土力学与地基基础课件1-1.ppt

岩 土 力 学0绪论 岩土力学的概念 土力学是一门研究土体渗流、压缩和强度三个主要课题的学科 岩石力学是研究岩石的力学性态的理论和应用的学科 岩土力学的研究对象 研究对象：土和岩石 土体是岩石风化的产物，是一种松散的颗粒堆积物。 岩石是由矿物和岩屑在地质作用下按一定规律聚集而成的自然体。 岩体是受到各种性质的软弱面切割而成的自然地质综合体。 岩体结构：包括结构面和结构体。 岩土力学研究的内容 对工程地质定性成果进行定量分析和计算 岩土体物力性质研究 岩土体的稳定性参数测试方法研究、现场大型力学试验、应力和应变监测技术 岩土体中应力和应变的分布规律及岩土体和工程建筑物相互作用的研究 影响岩土体稳定性的各种因素和作用力，定量评价岩土体稳定性的理论和科学计算方法的研究 加固岩土体的工程措施和处理技术研究 岩土力学在工程建设中的作用和任务 作用一(宏观） 应用岩土力学知识分析、计算、评价建筑物地基变形、强度及稳定性，确保水库、大坝等的安全可靠性 尽可能把不利因素转化为有利因素，提高建筑物的稳定性并节约投资 作用二：水利水电建设中的岩土工程 0 概述 坝堤基础的稳定、地下电站建设、引水隧道建设、开挖边坡、评价水利水电的建设环境和地下渗透水的状态等 与岩土工程密切相关的是高坝建设、引水隧洞、自然边坡的稳定 三峡大型水利枢纽，面对一系列岩土工程技术难题，如船闸高边坡的计算分析与建设 0 概述 二滩水电站在基岩上建高坝要求解决建基面的力学分级，稳定性评价方法，多裂隙岩体的强度及变形分析方法 二滩地下厂房规模为世界第四，洞室群要求采用施工优化系统 高165M处于复杂地基上的李家峡拱坝，在大坝软弱夹层运用了砼置换、抗震桩、传力峒及600T位的锚拉技术 1 高坝建设中的岩土工程问题 （1）勘探技术方面 高坝基岩的勘探，需解决许多与工程地质、岩体力学有关的难题，如区域性的构造稳定、复杂岩基、风化基岩的力学特性 （2）水利水电建设中的岩体质量分级：岩体质量分级按不同的工程类型，如大坝主地基、边坡开挖工程等，进行不同的分级。 单因素分级法指标：按岩石抗压强度分级；按风化程度分级；按岩石质量指标分级；以弹性波速度分级。 1 高坝建设中的岩土工程问题 多因素分级法指标：按岩体连续性分级；西班牙的图末罗法分级；我国的损伤力学岩体分类法 （3）大坝稳定计算分析 引用非线性非连续介质模型对大坝稳定性进行分析 清华大学的三维非线性大坝分析程序，可分析大型拱坝的整体稳定性 1 高坝建设中的岩土工程问题 （4）坝基岩体稳定评价 目前主要采用计算分析法和模型试验法 计算分析法：有限元法，刚体极限平衡法 模型试验法：地质力学模型，脆性材料模型 评价拱坝坝肩岩体稳定，是拱坝设计中面临的最困难的问题之一 2 土坝工程 （1）土坝工程加固防渗应用技术 目前，我国已建成土坝6万余座，占大坝总数的90%。我国土坝中大多是碾压式土坝 根据土石料的性质，放在坝体内适当的部位并采用适当的施工技术 砾质土、风化岩、石渣用于筑坝的技术 2 土坝工程 利用机械把风化岩压碎作为防渗体 把不同的土石料拌和后建成强度高的防渗体 冻土筑坝技术 沥青砼塑料薄膜等材料作为土石坝的防渗结构 土坝基础的不良地基处理：水泥粘土灌浆法、砼防渗墙、土铺盖防渗、泥浆防渗槽、化学材料灌浆、砂井加固等 2 土坝工程 （2）土坝工程设计 土的强度力学模型的应用 土坝的稳定性分析 土坝分析中计算机数值方法的引入 坝体变形和裂缝的研究引入仿真破坏模拟 用有限元法模拟土坝渗流 土坝边坡稳定分析的动力分析方法 沉降计算与固结理论 3 地下水电站建设中的岩土工程 地下水电站指引水道、调压井、压力管道、主厂房部分洞室、尾水洞室等均位于地下的电站 在地质条件允许的情况下，可充分利用围岩承载能力减少支承结构，节省钢材、水泥，降低工程造价 把围岩视为承载结构，建立岩体支护概念 地下洞室计算方法－数值模拟法：块体法、弹塑性模型分析法 3 地下水电站建设中的岩土工程 地下洞室的稳定判据：以岩体的屈服、变形、状态作为判据 喷锚支护加固地下结构：锚杆、锚索、喷射砼等 洞室群的施工优化：从全局出发，找出有利于围岩稳定而且经济的优化施工方案 作用三：铁路建设中的岩土工程 铁路建设中的岩土工程包括岩土工程勘探、路基、桥梁基础工程、隧道工程。 遥感、物探、原位测试、岩土试验 滑坡、崩塌、泥石流及岩溶等复杂工程地质条件下的铁路工程 软土、膨胀土、黄土、冻土等特殊条件下的铁路工程 风沙地区的铁路工程 作用三：铁路建设中的岩土工程 锚杆挡土墙、锚定板挡土墙、加筋土挡土墙、抗滑桩、桩板墙、锚索抗滑桩及土钉墙等各种支挡结构工程 重载及高速铁路路基 复杂条件下桥梁及基础工程 复杂