岩石地基上扩展基础破坏模式及承载性能研究

Because of high bearing capacity of rock subgrade, reinforced concrete spread foundation are applied in multilayer and highrise building comprehensively. For a long period, whether need or not doing spread foundation shear resistance computation is a disputed problem and still has no final conclusion. And this problem is more serious under the rock subgrade. Former research work of our group show that there are more important problem in spread foundation on rock subgrade, mainly because of: ① Interaction properties are more complicated in footing with rock subgrade case. The load distribution on footing has big difference from present analysis method; ② Compared with present method failure modes, spread foundation failure modes on rock subgrade are more diversified; ③ Spread foundation on rock subgrade shear resistance computation under all cases is not reasonable. For low height cutting cone footing, only meet bearing capacity maybe not safe. In short, present design method can not meet practice, need specail research. Our project point to interaction mechanics and spread foundation self characters, doing further research on practical spread foundation loading state, study its failure mode and corresponding occuring conditions, put forward reasonable and practical bearing capacity computation method which fit to spread foundation on rock subgrade.

由于岩基承载力高，岩石地基上的钢筋混凝土扩展基础被普遍应用于多、高层建筑中。长期以来，柱下扩展基础是否需要进行抗剪验算是一个受到争议而没有完全解决的问题，该问题在岩石地基条件下显得更为突出。本课题组的前期研究工作显示，岩基上的扩展基础存在更多需要研究的问题，主要原因有：①岩基与基础共同作用特性较复杂，基础受力与现行分析方法的假设相差很大；②相对于现行分析方法中采用的破坏模式，岩基上扩展基础破坏模式较为多样；③岩基上扩展基础在所有条件下都考虑抗剪验算是不合理的。而对于高度不大的冲切锥内的基础，只满足受弯承载力则可能是不安全的。总之，现行设计中的分析方法不符合岩基上扩展基础的实际情况，有必要对其进行专门研究。本课题将从岩基与扩展基础共同作用机理和扩展基础自身特性出发，进一步研究岩基上扩展基础实际受力状态，研究其破坏模式及相应的发生条件，提出适合于岩基上扩展基础的承载力计算分析方法。

岩石地基上扩展基础破坏模式及承载性能研究是基础工程学领域的热点和难点之一，对于土质地基条件下的扩展基础，其计算理论已经比较完善，而且土质地基上的扩展基础所承受的荷载往往相对也不大，由于岩石与土的受力性能差别很大，因此岩基上扩展基础不能直接照搬土质地基的计算理论，从现有的研究情况来看，岩石地基上扩展基础的破坏模式不仅决定于基础结构本身的承载特性，而且还决定于岩基与基础的共同作用特点。本项目即针对这两方面，开展了如下三方面的研究：①针对高层建筑岩石地基扩大基础的具体工程实践，开展实测研究；②采用有限元软件，有针对性的开展数值模拟研究，分析总结岩基扩展基础的受力特征和规律；③依托贵州理工学院校内山体隧洞，在岩基原位浇筑模型基础，并利用洞顶围岩及衬砌结构作为反力支撑，施加压力，开展岩基扩展基础模型试验研究。通过上述研究，分析了并总结了岩基上扩展基础的实际受力情况及破坏模式，提出了相关的分析理论及计算公式，提出了更合理的岩基扩展基础结构优化设计方法。本项目研究成果将为岩基扩展基础的工程实践提供良好的研究依据与技术指导，并为开展下一步的研究指明了方向。