建筑物工程地质.ppt
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1、第五章 水工建筑物工程地质考试大纲,【考试大纲】熟练掌握水工建筑物对地形地质条件的基本要求。掌握岩体风化(卸荷)带划分。熟练掌握缓倾角结构面和软弱夹层的工程地质特性及勘察研究方法。熟练掌握坝基岩体的工程地质特性、质量评价方法及建基面确定方法。,第五章 水工建筑物工程地质考试大纲,【考试大纲】熟练掌握坝(闸)基及拱坝坝肩岩体稳定性评价方法。熟练掌握覆盖层的工程地质特性及对地基稳定的影响。熟练掌握饱和砂土振动液化的形成条件、判别方法。熟练掌握岩(土)体渗透性分级、渗漏量计算方法、渗透破坏类型和判别标准及其对建筑物稳定的影响。掌握环境水对混凝土腐蚀性的评价标准。,第五章 水工建筑物工程地质考试大纲,
2、【考试大纲】掌握基坑涌水量计算方法及适用条件。了解河谷岩体应力分布规律及对坝基的影响。了解地基渗漏对工程的影响及渗控工程设计的基本要求。了解冲刷坑形成的地质条件及评价方法。掌握断层破碎带、软弱夹层、裂隙密集带、风化深槽、卸荷带、岩溶洞穴等地质缺陷对工程的影响及处理措施。,第五章 水工建筑物工程地质共性的地质问题,地震稳定性地质灾害的危害性水工建筑物的稳定性天然建筑材料的可靠性,第五章 水工建筑物工程地质混凝土重力坝对地形地质条件的要求,.地形基本对称,岸坡较完整,宽窄恰当,便于水工布置;.河谷覆盖层不厚,没有大的顺河断层和基岩深槽;.全强风化带和卸荷带岩体厚度不宜过大;.岩体较完整,强度能满足
3、大坝荷载应力的要求;.岩层产状有利,岩体中软弱夹层及缓倾角结构面(断层、长大裂隙)不发育;.岩体透水性不宜过大,有可靠的防渗封闭条件;.泄洪消能区岩体有足够的抗冲能力。,第五章 水工建筑物工程地质拱坝对地形地质条件的要求,.地形基本对称,河谷宽高比最好小于3.5:1,不宜大于6:1,坝肩下游没有深切沟谷;.河床覆盖层不厚,没有大的顺河断层和基岩深槽;.全强风化带及卸荷带岩体厚度不宜过大;.两岸坝肩岩体完整,强度高;没有或很少有垂直河流分布的软弱层带;平行河流的结构面(断层、节理、裂隙)不发育;.岩层产状有利,坝基岩体中缓倾角软弱夹层或结构面不发育;.岩体透水性不宜过大,有可靠的防渗帷幕封闭条件
4、.泄洪消能区岩体有足够的抗冲能力。,第五章 水工建筑物工程地质土石坝对地形地质条件的要求,.地形条件适于布设泄洪和引水发电建筑物;.河床覆盖层的厚度及物质组成不会给地基防渗体施工造成很困难的条件;.避免地基中存在厚的粉细砂层、淤泥、软土层、湿陷性黄土等特殊土层;.避免在基岩中存在规模较大透水性强的顺河向断层;.有适宜的天然建筑材料。,第五章 水工建筑物工程地质地下建筑物对地形地质条件的要求,1、进出口边坡地形较完整,边坡岩体稳定性好,没有重大的地质灾害危及进出口安全;2、隧洞通过地段应以、类围岩为主,无厚层软岩或大型破碎带通过;3、地下建筑物地段地应力不宜过大,建筑物轴线与最大主应力方向的交角
5、宜小;4、地下建筑物轴线与主要构造线(断层、褶皱、岩层产状)方向最好呈大角度相交;,第五章 水工建筑物工程地质其他建筑物对地形地质条件的要求,其他建筑物包括工程边坡、水闸、渠道和堤防等,其对地形地质条件的要求详见P703704,第五章 水工建筑物工程地质地基稳定问题,重力坝坝基的滑动破坏类型,第五章 水工建筑物工程地质地基稳定问题,坝基滑动的边界条件 1、坝基深层滑移条件比较复杂,它必须具备滑动面,纵向和横向切割面、临空面,这些要素构成了深层滑移的边界条件;2、浅层滑动坝基浅层岩体;3、表层滑动混凝土与岩石;4、混合滑动上述的组合。,第五章 水工建筑物工程地质重力坝坝基岩体抗滑稳定计算(剪摩)
6、,抗剪断强度的计算公式:式中:K按抗剪断强度计算的抗滑稳定安全系数;f坝体混凝土与坝基岩接触面的抗剪断摩擦系数;C坝体混凝土与坝基岩面的抗剪断凝聚力,kN/m2。W作用于坝体上全部荷载对滑动平面的法向分值,kN;P作用于坝体上全部荷载对滑动平面的切向分值,kN;A坝基接触面截面积,m2。,第五章 水工建筑物工程地质重力坝坝基岩体抗滑稳定计算(纯摩),抗剪强度的计算公式:式中:K按抗剪强度计算的抗滑稳定安全系数;f坝体混凝土与坝基接触面的抗剪摩擦系数;,第五章 水工建筑物工程地质饱和砂土振动液化,饱和砂土和粉土在周期地震荷载作用下,由于不能及时排水而形成孔隙水压力,当孔隙水压力达到与围压(上覆压
7、力)相等时,有效应力为零,砂土颗粒处于悬浮状态,这种砂土短时间失去强度的现象就是地震液化。其表达式可以写成:式中:无粘性土的抗剪强度 土体上覆压力 孔隙水压力 无粘性土内摩擦角 上覆有效压力,第五章 水工建筑物工程地质饱和砂土振动液化,地震液化的危害 1、引起喷水冒砂导致大面积地面沉降;2、导致建筑物地基失效,引起建筑物下沉或不均匀沉降、开裂破坏;3、液化侧向扩展与流滑,造成岸边地面开裂。,第五章 水工建筑物工程地质饱和砂土振动液化,液化判别按GB50287-99的规定,土的地震液化判别应根据土层的天然结构、颗粒组成、松密程度、地震前和震时的受力状态、边界条件和排水条件以及地震历时等因素,结合
8、现场勘察和室内试验综合分析判定。初判地层年代、粘粒含量、运用状态(饱和)、剪切波法等复判标准贯入锤击数法、相对密度法,相对含水量或液性指数法,第五章 水工建筑物工程地质饱和砂土振动液化,初判 1、地层年代为第四纪晚更新世Q3或以前,可判为不液化。2、土的粒径大于5mm颗粒含量的质量百分率大于或等于70%时,可判为不液化;粒径大于5mm颗粒含量的质量百分率小于70%时,若无其它整体判别方法时,可按粒径小于5mm的这部分判定其液化性能。,第五章 水工建筑物工程地质饱和砂土振动液化,初判 3、对粒径小于5mm颗粒含量质量百分率大于30%的土,其中粒径小于0.005mm的颗粒c含量质量百分率相应于地震
9、设防烈度七度、八度和九度分别不小于16%、18%和20%时,可判为不液化。4、工程正常运用后,地下水位以上的非饱和土,可判为不液化。5、当土层的剪切波速大于上限剪切波速时,可判为不液化。,第五章 水工建筑物工程地质饱和砂土振动液化,剪切波速的计算公式:式中:Vst上限剪切波速度(m/s);KH地面最大水平地震加速度系数;Z土层深度(m);深度折减系数。,第五章 水工建筑物工程地质饱和砂土振动液化,复判标准贯入锤击数法 符合下式要求的土应判为液化土:N63.5Ncr 式中:N63.5工程运用时,标准贯入点在当时地面以下ds(m)深度处的标准贯入锤击数;Ncr液化判别标准贯入锤击数临界值。重点:N
10、63.5和Ncr的计算,第五章 水工建筑物工程地质饱和砂土振动液化常用处理方法,改变基础型式地基加固(加密)处理碎石桩、振冲等围封三盛公枢纽盖重堤防、围坝等线状工程,第五章 水工建筑物工程地质渗透变形,土的渗透变形的形式 由于土体颗粒级配和土体结构的不同,渗透变形的形式也不同,可分为流土、管涌、接触冲刷、接触流失四种基本型式。基岩中的渗透破坏基岩中的渗透破坏主要发生在各类张开裂隙中充填的松散物质,断层带中未胶结的松软物质及软弱夹层中;渗透破坏形式多为流土和接触冲刷;存在易溶盐时常出现化学潜蚀;渗透破坏发展过程缓慢,破坏比降也远较第四系松散地层大。,第五章 水工建筑物工程地质渗透变形,土体渗透变
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