地基極限承載力計(jì)算-ppt課件.ppt

1、地基極限承載力修正算、1、1、1,10.1土體的極限平衡理論概要、平衡方程式、極限平衡理論基于鋼塑性體模型，剛塑性體的一部分或者全部由于負(fù)荷從靜力平衡轉(zhuǎn)變?yōu)檫\(yùn)動(dòng)的臨界狀態(tài)成為極限平衡狀態(tài)。 極限平衡狀態(tài)理論是由靜力平衡條件和極限平衡條件構(gòu)建的理論基本方程：2，10.1土體的極限平衡理論概述，式中x和z體積力分量屈服條件：幾何方程，正交流動(dòng)定律，3，10.1土體的極限平衡理論概述，幾何方程，其中4，土體中塑性區(qū)域內(nèi)任意點(diǎn)的應(yīng)力分量也確定為兩個(gè)變量，式、 其中，5，10.1土體的極限平衡理論概要，上式為雙曲型偏微分方程，有兩組交叉的特征線，可以用特征線法求出數(shù)值解，6，10.2 .均質(zhì)基礎(chǔ)極限承載

2、力修正算，10 .確定方法：荷載試驗(yàn)法，原位試驗(yàn)法，理論式法臨塑性荷載：基礎(chǔ)底面臨界荷載：當(dāng)?shù)鼗A(chǔ)土中的塑性變形發(fā)展到一定階段，即塑性區(qū)達(dá)到某一深度，通常相當(dāng)于基礎(chǔ)寬度的三分之一或四分之一時(shí)，是基礎(chǔ)土可承受的最大荷載。 極限載荷：當(dāng)?shù)鼗A(chǔ)土中塑性變形區(qū)充分發(fā)展形成連續(xù)貫通面的折動(dòng)面，基礎(chǔ)土所能承受的最大載荷。 利用靜載試驗(yàn)的p-s曲線，可直觀說(shuō)明上述概念。 7、10.2 .均質(zhì)基極限承載力修正計(jì)算、負(fù)載試驗(yàn)p-s曲線、8、10.2 .均質(zhì)基極限承載力修正計(jì)算、第一階段：壓實(shí)變形階段(oa階段)。 承載板上的載荷較小，載荷與沉降呈直線關(guān)系，直線段中點(diǎn)a所對(duì)應(yīng)的載荷為臨塑性載荷第二階段：塑性變形階

3、段(ab階段)。 壓板的負(fù)荷逐漸增大，地基的變形和負(fù)荷之間沒(méi)有直線關(guān)系，地基土除發(fā)生垂直壓縮外，局部發(fā)生剪切破壞，呈現(xiàn)塑性狀態(tài)，說(shuō)明對(duì)應(yīng)于b點(diǎn)的負(fù)荷狀態(tài)為極限負(fù)荷的臨界負(fù)荷是對(duì)應(yīng)于塑性變形階段的ab段的某一點(diǎn)的負(fù)荷。 第三階段：破壞階段(bc階段)。 在這個(gè)階段，塑性區(qū)已經(jīng)發(fā)展成一片，在地基中形成連續(xù)的折動(dòng)面，負(fù)荷稍微增加，沉降就會(huì)急劇增加，地基土發(fā)生側(cè)向擠出，9，9，10.2 .均質(zhì)的基礎(chǔ)極限承載力被修正，出來(lái)，壓板周圍的地面大幅隆起，最終因此，地基極限承載力是指地基內(nèi)部整體達(dá)到極限平衡時(shí)的負(fù)荷，即極限負(fù)荷。 在負(fù)荷試驗(yàn)的曲線上表示沉降急劇增大或長(zhǎng)時(shí)間不停止。 地基極限承載力除以安全系數(shù)，可

4、作為地基承載力特征值。 求極限載荷的路線：根據(jù)極限平衡條件建立微分方程式，根據(jù)邊界條件求出地基整體達(dá)到極限平衡時(shí)的各點(diǎn)的精確解。 二是假定折動(dòng)面法，將基礎(chǔ)模型試驗(yàn)的實(shí)際折動(dòng)面形狀簡(jiǎn)化為虛擬折動(dòng)面，在虛擬折動(dòng)面上的極限平衡條件下求解。 地基在極限載荷作用下發(fā)生剪切破壞的形式分為整體剪切破壞、局部剪切破壞、沖孔剪切破壞。 10、10.2 .均質(zhì)基礎(chǔ)極限承載力修正計(jì)算、整體剪切破壞：在地基土上形成連續(xù)的折動(dòng)面，土從基礎(chǔ)兩側(cè)的基礎(chǔ)隆起，基礎(chǔ)急劇下沉，滾動(dòng)破壞。 沉降與負(fù)荷的關(guān)系開(kāi)始直線變化，頻率被破壞后會(huì)出現(xiàn)明顯的拐點(diǎn)。 局部剪切破壞：地基土中剪切破壞區(qū)域只發(fā)生在基礎(chǔ)下的局部范圍內(nèi)，不形成延伸到地面的

5、連續(xù)折動(dòng)面，基礎(chǔ)周圍的地面有隆起的征兆，但不出現(xiàn)明顯的傾斜和倒塌。 沉降與載荷的關(guān)系一開(kāi)始就呈非線性變化，無(wú)明顯拐點(diǎn)。沖壓破壞：地基土上沒(méi)有出現(xiàn)明顯的連續(xù)折動(dòng)面，基礎(chǔ)的周圍發(fā)生縱向剪切破壞，其特征是將基礎(chǔ)連續(xù)地扎入土中。 負(fù)荷與沉降的關(guān)系呈非線性變化，無(wú)明顯拐點(diǎn)。 11、10.2.2 .均質(zhì)基礎(chǔ)極限承載力計(jì)算，10.2.2成套設(shè)備課題1920年，成套設(shè)備從塑性平衡的觀點(diǎn)出發(fā)，假定剛性體的壓入柔軟、均勻，在各向同性材料的過(guò)程中地基土的再生為零，根據(jù)下式、式中導(dǎo)出的成套設(shè)備的假定條件賴斯諾基于成套設(shè)備，將基礎(chǔ)兩側(cè)埋深內(nèi)的土替換為連續(xù)平均布的過(guò)載，得到基礎(chǔ)有埋深時(shí)的地基極限承載力的公式，13，10.

6、2.3 .均質(zhì)基礎(chǔ)極限承載力修正計(jì)算，10.2.3太沙基課題太沙基將淺基礎(chǔ)埋深在寬度以下的基礎(chǔ)和假設(shè)均勻地基上的條基承受中心荷載的極限承載力時(shí)，太沙基以土為有重力介質(zhì)，(1)基礎(chǔ)底面粗；(2)基礎(chǔ)土有重力，但忽略地基土重力對(duì)滑移線形狀的影響。 式中，14，10.2 .均質(zhì)基礎(chǔ)極限承載力計(jì)算，(3)不考慮基礎(chǔ)以上的基礎(chǔ)兩側(cè)土體的抗剪強(qiáng)度的影響，置換為均布過(guò)載。 根據(jù)以上假設(shè)，根據(jù)彈性粘性強(qiáng)度的平衡條件，可以得到剪切破壞的地基極限承載力公式，其中： 15，10.2 .均質(zhì)基礎(chǔ)極限承載力修正，假設(shè)兩特殊情況1 )基地完全粗糙。 式中，16，10.2 .均質(zhì)基極限承載力校正，2 )假定基底完全光滑。

7、代入太沙基課題公式，公式與成套課題的公式相同，但假定17、10.2 .均質(zhì)基極限承載力修正計(jì)算、梅爾哈夫課題太沙基理論的缺陷1 )無(wú)視觀光土的剪切強(qiáng)度2 )折動(dòng)面與基地水平線相交之前不向地表延伸是不現(xiàn)實(shí)的。 梅耶霍夫的解決方案是，基礎(chǔ)上的塑性平衡區(qū)應(yīng)該考慮根據(jù)基礎(chǔ)的埋深盡可能擴(kuò)展，修正基礎(chǔ)兩側(cè)土的剪切強(qiáng)度對(duì)承載力的影響。 但是，這個(gè)課題在數(shù)學(xué)上困難得不到嚴(yán)密的解答，最后，用簡(jiǎn)單的方法導(dǎo)出了條形基礎(chǔ)受到中心負(fù)荷時(shí)的均質(zhì)基礎(chǔ)的極限承載力公式。18、10.2 .均質(zhì)基礎(chǔ)極限承載力糾算、梅耶霍夫式既可用于淺基礎(chǔ)，又可用于深基礎(chǔ)，是目前西方國(guó)家常用的式子之一。 等代應(yīng)力分別表示作用于基礎(chǔ)側(cè)面的合力以及附

8、近土塊的重力。 式中，19，10.2.5.5 .均質(zhì)基極限承載力校正算，梅爾哈夫式，其中淺基礎(chǔ)，20，10.2 .均質(zhì)基極限承載力校正算，深基礎(chǔ)，其他相同，只有不同，式中，21，11不同學(xué)者提出了一些半經(jīng)驗(yàn)式。 很多研究人員在條件基礎(chǔ)的承載力系數(shù)上分別乘以形狀系數(shù)，書的第272頁(yè)顯示了幾個(gè)研究人員提出的形狀系數(shù)的表現(xiàn)式。 10.2.6地基破壞形式對(duì)地基極限承載力的影響上述地基極限承載力式全部是在地基整體發(fā)生剪切破壞時(shí)得到的，即假定土為剛塑性體，剪切破壞前不發(fā)生壓縮。 實(shí)際上，土在剪切破壞過(guò)程中產(chǎn)生相當(dāng)大的壓縮，往往導(dǎo)致局部剪切破壞和沖孔破壞。22、10.2 .均質(zhì)基礎(chǔ)極限承載力計(jì)算、地基破壞形

9、式的出現(xiàn)與施加于基礎(chǔ)上的荷載條件、基礎(chǔ)的埋深、土的種類與密度等因素有關(guān)。 在某些條件下，主要取決于土的相對(duì)壓縮性。 魏西克對(duì)土的剛度指標(biāo)和土的臨界剛度指標(biāo)進(jìn)行了比較，建議將土分為不能相對(duì)壓縮的類型和不能相對(duì)壓縮的類型，在此基礎(chǔ)上判別地基的破壞形式。如果認(rèn)為土不能相對(duì)壓縮，此時(shí)如果發(fā)生地基整體的剪切破壞，則認(rèn)為土不能相對(duì)壓縮，此時(shí)，根據(jù)地基上可能發(fā)生局部剪切破壞或沖孔破壞的地基土的剛性指標(biāo)，在23、10.3傾斜負(fù)荷下修正均質(zhì)基礎(chǔ)極限承載力， 10.3在傾斜負(fù)荷下均質(zhì)基礎(chǔ)極限承載力校正算法是負(fù)荷偏心時(shí)，如果是棒基礎(chǔ)，則是將原來(lái)的寬度b置換為有效寬度的棒基礎(chǔ)，使用有效寬度、有效長(zhǎng)度代替原來(lái)的寬度和原

10、來(lái)的長(zhǎng)度，對(duì)于各自的長(zhǎng)度和寬度方向的偏心距離任意形狀的基礎(chǔ)，以承受偏心負(fù)荷的基礎(chǔ)面積為中心，有承受縱向負(fù)荷的能力24、10.3對(duì)傾斜負(fù)荷下的均質(zhì)基礎(chǔ)極限承載力進(jìn)行修正、乘積，然后換算成等面積的矩形基礎(chǔ)梅耶哈條基礎(chǔ)地基極限承載力公式，漢森承受中心縱向負(fù)荷時(shí)得到的承載力系數(shù)分別乘以傾斜系數(shù)，其值根據(jù)土的內(nèi)摩擦角和負(fù)荷傾斜角計(jì)算，本書第276頁(yè)、25、10.4雙層地基極限10.4.1層狀粘土地基的極限承載力公式，公式中，26、10.4雙層地基極限承載力修正，承載力系數(shù)由下式?jīng)Q定，公式中，承載力系數(shù)由下式?jīng)Q定，27、10.4雙層地基10.4雙層地基極限承載力修正，對(duì)于具有軟弱下臥層的雙層地基，地基極限承載力由下式?jīng)Q定10.4雙層地基極限承載力修正算法，10.4.3軟土層在堅(jiān)固土層上時(shí)地基極限承載力軟土層在堅(jiān)固土層上可分為兩類：一類是基礎(chǔ)下軟土層深度小于基礎(chǔ)寬度，二類是下地下軟土層深度大于基礎(chǔ)寬度，破壞面均為上層土中半部分10.4.4雙層地基極限承載力修正算法，10.4.4下臥層為剛性層時(shí)的地