教案 第八章 地基承载力

1、窗体顶端第八章 地基承载力土力学与地基基础教案章 次第八章 地基承载力本章学时4学时周 次第 周，总第21次课编 写 时 间章 节地基破坏的特点、原位实验学时2学时授课方式课堂讲授+实验研究目的要求了解地基的破坏是剪切破坏，理解地基剪切破坏的类型及其特点。掌握按原位实验确定低级承载力的原理及基本方法。理解临塑荷载及极限荷载的定义。重 点地基剪切破坏的类型及其特点难 点地基剪切破坏的类型及其特点实 验学时 学时教 学 过 程内容提纲教 学 设 计时数分配地基基础设计地基必须满足：20min整体剪切破坏整体剪切破坏的特征是，在荷载较小时，随着荷载的增加土中各点的剪应力

2、均小于土的抗剪强度，土体处于弹性平衡状态，p-s曲线接近于直线，在这一阶段，荷载板的沉降主要是由于土的压密变形引起的。当荷载超过某一值（pcr）后，地基土中局部范围内（首先在基础边缘处）的剪应力达到土的抗剪强度，土体发生剪切破坏，这些区域也称塑性区，随着荷载的继续增加，土中塑性区的范围也逐步扩大，直到土中形成连续的滑动面（此时，荷载达到极限荷载），在这一阶段p-s曲线已不再保持线性关系，沉降的增长率随荷载的增大而增加。当荷载超过极限荷载后，荷载板急剧下沉，即使不增加荷载，沉降也不能稳定，这表明地基进入了破坏阶段。在这一阶段，由于土中塑性区范围的不断扩展，最后在土中形成连续滑动面，土从载荷板四周

3、挤出隆起，基础急剧下沉或向一侧倾斜，地基发生整体剪切破坏。局部剪切破坏局部剪切破坏的特征是，随着荷载的增加，基础下塑性区仅仅发展到地基某一范围内，土中滑动面并不延伸到地面，基础两侧地面微微隆起，没有出现明显的裂缝。在p-s曲线上也有一个转折点，但不象整体剪切破坏那么明显，在转折点之后，p-s曲线仍呈线性关系。 5min冲剪破坏冲剪破坏其特征是，随着荷载的增加，基础下土层发生压缩变形，基础随之下沉，当荷载继续增加，基础周围附近土体发生竖向剪切破坏，使基础刺入土中，而基础两边的土体并没有移动。在p-s曲线上没有明显的转折点，也没有明显的比例界限及极限荷载。10min原位实验载荷试验法 在建造建筑物

4、的场地上先挖一试坑，再在试坑的底板放一荷载板，并在其上安装加荷及量测设备等。然后逐级加荷并测读相应的沉降量，绘出PS曲线。最后从PS曲线中得到极限荷载Pu。根据建筑地基基础设计规范的规定，通过荷载试验得出PS曲线后，可按下述方法确定地基承载力基本值：当PS曲线有明确的比例界限时，取该比例极限所对应的荷载值P0作为地基承载力特征值fak；当极限荷载能Pu小于对应比例界限荷载P0值的2倍时，取极限荷载值Pu的一半作为地基承载力fak；不能按上述两点确定时，可按限制沉降量取值。当承压板面积为0.250.50m2，可采用S0.01b0.015b所对应的荷载值作为地基承载力特征值fak，但其值不应大于最

5、大加载量的一半。规范规定，同一土层参加统计的试验点不应少于三点，基本值的极差（最大值与最小值之间的差值）不得超过平均值的30，当符合以上规定时取其平均值作为该土层地基承载力特征值fak。8min静力触探试验法就是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，因而通常把贯入阻力与荷载试验所得到的地基容许承载力建立相应的关系，从而即可按照实测的贯入阻力确定地基的容许承载力值。12min标准贯入试验法 标准贯入试验的主要设备为标准贯入器。它是由外径为51mm、内径为35mm的对口取土管组成的。试验时，先行钻孔，再把

6、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，然后测记续打30cm的锤击数N，该击数N称为标准贯入击数。课后要求复习或掌握： 思考题：p26 ：1、3、4、5、8作业题：p26 ：1土力学与地基基础教案章 次第八章 地基承载力本章学时学时周 次第 周，总第22次课编 写 时 间章 节承载力确定学时2学时授课方式课堂讲授目的要求能够按地基规范确定地基承载力，了解极限平衡区发展规律，了解确定地基承载力的各种理论公式方法重 点按地基规范确定地基承载力，按塑性区开展深度确定地基容许承载力难 点

7、按极限荷载确定地基极限承载力实 验学时 学时教 学 过 程内容提纲教 学 设 计时数分配按塑性区开展深度确定地基容许承载力该方法就是将地基中的剪切破坏区限制在某一范围时，视地基土能承受多大的基底压力，该压力即为要求的容许承载力。理论基础：20min按极限荷载确定地基极限承载力普朗德尔公式普朗德尔根据塑性理论，在研究刚性物体压入均匀、各向同性、较软的无重量介质时，导出了当介质达到破坏时的滑动面形状及其相应的极限承载力公式：上式是条形基础普朗德尔极限承载力理论解，滑动面较符合实际，但因不考虑基础底面以下土的自重（g0），故而是不合理的。按极限荷载确定地基极限承载力太沙基公式太沙基公式适用于基底粗糙

8、的条形基础；并推广应用于方形基础与圆形基础。太沙基公式不考虑基底以上基础两侧土体抗剪强度的影响，以均布超载qg0d来代替埋置深度内的土体自重。根据弹性核的静力平衡条件，可求得太沙基极限承载力上式适用于条形基础整体剪切破坏的情况，对于局部剪切破坏，太沙基建议将c和tanj值均降低1/3。5min汉森公式1. 适用条件：2. 极限荷载公式10min按地基规范确定地基承载力一、按载荷试验等原位试验确定地基承载力式中 fa修正后的地基承载力特征值，kPa；fak地基承载力特征值；hb、hd基础宽度和埋深的地基承载力修正系数，按基底下土的类别查表；g基础底面以下土的重度，kN/m3，地下水位以下取有效重

9、度；b基础底面宽度，m，当宽度小于3m按3m计，大于6m按6m计；g0基础底面以上土的加权平均重度，kN/m3，地下水位以下取有效重度；d基础埋置深度，m。【讨论】基础埋置深度d一般自室外地面标高算起。在填方整平地区，可自填土地面标高算起，但填土在上部结构施工后完成时，应从天然地面标高算起。对于地下室，如采用箱形基础或筏基时，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，应从室内地下室地面标高算起。8min按地基规范确定地基承载力二、按地基土体强度指标计算1计算指标的确定根据土的抗剪强度指标计算地基承载力特征值采用的是抗剪强度指标的标准值。采用的内摩擦角标准值jk、粘聚力标准值c

10、k，可按下列规定计算：（1）根据室内n组三轴压缩试验的结果，按下式公式计算某一土性指标的变异系数、试验平均值和标准值：            式中 d变异系数m试验平均值s标准差（2）按下列公式计算内摩擦角和粘聚力的统计修正系数：cjcc式中 cj内摩擦角的统计修正系数；cc粘聚力的统计修正系数；dj内摩擦角的变异系数；dc粘聚力的变异系数。（3）内摩擦角标准值 jkcjjm式中 jm内摩擦角的试验平均值。粘聚力标准值 ckcccm2计算公式及应用条件当荷载偏心距e小于或等于0.033倍基础底面宽度（即e0.033b，b是弯距作用平面内的基础底面尺寸）时，根据由试验和统计得到的土的抗剪强度指标标准值，可按下列计算地基承载力特征值式中 fa由土的抗剪强度指标确定的地基承载力特征值，kPa；Mb、Md、Mc、承载力系数，按表确定；b基础底面宽度，m，b>6m时按6m计，对于砂土b<3m按3m计；关于上述公式的几点说明：（1）该公式仅适用于e0.033b的情况，这是因为用该公式确定承载力相应的理论模式是基底压力呈均匀分布。（2）该公式中的承载力系数Mb、Md、Mc是以界限塑性荷载P1/4理论公式中的相应系数为基础确定的。考虑到内摩擦角大时理论值Mb偏小的实