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岩土工程

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岩石的抗压强度及影响因素

岩石的抗压强度指岩石试件在单轴压力下达到破坏的极限值，它在数值上等于破坏时的最大压应力。岩石的抗压强度是衡量岩块基本力学性质的重要指标；是岩体工程分类、建立岩体破坏判据的重要指标；可用于大致估算其他强度参数。岩石的抗压强度一般在实验室内用压力机进行加压试验测定的。试件通常用圆柱形(钻探岩心)或立方柱状(用岩块加工)。试验结果按下式计算抗压强度：式中：Rc-----岩石单轴抗压强度(MPa)；

岩石的抗拉强度

图7-4 岩石的直接抗拉试验的试件岩石的抗拉强度是指岩石试件在单向拉伸条件下试件达到破坏的极限值，它在数值上等于破坏时的最大拉应力。和岩石的抗压强度相比较，抗拉强度的研究要少得多。这可能是直接进行抗拉强度试验比较困难，目前大多是进行各种各样的间接试验，再通过理论公式算出抗拉强度。岩石的直接抗拉试验的试件如右图所示。在试验时将这种试样的两端固定的拉力机上。然后对试样施加轴向拉力直至破坏，算出试样的抗拉强度。

岩石的抗剪强度

岩石的抗剪强度就是岩石抵抗剪切滑动的能力，它是岩石力学中需要研究的最重要指标之一，往往比抗压和抗拉强度更有意义。岩石的抗剪强度可用凝聚力c和内摩擦角φ来表示，它们可以通过室内外的剪切试验确定。这两个指标是沿用土力学中的术语。其实，岩石的抗剪强度，说得更确切些，应当是抗剪断强度。岩石的剪切试验可分为抗剪断试验、抗剪试验(或称摩擦试验)以及抗切试验(在剪切面上不加法向荷载的情况下剪切)三种。前两种试验是在试件内没有现成的破裂面条件下进行的，后一种试验可以用来确定软弱结构面上的抗剪强度。

岩石的强度准则

图7-16 三向应力状态下大理岩的强度曲线当物体处于简单的受力情况时，如杆件的拉伸和压缩处于单向应力状态等，材料的危险点处于简单应力状态，则材料的强度可以由简单的试验来决定(单向抗压强度试验，单向抗拉强度试验，纯剪试验等)。但是，岩石在外荷作用下常常处于复杂的应力状态。许多试验研究指出，岩石的强度及其在荷载作用下的性状与岩石的应力状态有着很大的关系。在单向应力状态下表现出脆性的岩石，在三向应力状态下可以具有塑性性质，同时它的强度极限也大大提高，如右图所示。

岩石的强度分析

１．均质岩体强度分析岩体大体上可分为两种情况：一种是接近均质的，例如，岩性十分软弱，以致岩体内各种软弱结构面)对岩体强度的影响甚微；又如岩体非常坚硬，但结构面远未能组成分离的块体或者结构面所处位置及产状不致造成不利于岩体稳定的情况等等。另一种是岩体的强度主要由结构面的特征所决定，例如岩石很坚硬，但结构面已将岩体切割成各种分离块体，或其产状造成不利于岩体稳定的情况等等，这些就不能把它们视作为均质岩体来强度分析了。

岩石变形性质的室内测定

岩石变形指标以及应力-应变关系，可以在实验室内测定，也可在现场测定。目前用得较多的方法是：实验室的单轴压缩试验、室内三轴试验、实验室或现场的波速测定法等，有时候还可以做弯曲试验、现场水压试验等。 1）单轴压缩试验在单轴压缩试验时，试样大多采用圆柱形，一般要求试样的直径为5cm，高度为10cm，两端磨平光滑，按照实验要求，在侧面粘贴电阻应变片，以便观测变形，然后用压力机对试样加压，见图。在任何轴向压力下都测量试样的轴向应变和侧向应变。设试样的长度为

岩石的现场变形试验

现场变形试验也称原位变形试验，它比实验室变形试验更能反映天然岩体的性质(例如裂隙、节理等地质缺陷)，所以有条件最好做这种试验。但是现场试验所需工作量大、时间长、费用高，故这种试验并不是所有工程都能采用的，一般对于一些重要的建筑物如等级高的水工隧洞、地下厂房、大坝地基，采用这种方法。 1）承压板法图7-26 承压板试验装置图试验可以在平地上或在平硐中进行，通过刚性或柔性承压板将荷载加在岩面上以测定其变形。先在已选择好的地段上，清除爆破影响深度内的破碎岩石，并且把岩面整平，然后安装油压千斤顶，通过承压板对岩面施加静荷载，定时测量岩体表面的变形。

岩石的蠕变曲线

岩石的蠕变就是指在应力不变的情况下岩石变形(或应变)随着时间t而增长的现象。工程实践发现，在岩石开挖洞室以后一段很长的时间内，支护或衬砌上的压力一直在变化的，这可解释为由蠕变的结果。岩石的蠕变曲线(曲线)： 1）花岗岩的蠕变，其特点是蠕变变形甚小，荷载施加后，在不长的时间内变形就趋稳定，这种蠕变一般可以忽略不计。 2）砂岩的蠕变，在蠕变的开始阶段，变形增长较快，以后就趋于稳定，稳定后的变形量可能比原始变形量(即t=0时的瞬时弹性变形量) 增大30～40%。由于这种蠕变最终是稳定的，所以在多数情况下可能对工程不致造成危害。

垂向自重应力与水平向自重应力

自重应力是由于地基土体本身的有效重量而产生的。研究地基的自重应力是为了确定地基土体的应力状态。计算地基中的自重应力时，一般将地基作为半无限弹性体来考虑，地基中的自重应力状态属于侧限应力状态，其内部任一水平面和垂直面上，均只有正应力而无剪应力。 1. 垂向自重应力 1）基本假定 a）水平地基→半无限空间体 b）半无限弹性地基内的自重应力只与Z有关 c）土单元没有侧向位移 2）计算公式

土的物理性质

◎请大家先区分岩土体、岩体和土体的概念岩土体是地壳的物质组成。岩体是地壳表层圈层，经建造和改造而形成的具一定组分和结构的地质体。它赋存于一定的地质环境之中，并随着地质环境的演化和地质作用的持续，仍在不断的变化着。土体是岩石风化的产物，是一种松散的颗粒堆积物。由于岩土材料组成的复杂性，其性质在许多方面不同于其它材料，具有其特有的多变性及复杂性。 1. 土的三相物质组成图1-1土的三相组成

土的物理性质指标

由于土是由固体颗粒、液体和气体三部分组成，各部分含量的比例关系，直接影响土的物理性质和土的状态。在土力学中，为进一步描述土的物理力学性质，将土的三相成分比例关系量化，用一些具体的物理量表示，这些物理量就是土的物理力学性质指标。其中，含水量、密度和土粒比重为独立变量，由实验室测定；其他指标为导出变量。土的物理性质指标之间的关系可用三相图来换算。图1-7土的三相草图其中：

土的物理状态指标

1. 黏性土（细粒土）的物理状态指标黏性土最主要的特征是它的稠度，稠度是指黏性土在某一含水量下的软硬程度和土体对外力引起的变形或破坏的抵抗能力。实质上，土的稠度就是反应土体的含水量。土从一种状态转变成另一种状态的界限含水量，称为稠度界限，国际上称为阿太堡界限（Atterberg Limit）。工程上，常用的稠度界限有液限（ωL）和塑限（ωP）。 1）液限（ωL）液限指土从塑性状态转变为液性状态时的界限含水量。

岩石变形的概念和特征

1）岩石变形的概念图7-22 基岩变形性质差异引起剪应力指岩石在任何物理因素作用下形状和大小的变化。工程最常研究的变形是由于力的影响所产生的，坝建在多种岩石组成的岩基上，这些岩石的变形性质不同，则由于基岩的不均匀变位可以使坝体的剪应力和主拉应力增长，造成开裂错位等不良后果。岩石的变形特性常用弹性模量E和泊松比两个常数来表示。当这两个常数为已知时，就可用三维应力条件的广义虎克定律计算出给定应力状态下的变形

边坡工程勘察要点

对于勘察工程来说，边坡工程与房建工程有着很大的不同。边坡工程勘察是针对坡体的地质构造进行的针对性勘察，可采用竖井钻探、斜孔、井槽、探槽、物探等多种方法全面了解坡体地质，另勘察孔位布置应垂直边坡方向布置，查明横向地质分布断面，范围应包括到影响坡体稳定的区域。边坡工程岩土力学参数应让地勘单位提供，其中岩体(结构面)力学参数较难获得，岩体现场剪切试验困难，费用高，时间长，一般按规范经验取值，但是对于破坏后果严重的岩石边坡应采用现场试验。另参考水利行业经验，岩体cf值参考岩石cf值，岩体c=0.2*岩石c，岩体f=0.8*岩石f。

建筑奇观——精神建筑

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建筑基坑支护结构构造11SG814-CAD版本

建筑基坑支护结构构造11SG814-CAD版本

临时支护桩与永久地下结构结合受力分析

目前遇到一18m深基坑，要求支护桩与永久边墙结合。因支护桩是按一定间距的，如何考虑正常运行情况下支护桩的挡土效果？永久边墙是否还按全部土压力考虑捏？

坡体病害治理中的钢管桩应用探讨

微型桩自上世纪九十年代由中铁西北院王恭先研究员等提出并成功应用以来，由于其灵活、快速的应用效果，得以在地质病害处治中快速推广。但工程中也出现了一些微型桩应用失败或欠合理的地方，笔者觉得有必要进行梳理一下。一、微型桩基本设计原则所谓微型桩一般是指桩径小于30cm的桩体，它主要由钢管、工字钢、钢筋等多种形式的筋体置于钻孔后灌注砼而成。有时也可采用劈裂注浆，使桩体周围岩土体形成的复合地基而提高微型桩的使用效果。由于长细比相对较大，故工程中常在微型桩群的顶部设置框架、面板等结构进行串联，以使多个微型桩形成“整体”受力的效果，从而提高微型桩群的整体抗弯能力和相互协调形成更大锚固能力的效果。有时为改善提高微型桩群的受力，可在桩头的面板或框架上设置锚索工程，从而使被动受力的微型桩工程调整为主动受力的支挡工程结构，也有效降低了微型桩对岩土体锚固力的要求。

剩余下滑力作用下的挡墙稳定性

　　　　使用过GEO5的用户都知道，在GEO5挡土墙模块中，作用在挡墙上的土体荷载为土压力，即挡墙的倾覆滑移是由土压力引起的。但是对于本身就不稳定的滑坡，如果采用挡墙进行支挡，我们还需要验算剩余下滑力作用下的挡墙稳定性。那么，如何在GEO5中验算剩余下滑力作用下的挡墙稳定性呢？下面就给大家详细介绍一种方法，既可以分析土压力作用下的挡墙稳定性，又可以分析剩余下滑力作用下的挡墙稳定性。

关于锚固工程反力结构的计算

边坡锚固工程包括预应力锚索、预应力精轧螺纹钢、全粘接锚杆、全粘接钢锚管的框架、地梁（竖梁）、垫墩、十字梁等组合而成的各种类型工程结构（锚索抗滑桩不在今天讨论的范畴）。一、被动受力反力结构全粘接锚杆、全粘接钢锚管的反力结构由于属于全长被动受力结构，故相应的坡面反力结构受力很小，而主要到对多孔锚杆或钢锚管进行连接成整体受力的作用。因此，一般情况下，全粘接锚杆、全粘接

岩石、岩体、土的分类，你搞懂了吗？

一、岩土的分类原则 1、岩土分类应与工程目的相一致,按钻探的不同目的采用不同的系统定名。 2、按工程需要以岩土组成为主要定名依据，并结合其成因年代及结构、构造特征综合定名。二、岩石的分类原则岩石是天然形成的具有一定结构、构造的由一种或多种矿物组成的集合体，岩体是指包括各种结构面的原位岩石的综合体。岩石作为工程地基和环境可按下列原则分类：

岩体（围岩）分级方法盘点

工程岩体分级主要考虑两方面因素，即坚硬程度和完整程度。坚硬程度和完整程度的划分均可按定性和定量的方法进行划分。关于岩体（围岩）分级国内外存在多种方法，不同的分级方法采用不同的指标。目前，国内外主要的岩体分级方法如下所示：现对工程界常用的RQD法、Q指标法、RMR法、HC法、[BQ]法做如下简单介绍：

抗拔锚杆（索）形式及其设计计算方法

今天主要跟伙伴们介绍抗拔锚杆（索）形式及其设计方法。先本文比较重要的关键词：土层锚杆、岩石锚杆、扩大头锚杆、拉力型锚杆、压力型锚杆、拉力分散型锚杆、压力分散型锚杆、预应力锚杆（索）、锚杆筋体类型、锚杆布置方式、树根桩复合地基、抗拔锚杆逆作法、锚杆承载力计算方法、群锚效应计算方法、锚杆抗拔试验等。 1 抗拔锚杆（索）形式

锚索框架计算因子探讨

锚索框架和地梁、垫墩、十字梁、面板等反力结构一样，是预应力锚索布置于坡面上的承载体，是为保证锚索预应力的重要结构物。在一些相关规范中，建议框架等反力结构采用连续梁或简支梁模型进行计算，其实这是欠合理的。因为，锚索框架属于岩土工程范畴，是接地气的，不是高架于空中依靠桥墩支撑的单纯结构物。除了需考虑框架的结构属性外，还需考虑框架的地质属性；除了考虑的框架的人为属性外，还需考虑框架的自然属性。无论什么形式的边坡，无论什么样的预应力设置等，都采用千篇一律的一个“标准图”，也仅有一个标准图，这是不合理的。因为，岩土工程虽然以定性为基础，但定量也是需的；岩土工程虽然不是一个多么在乎一丝毫的学科，但也不失严谨。尤其是那种不考虑任何边界条件的定性或定量，都是要不得的，毕竟岩土工程也是一门科学，一门应用性科学。

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