某核电工程岩体地基均匀性评价

动剪模量
Gd （ GPa） 8. 16 8. 31
18. 32 18. 98 18. 98
从 岩 体 内 结 构 面 对 波 速 影 响 程 度 方 面 来 分 析，1 号核岛与地 层 走 向 平 行 和 垂 直 方 向 纵 波 速 度 分 别 为 4 913m / s、4 616m / s，2 号核 岛 与 地 层 走 向 平 行 和 垂 直 方向纵波 速 度 分 别 为 4 984 m / s、4 577 m / s，经 比 较 看 出 ，两 个 方 向 上 的 波 速 差 异 不 显 著 ，说 明 岩 体 波 速 受 岩 体内结构面影响很小。 2. 4 根据地基岩石强度及地基承载力进行评价
从部分区域 工 程 地 质 剖 面 图 （ 图 1 ） 看 出，1 号 核 岛基底岩性主要由粉 砂 岩、页 岩 夹 粉 砂 岩 及 页 岩 等 组 成，其中粉砂 岩 占 基 底 面 积 的 40% ，除 局 部 为 少 量 的 细砂岩（ 占面积 的 1% 左 右 ） 外，其 余 均 为 页 岩 及 页 岩 夹粉砂岩，占基底面积的 59% 。 核 反 应 堆 厂 房 基 础 底 面以下岩性为粉砂岩 和 页 岩 夹 粉 砂 岩，页 岩 夹 粉 砂 岩 占基底面积的 60% 以上；2 号核岛基底岩性主要由页 岩夹粉砂岩、页岩夹 细 砂 岩、页 岩、细 砂 岩 夹 粉 砂 岩 等 组 成 ，其 中 页 岩 、页 岩 夹 细 砂 岩 或 粉 砂 岩 占 基 底 总 面 积 的 70% 以上。核反应堆厂房 地 基 岩 性 为 粉 砂 岩、页 岩 夹 粉 砂 岩 、细 砂 岩 夹 粉 砂 岩 及 页 岩 等 。
强度进行地基强度均匀性评价。
关键词：ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ核电工程；岩石地基；均匀性；Hoek-Brown 准则
中图分类号： P642. 4；TU471. 6
文献标识码： A
文章编号： 1000-3665（2010）03-0059-04
地基均匀性评价是岩土工程勘察中非常重要的一 项 内 容， 《岩 土 工 程 勘 察 规 范 》（ GB50021—2001 ） ［1］和《建 筑 地 基 基 础 设 计 规 范 》（ GB50007—2002 ） ［2］对地基的均匀性有明确的规定，但两 规 范 均 没 有 具 体的评价标准和准则。在建筑物天然地基基础设计 时 ，设 计 人 员 最 关 心 的 是 由 于 地 基 变 形 引 起 的 建 筑 物 的变形（ 沉降量、沉降差、倾斜及局部倾斜） ，而造成地 基变形最主要的原因之一就是地基存在不均匀问题。 现有文献资料 中［3 ～ 5］，大 多 涉 及 的 只 是 地 基 土 的 均 匀 性问题，认为岩石 地 基 都 是 均 匀 的。 这 对 于 一 般 工 程 是 可 行 的 ，但 核 电 工 程 因 其 对 安 全 性 、稳 定 性 的 严 格 要 求，对地基的均匀 性 要 求 也 较 高。 所 以 对 于 核 电 工 程 等重大建筑物，对其 岩 体 地 基 均 匀 性 进 行 评 价 是 必 要 的。本文拟通过对某核电工程进行地基均匀性评价阐 述岩石地基均匀性评价的方法。
明显（ 表 1 ） ，中 等 风 化、微 风 化 页 岩 与 细 砂 岩 剪 切 波
速、纵波速度之 间 的 差 值 仅 为 其 本 身 的 1% ～ 2% ，说
明场地内的波速特征基本未受岩性影响。
表 1 跨孔法波速测试成果
Table 1 The result of wave velocity testing with
根据钻孔弹模测 试 综 合 统 计 分 析 结 果，微 风 化 细 砂岩、粉砂岩弹性模量为 26. 30GPa，微风化页 岩、页岩 夹细砂岩或 粉 砂 岩 弹 性 模 量 为 18. 58GPa。岩 体 强 度 整 体 上 均 较 高 ，未 发 现 明 显 软 弱 岩 体 存 在 。
根据勘察资料，地 基 承 载 力 计 算 值 及 建 议 值 见 表 2。而厂房 基 础 底 面 标 高 为 － 3. 60m，位 于 微 风 化 层 上。由表 2 可看出，微风化基岩的地基承载力均很高，
1 工程概况
1. 1 工程地质条件［6］ 1. 1. 1 地形地貌
某 核 电 工 程 地 处 海 滨 ，厂 址 三 面 环 海 ，原 始 地 貌 类 型主要为平缓的剥蚀夷平台地。 1. 1. 2 地层岩性
地层包括第四系地层（ Q） 和中生代早白垩世莱阳
收稿日期： 2009-07-27； 修订日期： 2009-12-10 基金项目： 上海市重点学科建设项目资助（ B308） 作者简介： 石振明（1968-） ，男，副教授，从事地质工程教学和研
cross-hole method
风化程度 岩性
中等风化 微风化
页岩 细砂岩
页岩 细砂岩 粉砂岩
横波波速
Vs （ m / s） 1 759 1 775 2 608 2 656 2 630
纵波波速
Vp （ m / s） 3 353 3 411 4 633 4 730 4 612
动弹模量
Ed （ GPa） 21. 38 21. 83 46. 38 48. 13 47. 64
区域范围内构造 主 要 为 断 层、节 理 裂 隙 和 褶 皱 构 造。厂址区构造形迹 较 为 简 单，地 层 属 大 辛 家 背 斜 的 南翼，地层 产 状 无 明 显 变 化，不 发 育 其 它 次 生 褶 皱 构 造 ；断 裂 以 脆 性 断 裂 构 造 为 主 ；在 成 岩 、褶 皱 、岩 脉 入 侵 和断层形成时伴生大量的构造节理。 1. 2 场地水文地质条件［6］
摘要： 岩体地基由于强度高，地基承载力大，对一般建筑 物 可 视 为 均 匀 地 基。 但 核 电 工 程 对 地 基 的 强 度、均 匀 性 等 要 求
都非常高，必须评价其均匀性。对核电工程等重大工程的岩石地基均匀性评价，目前还没有非常规范的 方 法。 本 文 拟 从
地形地貌、地质构造、波速特征、地基承载力以及地 基 沉 降 均 匀 性 等 方 面 加 以 评 价 ，并 结 合 用 Hoek-Brown 准 则 预 测 岩 体
厂区范围内构造 主 要 为 断 层、节 理 裂 隙 和 褶 皱 构 造。厂址区构造形迹 较 为 简 单，地 层 属 大 辛 家 背 斜 的 南翼，地层 产 状 无 明 显 变 化，不 发 育 其 它 次 生 褶 皱 构 造 ；断 裂 以 脆 性 断 裂 构 造 为 主 ；在 成 岩 、褶 皱 、岩 脉 入 侵 和断层形 成 时 伴 生 大 量 的 构 造 节 理。 厂 区 内 以 走 向 NE 与 NW 向 共 轭 剪 节 理 为 主，其 次 是 NNE 向 节 理 以 及少量近 EW 向 节 理，节 理 面 平 直 光 滑，局 部 充 填 钙 质、泥质，倾角以高 角 度 为 主，少 量 为 缓 倾 角。 所 以 厂 区 范 围 内 无 大 的 构 造 发 育 ，岩 体 较 完 整 ，从 地 质 构 造 方 面来说可以认为厂房岩石地基是均匀的。
· 60 ·
石 振 明 ，等 ：某 核 电 工 程 岩 体 地 基 均 匀 性 评 价
2010 年
2 岩石地基均匀性评价
岩石地基均匀性评价主要从地基承载力和沉降是 否均匀两个方面来考虑。
结合对地基土均 匀 性 评 价 的 内 容［3］，对 于 岩 石 地 基 ，均 匀 性 评 价 主 要 可 从 以 下 几 个 方 面 进 行 ：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（非全新活动断裂带） 发育或构造 引起的节理（ 或裂隙） 发育导致岩体极为破碎（ 非风化 破碎岩体） 为不均 匀 地 基；③ 在 基 础 宽 度 方 向 上，岩 石 地基波速特征差异较大的为不均匀地基；④在基础宽 度 方 向 上 ，地 基 承 载 力 差 异 较 大 为 不 均 匀 地 基 ；⑤ 在 基 础 宽 度 方 向 上 ，地 基 沉 降 量 差 异 较 大 为 不 均 匀 地 基 。
厂区原始地貌类型主要为平缓的剥蚀夷平台地， 现场地已整平，不 存 在 人 工 边 坡，场 地 平 整、开 阔。 厂 区 临 海 地 区 已 修 建 人 工 护 堤 ，原 始 地 貌 被 剥 除 或 覆 盖 。
^ 厂区内基岩为中生代早白垩世莱阳群水南组（ K1S） 地 层，为 一 套 细 碎 岩 屑 沉 积 岩，在 100. 00m 深 度 内 揭 露 岩性为中薄层状粉 砂 岩、细 砂 岩 及 薄 层 状 页 岩。 厂 区 范 围 内 的 地 层 产 状 比 较 稳 定 ，沉 积 韵 律 清 晰 ，未 见 大 的 构造通过，未发现 软 弱 夹 层。 厂 区 所 在 地 为 同 一 工 程 地 质 单 元 ，岩 土 层 在 纵 横 方 向 上 无 明 显 差 异 ，所 以 从 地 形地貌方面来说厂房岩石地基可认为是均匀的。 2. 2 根据地质构造进行评价
2. 3 根据岩石地基波速特征进行评价
岩 体 波 速 受 岩 性、岩 石 结 构 构 造 等 因 素 的 影 响。
岩 石 强 度 高 ，波 速 值 一 般 较 高 ；垂 直 于 结 构 面 方 向 较 平
行于结构面方向的波速值低。
从厂房区域跨孔 波 速 测 试 统 计 结 果 看 出，场 地 内
同级风化程度的不同岩性之间波速（平均值） 差异不
第 37 卷 第 3 期 2010 年 5 月
水文地质工程地质 HYDROGEOLOGY ＆ ENGINEERING GEOLOGY
Vol. 37 No. 3 May 2010
某核电工程岩体地基均匀性评价
石振明1，2 ，王友权1 （1. 同济大学地下建筑与工程系，上海 200092； 2. 同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室，上海 200092）
按照拟建构（ 筑） 物规 划，某 核 电 站 核 反 应 堆 厂 房 与核辅助厂房（以下简称厂房） 为一个整体箱形基础， 基础 埋 深 为 ± 0. 00 以 下 12. 00m （ 基 底 绝 对 标 高 － 3. 60m） ，根据核 岛 区 总 平 面 规 划 图，该 基 坑 南 北 长 约 78m，东西宽约 55m。结合 以 上 内 容，可 具 体 分 析 此 核 电站核反应堆厂房与和辅助厂房地基的均匀性。 2. 1 根据地形地貌进行评价