按照現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，軟巖地基承載力可以采用以下三種方法：
（１）室內(nèi)單軸飽和抗壓強(qiáng)度經(jīng)驗(yàn)折減法
巖石單軸抗壓強(qiáng)度，即巖石在無(wú)側(cè)限的單軸壓應(yīng)力狀態(tài)下，當(dāng)壓力達(dá)到某一值時(shí)，巖石試塊內(nèi)部產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力超過(guò)其微裂紋的拉張應(yīng)力，會(huì)沿著巖石試塊受力方向局部張裂且迅速擴(kuò)展貫穿整個(gè)試件，此時(shí)巖石試塊的側(cè)向膨脹變形所產(chǎn)生的應(yīng)變，超過(guò)了巖石試塊的拉張應(yīng)變，于是導(dǎo)致了巖石試塊宏觀破壞。而巖石飽和抗壓強(qiáng)度是指經(jīng)過(guò)飽和處理后的巖石標(biāo)準(zhǔn)試件在單向受壓狀態(tài)下破壞時(shí)的極限強(qiáng)度，它取決于組成礦物的成分、結(jié)構(gòu)和組織。結(jié)構(gòu)和組織越均勻、越致密，組成礦物越細(xì)，則礦物間的連接越好，巖石的強(qiáng)度越高。
該方法簡(jiǎn)單易操作、成本低，目前仍被廣泛采用。按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《水力發(fā)電工程地質(zhì)勘察》（GB50287-2006），壩基巖體允許承載力普遍采用單軸飽和抗壓強(qiáng)度，結(jié)合巖體結(jié)構(gòu)、裂隙發(fā)育程度，做相應(yīng)折減確定，與《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50007-2002）及其他行業(yè)或地方規(guī)范做法基本一致，屬于明顯的經(jīng)驗(yàn)取值，區(qū)別在于考慮折減因素的側(cè)重點(diǎn)和折減系數(shù)范圍不同，見(jiàn)表6-4。同時(shí)，與水電規(guī)范不同的是，建筑地基規(guī)范對(duì)于泥質(zhì)巖類，在確保施工期和使用期不致遭水浸泡時(shí),可采用天然濕度的試樣，不進(jìn)行飽和處理，這顯然是考慮到泥巖容易崩解軟化，飽和處理對(duì)試樣損傷較大，很難反映巖石真正的力學(xué)狀態(tài)。
表 紅層軟巖單軸飽和抗壓強(qiáng)度取值對(duì)比表
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規(guī)范名稱 |
允許承載力（MPa） |
備注 |
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完整 |
較完整 |
較破碎 |
破碎 |
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水電規(guī)范（GB50287-2006） |
1/5Rb |
(1/6～1/7)Rb |
(1/8～1/10)Rb |
(1/11~1/16)Rb |
試樣完全飽和 |
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地基規(guī)范（GB50007-2002） |
1/2Rb |
(1/2～1/5)Rb |
(1/5~1/10)Rb |
平板載荷試驗(yàn) |
天然濕度試樣 |
工程實(shí)踐表明，簡(jiǎn)單采用單軸抗壓強(qiáng)度確定軟巖地基承載力明顯偏低，主要存在以下幾方面問(wèn)題：
a、含水狀態(tài)：按照試驗(yàn)規(guī)程，從鉆進(jìn)-取樣-制樣-試驗(yàn)，巖石經(jīng)過(guò)飽和-失水-再飽和的循環(huán)反復(fù)，對(duì)于紅層巖體，實(shí)際是巖樣先崩裂、后超吸水、再膨脹而弱化后的抗壓強(qiáng)度，造成了一定的強(qiáng)度損失，試驗(yàn)數(shù)值偏低，不能代表巖體真實(shí)的賦存環(huán)境和力學(xué)環(huán)境。
b、尺寸：巖樣試驗(yàn)中，尺寸效應(yīng)是一個(gè)不可忽視的因素，按《工程巖體試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50266-99），試件高徑比一般為2~2.5。有時(shí)巖樣較少，也有采用1:1的。這樣造成試驗(yàn)結(jié)果增大，故應(yīng)乘以一定的系數(shù)折減。試驗(yàn)研究表明，在一定范圍內(nèi)的試件尺寸變化，具有斷面尺寸越大，強(qiáng)度越低，高徑比越大，強(qiáng)度越低，并趨于某一定值。
c、形狀：相同橫截面積圓形比方形試件的試驗(yàn)值大，因?yàn)閳A形具有軸對(duì)稱、應(yīng)力分布均勻的特點(diǎn)。
d、紅層本身取樣困難：紅層巖體在回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)過(guò)程中，很容易遭受擾動(dòng)破壞，因此，很難取到既符合規(guī)格又能保持原狀的巖樣；而一般在露頭由于巖體風(fēng)化嚴(yán)重甚至風(fēng)化成土，也很難取到滿足要求的巖樣，即使采取到了有限的巖樣，其代表性也很差，試驗(yàn)數(shù)值離散型大，根據(jù)這些巖樣的試驗(yàn)結(jié)果來(lái)評(píng)價(jià)紅層的地基承載力，明顯偏低，往往有些泥巖的飽和抗壓強(qiáng)度僅為幾Mpa，甚至低于0.5Mpa，從而導(dǎo)致人們低估紅層的地基承載潛力。
（2）原位巖體載荷試驗(yàn)
理論上講，原位載荷試驗(yàn)是最可靠的巖石地基承載力方法，特別適用于重要工程確定地基承載力，但由于基巖埋深較深，現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行試驗(yàn)難度很大，加上水電工程荷載要求高，試驗(yàn)加載困難，實(shí)踐中往往采用的不多。
原位巖體在外荷載作用下的破壞與巖石在無(wú)側(cè)限的單軸壓應(yīng)力下巖塊試樣破壞是完全不同的。由于巖體不是孤立的單元體，而是周圍有泊松效應(yīng)約束的整體，因此，在荷載作用下，承壓板周圍會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中，迫使巖體沉降，造成局部裂紋開始張裂，當(dāng)荷載增加時(shí)，迅速擴(kuò)張，巖體沉降變形明顯增大，巖體由非破壞性沉降向破壞性沉降轉(zhuǎn)變。當(dāng)外荷載達(dá)到某一值時(shí)，巖體急劇沉降，承壓板周圍巖體出現(xiàn)蜘蛛網(wǎng)狀的裂紋或明顯擠出隆起，導(dǎo)致其宏觀破壞。規(guī)范規(guī)定，取極限荷載除以3與比例界限荷載的較小值作為地基承載力。相關(guān)試驗(yàn)成果表明，采用載荷試驗(yàn)所確定的巖體承載力遠(yuǎn)高于室內(nèi)無(wú)側(cè)限的單軸抗壓強(qiáng)度值，其值相差2～3倍。
（3）室內(nèi)三軸壓縮試驗(yàn)
規(guī)范GB50287-2006附錄D明確提出了軟巖宜采用三軸壓縮試驗(yàn)確定允許承載力，該方法測(cè)定的是三向應(yīng)力狀態(tài)下的巖石強(qiáng)度，能比較確切的反映天然巖體的實(shí)際受力特性，理論上相比單軸抗壓強(qiáng)度更為準(zhǔn)確，較現(xiàn)場(chǎng)原位載荷試驗(yàn)操作難度和成本相對(duì)較小，但實(shí)際應(yīng)用三軸壓縮試驗(yàn)來(lái)確定紅層軟巖地基承載力的報(bào)道并不是很多。長(zhǎng)江科學(xué)院重慶研究中心曾對(duì)重慶嘉陵江黃花園大橋等建筑物基礎(chǔ)持力層巖體在低圍壓（σ3=0.1～0.3Mpa）三向應(yīng)力狀態(tài)下的三軸壓縮強(qiáng)度試驗(yàn)研究成果表明，軟巖的圍巖效應(yīng)十分明顯，即軟巖在三軸應(yīng)力狀態(tài)下的強(qiáng)度高于單軸應(yīng)力狀態(tài)下的強(qiáng)度（見(jiàn)公式），其值相差1.5～2倍。水電工程設(shè)計(jì)中，往往將三軸壓縮試驗(yàn)成果作為確定巖體強(qiáng)度和承載力的輔助對(duì)比手段，草街航電工程就是依據(jù)施工階段進(jìn)行的室內(nèi)三軸壓縮試驗(yàn)成果，對(duì)巖體強(qiáng)度及承載力參數(shù)進(jìn)行了適當(dāng)?shù)奶岣�，以滿足工程設(shè)計(jì)的需要
。
巖石試塊在較低圍壓的三向應(yīng)力狀態(tài)下的破壞機(jī)理，既不完全相似于巖石試塊在無(wú)側(cè)限的單軸壓應(yīng)力狀態(tài)下的拉張破壞機(jī)理，也與原位巖體在外載荷作用下的破壞機(jī)理不相同。因?yàn)閹r石試塊在三向應(yīng)力狀態(tài)下是受主應(yīng)力的作用受壓面為主平面，試件表面無(wú)剪應(yīng)力作用，所以隨著軸向壓力的增加時(shí),巖石試塊一方面會(huì)沿著最大主應(yīng)力方向的微裂紋產(chǎn)生拉裂且延伸，另一方面由于圍壓作用，會(huì)迫使其沿著最大主應(yīng)力斜交方向產(chǎn)生滑動(dòng)，使其巖石試塊產(chǎn)生以張裂為主的拉剪的宏觀破壞。
三軸壓縮試驗(yàn)成果反映實(shí)際巖體力學(xué)特性的前提是，所采巖樣必須未受擾動(dòng)，這對(duì)于紅層軟巖取樣是比較困難的，因此，該試驗(yàn)所獲得的巖石強(qiáng)度雖較單軸抗壓強(qiáng)度高，但由于樣品的原因，其值仍小于原位載荷試驗(yàn)所獲得的強(qiáng)度。
另外，在建筑領(lǐng)域，軟巖承載力已經(jīng)提得很高，廣州最高提到2.5MPa。南京最高提到7.5MPa，且其折減系數(shù)相比國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和水電標(biāo)準(zhǔn)要高很多，同時(shí)，很多研究也嘗試?yán)脛?dòng)力觸探和標(biāo)貫試驗(yàn)來(lái)確定紅層承載力，且已經(jīng)被一些地方標(biāo)準(zhǔn)所采用，我想這些方面都值得水電工程領(lǐng)域借鑒和推廣。
總之，由于紅層特有的水敏性，極易崩解和軟化，在外荷載作用下容易發(fā)生流變等特點(diǎn)，從而造成巖體的力學(xué)損傷，導(dǎo)致力學(xué)性質(zhì)快速大幅度降低這些特點(diǎn)，以致利用目前規(guī)范確定的地基承載力都比較保守。要充分挖掘紅層軟巖承載力潛力，應(yīng)在紅層巖體系統(tǒng)研究的基礎(chǔ)上，進(jìn)行大量的室內(nèi)、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)及模型試驗(yàn)，為工程設(shè)計(jì)提供可靠的理論依據(jù)，同時(shí)，在工程實(shí)踐中，我們應(yīng)采用多方法多途徑對(duì)紅層巖體承載力進(jìn)行研究，在滿足工程設(shè)計(jì)需要的前提下，盡量積累更多更好的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
在此，希望各位同行能多予指導(dǎo)和建議，希望在不久的將來(lái)，能夠提出更加科學(xué)合理且可行的適用于水電工程的確定方法或者某種經(jīng)驗(yàn)公式，謝謝！
