土力学与地基基础课件1-144页PPT
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• （2）水利水电建设中的岩体质量分级：岩体质量 分级按不同的工程类型，如大坝主地基、边坡开 挖工程等，进行不同的分级。
• 单因素分级法指标：按岩石抗压强度分级；按风 化程度分级；按岩石质量指标分级；以弹性波速 度分级。
1 高坝建设中的岩土工程问题
• 多因素分级法指标：按岩体连续性分级； 西班牙的图末罗法分级；我国的损伤力学 岩体分类法
型 • 评价拱坝坝肩岩体稳定，是拱坝设计中面
临的最困难的问题之一
2 土坝工程
• （1）土坝工程加固防渗应用技术
• 目前，我国已建成土坝6万余座，占大坝总 数的90%。我国土坝中大多是碾压式土坝
• 根据土石料的性质，放在坝体内适当的部 位并采用适当的施工技术
• 砾质土、风化岩、石渣用于筑坝的技术
2 土坝工程
• （3）大坝稳定计算分析 • 引用非线性非连续介质模型对大坝稳定性
进行分析 • 清华大学的三维非线性大坝分析程序，可
分析大型拱坝的整体稳定性
1 高坝建设中的岩土工程问题
• （4）坝基岩体稳定评价 • 目前主要采用计算分析法和模型试验法 • 计算分析法：有限元法，刚体极限平衡法 • 模型试验法：地质力学模型，脆性材料模
• 遥感、物探、原位测试、岩土试验 • 滑坡、崩塌、泥石流及岩溶等复杂工程地
质条件下的铁路工程 • 软土、膨胀土、黄土、冻土等特殊条件下
的铁路工程 • 风沙地区的铁路工程
作用三：铁路建设中的岩土工程
• 锚杆挡土墙、锚定板挡土墙、加筋土挡土 墙、抗滑桩、桩板墙、锚索抗滑桩及土钉 墙等各种支挡结构工程
• 0 概述
• 坝堤基础的稳定、地下电站建设、引水隧道建设、 开挖边坡、评价水利水电的建设环境和地下渗透 水的状态等
• 与岩土工程密切相关的是高坝建设、引水隧洞、 自然边坡的稳定
• 三峡大型水利枢纽，面对一系列岩土工程技术难 题，如船闸高边坡的计算分析与建设
0 概述
• 二滩水电站在基岩上建高坝要求解决建基 面的力学分级，稳定性评价方法，多裂隙 岩体的强度及变形分析方法
弹塑性模型分析法
3 地下水电站建设中的岩土工程
• 地下洞室的稳定判据：以岩体的屈服、变 形、状态作为判据
• 喷锚支护加固地下结构：锚杆、锚索、喷 射砼等
• 洞室群的施工优化：从全局出发，找出有 利于围岩稳定而且经济的优化施工方案
作用三：铁路建设中的岩土工程
• 铁路建设中的岩土工程包括岩土工程勘探、 路基、桥梁基础工程、隧道工程。
价岩土体稳定性的理论和科学计算方法的研究 • 加固岩土体的工程措施和处理技术研究
岩土力学在工程建设中的作用和任务
• 作用一(宏观）
• 应用岩土力学知识分析、计算、评价建筑 物地基变形、强度及稳定性，确保水库、 大坝等的安全可靠性
• 尽可能把不利因素转化为有利因素，提高 建筑物的稳定性并节约投资
作用二：水利水电建设中的岩土工 程
3 地下水电站建设中的岩土工程
• 地下水电站指引水道、调压井、压力管道、 主厂房部分洞室、尾水洞室等均位于地下 的电站
• 在地质条件允许的情况下，可充分利用围 岩承载能力减少支承结构，节省钢材、水 泥，降低工程造价
• 把围岩视为承载结构，建立岩体支护概念 • 地下洞室计算方法－数值模拟法：块体法、
蚀码头
作用四：港口建设中的岩土工程
• 其他港工建筑物基础：大直径圆筒结构， 地下连续墙，大型扶壁，沉井和沉箱等
作用五：城建中的环境岩土工程
• 处于江河湖泊或海洋沿岸的城市，城市环 境灾害防治摆在重要地位
• 二滩地下厂房规模为世界第四，洞室群要 求采用施工优化系统
• 高165M处于复杂地基上的李家峡拱坝，在 大坝软弱夹层运用了砼置换、抗震桩、传 力峒及600T位的锚拉技术
1 高坝建设中的岩土工程问题
• （1）勘探技术方面
• 高坝基岩的勘探，需解决许多与工程地质、岩体 力学有关的难题，如区域性的构造稳定、复杂岩 基、风化基岩的力学特性
岩土力学的概念
渗流 压缩 • 土力学是一门研究土体
、
强度 和
三个主要课题的学科
力学性态 • 岩石力学是研究岩石的 的理论和应用的学科
岩土力学的研究对象
• 研究对象：土和岩石
• 土体是岩石风化的产物，是一种松散的颗粒堆积 物。
• 岩石是由矿物和岩屑在地质作用下按一定 规律聚集而成的自然体。
• 岩体是受到各种性质的软弱面切割而成的 自然地质综合体。
• 采用标准贯入、土压力计等常规设备完成 现场测试和原体观测
• 用砂井排水堆载预压方法加固软粘土地基
作用四：港口建设中的岩土工程
• 用袋装砂井和塑料纸板排水处理淤泥质海 岸
• 用振冲碎石桩法、真空预压法、强夯法、 深层拌合法、填土超载挤淤法、爆炸挤淤 法等加固软基
• 预应力钢筋砼空心方桩应用于高桩码头 • 大型钢管桩应用于建造深水码头 • 大型预应力钢筋砼管桩应用于建造海水腐
• 岩体结构：包括结构面和结构体。
岩土力学研究的内容
• 对工程地质定性成果进行定量分析和计算 • 岩土体物力性质研究 • 岩土体的稳定性参数测试方法研究、现场大型力
学试验、应力和应变监测技术 • 岩土体中应力和应变的分布规律及岩土体和工程
建筑物相互作用的研究 • 影响岩土体稳定性的各种因素和作用力，定量评
• 利用机械把风化岩压碎作为防渗体 • 把不同的土石料拌和后建成强度高的防渗
体 • 冻土筑坝技术 • 沥青砼塑料薄膜等材料作为土石坝的防渗
结构 • 土坝基础的不良地基处理：水泥粘土灌浆
法、砼防渗墙、土铺盖防渗、泥浆防渗槽、 化学材料灌浆、砂井加固等
2 土坝工程
• （2）土坝工程设计 • 土的强度力学模型的应用 • 土坝的稳定性分析 • 土坝分析中计算机数值方法的引入 • 坝体变形和裂缝的研究引入仿真破坏模拟 • 用有限元法模拟土坝渗流 • 土坝边坡稳定分析的动力分析方法 • 沉降计算与固结理论
• 重载及高速铁路路基 • 复杂条件下桥梁及基础工程 • 复杂条件下长、大隧道工程
作用四：港口建ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ中的岩土工程
• 港口建设中的岩土工程包括软土地基的勘 探取土和现场测试、沿海软粘土工程、软 基加固工程、桩基和其他港工结构基础和 设计和施工工程
• 采用浅层剖面仪在大面积水域中进行初步 勘探并结合少量钻孔，鉴别土类和土层
• 单因素分级法指标：按岩石抗压强度分级；按风 化程度分级；按岩石质量指标分级；以弹性波速 度分级。
1 高坝建设中的岩土工程问题
• 多因素分级法指标：按岩体连续性分级； 西班牙的图末罗法分级；我国的损伤力学 岩体分类法
型 • 评价拱坝坝肩岩体稳定，是拱坝设计中面
临的最困难的问题之一
2 土坝工程
• （1）土坝工程加固防渗应用技术
• 目前，我国已建成土坝6万余座，占大坝总 数的90%。我国土坝中大多是碾压式土坝
• 根据土石料的性质，放在坝体内适当的部 位并采用适当的施工技术
• 砾质土、风化岩、石渣用于筑坝的技术
2 土坝工程
• （3）大坝稳定计算分析 • 引用非线性非连续介质模型对大坝稳定性
进行分析 • 清华大学的三维非线性大坝分析程序，可
分析大型拱坝的整体稳定性
1 高坝建设中的岩土工程问题
• （4）坝基岩体稳定评价 • 目前主要采用计算分析法和模型试验法 • 计算分析法：有限元法，刚体极限平衡法 • 模型试验法：地质力学模型，脆性材料模
• 遥感、物探、原位测试、岩土试验 • 滑坡、崩塌、泥石流及岩溶等复杂工程地
质条件下的铁路工程 • 软土、膨胀土、黄土、冻土等特殊条件下
的铁路工程 • 风沙地区的铁路工程
作用三：铁路建设中的岩土工程
• 锚杆挡土墙、锚定板挡土墙、加筋土挡土 墙、抗滑桩、桩板墙、锚索抗滑桩及土钉 墙等各种支挡结构工程
• 0 概述
• 坝堤基础的稳定、地下电站建设、引水隧道建设、 开挖边坡、评价水利水电的建设环境和地下渗透 水的状态等
• 与岩土工程密切相关的是高坝建设、引水隧洞、 自然边坡的稳定
• 三峡大型水利枢纽，面对一系列岩土工程技术难 题，如船闸高边坡的计算分析与建设
0 概述
• 二滩水电站在基岩上建高坝要求解决建基 面的力学分级，稳定性评价方法，多裂隙 岩体的强度及变形分析方法
弹塑性模型分析法
3 地下水电站建设中的岩土工程
• 地下洞室的稳定判据：以岩体的屈服、变 形、状态作为判据
• 喷锚支护加固地下结构：锚杆、锚索、喷 射砼等
• 洞室群的施工优化：从全局出发，找出有 利于围岩稳定而且经济的优化施工方案
作用三：铁路建设中的岩土工程
• 铁路建设中的岩土工程包括岩土工程勘探、 路基、桥梁基础工程、隧道工程。
价岩土体稳定性的理论和科学计算方法的研究 • 加固岩土体的工程措施和处理技术研究
岩土力学在工程建设中的作用和任务
• 作用一(宏观）
• 应用岩土力学知识分析、计算、评价建筑 物地基变形、强度及稳定性，确保水库、 大坝等的安全可靠性
• 尽可能把不利因素转化为有利因素，提高 建筑物的稳定性并节约投资
作用二：水利水电建设中的岩土工 程
3 地下水电站建设中的岩土工程
• 地下水电站指引水道、调压井、压力管道、 主厂房部分洞室、尾水洞室等均位于地下 的电站
• 在地质条件允许的情况下，可充分利用围 岩承载能力减少支承结构，节省钢材、水 泥，降低工程造价
• 把围岩视为承载结构，建立岩体支护概念 • 地下洞室计算方法－数值模拟法：块体法、
蚀码头
作用四：港口建设中的岩土工程
• 其他港工建筑物基础：大直径圆筒结构， 地下连续墙，大型扶壁，沉井和沉箱等
作用五：城建中的环境岩土工程
• 处于江河湖泊或海洋沿岸的城市，城市环 境灾害防治摆在重要地位
• 二滩地下厂房规模为世界第四，洞室群要 求采用施工优化系统
• 高165M处于复杂地基上的李家峡拱坝，在 大坝软弱夹层运用了砼置换、抗震桩、传 力峒及600T位的锚拉技术
1 高坝建设中的岩土工程问题
• （1）勘探技术方面
• 高坝基岩的勘探，需解决许多与工程地质、岩体 力学有关的难题，如区域性的构造稳定、复杂岩 基、风化基岩的力学特性
岩土力学的概念
渗流 压缩 • 土力学是一门研究土体
、
强度 和
三个主要课题的学科
力学性态 • 岩石力学是研究岩石的 的理论和应用的学科
岩土力学的研究对象
• 研究对象：土和岩石
• 土体是岩石风化的产物，是一种松散的颗粒堆积 物。
• 岩石是由矿物和岩屑在地质作用下按一定 规律聚集而成的自然体。
• 岩体是受到各种性质的软弱面切割而成的 自然地质综合体。
• 采用标准贯入、土压力计等常规设备完成 现场测试和原体观测
• 用砂井排水堆载预压方法加固软粘土地基
作用四：港口建设中的岩土工程
• 用袋装砂井和塑料纸板排水处理淤泥质海 岸
• 用振冲碎石桩法、真空预压法、强夯法、 深层拌合法、填土超载挤淤法、爆炸挤淤 法等加固软基
• 预应力钢筋砼空心方桩应用于高桩码头 • 大型钢管桩应用于建造深水码头 • 大型预应力钢筋砼管桩应用于建造海水腐
• 岩体结构：包括结构面和结构体。
岩土力学研究的内容
• 对工程地质定性成果进行定量分析和计算 • 岩土体物力性质研究 • 岩土体的稳定性参数测试方法研究、现场大型力
学试验、应力和应变监测技术 • 岩土体中应力和应变的分布规律及岩土体和工程
建筑物相互作用的研究 • 影响岩土体稳定性的各种因素和作用力，定量评
• 利用机械把风化岩压碎作为防渗体 • 把不同的土石料拌和后建成强度高的防渗
体 • 冻土筑坝技术 • 沥青砼塑料薄膜等材料作为土石坝的防渗
结构 • 土坝基础的不良地基处理：水泥粘土灌浆
法、砼防渗墙、土铺盖防渗、泥浆防渗槽、 化学材料灌浆、砂井加固等
2 土坝工程
• （2）土坝工程设计 • 土的强度力学模型的应用 • 土坝的稳定性分析 • 土坝分析中计算机数值方法的引入 • 坝体变形和裂缝的研究引入仿真破坏模拟 • 用有限元法模拟土坝渗流 • 土坝边坡稳定分析的动力分析方法 • 沉降计算与固结理论
• 重载及高速铁路路基 • 复杂条件下桥梁及基础工程 • 复杂条件下长、大隧道工程
作用四：港口建ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ中的岩土工程
• 港口建设中的岩土工程包括软土地基的勘 探取土和现场测试、沿海软粘土工程、软 基加固工程、桩基和其他港工结构基础和 设计和施工工程
• 采用浅层剖面仪在大面积水域中进行初步 勘探并结合少量钻孔，鉴别土类和土层