dao第7章 地基与边坡稳定的工程地质分析ppt课件

1、第一节第一节 地基的紧缩和沉降地基的紧缩和沉降土的紧缩性土的紧缩性土在压力作用下体积减小的特性称为土的紧缩性。土的紧土在压力作用下体积减小的特性称为土的紧缩性。土的紧缩由三部分组成：土洞构成与地面沉降缩由三部分组成：土洞构成与地面沉降.WMV水和气体从孔隙中被挤出水和气体从孔隙中被挤出土中水及封装气体被紧缩土中水及封装气体被紧缩固体土颗粒被紧缩固体土颗粒被紧缩研讨阐明：固体土颗粒和水的紧缩量很小，可忽略不计。研讨阐明：固体土颗粒和水的紧缩量很小，可忽略不计。因此，土的紧缩变形主要是由孔隙体积被紧缩而减小因此，土的紧缩变形主要是由孔隙体积被紧缩而减小呵斥的。土的紧缩变形的快慢与土的浸透性有关。呵

2、斥的。土的紧缩变形的快慢与土的浸透性有关。土的紧缩实验及紧缩性目的土的紧缩实验及紧缩性目的(一一)紧缩实验紧缩实验紧缩实验通常是取天然构造的原状土样，进展侧限紧紧缩实验通常是取天然构造的原状土样，进展侧限紧缩实验。紧缩实验是指限制土体的侧向变形，使缩实验。紧缩实验是指限制土体的侧向变形，使土样只产生竖向变形。进展实验的仪器叫紧缩仪，土样只产生竖向变形。进展实验的仪器叫紧缩仪，也可称为固结仪。实验安装如图也可称为固结仪。实验安装如图7-1所示。所示。Vve0Vs1H0/(1+e0)H0VveVs1H1/(1+e)pH1sp图7-2 紧缩性实验计算简图土样在紧缩前后变形量为土样在紧缩前后变形量为s

3、，整个过程中土粒体积和，整个过程中土粒体积和底面积不变。底面积不变。将将H1=H0-S带入上式整理后得：带入上式整理后得： 其中：其中：eHeH11100)1 (000eHsee1)1 (000wswGe 根据不同压力根据不同压力p作用下，测定紧缩量作用下，测定紧缩量S可得到到达稳可得到到达稳定的孔隙比定的孔隙比e，绘制，绘制e-p曲线，为紧缩曲线。根据计算曲线，为紧缩曲线。根据计算出的各级荷载作用下的稳定孔隙比，可绘制如图出的各级荷载作用下的稳定孔隙比，可绘制如图7-3所示的所示的e-p曲线，称为紧缩曲线。曲线，称为紧缩曲线。图7-3 ep曲线(二二)紧缩性目的紧缩性目的1紧缩系数紧缩系数

4、式中的负号表示式中的负号表示e随着压力随着压力p的添加而减小。的添加而减小。当压力由当压力由p1添加至添加至p2时，相应的孔隙比由时，相应的孔隙比由el减小到减小到e2，那么紧缩系数近似地等于割线的斜率，即那么紧缩系数近似地等于割线的斜率，即 a1-20.1MPa-1，属低紧缩性土；，属低紧缩性土； 0.1MPa-1a1-20.5MPa-1，属中紧缩性土；，属中紧缩性土； a1-20.5MPa-1，属高紧缩性土。，属高紧缩性土。/de dp 2121/()/()de dpeepp 2紧缩指数紧缩指数 CC值愈大，土的紧缩性愈高，普通以为：值愈大，土的紧缩性愈高，普通以为：Cc0.4时，为高紧缩

5、性土。时，为高紧缩性土。对同一个土按对同一个土按a和和CC判别土的压判别土的压缩性能够会不一致，应以对工程缩性能够会不一致，应以对工程最不利情况定性。最不利情况定性。2121()/(lglg)Cceepp三三 地基最终沉降量的计算地基最终沉降量的计算 普通用分层总和法计算，就是将地基土在计算深度普通用分层总和法计算，就是将地基土在计算深度范围内分成假设干程度土层，计算每层土的紧缩变量，范围内分成假设干程度土层，计算每层土的紧缩变量，然后叠加起来，就得到地基最终沉降量。然后叠加起来，就得到地基最终沉降量。一分层总和法一分层总和法 该方法是将地基受压岩土体分成许多较薄的分层，该方法是将地基受压岩土

6、体分成许多较薄的分层，以无侧向变形的假定，求出每一程度薄层的沉降量以无侧向变形的假定，求出每一程度薄层的沉降量Si，最后总和起来，作为地基最终沉降量最后总和起来，作为地基最终沉降量S，即，即 任一层的沉降量任一层的沉降量Si可根据该层的紧缩性目的、附加应力和厚度等情况，按下式汁算。可根据该层的紧缩性目的、附加应力和厚度等情况，按下式汁算。 上式可根据公式：上式可根据公式：变换得到。变换得到。式中：式中：a为第为第i层的紧缩系数，层的紧缩系数，e1i为第为第i层的初始孔隙比；层的初始孔隙比；pi为第为第i层的平均附加应力，层的平均附加应力，Pa，hi为第为第i层的厚度。层的厚度。 工程中普通采用

7、应力控制法确定受压层下限，即将受压层下限控制在工程中普通采用应力控制法确定受压层下限，即将受压层下限控制在 z=0.2sz处，如图处，如图95所示。当下部土层为高紧缩所示。当下部土层为高紧缩性土时，可加深至性土时，可加深至z=0.1 sz 处。处。niiSS1niiSS1iisiiiiihpEhpeaS1112121/()/()de dpeepp )1 (000eHsee第二节第二节 地基极限承载力地基极限承载力一、地基变形的三个阶段一、地基变形的三个阶段 静荷载实验静荷载实验p-s曲线显示，地基的变形普通存在三个阶段。曲线显示，地基的变形普通存在三个阶段。(1)线性变形阶段。线性变形阶段。o

8、a部分部分(2)弹塑性变形阶段。弹塑性变形阶段。ab部分部分(3)破坏阶段。破坏阶段。bc阶段。阶段。图图7-5 地基荷载的地基荷载的p-s曲线曲线三个阶段中有两个转机点三个阶段中有两个转机点a和和b。a点为临塑荷载，以点为临塑荷载，以pcr表示表示b点为极限荷载，以点为极限荷载，以pu表示表示图7-5 地基荷载的p-s曲线二、地基的极限承载力二、地基的极限承载力将地基极限承载力将地基极限承载力pu除以平安系数除以平安系数K，即为地基承载，即为地基承载力的设计值力的设计值f，即，即 (一一)地基的破坏方式地基的破坏方式根据地基剪切破坏的特征，可将地基破坏分为根据地基剪切破坏的特征，可将地基破坏

9、分为(a)整体剪切破坏整体剪切破坏(b)部分剪切破坏部分剪切破坏(c)冲剪破坏冲剪破坏/ufpK第四节第四节 边坡变形破坏的类型与特征边坡变形破坏的类型与特征一、边坡的概念、要素及工程地质分类一、边坡的概念、要素及工程地质分类边坡：地壳表部一切具有侧向临空面的地质体。边坡：地壳表部一切具有侧向临空面的地质体。根据其构成缘由包括根据其构成缘由包括自然边坡自然边坡 人工边坡人工边坡 边坡具有坡体、坡高、坡角边坡具有坡体、坡高、坡角坡肩、坡面、坡脚、坡顶面坡肩、坡面、坡脚、坡顶面坡底面等各项要素。坡底面等各项要素。常见边坡的工程地质分类方法有以下几种：常见边坡的工程地质分类方法有以下几种： (1)按

10、构成缘由可划分为：按构成缘由可划分为：自然边坡自然边坡 工程边坡工程边坡(2)按边坡岩体的物质组成可划分为：按边坡岩体的物质组成可划分为：土质边坡土质边坡 岩质边坡岩质边坡 混合质边坡混合质边坡 (3)按边坡地质构造可划分为：按边坡地质构造可划分为：均质岩体边坡均质岩体边坡 层状岩体边坡层状岩体边坡 碎裂岩体边坡碎裂岩体边坡二、边坡变形破坏的危害二、边坡变形破坏的危害 边坡的变形与破坏危害主要表现为以下两方面。边坡的变形与破坏危害主要表现为以下两方面。1边坡变形或破坏，直接危害建筑物。边坡变形或破坏，直接危害建筑物。2边坡破坏，激发新的灾祸方式，呵斥间接危害。边坡破坏，激发新的灾祸方式，呵斥间

11、接危害。3边坡变形和破坏呵斥不良地质环境，要挟建筑的平安。边坡变形和破坏呵斥不良地质环境，要挟建筑的平安。五、滑坡的工程地质特征五、滑坡的工程地质特征 一滑坡要素一滑坡要素 滑坡在平面上的边境和形状受滑坡的规模、类型与所处的滑坡在平面上的边境和形状受滑坡的规模、类型与所处的发育阶段有关。一个发育完全的滑坡，普通由以下要素组发育阶段有关。一个发育完全的滑坡，普通由以下要素组成成(图图7-25)：二滑坡分类第五节第五节 影响边坡稳定性的要素影响边坡稳定性的要素一、影响边坡稳定的地质要素一、影响边坡稳定的地质要素 1构成岩体的岩石性质构成岩体的岩石性质 2岩体的构造特征岩体的构造特征 3风化作用活泼

12、的程度风化作用活泼的程度 4地下水的作用地下水的作用二、边坡变形破坏的触发要素二、边坡变形破坏的触发要素 1地震地震 2特大暴雨和异常洪水特大暴雨和异常洪水 3人为要素人为要素 (1)在边坡上部建筑工程，普通添加了变形体的荷在边坡上部建筑工程，普通添加了变形体的荷载，也添加了变形体的滑动力。载，也添加了变形体的滑动力。 (2)在边坡岩体内或在边坡岩体内或附近进展爆破，往往有与地震类似的影响。附近进展爆破，往往有与地震类似的影响。 (3)在边在边坡岩体坡脚处开挖，会使变形体的抗滑力减弱，而呵坡岩体坡脚处开挖，会使变形体的抗滑力减弱，而呵斥变形体的失稳斥变形体的失稳 第七节不稳定边坡防治的措施第七节不稳定边坡防治的措施一、不稳定边坡的防治原那么一、不稳定边坡的防治原那么贯策以防为主的原那么。贯策以防为主的原那么。做好以下任务：做好以下任务：1加强观测，及时预告加强观测，及时预告2合理施工，防止恶化合理施工，防止恶化3一次根除，消除隐患一次根除，消除隐患二、防治边坡变形破坏的工程措施二、防治边坡变形破坏的工程措施(三个方面三个方面)排除不利外因，如地面水渗入等；排除不利外因，如地面水渗入等；改善力学条件，如削坡减重、支撑、排水；改善力学条