单远铭[1]2001年在《地基及岩基承载力确定方法研究及其应用》文中认为地基及岩基承载力问题是岩土工程及基础工程领域最重要的课题之一。自土力学学科形成以来,国内外虽然对该问题作过广泛的研究,取得了系列成果,并在地基基础设计规范中得到了引用或反映,但仍有一些深层次的理论分析问题,新的分析方法,工程实用化及现场试验方面的问题仍值得进一步研究。 本文在综述国内外关于承载力的研究工作后,对目前地基基础工程界在设计中运用地基承载力公式应注意的适用条件及地基土强度参数收值这类关键问题进行了探讨。然后,对岩土工程领域至今尚未解决,甚至不为人注意的考虑地基变形的地基承载力问题进行了实用化的探讨,提出了考虑地基变形的地基承载力上程计算方法;对基于弹塑性理论分析的地基承载力国内尚未见报道的空间问题得到了圆形基础(空间问题)的承载力界限荷载P_(1/4),并与国内外土力学专着及地基基础设计规范中的条形基础(平面问题)的界限荷载P_(1/4),进行了对比,从而定量上解释了目前设计规范引用土力学承载力公式值偏于保守的这一情况;根据本文作者多年从事现场地基工程振动试验及相关课题的研究工作,本文以截头锥模型模拟地基,对地基(岩基)承载力的动测法进行了研究,为各类地基(包括岩基),汇总了动力分析和检测川的参数:针对日前岩土工程界应用桩基设计规范中的难点——桩端岩基承载力的确定问题,从岩石室内单轴抗压强度确定、基于弹塑性模型的有限单元法计算、土力学计算及深斤载荷试验四方面进行了深入讨论;本文作者根据多年现场载荷试验的工程实践,对深井荷试验装置的核心部分——反力装置,设计了侧壁支撑反力加载系统,该加载系统具有实用、简便、稳定及安个等优点。 本文关于界限荷载的空间问题解答,考虑地基变形的地基承载力工程算法具有一定的学术价值;本文中的地基(及岩基)承载力动测法及深井载荷试验系统已在工程实践中应用,并取得了较好的社会和经济效益,具有一定的工程实用意义。
陈春霞[2]2008年在《昆明新机场航站区地基稳定性评价》文中提出场地地基稳定性评价是工程选址的重要内容,其目的是为了避免工程盲目建造在不稳定的地段上,特别是重大的工程项目(如水坝、核电站、机场等),工程场地地基一旦失稳,将会造成极为严重的后果,因此场地地基稳定性评价是重大工程项目建设的前提。正在修建的昆明国际新机场定位为大型枢纽机场,是实施中国面向东南亚国际大通道的重要项目,作为整个机场核心的航站区,其场地地基的稳定性问题就成为机场建设首要解决的核心问题。论文在收集前人研究资料和现场实地踏勘的基础上,采用定性与定量相结合的思路,对航站区地基稳定性进行了系统分析和评价。论文得出以下主要成果:(1)结合岩基深层载荷试验结果与规范公式法对航站区地基的承载力特征进行分析,得出航站区内岩基整体承载性能较好,局部地层(如C_2w地层、断层带内的碎粒岩、糜棱岩以及断层泥岩)由于受F10断层影响,力学性质相对较差,岩基承载力偏低,无法满足设计要求。(2)通过对航站区地形、地貌、地质构造以及岩体物理力学性质等指标的分析,总结出航站区地基为典型的不均匀地基,不均匀地基最大的危害就是会引起上部建筑的不均匀沉降,通过对岩基载荷试验结果分析,证实了这一点。由岩基载荷试验的P-S曲线可以看出:航站区内岩基不均匀沉降明显,沉降差可达最小沉降的2倍左右。(3)航站区岩基总体上被F10断层分成两大部分:受断层影响的地基以及未受断层影响的地基。在受断层影响的范围内,岩基的稳定性主要受各类结构面的控制,其可能的失稳模式为岩基沿各类结构面的组合发生剪切破坏;而对于未受断层影响的岩基,其可能的失稳模式即为岩基的整体剪切破坏。①通过Hoek-Brown滑移线理论分析得出:航站区内未受断层影响的岩基整体稳定性好,在上部荷载作用下,不会发生整体剪切破坏。②对于受断层影响的岩基,作者首先对航站区内发育的结构面进行研究,然后建立可能的剪切破坏模式,最后运用刚体极限平衡理论分析各模式下岩基的稳定性,结果得出:由于结构面的存在,降低了岩基的力学性能,但是,结构面的发育没有起到控制性的作用,在工程荷载作用下,岩基不会沿结构面发生剪切破坏。综上得出:航站区岩基无论是否受结构面影响,在上部荷载作用下,均不会发生剪切失稳破坏。(4)航站区岩溶发育强烈。本文在分析航站区岩溶发育分布特征的基础上,采用定性、半定量以及定量分析等方法对航站区含溶洞地基的稳定性进行了系统的分析和评价。结果表明:航站区内发育的溶洞从洞体形态上可以分为:圆形溶洞和椭圆形溶洞两类,其中椭圆形溶洞较圆形溶洞易失稳,且岩体破碎带溶洞较周围岩体完整的溶洞易失稳。总体来看,航站区内大部分溶洞处于稳定状态,部分椭圆形溶洞(特别是F10断层带附近)处于不稳定状态,在工程荷载作用下,容易失稳,从而将会影响到整个岩溶地基的稳定性。(5)作者从系统理论的观点出发,采用模糊综合评判方法对航站区地基稳定性进行了评价。①首先,为了便于对航站区不同区域地基进行有针对性的评价,在前人研究的基础上,结合航站区场地地形地貌、地质条件、地基岩土组成等因素对场地进行工程地质分区,将航站区共分为5个亚区。②其次,通过对各区地基稳定性影响因素及其层次关系的分析,建立各因素影响下场地地基稳定性的模糊综合二级评判模型,并给出了各影响因素的隶属函数。③最后,运用综合分析法,确定各评价指标的权重,并通过模糊评判模型对各分区地基稳定性进行评判。评判结果表明:航站区地基整体稳定性好,但是在F10断层带及其附近的C_2w地层的局部区域,由于受构造以及溶蚀作用的影响,地基处于基本稳定状态。
关峰[3]2006年在《铜(陵)—黄(山)高速公路富溪隧道风化岩基承载力研究》文中认为近年来,双连拱隧道以其新颖的结构形式和自身的优点被广泛应用于公路隧道的建设中。但因其开挖跨度大,设计施工复杂,对受力复杂的中墙下岩基承载力要求很高。富溪隧道南段由于受到断层破坏和风化作用的影响,岩体破碎、风化强烈,其地基承载力和变形都不能满足隧道设计要求。本论文在综合分析富溪隧道工程地质条件的基础上,对该岩基的工程地质性质进行了分析,重点对富溪隧道中墙风化破碎岩体地基承载力问题进行了研究。首先,在分析富溪隧道隧址区的区域构造和岩体地质特征的基础上,根据隧道岩体的工程性质和结构特征对岩基承载力进行了分析评价;然后,通过对两种理论计算方法的分析与应用,计算富溪隧道理论上的地基极限承载力;最后采取载荷试验的方法对富溪隧道风化破碎岩基做现场检测,通过试验数据的分析与整理确定风化破碎岩体的岩基承载力并得出其无法满足中墙设计承载力要求的结论,须对地基进行加固处理。同时通过对不同试验点的试验结果与理论计算结果对比分析,提出对本地区岩体地基承载力安全系数选取方法的建议,对本地区其它工程建设及类似工程地质条件的岩体工程建设也具有一定的参考价值和指导意义。
彭柏兴[4]2008年在《红层软岩工程特性及其大直径嵌岩桩若干问题研究》文中研究说明湘浏盆地属地洼盆地。盆地内的长、株、潭地区广泛分布着白垩系砾岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩等软质岩石,具有成岩差,易风化、崩解等特殊性质。近年来,红层嵌岩桩被广泛应用于大型桥梁和高层、超高层建筑中,但完整的试桩资料和实测成果不多,制约了人们对其承载机理的全面认识。深入了解红层的工程特性是有效利用红层的先决条件,加强对湘浏盆地红层工程特性及其桩基承载性状研究对长株潭城市一体化的规划、建设有着重要意义。本文在分析和参考大量国内外文献基础上,对湘浏盆地的地质形成条件及研究现状进行了归纳总结;通过一系列物理力学性能试验,对红层物理力学性质进行了系统分析;采用现场试验和数值模拟相结合方法,对红层嵌岩桩的若干问题进行了研究。取得如下成果:(1)从地质环境演化、分布范围、地层和岩类划分等角度出发,对红层软岩的发育特征及其时空变化规律进行了系统研究,发现红层工程性质主要受盆地构造部位、岩性特征、岩相特征、沉积介质的物理化学条件及构造作用等因素影响,建立了红层演化模型。(2)通过X-衍射、热物理分析、膨胀试验、崩解试验、压水试验、动力参数测试、单轴抗压试验、剪切试验、载荷试验和高压旁压试验等手段,对红层的风化分带、抗压强度、承载力取值及路基填料等系列问题进行了研究。经过多参数的综合分析,建立了红层动、静参数之间的相关方程,为红层风化程度与岩体强度分析提供了有效途径。(3)通过对4根人工挖孔灌注桩进行单桩静力载荷试验,分别采用滑动测微计和应变计测试桩身轴力的变化,研究了红层嵌岩桩的承载性能、桩身轴力传递规律、桩侧阻力和端阻力的发挥性状。结果表明,红层嵌岩桩表现为端承摩擦桩特性,Q-s曲线呈缓变型;桩身轴力传递规律和桩侧阻力的发挥与覆盖层厚度、桩长、桩周土性质密切相关。由于红层具有较强的结构性,发挥极限侧阻所需位移仅为2~6mm,测试得到的极限侧阻力远高于规范值,表现出强化效应,端阻力和侧阻力并非同步发挥。(4)综合分析了嵌岩段侧阻力的研究成果、侧阻力的激发机理。应用剪切试验、基岩内桩侧摩阻力试验和高压旁压试验及桩身应力测试对湘浏盆地内泥质粉砂岩的嵌岩段桩侧阻力的研究,分析了不同方法确定结果的差异根源。结果表明,按《建筑桩基技术规范》(JGJ94-94)确定的侧阻力偏低,提出了以单轴天然抗压强度标准值为基础,按0.15~0.30系数折减计算嵌岩段极限侧阻力的取值标准,对类似地区桩基设计有一定的参考价值。(5)根据相关岩石破坏理论,研究了嵌岩桩端阻力的工作机理。对当前嵌岩段端阻力的确定方法进行了比较分析,对不同方法确定的嵌岩桩端阻差异进行了研究。通过对原位测试成果的整理、分析,认为目前规范中关于嵌岩桩端阻力计算公式不适用于红层软岩嵌岩桩,并采用拟合方法得到了红层极限端阻力的荷载传递函数及计算公式。(6)总结了国内外嵌岩桩承载力计算的研究现状,分析了现行不同规范在嵌岩桩设计取值上的差异,给出了符合当地实际的红层嵌岩段总阻力的修正公式。利用统计学中的正交试验设计方法和敏感性分析,综合考虑桩长、桩径、岩基强度,结合工程实例对红层嵌岩桩进行设计优化,以达到经济合理的目的。(7)以原型桩为基础,运用有限单元法对红层大直径桩的桩-土-岩相互作用进行模拟。对桩径、桩身模量、桩端持力层性质及嵌岩深度对嵌岩桩承载性状的影响进行了分析,其结果可用于指导工程实践和理论研究。
陈龙[5]2008年在《以斜坡坡肩为承载面的层状岩基极限承载力计算理论研究》文中研究说明如何确定以斜坡坡肩为承载面的层状岩基承载力,是目前岩土工程界急需解决的一大科学难题。本论文在系统研究层状岩体力学参数的基础上,以结构面强度、岩块强度及结构面倾向、结构面倾角等为主要参数,全面划分了含一组结构面各向异性层状岩基的破坏模式、临界条件和判别依据;进而以极限分析理论(主要为极限平衡法和滑移线法)为理论基础,全面开展了以斜坡坡肩为承载面的层状岩基极限承载力计算理论研究,取得如下成果:1、研究了层状岩体力学参数取值方法,并建议了相应的计算公式。2、创造性地应用“压杆稳定”原理对溃屈破坏进行了分析研究,并推导了产生溃屈破坏的岩层厚度计算公式。3、通过对层状岩基稳定性影响因素的分析,划分了以边坡坡肩为承载面的层状岩基在不同参数组合时的8种可能破坏模式,并给出了各破坏模式发生的临界条件及判别依据。4、根据极限平衡法和滑移线法,推导了6种破坏模式下边坡坡肩所能承受的极限荷载(极限承载力,包括竖向承载力和横向承载力)计算公式,并以算例说明了各破坏模式下极限承载力公式的计算步骤。5、在建立6种破坏模式下边坡坡肩所能承受的极限承载力(极限荷载)计算理论的基础上,以相应理论反推了边坡坡面所需施加支护荷载的计算公式,并以算例说明了各计算公式的应用步骤。6、首次运用滑移线理论求解边坡稳定性及坡肩极限承载力、坡面所需支护力时,同时考虑岩土体的重力和内摩擦角,克服了运用滑移线理论“不计体力”的缺陷,增强了滑移线法的适用性。7、针对缓倾、水平层状岩质边坡的失稳破坏特点,根据潘家铮最小值原理,创造性地利用应力间断面的可调性,寻找双平面破坏模式下的最不利滑面,并阐明了相应的求解步骤和方法。本论文首次对层状岩体力学参数的预测、含一组结构面层状岩质边坡的破坏模式及坡肩极限承载力、坡面支护力计算理论开展了较全面系统的研究,对切实解决工程难题、指导工程实践、发展岩基承载力理论均有重要的理论意义、现实意义和广阔的应用前景。
韦大仕[6]2005年在《“红层”软岩地基承载力确定方法的研究》文中研究说明本文作者通过分析“红层”软岩力学性质和现有的软岩地基承载力计算模式的特点,阐述了影响“红层”软岩地基承载力的主要因素,结合最新软岩地基承载力确定的研究进展,并以长沙市“红层”软岩地基承载力的确定为例,探讨了“红层”软岩地基承载力的确定方法。文章第一次采用概率统计来分析长沙市“红层”软岩旁压试验成果中临塑压力和岩石模量之间的关系,得出这两者之间相应的公式,从而弥补了由于旁压仪压力的限制而在试验过程中无法测得真实的临塑压力这一不足,使得利用旁压试验来所确定的“红层”地基软岩承载力更符合实际。并在此基础上,对长沙市目前比较流行使用的建筑物基础—桩基础的竖向承载性状进行了探讨,在总结目前所测试软岩嵌岩桩竖向承载性状的特点和分析影响软岩嵌岩桩承载力的主要因素的前提下,结合工程实例,给出了长沙市“红层”软岩中嵌岩桩最佳嵌岩深度的计算模型。为软岩嵌岩桩的优化设计提供必要的理论依据。
孟资成[7]2015年在《基于上限分析的建筑含洞地基承载力分析》文中提出城市地铁等地下空间的开发建设,在地下岩土体中挖出了大量洞室,这就造成许多建筑物都必须在含洞的地基上开工建设。不含洞的地基与含洞的地基特别是浅埋含洞地基,有着明显的承载能力和稳定性差异。在地基基础的设计施工过程中,最重要的就是要先确定地基的承载力设计值,只有确定了地基的承载力设计值,才可以为之后建筑的设计施工提供依据。传统的地基承载力理论计算方法,如极限平衡法和滑移线法,在求解含洞地基承载力的问题上有诸多困难,而极限分析上限法是解决此问题的有效途径。本文采用刚性滑块极限分析上限法和有限差分数值模拟方法,对洞顶中心条形基础荷载作用下的建筑含洞岩基的承载力进行了研究。主要工作如下:(1)首先阐述极限分析上限法的基本原理,探讨极限分析上限法的特性和适用性问题。总结分析均质地基的破坏模式,及多孔岩基的破坏模式,得出浅埋含洞岩基的破坏模式为冲压破坏。依据实际的地基破坏实例,理论研究结果和数值模拟成果,简化出建筑含洞地基的破坏模式,划分刚性滑块、设定虚位移向量,最终构建出含圆形隧道的含洞地基破坏模式。(2)依据构建出来的含洞地基破坏模式,推导各刚性滑块的虚位移向量、位移分量、刚性滑块面积。依据极限分析上限法原理,建立外力虚功和内部耗散功的平衡方程,求解不同条件下建筑含洞地基的承载力上限解。(3)依据上限法计算得到的不同含洞地基极限承载力计算公式,探讨了不同的基础宽度、洞室埋深、洞室大小对建筑含洞地基极限承载力的影响,并与有限差分数值模拟结果进行了对比。(4)采用有限差分数值模拟方法,对比圆形洞室开挖前后地基的各方向应力场和塑性区分布差异;分析圆形洞室开挖后地基的应力情况和塑性区分布情况。模拟分析在不同洞室埋深、不同荷载作用位置下,含洞地基的应力场、位移场和塑性区分布情况。
左文贵[8]2006年在《湖南白垩系、第叁系红层工程特性研究》文中认为湖南省区域内存在着大量的晚白垩系及早第叁系陆相沉积的红色、褐红色、紫红色泥质粉砂岩、泥岩等地层,工程领域将此种地基称为红层地基。红层由于其形成条件的独特性,具有特殊的工程性质:是典型的易滑地层,雨季经常发生数量众多的滑坡灾害;作为填料修筑的公路路基易发生不均匀沉降而开裂;在铁路、公路工程建设中,红层地区的坡体开挖和路堤填筑经常诱发规模较大的坡体塌滑灾害,影响工程建设的进行;局部地段甚至有岩溶现象等等。在红层地区,深入了解红层的工程特性是有效利用红层的先决条件,因此对湖南白垩系、第叁系红层的工程特性进行深入系统研究有着重要的现实意义。 本文在分析和参考已有大量国内外文献的基础上,对湖南白垩系、第叁系红层的地质形成条件及其工程特性的研究现状进行了归纳总结,现场采取大量试样对湖南白垩系、第叁系红层进行了一系列的物理及力学性能试验、流变试验、渗透试验等试验,并结合试验结果对红层的地基承载力、滑坡运移机制、流变特性、路用性能等工程特性进行了系统理论分析研究,取得了以下一些研究成果: (1) 试验研究表明红层的粘土矿物主要为高岭石、蒙脱石或伊利石,并包含一些长石、云母类矿物等;红层具有浸水崩解特性,首次根据其崩解特性将其划分为C类红层、B类红层及A类红层;各类红层的物质有些不同并有规律性的变化,由此造成红层特性不同并有规律性变化。 (2) 研究表明红层风化岩石分带采用六分法较为适当,其中划分指标以结合波速比和风化系数两者较为妥当。首次提出采用荷载试验及动力触探或标准贯入试验相结合,并结合在勘察工作中的实际经验,来准确评价风化红层的物理力学性质,进而准确的评价其地基承载力。纠正了过去机械地套用“规范”或片面依靠经验的作法。 (3) 首次系统的对湖南省晚白垩系及早第叁系陆相沉积红层进行滑坡运移机制研究。研究表明:岩体的抗剪强度具有各向异性,沿垂直岩层层面方向抗剪强度值最大,沿岩层层面方向抗剪强度值最小;滑动面(带)是滑坡体运动的物质介质,滑动面(带)抗剪强度的大小,决定滑坡的稳定性,滑动面(带)抗剪强度的降低是滑坡滑动的直接原因。 (4) 研究表明:湖南省晚白垩系及早第叁系红层存在着显着的流变性,可以用Burgers模型来描述,其瞬时弹模(E_M)、粘弹性模量(E_K)、粘弹性系数(η_K)和粘塑性系数(η_M)等四个流变特征参数均有随应力水平的升高而增大的趋势,但绝大多数处于同一数量级。
凌潇[9]2016年在《基于改进岩基载荷试验及位移反分析的泥岩承载力研究》文中提出地基承载力是地基及基础工程的重要设计依据,也是工程实践中较为关注的问题,尤其是泥岩等软岩的地基承载力问题。由于泥岩的特殊性,规范所建议方法往往不能完整真实的反映其承载力特征,这便导致在使用以此方法确定的泥岩地基承载力时,投入在地基处理或基础工程上的成本大大增加。本论文在规范所建议的确定岩石地基承载力试验方法的基础上,改进了岩基载荷试验,模拟施加上覆土层荷载,研究在一定的边载作用(深度条件)下,泥岩地基承载力的变化特征并尝试得出泥岩地基承载力的深度修正系数,然后对比分析室内单轴抗压强度试验与载荷试验结果之间的经验关系;由于客观条件的限制,无法获得大量的改进岩基载荷试验数据,故采用数值模拟的方法研究泥岩地基承载力;再采用有限差分法和位移反分析理论,引入支持向量机和粒子群优化算法到载荷试验的模拟中来,反演泥岩力学参数,得出在不同的边载作用(深度条件)下,泥岩地基承载力的变化规律。取得的主要成果如下:(1)在施加200kPa边载的条件下,泥岩的承载力较无边载时的承载力有了0.7~0.9倍的提升,泥岩有进行深度修正的必要,并通过规范建议的公式推导反算深度修正系数。结合室内岩石单轴抗压强度试验的结果,根据规范方法反算折减系数与规范的建议的折减系数值相比较,认为规范的建议值偏保守,在确定成都泥岩地基承载力采用室内单轴抗压强度试验时,折减系数可适当提高。(2)采用数值方法模拟现场岩基载荷试验,模拟试验的p-s、lgp-s曲线图、位移矢量图和塑性区图分析表明,由于边载的荷载作用,限制了泥岩破坏往两侧的发展,迫使应力应变往更深和更远的区域延伸,从而使能发挥承载力的泥岩岩体的范围增大。在荷载作用下,弹性变形和塑性阶段也相应的延长,致使达到泥岩整体的承载力提高的目的。(3)采用位移反分析的方法反演泥岩参数,应用基于PSO优化算法下的ν-SVR支持向量机,通过载荷试验量测位移外推预测的“最优”泥岩参数,采用这组参数模拟计算的结果p-s曲线能与现场试验达到很好的拟合。(4)利用反演参数模拟不同边载条件下的岩基载荷试验,从模拟试验结果可以看出,泥岩的比例界限荷载和极限荷载都会随着边载的增大而增大,但增大的趋势是趋于一个最大值,说明在边载增加到一定程度后,泥岩的比例界限荷载和极限荷载将不再增大;深度修正系数随着边载的增大呈现出减小的趋势。并根据试验结果得出泥岩承载力深度修正系数及修正公式。
田玉中, 周开灿[10]2000年在《岩基承载力的确定方法讨论》文中提出本文从评析岩石地基承载力确定方法的优缺点入手 ,建议考虑岩体结构、岩石强度、场地地形、基础旁侧超载、建筑物与岩基岩体结构尺寸关系等因素的影响 ,在判断岩基可能破坏模式的基础上 ,采用不同的公式计算岩基的承载力 ,以弥补工程上确定岩基承载力方法的不足
参考文献:
[1]. 地基及岩基承载力确定方法研究及其应用[D]. 单远铭. 湖南大学. 2001
[2]. 昆明新机场航站区地基稳定性评价[D]. 陈春霞. 成都理工大学. 2008
[3]. 铜(陵)—黄(山)高速公路富溪隧道风化岩基承载力研究[D]. 关峰. 合肥工业大学. 2006
[4]. 红层软岩工程特性及其大直径嵌岩桩若干问题研究[D]. 彭柏兴. 中南大学. 2008
[5]. 以斜坡坡肩为承载面的层状岩基极限承载力计算理论研究[D]. 陈龙. 贵州大学. 2008
[6]. “红层”软岩地基承载力确定方法的研究[D]. 韦大仕. 中南大学. 2005
[7]. 基于上限分析的建筑含洞地基承载力分析[D]. 孟资成. 重庆大学. 2015
[8]. 湖南白垩系、第叁系红层工程特性研究[D]. 左文贵. 中南大学. 2006
[9]. 基于改进岩基载荷试验及位移反分析的泥岩承载力研究[D]. 凌潇. 成都理工大学. 2016
[10]. 岩基承载力的确定方法讨论[J]. 田玉中, 周开灿. 西南工学院学报. 2000