[热点探讨]再论“岩石地基承载力不进行深宽修正”的问题 [复制链接]

      论坛上已有网友结合《建筑地基基础设计规范》，对岩石地基承载力不进行深宽修正进行了讨论。有些观点本人不太认同，个人理解如下： ,-8-Y>[  
      1 地基承载力深宽修正的原因：来自于岩土地基载荷试验压板的宽度与试验深度与实际基础尺寸、埋深的不一致。如果一致，载荷试验就属于原型试验，也就不存在深宽修正的问题了。地基承载力理论计算公式也证实了修正的必要性。 ?# _{h  
      2 岩石地基的承载力原则上是可以进行深宽修正的，但如何修正，是一个比较复杂的问题，目前尚缺乏试验对比资料。对于饱和单轴抗压强度在30MPa以上的岩石，地基承载力已经不再取决于岩石强度（岩石强度远大于基础材料的强度）。 受试验加载能力限制，这类岩石地基的载荷试验通常很难做到破坏，资料缺乏是正常的。 NMf#0Nz-  
        岩石地基的承载力也可经过理论计算评定。和抗压强度相比，岩体(石)抗剪强度是岩石抵抗剪切破坏的能力，是描述岩体破坏特征的重要指标之一 ，因而更有意义。但受岩体节理裂隙分布特性的影响，岩石地基多属于不均匀体，想通过有限的室内、现场试验完全测定岩体的抗剪强度是相当困难的，而且也不经济。上述原因也造成理论计算的不充分。         U,;796h  
      3 规范提出的“岩石地基承载力不进行深宽修正”，针对的是完整、较完整、较破碎的岩石地基，即对于节理不发育或较发育的岩石，也不进行地基承载力的深宽修正，估计原因同“2”。对于破碎、极破碎的岩石，可结合地区经验或参照土质地基的修正参数选用。在这方面，深圳与重庆地区建筑规范对强风化、全风化岩石的地基承载力修正系数有明确建议。 C1UU v=|  
      4《建筑地基基础设计规范》只是根据规范编制以前岩石地基承载力试验资料的收集情况、能达到的试验能力提出的建议，并不等同于否定“修正”。

岩石地基承载力的理论计算公式，依据节理岩体Hoek—Brown经验强度准则 .O5V;&,
  

图片:未命名.JPG

已讨论很久，现摘录一些供参考： 0 h!Du|?  
心灵的狂欢 2009-02-14 08:54 9|Jv>Ur=)2  
1、岩石地基与土地基的破坏原理是有差异的，计算方法也就有差异。具体而言就是土要修正，而岩石地基不修正。 __.MS6"N  
2、按《建筑地基基础设计规范》表5.2.4注1 强风化和全风化的岩石，可参照所风化成的相应土类取值，其他状态下的岩石不修正。 强风化和全风化的岩石认为其破坏机理已经不同于中及微风化岩石，而类于土，故可以修正。 pQ:^ ziwa3  
3、“破碎的岩石不如土”这句话不但适用于水工建筑，对于建筑地基有时也有适用性。所以出现岩石强度不如一般沉积土的情况，我看也应属正常。 F
w\Z[nh  
4、本人做过的工程中也出现过这种情况，一岩石地基，按中等风化设计承载力不够，按强风化设计则承载力够，哈哈，也是讨论来讨论去，最终做简单处理，因为做为勘察设计人员，一般来说还是按规范走比较合理，放心。 =zK4jiM1  
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欢迎继续讨论。。。。。 5 k3m"*  
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土工公 2009-02-15 16:06 eQu(3sYb  
主要是看你的fak 是怎么求的，规范上的公式或原位测试计算的土的承载力都是按0.5m的埋深条件确定的，所以要进行修正。而岩石是由其抗压强度确定的，所以不修正。 D48e30  
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龙兴关外 2009-03-09 10:02 KxX[8  
按照目前的规范原则，强风化岩划为土类，其承载力按相应土类确定，允许进行深宽修正。 )PP yJ@M  
中（弱）风化及微风化以上的按岩石地基对待，其承载力确定应按抗压强度等折减确定，不再进行深宽修正。由于勘察时的不经意，岩石地基往往折减过大，或者没有试验结果，仅是根据经验确定其承载力，导致确定的承载力偏低。此种现象屡见不鲜。勘察费用越来越低也是一个重要原因。 :QGo -,6-  
从理论上讲，岩石地基也是存在深度和宽度效应的，规范规定不做修正只是一种规定而已，并没有否认它的存在。 {&IB[Y6  
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心灵的狂欢 2009-03-09 11:01 d,98W=7  
这个问题讨论起来还是很有意思的，因为它直指承载力、承载力修正等问题的根本原理。 +yWD>PY(  
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引用前面有关贴子的内容，希望大家继续讨论。 _90D4kGU  
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1、    关于为什么进行深宽修正，引用高大钊老师的叙述：由地基承载力由三个部分组成，第一部分为由土的内聚力提供的承载能力，第二部分是由基础侧面超载产生的埋深项分量，第三项为地基土的体积力产生的分量。第二分项的大小与超载成正比，这就是承载力的深度效应；第三分量与滑动土体的体积力成正比，基础宽度越大，这部分承载力的分量就越大，就是地基承载力的宽度效应。由于载荷试验的埋置深度为零，所测定的承载力没有包含深度的影响；同时由于载荷试验尺寸比基础的尺寸小很多，因此需要进行深、宽修正。 B\c_GXUw  
2、    为什么土的承载力要修正，而完整、较完整和较破碎的岩石地基的承载力不修正，那是由于二者的破碎机理不同，高老师已经回答了这个问题，再引用analyze土友的叙述做为补充：主要是因为土是一种大变形材料，土质地基可以容许出现局部的塑性变形，通过容许地基土出现一定程度的变形而获得更高的地基承载力，而这个“一定程度的变形”可以通过基础埋深两侧的土进行限制，所以土质地基可以深宽修正；岩石地基主要出现弹性变形，而且岩层、岩体的强度主要受岩体裂隙控制，比之无裂隙的岩石强度低很多，因此当岩石出现微小变形即已经达到塑性变形了，岩石已经破坏，因此岩石地基一般不做深宽修正。 )0exGx+:  
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jkc946 2009-03-09 14:42 fOHbgnL>  
强风化泥岩,frk=1000Kpa,是做了单轴抗压强度测得?还是根据原位测试及经验取值？应提供fak。强风化泥岩地基承载力应深宽修正,对于33层高层必须做载荷试验确定其地基承载力，方可使用。 ?o;ip  
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shmchx 2009-03-10 17:15 {f#QZS!E  
有点深奥 学习量多 都是大师啊 %%s)D4sW  
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13109083000 2009-04-24 00:07 9,INyEyAL  
这个问题讨论起来还是很有意思的，因为它直指承载力、承载力修正等问题的根本原理。 OZnKJ<   t2(X  
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引用前面有关贴子的内容，希望大家继续讨论。 )>S,#_e*b   lK=Is v+  
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1、    关于为什么进行深宽修正，引用高大钊老师的叙述：由地基承载力由三个部分组成，第一部分为由土的内聚力提供的承载能力，第二部分是由基础侧面超载产生的埋深项分量，第三项为地基土的体积力产生的分量。第二分项的大小与超载成正比，这就是承载力的深度效应；第三分量与滑动土体的体积力成正比，基础宽度越大，这部分承载力的分量就越大，就是地基承载力的宽度效应。由于载荷试验的埋置深度为零，所测定的承载力没有包含深度的影响；同时由于载荷试验尺寸比基础的尺寸小很多，因此需要进行深、宽修正。 ?%}!_F`h%   T:@6(_Z  
2、    为什么土的承载力要修正，而完整、较完整和较破碎的岩石地基的承载力不修正，那是由于二者的破碎机理不同，高老师已经回答了这个问题，再引用analyze土友的叙述做为补充：主要是因为土是一种大变形材料，土质地基可以容许出现局部的塑性变形，通过容许地基土出现一定程度的变形而获得更高的地基承载力，而这个“一定程度的变形”可以通过基础埋深两侧的土进行限制，所以土质地基可以深宽修正；岩石地基主要出现弹性变形，而且岩层、岩体的强度主要受岩体裂隙控制，比之无裂隙的岩石强度低很多，因此当岩石出现微小变形即已经达到塑性变形了，岩石已经破坏，因此岩石地基一般不做深宽修正。 :$b`n  
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lypjspdi 2009-04-24 22:22 rzAf {2  
关于这个问题，具体可以看看相关的岩体力学（同济大学，沈明荣 版）和高大钊老师最近的著作。 O>]i?  
岩石的破坏机理主要有三种：1、剪切破坏（这个与土体有点类似，不过有时剪切面会沿着节理面发展）；2、冲压破坏（多数发生在多孔洞/孔隙的脆性岩石中）；3、开裂-->压碎-->劈裂破坏。 A[+)PkR  
下面分宽度和深度两个方面来谈谈自己的看法： 2j%=o?me^p  
一、宽度 e+lun -  
    由于岩体中的节理、裂隙的存在，所以很多时候，岩体承载力由节理面控制。在同一围压前提条件下，基础面的大小对承载力的贡献不大，因为岩体中的节理面总体上是等概率分布的（从整体统计意义上），也就是说，控制承载力的节理面是大致等同的。 ,XEIg  
    因此，个人认为：基础宽度对承载力影响不大。 *gwlW/%Fz  
二、深度 }S uj=oFp  
    深度在某种程度上可以与围压等效。围压对岩体的所能承受的极限荷载有较大影响，这个相信大家没有过多争议。所以，深度对岩体承载力的大小影响较大。 f%o[eW#  
    因此，个人认为：有必要深度修正。但对于较完整的硬质岩，其自身抗压强度本身较高，在围压较小时，围压对承载力的提高不明显，所以可以不修正，估计规范是从这个角度考虑，所以规定无须修正。但随着地下室层数越来越深，围压的明显较大，此时如果忽略围压的影响显然有点不合理。因此，如果基础埋深较小，对于较完整的硬质岩可以不修正；如果基础埋深较大，不修正就显然不合理了。 Ra|P5  
6^LXctW.  
以上个人见解。 %(W&
(eN  
I2$DlEke  
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zhouguorong 2009-07-17 23:00 mBErU6?X,A  
呵呵，泥岩从其抗压强度属于软岩类，本身抗压强度就不高，再加上又是强风化的，所以抗压强度就更低了，以上是其一；其二，虽然规范上对基岩不做深宽修正，但我觉得规范是死的，人的脑子是活的，规范应该是活学活用 sWr;%<K  
KBB)xez8  
b_~XTWP$l  
kenzgm 2009-11-13 09:19  \nEMj,)  
同意2楼的意见，我认为规范是有道理的应该按照规范执行。这种情况下岩石强度不如土。 rH`\UZ{cc  
原因如下： /&Oo)OB;  
1、岩石的破坏机理同土不同，我们评价岩石是按照强度和完整性，对于岩石我们比较关注它的节理、裂隙等软弱结构面，另外最根本的原因是我们是按照块体来评价的。对于破碎、极破碎的岩石可以按照土来处理。正是这种块体的属性决定了很多本质的问题，就像高层建筑的柱子，底层柱的承载力不会因为上部高度增加而增加，是自己本身的属性决定的（面积和强度） y<FC
7  
2、土是散体材料，上层的土相当于是个很大范围的荷载，当这个荷载取消掉，自然相比地面处土的承载力高，但是原位的深层载荷板试验出来的数据就是真实数据，不能再深度修正了。 uMw6b=/U  
试想一个如此深度有大面积的岩盘，别说挖这么深，就算挖一点，也会出现岩爆，是说一出现临空面就应力就释放掉了。所以岩石顶上的、底下的承载力一样。 &6vaLx  
按规范计算出来的是可信的 MT~^wI0a  
T$D(Y`zdn  
个人愚见，仅供参考 0 MK}  
5VTVx1P[8  
$^iio@SW{  
zd680917 2009-11-14 20:15 ruGJZAhIA^  
都是大师啊 'Eur[~k  
9-T<gYl  
T-a>k.}y  
cdddd 2009-11-15 09:39 tC'E#2  
其实,大家换一种思维想一下:岩石若风化剧烈,最终会变成土,那么假设在基坑深度23m条件下,中等风化岩石承载力不能满足建筑物的荷载要求,假象经过不知经过多少万年,岩石变成为土,经过深宽度修正后,承载力反而满足建筑物荷载要求!?这个可能吗?不管你们有什么理论说得头头是道,可能没有找到其问题的核心!? m~ ah!QM  
IQO|)53)  
这里在这里提供一个信息,重庆地基基础设计规范,对岩石要进行深度修正的,但是国家地基基础设计规范却没有,真的不知出于什么考虑 O.B9w+G=  
EN2t}rua  
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seudaigl 2009-11-15 22:07 l'(FM^8jv  
这是目前规范中考虑不全的，一刀切的后果，没有考虑岩石强度的分段范围差异，出现很多与实际明显不符的计算结果，有必要修改，在公路桥涵地基基础设计规范中也存在同样的问题，我们勘察单位提供的岩石地基承载力偏低，加上规范没有修正，出现比强风化甚至一般土还差，明显不符实际。 >;MJm  
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minzhenghui 2009-11-16 04:12 r5~W/e
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这个话题讨论得很好啊 %cSx`^`6j  
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hdslj 2009-11-23 09:28 e|{R2z"^  
规范上关于计算土层的承载力和岩层承载力的原理有区别的。土层的承载力考虑了塑性变形，即塑性变形深度为基础宽度的1/3或1/4，而基础两侧上部土层的重量刚好限制了土层塑性变形的发展，所以考虑对其深度修正。而岩层的承载力单纯以岩芯强度为基数计算，属于脆性破坏。 ?2&= +QaT  
P$U"y/  
h_(M#gG  
vikicug 2009-11-24 14:24 HQP.7.w7 5  
都是大师啊 学习了不少 P'qBqx[  
但基本同意土和岩石破坏机理不一样。就像低速运动适用牛顿力学，光速运动适用相对论，但具体怎么一个范围也要实际问题具体分析的 z='%NZY  
Np+PUu>  
$$m0mK
  
yuanzhulin 2009-11-26 16:56 pZ>yBY?R8>  
很精彩啊 &NBH'Rt  
学习了 qqw P4ceG  
正好在这个方面存在困惑 kAEq+{h  
清晰了不少 v`,!wS  
各土层的常规修正系数是多少 v](Y n)#  
比方说广东地区 9s"st\u 4  
Z>`\$1CI  
FJZ'P;3  
jd123456 2009-12-01 09:56 Hnt*,C.0  
土要进行深度修正，而岩石不进行深度修正，这是规范中规定的。当土经过修正大于岩层，这肯定与实际不符。主要原因有二：1、我们勘察单位提供的岩石地基承载力偏低。2、本身岩石就没有做现场承载力试验，提值就保守。 $97O7j@  
/8e}c`  
9iG&9tB@  
hbwhhcc 2010-02-27 12:49 D:Q#%wJ  
不错呀，up  up
xw9ZRu<z  
~Tt@v`}  
7_2D4CI  
zqboy007 2010-02-27 21:16 U}jGr=tu  
新手，好好学习了，我认为岩石地基承载力和土体地基承载力计算模式是不一样的。 d2UidDU5qa  
土体地基承载力之所以有深度修正，是因为地基承载力不足时的破坏时因为地基土体失稳破坏，导致基础底部的土地先是沉降变形，达到塑性发生剪切破坏，之后一定范围内土体破坏后相连形成滑动面，最后导致基底土体失稳，地面土体隆起，所以埋深越深，地面土体超载大，相对于基础有利，所以有土体的深度修正。 eI:[o  
而岩质地基破坏是裂缝发展导致的，有点类似于混凝土的破坏，其上堆载是不起作用的，其裂缝发展主要是因为基础以下部分岩土裂缝贯通后，出现地基整体性破坏，导致不均匀沉降等问题。就像混凝土楼板，其上堆载是不会对其受力有力的，而在砂土地基，则其上堆载有利。 P_5aHeiJ  
Ge`7`D>L  
YAc:QVT87  
recally 2010-04-22 20:18 TMMKRC1<  
楼上这例子可不好，楼板受荷载模式与地基不一样，它主要是受弯或受剪破坏。你要有一块混凝土地基受力，如果是全受压，它跟土有啥区别，根本就不会破坏。岩石和混凝土材料和土一样都存在围压情况下的强度会有所提高，且并不会因为某个点强度到了整体地基就会失稳。 lq:q0>vyI  
承载力破坏的前提都是在一个半无限地基条件下收到基础传过来的荷载而破坏。 Ts !g=
F  
土是土体本身滑动产生破坏。 fc3nQp7  
而基岩则不同，完整的基岩（强度较高）不会发生破坏，几百米高的大坝都可以修，别说几十层的楼房，所以大坝基础计算是不会对基岩承载力去计算的，而只是选择一些结构面组合，考虑结构面的影响，从抗滑稳定角度考虑，在这中上覆荷载是考虑的。 1k6asz^T  
Hq}g1?b  
另外，因此当岩石出现微小变形即已经达到塑性变形了，岩石已经破坏，因此岩石地基一般不做深宽修正。 不懂，岩石出现塑性变形就破坏？这点本来就不正确一个岩石地基，有个地方出现塑性变形就破坏？另外，上覆岩层的存在增加围压也会提高岩体的强度（破坏强度和屈服面强度）。  nz?[  
o08g]a  
因此，个人认为：基础宽度对承载力影响不大。理论上肯定有影响，基础宽度越大，跟土体一样，破坏时岩体范围也增大。 p*c(dkOe8  
深度观点同意。 |,,#DSe  
总之，我认为不考虑只是为了简化，因为一般岩基承载力大，所以不做考虑。在实际计算中，如果你要弄清楚这块地基到底能够承受多大荷载，最精确的方法还是建立该地基的模型，选择合适的本构关系，进行分析，从地基破坏的基本出发或是地基承载力根本出发，计算出塑性区和变形等，来判断是否已破坏 7=Muq]j2  
8S#$'2sT  
QWOPCoUet  

高大钊老师的回答： 73X*|g  
1. 对摩擦材料才有深宽修正的问题，中、微风化的岩石是凝聚性材料，因此不考虑深宽修正； /FN:yCf  
2. 我国采用的是总压力验算的概念，当基础埋置深度加深时，基础自重增大，总压力增大，因此对凝聚性材料的地基承载力验算时，也采用总压力法，上覆土层的自重还是要加上的，即深度修正系数取为1.0。 &pzL}/u  

这话是高老师说的？不敢相信。 A>gZl)c  
1岩土材料是摩擦材料：摩擦材料的特点是抗剪强度中有摩擦力项，它的抗剪强度随压应力的增大而增大。 %EU_OS(u.{  
2基底压力是正常使用极限状态下荷载效应的标准组合值。 总应力的提法只有基础埋深范围无地下水时才成立，水下基础自重本身也须扣除浮力。地基承载力修正采用的计算公式也是有效应力方法。

1.《建筑地基基础设计规范》承载力一节中，关于土的几种方法都有摩尔-库伦理论做为依据。唯有岩石的一条，更倾向于经验。这说明人们对岩石基础的破坏形态并没有足够的认识，远远达不到像对土那样“心里还有点底”。 sd\}M{U  
2.“经试算和与已有的经验对比，条文给出的折减系数是安全的。”这句正说明，岩石承载力的这种确定方法是出于理论认识不足的无奈，所以只能保证是安全的 。 z+.G>0M  

散粒体比如土,他的破坏模型是圆弧滑动破坏;而岩石却是平面或者折线滑动破坏,很简单的问题看他们的破坏机理和建立的破坏模型,就明白岩石地基到底要不要进行深宽修正了!

散粒体比如土,他的破坏模型是圆弧滑动破坏;而岩石却是平面或者折线滑动破坏,很简单的问题看他们的破坏机理和建立的破坏模型,这句话不错，但是在四周都有围压的情况下，岩石1、剪切破坏（这个与土体有点类似，不过有时剪切面会沿着节理面发展）；2、冲压破坏（多数发生在多孔洞/孔隙的脆性岩石中）；3、开裂-->压碎-->劈裂破坏。 {>9<H]cSP  
就是从凝聚性材料变成摩擦性材料，也不会出现“岩石地基，按中等风化设计承载力不够，按强风化设计则承载力够，”我们规范肯定有缺陷

接上面的讨论，请教下强风化粉砂岩的修正系数是参照粉砂还是碎石土呢？