最后一次課(總結(jié))巖土工程
緒論
1.巖土工程(Geotechnicalengineering)是以土力學(xué)、巖石力學(xué)、工程地質(zhì)學(xué)和地基基礎(chǔ)工程學(xué)為理論基礎(chǔ),以解決和處理在工程建設(shè)中出現(xiàn)的所有與巖土體有關(guān)的工程技術(shù)問題的一門地質(zhì)和工程緊密結(jié)合的新專業(yè)學(xué)科。(或:巖土工程是土木工程中涉及巖土體的整治、改造和利用的科學(xué)技術(shù))。2.巖土工程的工作內(nèi)容和工作方法
工作內(nèi)容:巖土工程勘察、巖土工程設(shè)計、巖土工程治理、巖土工程監(jiān)測、巖土工程監(jiān)理。工作方法:(1)調(diào)查勘察;(2)試驗測定;(3)分析計算;(4)方案論證;(5)監(jiān)測控制;(6)反演分析;(7)修改定案;
第一章巖體和土體的工程性質(zhì)及評價1.巖土、土體工程性質(zhì)主要設(shè)計參數(shù)
土體:壓縮性參數(shù)、滲透性參數(shù)、強度參數(shù);巖體:強度參數(shù)、變形參數(shù)、流變參數(shù)。2.巖石質(zhì)量指標
簡稱RQD,是在巖體中鉆取一定長度巖芯,去掉蝕變和泥化了的那些巖芯,收集能回收的完好的巖芯,將其中長度不小于1Ocm(4in)的完好巖芯的長度量測出來,再累加在一起,此長度占鉆孔長度的百分比就是RQD指標。3.常用的地應(yīng)力測量方法
現(xiàn)場測地應(yīng)力的方法很多,例如應(yīng)力解除法、水壓致裂法、Kaiser效應(yīng)、波速測定法、光彈性應(yīng)力測試法、X射線應(yīng)力測定法。4.土的分類(按顆粒級配或塑性指數(shù)定名)碎石土、黏土、粉土、砂土
5.建筑物的總沉降由哪幾部分組成以及各自的產(chǎn)生原因。
(1)瞬時沉降:不排水,土體側(cè)向變形引起的體積不變的變形;(2)主固結(jié)沉降:由孔隙水的排出引起的變形,又稱滲透固結(jié);(3)次固結(jié)沉降:土的骨架在持續(xù)荷載下發(fā)生蠕變引起的變形;
第二章巖土工程勘察1.巖土工程勘察主要任務(wù)
穩(wěn)定性評價、均勻性評價、土層劃分及物理力學(xué)參數(shù)、不良工程問題預(yù)測分析及對策、方案論證及評價、部署長期監(jiān)測2.巖土工程勘察基本程序
(1)通過調(diào)查、搜集資料、現(xiàn)場踏勘或工程地質(zhì)測繪
(2)明確工程可能出現(xiàn)的具體巖土工程問題(可采用分析原理或計算模式),以及所需提供的巖土技術(shù)參數(shù)。(3)有針對性地制定巖土工程勘察綱要。(4)巖土的室內(nèi)或現(xiàn)場測試確定巖土參數(shù)的最佳估值。(5)對設(shè)計和施工的主要的技術(shù)要求提出建議,并提出改良和防治措施的方案。(6)對重要工程進行巖土施工的監(jiān)測和監(jiān)理。(7)巖土工程運營使用期限內(nèi)進行長期觀測(如建筑物的沉降、變形觀測),用工程實踐檢驗巖土工程勘察的質(zhì)量,積累地區(qū)性經(jīng)驗,提高巖土工程勘察水平。
3.巖土工程勘察的分級
根據(jù)巖土工程的安全等級、場地的復(fù)雜程度和地基的復(fù)雜程度來劃分。4.勘察的幾個主要階段,及其各階段的主要任務(wù)。(1)選址階段所要側(cè)重解決的問題是場地穩(wěn)定性;(2)初勘階段的重點是場地工程地質(zhì)條件的均勻性;
(3)詳勘的重點是具體建筑地段的評價和選擇施工方法;(4)施工勘察重點是為施工服務(wù)的各項勘察工作。
第三章土地基和巖石地基工程1.地基基礎(chǔ)設(shè)計滿足的基本條件。
(1)要求作用于地基的荷載不超過地基的承載能力,保證地基在防止整體破壞方面有足夠的安全儲備;
(2)控制基礎(chǔ)沉降量,使之不超過地基的變形允許值,保證建筑物不因地基變形而損壞或影響其正常使用。
2.地基承載力的確定有3種主要途徑:(1)原位載荷試驗。這種方法是最接近地基實際的一種方法,有條件應(yīng)首選此方法。(2)理論計算公式法。(3)由土的物理力學(xué)指標查取。3.特殊工程性質(zhì)的土體
(1)濕陷性黃土:指在覆蓋土層的自重應(yīng)力或自重應(yīng)力和建筑物附加應(yīng)力綜合作用下,受水浸濕后土的結(jié)構(gòu)迅速破壞,并發(fā)生顯著的附加下沉,其強度也隨著迅速降低的黃土。
(2)紅粘土:顏色為棕紅或褐黃,覆蓋于碳酸鹽巖系之上,其液限大于或等于50%的高塑性粘土,應(yīng)判定為原生紅粘土,原生紅粘土經(jīng)搬運、沉積后仍保留其基本特征,且其液限大于45%的粘土,可判定為次生紅粘土。
(3)軟粘土:主要是第四紀后期形成的海相、瀉湖相、三角洲相等的粘性土沉積物或河流沖擊物,也屬于新近淤積物。其天然含水量大于液限,天然孔隙比大于1。當(dāng)天然孔隙比大于1.5時稱為淤泥;當(dāng)天然孔隙比大于1小于1.5時稱為淤泥質(zhì)土
(4)膨脹土:指粘粒成分主要由親水性粘土礦物組成的粘性土,在環(huán)境的溫度和濕度變化時可產(chǎn)生強烈的膨脹變形。4.地基處理的目的。
(1)提高地基土的抗剪強度;(2)降低地基土的壓縮性(3)改善地基土的透水特性(4)改善地基土的動力特性5.常用地基處理方法
置換、排水固結(jié)、灌入固化物、振密擠密、加筋、冷熱處理、托換、糾斜。6.換土墊層法
將基礎(chǔ)底面以下一定范圍的軟弱土層挖去,然后回填強度較高、壓縮性較低并且沒有侵蝕性的材料(如中粗砂、碎石或卵石、灰土、素土、石屑、礦渣等),再分層夯實,作為地基的持力層。7.預(yù)壓法
預(yù)壓法(又稱排水固結(jié)法)是對天然地基,或先在地基中設(shè)置砂井等豎向排水體然后利用建筑物進行分級逐漸加載;或在建筑物建造前在場地先進行加載預(yù)壓,使土體中的孔隙水排出,逐漸固結(jié),地基發(fā)生沉降同時強度逐步提高的方法。8.強夯法強夯法又稱動力固結(jié)法,是以8--30t的重錘,8--20m的落距(最高40m)自由下落對土進行強力夯擊的一種加固方法。9.土樁和灰土樁
土樁和灰土樁又稱土擠密法和灰土擠密法,利用成孔過程中的橫向擠壓作用,使樁孔內(nèi)的土被擠向周圍,使得樁間土得以擠密,然后在樁孔中分層填入灰土或素土,并分層夯實的樁體,稱為灰土擠密樁;用素土分層夯實的樁體,稱為土擠密樁。二者分別與擠密的樁間土組成復(fù)合地基,共同承受基礎(chǔ)的上部荷載。10.水泥粉煤灰碎石樁
水泥粉煤灰碎石樁是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌合而成的高粘結(jié)強度樁(簡稱CFG樁)。水泥粉煤灰碎石樁是高粘結(jié)強度樁,需在基礎(chǔ)和樁頂設(shè)置褥墊層,由樁、樁間土和褥墊層組成復(fù)合地基。
11.砂石樁、振沖法、夯實水泥土樁、水泥土攪拌法、高壓噴射注漿法12.復(fù)合地基
指天然地基在處理過程中部分土體得到增強,或被置換,或在天然地基中設(shè)置加筋材料,加固區(qū)是由基體(天然地基土體)和增強體兩部分組成的人工地基,其特征是加筋體和天然土體協(xié)同作用,共同承擔(dān)荷載。13.復(fù)合地基的形成條件
(1)采用粘結(jié)材料樁,特別是剛性樁(中高粘結(jié)強度樁),形成復(fù)合地基需要重視復(fù)合地基的形成條件,否則按復(fù)合地基設(shè)計不安全
(2)采用中高粘結(jié)強度樁形成復(fù)合地基,應(yīng)設(shè)置具有一定厚度的褥墊層。(3)散體材料樁和低粘結(jié)強度樁,在各種情況下均可形成復(fù)合地基而不需要考慮形成條件
14.置換率、樁土應(yīng)力比、樁土分擔(dān)比、復(fù)合模量15.多元復(fù)合地基
鑒于豎向增強體復(fù)合地基中的3種類型樁,即散體材料樁、柔性樁和剛性樁的特性不同,其使用條件受到限制。工程實踐中,為充分發(fā)揮各樁型的優(yōu)勢,將2種或2種以上的樁型綜合應(yīng)用于地基處理,形成多元復(fù)合地基或組合型復(fù)合地基。
第四章基坑及邊坡支護
1.基坑工程:為保證基坑施工、主體地下結(jié)構(gòu)的安全和周邊環(huán)境不受損害而采取的支護結(jié)構(gòu)、加固、降水和土方開挖回填工程總稱,包括勘察、設(shè)計、施工、監(jiān)測等。
2.建筑基坑:為進行建筑物(構(gòu)筑物)基礎(chǔ)與地下室的施工所開挖的地面以下的空間。
3.土層錨桿:由設(shè)置于鉆孔內(nèi)、端部伸入穩(wěn)定土層或巖體中的鋼筋或鋼絞線與孔內(nèi)注漿體組成的受拉桿體。
4.基坑降水:用抽水井降低地下水位,以防止地下水對基坑的危害。
5.其他概念:支護結(jié)構(gòu)、排樁、地下連續(xù)墻、支撐、水泥土墻、土釘墻、冠梁、懸臂支護、地下水控制、截水帷幕、降水、信息化施工。6.鉆孔灌注樁、土釘墻、錨固、支撐的施工過程。
7.基坑變形的類型(支護結(jié)構(gòu)、周圍地表沉降、基坑失穩(wěn)、管涌和流沙、基坑隆起)
8.基坑失穩(wěn)的主要形式(拉錨支撐破壞、支撐結(jié)構(gòu)變形過大或彎曲破壞、支擋結(jié)構(gòu)底部走動、土體整體滑動、支擋結(jié)構(gòu)傾覆、支擋結(jié)夠滑移)9.基坑開挖過程中,地面沉降的原因及其特征。
地下水疏干產(chǎn)生的差異性地面沉降;支護結(jié)構(gòu)的側(cè)向變形引起的地面沉降。前者產(chǎn)生的沉降是在較大范圍內(nèi),一般是以深基坑為中心的環(huán)形區(qū)域里,后者主要集中在基坑四周。基坑周邊的地面沉降往往是地下水疏干和支護結(jié)構(gòu)變形疊加的結(jié)果。
10.變形控制技術(shù)措施。(預(yù)應(yīng)力支撐(或拉錨)技術(shù)、地基和坡面加固、降水隔滲、基坑開挖時時空效應(yīng)的應(yīng)用、準確可靠的工程勘察、基坑開挖的施工監(jiān)測)11.鋼板樁打入的方法。(單樁打入法,圍檁插入法,雙層圍檁法)12.打板樁時常見的問題和對策。(阻力過大不易貫入、向行進方向傾斜、地基液化板樁難以控制、將相鄰板樁帶入)
13.土錨的組成及各部分主要作用(拉桿、錨頭、腰梁、自由段保護套管和錨固體)。
14.土釘在土釘墻支護體系中的作用(骨架約束作用;分擔(dān)作用;應(yīng)力傳遞和擴散作用;坡面變形的約束作用)15.土打、錨桿與加筋土的區(qū)別
16.地下水處理的主要方法(防滲隔離和降、排水)
17.防滲作用、方法、前提(保持基坑周圍水位處于正常位置,避免沉降等問題發(fā)生;板墻、排樁墻、地下連續(xù)墻、注漿帷幕等;在開挖面下面有一個不透水地層)
18.常用井點降水方法及選擇(輕型井點、噴射井點、電滲井點降水、輻射井點降水、管井降水)
第五章原位測試
1.巖土工程原位測試:在巖土體所處的位置,基本保持巖土原來的結(jié)構(gòu)、濕度和應(yīng)力狀態(tài),對巖土體進行的測試。2.常用原位測試方法
(1)載荷試驗(平板、螺旋板);(2)靜力觸探試驗;(3)圓錐動力觸探試驗;(4)標準貫入試驗;(5)十字板剪切試驗;(6)旁壓試驗;(7)現(xiàn)場剪切試驗;(8)波速試驗;(9)基樁的靜力測試和動力測試;(10)錨桿抗拔試驗;3.地基靜載試驗過程中,加載終止的標準有哪些?
(1)承壓板周圍的土明顯地側(cè)向擠出;
(2)沉降s急驟增大,荷載~沉降(p~s)曲線出現(xiàn)陡降段;
(3)在某一級荷載的作用下,24小時內(nèi)沉降速率不能達到穩(wěn)定;(4)沉降量與承壓板寬度或直徑之比大于或等于0.06。4.復(fù)合地基測試的特殊性
主要在于復(fù)合地基中存在加固體。關(guān)鍵在于壓板尺寸的選擇和壓板的安裝。5.單樁或多樁復(fù)合地基靜載試驗與常規(guī)靜載試驗的差異在于:壓板的面積有比較嚴格的規(guī)定;壓板的定位要求不同,平面上與樁的中心或重心重合,標高與樁頂一致;依據(jù)的規(guī)范不同,故試驗過程與控制標準有一些差異;曲線特征多為緩變形,且平滑度較差。
6.根據(jù)所用穿心錘的質(zhì)量將動力觸探試驗分為輕型、中型、重型和超重型等種類。
7.標貫試驗和圓錐動力觸探的區(qū)別。8.樁的動測法分類
現(xiàn)有的各種動力測試方法依據(jù)其激發(fā)能量對于樁身的影響而劃分為高應(yīng)變和低應(yīng)變兩大類,其中得到廣泛應(yīng)用的屬于高應(yīng)變的代表性方法有CAPWAPC法(實測曲線擬合法)和CASE法;屬于低應(yīng)變的代表性方法有反射波法、機械阻抗法、聲波透射法和動力參數(shù)法等,其中聲波透射法并不需要對樁身進行激振,但習(xí)慣上仍將其歸于低應(yīng)變動力測試法。
擴展閱讀:《巖土工程》總結(jié)2
巖土工程課程內(nèi)容總結(jié)
一、基本理論部分
1、前言部分
巖土工程的概念1)土木工程的一個分支,一門技術(shù)性邊緣學(xué)科;2)以水文地質(zhì)學(xué)、工程地質(zhì)學(xué)、巖體力學(xué)、土力學(xué)、材料力學(xué)、彈行力學(xué)、塑性力學(xué)、斷裂力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、建筑材料、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)學(xué)、地基基礎(chǔ)工程學(xué)和力學(xué)試驗分析等為理論與技術(shù)基礎(chǔ);3)解決與巖土體有關(guān)的工程技術(shù)問題,服務(wù)于工程建設(shè)和使用過程中的勘察與論證、設(shè)計與施工(監(jiān)理)、監(jiān)測與檢測、營運維護與病害處理、加固與更新等。
建立的歷史背景(1)國際背景二戰(zhàn)后重建,(2)國內(nèi)背景1)人口增加、耕地減少;2)各種工程規(guī)模越來越大;3)可選擇場地地質(zhì)條件變得復(fù)雜;4)因巖土工程工作不到位造成的工程事故占總事故的70%以上;5)技術(shù)經(jīng)濟發(fā)展的需要。
特點工作對象的復(fù)雜性;工作成果的不可預(yù)見性;工作失誤的難以彌補性;工作失誤的嚴重性。
研究的對象(土體及巖體)
內(nèi)容1)土地利用的可行性研究;2)工程勘察設(shè)計;3)地基基礎(chǔ)方案經(jīng)濟技術(shù)比較;4)地基、邊坡與隧道圍巖的利用與處理;5)海岸場地評價及方案設(shè)計;6)環(huán)境工程;7)地基土改良;8)監(jiān)測和檢測;9)工程抗震及地震工程等。
巖土工程的服務(wù)領(lǐng)域1)工業(yè)與民用建筑和市政工程;2)交通運輸工程;3)水利水電與能源工程;4)環(huán)境保護與地質(zhì)災(zāi)害防治;5)其它。
2、巖土工程勘察部分
基本任務(wù)場地穩(wěn)定性評價:對各類建筑物適宜性的技術(shù)論證;弄清場地地層結(jié)構(gòu)及各巖土層單元的工程性狀參數(shù);弄清施工過程中可能存在的問題;地基加固方案和基礎(chǔ)形式的建議與論證;弄清或預(yù)測環(huán)境變化對場地及建筑物的影響,反過來建筑對環(huán)境的影響,即相互作用特征論證;已有土木工程安全性評價;病害工程加固處理方案論證;指導(dǎo)巖土工程長期觀測。
基本前提主管部門批文;規(guī)劃或設(shè)計部門的任務(wù)書。
工作程序:資料搜集,現(xiàn)場工程地質(zhì)測繪,弄清工程地質(zhì)條件及問題;結(jié)合場地條件及
工程特點分析,弄清存在的巖土工程問題;采用必要的勘探測試手段進行勘測,獲得巖土體技術(shù)參數(shù);巖土體最佳技術(shù)參數(shù)的估計;對特定的巖土工程問題作出分析論證和評價,為設(shè)計提出建設(shè)及整治方案;施工中,巖土工程條件的復(fù)檢,必要時對設(shè)計變更提出建議;工程運營過程中的長期觀測。
勘察工作重要性分級(三個級,由工程、場地、地基決定),1)分級考慮的因素:(1)工程安全等級:一級、二級和三級。(2)場地復(fù)雜程度:一級、二級和三級。(3)地基復(fù)雜程度:一級、二級和三級。2)勘察等級:一級巖土工程勘察:結(jié)構(gòu)復(fù)雜、荷載大、要求特殊等。二級巖土工程勘察:常規(guī)結(jié)構(gòu)、標準基礎(chǔ)形式。三級巖土工程勘察:小型簡單結(jié)構(gòu)。
勘察階段(4個,可研、初步、詳細或技術(shù)設(shè)計、施工),1)選址勘察(又叫可行性研究勘察):場地穩(wěn)定性及適宜性問題。2)初步設(shè)計勘察:地層分布、巖土特征,不良巖土工程問題(布局)、基礎(chǔ)類型等問題。3)詳勘:參數(shù)問題4)施工勘察:符合性問題
勘察工作及步驟(6個方面,制定計劃、地質(zhì)測繪、勘探、測試及試驗、觀測和場地地基評價,得出結(jié)論。)1)勘察工作設(shè)計(即勘察大綱):2)工程地質(zhì)測繪與調(diào)查調(diào)查方法有:①穿越法;②追索法;③綜合法及布點法3)勘探工作包括掘探、鉆探、觸探和物探4)測試:變形測試、強度測試和承載力測試等5)長期觀測:變形位移及應(yīng)變,應(yīng)力及壓力觀測等6)巖土工程分析評價與成果報告
3、巖土體工程性質(zhì)
1)土體:(1)特性:顆粒性、松散性、孔隙性、含水性、變形性(變形模量、壓縮模量)、強弱性(抗剪強度);(2)決定土體工程性質(zhì)的因素:1.土的粒徑組成;2,土的密實度;3.土的稠度,用IL來表示;4.粘性土的結(jié)構(gòu)性;5.應(yīng)力歷史;(3)土體分類:粘性土與非粘性土;細粒土(砂質(zhì)粉土、粘質(zhì)粉土、粘性土、粉質(zhì)粘土、粘土)、中粒土(礫砂、粗砂、中砂、細砂和粉砂)和粗粒土(漂石或塊石、卵石或碎石和圓礫及角礫)。
2)巖體:巖石、結(jié)構(gòu)弱面與巖體(1)形成(形成的復(fù)雜性、久遠性、成份多樣性、結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性);(2)特性:塊體性、裂隙性、松動性、含水性、變形性、強弱性;(3)巖體組成:巖石+各種結(jié)構(gòu)弱面的復(fù)雜組合。(4)巖體環(huán)境:水環(huán)境、熱環(huán)境、應(yīng)力環(huán)境和
擾動環(huán)境。(5)巖石特性:變形性(初始模量、切線模量、割線模量)及強弱性(屈服強度、峰值強度、殘余強度);限制壓力效應(yīng)。(6)結(jié)構(gòu)面特性:張開性(形態(tài)、寬度、充填(物質(zhì)成分、充填形式或類型、充填度,膠結(jié)度及型式),變形性(法向及切向剛度),強弱性(抗剪強度)。(7)巖體特性:變形性(變形模量、彈性模量)和強弱性(屈服強度、峰值強度、殘余強度);限制壓力效應(yīng)。巖體與巖石強度的關(guān)系
ytysvpmvprys(8)影響巖體工程穩(wěn)定性或安全因素:地溫環(huán)境、地下水環(huán)2境(物理作用:加速巖體物理風(fēng)化和軟化巖土,工程性質(zhì)變差;瘜W(xué)作用:加速巖體風(fēng)化和劣化。力學(xué)作用:改變巖體內(nèi)部應(yīng)力狀態(tài),降低巖體整體工程性質(zhì)。)天然地應(yīng)力環(huán)境(地質(zhì)構(gòu)造形跡及大地構(gòu)造分析法,現(xiàn)場實測法:如解除法、恢復(fù)法、水壓致裂法,室內(nèi)測試法:如Kaiser效應(yīng)法、巖石變形曲線分析法,室內(nèi)模擬法:如物理模擬、數(shù)值模擬計算)(9)巖體質(zhì)量評價:因素(巖石特性RQD、結(jié)構(gòu)弱面特性、結(jié)構(gòu)弱面與巖石塊體的組合特征-裂隙度及切割度)(10)巖體的工程分類(級):普通分級,行業(yè)分級,工程類別分類(邊坡、隧道);考慮的主要因素:巖石、巖體結(jié)構(gòu)即完整性、地下水
二、基本問題部分
1、地基工程1)土體地基:
(1)一般土體地基:變形(變形模量、回彈模量、反應(yīng)模量)和承載力(極限承載力、承載力標準值、承載力特征值);
(2)影響地基土變形及強度的因素(土層土體類型、狀態(tài)、含水性、級配及密實情況、基底深度寬度形狀傾斜等)
(3)特殊土質(zhì)地基:黃土地基(濕陷性)、紅粘土地基(濕脹性和收縮性)、膨脹土地基(濕脹性和收縮性);軟弱土地基(處理方法:1密實法:振沖及夯壓等,2置換法:換填等3復(fù)合地基法:4加筋法:5灌漿法:)2)巖體地基:
(1)破壞特征(關(guān)鍵是結(jié)構(gòu)弱面)、變形與承載力、巖體地基加固(排水、加固結(jié)構(gòu)弱面)。
(2)山區(qū)與丘陵地區(qū)巖體地基(斜坡地基場地穩(wěn)定性、斜坡地基場地環(huán)境安全性、不均勻變形問題、丘陵及山區(qū)地基處治與加固)。
2、深基坑工程
1)深基坑特點與土壓力特點(1類似于邊坡但具有空間性,周圍環(huán)境復(fù)雜,失穩(wěn)后果嚴重,2開挖基坑前為靜止土壓力;開挖的過程,土壓力變?yōu)閯討B(tài)的主動土壓力和被動土壓力;3土壓力的分布形態(tài)復(fù)雜,受支護形式、支護結(jié)構(gòu)變形特征及土層分布和特性有關(guān);4支護設(shè)計計算按一般極限狀態(tài)理論;5實際計算時,常將土壓力簡化為梯形和三角形,采用三角形分布的形式較多一些。)
2)深基坑支護結(jié)構(gòu)類型(重力與非重力式,連續(xù)型與非連續(xù)型,)彎曲結(jié)構(gòu)包括:板樁擋墻和排樁擋墻;自立式水泥土擋墻;地下連續(xù)墻;組合式擋墻;沉井。)
3)深基坑排水(輕型密集井點法和深井井點法)。滲透系數(shù)中等的地區(qū):輕型井點法和噴射井點法,滲透系數(shù)小的地區(qū):電滲井點法滲透系數(shù)大的地區(qū):深井井點法成都地區(qū)常用深井井點法。4)高層建筑地基問題:
(1)特點和要求:1垂直荷載大,為準靜荷載,要求地基有足夠的承載力;2水平荷載巨大,包括風(fēng)荷載和地震荷載,為隨機性動荷載,要求建筑物基礎(chǔ)基底和周圍能夠提供足夠的反作用力來平衡水平荷載;3對地基不均勻沉降變形非常敏感,容易出現(xiàn)傾斜現(xiàn)象,
一旦出現(xiàn)傾斜基底應(yīng)力不均勻,這樣就可能進入惡性循環(huán)過程;要求地基沉降變形均勻;4對地基土的地震響應(yīng)特性也非常敏感,要求測試與確定。
(垂直荷載大,相比水平荷載更突出、對地基變形和地震響應(yīng)更為敏感,抗浮問題)(2)基礎(chǔ)特點及類型(整體性強,(1)加大基礎(chǔ)埋置深度;一般要求基礎(chǔ)埋深為建筑物總高度的1/12~1/8。(2)基礎(chǔ)與地面以上建筑整體連接,并且基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)更強;3)采用不同基礎(chǔ)型式:箱型基礎(chǔ)、樁-箱基礎(chǔ)、筏型基礎(chǔ)、樁-筏基礎(chǔ)、樁-箱基礎(chǔ)、錨桿-筏型基礎(chǔ))5)山區(qū)建筑地基問題
(1)特點:地基變形及承載力明顯不均、側(cè)向變形影響地基變形和承載力。其安全受周圍環(huán)境條件制約。(1)建筑物的安全與地基基礎(chǔ)以外的場地有關(guān)(2)建筑物的安全與地基基礎(chǔ)以外的周圍邊坡或斜坡穩(wěn)定有關(guān)(3)建筑物安全與其位于的溝道有無泥石流災(zāi)害(4)建筑物所在場地附近(建筑物之上)陡涯是否有崩塌的危險(5)地基往往不均勻,其不均勻沉降變形和(或)側(cè)向變形包括蠕滑變形對建筑物安全構(gòu)成長期威脅(6)山區(qū)自然和工程洞穴威脅著建筑物的安全。
(2)解決措施:安全評估,回避與防護,觀測。(1)勘察論證時對場地穩(wěn)定及周圍的安全性進行評估、評價和深入的論證;(2)論證結(jié)果若有安全隱患,則論證是采取調(diào)整選址位置,還是采取防護或治理措施;(3)將基礎(chǔ)置于堅固地層中,或者適當(dāng)削弱堅硬地
基,強化相對軟弱地基。(4)有針對性的加強建筑物結(jié)構(gòu)(5)對建筑場地、周圍環(huán)境、地基和建筑物進行長期監(jiān)測或觀測,以便出現(xiàn)異,F(xiàn)象及時長期處理措施。
3、邊坡工程1)土質(zhì)邊坡:
(1)勘察;土質(zhì)邊坡勘察的重點:土層分布及界面形態(tài);土層成因;地下水及地表水特征;巖土體飽水力學(xué)參數(shù);軟弱土層分布形態(tài)。
(2)土質(zhì)邊坡破壞形式;塔落;旋轉(zhuǎn)滑動;平移滑動;復(fù)合滑動;
(3)加固措施:土質(zhì)邊坡的支護方法:1。護坡:對于穩(wěn)定土坡應(yīng)進行保護,方法包括:帖坡;植草;抹(或噴)砼層;排水;覆蓋。2.支擋:對于可能的破壞面淺,可用擋土墻或者樁進行支擋。包括:擋土墻(重力式擋土墻,半重力式及懸臂(扶臂式)擋土墻,其它擋土墻:錨桿擋土墻,錨定板擋土墻,加筋擋土墻)3.錨固:較陡的土質(zhì)可考慮用錨桿或錨索加固。
2)巖質(zhì)邊坡:
(1)勘察的重點:地層結(jié)構(gòu)及產(chǎn)狀;節(jié)理等軟弱結(jié)構(gòu)面空間形態(tài)及狀態(tài),以及與坡面關(guān)系;地下水特征;軟弱面的物理力學(xué)參數(shù)
(2)破壞形式;平面滑動,包括單個平面和多個平面構(gòu)成的折狀滑面;空間平面滑動(折面)滑動;弧形面滑動;掉落;傾倒變形拉裂崩塌
(3)加固重點加固分四個方面:擋:用于破碎的或強風(fēng)化的巖質(zhì)邊坡或滑動面緩;支:
用于存在崩塌可能的陡峻堅硬或較堅硬邊坡;錨:用于整體穩(wěn)定的邊坡防護,滑面陡淺及滑床巖體堅硬的治理,錨有錨索及錨桿?梗豪每辜艏翱箯澖Y(jié)構(gòu)抵抗其變形或滑動。
(4)邊坡防護措施:包括:抹面:包括局部抹面及全面抹面;錨噴:包括單獨噴漿及
錨固加噴漿;帖坡:片石、條石干砌或漿砌帖坡;攔截
4、滑坡及其治理1)勘察:
(1)目的(4個,環(huán)境、規(guī)模、危害性、參數(shù))1.了解滑坡形成的地質(zhì)環(huán)境條件及水文
與水文地質(zhì)條件;2.了解滑坡規(guī)模;3.弄清滑坡的危害性;4.為滑坡的治理方案及設(shè)計提供有關(guān)參數(shù)。
(2)勘察方法與手段(5個,測繪、物探、鉆探取樣、試驗和觀測);1.地面地質(zhì)調(diào)查
及測繪(解決范圍、規(guī)模、機理);2.物探(初步解決厚度)及坑槽探、以及動探;3.鉆探取樣(確定滑坡厚度及滑面與滑帶物質(zhì));4.試驗(確定滑體結(jié)構(gòu)及滑帶物質(zhì)物理力學(xué)特性);5.觀測(確定滑坡性態(tài)、參數(shù)反分析)。
(3)內(nèi)容(8個,范圍及規(guī)模、地質(zhì)條件、形態(tài)及結(jié)構(gòu)、形成機理及控制因素,評價參
數(shù),評價分析、支護力、支護方案及經(jīng)濟論證)。1.滑坡范圍及規(guī)模;2.滑坡形成的地質(zhì)條件(地形、巖性、構(gòu)造、水文及水文地質(zhì)條件)3.滑坡厚度及滑帶位置與空間形態(tài)、滑坡結(jié)構(gòu)4.滑坡形成機理及控制滑坡的因素(地形、地表水及工程活動)5.滑帶力學(xué)參數(shù);6.滑坡穩(wěn)定現(xiàn)狀評價分析7.保證滑坡整體穩(wěn)定所需支持力(剩余下滑力);8.滑坡治理方案及其經(jīng)濟性論證。
2)滑坡治理原則及措施:
(1)原則包括:1.因地制宜:根據(jù)滑坡特性,采取有效措施。2.經(jīng)濟最優(yōu);3.技術(shù)方案及參數(shù)得當(dāng);4.以防為主“對癥下藥”;5.徹底根治,預(yù)防后患;6.充分利用巖土體的承載能力。
(2)治理途徑包括:1.終止及減輕誘發(fā)滑坡的外部條件(截流排水、防止工程活動對滑坡的影響)2.改善滑坡體及滑帶物質(zhì)力學(xué)性能及結(jié)構(gòu);3.采用人工結(jié)構(gòu)直接阻止滑坡的發(fā)展,保持其穩(wěn)定。
(3)治理措施包括:回避;截流及排水:卸荷減載;滑坡表面防護;改善滑坡體結(jié)構(gòu)及滑帶土力學(xué)性質(zhì),增強滑體整體性、提高滑帶物質(zhì)力學(xué)參數(shù);采取工程結(jié)構(gòu)進行支擋或錨固。3)監(jiān)測
1)必要性包括:對滑坡勘察認識的局限性;滑坡環(huán)境及誘發(fā)因素的復(fù)雜性及可變性;滑坡治理的經(jīng)濟性問題
2)目的包括:掌握滑動的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢;為是否治理或進一步加固提供依據(jù);預(yù)測其災(zāi)害性和為減災(zāi)措施實施提供依據(jù)。
3)內(nèi)容包括:滑動位移動態(tài);地下水的活動情況;滑體差異變形位移觀測。
5、地下工程
1)概述地下工程是地下空間(洞室)及其有關(guān)開發(fā)與利用方面的人類工程活動。地下空間的總稱按傳統(tǒng)概念稱為地下洞室。地下空間的利用可以減少地面土地的占用,并且具有隱蔽性。
(1)概念:
圍巖:指的是隧道周圍一定范圍內(nèi),對洞身的穩(wěn)定有影響的巖(土)體。原巖:
圍巖應(yīng)力:周圍巖體作用于隧道和地下洞室襯砌或支護上的荷載,也稱地層壓力。圍巖壓力:洞室開挖后,圍巖將產(chǎn)生變形或松動塌落,對支護結(jié)構(gòu)產(chǎn)生壓力塑性區(qū):
塑性區(qū)半徑及形狀:圍巖抗力系數(shù):
(2)地下工程分類:(使用功能:軍用地下工程;交通地下工程;城市地下設(shè)施;礦業(yè)地下采掘空間;地下倉庫;地下廠房;地下民用設(shè)施(商場、旅館等)?臻g形態(tài):管狀:如交通地下工程,水利水電地下工程,市政工程等;群管狀:地下核廢料儲存庫,冷凍庫及油庫和地下廠房等;準橢球狀。斷面形狀:圓形或橢圓形;直墻圓拱頂形;曲墻圓拱頂形;矩形或梯形。周圍介質(zhì):巖體地下洞室;土體地下洞室。埋深:H/B≥2.5為深埋地下洞室;H/B<2.5為淺埋地下洞室。)
(3)地下工程需要解決的問題:地下涌水及滲水,圍巖大變形,圍巖穩(wěn)定性,圍巖時效變形,支護結(jié)構(gòu)的耐久性及腐蝕性。
(4)地下工程場址選擇考慮的因素:使用功能及用途;地層特性及地質(zhì)構(gòu)造;場址天然地應(yīng)力條件及地下水特征;施工方法及開挖對鄰近建筑物的影響;洞軸線及洞口位置的選擇。
2)圓形地下硐室圍巖應(yīng)力:
(1)原始地應(yīng)力側(cè)壓力系數(shù)為1時,洞周切向應(yīng)力最大并且均為壓應(yīng)力,法向應(yīng)力為零,離洞壁足夠遠應(yīng)力逐漸過渡到原始地應(yīng)力狀態(tài),圍巖應(yīng)力分布是極對稱的。
(2)原始地應(yīng)力側(cè)壓力系數(shù)不為1時,洞周切向應(yīng)力一般最大,法向應(yīng)力為零,離洞壁足夠遠應(yīng)力逐漸過渡到原始地應(yīng)力相應(yīng)方向的狀態(tài),圍巖應(yīng)力分布是軸對稱的。當(dāng)側(cè)壓
力系數(shù)介于1/3至3時洞壁切向應(yīng)力為壓應(yīng)力,當(dāng)側(cè)壓力系數(shù)小于1/3或大于3時洞壁切向應(yīng)力為拉應(yīng)力。(3)圍巖應(yīng)力超過其屈服強度時會產(chǎn)生塑性變形,應(yīng)力集中帶會向內(nèi)部轉(zhuǎn)移。
3)橢圓形地下硐室圍巖應(yīng)力:洞壁周邊法向應(yīng)力為零,切向應(yīng)力的大小及是否“正負”除與原始地應(yīng)力大小和側(cè)壓力系數(shù)有關(guān)外,與硐室的軸比有關(guān)。當(dāng)橢圓形硐室某一方向的半軸與另一方向半軸之比與其相應(yīng)方向的地應(yīng)力比時,洞周切向應(yīng)力處處相等(軸變論)。
4)矩形硐室圍巖應(yīng)力:角點壓應(yīng)力明顯集中,直邊中點附近可能出現(xiàn)拉應(yīng)力。應(yīng)力分布是軸對稱的。
5)硐室圍巖壓力:圍巖壓力類型包括有形變圍巖壓力;松動圍巖壓力;沖擊壓力;隧道失穩(wěn)或過大變形作用于襯砌結(jié)構(gòu)上的力,完整堅硬圍巖變形較大對襯砌結(jié)構(gòu)的壓力就小。形變圍巖壓力計算方法有:彈塑性理論計算,松動圍巖壓力計算方法有:(1)太沙基柱體模型計算法;(2)普氏壓力拱計算法;(3)淺埋隧洞楔形體塌落模型計算法。6)地下硐室支護原理:提供法向應(yīng)力,減小應(yīng)力差,提高圍巖強度,使其穩(wěn)定。7)錨桿的三個作用:懸吊、擠壓加固和組合梁。
8)巖爆的概念:堅硬圍巖在高地應(yīng)力下其圍巖應(yīng)力超過其強度,突然產(chǎn)生脆性爆裂,釋放出的能量使破裂巖片拋射的現(xiàn)象。
友情提示:本文中關(guān)于《最后一次課(總結(jié))巖土工程》給出的范例僅供您參考拓展思維使用,最后一次課(總結(jié))巖土工程:該篇文章建議您自主創(chuàng)作。
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