第8章 地基承载力.ppt

第8章地基承载力 地基破坏模式地基承载力的概念及理论地基承载力取值 8 1概述 建筑物因地基问题引起的破坏情形 1 地基产生过大的变形或不均匀沉降 导致建筑物严重下沉 倾斜或挠曲 2 地基发生剪切破坏 导致建筑物严重塌陷 倾倒等灾难性破坏 因此 建筑物的安全 正常使用 与地基的变形 承载力条件密切相关 确定地基承载力的方法 1 原位测试法 2 理论计算法 3 规范经验法 4 工程类比法 载荷试验 静力触探试验 标准贯入试验 旁压试验 深层载荷板试验 理论力学 基于抗剪强度理论的楔体极限滑动理论 弹性力学 基于抗剪强度理论的变形极限理论 国标 行标 地标 相似性原理 岩土工程条件 建筑条件等 整体剪切破坏 密砂 硬粘性土 冲切破坏 松砂 软粘土 局部剪切破坏 中密砂 可塑态粘性土 8 2浅基础的地基失稳形式 p s曲线 a 整体剪切破坏 b 局部剪切破坏 c 冲切破坏 8 3地基临塑荷载和临界荷载 1地基塑性区边界方程 OA 压密阶段 弹性变形阶段 AB 剪切阶段 塑性变形阶段 BC 破坏阶段 静载荷试验的p s曲线 地基中任一点的主应力 不计埋深时 取条形基础分析 考虑基础埋深d时M点处各向自重应力 自重应力场的静水压力假定 将 1 3和p0 p g0d代入得 即 塑性区的边界方程 M点达到极限平衡状态时 有 临塑荷载pcr地基土体从弹性压密阶段过渡到塑性区发展阶段 即将要出现但还未出现塑性区时所对应的基底压力 此时塑性区边界发展至最大范围 2临塑荷载和临界荷载 1 临塑荷载 塑性区最大发展深度zmax 塑性区最大深度方程 临塑荷载pcr 2 临界荷载 塑性荷载 临界荷载p1 4 p1 3地基中塑性区的最大发展深度为b 4 b 3时所对应的基底压力 大多数情况下 只要地基中的塑性区范围不超过某一容许范围 就不致危及建筑物的安全和正常使用 地基塑性区的容许深度与建筑物的类型 荷载性质及土的特征等因素有关的 Nc Nq N1 4 N1 3 地基承载力系数 地基极限承载力pu 极限荷载 地基土中的塑性变形区充分发展并形成连续贯通的滑移面时地基所能承受的最大荷载 即地基在发生破坏前所能承受的最大外压力 8 4地基的极限承载力 地基土为刚塑性体 1Prandtl Reissner极限承载力理论 主动Rankine区 被动Rankine区 对数螺线 刚性模块 无质量刚塑性介质 1 Prandtl模型 竖向中心荷载作用下 Nc 承载力系数 Prandtl模型没有考虑基础埋深和地基土的自重 与实际不符 竖向中心荷载作用下 Prandtl极限承载力理论 Reissner的修正公式 考虑基础埋深的影响 Nq 承载力系数 但仍未考虑地基土体自重的影响 2Terzaghi极限承载力理论 被动Rankine区 曲面滑动区 弹性核 1 Terzaghi破坏模型 竖向中心荷载作用下 2 Terzaghi承载力公式 条形基础 方形基础 圆形基础 整体剪切破坏 局部剪切破坏 整体剪切破坏 整体剪切破坏 局部剪切破坏 局部剪切破坏 3 汉森公式 偏心荷载作用下 Nc Nq Nr 地基承载力系数 sc sq s 为基础形状修正系数dc dq d 深度修正系数gc gq g 地面倾斜修正系数bc bq b 基础底面修正系数 几种极限状态下的地基承载力概念 弹性极限状态 pcr 塑性极限状态 pu 使用极限状态 p1 4 p1 3 影响地基承载力的因素 土的强度指标 c j 土的性质 w 基底尺寸 b 基础埋深 d 假设 条形基础的基础宽为b 地基破坏模式如图所示 f cu试求 地基的极限承载力pu 对A 8 5地基承载力确定 建筑地基基础设计规范 GB5007 2011 规定 地基承载力用地基承载力特征值来表述 地基承载力的特征值fa在保证地基稳定的前提下 使建筑物沉降不超过允许值时的所对应的压力值 按土的抗剪强度指标确定按静载荷试验确定按标贯或触探试验确定按经验确定 fa的确定方法 1理论公式法 按c j 1 按地基极限承载力理论公式 Pu 理论计算的地基极限承载力K 安全系数 按设计等级 地基条件 试验方法 荷载