《工程地质ch》PPT课件

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1、第七章岩土体工程地质问题第一节地基评价与计算一、均匀性评价地基土的均匀性是控制建筑物沉降、倾斜及基础持力层的重要依据。定量方法应考虑以下三方面：地基持力层层面坡度大于10%时，为不均匀地基;持力层与第一下卧层在基础宽度方向上的厚度差值小于0.05b，可视为均匀地基;据压缩层内各土层的压缩模量判断：不均匀地基的定性确定方法：二、承载力的确定地基承载力应同时满足地基土的强度条件和对沉降及不均匀沉降的限制。承载力标准值的确定：一级建筑物需采用理论计算结合原位测试确定，且需现场载荷试验验证二级建筑物若需变形验算，可按公式计算并结合原位测试方法确定；二级建筑物若不需变形验算，可按规范中承载力值并结合原位

2、测试方法确定三级建筑物可按规范中承载力值及邻近建筑物经验确定⑴确定承载力的方法①理论计算方法：1）极限荷载法：临塑荷载：Pu=γDND+cNc，缺点：Pu随D（基础埋深）增加而增加，但有临界深度问题2）容许应力法:Pcr、P1/4、P1/3，临塑荷载Pcr过于保守→临界荷载P1/4、P1/3②原位试验法：主要用于土质及软岩地基，如载荷试验、触探试验、标贯试验等。③规范查表法：不同行业执行不同的规范。有地基基础设计规范和相关的勘察规范。如《建筑地基基础设计规范》(GBJ7-89)，《岩土工程勘察》（GB50021-94）,《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ024-85）等。特殊性土有专门规范

3、，如《湿陷性黄土地区建筑规范》（GBJ25-90）④经验类比法：工程勘察中讲。⑵坝基承载力的评价（《水利水电工程地质勘察规范》（GB50287-99））①松软土地基的承载力据N63.5初步评价：N63.5＜4的粘土为软土；N63.5＜10的砂土为松砂层。N63.5＞15的粘土为硬土层；N63.5＞30的砂土为紧密砂层。②坝基岩体的承载力根据岩块饱和单轴极限抗压强度（Rc），结合裂隙发育程度，折减后作为坝基岩体的容许承载力。1）坚硬和半坚硬岩（Rc>30MPa）：fk=1/7Rc裂隙不发育（间距＞1.0m）（1/7-1/10）Rc裂隙较发育（间距1.0-0.3m）（1/10-1/16）Rc裂隙发

4、育（间距0.3-0.1m）（1/16-1/20）Rc裂隙极发育（间距<0.1m）2）软弱岩石（Rc<30MPa）：fk=1/5Rc裂隙不发育（间距＞1.0m）(1/5-1/7)Rc裂隙较发育（间距1.0-0.3m）(1/7-1/10)Rc裂隙发育（间距0.3-0.1m）(1/10-1/15)Rc裂隙极发育（间距<0.1m）非经处理不宜作为水工建筑物的天然地基。较好的天然地基。⑶工业与民用建筑地基岩体承载力的确定（GB50218-94）①基岩承载力基本值（fo）的确定:岩体级别ⅠⅡⅢⅣⅤfo(MPa)>7.07.0~4.04.0~2.02.0~0.5<0.5②基岩承载力标准值(fk)的确定fk=

5、ηfoη为基岩形态折减系数：基岩面形态平坦型反坡型顺坡型台阶型岩面坡度0~1010~2010~20台阶高<5mη1.00.90.80.7三、沉降和变形的评价要求：《建筑地基基础设计规范》（GBJ7-89)规定，对一级建筑物和表6-10（P120)所列范围以外的二级建筑物，除进行承载力计算外，尚应进行变形验算。沉降计算方法：最终沉降量：见式6-17深度计算：见式6-19、20考虑应力历史的地基沉降计算方法(P122)大型刚性基础的沉降计算(P122)第二节砂土地基的液化饱和砂层，其孔隙全部为自由水所充填时，受震动力往复剪切作用，使砂土颗粒骨架结构瞬间发生破坏，导致孔隙水压力骤升，砂土抗剪强度消失

6、，从固体状态变化为粘滞流体的现象，称为“液化”。危害：岩土体失稳地基承载力丧失大面积喷水冒砂基础沉降及不均匀沉降（1）按成因分为：①地震砂土液化机理：松散、饱和的砂土在受到地震瞬间振动时，产生振动增密→孔隙减小，若孔隙比较大、排水条件较差时，必然导致孔隙水压力急剧上升（产生超静孔隙水压力），因总应力不变，所以有效应力急剧降低→抗剪强度骤降，当u=σ时，τ≈0→砂土在瞬间变为接近流体的状态→完全液化。②动力机器基础振动液化机理：随着振动循环荷载的作用，每次应力循环后都会残留一定的超静孔隙水压力→孔隙水压力不断累积上升→有效应力急剧降低→剪应力≥抗剪强度→地基土也会变为接近流体的状态→准液化。③加

7、荷速率过快产生的液化（在静力作用下）机理：松散、饱和的粉细砂、透水性差的淤泥质土，当所承受的荷载增量较大、较快时，若排水条件不畅时，超静孔隙水压力不断累积→有效应力急剧降低→剪应力≥抗剪强度→地基土也会变为接近流体的状态→准液化。⑵影响砂土液化的因素①土层条件1）相对密度（Dr、e）：影响土的强度；2）颗粒特征：影响e、△e，平均粒径（D50，越细越容易，D50=0.1mm的土最容易）、不均匀系数