岩体工程与岩体力学.ppt

式中： R－抗力。 根据受力图9-15（d）（e）按力的平衡原理求得： －为AB及BC滑移面上的摩擦系数。 －岩石的内摩擦角 双滑移面 稳定系数为： 根据岩块抗压强度确定地基承载力 对于微风化或中分化的岩体，可根据岩块饱和单轴抗压强度确定其承载力，经验公式如下： （四）经验规范方法 为岩体裂隙影响系数；当裂隙不发育时取1.0； 较发育时取0.67；发育时取0.33； 为坡度影响系数； 当岩体地基表面坡度小于10度取1.0； 等于45度时取0.67； 大于80度时取0.33； 中间按插值法内插。 根据规范确定地基岩体承载力 岩石承载力标准值（kPa） 强风化 中等风化 微风化 硬质岩石 500～1000 1500～2500 ≥4000 软质岩石 200～500 700～1200 1500～2000 （五）采用岩体现场载荷试验确定承载力 荷载试验方法： 对浅基础采用直径为30cm的圆形刚性承压板; 当岩石埋藏较深时,可用钢筋混泥土桩。但桩周需采取措施以消除桩身与土之间的摩擦力。 主要的仪器设备包括： 液压千斤顶；液压泵及高压管路；刚性承压板； 环形钢板；传力柱；反力装置；变形测表 操作步骤 1、在岩体预定部位开凿试验平洞，制备试点，试点面积应大于承压板，其中加压面积不宜小于2000cm2。 2、按要求安装加压和测试设备。 3、加压，观测。压力一般分5级加压，荷载应增加到不少于设计要求的2倍。 4、整理资料，试验结束。 根据由试验结果绘制的荷载与沉降关系曲线（p-s）确定比例极限和极限荷载。 p-s曲线上起始直线的终点对应的荷载为比例极限 符合终止加荷条件的前一级荷载为极限荷载。 承载力的取值为两种情况：对于微风化和强风化岩体，承载力取极限荷载除以安全系数（安全系数一般取3.0）；对于中等风化岩体，需要根据岩体裂隙发育情况确定，并与比例极限荷载比较，取二者中的小值。 为岩坡影响系数，当岩石地基表面坡度 β≤100时取 1.0，β=450时取0.67，p＞800时取0.33，中间接插值法取值 为岩体裂隙影响系数，当裂隙不发育时取1.0，较发育时取0.67，发育时取0.33； 微风化及中风化的岩石，根据室内饱和单轴抗压强度确定其承载力。试样尺寸为φ50mm×100mm，数量不少于9个，在饱和状态试验，按500－800kPa／s的速度加载，直至试样破坏。试验值按正态分布概率分布计算平均值 ，标准差 ，然后按下式计算单轴抗压强度的标准值 。 （六）按室内单轴抗压强度确定承载力 岩石容许承载力值（kPa） 节理间距（cm） 2~20 20~40 >40 破碎程度 碎石状 碎块状 大块状 硬质岩（σc＞30MPa） 1500～2000 2000～3000 ＞4000 软质岩（σc＝5～30MPa） 800～1200 1000～1500 1500～3000 极软岩（σc＜5MPa） 400～800 600～1000 800～1200 （一）根据规范确定地基岩体承载力 2.7 容许承载力的确定方法 （二）地基沉降理论计算确定容许承载力 地基应力分布 地基应力-应变关系 地基沉降计算 容许沉降确定承载力 2.8 岩基上基础的沉降 岩基上基础的沉降主要是由于岩基内岩层承载后出现的变形引起的。对于一般的中小工程来说，沉降变形较小。但是，对于重型结构或巨大结构来说，则产生较大变形。岩基的变形有两方面的影响： （2）因岩基变形各点不一，造成了结构上各点间的相对位移。 （1）在绝对位移或下沉量直接使基础沉降，改变了原设计水准的要求； 计算基础的沉降可用弹性理论解法。对于几何形状、材料性质和荷载分布都是不均匀的基础，则用有限元法分析其沉降量是比较准确的 。 按弹性理论求解各种基础的沉降，仍采用布辛涅斯克的解来求。当半无限体表面上被作用有一垂直的集中力P时，则在半无限体表面处(z=0)的沉降量s为 式中：r为计算点至集中荷载P处之间的距离 计算沉降的基本公式 半无限体表面上 有分布荷载作用， 则可用积分求出 表面上任一点 M(x,y)处的沉降 量s(x,y): 圆形基础的沉降 圆形基础为柔性 如果其上作用有均布荷载P和在基底接触面上没 有任何摩擦力，则基底反力 也是均布分布的， 并等于P，这时 总荷载引起M点处表面的沉降量： 圆形基础底面中心(R=0)的沉降量s0： 圆形基础底面边缘(R=a)的沉降量sa： 可见，圆形柔性基础当其承受均布荷载时， 其中心沉降量为其边缘沉降量的1.57倍。 圆形刚性基础 当作用有荷载P时，基底的沉降将是一个常量，但基底接触压力不是常量。这时可用式 解得：