土力学地基承载力PPT学习教案

1、会计学1 土力学土力学 地基承载力地基承载力 第1页/共34页 1. 整体剪切破坏(General shear failure) 地基变形可分为三个阶段： 线性变形阶段、弹塑性变形阶 段、完全破坏阶段 特征：形成连续的滑裂面， 基础急剧下沉或向一侧倾斜， 基础四周地面隆起。 一般发生在紧密的砂土、硬 粘性土地基中，埋深不大。 Op s I II pcrpu A B C 第2页/共34页 第3页/共34页 Op s I II pcrpu A B C 第4页/共34页 第5页/共34页 第6页/共34页 临塑荷载(critical pressure for plastic failure)是指地

2、基土中将要而尚未出现塑性变形区时的基底压力。 以条形基础为例推导。 假定：侧压力系数为1，附加应力按弹性理论求解。 )sin( 00 0 3 1 p 大主应力方向在视角平分线上 附加应力计算 第7页/共34页 自重应力 czczcx cz k zd 0 0 每个方向都是主应力方向 总应力 zd dp 000 0 3 1 )sin( 由极限平衡条件可得塑性区的边界方程为 塑性区最大深度 d cdp z 00 max tan ) 2 (cot d cdp z 0 0 00 tan ) sin sin ( 第8页/共34页 令zmax=0，可得临塑荷载 dNcNd cd p qc00 0 cr 2/

3、cot )cot( 讨论：抗剪强度指标越大，临塑荷载越大 埋深越大，临塑荷载越大 临塑荷载与基础宽度无关 界限荷载： 令zmax=b/4或b/3，可得 bNdNcNp bqc 0)3/1(4/1 讨论：抗剪强度指标越大，界限荷载越大 埋深越大，界限荷载越大 界限荷载随基础宽度增大而变大 注意：pcr，p1/4都可以作为地基承载力设计值，对于矩形和圆形基础，其结果偏于安全。 已有塑性区，推导不严格。 第9页/共34页 第10页/共34页 当荷载达到极限荷载pu时，地基内出现连续的滑裂面。滑裂土体可分为三个区： I.朗肯主动区 II.过渡区 III.朗肯被动区。 III 1. L. Prandtl

4、课题(1920) 第11页/共34页 。是土的内摩擦角的函数称为承载力系数式中, 1 2 45tancot c c tano2 u N cNecp . 2 45tan q q tan2 u 的内摩擦角的函数称为承载力系数，是土式中N qNeqp o 2. H.Reissner课题（1924） H.Reissner求得=0，c=0，仅考虑基础两侧地基土重量时，由基础侧面荷载q=d产生的极限承载力公式 cot1 , 2 45tan qc tan2 q cqu NNeN cNqNp o 式中 缺点：如果是砂土地基，基础无埋深时，pu=0，不合理。 第12页/共34页 基本假定： （1）基础地面粗糙。

5、当地基破坏时，基础底下的土楔体ada处于弹性平衡状态，称为弹性核。ad简化为直线，且与水平面呈角。 2）地基破坏时沿着def曲面滑动，出现连续的滑动面。ef面与水平面的夹角为45-/2。aef为朗肯被动区，ade为对数螺线过渡区。 （3）将基础底面以上的地基土看作均布荷载q=d，不考虑其强度，将这一部分土体视为松散体。 第13页/共34页 tan18 . 1 1cot ) 2 45(cos 2 1 q q 2 tan q C 2 3 NN NN e N o t 式中 qcu 2 1 qNcNbNp 局部剪切破坏时，对抗剪指标折减 )tan3/2arctan( 3/2 cc NbNqNcp qc

6、u 2 1 3 2 第14页/共34页 第15页/共34页 qqqqqqccccccu 2 1 bgidSbNbgidSqNbgidScNp Sc, Sq, S : 基础的形状系数，按公式(6.37)计算； ic, iq, i : 荷载倾斜系数，按公式(6.34-36)计算； gc, gq, g : 地面倾斜系数，按公式(6.41)计算； bc, bq, b : 基底倾斜系数，按公式(6.42)计算； dc, dq, d : 基础的深度系数，按公式(6.38-40)计算； Nc, Nq, N : 承载力系数， Nc, Nq同普朗得尔公式， tan) 1(5 . 1 q NN 第16页/共34页

7、 第17页/共34页 第18页/共34页 第19页/共34页 第20页/共34页 尽快安装试验设备。尽快安装试验设备。 第21页/共34页 第22页/共34页 第23页/共34页 第24页/共34页 第25页/共34页 第26页/共34页 第27页/共34页 第28页/共34页 )5 . 0()3( mdbaka dbff 基底持力层土的重度，地下水位以下取有效重度 m基础埋深内土的加权平均重度，地下水位以下取有 效重度 b基础底面宽度，小于3m，取3m; 大于6m, 取6m d基础埋置深度，小于0.5m，取0.5m，一般自室外底 面标高算起。在填方整平地区，可自填土地面标高 算起。但填土在上

8、部结构施工后完成时，应以天然 地面标高算起。对于地下室，如采用箱形基础或筏 板时，基础埋置深度自室外地面标高算起；当采用 独立基础或条形基础时，应从室内地面标高算起。 第29页/共34页 第30页/共34页 对于荷载偏心距e不大于0.033b时，以临界荷载 p1/4为基础的理论公式为 kcmdba cMdMbMf Mb，Md，Mc为承载力系数，按规范表 5.2.5 确定或课本表6-4； b 为基础底面宽度，大于 6m 时按 6m 取值；对于砂土小于 3m 时按 3m取值； ck ，k为基底下一倍短边宽深度内土的粘聚力标准值，内摩擦角标准值 为基础底面以下土的重度，地下水位以下取浮重度； m为基础底面以上土的加权平均重度,地下水位以下取浮重度. 第31页/共34页 第32页/共34页 )3()2( 22110 hkbk 地基土容许承载力的提高 （1）当墩台