西北农林科技大学：《工程地质与水文地质》课程教学资源（PPT课件）07 地基与边坡稳定的工程地质分析

第七章 地基与边坡稳定的 工程地质分析

第七章 地基与边坡稳定的 工程地质分析

本章结构 第一节岩质地基稳定分析(2学时) 第二节岩质边坡稳定问题(2学时)》

第一节 岩质地基稳定分析（2学时） 本章结构 第二节 岩质边坡稳定问题（2学时）

第一节 岩质地基 稳定分析

第一节 岩质地基 稳定分析

地基的工程地质问题可分为士质地基和岩质地基两类。 早期人们认为，岩质地基对大多数工程类型而言都有足够 的承载能力，但实际上，岩质地基失稳导致水工或其他建 筑损毁的事例也不少，加拿大特朗斯康谷仓事故就是明显 一例

地基的工程地质问题可分为土质地基和岩质地基两类。 早期人们认为，岩质地基对大多数工程类型而言都有足够 的承载能力，但实际上，岩质地基失稳导致水工或其他建 筑损毁的事例也不少，加拿大特朗斯康谷仓事故就是明显 一例

岩质地基洞穴问题及其分析 1.洞穴问题 岩质地基中的洞穴主要包括三类，即： ①可溶岩区的溶洞；②构造发育区中被淘空的构造裂隙段 ③人工洞穴如矿洞、隧洞等。 洞穴以上修建工程时，洞顶岩石会在基础荷载引发的 附加应力P作用下发生变形，甚至破裂塌陷，引发地基失 效，危及建筑的安全稳定

一、岩质地基洞穴问题及其分析 1．洞穴问题 岩质地基中的洞穴主要包括三类，即： ①可溶岩区的溶洞；②构造发育区中被淘空的构造裂隙段； ③人工洞穴如矿洞、隧洞等。 洞穴以上修建工程时，洞顶岩石会在基础荷载引发的 附加应力PZ作用下发生变形，甚至破裂塌陷，引发地基失 效，危及建筑的安全稳定

2.洞穴稳定性分析 岩质地基洞穴稳定的关键是基础底面到洞穴顶的岩 体厚度达到可维持稳定的安全值，即建筑基础下的岩体 厚度大于安全厚度Z

2．洞穴稳定性分析 岩质地基洞穴稳定的关键是基础底面到洞穴顶的岩 体厚度达到可维持稳定的安全值，即建筑基础下的岩体 厚度大于安全厚度Z0

如右图，假定建筑基础 Po 底宽为b,荷载为Po,附 加应力扩散角为0，则 至基础下Z'深度时，附 加应力为Pz bPo Pz b+27'7g0 →Z' (Po-PZ)b 2Pztg0

如右图 ，假定建筑基础 底宽为 b ，荷载为 P 0 ， 附 加应力扩散角为 θ ， 则 至基础下 Z ′深度时 ， 附 加应 力 为 P Z 。  P t g P P b Z b Z t g bP P Z Z Z 2 ( ) 2 0 0 −   = +  = P ZP0 Z′ b θ θ

般认为：坚硬岩体中P0.2Po;软弱岩体中 P0.1Po时，岩体不会发生大的变形与产生新的裂隙， 故 →Z'=B-Pz)b 2Pztg0 2b 0.8b/0.4otg0= 1g0 (硬岩) 0.9Pob10.2og0= 9b= 4.5b 软岩) 21g0

一般认为：坚硬岩体中PZ=0.2P0；软弱岩体中 PZ=0.1P0时，岩体不会发生大的变形与产生新的裂隙， 故 = −   = P t g P P b Z Z Z 2 ( ) 0 ( ) 2 0.8 0 / 0.4 0 硬岩   t g b P b P t g = ( ) 4.5 2 9 0.9 0 / 0.2 0 软岩    t g b t g b P b P t g = =

而据经验 0=30° 一 般岩体； 0=40° 坚固完整岩体 为安全见，通常所有岩体取0=30°故有， Z0=2b/tg30°坚硬岩体（花岗岩、石英岩） Z0=4.5b/tg30° 软弱岩体（泥灰岩、千枚岩）

而据经验 θ=30° 一般岩体； θ=40° 坚固完整岩体 为安全见，通常所有岩体取θ=30°故有， = 2 / 30 坚硬岩体（花岗岩、石英岩） 0 Z b tg = 4.5 / 30 0 Z b tg 软弱岩体（泥灰岩、千枚岩）

岩质地基沉降变形 岩质地基在上部荷载下可产生受压变形，最简单的 情况是受到铅垂向下的单轴应力作用而产生压缩。常识 与经验告诉我们，未破坏前的变形量均处在弹性变形阶 段，故压缩变形量一是与附加应力大小有关系，另一个 则是与岩石的弹性模量有关系。δ

二、岩质地基沉降变形 岩质地基在上部荷载下可产生受压变形，最简单的 情况是受到铅垂向下的单轴应力作用而产生压缩。常识 与经验告诉我们，未破坏前的变形量均处在弹性变形阶 段，故压缩变形量一是与附加应力大小有关系，另一个 则是与岩石的弹性模量有关系。 δ ε