基于Coulomb强度准则的重力坝岩石地基抗滑稳定系数的推演与教学设计

文章结合为本科学生开设的《岩石力学》课程中岩石地基抗滑稳定性分析的教学内容,以重力坝岩石地基抗滑稳定性分析为例,对基于Coulomb强度准则的重力坝岩石地基深层双斜滑移面、深层单斜滑移面和浅层水平滑移面的抗滑稳定系数计算方法进行了理论推演,依据稳定系数计算表达式探讨了提高重力坝岩石地基抗滑稳定系数的工程措施,给出了易于本科学生理解和掌握的岩石地基抗滑稳定性分析的教学组织和设计。通过将所设计的重力坝岩石地基抗滑稳定系数计算方法在本科生中的教学实践,可实现预期的教学目标。In combination with the instructional contents of anti-slip stability analysis for rock foundation in the course entitled Rock Mechanics provided for undergraduates, the method for calculating the anti-slip stability factor of deep double oblique sliding planes, single oblique sliding plane in rock foundation of gravity dam, as well as shallow horizontal sliding plane in rock foundation of gravity dam is derived based on Coulomb strength criterion by taking rock foundation of gravity dam as an example. The technical engineering measures to enhance the anti-slip stability factor for rock foundation of gravity dam are also discussed based on the formula to calculate the stability factor of gravity dam rock foundation. Both the instructional planning and organization for analyzing the anti-slip stability for rock foundation of gravity dam in the course, which are easy for undergraduate students to understand and master, are still proposed in this paper. Through practice on teaching the proposed method for calculating the anti-slip stability factor for rock foundation of gravity dam to undergraduate students, the expected teaching objectives can be achieved.

抗浮锚杆在贵州岩石地基中的应用探讨

由于目前工程中涉及的有关抗浮锚杆的标准较多。各标准基于试验理论有差异,计算结果相差较大,这就造成了设计人员在实际工程中无所适从,查阅很多标准,最后却只能采用各标准计算结果包络设计收场。花费了大量的时间,并造成了不必要的浪费。本文以贵州某项目岩石地基为例,对比了目前常用的多部标准,分析它们的异同。并通过实际工程的分析对比,得出了贵州地区较硬岩上的岩石锚杆,锚固长度由构造锚固长度控制,锚杆的估算仅需要确定截面面积即可,大大节约设计师的时间,提高工作效率,供设计人员遇到类似工程时参考。

面向浅水位工程项目的岩石地基开挖施工技术

本文从事面向浅水位工程项目的岩石地基开挖施工技术策略探讨,以案例项目为依据进行技术应用要点分析,旨在为我国施工企业提供技术借鉴价值,掌握浅水位工程基坑开挖技术要点,以保障施工质量,促进企业经济效益的提升,建立良好行业口碑。

现行规范中岩石地基承载力确定方法剖析

地基承载力是地基基础设计的重要依据,是岩土工程勘察工作的主要任务之一,现行《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)、《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)规定,确定岩石地基承载力特征值常用方法有取岩样做室内试验和现场原位载荷试验等。但因取样扰动、受节理裂隙影响及环境条件与实地有明显的差异,室内试验结果存在一定偏差,不能完全客观真实反映岩石地基承载力特征值。针对某工程采用中风化泥质粉砂岩作为持力层,采取钻探岩芯进行室内饱和单轴抗压强度和载荷试验两种方法综合确定岩石地基承载力,用载荷试验确定的地基承载力特征值与室内根据岩石饱合单轴抗压强度确定的地基承载力特征值进行比对,进一步分析引起两者存在差异的可能原因。

岩石地基地下室上浮事故原因分析及加固

聚焦于建筑物地下结构上浮问题,本文以某一建筑物的岩石地基地下室为上浮破坏工程案例,从工程施工工况和地下结构检测鉴定的角度,展开上浮事故原因分析及加固方案实施。结果表明,岩石地基的复杂性使之成为良好的渗流路径,加之提前停止降水、群锚破坏等因素,共同造成了建筑物上浮、构件开裂、结构受损等问题。加固时应严格按照设计和规范要求采取降水措施,合理布置抗浮措施,并应加强后期观测,避免造成更大的经济损失和社会影响。研究结果具有较好的科学意义和工程应用前景,可为类似的地下室上浮处理及抗浮锚杆施工提供参考。

强风化岩石地基中预应力扩底锚索抗疲劳试验研究

提出一种预应力扩底锚索结构,通过扩底端与围岩之间形成挤压摩擦锚固,并对钢绞线施加预拉力减小其疲劳应力幅,可代替普通岩石锚杆作为抗疲劳结构用于岩石地基基础中。对强风化岩石地基中的预应力扩底锚索分别进行了现场疲劳试验和静力试验,共计7组试验。试验结果表明,强风化岩石地基中,预应力扩底锚索可以承担200万次以上的疲劳荷载作用,估算疲劳应力幅为148MPa,锚索的疲劳寿命和抗疲劳承载力较高;静力试验锚索最终发生钢绞线断丝破坏,锚头均未被拔出,扩底端的锚固性能好,能充分发挥钢绞线的抗拉强度。经过合理设计,预应力扩底锚索可以应用于具有疲劳作用的风电结构强风化岩石地基基础中。

基于Hoek-Brown准则的岩石地基承载力

确定岩体地基承载力的方法主要有岩基荷载试验方法、对岩石饱和单轴抗压强度乘以折减系数的规范法和查表法等。其中岩基荷载试验法结果较准确,但试验设备要求高,试验周期长,费用比较大,仅对少数重要建筑勘察采用。规范法比较简单方便,费用低,但折减系数的确定缺乏理论依据,精度不高。本文依据Hoek-Brown准则,利用岩石的单轴抗压强度,确定了岩体在不同质量程度下的地基极限承载力,并对此做出了说明。同时利用这一方法计算了部分岩石的岩体地基极限承载力表。

基于仿真模型的高层建筑岩石地基基础最小埋置深度限值分析

我国《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3—2010)中规定,当建筑物采用岩石地基或采取有效措施时,在结构满足地基承载力、稳定性及底部零应力区要求的前提下,其埋置深度可适当放松。因此,为研究高层建筑岩石地基基础最小埋深限值对结构抗倾覆的影响,提出了一种全新的、基于周期模拟的仿真极限模型试验方法,按不同高度、抗震烈度及基本风压生成378个仿真极限模型后,得到18组工况下的结构底部零应力区面积比与结构抗倾覆安全系数,分析上述数据后可知,对于6度地震设防地区、基本风压小于(含)0.5kN/m^(2)的高层建筑,若其基础无偏心且平面尺寸符合《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3—2010)规定,则在基础满足规范承载力、变形、抗滑移要求的前提下,基础埋置深度需求有较大程度的减小。未来可以研究仿真模型的适规性验证、重力和质心偏心等方面对于结构倾覆的影响,进一步完善结构抗倾覆方面的理论依据。

岩石地基超深超长地下结构裂缝控制设计

结合实际工程-贵州饭店和贵阳市六广门污水处理厂,对高抗浮水位条件下岩石地基上超深超长地下结构的裂缝控制进行了理论计算与分析,论述了其裂缝控制要点。通过采用优化设计后的防水滑移层以及可释放水平刚度的抗浮锚杆,释放地基水平约束,结合温度控制及补偿收缩混凝土的应用等措施,达到构裂缝控制预期目标,为今后岩石地基上超深超长地下结构的裂缝控制设计提供借鉴及参考。

一种岩石地基承载力的计算方法

基于13个不同岩性的完整性为极破碎—较破碎的岩基载荷板试验结果,提出了一种岩石地基的天然地基承载力特征值的简化计算方法。该方法以剪切波速描述基岩的完整性,以岩石单轴抗压强度描述基岩的软硬程度,承载力计算值与实测值的拟合优度R^(2)可达到0.91。同时,对本文提出的计算方法、Poulos计算方法、《核电厂岩土工程勘察规范》算法以及《建筑地基基础设计规范》经验算法进行了对比分析,分析结果表明,采用本文方法可以充分挖掘岩基承载力的潜力,采用核电规范算法相对较保守,Poulos方法对于剪切波速低于700m/s的基岩可能偏于不安全,而地基基础规范经验算法计算值与实测值相比离散性较大,不利于工程应用。

复杂地质条件下岩石地基承载力预测

为了提升复杂地质条件下地层岩石地基承载力的预测精度,提出一种新的岩石地基承载力预测方法。组建地层岩石地基复杂地质条件预测模型,设计不同地质条件下岩石地基压力强度分析指标,综合分析复杂地质条件,结合高斯随机过程与贝叶斯学习理论,实现岩石地基承载力的预测。实验数据分析表明,应用设计方法预测的岩石地基承载力可以最大限度地趋近实际承载力数值,且误差控制效果与预测误差的收敛性、稳定性均能够满足相关强度准则的指标要求,具有较好的应用性能。

水工建筑岩石地基与软土地基开挖方法探讨

在水工建筑施工中,只有确保基坑施工技术的安全性和可靠性,才能防止基坑坍塌,避免边坡位移、变形等问题。基于此,文章首先分析了水工建筑基坑开挖的常见土质和施工特点,提出当前水工建筑基坑开挖中常见的地基类型为岩石地基与软土地基,进而对水工建筑地基开挖的方法进行探讨,以此为水工建筑的基础施工提供支持。

岩溶区含溶洞岩石地基稳定性分析

地质构造、结构面、岩层性质、溶洞洞体形态、地下水等,是定性评价溶洞地基稳定性的重要因素。利用弹性理论,推导了岩石地基中溶洞周围的应力状态,利用格里菲斯强度理论,对含溶洞岩石地基的稳定性进行了定量计算判别。并且发现基础底面尺寸、溶洞顶板厚度、溶洞跨度(直径)及溶洞的断面形状对地基稳定性的影响很大,而地下水产生的"真空吸蚀作用"对地基稳定性的影响很小,洞内充填物对地基稳定的作用不明显。

岩石地基上扩展基础基底反力分布的分析

扩展式基础的基底反力一般呈非线性分布。数值模拟的结果显示 ,岩石地基上的扩展式独立基础 ,其基底反力分布的非线性特征非常显著 ,并且其分布模式和变化规律与土质地基不同。基础高度 ,即基础与基岩的相对刚度是决定基底反力分布模式的主要因素 ,随着基础和基岩相对刚度从小到大的变化 ,基底反力分布模式从中部集中向接近均匀分布过渡 ,再向边缘集中发展。

基于P-R相关性研究的岩石地基承载力优化取值

岩石地基承载力是建筑工程中一个重要的力学指标,大多数建筑工程主要依据岩石饱和单轴抗压强度的标准值R确定,重要建筑工程还需要通过岩体载荷试验的承载力特征值P确定,那么两种方法必然存在一定的相关性。实践经验表明,用R确定承载力的方法简单易行,但R代表的是岩石材料的特性,与工程岩体的情况有显然的不同,而原位载荷试验是在半无限条件下进行的,与工程实际条件更为接近,因此,用P确定地基承载力比用R要合理。在总结多达43点的岩体载荷试验及对应部位至少3组的单轴抗压强度对比试验成果与收集248组重庆地区岩石的三轴强度试验成果的基础上,建立了P-R相关关系及围压条件下的强度特征。通过揭示它们之间的相关性,提出采用岩石饱和单轴抗压强度标准值的1.5倍作为地基承载力特征值的重要结论,为岩石地基承载力优化取值提供了重要依据。

岩石地基上扩展基础的基底反力实测分析

通过对岩石地基上扩展基础试件现场试验的简介,在现场试验数据的基础上,根据测得的在各级加载下的基底反力数值,绘制出各型试件的基底反力分布曲线,总结出各型试件基底反力分布曲线的规律。并与土质地基上扩展基础的基底反力分布规律进行比较,通过分析差异的原因进一步说明影响岩石地基上扩展基础基底反力分布的内在因素主要为:地基土特性及荷载的差异,可以为扩展基础控制截面内力的计算提供参考依据,并为岩石地基上基础工程的研究和实际应用提供一定的参考价值。

节理岩石地基极限承载力的有限元分析

应用有限元法对节理岩石地基进行了数值模拟,其中夹层模型与接触模型的计算结果都比较稳定,计算精度都比较高,但接触模型在建模过程中比较繁琐,故通过采用夹层模型对存在单个节理的岩石地基进行数值分析,其结果表明:有单个节理的地基的极限承载力并不随着该节理倾角的变化而单调递增或递减;随着倾角的逐渐增加,极限承载力先是逐渐减少到一个最小值,而后逐渐增加。节理强度对岩石地基的极限承载力影响很大,但当节理倾角比较小或比较大时,节理的强度对计算结果的影响并不显著。另外,节理的位置也有较大的影响,当节理深度距基础很近时,极限承载力大幅降低。在实际工程中,对于节理岩石地基的极限承载力要慎重分析。

用Hoek-Brown强度准则确定岩石地基极限承载力

岩石地基承载力，是地基稳定性分析中的强度问题，不仅控制建筑物的安全，而且客观上影响工程的经济合理性，因此，精确确定岩基承载力至关重要。介绍基于Ｈｏｅｋ Ｂｒｏｗ ｎ 强度准则计算完整岩体、节理岩体、破碎岩体、软弱岩体岩基承载力的极限平衡解法，以及参数ｍ ，ｓ的确定方法。最后，以工程实例证明此方法的正确性和实用性。

岩石地基上扩展基础的受力特性分析

扩展基础施工简易、造价经济,在工程中应用广泛。但由于岩石地基刚度比基础刚度大、岩石地基变形量小等特点,岩石地基上扩展基础的基底反力和受力特性与土质地基应有所不同。就岩石地基上扩展基础受力特点展开了现场试验和数值计算在内的分析,总结了扩展基础在荷载作用下塑性发展特点及基础高度和配筋率对其影响规律,对比分析了现场试验数据与有限元数值计算结果,指出岩石地基上扩展基础在受力过程具有劈裂破坏特点。结论对岩石地基上扩展基础的设计和研究具有参考意义。

考虑荷载位置偏移的空洞岩石地基极限承载力计算方法

荷载位置偏移量对下伏空洞岩石地基的极限承载力有较大影响。当荷载位置偏移量较小时,基于双对数螺旋曲线模型,采用极限分析上限法建立了下伏空洞岩石地基破坏体的功能方程,推导得到了荷载位置偏移下空洞岩石地基极限承载力计算表达式。当荷载位置偏移量较大时,空洞地基发展成为Prandtl破坏模式。并进一步分析了岩石地基厚度h、荷载位置偏移量e及内摩擦角φ对空洞岩石地基极限承载力的影响。最后进行了不同荷载位置偏移量和厚度下的空洞地基极限承载力模型试验研究,并与理论进行了对比验证分析。结果表明:当荷载位置偏移量e一定时,随着岩石地基厚度h的增加,空洞岩石地基极限承载力大致呈线性增长,并逐渐趋向于完整基岩承载力;当岩石地基厚度h一定时,随着荷载位置偏移量e的增大,岩石地基极限承载力呈非线性增长,增大到一定值时接近完整基岩承载力;当岩石地基厚度h和荷载位置偏移量e一定时,随着内摩擦角φ的增大,岩石地基极限承载力增长的幅度逐渐变大。