地基极限承载力计算（34清楚明了）

地基极限限承载力力计算10.1土体的极极限平衡衡理论概概述平衡方程程极限平衡衡理论以以钢塑性性体模型型为基础础，刚塑塑性体的的一部分分或全部部在荷载载作用下下从静力力平衡转转向运动动的临界界状态成成为极限平衡衡态。极限平衡衡状态理理论是根根据静力力平衡条条件和极极限平衡衡条件所所建立起起来的理理论基本方程程：10.1土体的极极限平衡衡理论概概述式中X和Z——体积力分分量屈服条件件：几何方程程正交流动动法则10.1土体的极极限平衡衡理论概概述几何方程程其中10.1土体的极极限平衡衡理论概概述土体中塑塑性区内内任一点点的应力力分量也也可以用用两个变变量及及确确定表达式其中10.1土体的极极限平衡衡理论概概述上式为双双曲线型型偏微方方程，具具有两组组相交的的特征线线，可用用特征线线法求数数值解10.2.均质地基基极限承承载力计计算10.2.1地基承载载力的概概念地基承载载力是指指地基土土单位面面积上承承受荷载载的能力力。确定方法法：载荷荷试验法法，原位位测试法法，理论论公式法法临塑荷载载：当基基础底面面以下的的地基土土中将要要出现而而尚未出出现塑性性变形区区时，地地基所能能承受的的最大荷荷载。临界荷载载：当地地基土土土中的塑塑性变形形发展到到一定阶阶段，即即塑性区区达到某某一深度度，通常常为相当当于基础础宽度的的三分之之一或四四分之一一时，地地基土所所能承受受的最大大荷载。。极限荷载载：当地地基土中中的塑性性变形区区充分发发展并形形成连续续贯通面面的滑动动面，地地基土所所能承受受的最大大荷载。。利用静载载试验的的p-s曲线可以以直观地地说明上上述概念念。10.2.均质地基基极限承承载力计计算载荷试验验p-s曲线10.2.均质地基基极限承承载力计计算第一阶段段：压密密变形阶阶段（oa段）。承承压板上上的荷载载比较小小，荷载载与沉降降成直线线关系，，对应于于直线段段中点a的荷载载为临塑塑荷载第二阶段段：塑性性变形阶阶段（ab段）。承承压板上上荷载逐逐渐增大大，地基基的变形形与荷载载之间不不再成直直线关系系，说明明地基土土除发生生竖向压压缩外，，局部发发生剪切切破坏，，因而呈呈现塑性性状态，，对应于于b点的荷载载状态即即为极限限荷载；临界荷荷载为塑塑性变形形阶段ab段中某一一点相对对应的荷荷载。第三阶段段:破坏阶段段（bc段）。在在这一阶阶段，塑塑性区已已发展到到连成一一片，地地基中形形成连续续的滑动动面，只只要荷载载稍有增增加，沉沉降就急急剧增加加，地基基土发生生侧向挤挤10.2.均质地基基极限承承载力计计算出，承压压板周围围地面大大面隆起起，最终终发生整整体破坏坏。所以，地地基极限限承载力力是指地地基内部部整体达达到极限限平衡时时的荷载载，即极极限荷载载。在载载荷试验验的曲线线上表现现为沉降降急剧增增大或很很长时间间不停止止。将地地基极限限承载力力除以安安全系数数，可以以作为地地基的承承载力特特征值。。求解极限限荷载的的途径:一，根据据极限平平衡条件件建立微微分方程程，根据据边界条条件求出出地基整整体达到到极限平平衡时各各点的精精确解。。二，假假定滑动动面法，，通过基基础模型型试验的的实际滑滑动面形形状，简简化为假假定滑动动面，然然后按假假定滑动动面上的的极限平平衡条件件求解。。地基在极极限荷载载作用下下发生剪剪切破坏坏的形式式可分为为整体剪剪切破坏坏，局部部剪切破破坏，冲冲切剪切切破坏。。10.2.均质地基基极限承承载力计计算整体剪切切破坏：：其特征征是在地地基土中中形成连连续的滑滑动面，，土从基基础两侧侧基础隆隆起，基基础急剧剧下沉并并侧倾破破坏。沉沉降与荷荷载的关关系开始始呈线性性变化，，当频临临破坏时时出现明明显的拐拐点。局部剪切切破坏：：其特征征是地基基土中剪剪切破坏坏区域只只发生在在基础下下的局部部范围内内，并不不形成延延伸到地地面的连连续滑动动面，基基础四周周地面具具有隆起起迹象，，但不出出现明显显的倾斜斜或倒塌塌。沉降降与荷载载的关系系一开始始就呈现现非线性性变化，，且无明明显的拐拐点。冲切破坏坏：其特特征是在在地基土土中不出出现明显显的连续续滑动面面，而在在基础四四周发生生竖向剪剪切破坏坏，使基基础连续续刺入土土中。荷荷载与沉沉降的关关系成非非线性变变化，也也无明显显的拐点点。10.2.均质地基基极限承承载力计计算10.2.2普朗特课课题1920年，普朗朗特根据据塑性平平衡的观观点，研研究了刚刚性体压压入较软软的，均均匀的，，各向同同性材料料的过程程假定地地基土的的重放为为零，导导出了下下式式中10.2.均质地基基极限承承载力计计算这个解可可应用到到地基承承载力的的课题上上。根据据普朗特特的假设设条件，，上式适适用于具具有的的条形形基础。。赖斯诺在在普朗特特的基础础上，把把基础两两侧埋置置深度内内的土以以连续均均布的超超载来代代替，得得到基础础有埋深深时地基基极限承承载力的的表达式式10.2.均质地基基极限承承载力计计算10.2.3太沙基课课题太沙基将将浅基础础定义为为埋深不不大于宽宽度的基基础。在在推导均均匀地基基上的条条形基础础受中心心荷载作作用下的的极限承承载力时时，太沙沙基把土土作为有有重力的的介质，，并作了了如下假假设：(1)基础底面面粗糙(2)基土是有有重力的的，但忽忽略地基基土重力力对滑移移线形状状的影响响。式中10.2.均质地基基极限承承载力计计算(3)不考虑基基底以上上基础两两侧土体体抗剪强强度的影影响，而而用均布布超载来来代替。。根据上述述假定，，由弹性性锲体的的平衡条条件，可可以得到到剪切破破坏的地地基极限限承载力力公式其中10.2.均质地基基极限承承载力计计算两种特殊殊情况1）假定基基地完全全粗糙。。式中10.2.均质地基基极限承承载力计计算2）假设基基底完全全光滑。。将代代入入太沙基基课题式式，表表达式式与普朗朗特课题题的式相相同，而而10.2.均质地基基极限承承载力计计算梅耶霍夫夫课题太沙基理理论的缺缺陷1）忽略了了覆土的的抗剪强强度2）滑动面面被假定定与基础础地面水水平线相相交为止止，没有有伸延到到地表面面上去，，这是与与实际不不符的。。梅耶霍夫夫的解决决方式他提出应应该考虑虑到地基基上的塑塑性平衡衡区随着着基础的的埋深不不同而扩扩展到最最大可能能的程度度，并且且应计及及基础两两侧土的的抗剪强强度对承承载力的的影响。。但是，，这个课课题存在在数学上上的困难难而无法法得到严严格的解解答，最最后，他他用简化化的方法法导出条条形基础础受中心心荷载作作用时均均质地基基的极限限承载力力公式。。10.2.均质地基基极限承承载力计计算梅耶霍夫夫公式既既可用于于浅基础础，也可可用于深深基础，，是目前前西欧各各国常用用的公式式之一。。等代应力力分分别表示示作用在在基础侧侧面上的的合力及及附近土土块的重重力。式中10.2.均质地基基极限承承载力计计算梅耶霍夫夫公式其中浅基础10.2.均质地基基极限承承载力计计算深基础，，其它的的一样，，仅不不同式中10.2.均质地基基极限承承载力计计算10.2.5基础形状状对地基基极限承承载力的的影响以上所讨讨论的公公式都是是针对条条形基础础的情况况即平面面课题而而言的，，对于圆圆形和矩矩形基础础的求解解有着很很大的困困难。不不同的学学者提出出了一些些半经验验公式。。大多数数研究者者是对条条形基础础的承载载力系数数分别乘乘以形状状因数，，书中272页给出了了一些研研究者建建议的形形状因数数的表达达式。10.2.6地基破坏坏形式对对地基极极限承载载力的影影响前述地基基极限承承载力公公式都是是在地基基发生整整体剪切切破坏情情况下得得到的，，即假定定土是刚刚塑性体体，剪切切破坏前前不产生生压缩。。实际上上，多数数情况下下土在剪剪切破坏坏过程中中会产生生可观的的压缩，，甚至导导致局部部剪切破破坏或冲冲切破坏坏。10.2.均质地基基极限承承载力计计算地基破坏坏形式的的出现与与基础上上所加的的荷载条条件，基基础的埋埋置深度度，土的的类别和和密度等等因素有有关。在在一定条条件下，，主要取取决于土土的相对对压缩性性。魏西西克建议议用土的的刚度指指标与与土的临临界刚度度指标进进行比比较，将将土分为为相对不不可压缩缩和相对对可压缩缩的两大大类型，，并据此此来判别别地基的的破坏形形式。若若，，则则认为土土是相对对不可压压缩，此此时地基基发生整整体剪切切破坏；；若，，则认为为土是相相对可压压缩的，，此时，，地基可可能发生生局部剪剪切破坏坏或冲切切破坏地基土的的刚度指指标10.3斜向荷荷载下均均质地基基极限承承载力计计算10.3斜向荷载载下均质质地基极极限承载载力计算算当荷载偏偏心时，，若为条条形基础础，则用用有效宽宽度代替原来来的宽度度B，其中e为荷载的的偏心距距；若为为条形基基础，则则用有效效宽度，，有效长长度来代替原原来的宽宽度和原原来的长长度，其其中，分分别长长度和宽宽度方向向的偏心心距；对对于任意意形状的的基础，，先将受受偏心荷荷载基础础面积换换算成受受中心竖竖向荷载载的有效效面10.3斜向荷荷载下均均质地基基极限承承载力计计算积，再换换算成等等面积的的矩形基基础梅耶霍夫夫条形基基础地基基极限承承载力公公式汉森则建建议将受受中心竖竖向荷载载情况下下得到的的承载力力系数分分别乘以以倾斜因因子，其其值可根根据土的的内摩擦擦角和荷荷载倾斜斜角按书书中276页的表查查找。10.4双层地基基极限承承载力计计算10.4.1的层状粘粘土地基基的极限限承载力力公式式中10.4双层地基基极限承承载力计计算对于承承载载力系数数按下式式确定式中对于承承载力系