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

§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 将岩基分为楔体x和y x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 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 §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 (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，按朗肯土压力理论其大小为 （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 岩体深部滑移面上的扬压力 (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′ 二、坝基滑动破坏的类型及边界条件的构成 （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。 (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。 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 5)沿交线垂直坝轴线的两个软弱结构面滑动 坝基岩体中发育有交线垂直或近于垂直坝轴线的两个软弱结构面，且坝趾附近倾向下游的岩基自由面有一定的倾斜度，能切穿可能滑动面的交线 (3)混合型滑动 混合型滑动则是部分沿接触面、部分沿岩体内结构面发生的。它是接触面滑动和岩体内滑动的组合破坏类型。 三、坝基抗滑稳定性计算 计算的基础： 充分研究岩基工程地质条件的基础上并获得必要的计算参数 计算方法： （1）接触面抗滑稳定性计算 坝底接触面多为水平或近于水平 对f的折减要明显小于对C的折减 安全系数表 为增大坝基抗滑稳定性系数，将坝体和岩体接触面设计成向上游倾斜的平面 如果坝底面水平且嵌入岩基较深，在计算抗滑稳定性系数时应考虑下游岩体的抗力(被动压力) 一般，抗滑力出现在前，经一段位移才能使抗力达到最大。也就是说要使岩体抗力充分发挥，坝体需沿滑动面产生较大的位移，这在一般的坝