,分解類腐蝕環(huán)境,分解性腐蝕環(huán)境:與透水性強(qiáng)弱有關(guān)。 A類 直接臨水或強(qiáng)透水層中的地下水; B類 弱透水層中的地下水, 濕、很濕的粉土、粉砂, 可塑、軟塑、流塑的粘性土。,3.3 混凝土腐蝕的綜合評價,多類型腐蝕共存時, 速度快、強(qiáng)度大:結(jié)晶類腐蝕 強(qiáng)酸型腐蝕 速度慢,強(qiáng)度低:分解類腐蝕, 普通酸型、碳酸型、 溶出型、鎂離子型,混凝土試塊長期觀測,中堿性土:pH=7.08.5, 耐久。 酸性土:pH=4.0至6.0, 分解類腐蝕。 內(nèi)陸鹽土 :pH=8.09.5; SO42-=1.43%; C1-=0.82%24.6%;Mg2+=0.62%。 極嚴(yán)重的結(jié)晶類腐蝕。 濱海鹽土:p

35、H=7.5=8.5;Cl-=2.62%; SO42-=0.28%0.42;大量碳酸鹽和鎂鹽。 混凝土樁最嚴(yán)重,氯化物嚴(yán)重銹蝕鋼筋。,現(xiàn)場初判,內(nèi)陸鹽漬土:硫酸鹽結(jié)晶類腐蝕。 濱海鹽漬土:鋼筋腐蝕,硫酸鹽結(jié)晶腐蝕。 酸性腐蝕:含有機(jī)質(zhì)土, 濕熱帶紅土和紅樹林殘?bào)w,酸性土。 污染土。 含煤渣、煤灰、硫化物、芒硝、石膏等。 工礦企業(yè)附近:硫化礦、煤礦、選礦、冶煉、電解、化工、石化等。,4 地基基礎(chǔ),4.1 標(biāo)準(zhǔn)值和特征值,實(shí)測值; 最小值; 最大值; 平均值; 最小平均值;最大平均值; 標(biāo)準(zhǔn)值; 特征值。 荷載: 基本組合、標(biāo)準(zhǔn)組合、準(zhǔn)永久組合等。,巖土參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值,定義和取值: 標(biāo)準(zhǔn)值是巖土性能參數(shù)

36、的基本代表值, 取概率分布的某一分位數(shù): 對強(qiáng)度取0.05分位數(shù), 取置信概率95,風(fēng)險(xiǎn)率5%, 對模量取0.5分位數(shù), 有概率意義。 也可根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn),經(jīng)分析判斷確定。,標(biāo)準(zhǔn)值的計(jì)算,f平均值; f變異系數(shù)。 重復(fù)采樣試驗(yàn),同一參數(shù)的平行試驗(yàn), 不適用巖土工程。,標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算,某一范圍綜合性能指標(biāo), 采用總體平均值區(qū)間估計(jì)理論。 巖土規(guī)范地基規(guī)范采用。 為便于應(yīng)用,擬合得近似公式,地基承載力特征值,建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范 抗剪強(qiáng)度指標(biāo)取標(biāo)準(zhǔn)值,壓縮性指標(biāo)取平均值, 地基承載力取特征值。 地基承載力特征值: 可由載荷試驗(yàn)或其他原位測試、公式計(jì)算、 并結(jié)合工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)等方法綜合確定。 表示正常使用狀

37、態(tài)計(jì)算時 地基承載力容許采用的值。 無概率意義。,安全度的表達(dá),1 容許應(yīng)力法 正常使用條件下,比較荷載作用和巖土抗力,要求強(qiáng)度有一定儲備,變形滿足正常使用要求。荷載和抗力的取值都是定值,建立在經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上。 安全度已經(jīng)隱含其中 信息不充分,依賴經(jīng)驗(yàn)情況下, 有效而實(shí)用 。,安全度的表達(dá),2 單一安全系數(shù)法 R、S、K、K分別為抗力、作用、安全系數(shù)和目標(biāo)安全系數(shù), 都是定值,非隨機(jī)變量,都是經(jīng)驗(yàn)的,屬于定值法。,安全度的表達(dá),3 概率極限狀態(tài)法 極限狀態(tài)法 將巖土及有關(guān)結(jié)構(gòu)置于極限狀態(tài)進(jìn)行分析 達(dá)到某種極限狀態(tài)(承載能力、變形等) 時的抗力。,安全度的表達(dá),3 概率極限狀態(tài)法 概率極限狀態(tài)法

38、將設(shè)計(jì)變量視為隨機(jī)變量, 對作用、抗力、安全度進(jìn)行概率分析, 按失效概率量度設(shè)計(jì)的可靠性, 將安全儲備建立在概率分析的基礎(chǔ)上。 三個水準(zhǔn);水準(zhǔn)I、水準(zhǔn)、水準(zhǔn)。 目前普遍采用的是水準(zhǔn)即近似概率法, 以可靠指標(biāo)為安全量度指標(biāo)。,巖土與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全表達(dá),結(jié)構(gòu)工程:概率極率極限狀態(tài), 分項(xiàng)系數(shù)表達(dá); 巖土工程:容許應(yīng)力法, 單一安全系數(shù)法。 在結(jié)構(gòu)與巖土安全度的銜接方面, 各本規(guī)范不一致, 術(shù)語函義也有差別。,巖土與結(jié)構(gòu)的不同,發(fā)展水平上巖土和結(jié)構(gòu)差距較大, 地基承載力, 不確定因素多,難以估計(jì)精度,依靠經(jīng)驗(yàn), 用地基容許承載力。 精度很差或者連精度大致范圍都不清楚的設(shè)計(jì) 進(jìn)行可靠性分析,沒有意義。

39、處理好結(jié)構(gòu)與巖土之間關(guān)系,4.2 地基均勻性,意義: 有時比承載力還重要。 按變形控制設(shè)計(jì): 高層建筑和高聳構(gòu)筑物,控制傾斜; 砌體承重結(jié)構(gòu),控制局部傾斜; 框架和單層排架,控制相鄰柱基沉降差。 剛度大,整體性好,地基整體均勻性; 剛度弱,整體性差,地基局部均勻性。,凸背型 傾斜型 石芽型 變形不能滿足時用樁。 凸背比凹槽更不利?;鶐r出露均需做褥墊。 可在石芽上做墩,用基礎(chǔ)梁聯(lián)結(jié)。,討論,模量差別明顯的地基: 挖方與填方組合、巖石與土組合、 不同風(fēng)化程度組合、軟土與硬土組合。 雖巖土類型不同,但不發(fā)生不均沉降的地基: 某住宅地上10層,地下1層,筏板基礎(chǔ),基底壓力約200kPa,地基為碎石土夾

40、硬塑粉質(zhì)黏土,基礎(chǔ)底面大部分為碎石土,局部為粉質(zhì)黏土, 不會發(fā)生不均勻沉降。,4.3地基承載力綜合確定,建筑地基設(shè)計(jì)規(guī)范第5.2.3條: 地基承載力特征值 可由載荷試驗(yàn)或其他原位測試、公式計(jì)算、并結(jié)合工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)等方法綜合確定。 綜合確定是共識,不同方法不同結(jié)果是常態(tài)。 1抗剪強(qiáng)度指標(biāo),理論公式計(jì)算: 極限承載力、界限承載力; 2載荷試驗(yàn)+深寬修正; 3查表+深寬修正載荷試驗(yàn)為基礎(chǔ)的相關(guān)分析。,案 例,某工程基礎(chǔ)埋深14m,基礎(chǔ)寬度大于30m, 持力層為密實(shí)細(xì)砂,內(nèi)摩擦角35O , 載荷試驗(yàn)極限承載力8001100kPa, 按相對變形,承載力特征值320kPa。 按規(guī)范公式計(jì)算,承載力特征值:

41、1900kPa; 按載荷試驗(yàn)+深寬修正,特征值:1000kPa。,公式計(jì)算是理論方法,關(guān)鍵在于 1 理論假設(shè)與實(shí)際的差別, 極限承載力基于剛塑性理論, 界限承載力基于彈性-理想塑性課題, 不考慮塑性流動前的壓縮變形。 2 計(jì)算參數(shù)的可靠性, 室內(nèi)試驗(yàn)參數(shù)受取樣、制備、試驗(yàn)操作影響, 可靠性不如載荷試驗(yàn)。 細(xì)砂內(nèi)摩擦角35O,對N值60的密砂,正常。,公式計(jì)算必須驗(yàn)算變形。由變形控制。 大面積、深基礎(chǔ)的承載力計(jì)算問題。 載荷試驗(yàn)+深寬修正,經(jīng)驗(yàn)方法, 試驗(yàn)尺寸較大,擾動相對小, 比室內(nèi)試驗(yàn)更可信。 深寬修正有幾十年經(jīng)驗(yàn),可靠,安全。 綜合考慮時, 更偏重于載荷試驗(yàn)+深寬修正。 本項(xiàng)目承壓板面積1

42、.0m2,操作規(guī)范, 取值合理,三個點(diǎn)成果一致,成果可信。,如何理解砂土深度修正系數(shù)較高? 摩擦材料強(qiáng)度取決于內(nèi)摩擦角、 法向壓力。 地基承載力不是力學(xué)指標(biāo), 建筑地基, 大面積填土, 重件道路。,4.4 沉降計(jì)算參數(shù)問題,案例1 港珠澳橋隧工程 連接香港大嶼山、澳門、廣東珠海, 全長接近50km, 主體工程長約35km。 東人工島、西人工島、橋梁、沉管式隧道。 隧道放坡開挖,最深基底水面下45m。 地基復(fù)雜,淤泥、粉質(zhì)黏土,砂土等,厚度不均 回淤荷載不均,各處不同。 荷載不大,地基受力復(fù)雜:卸荷,再加荷。 關(guān)鍵不是承載力,是沉降控制,,室內(nèi)?原位?,計(jì)算有多種方法,但參數(shù)是關(guān)鍵。 10m左右

43、的粉質(zhì)黏土模量大小對計(jì)算影響大。 室內(nèi)試驗(yàn)Es=5.6MPa,需20MPa。 補(bǔ)做海上靜探383孔,國內(nèi)規(guī)模最大, 粉質(zhì)黏土 Eo=30MPa,滿足天然地基。 大規(guī)模堆載試驗(yàn): 驗(yàn)收要求12cm,實(shí)測45cm。 比室內(nèi)模量接近,發(fā)展原位測試是可為之道!,案例2 某核電工程,沉降計(jì)算,加寬基礎(chǔ)3m,加厚基礎(chǔ)至3m。 壓縮模量:15MPa; 變形模量:1523MPa; 旁壓模量:23MPa; 分層總和法沉降:72mm。 有限單元法數(shù)值法分析: 兩個通用軟件:Abaqus、Plaxis 莫爾-庫侖本構(gòu)模型,彈性模量按 E=1.0N E=4.0N ?,E=1.0N,E=4.0N 沉降,反演模量,根據(jù)前

44、期沉降觀測數(shù)據(jù)反演模量,注意 模式與參數(shù)的配套; 觀測數(shù)據(jù)的完整性; 觀測時的實(shí)際荷載; 卸荷再加荷問題; 結(jié)合變形模量、旁壓模量、其他工程經(jīng)驗(yàn)綜合考慮。 沉降速率快,合理安排施工程序, 控制工后沉降,特別是調(diào)試后沉降。,Es和Eo關(guān)系,理倫:Eo = Es 0 EoEs 經(jīng)驗(yàn):EsEo(除軟土外), Eo=(2.22.5) Es ,甚至Eo=(610)Es。 室內(nèi)試驗(yàn):尺寸小、取樣、運(yùn)輸、試驗(yàn)中擾動, Eo:直線變形段常數(shù),蘇聯(lián)和俄羅斯一直用。 Es:隨壓力增大模量增大, 分層總和法按一維壓縮,經(jīng)驗(yàn)較多,但不理想, 經(jīng)驗(yàn)修正系數(shù):0.21.4。,計(jì)算參數(shù) 最重要,線彈性模型, 非線性彈性模型

45、, 彈塑性模型, 理論一個比一個完善, 輸入是垃圾,輸出必然也是垃圾。 唯原型監(jiān)測才能真正定量。,4.5 軟巖地基,哪些巖石列為軟巖地基? 新近紀(jì)和古近紀(jì)沉積; 強(qiáng)風(fēng)化和全風(fēng)化巖; 斷層破碎帶; 軟弱的泥巖; 其他極軟巖和極破碎巖。,巖石地基的深度修正,建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范 fak = r . frk r-折減系數(shù),根據(jù)巖體完整程度和結(jié)構(gòu)面的間距、寬度、產(chǎn)狀和組合,由地區(qū)經(jīng)驗(yàn)確定。 無經(jīng)驗(yàn)吋,對完整巖體可取0.5;對較完整巖體可取0.20.5;對較破碎巖體可取0.10.2。 軟巖地基有時明顯偏低,不合理。,當(dāng)時背景,89版有承載力表。按硬質(zhì)巖石、軟質(zhì)巖石及不同風(fēng)化程度列表。修訂時取消承載力表,

46、巖石地基承載力在正文中專列一條。 巖體工程分類修改:用堅(jiān)硬程度和完整程度表征巖體工程特性優(yōu)劣,各分5擋。 按此精神,以飽和單軸抗壓強(qiáng)度表征堅(jiān)硬程度, 以折減系數(shù)體現(xiàn)完整性。 缺乏資料,考慮到巖石地基承載力高, 容易滿足要求,故裕度較大,以確保安全。,當(dāng)時的考慮,1 巖體強(qiáng)度低于巖塊強(qiáng)度, 乘以折減系數(shù),越破碎,折減系數(shù)越小。 2 單軸抗壓強(qiáng)度側(cè)向壓力為0,地基為三向應(yīng)力條件下的豎向壓縮,偏于安全。 因多數(shù)情況下己滿足要求,可操作性強(qiáng),工程界廣為應(yīng)用。 但對承載力要求較高的工程,偏于過分保守。,圍壓的重要影響,剪切破壞-庫侖-莫爾準(zhǔn)則, 拉伸破壞-格里非斯準(zhǔn)則, 圍壓均有重要影響, 單軸強(qiáng)度圍壓

47、為零,是極端情況。 地基:三向應(yīng)力條件下的豎向壓縮,隨埋深增加,圍壓增大,地基承載力提高。 雖多數(shù)規(guī)范不修正, 但理論與試驗(yàn)均已證明。,不同側(cè)壓力下的應(yīng)力應(yīng)變曲線,吉陽核電廠軟巖地基試驗(yàn)研究,第三系半膠結(jié)砂巖: 載荷試驗(yàn):不同深度、不同壓板面積; 旁壓試驗(yàn):不同深度; 室內(nèi)物理力學(xué)試驗(yàn)、動力試驗(yàn)、蠕變試驗(yàn); 標(biāo)準(zhǔn)貫入、動力觸探、波速測試; 大型現(xiàn)場剪切試驗(yàn); 承載力、沉降、地震反應(yīng)、機(jī)理研究。,江蘇規(guī)范,地基條件系數(shù): 完整:1.21.6 較完整:0.851.2 較破碎:0.650.85,核電廠巖土工程勘察規(guī)范,按剪切波速初步估計(jì); 單軸抗壓強(qiáng)度折減系數(shù),不適用軟巖地基; 完整和較完整極軟巖,可取試樣 抗剪強(qiáng)度指標(biāo)計(jì)算; 淺層平板載荷試驗(yàn) 可深度修正。 脆性巖石 1.0 細(xì)粒塑性巖石 2.0 粗粒塑性巖石 3.0,軟巖地基的變形,強(qiáng)度控制還是變形控制, 取決于巖體性質(zhì)和工程要求。 壓縮試驗(yàn):壓縮模量, 載荷試驗(yàn)、旁壓試驗(yàn):變形模量、旁壓模量, 計(jì)算方法多種選擇:地基規(guī)范、 深圳規(guī)范、彈性理論、數(shù)值法等, 需探索。 通過變形觀測積累經(jīng)驗(yàn)。,防城港核電廠一期基礎(chǔ)沉降,地基以泥巖為主,最大超過30mm,4.6 復(fù)合地基與濕陷性土,建筑地基處理技術(shù)規(guī)范9.1.1 水泥粉煤灰碎石樁法適用于處理黏性土、粉

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