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岩石地基承载力

作者:

关键词:

摘要：

声明:本文纯属作者个人技术观点，与其他单位无关。

作者简介:邱明兵

《建筑桩基技术规范》JGJ 94-2008编委

《建筑桩基技术规范应用手册》2010年，第三作者

《建筑地基沉降控制与工程实例》2011年

《建筑结构震害机理与概念设计》2011年

国家一级注册结构工程师(2003年)

注册土木工程师(岩土)(2005年)

高级工程师

中国土木工程学会土力学及岩土工程分会桩基础学术委员会委员

中国工程建设标准化协会地基基础专业委员会委员

定义岩石地基承载力较为复杂，这与岩石的地质成因、风化程度、矿物成分、节理等等有关。岩石按地质成因可分为沉积岩、火成岩、变质岩。地表主要为沉积岩，这也是工程研究的主要对象。沉积岩是在地表条件下由风化作用、生物作用和火山作用的产物经水、空气和冰川等外力的搬运、沉积和成岩固结而形成的岩石。图为美国亚利桑那州狼丘地区石涛谷斜坡具有壮观的砂岩结构。

美国亚利桑那州砂岩结构

岩石按矿物成分可分为石灰岩、白云岩、花岗岩、砂岩、泥岩、玄武岩、大理石岩等等;按风化程度可分为未风化、微风化、中风化、强风化和全风化。

岩土工程关注的是岩石的强度。岩石的坚硬程度根据岩块的饱和单轴抗压强度frk分为坚硬岩、较硬岩、较软岩、软岩和极软岩。岩体完整程度可分为完整、较完整、较破碎、破碎和极破碎。

确定岩石承载力应确定岩石破坏模式，这与岩体节理、微裂隙、填充物、结构面倾斜方向等等密切相关，并不能一概确定某种极限破坏模式，这导致要统一确定岩石极限承载力称为不能完成的任务。

为了方便工程师使用，89版《建筑地基基础设计规范》根据全国各地岩基平板载荷试验和岩样试验的资料统计回归，建议取

胡岱文、黄求顺在“岩石地基的承载力”一文中(重庆建筑大学学报，1995年12月，第17卷第4期)，假定岩体为等效连续介质，极限承载力计算模式如图，

基岩极限承载力计算模式

提出承载力特征值:

:岩坡修正系数。当坡度β≤10度时取1.0;当坡度β=45度时取2/3;β≥80度时取1/3;

平面基岩上:

:折减系数。根据岩体完整程度以及结构面的艰巨、宽度、产状和组合，有地区经验确定。无经验时，对完整岩体可取0.5;对较完整岩体可取0.2~0.5;对较破碎岩体可取0.1~0.2 。

该折减系数纳入了2002版《建筑地基基础设计规范》。并沿用到2011版。

根据上述经验系数提出的折减系数范围过大，在某些地区的较破碎岩，岩土工程师倾向于统一取0.1，使得岩石强度取值过低。另外假定“岩体为等效连续介质”的破坏模式显然不能代表所有的岩石破坏模式，在实际工程中还需要谨慎应用。

规范强调，岩石地基承载力要进行岩基平板载荷试验，对应于p-s曲线上起始直线段的终点为比例界限，符合终止加载条件的前一级荷载为极限荷载，将极限荷载除以3的安全系数，所得值与对应于比例界限的荷载相比较，取小值。

上述三个取值关系:。即:对于同一工程，按2011版规范计算较按89版规范计算的承载力大，而按岩基平板载荷试验所取值(可能)更大一些。

根据格里菲斯(A. A. Griffith)的理论解，在完整的岩质地基上，地基的极限承载力为单轴受压强度的3倍。根据混凝土局压模型，地基的极限承载力为单轴受压强度的4倍。实际上，破碎、极破碎岩体可用等效连续介质模型，失稳时破坏面呈曲线;而完整及较完整岩体呈现非连续介质特征，其破坏面为线性结构面，如图，这是岩体与土体根本不同之处。

(a)等效连续介质

(b)非连续介质

等效连续介质与非连续介质整体失稳对比示意

文章来源：《岩土工程学报》网址: http://www.ytgcxb.cn/zonghexinwen/2020/0924/364.html