土力学-天然地基承载力.ppt

第六章天然地基承载力 一 概述 地基foundationsoils subgrade subsoil ground 地基 天然地基和人工地基 人工地基 经过人工处理 以提高承载力 降低沉降等 的地基 特点 地基承载力bearingcapacity power ofsoil 对地基的要求 地基在不破坏 不产生过大沉降的前提下能够承受的荷载的大小 1 上部结构 基础 地基系统中的重要组成部分 2 地基土性质复杂 基础为隐蔽工程 出现问题难以补救 1 不破坏 2 不产生过大变形 沉降 用CFG桩法处理的地基 Fargo装运谷仓 Fargo装运谷仓位于美国NorthDakota州 共10个筒仓 1955年6月因地基破坏而倒塌 二 地基的典型破坏形态 1 整体剪切破坏generalshear 密实砂土或硬粘土 临塑荷载 极限荷载 剪切破坏面与地面连通 形成圆弧滑面 地基土从侧面挤出 p S曲线是地基土变形 破坏的宏观反映 2 局部剪切破坏localshear 中密砂土或一般粘性土 或基础埋深较大时 破坏面未延伸到地表 地表微微隆起 梯度基本保持不变 3 冲切 剪 破坏punchshear 松软土 基础随荷载增大切入土中 使基底侧面土体发生剪切破坏 基础下沉量大但地基表面无隆起 三 地基临塑压力 荷载 临塑压力 荷载 地基中开始出现塑性破坏点时所对应的压力 荷载 问题 上述主应力能否直接叠加 不能 方向不同 静水压 塑性区范围 确定塑性区最大深度 与b无关 临界荷载 最大塑性区深度为b 4或b 3时所对应的p 理论上的矛盾 在塑性破坏区内 用弹性公式计算应力 确定临塑荷载 即zmax 0时所对应的荷载 问题 用临塑荷载控制地基承载力是否合适 过于保守 塑性破坏区 四 地基极限承载力的理论近似解 地基极限承载力ultimatebearingcapacity 地基破坏时所对应的压力 荷载 地基极限承载力 现场试验 地基极限承载力的确定方法 经验公式法 理论方法 Rankine 1857 Prandtl 1920 Terzaghi 40年代 Meyerhof 50年代 Hansen 60年代 Vesic 70年代 1 Prandtl Reissner地基极限承载力计算公式 Prandtl Reissner公式假设 Prandtl 1920 建立地基无自重 基础置于地表地基的极限承载力 Reissner 1924 将基础两侧土作为荷载施加于地基 建立承载力计算公式 1 地基土的重度 极限承载力 计算模型 2 基础两侧土 2作为荷载施加于地基 即忽略其强度对地基承载力的影响 3 地基土的强度符合Mohr Coulomb准则 I 主动区 II 过渡区 III 被动区 I 剪切破坏面 滑移面 破坏面夹角为 均处于极限平衡 破坏 状态 极限承载力 缺陷 基础置于砂土地基表面 c 0 H 0 时 地基极限承载力为0 Prandtl Reissner公式 地基破坏的模型试验 2 Prandtl Vesic公式 地基土的自重所对应的极限承载力为 则埋深为H 粘聚力为c 内摩擦角为 的地基的极限承载力为 式中 基底以下 基底以上 Prandtl Vesic公式 3 地基极限承载力的其它计算方法 Terzaghi公式 弹性区 基础底面粗糙 Meyerhof公式 计入基底以上土的抗剪强度 适用于埋深较大的基础 Hansen公式 中心倾斜荷载 基础性状的影响等 在斜坡 成层土地基上时的承载力计算 Vesic公式 地基土压缩性的影响 整体剪切破坏计算公式向局部 冲切破坏的推广 基底以下 五 按规范确定地基承载力 1 铁路桥涵地基基础设计规范 由地基 基底以下 土确定 容许承载力 基本承载力 宽度修正系数 深度修正系数 一般冲刷线 容许承载力allowablebearingcapacity