地基承載力計(jì)算

1、關(guān)于地基承載力計(jì)算第一張，PPT共五十八頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月主要內(nèi)容：7.1 地基破壞模式7.2 地基的臨塑荷載和臨界荷載7.3 地基極限承載力的計(jì)算7.4 地基承載力公式的適用性第二張，PPT共五十八頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月一、地基承載力定義極限承載力 承載地基在發(fā)生剪切破壞時(shí)的荷載強(qiáng)度 7.1 地基破壞模式第三張，PPT共五十八頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月二、 地基破壞的模式 地基破壞主要是由于基礎(chǔ)下持力層抗剪強(qiáng) 度不夠，土體產(chǎn)生剪切破壞所致，地基的破壞模式可分為：1.整體破壞 （密實(shí)砂土，堅(jiān)硬粘土）2.局部剪切破壞 （土質(zhì)較軟）3.沖剪破壞 （軟粘土，深埋）第四張，PPT共五十八頁(yè)，創(chuàng)作

2、于2022年6月2.局部剪切 松軟地基，埋深較大；曲線開始就是非線性，沒(méi)有明顯的驟降段。3.沖剪破壞松軟地基，埋深較大；荷載板幾乎垂直下切，兩側(cè)無(wú)土體隆起。1.整體破壞 土質(zhì)堅(jiān)實(shí),基礎(chǔ)埋深淺；曲線開始近直線，隨后沉降陡增，兩側(cè)土體隆起。 （1）整體破壞PS （2）局部剪切PS（3）沖剪破壞PS深土層表面土三、 地基破壞的模式特征第五張，PPT共五十八頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月某谷倉(cāng)的地基整體破壞第六張，PPT共五十八頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月1940年在軟粘土地基上的某水泥倉(cāng)的傾覆第七張，PPT共五十八頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月水泥倉(cāng)地基整體破壞藍(lán)粘土石頭和粘土地基土可能的滑動(dòng)方向巖石辦公樓外墻黃粘

3、土第八張，PPT共五十八頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月在軟粘土上的密砂地基的沖剪破壞第九張，PPT共五十八頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月相鄰建筑物施工引起的原有建筑物的局部?jī)A斜（軟粘土地基）第十張，PPT共五十八頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月膨脹土地基上建筑物的開裂（美國(guó)加拿大）潛在性膨脹土的分布限與熱帶和溫帶的半干旱地區(qū)內(nèi)。這種條件助長(zhǎng)了蒙特石形成。很多國(guó)家都發(fā)現(xiàn)了膨脹土。印度的黑棉土膨脹土上的基礎(chǔ)陳孚華TU443 1第十一張，PPT共五十八頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月膨脹土對(duì)建筑物的危害活動(dòng)區(qū)域第十二張，PPT共五十八頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月一、荷載沉降曲線pcrpupcr pu臨塑荷載連續(xù)滑動(dòng)面和極限荷載塑性

4、區(qū)發(fā)展和臨界荷載pcr pu地基土開始出現(xiàn)剪切破壞s連續(xù)滑動(dòng)面7.2 地基的臨塑荷載和臨界荷載第十三張，PPT共五十八頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月允許地基中有一定的塑性區(qū)，作為設(shè)計(jì)承載力-考察地基中塑性區(qū)的發(fā)展地基土中某一點(diǎn)應(yīng)力狀態(tài)： ，極限平衡應(yīng)力狀態(tài)（塑性區(qū)）第十四張，PPT共五十八頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月二、條形荷載塑性區(qū)的計(jì)算自重應(yīng)力：s1= (d+z)s3=k0 (d+z)彈性區(qū)的附加應(yīng)力：合力= 1， 3設(shè)k0 =1.0DzM2第十五張，PPT共五十八頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月三、塑性區(qū)的計(jì)算彈性區(qū)的合力： 極限平衡條件：DzM2第十六張，PPT共五十八頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月將應(yīng)力代入

5、極限平衡條件式（2），表示該點(diǎn)既滿足彈性區(qū)；也滿足塑性區(qū)是彈塑像區(qū)的邊界。在荷載p作用下，得到如下邊界方程：z=f() （3）DzM2第十七張，PPT共五十八頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月四、彈塑區(qū)邊界方程第十八張，PPT共五十八頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月五、塑性區(qū)的最大深度zmax塑性區(qū)的最大深度ZmaxDM2第十九張，PPT共五十八頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月對(duì)應(yīng)Zmax=0臨塑荷載；Pcr =Nq d+NccNq、Nc承載力系數(shù)，可以按照下式進(jìn)行計(jì)算或查表7.1（p161）。 Nq Nc N Pcr 1+ /ctg - /2+) (1- Nq )ctg 0 第二十張，PPT共五十八頁(yè)，創(chuàng)作于2022

6、年6月各種臨界荷載的承載力系數(shù) Nq Nc N Pcr 1+ /ctg - /2+) (1- Nq )ctg 0 第二十一張，PPT共五十八頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月1、極限狀態(tài)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過(guò)某一特定狀態(tài) 而不能滿足設(shè)計(jì)規(guī)定的某一功能要求時(shí) 這一特定狀態(tài)稱為結(jié)構(gòu)對(duì)于該功能的極限狀態(tài)2.承載能力極限狀態(tài) 一般是結(jié)構(gòu)的內(nèi)力超過(guò)其承載能力3、正常使用極限狀態(tài) 一般是以結(jié)構(gòu)的變形、裂縫和振動(dòng)參數(shù)超過(guò)設(shè)計(jì)允許的限值為依據(jù)根據(jù)承載能力極限狀態(tài)確定地基的承載力7.3 地基極限承載力的計(jì)算一、基本概念第二十二張，PPT共五十八頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月二、普朗特-瑞斯納極限承載力公式1、極限平衡理論（1）

7、平衡方程：（2）極限平衡條件（3） 假設(shè)與邊界條件2、普朗特-瑞斯納承載力公式（1） 條形基礎(chǔ)地基的滑裂面形狀（2） 極限承載力puDD第二十三張，PPT共五十八頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月3、平面問(wèn)題的平衡方程（1）（2）4、極限平衡條件（3）z zx x xz第二十四張，PPT共五十八頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月5、普朗特(Prandtl)的基本假設(shè)1. 基礎(chǔ)底面是絕對(duì)光滑的（，保證豎直荷載是主應(yīng)力2. 無(wú)重介質(zhì)的假設(shè)：即在式（1）中=0：根據(jù)公式（1）、（2）和（3）以及邊界條件，利用塑性力學(xué)中的滑移線法可以求解條形基礎(chǔ)的地基承載力 Pu這一假定下的精確解或解析解.DD第二十五張，PPT共五十八

8、頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月6、極限平衡區(qū)與滑裂面的形狀無(wú)重介質(zhì)地基的滑裂線網(wǎng)BEFBp實(shí)際地面DC第二十六張，PPT共五十八頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（1）朗肯主動(dòng)區(qū)： pu為大主應(yīng) 力，與水平方向夾角452（2）過(guò)度區(qū)：r=r0e tg（3）朗肯被動(dòng)區(qū)：水平方向?yàn)榇笾鲬?yīng)力，與水平方向夾角45- 27、地基中的極限平衡區(qū)BEFBp實(shí)際地面DCIIIIIIr0r第二十七張，PPT共五十八頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（1）、I 區(qū)垂直應(yīng)力pu為大主應(yīng)力，與水平方向夾角452=pu kapuPu第二十八張，PPT共五十八頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（2）III 區(qū)水平方向?yàn)榇笾鲬?yīng)力，與水平方向夾角45- 23=

9、 D1 kpDq=D第二十九張，PPT共五十八頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（3）區(qū)： 過(guò)度區(qū)極限平衡第二區(qū)：r=r0e tgr0r第三十張，PPT共五十八頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月作用在隔離體上的力：pu 、 D 、pa 、pp 、c、R所有力對(duì)A點(diǎn)力矩平衡puR（4）隔離體r0rApppaDc第三十一張，PPT共五十八頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第三十二張，PPT共五十八頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月r=r0e tg =R過(guò)頂點(diǎn)Atg=dr/ r d =r0etgd tg =r0e tgd =tg dRdrdlrd=A第三十三張，PPT共五十八頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月+M1：puOA =B/2 +M2： p

10、aOC= B/2 tg(45+/2) -M3: cCE=dl-M4: ppGE=B/2e/2tg -M5: D AG= B/2 tg(45+/2) e /2tg puR隔離體r0rApppaDc第三十四張，PPT共五十八頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月8、極限承載力pu Nq, Nc: 承載力系數(shù)第三十五張，PPT共五十八頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月二、太沙基承載力公式1、基本條件2、假設(shè)的滑裂面形狀3、極限承載力公式第三十六張，PPT共五十八頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月1、基本條件（1）考慮地基土的自重 基底土的重量0（2）基底可以是粗糙的0=0 (不會(huì)超過(guò),為什么?)（3）忽略基底以上部分土本身的阻力,簡(jiǎn)

11、化為上部均布荷載 q= DDmD第三十七張，PPT共五十八頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2、假設(shè)的滑裂面形狀被動(dòng)區(qū)過(guò)渡區(qū)剛性核第三十八張，PPT共五十八頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月Ep=Ep1+Ep2+Ep3Wp uB3、考慮剛性核的平衡(1)當(dāng)基底絕對(duì)粗糙 時(shí)，夾角為；(2) 考慮剛性核的平衡： 荷載： p u 自重：W 粘聚力：C 被動(dòng)土壓力EpEp1：土體自重Ep2：滑裂面上粘聚力Ep3 ：側(cè)向荷載第三十九張，PPT共五十八頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第四十張，PPT共五十八頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月太沙基公式中的承載力因數(shù) N、Nq、Nc查圖7.8，以為變量比普朗特-瑞斯納承載力公式偏大，因?yàn)榭紤]了基

12、底摩擦和土體自重（二）局部剪切破壞（非整體破壞）第四十一張，PPT共五十八頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月極限承載力pu的組成 BN /2cNcDqNq第四十二張，PPT共五十八頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月極限承載力的三部分滑動(dòng)土體自重產(chǎn)生的抗力滑裂面上的粘聚力產(chǎn)生的抗力側(cè)荷載D產(chǎn)生的抗力第四十三張，PPT共五十八頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月(1) 影響滑裂面形狀的大小，承載力因數(shù)的大小.滑動(dòng)土體的體積, q的分布范圍, 滑裂面的大小.pu第四十四張，PPT共五十八頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月(1) 的影響pu 影響滑裂面形狀的大小，承載力因數(shù)的大小.滑動(dòng)土體的體積, q的分布范圍, 滑裂面的大小.第四十五張，P

13、PT共五十八頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月(2) 寬度B增加為2B,滑動(dòng)體體積增加為原來(lái)的22倍(提供的抗力),由此增加的承載力增加為原來(lái)的2倍.( BN/2線性增加）B增加，q的分布面積線性增加，qNq不變。B增加，滑裂面面積線性增加， cNc不變pupu第四十六張，PPT共五十八頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月(3) qNq,與側(cè)面荷載大小，和荷載分布范圍有關(guān)-滑裂面形狀有關(guān)。滑裂面形狀與有關(guān)。 Nq, 是的函數(shù)pupu第四十七張，PPT共五十八頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月(4) cNc,與粘聚力，和滑裂面長(zhǎng)度有關(guān)-滑裂面形狀有關(guān)。滑裂面形狀與有關(guān)。 Nc, 是的涵數(shù)pu第四十八張，PPT共五十八頁(yè)，創(chuàng)作于

14、2022年6月總結(jié)上節(jié)課的內(nèi)容極限承載力理論界和半理論解1 Prantl解 假設(shè)和滑裂面形狀2 太沙基解，一般解形式3 極限承載力的影響因素 , c, ，D, B,BEFBp實(shí)際地面CIIIIIID45o/245o/2第四十九張，PPT共五十八頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月三 、地基的容許承載力1容許承載力f及影響因素 f pu / Fs, s s第五十張，PPT共五十八頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月特征值fa(設(shè)計(jì)承載力)2.局部塑性區(qū)2地基承受荷載的不同階段彈性階段- 臨塑荷載3. 極限承載力第五十一張，PPT共五十八頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月3、地基承載力設(shè)計(jì)值f 的確定辦法： 要求較高：f = Pc

15、r 一般情況下：f = P1/4 或 P1/3 在中國(guó)取P1/4或者： 用極限荷載計(jì)算：f = Pu / Fs Fs -安全系數(shù)第五十二張，PPT共五十八頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月4、確定地基承載力設(shè)計(jì)值的方法（1）現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)法：載荷試驗(yàn)、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、靜力觸探等。要進(jìn)行修正（2）規(guī)范公式計(jì)算法，不做寬度深度修正（3）根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定容許承載力，做寬度深度修正第五十三張，PPT共五十八頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月5、目前規(guī)范中設(shè)計(jì)承載力的確定（1） 靜載荷試驗(yàn)fa=fak+b(b-3)+dm(d-0.5)fak :靜載荷試驗(yàn)確定的承載力-特征值（標(biāo)準(zhǔn)值）fa ：深寬修正后的承載力特征值（設(shè)計(jì)值）千斤頂荷載板第五十四張，PPT共五十八頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（2）承載力公式法： fa=Mbb+Md md+Mcck fa :承載力特征值（設(shè)計(jì)值）相當(dāng)與 p1/4=NB /2+Nq d+Ncc但當(dāng)內(nèi)摩擦角比較大時(shí)， 2Mb N第五十五張，PPT共五十八頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月7.4 地基承載力公式的適用性1、臨界荷載和臨塑荷載 適用于均布荷載條形基礎(chǔ)。2、太沙基承載力公式 適用于基礎(chǔ)底面粗糙條形基礎(chǔ)且 為整體破壞模式。一、各種承載力公式適用條件第五十六張，PPT共五十八頁(yè)，創(chuàng)作于20