-置于岩石地基的独立基础力学特性研究
岩石地基上钢筋混凝土独立基础抗剪设计初探
岩石地基上钢筋混凝土独立基础抗剪设计初探徐诗童【摘要】岩石地基上钢筋混凝土独立基础的高度主要取决于抗剪承栽力验算公式及验算截面.考虑跨高比的减小以及基础嵌岩段的侧向围压所引起的混凝土抗剪作用的提高,并将距基础柱边或基础变截面h0/2处基础截面作为抗剪验算截面,可有效减小岩石地基上独立基础的高度,节约工程造价.【期刊名称】《重庆建筑》【年(卷),期】2010(009)011【总页数】4页(P32-35)【关键词】岩石地基;钢筋混凝土;独立基础;抗剪承载力【作者】徐诗童【作者单位】中煤国际工程集团重庆设计研究院,重庆,400016【正文语种】中文【中图分类】TU43在重庆等山地城市，由于基岩埋置较浅，加之城市建设的不断加快，岩石地基上的独立基础（本文中独立基础均指钢筋混凝土独立基础）采用越来越多。
规范规定，独立基础的设计应满足地基承载力、抗弯承载力、抗冲切承载力以及抗剪承载力的要求。
对于土质地基，通常的独立基础高度由抗冲切承载力所决定，在满足抗冲切承载力的情况下，一般也能满足抗剪承载力。
而在岩石地基中，由于其承载力高，直接置于岩石地基上独立基础的基底面积往往较小，抗冲切承载力一般均能满足要求，甚至基底面积位于450冲切角以内而无须验算抗冲切承载力，此时的基础高度由抗剪承载力所决定。
现行《建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）》[1]（简称《地基基础设计规范》）中尚未直接给出独立基础的抗剪承载力公式，其抗剪承载力验算一般均采用《混凝土结构设计规范（GB50010-2002）》[2]（简称《混凝土设计规范》）中规定的不配置箍筋和弯起钢筋的一般板类受弯构件的抗剪承载力公式，且验算截面取为基础柱边或基础变截面处，其结果往往造成岩石地基上的独立基础高度较高。
因此，有必要对独立基础抗剪承载力验算公式以及验算截面进行探讨。
2.1 基础抗剪承载力公式的不同规定（1）《地基基础设计规范》第8.4.9条规定[1]，平板式筏板除满足受冲切承载力外，尚应验算距内筒边缘h0处筏板的受剪承载力，验算公式如下：其中，Vs——荷载效应基本组合下，地基土净反力平均值产生的距内筒或柱边缘h0处筏板单位宽度的剪力设计值；bw——筏板计算截面单位宽度；h0——距内筒或柱边缘h0处筏板的截面有效高度；βhs——受剪承载力截面高度影响系数。
土木工程中的岩石力学性能与应用研究
土木工程中的岩石力学性能与应用研究岩石力学作为土木工程中的重要分支学科，研究岩石在外力作用下的变形和破坏规律，为工程设计和施工提供科学依据。
岩石力学性能的研究及其应用具有重要的现实意义和深远影响。
1. 岩石力学性能的研究岩石力学性能是指岩石在力学上的性质和特性，包括岩石的强度、变形特性、变形模量、岩石的应力-应变关系等。
这些性能表征了岩石在外力作用下的力学响应，对于进行合理的岩石工程设计和施工具有重要意义。
岩石的强度是指岩石在外力作用下抵抗破坏的能力。
合理评估岩石的强度可以避免在工程施工中出现岩体破坏和塌方等问题。
岩石的强度与岩石的成分、结构、岩石的内部断裂等因素密切相关，通过实验室试验和野外观测可以得到可靠的强度参数。
岩石的变形特性是指岩石在受到外力作用下的变形形态和变形规律。
岩石的变形特性可以通过岩石试件的拉伸、压缩、剪切等实验得到，这对于工程设计和施工过程中对岩石的力学响应进行预测和控制具有重要意义。
岩石的变形模量是指岩石在外力作用下单位变形所需的应力大小。
变形模量是衡量岩石刚度的指标，其大小决定了岩石在外力作用下的变形程度。
通过实验室试验可以获得不同岩石类型的变形模量数据，为工程设计和施工提供参考。
岩石的应力-应变关系是岩石力学性能中的重要内容。
通过岩石的应力-应变关系可以获得岩石在不同应力状态下的力学特性，为设计和施工提供可靠的工作参数。
应力-应变关系的研究可以通过实验室试验和数值模拟相结合的方式进行，以得到准确的结果。
2. 岩石力学性能的应用岩石力学性能的研究对于土木工程领域具有重要的应用价值。
在岩石工程设计方面，通过对岩石力学性能的研究可以为隧道、地下工程、岩石切割和爆破等施工提供科学依据。
根据岩石的强度、变形特性和变形模量等性能参数，可以选择合适的岩石支护措施，降低工程风险，提高施工效率。
在地质灾害防治方面，岩石力学性能的研究可以为地质灾害的预测、评估和防治提供支持。
通过对岩石强度和断裂机理的研究，可以提前识别和评估潜在的地质灾害隐患，采取相应的预防和治理措施，减少灾害对人民生命财产的威胁。
岩石力学性质与地下工程稳定性研究
岩石力学性质与地下工程稳定性研究在地下工程建设中，岩石力学的性质往往影响着地下工程的稳定性。
岩石力学的研究，也是保障地下工程安全的前提之一。
本文将就岩石力学的性质与地下工程稳定性研究进行探讨。
一、岩石力学的性质1.岩石的物理力学性质岩石物理力学性质是岩石力学中非常基本的性质，涉及到物体质量、密度、弹性系数、抗压强度以及其他物理参数。
岩石的物理力学性质直接影响着其力学性质，如强度、刚度等。
2.岩石的力学强度性质岩石的力学强度性质是指岩石响应产生外力时，所能承受的最大应力。
岩石的力学强度通常包括岩石的压缩强度、拉伸强度、抗弯强度等。
3.岩石的变形强度性质岩石在受到外力作用时，会发生变形。
岩石的变形强度性质是指岩石承受外力时，发生塑性或破坏时变形的大小。
主要包括岩石的弹性模量、泊松比、粘度等。
二、地下工程稳定性研究地下工程建设中，需要考虑工程对地下岩石的影响，进而保证工程的稳定性。
地下工程的稳定性研究通常包括工程的设计与施工两方面。
1.工程设计工程设计是地下工程稳定性研究中非常关键的一个环节，需要充分的考虑岩石的特性以及工程的影响，尽可能地减少地下工程对地下岩石的影响，以保证工程的稳定性。
2.工程施工工程施工是地下工程建设的另一重要环节。
施工过程中需要采取适当的措施，减少地下岩石的破坏，对地下工程的安全进行保障。
三、岩石力学性质与地下工程稳定性的关系可以说，岩石力学性质和地下工程稳定性之间的关系十分密切。
岩石力学性质决定了地下工程能够承受的外力大小，也是评估地下工程稳定性的重要依据之一。
1.岩石力学性质的重要性岩石力学性质的完善和提高，能够极大地提高地下工程的稳定性。
根据不同工程的特点，调查研究地质条件，深入了解地下岩石的性质，对工程带来的影响进行评估和规划，为工程设计和施工打下基础。
2.地下工程稳定性的应用地下工程开挖的过程中，会对地下岩石产生明显的破坏。
因此，在设计中需要充分考虑地下岩石的力学性质，进行地质勘探和地质资料分析，以及对施工过程进行科学规范的控制，从而确保地下工程的稳定性。
岩土工程中的土体力学特性分析
岩土工程中的土体力学特性分析岩土工程是土壤和岩石力学在工程中的应用，土体力学是岩土工程中的基础性学科，它研究土体的物理和力学特性。
在岩土工程中，土体力学特性的分析至关重要，它涉及到土壤和岩石的性质、结构和力学行为等方面。
本文将从土体的性质、岩土介质的物理特性、土体的力学行为以及土体力学模型等方面进行论述，以分析岩土工程中土体力学特性的重要性。
首先，土体的性质是土体力学分析中的重要组成部分。
土体的水分含量、密度和颗粒粒径分布等性质对土体的力学行为有着重要的影响。
例如，当土体的含水量增加时，土体内颗粒间的黏聚力也会增加，导致土体的剪切强度降低。
因此，通过对土体性质的分析，可以预测和控制土体的力学行为，为岩土工程的设计和施工提供科学依据。
其次，岩土介质的物理特性对土体力学特性的分析也十分重要。
岩土介质是岩石和土壤的组合体，具有一定的孔隙结构和孔隙水。
岩土介质的物理特性研究包括孔隙结构参数、渗透性以及孔隙水压力分布等方面。
孔隙结构参数是描述岩土介质孔隙分布及其连接情况的指标，可以通过孔隙度、孔隙率等参数来表征。
渗透性是岩土介质中水分移动的重要性质，可以通过渗透试验和渗透系数来评估。
孔隙水压力分布则是描述岩土介质中水分压力状态的指标，对于地下水的运移和土体的稳定性分析有着重要的作用。
通过对岩土介质物理特性的分析，可以更加准确地了解土体的力学行为。
第三，土体的力学行为是岩土工程中的重要研究内容。
土体的力学行为主要包括强度特性、变形特性以及破坏特性等方面。
强度特性是土体抵抗外部应力的能力，可以通过三轴剪切试验和压缩试验等测试方法来评估。
变形特性是土体在受力作用下的变形和变形对应的应力关系，可以通过压缩试验和剪切试验等方法来研究。
破坏特性是土体在承受极限荷载时的破坏形态和失稳特征。
通过对土体的力学行为进行分析，可以预测土体在不同工况下的变形和破坏行为，为岩土工程的设计和施工提供指导。
最后，土体力学模型是分析岩土工程中土体力学特性的重要工具。
岩土工程中的土壤力学特性研究与分析
岩土工程中的土壤力学特性研究与分析摘要：岩土工程中的土壤力学特性是该领域的核心研究内容之一。
本文旨在探讨土壤力学特性的重要性，以及如何通过研究和分析这些特性来提高工程设计和施工的质量与安全性。
我们强调了土壤力学特性对基础工程、坡地稳定性和地下结构的重要性。
然后，我们通过以下三个方面的深入分析来展示如何研究和应用土壤力学特性，以解决岩土工程中的各种挑战。
关键词：土壤力学特性，岩土工程，基础工程，坡地稳定性，地下结构。
引言：土壤力学特性是岩土工程中的核心概念，它们直接影响到工程设计和施工的质量和安全性。
在现代岩土工程中，我们面临着各种复杂的土壤条件，包括不同类型的土壤和岩石，以及地下水位的影响。
因此，深入了解和分析土壤力学特性对于确保工程的成功至关重要。
一、土壤力学特性的重要性土壤力学特性的重要性在岩土工程领域无法被低估，它是确保工程结构稳定性和安全性的关键因素之一。
本文将深入探讨土壤力学特性的重要性，包括土壤的强度、变形、渗透性等方面，以及它们在不同岩土工程应用中的作用。
土壤力学特性是指土壤在外力作用下的响应和性质，它们对于岩土工程具有至关重要的影响。
以下是几个方面的重要性：1. 基础工程设计在建筑物和结构物的基础工程中，土壤的承载能力是一个关键因素。
如果未正确评估土壤的承载能力，可能导致结构物的沉降、倾斜或崩塌，造成严重的安全隐患。
通过了解土壤的强度特性，工程师可以选择适当的基础类型和设计参数，确保基础工程的稳定性和安全性。
2. 土坡稳定性分析在坡地工程中，土壤力学特性对坡体的稳定性分析至关重要。
了解土壤的抗剪强度和内摩擦角等参数有助于工程师评估土坡的稳定性，并采取必要的措施来防止坡体滑动或坍塌。
在山区公路、坡地开发和挖掘工程中，这项工作尤为重要。
3. 地基处理与加固土壤力学特性还直接影响地基处理和加固工程的设计。
在软土地基中，了解土壤的压缩性、固结性和渗透性等特性是确保地基处理有效的关键。
工程师可以通过改良土壤、预压地基沉降等方式来增强地基的承载能力和稳定性。
岩石力学特性的研究及其在避险工程中的应用
岩石力学特性的研究及其在避险工程中的应用众所周知，在自然灾害中，特别是地震中，岩石体承受着巨大的压力和变形。
因此，了解岩石力学特性非常重要，这可以帮助我们设计更安全的避险工程。
在这篇文章里，我们将深入探究岩石力学特性的研究以及如何将其应用于避险工程中。
首先，岩石力学特性是指岩石在施加力或外界变化的条件下表现出的物理力学特性。
这些特性包括弹性模量、剪切模量、塑性模量、破断强度等。
弹性模量描述了岩石在受到外力时的弹性变形。
当一个岩石体受到压力时，它会向液体一样表现出微小的变形。
当压力消失时，岩石体会回弹到原始形态。
弹性模量就是描述这种弹性特性的量度。
剪切模量是描述岩石体在受到剪切应力时的物理特性。
当岩石承受剪切应力时，它会发生剪切变形，这种变形称为剪切应变。
剪切模量是描述这种剪切应变的物理量。
塑性模量是描述岩石在受到压力时发生的塑性变形的特性。
与弹性变形不同的是，塑性变形是不可逆的改变，这就是为什么岩石在承受巨大的压力和挤压时发生塑性变形，不再回弹到原来的形态。
破断强度是描述岩石承受极限压力时的物理特性。
它指的是岩石体受到巨大压力时，破裂之前能承受的最大压力水平。
在避险工程中，我们需要了解岩石的这些力学特性，以便设计和构建更安全的避险区域。
例如，在地震中，建筑物的结构必须能够经受住岩石体所承受的压力和变形，并在地震的影响下保持稳定。
还有一种常见的避难所是抗震墙。
抗震墙是一种天然或人工建造的墙，通常与建筑物相邻，并为建筑物提供防震保护。
通过了解岩石体的力学特性，我们可以设计和构建更坚固耐用的抗震墙，从而有效地保护建筑物。
此外，岩石力学特性的研究也有助于我们对地质灾害进行预测和定量分析。
地质灾害，如滑坡、泥石流和岩体崩塌等，往往与岩石的物理特性密切相关。
通过对岩石力学特性的研究，我们可以帮助区别岩石体的稳定性并采取相应的防范措施。
总之，岩石力学特性的研究对于避险工程非常重要，并在许多情况下证明是决定建筑物是否能够抵御自然灾害的关键因素。
岩土工程中的地基基础力学特性分析与改进设计
岩土工程中的地基基础力学特性分析与改进设计岩土工程是土木工程领域中重要的一个分支，它主要研究地基基础的设计、施工和维护等方面。
地基基础在建筑工程中起着至关重要的作用，它直接影响着建筑物的稳定性和安全性。
而地基基础的力学特性分析与改进设计则是岩土工程中的重要研究课题。
一、地基基础力学特性分析地基基础的力学特性是指地基在受到外力作用时的变形性能、承载能力和稳定性等方面的特性。
地基基础的力学特性分析是岩土工程中的基础工作，它为地基基础的设计和施工提供了重要依据。
1. 地基基础的承载能力分析地基基础的承载能力是指地基基础在承受建筑物荷载时的稳定性能。
地基基础的承载能力分析是地基基础设计的核心内容之一，它直接影响着建筑物的稳定性和安全性。
在地基基础承载能力分析中，需要考虑地基基础材料的力学性质、建筑物荷载的作用方式、地基基础的变形特性等因素，通过计算和试验等方法来确定地基基础的承载能力。
2. 地基基础的变形特性分析地基基础在承受外力作用时会发生变形，而地基基础的变形特性直接影响着建筑物的稳定性。
地基基础的变形特性分析是地基基础设计中的重要内容之一，它为地基基础的设计提供了重要参考。
在地基基础的变形特性分析中，需要考虑地基基础材料的本构关系、地基基础的受力状态、建筑物的荷载特性等因素，通过试验和数值模拟等方法来确定地基基础的变形特性。
二、地基基础力学特性改进设计地基基础力学特性的改进设计是为了提高地基基础的承载能力、稳定性和耐久性等方面的性能。
地基基础力学特性的改进设计是岩土工程中的重要研究内容，它可以通过改变地基基础的材料、结构和施工方式等方面来提高地基基础的性能。
1. 地基基础材料的改进设计地基基础材料直接影响着地基基础的力学特性，因此地基基础材料的选择和改进设计对地基基础的性能有着重要影响。
在地基基础材料的改进设计中，可以通过采用高强度、高韧性和耐久性的材料来提高地基基础的承载能力和稳定性，同时也可以通过改变材料的成分和比例等方面来改善地基基础的变形特性。
岩土工程中的地基基础力学特性分析与改进设计
岩土工程中的地基基础力学特性分析与改进设计地基基础是岩土工程中的重要组成部分，承担着建筑物的自重和荷载，传递到地下土体中。
地基基础的稳定性和安全性直接关系到建筑物的整体结构和使用效果。
因此，对地基基础力学特性的分析与改进设计至关重要。
一、地基基础力学特性分析1. 地基基础的力学特性地基基础的力学特性包括承载力、变形特性、稳定性等方面。
承载力是地基基础能够承受的最大荷载，直接影响建筑物的安全性。
地基基础的变形特性指的是在荷载作用下地基基础的变形情况，包括沉降、变形等。
稳定性是地基基础在各种外力作用下保持稳定的能力。
2. 地基基础的力学分析方法为了准确分析地基基础的力学特性，需要采用相应的分析方法。
常用的地基基础力学分析方法包括经典弹性力学分析、有限元分析、地基基础试验等。
这些分析方法可以帮助工程师深入了解地基基础的受力情况，为改进设计提供依据。
二、地基基础力学特性改进设计1. 地基基础改进设计方法针对地基基础存在的问题，可以采取不同的改进设计方法。
例如，可以通过增加地基基础的承载面积、加固地基土体、改变基础形式等方式来提高地基基础的承载力和稳定性。
此外，还可以利用新型材料和技术对地基基础进行改进设计。
2. 地基基础改进设计实践案例通过实践案例可以更直观地了解地基基础力学特性改进设计的效果。
比如，在某工程项目中，由于地基基础的承载能力不足，工程师采取了加固地基土体和改变基础形式的措施，最终成功提高了地基基础的承载力，确保了建筑物的安全性。
三、结论与展望地基基础力学特性分析与改进设计是岩土工程中的重要课题，对于提高建筑物的安全性和稳定性具有重要意义。
未来，随着科学技术的不断发展，地基基础力学特性分析与改进设计的方法也将不断更新，为岩土工程领域的发展提供更多可能性。
希望本文的内容能够对相关领域的研究和实践工作提供一定的借鉴和参考。
岩土工程中的土体力学特性分析与试验研究与应用
岩土工程中的土体力学特性分析与试验研究与应用岩土工程是土木工程的一个重要分支，通过对土壤和岩石的力学性质进行分析和试验研究，为工程设计和施工提供理论依据和实践指导。
土体力学特性是岩土工程中的关键问题之一，对于土壤和岩石的稳定性、承载能力以及变形性态等方面有着重要的影响。
本文将详细探讨岩土工程中土体力学特性分析与试验研究的应用。
一、岩土工程中的土体力学特性分析土体力学特性分析是岩土工程研究的核心内容之一，通过对土壤和岩石的力学性质进行分析，可以了解其稳定性、变形特性以及承载能力等重要参数。
1.1 岩土体组成分析岩土体是由土壤和岩石组成的材料，了解其组成的成分对于进一步分析其力学性质至关重要。
通过现场勘探和实验室测试等手段，可以确定土壤和岩石的主要成分及其含量，从而为土体力学特性的分析提供详细的基础数据。
1.2 土体密实度分析土体的密实度是指土壤或者岩石颗粒之间的空隙度量，对土体力学性质有着重要的影响。
通过密实度的测定和分析，可以了解土体的孔隙性质、压缩性能以及液体和气体的渗透性等特性。
1.3 土体强度分析土体的强度是指土壤或岩石材料抵抗外力（如压力、剪切力等）破坏的能力。
在岩土工程中，土体强度的分析是非常关键的，它对于土体的稳定性和承载能力具有重要的指导意义。
通过试验研究和理论分析，可以确定土体的强度特性，为工程设计和施工提供基础数据。
1.4 土体变形性态分析土体在受到外力作用时会产生一定的变形，了解土体的变形特性对于工程的安全性和稳定性有着重要的影响。
通过变形性态的分析，可以评估土体的稳定性、变形速度以及变形模式等特性，在岩土工程中发挥着重要的作用。
二、岩土工程中的土体力学试验研究岩土工程中的土体力学试验研究是为了深入了解土体的力学性质，通过一系列的实验手段对土体进行力学性能的测定和分析，为工程设计和实际应用提供可靠的数据支持。
2.1 压缩试验压缩试验是用来测试土体在受到垂直应力时的变形特性和强度特性的试验方法。
岩土工程中的土体力学特性分析与试验研究
岩土工程中的土体力学特性分析与试验研究岩土工程是土木工程领域的一个重要分支，主要研究土壤和岩石的力学性质和行为规律，为工程设计提供可靠的依据。
而土体力学特性的分析与试验研究则是岩土工程中不可或缺的环节。
本文将深入探讨岩土工程中的土体力学特性分析与试验研究的重要性、主要内容和方法。
一、土体力学特性分析的重要性土体力学特性分析是岩土工程设计和施工的基础，具有以下重要性：1. 确定工程地质条件：通过分析土体力学特性，可以了解地质构造和地下水位等因素对工程的影响，以及工程所处地区的地质特征，为工程设计提供可靠的地质数据。
2. 确定地基承载力和变形特性：通过分析土体力学特性，可以评估土体的承载能力和变形特性，从而为工程的基础设计和地基处理提供依据。
3. 预测土体的稳定性：分析土体力学特性可以预测土体的稳定性，如土体的抗剪强度、抗压强度等参数，以及土体的失稳和破坏机制，为工程的设计和施工提供可靠性评估。
二、土体力学特性分析的主要内容土体力学特性分析包括以下主要内容：1. 土体的物理性质分析：包括土壤颗粒的大小、形状、密实度、含水量等物理性质的测定和分析，以及岩石的岩性、岩层的分布和结构等方面的分析。
2. 土体的力学性质分析：包括土壤的抗剪强度、抗压强度、弹性模量等力学性质的测定和分析，以及岩石的岩石力学特性等方面的分析。
3. 土体的变形特性分析：包括土壤的压缩性、膨胀性、黏聚性、内摩擦角等变形性质的测定和分析，以及岩石的变形特性等方面的分析。
三、土体力学特性分析的试验研究方法土体力学特性分析通常需要进行试验研究，以获取土体的相关参数。
常见的试验研究方法包括：1. 直剪试验：通过对土样进行正应力和剪应力作用下的试验，测定土样的抗剪强度和剪切变形特性。
2. 压缩试验：通过对土样施加垂直应力并测量土样的变形，得出土样的压缩性和恢复性等参数。
3. 弹性模量试验：通过对土样施加静载荷并测量土样的应变，得出土样的弹性模量和应力-应变关系。
不同岩基上独立基础基底反力分布研究
１ 引言
现有 的研 究表 明 ，扩 展基 础的基 底 反力分 布一般 呈非 线性 特征 。 基底 反 力 的分布与基础刚度和地基抵抗变形的能 力 有直接 关 系 ，随 基础 与地 基绝 对刚度 和
矛盾 ，其 可靠性亦没有保证 。基底 反力大 小及分布无疑是决定基础 内力乃至基础高
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０ 相对 刚 度的 不同而 有规 律 地变 化 。 目前
２ 、钢筋 混凝土和岩体 的计 算模 型
２ １ 岩体 的计算模型 ． 将岩体视为均质各向同性体。混 凝土 基础与岩体之间接触很好， 能实现变形协调，
ａ ｄ ｈ ｎ ｅ ａ ａ ｅ ｉｆ ｒｎ ｆ ｕ ｄ ｔ ｎ ｓ ｉ ， Ｃ ｎ ｎ ｃａ ｇ ｌｗ ｒ ｄ ｅ ｅ ｔ ｏ ｎ ａ ｉ ｏｌ ｆ ｏ ｓ ａ
岩石地基是 山区常见的地基条件 ，其 所以利用有限元法进行计算分析 ，除了具 备经济快捷的优点外 ，还有定量对 比的特
长 。故本文将采用有 限元法对ｉ ｈ题进行 ￣ｌ ］
作状态有较 大的差异 。
岩 石 地 基 ；扩 展 式 独 立 基 础 ； 基 底 反 力
Ｔ ｅ ｐｅ ｄ ｆ ｕ ｄ ｔ ｎ ｉ ｒ ｃ ｆ ｕ ｄ ｔｏ ， ｉ ｈ ｓ ｈ ｓｒ ａ ｏ ｎ ａ ｉ Ｏ ｏ ｋ ｏ ｎ ａ ｉｎ ｏ ｌ ｔ ａ ｍ ｒ ｏ ａ ｌ ｆ ａ ｕｅ ｔ ａ ｐｅ ｓｒ ｂ ｎａ ｈ ｆ ｕ ｄ ｔ ｎ ｏｅ ｎ ｔ ｂ ｅ ｔ ｒ ｈ ｔ ｒｓｕ ｅ ｅ ｅ ｚ ｏ ｎ ａ ｉ ｅ ｏ
岩土工程中的岩石力学性质
岩土工程中的岩石力学性质岩土工程是一门研究土体和岩石在各种工程中的力学行为和性质的科学。
岩石力学性质在岩土工程中扮演着至关重要的角色。
了解和研究岩石力学性质对于评估、设计和施工工程具有重要意义。
本文将探讨岩土工程中的岩石力学性质，包括岩石的力学参数、应力应变关系、岩石的强度和断裂特性。
一、岩石的力学参数岩石的力学参数是评估其力学性质的重要依据。
其中包括弹性模量、泊松比、抗剪强度以及岩石的容重等。
弹性模量是衡量岩石变形特性的指标，表示岩石在外力作用下的弹性恢复能力。
泊松比是描述岩石体积改变与形变之间关系的参数，表征了岩石的变形特征。
抗剪强度则是指岩石抵抗剪切破坏的能力。
岩石的容重则是指单位体积岩石的重量。
二、应力应变关系岩石在承受外力作用时会发生变形，了解岩石的应力应变关系对于评估岩土工程中的稳定性和变形特性至关重要。
一般情况下，岩石的应力应变关系可以分为弹性阶段和塑性阶段。
在弹性阶段，岩石在受力后会发生弹性变形，当外力消失时能够完全恢复原状。
而在塑性阶段，岩石的变形将变得不可逆，并且会出现剪切带和破碎带等现象。
三、岩石的强度岩石的强度是指岩石承受外力作用下发生破坏的能力。
了解岩石的强度对于评估和设计岩土工程具有重要意义。
岩石的强度通常通过试验来确定，常见的试验方法包括单轴压缩试验、剪切试验和抗拉试验等。
在实际工程中，根据不同类型的岩石和岩土体的工程要求，可以选择合适的强度参数来评估和设计工程。
四、岩石的断裂特性岩石的断裂特性是指岩石在受到外力作用下发生破裂的性质和特点。
断裂对于岩土工程的稳定性和变形特性具有重要影响。
岩石在断裂过程中会形成不同类型的断裂面，包括剪切面、节理面和裂缝等。
了解岩石的断裂特性可以帮助工程人员评估和预测岩石的稳定性以及在岩土工程中的行为。
综上所述，岩石力学性质在岩土工程中扮演着重要的角色。
了解岩石的力学参数、应力应变关系、强度和断裂特性等方面的知识，对于岩土工程的评估、设计和施工具有重要意义。
岩石的力学特性及静态试验分析
河南建材２００８年第３期１岩石的力学特性１．１岩石的受力变形特性岩石在外力作用下产生变形，其变形按性质分为弹性变形和塑性变形，图是岩石典型的完整应力应变曲线。
根据曲率变化，可将岩石变形过程分为四个阶段：图１岩石的应力应变１）微裂隙压密阶段。
岩石中原有的裂隙在荷载的作用下逐渐被压密，曲线呈上凹形，曲线斜率随应力增大而逐渐增大，表示微裂隙的变化开始较快，随后逐渐减慢。
Ａ点对应的应力称为压密极限强度。
对于微裂隙发育的岩石，本阶段比较明显，但对于致密岩石而言，很难划出这个阶段。
２）弹性变形阶段。
岩石的微裂隙进一步的闭合，空隙被压缩，原有的裂隙没有新的发展，也没有产生新的裂隙，应力应变基本上成正比关系，曲线近于直线，岩石变形以弹性为主。
Ｂ点对应的应力称为弹性极限强度。
３）裂隙的发展和破坏阶段。
当应力超过弹性极限强度后，岩石中产生新的裂隙，同时已有裂隙继续发展，应变的增加速率超过应力的增加速率，应力应变曲线的斜率逐渐降低，并成曲线关系，体积变形由压缩转变为膨胀。
应力增加，裂隙进一步扩展，岩石局部破损，且破损范围逐渐扩大形成贯穿的破裂面，导致岩石破坏。
Ｃ点对应的应力达到最大值，称为峰值强度或单轴极限抗压强度。
４）峰值后阶段。
岩石破坏后，经较大的变形，应力下降到一定程度开始保持常数，Ｄ点对应的应力称为残余强度。
岩石的变形性能一般用弹性模量和泊松比两个指标来表示。
弹性模量是在单轴压缩条件下，轴向压应力和轴向应变之比。
弹性模量越大，变形越小，说明岩石抵抗变形的能力越强。
岩石在轴向压力作用下，除产生轴向压缩外，还会产生横向膨胀。
这种横向应变与轴向应变之比，称为岩石的泊松比。
泊松比越大，说明岩石受力后的横向变形越大，岩石的泊松比一般都在。
１．２岩石的强度岩石的抗压强度：岩石在单向压力作用下抵抗压碎破坏的能力。
在数值上等于岩石受压达到破坏的极限应力，岩石的抗压强度是在单向压力无侧向约束的条件下测得的，在单轴压力作用下常见的破坏方式有：（ａ）单轴压力作用下试件的劈裂；（ｂ）单斜面剪切破坏；（ｃ）多个共扼斜面剪切破坏，如图２所示。
岩石地基上的独立基础加防水板设计应用
的填 土重量 、 建筑地 面重量 、 地下 室地 面的 固定设备重量 等属 于重利荷 载。通过对抗浮设计 ， 确定 的水浮 力水位 线 ， 计算 水 浮力 。地 下室地 面的活荷 载 、 地下室地 面的非 固定 设备 重量 等 属 于 活荷 载 ；
５ 软 垫 层的设 计
为实现独立基础 ＋ 防水 板 基 础 的 设 计 构 想 ， 在 防 水 板 下 面
可 以采 用设 置软垫层来 补充相应 结构构 造情况 ， 这样 既可 以
确 保 地 基 反 力 被 防 水 板不 承担 或 让 地 基 反 力 承 担 最 少 量 。 在 防水 板 下 面 可 以 采 用 设 置 软 垫层 必 须 要求 独立基 础为 支承的复杂 受力 双 向板 即支承边 的长度 与独立基础 的尺 寸有 关 ， 其次 防水板可 以简化 成 四角支 承 。这 样 防水板模 型可 以按 照 复杂楼 板计 算， 也可 以按照无梁楼 盖双向板计算 ， 确定最后采用相关计算 程序进行操作。
筑 时 的重 量 及 其 施 工 荷 载 。
中， 取ｈ ｏ ／ ２ 处的计算值 。二是朱炳寅《 建筑地基基 础设计方
法 及 实例 分 析 》 １ ７ ７页 中公 式 ４ ． ２ ． １ ７ ， 公 示 是 ≤Ｏ ． ７ ￣３ ｊ ， Ｓ ｂ ｈ 。 ＝ ０ ． ９ ８ ／ ３ ｈ ｆ ｂ ｈ 。 ， 然而 在实际工程应用 ， 取０ ， ６ 两式计算结果 的较不 利值进行设计。
建 筑 垫 量煎
岩 石 地 基 上 的 独 立 基 础 加 防水 板 设 计 应 用
朱 海玲 贺利 兵 中 设设 计集团 股 份有限 公司
摘 要 ：独立基础加 防水板的做法 ， 主要应 用于带地 下室的多层或单层框 架结构 ， 而现行规 范中没有该基础形式 的具体设计 方法 ， 通过 对 已做 项 目（ 丁家庄 Ａ ５ 地块独 立地 下车库） 的独 立基 础加 防水板基础 的设计 ， 文章 总结 了岩石地基 上独立基础加防水 板 的设 计及 需注意的事项 ， 对类似基础形式设计给 出了参 考。
岩土工程中的岩石力学特性
岩土工程中的岩石力学特性岩土工程中，岩石力学特性是指岩石在受力状态下的物理性质和变形特性。
岩石力学特性对于岩土工程设计和施工至关重要，它们可以直接影响岩土工程的稳定性和安全性。
本文将探讨岩土工程中的岩石力学特性，包括岩石的强度、变形性能以及岩石力学参数的测定方法。
一、岩石的强度特性岩石的强度特性是指岩石在受力作用下破坏的抵抗能力。
岩石强度特性的研究对于工程设计有重要的指导意义。
1. 抗拉强度岩石的抗拉强度是指岩石在拉应力作用下破坏的抵抗能力。
岩石的抗拉强度是岩石力学特性中最基本的参数之一。
测定岩石的抗拉强度可以采用试验方法，如拉伸试验等。
2. 抗压强度岩石的抗压强度是指岩石在压应力作用下破坏的抵抗能力。
岩石的抗压强度也是岩石力学特性中的重要参数。
测定岩石的抗压强度可以采用压缩试验等方法。
3. 剪切强度岩石的剪切强度是指岩石在切应力作用下破坏的抵抗能力。
岩石的剪切强度是岩石力学特性中的重要参数之一。
测定岩石的剪切强度可以采用剪切试验等方法。
二、岩石的变形性能岩石的变形性能是指岩石在受力作用下的变形特性。
岩石的变形性能对工程设计和施工有重要的影响。
1. 弹性模量岩石的弹性模量是指岩石在受力作用下线弹性的变形特性。
弹性模量是岩石力学参数中的重要指标之一，它反映了岩石的刚度和变形能力。
测定岩石的弹性模量可以采用弹性模量试验等方法。
2. 压缩模量岩石的压缩模量是指岩石在受力作用下的压缩变形能力。
压缩模量是岩石力学特性中的重要参数之一，它反映了岩石的抗压性能和变形能力。
3. 剪切模量岩石的剪切模量是指岩石在受力作用下的剪切变形特性。
剪切模量是岩石力学特性中的重要参数之一，它反映了岩石的抗剪切性和刚度。
三、测定岩石力学参数的方法测定岩石力学参数是岩土工程中的重要任务。
准确测定岩石力学参数可以为工程设计和施工提供可靠依据。
1. 实验室试验方法实验室试验是测定岩石力学参数最常用的方法之一。
常用的实验室试验方法包括拉伸试验、压缩试验、剪切试验等。
不同岩基上独立基础基底反力分布的研究
第 -- 卷 第 - 期 ,"")有色金属设计H W H D X BB W %@M X $G J @7X @;I H V /? S -- H / S -,"")不同岩基上独立基础基底反力分布的研究!张 莉（贵阳铝镁设计研究院，贵州 贵阳 !!"""#）摘 要：按基础与地基共 同 作 用 的 方 法，对 岩 基 上 独 立 基 础 的 基 底 反 力 分 布，进 行 了 分 析 研究。
研究表明，岩石地基上的 扩 展 式 独 立 基 础，其 基 底 反 力 分 布 的 非 线 性 特 征 非 常 显 著。
基 底的分布模式和变化规律，与 土 质 地 基 不 同，具 有 不 能 用 均 布 反 力 去 近 似 的 不 均 匀 性。
针 对 这 一特性，笔者在文中进行了详细地分析阐述，并提出了几点结论，可供参考。
关键词：岩石地基；扩展式独立基础；基底反力中图分类号：$% #&’ ( ) 文献标识码：* 文章编号：’""# + ,))"（,"")）"- + ""-# + "!./012345/463 789248:028/1 /5 ;1<8=8<0>? @0:924>20A /1 785534312B /6CD /01<>28/1E F GH I J 8（I 08K>1L G ?0A 810A + M >L13980A 7398L1 N B 393>46O ;19282023 /5 .O>?836/，I 08K>1L !!"""#，.O 81>）!"#$%&’$：$O 3 4393>46O O>9 :331 </13 0P /1 6/012345/463 <89248:028/1 /5 81<8=8<0>? 90:924>20A /5 <85534312 4/6C 5/01<>28/1 :K Q>K /5 A 020>? >628/1 /5 :/2O 5/01<>28/1 >1< 90:924>20A ，Q O86O 9O /Q9 >1 >P R P 4368>:?3 1/1?813>4 <89248:028/1 53>2043 S 789248:028/1 P>22341 >1< 6O>1L3 40?3 /5 2O 3 4/6C 5/01<>28/1 <85534 54/A 2O /93 /5 9/8? 5/01<>28/1，O 343:K ，6/012345/463 <89248:028/1 6>11/2 :3 093< 2/ >PP 4/T 8A >23 829 01R 3=311399 S G 5234 >1>?K U81L >1< <89609981L 2O 393 A >22349 81 <32>8?，6/16?098/19 >43 A><3 :K 2O 3 >02O /4 5/4 435343163 S()* +,%-#：B /6C 5/01<>28/1；3TP>1< 81<8=8<0>? 5/01<>28/1；6/012345/463 /5 90:924>20A接的关系，随基础与地基绝对刚度和相对刚度的不同，而有规律地变化。
岩石力学特性及其在地下工程中的应用研究
岩石力学特性及其在地下工程中的应用研究岩石力学特性是指岩石在受力作用下呈现的力学行为以及物理性质、化学性质等综合特征。
岩石力学特性研究是岩石工程领域中的一个重要分支，它涉及到建筑、水利、交通、能源、环境等领域，具有非常广泛的应用前景。
本文将探讨岩石力学特性及其在地下工程中的应用研究。
一、岩石力学特性概述岩石力学特性包括以下几个方面：1.机械性质：机械性质是指岩石在受力作用下的变形特性，包括岩石的弹性模量、泊松比、抗压强度、抗拉强度等。
这些指标是评估岩石质量和稳定性的重要标志。
2.破坏特性：岩石受外力作用时，会出现不同的破坏形式，如塑性变形、断裂、剪切等。
研究破坏特性是为了预测岩石的破坏模式和破坏强度，为地下工程的设计提供理论依据。
3.渗透特性：渗透特性是指岩石对水或其他流体渗透的性质。
渗透性是影响岩石水文地质特性和可开采性的重要指标。
4.化学性质：岩石化学性质包括岩石成分、结构、酸碱性等。
这些性质对材料的力学特性、变形和破坏有影响，也对地质环境的评价和利用具有重要意义。
二、岩石力学特性的实验研究岩石力学特性的研究需要进行实验室试验和野外观测两种方法。
实验室试验主要包括断裂试验、压缩试验、弯曲试验、剪切试验等，通过实验获得岩石的各项力学性质指标。
野外观测是指观测岩石结构、构造、地形等，在实际工程中，野外观测是评价和预测工程岩石的具体手段。
实验研究得到的岩石力学特性参数，是岩石力学分析的基础。
根据岩石力学理论，可利用这些参数来评估岩石的破坏形式、稳定性状况以及影响工程安全的因素，指导地下工程的设计与施工。
三、岩石力学特性在地下工程中的应用岩石力学特性在地下工程中应用非常广泛，主要体现在以下几个方面：1.隧道、大坝等工程的设计：岩石的力学特性是地下工程设计的基本依据，根据岩石的强度、稳定性等特性，可评估岩石的可开挖性、抗震性、破坏风险等，并对工程方案进行优化和确定。
2.地下矿山安全评估：地下矿山的开采会影响到周围的地质情况，研究岩石的力学特性有助于预测矿山稳定性情况，加强矿井管理和维护，提高矿山安全性。
岩土工程中的岩土体力学特性研究
岩土工程中的岩土体力学特性研究岩土工程是研究岩土体力学特性以及其力学性能的学科。
岩土工程师需要深入了解岩土体的力学性质，以确保工程的可靠性和安全性。
在本文中，我们将介绍岩土体力学特性研究的相关内容。
1. 概述岩土体力学特性研究是岩土工程中的重要组成部分。
它旨在通过实验、理论和模拟分析等手段，对岩土体的力学性质进行深入探究。
了解岩土体的力学性质对于岩土工程的设计、施工和监测具有重要意义。
2. 岩土体的物理性质研究岩土体的物理性质是研究岩土体力学特性的基础。
岩土体的物理性质包括颗粒级配、密实度、湿度等。
通过实验室测试和现场观测，我们可以对岩土体的物理性质进行准确测定，并将其作为后续力学性能研究的基础。
3. 岩土体的力学性质研究岩土体的力学性质直接影响着岩土工程的设计和施工。
常见的岩土体力学性质包括强度、刚度、变形性状等。
实验室和现场试验是研究岩土体力学性质的主要手段。
通过这些试验，我们可以确定岩土体的特性参数，并将其应用于岩土工程的实际设计中。
4. 岩土体的力学行为研究岩土体的力学行为是指岩土体在外力作用下的变形和破坏规律。
在岩土工程中，我们经常会遇到土体的压缩、剪切、抗拔等力学行为。
通过实验和数值模拟，我们可以深入研究岩土体的力学行为，并为工程设计提供科学依据。
5. 岩土体的力学参数确定岩土体力学研究的最终目的是确定岩土体的力学参数。
常见的力学参数包括摩擦角、内摩擦角、承载力等。
通过实验和理论分析，我们可以估计和确定这些参数，以提高岩土工程的设计准确性和可靠性。
6. 岩土体力学特性研究的应用岩土体力学特性研究的应用广泛。
它不仅可以用于土木工程中的地基处理、边坡稳定、基础设计等方面，还可以用于地下工程、岩土爆破工程等领域。
岩土体力学特性研究为工程设计和施工提供了重要的理论基础和技术支撑。
综上所述，岩土工程中的岩土体力学特性研究对于工程可靠性和安全性具有重要意义。
通过了解岩土体的力学性质、力学行为和力学参数，我们可以设计和施工更加科学合理的岩土工程项目。
岩土工程中土壤力学特性研究
岩土工程中土壤力学特性研究岩土工程是土木工程领域中一门重要的学科，涉及到岩石和土壤的力学性质以及它们在不同工程环境中的行为。
土壤力学特性的研究对于工程建设的设计、施工和运营具有重要意义。
本文将围绕岩土工程中土壤力学特性的研究展开讨论。
首先，岩土工程中土壤力学特性的研究内容包括土壤的物理性质、力学性质以及与其他环境因素的相互作用等。
土壤的物理性质包括颗粒大小、颗粒分布、孔隙比和容重等参数。
这些参数决定了土壤的密实度、渗透性和水分传导能力等。
力学性质方面，土壤的强度、变形特性和荷载传递能力是研究的关键内容。
此外，土壤与水、气、温度等环境因素的相互作用也是重要的研究内容之一。
土壤力学特性的研究方法多种多样，其中最常用的方法包括现场试验和室内实验。
现场试验包括钻孔、取样和试验等操作，旨在获取土壤的实际力学特性数据。
室内实验则通过对土壤样品的试验，可以更加精确地研究土壤的物理性质和力学性质。
室内实验通常包括压缩试验、剪切试验、三轴试验和渗透试验等。
研究土壤力学特性的目的在于为岩土工程的设计和施工提供可靠的理论依据和技术支持。
通过深入研究土壤力学特性，可以分析土壤的荷载响应、变形行为和安全性能等。
例如，在基础工程设计中，需要根据土壤的强度参数来确定合适的基底尺寸，以确保结构的稳定性。
此外，在挖掘和坑道工程中，需要研究土壤的变形特性和侧桩阻力等，以保证工程的安全和可持续性。
土壤力学特性的研究对于环境保护和灾害防治也具有重要意义。
土壤的渗透性和水分传导能力等特性直接关系到地下水的污染风险和自然灾害的防治问题。
研究土壤力学特性可以帮助我们了解土壤的水文特性，并采取相应的措施来减少地下水的污染和防治地质灾害。
同时，岩土工程中土壤力学特性的研究还面临一些挑战。
首先，土壤作为一种复杂的多相介质，在力学特性研究中存在很多不确定性。
其次，土壤的力学性质受到多种因素的影响，包括土壤类型、含水量、应力状态和孔隙结构等。
因此，准确地测定土壤的力学性质是一项具有挑战性的任务。
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0 引言
岩石地基的低压缩变形特性使其在基础作用下 变形很小 ,同时弹性模量较大 ,地基承载力较高 ,对 上部结构非常有利 。按照我国现行设计规范 [122 ] ,岩 石地基上柱下独立基础的设计方法与土质地基上的 相同 ,将基础视为弯剪构件 ,进行受弯和受剪承载力 验算 。由于岩石地基与土质地基的压缩变形差异很 大 ,特别是岩石的成因及构成很复杂 ,使得基础设计 与其实际受力特性不符 ,文献 [ 3 ]指出了设计缺陷及 质量隐患 。鉴于贵州和重庆的地质条件 ,贵州省和 重庆市多次立项进行专项研究 。
现行地基基础设计规范 [1 ]中强调了基础的局压 验算 ,由于计算受弯和受剪承载力远远低于局压承 载力 ,教科书中均没有介绍基础的局部承压计算 。 但是在受压构件中 ,未配置钢筋时局压承载力远远 小于全截面受压 ,构件的破坏将由局部受压控制 。
2 数值分析
采用大型有限元分析软件 ANSYS进行基础的应 力分析 。 2. 1 单元选取及混凝土本构模型
本文提出置于岩石地基上的钢筋混凝土柱下独 立基础为受压构件 ,并通过数值模拟和试验分析 ,从 混凝土基 本 破 坏 理 论 方 面 对 独 立 基 础 进 行 应 力 分 析 ,论述在一定条件下岩石地基上的柱下独立基础 为受压构件 ,在未配置钢筋的情况下其破坏由局部 承压控制 。
1. 3 基础受力分析 基础承受上部荷载的同时也承受地基反力的作
柱下 独 立 基 础 采 用 C20 素 混 凝 土 , 平 面 尺 寸 为 600mm ×600mm ,其余尺寸如图 2所示 。
图 3 为 地 基 弹 模 为 30GPa, 基 础 高 度 分 别 为 300mm、400mm、500mm 时的基底反力分布曲线 。
压区域 (局压区域 )后拉应力突然增大 。随着基础高 度的增加压应力分布变得均匀 ,在地基的约束下拉 应力逐渐减小 。
基金项目 : 贵州省建设厅 2009年科技计划项目 (黔建科标通 [ 2009 ]312号 ) 作者简介 : 须亚平 (1953— ) ,女 ,江苏宜兴人 ,副教授 。 E2mail: xyap ing@126. com 收稿日期 : 2009年 10月
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© 1994-2011 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
文献 [ 4 ]在对基底反力进行非线性分析后指出 , 在硬质岩石地基上当基础高度较低时 (柔性基础 ) , 地基反力向基础中央集中 ;当基础达到一定高度时 , 基底反力趋于均匀并向边缘集中 。文献 [ 526 ]指出 在软质岩石地基上 ,当基础高度较低时 ,基底反力有 向中间集中的趋势同时也向边缘集中 ,当基础达到 一定高 度 时 , 基 底 反 力 中 间 趋 于 均 匀 同 时 向 边 缘 集中 。
建 筑 结 构 学 报 (增刊 2) nal of B uilding Structures ( Supp lem entary Issue 2)
置于岩石地基的独立基础力学特性研究
须亚平 1 , 查万理 1 , 彭 煜 2 , 曾 义 1 , 朱爱军 1 , 王 磊 3 , 王辉刚 4 (1. 贵州大学 , 贵州贵阳 550003; 2. 贵阳建筑勘察设计院 , 贵州贵阳 550003; 3. 贵州中建科研设计院 , 贵州贵阳 550002; 4. 贵州新基石建筑设计院 , 贵州贵阳 550003)
图 1 单元划分 Fig. 1 Element division
根据文献 [ 9 ]选用美国 E. Hognestad建议的本构
模型 ,其表达式如下 :
σ = fc
ε 2ε -
0
ε ε
0
2
ε ≤ε0
(1)
σ = fc
1
-
0.
15
ε
-
ε 0
ε u
-
ε 0
ε0 ≤ε≤εu ( 2)
式中
:
相应于峰值应力时的应变
文献 [ 426 ]分别对置于硬质岩石和软质岩石地 基上基础的基底反力加以研究 ,并得到无论硬质岩 基还是软质岩基基底反力均为非线性分布的结论 。 文献 [ 7 ]通过试验得出岩石地基与基础一定时 ,在承 载力范围内基底反力分布与上部荷载无关的结论 。 但是上述研究都将独立基础视为弯剪构件进行 分析 。
用 。根据圣维南原理 ,钢筋混凝土柱在独立基础上 形成局压 ,局压的影响高度同挑出长度 。 1. 3. 1 基础受力特点
基础受到上部混凝土柱的作用和岩石地基反力 作用 。由于岩石地基的低压缩性 ,且基础与地基协 调变形 ,无论基础的跨高比 (文献 [ 1 ]称其为宽高比 ) 大还是小 ,基础的受力特点均符合受压构件 。当基 础跨高比较大时 ,地基反力向基础中央集中 ,对地基 和基础的承载力不利 。只有当独立基础具备一定的 高度时 ,上部荷载才能均匀传给地基 。 1. 3. 2 基础局部承压
ε 0
= 0. 002; 极限应
变
ε u
= 0. 0038 。
混凝土破坏准则采用 W illiam2W arne五参数强度
模型 。
2. 2 基底反力分布
选择弹性模量为 5GPa和 30GPa两种岩石地基 ,
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在硬 质 岩 石 地 基 上 ( E = 30GPa ) 基 础 高 度 为 300mm 时 (跨高比为 1 /1. 5) ,基底反力向中间集中 。 当基础高度为 400mm 时 (跨高比为 1 /2 ) 时 ,基底反 力呈直线分布并向边缘集中 。
图 2 混凝土柱及基础尺寸图 Fig. 2 Size of concrete column and foundation
图 4 软质岩石地基基底反力曲线 ( E = 5GPa) Fig. 4 Curves of soft rock subgrade reaction ( E = 5GPa)
图 3 硬质岩石地基基底反力曲线 Fig. 3 Curves of hard rock subgrade reaction
摘要 : 置于岩石地基上的柱下独立基础长期以来都是按照国家及地方相关规范进行设计 ,即将基础视为弯剪构件进行受弯 和受剪承载力验算 。由于岩石地基与土质地基的压缩变形差异很大 ,使得基础设计与其实际受力特性不符 ,由此造成的独 立基础设计缺陷在高层和超高层中尤为严重 。基础自身刚度及地基的压缩变形是影响其受力特性的主要因素 。通过数值 模拟和试验结果分析得到以下结论 :置于硬质岩石地基上的独立基础为受压构件 ;置于软质岩石地基上的独立基础在满足 一定高度的条件下也为受压构件 。在岩石地基上不能做柔性基础 ,必须满足最小高度的条件才能使上部荷载在独立基础 内充分扩散并均匀传给地基 。在没有配置钢筋的情况下独立基础以局压破坏为先 。 关键词 : 独立基础 ; 岩石地基 ; 数值模拟 ; 试验研究 ; 破坏形态 ; 局压破坏 中图分类号 : TU471 TU317. 1 文献标志码 : A
分析模型采用 8节点三维等参数单元 ,见图 1。
1 受力分析
在岩石地基上独立基础的受力特性与其自身的 材料 ,形状等密切相关 ,同时也与其边界条件有关 。 1. 1 岩石地基分类
岩石的成因及构造很复杂 ,综合《岩石力学参数 手册 》[8 ]及现行建筑地基基础设计规范 [1 ]的分类 ,按 饱和单轴抗压强度分 、按硬质岩及软质岩分 、按岩石 的完整程度分 、按风化程度分等 。本文在研究中根 据岩石地基的低压缩变形特性 ,用两个具有代表性 的地基条件对独立基础进行受力分析 。 1. 2 地基反力非线性分布
3. Guizhou Construction Science D esign Institute, Guiyang 550003, China; 4. Guizhou X injishi Construction D esign Institute, Guiyang 550003, China)
Abstract: The design of independent foundations under columns and on rock subgrade is generally carried out in accordance with the national or regional codes, which regards the foundations as flexure2shear members that requires the calculation of flexural and shear resistance. Because of the great difference of comp ression deformation between rock subgrade and soil subgrade, the foundation design is inconsistent with its mechanical characteristics. So it causes serious design defects, especially in tall and super tall buildings. The main factors that affect the mechanical characteristics of foundations are the stiffness and comp ression deformation of subgrade. According to numerical simulation and test results, the paper gets following important conclusions: An independent foundation on hard rock subgrade is a comp ression member, an independent foundation on soft rock subgrade is also a comp ression member at certain height. The flexible foundation can′t be designed on rock subgrade. Only if the independent foundation satisfies m inimum height condition, upper loads will sp read sufficiently in independent foundation and is transferred to subgrade uniform ly. In the case of no reinforcement, local comp ression failure will occur firstly in the independent foundation. Keywords: independent foundations; rock subgrade; numerical simulation; experimental research; failure modes; local comp ression failure