巖體力學(xué)在邊坡工程中的應(yīng)用

1、第八章 巖體力學(xué)在邊坡工程中的應(yīng)用（一）巖質(zhì)邊坡的應(yīng)力分布特征由有限元法分析的結(jié)果知，形成邊坡后，巖體中的應(yīng)力有如下變化特性：1.由于應(yīng)力重新分布，邊坡周圍的主應(yīng)力跡線發(fā)生明顯偏轉(zhuǎn)，其總的特征為愈靠近臨空面，最大主應(yīng)力（）愈接近平行臨空面。2.坡腳附近最大主應(yīng)力（相當于臨空面的切向應(yīng)力）顯著增高，且愈近表面愈高；最小主應(yīng)力則顯著降低，于表面處降為零，甚至轉(zhuǎn)為拉應(yīng)力。3.坡緣（坡面與坡頂?shù)慕痪€）附近，在一定的條件下，坡面的徑向應(yīng)力和坡頂?shù)那邢驊?yīng)力可轉(zhuǎn)化為拉應(yīng)力，形成張力帶。4.坡體內(nèi)最大剪應(yīng)力跡線由原來的直線變?yōu)榻茍A弧形，弧的凹面朝向臨空方向。5.坡面處于單向應(yīng)力狀態(tài)（不考慮坡面走向方向的）向

2、內(nèi)漸變?yōu)閮上颍ㄈ艨紤]則是三向）應(yīng)力狀態(tài)。另外，應(yīng)注意到，以上特征只能使用于均質(zhì)各向同性的巖體中，如果邊坡內(nèi)存在大的斷層或?qū)訝顜r體，則應(yīng)力分布必有較大的差異。影響應(yīng)力分布的主要因素有：原巖應(yīng)力狀態(tài)、巖坡形態(tài)、巖體的變形特征和結(jié)構(gòu)特征等。其中，以原巖應(yīng)力狀態(tài)的影響最為顯著。（二）巖質(zhì)邊坡的變形和破壞特征巖質(zhì)邊坡中未出現(xiàn)貫通性破裂面之前，坡體的變化特征屬變形特征；出現(xiàn)貫通性破裂面后的坡體特征屬破壞特征。其發(fā)展過程是：坡面及附近巖體松動（又稱松弛張裂）巖體蠕動加速蠕動破壞。其中，前三步的特征均屬變形特征，最后一步的特征才是破壞特征。1.變形特征在邊坡形成的初始階段，由于卸荷作用，巖體內(nèi)的應(yīng)力重新分布，

3、使邊坡表面及其附近巖體發(fā)生松動，形成表面張開裂隙，包括：回彈裂隙，坡面、坡頂張裂帶裂隙，坡腳應(yīng)力集中帶的張開裂隙。巖坡發(fā)生松動后，降低了巖體的強度，在外力（主要是自重）作用下，巖體向自由面方向緩慢變形，稱之為巖坡的蠕動。如果坡體中的應(yīng)力小于巖體的長期強度，坡體的蠕動逐漸減速，最后趨于穩(wěn)定；反之，坡體蠕動加速，最終導(dǎo)致破壞。2.破壞特征由于邊坡的破壞有各種各樣的原因，而產(chǎn)生破壞后的形態(tài)和作用也極不一致，因而巖坡破壞形式的分類也是各種各樣的。從破壞的力學(xué)特征看，將常見的邊坡破壞形式分為巖石崩塌、平移滑動、旋轉(zhuǎn)滑動、巖塊流動和巖層曲折五類（見圖8-1 a,b,c,d,e）。圖8-1 邊坡破壞形式分類

4、（1）崩塌（圖8-1a）巖坡前緣的部分巖體被陡傾角的破裂面分割，以突然的方式脫離母體，翻滾而下，巖塊相互撞擊破碎，堆積于坡腳而形成巖堆，稱為崩塌。崩塌產(chǎn)生的原因：由于風(fēng)化減弱了節(jié)理面間的粘結(jié)力；由于雨水滲入張裂隙中，造成了裂隙水的水水壓作用于向坡處的巖塊上；巖石受到冰脹，風(fēng)化和氣溫變化的影響，從而減弱巖體的抗拉強度和松動了巖塊，造成了巖石崩落的條件。（2）平移滑動（圖8-1b）平移滑動是一部分巖體沿著地質(zhì)軟弱面，如層面、斷層、裂隙或節(jié)理面的滑動。其特點是塊體運動沿著平面滑移。它的產(chǎn)生是由于這一平面上的抗剪力與邊坡幾何形狀不相適應(yīng)。這種滑動往往發(fā)生在地質(zhì)軟弱面的產(chǎn)狀往坡外傾斜的地方。由于坡腳開挖

5、或者某種原因（如風(fēng)化、水的浸潤等）降低了軟弱面的內(nèi)摩擦角，這就使的地質(zhì)軟弱面以上的部分巖體沿此平面而下滑，造成了邊坡破壞。（3）旋轉(zhuǎn)滑動（圖8-1c）旋轉(zhuǎn)滑動的滑面通常成弧形狀，巖體沿此弧形滑面而滑移。在均質(zhì)的巖體中，特別是均質(zhì)泥巖或頁巖中，滑面近圓弧形。但在非均質(zhì)的巖坡中，滑面很少是圓弧形的，因為它的形狀受層面、節(jié)理裂隙的影響。這時，滑面是由短折線組成的弧形，近似于對數(shù)螺旋曲線或其他形狀的弧面?；w沿著弧面上滑動，使滑體好像是以某一半徑圍繞某中心而作旋轉(zhuǎn)運動，使的滑體頂面往后傾斜。這種滑動的表面形態(tài)通常是成馬蹄形的。在滑體的后部往往產(chǎn)生許多張裂隙。在雨后，雨水貫進裂隙中，減弱了滑面的抗剪強度

6、，又促使滑體滑動。（4）巖體流動（圖8-1d）巖體流動通常發(fā)生在均質(zhì)的硬巖層中，這種破壞類似于脆性巖石因最高應(yīng)力點上的破碎而使巖層全面崩塌那樣的情況。因而它的成因首先是在巖層內(nèi)部某一應(yīng)力集中點上的巖石遭到高應(yīng)力的作用而開始破裂或破碎。于是，所增加的荷載傳給鄰近的巖石，從而又使鄰近巖石受到超過某本身強度的荷載，又導(dǎo)致了進一步的破裂。這一過程的不斷進行，直至巖層出現(xiàn)全面破裂而崩塌為止。這樣，巖塊像流體一樣的沿坡面向下流動，而成巖塊流動。其破壞面極不規(guī)則，沒有一定形狀。并由于巖塊流動，使的巖體發(fā)生相應(yīng)的內(nèi)部變形。（5）巖層曲折（圖8-1e）有時，邊坡破壞也可因坡面節(jié)理巖層的曲折引起，也有稱潰曲。當巖

7、層成層狀沿坡面分布時，由于巖層本身的重力作用，或由于裂隙水的結(jié)冰作用，增加了巖層的荷載，而使坡面巖層曲折，導(dǎo)致巖層破壞，巖體沿坡向下崩落。（三）影響邊坡穩(wěn)定性的主要因素影響邊坡穩(wěn)定性的因素很多，可以概括為內(nèi)在因素和外在因素兩個方面。其中，內(nèi)在因素包括地貌條件、巖石性質(zhì)、巖體結(jié)構(gòu)與地質(zhì)構(gòu)造等。外在因素包括水文地質(zhì)條件、風(fēng)化作用、水的作用、地震及人為因素等。內(nèi)因在邊坡的變形中起決定性的控制作用，外因起促進作用；在邊坡的穩(wěn)定性分析中，應(yīng)在研究各因素的基礎(chǔ)上，找出它們彼此間的內(nèi)在聯(lián)系，進而評價其穩(wěn)定性。1.地貌條件地貌條件決定了邊坡形態(tài)，對邊坡穩(wěn)定性有直接影響。對于均質(zhì)巖坡，其坡度愈陡，坡高愈大則穩(wěn)定

8、性越差。對邊坡的臨空條件講，工程地質(zhì)條件相似的情況下，平面呈凹形的邊坡較呈凸形的邊坡穩(wěn)定。2.巖石的性質(zhì)巖石性質(zhì)的差異是影響邊坡穩(wěn)定的基本因素，就邊坡的變形破壞特征而論，不同的地層巖組有其常見的變形破壞形式。一般來說，巖石強度越低，完整性越差，抗風(fēng)化能力越低，親水性越強，邊坡的穩(wěn)定性越差。3.巖體結(jié)構(gòu)與地質(zhì)構(gòu)造巖體結(jié)構(gòu)類型、結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀及其與坡面的關(guān)系是巖體邊坡穩(wěn)定性的控制因素。（1）結(jié)構(gòu)面的傾角與傾向：同向緩傾邊坡的穩(wěn)定性較反向坡要差；同向緩傾邊坡中結(jié)構(gòu)面的傾角愈陡穩(wěn)定性愈差。（2）結(jié)構(gòu)面的走向：結(jié)構(gòu)面走向與坡面走向之間的關(guān)系，決定了失穩(wěn)邊坡巖體運動的臨空程度，當傾向不利的結(jié)構(gòu)面走向和坡面平行

9、時，邊坡的穩(wěn)定性最為不利。（3）結(jié)構(gòu)面的組數(shù)和數(shù)量：結(jié)構(gòu)面組數(shù)多，密度大造成巖體破碎；邊坡整體性差，塊體滑動的機會多，失穩(wěn)可能性大。（4）結(jié)構(gòu)的連續(xù)性、粗糙度、充填物性質(zhì)和厚度等等都會影響邊坡的穩(wěn)定性。4.風(fēng)化作用巖石風(fēng)化愈深，邊坡的穩(wěn)定性愈差，穩(wěn)定坡角愈小。5.水的作用水對邊坡的穩(wěn)定性有顯著影響，包括軟化作用、潛蝕、沖刷作用、靜水壓力和動水壓力作用，還有浮托作用等。6.地震強烈地震時，由于水平地震力的作用，常引起山崩、滑坡等斜坡破壞現(xiàn)象；由于強烈地震的振動，使地震帶附近巖體結(jié)構(gòu)松動，給邊坡穩(wěn)定帶來潛在威脅。7.人工因素人工因素包括如下幾方面：（1）爆破作用；（2）人工削坡；（3）施工方法；（

10、4）工程作用等。（四）邊坡穩(wěn)定性評價方法巖體邊坡穩(wěn)定性評價方法，大體上可分為定性評價和定量評價兩大類。其中定性評價包括工程類比法和圖解法；定量分析法包括數(shù)值分析法、極限平衡和可靠度分析法。極限平衡法是簡單、實用、應(yīng)用最普遍的方法，是要求我們重點掌握的內(nèi)容。極限平衡法中的關(guān)鍵內(nèi)容有兩個。（1）剪切滑動破壞面的強度準則。一般采用庫侖準則，式中c、分別是滑動面的內(nèi)粘聚力和內(nèi)摩擦角；、分別是滑動面上的剪應(yīng)力和正應(yīng)力。(2)邊坡的穩(wěn)定系數(shù)k。k被定義為阻止滑動的總力與致滑總力之比，當k>1.時，邊坡穩(wěn)定；當k<1時，邊坡不穩(wěn)定；k=1時，極限平衡狀態(tài)。1.單平面滑動體穩(wěn)定性評價圖8-2 單平

11、面剪切破壞的邊坡如圖8-2所示，為巖坡，坡頂水平，坡角，可能造成巖坡破壞的面為AB，其傾角為。設(shè)巖體的容重為；滑動面的內(nèi)粘聚力和內(nèi)摩擦角分別為c、。當時，巖坡的極限高度為：對單面滑動體，還應(yīng)該注意如下兩種情況：（1）在坡頂面出現(xiàn)張拉裂縫如圖18-14所示，張拉裂縫CE的理論深度為：所以，實際滑動一般不是ABD而是AECD。（2）考慮靜水壓力、動水壓力、地震動力等附加荷載時，巖坡的穩(wěn)定系數(shù)的計算首先作如下假設(shè)：滑動面走向和張性斷裂走向都與邊坡面走向平行。張性斷裂是豎直向的，并注滿水，水深為。水沿著張性斷裂的底部進入滑面，并沿著滑面滲透。特別是在大氣壓力下進行滲透。這里，滑面在邊坡內(nèi)顯示出水壓力，

12、如圖8-3表示了張性斷裂中水的存在引起的壓力分布以及沿滑面的壓力分布情況。各個力W（滑塊的質(zhì)量）、U（浮力，這是由于水壓力加在滑動面上產(chǎn)生的）和V（由于水壓力在張性斷裂中產(chǎn)生的力），都通過滑動體的形心起作用。因此破壞僅僅是由于滑動造成的。對于大多數(shù)實際邊坡，這一假設(shè)可能不是完全真實的，但是，由于力矩的存在而引起的誤差很小，可以忽略?；娴目辜魪姸仁怯烧辰Y(jié)力和內(nèi)摩擦角確定，符合庫侖方程。所考慮計算厚度為單位厚度，并假定在破壞的側(cè)面邊界上對滑動沒有阻力。這樣，所得穩(wěn)定系數(shù)將會保守些。 圖8-3 邊坡上部具有張性斷裂的邊坡計算圖從圖8-3可得穩(wěn)定系數(shù)：式中：對于上部邊坡表面中的張性斷裂，有當邊坡的幾

13、何形狀和張性斷裂中的水深度為已知時，穩(wěn)定系數(shù)的計算是一簡單的事情。可是，有時需要把一系列邊坡幾何形狀、水的深度和不同抗剪強度的影響加以考慮。則上式的解法可能變的很復(fù)雜。為了簡化計算，方程式可以重新整理成下列無因次的形式：式中：P，Q，R和S皆是無因次的參數(shù)，這意味著它們?nèi)Q于幾何形狀，而不取決于邊坡的大小。因此，在粘結(jié)力c=0的情況下，穩(wěn)定系數(shù)K不再取決于邊坡的大小。2.雙平面滑動體穩(wěn)定性評價如圖8-4所示，滑體abc為一剛體，它可能沿和平面滑動。其中稱為主滑面，為輔助面，并有：（1）作用滑體上的外力為R（包括自重、地震力、滑動面上的孔隙水壓力），分解為x,y兩個分力。（2）面上的抗滑力和正壓

14、力（3）面上的抗滑力和正壓力其中，滑動面上的抗滑力包括表面摩擦力和滑動面的內(nèi)摩擦力，并考慮穩(wěn)定性系數(shù)K，即 圖8-4雙平面滑動體受力圖式中：和分別是面和面的內(nèi)摩擦角和內(nèi)粘聚力；和分別是ab和bc邊的長度。（4）根據(jù)受力圖8-4列出滑體x,y方向的平衡條件，并求出：式中；（5）由于沿主滑面移動，滑體有脫離面的趨勢，則有，因此：由此可得：由該方程解得的穩(wěn)定系數(shù)K是上限值（注意：舍去的解）。3.楔體穩(wěn)定性評價巖坡由兩組或兩組以上結(jié)構(gòu)面相交而被切割成一個個的楔形體。如圖8-5(a)所示，垂直邊坡由兩組結(jié)構(gòu)面切割成一個四面體ABCD，滑動方向。按極限平衡條件求出該四面體ABCD的穩(wěn)定系數(shù)圖8-5兩組結(jié)構(gòu)

15、面相交切割的楔體穩(wěn)定性評價圖18-19兩組結(jié)構(gòu)面相交切割的楔體穩(wěn)定性評價式中：滑移面ABD的內(nèi)粘聚力和內(nèi)摩擦角；滑移面BCD的內(nèi)粘聚力和內(nèi)摩擦角； 兩滑移面的交線BD的傾角； 兩滑移面的交線與滑移面ABD法線的夾角； 兩滑移面的交線與滑移面BDC法線的夾角； 兩滑移面交線BD的長度；=(邊長)；滑體的容重。4.轉(zhuǎn)動滑動的邊坡穩(wěn)定性評價轉(zhuǎn)動滑動一般發(fā)生在土質(zhì)邊坡，但在風(fēng)化巖、厚層頁巖或節(jié)理切割非常破碎的巖質(zhì)邊坡中也有發(fā)生?；嬉话銥榛⌒蚊妗⒔咏鼒A弧狀面或?qū)?shù)螺旋弧狀面。假設(shè)邊坡簡化為如圖8-6所示的通過坡角圓弧滑面圖，當圓弧面上巖體發(fā)生破壞時，它繞著圓心而旋轉(zhuǎn)的。這時，圓弧面上發(fā)生旋轉(zhuǎn)的剪切?；?/p>

16、面上抵抗旋轉(zhuǎn)的阻力符合庫侖強度理論。則邊坡的穩(wěn)定系數(shù)為式中：分別為第分塊滑動面上的內(nèi)摩擦 角和內(nèi)粘聚力；第分塊的滑弧長度；分別為第分塊滑動面上的荷載（例如自重）的垂直分量和平行滑面的分量。 圖8-6 轉(zhuǎn)動滑動的邊坡 （五）邊坡治理的加固措施1.一般原則（1）減小滑坡體的致滑力（2）提高滑坡體的抗滑力2.原則措施（1）排水：為了使滑坡體的抗滑力下降，可利用排水和截流方法使水不進入邊坡巖體內(nèi)；也可以采用粘土水泥砂漿等堵塞邊坡巖體中的張裂縫。（2）減載：可將失穩(wěn)邊坡上部巖體減載，也可在腳部加載，使致滑力降低。有時 將邊坡上部的巖體挖去部分，而回填于坡腳部。（3）加固：局部失穩(wěn)可用錨桿加固，但錨固點必

17、須是堅硬巖石；擋墻加固，擋墻基礎(chǔ)應(yīng)設(shè)置在可能滑床之下；抗滑樁加固；樁墻聯(lián)合加固，分級支撐滑體，將滑體分為上下兩部分，樁在上部，承擔大部分滑動推力，從而減輕對下部擋墻的推力，相應(yīng)減少下部擋墻圬工數(shù)量和受滑體整體下滑威脅而減輕施工困難。（4）處理好拉伸裂縫與破碎帶。大多數(shù)邊坡在破壞之前，其頂部就出現(xiàn)了拉伸裂縫，而坡體的破壞面可能從這些拉伸裂縫的根部開始，或者是與之相連。因此，應(yīng)采取措施防止張拉裂縫出現(xiàn)，采用強力錨桿加固是解決該問題的一種好方法；對斷層、軟弱夾層或破碎帶可進行預(yù)注漿加固。第九章 巖體力學(xué)在巖基工程中的應(yīng)用主要掌握：巖基中的應(yīng)力分布、基礎(chǔ)沉降量的計算和巖基承載能力確定等三方面的基本知識

18、；解決巖基設(shè)計中的“許用應(yīng)力”和“許用變形”兩方面的問題。（一）巖基中的應(yīng)力分布1.集中荷載作用下巖基中的應(yīng)力將巖基視為半空間彈性體，在水平邊界上作用有法向（Z軸法方向）集中力P，如圖9-1所示。巖基中的應(yīng)力分量由布辛涅斯克解得到：圖9-1集中荷載作用下的巖基式中 P垂直于邊界面沿Oz軸的作用力； z從半無限體界面算起的深度； x所研究點到Oz軸的距離； r所研究點到原點O的距離； 在深度z處被角所確定的點的水平徑向應(yīng)力; 在深度z處被角所確定的點的垂直應(yīng)力； 在垂直平面和水平面上的剪應(yīng)力； 最大主應(yīng)力（在矢徑方向）； 中間主應(yīng)力（在水平面上）； 最小主應(yīng)力（在通過矢徑的垂直面上）。2.荷載作

19、用下巖基中的應(yīng)力將巖基視為平面彈性體，在平面的厚度方向（如 圖9-2的y方向）作用線性均布荷載P，由符拉其解求的巖基中的分布應(yīng)力為圖9-2線荷載作用下的巖基3.在圓形均布垂直荷載作用下巖基中的應(yīng)力圖9-3 圓形均布荷載作用下的巖基如圖9-3所示，在平面圓形范圍內(nèi)作用均布垂直力P，利用布辛涅斯克解進行積分，可求出巖基內(nèi)的應(yīng)力分量。下面僅繪出距離巖基表面深度為Z處（M點）的應(yīng)力分量：式中：a圓形荷載的半徑。4.長方形均布垂直荷載作用下巖基中的應(yīng)力如圖9-4所示，當長方形均布荷載q的長度（y軸方向）比寬度（x軸方向）大的多時，可由符拉芒解積分，求出巖基中任意一點的應(yīng)力分量，即（二）巖基上基礎(chǔ)的沉降

20、按彈性理論求解巖基上基礎(chǔ)的沉降量，仍采用布辛涅斯克解，通過積分求出。1.圓形基礎(chǔ)的沉降 （1）柔性圓形基礎(chǔ)當圓形基礎(chǔ)為柔性時，如果其上作用有均布荷載p和在基底接觸上沒有任何摩擦力時，則巖基反力是均布的，并等于p。圓基礎(chǔ)底面任意點m的沉降量為：式中：a圓形基礎(chǔ)的半徑； R圓形基礎(chǔ)表面內(nèi)任一點M的半徑 在圓形基礎(chǔ)底面中心（R0）的沉降量為： 圖9-4在半平面上作用均布力的巖基在圓形基礎(chǔ)底面邊緣（R=a）的沉降量為：可見： 即，柔性圓形基礎(chǔ)在均布荷載下，其中心沉降量為其邊緣沉降量的1.57倍。（2）剛性圓形基礎(chǔ)受荷面以外各點的垂直位移為：2.矩形基礎(chǔ)的沉降（1）剛性矩形基礎(chǔ)設(shè)基礎(chǔ)的底面寬度為b，長度

21、為a，其上承受有均勻分布的荷載p。對絕對剛性基礎(chǔ)，基底各點的壓力不等，但各點有相同的沉降量s，即，式中，為用于計算絕對剛性基礎(chǔ)承受中心荷載時沉降值的系數(shù)，由表18-1查出（2）柔性矩形基礎(chǔ)基本條件同上，柔性基礎(chǔ)底面上各點的沉降量不同，但沿著基底的壓力是相等的。以下給出柔性矩形基礎(chǔ)底面中心沉降量、角點沉降量和平均沉降量。即：式中：、分別對應(yīng)于以上三種情況下的沉降系數(shù)，它們均是長寬比的函數(shù)，可由表9-1查出。表9-1 各種基礎(chǔ)的沉降系數(shù)K值表由表9-1可見，方形柔性基礎(chǔ)中心沉降量為邊角沉降量的2倍，即（三）巖基的承載能力巖基的承載能力的確定方法有三種：規(guī)范法、試驗確定法和理論計算法。其中試驗確定法

22、比較準確，對于一級建筑物，規(guī)范規(guī)定必須通過現(xiàn)場靜載試驗確定承載能力；二級建筑物，可采用靜載試驗、也可采用理論計算法結(jié)合原位測試確定承載力。1.巖基淺基礎(chǔ)的承載力計算（1）巖基承載力的理論計算方法巖基淺基礎(chǔ)的承載力理論計算方法，一般多根據(jù)基礎(chǔ)下的巖體的極限平衡條件推出。但是，由于基礎(chǔ)下巖體性質(zhì)及其構(gòu)造復(fù)雜多變，破壞模式多種多樣，造成其承載力計算的困難，目前尚無通用的計算公式。常見到的、比較簡易的兩種方法為：按壓縮張裂破壞模式近似計算巖基承載力；按楔體剪切滑移模式近似計算巖基承載力。（c）劈裂破壞（b）張裂擴展（a）初始張裂圖9-5 基腳巖體的壓縮張裂破壞模式壓縮張裂破壞模式的巖基承載力近似計算勒

23、單尼通過對均質(zhì)硬巖地基地破壞模式研究后，認為：當基礎(chǔ)底面荷載作用在巖基上時，基礎(chǔ)發(fā)生沉降，當沉降達到巖基的彈性極限時，巖基從基腳處開始產(chǎn)生裂縫，裂縫逐漸向縱深發(fā)展，如圖9-5(a)所示。當荷載繼續(xù)作用，巖基就進入巖體壓碎（張裂）破壞階段【如圖9-5(b)】,壓碎范圍隨著基底深部距離加大而減小，近似倒三角形；當基礎(chǔ)荷載繼續(xù)增大，巖基的豎向裂縫加密且出現(xiàn)斜裂縫，并向深部延伸，這時，進入劈裂破壞階段【如圖9-5（c）】。由于巖體張裂使巖基兩側(cè)產(chǎn)生擴容現(xiàn)象，導(dǎo)致基腳附近的巖體發(fā)生剪切滑移，這將使基腳附近地面變形而破壞。哥德曼依據(jù)這一破壞模式給出了條形巖基的確定方法。推巖基承載力的計算公式：式中：完整巖

24、體的單向抗壓強度；完整巖體的內(nèi)摩擦角楔體剪切滑移模式的承載力近似計算假設(shè)基礎(chǔ)下巖體存在剪切破壞面，使巖基出現(xiàn)楔形滑體，剪切面為平面；又將楔形滑體分解為主動楔體和被動楔體（見圖9-5的y塊和x塊）。荷載作用在主動滑體（y塊）上，產(chǎn)生一個水平正應(yīng)力作用于x塊上，推動x塊沿剪切面滑動；又設(shè)剪切滑動面的傾角為，楔體的自重應(yīng)力移到x塊的平面上，見圖9-5（b）（c）。根據(jù)圖中楔體的受力狀態(tài)，利用極限平衡理論推出巖基的承載力：式中：q基礎(chǔ)承載面附近的附加分布力；b巖基承載面的寬度；巖體的容重；其它符號同前。注意到，圖9-6的破壞模式假定楔體滑移面是平面，當滑移（破壞）面是曲面時，在x,y兩楔體之間的界面上

25、存在剪應(yīng)力，巖基承載力會明顯提高。當滑移面為曲面時，巖基承載力可按下式計算：其中：圖9-6楔體剪切滑移模式的承載力分析在00450時，這三個方程算出的系數(shù)值較為接近準確解。對方形或圓形承載面，承載力系有顯著變化，這時。（2）按巖基承載力的規(guī)范確定表9-2 巖石地基承載力表準值（kPa）按建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（BGJ7-89）由表9-2確定其承載力標準值。風(fēng)化程度巖石類別 強風(fēng)化 中風(fēng)化 弱風(fēng)化 硬質(zhì)巖石 5001000 15002500 4000 軟質(zhì)巖石 200500 7001200 15002000注：對于微風(fēng)化的硬質(zhì)巖，其承載能力如作用力大于4000kPa時，應(yīng)由試驗確定； 對強風(fēng)化巖石

26、與殘積土難于區(qū)分時，按土考慮（3）巖基承載力的試驗確定試驗確定又分為現(xiàn)場試驗和室內(nèi)試驗?，F(xiàn)場試驗確定法對淺基礎(chǔ)采用直徑為30cm的圓形剛性承壓板，當巖基埋藏深度較深時，可采用鋼筋混凝土樁，但樁周需采取措施以消除樁身與土之間的摩擦力。試驗過程中，荷載分級施加，同時測量沉降值，荷載應(yīng)增加到不少于設(shè)計值的兩倍。由試驗繪制的荷載與沉降關(guān)系曲線確定比例極限和極限荷載。曲線上起始直線段的終點為比例極限，符合終止加載條件的前一級荷載為極限荷載。承載力的取值分兩種情況：對微風(fēng)化巖及強風(fēng)化巖，取極限荷載的1/3；對中等風(fēng)化巖石，需根據(jù)巖石裂隙發(fā)育情況確定，并與比例極限荷載比較，取二者中的小值?，F(xiàn)場試驗點不少于3

27、個，取小值作為設(shè)計承載力。室內(nèi)試驗法規(guī)范“GBJ7-89”對巖石地基承載力設(shè)計值的確定做以下規(guī)定：巖石地基承載力設(shè)計值，可按巖基載荷試驗方法確定。對微風(fēng)化及中風(fēng)化的巖石地基承載力設(shè)計值，可根據(jù)飽和單軸抗壓強度按公式計算：式中：巖石地基承載力設(shè)計值（kPa）；巖石飽和單軸抗壓強度標準值（kPa）,可按規(guī)范附錄九確定；折減系數(shù)。微風(fēng)化巖宜為0.200.33，中等風(fēng)化巖宜為0.170.25。取值時，對于硬質(zhì)巖石著重考慮巖體結(jié)構(gòu)面間距、產(chǎn)狀及其組合，軟質(zhì)巖石著重考慮其水穩(wěn)性。 注意：上述折減系數(shù)值未考慮施工因素及建筑物使用后風(fēng)化作用的延續(xù)。.對于粘土質(zhì)巖，為確保施工期和使用期不致遭水浸泡時，也可采用天然濕度的試樣，不進行飽和處理。 2.巖基深基礎(chǔ)的承載力計算確定嵌巖樁（墩）基的允許承載力一般有兩種方法，一種是試驗法，目前采用比較多的是樁的現(xiàn)場靜荷載試驗法。在現(xiàn)