地基承載力課件

地基承載力第9章第9章

§9.1概述§9.2淺基礎(chǔ)的地基破壞模式§9.3地基臨界荷載§9.4地基極限承載力§9.5地基容許承載力和地基承載力特征值地基承載力§9.1概述地基土沉降變形建筑物基礎(chǔ)沉降和沉降差變形要求第9章地基承載力水泥倉地基

整體破壞藍(lán)粘土石頭和粘土地基土可能的滑動方向巖石辦公樓外墻黃粘土確定地基承載力的方法靜荷試驗(yàn)或其他原位試驗(yàn)規(guī)范查表方法理論公式方法經(jīng)驗(yàn)法（類比法）確定地基承載力不可能完全相同，尚需結(jié)合區(qū)域地質(zhì)條件參照經(jīng)驗(yàn)綜合確定§9.1概述第9章地基承載力現(xiàn)場載荷試驗(yàn)平板載荷試驗(yàn)要點(diǎn)0.50.5m,0.710.71m,1.01.0m不少于3點(diǎn)8-10級每級穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)承載力的特征值地基破壞的判定(1)明顯側(cè)向擠出或發(fā)生裂紋(2)荷載增量很小,沉降急劇增加,(3)某級荷載增量下,24小時內(nèi)沉降不能穩(wěn)定(4)s/b>0.06的荷載作為破壞荷載載荷試驗(yàn)

pcrpuS荷載沉降曲線現(xiàn)場載荷試驗(yàn)§9.2淺基礎(chǔ)的地基破壞模式9.2.1三種破壞模式天然淺基礎(chǔ)(3~5米),基礎(chǔ)埋深<b強(qiáng)度大的粘性土(老粘土)、密實(shí)砂。過渡類型的破壞壓縮性大、強(qiáng)度很低的粘性土，疏松的砂第9章地基承載力沖剪破壞的模型實(shí)驗(yàn)地基的破壞形式，主要與地基土的性質(zhì)尤其是與壓縮性質(zhì)有關(guān)。較堅(jiān)硬或密實(shí)的土，具有較低的壓縮性，通常呈現(xiàn)整體剪切破壞軟弱粘土或松砂土地基，具有中高壓縮性，常常呈現(xiàn)局部剪切破壞或者沖剪破壞?！?.2淺基礎(chǔ)的地基破壞模式9.2.2破壞模式的影響因素和判別第9章地基承載力破壞模式的影響因素地基土的條件：種類、密度、含水量、壓縮性、抗剪強(qiáng)度等?；A(chǔ)條件：形式、埋深、尺寸等。2.地基塑性區(qū)邊界方程公式推導(dǎo)依據(jù)：①用線彈性理論計(jì)算附加應(yīng)力；②用強(qiáng)度理論建立極限平衡方程式。設(shè)：均質(zhì)地基，條形基礎(chǔ)，均布荷載。假定：①基礎(chǔ)埋深內(nèi)，基礎(chǔ)兩邊緣以外土對m點(diǎn)的作用可用土的自重來代替。②地基為直線變形體。③土的自重產(chǎn)生類似靜水應(yīng)力情況（k0=1）。（即認(rèn)為土的變化為0，μ=0.5）§9.3地基臨界荷載9.3.1地基塑性區(qū)邊界方程第9章地基承載力9.3.1地基塑性區(qū)邊界方程2.地基塑性區(qū)邊界方程§9.3地基臨界荷載第9章地基承載力第一步：用彈性理論求M點(diǎn)大小主應(yīng)力疊加后得：2.地基塑性區(qū)邊界方程§9.3地基臨界荷載9.3.1地基塑性區(qū)邊界方程第9章地基承載力9.3.2地基的臨塑荷載和臨界荷載1.臨塑荷載在一定荷載作用下，塑性區(qū)的最大深度zmax可由數(shù)學(xué)上求極值的方法求得（9-5）§9.3地基臨界荷載第9章地基承載力或:(9-6a)(9-6b)大尺寸的水工建筑物可取pcr作為地基承載力9.3.2地基的臨塑荷載和臨界荷載§9.3地基臨界荷載第9章地基承載力1.臨塑荷載2.臨界荷載p1/3>p1/4>pcr或:或:(9-7a)(9-7b)(9-8a)(9-8b)級別低的或偏心荷載作用的基礎(chǔ)工民建和小尺寸的水工建筑在中心荷載作用下，控制塑性區(qū)最大開展深度zmax=b/4，在偏心荷載下控制zmax=b/3，對一般建筑物是允許的。分別將zmax=b/4和zmax=b/3代入（9-5）得：9.3.2地基的臨塑荷載和臨界荷載§9.3地基臨界荷載第9章地基承載力9.4.1普郎特爾和賴斯納極限承載力假定:基礎(chǔ)：剛性條形基礎(chǔ)、底面光滑、無埋深地基：剛塑性、γ=0ⅠⅡⅡⅢⅢⅠ—郎肯主動區(qū)Ⅱ—過渡區(qū)Ⅲ—郎肯被動區(qū)推導(dǎo)參見《土力學(xué)及巖石力學(xué)》武漢水利電力學(xué)院編P195-196普郎特爾模型§9.4地基極限承載力第9章地基承載力9.4.1普郎特爾和賴斯納極限承載力普郎特爾極限承載力（9-9）賴斯納極限承載力(9-10)§9.4地基極限承載力第9章地基承載力Pu=c.NcNq—承載力系數(shù)或查表9-11924年，賴斯納在普郎德爾理論的基礎(chǔ)上考慮了基礎(chǔ)埋深的影響即把基底以上兩側(cè)土僅僅視同作用在基底水平面上的柔性超載q（=γmd），導(dǎo)出了地基極限承載力計(jì)算公式或查表9-19.4.2太沙基極限承載力§9.4地基極限承載力第9章地基承載力圖9-10太沙基公式承載力系數(shù)（基底完全粗糙）對局部剪切破壞模型，太沙基建議將c和tgφ均降低1/3。即?。?.4.2太沙基極限承載力§9.4地基極限承載力第9章地基承載力根據(jù)調(diào)整后的φ*由圖9-10查得Nc、Nq、Nγ，按式（9-13）計(jì)算對于圓形或方形基礎(chǔ)，太沙基建議按下列半經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算地基極限承載力9.4.2太沙基極限承載力§9.4地基極限承載力第9章地基承載力9.4.3漢森和魏錫克極限承載力（9-22）§9.4地基極限承載力第9章地基承載力漢森給定的安全系數(shù)也為2—3。9.4.3漢森和魏錫克極限承載力§9.4地基極限承載力第9章地基承載力Nc、Nq、Nγ——承載力系數(shù)Sc、Sq、Sγ——基礎(chǔ)形狀修正系數(shù)ic、iq、iγ——荷載傾斜修正系數(shù)dc、dq、dγ——基礎(chǔ)埋深修正系數(shù)gc、gq、gγ——地面傾斜修正系數(shù)bc、bq、bγ——基底傾斜修正系數(shù)表9-2表9-3表9-4表9-5表9-6表9-2影響地基承載力的因素根據(jù)太沙基的極限承載力公式：1.重度的影響粘性土：地下水位上升γ→γ′pu↓；另外，粘性土c↓φ↓pu↓砂土:c=0,φ幾乎不影響pu;(地下水對φ的影響可忽略不計(jì))但γ→γ′pu可減少0.5-0.7倍.第9章地基承載力影響地基承載力的因素2.基寬b的影響砂土:c=0,φ較大,b↑pu↑明顯.粘性土:φ很小,或φu=0,Nr小或Nr=0,第三項(xiàng)小或等于零,所以b↑不能達(dá)到pu↑的目的,也是不經(jīng)濟(jì)的.另外,b↑會導(dǎo)致S↑,而承載力對沉降則是有限制的.所以粘性土地基增加b時要慎重.3.基礎(chǔ)埋深的影響:對均質(zhì)地基,d↑則pu↑,對軟弱地基尤為明顯.但要注意地基結(jié)構(gòu)的影響.4.c、φ的影響:

c↑、φ↑→pu↑，但要注意指標(biāo)的合理選取。一般施工期用q或UU指標(biāo)（短期強(qiáng)度）使用期用cq或CU指標(biāo)（長期強(qiáng)度）第9章地基承載力地基容許承載力:地基穩(wěn)定有足夠安全度的承載能力,用地基極限承載力除以一個安全系數(shù),即是用定值法確定承載力.地基承載力特征值:地基穩(wěn)定有