岩体地基极限承载力PDF|Epub|txt|kindle电子书版本网盘下载

岩体地基极限承载力PDF格式电子书版下载

注意：本站所有压缩包均有解压码： 点击下载压缩包解压工具

1 绪论1

1.1 岩体地基稳定性1

1.1.1 地基与基础的概念1

1.1.2 地基稳定性研究的意义2

1.1.3 岩体地基稳定性的变形判据4

1.2 地基岩体的特点6

1.2.1 岩石与岩体的定义6

1.2.2 岩体与岩石的区别7

1.3 岩体地基的基础型式8

1.3.1 扩展基础9

1.3.2 嵌岩桩10

1.3.3 张性基础12

1.4 岩体地基承载力的影响因素14

1.4.1 岩体性质的影响14

1.4.2 岩体结构的影响15

1.4.3 地质环境条件的影响16

1.4.4 基础设计参数的影响18

1.4.5 场地地形条件的影响20

1.4.6 施工扰动的影响21

1.5 我国现行规范确定岩体地基承载力的方法评述22

1.5.1 根据岩体风化程度和软硬程度经验确定22

1.5.2 根据岩石单轴抗压试验统计确定26

1.5.3 根据原位荷载试验现场确定27

1.6 岩体地基极限承载力研究现状28

1.6.1 国外研究现状29

1.6.2 国内研究现状31

1.7 研究思路与方法34

1.7.1 研究思路与技术路线34

1.7.2 主要研究内容36

第一篇 岩体地基极限承载力研究基础36

2 地基岩体强度理论41

2.1 概述41

2.2 岩体破坏与岩体强度42

2.2.1 岩体破坏现象42

2.2.2 岩体破坏机制43

2.2.3 岩体强度指标44

2.3 Mohr-Coulomb强度准则44

2.3.1 Mohr强度理论45

2.3.2 Mohr-Coulomb强度准则的内容45

2.3.3 用σ1-σ3表示的Mohr-Coulomb强度准则46

2.3.4 在主应力空间上表示的Mohr-Coulomb强度准则47

2.3.5 Mohr-Coulomb强度准则的应用特点48

2.4 Griffith强度准则49

2.4.1 裂纹扩展的能量准则49

2.4.2 裂纹尖端附近的应力50

2.4.3 裂纹扩展的应力强度准则51

2.4.4 Griffith强度准则的应用特点54

2.5 Hoek-Brown强度准则54

2.5.1 岩体非线性破坏特征54

2.5.2 Hoek-Brown强度准则的内容55

2.5.3 Hoek-Brown强度准则对岩体破坏的表述56

2.5.4 岩体Hoek-Brown抗剪强度包络线57

2.5.5 Hoek-Brown强度准则的适用条件58

2.5.6 Hoek-Brown强度准则的四种重要表示形式60

2.5.7 Hoek-Brown强度准则的应用特点66

2.6 结构面抗剪强度理论67

2.6.1 平直无充填物的结构面67

2.6.2 粗糙起伏无充填物的结构面67

2.6.3 非贯通结构面70

2.6.4 有充填物的软弱结构面71

2.7 本章小结72

3 地基岩体基本力学参数73

3.1 概述73

3.2 岩块（石）单轴抗压强度74

3.2.1 单轴压力试验74

3.2.2 点荷载试验75

3.3 岩块（石）单轴抗拉强度78

3.3.1 直接拉伸试验78

3.3.2 间接拉伸试验80

3.3.3 点荷载试验81

3.4 岩块（石）抗剪切强度82

3.4.1 非限制性剪切强度试验82

3.4.2 限制性剪切强度试验83

3.5 岩块（石）变形参数85

3.5.1 单轴压缩条件下岩石的变形特征85

3.5.2 岩石变形指标及其确定方法87

3.6 岩体经验参数m,s89

3.6.1 查表估计90

3.6.2 由室内岩块三轴压缩试验统计确定92

3.6.3 由现场直剪试验或大剪试验统计确定92

3.6.4 由岩体分类指标RMR和Q现场估算94

3.6.5 由岩体分类指标RMI现场估算96

3.6.6 用超声波测试技术现场估算99

3.7 本章小结101

4 地基岩体分类及其宏观力学参数102

4.1 概述102

4.2 地基岩体类型划分与质量评定103

4.2.1 地基岩体的结构类型103

4.2.2 地基岩体分类与质量评定104

4.2.3 岩体地基类型划分108

4.3 地基岩体宏观力学参数现场测试109

4.3.1 岩体单轴抗压强度现场测试109

4.3.2 岩体三轴压缩强度现场测试109

4.3.3 岩体抗剪强度现场测试110

4.3.4 岩体变形模量现场测试111

4.4 各向同性地基岩体强度预测114

4.4.1 岩体单轴抗压、抗拉强度预测114

4.4.2 岩体或潜在破坏面上的抗剪强度预测115

4.4.3 岩体综合抗剪强度预测116

4.5 各向异性地基岩体强度预测119

4.5.1 含一组结构面的各向异性岩体强度预测119

4.5.2 含二、三组结构面的各向异性岩体强度预测123

4.6 地下水对岩体强度的影响126

4.6.1 地下水对岩体的物理作用126

4.6.2 地下水对岩体的化学作用127

4.6.3 地下水对岩土体的力学作用128

4.7 地基岩体变形模量预测130

4.7.1 由理论公式推算层状岩体的弹性模量130

4.7.2 由岩体分类指标估算岩体变形模量131

4.7.3 由纵波波速估算岩体变形模量133

4.8 地基岩体泊松比预测134

4.8.1 岩体泊松比的确定方法135

4.8.2 岩体变形参数之间的关系136

4.9 本章小结138

5 岩体地基极限承载力研究方法139

5.1 概述139

5.2 岩体地基破坏过程140

5.2.1 土体地基破坏型式140

5.2.2 岩体地基理想破坏过程142

5.3 求解岩体地基极限承载力的思路143

5.3.1 地基极限承载力的内涵43

5.3.2 地基极限承载力应满足的条件144

5.3.3 求解岩体地基极限承载力的思路146

5.4 极限分析的上下限理论147

5.4.1 基本假定148

5.4.2 极限状态的引入148

5.4.3 边坡稳定性分析的塑性力学下限定理149

5.4.4 边坡稳定性分析的塑性力学上限定理149

5.5 经典滑移线理论体系150

5.5.1 基本方程151

5.5.2 “c-？”型材料的滑移线方程152

5.5.3 滑移线的基本特征153

5.5.4 无重边坡承受倾斜坡顶荷载作用时的闭合解154

5.6 极限平衡条分法155

5.6.1 垂直条分法156

5.6.2 斜条分法156

5.7 数值计算法159

5.7.1 常用的数值计算方法159

5.7.2 岩体地基极限承载力的数值计算步骤161

5.7.3 算例分析163

5.8 岩体地基的场地选址及工程地质勘察165

5.8.1 建筑场地选择及分区的基本原则165

5.8.2 岩体地基工程地质勘察阶段划分168

5.8.3 岩体地基工程地质勘察要点170

5.9 本章小结173

第二篇 各向同性岩体地基极限承载力173

6 岩体地基的应力状态与破坏模式177

6.1 概述177

6.2 岩体地基的自重应力178

6.2.1 各向同性岩体地基的自重应力178

6.2.2 水平层状岩体地基的自重应力179

6.3 各向同性岩体地基的附加应力180

6.3.1 半空间体在边界上受法向集中力作用180

6.3.2 各向同性岩体地基受均布线荷载作用184

6.4 层状岩体地基的附加应力186

6.4.1 横观各向同性轴对称问题的基本方程186

6.4.2 横观各向同性轴对称问题的位移解法186

6.4.3 层状岩体地基表面作用集中力时的附加应力和位移189

6.4.4 层状岩体地基表面作用倾斜荷载时的附加应力191

6.5 各向同性岩体地基的破坏模式193

6.5.1 强度失效破坏模式193

6.5.2 变形失效破坏模式194

6.6 本章小结196

7 各向同性岩体地基承载力的极限分析解197

7.1 概述197

7.2 岩体地基极限承载力的常规计算方法197

7.2.1 倾斜荷载作用时的岩体地基极限承载力198

7.2.2 垂直荷载作用时的岩体地基容许承载力200

7.3 岩体地基极限承载力的极限平衡解200

7.3.1 岩体地基极限承载力的计算模型201

7.3.2 岩体地基极限承载力的Bell解201

7.3.3 岩体地基极限承载力的Hoek-Brown解203

7.3.4 基础置于边坡上时的岩体地基极限承载力206

7.3.5 极限平衡解的应用特点207

7.4 岩体地基极限承载力的极限分析上限解208

7.4.1 岩体地基单元划分208

7.4.2 内能耗散率计算210

7.4.3 外力做功率计算211

7.4.4 极限分析上限解的求解方法213

7.4.5 极限分析上限解的应用特点213

7.5 岩体地基极限承载力的极限分析下限解214

7.5.1 三条应力柱的情况214

7.5.2 无穷条应力柱的情况216

7.5.3 极限分析下限解的应用特点217

7.6 本章小结217

8 各向同性岩体地基承载力的滑移线解219

8.1 概述219

8.2 基于Hoek-Brown强度准则的滑移线理论219

8.2.1 基本坐标系220

8.2.2 基于Hoek-Brown强度准则的滑移线基本方程221

8.2.3 应力边界条件处理方法223

8.2.4 极限荷载的求解方法227

8.3 各向同性岩体地基极限承载力的滑移线解227

8.3.1 理论依据227

8.3.2 计算步骤227

8.4 构建承载面水平的岩体地基滑移线网的方法228

8.4.1 滑移线网分区的基本原理228

8.4.2 绘制滑移线网的方法229

8.4.3 方法评价230

8.5 高应力状态下各向同性岩体地基极限承载力231

8.5.1 基本原理231

8.5.2 计算步骤231

8.6 滑移线解的应用特点及其修正方法232

8.6.1 滑移线解的应用特点232

8.6.2 滑移线解的修正方法233

8.7 滑移线解算例分析234

8.7.1 算例一234

8.7.2 算例二235

8.8 滑移线解与极限平衡解、极限分析解的比较235

8.8.1 工程概况236

8.8.2 极限平衡法计算结果236

8.8.3 极限分析上下限解计算结果236

8.8.4 滑移线解计算结果237

8.8.5 数值模拟验证237

8.8.6 与国家现行规范计算结果的比较239

8.9 本章小结239

9 近水平双层岩体地基极限承载力240

9.1 概述240

9.2 双层岩体地基的失稳机理与破坏模式241

9.2.1 上软下硬双层岩体地基241

9.2.2 上硬下软双层岩体地基241

9.3 双层岩体地基的附加应力计算方法243

9.3.1 传递矩阵法的基本思想243

9.3.2 计算公式的推导244

9.3.3 双层地基中的应力分布247

9.3.4 垂直圆形均布荷载作用下的应力249

9.3.5 垂直均布矩形及条形荷载作用下的应力250

9.4 双层岩体地基极限承载力的极限平衡解252

9.4.1 整体剪切破坏时的滑移面形状252

9.4.2 几何尺寸计算253

9.4.3 各网络上的作用力计算254

9.4.4 极限承载力计算261

9.5 双层岩体地基极限承载力的极限分析上限解261

9.5.1 离散模式的建立261

9.5.2 速度场的确定262

9.5.3 极限承载力计算267

9.6 双层岩体地基极限承载力的简化计算方法267

9.6.1 基本原理268

9.6.2 计算步骤268

9.6.3 算例分析269

9.7 本章小结270

第三篇 各向异性岩体地基极限承载力270

10 层状岩体地基的破坏模式273

10.1 概述273

10.2 层状岩体的工程地质特征274

10.2.1 沉积岩的形成条件与成岩过程274

10.2.2 层状岩体的岩性组合特征275

10.2.3 软弱夹层与泥化夹层277

10.2.4 层间裂隙与切层裂隙278

10.3 岩质边坡的变形机制与破坏模式280

10.3.1 斜坡的应力分布特征280

10.3.2 斜坡的变形机制281

10.3.3 岩质边坡的破坏模式282

10.3.4 层状岩质边坡的失稳机理与分类方案284

10.4 层状岩体地基的破坏模式286

10.4.1 基本假设286

10.4.2 Serrano和Olalla的划分方案287

10.4.3 宋建波和陈龙的划分方案290

10.4.4 层状岩体地基溃屈破坏时的岩层厚度范围294

10.5 本章小结296

11 层状岩体地基的坡顶极限承载力297

11.1 概述297

11.2 曲面滑动破坏模式下的坡顶极限承载力298

11.2.1 计算模型与基本假设298

11.2.2 由滑体重力换算坡顶均布荷载299

11.2.3 自然状态下岩体地基稳定性计算301

11.2.4 坡面无支护荷载作用时的坡顶极限承载力301

11.2.5 坡面有支护荷载作用时的坡顶极限承载力302

11.2.6 算例分析304

11.3 平面滑动破坏模式下的坡顶极限承载力305

11.3.1 自然状态下岩体地基稳定性计算305

11.3.2 坡顶极限承载力计算公式306

11.3.3 算例分析307

11.4 双平面滑动破坏模式下的坡顶极限承载力308

11.4.1 计算模型与基本假设309

11.4.2 滑面（体）参数计算310

11.4.3 坡顶极限承载力计算公式311

11.4.4 应力间断面位置角的敏感性分析313

11.4.5 算例分析315

11.5 多平面滑动破坏模式下的坡顶极限承载力316

11.5.1 计算模型与基本假设317

11.5.2 自然状态下岩体地基稳定性计算318

11.5.3 坡面无支护荷载作用时的坡顶极限承载力319

11.5.4 坡面有支护荷载作用时的坡顶极限承载力320

11.5.5 算例分析320

11.6 阶梯状滑动破坏模式下的坡顶极限承载力324

11.6.1 计算模型与基本假设324

11.6.2 自然状态下岩体地基稳定性计算326

11.6.3 坡顶极限承载力计算公式327

11.7 溃屈破坏模式下的坡顶极限承载力330

11.7.1 计算模型与基本假设331

11.7.2 自然状态下岩体地基稳定性计算332

11.7.3 坡面无支护荷载作用时的坡顶极限承载力332

11.7.4 坡面有支护荷载作用时的坡顶极限承载力332

11.8 本章小结333

12 层状岩体地基的坡面最小支护荷载335

12.1 概述335

12.2 曲面滑动破坏模式下的坡面最小支护荷载336

12.2.1 坡面最小支护荷载计算公式336

12.2.2 算例分析337

12.3 平面滑动破坏模式下的坡面最小支护荷载338

12.3.1 坡面最小支护荷载计算公式338

12.3.2 算例分析338

12.4 双平面滑动破坏模式下的坡面最小支护荷载339

12.4.1 坡面最小支护荷载计算公式339

12.4.2 算例分析340

12.5 多平面滑动破坏模式下的坡面最小支护荷载341

12.5.1 坡面最小支护荷载计算公式341

12.5.2 计算步骤342

12.6 阶梯状滑动破坏模式下的坡面最小支护荷载342

12.6.1 坡面最小支护荷载计算公式342

12.6.2 算例分析343

12.7 溃屈破坏模式下的坡面最小支护荷载345

12.7.1 坡面最小支护荷载计算公式345

12.7.2 算例分析345

12.8 本章小结346

13 层状岩体地基极限承载力计算实例347

13.1 概述347

13.2 贵阳某层状岩体地基极限承载力计算实例348

13.2.1 工程概况及工程地质环境条件348

13.2.2 岩体力学参数预测350

13.2.3 层状岩体地基破坏模式判别350

13.2.4 曲面滑动破坏模式下的岩体地基稳定性验证350

13.2.5 平面滑动破坏模式下的岩体地基稳定性验证351

13.2.6 双平面滑动破坏模式下的岩体地基稳定性验证352

13.3 凯里某桥墩极限承载力计算实例353

13.3.1 工程概况及工程地质环境条件353

13.3.2 岩体力学参数预测355

13.3.3 计算模型的建立355

13.3.4 层状岩体地基破坏模式判别356

13.3.5 平面滑动破坏模式下的岩体地基稳定性验证356

13.3.6 双平面滑动破坏模式下的岩体地基稳定性验证357

13.4 本章小结358

14 含二、三组结构面岩体地基极限承载力359

14.1 概述359

14.2 楔体形成条件及其稳定性判别360

14.2.1 楔体滑动类型判别360

14.2.2 楔体滑动方向判别363

14.2.3 稳定坡角推断364

14.3 楔体稳定性判别的块体理论法366

14.3.1 块体分类及定义366

14.3.2 可动块体的稳定性判别367

14.3.3 算例分析370

14.4 楔体稳定性计算的极限平衡法371

14.4.1 只考虑摩擦力时的楔体稳定性372

14.4.2 同时考虑摩擦力、黏聚力和水压力时的楔体稳定性373

14.4.3 同时考虑地震作用力时的楔体稳定性379

14.5 楔体稳定性计算的赤平极射投影法380

14.5.1 摩擦锥的概念381

14.5.2 楔体稳定性计算的步骤384

14.6 楔体稳定性计算的极限分析法390

14.6.1 楔体稳定性计算的极限分析上限法390

14.6.2 楔体稳定性计算的极限分析下限法392

14.7 楔体稳定性计算的三维网络搜索法395

14.7.1 用三维网络搜索楔体的可行性395

14.7.2 随机楔体的搜索步骤395

14.7.3 楔体稳定性的计算方法398

14.8 本章小结399

第四篇 岩体洞室地基的极限承载力399

15 岩体洞室地基破坏模式及失稳判据405

15.1 概述405

15.2 岩体洞室地基稳定性的影响因素406

15.2.1 洞室位置与地质结构面之间的关系406

15.2.2 地下洞室与岩层走向之间的关系408

15.2.3 洞室断面形状与几何尺寸408

15.2.4 洞室的支护结构类型410

15.2.5 洞室开挖及施工扰动411

15.3 地下洞室的破坏类型与稳定性判据412

15.3.1 无支护洞室的破坏类型412

15.3.2 有支护洞室的破坏类型415

15.3.3 地下洞室围岩稳定性判据416

15.4 岩体洞室地基的整体破坏模式418

15.4.1 岩体洞室地基的类型418

15.4.2 岩体洞室地基的破坏模式419

15.5 岩体洞室地基稳定性评价方法420

15.5.1 洞室围岩稳定性的解析分析法421

15.5.2 洞室围岩稳定性的图解分析法425

15.6 岩体洞室地基稳定性的宏观判据430

15.6.1 洞室两帮失稳判据430

15.6.2 洞室顶板失稳判据433

15.6.3 洞室底板失稳判据434

15.7 本章小结436

16 各向同性岩体洞室地基极限承载力438

16.1 概述438

16.2 各向同性岩体洞室地基的附加应力和位移439

16.2.1 圆形浅埋洞室地基的附加应力和位移439

16.2.2 圆形深埋洞室地基的附加应力444

16.2.3 圆形洞室地基的稳定性判别448

16.2.4 算例分析450

16.3 各向同性岩体洞室地基的洞室顶板安全厚度452

16.3.1 用厚板理论计算洞室顶板安全厚度452

16.3.2 以椭圆形板模型和突变理论计算洞室顶板安全厚度456

16.3.3 以梁模型和突变理论计算洞室顶板安全厚度459

16.3.4 洞顶裂隙对洞室顶板安全厚度的影响461

16.3.5 算例分析462

16.4 各向同性岩体洞室地基的极限承载力463

16.4.1 计算模型464

16.4.2 剪切破坏区的重力功率466

16.4.3 剪切破坏区的耗散功率469

16.4.4 地基极限承载力计算公式471

16.4.5 算例分析472

16.5 本章小结473

17 层状岩体洞室地基极限承载力475

17.1 概述475

17.2 层状岩体洞室围岩的变形破坏类型476

17.2.1 弯折内鼓476

17.2.2 张裂塌落478

17.2.3 劈裂478

17.2.4 剪切滑动478

17.2.5 挤出479

17.3 层状岩体洞室地基的类型及破坏模式479

17.3.1 层状岩体洞室地基的破坏模式479

17.3.2 层状岩体洞室地基的类型划分481

17.4 层状岩体洞室地基稳定性的模糊综合评判483

17.4.1 基本原理484

17.4.2 确定评价指标484

17.4.3 构建隶属函数486

17.4.4 模糊综合评判488

17.4.5 算例分析489

17.5 层状岩体洞室地基的极限承载力490

17.5.1 水平层状岩体洞室地基的极限承载力490

17.5.2 缓倾-中倾层状岩体洞室地基的极限承载力493

17.5.3 陡倾层状岩体洞室地基的极限承载力497

17.5.4 竖直层状岩体洞室地基的极限承载力498

17.6 本章小结501

18 含岩溶洞穴岩体地基的极限承载力502

18.1 概述502

18.2 岩溶洞穴形成条件及发育规律503

18.2.1 岩溶形成条件503

18.2.2 岩溶发育及分布规律506

18.2.3 岩溶洞穴的成因508

18.2.4 岩溶洞穴的类型及其特征509

18.2.5 岩溶洞穴发育阶段513

18.3 含岩溶洞穴岩体地基稳定性评价515

18.3.1 含岩溶洞穴岩体地基稳定性的影响因素515

18.3.2 岩溶洞穴的稳定性评价517

18.3.3 含岩溶洞穴岩体地基的稳定性评价520

18.4 含岩溶洞穴岩体地基稳定性的模糊综合评判法522

18.4.1 建立评判模型522

18.4.2 确定隶属关系523

18.4.3 计算权值分配525

18.5 含岩溶洞穴岩体地基的极限承载力526

18.5.1 含单一岩溶洞穴岩体地基的极限承载力526

18.5.2 含复合岩溶洞穴岩体地基的极限承载力529

18.5.3 嵌岩桩下伏岩溶洞穴时的极限承载力531

18.5.4 算例分析536

18.6 含岩溶洞穴岩体地基的处理537

18.6.1 岩溶地基处理的一般原则537

18.6.2 含岩溶洞穴岩体地基的处理方法538

18.6.3 含溶沟、溶槽岩体地基的处理方法539

18.7 本章小结540

19 结语543

参考文献550

主要词汇中英文对照表559

后记569