第六章 天然地基承载力.ppt

第六章天然地基承载力 bearingcapacity 6 1地基承载力概述 6 2按极限平衡区发展范围确定地基承载力 6 3按极限荷载确定地基极限承载力 6 4按 地基规范 确定地基承载力 6 5按原位测试成果确定地基承载力 主要内容 6 1地基承载力概述 一 地基承载力概念 建筑物荷载通过基础作用于地基 对地基提出两个方面的要求 1 变形要求 建筑物基础在荷载作用下产生最大沉降量或沉降差 应该在该建筑物所允许的范围内 容许承载力 2 稳定要求 强度要求 建筑物的基底压力 应该在地基所允许的最大承载能力之内 极限承载力 地基承载力 地基所能承受荷载的能力 极限承载力 容许承载力 二 地基变形的三个阶段 a 线性变形阶段 塑性变形区 连续滑动面 oa段 荷载小 主要产生压缩变形 荷载与沉降关系接近于直线 土中 f 地基处于弹性平衡状态 b 弹塑性变形阶段 ak段 荷载增加 荷载与沉降关系呈曲线 地基中局部产生剪切破坏 出现塑性变形区 c 破坏阶段 kc段 塑性区扩大 发展成连续滑动面 荷载增加 沉降急剧变化 三 地基的破坏形式 地基开始出现剪切破坏 即弹性变形阶段转变为弹塑性变形阶段 时 地基所承受的基地压力称为临塑荷载pa 地基濒临破坏 即弹塑性变形阶段转变为破坏阶段 时 地基所承受的基地压力称为极限荷载pk 1 整体剪切破坏 条件 密实砂土或硬粘土或基础埋置较浅且荷载快速增加 临塑荷载 极限荷载 2 局部剪切破坏 a p s曲线转折点不明显 没有明显的直线段 b 塑性变形区不延伸到地面 限制在地基内部某一区域内 c 荷载达到极限荷载后 基础两侧地面微微隆起 3 冲切破坏 b 地基不出现明显连续滑动面 c 荷载达到极限荷载后 基础两侧地面不隆起 而是下陷 a p s曲线没有明显的转折点 条件 中密砂土或一般粘性土或基础埋深较大时 条件 松砂通常不能直接作为地基 6 2地基的临塑压力 一 塑性区的发展范围 根据弹性理论 地基中任意点由条形均布压力所引起的附加大 小主应力 假定在极限平衡区土的静止侧压力系数K0 1 N点土的自重应力所引起的大小主应力均为 H z N点达到极限平衡状态 大 小主应力满足极限平衡条件 塑性区边界方程 塑性区最大深度zmax 二 临塑荷载pcr和界限荷载 当zmax 0 地基所能承受的基底附加压力为临塑荷载 塑性区开展深度在某一范围内所对应的荷载为界限荷载 容许承载力 中心荷载 思考 由Pa计算式可知 Pa仅与c H 有关 而与基础宽度无关 为什么 例题 某条基 底宽b 1 5m 埋深d 2m 地基土的重度 19kN m3 饱和土的重度 sat 21kN m3 抗剪强度指标为 20 c 20kPa 求 1 该地基承载力p1 4 2 若地下水位上升至地表下1 5m 承载力有何变化 解答 1 2 地下水位上升时 地下水位以下土的重度用有效重度 说明 当地下水位上升时 地基的承载力将降低 6 3浅基础地基极限承载力的理论近似解 勃朗特 维西克 Prandtl Vesic 公式 6 4按规范确定地基承载力 一 铁路桥涵地基基础设计规范 地基 容许承载力 基本承载力 宽度修正系数 深度修正系数 局部冲刷线 二 建筑地基基础设计规范 承载力特征值 宽度修正系数 深度修正系数 修正后的承载力特征值 6 5按原位测试成果确定地基承载力 一 载荷试验法 pk 0 s 由拐点得地基极限承载力pu 除以安全系数Fs得容许承载力 p p s曲线确定地基承载力特征值 1 p s曲线有明确的比例界限时 取比例界限所对应的荷载值 2 极限荷载能确定 且值小于对应比例界限的荷载值的2倍时 取极限荷载值的一半 3 不能按上述两点确定时 取s b 0 01 0 015对应荷载值 但值不应大于最大加载量的一半 二 静力触探试验法 Qf Qc 用静压力将装有探头的触探器压入土中 通过压力传感器及电阻应变仪测出土层对探头的贯入阻力 探头贯入阻力的大小直接反映了土的强度的大小 把贯入阻力与荷载试验所得到的地基容许承载力建立相关关系 从而即可按照实测的贯入阻力确定地基的容许承载力值 还可以把土的贯入阻力与土的变形模量及压缩模量建立相关关系 从而可以确定变形模量和压缩模量 方法介绍 探头阻力Q可分为两个部分 1 锥头阻力Qc 2 侧壁摩阻力Qf 比贯入阻力 探头单位截面积的阻力 三 标准贯入试验法 试验时 先行钻孔 再把上端接有钻杆的标准贯入器放至孔底 然后用质量为63 5kg的锤 以76cm的高度自由下落将贯入器先击入土中15cm 然后测继续打30cm的所需要锤击数 该击数称为标准贯入击数 方法介绍 建立标准贯入击数与地基承