土力學(xué)與地基基礎(chǔ)第12章課件

1、 土力學(xué)與地基基礎(chǔ)目錄 12.1濕陷性黃土地基 12.2 膨脹土地基 12.3 紅黏土地基 12.4 山 區(qū) 地 基 第12章 區(qū)域性地基目錄 12.5季節(jié)性凍土地基 12.6 地震區(qū)地基 第12章 區(qū)域性地基 學(xué)習(xí)目標(biāo) 掌握區(qū)域性特殊土的主要工程地質(zhì)特性，能夠?qū)Φ鼗墓こ绦再|(zhì)做出正確評(píng)價(jià)。 掌握區(qū)域性地基的處理方法。第12章 區(qū)域性地基12.1 濕陷性黃土地基12.1.1黃土的特征及分布 黃土是一種在第四紀(jì)時(shí)期形成的黃色或褐黃色的特殊土狀堆積物，它的內(nèi)部物質(zhì)成分和外部形態(tài)特征都不同于同時(shí)期的其他沉積物。顆粒組成上以粉粒（0.0050.05 mm）為主，同時(shí)含有砂粒（0.1 mm以上）和黏粒(

2、0.005 mm以下)。黃土含有大量的可溶鹽類，通常具有肉眼可見的大孔隙，孔隙比的變化范圍為1.01.1。 在一定壓力（覆蓋土層的自重應(yīng)力或自重應(yīng)力和建筑物附加應(yīng)力）作用下受水浸濕，土的結(jié)構(gòu)迅速破壞，并發(fā)生顯著的附加下沉，其強(qiáng)度也迅速降低的黃土稱為濕陷性黃土。而在受水浸濕后，土的結(jié)構(gòu)沒有破壞，并無(wú)顯著附加下沉的黃土稱為非濕陷性黃土。1.黃土的特征12.1.1黃土的特征及分布2.黃土的分布 黃土作為一種常見的工程地基用土，在世界各地分布很廣。我國(guó)的黃土主要分布情況為：南至甘肅南部的岷山、陜西的秦嶺、河南的熊耳山和伏牛山，北至陜西白于山、河北燕山，西至祁連山,東至太行山。我國(guó)黃河中游的黃土高原是世

3、界上黃土和黃土地貌最發(fā)育、規(guī)模最大的地區(qū)。 濕陷性黃土約占我國(guó)黃土面積的3/4，主要分布于黃河中、下游地區(qū)，厚度可達(dá)到30 m左右，并具有自東向西、自南向北濕陷性逐漸加劇的規(guī)律。12.1 濕陷性黃土地基12.1.2濕陷發(fā)生的原因及影響因素 黃土是由骨架顆粒相互連接形成的。季節(jié)性的短期雨水把松散干燥的粉粒積聚起來(lái)，而長(zhǎng)期的干旱使土中的水分不斷蒸發(fā)。隨著含水量的減少，土粒彼此靠近，顆粒間的分子引力以及結(jié)合水和毛細(xì)水的聯(lián)結(jié)力也逐漸加大。這些因素都增強(qiáng)了土粒之間抵抗滑移的能力，阻止了土體的自重壓密，于是形成了以粗粉粒為主體骨架的多孔隙結(jié)構(gòu)，如圖12-1所示。圖12-1 黃土的結(jié)構(gòu)12.1 濕陷性黃土地

4、基12.1.3濕陷性黃土地基的評(píng)價(jià)12.1 濕陷性黃土地基 黃土地基的濕陷性評(píng)價(jià)，一般包括三個(gè)方面的內(nèi)容：判別黃土在一定壓力下浸水后是否具有濕陷性；判別濕陷類型；判定濕陷等級(jí)。 世界各國(guó)黃土地基濕陷性的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)不盡相同。我國(guó)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)包括濕陷系數(shù)、起始?jí)毫Α裣蓊愋偷膭澐值葍?nèi)容，具體可見濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范（GB 500252004）的規(guī)定。12.1.4濕陷性黃土地基的工程措施12.1 濕陷性黃土地基 2.防水措施 1.地基處理措施3.結(jié)構(gòu)措施12.1.4濕陷性黃土地基的工程措施12.1 濕陷性黃土地基12.2.1膨脹土的特性12.2 膨脹土地基2.膨脹土的變形1.膨脹土的外觀3.膨脹土的分

5、布12.2.2膨脹土地基的評(píng)價(jià)12.2 膨脹土地基 （1）土的裂隙發(fā)育，常有光滑面和擦痕，有的裂隙中充填有灰白、灰綠等雜色黏土。自然條件下呈堅(jiān)硬或硬塑狀態(tài)。 （2）多出露于二級(jí)或二級(jí)以上階地、山前和盆地邊緣丘陵地帶。地形平緩，無(wú)明顯自然陡坎。 （3）常見有淺層滑坡、地裂。新開挖坑 （槽）壁易發(fā)生坍塌等現(xiàn)象。 （4）建筑物裂縫多呈“倒八字”、“X”或水平，裂縫隨氣候變化而張開和閉合。12.2.3膨脹土地基的工程措施12.2 膨脹土地基1.地基處理措施2.建筑措施 3.結(jié)構(gòu)措施 4.施工措施12.3.1紅黏土的特征12.3 紅黏土地基 紅黏土具有較高的力學(xué)強(qiáng)度和較低的壓縮性，各種指標(biāo)變化幅度較大，

6、具有高分散性。紅黏土的這些特殊工程性質(zhì)與其生成環(huán)境及其相應(yīng)的組成物質(zhì)是密切相關(guān)的。隨著深度的增加，紅黏土的天然含水量、孔隙比、壓縮系數(shù)都有較大的增長(zhǎng)，狀態(tài)由堅(jiān)硬、硬塑可變?yōu)榭伤堋④浰?，而?qiáng)度則大幅度降低。在水平方向上，地勢(shì)較高的紅黏土天然含水量和壓縮性較低、強(qiáng)度較高；而地勢(shì)較低的則相反。12.3.2紅黏土地基的評(píng)價(jià)12.3 紅黏土地基 紅黏土地區(qū)的巖土工程勘察，應(yīng)著重查明其狀態(tài)分布、裂隙發(fā)育特征及地基的均勻性。若紅黏土地基的下臥基巖面起伏不平并存在軟弱土層時(shí)，則容易引起地基不均勻沉降。因此，在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)注意驗(yàn)算地基變形值，如沉降量、沉降差等。在紅黏土分布的斜坡地帶，施工時(shí)必須注意斜坡和坑壁的崩

7、滑現(xiàn)象。在紅黏土地區(qū)，巖溶現(xiàn)象一般較為普遍，常存在巖溶和土洞，它們?nèi)菀装l(fā)展成地表塌陷，嚴(yán)重危及建筑物場(chǎng)地和地基的穩(wěn)定性。不均勻地基也是丘陵山地中紅黏土地基普遍存在的情況，為了消除巖溶、土層不均勻等不利因素的影響，應(yīng)采取換土、填洞、加強(qiáng)基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)整體剛度或采用樁基和其他深基等措施。12.4.1巖溶12.4 山 區(qū) 地 基1.巖溶發(fā)育的條件 水是流動(dòng)的1）2）3）4） 可溶巖透水 水具有侵蝕能力存在可溶巖層 12.4.1巖溶12.4 山 區(qū) 地 基2.巖溶地基的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)及處理措施（1）清爆換填。（2）梁板、桁架跨越。（3）洞底支承。（4）水流排導(dǎo)。12.4.2土洞12.4 山 區(qū) 地 基1.

8、土洞發(fā)育的條件 土洞的形成和發(fā)育與土層的性質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造、水的活動(dòng)、巖溶的發(fā)育等因素有關(guān)，其中以土層、巖溶的存在和水的活動(dòng)等為主要因素。 因地表水下滲，內(nèi)部被沖蝕淘空會(huì)逐漸形成土洞或?qū)е碌乇硭?。?dāng)?shù)叵滤浑S季節(jié)升降頻繁或人工降低地下水位時(shí)，水對(duì)結(jié)構(gòu)性差的松軟土?xí)a(chǎn)生潛蝕作用，使巖土交界面處形成土洞。12.4.2土洞12.4 山 區(qū) 地 基2.土洞地基的處理措施（6）.（5）.墊層處理。（4）.梁板跨越。（3）.樁基或沉井。（2）.（1）.地表水和地下水處理。挖填夯實(shí)處理。灌砂處理。12.4.3滑坡12.4 山 區(qū) 地 基1.滑坡的預(yù)防措施（4）開挖邊坡時(shí)，如發(fā)現(xiàn)坡體有滑動(dòng)跡象，則應(yīng)停止開挖，并

9、盡快采取恢復(fù)原邊坡平衡的措施。（3）做好建筑場(chǎng)地的排水工作，應(yīng)防止地表水下滲和施工用水到處漫流。（2）盡量利用原有地形條件，因地制宜地沿等高線布置建筑物；避免大挖大填，破壞場(chǎng)地及邊坡的穩(wěn)定性。（1）建筑場(chǎng)地要選擇在山坡穩(wěn)定的地段。12.4.3滑坡12.4 山 區(qū) 地 基2.滑坡的治理措施（3）卸載。（2）支擋。（4）反壓。（1）排水。12.5.1凍土的分類與特征12.5 季節(jié)性凍土地基 根據(jù)凍結(jié)延續(xù)時(shí)間，凍土可分為季節(jié)性凍土和多年凍土兩大類。 季節(jié)性凍土是指地表層冬季凍結(jié)、夏季全部融化的土，在我國(guó)華北、西北和東北廣大地區(qū)均有分布。因其隨季節(jié)變化而周期性的凍結(jié)、融化，故對(duì)地基的穩(wěn)定性影響較大。多

10、年凍土是指連續(xù)三年或三年以上保持在攝氏零度以下，并含有冰的土層。即使在溫度偏高的年份，也只是表面一小層土壤被融化，深層仍然是堅(jiān)硬的凍土。 在多年凍土地區(qū)常見到如地下冰、凍脹、融陷、熱融滑坍、冰丘等特殊不良地質(zhì)現(xiàn)象。季節(jié)性凍土常覆蓋在多年凍土之上。 凍土由于外界原因融化后，強(qiáng)度顯著降低，壓縮性增大，會(huì)導(dǎo)致建在其上的建筑物破壞或正常使用受到影響。12.5.2凍土地基的評(píng)價(jià)12.5 季節(jié)性凍土地基12.5.3防凍害工程措施12.5 季節(jié)性凍土地基（1）換填法。（2）物理化學(xué)法。（3）排水隔水法。（4）保溫法。（5）基礎(chǔ)形式。12.6.1地震的概念12.6 地震區(qū)地基1.地震的類型 地震是地球上經(jīng)常發(fā)

11、生的一種自然現(xiàn)象，在古代又稱為地動(dòng)，是由內(nèi)力地質(zhì)作用和外力地質(zhì)作用引起的地殼振動(dòng)現(xiàn)象的總稱。在地殼內(nèi)部，震動(dòng)的發(fā)源處稱為“震源”。震源在地表的投影稱為“震中”。引起地震的原因很多，根據(jù)其成因地震可分為構(gòu)造地震、火山地震、塌陷地震和激發(fā)地震。12.6.1地震的概念12.6 地震區(qū)地基2.地震的震級(jí)和烈度1）地震震級(jí)2）地震烈度12.6.2震害現(xiàn)象12.6 地震區(qū)地基1.地基土液化3.滑坡2.震陷4.地裂12.6.3地基基礎(chǔ)抗震設(shè)計(jì)12.6 地震區(qū)地基1.抗震設(shè)計(jì)的基本原則3）增強(qiáng)建筑物整體剛度和強(qiáng)度2）合理選擇基礎(chǔ)方案1）選擇有利的建筑場(chǎng)地（1）正確選擇基礎(chǔ)類型（2）合理加大基礎(chǔ)埋深12.6.3地基基礎(chǔ)抗震設(shè)計(jì)12.6 地震區(qū)地基1.抗震設(shè)計(jì)的基本原則12.6.3地基基礎(chǔ)抗震設(shè)計(jì)12.6 地震區(qū)地基2.天然地基抗震驗(yàn)算 天然地基基礎(chǔ)抗震驗(yàn)算時(shí)，應(yīng)采用地震作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合，且地基抗震承載力應(yīng)取地基承載力特征值乘以地基抗震承載力調(diào)整系數(shù)，即faE=afa （12-1）式中，faE為調(diào)整后的地基抗震承載力（kPa)；a為地基抗震承載力調(diào)整系數(shù)，見表124；fa為深寬修正后的地基承載力特征值。 驗(yàn)算地震作用