岩土工程荷载作用分类、组合及特点
岩石力学主要知识点

1、岩石力学定义:研究岩石的力学性状(behaviour)的一门理论科学,同时也是应用科学;是力学的一个分支;研究岩石对于各种物理环境的力场所产生的效应。
初期阶段(地应力):海姆静水压力假说,朗金假说,金尼克假说:经验理论阶段:普世理论,太沙基理论。
2、地下工程的特点:1).岩石在组构和力学性质上与其他材料不同,如岩石具有节理和塑性段的扩容(剪胀)现象等;2).地下工程是先受力(原岩应力),后挖洞(开巷);3).深埋巷道属于无限城问题,影响圈内自重可以忽略;4).大部分较长巷道可作为平面应变问题处理;5).围岩与支护相互作用,共同决定着围岩的变形及支护所受的荷载与位移;6).地下工程结构容许超负荷时具有可缩性;7).地下工程结构在一定条件下出现围岩抗力;8).几何不稳定结构在地下可以是稳定的.3、影响岩石力学性质和物理性质的三个重要因素:1).矿物:地壳中具有一定化学成分和物理性质的自然元素和化合物;2).结构:组成岩石的物质成分、颗粒大小和形状以及相互结合的情况;3).构造:组成成分的空间分布及其相互间排列关系。
4、岩石力学是固体力学的一个分支。
在固体力学的基本方程中,平衡方程和几何方程都与材料性质无关,而本构方程(物理方程/物性方程)和强度准则因材料而异。
岩石的基本力学性质主要包括2大类,即岩石的变形性质和岩石的强度性质。
5、研究岩石变形性质的目的,是建立岩石自身特有的本构关系或本构方程(constitutive law or equation),并确定相关参数。
研究岩石强度性质的目的,是建立适应岩石特点的强度准则,并确定相关参数。
6、岩石强度:岩石介质破坏时所能承受的极限应力;单轴抗压强度、单轴抗拉强度、多轴强度、抗剪强度。
7、研究岩石强度的意义:1).岩石分类、分级中的重要数量指标;2).作为强度准则判别:当前计算点处于全应力应变曲线哪个区;3).计算处或测定处的岩土工程是否稳定;4).在简单地下工程条件下,可作为极限平衡条件(塑性条件),求解弹塑性问题的塑性区范围,以及弹性区和塑性区的应力与位移.8、岩石的破坏形式:1).拉伸破坏: (a)为直接拉伸,(b)为劈裂破坏2).剪切破坏3)塑性流动4).拉剪组合9、岩石单轴强度定义:岩石试件在无侧限和单轴压力作用下抵抗破坏的极限能力;公式: σc=P/A 式中,σc——单轴抗压强度,MPa,也称无侧限强度;P——无侧限条件下岩石试件的轴向破坏荷载; A ——试件的截面面积。
标准值、设计值、特征值以及荷载效应组合

关于标准值、设计值、特征值(后面有荷载效应组合)2007-08-25 21:48一、原因与钢、混凝土、砌体等材料相比,土属于大变形材料,当荷载增加时,随着地基变形的相应增长,地基承载力也在逐渐加在,很难界定出下一个真正的“极限值”,而根据现有的理论及经验的承载力计算公式,可以得出不同的值。
因此,地基极限承载力的确定,实际上没有一个通用的界定标准,也没有一个适用于一切土类的计算公式,主要依赖根据工程经验所定下的界限和相应的安全系数加以调整,考虑一个满足工程的要求的地基承载力值。
它不仅与土质、土层埋藏顺序有关,而且与基础底面的形状、大小、埋深、上部结构对变形的适应程度、地下水位的升降、地区经验的差别等等有关,不能作为土的工程特性指标。
另一方面,建筑物的正常使用应满足其功能要求,常常是承载力还有潜力可挖,而变形已达到可超过正常使用的限值,也就是变表控制了承载力。
因此,根据传统习惯,地基设计所用的承载力通常是在保证地基稳定的前提下,使建筑物的变形不超过其允许值的地基承载力,即允诺承载力,其安全系数已包括在内。
无论对于天然地基或桩基础的设计,原则均是如此。
随着《建筑结构设计统一标准》(GBJ68-84)施行,要求抗力计算按承载能力极限状态,采用相应于极限值的“标准值”,并将过去的总安全系数一分为二,由荷载分项系数和抗力分项系数分担,这给传统上根据经验积累、采用允许值的地基设计带来了困扰。
《建筑地基基础设计规范》(GBJ7-89)以承力的允许值作为标准值,以深宽修正后的承载力值作为设计值,引起的问题是,抗力的设计值大于标准值,与《建筑可靠度设计统一标准》(GB50068-2001)规定不符,因此本次规范进行了修订。
二、对策《建筑结构可靠度设计统一标准》(GB50068-2001)鉴于地基设计的特殊性,将上一版“应遵守本标准的规定”修改为“宜遵守本标准规定的原则”,并加强了正常使用极限状态的研究。
而《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)也完善了正常使用极限状态的表达式,认可了地基设计中承载力计算可采用正常使用极限状态荷载效应标准组合。
土木工程概论复习重点

土木工程概论复习重点1、现代土木工程有哪些特点?时间跨度为20世纪中叶第二次世界大战结束后至今。
其特点表现为:2.3.1 土木工程功能化即土木工程日益同它的使用功能或生产工艺紧密结合。
2.3.2 城市建设立体化20世纪中叶以来,城市建设有三个趋向:⑴高层建筑的大量兴起⑵地下工程高速发展:⑶城市高架公路、立交桥大量涌现。
2.3.3 交通运输高速化⑴高速公路的大规模修建⑵高速铁路的建成与发展⑶长距离的海底隧道的出现2.3.4土木工程发展的新趋势土木工程的功能化、城市建设的立体化、交通运输的高速化必然使得构成土木工程的三个要素:材料、施工、理论出现了新的发展趋势:(1)建筑材料的轻质高强化(2)施工过程中的工业化、装配化(3)设计理论的精确化、科学化2、土木工程专业的知识构成有哪些?3、土木工程中四大主材是哪些?谈谈各自的优缺点。
主要有钢材、砼、砌体、木材四大类。
3.1 钢材钢材具有良好的加工性能,可铸造、锻压、焊接、铆接和切割,便于装配。
材质均匀、强度高、塑性好、便于加工安装;缺点是耐火性差,易于锈蚀,维护费用较高。
3.2 砼优点:具有耐久性、耐火性、整体性,可塑性好、节约钢材,可就地取材。
缺点:自重大、抗裂性差、现场浇筑受季节性气候条件的限制、补强修复较困难。
3.3砌体易于就地取材、价格低、施工简便、隔热保温及耐火性、耐久性好,但强度低、自重一般较大,且粘土砖与农田争地,应限制使用。
3.4 木材结构自重小、制作容易,架设简便,工期快,造价便宜;但易燃、易腐朽,结构变形较大等。
4、地基土的分类有哪些?岩石碎石土砂土粉砂粉土粘性土人工填土:包括素填土、杂填土、冲填土5、土木工程浅基础和深基础分别有哪些型式。
根据基础材料的受力性能和构造形式分为:无筋扩展基础、扩展基础、柱下条形基础、筏形基础和箱形基础桩基础、沉井、沉箱基础6、地基处理的方法有哪几种?地基加固处理的方法很多,归纳起来无非是:“挖”、“填”、“换”、“夯”、“压”、“挤”、“拌”七个字。
岩土工程勘察考试复习重点全集(名词解释填空问答)

苦三1、岩土工程:以土力学、岩体力学及工程地质学为理论基础,运用各种勘察探测技术对岩土体进行综合整治、改造和利用而进行的系统性工作。
2、岩土工程问题:指的是工程建筑物与岩土体之间存在的矛盾或问题。
是岩土工程勘察的核心任务。
3、岩土工程勘察:根据建设工程的要求,查明、分析、评价建设场地的地质、环境特征和岩土工程条件,编制勘察文件的活动。
4、地质环境:指自然环境的一个重要组成部分,与人类生存和发展有紧密联系的岩石圈的一部分,这部分积极地与水、气和生物圈相互作用着。
上限为岩石圈表面,下限为人类技术。
地质环境是多因子系统:大气、水、生物、岩石。
5、工程地质条件:客观存在的地质环境中与工程建筑有关的地质要素之综合。
6、工程地质测绘:运用地质、工程地质理论和技术方法,对与工程建设有关的各种地质现象进行观察和描述,初步查明拟建场地或各建筑地段的工程地质条件,并绘制相应的工程地质图件。
7、工程地质测绘的精度:包含两层意思,即对野外各种地质现象观察描述的详细程度,以及各种地质现象在工程地质图上表示的详细程度和准确程度。
8、地形地貌条件:地形起伏和地貌单元(尤其是微地貌单元)的变化情况。
9、强烈发育:是指由于不良地质现象发育招致建筑场地极不稳定,直接威胁工程设施的安全。
10、强烈破坏:是指由于地质环境的破坏,已对工程安全构成直接威胁。
11、一般发育:是指虽有不良地质现象分布,但并不十分强烈,对工程设施安全的影响不严重;或者说对工程安全可能有潜在的威胁。
12、一般破坏:是指已有或将有地质环境的干扰破坏,但并不强烈,对工程安全的影响不严重。
13、岩心采取率:所取岩心的总长度与本回次进尺的百分比。
总长度包括比较完整的岩心和破碎的碎块、碎屑和碎粉物质。
14、岩心获得率:指比较完整的岩心长度与本回次进尺的百分比。
它不计入不成形的破碎物质。
15、岩石质量指标RQD:大于10cm的岩心总长度占钻探总进尺长度的比例。
16、钻探:利用专门的钻探机具钻入岩土层中,以揭露地下岩土体的岩性特征、空间分布与变化的一种勘探方法。
工程地质学

一、名词解释工程地质学:工程地质学是将地质学的原理运用于解决工程地基稳定性问题的一门学问。
工程地质学通过工程地质调查、勘察和研究建筑场地的地形地貌、地层岩性、地质构造、岩土体工程特性、水文地质和地表地质作用现象等工程地质条件,预测和论证有关工程地质问题发生的可能性并采取必要防治措施,以确保建筑物的安全、稳定和正常运行。
工程地质条件:工程地质条件是一个综合性概念,可理解为与工程建筑有关的地质条件的总称。
一般认为,它包括工程建设地区的:地形地貌;岩土工程地质性质;地质构造;水文地质条件;物理地质现象(不良地质现象或作用-崩滑流); 天然建筑材料等六个方面的因素。
工程地质问题:人类工程活动和自然地质作用会改变地质环境,影响工程地质条件的变化。
当工程地质条件不能满足工程建筑上稳定、安全的要求时,亦即工程地质条件与工程建筑之间存在矛盾时,称为存在工程地质问题。
地基:一切建筑物都是支撑在地层上,直接支撑建筑物重量的底层部门称为地基地基承载力:指地基所能承受由建筑物基础传来的何在的能力。
岩石:是只在一定条件下,有一种或几种矿物自然组合而成的矿物集合体。
矿物:存在于地壳中的具有一定化学成分和物理性质的自然元素和化合物。
地质构造:是地壳运动的产物,由于地壳中存在很大的应力,组成地壳上部岩层,在地应力的长期作用下会发生变形,形成构造变动的形迹,如岩层褶曲和断层等。
(组成地壳的岩层所具有的一定特征或形态的组构称地质构造。
)岩层产状:以其在空间的延伸方位及其倾斜程度来确定的。
除水平岩层成水平状态产出外,任何面状构造或地质体界面的产状均以其走向、倾向和倾角的数据表示,称为岩层产状三要素。
褶皱构造:是组成地壳的岩层,受构造应力的强烈作用,使岩层形成一系列波状弯曲而未丧失其连续性的构造。
它是岩层产生的塑形变形,是地壳表层广泛发育的基本构造之一。
褶皱构造的基本类型主要有两种:背斜和向斜。
断裂构造:构成地壳的岩体,受力作用发生变形,当变形达到一定程度后,使岩体的连续性和完整性遭到破坏,产生各种大小不一的断裂,称为断裂构造。
《工程结构荷载与可靠度分析》李国强(第四版)课后习题答案

第一章荷载类型1、荷载与作用在概念上有何不同?荷载:是由各种环境因素产生的直接作用在结构上的各种力。
作用:能使结构产生效应的各种因素总称。
2、说明直接作用和间接作用的区别。
将作用在结构上的力的因素称为直接作用,将不是作用力但同样引起结构效应的因素称为间接作用,如温度改变,地震,不均匀沉降等。
只有直接作用才可称为荷载。
3、作用有哪些类型?请举例说明哪些是直接作用?哪些是间接作用?①随时间的变异分类:永久作用、可变作用、偶然作用②随空间位置变异分类:固定作用、可动作用③按结构的反应分类:静态作用、动态作用。
4、什么是效应?是不是只有直接作用才能产生效应?效应:作用在结构上的荷载会使结构产生内力、变形等。
不是。
第二章重力1、结构自重如何计算?将结构人为地划分为许多容易计算的基本构件,先计算基本构件的重量,然后叠加即得到结构总自重。
2、土的重度与有效重度有何区别?成层土的自重应力如何计算?土的天然重度即单位体积中土颗粒所受的重力。
如果土层位于地下水位以下,由于受到水的浮力作用,单位体积中,土颗粒所受的重力扣除浮力后的重度称为土的有效重度。
3、何谓基本雪压?影响基本雪压的主要因素有哪些?基本雪压是指当地空旷平坦地面上根据气象记录资料经统计得到的在结构使用期间可能出现的最大雪压值。
主要因素:雪深、雪重度、海拔高度、基本雪压的统计。
4、说明影响屋面雪压的主要因素及原因。
主要因素:风的漂积作用、屋面坡度对积雪的影响(一般随坡度的增加而减小,原因是风的作用和雪滑移)、屋面温度(屋面散发的热量使部分积雪融化,同时也使雪滑移更易发生)。
5、说明车列荷载与车道荷载的区别。
车列荷载考虑车的尺寸及车的排列方式,以集中荷载的形式作用于车轴位置;车道荷载则不考虑车的尺寸及车的排列,将车道荷载等效为均布荷载和一个可作用于任意位置的集中荷载形式。
第三章侧压力1.什么是土的侧压力?其大小与分布规律与哪些因素有关?土的侧向压力是指挡土墙后的填土因自重或外荷载作用对墙背产生的土压力。
路基支挡结构

路基支挡结构1 概述支挡结构是用来支撑、加固填土或山体土坡,防止其坍塌以保持稳定的一种建筑物,主要用于承受土体侧向土压力.在铁路、公路路基工程中,支挡结构被广泛应用于稳定路堤、路堑、隧道洞口以及桥梁两段的路基边坡等,在水利、矿场、房屋建筑等工程中,支挡结构主要用于加固山坡,基坑边坡和河流岸壁。
当以上工程或其他岩土工程遇到滑坡。
崩塌。
岩堆体、落实.泥石流等不良地质灾害时,支挡结构主要用于加固或挡拦不良地质体.2 支挡结构的分类支挡结构类型划分的方法很多,一般按支挡结构的材料、结构形式、设置位置进行换分的多种方法,现说明如下:(一)按结构形式分1。
重力式挡土墙(包括衡重式挡土墙);2。
托盘式挡土墙和卸荷板式挡土墙;3.悬臂式挡土墙和扶壁式挡土墙;4。
加筋挡土墙;5.锚定挡土墙;6.抗滑桩和由此演变而来的桩板式挡土墙;7。
锚杆挡土墙;8。
土钉墙;9。
预应力锚索加固技术和由此发展而来的锚索桩等锚索复合结构。
10.桩基托梁挡土墙.(二)按设置支挡结构的地区划分条件分为一般地区、地震地区、浸水地区以及不良地质地区和特殊岩土地区等。
(三)按支挡结构的材料划分1。
分为浆砌片石支挡结构(如浆砌片石挡土墙)2。
混凝土支挡结构(如混凝土挡土墙、桩板墙、抗滑桩等)3.土工合成材料支挡结构(如包裹式加筋挡土墙)4.复合型支挡结构(如卸荷板或托盘式挡土墙、土钉墙、预应力锚索、锚索桩等)。
(四)按支挡结构设置的位置划分1。
用于稳定路堑边坡的路堑边坡支挡结构;2.用于稳定路堤边坡的路堤边坡支挡结构,路肩式与路堤式支挡结构;3.用于稳定建筑物旁的陡峻边坡减少挖方的边坡支挡结构;4。
用于稳定滑坡、岩堆等不良地质体的抗滑支挡结构;5.用于加固河岸。
基坑边坡、拦挡落石等其他特殊部位的支挡结构;3 支挡结构简介3。
1重力式支挡结构重力式挡土墙是以挡土墙自身重力来维持挡土墙在土压力作用下的稳定。
重力式挡土墙可用石砌或混凝土建成,其特点是体积、重量都大。
岩土工程勘察

名词解释1岩土工程:以工程地质学、土力学、岩体力学和基础工程学为理论基础,以解决在建设过程中出现的与岩体和土体有关的工程技术问题,是一门地质与工程紧密结合的学科.2不良地质现象:是对工程建设不利或有不良影响的动力地质现象,泛指地球外动力作用为主引起的各种地质现象.3工程的安全等级:工程的安全等级是根据由于工程岩土体或结构失稳破坏、导致建筑物破坏,而造成生命财产损失、社会影响及修复可能性等后果严重性来划分的。
4场地复杂程度:由建筑抗震稳定性,不良地质现象发育情况,地质环境破坏程度和地形地貌条件四个条件衡量的,也划分为三个等级。
5工程地质测绘:是运用地质,工程地质理论,对与工程建设有关的各种地质现象进行现察和描述,初步查明拟建场地或各建筑地段的工程地质条件,并将工程地质条件诸要素与其他资料编制成工程地质图。
6标志层:指岩性、岩相、层位和厚度都较稳定,且颜色、成分和结构等具特征标志,地面出露又较好的岩土层7岩心采取率:指钻探取出的完整岩心加上破碎岩石的总长度与本回次进尺的百分比.8岩石质量指标(RQD):指在取出的岩心中只选取长度大于10cm的柱状岩心长度与本回次进尺长度的百分比9钻孔柱状图:是钻孔观测与编录的图形化,将每一钻孔内岩土层情况按一定的比例尺编制成柱状图,并作简明的描述。
10地球物理勘探:是用专门的仪器来探测各种地质体物理场的分布情况,对其数据及绘制的曲线进行分析解释,从而划分地层,判定地质构造,水文地质条件及各种不良地质现象的一种勘探方法。
11地震勘探:通过人工激发的地震波在地壳内传播的特点来探查地质体的一种物探方法.12土体原位测试:一般指在岩土工程勘察现场,在不扰动或基本不扰动土层的情况下对土层进行测试,以获得所测土层的物理力学性质指标及划分土层的一种土工勘测技术.13静力触探试验:是把具有一定规格的圆锥形探头借助机械匀速压入土中,以测定探头阻力等参数的一种原位测试方法。
14动力触探试验:是利用一定的锤击动能,将一定规格的探头打入土中,根据每打入土中一定深度的锤击数来判定土的性质,并对土进行粗略的力学分层的一种原位测试方法15十字板剪切试验:是用插入软粘土中的十字板头,以一定的速率旋转,在土层中形成圆柱形破坏面,测出土的抵抗力矩,然后换算成土的抗剪强度16旁压试验:是岩土工程勘察中的一种常用的原位测试技术,实质上是一种利用钻孔作的原位横向载荷试验.17岩体原位测试:是在现场制备试件模拟工程作用对岩体施加外荷载,进而求取岩体力学参数的试验方法,是岩土工程勘察的重要手段之一。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
岩土工程荷载作用分类、组合及特点岩土工程荷载作用分类、组合及特点一.岩土支挡与锚固工程结构荷载(作用)对于岩土结构而言,引起结构失去平衡或破坏外部作用主要有:直接施加在结构上的各种力,习惯上称为荷载,例如山体自重后者锚固结构自重(恒载)、活荷载、雪荷载、风荷载:另一类是间接作用,指在结构上引起外加变形和约束变形的其他作用,例如锚固结构中混凝土收缩,温度变化,锚固结构中焊接变形,锚固结构中地基沉降等。
重视荷载的目的是为了适应建筑结构设计的需要,以符合安全适用、经济合理的要求。
荷载的设计使用范围适用于各种工程的结构设计。
二.岩土支挡与锚固工程结构荷载(作用)的分类1.按时间分类1.1 永久荷载(恒载)永久荷载值不随时间变化,或者其变化与平均值相比可以忽略的荷载。
例如山体结构自重、土压力等。
恒载也称永久荷载,是施加在工程结构上不变的(或其变化与平均值相比可以忽略不计的)荷载。
如结构自重、外加永久性的承重、非承重结构构件和建筑装饰构件的重量、土压力等。
因为恒载在整个使用期内总是持续地施加在结构上,所以设计结构时,必须考虑它的长期效应。
结构自重,一般根据结构的几何尺寸和材料容重的标准值(也称名义值)确定。
1.2 可变荷载(活载荷)在设计基准期间内,其值随时间变化,且变化值和平均值相比不可忽略的荷载。
例如风荷载、雪荷载等。
活荷载也称可变荷载,是施加在岩土体上的由人群、物料和交通工具引起的使用或占用荷载和自然产生的自然荷载。
风荷载、雪荷载、裹冰荷载、波浪荷载等。
1.3 偶然荷载(特殊载荷或偶然作用)在设计基准期可能出现也可能不出现,一旦出现,其值很大且持续时间较短。
例如爆炸力、撞击力,台风雪崩等。
2.按结构分类将作用按结构分类可以分为静态作用和动态作用,其中不使结构或结构件产生加速度或产生加速度可以忽略不计的作用称为静态作用;而使结构和结构件产生不可忽略的加速度称为动态作用。
3.按作用面大小分类3.1 均布荷载均布面载荷岩土体上的均布载荷,均匀面载荷Q值的计算,可用材料单位体积的重度y乘以面层材料的厚度d,得出增加的均匀布面载荷值。
3.2 线荷载岩土体原有的楼面或层面上的各种面载荷可简化为单位长度上的分布载荷,称为线荷载。
3.3 集中荷载荷载的分布面积远小于结构受荷时,为简化计算,可近似地将荷载看成作用在一点上。
4.按作用方向分类将荷载按作用方向进行分类,可分为垂直载荷(如结构自重,雪载荷等)与水平载荷(如风载荷,水平地震作用等)。
三.岩土支挡与锚固工程结构荷载(作用)的特点1.自重应力的特点自重应力是岩土体内由自身重量引起的应力。
岩土体中任一点垂直方向的自重应力,等于这一点以上单位面积岩土柱的质量。
自重应力计算公式为:= · z:土的天然重度(kN/m),z :土的深度(m)。
一般认为,岩体铅垂应力为上覆岩体自重。
在漫长的地质年代中,由于岩体不能承受较大的差值应力和与时间有关的变形的影响,使得水平应力与铅垂应力趋于均衡的静水压力状态。
由于静水压力下无剪应力,所以任意方向都是主应力方向。
2.土应力的特点土压力是指挡土墙后的填土因自重或外荷载作用对墙背产生的侧向压力。
挡土墙土压力的大小及其分布规律受到墙体可能的移动方向、墙后填土的种类、填土面的形式、墙的截面刚度和地基的变形等一系列因素的影响。
根据墙的位移情况和墙后土体所处的应力状态,土压力可分为以下三种:(1)静止土压力:当挡土墙静止不动,土体处于弹性平衡状态时,土对墙的压力称为静止土压力E0 。
(2)主动土压力:当挡土墙向离开土体方向偏移至土体达到极限平衡状态时,作用在墙上的土压力称为主动土压力,一般用E a表示。
(3)被动土压力:当挡土墙向土体方向偏移至土体达到极限平衡状态时,作用在挡土墙上的土压力称为被动土压力,用E p表示。
一般认为在相同条件下,主动土压力小于静止土压力,而静止土压力又小于被动土压力,亦即E a < E o < E p。
挡土墙完全没有侧向位移、偏转和自身弯曲变形时,作用在其上的土压力即为静止土压力,此时墙后土体处于侧限应力状态(弹性平衡状态),与土的自重应力状态相同。
半无限土体中z深度处一点的应力状态,已知其水于面和竖直面都是主应力面。
作用于该土单元上的竖直向主应力就是自重应力。
水平向自重应力(静止土压力强度):σ0 = σh =k0γz式中k0——土的侧压力系数或静止土压力系数γ ——墙后填土重度。
静止土压力强度分布沿墙高呈三角形分布。
若墙高为H,则作用于单位长度墙上的总静止土压力Eo为:Eo的作用点应在墙高的1/3处。
3.岩土体空隙水压力特点水或其他液体垂直作用于其界面并指向作用面的力。
界面可以是两部分液体之间的分界面,也可以是液体与固体或气体的接触面。
单位面积上的压力叫做压强。
按液体静止或流动区分为静水压强与动水压强。
水与岩体之间发生力学方面的相互作用,改善作用双方的力学状态和力学特性:静水压力作用,动水压力作用。
地下某点的空隙水压力P w为:P w=ρw gh在上式中,ρw为水的密度;g为重力加速度;h为水头值,若为潜水,则为该点的地下水埋深。
在土体中的孔隙水压力,一般是连续、均匀分布的。
但在岩体中则不一样,其分布的连续性和均匀性较差。
空隙水压力对岩土骨架起着浮托作用,削减通过骨架起作用的有效应力,其关系式为:σ′=σ-P w 或σ=σ′+P w在式中,σ′、σ分别为有效应力和总应力。
显然,在饱和岩土体中,当总应力一定时,空隙水压力的增减,势必相应地减增有效应力,从而影响岩土体的变形和强度。
这就是有效应力原理。
作为建筑物地基的饱和土体,在建筑物荷载作用下所承受和传递附加应力的规律,同样遵循有效应力原理。
由附加应力作用引起的超孔隙水压力随着土体的压缩变形而逐渐消散,而有效应力逐渐增长。
这一由超孔隙水压力向有效应力转移过程所需的时间,就是土体固结沉降达到最终稳定的时间。
时间的长短取决于土层的渗透性和排水条件。
空隙水压力对岩土体强度的影响,可以莫尔一库仑破坏准则来描述:τf=(σ-P w)tgφ+c在式中,τf为抗剪强度;c、φ分别为粘聚力和内摩擦角。
4.地震作用特点地震引起的地面运动,一般可用强震仪以加速度时程曲线(两个水平向、一个竖向)的形式记录,其中对结构产生作用的最重要特征是加速度最大值(也称加速度峰值)、频率成分和持续时间。
土愈软则卓越周期愈长,并随震中距而异。
持续时间从几秒至几十秒,随震级、震中距以及地表软土覆盖层厚度而变化。
地震时,在结构的某些部位装上传感器把信号记录下来,可得到地震反应的物理量:如加速度、速度、位移和应变等,用以定量估计地震作用,以便在工程结构抗震设计中应用。
在结构设计中,为了增强结构抗御地震灾害的能力,早在19世纪就有许多学者研究地震作用的理论。
以规范形式肯定下来的先后有静力理论和反应谱理论,此外,在一些重要工程中,往往直接通过地震反应时程分析来改进结构的抗震设计。
四.岩土支挡与锚固工程结构荷载(作用)的组合1.概述荷载组合是荷载效应组合的简称,指各类构件设计时不同极限状态所应取用的各种荷载及其相应的代表值的组合。
应根据使用过程中可能同时出现的荷载进行统计组合,取其最不利情况进行设计。
以往对荷载组合主要是凭借工程设计经验,采用能被工程界广泛接受的荷载组合系数来表达。
近年来,在荷载统计分析研究方面,由于引用了随机过程作为可变荷载的概率模型,使荷载随时间而变异的客观现实逐渐得到反映,从而有可能在基于概率理论的基础上,提出荷载组合的各种实用方法。
2.样本函数描述现今能供实用的荷载组合理论,主要是将各种荷载简化成比较简单的随机过程概率模型。
对常遇的各种荷载,一般可用三种典型的荷载随机过程概率模型,即荷载随时间变化的样本函数来描述:2.1永久荷载在设计基准期T内保持恒定的量值,随时间的变化很小,也即荷载出现的概率p=1,重现次数r=1。
2.2持续可变荷载在设计基准期T内的重现次数r>1(荷载一次持续施加于结构上的时段长度为τ,而在设计基准期T内重现次数为r,即r=T/τ),在每一时段内出现的概率p≥0,其样本函数如图1b。
2.3瞬时可变荷载在设计基准期T内的重现次数r很多,但持续时间短,在每时段内出现的概率p也很小,其中可变荷载的出现或变动的时刻,一般可按泊松过程考虑,其荷载的持续时间也可采用各种不同的统计规律。
3.组合的分类3.1 基本组合基本组合是属于承载力极限状态设计的荷载效应组合,它包括以永久荷载效应控制组合和可变荷载效应控制组合,荷载效应设计值取两者的大者。
两者中的分项系数取值不同,这是新规范不同老规范的地方,它更加全面地考虑了不同荷载水平下构件地可靠度问题。
3.2标准组合标准组合在某种意义上与过去的短期效应组合相同,主要用来验算一般情况下构件的挠度、裂缝等使用极限状态问题。
在组合中,可变荷载采用标准值,即超越概率为5%的上分位值,荷载分项系数取为1.0。
可变荷载的组合值系数由《荷载规范》给出。
3.3频遇组合频遇组合是新引进的组合模式,可变荷载的频遇值等于可变荷载标准值乘以频遇值系数(该系数小于组合值系数),其值是这样选取的:考虑了可变荷载在结构设计基准期内超越其值的次数或大小的时间与总的次数或时间相比在10%左右。
3.4准永久组合准永久组合在某种意义上与过去的长期效应组合相同,其值等于荷载的标准值乘以准永久值系数。
它考虑了可变荷载对结构作用的长期性。
在设计基准期内,可变荷载超越荷载准永久值的概率在50%左右。
准永久组合常用于考虑荷载长期效应对结构构件正常使用状态影响的分析中。
最为典型的是:对于裂缝控制等级为2级的构件,要求按照标准组合时,构件受拉边缘混凝土的应力不超过混凝土的抗拉强度标准值,在按照准永久组合时,要求不出现拉应力。
4.岩土支挡与锚固工程结构荷载(作用)的组合4.1公路工程岩土支挡与锚固工程荷载组合:4.2 水利水电工程领域边坡支挡与锚固工程设计作用组合:基本组合:自重+岸边外水压力+地下水压力+加固力偶然组合:基本组合+地震作用。