工程地質(zhì)勘察課程設(shè)計(jì)相關(guān)資料

1、工程地質(zhì)勘察課程設(shè)計(jì)相關(guān)資料一、相關(guān)計(jì)算取值表（1）工程地質(zhì)手冊（2）工程地質(zhì)手冊（第四版）有關(guān)成都地區(qū)地基參數(shù)取值（3）巖土工程手冊二、計(jì)算公式1. 指標(biāo)統(tǒng)計(jì)公式按照巖土工程勘察規(guī)范（GB50021-2001）對參數(shù)統(tǒng)計(jì)要求，采用下列公式對其進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析： 式中： 指標(biāo)的變異系數(shù)；指標(biāo)的平均值；S指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)差；rs統(tǒng)計(jì)修正系數(shù)；單個試驗(yàn)指標(biāo)值；n樣本個數(shù)。然后利用下列公式，就可計(jì)算出指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)值。式中：巖土參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)值：巖土參數(shù)的平均值；rs統(tǒng)計(jì)修正系數(shù)。1）指標(biāo)統(tǒng)計(jì)公式：按照巖土工程勘察規(guī)范（GB50021-2001）對參數(shù)統(tǒng)計(jì)要求，采用下列公式對其進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析： 式中： 指標(biāo)的變異系數(shù)；

2、 指標(biāo)的平均值； S指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)差； rs統(tǒng)計(jì)修正系數(shù)； 單個試驗(yàn)指標(biāo)值； n樣本個數(shù)。然后利用下列公式，就可計(jì)算出指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)值。式中：巖土參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)值：巖土參數(shù)的平均值；rs統(tǒng)計(jì)修正系數(shù)。2）. 成果統(tǒng)計(jì)1 室內(nèi)物理力學(xué)參數(shù)統(tǒng)計(jì)及分析表？-1 土工試驗(yàn)結(jié)果報(bào)告層位土樣編號取樣深度天然狀態(tài)土的物理性指標(biāo)塑性指標(biāo)壓縮系數(shù)抗剪強(qiáng)度(快剪)膨脹性含水量密 度比重孔隙比飽和度液限塑限塑性指數(shù)液性指數(shù)P=0-50kpaP=50-100kpaP=100-200kpaP=200-300kpa凝聚力摩檫角自由膨脹率P=50kpa膨脹率線縮率收縮含水量比例限值收縮系數(shù)原狀土縮限壓縮系數(shù)壓縮模量壓縮系數(shù)壓縮模量壓縮

3、系數(shù)壓縮模量壓縮系數(shù)壓縮模量Gs eSrLPIpIL0-0.5Es0.5-1Es1-2Es2-3EsCepepss%g/cm3/%/MPa-1MPaMPa-1MPaMPa-1MPaMPa-1MPakPa度%/%2-12-2此表僅為格式參考，具體土層依據(jù)課程設(shè)計(jì)書表？-2 土層物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)層位統(tǒng)計(jì)指標(biāo)天然狀態(tài)土的物理性指標(biāo)塑性指標(biāo)壓縮系數(shù)抗剪強(qiáng)度(快剪)膨脹性含水量密 度比重孔隙比飽和度液限塑限塑性指數(shù)液性指數(shù)P=0-50kpaP=50-100kpaP=100-200kpaP=200-300kpa凝聚力摩檫角自由膨脹率P=50kpa膨脹率線縮率收縮含水量比例限值收縮系數(shù)原狀土縮限壓縮系數(shù)

4、壓縮模量壓縮系數(shù)壓縮模量壓縮系數(shù)壓縮模量壓縮系數(shù)壓縮模量Gs eSrLPIpIL0-0.5Es0.5-1Es1-2Es2-3EsCepepss%g/cm3/%/MPa-1MPaMPa-1MPaMPa-1MPaMPa-1MPakPa度%/%2-1樣本數(shù)范圍值平均值標(biāo)準(zhǔn)差變異系數(shù)修正系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值2-2樣本數(shù)范圍值平均值標(biāo)準(zhǔn)差變異系數(shù)修正系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值表？-3 巖石試驗(yàn)報(bào)告表？-4 巖石物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)2） 原位試驗(yàn)成果統(tǒng)計(jì)表的格式參照室內(nèi)試驗(yàn)成果統(tǒng)計(jì)包括：標(biāo)貫、動探、波速試驗(yàn)等3）. 地基土物理力學(xué)指標(biāo)建議值土層包括：軟塑粘土、硬塑粘土、堅(jiān)硬粘土、粉質(zhì)粘土、松散卵石、稍密卵石、中密卵石、密實(shí)卵石等指

5、標(biāo)：承載力特征值、壓縮模量、重度、抗剪強(qiáng)度（c、）2.地基均勻性評價(jià)的相關(guān)要求按高層建筑巖土工程勘察規(guī)范JGJ72-2004規(guī)范進(jìn)行符合下列情況之一者，應(yīng)判別為不均勻地基。對判定為不均勻的地基，應(yīng)進(jìn)行沉降、差異沉降、傾斜等特征分析評價(jià)，并提出相應(yīng)建議。a 地基持力層跨越不同地貌單元或工程地質(zhì)單元，工程特性差異顯著。B 地基持力層雖屬于同一地貌單元或工程地質(zhì)單元，但遇下列情況之一：1)中一高壓縮性地基，持力層底面或相鄰基底標(biāo)高的坡度大于10；2)中一高壓縮性地基，持力層及其下臥層在基礎(chǔ)寬度方向上的厚度差值大于0.05b(b為基礎(chǔ)寬度)。3.地基承載力評價(jià)高程建筑物的地基承載力應(yīng)同時滿足極限穩(wěn)定和

6、不超過容許變形為原則，根據(jù)高層建筑巖土工程勘察規(guī)程(JGJ72-2004) 以及建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50007-2002)可計(jì)算地基極限承載力及承載力設(shè)計(jì)值。在確定地基承載力時，應(yīng)根據(jù)土質(zhì)條件選擇現(xiàn)場載荷試驗(yàn)、室內(nèi)試驗(yàn)、靜力觸探試驗(yàn)、動力觸探試驗(yàn)、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)等原位測試方法，結(jié)合理論計(jì)算和設(shè)計(jì)需要進(jìn)行綜合評價(jià)。巖石地基應(yīng)根據(jù)現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)巖土工程勘察規(guī)范GB 50021劃分和評定巖石堅(jiān)硬程度、巖體完整程度、風(fēng)化程度和巖體基本質(zhì)量等級，其承載力特征值應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50007有關(guān)規(guī)定確定。4地基土強(qiáng)度驗(yàn)算地基承載力的計(jì)算應(yīng)符合下列要求：a.持力層及軟弱下臥層的地基承

7、載力驗(yàn)算；b.當(dāng)高層建筑周邊的附屬建筑基礎(chǔ)處于超補(bǔ)償狀態(tài)，且其與高層建筑不能形成剛性整體結(jié)構(gòu)時，應(yīng)考慮由此造成高層建筑基礎(chǔ)側(cè)限力的永久性削弱及其對地基承載力的影響；c.擬提高附屬建筑部分基底壓力，以加大其地基沉降、減小高低層建筑之間的差異沉降時，應(yīng)同時驗(yàn)算地基承載力特征值及地基極限承載力，保證建議的地基承載力滿足強(qiáng)度控制要求。除應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50007的有關(guān)規(guī)定確定地基承載力特征值fak和修正后的地基承載力特征值fa外，還可按附錄A估算地基極限承載力fu，除以安全系數(shù) K 以確定實(shí)際基礎(chǔ)下地基承載力特征值fa，K 值應(yīng)根據(jù)建筑安全等級和土性參數(shù)的可靠性在23之間選取

8、。計(jì)算fa時，應(yīng)根據(jù)基底下的地層組合條件并結(jié)合地區(qū)經(jīng)驗(yàn)綜合確定地基持力層的代表性內(nèi)摩擦角標(biāo)準(zhǔn)值k和代表性黏聚力標(biāo)準(zhǔn)值Ck。當(dāng)場地、地基整體穩(wěn)定且持力層為完整、較完整的中等風(fēng)化、微風(fēng)化巖體時，可不進(jìn)行地基變形驗(yàn)算。其余地基的最終沉降應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50007規(guī)定的方法，亦可按本規(guī)程規(guī)定的其他方法計(jì)算分析。在地基沉降預(yù)測中的地基應(yīng)力計(jì)算宜考慮地基土層滲透性的影響，沉降預(yù)測應(yīng)考慮后期地面填方和相鄰建設(shè)工程的影響。(1)依據(jù)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB500072002)5.2.4公式，計(jì)算經(jīng)深寬修正后的地基承載力特征值，即：fafak+b(b3)+dm(d0.5)式中：fa：

9、修正后的地基承載力特征值；fak：地基承載力特征值；：基礎(chǔ)底面以下土的重度；m：基礎(chǔ)底面以上土的加權(quán)平均重度；b、d：基礎(chǔ)寬度和埋深的地基承載力修正系數(shù)；b：基礎(chǔ)底面寬度，大于6m按6m取值；d：基礎(chǔ)埋置深度。（2）依據(jù)高層建筑巖土工程勘察規(guī)程(JGJ722004)附錄A第A.0.1公式估算天然地基極限承載力u，即：u=1/2Nrrb+Nqq0d+Nccck式中：Nr、Nq、Nc：承載力系數(shù)，根據(jù)地基持力層代表性內(nèi)摩擦角標(biāo)準(zhǔn)值 k 查表取值r、q、c：基礎(chǔ)形狀系數(shù)，查表計(jì)算取值ck：；安全系數(shù)K。(3) 采用建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范GB500072002第5.2.5公式計(jì)算地基承載力特征值：fa=

10、Mbb+Mdmd+McckMb、Md、Mc：承載力系數(shù)，用k值按表5.2.5查得：基礎(chǔ)底面以下土的重度，地下水位以下取浮重度；m：基礎(chǔ)底面以上土的加權(quán)平均重度；ck、k：基底下一倍短邊寬深度內(nèi)土的粘聚力、內(nèi)摩擦角標(biāo)準(zhǔn)值，按附錄E計(jì)算；5.地基土的變形評價(jià)（1）由于基坑開挖深度不大，根據(jù)有關(guān)規(guī)范及當(dāng)?shù)亟ㄖ?jīng)驗(yàn)地基土的回彈變形較小，可忽略不計(jì)，地基土的變形主要表現(xiàn)在沉降變形上。（2）沉降變形驗(yàn)算按建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB500072002)公式，采用分層總和法計(jì)算地基最終變形量，即：S=sS=s式中：S：地基最終變形量（mm）；S：按分層總和法計(jì)算出的地基變形量；s：沉降計(jì)算經(jīng)驗(yàn)系數(shù)；p0：對應(yīng)

11、于荷載效應(yīng)準(zhǔn)永久組合時的基礎(chǔ)底面處的附加壓力；Esi：第i層土的壓縮模量，按土的自重應(yīng)力至土的自重應(yīng)力與土的附加應(yīng)力之和段取值；zi、zi-1：基礎(chǔ)底面至第i層、第i-1層土底面的距離；i、i-1：基礎(chǔ)底面計(jì)算點(diǎn)至第i層、第i-1層土底面范圍內(nèi)平均附加應(yīng)力系數(shù)。地基變形計(jì)算深度Zn=2123m，滿足下式要求： sn0.025si式中si：在計(jì)算深度范圍內(nèi)，第i層土的計(jì)算變形值；sn：在由計(jì)算深度向上取厚度為z的土層計(jì)算變形值。5 腐蝕性評價(jià)表 水、土的腐蝕性按巖土工程勘察規(guī)程(GB50021-2001)進(jìn)行。6. 基坑邊坡穩(wěn)定性評價(jià)部分 （1）基坑工程安全等級劃分按高層建筑巖土工程勘察規(guī)程JG

12、J722004第8.7.2條，基坑工程安全等級劃分有關(guān)規(guī)定，來確定。（2）基坑邊坡穩(wěn)定性粘性土基坑側(cè)壁允許自立高度根據(jù)工程地質(zhì)手冊的計(jì)算粘性土的側(cè)壁允許自立高度，即：z0=tan(45º+)式中：C：側(cè)壁土體粘聚力（kPa）；：側(cè)壁土體天然重度，?。↘Nm3）；：側(cè)壁土體的內(nèi)摩擦角（0）。7 膨脹性評價(jià)關(guān)于卓越周期的一些問題 1.卓越周期的定義地震發(fā)生時，由震源發(fā)出的地震波傳至地表巖土體，迫使其振動，由于表層巖土體對不同周期的地震波有選擇放大作用，某種巖土體總是以某種周期的波選擇放大得尤為明顯而突出，使地震記錄圖上的這種波記錄得多而好。這種周期即為該巖土體的特征周期，也叫做卓越周期。

13、由多層土組成的厚度很大的沉積層，當(dāng)深部傳來的剪切波通過它向地面?zhèn)鞑r就會發(fā)生多次反射，由于波的疊加而增強(qiáng)，使長周期的波尤為卓越。卓越周期的實(shí)質(zhì)是波的共振，即當(dāng)?shù)卣鸩ǖ恼駝又芷谂c地表巖土體的自振周期相同時，由于共振作用而使地表振動加強(qiáng)。巨厚沖積層上低加速度的遠(yuǎn)震，可以使自振周期較長的高層建筑物遭受破壞的主要原因就是共振。2. 幾種周期及相關(guān)概念自振周期T：結(jié)構(gòu)按某一振型完成一次自由振動所需的時間，是結(jié)構(gòu)本身的動力特性，與結(jié)構(gòu)的高度H、寬度B有關(guān)?；局芷赥1:是指結(jié)構(gòu)按基本振型完成一次自由振動所需的時間?；菊裥停簡钨|(zhì)點(diǎn)體系在諧波的作用下的振型稱為基本振型：任一地震波都可以分解為若干諧波的疊加，

14、多質(zhì)點(diǎn)體系按振型分解法計(jì)算地震作用時，可以簡化為具有基本振型的等效單質(zhì)點(diǎn)體系進(jìn)行分析。而對建筑結(jié)構(gòu)而言，有時又稱為主振型，一般是指每個主軸方向以平動為主的第一振型。 高階振型：相對于低階振型而言。一般來說，低階振型對結(jié)構(gòu)振動的影響要大于高階振型的影響。對一般較規(guī)則的建筑物，選擇的振型個數(shù)可以取其地震作用計(jì)算時的質(zhì)點(diǎn)數(shù)（大多數(shù)情況下為樓層數(shù)），若質(zhì)點(diǎn)數(shù)較多時，根據(jù)計(jì)算結(jié)果可以只取前幾個振型（即低階振型）進(jìn)行疊加。特征周期Tg：即建筑場地自身的周期，是建筑物場地的地震動參數(shù)，在地震影響系數(shù)曲線中，水平段與下降段交點(diǎn)的橫坐標(biāo)，反映了地震震級，震源機(jī)制（包括震源深度）、震中距等地震本身方面的影響，同時

15、也反映了場地的特性；如軟弱土層的厚度，類型等場地類別等。在抗震設(shè)計(jì)規(guī)范中，設(shè)計(jì)特征周期Tg與場地類別有關(guān)：場地類別越高（場地越軟），Tg越大；地震震級越大、震中距離越遠(yuǎn)，Tg越大。Tg越大，地震影響系數(shù)的平臺越寬，對于高層建筑或大跨度結(jié)構(gòu)，基本周期較大，計(jì)算的地震作用越大。 圖 地震影響系數(shù)曲線 場地卓越周期Ts：地震波在某場地土中傳播時，由于不同性質(zhì)界面多次反射的結(jié)果，某一周期的地震波強(qiáng)度得到增強(qiáng)，而其余周期的地震波則被削弱。這一被加強(qiáng)的地震波的周期稱為該場地土的卓越周期。場地卓越周期只反映場地的固有特征，不等同于設(shè)計(jì)特征周期。其由場地的覆蓋土層厚度和土層剪切波速計(jì)算求的。場地脈動周期Tm：

16、應(yīng)用微震對場地的脈動、又稱為“常時微動”進(jìn)行觀測所得到的振動周期。測試應(yīng)在環(huán)境十分安靜的情況下進(jìn)行，場地的震動類似人體的脈搏，所以稱為“脈動”。場地脈動周期反映了微震動情況下場地的動力特征，與強(qiáng)地震作用下場地的動力特性既有關(guān)聯(lián)，又不完全相同。3.幾種周期的計(jì)算方法 3.1特征周期的計(jì)算特征周期值Tg是根據(jù)設(shè)計(jì)地震分組及場地類別據(jù)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范中表 5.1.4-2查取值。3.2場地卓越周期的計(jì)算根據(jù)日本學(xué)者對土層剪切波速vs與地脈動測試對比研究，提出對于單一土層的地基，場地卓越周期可由表土層剪切波速計(jì)算得出：其計(jì)算公式如下：T= 4hi/vsi，式中：hi第i層土的厚度(m)；vsi第i層土的

17、剪切波速(ms)；n 土層數(shù)對于多層土的卓越周期根據(jù)國外有關(guān)規(guī)范按下式計(jì)算：Ts= 32(hi（Hi-1+Hi）)/vsi式中：Hi天然地面至第i層土地面的深度，計(jì)算地基卓越周期時，從基礎(chǔ)底面算起。vsi第i層實(shí)測剪切波速Hi-1建筑物基地至i-1層底面的距離hi第i層的厚度顯然，表土層愈厚，其剪切波速度愈低(即土層愈松軟)，則卓越周期愈長。3.3場地脈動周期Tm的計(jì)算是地脈動測試所獲得的波群波形，通過傅里葉譜分析，在頻譜圖中幅值最大的那一根譜線所對應(yīng)的頻率即為所測場地微振動信號的卓越頻率，并由此計(jì)算出卓越周期即脈動卓越周期。地脈動是由隨機(jī)振源(包括自然因素，如地震、風(fēng)振、火山活動、海洋波浪等

18、；人為因素，如交通、動力機(jī)器、工程施工等)激發(fā)并經(jīng)場地不同性質(zhì)的巖土層界面多次反射和折射后傳播到場地地面的振動川，是地面的一種穩(wěn)定的非重復(fù)性隨機(jī)波動。同時，地脈動不同的頻幅變化和作用歷程，會引起巖土體的不同響應(yīng)。地脈動測試場地卓越周期計(jì)算公式如下：T=1/f式中：Tm場地卓越周期（s）卓越頻率（HZ）。國內(nèi)的相關(guān)研究表明：地脈動是一種以剪切波為主的體波，剪切波在覆蓋層中的傳播時間與地脈動卓越周期密切相關(guān)，能夠較的反應(yīng)地脈動卓越周期大小，覆蓋層厚度，剪切波在覆蓋層中的等效剪切波速，剪切波在軟土層中的等效剪切波速和軟土層的厚度是影響地脈動卓越周期的重要因素，其中最主要的影響因素是剪切波在覆蓋層中的

19、等效剪切波速。在場地條件條件較好，波速測試較為理想的情況下脈動卓越周期與通過剪切波速數(shù)據(jù)計(jì)算的場地卓越周期基本一致，但在場地條件較差，覆蓋層土質(zhì)不均的及其它因素的影響，脈動卓越周期與通過剪切波速計(jì)算的場地卓越周期存在較大差異。一般認(rèn)為對于重要工程，最好通過地脈動測試來確定場地脈動卓越周期。4.場地卓越周期、特征周期對構(gòu)（建）筑物的影響自振周期避開特征周期可以減小地震作用。當(dāng)結(jié)構(gòu)的自振周期超過設(shè)計(jì)特征周期時，地震作用就會隨其自振周期的增大而減小。當(dāng)結(jié)構(gòu)的自振周期小于0.1s時，地震作用會隨其自振周期的增大而急劇增大。實(shí)際的建筑結(jié)構(gòu)的自振周期大都會大于設(shè)計(jì)特征周期，但一般不大于6.0s。自振周期與場地的卓越周期相等或接近時地震時可能發(fā)生共振，震害比較嚴(yán)重，反之震害就小，國內(nèi)外根據(jù)震害研究表明，在大地震時，由于土壤發(fā)生大變形或液化，土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系為非線性，導(dǎo)致土層剪切波速Vs發(fā)生變化。因此，在同一地點(diǎn)，地震時場地的卓越周期將因震級大小、震源機(jī)制、震中距離的變化而變化。如果僅從數(shù)值上比較，場地脈動周期Tm最短，卓越周期Ts其次，特征周期Tg