【文章內(nèi)容簡介】 所帶來的誤差也難以估計(jì)。 巖土材料及其試驗(yàn)的上述特性決定了巖土工程學(xué)科的特殊性。巖土工程是一門應(yīng)用科學(xué)，在巖土工程分析時(shí)不僅需要運(yùn)用綜合理論知識(shí)、室內(nèi)外測成果、還需要應(yīng)用工程師的經(jīng)驗(yàn)，才能獲得滿意的結(jié)果。在展望巖土工程發(fā)展時(shí)不能不重視巖土工程學(xué)科的特殊性以及巖土工程問題分析方法的特點(diǎn)。 土木工程建設(shè)中出現(xiàn)的巖土工程問題促進(jìn)了巖土工程學(xué)科的發(fā)展。例如在土木工程建設(shè)中最早遇到的是土體穩(wěn)定問題。土力學(xué)理論上的最早貢獻(xiàn)是 1773 年庫倫建立了庫倫定律。隨后發(fā)展了 Rankine(1857)理論和 Fellenius(1926)圓弧滑動(dòng)分析理論。為了分析軟粘土地基在荷載作用下沉降隨時(shí)間發(fā)展的過程， Terzaghi(1925)發(fā)展了一維固結(jié)理論?；仡櫸覈?50 年以來巖土工程的發(fā)展，它是緊緊圍繞我國土木工程建設(shè)中出現(xiàn)的巖土工程問題而發(fā)展的。在改革開放以前，巖土工程工作者較多的注意力集中在水利、鐵道和礦井工程建 設(shè)中的巖土工程問題，改革開放后，隨著高層建筑、城市地下空間利用和高速公路的發(fā)展，巖土工程者的注意力較多的集中在建筑工程、市政工程和交通工程建設(shè)中的巖土工程問題。土木工程功能化、城市立體化、交通高速化，以及改善綜合居往環(huán)境成為現(xiàn)代土木工程建設(shè)的特點(diǎn)。人口的增長加速了城市發(fā)展，城市化的進(jìn)程促進(jìn)了大城市在數(shù)量和規(guī)模上的急劇發(fā)展。人們將不斷拓展新的生存空間，開發(fā)地下空間，向海洋拓寬，修建跨海大橋、海底隧道和人工島，改造沙漠，修建高速公路和高速鐵路等。展望巖土工程的發(fā)展，不能離開對(duì)我國現(xiàn)代土木工程建設(shè)發(fā)展趨勢的分析。 一個(gè)學(xué)科的發(fā)展還受科技水平及相關(guān)學(xué)科發(fā)展的影響。二次大戰(zhàn)后，特別是在 20世紀(jì) 60 年代以來，世界科技發(fā)展很快。電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算分析能力和測試能力的提高，使巖土工程計(jì)算機(jī)分析能力和室內(nèi)外測試技術(shù)得到提高和進(jìn)步?？茖W(xué)技術(shù)進(jìn)步還促使巖土工程新材料和新技術(shù)的產(chǎn)生。如近年來土工合成材料的迅速發(fā)展被稱為巖土工程的一次革命?，F(xiàn)代科學(xué)發(fā)展的一個(gè)特點(diǎn)是學(xué)科間相互滲透，產(chǎn)生學(xué)科交叉并不斷出現(xiàn)新的學(xué)科，這種發(fā)展態(tài)勢也影響巖土工程的發(fā)展。 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文 （設(shè)計(jì)） 第 5 頁 巖土工程是 20 世紀(jì) 60 年代末至 70 年代初，將土力學(xué)及基礎(chǔ)工程、工程地質(zhì)學(xué)、巖 體力學(xué)三者逐漸結(jié)合為一體并應(yīng)用于土木工程實(shí)際而形成的新學(xué)科。巖土工程的發(fā)展將圍繞現(xiàn)代土木工程建設(shè)中出現(xiàn)的巖土工程問題并將融入其他學(xué)科取得的新成果。巖土工程涉及土木工程建設(shè)中巖石與土的利用、整治或改造，其基本問題是巖體或土體的穩(wěn)定、變形和滲流問題。 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文 （設(shè)計(jì)） 第 6 頁 第三章 地基承載力的相關(guān) 問題 地基承載力的概念 地基承載力，是地基土單位面積上隨荷載增加所發(fā)揮的承載潛力，常用單位 KPa,是評(píng)價(jià)地基穩(wěn)定性的綜合性用詞。應(yīng)該指出，地基承載力是針對(duì)地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)提出的為方便評(píng)價(jià)地基強(qiáng)度和穩(wěn)定的實(shí)用性專業(yè)術(shù)語，不是土的基本性質(zhì)指標(biāo)。土的抗剪強(qiáng)度理論是研究和確定地基承載力的理論基礎(chǔ)。 在荷載作用下，地基要產(chǎn)生變形。隨著荷載的增大，地基變形逐漸增大，初始階段地基土中應(yīng)力處在彈性平衡狀態(tài)，具有安全承載能力。當(dāng)荷載增大到地基中開始出現(xiàn)某點(diǎn)或小區(qū)域內(nèi)各點(diǎn)在其某一方向平面上的剪應(yīng)力達(dá)到土的抗剪強(qiáng)度時(shí)，該點(diǎn)或小區(qū)域內(nèi)各點(diǎn)就發(fā)生剪切破壞而處在 極限平衡狀態(tài)，土中應(yīng)力將發(fā)生重分布。這種小范圍的剪切破壞區(qū)，稱為塑性區(qū)（ plasticzone）。地基小范圍的極限平衡狀態(tài)大都可以恢復(fù)到彈性平衡狀態(tài)，地基尚能趨于穩(wěn)定，仍具有安全的承載能力。但此時(shí)地基變形稍大，必須驗(yàn)算變形的計(jì)算值不允許超過允許值。當(dāng)荷載繼續(xù)增大，地基出現(xiàn)較大范圍的塑性區(qū)時(shí)，將顯示地基承載力不足而失去穩(wěn)定。此時(shí)地基達(dá)到極限承載力。 研究巖土基礎(chǔ)承載力的先決條件 分析計(jì)算巖土基礎(chǔ)承載力的大小首先要確定研究的內(nèi)容，及其計(jì)算方法。本文主要研究針對(duì)不同的地基形式采取不同的計(jì)算承載力的方法，地基 承載力和土體流動(dòng)帶來的承載力變化的關(guān)系，然后針對(duì)不同的巖土環(huán)境采用不同的基礎(chǔ)進(jìn)行有效額分析。通常來說，研究意見事物首先應(yīng)該知道具體我們研究的內(nèi)容是什么。巖土基礎(chǔ)承載力的通常認(rèn)為是單位面積上的土體所能承受的不變形或者變形在誤差允許范圍之內(nèi)的最大荷載，其研究基礎(chǔ)是抵抗剪切理論和抗壓理論的結(jié)合，由定義我們可以看出巖土基礎(chǔ)承載力其實(shí)一種在動(dòng)態(tài)復(fù)雜的環(huán)境中尋找最大值的一種學(xué)科，所以巖土基礎(chǔ)承載力是考察該地區(qū)巖土環(huán)境的一種指標(biāo)。 目前確定基礎(chǔ)承載力的方法是四種，一種是運(yùn)用儀器直接在現(xiàn)場進(jìn)行測量的方法，這種方法尤其使用的 弊端，只能應(yīng)用于很淺的基礎(chǔ)且整個(gè)環(huán)境比較簡單；一種是通過相關(guān)的理論計(jì)算得到的數(shù)據(jù)，這種計(jì)算方法需要采集數(shù)據(jù)，得到的結(jié)果相對(duì)比較準(zhǔn)確；一種是根據(jù)目前主流的國內(nèi)外規(guī)范然后結(jié)合當(dāng)?shù)氐那闆r進(jìn)行粗略評(píng)估的一種方法，也是有貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文 （設(shè)計(jì)） 第 7 頁 著地區(qū)性限制的弊端；還有一種就是參照法，這種方法最為簡單就是依靠之前的經(jīng)驗(yàn)確定該地區(qū)的承載力。首先分析計(jì)算基礎(chǔ)承載力之前要知道我們?yōu)槭裁匆M(jìn)行承載力計(jì)算。基礎(chǔ)承載著上面的建筑物，如果基礎(chǔ)不穩(wěn)定而又采取相應(yīng)的措施就會(huì)導(dǎo)致整個(gè)建筑物處于一種不安全的環(huán)境當(dāng)中，又或者本區(qū)域的承載力只是某一個(gè)數(shù)值，結(jié)果在設(shè)計(jì)的時(shí)候沒有考慮這一點(diǎn)，只能是建筑物進(jìn)行不不均勻沉降，同樣局域安全隱患。整個(gè)巖土環(huán)境不像鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)那樣相對(duì)比較穩(wěn)定，它是相對(duì)移動(dòng)的水平方向、上下方向都有可能。通常來說我選用一個(gè)專業(yè)屬于“特征值”來表示該地區(qū)的地基承載力的最大值，也可用于單樁承臺(tái)承載力的平均值。地基所能承受荷載的能力通常是與地基變形狀態(tài)結(jié)合的，承載力一定是和地基變形狀態(tài)的數(shù)值有著緊密的聯(lián)系。通常我計(jì)算出來的基礎(chǔ)承載力計(jì)算值是最基本的一個(gè)數(shù)值，要得到真實(shí)的數(shù)值還要進(jìn)行一個(gè)數(shù)據(jù)值修正，然后才能得到特征值。 巖土基礎(chǔ)承載力的計(jì)算要考慮究竟什么因數(shù)引 起了承載力的變化，通常國內(nèi)外的研究得出的結(jié)論是三種：整體剪切破壞、局部剪切破壞和沖剪破壞。由于巖土環(huán)境的復(fù)雜性，整個(gè)巖土承載力破花的過程當(dāng)中能夠不可能只有一種，因此在計(jì)算的過程當(dāng)中也不能只考慮一種。整體剪切破壞是一種外觀分明的一種剪切破環(huán)，通俗的說和基礎(chǔ)梁體由于配筋少破壞形式基本是一樣的，有著明顯的外觀裂痕，這種破壞是嚴(yán)重的。局部剪切破壞是由于整個(gè)基礎(chǔ)被一種刺入性的破壞，破壞的結(jié)果只是影響了一部分，但是卻影響著整個(gè)基礎(chǔ)，用整體剪切理論來解釋這一問題不太合適。 計(jì)算整個(gè)基礎(chǔ)的承載力大小其實(shí)還要考慮我們需要多大 的基礎(chǔ)面積，不同的基礎(chǔ)面積的承載力是不一樣的，即使是的同樣一塊區(qū)域?；A(chǔ)也是分深基礎(chǔ)和淺基礎(chǔ)的，根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)我們認(rèn)為淺基礎(chǔ)和深基礎(chǔ)計(jì)算的時(shí)候所要考慮的問題是不一樣，考慮的因數(shù)同樣不同。試驗(yàn)表明，同一塊區(qū)域基礎(chǔ)的面積越大越深，其承載力可能越小，當(dāng)然也要看基礎(chǔ)的構(gòu)成，這和材料力學(xué)有著深刻的關(guān)系，例如某一塊區(qū)域的巖土在 3 米處的承載力是 A,在 5米處承載力是 B，在 10 米承載力是 C,而實(shí)際情況是 10 米左右的承載力是最大，原因是整個(gè)區(qū)域以下的巖土成分是巖石狀態(tài)，非常堅(jiān)固。 ：國內(nèi)外地基承載力的確定 國內(nèi) 地基承載力的確定 七十年代，我國開始編制自己國家的第一本建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范。由于建國初期我國的地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)都是引用前蘇聯(lián)的設(shè)計(jì)規(guī)范，并且這些規(guī)范大多都采用普茲列夫斯貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文 （設(shè)計(jì)） 第 8 頁 基公式計(jì)算承載力，因此在我國自己編制的第一本規(guī)范中，將臨界荷載公式寫入規(guī)范，并根據(jù)我國的經(jīng)驗(yàn)調(diào)整了其中的承