岩石力学---第9章 岩石地基承载力

G/V
G——岩石总质量；V——总体积。
（2）饱和密度：岩石中的孔隙被水充填时的单 位体积质量（水中浸48小时）
d
G1 VV W
V
(KN / m3 )
VV——孔隙体积
；.
9
（3）干密度：岩块中的孔隙水全部蒸发后的单位体 积质量（108℃烘24h）
c G1 / V （KN/m3）
G1——岩石固体的质量。
•交通方面 ：北京道路面积4.4m2/人；东京11.3m2/ 人；伦敦21.3m2/人。
；.
4
1.3 岩体力学的研究方法
研究方法：实验、理论分析与工程应用相结合
实验 理论
室内
岩块（拉、压、剪…） 模拟 收敛（表面位移）
野外 位移 应力
应变 绝对位移、相对位移（内部）
压力 连介
非连介
有限元
数值方法 离散元
；.
29
；.
30
根据实验结果整理的岩体动弹性模量见表（3－2）
；.
31
动弹性模量与静弹性模量的比值
• 一般来说，岩体越坚硬越完整，则差 值越小，否则，差值就越大。
• 根据对比资料的统计，动弹性模量比 静弹性模量高百分之几至几十倍，如 图3－4所示。
• 从动弹性模量的数字来看，多集中 在 15103 50103 MPa 之间。
其相互结合的情况。 构造: 组成成分的空间分布及其相互间排列关系
这是影响岩石力学性质和物理性质的三个重要因素 。
；.
1
岩浆岩：强度高、均质性好
岩石分类 沉积岩：强度不稳定，各向异性 变质岩：不稳定与变质程度和原 岩性质有关
岩体=岩块+结构面
岩体
结构 面
岩块

单轴抗压强度以及与静力触探等土的原位测试指标间的经验关系，以经验参数法确定单桩竖
向极限承载力。
2、规范条文正解
岩石地基承载力
[重庆市]建筑地基基础设计规范 DBJ50-047-2016 > 4 地基计算 > 4.2 地基承载力计算
概 4.2.6 地基承载力特征值应根据地基极限承载力标准值按下式确定：
机 确定。 理 为 本
2、规范条文正解
岩石地基承载力
核电厂岩土工程勘察规范 GB 51041-2014 > 13 岩土工程分析评价和成果报告 > 13.3 地基承
概 载力
念 13.3.4 对完整、较完整和较破碎的岩石地基，除极软岩外，承载力特征值
为 可按下式计算： 先
(13.3.4)
机 式中：fak——岩石地基承载力特征值(MPa)；
0.2～0.5；对较破碎岩体可取0.1～0.2。
机 注：1 上述折减系数值未考虑施工因素及建筑物使用后风化作用的继续；
理
为
2 对于黏土质岩，在确保施工期及使用期不致遭水浸泡时，也可采用
本 天然湿度的试样，不进行饱和处理。
2、规范条文正解
岩石地基承载力
条文说明：5.2.6 岩石地基的承载力一般较土高得多。本条规定：“用岩石
岩石地基承载力
1：岩石地基承载力
邱明兵 2019年6月
1、提出问题
概 岩石地基承载力 跟 土质地基承载力 比较，有哪些特点？ 念 为 先 机 理 为 本
岩石地基承载力
2、规范条文正解
岩石地基承载力
建筑地基基础设计规范 GB50007-2011 > 5 地基计算 > 5.2 承载力计算
概 念
5.2.6 对于完整、较完整、较破碎的岩石地基承载力特征值可按本规范附录

[岩石饱水单轴抗压强度与地基承载力问题的探讨]单轴抗压强度和承载力岩体中褶皱、断层、层理、节理等非连续面的存在，使得岩石成为一种非均匀性材料，内部强度差异显著。

岩石内部含有大量孔隙和微裂隙，饱和水岩石作为一种特殊多孔饱和的流体混合物，大量存在于岩层中。

岩石在饱水状态下，水流充满孔隙和微裂隙，岩石的许多力学特征因此发生了改变。

岩石内部的软弱面成为主要的透水通道，而水对人类的岩石土程活动产生了重大影响，由于对水对岩石的力学特性的影响知之甚少，发生了许多重大工程事故，水对岩石的物理力学性质的影响小可忽视。

水对岩石强度有化学作用、物理作用及力学作用的影响。

化学过程是小可逆的，水对岩石中的充填物的溶蚀和溶解、对铁的氧化、对碳酸盐岩的侵蚀和潜蚀都属于化学作用;物理作用的过程一般是可逆的，如软岩浸水后内摩擦角降低，失水后又恢复；力学作用在介质的线弹性范围内是可逆的。

因此，研究饱水状态下岩石的力学性质，意义重大。

1饱水单轴抗压强度试验研究岩石单轴压缩破坏应力应变全程曲线见图1，这一曲线是揭示岩石力学特征的重要方法，进而确定岩石的强度、杨氏模量、内摩擦角、粘聚力和泊松比系数等岩石重要物理参数。

试验岩块采用水钻孔法钻孔取芯，制圆柱岩样。

单轴压缩试验采用岩石力学伺服试验机进行。

圆柱形岩石试样，沿长轴方向受压的单向压缩试验迄今为止是确定岩石性质的最方便和最有用的方法。

仅从定义来看，岩石的单轴抗压强度是指岩石圆柱试样受沿轴向的单向载荷压缩下所能承受的最大应力，用公式表示为：，式中：为沿试样轴向加载荷载，为试样受压荷载接触处的横截面面积，为单轴抗压强度。

试验过程中在不考虑端部摩擦效应的情况下，单轴压缩状态下，岩石试样承载均匀的单轴载荷，试样内各点应力状态是一样的，所以产生同样的轴向变形，直至达到材料的承载极限。

由于圆柱试样与实验机压板间的摩擦作用，限制试样端部的侧向膨胀使岩石试样内部的应力分布发生很大改变。

然而，岩石类材料比较特殊，内部含有大量裂隙、层理等缺陷而表现出非均匀性，使得岩石试样的形状会影响到其强度。

•6 岩体剪切波速 • 与岩石地基承载力
岩土体按剪切波速分级的优点 • • • • • • 1 勘察必测项目，不必为岩土分级专门测试 2 与岩土动剪切模量有简单的函数关系 3 与地基承载力、地基变形参数密切相关 4 原位测定，概括了岩石及其裂隙的综合特性， 避免取样，代表性强 4 技术成熟，经验丰富，人为因素较少 5 既可岩，也可土，极硬岩到极软土全部岩土统 一分级 7 只需一项指标，极为简便，可操作性强 8 与已有规范协调
岩石地基承载力
目录
• • • • • • • 1 2 3 4 5 6 7 岩石的强度准则 用抗剪强度指标确定岩石地基承载力 用单轴抗压强度确定岩石地基承载力 岩石地基承载力的深宽修正 理论计算与经验估计 岩体剪切波速与岩石地基承载力 地基承载力的综合判定
• 1 岩石的强度准则
Mohr-Coulomb准则
讨论
• 硬质岩体抗剪强度参数难以测定， • 脆性岩石和节理化岩体用抗剪强度指标存在理论 上的不足， • 主要用于完整、较完整的塑性破坏岩石(裂隙影 响可忽略)，可取不扰动试样测定天然湿度的抗 剪强度，符合Mohr-Coulomb准则。
• 土状强风化岩、泥岩、新近系和古近系的砂岩等， 工程特性接近于土，若用抗压强度乘析减系数， 结果比一般的土还低，不合理。
勘察实录，2004
•4 岩石地基承载力的 • 深宽修正
理论上可行
• 基础有一定埋置深度，基础下的地基是三向应力 状态，埋深越大，侧压力越大。 • 库仑-莫尔准则和格里非斯准则虽然前者适用于塑 性材料，后者适用于脆性材料，
• 但围压均有重要影响，单轴抗压强度试验时围压 为零，是一种极端情况。地基在侧限条件下的受 压，随着埋深的增加，围压增大，地基承载力会 提高。