地基岩体稳定性分析
第8章 岩体地基工程地质问题
比较上述两式可以看出，当其他条件 相同时，沿倾向上游滑动面滑动的抗 滑稳定性系数显著大于沿倾向下游滑 动面的抗滑稳定性系数。
图8-7单斜滑动面倾向 下游的稳定性计算
（3）双斜滑动面的稳定性计算
如图8-8所示，在这种双斜滑动面形式下，计算抗滑稳定时将双斜滑 移面所构成的楔体△ABC划分为二个楔体，即△ABD及△BCD。这 时，△ABD是属于单斜滑动面倾向下游的模型；而△BCD在其自重 作用下，显然有沿CB面下滑的趋势，这必然对ABD块体产生阻滑作 用，故把ABD块体称为滑移体，BCD块体称为抗力体。
（2）室内单轴抗压强度确定岩石地基承载力
①试料可用钻孔的岩心或坑、槽探中采取的岩块。 ②岩石试样尺寸一般为φ50mm×100mm，数量不应少于 六个，进行饱和处理。 ③在压力机上以每秒500～800kPa的加载速度加载，直到 试样破坏为止，记下最大加载，做好试验前后的试样描 述。 ④根据参加统计的一组试样的实验值计算其平均值、标 准差、变异系数，取岩石饱和单轴抗压强度的标准值为：
图8-8双斜滑动面的稳定性计算
①非等Ks法
该方法以滑移体ABD或抗力体BCD处于极限平衡状态为依 据（即抗滑稳定性系数为1），由此计算出抗力P，然后再 根据抗力P计算出抗滑稳定性系数。
f1
K ABD
V
1
cos
1
H sin U c l V sin H cos
岩石单轴抗压强度试验机
根据经验确定岩体地基承载力
表8-1 岩体地基容许承载力数值表
岩体类型 节理不发育（间 距＞1.0m） 容许承载力（MPa） 节理较发育 （间距1.0～ 0.3m） （1/7～1/10） Rw （1/5～1/7）Rw 节理发育（间距 0.3～0.1m） （1/10～1/16） Rw （1/7～1/10）Rw 节理极发育 （间距＜0.1m） （1/16～1/20） Rw （1/10～1/15） Rw
岩溶地基加固的原理及方法分析
岩溶地基加固的原理及方法分析发表时间：2016-07-27T13:54:16.550Z 来源：《基层建设》2016年10期作者：罗鑫[导读] 本文针对岩溶发育的特点及岩溶地基稳定性影响因素，对岩溶地基加固的原理及方法进行分析。
中铁四院集团南宁勘察设计院有限公司摘要：我国西南地区广泛分布碳酸盐岩地层，溶洞、岩溶裂隙带及土洞等隐蔽型岩溶现象较发育，是引发地面塌陷的主要因素之一，直接影响铁路路基的设计、施工及运营安全。
为有效解决岩溶地区地基的稳定性，需要采取科学、合理的加固措施。
本文针对岩溶发育的特点及岩溶地基稳定性影响因素，对岩溶地基加固的原理及方法进行分析。
关键词：岩溶地基；加固；原理；方法在铁路建设蓬勃发展的今天，铁路设计的安全性尤为显得重要，尤其在岩溶发育地区，如何合理地选择铁路地基加固处理方法往往是铁路设计的重难点。
笔者认为在充分利用地质勘察成果的基础上，了解岩溶发育特点及机理，才能正确预测其发展趋势，以此确定地层的稳定条件，从而针对性地采取地基加固方法，增强岩溶地基的稳定性。
1、岩溶发育特点（1）形成条件各种岩溶形态发育的先决条件是具备可溶性的石灰岩、白云岩等碳酸盐岩地层，其次是具备频繁活动的地下水，再者是地层中具备原生解理裂隙、断层裂隙或风化节理裂隙。
岩溶发育机理为：在地质条件长期演变的过程中，裂隙发育的可溶岩地层在地下水频繁活动的过程中，裂隙附近地层中的可溶性物质碳酸钙不断被溶于水中并随地下水沿原裂隙带离，裂隙逐渐被扩大，形成溶隙、溶腔等小型岩溶形态，在此过程中，裂隙亦在不断向周边发展，逐渐在局部形成溶蚀裂隙带，岩石被溶蚀裂隙切割成数个小岩块，最终形成溶洞、溶槽、溶厅等大型岩溶形态。
同时，在岩石与上覆土层的接触面，由于地下水的频繁升降活动，在接触面形成真空吸蚀环境，土层中的细颗粒逐渐被地下水经土体裂隙带离至岩石中的溶隙、溶洞、溶槽等岩溶通道中，土层中裂隙逐步扩大，最终失稳坍塌形成土洞，并随着时间的推移，土洞不断扩大，最终顶板土层失去支撑，坍塌后引发地面塌陷。
建筑地基的稳定性分析和评价学习
《岩土工程勘察规范》(GB 50021-2001) (2009年版) 4.1.11第3款规定应“分析和评价地基的稳定性……”，由于该部分内容在规范中较分散，各位同行在岩土工程勘察报告编写时，往往感到无从下笔，现归纳如下，供参考，不当之处望不吝赐教。
一、地基稳定性地基稳定性，一说是地基在外部荷载(包括基础重量在内的建筑物所有的荷载)作用下抵抗剪切破坏的稳定安全程度；二说是各类工程在施工和使用过程中，地基承受荷载的稳定程度；还有表达为与地基岩土体在承受建筑荷载条件下的沉降变形、深层滑动等对工程建设安全稳定的影响程度。
因此，地基稳定性是一个很模糊的概念，其分析和评价可以包含在场地稳定性分析和评价和地基分析和评价之中。
总之，稳定性评价的目的是为了避免由于建（构）筑物的兴建可能引起地基产生过大的变形、侧向破坏、滑移造成地基破坏从而影响正常使用。
按照(GB 50021-2001) (2009年版) 14.1.3、14.1.4规定，岩土体的稳定应在定性分析的基础上进行定量分析。
评价地基稳定性问题时按承载力极限状态计算，评价岩土体的变形时按正常使用极限状态的要求进行验算。
二、地基稳定性分析评价内容影响地基稳定性的因素，主要的是场地的岩土工程条件、地质环境条件、建（构）筑物特征等。
一般情况下，需要对如下建（构）筑物进行地基稳定性评价：经常受水平力或倾覆力矩的高层建筑、高耸结构、高压线塔、锚拉基础、挡墙、水坝、堤坝和桥台等。
通常涉及到岩土工程方面主要的内容有：（1）岩土工程条件包括组成地基的岩、土物理力学性质，地层结构。
特别是有特殊性岩土，隐伏的破碎或断裂带，地下水渗流等特殊情况；（2）地质环境条件包括是否建造在斜坡上、边坡附近、山区地基上，建（构）筑物与不良地质作用、特殊地貌的关联度和可能引起地基破坏失稳的各种自然因素或组合。
如岩溶、滑坡、崩塌、采空区、地面沉降、地震液化、震陷、活动断裂、岸边河流冲刷等。
按照《岩土工程勘察规范》(GB 50021-2001) (2009年版)、《高层建筑岩土工程勘察规程》(JGJ72-2004)和《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010)规定，根据济南地区这一问题，通常需要分析评价的内容总结如下：1、地基承载力计算与验算验算地基稳定性实质上就是验算地基极限承载能力是否满足要求。
地基稳定性分析
地基稳定性分析建筑地基的稳定性分析和评价《岩土工程勘察规范》(GB 50021-2001) (2009年版) 4.1.11第3款规定应“分析和评价地基的稳定性……”，由于该部分内容在规范中较分散，各位同行在岩土工程勘察报告编写时，往往感到无从下笔，现归纳如下，供参考，不当之处望不吝赐教。
一、地基稳定性地基稳定性是指主要受力层的岩土体在外部荷载作用下沉降变形、深层滑动等对工程建设安全稳定的影响程度，避免由此地基产生过大的变形、侧向破坏、滑移造成地基破坏从而影响正常使用。
按照(GB 50021-2001) (2009年版) 14.1.3、14.1.4规定，岩土体的变形、强度和稳定应在定性分析的基础上进行定量分析。
评价地基稳定性问题时按承载力极限状态计算，评价岩土体的变形时按正常使用极限状态的要求进行验算。
二、地基稳定性分析评价内容影响地基稳定性的因素，主要的是场地的岩土工程条件、地质环境条件、建（构）筑物特征等。
一般情况下，需要对经常受水平力或倾覆力矩的高层建筑、高耸结构、高压线塔、锚拉基础、挡墙、水坝、堤坝和桥台等建（构）筑物进行地基稳定性评价。
通常情况下，涉及到主要的内容有：（1）岩土工程条件包括组成地基的岩、土物理力学性质，地层结构。
特别是有特殊性岩土，隐伏的破碎或断裂带，地下水渗流等特殊情况；（2）地质环境条件包括是否建造在斜坡上、边坡附近、山区地基上，建（构）筑物与不良地质作用、特殊地貌的关联度和可能引起地基破坏失稳的各种自然因素或组合。
如岩溶、滑坡、崩塌、采空区、地面沉降、地震液化、震陷、活动断裂、岸边河流冲刷等。
按照《岩土工程勘察规范》(GB 50021-2001) (2009年版)、《高层建筑岩土工程勘察规程》(JGJ72-2004)和《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010)规定，对山东地区该问题常见的几种情况罗列如下：1、地基承载力计算与验算验算地基稳定性实质上就是验算地基极限承载能力是否满足要求。
第10章 坝基岩体稳定分析140414
美国加州 Monticello Dam
坝肩岩 体滑移 条件
VA
O
H
3N
1
4 E2
·分力方向以外的结构面成为其横向切割面
·在分力夹角范围内的侧向滑动面 软弱夹层
·岩体下部近水平或较平缓结构面 层面
·河谷边坡构成天然的临空面
断层裂隙面
构成 底滑面
各种地形地质条件对拱坝坝肩岩体稳定的影响
重庆云阳盖下坝水电工程 双曲拱坝右坝肩岩体
节理
滑动面
低于坝基底面与基岩接触面的抗剪强度 其抗剪强度
低于岩体中其它界面或部位的抗剪强度
可单一 其出现形式 可由两组或多组结构面组成
峨眉山龙门洞地质实习点，何鹏摄于2001年11月
⑵ 滑移破坏形式
坝基岩性软弱 岩层 产生滑动的原因 软弱夹层埋藏浅 产状 平缓 现象：在水平推力作用下,下游岩层容易向上弯曲形成浅层
1. 坝基岩体滑动破坏类型 类 型 产生部位 产 生 原 因
τ计算指标 c、φ值
① 基岩太完整坚
表层滑动
沿坝底与基
硬，其强度远超过 混凝土坝体强度
岩的接触面 ② 基岩面处理不当
或混凝土浇筑质量
不好
① 基岩体软弱
浅层滑动
浅层岩体内 ② 基岩体表部风化 的剪切破坏 破碎层没有挖除干
净
取自混 凝土与 基岩的 接触面
分布 情况
·横切面上起到滑移的推动作用 作用 ·滑动面上起到抵消正应力从而降低抗滑力的作用
② 潜蚀（管涌）
⑵ 坝下游河床冲刷问题 ·为滑动造成陡立临空面
冲刷的后果 ·或造成岸坡的不稳定
安全 ·对于陡倾岩层：L/d>2.5 规定 ·对于缓倾岩层：L/d>5.0
岩溶区地基岩体溶洞顶板稳定性评价
此 类顶板坍塌对 桥 梁 基础 的 安 全可 构 成严 重危 害， 而其 发
生的时间和空间很难预 测 。因此如 何评 价顶 板稳定 性 问题 是工 程建设 中急待解决 的问题 。若干年来 ， 我们 国家在处理 基岩洞穴 的实践 中 ， 顶板的安全厚 度 的评价 方面 曾作 过 一些探索 ， １ 在 如Ｉ ］ 戎都理 工学院的博 士生 导师黄润 秋 教授 曾对重 庆市 浅埋 地下 洞 室的安全顶板厚度 作过 研 究 ， 出 了一 个能 综合 考 虑 各影 响 因 得 素的安 全顶板厚度的预测 模型 ， 但主要的岩 性是砂岩 。我们 现在 研究 的是在 岩溶强 烈发 育 的灰 岩层 ， 者的 地质 条 件 又有 很大 二
评 价 ， 于 基 岩 洞 穴 则 不适 合 。 用 根 据 我 国 在 岩 溶 地 区工 程 建 设 中 处 理 基 岩 洞 穴 顶 板 的 实 践
边基本吻 合 ， 走 向 ＮＮＥ， 向 Ｓ 倾 角 １。 ２ 。西部 略 大 ） 为 倾 Ｅ， ２～ Ｏ（ 。 此外 ， 个桥址 区均有 构造裂隙发 育 ， 中， 整 其 裂隙按倾 角划分有三 类： 其一 是陡倾裂隙 ， 倾角多≥ ７ 。此组发 育程度较 高 ， 个场 地 Ｏ， 整
（ ）对 于石 头较多的地层 ， ２ 采用 两次 法 ， 一次 不用桩 尖 ， 第 直
接将 空管沉入底部 ， 目的是将桩 位 的障碍 物挤 出， 二次直 接套 第
ｔ桩 尖 沉 入 到 设 计 标 高 ， 种 方 法 效 果 明 显有 效 。 这
（ ）对 于淤泥层 ， ３ 在拔 管 过 程中 必须控 制 拔管 速 度 ， 速度 必
建筑地基的稳定性分析和评价
建筑地基的稳定性分析和评价一、地基稳定性地基稳定性是指主要受力层的岩土体在外部荷载作用下沉降变形、深层滑动等对工程建设安全稳定的影响程度，避免由此地基产生过大的变形、侧向破坏、滑移造成地基破坏从而影响正常使用。
按照(GB 50021-2001) (2009年版) 14.1.3、14.1.4规定，岩土体的变形、强度和稳定应在定性分析的基础上进行定量分析。
评价地基稳定性问题时按承载力极限状态计算，评价岩土体的变形时按正常使用极限状态的要求进行验算。
二、地基稳定性分析评价内容影响地基稳定性的因素，主要的是场地的岩土工程条件、地质环境条件、建（构）筑物特征等。
一般情况下，需要对经常受水平力或倾覆力矩的高层建筑、高耸结构、高压线塔、锚拉基础、挡墙、水坝、堤坝和桥台等建（构）筑物进行地基稳定性评价。
通常情况下，涉及到主要的内容有：（1）岩土工程条件包括组成地基的岩、土物理力学性质，地层结构。
特别是有特殊性岩土，隐伏的破碎或断裂带，地下水渗流等特殊情况；（2）地质环境条件包括是否建造在斜坡上、边坡附近、山区地基上，建（构）筑物与不良地质作用、特殊地貌的关联度和可能引起地基破坏失稳的各种自然因素或组合。
如岩溶、滑坡、崩塌、采空区、地面沉降、地震液化、震陷、活动断裂、岸边河流冲刷等。
按照《岩土工程勘察规范》(GB 50021-2001) (2009年版)、《高层建筑岩土工程勘察规程》(JGJ72-2004)和《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010)规定，对山东地区该问题常见的几种情况罗列如下：1、地基承载力计算与验算验算地基稳定性实质上就是验算地基极限承载能力是否满足要求。
应严格按照《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2011) 5.2和《高层建筑岩土工程勘察规程》(JGJ 72-2004)8.2.6~8等条款执行。
2、变形验算建筑物的地基变形计算值，不应大于建筑物地基允许变形值。
在勘察阶段往往建筑物特征参数不明确，一味要求勘察报告中能有准确的结论也勉为其难，但在岩土工程勘察报告中应提供符合规范要求的岩土变形参数，供上部结构计算条件具备时按照(GB 50007-2011) 5.3、(JGJ 72-2004) 8.2.9~12和《建筑地基处理技术规范》(JGJ 79-2002)有关条款计算。
水利水电工程地质5坝基岩体稳定性的工程地质分析PPT课件
第一节 概述 各种坝失事百分率统计
第二节 各种坝型对工程地质的要求
混凝土重力坝
混凝土坝示意图 （a）实体重力坝；（b）空腹重力坝⑴及宽缝重力坝⑵
坝体通常承受库水的静水推力（P）、地下水扬压力（U）、 风浪压力（PL）、泥砂压力（Pt）等，而前两者是主要的。
坝体受力示意图
要求：坝基岩体有足够的强 度和一定的刚度，且最好与 坝体刚度相近，否则易在坝 锺处产生过大拉应力或坝趾 处产生过大压应力。岩体完 整性好，透水性弱；坝址处 不宜存在缓倾角软弱结构面， 否则可能导致坝体沿结构面 滑移破坏以及产生渗漏并引
转至15
坝基滑移体形状示意图
⒈楔形体 ⒉锥形体 ⒊棱柱体 ⒋板状体
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二、坝基岩体滑动的边界条件分析 切割面：将岩体切割开来，构成不连续块体的结构面，
一般由陡倾角的结构面组成。
纵向切割面：走向与河流流向平行，与坝轴线垂直； 横向切割面：走向平行于坝轴线，与河流流向垂直。
临空面：滑移体与变形空间相临的面。 水平临空面：多为坝后河床地面。 陡立临空面：坝后的深潭、深槽、溶洞、冲刷坑等。 滑动岩体下方有可压缩的大破碎带、节理密集带、软弱岩 层，亦可起到临空面的作用。
电站概况：坝高68米，坝基地层为下泥盆统石英砾岩、中泥盆 统石英砂岩夹板岩和砂岩与板岩互层。岩层倾向上游偏右岸， 倾角25度~30度。板岩已泥化，厚5~15cm，在丙坝块坝踵处埋 深7~13m，在坝址附近出露于河床，f=0.24~0.30，c=0~30KPa， 未风化的板岩与板岩的f值为0.5，经计算不能满足要求。
⒈坝基岩性软硬不一，变形模 量相差悬殊。
⒉坝基或两岸岩体中有：大断 层破碎带、裂隙密集带、卸荷 裂隙带。当张裂隙发育且利息 面垂直压应力时最不利。
任务四-岩体稳定性评价
（一）地基承载力[σ]：
（二）隧道围岩分类：
二、铁路部门应用的某些经验数据
（一）地基承载力[σ]：
岩石地基承载力，应考虑构造因素和地下水长 期软化对承载力降低的影响，一般情况下可比 照表5－10及5－11确定。
当前较常使用的方法是两种:
①用赤平极射投影图解及极限平衡理论计算可能失稳 方向上的安全系数。
②利用有限单元法进行岩体稳定性评价。
3. 试验研究方法
3. 试验研究方法 包括模型试验法和模拟试验法。 常用的有相似材料模型试验和光弹模型模拟试 验。 在相似理论的基础上用人工制造的模型和受力 条件去模仿实际的工程岩体原型及实际的受力 条件，通过室内模型模拟试验观察人工模型的 稳定性来评价实际岩体的稳定性。
但定性分析多而定量分析少。
1．地质分析法：
1．地质分析法： （3）地质力学配套分析：
在岩体稳定性评价中日益得到发展。
分析的基本内容可包括三个方面：一是根据破裂结构面 的力学性质评价结构面的工程性质，例如从结构面抗剪 强度来看，张性结构面较大，压性结构面其次，扭性结 构面较小；变形模量则是压性面大于扭性面，扭性面大 于张性面；透水性是张性面最大，扭性面居中，压性面 最小。二是应用构造体系的理论确定结构面构造组合、 结构体的型式等岩体结构特征。三是根据构造配套恢复 区域构造应力场，为了解岩体的天然应力状态指明方向。
（－）岩体的稳定性及影响岩体稳定性的因素
▪2. 影响岩体稳定性的因素
①岩体所在位置周围地质环境的稳定性对该环境 内的岩体稳定性有宏观控制作用。
5.3坝肩岩体抗滑稳定计算及参数选定-华电
坝基岩体稳定分析与评价方法框图
坝基表层滑移计算图形
扬压力计算图形
２.深层滑移稳定性
（２）单滑面倾向下游
（３）双向滑动面
坝肩（拱座）岩体稳定分析与评价方法框图
二、抗滑稳定计算中f、c值的确定 一般的混凝土重力坝如将f值提高0.1，则工程 量可节省10％～15％。如新安江大坝，若f值减少 0.01，就会增加2万多方混凝土的工程量。 １.对于大、中型水电工程， f 、 f’、c’ 值原则 上以原位抗剪(断)试验或室内中型抗剪(断)试验成 果为主要依据，当夹泥厚度较大时，可据室内试 验资料为依据。混凝土坝对试验成果的取值标准， 可按下述原则进行。 (1)坝基底面与基岩、坝基下基岩岩体之间的抗 剪(断)强度指标，可按下述原则考虑： ①当试件呈脆性破坏时，抗剪(断)强度以峰值 强度(极限强度)的小平均值、抗剪强度以比例极 限强度作为标准值。
还有人提出用变形一致的原则计算， 即选取各种岩层在所处部位的应力作用 下，用同一特定变形值时的各自抗剪强 度(f ，c)计算坝基抗滑稳定。无疑这种方 法较准确，较符合实际。 由上可知，由多种岩层组成的坝基， 其抗滑稳定计算是复杂的。
②当岩体破碎，具有碎裂结构或隐裂隙发育， 试件呈塑性破坏时以屈服强度为标准值。 (2)岩体中结构面的抗剪(断)强度指标，可按下 述原则考虑： ①当结构面试件呈剪断破坏，即结构面的凸起 部分被剪断或胶结充填物被剪断时，以峰值强 度的小平均值作为标准值。 ②当试件呈剪切(摩擦)破坏时，以比例极限强 度作为标准值。
3.岩性不均时f、 c值的选定
当坝基岩体由软硬性质不同的岩层组成时，通常 采用面均加权法求出平均的f、c值来计算抗滑稳定， 即将各种不同性质的岩石在某坝段所占面积分别乘 以各自的抗剪指标，再将这些乘积的和除以该坝段 的总面积。 由于岩性软、硬不同和在坝基所处部位不同，岩 体中的应力分布也不一样。坚硬岩石和在坝趾附近 的岩体所承受的应力都较大，所以，用面积加权平 均的f、 c值去计算坝基的抗滑稳定，是不能完全符 合实际情况的。因此，尚有应力加权法计算坝基岩 石的f值，即考虑层、断层带的抗剪(断)强度指标可按 下述原则考虑： ①当试件呈塑性破坏时，以屈服强度或流变强 度作为标准值。 ②当粘土含量大于30％，并以蒙脱石矿物为主 时，采用流变强度。 据试验得出的上述各种情况的标准值，应根据 试验时剪切变形和破坏情况、裂隙发育和充填胶 结情况、裂隙面粗糙程度、起伏差、岩体风化情 况，以及地应力等地质条件，分析判断试验成果 的代表性，进行调整和修正，然后提出地质建议 值。建议值通常比标准值稍低一些，但根据具体 情况也有稍高的。
土压力及地基稳定性
对建筑物周围的土压力进行监测，及时发现 和解决潜在的安全隐患。
地基处理与防护的工程实例
高层建筑地基处理
滑坡治理工程
高层建筑由于荷载较大，需要对地基 进行深层处理，如桩基法和强夯法等。
对于滑坡地带，需要进行挡土墙和护 坡等防护措施，以确保人民生命财产 安全。
公路桥梁地基处理
公路桥梁需要承受较大的动荷载和静荷 载，因此需要对地基进行稳定性和承载 力处理，如换填法和排水固结法等。
原位试验法
经验法
通过进行原位试验，如平板载荷试验、剪 切试验等，获取地基的实际承载力和变形 参数，评估其稳定性。
根据工程经验，结合地质勘查报告和建筑 物特点，评估地基的稳定性。
地基加固技术
桩基加固
通过设置桩基，将建筑物荷载 传递到较土层，提高地基承
载能力。
换土垫层
将软弱土层换填为强度较高的 材料，提高地基承载力和稳定 性。
排水固结
通过设置排水通道，排出地基 中的水分，提高土体强度和稳 定性。
土工合成材料加固
利用土工合成材料，如土工格 栅、土工膜等，对地基进行加
固处理。
土压力与地基稳定性
03
的关系
土压力对地基稳定性的影响
1 2 3
土压力过大可能导致地基失稳
过大的土压力作用在地基上，可能导致地基的剪 切破坏，从而引起地基失稳，造成建筑物倾斜、 开裂或倒塌。
加强跨学科合作
土压力及地基稳定性问题涉及到多个学科领域，如土木工程、地质工 程、环境工程等，未来需要加强跨学科合作，共同推进相关研究。
THANKS.
在研究过程中，某些参数的取值范围不明确，导致研究结 果存在不确定性。
未来研究方向与展望
岩溶地基稳定性评价
浅谈岩溶地基稳定性评价摘要：本文通过分析在自然因素与人类工程活动的共同作用下，岩溶发育对地基稳定的不利因素，岩溶地面塌陷形成机制、控制因素与发展趋势，并介绍相关评价方法及适用范围。
关键词：岩溶地基；稳定性评价；岩溶塌陷中图分类号：tu4 文献标识码：a 文章编号：1.引言我国是岩溶发育的国家之一，岩溶塌陷是我国六大类地质灾害之一。
据统计：我国碳酸盐岩分布面积约为2×106km2，占国土总面积的1/5。
在川、黔、滇、桂、湘、鄂诸省呈连续分布，面积达5×105km2，是我国的主要的岩溶区。
近年来，随着城市化建设发展，各种资源开发不断增强，由此引发的岩溶塌陷问题日益突出，已成为岩溶区主要地质灾害问题。
综合灾害发生的危险性与经济易损性，开展岩溶地基稳定性研究具有更为重要的理论和现实意义。
2.岩溶发育基本条件岩溶又称喀斯特，是指可溶性岩石在水（特别是具有侵蚀性、腐蚀性的地下水）的溶蚀作用下，产生的各种地质作用、形态和现象的总称。
其发育基本条件为：1.具可溶性岩石；2.具溶蚀能力的水；3.具良好的水的循环交替条件。
岩溶塌陷（土洞）是在有覆盖土的岩溶发育区，在特定的水文地质条件下，岩面以上的土体遭到流失迁移而形成土中的洞穴和洞内塌落堆积物以及引发地面变形破坏的总称。
土洞是岩溶的一种特殊形态，不良地质现象，由于发育速度快、分布密，对工程的影响有时甚至大于溶洞。
其发育基本条件见下图：实践中岩溶地基稳定性问题常见的有以下几种危害形式:1.地基承载力不足；2.地基不均匀下沉； 3.地基滑动； 4．地表塌陷；图1岩溶塌陷框图3.岩溶发育影响因素岩溶的发育与分布在具有一定的规律可循，但个体岩溶变异性很大。
无论何种岩溶其发育也有其共性，其中岩性与气候条件是基本，地质结构与地壳运动控制宏观，地形地貌影响强弱。
岩溶发育影响因素表4．岩溶地基稳定性评价是在查清岩溶区构造特征、岩溶发育情况及水文地质条件的基础上 ,重点对已产生的和潜在的岩溶塌陷发展趋势及其成因、控制因素进行判释 ,预测可能发生塌陷的地段和危害程度 ,并提出相应的控制、消除、治理和保护的措施与建议。
地基稳定性评价方法
建筑地基的稳定性分析和评价《岩土工程勘察规范》(GB 50021-2001) (2009年版) 4.1.11第3款规定应“分析和评价地基的稳定性……”，由于该部分内容在规范中较分散，各位同行在岩土工程勘察报告编写时，往往感到无从下笔，现归纳如下，供参考，不当之处望不吝赐教。
一、地基稳定性地基稳定性，一说是地基在外部荷载(包括基础重量在内的建筑物所有的荷载)作用下抵抗剪切破坏的稳定安全程度；二说是各类工程在施工和使用过程中，地基承受荷载的稳定程度；还有表达为与地基岩土体在承受建筑荷载条件下的沉降变形、深层滑动等对工程建设安全稳定的影响程度。
因此，地基稳定性是一个很模糊的概念，其分析和评价可以包含在场地稳定性分析和评价和地基分析和评价之中。
总之，稳定性评价的目的是为了避免由于建（构）筑物的兴建可能引起地基产生过大的变形、侧向破坏、滑移造成地基破坏从而影响正常使用。
按照(GB 50021-2001) (2009年版) 14.1.3、14.1.4规定，岩土体的稳定应在定性分析的基础上进行定量分析。
评价地基稳定性问题时按承载力极限状态计算，评价岩土体的变形时按正常使用极限状态的要求进行验算。
二、地基稳定性分析评价内容影响地基稳定性的因素，主要的是场地的岩土工程条件、地质环境条件、建（构）筑物特征等。
一般情况下，需要对如下建（构）筑物进行地基稳定性评价：经常受水平力或倾覆力矩的高层建筑、高耸结构、高压线塔、锚拉基础、挡墙、水坝、堤坝和桥台等。
通常涉及到岩土工程方面主要的内容有：（1）岩土工程条件包括组成地基的岩、土物理力学性质，地层结构。
特别是有特殊性岩土，隐伏的破碎或断裂带，地下水渗流等特殊情况；（2）地质环境条件包括是否建造在斜坡上、边坡附近、山区地基上，建（构）筑物与不良地质作用、特殊地貌的关联度和可能引起地基破坏失稳的各种自然因素或组合。
如岩溶、滑坡、崩塌、采空区、地面沉降、地震液化、震陷、活动断裂、岸边河流冲刷等。
地基均匀性及稳定性评价
建筑物拟采用 的基础型式按式 （ ） （ ） １ ～ ４ 估算地基 岩土的压缩层深 度范 围，分析评价 压缩层范 围内的地 岩土 的物弹力 学性质 ，进而进 行地
基均 匀性 的定性 及定量 评价 。
又有较大 的差 异，抗震 的建 筑场地评价 多以 自然村或某 一街 区为单位 进行考虑 ，而建 筑地基的 均匀性评价 时多以建筑物水 平投 影面积 范围
量评 价 ：
① 建筑 物基础平面跨 越不 同的地貌 单元 ，岩土层的工程特性 在纵
横 方 向 上具 明 显 的 差 异 为 不 均 匀 地 基 ； ② 建筑 物 所 在 场 地 构造 破 碎 带 （ 全 新活 动 断 裂 带 ） 育或 构 造 引起 非 发 的节 理 ／ 隙 发育 导致 岩 体极 为 破 碎 （ 风化 破 碎 岩 体 ） 不均 匀地 基 ； 裂 非 为
为 标 准 ，也 即 通 常 以 建 筑 物 角 点 包 络 线 所 占 的 面 积 为评 价 范 围 ；但 地 基 均 匀 性 的 评 价 深 度 范 围与 抗 震 覆 盖 层 厚 度 评 价 具 有 明 显 不 同 的 概 念 ，
（） ３ 不均匀地基的评价。按下列要求对地基的均匀性进行定性及定
建 筑 与发 展
・
科技 前沿
Ｋｅ ｉ ｉ Ｊ Ｑ ｏｎ Ｙａｎ
２ ０８ ・
Ｊｉ ａｎ Ｚｈｕ ＹＵ Ｆ Ｚｈａｎ ａ
地基均匀性及稳定性评价
张争齐
陕 西 中天 岩 土 工程 勘 测 有 限公 司 陕 西 咸 阳 ７ ２０ １０ ０
【 摘 要 】 地基的均 匀性和稳定性 评价是岩土工程勘察 中的一 项重要 内容 ， 本文从定性 和定 量两方 面对地基的均 匀性和稳定性进行 了论述，并 均 匀性 稳定性 基础设计 结构措施
地质工程施工中有什么问题
地质工程施工中有什么问题一、地形地貌问题1. 地质构造复杂：地质构造复杂的地区，如断裂带、地震带等地质构造地貌，会影响地质工程的施工进度和质量。
在这种地区进行地质工程施工时，需要加强勘查工作，合理设计方案，采取相应的措施来应对可能出现的问题。
2. 土壤条件差：地质工程施工中，土壤条件的好坏直接影响整个工程的质量。
土壤条件差的地区，如松软土质、泥土地基等，可能会导致地基沉降、地下水涌出等问题，从而影响工程的安全稳定性。
因此，在这种地区进行地质工程施工时，需要加强土壤勘查工作，选择合适的工程材料和施工方法，保障工程的质量。
3. 地下水问题：地下水问题是地质工程施工过程中的一个重要问题。
地下水位较高的地区容易导致地基浸润、地表塌陷等问题，从而影响工程的安全性和稳定性。
在地下水问题较为严重的地区进行地质工程施工时，需要采取相应的防水措施，保障工程的质量。
二、地质灾害问题1. 地质灾害如滑坡、泥石流等可能对地质工程施工造成严重影响，导致施工中断、质量缺陷等问题。
在地质灾害频发的地区进行地质工程施工时，需要加强地质灾害防治工作，采取相应的防灾措施，降低灾害风险，保障工程的安全性。
2. 岩体稳定性问题：在进行地质工程施工时，如果岩体存在不稳定性问题，如岩体开裂、岩体崩塌等，可能会对工程的安全性和稳定性造成严重影响。
在岩体稳定性问题较为严重的地区进行地质工程施工时，需要加强岩体勘查工作，进行合理设计，采取相应的治理措施，保障工程的质量和安全。
三、环境保护问题1. 地质工程施工过程中可能会产生大量的矿石渣土、尾矿等固体废弃物，以及废水、废气等污染物，对周边环境造成污染。
在进行地质工程施工时，需要加强环境保护工作，合理处理固体废弃物和污染物，防止对周边环境造成不良影响。
2. 施工噪声、扬尘等环境污染问题：地质工程施工过程中可能会产生大量的噪音、扬尘等环境污染物，对周边环境和居民生活造成干扰和影响。
在进行地质工程施工时，需要采取相应的措施降低噪音和扬尘排放，保障周边环境和居民的生活质量。
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微风化 ≥4000 1500～2000
岩石容许承载力值（kPa）
硬质岩（σc＞ 30MPa）
软质岩（σc＝5 ～30MPa） 极软岩（σc＜ 5MPa）
2~20
碎石状 1500～2000
节理间距（cm） 20~40
破碎程度 碎块状 2000～3000
>40
大块状 ＞4000
800～1200
1000～1500
第十章 地基岩体稳定性分析
§10.1 地基岩体中的应力分布特征 §10.2 地基岩体的承载力 §10.3 坝基岩体抗滑稳定性分析 §10.4 坝肩岩体抗滑稳定性分析
一、各向同性、均质、弹性地基岩体中的附加应力 • 1．垂直荷载情况
r
2 p cos r
0
r 0
• 2．水平荷载情况
r
2Q sin r
端面的阻力可以忽略 ③q1作用面上不存在剪力 ④对于每个破坏楔体可以
采用平均的体积力
• 将岩基分为楔体x和y
• x楔体:y楔体作用于x楔 体 的 水 平 正 应 力 σh 为 最大主应力；岩体的自 重应力σv为最小主应力。
• y楔体:σh 为最小主应 力；自重应力σv加q1为 最小主应力。
x楔体： h
• 承载力的取值为两种情况：对于微风化和强风化岩体， 承载力取极限荷载除以安全系数（安全系数一般取 3.0）；对于中等风化岩体，需要根据岩体裂隙发育情 况确定，并与比例极限荷载比较，取二者中的小值。
6、嵌岩桩的承载力
（1）采用静荷载试验确定嵌岩桩极限承载力 • 嵌岩桩静荷载试验的试桩数不得少于3根，当
• 地基承载力分为极限承载力和容许承载力两种， 前者是指地基不致丧失稳定时的最大承载能力， 后者是指地基有足够的安全度，其变形量亦控制 在容许范围内时的承载力。
1、由极限平衡理论确定承载力
• 设在半无限体上作用着宽度为b的条形均布荷载q1
假设： ①破坏面由两个互相直交
的平面组成 ②q1的作用范围很长，两
1、浅基础的沉降 • 当半无限体表面上作用有一垂直集中力p时
p(1 2 )
Rk为嵌岩桩单桩竖向极限承载力标准值； Rsk为桩侧土总摩阻力标准值； Rrk为总嵌固力标准值； Rpk为总端阻力标准值。
二、地基岩体基础沉降的确定
• 地基岩体的基础沉降主要是由于岩体在上部荷 载作用下变形而引起的。对于一般的中小型工 程来说，由于荷载相对较小所引起的沉降量也 较小。但对于重型和巨型建筑物来说，则可能 产生较大的变形，尤其是当地基较软弱或破碎 时，产生的变形量会更大，沉降量也会较大。 另外，现在越来越多的高层建筑和重型建筑多 采用桩基等深基础，把上部荷载传递到下伏基 岩上由岩体来承担。在这类深基础设计时，需 要考虑由于岩体变形而引起的桩基等的沉陷量。
cos2
0
r 0
第十章 地基岩体稳定性分析
§10.1 地基岩体中的应力分布特征 §10.2 地基岩体的承载力 §10.3 坝基岩体抗滑稳定性分析 §10.4 坝肩岩体抗滑稳定性分析
一、地基岩体承载力的确定
• 地基承受荷载的能力称为地基承载力。地基岩体 的承载力就是指作为地基的岩体受荷后不会因产 生破坏而丧失稳定，其变形量亦不会超过容许值 时的承载能力。
试桩的极限荷载实测值的极差不超过平均值的 30%时，可取其平均值作为单桩极限承载力标 准值，建筑物为一级建筑物，或为柱下单桩基 础，且试桩数为3根时，应取最小值为单桩极 限承载力，当极差超过平均值的30%时，应查 明误差过大的原因，并应增加试桩数量。
（2）理论计算确定嵌岩桩极限承载力
Rk Rsk Rrk Rpk
mc 1 N
3、根据岩块抗压强度确定地基承载力
对于微风化或中分化的岩体，可根据岩块饱和单轴 抗压强度确定其承载力，经验公式如下：
fk cw r p
4、根据规范确定地基岩体承Leabharlann 力岩石承载力标准值（kPa）
硬质岩石 软质岩石
强风化 500～1000 200～500
中等风化 1500～2500 700～1200
2、由岩体强度确定极限承载力
• 荷载作用下岩体压碎并向两侧膨胀而诱发裂隙， 因此，可分为压碎区A和原岩区B，A区受到B区的 约束力ph的作用。
• 均匀、各向同性不连续岩体的极限承载力约等 于岩体的三轴抗压强度
qf
3tg
2
45o
m
2
2Cm
tg 45o
m
2
mc
1
tg
2
45o
m
2
1500～3000
400～800
600～1000
800～1200（ 1000）
5、采用岩体现场载荷试验确定承载力
• 对于浅基础，岩体现场载荷试验多采用直径为30cm的 圆形刚性承压板，当岩体埋深较大时，可采用钢筋混 凝土桩，但桩周需采取措施以消除桩身与土之间的摩 擦力。在试验过程中，荷载分级施加，同时量测沉降 量s，荷载应增加到不少于设计要求的2倍。根据由试 验结果绘制的荷载与沉降关系曲线（p-s）确定比例极 限和极限荷载。p-s曲线上起始直线的终点对应的荷载 为比例极限，符合终止加荷条件的前一级荷载为极限 荷载。
0
r 0
• 3．倾斜荷载情况
r
2R cos r
0
r 0
二、层状地基岩体中的附加应力
• 由于层状岩 体为非均质、 各向异性介 质，因此外 荷所引起的 附加应力等 值线不再为 圆形，而是 各种不规则 形状
倾斜层状岩体上作用有倾斜荷载R的附加应力
r
h r
(cos2
X cos Ymsin m sin 2 ) h2 sin 2
vtg
2
45o
m
2
2Cm
tg 45o
m
2
y楔体：q1
V
htg
2
45o
m
2
2Cm
tg 45o
m
2
• q1=岩基的极限承载力qf
q gb tg 5 45o m
1
2
2
2Cm
tg
45o
m
2
1
tg
2 45o
m
2
如果x楔体表面作用有q， 基岩极限承载力qf
q f
gb
2
tg 5 45o
m
2
2Cm
tg 45o
m
2
1
tg
2 45o
m
2
qtg
4 45o
m
2
0.5gbN p Cm Nc qNq
• 承载力系数
N p tg 5 45o m 2
Nc 2tg 45o m 2 1 tg 2 45o m 2
Nq tg 4 45o m 2