岩土力学

时代成因主层编号亚层编号岩土名称状态承载力基本容许值摩阻力标准值摩擦系数容重γ(kN/m3)凝聚力C(kpa)φ(°)11素填土12杂填土13填筑土21稍密1204018151822中密1605019182223密实2006022222530流塑502031软塑1003017151032可塑1505018181633硬塑1806019222035稍密1204018151836中密1605019182237密实2006022222541松散10025172042稍密15030182243中密1804018.52444密实2204518.82845松散1003017.52246稍密16035182447中密1804518.62648密实25055193051松散15035182552稍密2204018.52853中密35050193254密实4007019.54061松散18050182862稍密2505518.53363中密3807019.53864密实48090204271松散20050182872稍密2705518.53373中密4007519.54074密实500100214381松散2007018.52882稍密30080193583中密450120204184密实550150224591松散3008092稍密500110岩土力学参数推荐表

第四系人工填筑层(Q4ml)

0.4砂质黄土0.3粉质黏土0.25粉土0.3

0.4

圆砾0.45

卵石0.50.4

细砂0.4

中砂0.4第四系全新统冲洪积层(Q4al+pl)1

砾砂粗砂粉砂

第 1 页，共 3 页时代成因主层编号亚层编号岩土名称状态承载力基本容许值摩阻力标准值摩擦系数容重γ(kN/m3)凝聚力C(kpa)φ(°)岩土力学参数推荐表93中密65018094密实100024021稍密1204018151822中密1605019182223密实2006022222530流塑502031软塑1003017151032可塑1505018181633硬塑1806019222035稍密1204018151836中密1605019182237密实2006022222541松散10025172042稍密15030182243中密1804018.52444密实2204518.82845松散1003017.52246稍密16035182447中密1804518.62648密实25055193051松散15035182552稍密2204018.52853中密35050193254密实4007019.54061松散18050182862稍密2505518.53363中密3807019.53864密实48090204271松散20050182872稍密2705518.53373中密4007519.54074密实500100214381松散2007018.52882稍密30080193583中密450120204184密实550150224591松散3008092稍密50011093中密650180粉砂0.4

基坑各向平均厚度（m） 重度 内摩擦角 凝聚力 土体与锚固体极限摩阻力标准值 东向 南向 西向 北向 γ φ C

BC DE CD EF FA AB

填土 8 5 9 4 5 10 19 10 13 18

粘土 5.5 7.5 2.5 8.5 6.5 2.5 18.5 12 15 30

圆砾 0.5 0.5 0.5 1 1 0.5 20 35 / 120

粉质粘土 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 19.5 19 25 60

强风化板岩 2.5 8.5 7.5 7 6.5 3.5 21.5 30 30 150

中风化板岩 15 15 15 15 15 15 23.5 35 35 220

常用岩土材料力学参数

(E, ν) 与(K, G)的转换关系如下：

)21(3EK )1(2EG （7.2）

当ν值接近0.5的时候不能盲目的使用公式3.5，因为计算的K值将会非常的高，偏离实际值很多。最好是确定好K值(利用压缩试验或者P波速度试验估计)，然后再用K和ν来计算G值。

表7.1和7.2分别给出了岩土体的一些典型弹性特性值。

岩石的弹性（实验室值）（Goodman,1980） 表7.1

干密度(kg/m3) E(GPa) ν K(GPa) G(GPa)

砂岩 19.3 0.38 26.8 7.0

粉质砂岩 26.3 0.22 15.6 10.8

石灰石 2090 28.5 0.29 22.6 11.1

页岩 2210-2570 11.1 0.29 8.8 4.3

大理石 2700 55.8 0.25 37.2 22.3

花岗岩 73.8 0.22 43.9 30.2

土的弹性特性值（实验室值）（Das,1980）

表7.2

岩土力学答案

一、填空题（每空1分，共30分）

1.岩浆岩、沉积岩、变质岩。

2.水平构造和倾斜构造、褶皱构造、断裂构造。

3.地形条件、地质条件、气象水文条件。

4.密度、比重、含水量。

5.吸水率、饱和吸水率、饱和系数。

三、问答题（每小题5分，共20分）

1.简述影响岩石风化的因素？

答案：主要有气候、地形、地下水、岩石性质的影响、断层裂隙的影响。

它们主要影响岩石的风化速度、深度、程度及分布规律。

2.影响土的抗剪强度的因素有哪些？

答案：有（1）土粒的矿物成分、形状、颗粒大小与颗粒级配。

（2）土的密度。（3）含水量。（4）土体结构的扰动情况。（5）孔隙水压力的影响。

3.渗透破坏的形式有哪些？

答案：流土、管涌、接触流失、接触冲刷。

4.何为排水固结法，排水固结法有那几种类型？

答案：排水固结法是通过对天然地基或设置砂井竖向排水体的地基进行预压，在预压荷载的作用下地基中的孔隙水排出，使土体发生固结，强度得到逐渐提高的方法。主要有砂井法、袋装砂井法、塑料排水法。 四、计算题（1小题10分，2.3小题各15分，共40分）

1.某原状土样，试验测得容重3cm/g72.1＝，比重G＝2.65，含水量％＝1.13。求：干容重，孔隙比，饱和度。

答案：孔隙比742.0172.1131.0165.211e＝＝－＝G

干容重3dcm/g52.1742.0165.2e1＝＝＝G

饱和度％＝＝＝8.46742.0131.065.2erGS 答：（略）。

2.已知某建筑场地的地质柱状图和土的物理性质指标，试计算地面下深度z＝2.5m、6.0m和8.0m处土的自重应力，并绘制自重应力沿深度分布图。

提示：地下水以下取浮容重11GG＝

答案：地下水位以下第一层3m/t83.0＝，第二层3m/t89.0＝

第２１卷第１期　２　０　０　２年３月　四　川　水力　发　电　Ｓｉｃｈｕａｎ　Ｗａｔｅｒ　Ｐｏｗｅｒ　Ｖｏ１．２０，Ｎｏ．１　Ｍａｒ．，２　０　０　２　

岩土力学参数与地质环境　

辜明清　（四川省水利水电勘测设计研究院勘察分院，四川郫县　６ｌ１７３１）　摘　要：根据汇集的勘探、试验所获得的岩土力学参数资料．结合已建工程设计采用的岩土力学参数的实践，分析　岩土力学参数　与地质环境的关系．提出了相应地质环境条件下．岩土力学参数采用的原则。　关键词：岩土力学参数；地质环境；围压；地应力　中图分类号：ＴＶ４３２；ＴＶ４５２；Ｐ６４２　文献标识码：　Ｂ　文章编号：１００１—２１８４（２００２）Ｏ１－００１　２－０３　岩土力学参数主要包括抗剪强度、变形模量、弹　性模量、压缩模量和承载力等。岩土的力学参数在工　程设计中具有十分重要的意义，它对于加快工程建　设，节约投资具有重大的实用价值。而岩土力学参数　与岩土体所赋存的地质环境有直接的关系。不同的地　质环境（地貌、地质构造、地下水、地应力等）条件下岩　土的力学参数是有差别的。对土体而言，不同的沉积　环境和不同的含水量，其抗剪强度相差甚大；对岩体　而言，地应力的基本特征，上部建筑物的荷载作用及　围岩压力作用对其力学参数有相当的制约作用。因　此，根据岩土所处的地质环境合理采用岩土力学参　数，又寸于工程设计所带来的经济、社会效益是极为显　著的。然而，现行的水利水电地质勘察规范中，对岩土　物理力学性质参数的取值原则基本上未考虑地质环　境的影响因素，而选用了超越规范的较高的力学参数　进行设计、施工，建成的工程运行仍属安全。笔者拟就　岩土勘探、试验成果，结合其所处地质环境对岩土力　学参数取值进行分析、研究，并结合已建工程的实践　处于某一地应力条件下的动平衡状态，因此，地壳上　部岩体，包括软弱夹层及泥化夹层在内，绝大部分处　于一种初始压应力条件下，换句话说，在一定围压条　件下存在。中、高山峡谷区地应力场主要特征是区域　性地貌形态控制下的自重应力场对现今地应力场具　明显的控制影响性。上覆岩层剥蚀后而减薄对垂直　应力和水平应力场的变化，导致地应力场的变化，并　显示谷底是地应力较高区，在一般情况下，以产生剪　切应力为主。掌握这些特征，对于分析岩土在一定条　件下所受围压值及地应力主要方向是有益的。　１．１　围压下及卸荷后土体物理、力学性质的变化　（１）根据某工程试验成果资料（见表１、表２、表　３、表４）表明：①围压下土体的天然容重比卸荷后提　高１．１６～１．２６倍，天然含水量相当于卸荷后的　０．０７５～０．５３倍；稠度状态由围压下的固态而在卸　荷后为塑状或液塑状，孔隙比卸荷后为围压下的２．４　～５．４倍。②土体在围压下的抗剪强度是卸荷后的　强度的６～１０倍。③不同压密状态下和不同稠度下　提出一些认识，希望引起工程地质界的讨论和争鸣。　（即不同围压下）粘性土的力学性质有显著的变化，　１　地应力（围压）对岩土力学参数的影响　孔隙度减小，其变形指标、抗剪强度相应提高，稠度　众所周知，地壳上部岩体存在地应力，且岩体是　指标愈高，土体抗剪强度相应降低；　表１　围压下及卸荷后软弱夹层物理状态变化指标表