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岩石基礎之概述

在文檔中 2.1 軟弱岩石之概述 (頁 39-44)

情形時所繪得之圖形。Goodman(1989)將岩石材料的基礎破壞歸納如下:

(1)其假設一不具裂縫的巨積岩盤,基礎受荷重而達到發裂時,持續增 為”貫入/穿孔破壞(punching)”(圖 2.21d)。

(3)岩石為非常軟弱的岩盤時,剪力強度微弱,如風化後的黏土質頁岩,

岩石呈塑性行為,其破壞模式接近土壤轉動與剪力位移的破壞模式(圖 2.21e)。

圖2. 21 岩石基礎的破壞模式 (Ladanyi, 1972)

(2) 不連續面存在的破壞

岩石基礎的破壞機制與承載力大小除了決決於基礎的幾何形狀、基礎 與岩盤相對間的勁度之外,不能忽略了不連續面間隔與性質,圖 2.22 所示 為Sower(1979)所提出的破壞模式。若基礎座落在開放的垂直節理上,且節 理間距小於基礎寬度,基礎破壞方式將有如單壓破壞﹔若為封閉的節理,

同樣條件下,一般基礎則會以形成楔塊而發生滑動破壞的模式來發展﹔若 是基礎座落於節理間距遠大於基礎寬度下,則可能發生劈裂(splitting)的破 壞(Davies& Stagg, 1986 曾經以無束制狀況下的岩塊承載試驗得到此種破壞 機制)。

而當基礎座落於一厚而堅硬的岩層,其下方有較為軟弱的岩層時,常 以撓曲(flexure failure)的形式作為破壞機制。如果是薄層的硬岩而下方是軟 弱岩層,可能會發生穿孔破壞(punching)。[Sower 1979, Wyllie 1992]

圖2. 22 極限承載力破壞模式(Sower, 1979)

2.4.2 岩石邊坡淺基礎可能的破壞模式

  淺基礎位於邊坡上,由於受坡度的影響,因此和平地上的基礎設計有 所差異。基本上,除必須考慮平地設計理念外,對於坡度大小也不可忽略。

由於基礎鄰近邊坡,因缺少邊坡面側向支撐使其承載能力受到邊坡形狀影 響甚钜(Vesic, 1975 ; Poulos, 1976; Schmidt, 1977)。

圖2.23 為基礎置於邊坡上,由於邊坡滑動所造成的可能破壞模式觀察基 礎的邊坡破壞形式,大部分屬於硬岩的破壞形式,而軟岩的破壞模式較類 似圖(d)所示之圓弧形破壞。

(a)~(c)為含節理或弱面之岩塊的三種基本模式:平面滑動破壞(Planar sliding Failure)、楔形滑動破壞(Wedge Sliding Failure )、和翻倒破壞(Toppling Failure)。

當岩石無特殊弱面存在時用以控制破壞滑動方向,則可能從靠近基礎的 裂縫處產生如 (d)所示之圓弧形破壞(Curved Slip surface Failure )

(e)所示雖然有弱面存在,但是與坡面平行,發生滑動的破壞的可能性並 不大,但是若坡面過高且陡,則有發生挫屈破壞(Buckling Failure)的潛在危 險。

(f)因為弱面傾向和坡面傾向相反,無滑動破壞的可能,但若基礎下方夾 有軟弱填充層,卻有可能因此軟弱夾層的沉陷量過大而發生危險。

另外,若是邊坡的角度大於 Φ/2,Φ 為內摩擦角,此受基礎影響的邊坡 則必須檢驗穩定性(Vesic, 1975)。

  邊坡上的淺基礎設計,由於受坡度之影響甚鉅,除應涵蓋平地設計理念 外,對於坡度之大小顧慮亦不容忽視,因為坡度因素足以嚴重影響到承載 力估算之精確性。

圖2.23   岩石邊坡破壞模式

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