6.7不良地质现象对地基稳定性的影响.ppt
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1、 6.7 不良地质现象对地基稳定性的影响,地基:直接支承建(构)筑物重量的地层部分。 基础:建(构)筑物在地下直接与地基相接触的部分。 天然地基:直接砌置基础,未经加固的天然地层。 人工地基:事先经人工加固,再修基础的地基。,一、地基承载力,1地基承载力的实质 地基承载力:地基所能承受由建(构)筑物基础传来的荷载的能力。地基承载力必须满足两个条件: (1)保证地基受荷后不会使地基发生破坏而丧失稳定; (2)地基变形不超过建(构)筑物对地基要求的容许变形值。 地基受荷后将会在基础下的岩土中开始由弹性变形进入局部塑性变形,若荷载超过地基所能承受的能力时,将会使塑性变形区不断扩大,导致地基塑性区连贯
2、而发生剪切破坏,直至地基失效。 所以地基承载力视地基的塑性区大小而定。塑性区越大,地基承载力越小。,2持力层的选择 持力层:地基中直接支持建(构)筑物荷载的岩土层。 选择持力层的条件: 承载能力高、变形小以及有利于建(构)筑物和地基稳定的岩土层。,3地基均匀性的判定 一般建(构)筑物承受均匀沉降不会有多大损坏。然而过大沉降量和不均匀沉降量对建(构)物来说都是不利的。 地基均匀性的判定标准: (1)当基础不能以人工填土作为持力层时,填土层的层底,即持力层层面有时变化较大,这时不能将基础一边放在填土上,一边放在天然土层上。当持力层层面坡度大于10%时,可视为不均匀地基,此时可加深基础埋深,使其超过
3、持力层最低的层面深度。,(2)地基持力层和第一下卧层在基础宽度(b)方向上,地层厚度的差值小于0.05 b时,可视为均匀地基;当大于0.05b时,应计算横向倾斜是否满足要求。,(3)衡量地基土压缩性的不均匀性,以压缩层内各土层的压缩模量为评价依据。,1)当 、 的平均值小于10MPa时,符合下式要求者为均匀地基。 2)当 、 的平均值大于10MPa时,符合下式要求者为均匀地基。 式中 、 分别为基础宽度方向两个钻孔中,压缩层范围内压缩模量按厚度的加权平均值(MPa),并取大者为 小者为 。 3)当不能满足上述两式要求时,属不均匀地基。,二、岩溶与土洞对地基稳定性的影响,1在地基主要受力层范围内
4、有溶洞或土洞等洞穴,当施加附加荷载或振动荷载后,洞顶坍塌,使地基突然下沉。 对洞穴顶板稳定性评价可根据洞穴空间是否填满而定。 (1)洞穴空间自行填满时,顶板厚度大于塌落厚度,地基是稳定的。 (2)洞穴空间不能自行填满或洞穴顶板下面脱空时,则要验算顶板的力学稳定。 2地表岩溶有溶槽、石芽、漏斗等,造成基岩面起伏较大,并且在凹面处往往有软土层分布,因而使地基不均匀。 3凡是岩溶地区有第四纪土层分布地段,要注意土洞发育的可能性。,在塌陷区选择建(构)筑物的地基时,应尽量遵循下列经验: (1)建筑场地应选择在地势较高的地段; (2)建筑场地应选择在地下水最高水位低于基岩面的地段; (3)建筑场地应与抽
5、、排水点有一定距离、建(构)筑物应设置在降落漏斗半径之外。如在降落漏斗半径范围内布置建筑物时,需控制地下水的降深值,使动水位不低于上覆土层底部或稳定在基岩面以下,即不使其在土层底部上下波动; (4)建(构)筑物一般应避开抽水点地下水主要补给的方向,但当地下水呈脉状流时,下游亦可能产生塌陷。,三、地震液化与断裂对地基稳定性的影响,1液化层的判别 饱和土液化原因在于振动下土体积要收缩和排水不畅,孔隙水压力上升,导致有效应力降低。 因此影响液化的主要因素有振动强度、透水性、密度、粘性、静应力状态等。,(1)若土的密度大,则振动下体积收缩的趋势小,不易液化。 (2)当土的渗透性不好,则不易排水,孔隙水
6、压力得以增大,因此易于液化; (3)若土的粘性大,当有效应力消失时土粒还可依赖粘聚力来联系,骨架不致崩溃,不易液化; (4)若土受的有效应力大,或土层埋深大,则液化需要较高的孔隙水压力,较难液化。 (5)振动强度增大至一定程度时会产生液化。一般认为:地震烈度6度地区很少发现液化造成的喷水冒砂现象。 综上所述,一般的地震强度下,埋深15m饱和的松至中密的砂和粉土是最常见的液化土。砾石、干砂、粘性土、黄土等在79度的地震烈度下通常不会液化,是非液化土。,2断层带对地基稳定性的影响 (1)全新活动断裂:在全新世地质时期(距今一万年)内有过较强烈的地震活动或近期正在活动,在将来(今后100年)可能继续
7、活动的断裂。按其活动强度可将全新活动断裂分为强烈的、中等的和微弱的三级。 (2)发震断裂:在全新活动断裂中,近期(近500年来)地震活动中,震级M5的震源所在的断裂;或在未来的100年内,可能发生M5级地震的断裂。 (3)非全新活动断裂:一万年以来没有发生过任何活动形式的断裂。,(4)地裂:分构造性地裂和重力性(非构造性)地裂两种: 1)构造性地裂:强烈地震作用下,在地面出现或可能出现的以水平位错为主的构造性断裂,为强烈地震动的产物,与震源没有直接联系。地裂缝最大值出现在地表,并随深度增加而逐渐消失。 2)重力性(非构造性)地裂:由于地基土地震液化、滑移、地下水位下降造成地面沉降等原因在地面形
8、成沿重力方向产生的无水平错位的张性地裂缝。,非活动断裂对建筑的影响较小。建(构)筑物不必专门避开这一带。但如果断层破碎带出现在距地表不远的深度,则带来地基土均匀性差的问题,则不应将建筑物跨越断层破碎带。 对于活动(发震)断裂,可将其分为非破坏性的与破坏性的。 非破坏性发震断裂的震级一般M5.5,能产生小震与岩土的蠕动,故应将建(构)筑物布置在一定距离以外。 破坏性发震断裂的震级一般M5.5,由于断裂两侧岩层的错动突然,且错动的距离大,故应避开至影响范围之外。,6.8 不良地质现象对 地下工程选址的影响,主要内容: 地下工程总体位置的选择 洞口选择的工程地质条件 洞室轴线选择的工程地质条件,地下
9、工程:建筑在地面以下及山体内部的各类建(构)筑物。如:地下交通设施、地下工业设施、地下储存库、地下生活设施、地下军事设施等。 地下工程优点:隔热、恒温、密闭、防震、隐蔽、不占地面空间。,一、地下工程总体位置的选择,1、首先考虑区域地质条件: (1)基本地震烈度一般小于8度,历史上地震烈度及震级不高,无毁灭性地震; (2)区域地质构造稳定,工程区无区域性断裂带通过,附近没有发震构造; (3)第四纪以来没有明显的构造活动。,2、选择建洞山体 (1) 场地稳定安全; (2)构造简单,岩层厚且产状平缓; (3)岩体完整,成层稳定,具有较厚的单一的坚硬或中等坚硬的地层; (4)地形完整,受地表水切割破坏
10、少,没有滑坡、塌方等早期埋藏和近期破坏的地形。无岩溶或岩溶很不发育,山体在满足进洞生产面积的同时,具有较厚的洞体顶板厚度作为防护地层; (5)地下水影响小,水质满足建厂要求; (6)无有害气体及异常地热; (7)其他有关因素,例如与运输、供给、动力源、水源等因素有关的地理位置等。,二、洞口选择的工程地质条件,1洞口的地形和地质条件 洞口宜设在山体坡度较大的一面(大于30),岩层完整,覆盖层较薄,最好设置在岩层裸露的地段。 2洞口底标高的选择 洞口底的标高一般应高于谷底最高洪水位以上0.51.0m的位置;各个洞口的高程不宜相差太大,要注意洞室内部工艺和施工时所要求的坡度,便于各洞口之间的道路联系
11、。 3.洞口边坡的物理地质现象 避免不良地质现象。,三、洞室轴线选择的工程地质条件,选择依据: 地层岩性 岩层产状 地质构造 水文地质条件,1、布置洞室的岩性要求,尽可能使地层岩性均一,层位稳定,整体性强,风化轻微,抗压与抗剪强度较大的岩层中通过。 岩浆岩和变质岩较有利;沉积岩岩性复杂,较上述两类岩石差。,2. 地质构造与洞室轴线的关系,(1)当洞室轴线平行于岩层走向时: A:水平地层(岩层倾角510) 在选择洞室位置时,最好选在层间联结紧密、厚度大(即大于洞室高度二倍以上者),不透水、裂隙不发育,又无断裂破碎带的水平岩体部位,这样对于修建洞室是有利的。 B:倾斜地层 一般说来是不利的 。 侧
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