土力学与地基基础第12章课件

1、 土力学与地基基础目录 12.1湿陷性黄土地基 12.2 膨胀土地基 12.3 红黏土地基 12.4 山 区 地 基 第12章 区域性地基目录 12.5季节性冻土地基 12.6 地震区地基 第12章 区域性地基 学习目标 掌握区域性特殊土的主要工程地质特性，能够对地基的工程性质做出正确评价。 掌握区域性地基的处理方法。第12章 区域性地基12.1 湿陷性黄土地基12.1.1黄土的特征及分布 黄土是一种在第四纪时期形成的黄色或褐黄色的特殊土状堆积物，它的内部物质成分和外部形态特征都不同于同时期的其他沉积物。颗粒组成上以粉粒（0.0050.05 mm）为主，同时含有砂粒（0.1 mm以上）和黏粒(

2、0.005 mm以下)。黄土含有大量的可溶盐类，通常具有肉眼可见的大孔隙，孔隙比的变化范围为1.01.1。 在一定压力（覆盖土层的自重应力或自重应力和建筑物附加应力）作用下受水浸湿，土的结构迅速破坏，并发生显著的附加下沉，其强度也迅速降低的黄土称为湿陷性黄土。而在受水浸湿后，土的结构没有破坏，并无显著附加下沉的黄土称为非湿陷性黄土。1.黄土的特征12.1.1黄土的特征及分布2.黄土的分布 黄土作为一种常见的工程地基用土，在世界各地分布很广。我国的黄土主要分布情况为：南至甘肃南部的岷山、陕西的秦岭、河南的熊耳山和伏牛山，北至陕西白于山、河北燕山，西至祁连山,东至太行山。我国黄河中游的黄土高原是世

3、界上黄土和黄土地貌最发育、规模最大的地区。 湿陷性黄土约占我国黄土面积的3/4，主要分布于黄河中、下游地区，厚度可达到30 m左右，并具有自东向西、自南向北湿陷性逐渐加剧的规律。12.1 湿陷性黄土地基12.1.2湿陷发生的原因及影响因素 黄土是由骨架颗粒相互连接形成的。季节性的短期雨水把松散干燥的粉粒积聚起来，而长期的干旱使土中的水分不断蒸发。随着含水量的减少，土粒彼此靠近，颗粒间的分子引力以及结合水和毛细水的联结力也逐渐加大。这些因素都增强了土粒之间抵抗滑移的能力，阻止了土体的自重压密，于是形成了以粗粉粒为主体骨架的多孔隙结构，如图12-1所示。图12-1 黄土的结构12.1 湿陷性黄土地

4、基12.1.3湿陷性黄土地基的评价12.1 湿陷性黄土地基 黄土地基的湿陷性评价，一般包括三个方面的内容：判别黄土在一定压力下浸水后是否具有湿陷性；判别湿陷类型；判定湿陷等级。 世界各国黄土地基湿陷性的评价标准不尽相同。我国的评价标准包括湿陷系数、起始压力、湿陷类型的划分等内容，具体可见湿陷性黄土地区建筑规范（GB 500252004）的规定。12.1.4湿陷性黄土地基的工程措施12.1 湿陷性黄土地基 2.防水措施 1.地基处理措施3.结构措施12.1.4湿陷性黄土地基的工程措施12.1 湿陷性黄土地基12.2.1膨胀土的特性12.2 膨胀土地基2.膨胀土的变形1.膨胀土的外观3.膨胀土的分

5、布12.2.2膨胀土地基的评价12.2 膨胀土地基 （1）土的裂隙发育，常有光滑面和擦痕，有的裂隙中充填有灰白、灰绿等杂色黏土。自然条件下呈坚硬或硬塑状态。 （2）多出露于二级或二级以上阶地、山前和盆地边缘丘陵地带。地形平缓，无明显自然陡坎。 （3）常见有浅层滑坡、地裂。新开挖坑 （槽）壁易发生坍塌等现象。 （4）建筑物裂缝多呈“倒八字”、“X”或水平，裂缝随气候变化而张开和闭合。12.2.3膨胀土地基的工程措施12.2 膨胀土地基1.地基处理措施2.建筑措施 3.结构措施 4.施工措施12.3.1红黏土的特征12.3 红黏土地基 红黏土具有较高的力学强度和较低的压缩性，各种指标变化幅度较大，

6、具有高分散性。红黏土的这些特殊工程性质与其生成环境及其相应的组成物质是密切相关的。随着深度的增加，红黏土的天然含水量、孔隙比、压缩系数都有较大的增长，状态由坚硬、硬塑可变为可塑、软塑，而强度则大幅度降低。在水平方向上，地势较高的红黏土天然含水量和压缩性较低、强度较高；而地势较低的则相反。12.3.2红黏土地基的评价12.3 红黏土地基 红黏土地区的岩土工程勘察，应着重查明其状态分布、裂隙发育特征及地基的均匀性。若红黏土地基的下卧基岩面起伏不平并存在软弱土层时，则容易引起地基不均匀沉降。因此，在设计时，应注意验算地基变形值，如沉降量、沉降差等。在红黏土分布的斜坡地带，施工时必须注意斜坡和坑壁的崩

7、滑现象。在红黏土地区，岩溶现象一般较为普遍，常存在岩溶和土洞，它们容易发展成地表塌陷，严重危及建筑物场地和地基的稳定性。不均匀地基也是丘陵山地中红黏土地基普遍存在的情况，为了消除岩溶、土层不均匀等不利因素的影响，应采取换土、填洞、加强基础和上部结构整体刚度或采用桩基和其他深基等措施。12.4.1岩溶12.4 山 区 地 基1.岩溶发育的条件 水是流动的1）2）3）4） 可溶岩透水 水具有侵蚀能力存在可溶岩层 12.4.1岩溶12.4 山 区 地 基2.岩溶地基的稳定性评价及处理措施（1）清爆换填。（2）梁板、桁架跨越。（3）洞底支承。（4）水流排导。12.4.2土洞12.4 山 区 地 基1.

8、土洞发育的条件 土洞的形成和发育与土层的性质、地质构造、水的活动、岩溶的发育等因素有关，其中以土层、岩溶的存在和水的活动等为主要因素。 因地表水下渗，内部被冲蚀淘空会逐渐形成土洞或导致地表塌陷。当地下水位随季节升降频繁或人工降低地下水位时，水对结构性差的松软土会产生潜蚀作用，使岩土交界面处形成土洞。12.4.2土洞12.4 山 区 地 基2.土洞地基的处理措施（6）.（5）.垫层处理。（4）.梁板跨越。（3）.桩基或沉井。（2）.（1）.地表水和地下水处理。挖填夯实处理。灌砂处理。12.4.3滑坡12.4 山 区 地 基1.滑坡的预防措施（4）开挖边坡时，如发现坡体有滑动迹象，则应停止开挖，并

9、尽快采取恢复原边坡平衡的措施。（3）做好建筑场地的排水工作，应防止地表水下渗和施工用水到处漫流。（2）尽量利用原有地形条件，因地制宜地沿等高线布置建筑物；避免大挖大填，破坏场地及边坡的稳定性。（1）建筑场地要选择在山坡稳定的地段。12.4.3滑坡12.4 山 区 地 基2.滑坡的治理措施（3）卸载。（2）支挡。（4）反压。（1）排水。12.5.1冻土的分类与特征12.5 季节性冻土地基 根据冻结延续时间，冻土可分为季节性冻土和多年冻土两大类。 季节性冻土是指地表层冬季冻结、夏季全部融化的土，在我国华北、西北和东北广大地区均有分布。因其随季节变化而周期性的冻结、融化，故对地基的稳定性影响较大。多

10、年冻土是指连续三年或三年以上保持在摄氏零度以下，并含有冰的土层。即使在温度偏高的年份，也只是表面一小层土壤被融化，深层仍然是坚硬的冻土。 在多年冻土地区常见到如地下冰、冻胀、融陷、热融滑坍、冰丘等特殊不良地质现象。季节性冻土常覆盖在多年冻土之上。 冻土由于外界原因融化后，强度显著降低，压缩性增大，会导致建在其上的建筑物破坏或正常使用受到影响。12.5.2冻土地基的评价12.5 季节性冻土地基12.5.3防冻害工程措施12.5 季节性冻土地基（1）换填法。（2）物理化学法。（3）排水隔水法。（4）保温法。（5）基础形式。12.6.1地震的概念12.6 地震区地基1.地震的类型 地震是地球上经常发

11、生的一种自然现象，在古代又称为地动，是由内力地质作用和外力地质作用引起的地壳振动现象的总称。在地壳内部，震动的发源处称为“震源”。震源在地表的投影称为“震中”。引起地震的原因很多，根据其成因地震可分为构造地震、火山地震、塌陷地震和激发地震。12.6.1地震的概念12.6 地震区地基2.地震的震级和烈度1）地震震级2）地震烈度12.6.2震害现象12.6 地震区地基1.地基土液化3.滑坡2.震陷4.地裂12.6.3地基基础抗震设计12.6 地震区地基1.抗震设计的基本原则3）增强建筑物整体刚度和强度2）合理选择基础方案1）选择有利的建筑场地（1）正确选择基础类型（2）合理加大基础埋深12.6.3地基基础抗震设计12.6 地震区地基1.抗震设计的基本原则12.6.3地基基础抗震设计12.6 地震区地基2.天然地基抗震验算 天然地基基础抗震验算时，应采用地震作用效应标准组合，且地基抗震承载力应取地基承载力特征值乘以地基抗震承载力调整系数，即faE=afa （12-1）式中，faE为调整后的地基抗震承载力（kPa)；a为地基抗震承载力调整系数，见表124；fa为深宽修正后的地基承载力特征值。 验算地震作用