地基承载力实用PPT学习教案

1、会计学1地基承载力实用地基承载力实用 地基开始出现剪切破坏（即地基开始出现剪切破坏（即弹性变形阶段转变为弹塑性变弹性变形阶段转变为弹塑性变形阶段）时，地基所承受的基形阶段）时，地基所承受的基地压力称为地压力称为临塑荷载临塑荷载pcr 地基濒临破坏（即弹塑性变形地基濒临破坏（即弹塑性变形阶段转变为破坏阶段）时，地基阶段转变为破坏阶段）时，地基所承受的基地压力称为所承受的基地压力称为极限荷载极限荷载pupcrpu第1页/共23页n2、地基的破坏形式 a.a.整体剪切破坏整体剪切破坏b.b.局部剪切破坏局部剪切破坏c. c. 冲剪破坏冲剪破坏第2页/共23页a.a.整体剪切破坏整体剪切破坏. p-s

2、. p-s曲线上有两个明显的转折点，可区分地基变形的三个阶曲线上有两个明显的转折点，可区分地基变形的三个阶段段. . 地基内产生塑性变形区，随着荷载增加塑性变形区发展成连地基内产生塑性变形区，随着荷载增加塑性变形区发展成连续的滑动面续的滑动面. . 荷载达到极限荷载后，基础急剧下沉，并可能向一侧倾斜，荷载达到极限荷载后，基础急剧下沉，并可能向一侧倾斜，基础两侧地面明显隆起基础两侧地面明显隆起第3页/共23页b.b.局部剪切破坏局部剪切破坏. p-s. p-s曲线转折点不明显，没有明显的直线段曲线转折点不明显，没有明显的直线段. . 塑性变形区不延伸到地面，限制在地基内部某一区域内塑性变形区不延

3、伸到地面，限制在地基内部某一区域内. . 荷载达到极限荷载后，基础两侧地面微微隆起荷载达到极限荷载后，基础两侧地面微微隆起c. c. 冲剪破坏冲剪破坏.地基不出现明显连续滑动面地基不出现明显连续滑动面 . . 荷载达到极限荷载后，基础两侧地面不隆起，而是下陷荷载达到极限荷载后，基础两侧地面不隆起，而是下陷. p-s. p-s曲线没有明显的转折点曲线没有明显的转折点第4页/共23页长条基础铅直中心荷载作用地基破坏型式的特点破坏型式地基中滑动面荷载与沉降曲线基础两侧地面破坏时基础的沉降基础的表现设 计的控制因素事故出现情况适用条件基 土相对埋深整体破坏完整（以至露出地面）有明显的拐点隆起较小倾倒强

4、度突然倾倒密实的小局部破坏不完整拐点不易确定有时微有隆起中等可能会出现倾倒变形为主较慢下沉时有倾倒松软的中冲剪破坏很不完整拐点无法确定沿基础出现下陷较大只出现下沉变形缓慢下沉软弱的大第5页/共23页图9-2 砂中模型基础的破坏模式(根据Vesic，1963a,由De Beer修改，1970)基础相对埋深为基础埋深与基础宽度之比第6页/共23页002(1)()rGEIcq tgCq tg0(3.30 0.45)(45)21()2BctgLrcrIe第7页/共23页第8页/共23页zzbdq= = dp013根据弹性理论，根据弹性理论，地基中任意点地基中任意点由条形均布压力所引起的附加由条形均布压

5、力所引起的附加大、小主应力大、小主应力 假定在极限平衡区土的静止侧压力系数假定在极限平衡区土的静止侧压力系数K0 0=1=1，M点土的自重应力所引起的大小主点土的自重应力所引起的大小主应力均为应力均为 (dz) )）（z)sin(0031ddpM点达到极限平衡状态，大、小点达到极限平衡状态，大、小主应力满足极限平衡条件主应力满足极限平衡条件dcdpztgsinsin)(00M)sin(0031 dp？第9页/共23页线荷载作用下土单元的应力：线荷载作用下土单元的应力：微元应力：微元应力：积分：积分：据此同理可得由布辛奈斯科解答：由布辛奈斯科解答：第10页/共23页均布条形荷载作用下土单元的应力

6、：均布条形荷载作用下土单元的应力：均布条形荷载作用下土单元的均布条形荷载作用下土单元的主主应力：应力：微元应力：微元应力：积分：积分：据此同理可得由线荷载解答：由线荷载解答：第11页/共23页塑性区边界方程塑性区边界方程dcdpztgsinsin)(00塑性区最大深度塑性区最大深度zmax01sincos00dpddzddpztgc2ctgmax当当zmax0 0，地基所能，地基所能承受的基底附加压承受的基底附加压力为临塑荷载力为临塑荷载dctgctgcdpcr2)(塑性区开展深度在塑性区开展深度在某一范围内所对应某一范围内所对应的荷载为界限荷载的荷载为界限荷载dctgbdctgcp2/)4/

7、(4/1dctgbdctgcp2/)3/(3/1第12页/共23页计算侧面均布荷载计算侧面均布荷载q q时采用基础底面以上土的容重；第一项时采用基础底面以上土的容重；第一项中的容重为基础下土的容重；所有容重地下水位以上为天中的容重为基础下土的容重；所有容重地下水位以上为天然容重，地下水位以下为浮容重。然容重，地下水位以下为浮容重。DqPctgPctgPNtgNctgNctgctgNcNqNBNpcrcqccq）（）（）；（；3/14/1)2( 32;)2(20121221第13页/共23页 地基的容许承载力（按地基规范）粉土、粘性土的含水量，孔隙比压缩模量或液塑限求基本值、标准制和设计值；地基

8、的容许承载力（原位试验）载荷试验；静力触探；标贯；旁压第14页/共23页n【例】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sat21kN/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】解答】kPadctgbdctgcp1 .2442/)4/(4/1(1)(2)地下水位上升时，地下水位以下土的重度用有效重度3/0 .11mkNwsatkPadctgbdctgcp7 .2252/)4/(004/ 130/0 .172115 . 0195 . 1mkN说明：当地下水位上升

9、时，地基的承载力将降低第15页/共23页 1920 1920年，普朗特尔根据年，普朗特尔根据塑性理论塑性理论，在研究刚性物体压入均匀、，在研究刚性物体压入均匀、各向同性、较软的无重量介质时，导出达到破坏时的滑动面形状各向同性、较软的无重量介质时，导出达到破坏时的滑动面形状及极限承载力公式及极限承载力公式 Pbccdd45o / 245o / 2将无限长，底面将无限长，底面光滑光滑的荷载板至于无质的荷载板至于无质量的土量的土( 0)的表面上，荷载板下土体处的表面上，荷载板下土体处于塑性平衡状态时，塑性区分成五个区于塑性平衡状态时，塑性区分成五个区区：区：主动朗金区主动朗金区， 1竖直向，破裂面与

10、水平竖直向，破裂面与水平面成面成4545o o / 2区：区：普朗特尔区普朗特尔区，边，边界是对数螺线界是对数螺线 区：区：被动朗金区被动朗金区， 1水平向，破裂面与水平水平向，破裂面与水平面成面成4545o o / 2第16页/共23页普朗特尔理论的极限承载力理论解普朗特尔理论的极限承载力理论解cucNp 1)2/45(tan)tanexp(ctg02cN式中：式中：承载力系数当基础有埋深当基础有埋深d 时时qcudNcNp0)2/45(tan)tanexp(02qN式中：式中：缺陷：没有考虑地基土的重量，没有考虑基础埋深范围内的土的抗剪强度等的影响，其结果与实际工程仍有较大差距。 第17页

11、/共23页 底面底面粗糙粗糙，基底与土之间有较大的摩擦力，能阻止基底土发，基底与土之间有较大的摩擦力，能阻止基底土发生剪切位移，基底以下土不会发生破坏，处于弹性平衡状态生剪切位移，基底以下土不会发生破坏，处于弹性平衡状态Paabccdd45o / 245o / 2区：区：弹性压密区弹性压密区 ( (弹性核弹性核) )区：区：普朗特尔区普朗特尔区，边，边界是对数螺线界是对数螺线 区：区：被动朗金区被动朗金区， 1水水平向，破裂面与水平面成平向，破裂面与水平面成4545o o / 2考虑因素：（1）地基土有重量。（2）基底粗糙；（3）不考虑基底以上填土的抗剪强度，把它仅看成作用在基底平面上的超载；

12、 （4）在极限荷载作用下地基发生整体剪切破坏； （5）破坏区有五个，基底以下的1区就像弹性核一样随着基础一起向下移动。 第18页/共23页太沙基理论的极限承载力理论解太沙基理论的极限承载力理论解cqucNdNbNp02/1Nr、Nq、Nc均为承载力系数，均与有关，太沙基给出关系曲线，可以根据相关曲线得到上式适用于条形基础整体剪切破坏情况，对于局部剪切上式适用于条形基础整体剪切破坏情况，对于局部剪切破坏，将破坏，将c c和和tantan 均降低均降低1/31/3 方形基础方形基础局部剪切破坏时地基极限承载力局部剪切破坏时地基极限承载力03/22/1cqucNdNbNpNr 、Nq 、Nc为局部剪

13、切破坏时承载力系数，也可以根据相关曲线得到对于方形和圆形基础，太沙基提出采用经验系数修正后对于方形和圆形基础，太沙基提出采用经验系数修正后的公式的公式 cqucNdNbNp2 . 14 . 00圆形基础圆形基础cqucNdNbNp2 . 16 . 00第19页/共23页对于对于均质地基均质地基、基础底面完全光滑基础底面完全光滑，受，受中心倾斜荷载中心倾斜荷载作用作用式中：式中：ccccccqqqqqqubgidScNbgidSdNbgidSbNp02/ 1汉森公式汉森公式Sr、Sq、Sc 基础的形状系数基础的形状系数ir、iq、ic 荷载倾斜系数荷载倾斜系数dr、dq、dc 深度修正系数深度修

14、正系数gr、gq、gc 地面倾斜系数地面倾斜系数br、bq、bc 基底倾斜系数基底倾斜系数Nr、Nq、Nc 承载力系数承载力系数说明：说明：相关系数均可以有相关公式进行计算相关系数均可以有相关公式进行计算第20页/共23页探头探头QfQcF钻杆钻杆用静压力将装有探头的触探器压入土中，通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，从所得到的地

15、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确定变形模量和压缩模量 方法介绍：探头阻力探头阻力Q可分可分为两个部分为两个部分1.1.锥头阻力锥头阻力Qc 2.2.侧壁摩阻力侧壁摩阻力Qf 比贯入阻力：比贯入阻力：探头单位截面积的阻力探头单位截面积的阻力 AQQAQpfcs第21页/共23页试验时，先行钻孔，再把上端接有钻杆试验时，先行钻孔，再把上端接有钻杆的标准贯入器放至孔底，然后用质量为的标准贯入器放至孔底，然后用