土力學(xué)地基承載力

土力學(xué)第一節(jié)概述第二節(jié)地基的變形與失穩(wěn)第三節(jié)地基的極限承載力pu第四節(jié)地基的容許承載力第八章地基承載力第八章第1頁/共36頁土力學(xué)第一節(jié)概述極限平衡狀態(tài)：當(dāng)土中一點(diǎn)的剪應(yīng)力到達(dá)土的抗剪強(qiáng)度時(shí)，這一點(diǎn)的土就處于極限平衡狀態(tài)。塑性區(qū)：假設(shè)土體中某一區(qū)域內(nèi)各點(diǎn)都到達(dá)極限平衡狀態(tài)，這一區(qū)域就稱為極限平衡區(qū)，或塑性區(qū)。地基穩(wěn)定性：地基在外荷載作用下，抵抗破壞的平安、穩(wěn)定程度。地基承載力：地基承受荷載的能力。極限承載力pu：地基即將喪失穩(wěn)定性時(shí)的承載力。容許承載力[R]：地基穩(wěn)定有足夠的平安度，并且變形控制在建筑物的容許范圍內(nèi)時(shí)的承載力。第八章第2頁/共36頁土力學(xué)影響地基承載力的因素地基土的性質(zhì)根底的埋深、寬度、形狀荷載傾斜與偏心的影響覆蓋層抗剪強(qiáng)度的影響地下水位的影響下臥層的影響第八章第3頁/共36頁土力學(xué)第二節(jié)地基的變形與失穩(wěn)一、豎直荷載下地基破壞的形式三種形式：〔1〕整體剪切破壞〔generalshearfailure〕〔2〕局部剪切破壞〔localshearfailure〕〔3〕沖剪破壞〔punchingshearfailure〕第八章第4頁/共36頁土力學(xué)地基的破壞形式主要取決于地基土的特性和根底的埋深。Vesic.A.B.提出采用剛度指標(biāo)Ir來判別地基土的破壞形式第八章第5頁/共36頁土力學(xué)二、地基變形的三個(gè)階段發(fā)生整體剪切破壞的地基的變形過程可分為三個(gè)階段：1.壓密變形〔oa段〕2.局部剪損〔ab段〕3.整體剪切破壞階段〔bc段〕第八章第6頁/共36頁土力學(xué)三個(gè)階段之間存在著兩個(gè)界限荷載臨塑荷載pcr：〔地基中開始出現(xiàn)塑性破壞區(qū)時(shí)的荷載〕對應(yīng)于p-s曲線上的a點(diǎn)極限荷載pu：〔極限承載力〕對應(yīng)于p-s曲線上的b點(diǎn)第八章第7頁/共36頁土力學(xué)第三節(jié)地基的極限承載力根本假定：〔1〕根底底面光滑〔2〕地基土無重量(γ=0)〔3〕不考慮根底側(cè)面荷載作用(q=0)1、當(dāng)荷載到達(dá)極限荷載pu時(shí)，地基內(nèi)出現(xiàn)連續(xù)的滑裂面?；淹馏w可分為三個(gè)區(qū)：I.朗肯主動區(qū)II.過渡區(qū)III.朗肯被動區(qū)一、普朗特爾-瑞斯納公式〔一〕L.Prandtl課題〔1920〕ⅡⅠIII第八章第8頁/共36頁土力學(xué)2、按上述假定Plantl求得地基中只考慮粘聚力c的極限承載力表達(dá)式第八章第9頁/共36頁土力學(xué)〔二〕H.Reissner課題〔1924〕H.Reissner求得γ=0，c=0，僅考慮根底兩側(cè)地基土重量時(shí)，由根底側(cè)面荷載q=γD產(chǎn)生的極限承載力公式第八章第10頁/共36頁土力學(xué)索科洛夫斯基用差分法求得c=0，q=0，僅考慮容重γ時(shí)的極限承載力公式〔三〕索科洛夫斯基課題第八章第11頁/共36頁土力學(xué)〔四〕極限承載力的計(jì)算通式對于實(shí)際工程中c、q、γ均不為零的各種情況可將〔8-22〕和〔8-24〕合并，即可得極限承載力的計(jì)算通式式中Nq、Nc、Nγ稱為承載力系數(shù)，它們都是φ的函數(shù)，可以查表8-1求得。第八章第12頁/共36頁土力學(xué)地基承載力由三局部組成：1、滑動土體自重所產(chǎn)生的抗力；2、根底兩側(cè)均布荷載q所產(chǎn)生的抗力；3、滑裂面上粘聚力c所產(chǎn)生的抗力。第八章第13頁/共36頁土力學(xué)二、Terzaghi〔太沙基〕課題根本假定：〔1〕地基根底間摩擦力很大。當(dāng)?shù)鼗茐臅r(shí)，根底底下的土楔體ABC處于彈性平衡狀態(tài)，稱為彈性核。AC面與水平面呈φ角。ACB第八章第14頁/共36頁土力學(xué)〔2〕地基破壞時(shí)沿著CDF曲面滑動，出現(xiàn)連續(xù)的滑動面。DF面與水平面的夾角為45o-/2。ADF為朗肯被動區(qū)，ACD為對數(shù)螺線過渡區(qū)?！?〕將根底底面以上的地基土看作均布荷載q=D，不考慮其強(qiáng)度，將這一局部土體視為松散體。第八章第15頁/共36頁土力學(xué)第八章第16頁/共36頁在上述假定的根底上，可以從剛性核的靜力平衡條件求極限承載力土力學(xué)φ第八章第17頁/共36頁土力學(xué)三、Hansen〔漢森〕公式第八章第18頁/共36頁土力學(xué)一、地基容許承載力的概念極限承載力pu：地基即將喪失穩(wěn)定性時(shí)的承載力。容許承載力[R]：地基穩(wěn)定有足夠的平安度，并且變形控制在建筑物的容許范圍內(nèi)時(shí)的承載力。地基的容許承載力不僅取決于地基的性質(zhì)，根底寬度、根底埋深，而且取決于建筑物的容許沉降量。第四節(jié)地基的容許承載力第八章第19頁/共36頁此時(shí)地基已產(chǎn)生局部破壞，但尚未開展到整體破壞，有一定的平安余度，地基土強(qiáng)度已經(jīng)比較充分發(fā)揮；整個(gè)地基仍可近似當(dāng)成彈性半空間體。土力學(xué)二、按控制地基中塑性區(qū)的開展范圍確定地基容許承載力臨塑荷載時(shí)，地基中開始出現(xiàn)極限平衡區(qū)

極限荷載時(shí)，地基產(chǎn)生破壞常選用臨塑荷載和臨界荷載作為容許承載力第八章第20頁/共36頁土力學(xué)1、條形根底均布荷載極限平衡區(qū)的最大開展深度第八章第21頁/共36頁土力學(xué)2β第八章第22頁/共36頁土力學(xué)2、條形均布荷載作用下的臨塑荷載和臨界荷載比較一下，可以得到臨塑荷載和臨界荷載的承載力系數(shù)第八章第23頁/共36頁土力學(xué)第八章第24頁/共36頁土力學(xué)三、按地基標(biāo)準(zhǔn)承載力表確定地基容許承載力根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)指標(biāo)查表f0承載力根本值〔f0〕：是指按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的一定的根底寬度和埋深條件下的地基承載能力，按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)查表確定。承載力標(biāo)準(zhǔn)值〔fk〕：是指按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)方法試驗(yàn)并經(jīng)統(tǒng)計(jì)處理后的地基承載能力。承載力設(shè)計(jì)值〔f〕：地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值經(jīng)過深寬修正后的地基承載力。統(tǒng)計(jì)處理后得fk深寬修正得f容許承載力[R]第八章第25頁/共36頁土力學(xué)密實(shí)度土的名稱稍密中密密實(shí)卵石300-500500-800800-1000碎石250-400400-700700-900圓礫200-300300-500500-700角礫200-250250-400400-600表8-4碎石土承載力標(biāo)準(zhǔn)值fk(kPa)表8-6粘性土承載力根本值f0(kPa)第二指標(biāo)IL第一指標(biāo)e00.250.500.751.001.200.54754303903600.64003603252952650.73252952652402101700.8275240220200170135第八章第26頁/共36頁土力學(xué)表8-7沿海地區(qū)淤泥和淤泥質(zhì)土承載力根本值f0(kPa)天然含水量ω(%)36404550556575f0100908070605040基本值fk深寬修正得設(shè)計(jì)值f第八章第27頁/共36頁土力學(xué)也可以根據(jù)野外的測試結(jié)果查標(biāo)準(zhǔn)確定承載力標(biāo)準(zhǔn)值N1015202530fk(kPa)105145190230N1010203040fk(kPa)85115135160表8-13素填土承載力標(biāo)準(zhǔn)值fk(kPa)表8-12粘性土承載力標(biāo)準(zhǔn)值fk(kPa)第八章第28頁/共36頁〔一〕載荷試驗(yàn)土力學(xué)四、原位試驗(yàn)求地基容許承載力第八章第29頁/共36頁土力學(xué)〔二〕靜力觸探試驗(yàn)Ps1、梅耶霍夫公式2、國內(nèi)建議公式第八章第30頁/共36頁土力學(xué)〔三〕標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)1、GBJ7-89標(biāo)準(zhǔn)〔根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)N63.5〕N63.5土類10153050中、粗砂180250340500粉、細(xì)砂140180250340粘性土承載力標(biāo)準(zhǔn)值〔kPa〕砂土承載力標(biāo)準(zhǔn)值〔kPa〕N63.5357911131517192123f(kPa)105145190235280325370430515600680第八章第31頁/共36頁土力學(xué)2、太沙基和皮克公式3、梅耶霍夫公式第八章第32頁/共36頁土力學(xué)〔四〕旁壓試驗(yàn)第八章第33頁/共36頁土力學(xué)五、按極限承載力確定地基容許承載力由試驗(yàn)或根據(jù)上一節(jié)中的理論求出極限承載力pu后，除以一個(gè)平安系數(shù)K，可以作為地基的容許承載力，此時(shí)平安系數(shù)為2~3。第八章第34頁/共36頁確定容許承載力方法1