-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。
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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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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