岩体工程与基础工程

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1、岩体工程与基础工程李章政博士教授建筑与环境学院四川大学，610065岩体工程与基础工程边坡工程岩基工程浅基础深基础地基处理1.边坡工程成因分类天然边坡人工边坡岩土性质分类粘性土类边坡1.1边坡分类碎石土类边坡黄土类边坡岩石类边坡1.2应力变形和破坏特征应力分布特点边坡周围主应力迹线偏转坡脚附近最大主应力显著增高坡缘附近张力带最大剪应力迹线近似圆弧，凹面临空影响应力分布的主要因素原始应力状态坡形坡角边坡平面形态边坡横断面形状岩体变形特征岩体结构特征边坡岩体变形松弛张裂（松动）回弹裂隙坡面、破顶张力带裂隙坡脚应力集中带的张裂隙蠕动表层蠕动深层蠕动边坡破坏特征滑坡蠕动变形滑动破坏渐趋

2、稳定滑塌一般较突然粘性土类边坡可有一个变形发展过程崩塌规模巨大时：山崩规模较小时：塌方剥落长时期堆积坡脚规模小、速度缓，不造成重灾1.3边坡稳定的影响因素影响边坡稳定的因素岩土性质岩土的坚硬程度抗风化能力抗剪强度颗粒大小、形状透水性能岩层结构、构造节理、裂隙发育程度，分布规律结构面胶结情况软弱面、破碎带的分布与斜坡的关系下伏岩土层的形态和坡面、坡度地貌因素斜坡高度、坡度斜坡形态风化作用强度减弱，裂隙增加使岩土体沿斜坡崩塌、堆积、滑移水的作用软化作用冲刷作用静水压力动水压力浮托力地震作用下滑力增加孔隙水压力增加岩土强度减小人为因素爆破作用人工削坡施工方法工程作用边坡失稳的原因外界

3、力的作用破坏了土体原来的应力平衡状态土的抗剪强度受到外界各种因素的影响而降低，促使土坡失稳破坏1.4边坡稳定的分析方法工程地质类比法方法原理稳定的自然斜坡的高度H和坡面投影长度L遵循关系H=aLb其中a、b为常数。两边取对数，得以b为斜率的直线关系式lnH=lna+blnL调查统计方法大量实地调查，绘出稳定斜坡的双对数直线关系同类工程，查直线，估算稳定坡高计算分析法抗滑安全系数K单一同向结构面斜坡一般碎石类（c=0）K=tan/tan折线形滑动面的斜坡图解法图表计算法图解分析法自然历史分析法区域地质背景斜坡演变主导因素、触发因素预测演化阶段，发展趋势，可能的破坏方式边坡形式

4、选择直线形（一坡到顶）H＜10m的一般均质土坡H＜15m的黄土边坡岩石边坡折线形上部土质好于下部时，上陡下缓上部土质较下部差时，上缓下陡台阶形平台上设排水明沟，平台宽度1.50-3.00m1.5边坡治理的工程措施排水排水沟、截水沟、盲沟植被坡面铺砌、夯实削坡减载与反压直接清方减缓边坡改用台阶形边坡上部削缓的土堆填于坡脚加固裂隙岩石表面支护：块石砌面，喷射混凝土清理软层，填筑混凝土或砌石销钉固定，锚杆加固支挡结构石垛挡土墙抗滑桩2.岩基工程定义和要求定义：支承建筑物（构筑物）的岩体基本要求强度：承载力变形：沉降，沉降差稳定性2.1岩基概念岩石分类（GB50007-2002）坚硬程

5、度分饱和单轴抗压强度标准值frk(MPa)坚硬岩：frk60较硬岩：30frk60较软岩：15frk30软岩：5frk15极软岩：frk5风化程度分未风化岩；微风化岩；中风化岩强风化岩；全风化岩岩体完整程度分岩体纵波波速与岩块纵波波速之比的平方=完整性指数完整0.75;较完整0.75-0.55较破碎0.55-0.35；破碎0.35-0.15极破碎0.15岩基的破坏模式劈裂破坏基脚开裂，深部发展岩体倒三角压碎斜裂缝发展，劈裂碎岩两侧扩容，基脚附近岩体剪切滑移冲压破坏多孔脆体岩骨架破坏，不可恢复沉降冲切破坏易风化岩中页岩夹层纵横密布张开节理竖向节理冲切破坏剪切破

6、坏基底下岩体出现压实楔岩体两侧弧线或直线滑面沿滑面滑动2.2岩基应力和变形岩基应力理论基础布辛奈斯克弹性解叠加原理应力分布同一竖线上，随深度而减小同一水平面，随离开的距离而减小角点法技术：z=Kcp岩基沉降圆形基础（半径a）柔性基础均匀外荷p，均匀基底压力中心点沉降：边缘点沉降：中心沉降为边缘点沉降的1.57倍刚性基础沉降相同，基底压力不同。均布外力p矩形基础b为基底宽。方形柔基中心沉降为角点沉降的2倍2.3岩基承载力理论算法压碎岩体公式符号qu——单轴抗压强度——内摩擦角剪切岩体公式符号q——基底附近水平面上附加压力N——系数，与有关Nc——系数，与有关Nq——系数

7、，与有关岩基浅基础承载力确定方法荷载试验公式计算工程经验铁路规范之岩基承载力[R][R]=KRcRc——饱和单轴抗压极限强度K——均质系数承载力特征值fa（GB50007-2002）试验法：按附录H作荷载试验极限荷载除以3，与比例极限比较，取小作为该处试验值每个场地试验数量不少于3个，取最小值作为fa计算法frk——饱和单轴抗压强度标准值r——折减系数:完整岩0.5，较完整岩0.2-0.5较破碎岩石0.1-0.2岩基深基础承载力嵌岩桩单桩竖向承载力岩土极限侧阻力Qsk嵌岩段极限侧阻力Qr