【正文】 020)1( KEbps?????????????????????abaababbabbabaK222222220 lnln
。 圓形剛性基礎(chǔ)的沉降量 s0： 20( 1 )2PsaE??? 矩形剛性基礎(chǔ) 當(dāng)其承受中心荷載 P時(shí)，基礎(chǔ)底面上的各點(diǎn)皆有相同的沉降量，但是沿著基底的應(yīng)力是不等的 .設(shè) p為均布分布的外荷載當(dāng)基礎(chǔ)的底面寬度為 b； 長(zhǎng)度為 a時(shí)，沉降量 s 為： 2( 1 )c o n sts b p KE???Kconst為用于計(jì)算絕對(duì)剛性基礎(chǔ)承受中心荷載時(shí)沉降值的系數(shù)， Kconst=f(a/b), 見(jiàn)表 9－ 1。 當(dāng)然 ， 這種無(wú)限大的壓力實(shí)際上并不存在 ， 因?yàn)榛A(chǔ)結(jié)構(gòu)并非完全剛性 ， 而且純粹的彈性理論也不見(jiàn)得適用于巖基的實(shí)際情況 。 圓形剛性基礎(chǔ) 當(dāng)作用有荷載 P時(shí)，基底的沉降將是一個(gè)常量，但基底接觸壓力不是常量。 按彈性理論求解各種基礎(chǔ)的沉降 ， 仍采用布辛涅斯克的解來(lái)求 。 （ 1）在絕對(duì)位移或下沉量直接使 基礎(chǔ)沉降 ，改變了原設(shè)計(jì)水準(zhǔn)的要求； 計(jì)算基礎(chǔ)的沉降可用彈性理論解法。但是，對(duì)于重型結(jié)構(gòu)或巨大結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，則產(chǎn)生較大變形。 （六）按室內(nèi)單軸抗壓強(qiáng)度確定承載力 frU fr?rkf1 .6 4 5rk fr frfU ??? k rk r pff ???r?p?巖石容許承載力值（ kPa） 節(jié)理間距（ cm） 2~20 20~40 40 破碎程度 碎石狀 碎塊狀 大塊狀 硬質(zhì)巖（ σc＞30MPa） 1500～ 2022 2022～ 3000 ＞ 4000 軟質(zhì)巖（ σc＝ 5～30MPa） 800～ 1200 1000～ 1500 1500～ 3000 極軟巖（ σc＜5MPa） 400～ 800 600～ 1000 800～ 1200 （一）根據(jù)規(guī)范確定地基巖體承載力 容許承載力的確定方法 （二）地基沉降理論計(jì)算確定容許承載力 地基應(yīng)力分布 地基應(yīng)力 應(yīng)變關(guān)系 地基沉降計(jì)算 容許沉降確定承載力 巖基上基礎(chǔ)的沉降 巖基上基礎(chǔ)的沉降主要是由于巖基內(nèi)巖層承載后出現(xiàn)的變形引起的。試樣尺寸為 φ50mm 100mm，數(shù)量不少于 9個(gè)，在飽和狀態(tài)試驗(yàn)，按 500－ 800kPa／ s的速度加載，直至試樣破壞。 ? 承載力的取值為兩種情況：對(duì)于微風(fēng)化和強(qiáng)風(fēng)化巖體，承載力取極限荷載除以安全系數(shù)（安全系數(shù)一般取 ）；對(duì)于中等風(fēng)化巖體，需要根據(jù)巖體裂隙發(fā)育情況確定，并與比例極限荷載比較，取二者中的小值。 ? 根據(jù)由試驗(yàn)結(jié)果繪制的荷載與沉降關(guān)系曲線（ ps）確定比例極限和極限荷載。壓力一般分 5級(jí)加壓， 荷載應(yīng)增加到不少于設(shè)計(jì)要求的 2倍。 按要求安裝加壓和測(cè)試設(shè)備。但樁周需采取措施以消除樁身與土之間的摩擦力。 r?p??根據(jù)規(guī)范確定地基巖體承載力 巖石承載力標(biāo)準(zhǔn)值（ kPa） 強(qiáng)風(fēng)化 中等風(fēng)化 微風(fēng)化 硬質(zhì)巖石 500～ 1000 1500～ 2500 ≥4000 軟質(zhì)巖石 200～ 500 700～ 1200 1500～ 2022 （五）采用巖體現(xiàn)場(chǎng)載荷試驗(yàn)確定承載力 荷載試驗(yàn)方法： ? 對(duì)淺基礎(chǔ)采用直徑為 30cm的圓形剛性承壓板 。 根據(jù)受力圖 915（ d）（ e）按力的平衡原理求得： －為 AB及 BC滑移面上的摩擦系數(shù)。 ? 巖基深層的抗滑穩(wěn)定 （一）單斜滑移面傾向下游 ? 穩(wěn)定系數(shù)為 ? ?0 c os si nc os si nsf V U H C LKHV????? ? ???式中： U－壩底揚(yáng)壓力； C－粘結(jié)力。 sKV?H? 0f00sA f VKH? ?? ??0?上述是一粗略分析，以致 KS選用較大值。 ? 壩基滑動(dòng)破壞模式的類型 滑動(dòng)面的位置 接觸面滑動(dòng) 巖體內(nèi)滑動(dòng) 混合型滑動(dòng) 沿傾向上游軟弱結(jié)構(gòu)面滑動(dòng) 沿水平軟弱面滑動(dòng) 沿傾向下游軟弱結(jié)構(gòu)面滑動(dòng) 沿傾向上下游兩個(gè)軟弱結(jié)構(gòu)面滑動(dòng) ? 基壩接觸面或淺層的抗滑穩(wěn)定 （以穩(wěn)定系數(shù) 為評(píng)價(jià)指標(biāo)） 穩(wěn)定系數(shù)為 式中： 垂直作用力之和，包括壩基水壓； 水平力之和； 摩擦系數(shù)。 例：大壩的基礎(chǔ)下存在軟弱夾層及一條大斷層。 .,r c qN N N式中： 稱為承載能力系數(shù)，均是 ? 的函數(shù)，即： 604060t a n ( 45 ) 125 t a n ( 45 )2t a n ( 45 )2rcqNNN???? ? ?????注 5：對(duì)圓形截面 注 4：當(dāng) 時(shí) ， 上述方法算出的系數(shù)較接近精確解 。 （ 2） 受力圖 基腳巖體剪切破壞 （ 二 ） 楔形體滑動(dòng)破壞承載力 （ 4）求承載力 qf x楔體 3? 1?t anf c? ? ???2 0 2 013 ( 4 5 ) ( 4 5 ) 1 / 22t g C t g t g??? ? ???? ? ? ? ?????y楔體 1?2fhq ??t anf c? ? ???2h? － Y楔體體積力 2 2 01 ( 4 5 ) [ ( 4 5 ) 1 ] /2 2 2frhq tg C tg tg????? ? ? ? ? ?1?0( 4 5 )2h b tg ???由 y楔體的幾何關(guān)系得： 將此式和前式的 代入上式得 2 0 2 02 0 00 .5 4 5 [ ( 4 5 ) 1 ]22[ ( 4 5 ) 1 ] / 0 .5 ( 4 5 )22fq r b tg C tgtg tg r b tg???????? ? ? ? ?????? ? ? ? ?注 1：上式的最后一項(xiàng)和前兩相比很小，可以忽略。這時(shí)，作用在微面積上的集中力為 5 552 2 23 c os 3 3c os c os2 2 2zdp p pd dA rd drz z z?? ? ? ?? ? ?? ? ?25322 3 / 20031c o s ( 1 c o s ) 12 [ 1 ( ) ]azp r d d r p pazz?? ? ? ??????? ? ? ? ????? ?????式中 a圓形荷載面的半徑 a r c ta n az? ??各向同性、均質(zhì)、彈性地基巖體中的附加應(yīng)力 垂直荷載情況 2 cos00rrpr?????????????????水平荷載情況 2 sin00rrQr?????????????????傾斜荷載情況 2 cos00rrRr??????????????????層狀地基巖體中的附加應(yīng)力 ? 由于層狀巖體為非均質(zhì)、各向異性介質(zhì)，因此外荷所引起的附加應(yīng)力等值線不再為圓形，而是各種不規(guī)則形狀 ?傾斜層狀巖體上作用有傾斜荷載 R的附加應(yīng)力 2 2 2 2 2c os si n( c os si n ) si n c os00rrh X Y mr m h?????? ? ? ? ???? ?? ??? ???????????????（一）材料壓剪破壞承載力 ? 極限平衡方法 (Goodman) 式中： Rc巖體無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度； qf巖基承載力 。 2 巖石地基工程 影響巖基承載能力的因素 ※ 巖體強(qiáng)度參數(shù) ※ 風(fēng)化程度 ※ 巖體結(jié)構(gòu) ※ 巖體性質(zhì) 硬巖 軟巖 ※ 地基破壞的模式 巖基破壞模式 ?直面滑動(dòng) ?剪切 節(jié)理、弱軟巖體（滑移體） ?沖切 多孔隙巖體 ?劈裂 應(yīng)力大 ?壓碎 應(yīng)力較大 ?開(kāi)裂 較均質(zhì)巖體、堅(jiān)硬、應(yīng)力水平較小 開(kāi)裂 壓碎 劈裂 沖切 剪切 較均質(zhì)、 堅(jiān)硬巖體 應(yīng)力水 平較小 應(yīng)力水 平較大 應(yīng)力水 平大 多孔隙 巖體 節(jié)理、弱 軟巖體 材料壓剪破壞模式 楔形塊體滑動(dòng)破壞模式 ?破壞機(jī)理 已知滑面滑動(dòng)破壞模式 巖基允許承載力的確定 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)法 材料破壞極限平衡方法 楔形體破壞極限平衡方法 經(jīng)驗(yàn)規(guī)范法 ?極限承載力 ?容許承載力 經(jīng)驗(yàn)規(guī)范方法 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)法 地基的沉降計(jì)算 巖基中的應(yīng)力分布 集中力作用下的巖基 ?半無(wú)限體垂直邊界上作用一集中力的彈性理論解 (布辛涅斯克， 1886) 4225252525353222[ 3 si n c os ( 1 2 ) ( 1 c os ) ]231[ ( 1 2 ) ]2 ( )33c os2233c os223c os2( 1 2 ) ( 1 c os si n c os )2xzxzrPxP x zr r r zP P zzrPx P x zzrPzPx?? ? ? ? ???????????????? ? ? ? ???? ? ? ??????????? ? ?????? ? ????????? ? ? ???＝式中 P— 垂直于邊界巖 OZ軸作用的力 z— 從半無(wú)限體界面算起的深度 x— 所研究點(diǎn)到 OZ軸的距離 r— 所研究點(diǎn)到原點(diǎn) O的距離 — 在深度 z處被角所確定的點(diǎn)的水平徑向應(yīng)力 — 在深度 z處被角所確定的點(diǎn)的水平垂直應(yīng)力 — 在垂直平面和水平面上的剪應(yīng)力 — 最大主應(yīng)力 （ 在矢徑方向 ） — 中間主應(yīng)力（在水平平面上） — 最小主應(yīng)力（在通過(guò)矢徑的垂直面上） z?x?xy?r???t??線荷載作用下巖基內(nèi)的應(yīng)力 224322sin c os2c os2sin c os2c os0xzxzrtPzPzPzPz? ? ?????? ? ???????????????? ??????????? 半無(wú)限體的表面承受著面荷載 z?dp prd dr??則按上式得 在圓形均布荷載 P作用下，巖基表面以下 M點(diǎn)深度 z處的垂直壓力 。 極限承載力 是指地基發(fā)生強(qiáng)度破壞，致使喪失穩(wěn)定時(shí)的最大承載能力。 地基巖體的承載力就是指作為地基的巖體受荷后不會(huì)因產(chǎn)生破壞而喪失穩(wěn)定，其變形量亦不會(huì)超過(guò)容許值時(shí)的承載能力。 ? 自然界中的巖體是巖塊與各種節(jié)理，裂隙及其填充物組成的復(fù)合體。 ） ≥ 70 70~60 60~50 50~35 邊坡巖體等效內(nèi)摩擦角標(biāo)準(zhǔn)值 注： 邊坡高度較大時(shí)宜取低值，反之取高值，堅(jiān)硬巖、較硬巖、較軟巖 和完整性好的巖體取高值，軟巖、極軟巖和完整性差的巖體取低值 臨時(shí)性邊坡取表中高值 表中數(shù)值已考慮時(shí)間效應(yīng)和工作條件等因素 土坡穩(wěn)定性分析方法 ?條分法思路 兩個(gè)極限平衡狀態(tài) 滑裂面 坡體內(nèi)部 土條底部有效法向反力 n個(gè) 安全系數(shù) 1個(gè) 法向條間力 n1個(gè) 切向條間力 n1個(gè) 底部合力作用位置 n個(gè) 條間合力作用位置 n1個(gè) 共計(jì) 5n2個(gè)未知數(shù) 水平向方程 n個(gè) 垂直向方程