土力學之地基承載力講義

第四章2006年4月地基承載力4.1概述4.2臨塑荷載和臨界荷載4.3極限承載力計算4.4地基承載力的確定方法本章目錄《土力學》p341習題8-4本章作業(yè)4.1概述建筑物地基設(shè)計的基本要求：穩(wěn)定要求：荷載小于承載力（抗力）變形要求：變形小于設(shè)計允許值S[S]與土的強度有關(guān)與土的壓縮性有關(guān)地基承載力沉降計算（分層總和法）4.1概述加拿大特朗斯康谷倉事故：1913年9月裝谷物，10月17日裝了31822Ｔ谷物時，1小時豎向沉降達30.5cm24小時傾斜26°53ˊ西端下沉7.32m東端上抬1.52m上部鋼混筒倉完好無損概況：長59.4m，寬23.5m，高31.0m，共65個圓筒倉。鋼混筏板基礎(chǔ)，厚61cm，埋深3.66m。1911年動工，1913年完工，自重20000T。4.1概述在粘土地基上的某谷倉地基破壞情況4.1概述

1940年在軟粘土地基上的某水泥倉的傾覆4.1概述水泥倉地基的整體破壞4.1概述承載力的概念：地基承受荷載的能力。數(shù)值上用地基單位面積上所能承受的荷載來表示。極限承載力地基承受荷載的極限能力。數(shù)值上等于地基所能承受的最大荷載。容許承載力保留足夠安全儲備，且滿足一定變形要求的承載力。也即能夠保證建筑物正常使用所要求的地基承載力。

承載力設(shè)計值(特征值)現(xiàn)場試驗確定地基承載力載荷試驗旁壓試驗4.1概述4.1概述載荷板千斤頂百分表4.1概述123SP0比例界限極限荷載PcrPu階段1：彈性段階段2：局部塑性區(qū)階段3：完全破壞段P~S曲線4.1概述臨塑荷載1分級加載，分級不少于8級，每級沉降穩(wěn)定后再進行下一級加載；說明：當出現(xiàn)下列情況之一時，可終止加載：4.1概述終止加載標準：《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（GB50007-2002）：1承壓板周圍的土明顯側(cè)向擠出2沉降s急驟增大，荷載~沉降（p~s）曲線出現(xiàn)陡降段2Pu取值：滿足終止加載標準（破壞標準）的某級荷載的上一級荷載作為極限荷載3在某一荷載下，24小時內(nèi)沉降速率不能達到穩(wěn)定4沉降量與承壓板寬度或直徑之比0.064.1概述3沖剪破壞1整體破壞土質(zhì)堅實，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。2局部剪切破壞松軟地基，埋深較大；曲線開始就是非線性，沒有明顯的驟降段。松軟地基，埋深較大；荷載板幾乎是垂直下切，兩側(cè)無土體隆起。PS1234.1概述1321整體剪切破壞2局部剪切破壞3沖剪破壞4.1概述軟粘土上的密砂地基的沖剪破壞4.2臨塑荷載與臨界荷載臨塑荷載：2.局部塑性區(qū)1.彈性階段地基處于彈性階段與局部塑性階段界限狀態(tài)時對應的荷載。此時地基中任一點都未達到塑性狀態(tài)，但即將達到《土力學》第298頁4.2臨塑荷載與臨界荷載臨塑荷載與臨界荷載計算(條形基礎(chǔ))q=0dp2zM自重應力

s1=0d+zs3=k0(0d+z)設(shè)k0=1.0合力=附加應力B4.2臨塑荷載與臨界荷載極限平衡條件：將1，3的解代入極限平衡條件，得到：q=0dp2zMB4.2思臨塑飯荷載與借臨界荷暴載由z與的單值庫關(guān)系可求出z的極嶄值Zmax=0pcr=0dNq+cNc臨塑荷載其中4.2說臨塑荷載賴與臨界荷狀載Zmax=B/壩4或B/3：p1/4=BN1/4+0dNq+cNc臨界荷載p1/3=BN1/3+0dNq+cNc其中4.2否臨塑浩荷載與仔臨界荷親載各種臨店界荷載葡的承載寬力系數(shù)NNqNcpcr01+/ctg-

/2+)(Nq-1)ctgp1/4(Nq-1)/2p1/32(Nq-1)/34.2夾臨塑荷載污與臨界荷表載特例：將1，3的解代哪入極限券平衡條視件，得愈到：q=0dp2zMB＝0時極限平巴衡條件：即時地基不合會出現(xiàn)塑干性區(qū)4.2顯臨塑凱荷載與巖臨界荷纖載q=0dp2zMB2=/揉2時右端捐為最小pcr=0d+cp1/4=p1/3=pcr=0d+c臨塑荷載此時其軌叨跡為以基聲底為直徑櫻的一個圓摸弧臨界荷載＝0時蹈特例4.2而臨塑弄荷載與艇臨界荷黨載討論3公突式來源龍于條形抖基礎(chǔ)，慌但用于悄矩形基豈礎(chǔ)時是訪偏于安族全的1公博式推導茫中假定k0=1.咱0與實際不的符，但使妥問題得以強簡化2計算忠臨界荷載p1/4,p1/3時土中已爬出現(xiàn)塑性瓶區(qū)，此時陷仍按彈性處理論計算演土中應力欄，在理論袋上是矛盾均的4.2南臨塑乏荷載與懂臨界荷鴿載討論(續(xù))B、d柜增大p1/4評、p1/3增大、c、增大外因內(nèi)因臨界荷韻載：pcr=0dNq+cNc臨塑荷載：B的變化浩對pcr沒有影啟響特例：＝0時B的變化對p1/4、p1/3沒有影境響4.3慌極限承載叢力計算4.3.的1普朗承德爾-瑞珠斯納公式4.3.個2太沙基狹公式4.3.態(tài)3斯凱耗普頓公式4.3瓶.4驅(qū)漢森公繳式4.3塊.5紋極限承跪載力的淘影響因煉素主要內(nèi)容美：——極限承倒載力也再可稱作極限荷載4.3船極限承載傷力計算假定：4.3愿.1列普朗德架爾-瑞姨斯納公墾式概述：普朗德爾膏(Pra尺ndtl煉,19手20)利恒用塑性力未學針對無艘埋深條形喬基礎(chǔ)得到零極限承載俊力的理論連解，雷斯當諾(Re野issn方er,頑1924物)將其推據(jù)廣到有埋手深的情況刷。1基覽底以下狹土那＝0Bd2基底拖完全光滑3埋花深d<姑B（底忍寬）4.3垃極限腦承載力彎計算利用塑經(jīng)性力學鮮的滑移哄線場理涉論q=0ddpu4.3候極限倚承載力齊計算1睬朗肯主康動區(qū)：pu為大主鉛應力，蠟AC與養(yǎng)水平向餐夾角4筋5憤22過錢渡區(qū)：r=r0etg哲3朗肯被動烈區(qū)：水平方蘭向為大顯主應力崇，EF份與水平霸向夾角劇45-橫奶2q=0ddpu4.3括極限葉承載力惱計算pu=pupaI顛區(qū)4.3福極限浪承載力秀計算III響區(qū)0d3=0d1pp4.3希極限燒承載力副計算r0rpupppa0dcR隔離體分攪析A4.3彈極限閑承載力寒計算普朗德爾鵲-瑞斯納泛（Pra勻ndtl說-Rei軌ssne弓r）極限承悶載力：特例：＝0時pu=0d+(+2)c4.3頃極限承載裂力計算基本條件外：4.3.鼓2太沙創(chuàng)基(T知erza暗ghi)拔公式1考慮基躁底以下渾土的自去重2基底完咐全粗糙3忽略基底占以上土體闊本身的阻雷力，簡化為態(tài)上覆均稿布荷載復q=0d4.3克極限承載闖力計算被動區(qū)過渡區(qū)剛性核太沙基喂（Ter翼zag招hi）極限承架載力示印意4.3保極限承載撇力計算pu9045-付/2基底完全案粗糙:=q=0d4.3淚極限對承載力障計算剛性核分叼析：puEpWEp基底完全帳粗糙時B4.3熊極限劈燕承載力魚計算q=0dEpEp=Ep1+Ep2+Ep3Ep1：土體自鞠重產(chǎn)生的泊抗力Ep2：滑裂面涼上粘聚力啦產(chǎn)生的抗誓力Ep3：側(cè)荷載q=0d產(chǎn)生的抗益力被動土壓魯力Ep：4.3苗極限番承載力休計算Ter熔zag鹿hi極限承包載力公蒜式：說明：可近似推探廣到圓形而、方形基迷礎(chǔ)，及局翼部剪切破哪壞情況N、Nq、Nc——承載力系滲數(shù)，只取訪決于4.3兔極限承載終力計算圓形基礎(chǔ)：方形基悅礎(chǔ)：局部剪切：圓形基危礎(chǔ)的直映徑4.3虛極限既承載力給計算滑動土體員自重產(chǎn)生詳?shù)目沽?cè)荷載0d產(chǎn)生的抗力滑裂面上谷的粘聚力外產(chǎn)生的抗職力極限承載六力pu的組成杜：4.3愧極限平承載力輪計算對于飽和崗軟粘土地缸基＝0：4.3占.3燙斯凱普些頓（S順kem作pto虜n）公那式條形基裹礎(chǔ)下：普朗德爾蜂-瑞斯納遲公式的特拼例矩形基礎(chǔ)寧下：斯凱普眼頓公式4.3置極限承載點力計算在原有溪極限承燈載力公辦式上修腎正：4.3介.4斧漢森（寨Han贈sen梢）公式基礎(chǔ)形狀旱修正深度修防正荷載傾斜尸修正地面傾斜偉修正基底傾擴斜修正4.3迷極限芳承載力架計算其它公式鵲：梅耶霍烏夫（M內(nèi)eye認rho賴f）公辟式基底粗思糙考慮基蟻底以上貼的土的多抗剪強俯度對數(shù)螺夢旋線滑敢裂面4.3講極限繞承載力疲計算4.3.謠5極限獵承載力的蘋影響因素一般公式組：B、d發(fā)增大Pu增大、c、增大外因內(nèi)因4.3和極限承載諸力計算飽和軟粘閣土地基＝0：條形基眉礎(chǔ)下：特例：B的變化敏對Pu沒有影競響4.4跳地基承載千力的確定圣方法極限承竭載力承載力容許承東載力：承載力猾特征值看(設(shè)逗計值)通常所說素的承載力濕指容許承仇載力已學習內(nèi)外容（關(guān)于圾淺基礎(chǔ)）臨界荷載P1/4、P1/3臨塑荷載Pcr極限荷援載Pu（極限嘴承載力彎）普朗德爾道-瑞斯納浸公式太沙基朗公式斯凱普頓皇公式漢森公臨式4.4蜻地基葛承載力猛的確定絮方法問題：如何確英定容許裂承載力場？4.4兼地基懷承載力悟的確定疏方法承載力f的確定臥辦法：1通過公擠式計算①要求外較高：f享=Pcr②一般情況謝下：f=護P1/4或P1/3在中國取P1/4或者：③用掛極限荷喬載計算汁：f=聲Pu/KK---安全系幕數(shù)太沙基：K3.0斯凱普頓申：K=1.毫1~1等.5漢森公式名：K2.忽0K=4.4品地基直承載力反的確定包方法我國規(guī)范初中?。篺a=Mbb+Mdmd+Mcck1《建違筑地基基世礎(chǔ)設(shè)計規(guī)序范》（G甘BJ7-覺89）2《基建筑地杜基基礎(chǔ)膀設(shè)計規(guī)暈范》（相GB5堆000姻7-2陣002些）fa：承載力特非征值（設(shè)犧計值）以臨界例荷載P1/4為理論基省礎(chǔ)Mb、Md、Mc：承載力系胳數(shù)，與內(nèi)略摩擦角k有關(guān)b：基底寬籍度，大圾于6m軟按6m煮取值，梨對于砂梁土小于與3m按沒3m取斧值ck：基底下一脆倍短邊寬驚深度內(nèi)土口的粘聚力標準值k：基底下一取倍短邊寬壁深度內(nèi)土俊的內(nèi)摩擦角炸標準值4.4送地基跡承載力悔的確定襖方法2通過載荷胡試驗確定①有明顯袋直線段炎：fak=Pcr②加載到破含壞且Pu/2<Pcr：③不筍能滿足振上述要嶼求時：123SP0比例界限極限荷載PcrPuP~S曲線臨塑荷載fak=Pu/2取某一株沉降量李對應的斑荷載，歐但其值不能大樣于最大加載截量的一半4.4籍地基岡承載力貌的確定臉方法fa=fak+b(b-3)+dm(d-0件.5)進行深境度和寬貿(mào)度修正高：fak：承載力特鐵征值（標權(quán)準值）fa：深寬修板正后的界承載力胖特征值襲（設(shè)計喝值）b、d：寬度和手深度修爺正系數(shù)：基底下汽土的重毛度，地竭下水位瞇以下取勻