研究建筑工程岩土力学性能的目标是为了防止上部结构破坏或坍塌。一方面岩土性能有自身的独立性;另一方面,建筑物对于岩土不仅仅提供荷载、刚度,还提供“需求”。如果没有这些需求,岩体力学的研究就没有意义;建筑物特征不同,其“需求”也不同,对岩土性能要求也不同,因此岩体的相关指标的“限值”,不能脱离建筑物特征而独立存在。 地基承载力与上部结构变形需求 土的工程性能有力学性能、水理性能、化学性能
研究建筑工程岩土力学性能的目标是为了防止上部结构破坏或坍塌。一方面岩土性能有自身的独立性;另一方面,建筑物对于岩土不仅仅提供荷载、刚度,还提供“需求”。如果没有这些需求,岩体力学的研究就没有意义;建筑物特征不同,其“需求”也不同,对岩土性能要求也不同,因此岩体的相关指标的“限值”,不能脱离建筑物特征而独立存在。
地基承载力与上部结构变形需求
土的工程性能有力学性能、水理性能、化学性能等。工程力学性能用地基承载力特征值表示。地基承载力确定方法:根据力学指标用理论公式计算;根据建筑经验给出一个概略的数值;用野外载荷试验确定。我国主要用野外载荷试验确定承载力特征值,压板面积为0.25m2或0.5m2,压板下2~3倍宽度范围内土层是匀质的。
地基承载力特征值是指:在建筑物独立基础荷载作用下,地基的强度(整体稳定性对应的强度)和变形(对于粘性土、淤泥质土等以变形控制)都能满足要求的承载能力。即是说:在保证建筑物地基的整体稳定性的同时,又不至于产生过大的沉降。换言之,这是一个双控的指标。
对于强度较高的土类,如:岩石类、碎石类、砂类土、老黏土等选用P-S曲线上的比例界限压力P0作为承载力特征值。在强度较低,压缩性中等或较高的土类,如一般黏性土、新近沉积黏性土、淤泥淤泥质土等为充分发挥地基土强度,在保证不超过允许变形的前提下,选用P-S曲线上沉降量S=0.02B的对应压力P0.02作为允许承载力。
P-S曲线及含义
(a)弹性阶段(b)局部塑性区(c)完全破坏阶段
需要强调的是,这一点与材料属性定义非常不同。
材料属性定义,仅仅是自身的指标。跟其他因素无关。比如钢材、混凝土。很多人把“地基承载力特征值”理解为跟“钢材、混凝土”等类似的指标,根本上是不对的。
在早期做实验确定各类土的“地基承载力特征值”时,就纳入了建筑物允许变形的指标。所以说,“地基承载力特征值”是个内含经验的指标。
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