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  • D073-岩石单轴饱水抗压强度与岩体地基承载力问题 2024-04-13 阅读数:
    岩石和岩体


    岩石就是由矿物或岩屑在地质作用下按一定的规律聚集而形成的自然物体。


    岩体则是指在一定的地质条件下,含有诸如节理,裂隙,层理和断层等地质结构面的复杂地质体。


    岩体中褶皱、断层、层理、节理等非连续面的存在,使得岩石成为一种非均匀性材料,内部强度差异显著。


    岩石在饱水状态下,水流充满孔隙和微裂隙,岩石的许多力学特征因此发生了改变。



    饱和单轴抗压强度试验


    当岩石试样在无侧限压力条件下,岩石在纵向压力作用下出现压缩破坏时,单位面积上所承受的载荷称为岩石的单轴抗压强度。


    试验岩块采用水钻孔法钻孔取芯,制圆柱岩样。


    单轴压缩试验采用岩石力学伺服试验机进行。


    圆柱形岩石试样,沿长轴方向受压的单向压缩试验迄今为止是确定岩石性质的最方便和最有用的方法。


    岩石类材料比较特殊,内部含有大量裂隙、层理等缺陷而表现出非均匀性,使得岩石试样的破坏形状会影响到其强度。


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    岩体抗压强度的破坏特征


    岩石内部含有大量孔隙和微裂隙,饱和水岩石作为一种特殊多孔饱和的流体混合物,大量存在于岩层中。


    水对岩石强度有化学作用、物理作用及力学作用的影响。


    岩石含有粘土土质矿物,这些矿物遇水软化泥化,使得岩石试样的强度降低。


    水对不同的岩石强度均有不同程度的影响,软质岩更为明显。



    岩体地基承载力折减


    为较准确地确定岩石地基承载力,应根据岩石饱和单轴抗压强度、岩体结构,结构面发育程度、结构面性状,结构面充填物等分别提出不同的折减系数。


    折减系数应综合考虑多方面的因素,折减系数与岩石饱和单轴抗压强度成正比,与岩体质量成正比,与结构面发育程度成反比。


    根据建筑地基基础设计规范可知:


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    对完整、较完整和较破碎的岩体可以取样试验时,可以根据饱和单轴抗压强度标准值,乘以折减系数确定地基承载力特征值。


    折减系数需要结合当地经验进行,也可参考对完整岩体可取0.5;对较完整岩体可取0.20.5;对较破碎岩体可取0.1~-0.2

    初步判断岩石的单轴抗压强度大约510倍于其承载力特征值。


    但也要注意到岩石饱和单轴抗压强度与地基承载力之间的差异性:


    1)抗压强度试验时,岩石试件处于无侧限的单轴受力状态;而地基承载力则处于有围压的三轴应力状态。


    如果地基是完整的,则地基承载力也可高于岩石饱和单轴抗压强度。


    2)岩块强度与岩体强度是不同的,原因在于岩体中存在裂隙,这些裂隙不同程度地降低了地基的承载力。


    这些情况在岩石饱和单轴抗压强度中可能很难体现。


    需要注意的问题:


    1上述折减系数值未考虑施工因素对承载力的影响,有时候施工质量对承载力的影响很大。


    同时也要注意建筑物后期使用过程中可能风化的变化;


    3
    是否采用饱和状态的强度,也要解释项目的实际情况进行确定。


    对于黏土质岩,在确保施工期及使用期不致遭水浸泡时,也可采用天然湿度的试样进行强度试验。


    总 结


    1岩体中褶皱、断层、层理、节理等非连续面的存在,造成内部强度差异显著。


    2水流充满岩体孔隙和微裂隙,岩石力学特征因此发生改变,进而影响工程的实际使用。


    3应该注意单轴抗压强度和地基承载力的差异性,结合当地经验和工程实际情况进行判断。

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