土力学与地基基础第12章课件.ppt

1、 12.1湿陷性黄土地基湿陷性黄土地基 12.2 膨胀土地基膨胀土地基 12.3 红黏土地基红黏土地基 12.4 山山 区区 地地 基基 12.5季节性冻土地基季节性冻土地基 12.6 地震区地基地震区地基 学习目标学习目标1.掌握区域性特殊土的主要工程地质特性，能够对地基的工程性质做出正确评价。2.掌握区域性地基的处理方法。12.1.112.1.1黄黄土土的的特特征征及及分分布布 黄土是一种在第四纪时期形成的黄色或褐黄色的特殊土状堆积物，它的内部物质成分和外部形态特征都不同于同时期的其他沉积物。颗粒组成上以粉粒（0.0050.05 mm）为主，同时含有砂粒（0.1 mm以上）和黏粒(0.00

2、5 mm以下)。黄土含有大量的可溶盐类，通常具有肉眼可见的大孔隙，孔隙比的变化范围为1.01.1。在一定压力（覆盖土层的自重应力或自重应力和建筑物附加应力）作用下受水浸湿，土的结构迅速破坏，并发生显著的附加下沉，其强度也迅速降低的黄土称为湿陷性黄土。而在受水浸湿后，土的结构没有破坏，并无显著附加下沉的黄土称为非湿陷性黄土。1.1.黄土的特征黄土的特征12.1.112.1.1黄黄土土的的特特征征及及分分布布2.2.黄土的分布黄土的分布 黄土作为一种常见的工程地基用土，在世界各黄土作为一种常见的工程地基用土，在世界各地分布很广。我国的黄土主要分布情况为：南至甘地分布很广。我国的黄土主要分布情况为：

3、南至甘肃南部的岷山、陕西的秦岭、河南的熊耳山和伏牛肃南部的岷山、陕西的秦岭、河南的熊耳山和伏牛山，北至陕西白于山、河北燕山，西至祁连山山，北至陕西白于山、河北燕山，西至祁连山,东至东至太行山。我国黄河中游的黄土高原是世界上黄土和太行山。我国黄河中游的黄土高原是世界上黄土和黄土地貌最发育、规模最大的地区。黄土地貌最发育、规模最大的地区。湿陷性黄土约湿陷性黄土约占我国黄土面积的占我国黄土面积的3/43/4，主要分布于黄河中、下游，主要分布于黄河中、下游地区，厚度可达到地区，厚度可达到30 m30 m左右，并具有自东向西、自左右，并具有自东向西、自南向北湿陷性逐渐加剧的规律。南向北湿陷性逐渐加剧的规

4、律。12.1.212.1.2湿湿陷陷发发生生的的原原因因及及影影响响因因素素 黄土是由骨架颗粒相互连接形成的。季节性的短期雨水把黄土是由骨架颗粒相互连接形成的。季节性的短期雨水把松散干燥的粉粒积聚起来，而长期的干旱使土中的水分不断蒸松散干燥的粉粒积聚起来，而长期的干旱使土中的水分不断蒸发。随着含水量的减少，土粒彼此靠近，颗粒间的分子引力以发。随着含水量的减少，土粒彼此靠近，颗粒间的分子引力以及结合水和毛细水的联结力也逐渐加大。这些因素都增强了土及结合水和毛细水的联结力也逐渐加大。这些因素都增强了土粒之间抵抗滑移的能力，阻止了土体的自重压密，于是形成了粒之间抵抗滑移的能力，阻止了土体的自重压密，

5、于是形成了以粗粉粒为主体骨架的多孔隙结构，如图以粗粉粒为主体骨架的多孔隙结构，如图12-112-1所示。所示。图图12-1 12-1 黄土的结构黄土的结构12.1.312.1.3湿湿陷陷性性黄黄土土地地基基的的评评价价 黄土地基的湿陷性评价，一般包括三个黄土地基的湿陷性评价，一般包括三个方面的内容：判别黄土在一定压力下浸水后方面的内容：判别黄土在一定压力下浸水后是否具有湿陷性；判别湿陷类型；判定湿陷是否具有湿陷性；判别湿陷类型；判定湿陷等级。等级。世界各国黄土地基湿陷性的评价标准不世界各国黄土地基湿陷性的评价标准不尽相同。我国的评价标准包括湿陷系数、起尽相同。我国的评价标准包括湿陷系数、起始压

6、力、湿陷类型的划分等内容，具体可见始压力、湿陷类型的划分等内容，具体可见湿陷性黄土地区建筑规范（湿陷性黄土地区建筑规范（GB 50025GB 5002520042004）的规定。）的规定。12.1.412.1.4湿湿陷陷性性黄黄土土地地基基的的工工程程措措施施 2.2.防水措施防水措施 1.1.地基处理措施地基处理措施3.3.结构措施结构措施12.1.412.1.4湿湿陷陷性性黄黄土土地地基基的的工工程程措措施施12.2.112.2.1膨膨胀胀土土的的特特性性2.2.膨胀土的变形膨胀土的变形1.1.膨胀土的外观膨胀土的外观3.3.膨胀土的分布膨胀土的分布12.2.212.2.2膨膨胀胀土土地地

7、基基的的评评价价 （1 1）土的裂隙发育，常有光滑面和擦）土的裂隙发育，常有光滑面和擦痕，有的裂隙中充填有灰白、灰绿等杂色痕，有的裂隙中充填有灰白、灰绿等杂色黏土。自然条件下呈坚硬或硬塑状态。黏土。自然条件下呈坚硬或硬塑状态。（2 2）多出露于二级或二级以上阶地、）多出露于二级或二级以上阶地、山前和盆地边缘丘陵地带。地形平缓，无山前和盆地边缘丘陵地带。地形平缓，无明显自然陡坎。明显自然陡坎。（3 3）常见有浅层滑坡、地裂。新开挖）常见有浅层滑坡、地裂。新开挖坑坑 （槽）壁易发生坍塌等现象。（槽）壁易发生坍塌等现象。（4 4）建筑物裂缝多呈）建筑物裂缝多呈“倒八字倒八字”、“X”“X”或水平，裂

8、缝随气候变化而张开和闭合。或水平，裂缝随气候变化而张开和闭合。12.2.312.2.3膨膨胀胀土土地地基基的的工工程程措措施施1.地基处理地基处理措施措施2.建筑措施建筑措施 3.结构措施结构措施 4.施工措施施工措施12.3.112.3.1红红黏黏土土的的特特征征 红黏土具有较高的力学强度和较低的压缩性，各种指标变化幅度较大，具有高分散性。红黏土的这些特殊工程性质与其生成环境及其相应的组成物质是密切相关的。随着深度的增加，红黏土的天然含水量、孔隙比、压缩系数都有较大的增长，状态由坚硬、硬塑可变为可塑、软塑，而强度则大幅度降低。在水平方向上，地势较高的红黏土天然含水量和压缩性较低、强度较高；而

9、地势较低的则相反。12.3.212.3.2红红黏黏土土地地基基的的评评价价 红黏土地区的岩土工程勘察，应着重查明其状态分布、裂隙红黏土地区的岩土工程勘察，应着重查明其状态分布、裂隙发育特征及地基的均匀性。若红黏土地基的下卧基岩面起伏不平发育特征及地基的均匀性。若红黏土地基的下卧基岩面起伏不平并存在软弱土层时，则容易引起地基不均匀沉降。因此，在设计并存在软弱土层时，则容易引起地基不均匀沉降。因此，在设计时，应注意验算地基变形值，如沉降量、沉降差等。在红黏土分时，应注意验算地基变形值，如沉降量、沉降差等。在红黏土分布的斜坡地带，施工时必须注意斜坡和坑壁的崩滑现象。在红黏布的斜坡地带，施工时必须注意

10、斜坡和坑壁的崩滑现象。在红黏土地区，岩溶现象一般较为普遍，常存在岩溶和土洞，它们容易土地区，岩溶现象一般较为普遍，常存在岩溶和土洞，它们容易发展成地表塌陷，严重危及建筑物场地和地基的稳定性。不均匀发展成地表塌陷，严重危及建筑物场地和地基的稳定性。不均匀地基也是丘陵山地中红黏土地基普遍存在的情况，为了消除岩溶、地基也是丘陵山地中红黏土地基普遍存在的情况，为了消除岩溶、土层不均匀等不利因素的影响，应采取换土、填洞、加强基础和土层不均匀等不利因素的影响，应采取换土、填洞、加强基础和上部结构整体刚度或采用桩基和其他深基等措施。上部结构整体刚度或采用桩基和其他深基等措施。12.4.112.4.1岩岩溶溶

11、1.1.岩溶发育的条件岩溶发育的条件 水是流动的水是流动的1）2）3）4）可溶岩透水可溶岩透水 水具有侵蚀能力水具有侵蚀能力存在可溶岩层存在可溶岩层 12.4.112.4.1岩岩溶溶2.2.岩溶地基的稳定性评价及处理措施岩溶地基的稳定性评价及处理措施（1 1）清爆清爆换填。换填。（2 2）梁板、梁板、桁架桁架跨越。跨越。（3 3）洞底洞底支承。支承。（4 4）水流水流排导。排导。12.4.212.4.2土土洞洞1.1.土洞发育的条件土洞发育的条件 土洞的形成和发育与土层的性质、地质构造、水的活动、岩溶的发育等因素有关，其中以土层、岩溶的存在和水的活动等为主要因素。因地表水下渗，内部被冲蚀淘空会

12、逐渐形成土洞或导致地表塌陷。当地下水位随季节升降频繁或人工降低地下水位时，水对结构性差的松软土会产生潜蚀作用，使岩土交界面处形成土洞。12.4.212.4.2土土洞洞2.2.土洞地基的处理措施土洞地基的处理措施（6 6）.（5 5）.垫层处垫层处理。理。（4 4）.梁板跨越。梁板跨越。（3 3）.桩基或沉井。桩基或沉井。（2 2）.（1 1）.地表水和地下水处理。地表水和地下水处理。挖填夯实处理。挖填夯实处理。灌砂处理。灌砂处理。12.4.312.4.3滑滑坡坡1.1.滑坡的预防措施滑坡的预防措施（4 4）开挖边坡时，如发现）开挖边坡时，如发现坡体有滑动迹象，则应停坡体有滑动迹象，则应停止开挖

13、，并尽快采取恢复止开挖，并尽快采取恢复原边坡平衡的措施。原边坡平衡的措施。（3 3）做好建筑场地的排水工作，应防）做好建筑场地的排水工作，应防止地表水下渗和施工用水到处漫流。止地表水下渗和施工用水到处漫流。（2 2）尽量利用原有地形条件，因地制）尽量利用原有地形条件，因地制宜地沿等高线布置建筑物；避免大挖大宜地沿等高线布置建筑物；避免大挖大填，破坏场地及边坡的稳定性。填，破坏场地及边坡的稳定性。（1 1）建筑场地要选择在山坡稳定的地段。）建筑场地要选择在山坡稳定的地段。12.4.312.4.3滑滑坡坡2.2.滑坡的治理措施滑坡的治理措施（3）卸载。卸载。（2）支挡。支挡。（4）反压。反压。（1

14、）排水。排水。12.5.112.5.1冻冻土土的的分分类类与与特特征征 根据冻结延续时间，冻土可分为季节性冻土和多年冻土根据冻结延续时间，冻土可分为季节性冻土和多年冻土两大类。两大类。季节性冻土是指地表层冬季冻结、夏季全部融化的土，季节性冻土是指地表层冬季冻结、夏季全部融化的土，在我国华北、西北和东北广大地区均有分布。因其随季节在我国华北、西北和东北广大地区均有分布。因其随季节变化而周期性的冻结、融化，故对地基的稳定性影响较大。变化而周期性的冻结、融化，故对地基的稳定性影响较大。多年冻土是指连续三年或三年以上保持在摄氏零度以下，多年冻土是指连续三年或三年以上保持在摄氏零度以下，并含有冰的土层。

15、即使在温度偏高的年份，也只是表面一并含有冰的土层。即使在温度偏高的年份，也只是表面一小层土壤被融化，深层仍然是坚硬的冻土。小层土壤被融化，深层仍然是坚硬的冻土。在多年冻土地区常见到如地下冰、冻胀、融陷、热融在多年冻土地区常见到如地下冰、冻胀、融陷、热融滑坍、冰丘等特殊不良地质现象。季节性冻土常覆盖在多滑坍、冰丘等特殊不良地质现象。季节性冻土常覆盖在多年冻土之上。年冻土之上。冻土由于外界原因融化后，强度显著降低，压缩性增冻土由于外界原因融化后，强度显著降低，压缩性增大，会导致建在其上的建筑物破坏或正常使用受到影响。大，会导致建在其上的建筑物破坏或正常使用受到影响。12.5.212.5.2冻冻土土

16、地地基基的的评评价价12.5.312.5.3防防冻冻害害工工程程措措施施（1 1）换）换填法。填法。（2 2）物理化）物理化学法。学法。（3 3）排）排水隔水水隔水法。法。（4 4）保）保温法。温法。（5 5）基础形）基础形式。式。12.6.112.6.1地地震震的的概概念念1.1.地震的类型地震的类型 地震是地球上经常发生的一种自然现象，在古代又称为地动，是由内力地质作用和外力地质作用引起的地壳振动现象的总称。在地壳内部，震动的发源处称为“震源”。震源在地表的投影称为“震中”。引起地震的原因很多，根据其成因地震可分为构造地震、火山地震、塌陷地震和激发地震。12.6.112.6.1地地震震的的

17、概概念念2.2.地震的震级和烈度地震的震级和烈度1 1）地震震级）地震震级2 2）地震烈度）地震烈度12.6.212.6.2震震害害现现象象1.1.地基土液化地基土液化3.3.滑坡滑坡2.2.震陷震陷4.4.地裂地裂12.6.312.6.3地地基基基基础础抗抗震震设设计计1.1.抗震设计的基本原则抗震设计的基本原则3 3）增强建筑物整体刚）增强建筑物整体刚度和强度度和强度2 2）合理选择基）合理选择基础方案础方案1 1）选择有利的）选择有利的建筑场地建筑场地（1 1）正确选择基础类型）正确选择基础类型（2 2）合理加大基础埋深）合理加大基础埋深12.6.312.6.3地地基基基基础础抗抗震震设

18、设计计1.1.抗震设计的基本原则抗震设计的基本原则12.6.312.6.3地地基基基基础础抗抗震震设设计计2.2.天然地基抗震验算天然地基抗震验算 天然地基基础抗震验算时，应采用地震作用效应标准组合，且地基抗震承载力应取地基承载力特征值乘以地基抗震承载力调整系数，即faE=afa （12-1）式中，faE为调整后的地基抗震承载力（kPa)；a为地基抗震承载力调整系数，见表124；fa为深宽修正后的地基承载力特征值。验算地震作用下的天然地基竖向承载力时，基底平均压力和边缘最大压力应符合以下要求。pfaE （12-2）pmax1.2faE （12-3）12.6.312.6.3地地基基基基础础抗抗震震设设计计2.2.天然地基抗震验算天然地基抗震验算12.6.312.6.3地地基基基基础础抗抗震震设设计计3.3.地基基础抗震措施地基基础抗震措施（3 3）基础和上部结构）基础和上部结构处理处理2 2）不均匀地基）不均匀地基1 1）软弱地基）软弱地基（1 1）全部消除液化沉陷）全部消除液化沉陷（2 2）部分消除液化沉陷）部分消除液化沉陷3 3）可液化地基）可液化地基