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        基于Hoek—Brown強(qiáng)度準(zhǔn)則邊坡區(qū)均質(zhì)巖基極限承載力計(jì)算

        2019-01-15 12:39:42田玉中朱曉翠
        西部論叢 2019年1期
        關(guān)鍵詞:極限承載力

        田玉中 朱曉翠

        摘 要:巖石地基承載力是地基穩(wěn)定性分析的中的強(qiáng)度問題,它不僅控制著建筑物的安全,而且客觀影響著工程的經(jīng)濟(jì)合理性,因此,確定巖基承載力至關(guān)重要。本文介紹了將完整巖體、節(jié)理巖體、破碎巖體、軟弱巖體視為滿足Hoek-Brown非線性破壞準(zhǔn)則的Mohr-Coulomb均質(zhì)介質(zhì),用滑移線理論確定極限承載力,并考慮到影響巖基承載力的因素進(jìn)行修正,最終確定邊坡區(qū)巖基在工程中可用的極限承載力。

        關(guān)鍵詞:均質(zhì)巖基 極限承載力 滑移線

        0、引言

        眾所周知,地基穩(wěn)定性研究是地基設(shè)計(jì)中必須考慮的一個(gè)重要因素,它不僅控制著建筑物的安全,而且客觀影響著工程的經(jīng)濟(jì)合理性。而巖石在自然界中廣泛分布,具有強(qiáng)度高、變形小的特點(diǎn),因而巖石地基是建筑工程中首選的天然地基,地基巖體在形成和存在的整個(gè)歷史時(shí)期中,經(jīng)受過各種復(fù)雜而不均衡的地質(zhì)作用,并受到水、溫度、應(yīng)力場的綜合影響,從而使巖體的工程性質(zhì)具不連續(xù)性、非均質(zhì)性、各向異性等固有特性。人們對巖體固有特性的傳統(tǒng)認(rèn)識限制了巖質(zhì)地基承載力理論的發(fā)展,使巖基承載力的計(jì)算理論遠(yuǎn)不如基于塑性力學(xué)極限平衡原理發(fā)展起來的土質(zhì)地基承載力計(jì)算理論完善。可見完善巖質(zhì)地基承載力的計(jì)算理論對工程建設(shè)尤為重要。

        1、強(qiáng)度理論

        巖體強(qiáng)度理論是反映巖體破壞機(jī)理并能判斷巖體破壞的判據(jù),它在工程設(shè)計(jì)、施工和研究計(jì)算中起著重要作用。巖體是由巖塊和結(jié)構(gòu)面共同組成的復(fù)合體,其強(qiáng)度特征嚴(yán)格受到巖塊和結(jié)構(gòu)面的強(qiáng)度、巖體綜合結(jié)構(gòu)等因素的控制。

        1.1 Morl-Coulomb強(qiáng)度理論

        Morl-Coulomb強(qiáng)度準(zhǔn)則是巖體工程中重要的強(qiáng)度準(zhǔn)則之一,能反映巖體脆性和塑性破壞等特征,因此在巖土力學(xué)和塑性理論中得到了最為廣泛的應(yīng)用。其二維表達(dá)式為,其中σ、τ分別為剪切面上的正應(yīng)力和剪應(yīng)力,с、分別為粘聚力和內(nèi)摩擦角。

        1.2 Hoek-Brown準(zhǔn)則

        5.3 基礎(chǔ)與邊坡外緣距離對巖基極限承載力的影響

        巖基參數(shù)一定情況下,基礎(chǔ)距離坡肩遠(yuǎn)近不同其承載力也不相同。研究表明,基礎(chǔ)與邊坡外緣的距離與基礎(chǔ)寬度的比值D/B決定著極限承載力的減小值。當(dāng)D/B=0時(shí),極限承載力與置于水平地面上的承載力相比,承載力最低;當(dāng)D/B≥6時(shí),基礎(chǔ)與邊坡外緣的距離對巖基的極限承載力幾乎無任何影響;當(dāng)0

        6、結(jié)論

        地基巖體具有非線性破壞特征,巖基承載力也受到巖塊抗壓強(qiáng)度、巖體結(jié)構(gòu)、旁側(cè)超載、基礎(chǔ)形狀等多種因素的綜合影響。引入反映這些影響因素的非線性的Hoek-Brown強(qiáng)度準(zhǔn)則,采用由滑移線解推導(dǎo)的、適合完整巖體、節(jié)理巖體、破碎巖體、軟弱巖體的巖基承載力計(jì)算公式,在理論上是嚴(yán)謹(jǐn)可行的,在工程上簡單實(shí)用。盡管參數(shù)的確定比較麻煩,但它能夠彌補(bǔ)現(xiàn)有規(guī)范確定承載力的保守性,能在保證地基穩(wěn)定性的前提下更好地發(fā)揮巖基的承載性能。因此,對保證工程的經(jīng)濟(jì)性合理性、節(jié)約造價(jià)有著重要的意義。

        參考文獻(xiàn):

        1.E.Hoek and E.T.Brown.Underground Excavations in Rock,Austin And Sons Ltd Hertford,England,1998.

        2.Serrano.A.And Olalla c.,Utmate Bearing Capacity of Rock Masses,Iter-nation Journal of Rock Mechanics and Mining Sicence,1994,31(2),93-106.

        3.Rich and Goodman,Introduction to Rock Mechanics,2nd Edit,Hohn Wiley and Sons,Newyork,1989.

        4.嚴(yán)春風(fēng).宋建波,巖體Hoek-Brown經(jīng)驗(yàn)強(qiáng)度準(zhǔn)則參數(shù)隨機(jī)特征分析,巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào),1999.6.

        作者簡介:田玉中(1970—),男,漢,四川中江縣,碩士,高級工程師,巖土工程 ,通訊地址:四川省綿陽市涪城區(qū)劍南路西段55號;

        朱曉翠(1989—),女,漢,四川資中縣,碩士,工程師,地質(zhì)工程。

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