最后一次課(總結)巖土工程
緒論
1.巖土工程(Geotechnicalengineering)是以土力學、巖石力學、工程地質(zhì)學和地基基礎工程學為理論基礎,以解決和處理在工程建設中出現(xiàn)的所有與巖土體有關的工程技術問題的一門地質(zhì)和工程緊密結合的新專業(yè)學科。(或:巖土工程是土木工程中涉及巖土體的整治、改造和利用的科學技術)。2.巖土工程的工作內(nèi)容和工作方法
工作內(nèi)容:巖土工程勘察、巖土工程設計、巖土工程治理、巖土工程監(jiān)測、巖土工程監(jiān)理。工作方法:(1)調(diào)查勘察;(2)試驗測定;(3)分析計算;(4)方案論證;(5)監(jiān)測控制;(6)反演分析;(7)修改定案;
第一章巖體和土體的工程性質(zhì)及評價1.巖土、土體工程性質(zhì)主要設計參數(shù)
土體:壓縮性參數(shù)、滲透性參數(shù)、強度參數(shù);巖體:強度參數(shù)、變形參數(shù)、流變參數(shù)。2.巖石質(zhì)量指標
簡稱RQD,是在巖體中鉆取一定長度巖芯,去掉蝕變和泥化了的那些巖芯,收集能回收的完好的巖芯,將其中長度不小于1Ocm(4in)的完好巖芯的長度量測出來,再累加在一起,此長度占鉆孔長度的百分比就是RQD指標。3.常用的地應力測量方法
現(xiàn)場測地應力的方法很多,例如應力解除法、水壓致裂法、Kaiser效應、波速測定法、光彈性應力測試法、X射線應力測定法。4.土的分類(按顆粒級配或塑性指數(shù)定名)碎石土、黏土、粉土、砂土
5.建筑物的總沉降由哪幾部分組成以及各自的產(chǎn)生原因。
(1)瞬時沉降:不排水,土體側向變形引起的體積不變的變形;(2)主固結沉降:由孔隙水的排出引起的變形,又稱滲透固結;(3)次固結沉降:土的骨架在持續(xù)荷載下發(fā)生蠕變引起的變形;
第二章巖土工程勘察1.巖土工程勘察主要任務
穩(wěn)定性評價、均勻性評價、土層劃分及物理力學參數(shù)、不良工程問題預測分析及對策、方案論證及評價、部署長期監(jiān)測2.巖土工程勘察基本程序
(1)通過調(diào)查、搜集資料、現(xiàn)場踏勘或工程地質(zhì)測繪
(2)明確工程可能出現(xiàn)的具體巖土工程問題(可采用分析原理或計算模式),以及所需提供的巖土技術參數(shù)。(3)有針對性地制定巖土工程勘察綱要。(4)巖土的室內(nèi)或現(xiàn)場測試確定巖土參數(shù)的最佳估值。(5)對設計和施工的主要的技術要求提出建議,并提出改良和防治措施的方案。(6)對重要工程進行巖土施工的監(jiān)測和監(jiān)理。(7)巖土工程運營使用期限內(nèi)進行長期觀測(如建筑物的沉降、變形觀測),用工程實踐檢驗巖土工程勘察的質(zhì)量,積累地區(qū)性經(jīng)驗,提高巖土工程勘察水平。
3.巖土工程勘察的分級
根據(jù)巖土工程的安全等級、場地的復雜程度和地基的復雜程度來劃分。4.勘察的幾個主要階段,及其各階段的主要任務。(1)選址階段所要側重解決的問題是場地穩(wěn)定性;(2)初勘階段的重點是場地工程地質(zhì)條件的均勻性;
(3)詳勘的重點是具體建筑地段的評價和選擇施工方法;(4)施工勘察重點是為施工服務的各項勘察工作。
第三章土地基和巖石地基工程1.地基基礎設計滿足的基本條件。
(1)要求作用于地基的荷載不超過地基的承載能力,保證地基在防止整體破壞方面有足夠的安全儲備;
(2)控制基礎沉降量,使之不超過地基的變形允許值,保證建筑物不因地基變形而損壞或影響其正常使用。
2.地基承載力的確定有3種主要途徑:(1)原位載荷試驗。這種方法是最接近地基實際的一種方法,有條件應首選此方法。(2)理論計算公式法。(3)由土的物理力學指標查取。3.特殊工程性質(zhì)的土體
(1)濕陷性黃土:指在覆蓋土層的自重應力或自重應力和建筑物附加應力綜合作用下,受水浸濕后土的結構迅速破壞,并發(fā)生顯著的附加下沉,其強度也隨著迅速降低的黃土。
(2)紅粘土:顏色為棕紅或褐黃,覆蓋于碳酸鹽巖系之上,其液限大于或等于50%的高塑性粘土,應判定為原生紅粘土,原生紅粘土經(jīng)搬運、沉積后仍保留其基本特征,且其液限大于45%的粘土,可判定為次生紅粘土。
(3)軟粘土:主要是第四紀后期形成的海相、瀉湖相、三角洲相等的粘性土沉積物或河流沖擊物,也屬于新近淤積物。其天然含水量大于液限,天然孔隙比大于1。當天然孔隙比大于1.5時稱為淤泥;當天然孔隙比大于1小于1.5時稱為淤泥質(zhì)土
(4)膨脹土:指粘粒成分主要由親水性粘土礦物組成的粘性土,在環(huán)境的溫度和濕度變化時可產(chǎn)生強烈的膨脹變形。4.地基處理的目的。
(1)提高地基土的抗剪強度;(2)降低地基土的壓縮性(3)改善地基土的透水特性(4)改善地基土的動力特性5.常用地基處理方法
置換、排水固結、灌入固化物、振密擠密、加筋、冷熱處理、托換、糾斜。6.換土墊層法
將基礎底面以下一定范圍的軟弱土層挖去,然后回填強度較高、壓縮性較低并且沒有侵蝕性的材料(如中粗砂、碎石或卵石、灰土、素土、石屑、礦渣等),再分層夯實,作為地基的持力層。7.預壓法
預壓法(又稱排水固結法)是對天然地基,或先在地基中設置砂井等豎向排水體然后利用建筑物進行分級逐漸加載;或在建筑物建造前在場地先進行加載預壓,使土體中的孔隙水排出,逐漸固結,地基發(fā)生沉降同時強度逐步提高的方法。8.強夯法強夯法又稱動力固結法,是以8--30t的重錘,8--20m的落距(最高40m)自由下落對土進行強力夯擊的一種加固方法。9.土樁和灰土樁
土樁和灰土樁又稱土擠密法和灰土擠密法,利用成孔過程中的橫向擠壓作用,使樁孔內(nèi)的土被擠向周圍,使得樁間土得以擠密,然后在樁孔中分層填入灰土或素土,并分層夯實的樁體,稱為灰土擠密樁;用素土分層夯實的樁體,稱為土擠密樁。二者分別與擠密的樁間土組成復合地基,共同承受基礎的上部荷載。10.水泥粉煤灰碎石樁
水泥粉煤灰碎石樁是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌合而成的高粘結強度樁(簡稱CFG樁)。水泥粉煤灰碎石樁是高粘結強度樁,需在基礎和樁頂設置褥墊層,由樁、樁間土和褥墊層組成復合地基。
11.砂石樁、振沖法、夯實水泥土樁、水泥土攪拌法、高壓噴射注漿法12.復合地基
指天然地基在處理過程中部分土體得到增強,或被置換,或在天然地基中設置加筋材料,加固區(qū)是由基體(天然地基土體)和增強體兩部分組成的人工地基,其特征是加筋體和天然土體協(xié)同作用,共同承擔荷載。13.復合地基的形成條件
(1)采用粘結材料樁,特別是剛性樁(中高粘結強度樁),形成復合地基需要重視復合地基的形成條件,否則按復合地基設計不安全
(2)采用中高粘結強度樁形成復合地基,應設置具有一定厚度的褥墊層。(3)散體材料樁和低粘結強度樁,在各種情況下均可形成復合地基而不需要考慮形成條件
14.置換率、樁土應力比、樁土分擔比、復合模量15.多元復合地基
鑒于豎向增強體復合地基中的3種類型樁,即散體材料樁、柔性樁和剛性樁的特性不同,其使用條件受到限制。工程實踐中,為充分發(fā)揮各樁型的優(yōu)勢,將2種或2種以上的樁型綜合應用于地基處理,形成多元復合地基或組合型復合地基。
第四章基坑及邊坡支護
1.基坑工程:為保證基坑施工、主體地下結構的安全和周邊環(huán)境不受損害而采取的支護結構、加固、降水和土方開挖回填工程總稱,包括勘察、設計、施工、監(jiān)測等。
2.建筑基坑:為進行建筑物(構筑物)基礎與地下室的施工所開挖的地面以下的空間。
3.土層錨桿:由設置于鉆孔內(nèi)、端部伸入穩(wěn)定土層或巖體中的鋼筋或鋼絞線與孔內(nèi)注漿體組成的受拉桿體。
4.基坑降水:用抽水井降低地下水位,以防止地下水對基坑的危害。
5.其他概念:支護結構、排樁、地下連續(xù)墻、支撐、水泥土墻、土釘墻、冠梁、懸臂支護、地下水控制、截水帷幕、降水、信息化施工。6.鉆孔灌注樁、土釘墻、錨固、支撐的施工過程。
7.基坑變形的類型(支護結構、周圍地表沉降、基坑失穩(wěn)、管涌和流沙、基坑隆起)
8.基坑失穩(wěn)的主要形式(拉錨支撐破壞、支撐結構變形過大或彎曲破壞、支擋結構底部走動、土體整體滑動、支擋結構傾覆、支擋結夠滑移)9.基坑開挖過程中,地面沉降的原因及其特征。
地下水疏干產(chǎn)生的差異性地面沉降;支護結構的側向變形引起的地面沉降。前者產(chǎn)生的沉降是在較大范圍內(nèi),一般是以深基坑為中心的環(huán)形區(qū)域里,后者主要集中在基坑四周。基坑周邊的地面沉降往往是地下水疏干和支護結構變形疊加的結果。
10.變形控制技術措施。(預應力支撐(或拉錨)技術、地基和坡面加固、降水隔滲、基坑開挖時時空效應的應用、準確可靠的工程勘察、基坑開挖的施工監(jiān)測)11.鋼板樁打入的方法。(單樁打入法,圍檁插入法,雙層圍檁法)12.打板樁時常見的問題和對策。(阻力過大不易貫入、向行進方向傾斜、地基液化板樁難以控制、將相鄰板樁帶入)
13.土錨的組成及各部分主要作用(拉桿、錨頭、腰梁、自由段保護套管和錨固體)。
14.土釘在土釘墻支護體系中的作用(骨架約束作用;分擔作用;應力傳遞和擴散作用;坡面變形的約束作用)15.土打、錨桿與加筋土的區(qū)別
16.地下水處理的主要方法(防滲隔離和降、排水)
17.防滲作用、方法、前提(保持基坑周圍水位處于正常位置,避免沉降等問題發(fā)生;板墻、排樁墻、地下連續(xù)墻、注漿帷幕等;在開挖面下面有一個不透水地層)
18.常用井點降水方法及選擇(輕型井點、噴射井點、電滲井點降水、輻射井點降水、管井降水)
第五章原位測試
1.巖土工程原位測試:在巖土體所處的位置,基本保持巖土原來的結構、濕度和應力狀態(tài),對巖土體進行的測試。2.常用原位測試方法
(1)載荷試驗(平板、螺旋板);(2)靜力觸探試驗;(3)圓錐動力觸探試驗;(4)標準貫入試驗;(5)十字板剪切試驗;(6)旁壓試驗;(7)現(xiàn)場剪切試驗;(8)波速試驗;(9)基樁的靜力測試和動力測試;(10)錨桿抗拔試驗;3.地基靜載試驗過程中,加載終止的標準有哪些?
(1)承壓板周圍的土明顯地側向擠出;
(2)沉降s急驟增大,荷載~沉降(p~s)曲線出現(xiàn)陡降段;
(3)在某一級荷載的作用下,24小時內(nèi)沉降速率不能達到穩(wěn)定;(4)沉降量與承壓板寬度或直徑之比大于或等于0.06。4.復合地基測試的特殊性
主要在于復合地基中存在加固體。關鍵在于壓板尺寸的選擇和壓板的安裝。5.單樁或多樁復合地基靜載試驗與常規(guī)靜載試驗的差異在于:壓板的面積有比較嚴格的規(guī)定;壓板的定位要求不同,平面上與樁的中心或重心重合,標高與樁頂一致;依據(jù)的規(guī)范不同,故試驗過程與控制標準有一些差異;曲線特征多為緩變形,且平滑度較差。
6.根據(jù)所用穿心錘的質(zhì)量將動力觸探試驗分為輕型、中型、重型和超重型等種類。
7.標貫試驗和圓錐動力觸探的區(qū)別。8.樁的動測法分類
現(xiàn)有的各種動力測試方法依據(jù)其激發(fā)能量對于樁身的影響而劃分為高應變和低應變兩大類,其中得到廣泛應用的屬于高應變的代表性方法有CAPWAPC法(實測曲線擬合法)和CASE法;屬于低應變的代表性方法有反射波法、機械阻抗法、聲波透射法和動力參數(shù)法等,其中聲波透射法并不需要對樁身進行激振,但習慣上仍將其歸于低應變動力測試法。
擴展閱讀:《巖土工程》總結2
巖土工程課程內(nèi)容總結
一、基本理論部分
1、前言部分
巖土工程的概念1)土木工程的一個分支,一門技術性邊緣學科;2)以水文地質(zhì)學、工程地質(zhì)學、巖體力學、土力學、材料力學、彈行力學、塑性力學、斷裂力學、結構力學、建筑材料、鋼筋混凝土結構學、地基基礎工程學和力學試驗分析等為理論與技術基礎;3)解決與巖土體有關的工程技術問題,服務于工程建設和使用過程中的勘察與論證、設計與施工(監(jiān)理)、監(jiān)測與檢測、營運維護與病害處理、加固與更新等。
建立的歷史背景(1)國際背景二戰(zhàn)后重建,(2)國內(nèi)背景1)人口增加、耕地減少;2)各種工程規(guī)模越來越大;3)可選擇場地地質(zhì)條件變得復雜;4)因巖土工程工作不到位造成的工程事故占總事故的70%以上;5)技術經(jīng)濟發(fā)展的需要。
特點工作對象的復雜性;工作成果的不可預見性;工作失誤的難以彌補性;工作失誤的嚴重性。
研究的對象(土體及巖體)
內(nèi)容1)土地利用的可行性研究;2)工程勘察設計;3)地基基礎方案經(jīng)濟技術比較;4)地基、邊坡與隧道圍巖的利用與處理;5)海岸場地評價及方案設計;6)環(huán)境工程;7)地基土改良;8)監(jiān)測和檢測;9)工程抗震及地震工程等。
巖土工程的服務領域1)工業(yè)與民用建筑和市政工程;2)交通運輸工程;3)水利水電與能源工程;4)環(huán)境保護與地質(zhì)災害防治;5)其它。
2、巖土工程勘察部分
基本任務場地穩(wěn)定性評價:對各類建筑物適宜性的技術論證;弄清場地地層結構及各巖土層單元的工程性狀參數(shù);弄清施工過程中可能存在的問題;地基加固方案和基礎形式的建議與論證;弄清或預測環(huán)境變化對場地及建筑物的影響,反過來建筑對環(huán)境的影響,即相互作用特征論證;已有土木工程安全性評價;病害工程加固處理方案論證;指導巖土工程長期觀測。
基本前提主管部門批文;規(guī)劃或設計部門的任務書。
工作程序:資料搜集,現(xiàn)場工程地質(zhì)測繪,弄清工程地質(zhì)條件及問題;結合場地條件及
工程特點分析,弄清存在的巖土工程問題;采用必要的勘探測試手段進行勘測,獲得巖土體技術參數(shù);巖土體最佳技術參數(shù)的估計;對特定的巖土工程問題作出分析論證和評價,為設計提出建設及整治方案;施工中,巖土工程條件的復檢,必要時對設計變更提出建議;工程運營過程中的長期觀測。
勘察工作重要性分級(三個級,由工程、場地、地基決定),1)分級考慮的因素:(1)工程安全等級:一級、二級和三級。(2)場地復雜程度:一級、二級和三級。(3)地基復雜程度:一級、二級和三級。2)勘察等級:一級巖土工程勘察:結構復雜、荷載大、要求特殊等。二級巖土工程勘察:常規(guī)結構、標準基礎形式。三級巖土工程勘察:小型簡單結構。
勘察階段(4個,可研、初步、詳細或技術設計、施工),1)選址勘察(又叫可行性研究勘察):場地穩(wěn)定性及適宜性問題。2)初步設計勘察:地層分布、巖土特征,不良巖土工程問題(布局)、基礎類型等問題。3)詳勘:參數(shù)問題4)施工勘察:符合性問題
勘察工作及步驟(6個方面,制定計劃、地質(zhì)測繪、勘探、測試及試驗、觀測和場地地基評價,得出結論。)1)勘察工作設計(即勘察大綱):2)工程地質(zhì)測繪與調(diào)查調(diào)查方法有:①穿越法;②追索法;③綜合法及布點法3)勘探工作包括掘探、鉆探、觸探和物探4)測試:變形測試、強度測試和承載力測試等5)長期觀測:變形位移及應變,應力及壓力觀測等6)巖土工程分析評價與成果報告
3、巖土體工程性質(zhì)
1)土體:(1)特性:顆粒性、松散性、孔隙性、含水性、變形性(變形模量、壓縮模量)、強弱性(抗剪強度);(2)決定土體工程性質(zhì)的因素:1.土的粒徑組成;2,土的密實度;3.土的稠度,用IL來表示;4.粘性土的結構性;5.應力歷史;(3)土體分類:粘性土與非粘性土;細粒土(砂質(zhì)粉土、粘質(zhì)粉土、粘性土、粉質(zhì)粘土、粘土)、中粒土(礫砂、粗砂、中砂、細砂和粉砂)和粗粒土(漂石或塊石、卵石或碎石和圓礫及角礫)。
2)巖體:巖石、結構弱面與巖體(1)形成(形成的復雜性、久遠性、成份多樣性、結構的復雜性);(2)特性:塊體性、裂隙性、松動性、含水性、變形性、強弱性;(3)巖體組成:巖石+各種結構弱面的復雜組合。(4)巖體環(huán)境:水環(huán)境、熱環(huán)境、應力環(huán)境和
擾動環(huán)境。(5)巖石特性:變形性(初始模量、切線模量、割線模量)及強弱性(屈服強度、峰值強度、殘余強度);限制壓力效應。(6)結構面特性:張開性(形態(tài)、寬度、充填(物質(zhì)成分、充填形式或類型、充填度,膠結度及型式),變形性(法向及切向剛度),強弱性(抗剪強度)。(7)巖體特性:變形性(變形模量、彈性模量)和強弱性(屈服強度、峰值強度、殘余強度);限制壓力效應。巖體與巖石強度的關系
ytysvpmvprys(8)影響巖體工程穩(wěn)定性或安全因素:地溫環(huán)境、地下水環(huán)2境(物理作用:加速巖體物理風化和軟化巖土,工程性質(zhì)變差;瘜W作用:加速巖體風化和劣化。力學作用:改變巖體內(nèi)部應力狀態(tài),降低巖體整體工程性質(zhì)。)天然地應力環(huán)境(地質(zhì)構造形跡及大地構造分析法,現(xiàn)場實測法:如解除法、恢復法、水壓致裂法,室內(nèi)測試法:如Kaiser效應法、巖石變形曲線分析法,室內(nèi)模擬法:如物理模擬、數(shù)值模擬計算)(9)巖體質(zhì)量評價:因素(巖石特性RQD、結構弱面特性、結構弱面與巖石塊體的組合特征-裂隙度及切割度)(10)巖體的工程分類(級):普通分級,行業(yè)分級,工程類別分類(邊坡、隧道);考慮的主要因素:巖石、巖體結構即完整性、地下水
二、基本問題部分
1、地基工程1)土體地基:
(1)一般土體地基:變形(變形模量、回彈模量、反應模量)和承載力(極限承載力、承載力標準值、承載力特征值);
(2)影響地基土變形及強度的因素(土層土體類型、狀態(tài)、含水性、級配及密實情況、基底深度寬度形狀傾斜等)
(3)特殊土質(zhì)地基:黃土地基(濕陷性)、紅粘土地基(濕脹性和收縮性)、膨脹土地基(濕脹性和收縮性);軟弱土地基(處理方法:1密實法:振沖及夯壓等,2置換法:換填等3復合地基法:4加筋法:5灌漿法:)2)巖體地基:
(1)破壞特征(關鍵是結構弱面)、變形與承載力、巖體地基加固(排水、加固結構弱面)。
(2)山區(qū)與丘陵地區(qū)巖體地基(斜坡地基場地穩(wěn)定性、斜坡地基場地環(huán)境安全性、不均勻變形問題、丘陵及山區(qū)地基處治與加固)。
2、深基坑工程
1)深基坑特點與土壓力特點(1類似于邊坡但具有空間性,周圍環(huán)境復雜,失穩(wěn)后果嚴重,2開挖基坑前為靜止土壓力;開挖的過程,土壓力變?yōu)閯討B(tài)的主動土壓力和被動土壓力;3土壓力的分布形態(tài)復雜,受支護形式、支護結構變形特征及土層分布和特性有關;4支護設計計算按一般極限狀態(tài)理論;5實際計算時,常將土壓力簡化為梯形和三角形,采用三角形分布的形式較多一些。)
2)深基坑支護結構類型(重力與非重力式,連續(xù)型與非連續(xù)型,)彎曲結構包括:板樁擋墻和排樁擋墻;自立式水泥土擋墻;地下連續(xù)墻;組合式擋墻;沉井。)
3)深基坑排水(輕型密集井點法和深井井點法)。滲透系數(shù)中等的地區(qū):輕型井點法和噴射井點法,滲透系數(shù)小的地區(qū):電滲井點法滲透系數(shù)大的地區(qū):深井井點法成都地區(qū)常用深井井點法。4)高層建筑地基問題:
(1)特點和要求:1垂直荷載大,為準靜荷載,要求地基有足夠的承載力;2水平荷載巨大,包括風荷載和地震荷載,為隨機性動荷載,要求建筑物基礎基底和周圍能夠提供足夠的反作用力來平衡水平荷載;3對地基不均勻沉降變形非常敏感,容易出現(xiàn)傾斜現(xiàn)象,
一旦出現(xiàn)傾斜基底應力不均勻,這樣就可能進入惡性循環(huán)過程;要求地基沉降變形均勻;4對地基土的地震響應特性也非常敏感,要求測試與確定。
(垂直荷載大,相比水平荷載更突出、對地基變形和地震響應更為敏感,抗浮問題)(2)基礎特點及類型(整體性強,(1)加大基礎埋置深度;一般要求基礎埋深為建筑物總高度的1/12~1/8。(2)基礎與地面以上建筑整體連接,并且基礎結構更強;3)采用不同基礎型式:箱型基礎、樁-箱基礎、筏型基礎、樁-筏基礎、樁-箱基礎、錨桿-筏型基礎)5)山區(qū)建筑地基問題
(1)特點:地基變形及承載力明顯不均、側向變形影響地基變形和承載力。其安全受周圍環(huán)境條件制約。(1)建筑物的安全與地基基礎以外的場地有關(2)建筑物的安全與地基基礎以外的周圍邊坡或斜坡穩(wěn)定有關(3)建筑物安全與其位于的溝道有無泥石流災害(4)建筑物所在場地附近(建筑物之上)陡涯是否有崩塌的危險(5)地基往往不均勻,其不均勻沉降變形和(或)側向變形包括蠕滑變形對建筑物安全構成長期威脅(6)山區(qū)自然和工程洞穴威脅著建筑物的安全。
(2)解決措施:安全評估,回避與防護,觀測。(1)勘察論證時對場地穩(wěn)定及周圍的安全性進行評估、評價和深入的論證;(2)論證結果若有安全隱患,則論證是采取調(diào)整選址位置,還是采取防護或治理措施;(3)將基礎置于堅固地層中,或者適當削弱堅硬地
基,強化相對軟弱地基。(4)有針對性的加強建筑物結構(5)對建筑場地、周圍環(huán)境、地基和建筑物進行長期監(jiān)測或觀測,以便出現(xiàn)異,F(xiàn)象及時長期處理措施。
3、邊坡工程1)土質(zhì)邊坡:
(1)勘察;土質(zhì)邊坡勘察的重點:土層分布及界面形態(tài);土層成因;地下水及地表水特征;巖土體飽水力學參數(shù);軟弱土層分布形態(tài)。
(2)土質(zhì)邊坡破壞形式;塔落;旋轉(zhuǎn)滑動;平移滑動;復合滑動;
(3)加固措施:土質(zhì)邊坡的支護方法:1。護坡:對于穩(wěn)定土坡應進行保護,方法包括:帖坡;植草;抹(或噴)砼層;排水;覆蓋。2.支擋:對于可能的破壞面淺,可用擋土墻或者樁進行支擋。包括:擋土墻(重力式擋土墻,半重力式及懸臂(扶臂式)擋土墻,其它擋土墻:錨桿擋土墻,錨定板擋土墻,加筋擋土墻)3.錨固:較陡的土質(zhì)可考慮用錨桿或錨索加固。
2)巖質(zhì)邊坡:
(1)勘察的重點:地層結構及產(chǎn)狀;節(jié)理等軟弱結構面空間形態(tài)及狀態(tài),以及與坡面關系;地下水特征;軟弱面的物理力學參數(shù)
(2)破壞形式;平面滑動,包括單個平面和多個平面構成的折狀滑面;空間平面滑動(折面)滑動;弧形面滑動;掉落;傾倒變形拉裂崩塌
(3)加固重點加固分四個方面:擋:用于破碎的或強風化的巖質(zhì)邊坡或滑動面緩;支:
用于存在崩塌可能的陡峻堅硬或較堅硬邊坡;錨:用于整體穩(wěn)定的邊坡防護,滑面陡淺及滑床巖體堅硬的治理,錨有錨索及錨桿?梗豪每辜艏翱箯澖Y構抵抗其變形或滑動。
(4)邊坡防護措施:包括:抹面:包括局部抹面及全面抹面;錨噴:包括單獨噴漿及
錨固加噴漿;帖坡:片石、條石干砌或漿砌帖坡;攔截
4、滑坡及其治理1)勘察:
(1)目的(4個,環(huán)境、規(guī)模、危害性、參數(shù))1.了解滑坡形成的地質(zhì)環(huán)境條件及水文
與水文地質(zhì)條件;2.了解滑坡規(guī)模;3.弄清滑坡的危害性;4.為滑坡的治理方案及設計提供有關參數(shù)。
(2)勘察方法與手段(5個,測繪、物探、鉆探取樣、試驗和觀測);1.地面地質(zhì)調(diào)查
及測繪(解決范圍、規(guī)模、機理);2.物探(初步解決厚度)及坑槽探、以及動探;3.鉆探取樣(確定滑坡厚度及滑面與滑帶物質(zhì));4.試驗(確定滑體結構及滑帶物質(zhì)物理力學特性);5.觀測(確定滑坡性態(tài)、參數(shù)反分析)。
(3)內(nèi)容(8個,范圍及規(guī)模、地質(zhì)條件、形態(tài)及結構、形成機理及控制因素,評價參
數(shù),評價分析、支護力、支護方案及經(jīng)濟論證)。1.滑坡范圍及規(guī)模;2.滑坡形成的地質(zhì)條件(地形、巖性、構造、水文及水文地質(zhì)條件)3.滑坡厚度及滑帶位置與空間形態(tài)、滑坡結構4.滑坡形成機理及控制滑坡的因素(地形、地表水及工程活動)5.滑帶力學參數(shù);6.滑坡穩(wěn)定現(xiàn)狀評價分析7.保證滑坡整體穩(wěn)定所需支持力(剩余下滑力);8.滑坡治理方案及其經(jīng)濟性論證。
2)滑坡治理原則及措施:
(1)原則包括:1.因地制宜:根據(jù)滑坡特性,采取有效措施。2.經(jīng)濟最優(yōu);3.技術方案及參數(shù)得當;4.以防為主“對癥下藥”;5.徹底根治,預防后患;6.充分利用巖土體的承載能力。
(2)治理途徑包括:1.終止及減輕誘發(fā)滑坡的外部條件(截流排水、防止工程活動對滑坡的影響)2.改善滑坡體及滑帶物質(zhì)力學性能及結構;3.采用人工結構直接阻止滑坡的發(fā)展,保持其穩(wěn)定。
(3)治理措施包括:回避;截流及排水:卸荷減載;滑坡表面防護;改善滑坡體結構及滑帶土力學性質(zhì),增強滑體整體性、提高滑帶物質(zhì)力學參數(shù);采取工程結構進行支擋或錨固。3)監(jiān)測
1)必要性包括:對滑坡勘察認識的局限性;滑坡環(huán)境及誘發(fā)因素的復雜性及可變性;滑坡治理的經(jīng)濟性問題
2)目的包括:掌握滑動的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢;為是否治理或進一步加固提供依據(jù);預測其災害性和為減災措施實施提供依據(jù)。
3)內(nèi)容包括:滑動位移動態(tài);地下水的活動情況;滑體差異變形位移觀測。
5、地下工程
1)概述地下工程是地下空間(洞室)及其有關開發(fā)與利用方面的人類工程活動。地下空間的總稱按傳統(tǒng)概念稱為地下洞室。地下空間的利用可以減少地面土地的占用,并且具有隱蔽性。
(1)概念:
圍巖:指的是隧道周圍一定范圍內(nèi),對洞身的穩(wěn)定有影響的巖(土)體。原巖:
圍巖應力:周圍巖體作用于隧道和地下洞室襯砌或支護上的荷載,也稱地層壓力。圍巖壓力:洞室開挖后,圍巖將產(chǎn)生變形或松動塌落,對支護結構產(chǎn)生壓力塑性區(qū):
塑性區(qū)半徑及形狀:圍巖抗力系數(shù):
(2)地下工程分類:(使用功能:軍用地下工程;交通地下工程;城市地下設施;礦業(yè)地下采掘空間;地下倉庫;地下廠房;地下民用設施(商場、旅館等)。空間形態(tài):管狀:如交通地下工程,水利水電地下工程,市政工程等;群管狀:地下核廢料儲存庫,冷凍庫及油庫和地下廠房等;準橢球狀。斷面形狀:圓形或橢圓形;直墻圓拱頂形;曲墻圓拱頂形;矩形或梯形。周圍介質(zhì):巖體地下洞室;土體地下洞室。埋深:H/B≥2.5為深埋地下洞室;H/B<2.5為淺埋地下洞室。)
(3)地下工程需要解決的問題:地下涌水及滲水,圍巖大變形,圍巖穩(wěn)定性,圍巖時效變形,支護結構的耐久性及腐蝕性。
(4)地下工程場址選擇考慮的因素:使用功能及用途;地層特性及地質(zhì)構造;場址天然地應力條件及地下水特征;施工方法及開挖對鄰近建筑物的影響;洞軸線及洞口位置的選擇。
2)圓形地下硐室圍巖應力:
(1)原始地應力側壓力系數(shù)為1時,洞周切向應力最大并且均為壓應力,法向應力為零,離洞壁足夠遠應力逐漸過渡到原始地應力狀態(tài),圍巖應力分布是極對稱的。
(2)原始地應力側壓力系數(shù)不為1時,洞周切向應力一般最大,法向應力為零,離洞壁足夠遠應力逐漸過渡到原始地應力相應方向的狀態(tài),圍巖應力分布是軸對稱的。當側壓
力系數(shù)介于1/3至3時洞壁切向應力為壓應力,當側壓力系數(shù)小于1/3或大于3時洞壁切向應力為拉應力。(3)圍巖應力超過其屈服強度時會產(chǎn)生塑性變形,應力集中帶會向內(nèi)部轉(zhuǎn)移。
3)橢圓形地下硐室圍巖應力:洞壁周邊法向應力為零,切向應力的大小及是否“正負”除與原始地應力大小和側壓力系數(shù)有關外,與硐室的軸比有關。當橢圓形硐室某一方向的半軸與另一方向半軸之比與其相應方向的地應力比時,洞周切向應力處處相等(軸變論)。
4)矩形硐室圍巖應力:角點壓應力明顯集中,直邊中點附近可能出現(xiàn)拉應力。應力分布是軸對稱的。
5)硐室圍巖壓力:圍巖壓力類型包括有形變圍巖壓力;松動圍巖壓力;沖擊壓力;隧道失穩(wěn)或過大變形作用于襯砌結構上的力,完整堅硬圍巖變形較大對襯砌結構的壓力就小。形變圍巖壓力計算方法有:彈塑性理論計算,松動圍巖壓力計算方法有:(1)太沙基柱體模型計算法;(2)普氏壓力拱計算法;(3)淺埋隧洞楔形體塌落模型計算法。6)地下硐室支護原理:提供法向應力,減小應力差,提高圍巖強度,使其穩(wěn)定。7)錨桿的三個作用:懸吊、擠壓加固和組合梁。
8)巖爆的概念:堅硬圍巖在高地應力下其圍巖應力超過其強度,突然產(chǎn)生脆性爆裂,釋放出的能量使破裂巖片拋射的現(xiàn)象。
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