壩基軟弱結(jié)構(gòu)面抗剪強(qiáng)度指標(biāo)取值方法

內(nèi)容概要

　　軟弱結(jié)構(gòu)面是巖體的薄弱環(huán)節(jié)，是控制巖石地基及邊坡穩(wěn)定的關(guān)鍵因素之一?！秹位浫踅Y(jié)構(gòu)面抗剪強(qiáng)度指標(biāo)取值方法》（作者杜雷功、司富安、賈國臣、高玉生）針對軟弱結(jié)構(gòu)面的成因、典型工程地質(zhì)特征、勘察試驗(yàn)方法，以及不同類型結(jié)構(gòu)面抗剪強(qiáng)度指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值、建議值的確定方法進(jìn)行了系統(tǒng)研究。針對壩基軟弱結(jié)構(gòu)面，提出了新的工程地質(zhì)分類方法，基于物理模型試驗(yàn)對不連續(xù)和不均勻結(jié)構(gòu)面抗剪強(qiáng)度特征及取值方法進(jìn)行了分析，并對起伏軟弱結(jié)構(gòu)面的剪切破壞機(jī)理進(jìn)行了理論探討。 《壩基軟弱結(jié)構(gòu)面抗剪強(qiáng)度指標(biāo)取值方法》可供從事水庫大壩工程、邊坡工程勘察設(shè)計(jì)、咨詢和教學(xué)工作的學(xué)者、工程師參考。

作者簡介

杜雷功，1960年9月生，山東青島人。教授級(jí)高級(jí)工程師。1982年畢業(yè)于河海大學(xué)水利水電建筑工程專業(yè)，獲學(xué)士學(xué)位。從業(yè)30年，主持、參加過多項(xiàng)水利水電工程的勘測、設(shè)計(jì)、科研及審查、咨詢評(píng)估等工作，主編或參編數(shù)項(xiàng)行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，出版過《水利水電工程測量、制圖與遙感新技術(shù)應(yīng)用研究》、《黃河龍口水利樞紐工程技術(shù)研究》、《瀝青混凝土心墻全斷面軟巖筑壩技術(shù)研究與實(shí)踐》等專著。曾獲得國家級(jí)優(yōu)秀工程勘察設(shè)計(jì)金獎(jiǎng)1項(xiàng)、銀獎(jiǎng)1項(xiàng)，水利部優(yōu)秀工程勘察設(shè)計(jì)金獎(jiǎng)、天津市科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)等省部級(jí)獎(jiǎng)勵(lì)8項(xiàng)?，F(xiàn)任中水北方勘測設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司副總經(jīng)理、總工程師，技術(shù)委員會(huì)主任，中國水利學(xué)會(huì)理事，天津水利學(xué)會(huì)副理事長，天津市水力發(fā)電工程學(xué)會(huì)副理事長，是全國注冊水利水電工程師優(yōu)秀命題專家，國家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)評(píng)審專家。 司富安，1964年3月生，原籍河南新鄭。教授級(jí)高級(jí)工程師。1984年畢業(yè)于蘭州大學(xué)地質(zhì)系，主要從事水利水電工程地質(zhì)勘察、技術(shù)咨詢與評(píng)估、專題研究等工作，主持過數(shù)十項(xiàng)全國大型水利水電工程地質(zhì)專業(yè)及重大技術(shù)問題的技術(shù)審查、咨詢與評(píng)估等工作，曾獲國家級(jí)優(yōu)秀工程勘察銀獎(jiǎng)、水利部優(yōu)秀工程勘察設(shè)計(jì)金獎(jiǎng)，是《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》（GB 50487—2008）的主編之一，出版過《堤防工程地質(zhì)勘察與評(píng)價(jià)》、《中國堤防工程地質(zhì)》等專著，主編過《南水北調(diào)工程地質(zhì)分析研究論文集》及注冊土木工程師（水利水電專業(yè)）培訓(xùn)教材（工程地質(zhì)），在國內(nèi)外發(fā)表論文十余篇?，F(xiàn)任水利部水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)總院勘測處處長，中國水利學(xué)會(huì)地勘專業(yè)委員會(huì)副主任委員，全國注冊水利水電工程師優(yōu)秀命題專家，全國優(yōu)秀水利水電工程勘測設(shè)計(jì)獎(jiǎng)評(píng)審委員等。 賈國臣，1965年6月生，遼寧阜新人。教授級(jí)高級(jí)工程師，注冊咨詢工程師（投資）。1988年畢業(yè)于同濟(jì)大學(xué)地下建筑系水文地質(zhì)與工程地質(zhì)專業(yè)。現(xiàn)任中水北方勘測設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司勘察院副院長、總工程師，天津水利學(xué)會(huì)巖土力學(xué)專委會(huì)主任委員，主要從事水利水電工程地質(zhì)勘察工作。 高玉生，1961年6月生，河北武強(qiáng)人。教授級(jí)高級(jí)工程師。1982年畢業(yè)于華北水利水電學(xué)院水文地質(zhì)與工程地質(zhì)專業(yè)，獲學(xué)士學(xué)位。主要從事水利水電工程地質(zhì)勘察工作，主編或參編數(shù)項(xiàng)行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。注冊土木工程師（水利水電工程），曾獲得國家級(jí)優(yōu)秀工程設(shè)計(jì)金獎(jiǎng)1項(xiàng)，國家級(jí)優(yōu)秀工程勘察銀獎(jiǎng)2項(xiàng)，省部級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)1項(xiàng)，省部級(jí)優(yōu)秀工程勘察獎(jiǎng)2項(xiàng)。曾任中水北方勘測設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司勘察院院長、總工程師，現(xiàn)任中水北方勘測設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司副總工程師，中國水利學(xué)會(huì)勘測專業(yè)委員會(huì)副主任委員，《水利水電工程設(shè)計(jì)》編輯委員會(huì)委員，全國注冊水利水電工程師優(yōu)秀命題專家。

書籍目錄

前言 第1章 軟弱結(jié)構(gòu)面的工程地質(zhì)特征 1 軟弱結(jié)構(gòu)面的成因 1.1 馮光愈、余永志等的研究 1.2 龍口的研究 2 軟弱結(jié)構(gòu)面的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造特征 2.1 軟弱結(jié)構(gòu)面的垂直分帶 2.2 顆粒的定向排列 2.3 具有塊狀或紊亂狀構(gòu)造的結(jié)構(gòu)面 3 軟弱結(jié)構(gòu)面的物質(zhì)組成 3.1 顆粒成分 3.2 礦物成分 3.3 化學(xué)成分 4 軟弱結(jié)構(gòu)面的物理性質(zhì) 第2章 影響軟弱結(jié)構(gòu)面抗剪強(qiáng)度的主要因素 1 軟弱破碎物質(zhì)物理化學(xué)特征的影響 1.1 礦物和化學(xué)組成的影響 1.2 比表面積及碳酸鈣的影響 1.3 顆粒組成的影響 1.4 含水量、塑性指數(shù)、干密度、飽和度等的影響 2 軟弱破碎物質(zhì)結(jié)構(gòu)與構(gòu)造特征的影響 2.1 不同構(gòu)造帶的抗剪強(qiáng)度 2.2 軟弱破碎物質(zhì)不同結(jié)構(gòu)形式對抗剪強(qiáng)度的影響 3 厚度及圍巖界面特征的影響 3.1 充填度 3.2 桓仁的研究 3.3 朱莊的研究 3.4 某試驗(yàn)研究 3.5 徐磊、任青文的數(shù)值模擬研究 4 賦存應(yīng)力環(huán)境的影響 5 取樣質(zhì)量的影響 6 試驗(yàn)方法的影響 第3章 軟弱結(jié)構(gòu)面工程地質(zhì)分類 1 軟弱結(jié)構(gòu)面顆粒組成分類 1.1 泥、巖粉、巖屑與巖塊的定義 1.2 摩擦系數(shù)與凝聚力的關(guān)系 1.3 不同粒徑組對抗剪強(qiáng)度的影響 1.4 軟弱結(jié)構(gòu)面的顆粒組成分類 2 軟弱結(jié)構(gòu)面工程地質(zhì)分類 2.1 分類因素篩選 2.2 軟弱結(jié)構(gòu)面的工程地質(zhì)分類 第4章 軟弱結(jié)構(gòu)面勘察 1 緩傾角結(jié)構(gòu)面空間分布勘察 1.1 常用勘察手段 1.2 工程應(yīng)用 1.3 軟弱結(jié)構(gòu)面勘察原則 1.4 勘察方法選擇 2 軟弱結(jié)構(gòu)面取樣 2.1 鉆孔取樣 2.2 探洞、探井內(nèi)試件加工及取樣 3 軟弱結(jié)構(gòu)面抗剪強(qiáng)度試驗(yàn) 3.1 常規(guī)尺寸直剪試驗(yàn) 3.2 中型剪試驗(yàn) 3.3 原位大型剪切試驗(yàn) 3.4 原位大型慢剪試驗(yàn) 3.5 原位剪切流變試驗(yàn) 3.6 英美技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中的部分規(guī)定 3.7 不同試驗(yàn)方法的工程應(yīng)用情況 3.8 軟弱結(jié)構(gòu)面抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)方法選擇 第5章 軟弱結(jié)構(gòu)面抗剪強(qiáng)度指標(biāo)取值 1 取值原則 1.1 取值原則 1.2 取值程序和步驟 2 試驗(yàn)值的確定 2.1 軟弱結(jié)構(gòu)面抗剪強(qiáng)度準(zhǔn)則 2.2 不同類型軟弱結(jié)構(gòu)面試驗(yàn)值選擇 3 標(biāo)準(zhǔn)值的確定 3.1 算術(shù)平均值法 3.2 一元最小二乘法 3.3 一元線性回歸分析法 3.4 點(diǎn)群中心法 3.5 優(yōu)定斜率法 3.6 可靠度法 3.7 隨機(jī)一模糊法 3.8 不同方法計(jì)算成果比較 3.9 不同方法的應(yīng)用情況 3.10 標(biāo)準(zhǔn)值確定方法的總結(jié) 4 均勻連續(xù)結(jié)構(gòu)面抗剪強(qiáng)度指標(biāo)建議值 4.1 建議值確定需要重點(diǎn)考慮的因素 4.2 經(jīng)驗(yàn)類比法確定建議值 4.3 系數(shù)調(diào)整法確定建議值 5 不連續(xù)及不均勻結(jié)構(gòu)面抗剪強(qiáng)度指標(biāo)取值 5.1 加權(quán)計(jì)算原理 5.2 原位大型剪模型試驗(yàn) 5.3 中型剪模擬試驗(yàn) 5.4 沈婷等的試驗(yàn) 5.5 烏江渡的試驗(yàn) 5.6 抗剪強(qiáng)度指標(biāo)加權(quán)計(jì)算成果應(yīng)用探討 6 起伏結(jié)構(gòu)面抗剪強(qiáng)度指標(biāo)取值 6.1 結(jié)構(gòu)面起伏的分類與分級(jí) 6.2 結(jié)構(gòu)面起伏對抗剪強(qiáng)度的影響 6.3 起伏結(jié)構(gòu)面抗剪強(qiáng)度取值 第6章 工程案例 1 萬家寨水利樞紐 1.1 壩址地質(zhì)環(huán)境 1.2 層間剪切帶工程地質(zhì)特征 1.3 壩基滑動(dòng)邊界條件及滑動(dòng)模式分析 1.4 壩基抗滑穩(wěn)定分析 1.5 結(jié)論及問題探討 2 黃河龍口水利樞紐 2.1 壩址地質(zhì)概況 2.2 軟弱夾層發(fā)育特征 2.3 軟弱夾層的抗剪強(qiáng)度 2.4 壩基深層滑移邊界條件 2.5 壩基深層抗滑穩(wěn)定分析及處理 參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   3.1.1取樣和制樣 試驗(yàn)剪力盒內(nèi)徑為6.18cm，高不小于4.00cm。限于剪力盒尺寸，碎屑較大時(shí)試驗(yàn)數(shù)據(jù)離散性大，成果可靠性差。因此，一般規(guī)定試驗(yàn)用樣品中碎屑直徑不宜大于2mm，當(dāng)大于2mm時(shí)建議采用重塑土試驗(yàn)方法。軟弱結(jié)構(gòu)面的厚度當(dāng)然越大越好，工程實(shí)踐中有時(shí)厚度略有不足，為保證能夠試驗(yàn)，作者建議采用附近相近的擾動(dòng)樣人工填補(bǔ)。原狀剪試件可以在現(xiàn)場用環(huán)刀直接刻取，密封后運(yùn)至試驗(yàn)室進(jìn)行試驗(yàn)。 限于試驗(yàn)設(shè)備尺寸，含有粗大碎屑的結(jié)構(gòu)面只能采用重塑土剪切試驗(yàn)方法。試件制作應(yīng)該剔除大于2mm的巖塊。密度、含水率模擬結(jié)構(gòu)面的天然狀態(tài)或工作狀態(tài)，或?qū)ｉT指定。 3.1.2試驗(yàn)方式和項(xiàng)目 試驗(yàn)方式和項(xiàng)目主要根據(jù)結(jié)構(gòu)面的工作環(huán)境確定，或者根據(jù)了解不同含水狀態(tài)抗剪強(qiáng)度等專門研究目的確定。目前大多采用飽和固結(jié)快剪方式，少量為慢剪、現(xiàn)場自然快剪和反復(fù)剪。鑒于其低廉的價(jià)格和快速，用于查明和研究結(jié)構(gòu)面抗剪強(qiáng)度的一些規(guī)律性非常適合。為提高可靠性，獲得統(tǒng)計(jì)規(guī)律和統(tǒng)計(jì)參數(shù)，試驗(yàn)數(shù)量自然是多多益善，一般不少于6組。 如取樣難度不大，建議系統(tǒng)完成以下試驗(yàn)項(xiàng)目：自然快剪、固結(jié)快剪、飽和固結(jié)快剪、慢剪、反復(fù)剪。 （1）指定剪切位置試驗(yàn)：適于原狀土樣存在結(jié)構(gòu)面、摩擦鏡面或顆粒定向排列等情況，可以獲得指定位置和方向的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)。 （2）自然狀態(tài)快剪：適合原狀試樣，用于了解邊坡控制滑動(dòng)面的抗剪強(qiáng)度。當(dāng)試樣含水狀態(tài)和應(yīng)力狀態(tài)接近未來工況時(shí)也可以采用自然快剪。 （3）固結(jié)快剪試驗(yàn)：這是常用的試驗(yàn)方式，原狀樣和重塑土樣均可以采用。水庫蓄水后壩基中的結(jié)構(gòu)面將長期處于水下，含水率較高，且在新增荷載作用下有一定程度壓密，密度較大，一般可達(dá)2.1～2.39／cm3。因此，為提高可靠性，用于固結(jié)快剪試驗(yàn)的原狀樣其含水率和應(yīng)力狀態(tài)應(yīng)與結(jié)構(gòu)面未來工況盡可能接近。如果含水率和密實(shí)度與未來預(yù)期差別較大，應(yīng)改采用其他試驗(yàn)方式。 （4）飽和固結(jié)快剪試驗(yàn)：利用原狀樣或重塑土，尤其試樣天然含水率低、與未來工作狀態(tài)差別大時(shí)宜采用此試驗(yàn)方式。

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