05地基岩体稳定性的工程地质研究.ppt
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1、第五章 地基岩体稳定性的工程地质研究主要内容主要内容: :一、基本概念及研究意义一、基本概念及研究意义二、地基岩体内的应力分布特征二、地基岩体内的应力分布特征三、地基岩体的变形与破坏三、地基岩体的变形与破坏四、坝基四、坝基( (肩肩) )岩体稳定性的工程地质评价岩体稳定性的工程地质评价五、改善坝基稳定性的措施五、改善坝基稳定性的措施第五章 地基岩体稳定性的工程地质研究一、基本概念及研究意义一、基本概念及研究意义直接承受上部建筑物荷载作用的那部分土体或岩体称为直接承受上部建筑物荷载作用的那部分土体或岩体称为地基。地基。根据承载的特点,通常可将地基分为两种类型,即:根据承载的特点,通常可将地基分为
2、两种类型,即:(1)(1)承受垂直荷载的地基,一般工业民用建筑物的地承受垂直荷载的地基,一般工业民用建筑物的地基就属于这种类型;基就属于这种类型;(2)(2)承受斜向荷载承受斜向荷载( (同时承受垂直荷载与水平荷载同时承受垂直荷载与水平荷载) ) 的的地基,各类挡水建筑物如闸、坝等的地基属此类。地基,各类挡水建筑物如闸、坝等的地基属此类。承受垂直荷载的地基,大多都是承受垂直荷载的地基,大多都是“软基软基”,这类地基的,这类地基的变形、破坏机制和稳定性评价原理是土力学课程讨论的变形、破坏机制和稳定性评价原理是土力学课程讨论的内容。内容。第五章 地基岩体稳定性的工程地质研究从世界上坝的破坏情况来看
3、,原因是多种多样的。地质方面的原因从世界上坝的破坏情况来看,原因是多种多样的。地质方面的原因造成的破坏事故约占造成的破坏事故约占3030一一40%40%。其中,从具体的破坏原因和形式。其中,从具体的破坏原因和形式来看,又可详分如下类型:来看,又可详分如下类型:(1)(1)由于坝基的强度较低,运行期间又遭到进一步恶化所造成的由于坝基的强度较低,运行期间又遭到进一步恶化所造成的破坏。如美国的奥斯汀坝,坝基为岩溶化石灰岩,裂隙发育并破坏。如美国的奥斯汀坝,坝基为岩溶化石灰岩,裂隙发育并有断层,建成后就产生裂缝,有断层,建成后就产生裂缝,8 8年后倒塌。原因是强度因渗流而年后倒塌。原因是强度因渗流而进
4、一步降低,在坝的压力和溢出水流的冲刷下坝基破坏。进一步降低,在坝的压力和溢出水流的冲刷下坝基破坏。(2)(2)由于坝基由于坝基( (肩肩) )的抗滑稳定性较低,运行期间又遭到进一步恶的抗滑稳定性较低,运行期间又遭到进一步恶化所造成的滑动破坏。化所造成的滑动破坏。第五章 地基岩体稳定性的工程地质研究(3)(3)因坝基中存在有抗剪强度低的土层而造成的土坝因坝基中存在有抗剪强度低的土层而造成的土坝或堆石坝坝基和坝坡的坍滑。或堆石坝坝基和坝坡的坍滑。(4)(4)因坝下渗透水流将坝基岩石中的细颗粒物质带走,因坝下渗透水流将坝基岩石中的细颗粒物质带走,使坝基被掏空而造成的破坏。使坝基被掏空而造成的破坏。第
5、五章 地基岩体稳定性的工程地质研究(5)(5)由于坝肩岩体的稳定性较低,运行期间空隙水压由于坝肩岩体的稳定性较低,运行期间空隙水压力增大又使其稳定性进一步恶化所造成的坝肩滑动破力增大又使其稳定性进一步恶化所造成的坝肩滑动破坏。如安徽梅山水库大坝的事故就是这样造成的。坏。如安徽梅山水库大坝的事故就是这样造成的。(6)(6)坝下游岩体被冲刷坝下游岩体被冲刷( (溢流冲刷溢流冲刷) )掏空,也可造成大掏空,也可造成大坝的破坏。坝的破坏。(7)(7)由地震和水库地震所造成的破坏或损害。由地震由地震和水库地震所造成的破坏或损害。由地震直接导致的大坝彻底破坏的事例不多,如直接导致的大坝彻底破坏的事例不多,
6、如19251925年美国年美国米费里德坝。水库诱发地震使大坝受损如印度的科因米费里德坝。水库诱发地震使大坝受损如印度的科因纳坝、希腊的科列马斯塔坝和我国的新丰江坝等。纳坝、希腊的科列马斯塔坝和我国的新丰江坝等。第五章 地基岩体稳定性的工程地质研究二、地基岩体内的应力分布特征二、地基岩体内的应力分布特征(一)垂直荷载作用下地基内应力分布(一)垂直荷载作用下地基内应力分布地基内应力分布取决于荷载特点及地基岩体的结构特征。地基内应力分布取决于荷载特点及地基岩体的结构特征。1 1均质地基内应力等值线是以基础底边为弦的圆弧(均质地基内应力等值线是以基础底边为弦的圆弧(a a)。)。2 2层状地基内应力分
7、布具有明显的各向异性(层状地基内应力分布具有明显的各向异性(b b、c c):):(1 1)分割岩体的软弱结构面如层面、节理等,由于抗剪强度低,限)分割岩体的软弱结构面如层面、节理等,由于抗剪强度低,限制着应力向两侧传递、扩展,致使附加应力在所限岩体内集中。制着应力向两侧传递、扩展,致使附加应力在所限岩体内集中。第五章 地基岩体稳定性的工程地质研究(2 2)层状结构地基岩体内应力分布与软弱结构面的产状关系密)层状结构地基岩体内应力分布与软弱结构面的产状关系密切:切:软弱结构面直立时,应力集中程度最高,影响深度最大软弱结构面直立时,应力集中程度最高,影响深度最大(a)(a);倾斜时,产生两个高值
8、最大主应力方向倾斜时,产生两个高值最大主应力方向(b)(b):一个顺着结构:一个顺着结构面方向(应力集中程度较高),另一个垂直结构面方向(应面方向(应力集中程度较高),另一个垂直结构面方向(应力集中程度次之);力集中程度次之);近水平时,应力集中程度相对较低近水平时,应力集中程度相对较低(c)(c)。第五章 地基岩体稳定性的工程地质研究3 3碎裂地基内应力分布与基础刚度、块体间缝隙的充填碎裂地基内应力分布与基础刚度、块体间缝隙的充填胶结情况、块体堆砌的紧密程度以及受力状况等密切相胶结情况、块体堆砌的紧密程度以及受力状况等密切相关。应力分布的主要特点是:关。应力分布的主要特点是:(1 1)块体间
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