岩体压力扩散特性初步分析

《岩体压力扩散特性初步分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、岩体压力扩散特性初步分析摘要：拟建某机场地层具有“软一硕一软”三元结构特点，即岩体(硬层)下面分布巨厚的粘土(软层)。在其航站楼基础设计过程中，为论证上覆岩体作持力层的可行性，需了解上覆岩体的压力扩散特征。本文针対矩形均布荷载作用下，对岩体的压力扩散特性进行分析与讨论，取得了初步的认识，具一定的参考价值。关键词：压力扩散，附加压力，压力衰减系数，拟合方程Abstract:theformationofanairportproposedhas"soft-hard-soft"threeyuanstructurecharacteristics,thatis,rock(hardlayer)be

2、lowdistributionthethickclay(softlayer)・Tntheprocessofbuildingthefoundationdesign,over!yingrockmassasdemonstratedthefeasibilityofthethree,needtounderstandtheoverlyingrockstressdiffusioncharacteristics.Thisarticleinviewoftherectangularuniformlydistributedload,thepressureonrockmassdiffusioncharact

3、eristicsanalysisanddiscussion,madethepreliminaryunderstanding,hasthecertainreferencevalue・Keywords:stressdiffusion,additionalpressure,thepressurecoefficient,fittingequation屮图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：1刖百岩体压力扩散特性的研究是个异常复杂的课题，目前尚未形成成熟的理论。本小组利用假期实习的机会，参与本课题的研究，据实验资料分析、整理形成木文。机场航站楼的设计过程中(基础采用独立柱基，尺寸为2.5X

4、2.5m荷载4500kN),由于地层具“软一硕一软”三元结构特点，上部为全、强玄武岩风化土，中部为玄武岩，下部下卧巨厚粘土。玄武岩厚度0.2~10m,与下卧土层间的物理力学指标相差甚大。详见表1。表1主要岩土层物理力学指标表岩(土)名称层号天然密度r(kN/m3)压缩模量(E0)(MPa)岩石饱和抗压强度RW(MPa)承载力标准值fk(kPa)纵波波速Vp(m/s)岩体完整性系数kv全、强风化玄武岩软⑥17-19.0(12-40.)4.7230-350500—19000.2〜0.4屮风化玄武岩硬⑦25.2(2500)40.425002000-25000.4-0.5微风化玄武岩⑧25.

5、4(4500)81.040003000〜45000.5-0.8灰白色粘土软⑨19.57.002351600〜1900注：括弧内数据为变形模量表1表明：玄武岩与下卧土层的性质呈突变接触，二者变形模量相差数百倍；承载力标准值相差十多倍。地层结构特殊，玄武岩能否利用来作持力层，无现成的规范和经验可循。只有准确测定玄武岩体的压力扩散角后，验算下卧土层的地基承载力与变形，反推玄武岩作持力层的有效厚度。为论证该问题，本次共作了3点大型岩基载荷试验。论证代表性厚度(2.0m左右)玄武岩与其下卧土层共同工作时的地基承载力、沉降变形及玄武岩层的压力扩散角。2试验概况2.1试验原理通过测定离试验点不同水

6、平距离的玄武岩与下卧土层界面上的附加压力，绘制压力分布曲线，找出扩散边缘点，从而确定压力扩散范围。或通过测定试验点处玄武岩与下卧土层界面上的附加压力值，由理论公式计算压力扩散角。2.2试验观测系统设计承台沉降观测系统：在试验承台的四个角各安装1个百分表，量测其沉降变形。下卧土层顶界面附加压力观测系统：采用界面压力计，将其埋设在下卧土层的顶板位置，观测下卧土层的附加压力。平面观测点的布置，以通过试验点中心，沿互为垂直的二个方向展布，用以测定不同方向附加压力分布情况。观测点距控制在1・On）左右。3压力扩散角的计算方法在理论上，压力扩散角是指试验承台外侧点至下卧土层顶界面处的压力扩散边缘

7、点的连线与铅直方向之间的夹角，见图lo其计算方法冇两种:方法之一：根据下卧土层顶界面处的压力，确定试验承台边缘处下卧土层顶界面的压力值Pz,依土体扩散公式计算压力扩散角。图1岩体压力扩散角示意图tgB=0.5（-1）P0：承台底面初始压力，MPa；b：承台宽度，2.5m；Pz：土层顶界面压力（x=b/2时），MPa；z：试验点处玄武岩厚度，m；0：玄武岩体压力扩散角。方法之二：根据下卧土层顶界面不同观测点的压力值，绘制其压力展布图。然后进行数学模拟，找出压