土木地质-第7章课件.ppt

1、1一、基本概念一、基本概念建筑物下部直接与岩、土层接触的部份。建筑物下部直接与岩、土层接触的部份。基础下面因建筑物荷载引起天然应力改变的基础下面因建筑物荷载引起天然应力改变的那一部分岩层或土层。那一部分岩层或土层。第一节第一节 地基变形及破坏的基本类型地基变形及破坏的基本类型 地基地基（如变形过大等）。破坏。允许值时产生的建筑物（如剪出等）。强度时产生的失稳现象破坏：地基变形超过密变形和剪切变形物荷载作用下产生的压变形：地基在上覆建筑 2 第一节第一节 地基变形及破坏的基本类型地基变形及破坏的基本类型 1、地基不均匀沉降和变形过大：、地基不均匀沉降和变形过大：厚不均质土或风化层不等黄土的湿陷性

2、变形膨胀土的胀缩变形大。如软土地基土强度低、压缩量填筑路基夯实不够3 第一节第一节 地基变形及破坏的基本类型地基变形及破坏的基本类型 2、地基的滑移挤出：、地基的滑移挤出：现滑移和剪切挤出。有倾斜的软弱夹层，出沉和剪切挤出。地基强度不够，出现下4第一节第一节 地基变形及破坏的基本类型地基变形及破坏的基本类型（1）破坏原理：在剪应力超过抗剪强度的面上剪切破坏。5第一节第一节 地基变形及破坏的基本类型地基变形及破坏的基本类型 6第一节第一节 地基变形及破坏的基本类型地基变形及破坏的基本类型（1）整体剪切破坏整体剪切破坏：(硬性土地基硬性土地基)地基内破坏点连通成剪切滑动面，地基沿滑动面剪出,地表土

3、体隆起；（2）局部剪切破坏局部剪切破坏；(软性地基软性地基)地基土在荷载增大情况下,破坏区却限制在一定范围,不形成延伸至地面的连续破裂面,地表土体仅略微隆起；（3）剪冲破坏剪冲破坏；(特软地基特软地基)地基垂直下沉,两侧地面不发生土体隆起,地基土沿地基两 侧发生垂直剪切破坏。7地基承载力地基承载力：单位面积上地基能承受的极限荷载。允许承载力允许承载力：保证建筑物安全的规定地基承载力。（一般在弹性变形内）81、：（有平板载荷试验和螺旋板载荷试验，这 里指平板载荷试验）在与基础刚度近似的圆形或方形承压板上逐级加荷，待基本稳定后再加下一级荷载，直到地基破坏。由每一级荷载及其沉降量作出荷载沉降曲线。由

4、直线段的比例界线点所对应的荷载P0作为地基容许荷载。（一）现场试验（一）现场试验（又叫原位试验）92、：（有圆锥静力触探和孔压静力触探）不能用于碎石土、卵石土。将特制的金属圆锥型探头连续压入土层，由于土的阻力使探头受压，探头内部的压力传感器测出土层对探头的比贯入阻力Ps，再用地区经验公式求出地基容许承载力。（现在压力传感器的电讯号已可被自动记录和自动绘成曲线）。3、：将圆柱型旁压器竖直放入土中，利用水或氮气逐级向旁压器探测段的中空硬橡胶皮或加筋和胶膜加压，使其向旁扩张，对周围土体均匀加压。测出压力与径向变形的关系，得地基在水平方向的应力应变曲线。10（二）理论公式计算（二）理论公式计算 1、：

5、采用塑性变形最大深度小于基础宽度的 14 时所对应的临界应力为容许承载力。2、：用极限荷载应力除以安全系数作为地基 容许承载力。极限荷载应力：brNrdNcNfbdcu210（Nc、Nd、Nb承载力系数（查表）（三）查表法（三）查表法：（地基物理指标与承载力之间关系的经验法）1、基本承载力（f0）：根据地基情况查表得适用于基础 h3m,b2m的地基。2、容许承载力（f）：)3()2(22110hrkbrkff11 第三节第三节 地基处理问题地基处理问题 （一）基础主要类型（一）基础主要类型 1、按划分 mhmh10105深基础：浅基础：2、按划分 钢筋混凝土基础混凝土基础三合土基础灰土基础毛石

6、基础砖基础12第三节第三节 地基处理问题地基处理问题 3、分为 箱形基础又分为平板式、梁板式筏板基础柱式又分为薄壳式、杯式、独立基础条形基础（一）基础主要类型（一）基础主要类型 13第三节第三节 地基处理问题地基处理问题 4、混凝土，形成墙槽，设置钢筋笼，灌筑地下连续墙：地表下挖层。靠自重下沉到深部持力沉井：挖孔桩桩基：又分为钻孔桩、（一）基础主要类型（一）基础主要类型 14第三节第三节 地基处理问题地基处理问题 5、按基础分为 抗压、抗拉、抗剪土基础）柔性基础：（钢筋混凝抗压，但不抗拉、抗剪混凝土、三合土基础）刚性基础：（砖、石、（一）基础主要类型（一）基础主要类型 15第三节第三节 地基处

7、理问题地基处理问题 （二）基础类型的选择（土地基）（二）基础类型的选择（土地基）持力层深：桩基持力层浅：筏板基础多层软、硬相间土层：基高层建筑：桩基、箱形低层建筑：刚性基础上层硬土、下层软土：箱形基或桩基：筏板桩、高层建筑用上层厚度：挖去软土层上层厚度上层软土、下层硬土：桩基（含承台）均质软土：箱形基础、上部荷载大：独立基础上部荷载小：刚性基础均质硬土：mm2216第三节第三节 地基处理问题地基处理问题 ）桩基（要穿过膨胀土层强膨胀土：箱形基础，柔性基础弱膨胀土：埋深较大的膨胀土：型基础桩基，筏板加桩基复合软土地基：箱形基础和大型建筑：桩基筏板基础小型建筑：柔性基础、湿陷性黄土地基：17 第三

8、节第三节 地基处理问题地基处理问题 阀门桩钻孔桩挖孔桩桩基和沉井喷射。旋喷、定向喷射、摆动高压喷射注浆法：高压好的粉土、砂土。加固：只能用于渗透性化学加固法：钻孔灌浆，自由下落夯实。的重锤，升高强夯法：，自由下落夯实。的重锤，升高重锤夯实法：井排水（用于软土）。堆载预压法：预压加砂之间。换填土法：换填厚度为mkNmkNm4084008042301535.018v基本原理及定义基本原理及定义 是一种与建筑物基础工作条件相似，而且直接对天然埋藏条件下的土体进行的现场模拟试验。v试验装置：试验装置：承压板：方形或圆形板（面积0.250.5m2）加荷载装置：压力源（千斤顶、荷重）、反力架 沉降观测装置

9、：百分表、沉降传感器和水准仪补充补充 原位测试一、静载荷试验19油压千斤顶反荷加载静力试验装置补充补充 原位测试20二、静力触探试验补充补充 原位测试21比贯入阻力-深度（ps-h）关系曲线侧摩阻力-深度（fs-h）关系曲线摩阻比-深度（Rf-h）关系曲线v试验成果：试验成果：单桥：Psh 曲线；双桥：qch、fsh、Rfh曲线 补充补充 原位测试22v资料应用：资料应用：（1）划分土层（2）地基土强度（不排水抗剪强度）（3）变形模量（4）地基承载力（5）单桩承载力（6）评价地基土液化 补充补充 原位测试23三、圆锥动力触探（DPT）补充补充 原位测试24v类型：类型：轻型（锤重10公斤）重型

10、（锤重63.5公斤）超重型（锤重120公斤）v影响因素：影响因素：杆长 杆侧摩阻 地下水 上覆压力v成果应用：成果应用：确定砂土和碎石土的密实度、空隙比 确定地基土的承载力和变形模量 确定单桩承载力标准值补充补充 原位测试25补充补充 原位测试四、标准贯入试验(SPT)v试验原理：试验原理：属于动力触探的一种。主要区别：贯入器为圆筒、可以取土样。试验方法：63.5公斤锤，提升76厘米，自由落体，贯入度30厘米，依据击数判别土样性质。v优点：优点：具备动力触探的优点，可取土样用于鉴别和室内试验26五、十字板剪切试验（VST）v原理：通过扭转十字板剪切仪，测定土体抗扭剪力矩，由此换算土体抗剪强度指

11、标。v优点：简单、有效、可靠v适用范围：均质饱和软粘土 v试验目的：（1）测定不排水抗剪强度Cu（2）估算软粘土的灵敏度St补充补充 原位测试27（六）扁铲侧胀试验v基本原理：用静力将扁铲形探头贯入土中，利用气压使扁铲侧面圆形刚膜向外扩张，利用不同气压作用下，刚膜侧向位移量大小，推算地基土的相关参数。补充补充 原位测试28v扁胀试验设备探头尺寸：长230240mm宽9496mm厚1416mm铲缘刃角12o16o铲侧钢膜：直径60mm。扁铲探杆：静力触探相同。补充补充 原位测试29v适用条件：一般粘性土、粉土、中密以下砂土、黄土等。不适用于含碎石的土、风化岩等。v工程应用：（1）划分土类（2）静

12、止侧压力系数K0（3）应力历史（4）不排水抗剪强度Cu（5）土的变形参数（6）水平固结系数Ch补充补充 原位测试30（七）旁压试验v旁压试验原理：将圆柱形旁压器竖直置入土中，通过旁压膜对周围土体（岩体）施压，使土体（岩体）产生变形直至破坏，通过量测施加压力和土体变形之间的关系，确定土体的物理力学指标。v优缺点：与静载荷试验相比，旁压试验具有精度高、设备轻便、测试时间短等特点，但精度受成孔质量影响较大。补充补充 原位测试31v适用范围和目的适用于测定粘性土、粉土、砂土、碎石土、软质岩石和风化岩石的承载力、旁压模量和应力应变关系。v旁压试验成果及其应用（1）评定地基承载力（2）旁压模量Em旁压试验曲线补充补充 原位测试32预钻式旁压试验仪水平加载试验补充补充 原位测试