基本信息
文件名称：基坑工程中土水问题基本认识.ppt
文件大小：24.56 MB
总页数：41 页
更新时间：2020-02-26
总字数：约5.31千字
文档摘要
* 基本认识 2015年6月 目录 一、概述 二、土的物理性质 三、土的力学性质 四、水的问题 五、基坑岩土工程勘察 六、岩土工程勘察报告的理解与认识 七、总结 一、概述 土→分类体系和标准不尽相同。 国内建筑基坑工程应以《岩土工程勘察规范》GB 50021和建筑工程方面的地方标准为准。 水→各种形式的水，分为液态水、气态水、固态水。 土的三相组成 水的作用 土的性质特别是黏性土性质的多变性，主要就是由于土中水含量的变化及其固体颗粒相互作用的结果。 ①土中水通过物理及化学的作用改变了土体结构，影响了土体状态和物理力学性质参数；②通过土体孔隙水压力作用，使土体有效应力减小、抗剪强度值降低；③土体孔隙内地下水的渗流也会改变固体颗粒的应力状态，影响土的工程性状。 外界条件的改变，如基坑开挖会使基坑周围土体的原有水土应力平衡受到破坏、暴雨或地下水管漏水引起的地下水位突升易造成基坑失稳、卸荷诱发的负孔压消散对坑底回弹的影响、基坑降水引起的周围地面沉降等都是明显的例子。 昆明北市区圆砾 与我们有关的常见的土 滇池湖沼相、冲湖积相地层 嵩明灰岩地区地层 蒙自盆地泥灰岩 玄武岩 定义 结构 构造 微观意义——由土粒单元的大小、形状、相互排列及其联结关系等因素形成的综合特征 宏观意义——在同一土层中的物质成分和颗粒大小等都相近的各部分之间的位置与充填空间关系的特征 基本类型 单粒 蜂窝状 絮状 层状 散粒状 裂隙 结核状 可能土类 砂土、碎石土 粉土、黏性土 黏性土 砂土、黏性土均可能 砂土、碎石土 粉土、黏性土 砂土、黏性土 颗粒：大—小 特点及对工程性质的可能影响 散粒体，自重堆积，粒间联结弱，分为疏松和紧密。 疏松：孔隙大、不稳定、变形大； 密实：稳定、强度大，良好地基 粒间引力大于自重，颗粒依靠引力联结，孔隙大，变形大 自重不起作用，长期悬浮或絮状沉积。 孔隙大，又多封闭，透水性差，固结慢，强度低，灵敏度高 各向异性，如Eh≥Ev Kh≥kv 各向同性 土层无整体性，裂隙面是软弱结构面 力学性状主要取决于细粒土部分；取样代表性受结核数量影响：结核富集时工程性质较好及具有良好的透水性 土的结构与构造 小结：碎石土和砂土的物理状态主要受控于其密实程度，而黏性土的软硬状态受含水率的影响更大。 二、土的物理性质 相体 固相 液相 气相 构成物质 无机矿物颗粒、有机质、盐类结晶 结晶水、冰、结合水、自由水 空气或其它气体 作用 构成土体骨架，是有效应力的物质基础 充填于土骨架的孔隙中形成饱和土或非饱和土，是孔隙水压力和孔隙气压力的传递介质 土的固相 固相组成 颗粒大小 特点及对工程性质的可能影响 依风化作用的深入程度（物理→化学→生物）而发展 原生矿物（石英、长石、云母） 粗大，呈块状或粒状（碎石、砾石与砂土主要成分） 性质稳定，硬度高，具有强或较强的抗水性和抗风化能力，亲水性弱，视颗粒大小、形状与硬度不同对土体工程性质的影响不同 次生矿物 溶于水的如方解石、石膏等 颗粒细小，粒径多在0.005mm以下，呈针状或片状，是黏性土固相的主要成分 高度的分散性，呈胶体性状，它的含量的变化对黏性土工程性质影响很大，巨大的比表面使其具有很强的与水相互作用的能力 不溶于水的如高岭石、伊利石、蒙脱石等 有机质（腐殖质和非腐殖质） 颗粒极细，粒径多小于0.1μm，呈凝胶状 高度的分散性，性质易变，吸附性和亲水性强，对土的工程性质影响巨大 盐类 视盐类的溶解于水的不同而对土质产生影响。钠、钾的盐酸盐或钙、镁的硫酸盐和碳酸盐，前者易溶于水，无法加强土性；后者易结晶，加强土性 土的三相构成与特性 基坑施工与土的物理性质的变化 基坑施工→影响土体的物理力学性质及其指标。如： 基坑开挖→坑底和坑周土体回弹→改变部分土体的孔隙比和密度等指标； 基坑降水→土体含水率和饱和度的降低及软硬物理状态的改变； 基坑局部渗漏或意外水体作用→浸润湿化作用→改变土体的含水率等宏观物理指标→诱发黏性土微结构失稳等微观结构特性发生变化； 基坑开挖和降水→土体内渗流和负孔隙水压力的消散→改变土体的物理性质指标，随开挖和降水作用强度的不同而不同。 小结：在基坑工程中，应该重视基坑开挖对土体物理性质的影响。但是，目前有关这方面的定量研究还很少，还处于定性评价阶段。 三、土的力学性质 1、有效应力原理：总应力→①孔隙水压力②有效应力，它们构成了饱和土体内部的受力和传力机制，在总应力不变的条件下，二者共同承担又相互转换。 土体的强度变化和变形→有效应力变化，与土体内的孔隙水压力无直接关系。 有效应力原理在基坑工程中的应用①土体固结理论；②有效应力指标的应用；③负孔隙水压理论。 特别指出：在软基坑中，基坑开挖在坑底和周
* 基本认识 2015年6月 目录 一、概述 二、土的物理性质 三、土的力学性质 四、水的问题 五、基坑岩土工程勘察 六、岩土工程勘察报告的理解与认识 七、总结 一、概述 土→分类体系和标准不尽相同。 国内建筑基坑工程应以《岩土工程勘察规范》GB 50021和建筑工程方面的地方标准为准。 水→各种形式的水，分为液态水、气态水、固态水。 土的三相组成 水的作用 土的性质特别是黏性土性质的多变性，主要就是由于土中水含量的变化及其固体颗粒相互作用的结果。 ①土中水通过物理及化学的作用改变了土体结构，影响了土体状态和物理力学性质参数；②通过土体孔隙水压力作用，使土体有效应力减小、抗剪强度值降低；③土体孔隙内地下水的渗流也会改变固体颗粒的应力状态，影响土的工程性状。 外界条件的改变，如基坑开挖会使基坑周围土体的原有水土应力平衡受到破坏、暴雨或地下水管漏水引起的地下水位突升易造成基坑失稳、卸荷诱发的负孔压消散对坑底回弹的影响、基坑降水引起的周围地面沉降等都是明显的例子。 昆明北市区圆砾 与我们有关的常见的土 滇池湖沼相、冲湖积相地层 嵩明灰岩地区地层 蒙自盆地泥灰岩 玄武岩 定义 结构 构造 微观意义——由土粒单元的大小、形状、相互排列及其联结关系等因素形成的综合特征 宏观意义——在同一土层中的物质成分和颗粒大小等都相近的各部分之间的位置与充填空间关系的特征 基本类型 单粒 蜂窝状 絮状 层状 散粒状 裂隙 结核状 可能土类 砂土、碎石土 粉土、黏性土 黏性土 砂土、黏性土均可能 砂土、碎石土 粉土、黏性土 砂土、黏性土 颗粒：大—小 特点及对工程性质的可能影响 散粒体，自重堆积，粒间联结弱，分为疏松和紧密。 疏松：孔隙大、不稳定、变形大； 密实：稳定、强度大，良好地基 粒间引力大于自重，颗粒依靠引力联结，孔隙大，变形大 自重不起作用，长期悬浮或絮状沉积。 孔隙大，又多封闭，透水性差，固结慢，强度低，灵敏度高 各向异性，如Eh≥Ev Kh≥kv 各向同性 土层无整体性，裂隙面是软弱结构面 力学性状主要取决于细粒土部分；取样代表性受结核数量影响：结核富集时工程性质较好及具有良好的透水性 土的结构与构造 小结：碎石土和砂土的物理状态主要受控于其密实程度，而黏性土的软硬状态受含水率的影响更大。 二、土的物理性质 相体 固相 液相 气相 构成物质 无机矿物颗粒、有机质、盐类结晶 结晶水、冰、结合水、自由水 空气或其它气体 作用 构成土体骨架，是有效应力的物质基础 充填于土骨架的孔隙中形成饱和土或非饱和土，是孔隙水压力和孔隙气压力的传递介质 土的固相 固相组成 颗粒大小 特点及对工程性质的可能影响 依风化作用的深入程度（物理→化学→生物）而发展 原生矿物（石英、长石、云母） 粗大，呈块状或粒状（碎石、砾石与砂土主要成分） 性质稳定，硬度高，具有强或较强的抗水性和抗风化能力，亲水性弱，视颗粒大小、形状与硬度不同对土体工程性质的影响不同 次生矿物 溶于水的如方解石、石膏等 颗粒细小，粒径多在0.005mm以下，呈针状或片状，是黏性土固相的主要成分 高度的分散性，呈胶体性状，它的含量的变化对黏性土工程性质影响很大，巨大的比表面使其具有很强的与水相互作用的能力 不溶于水的如高岭石、伊利石、蒙脱石等 有机质（腐殖质和非腐殖质） 颗粒极细，粒径多小于0.1μm，呈凝胶状 高度的分散性，性质易变，吸附性和亲水性强，对土的工程性质影响巨大 盐类 视盐类的溶解于水的不同而对土质产生影响。钠、钾的盐酸盐或钙、镁的硫酸盐和碳酸盐，前者易溶于水，无法加强土性；后者易结晶，加强土性 土的三相构成与特性 基坑施工与土的物理性质的变化 基坑施工→影响土体的物理力学性质及其指标。如： 基坑开挖→坑底和坑周土体回弹→改变部分土体的孔隙比和密度等指标； 基坑降水→土体含水率和饱和度的降低及软硬物理状态的改变； 基坑局部渗漏或意外水体作用→浸润湿化作用→改变土体的含水率等宏观物理指标→诱发黏性土微结构失稳等微观结构特性发生变化； 基坑开挖和降水→土体内渗流和负孔隙水压力的消散→改变土体的物理性质指标，随开挖和降水作用强度的不同而不同。 小结：在基坑工程中，应该重视基坑开挖对土体物理性质的影响。但是，目前有关这方面的定量研究还很少，还处于定性评价阶段。 三、土的力学性质 1、有效应力原理：总应力→①孔隙水压力②有效应力，它们构成了饱和土体内部的受力和传力机制，在总应力不变的条件下，二者共同承担又相互转换。 土体的强度变化和变形→有效应力变化，与土体内的孔隙水压力无直接关系。 有效应力原理在基坑工程中的应用①土体固结理论；②有效应力指标的应用；③负孔隙水压理论。 特别指出：在软基坑中，基坑开挖在坑底和周