任务1.3　地质勘察

1.3.1　工程地质常识

1.3.1.1　地质作用

在地质历史发展的过程中，由自然动力引起的地球和地壳物质组成、内部结构及地表形态不断变化发展的作用，称为地质作用。土木工程建筑场地的地形地貌和组成物质的成分、分布、厚度与工程特性，都取决于地质作用。

地质作用按其动力来源可分为内力地质作用和外力地质作用。内力地质作用是由地球内部的能量所引起的，包括地壳运动、岩浆作用、变质作用、地震作用。外力地质作用是由地球外部的能量引起的，主要来自太阳的辐射热能，它引起大气圈、水圈、生物圈的物质循环运动，形成了河流、地下水、海洋、湖泊、冰川、风等地质营力，各种地质营力在运动的过程中不断地改造着地表。

地壳在内力和外力地质作用下，形成了各种类型的地形，称为地貌。地表形态可按不同的成因划分为各种相应的地貌单元。在山区，基岩常露出地表；而在平原地区，各种成因的土层覆盖在基岩之上，土层往往很厚。

1.3.1.2　风化作用

地壳表层的岩石，在太阳辐射、大气、水和生物等风化营力的作用下，发生物理和化学变化，使岩石崩解破碎以致逐渐分解的作用，称为风化作用。

风化作用使坚硬致密的岩石松散破坏，改变了岩石原有的矿物组成和化学成分，使岩石的强度和稳定性大为降低，对工程建筑条件产生不良的影响。此外，如滑坡、崩塌、碎落、岩堆及泥石流等不良地质现象，大部分都是在风化作用的基础上逐渐形成和发展起来的。所以了解风化作用，认识风化现象，分析岩石风化程度，对评价工程建筑条件是必不可少的。

1.3.1.3　地质构造

在漫长的地质历史发展演变过程中，地壳在内、外力地质作用下，不断运动、发展和变化，所造成的各种不同的构造形迹，如褶皱、断裂等，称为地质构造。它与场地稳定性以及地震评价等的关系尤为密切，因而是评价建筑场地工程地质条件所应考虑的基本因素。

1.褶皱构造

组成地壳的岩层，受构造应力的强烈作用，使岩层形成一系列波状弯曲而未丧失其连续性的构造，称为褶皱构造。褶皱的基本单元，即岩层的一个弯曲称为褶曲。褶曲虽然有各式各样的形式，但基本形式只有两种，即背斜和向斜（图1.20）。背斜由核部老岩层和翼部新岩层组成，横剖面呈凸起弯曲的形态，向斜则由核部新岩层和翼部老岩层组成，横剖面呈向下凹曲的形态。

在褶曲山区，岩层遭受的构造变动常较大，故节理发育，地形起伏不平，坡度也大。因此，在褶曲山区的斜坡或坡脚做建筑物时，必须注意边坡的稳定问题。

2.断裂构造

岩体受力断裂，使原有的连续完整性遭受破坏而形成断裂构造，沿断裂面两侧的岩层未发生位移或仅有微小错动的断裂构造，称为节理；反之，如发生了相对的位移，则称为断层。断裂构造在地壳中广泛分布，它往往是工程岩体稳定性的控制性因素。

分居于断层面两侧相互错动的两个断块，其中位于断层面之上的称为上盘，位于断层面之下的称为下盘。若按断块之间的相对错动的方向来划分，上盘下降、下盘上升的断层，称正断层；反之，上盘上升、下盘下降的断层称逆断层。如两断块水平互错，则称为平移断层（图1.21）。

断层面往往不是一个简单的平面而是有一定宽度的断层带。断层规模越大，这个带就越宽，破坏程度也越严重。因此，工程设计原则上应避免将建筑物跨放在断层带上，尤其要注意避开近期活动的断层带。调查活动断层的位置、活动特点和强烈程度对于工程建设有着重要的实际意义。

1.3.1.4　不良地质条件

建筑工程中常见的不良地质条件有山坡滑动、河床冲淤、地震、岩溶等，这些不良地质条件可能导致建筑物地基基础事故。对此，应査明其范围、活动性、影响因素、发生机理，评价其对工程的影响，制定相应的防治措施。

1.山坡滑动

一般天然山坡经历漫长的地质年代，已趋稳定。但由于人类活动和自然环境的因素，会使原来稳定的山坡失稳而滑动。人类活动因素包括：在山麓建房，为利用土地削去坡脚；在坡上建房，增加坡面荷载；生产与生活用水大量渗入坡积物，降低土的抗剪强度指标，导致山坡滑动。自然环境因素包括：坡脚被河流冲刷，使山坡失稳；当地连降暴雨，大量雨水渗入，降低土的内摩擦角，引起滑动；地震、风化作用等可能引发的滑坡。滑坡产生的内因是组成斜坡的岩土性质、结构构造和斜坡的外形。由软质岩层及覆盖土所组成的斜坡，在雨季或浸水后，因抗剪强度显著降低而极易产生滑动；当岩层的倾向与斜坡坡面的倾向一致时，易产生滑坡。

在工程建设中，对滑坡必须采取预防为主的原则，场址要选择在相对稳定的地段，避免大挖大填。目前整治滑坡常用排水、支挡、减重与反压护坡等措施，也可用化学加固等方法来改善岩土的性质。

2.河床冲淤

平原河道往往有弯曲，凹岸受水流的冲刷产生坍岸，危及岸上建筑物的安全；凸岸水流的流速慢，产生淤积，使当地的抽水站无水可抽（图1.22）。河岸的冲淤在多沙河上尤为严重，例如，在潼关上游黄河北干流，河床冲淤频繁，黄河主干流游荡，当地有“三十年河东，三十年河西”的民谣。渭河下游华县、华阴与潼关一段河床冲淤也十分严重。

1.3.2　地质勘察任务与要求

任何建筑工程都是建造在地基上的，地基岩土的工程地质条件将直接影响建筑物安全。因此，在建筑物进行设计之前，必须通过各种勘察手段和测试方法进行工程地质勘察，为设计和施工提供可靠的工程地质资料。

1.3.2.1　工程地质勘察的任务

工程地质勘察是完成工程地质学在经济建设中“防灾”这一总任务的具体实践过程，其任务从总体上来说是为工程建设规划、设计、施工提供可靠的地质依据，以充分利用有利的自然和地质条件，避开或改造不利的地质因素，保证建筑物的安全和正常使用。具体而言，工程地质勘察的任务可归纳如下。

（1）査明建筑场地的工程地质条件，选择地质条件优越合适的建筑场地。

（2）查明场区内崩塌、滑坡、岩溶、岸边冲刷等物理地质作用和现象，分析和判明它们对建筑场地稳定性的危害程度，为拟定改善和防治不良地质条件的措施提供地质依据。

（3）查明建筑物地基岩土的地层时代、岩性、地质构造、土的成因类型及其埋藏分布规律。测定地基岩土的物理力学性质。

（4）査明地下水类型、水质、埋深及分布变化。

（5）根据建筑场地的工程地质条件，分析研究可能发生的工程地质问题，提出拟建建筑物的结构形式、基础类型及施工方法的建议。

（6）对于不利于建筑的岩土层，提出切实可行的处理方法或防治措施。

1.3.2.2　工程地质勘察的一般要求

建设工程项目设计一般分为可行性研究、初步设计和施工图设计三个阶段。为了提供各设计阶段所需的工程地质资料，勘察工作也相应地划分为选址勘察（可行性研究勘察）、初步勘察、详细勘察三个阶段。

下面简述各勘察阶段的任务和工作内容。

1.选址勘察阶段

选址勘察工作对于大型工程是非常重要的环节，其目的在于从总体上判定拟建场地的工程地质条件能否适宜工程建设项目。一般通过取得几个候选场址的工程地质资料进行对比分析，对拟选场址的稳定性和适宜性作出工程地质评价。选择场址阶段应进行下列工作：

（1）搜集区域地质、地形地貌、地震、矿产和附近地区的工程地质资料及当地的建筑经验。

（2）在收集和分析已有资料的基础上，通过踏勘，了解场地的地层、构造、岩石和土的性质、不良地质现象及地下水等工程地质条件。

（3）对工程地质条件复杂，已有资料不能符合要求，但其他方面条件较好且倾向于选取的场地，应根据具体情况进行工程地质测绘及必要的勘探工作。

2.初步勘察阶段

初步勘察阶段是在选定的建设场址上进行的。根据选址报告书了解建设项目类型、规模、建设物高度、基础的形式及埋置深度和主要设备等情况。初步勘察的目的是：对场地内建筑地段的稳定性作出评价；为确定建筑总平面布置、主要建筑物地基基础设计方案以及不良地质现象的防治工程方案做出工程地质论证。本阶段的主要工作如下：

（1）搜集本项目可行性研究报告、有关工程性质及工程规模的文件。

（2）初步査明地层、构造、岩石和土的性质；地下水埋藏条件、冻结深度、不良地质现象的成因和分布范围及其对场地稳定性的影响程度和发展趋势。当场地条件复杂时，应进行工程地质测绘与调査。

（3）对抗震设防烈度为7度或7度以上的建筑场地，应判定场地和地基的地震效应。

3.详细勘察阶段

在初步设计完成之后进行详细勘察，它是为施工图设计提供资料的。此时场地的工程地质条件已基本査明。所以详细勘察的目的是：提出设计所需的工程地质条件的各项技术参数，对建筑地基作出岩土工程评价，为基础设计、地基处理和加固、不良地质现象的防治工程等具体方案作出论证和结论。详细勘察阶段的主要工作要求如下：

（1）取得附有坐标及地形的建筑物总平面布置图，各建筑物的地面整平标高、建筑物的性质和规模，可能采取的基础形式与尺寸和预计埋置的深度，建筑物的单位荷载和总荷载、结构特点和对地基基础的特殊要求。

（2）査明不良地质现象的成因类型，分布范围、发展趋势及危害程度，提出评价与整治所需的岩土技术参数和整治方案建议。

（3）查明建筑物范围各层岩土的类别、结构、厚度、坡度、工程特性，计算和评价地基的稳定性和承载力。

（4）对需进行沉降计算的建筑物，提出地基变形计算参数，预测建筑物的沉降、差异沉降或整体倾斜。

（5）对抗震设防烈度大于或等于6度的场地，应划分场地土类型和场地类别。对抗震设防烈度大于或等于7度的场地，尚应分析预测地震效应，判定饱和砂土和粉土的地震液化可能性，并对液化等级做出评价。

（6）査明地下水的埋藏条件，判定地下水对建筑材料的腐蚀性。当需基坑降水设计时，尚应查明水位变化幅度与规律，提供地层的渗透性系数。

（7）提供为深基坑开挖的边坡稳定计算和支护设计所需的岩土技术参数，论证和评价基坑开挖、降水等对邻近工程和环境的影响。

（8）为选择桩的类型、长度，确定单桩承载力，计算群桩的沉降以及选择施工方法提供岩土技术参数。

1.3.3　地质勘察的方法

1.3.3.1　工程地质测绘

1.工程地质测绘的内容

工程地质测绘是早期岩土工程勘察阶段的主要勘察方法。工程地质测绘实质上是综合性地质测绘，它的任务是在地形图上填绘出测区的工程地质条件。测绘成果是提供给其他工程地质工作，如勘探、取样、试验、监测等的规划、设计和实施的基础。

工程地质测绘的内容包括有工程地质条件的全部要素，即测绘拟建场地的地层、岩性、地质构造、地貌、水文地质条件、物理地质作用和现象；已有建筑物的变形和破坏状况和建筑经验；可利用的天然建筑材料的质量及其分布等。因此，工程地质测绘是多种内容的测绘，它有别于矿产地质或普查地质测绘。工程地质测绘是围绕工程建筑所需的工程地质问题而进行的。

2.工程地质测绘的方法

工程地质测绘方法有相片成图法和实地测绘法。相片成图法是利用地面摄影或航空摄影的照片，先在室内进行解释，划分地层岩性、地质构造、地貌、水系及不良地质现象等，并在相片上选择若干点和路线，然后据此做实地调查、进行核对修正和补充，将调查得到的资料转绘在等高线图上而成工程地质图。

当该地区没有航测等相片时，工程地质测绘主要依靠野外工作，即实地测绘法。实地测绘法有路线法、布点法、追索法三种。

1.3.3.2　工程地质勘探

工程地质勘探方法主要有钻探、井探、槽探和地球物理勘探等。勘探方法的选取应符合勘探目的和岩土的特性。当需查明岩土的性质和分布，采取岩土试样或进行原位测试时，可采用上述勘探方法。

1.钻探

工程地质钻探是获取地表下准确的地质资料的重要方法，而且还可通过钻探的钻孔采取原状岩土样和做原位试验。钻孔的直径、深度、方向取决于钻孔用途和钻探点的地质条件。钻孔的直径一般为75～150mm，但在一些大型建筑物的工程地质勘探时，孔径往往大于150mm，有时可达到500mm。直径达500mm以上的钻孔称为钻井。钻孔的深度由数米至上百米，视工程要求和地质条件而定，一般的建筑工程地质钻探深度在数十米以内。钻孔的方向一般为垂直的，也可打成斜孔。在地下工程中有打成水平的，甚至打成直立向上的钻孔。

2.井探、槽探

当钻探方法难以查明地下情况时，可采用探井、探槽进行勘探。探井、探槽主要是人力开挖，也有用机械开挖。利用井探、槽探可以直接观察地层结构的变化，取得准确的资料和采取原状土样。

槽探是在地表挖掘成长条形的槽子，深度通常小于3m，其宽度一般为0.8～1.0m，长度视需要而定。常用槽探来了解地质构造线，断裂破碎带的宽度、地层分界线、岩脉宽度及其延伸方向和采取原状土样等。槽探一般应垂直岩层走向或构造线布置。

井探一般是垂直向下掘进，浅者称为探坑，深者称为探井。断面一般为1.5m×1.0m的矩形或直径为0.8～1.0m的圆形。井探主要是用来查明覆盖层的厚度和性质、滑动面、断面、地下水位以及采取原状土样等。

3.地球物理勘探

地球物理勘探简称为物探，是利用仪器在地面、空中、水上测量物理场的分布情况，通过对测得的数据和分析判释，并结合有关的地质资料推断地质性状的勘探方法。各种地球物理场有电场、重力场、磁场、弹性波应力场、辐射场等。工程地质勘察可在下列方面采用物探：

（1）作为钻探的先行手段，了解隐蔽的地质界线、界面或异常点。

（2）作为钻探的辅助手段，在钻孔之间增加地球物理勘察点，为钻探成果的内插、外推提供依据。

（3）作为原位测试手段，测定岩土体的波速、动弹性模量、动剪切模量、特征周期、电阻率、放射性辐射参数、土对金属的腐蚀等参数。

1.3.3.3　测试

测试是工程地质勘察的重要内容。通过室内试验或现场原位试验，可以取得岩土的物理力学性质和地下水水质等定量指标，以供设计计算时使用。

1.室内试验

室内试验项目应按岩土类别、工程类型，考虑工程分析计算要求确定。

2.原位测试

原位测试包括地基静载荷试验、旁压试验、土的现场剪切试验、地基土的动力参数的测定、桩的静载荷试验以及触探试验等等。有时，还要进行地下水位变化和抽水试验等测试工作。一般来说，原位测试能在现场条件下直接测定土的性质，避免试样在取样、运输以及室内试验操作过程中被扰动后导致测定结果的失真，因而其结果较为可靠。

3.长期观测

有时在建筑物建成之前或以后的一段时期内，还要对场地或建筑物进行专门的工程性质长期观测工作。这种观测的时间一般不小于1个水文年。对重要建筑物或变形较大的地基，可能要对建筑物进行沉降观测，直至地基变形稳定为止，从而观察沉降的发展过程，在必要时可及时采取处理措施，或为了积累沉降资料，以便总结经验。

1.3.4　工程地质勘察报告

在野外勘察工作和室内土样试验完成后，将工程地质勘察纲要、勘探孔平面布置图、钻孔记录表、原位测试记录表、土的物理力学试验成果、勘察任务委托书、建筑平面布置图及地形图等有关资料汇总，并进行整理、检查、分析、鉴定，经确定无误后编制成工程地质勘察成果报告。提供建设单位、设计单位和施工单位使用，是存档长期保存的技术资料。

1.3.4.1　工程地质勘察报告的基本内容

1.文字部分

文字部分包括勘察目的、任务、要求和勘察工作概况；拟建工程概述；建筑场地描述及地震基本烈度；建筑场地的地层分布、结构、岩土的颜色、密度、湿度、均匀性、层厚；地下水的埋藏深度、水质侵蚀性及当地冻结深度；各土层的物理力学性质、地基承载力和其他设计计算指标；建筑场地稳定性与适宜性的评价；建筑场地及地基的综合工程地质评价；结论与建议；根据拟建工程的特点，结合场地的岩土性质，提出的地基与基础方案设计建议；推荐持力层的最佳方案、建议采用何种地基加固处理方案；对工程施工和使用期间可能发生的岩土工程问题，提出预测、监控和预防措施的建议。

2.图表部分

一般工程勘察报告书中所附图表有下列几种：勘探点平面布置图；工程地质剖面图；地质柱状图或综合地质柱状图；室内土工试验成果表；原位测试成果图表、其他必要的专门土建和计算分析图表。

1.3.4.2　工程地质勘察报告的阅读

工程地质勘察报告的表达形式各地不统一，但其内容一般包括工程概况、场地描述、勘探点平面布置图、工程地质剖面图、土层分布、土的物理力学性质指标及工程地质评价等内容。下面根据某单位拟建在某市的某花苑工程情况，介绍怎样阅读工程地质勘察报告。该项目的工程地质勘察报告摘录如下。

1.工程概况

该花苑工程包括兴建两幢28层塔楼及4层裙楼。场地整平高程为30.00m。塔楼底面积73m×40m，设一层地下室，拟采用钢筋混凝土框剪结构，最大柱荷载为17000kN，采用桩基方案。裙楼底面积73m×60m，钢筋混凝土框架结构，采用天然地基浅基础或沉管灌注桩基础方案。

2.勘察目的与要求

受某市城镇建设局委托，某勘测总队对拟建的某市西区某花苑进行岩土工程勘察工作，要求达到以下目的：

（1）查明拟建场地的地层结构及其分布规律，提供各层土的物理力学性质指标、承载能力及变形指标。

（2）提出建议基础方案并进行分析论证，提供相关的设计参数。

（3）查明地下水类型、埋藏条件、有无腐蚀性等。

（4）查明场地内及其附近有无影响工程稳定的不良地质情况，成因分布范围，并提出处理措施及建议。

（5）查明埋藏的河道、沟浜、墓穴、防空洞、孤石等对工程不利的埋藏物。

（6）划分场地土类型和场地类别，对场地土进行液化判别。

（7）为基坑开挖的边坡设计和支护结构设计提供必要的参数，评价基坑开挖对周围环境的影响，建议合理的开挖方案，并对施工中应注意的问题提出建议。

（8）对施工过程和使用过程中的监测方案提出建议。

3.勘探点平面布置图

按建筑物轮廓布置钻孔25个。如图1.23所示。

4.场地描述

拟建场地位于河流西岸一级阶地上，由于场地基岩受河水冲刷，松散覆盖层下为坚硬的微风化砾岩。阶地上冲积层呈“二元结构”；上层颗粒细，为黏土或粉土层；下层颗粒粗，为砂砾或卵石层。根据场地岩、土样剪切波速测量结果，地表下15m范围内剪切波速平均值vsm=324.4m/s，属中硬场地土类型。又据有关地震烈度区划图资料，场地一带基本地震烈度为6度。

5.地层分布

该工程取Ⅰ—Ⅰ′至Ⅷ—Ⅷ′八个地质剖面，其中Ⅶ—Ⅶ′剖面如图1.24所示。ZK1钻孔柱状图如图1.25所示。

钻探显示，场地的地层自上而下分为六层，各土层描述如下：

（1）人工填土：浅黄色，松散。以中、粗砂和粉质细粒土为主。有混凝土块、碎砖、瓦片，厚约3m。

（2）黏土：冲积，硬塑，压缩系数a1.2=0.29MPa-1，具有中等压缩性。地基承载力特征值fa=288.5kPa，桩侧土极限侧阻力标准值qsik=70kPa，厚度4～5m。

（3）淤泥：灰黑色，冲积，流塑，具有高压缩性，底夹薄粉砂层。厚度0～3.70m，场地西部较厚，东部缺失。

（4）砾石：褐黄色，冲积，稍密，饱和，层中含卵石和粉粒，透水性强，厚度3.70～8.20m。

（5）粉质黏土：褐黄色，残积，硬塑至坚硬，为砾岩风化产物。压缩系数a1.2=0.22MPa-1，具有中等偏低压缩性。桩侧土极限侧阻力标准值qsik=90kPa，桩端土极限端阻力标准值qPK=5400kPa，厚度5～6m。

（6）砾岩：褐红色，岩质坚硬，岩样单轴抗压强度标准值frk=58.5kPa，场地东部的基岩埋藏浅，而西部较深，埋深一般为24～26cm。

6.地下水情况

本区地下水为潜水，埋深约2.10m。表层黏土层为隔水层，渗透系数k=1.28×10-7cm/s；砾石层为强透水层，渗透系数k=2.07×10-1cm/s，砾石层地下水量丰富。分析水质，地下水化学成分对混凝土无腐蚀性。场地一带的地下水与邻近的河水有水力联系。

7.土的物理力学性质指标

土的物理力学性质指标见表1.9。

8.S波测试结果

S波测试结果报告，其中ZK1孔测试结果见表1.10。

9.工程地质评价

（1）本场地地层建筑条件评价。

1）人工填土层物质成分复杂，含有分布不均的混凝土块和砖瓦等杂物，呈松散状，承载力低。

2）黏土层呈硬塑状态，具有中等压缩性，场地内厚度变化不大，一般为4～5m。地基承载力特征值fa=288.5kPa，可直接作为5～6层建筑物的天然地基。

3）淤泥层含水量高，孔隙比大，具有高压缩性，厚度变化大，不宜作为建筑物地基的持力层。

4）砾石层，呈稍密状态，厚度变化颇大，土的承载能力不高。

5）粉质黏土，呈硬塑至坚硬状态，桩侧土极限侧阻力标准值qsik=90kPa，桩端土极限端阻力标准值qPK=5400kPa，可作为沉管灌注桩的地基持力层。

6）微风化砾岩，岩样的单轴抗压强度标准值frk=58.5kPa，呈整体块状结构，是理想的高层建筑桩基持力层。

（2）基型与地基持力层的选择。

1）4层裙楼。对4层裙楼可采用天然地基上的浅基础方案，以硬塑黏土作为持力层。由于裙楼上部荷载较小，黏土层相对来说承载力较高，并有一定厚度，其下又没有软弱淤泥层。黏土层作为持力层具有下列有利因素：

a.地基承载力完全可以满足设计要求（其地基承载力标准值达288.5kPa）。

b.该层具有一定厚度，在本场地内的厚度为4～5m，分布稳定，且其下方不存在淤泥等软弱土层。

c.黏土层呈硬塑状态，是场地内的隔水层，预计基坑开挖后的涌水量较少，基坑边坡易于维持稳定状态。

d.上部结构荷载不大，若柱基的埋深和宽度加大，黏土层承载力还可提高。

2）28层塔楼。对28层塔楼来说，情况与裙楼完全不同：塔楼层数高，荷载大且集中，最大柱荷载为17000kN；黏土层虽有一定承载力和厚度，但该地段下方分布有厚薄不均的软弱淤泥土层，加之塔楼设置有一层地下室，部分黏土层被挖去后，将使基底更接近软弱淤泥层顶面，正常使用过程中发生不均匀沉降的可能性很大；场地内基岩强度高，埋藏深度又不大，故选择砾岩作为桩基持力层合理可靠。从地下室底面起算的桩长为20m左右，施工难度不大。

选择砾岩作为桩基持力层，由于砾石层地下水量丰富，透水性强，因而不宜采用人工挖孔桩，而应选用钻孔灌注桩，并以微风化砾岩作为桩端持力层。

1.3.5　地基承载力基本知识

所谓地基承载力，是指地基单位面积上所能承受荷载的能力。地基承载力一般可分为地基极限承载力和地基承载力特征值两种。地基极限承载力是指地基发生剪切破坏丧失整体稳定时的地基承载力，是地基所能承受的基底压力极限值，用pu表示；地基承载力特征值则是满足土的强度稳定和变形要求时的地基承载能力，以fa表示。将地基极限承载力除以安全系数K，即为地基承载力特征值。

要研究地基承载力，首先要研究地基在荷载作用下的破坏类型和破坏过程。

1.3.5.1　地基的破坏类型

现场载荷试验和室内模型试验表明，在荷载作用下，建筑物地基的破坏通常是由于承载力不足而引起的剪切破坏，地基剪切破坏随着土的性质而不同，一般可分为整体剪切破坏、局部剪切破坏和冲切剪切破坏三种类型。三种不同破坏类型的地基作用荷载p和沉降s之间的关系，即p-s曲线如图1.26所示。

1.整体剪切破坏

对于比较密实的砂土或较坚硬的黏性土，常发生这种破坏类型。其特点是地基中产生连续的滑动面一直延续到地表，基础两侧土体有明显隆起，破坏时基础急剧下沉或向一侧突然倾斜，p-s曲线有明显拐点，如图1.26（a）所示。

2.局部剪切破坏

在中等密实砂土或中等强度的黏性土地基中都可能发生这种破坏类型。局部剪切破坏的特点是基底边缘的一定区域内有滑动面，类似于整体剪切破坏，但滑动面没有发展到地表，基础两侧土体微有隆起，基础下沉比较缓慢，一般无明显倾斜，p-s曲线拐点不易确定，如图1.26（b）所示。

3.冲切剪切破坏

若地基为压缩性较高的松砂或软黏土时，基础在荷载作用下会连续下沉，破坏时地基无明显滑动面，基础两侧土体无隆起也无明显倾斜，基础只是下陷，就像“切入”土中一样，故称为冲切剪切破坏，或称刺入剪切破坏。该破坏形式的p-s曲线也无明显的拐点，如图1.26（c）所示。

1.3.5.2　地基变形的三个阶段

根据地基从加荷到整体剪切破坏的过程，地基的变形一般经过三个阶段。

（1）弹性变形阶段：相应于图1.27（a）中p-s曲线的oa部分。由于荷载较小，地基主要产生压密变形，荷载与沉降关系接近于直线。此时土体中各点的剪应力均小于抗剪强度，地基处于弹性平衡状态。

（2）塑性变形阶段：相应于图1.27（a）中p-s曲线的ab部分。当荷载增加到超过a点压力时，荷载与沉降之间呈曲线关系。此时土中局部范围内产生剪切破坏，即出现塑性变形区。随着荷载增加，剪切破坏区逐渐扩大。

（3）破坏阶段：相应于图1.27（a）中p-s曲线的bc阶段。在这个阶段塑性区已发展到形成一连续的滑动面，荷载略有增加或不增加，沉降均有急剧变化，地基丧失稳定。

对应于上述地基变形的三个阶段，在p-s曲线上有两个转折点a和b[图1.27（a）]。a点所对应的荷载为临塑荷载，以pcr表示，即地基从压密变形阶段转为塑性变形阶段的临界荷载。当基底压力等于该荷载时，基础边缘的土体开始出现剪切破坏，但塑性破坏区尚未发展。b点所对应的荷载称为极限荷载，以pu表示，是使地基发生整体剪切破坏的荷载。荷载从pcr增加到pu的过程是地基剪切破坏区逐渐发展的过程[图1.27（b）]。