岩体力学 教学课件 作者 刘佑荣 唐辉明 主编第10章 地基岩体稳定性分析.ppt

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1、中国地质大学工程学院岩、工系第十章地基岩体稳定性分析§10.1岩体地基承载力一、岩体地基承载力的概念二、由极限平衡理论确定承载力三、由岩体强度确定极限承载力四、软弱岩体承载力的确定一、岩体地基承载力的概念地基承受荷载的能力称为地基承载力。地基岩体的承载力就是指作为地基的岩体受荷后不会因产生破坏而丧失稳定，其变形量亦不会超过容许值时的承载能力。地基承载力可以分为极限承载力和容许承载力两种，前者是指地基不致丧失稳定时的最大承载能力，后者是指地基有足够的安全度，其变形量亦控制在容许范围内时的承载力。在实际工程设计中，人们最为关心的就是地基的容许承载力，它又有基

2、本值(f0)、标准值(fk)和设计值(f)之分。承载力基本值是指按有关规范规定的特定基础宽度和埋置深度时的地基承载力，它可以根据某些试验指标按有关规范查表确定。承载力标准值是指按有关规范规定的标准测试方法测试确定的基本值并经统计处理后的承载力值。承载力设计值是在标准值的基础上按基础埋置深度和宽度修正后的地基承载力值或按理论公式计算到的承载力值。二、由极限平衡理论确定承载力设在半无限体上作用着宽度为b的条形均布荷载q1假设：①破坏面由两个互相直交的平面组成②q1的作用范围很长，两端面的阻力可以忽略③q1作用面上不存在剪力④对于每个破坏楔体可以采用平均的体积力

3、将岩基分为楔体x和yx楔体:y楔体作用于x楔体的水平正应力σh为最大主应力；岩体的自重应力σv为最小主应力。y楔体:σh为最小主应力；自重应力σv加q1为最小主应力。q1=岩基的极限承载力qf如果x楔体表面作用有q，基岩极限承载力qf承载力系数三、由岩体强度确定极限承载力荷载作用下岩体压碎并向两侧膨胀而诱发裂隙，因此，可分为压碎区A和原岩区B，A区受到B区的约束力ph的作用。均匀、各向同性不连续岩体的极限承载力约等于岩体的三轴抗压强度四、软弱岩体承载力的确定对于强度较低的软弱岩基，如泥岩、页岩、板岩、煤层等，当荷载通过刚性基础传递到这类岩层上时，将在基础边

4、缘附近产生应力集中。设条形基础宽度为b，当距离基础边缘为y处的基底接触压力qv足以使岩基发生破坏时的平均承载力qf为假设y处的最大应力足以使岩石发生脆性破坏，极限承载力为§10.2坝基抗滑稳定性分析重力坝、支墩坝等挡水建筑物的岩基除承受竖向荷载外，还承受着库水形成的水平荷载作用，因此，坝体和坝基便会产生向下游滑移的趋势。因而，在水利水电工程建设中坝基岩体抗滑稳定性研究是一项十分重要的内容。1、坝基承受的荷载(1)坝体重力(2)静水压力水平静水压力竖直静水压力(3)泥沙压力当坝体上游坡面接近竖直面时，作用于单宽坝体的泥沙压力的方向近于水平，并从上游指向坝体

5、，按朗肯土压力理论其大小为(4)扬压力(5)岩体重力(6)地震作用水平地震作用（4）坝基扬压力确定定义：在坝基底面和岩体深部滑移面上由于渗流等作用而产生的上抬的水压力，称为扬压力。它包括浮托力与渗透压力两部分。坝基底面上的扬压力坝基下无防渗排水措施坝基下有防渗排水措施空腹、宽缝重力坝和支墩坝岩体深部滑移面上的扬压力(5)岩体重力(6)地震作用水平地震作用(7)浪压力当坝体迎水面坡度大于1∶1，水深Hw满足hf＜Hw＜Lw／2时，水深Hw’处浪压力的剩余强度p′作用于单宽坝体上的浪压力为二、坝基滑动破坏的类型及边界条件的构成滑动面的位置接触面滑动岩体内滑动

6、混合型滑动沿倾向上游软弱结构面滑动沿水平软弱面滑动沿倾向下游软弱结构面滑动沿倾向上下游两个软弱结构面滑动（1）接触面滑动接触面滑动是坝体沿着坝基与岩基接触面发生的滑动。对于一个具体的挡水建筑物来说，是否发生接触面滑动，不单纯取决于岩基质量的好坏，而往往受设计和施工方面的因素影响很大。因此，当坝基岩体坚硬完整，其剪切强度远大于接触面强度时，最可能发生接触面滑动。(2)岩体内滑动岩体内滑动是坝体连同一部分岩体在倾斜荷载作用下，沿着坝基岩体内的软弱面发生的滑动破坏。该类型滑动破坏主要受坝基岩体中发育的结构面网络所控制，而且只在具备滑动几何边界条件的情况下才有可能

7、发生。根据结构面的组合特征，划分为五种类型：1)沿水平软弱面滑动当坝基为产状水平或近水平的岩层而大坝基础砌置深度又不大，坝趾部被动压力很小，岩体中又发育有走向与坝轴线垂直或近于垂直的高倾角破裂构造面时，往往会发生沿层面或软弱夹层的滑动2)沿倾向上游软弱结构面滑动坝基中存在着向上游缓倾的软弱结构面，同时还存在着走向垂直或近于垂直坝轴线方向的高角度破裂面3)沿倾向下游软弱结构面滑动坝基岩体中存在着倾向下游的缓倾角软弱结构面和走向垂直或近于垂直坝轴线方向的高角度破裂面，并在下游存在着切穿可能滑动面的自由面4)沿倾向上下游两个软弱结构面滑动坝基岩体中发育有分别倾向

8、上游和下游的两个软弱结构面以及走向垂直或近于垂直坝轴线的高角度切割