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文檔簡介

0緒論巖土工程的定義巖土工程的重要性巖土工程的進(jìn)展巖土工程的內(nèi)容巖土工程的工作內(nèi)容:巖土工程勘察巖土工程設(shè)計(jì)巖土工程治理巖土工程監(jiān)測巖土工程監(jiān)理巖土工程工作方法:調(diào)查勘察試驗(yàn)測定分析計(jì)算方案論證監(jiān)測控制反演分析修改定案1)巖土工程的定義巖土勘察規(guī)范(GBJ50021-94)定義:巖土工程(Geotechnicalengineering)是以土力學(xué)、巖石力學(xué)、工程地質(zhì)學(xué)和地基基礎(chǔ)工程學(xué)為理論基礎(chǔ),以解決和處理在工程建設(shè)中出現(xiàn)的所有與巖土體有關(guān)的工程技術(shù)問題的一門地質(zhì)和工程緊密結(jié)合的新專業(yè)學(xué)科。巖土工程的補(bǔ)充定義如下:

巖土工程是土木工程中涉及巖土體的整治、改造和利用的科學(xué)技術(shù)。

巖土工程是工程地質(zhì)勘察、基礎(chǔ)(或地下結(jié)構(gòu))方案設(shè)計(jì)、基礎(chǔ)(或地下結(jié)構(gòu))施工三位一體的工程。巖土工程學(xué)科群由工程地質(zhì)學(xué)科、巖土力學(xué)學(xué)科、結(jié)構(gòu)工程學(xué)科組成,是多學(xué)科相互滲透又緊密結(jié)合的邊緣學(xué)科。從大方面(在國民經(jīng)濟(jì)中的地位)從小方面從巖土體本身而言2)巖土工程的重要性支擋加固湖北遠(yuǎn)安鹽池河磷礦崩塌長江西陵峽鏈子崖卸荷裂隙滑坡香港山體滑坡湖北省巴東縣滑坡滑坡周界四川云陽雞筏子滑坡泥石流(mudflow)一種突然暴發(fā)的含有大量泥沙石塊的特殊洪流。主要發(fā)生在地形陡峻的山區(qū)。具區(qū)域性和間歇性特點(diǎn)。我國地震帶和泥石流的分布地面塌陷(slump)是松散土層中所產(chǎn)生的突發(fā)性斷裂陷落。多發(fā)生于巖溶地區(qū),由于人為局部改變地下水位而引起。3)巖土工程的進(jìn)展巖、土的工程性質(zhì)及測試技術(shù)的研發(fā)在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)方面在地基方面在材料領(lǐng)域在基坑工程方面地震巖土工程、環(huán)境巖土工程4)巖土工程的內(nèi)容巖體和土體的工程性質(zhì)及評(píng)價(jià)土地基和巖石地基工程深基坑的開挖與支護(hù)1巖體和土體的工程性質(zhì)及評(píng)價(jià)工程土體主要設(shè)計(jì)參數(shù)的確定工程巖體參數(shù)的確定及質(zhì)量評(píng)價(jià)巖體地應(yīng)力測試壓縮性參數(shù)基本概念

土在壓力作用下體積縮小的特性稱為土的壓縮性。試驗(yàn)研究表明,在一般壓力(100-600kN)作用下,土粒和水的壓縮與土的總壓縮量之比是很微小的,因此完全可以忽略不計(jì),所以把土的壓縮看作為土中孔隙體積的減小。此時(shí),土粒調(diào)整位置,重行排列,互相擠緊。飽和土壓縮時(shí),隨著孔隙體積的減少土中孔隙水則被排出。在荷載作用下,透水性大的飽和無粘性土,其壓縮過程在短時(shí)間內(nèi)就可以結(jié)束。相反,粘性土的透水性低,飽和粘性土中的水分只能慢慢排出,因此其壓縮穩(wěn)定所需的時(shí)間要比砂土長得多。土的壓縮隨時(shí)間而增長的過程,稱為土的固結(jié),對(duì)于飽和粘性土來說,土的固結(jié)問題是十分重要的。

工程土體主要設(shè)計(jì)參數(shù)的確定土的固結(jié)天然土層在歷史上所經(jīng)受過的包括自重壓力和其他荷載作用形成的最大豎向有效固結(jié)壓力,稱為先期(前期)固結(jié)壓力,常用pc表示。通常將地基中土體的先期固結(jié)壓力與現(xiàn)有上覆土層壓力之比定義為超固結(jié)比OCR。根據(jù)OCR的大小,可對(duì)土所處的不同固結(jié)狀態(tài)進(jìn)行劃分。OCR>1超固結(jié)狀態(tài)=1正常固結(jié)狀態(tài)<1欠固結(jié)狀態(tài)

計(jì)算地基沉降量時(shí),必須取得土的壓縮性指標(biāo),在一般工程中,常用不允許土樣產(chǎn)生側(cè)向變形(側(cè)限條件)的室內(nèi)壓縮試驗(yàn)來測定土的壓縮性指標(biāo)。

(一)壓縮試驗(yàn)和壓縮曲線土的壓縮系數(shù)和壓縮指數(shù)壓縮性不同的土,其曲線的形狀是不一樣的。曲線愈陡,說明隨著壓力的增加,土孔隙比的減小愈顯著,因而土的壓縮性愈高,所以,曲線上任一點(diǎn)的切線斜率a就表示了相應(yīng)于壓力p作用下土的壓縮性:

土的壓縮性可用圖中割線的斜率表示設(shè)割線與橫座標(biāo)的夾角為,則,

為了便于應(yīng)用和比較,通常采用壓力間隔由增加到時(shí)所得的壓縮系數(shù)來評(píng)定土的壓縮性。

壓縮模量(側(cè)限壓縮模量)

根據(jù)曲線,可以求算另一個(gè)壓縮性指標(biāo)——壓縮模量。它的定義是土在完全側(cè)限條件下的豎向附加壓應(yīng)力與相應(yīng)的應(yīng)變增量之比值。土的壓縮模量可根據(jù)下式計(jì)算:

亦稱側(cè)限壓縮模量,以便與一般材料在無側(cè)限條件下簡單拉伸或壓縮時(shí)的彈性模量相區(qū)別。土的回彈曲線和再壓縮曲線固結(jié)系數(shù)

土的滲透性一般是指水流通過土中孔隙難易程度的性質(zhì),或稱透水性。

地下水在土中的滲透速度一般可按達(dá)西Darcy)根據(jù)實(shí)驗(yàn)得到的直線滲透定律計(jì)算,其公式如下(圖1—25):

粘性土的達(dá)西定律土的滲透性工程巖體參數(shù)的確定及質(zhì)量評(píng)價(jià)巖體單軸抗壓強(qiáng)度巖體三軸抗壓強(qiáng)度巖體抗剪強(qiáng)度參數(shù)巖體變形參數(shù)的確定巖體變形參數(shù)的確定巖體地應(yīng)力測試應(yīng)力解除法測巖體地應(yīng)力的原理和方法土的抗剪強(qiáng)度參數(shù)土的抗剪強(qiáng)度是指土體抵抗剪切破壞的極限能力,是土的重要力學(xué)性質(zhì)之一。工程中的地基承載力,擋土墻土壓力、土坡穩(wěn)定等問題都與土的抗剪強(qiáng)度直接相關(guān)。一、庫倫公式

1776年C.A.庫倫(Coulomb)根據(jù)砂土的試驗(yàn),將土的抗剪強(qiáng)度表達(dá)為滑動(dòng)面上法向總應(yīng)力的函數(shù),即

以后又提出了適合粘性土的更普遍的形式

由庫倫公式可以看出,無粘性土的抗剪強(qiáng)度與剪切面上的法向應(yīng)力成正比,其本質(zhì)是由于顆粒之間的滑動(dòng)摩擦以及”凹凸面間的鑲嵌作用所產(chǎn)生的摩阻力,其大小決定于顆粒表面的粗糙度、密實(shí)度、土顆粒的大小以及顆粒級(jí)配等因素。粘性土的抗剪強(qiáng)度由兩部分組成:庫倫公式一部分是摩擦力,另一部分是土粒之間的粘結(jié)力,它是由于粘性土顆粒之間的膠結(jié)作用和靜電引力效應(yīng)等因素引起的。長期的試驗(yàn)研究指出,土的抗剪強(qiáng)度不僅與土的性質(zhì)有關(guān),還與試驗(yàn)時(shí)的排水條件、剪切速率、應(yīng)力狀態(tài)和應(yīng)力歷史等許多因素有關(guān),其中最重要的是試驗(yàn)時(shí)的排水條件,根據(jù)K.太沙基(Terzaghi)的有效應(yīng)力概念,土體內(nèi)的剪應(yīng)力僅能由土的骨架承擔(dān),因此,土的抗剪強(qiáng)度應(yīng)表示為剪切破壞面上法向有效應(yīng)力的函數(shù),庫倫公式應(yīng)修改為

抗剪強(qiáng)度的測定方法抗剪強(qiáng)度的試驗(yàn)方法有多種,在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)常用的有直接剪切試驗(yàn),三軸壓縮試驗(yàn)和無側(cè)限抗壓試驗(yàn),在現(xiàn)場原位測試的有十字板剪切試驗(yàn),大型直接剪切試驗(yàn)等。

直接剪切試驗(yàn)直接剪切儀分為應(yīng)變控制式和應(yīng)力控制式兩種,試驗(yàn)時(shí),由杠桿系統(tǒng)通過加壓活塞和透水石對(duì)試件施加某一垂直壓力σ,然后等速轉(zhuǎn)動(dòng)手輪對(duì)下盒施加水平推力,使試樣在上下盒的水平接觸面上產(chǎn)生剪切變形,直至破壞,剪應(yīng)力的大小可借助與上盒接觸的量力環(huán)的變形值計(jì)算確定。在剪切過程中,隨著上下盒相對(duì)剪切變形的發(fā)展,土樣中的抗剪強(qiáng)度逐漸發(fā)揮出來,直到剪應(yīng)力等于土的抗剪強(qiáng)度時(shí),土樣剪切破壞,所以土樣的抗剪強(qiáng)度可用剪切破壞時(shí)的剪應(yīng)力來量度。對(duì)應(yīng)于直接剪切試驗(yàn)的快剪,固結(jié)快剪和慢剪試驗(yàn),三軸壓縮試驗(yàn)按剪切前的固結(jié)程度和剪切時(shí)的排水條件,分為以下三種試驗(yàn)方法:

(1)不固結(jié)不排水試驗(yàn)試樣在施加周圍壓力和隨后施加豎向壓力直至剪切破壞的整個(gè)過程中部不允許排水,試驗(yàn)自始至終關(guān)閉排水閥門。

(2)固結(jié)不排水試驗(yàn)試樣在施加周圍壓力時(shí)打開排水閥門,允許排水固結(jié),待固結(jié)穩(wěn)定后關(guān)閉排水閥門,再施加豎向壓力,使試樣在不排水的條件下剪切破壞。

(3)固結(jié)排水試驗(yàn)試樣在施加周圍壓力時(shí)允許排水固結(jié),待固結(jié)穩(wěn)定后,再在排水條件下施加豎向壓力至試件剪切破壞。

對(duì)同一種土至少取4個(gè)試樣,分別在不同垂直壓力下剪切破壞,一般可取垂直壓力為100、200、300、400kPa,將試驗(yàn)結(jié)果繪制成如圖3—7(b)所示的抗剪強(qiáng)度和垂直壓力σ之間關(guān)系,試驗(yàn)結(jié)果表明,對(duì)于粘性土基本上成直線關(guān)系,該直線與橫軸的夾角為內(nèi)摩擦角,在縱軸上的截距為粘聚力c,直線方程可用庫倫公式表示,對(duì)于無粘性土,之間關(guān)系則是通過原點(diǎn)的一條直線?!纠}3-1】一組飽和粘性土試樣在三軸儀中進(jìn)行固結(jié)不排水試驗(yàn),整理試驗(yàn)結(jié)果得有效內(nèi)摩擦角

'=24°,c'=80kPa。其中對(duì)一個(gè)試樣施加的周圍壓力

3=200kPa,試樣破壞時(shí)的主應(yīng)力差

1-

3=280kPa,測得的孔隙水壓力uf=180kPa。試求破壞面上的法向應(yīng)力和剪應(yīng)力以及試樣中的最大剪應(yīng)力?!窘狻坑行У闹鲬?yīng)力分別為剪切破壞面與大主應(yīng)力作用面的夾角為由式(3-5)計(jì)算破壞面上的法向有效應(yīng)力

'和剪應(yīng)力

:破壞面上的法向應(yīng)力

最大剪應(yīng)力發(fā)生在

=45°的平面上,所以2巖土工程勘察巖土工程安全等級(jí)場地復(fù)雜程度分級(jí)和地基復(fù)雜程度分級(jí)巖土工程勘察等級(jí)巖土工程的勘探工作(掘探\鉆探\觸探和物探)3土地基與巖石地基工程基礎(chǔ)(foundation)淺基礎(chǔ)的地基破壞型式和地基極限承載力淺基礎(chǔ)的地基極限承載力

普朗德爾極限承載力理論

1920年L.普朗德爾(Prandtl)根據(jù)塑性理論,研究了剛性沖模壓入無質(zhì)量的半無限剛塑性介質(zhì)時(shí),導(dǎo)出了介質(zhì)達(dá)到破壞時(shí)的滑動(dòng)面形狀和極限壓應(yīng)力公式,人們把他的解應(yīng)用到地基極限承載力的課題。根據(jù)土體極限平衡理論,對(duì)于一無限長的、底面光滑的條形荷載板置于無質(zhì)量的土的表面上,當(dāng)荷載板下的土體處于塑性平衡狀態(tài)時(shí),塑流邊界為如圖所示

對(duì)于以上所述情況,普朗德爾得出極限承載力的理論解為其中其中

如果考慮到基礎(chǔ)有埋置深度d(圖4—33),將基底水平面以上的土重用均布超載代替。賴斯納(Reissner,1924)得出極限承載力還須加一項(xiàng),即其中(4—44)太沙基承載力理論因?yàn)榛讓?shí)際上往往是粗糙的,太沙基假設(shè)基底與土之間的摩擦力阻止了在基底處剪切位移的發(fā)生,因此直接在基底以下的土不發(fā)生破壞而處于彈性平衡狀態(tài),破壞時(shí),它象一“彈性核”隨著基礎(chǔ)一起向下移動(dòng),如圖4—34(a)所示的1區(qū)。引用符號(hào)則

對(duì)于所有一般的情況,太沙基認(rèn)為淺基礎(chǔ)的地基極限承載力可近似地假設(shè)為分別由以下三種情況計(jì)算結(jié)果的總和:(1)土是無質(zhì)量的,有粘聚力和內(nèi)摩擦角,沒有超載,(2)土是沒有質(zhì)量的,無粘聚力有內(nèi)摩擦角,有超載(3)土是有質(zhì)量的,沒有粘聚力,但有內(nèi)摩擦角,沒有超載,.因此,極限承載力可近似由式(4—44)和式(4—49)疊加得(4-49)

式中——承載力系數(shù),分別查表或由以下各式確定:黃土(loessalsoil):

是干旱氣候條件下形成的一種特殊沉積物。分布:我國西北及華北地區(qū),面積約63萬km2。特征:以粉粒為主,富含碳酸鈣,肉眼可見大孔隙,垂直節(jié)理發(fā)育,常呈現(xiàn)直立的天然邊坡。工程特性:塑性較弱含水較少,堅(jiān)硬—硬塑狀態(tài)壓實(shí)程度差,孔隙比高,孔隙大抗水性弱,遇水強(qiáng)烈崩解,濕陷明顯透水性較強(qiáng),且呈各向異性強(qiáng)度較高,粒間連接較強(qiáng),壓縮性中等。黃土分類按成因分:原生黃土和次生黃土按形成年代分:老黃土和新黃土按濕陷性分:濕陷性黃土和非濕陷性黃土黃土地基膨脹土(expansivesoil):

是一種富含親水性粘土礦物,且隨含水量的增減體積發(fā)生顯著脹縮變形的硬塑性粘土。分布:全國,云南、廣西、貴州、湖北最具代表性。一般位于山前丘陵地區(qū)或河谷高階地上。

特征:1)呈黃褐、灰白、花斑等顏色.2)粘粒含量高,且為親水性很強(qiáng)的蒙脫石等粘土礦物,土中可溶鹽及有機(jī)質(zhì)含量較低,常含鐵錳或鈣質(zhì)結(jié)核,結(jié)構(gòu)致密.3)表面有大量網(wǎng)狀裂隙,裂面有臘狀光澤的擠壓面。工程特性:1.低含水量,天然狀態(tài)下呈堅(jiān)硬-硬塑狀態(tài).孔隙比一般在0.7,有的超過1.裂隙發(fā)育,常見裂隙有豎向、斜向和水平向三種.2.高塑性,含粘粒及粉粒為主3.具膨脹力,自由膨脹量>40%4.天然狀態(tài)下壓縮性低,承載力高,但由于干縮裂隙發(fā)育,穩(wěn)定性差.浸水后或被擾動(dòng)時(shí),強(qiáng)度驟然降低5.膨脹土分布不均勻,水平層理常有缺失6.按照地形上的差別,工程地質(zhì)復(fù)雜程度亦有區(qū)別.一般分為平坦地和坡地兩大類.凡超過14°的自然坡屬不穩(wěn)定坡,一般不能利用它作為建筑地基.膨脹土地基膨脹土地基變形量計(jì)算巖基的承載能力巖基的承載能力與巖基的系列破壞模式相關(guān),變形又與巖性、結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀與分布相關(guān)。一、巖基破壞模式

6、直面滑動(dòng)

5、剪切節(jié)理、弱軟巖體(滑移體)4、沖切多孔隙巖體

3、劈裂應(yīng)力大2、壓碎應(yīng)力較大1、開裂較均質(zhì)巖體、堅(jiān)硬、應(yīng)力水平較小開裂壓碎劈裂沖切剪切較均質(zhì)、堅(jiān)硬巖體應(yīng)力水平較小應(yīng)力水平較大應(yīng)力水平大多孔隙巖體節(jié)理、弱軟巖體實(shí)驗(yàn)法極限平衡計(jì)算方法二、巖基允許承載力的確定基本方法基腳壓碎巖體的承載力極限平衡方法(Goodman)見圖9-12式中:Rc-巖體無側(cè)限抗壓強(qiáng)度;

qf-巖基承載力。A-壓碎區(qū)B-非壓碎區(qū)非壓碎區(qū)B巖體強(qiáng)度曲線壓碎區(qū)A巖體強(qiáng)度曲線無側(cè)限巖體抗壓強(qiáng)度Rc巖基承載力qf第二節(jié)巖基上基礎(chǔ)的沉降

巖基上基礎(chǔ)的沉降主要是由于巖基內(nèi)巖層承載后出現(xiàn)的變形引起的。對(duì)于一般的中小工程來說,沉降變形較小。但是,對(duì)于重型結(jié)構(gòu)或巨大結(jié)構(gòu)來說,則產(chǎn)生較大變形。巖基的變形有兩方面的影響:(2)因巖基變形各點(diǎn)不一,造成了結(jié)構(gòu)上各點(diǎn)間的相對(duì)位移。計(jì)算沉降的基本公式(1)在絕對(duì)位移或下沉量直接使基礎(chǔ)沉降,改變了原設(shè)計(jì)水準(zhǔn)的要求;4、深基坑的開挖與支護(hù)第一節(jié)土壓力理論土壓力--擋土墻后的填土因自重或外荷載作用對(duì)墻背產(chǎn)生的側(cè)向壓力。土壓力隨擋土墻可能位移的方向分為主動(dòng)土壓力,被動(dòng)土壓力和靜止土壓力。主動(dòng)土壓力:當(dāng)擋土墻向離開土體方向偏移至土體達(dá)到極限平衡狀態(tài)時(shí),作用在墻上的土壓力稱為主動(dòng)土壓力被動(dòng)土壓力:當(dāng)擋土墻向土體方向偏移至土體達(dá)到極限平衡狀態(tài)時(shí),作用在擋土墻上的土壓力稱為被動(dòng)土壓力靜止土壓力:當(dāng)擋土墻靜止不動(dòng),土體處于彈性平衡狀態(tài)時(shí),土對(duì)墻的壓力稱為靜止土壓力靜止土壓力強(qiáng)度可按下式計(jì)算:靜止土壓力沿墻高為三角形分布,如圖4-4所示,如果取單位墻長,則作用在墻上的靜止土壓力為:

由于土體內(nèi)每一豎直面都是對(duì)稱面,因此豎直截面和水平截面上的剪應(yīng)力都等于零,因而相應(yīng)截面上的法向應(yīng)力和都是主應(yīng)力,此時(shí)的應(yīng)力狀態(tài)用莫爾圓表示為如圖4-5(a)所示的圓I,由于該點(diǎn)處于彈性平衡狀態(tài),故莫爾圓沒有和抗剪強(qiáng)度包線相切。由土的強(qiáng)度理論可知,當(dāng)土體中某點(diǎn)處于極限平衡狀態(tài)時(shí),大主應(yīng)力和小主應(yīng)力之間應(yīng)滿足以下關(guān)系式:粘性土:

或無粘性土:

一、主動(dòng)土壓力無粘性土:或粘性土:

或主動(dòng)土壓力強(qiáng)度

1、無粘性土的主動(dòng)土壓力主動(dòng)土壓力為:或

通過三角形的形心,即作用在離墻底H/3處。

2、粘性土的主動(dòng)土壓力粘性土的主動(dòng)土壓力強(qiáng)度包括兩部分:一部分是由土自重引起的土壓力,另一部分是由粘聚力c,引起的負(fù)側(cè)壓力主動(dòng)土壓力離填土面的深度常稱為臨界深度,在填土面無荷載的條件下,可令主動(dòng)土壓力強(qiáng)度公式為零求得值,即:

如取單位墻長計(jì)算,則主動(dòng)土壓力為:將式()代入上式后得

粘性土的主動(dòng)土壓力通過在三角形壓力分布圖abc的形心,即作用在離墻底處.二、被動(dòng)土壓力當(dāng)墻受到外力作用而推向土體時(shí)[圖4-7(a)],填土中任意一點(diǎn)的豎向應(yīng)力仍不變,而水平向應(yīng)力卻逐漸增大,直至出現(xiàn)被動(dòng)朗肯狀態(tài),此時(shí)達(dá)最大限值,因此是大主應(yīng)力,也就是被動(dòng)土壓力強(qiáng)度,而則是小主應(yīng)力??傻?

無粘性土:

粘性土:被動(dòng)土壓力強(qiáng)度被動(dòng)土壓力

無粘性土的被動(dòng)土壓力強(qiáng)度呈三角形分布[圖4-7(b)],粘性土的被動(dòng)土壓力強(qiáng)度則呈梯形分布[圖4-7(c)]。如取單位墻長計(jì)算,則被動(dòng)土壓力可由下式計(jì)算:無粘性土:

粘性土:被動(dòng)土壓力,通過三角形或梯形壓力分布圖的形心。第二節(jié)板樁墻的設(shè)計(jì)計(jì)算板樁墻的設(shè)計(jì)計(jì)算(淺埋板樁)板樁墻的設(shè)計(jì)計(jì)算(深埋板樁)第三節(jié)基坑支護(hù)類型放坡開挖重力式擋土墻攪拌樁噴錨支護(hù)鋼板樁支護(hù)上海環(huán)球金融中心上海環(huán)球金融中心上海長峰商城基坑工程上海新資大廈工程(混凝土支撐)地下連續(xù)墻基坑支護(hù)類型放坡開挖重力式擋土墻懸臂式排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)支錨式排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)SMW工法地下連續(xù)墻噴錨支護(hù)結(jié)構(gòu)坑壁拱圈支護(hù)結(jié)構(gòu)組合式支護(hù)結(jié)構(gòu)典型大型深基坑工程簡況工程名稱層數(shù)基坑深度圍護(hù)墻支撐方式北京國貿(mào)二期3918鉆孔灌注樁鋼上海金茂8815-20地下連續(xù)墻鋼筋混凝土上海恒隆廣場6615-18地下連續(xù)墻鋼砼+鋼管上海明天廣場5817-23地下連續(xù)墻逆作法廣州金江大廈2819-22地下連續(xù)墻鋼管濟(jì)南銀工大廈3520灌注樁錨桿第四節(jié)深基坑排水一、基坑排水方法1.明溝排水

(drainageditch)適用于淺基坑強(qiáng)透水的潛水含水層。2.井點(diǎn)降水降水類型適用范圍土的滲透系數(shù)(cm/s)可能降低的水位深度(m)一級(jí)輕型井點(diǎn)10-2~l0-53~6多級(jí)輕型井點(diǎn)10-2~l0-56~12噴射井點(diǎn)10-3~10-68~20電滲井點(diǎn)<10-6宜配合其他形式降水使用深井井管≥10-5>10輕型井點(diǎn)降水(well-pointdewatering

)

適用于粉砂、細(xì)砂和粉土潛水含水層。噴射井點(diǎn)用作深層降水,應(yīng)用在粉土、極細(xì)砂和粉砂中較為適用。在較粗的砂粒中,由于出水量較大,循環(huán)水流就顯得不經(jīng)濟(jì),這時(shí)宜采用深井泵。一般一級(jí)噴射井點(diǎn)可降低地下位8~20m,甚至20m以上。深井排水(drainagewell)適用于深基坑承壓含水層。1.地下水運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律Darcy定律:Q=KAJ或V=KJ(線性)式中:Q-滲流量m3/d或cm3/s;A-過水?dāng)嗝?/p>

K-滲透系數(shù)m/d或cm/s,表征巖土透水性能

大小的指標(biāo)。還與水的粘滯性有關(guān)。

V-滲透流速m/d或cm/sDarcy定律適合于層流(砂土)。紊流運(yùn)動(dòng)規(guī)律:V=KJ1/2(非線性)二、降水基本理論

水力坡降J=-dH/dL2.井的類型:按其揭露含水層的類型分:潛水井、承壓井按進(jìn)水條件分:完整井、非完整井a(chǎn))無壓完整井;b)無壓非完整井;c)承壓完整井;d)承壓非完整井

潛水完整井Q=KAJ=2πKxy分離變量并積分,x從rw至R,y從hw至H,得:3.單井涌水量計(jì)算

承壓水完整井Q=KAJ=2πKxM分離變量并積分后,得:4.基坑群井涌水量計(jì)算:承壓水完整井潛水完整井把基坑假想為圓形大井,其引用半徑:

F-基坑面積三、井點(diǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)1.井點(diǎn)的平面布置

a)單排布置;b)雙排布置;c)環(huán)形布置(d)U形布置2.井點(diǎn)的高程布置

3.井點(diǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算單根井點(diǎn)管進(jìn)水量井點(diǎn)管數(shù)量井點(diǎn)管深度井點(diǎn)管間距4.輕型井點(diǎn)的施工程序

井點(diǎn)管埋設(shè)5.環(huán)境保護(hù)

四、基坑突涌隔水層的安全厚度:據(jù)得若不滿足上述厚度,需降水,使基坑中心承壓水位降深滿足:則:五、基坑止水(waterstop)方法:5巖土邊坡工程錨桿抗滑樁擋土結(jié)構(gòu)支護(hù)結(jié)構(gòu)巖石邊坡工程6滑坡滑坡分類按滑動(dòng)面與巖土體的關(guān)系分:均質(zhì)滑坡順層滑坡切層滑坡按滑坡體厚度分:淺層滑坡:

<5m中層滑坡:

5~20m深層滑坡: 20~50m極深層滑坡: >50m按滑坡的巖土類型分:堆積層滑坡黃土滑坡粘土滑坡巖層滑坡影響滑坡穩(wěn)定性的因素內(nèi)因邊坡巖土體性質(zhì)地質(zhì)構(gòu)造巖體結(jié)構(gòu)地應(yīng)力外因地表水和地下水地震風(fēng)化作用人工開挖、爆破滑坡的識(shí)別據(jù)地貌特征:

圈椅型地貌,雙溝同源現(xiàn)象河床凹岸反向河中突出,樹木歪倒據(jù)巖性條件:

軟弱巖層如頁巖、泥巖、千枚巖和坡洪積松散堆積層、黃土等,易發(fā)生滑坡。

而脆性巖層如石灰?guī)r、花崗巖等,易發(fā)生崩塌。據(jù)構(gòu)造條件:

斷層、褶皺發(fā)育地區(qū),新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈地區(qū)易發(fā)生邊坡失穩(wěn)現(xiàn)象。據(jù)水文地質(zhì)現(xiàn)象:

山坡腳泉水較多,地表潮濕。

據(jù)邊坡變形跡象:

山體裂縫,巖土體擾動(dòng)、松散?;路€(wěn)定分析方法地質(zhì)分析法極限平衡分析法赤平投影圖解分析法有限單元法工程地質(zhì)類比法防治邊坡變形破壞的工程措施防滲與排水2、削坡減載3、支擋加固7地下洞室地下洞室的定義與分類1、定義地下洞室(undergroundcavity)是指人工開挖或天然存在于巖土體中作為各種用途的構(gòu)筑物。2、地下洞室的分類按用途:礦山巷道(井)、交通隧道、水工隧道、地下廠房(倉庫)、地下軍事工程按洞壁受壓情況:有壓洞室、無壓洞室按斷面形狀:圓形、矩形、城門洞形、橢圓形按與水平面關(guān)系:水平洞室、斜洞、垂直洞室(井)按介質(zhì)類型:巖石洞室、土洞按應(yīng)力情況:單式洞室、群洞一、各類結(jié)構(gòu)圍巖的變形破壞點(diǎn)

1、整體狀和塊狀巖體圍巖巖體具有很高的力學(xué)強(qiáng)度和抗變形能力,主要結(jié)構(gòu)面是節(jié)理,很少有斷層,含有少量的裂隙水。在力學(xué)屬性上可視為均質(zhì)、各向同性、連續(xù)的線彈性介質(zhì),應(yīng)力應(yīng)變呈近似直線關(guān)系。圍巖具有很好的自穩(wěn)能力,其變形破壞形式主要有巖爆、脆性開裂及塊體滑移等。這類圍巖的整體變形破壞可用彈性理論分析,局部塊體滑移可用塊體極限平衡理論來分析。巖爆是高地應(yīng)力地區(qū),由于洞壁圍巖中應(yīng)力高度集中,使圍巖產(chǎn)生突發(fā)性變形破壞的現(xiàn)象。脆性開裂出現(xiàn)在拉應(yīng)力集中部位。塊體滑移是塊狀巖體常見的破壞形成。它是以結(jié)構(gòu)面切割而成的不穩(wěn)定塊體滑出的形式出現(xiàn)。其破壞規(guī)模與形態(tài)受結(jié)構(gòu)面的分布、組合形式及其與開挖面的相對(duì)關(guān)系控制。整體與塊狀結(jié)構(gòu):主要為均質(zhì)、巨塊狀巖漿巖、變質(zhì)巖,巨厚層、厚層沉積巖、正變質(zhì)巖、塊狀巖漿巖、變質(zhì)巖;主要結(jié)構(gòu)形狀為巨塊狀、塊狀、柱狀;以原生構(gòu)造節(jié)理為主,只具有少量貫穿性較好的節(jié)理裂隙,多呈閉合型,裂隙結(jié)構(gòu)面間距大于0.7m,一般不超過1~3組,無危險(xiǎn)結(jié)構(gòu)面組成的落石掉塊,偶有少量分離體。整體性強(qiáng)度高,結(jié)構(gòu)面互相牽制,巖體穩(wěn)定,可視為均質(zhì)彈性各向同性體,可能發(fā)生的巖土工程問題為不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)體的局部滑動(dòng)或坍塌,深埋洞室的巖爆。

堅(jiān)硬塊狀巖體中的塊體滑移形式示意圖1.層面;2.斷裂;3.裂隙2、層狀巖體圍巖常呈軟硬巖層相間的互層形式。結(jié)構(gòu)面以層理面為主,并有層間錯(cuò)動(dòng)及泥化夾層等軟弱結(jié)構(gòu)面發(fā)育。變形破壞主要受巖層產(chǎn)狀及巖層組合等控制,破壞形式主要有:沿層面張裂、折斷塌落、彎曲內(nèi)鼓等。變形破壞??捎脧椥粤?、彈性板或材料力學(xué)中的壓桿平衡理論來分析。在水平層狀圍巖

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