《土力学》地基承载力课件

第八章

地基承载力

1ppt课件第八章

地基承载力

1ppt课件主要内容

－本课程重点地基勘探

Siteinvestigation地基承载力

BearingCapacityofFoundationSoil主要内容

－本课程重点地基勘探Siteinvestiga第一节地基勘探Siteinvestigation一、勘探要求：了解地基的工程地质和水文条件，为确定地基承载力和进行基础设计提供依据1资料：平面图和地形图建筑物的形式和荷载管线，地下室第一节地基勘探Siteinvestigation一、第一节地基勘探Siteinvestigation一、勘探要求：1资料内容

土层分布，水平位置和深度每层土物理力学性质e,cEs

地下水位置及性质Groundwater

其他地质问题：古滑坡，古墓，洞穴，老河道古井杂填

泥炭粉质粘土粘土砂砾石布点

一般性勘察：针对持力层，平面

(1~1.5)b(3~4)b20~50m

控制性勘察：压缩层，比一般性勘察深第一节地基勘探Siteinvestigation一、

泥炭粉质粘土粘土砂砾石杂填地基勘探泥炭粉质粘土粘土砂砾石杂填地基勘探二、勘探方法物探－地球物理勘探坑探－明挖钻探－钻孔触探现场测试－原位试验地基勘探二、勘探方法物探－地球物理勘探地基勘探1物探GeophysicalExploration地球物理勘探方法:重力场,磁电场,声,弹性波,放射性勘探,地震勘探(规范,剪切波速)优点:简单迅速缺点:间接判断,

较大范围.地基勘探1物探GeophysicalExploration地球物2坑探trialpits优点:直观,取原状样，兰旗营9m坑缺点:一般3~4m,地下水以下危险,地基勘探2坑探trialpits优点:直观,取原状样，兰旗最常用的办法,可达100m以下划分地层确定地下水取样可以进行触探及原位试验钻探

ExplorationDrilling地基勘探回转式钻机最常用的办法,可达100m以下钻探

Exploration4触探

动力触探和静力触探

DynamicPenetration,StaticConePenetration(1)动力触探DynamicPenetration

管状探头

标准贯入试验SPT,63.5kg,76cm距,贯入深度30cm的击数,N63.5锥状探头

轻型10kg,50cm落距,贯入深度30cm

中型28kg

重型63.5kg碎石,砾石地层 特重型120kg地基勘探4触探动力触探和静力触探

DynamiSPTStandardPenetrationTest地基勘探穿心锤锤垫触探杆贯入器头出水孔贯入器身贯入器靴标准贯入试验SPT地基勘探穿心锤锤垫触探杆贯入器头出水孔贯入器身贯入器靴地基勘探地基勘探4触探

动力触探和静力触探

(1)动力触探

管状探头标准贯入试验SPT,63.5kg,76cm落距，贯入深度30cm的击数,N63.5SPT用测得的标准贯入垂击数N，判定砂土的密实度或粘性土的密度，确定地基和单桩的承载力；还可评定砂土的震动液化势。标准贯入试验适用于砂性土与粘性土。地基勘探4触探动力触探和静力触探(1)动力触探S4触探

动力触探和静力触探

(1)动力触探

管状探头

标准贯入试验SPT,63.5kg,76cm距,贯入深度30cm的击数,N63.5锥状探头

轻型10kg,50cm落距,贯入深度30cm中型28kg重型63.5kg碎石,砾石地层特重型120kg地基勘探4触探动力触探和静力触探(1)动力触探地地基勘探轻型动力触探10kg中型动力触探28kg重型动力触探63.5kg穿心锤锤垫触探杆尖锤头锥状探头地基勘探轻型动力触探中型动力触探重型动力触探穿心锤锤垫触探杆(2)静力触探StaticConePenetration

单桥探头端部Ps=Q/A比贯入阻力双桥探头端部和侧壁土的密实度压缩性强度桩和地基的承载力地基勘探电缆传感器传感器传感器单桥探头双桥探头(2)静力触探StaticConePenetratio静力触探是可以迅速、连续的反映土质变化划分土层,承载力、压缩性、不排水抗剪强度、砂土密实度等静力触探适用于粘性土和砂类土示意图地基勘探静力触探是可以迅速、连续的反映土质变化示意图地基勘探5现场试验Insitutesting十字板VaneShear－饱和软粘土载荷板试验LoadingPlate－深浅均可旁压仪Pressuremeter

－较深地基地基勘探5现场试验Insitutesting十字板Van十字板HDFFMmax=F×D地基勘探十字板HDFFMmax=F×D地基勘探现场载荷试验地基勘探现场载荷试验地基勘探现场载荷试验地基勘探千斤顶荷载板现场载荷试验地基勘探千斤顶荷载板平板载荷试验要点0.50.5m,0.710.71m,1.01.0m不少于3点8-10级每级稳定的标准承载力的特征值地基勘探平板载荷试验要点0.50.5m,0.710.7地基破坏的判定(1)明显侧向挤出或发生裂纹(2)荷载增量很小,沉降急剧增加,(3)某级荷载增量下,24小时内沉降不能稳定(4)s/b>0.06的荷载作为破坏荷载载荷试验

pcrpuS荷载沉降曲线地基勘探地基破坏的判定载荷试验

pcrpuS荷载沉降曲线地基勘探现场载荷试验地基勘探现场载荷试验地基勘探承载力的特征值fak比例界限pcr当pu<1.5pcr时，取极限承载力一半渐变型曲线s/b=0.01—0.015低压缩性土s/b=0.02高压缩性土地基勘探承载力的特征值fak比例界限pcr地基勘探深度宽度修正的特征值I0形状影响系数,圆：079；方：088地基勘探深度宽度修正的特征值I0形状影响系数,圆：079；方：08旁压试验水箱量测钻孔内进行横向载荷试验,用以测定较深处土层的变形模量和承载力V0

V0VPhpuh

pcr

poh地基勘探旁压试验水箱量测钻孔内进行横向载荷试验,用以测定较深处土层的地基勘探地基勘探6室内试验物理性质力学特性直剪试验,

三轴,

压缩(渗透)地基勘探6室内试验物理性质地基勘探三勘探报告1一般情况2结果地形和平面钻孔布置图土层剖面土性地下水和不良地质问题3意见和建议评价,设计施工建议,地基处理意见地基勘探三勘探报告1一般情况地基勘探思考题在建筑物场地上勘探,一般要做哪些项目的勘探?对于重要建筑物一般要采用什么试验方法确定承载力？如何确定砂土地基的密实度？地基勘探思考题在建筑物场地上勘探,一般要做哪些项目的勘探?地基勘探第8章地基承载力

BearingCapacityofFoundationSoil32ppt课件第8章地基承载力

BearingCapacityo第1节地基承载力1建筑物地基设计的基本要求2地基在外荷载作用下的破坏形式3极限平衡理论求地基极限承载力4其他求极限承载力的方法5地基的临塑荷载、临界荷载与容许承载力第1节地基承载力1建筑物地基设计的基本要求一、地基承载力定义极限承载力

Ultimatebearingcapacity

承载地基在发生剪切破坏时的荷载强度

The

intensityofbearingpressureatwhichthesupportinggroundisexpectedtofailinshear一、地基承载力定义极限承载力1建筑物地基设计的基本要求1）稳定要求：荷载小于承载力（抗力）

ppu/Fs=f

2）变形要求：变形小于设计允许值S[S]（1）沉降量（2）沉降差（3）倾斜（4）局部倾斜1建筑物地基设计的基本要求1）稳定要求：荷载小于承载力（抗2地基破坏的形式1)竖直荷载下地基破坏的形式整体破坏

密实砂土，坚硬粘土，浅埋局部剪切破坏

土质较软冲剪破坏

软粘土，深埋液化饱和松砂2)竖直和水平荷载下地基破坏形式表面滑动水平力大深层滑动竖直荷载大2地基破坏的形式1)竖直荷载下地基破坏的形式2.局部剪切松软地基，埋深较大；曲线开始就是非线性，没有明显的骤降段。3.冲剪破坏松软地基，埋深较大；荷载板几乎垂直下切，两侧无土体隆起。1.整体破坏土质坚实,基础埋深浅；曲线开始近直线，随后沉降陡增，两侧土体隆起。GeneralshearfailureLocalshearfailurePunchingshearfailure1.整体破坏PS2.局部剪切PS3.冲剪破坏PS深土层表面土2.局部剪切3.冲剪破坏1.整体破坏Generalshea某谷仓的地基整体破坏某谷仓的地基整体破坏1940年在软粘土地基上的某水泥仓的倾覆1940年在软粘土地基上的某水泥仓的倾覆水泥仓地基

整体破坏蓝粘土石头和粘土地基土可能的滑动方向岩石办公楼外墙黄粘土水泥仓地基

整体破坏蓝粘土石头和粘土地基土可能的滑动方向岩石在软粘土上的密砂地基的冲剪破坏在软粘土上的密砂地基的冲剪破坏2地基破坏的形式1)竖直荷载下地基破坏的形式整体破坏

密实砂土，坚硬粘土，浅埋局部剪切破坏

土质较软冲剪破坏

软粘土，深埋液化饱和松砂2地基破坏的形式1)竖直荷载下地基破坏的形式1964年日本新泻（Niigata）地震地基的大面积液化

1964年日本新泻（Niigata）地震地基的大面积液化地基液化引起的建筑物破坏地基液化引起的建筑物破坏3竖直荷载和水平荷载下建筑物地基破坏的形式深层滑动PhPv表层滑动PhPv3竖直荷载和水平荷载下建筑物地基破坏的形式深层滑动PhPv4地基的变形

1建筑物地基设计的基本要求1）稳定要求：荷载小于承载力（抗力）

ppu/Fs=f

2)变形要求：变形小于设计允许值S[S](1)沉降量(2)沉降差相邻柱基(3)倾斜砌体承重结构

(4)局部倾斜4地基的变形

1建筑物地基设计的基本要求1）稳定要求：荷某宫殿，左部分建于1709年；右部分建于1622年。沉降达2.2米，存在明显的沉降差。墨西哥的沉降问题是世界著名的某宫殿，左部分建于1709年；右部分建于1622年。沉降达2比萨斜塔-不均匀沉降的典型始建于1173年，60米高。1271年建成平均沉降2米，最大沉降4米。倾斜5.5，顶部偏心2.1米比萨斜塔-不均匀沉降的典型始建于1173年，60米高。127大Nishinomiya桥的桥墩破坏.6个桥墩中至少2个严重破坏，其可能的原因是岸边桥墩的大变形导致第一组桥墩过载。日本1995年1月17日阪神大地震大Nishinomiya桥的桥墩破坏.6个桥墩中至少2相邻建筑物施工引起的原有建筑物的局部倾斜（软粘土地基）相邻建筑物施工引起的原有建筑物的局部倾斜膨胀土地基上建筑物的开裂（美国—加拿大）潜在性膨胀土的分布限与热带和温带的半干旱地区内。这种条件助长了蒙特石形成。很多国家都发现了膨胀土。印度的黑棉土《膨胀土上的基础》陈孚华TU4431膨胀土地基上建筑物的开裂（美国—加拿大）潜在性膨胀土的分布限膨胀土对建筑物的危害活动区域膨胀土对建筑物的危害活动区域小节1）破坏形式

竖直荷载作用下，有水平荷载时2)变形要求(1)沉降量(2)沉降差相邻柱基(3)倾斜砌体承重结构

(4)局部倾斜小节1）破坏形式思考题1在垂直均布荷载作用下,地基的失稳有几种形式?土层的性质各应该是什么样的?2承受垂直和水平荷载的地基其失稳形式有几种？举出这类土工建筑物的例子。3如何确定地基的承载力？思考题1在垂直均布荷载作用下,地基的失稳有几种形式?土层的如何满足地基设计的条件？承载力？变形？确定承载力的三种方法 载荷试验 理论公式计算 经验方法如何满足地基设计的条件？承载力？1极限状态Limitstate结构或结构的一部分超过某一特定状态而不能满足设计规定的某一功能要求时这一特定状态称为结构对于该功能的极限状态承载能力极限状态

一般是结构的内力超过其承载能力正常使用极限状态

一般是以结构的变形、裂缝和振动参数超过设计允许的限值为依据根据承载能力极限状态确定地基的承载力二地基承载力的理论公式

2极限状态定义1极限状态Limitstate二地基承载力的理论公式

二地基承载力－理论公式法

普朗特-瑞斯纳承载力公式一.极限平衡理论：1.平衡方程：2.极限平衡条件3.假设与边界条件二.普朗特-瑞斯纳承载力公式1.条形基础地基的滑裂面形状2.极限承载力puDD二地基承载力－理论公式法

普朗特-瑞斯纳承载力平面问题的平衡方程（1）（2）极限平衡条件（3）z

zx

x

xz平面问题的平衡方程（1）（2）极限平衡条件（3）zzx普朗特(Prandtl)的基本假设1.基础底面是绝对光滑的（，保证竖直荷载是主应力2.无重介质的假设：即在式（1）中=0：根据公式（1）、（2）和（3）以及边界条件，利用塑性力学中的滑移线法可以求解条形基础的地基承载力Pu这一假定下的精确解或解析解.DD普朗特(Prandtl)的基本假设1.基础底面是绝对光滑的1.极限平衡区与滑裂面的形状无重介质地基的滑裂线网BEFBp实际地面DC1.极限平衡区与滑裂面的形状无重介质地基的滑裂线网BEFB1.朗肯主动区：pu为大主应力，与水平方向夹角4522.过度区：r=r0etg3.朗肯被动区：水平方向为大主应力，与水平方向夹角45-2地基中的极限平衡区BEFBp实际地面DCIIIIIIr0r1.朗肯主动区：pu为大主应力，与水平方向夹角45I区垂直应力pu为大主应力，破裂面与水平方向夹角452=pukapuPuI区垂直应力pu为大主应力，=pukapuIII区水平方向为大主应力，破裂面与水平方向夹角45-23=D1kpDq=DIII区水平方向为大主应力，3=D1kpⅡ区：过度区：极限平衡第二区：r=r0etgr0rⅡ区：过度区：极限平衡r0r作用在隔离体上的力：pu、

D、pa

、pp

、c、R所有力对A点力矩平衡puR隔离体r0rApppaDc作用在隔离体上的力：puR隔离体r0rApppaDc《土力学》地基承载力课件r=r0etg=R过顶点Atg=dr/r

d=r0etgdtgr0e

tgd=tg=dRdrdlrd=Ar=r0etg=tg=dr/rd==+M1：puOA=B/2

+M2：paOC=B/2tg(45+/2) -M3:cCE=dl

-M4:ppGE=B/2e/2tg-M5:

DAG=B/2tg(45+/2)e

/2tgpuR隔离体r0rApppaDcOGEC+M1：pu+M2：pa-M3:c-M4:pp-2.极限承载力pu

Nq,Nc:承载力系数2.极限承载力puNq,Nc:承载力系数如果=0,pu=?什么情况下可以作为=0?当地基中地下水上升到滑动区域内时,对极限承载力有影响吗?哪类土影响大,哪类土影响小?思考题如果=0,pu=?思考题*其它半经验承载力公式一.太沙基公式二.汉森公式三.其它承载力公式*其它半经验承载力公式一.太沙基公式一.太沙基公式1.基本条件2.假设的滑裂面形状3.极限承载力公式一.太沙基公式1.基本条件1.基本条件（1）考虑地基土的自重基底土的重量0（2）基底可以是粗糙的0=0(不会超过,为什么?)（3）忽略基底以上部分土本身的阻力,简化为上部均布荷载q=DDmD1.基本条件（1）考虑地基土的自重DmD2.假设的滑裂面形状被动区过渡区刚性核2.假设的滑裂面形状被动区过渡区刚性核Ep=Ep1+Ep2+Ep3WpuB考虑刚性核的平衡1.当基底绝对粗糙时，夹角为；2.考虑刚性核的平衡：荷载：pu自重：W粘聚力：C被动土压力EpEp1：土体自重Ep2：滑裂面上粘聚力Ep3：侧向荷载Ep=Ep1+Ep2+Ep3WpuB考虑刚性核的平衡1.《土力学》地基承载力课件太沙基公式中的承载力因数N、Nq、Nc查图8-18，以为变量比普朗特-瑞斯纳承载力公式偏大，因为考虑了基底摩擦和土体自重（二）局部剪切破坏（非整体破坏）太沙基公式中的承载力因数N、Nq、Nc思考题大型建筑物往往是由沉降控制设计小型建筑物往往由承载力控制设计。为什么（基础的宽度对于地基的承载力和沉降各有什么影响？）思考题大型建筑物往往是由沉降控制设计极限承载力pu的组成BN/2cNcDqNq极限承载力pu的组成BN/2cNcDqNq极限承载力的三部分滑动土体自重产生的抗力滑裂面上的粘聚力产生的抗力侧荷载D产生的抗力极限承载力的三部分滑动土体自重产生的抗力滑裂面上的粘聚力产生(1)的影响pu影响滑裂面形状的大小，承载力因数的大小.滑动土体的体积,q的分布范围,滑裂面的大小.(1)的影响pu影响滑裂面形状的大小，承载力因数的(2)宽度B增加为2B,滑动体体积增加为原来的22倍(提供的抗力),由此增加的承载力增加为原来的2倍.(BN/2线性增加）B增加，q的分布面积线性增加，qNq不变。B增加，滑裂面面积线性增加，cNc不变pupu(2)宽度B增加为2B,滑动体体积增加为原来的22倍(提供(3)qNq,与侧面荷载大小，和荷载分布范围有关-滑裂面形状有关。滑裂面形状与有关。Nq,是的函数pupu(3)qNq,与侧面荷载大小，和荷载分布范围有关-滑裂面形(4)cNc,与粘聚力，和滑裂面长度有关--滑裂面形状有关。滑裂面形状与有关。Nc,是的函数pu(4)cNc,与粘聚力，和滑裂面长度有关--滑裂面形状有关

小结极限承载力理论界和半理论解1Prantl解假设和滑裂面形状2太沙基解，一般解形式3极限承载力的影响因素,c,，D,B,BEFBp实际地面CIIIIIID45o＋/245o－/2小结BEFBp实际地面CIIIIIID45o＋/245三地基的容许承载力--地基承载力设计值容许承载力f及影响因素

fpu/Fs,s[s]三地基的容许承载力--地基承载力设计值容许承载力f及影响因特征值fa(设计承载力)2.局部塑性区地基承受荷载的不同阶段弹性阶段-

临塑荷载3.极限承载力特征值fa2.局部塑性区地基承受荷载的不同阶段弹性阶段-3.地基承载力设计值f的确定办法：①要求较高：f=Pcr

②一般情况下：f=P1/4

或P1/3

在中国取P1/4或者：③用极限荷载计算：f=Pu/Fs

Fs

---安全系数地基承载力设计值f的确定办法：①要求较高：f=Pc1荷载沉降曲线临塑荷载、极限荷载pcrpupcr~pu临塑荷载连续滑动面和极限荷载塑性区发展和临界荷载pcrpu地基土开始出现剪切破坏s连续滑动面临塑荷载临界荷载极限荷载1荷载沉降曲线临塑荷载、极限荷载pcrpupcr~p允许地基中有一定的塑性区，作为设计承载力

--考察地基中塑性区的发展地基土中某一点应力状态：，极限平衡应力状态（塑性区）允许地基中有一定的塑性区，作为设计承载力

--考察地基中塑性条形荷载塑性区的计算自重应力：s1=(d+z)s3=k0(d+z)弹性区的附加应力：合力=：1，3设k0=1.0，则有下式DzM2条形荷载塑性区的计算自重应力：DzM2塑性区的计算弹性区的合力：极限平衡条件：DzM2塑性区的计算弹性区的合力：DzM2塑性区的计算将应力代入极限平衡条件式（2），表示该点既满足弹性区；也满足塑性区—是弹塑像区的边界。在荷载p作用下，得到如下边界方程：z=f()（3）DzM2塑性区的计算将应力代入极限平衡条件式（2），表示该点既满足弹弹塑区边界方程塑性区弹塑区边界方程塑性区塑性区的最大深度Zmax塑性区的最大深度ZmaxDM2塑性区的最大深度Zmax塑性区的最大深度ZmaxDM2塑性区的最大深度Zmax对应Zmax=0—临塑荷载对应Zmax=B/4，B/3—临界荷载Pcr、

p1/4、p1/3=NB/2+Nq

d+Ncc（对于三个荷载，三个系数不同。）塑性区的最大深度Zmax对应Zmax=0—临塑荷载各种临界荷载的承载力系数

Nq

NcN

Pcr

1+/ctg-

/2+)(1-Nq)ctg0p1/41+/ctg-

/2+)(1-Nq)ctg(Nq-1)/2p1/31+/ctg-

/2+)(1-Nq)ctg2(Nq-1)/3各种临界荷载的承载力系数极限承载力和容许承载力的区别极限承载力pu地基达到完全剪切破坏时的荷载容许承载力f同时满足强度和变形要求的荷载极限承载力和容许承载力的区别极限承载力pu地基达到完确定地基承载力设计值的方法1.现场试验法：载荷试验、标准贯入试验、静力触探等。要进行修正2.规范公式计算法，不做宽度深度修正3.根据经验确定容许承载力，做宽度深度修正确定地基承载力设计值的方法1.现场试验法：载荷试验、标准贯入目前规范中设计承载力的确定<基础>p17-251.静载荷试验fa=fak+b(b-3)+dm(d-0.5)fak:静载荷试验确定的承载力-特征值（标准值）fa

：深宽修正后的承载力特征值（设计值）千斤顶荷载板目前规范中设计承载力的确定<基础>p17-251.静载荷试目前规范中设计承载力的确定2.承载力公式法：

fa=Mbb+Mdmd+Mcck

fa:承载力特征值（设计值）——相当与p1/4=NB/2+Nq

d+Ncc但当内摩擦角比较大时，2MbN基础工程表2-73经验类比法确定设计承载力目前规范中设计承载力的确定2.承载力公式法：基础工程表2小结Prandtl基底光滑,无重介质Terzaghi可光滑,可粗糙,0地基承载力极限承载力容许承载力按塑性区的发展pcrP1/4P1/3小结Prandtl基底光滑,无重介质地基承载力极限承载本章作业：8-1、8-3、8-4本章作业：第八章

地基承载力

104ppt课件第八章

地基承载力

1ppt课件主要内容

－本课程重点地基勘探

Siteinvestigation地基承载力

BearingCapacityofFoundationSoil主要内容

－本课程重点地基勘探Siteinvestiga第一节地基勘探Siteinvestigation一、勘探要求：了解地基的工程地质和水文条件，为确定地基承载力和进行基础设计提供依据1资料：平面图和地形图建筑物的形式和荷载管线，地下室第一节地基勘探Siteinvestigation一、第一节地基勘探Siteinvestigation一、勘探要求：1资料内容

土层分布，水平位置和深度每层土物理力学性质e,cEs

地下水位置及性质Groundwater

其他地质问题：古滑坡，古墓，洞穴，老河道古井杂填

泥炭粉质粘土粘土砂砾石布点

一般性勘察：针对持力层，平面

(1~1.5)b(3~4)b20~50m

控制性勘察：压缩层，比一般性勘察深第一节地基勘探Siteinvestigation一、

泥炭粉质粘土粘土砂砾石杂填地基勘探泥炭粉质粘土粘土砂砾石杂填地基勘探二、勘探方法物探－地球物理勘探坑探－明挖钻探－钻孔触探现场测试－原位试验地基勘探二、勘探方法物探－地球物理勘探地基勘探1物探GeophysicalExploration地球物理勘探方法:重力场,磁电场,声,弹性波,放射性勘探,地震勘探(规范,剪切波速)优点:简单迅速缺点:间接判断,

较大范围.地基勘探1物探GeophysicalExploration地球物2坑探trialpits优点:直观,取原状样，兰旗营9m坑缺点:一般3~4m,地下水以下危险,地基勘探2坑探trialpits优点:直观,取原状样，兰旗最常用的办法,可达100m以下划分地层确定地下水取样可以进行触探及原位试验钻探

ExplorationDrilling地基勘探回转式钻机最常用的办法,可达100m以下钻探

Exploration4触探

动力触探和静力触探

DynamicPenetration,StaticConePenetration(1)动力触探DynamicPenetration

管状探头

标准贯入试验SPT,63.5kg,76cm距,贯入深度30cm的击数,N63.5锥状探头

轻型10kg,50cm落距,贯入深度30cm

中型28kg

重型63.5kg碎石,砾石地层 特重型120kg地基勘探4触探动力触探和静力触探

DynamiSPTStandardPenetrationTest地基勘探穿心锤锤垫触探杆贯入器头出水孔贯入器身贯入器靴标准贯入试验SPT地基勘探穿心锤锤垫触探杆贯入器头出水孔贯入器身贯入器靴地基勘探地基勘探4触探

动力触探和静力触探

(1)动力触探

管状探头标准贯入试验SPT,63.5kg,76cm落距，贯入深度30cm的击数,N63.5SPT用测得的标准贯入垂击数N，判定砂土的密实度或粘性土的密度，确定地基和单桩的承载力；还可评定砂土的震动液化势。标准贯入试验适用于砂性土与粘性土。地基勘探4触探动力触探和静力触探(1)动力触探S4触探

动力触探和静力触探

(1)动力触探

管状探头

标准贯入试验SPT,63.5kg,76cm距,贯入深度30cm的击数,N63.5锥状探头

轻型10kg,50cm落距,贯入深度30cm中型28kg重型63.5kg碎石,砾石地层特重型120kg地基勘探4触探动力触探和静力触探(1)动力触探地地基勘探轻型动力触探10kg中型动力触探28kg重型动力触探63.5kg穿心锤锤垫触探杆尖锤头锥状探头地基勘探轻型动力触探中型动力触探重型动力触探穿心锤锤垫触探杆(2)静力触探StaticConePenetration

单桥探头端部Ps=Q/A比贯入阻力双桥探头端部和侧壁土的密实度压缩性强度桩和地基的承载力地基勘探电缆传感器传感器传感器单桥探头双桥探头(2)静力触探StaticConePenetratio静力触探是可以迅速、连续的反映土质变化划分土层,承载力、压缩性、不排水抗剪强度、砂土密实度等静力触探适用于粘性土和砂类土示意图地基勘探静力触探是可以迅速、连续的反映土质变化示意图地基勘探5现场试验Insitutesting十字板VaneShear－饱和软粘土载荷板试验LoadingPlate－深浅均可旁压仪Pressuremeter

－较深地基地基勘探5现场试验Insitutesting十字板Van十字板HDFFMmax=F×D地基勘探十字板HDFFMmax=F×D地基勘探现场载荷试验地基勘探现场载荷试验地基勘探现场载荷试验地基勘探千斤顶荷载板现场载荷试验地基勘探千斤顶荷载板平板载荷试验要点0.50.5m,0.710.71m,1.01.0m不少于3点8-10级每级稳定的标准承载力的特征值地基勘探平板载荷试验要点0.50.5m,0.710.7地基破坏的判定(1)明显侧向挤出或发生裂纹(2)荷载增量很小,沉降急剧增加,(3)某级荷载增量下,24小时内沉降不能稳定(4)s/b>0.06的荷载作为破坏荷载载荷试验

pcrpuS荷载沉降曲线地基勘探地基破坏的判定载荷试验

pcrpuS荷载沉降曲线地基勘探现场载荷试验地基勘探现场载荷试验地基勘探承载力的特征值fak比例界限pcr当pu<1.5pcr时，取极限承载力一半渐变型曲线s/b=0.01—0.015低压缩性土s/b=0.02高压缩性土地基勘探承载力的特征值fak比例界限pcr地基勘探深度宽度修正的特征值I0形状影响系数,圆：079；方：088地基勘探深度宽度修正的特征值I0形状影响系数,圆：079；方：08旁压试验水箱量测钻孔内进行横向载荷试验,用以测定较深处土层的变形模量和承载力V0

V0VPhpuh

pcr

poh地基勘探旁压试验水箱量测钻孔内进行横向载荷试验,用以测定较深处土层的地基勘探地基勘探6室内试验物理性质力学特性直剪试验,

三轴,

压缩(渗透)地基勘探6室内试验物理性质地基勘探三勘探报告1一般情况2结果地形和平面钻孔布置图土层剖面土性地下水和不良地质问题3意见和建议评价,设计施工建议,地基处理意见地基勘探三勘探报告1一般情况地基勘探思考题在建筑物场地上勘探,一般要做哪些项目的勘探?对于重要建筑物一般要采用什么试验方法确定承载力？如何确定砂土地基的密实度？地基勘探思考题在建筑物场地上勘探,一般要做哪些项目的勘探?地基勘探第8章地基承载力

BearingCapacityofFoundationSoil135ppt课件第8章地基承载力

BearingCapacityo第1节地基承载力1建筑物地基设计的基本要求2地基在外荷载作用下的破坏形式3极限平衡理论求地基极限承载力4其他求极限承载力的方法5地基的临塑荷载、临界荷载与容许承载力第1节地基承载力1建筑物地基设计的基本要求一、地基承载力定义极限承载力

Ultimatebearingcapacity

承载地基在发生剪切破坏时的荷载强度

The

intensityofbearingpressureatwhichthesupportinggroundisexpectedtofailinshear一、地基承载力定义极限承载力1建筑物地基设计的基本要求1）稳定要求：荷载小于承载力（抗力）

ppu/Fs=f

2）变形要求：变形小于设计允许值S[S]（1）沉降量（2）沉降差（3）倾斜（4）局部倾斜1建筑物地基设计的基本要求1）稳定要求：荷载小于承载力（抗2地基破坏的形式1)竖直荷载下地基破坏的形式整体破坏

密实砂土，坚硬粘土，浅埋局部剪切破坏

土质较软冲剪破坏

软粘土，深埋液化饱和松砂2)竖直和水平荷载下地基破坏形式表面滑动水平力大深层滑动竖直荷载大2地基破坏的形式1)竖直荷载下地基破坏的形式2.局部剪切松软地基，埋深较大；曲线开始就是非线性，没有明显的骤降段。3.冲剪破坏松软地基，埋深较大；荷载板几乎垂直下切，两侧无土体隆起。1.整体破坏土质坚实,基础埋深浅；曲线开始近直线，随后沉降陡增，两侧土体隆起。GeneralshearfailureLocalshearfailurePunchingshearfailure1.整体破坏PS2.局部剪切PS3.冲剪破坏PS深土层表面土2.局部剪切3.冲剪破坏1.整体破坏Generalshea某谷仓的地基整体破坏某谷仓的地基整体破坏1940年在软粘土地基上的某水泥仓的倾覆1940年在软粘土地基上的某水泥仓的倾覆水泥仓地基

整体破坏蓝粘土石头和粘土地基土可能的滑动方向岩石办公楼外墙黄粘土水泥仓地基

整体破坏蓝粘土石头和粘土地基土可能的滑动方向岩石在软粘土上的密砂地基的冲剪破坏在软粘土上的密砂地基的冲剪破坏2地基破坏的形式1)竖直荷载下地基破坏的形式整体破坏

密实砂土，坚硬粘土，浅埋局部剪切破坏

土质较软冲剪破坏

软粘土，深埋液化饱和松砂2地基破坏的形式1)竖直荷载下地基破坏的形式1964年日本新泻（Niigata）地震地基的大面积液化

1964年日本新泻（Niigata）地震地基的大面积液化地基液化引起的建筑物破坏地基液化引起的建筑物破坏3竖直荷载和水平荷载下建筑物地基破坏的形式深层滑动PhPv表层滑动PhPv3竖直荷载和水平荷载下建筑物地基破坏的形式深层滑动PhPv4地基的变形

1建筑物地基设计的基本要求1）稳定要求：荷载小于承载力（抗力）

ppu/Fs=f

2)变形要求：变形小于设计允许值S[S](1)沉降量(2)沉降差相邻柱基(3)倾斜砌体承重结构

(4)局部倾斜4地基的变形

1建筑物地基设计的基本要求1）稳定要求：荷某宫殿，左部分建于1709年；右部分建于1622年。沉降达2.2米，存在明显的沉降差。墨西哥的沉降问题是世界著名的某宫殿，左部分建于1709年；右部分建于1622年。沉降达2比萨斜塔-不均匀沉降的典型始建于1173年，60米高。1271年建成平均沉降2米，最大沉降4米。倾斜5.5，顶部偏心2.1米比萨斜塔-不均匀沉降的典型始建于1173年，60米高。127大Nishinomiya桥的桥墩破坏.6个桥墩中至少2个严重破坏，其可能的原因是岸边桥墩的大变形导致第一组桥墩过载。日本1995年1月17日阪神大地震大Nishinomiya桥的桥墩破坏.6个桥墩中至少2相邻建筑物施工引起的原有建筑物的局部倾斜（软粘土地基）相邻建筑物施工引起的原有建筑物的局部倾斜膨胀土地基上建筑物的开裂（美国—加拿大）潜在性膨胀土的分布限与热带和温带的半干旱地区内。这种条件助长了蒙特石形成。很多国家都发现了膨胀土。印度的黑棉土《膨胀土上的基础》陈孚华TU4431膨胀土地基上建筑物的开裂（美国—加拿大）潜在性膨胀土的分布限膨胀土对建筑物的危害活动区域膨胀土对建筑物的危害活动区域小节1）破坏形式

竖直荷载作用下，有水平荷载时2)变形要求(1)沉降量(2)沉降差相邻柱基(3)倾斜砌体承重结构

(4)局部倾斜小节1）破坏形式思考题1在垂直均布荷载作用下,地基的失稳有几种形式?土层的性质各应该是什么样的?2承受垂直和水平荷载的地基其失稳形式有几种？举出这类土工建筑物的例子。3如何确定地基的承载力？思考题1在垂直均布荷载作用下,地基的失稳有几种形式?土层的如何满足地基设计的条件？承载力？变形？确定承载力的三种方法 载荷试验 理论公式计算 经验方法如何满足地基设计的条件？承载力？1极限状态Limitstate结构或结构的一部分超过某一特定状态而不能满足设计规定的某一功能要求时这一特定状态称为结构对于该功能的极限状态承载能力极限状态

一般是结构的内力超过其承载能力正常使用极限状态

一般是以结构的变形、裂缝和振动参数超过设计允许的限值为依据根据承载能力极限状态确定地基的承载力二地基承载力的理论公式

2极限状态定义1极限状态Limitstate二地基承载力的理论公式

二地基承载力－理论公式法

普朗特-瑞斯纳承载力公式一.极限平衡理论：1.平衡方程：2.极限平衡条件3.假设与边界条件二.普朗特-瑞斯纳承载力公式1.条形基础地基的滑裂面形状2.极限承载力puDD二地基承载力－理论公式法

普朗特-瑞斯纳承载力平面问题的平衡方程（1）（2）极限平衡条件（3）z

zx

x

xz平面问题的平衡方程（1）（2）极限平衡条件（3）zzx普朗特(Prandtl)的基本假设1.基础底面是绝对光滑的（，保证竖直荷载是主应力2.无重介质的假设：即在式（1）中=0：根据公式（1）、（2）和（3）以及边界条件，利用塑性力学中的滑移线法可以求解条形基础的地基承载力Pu这一假定下的精确解或解析解.DD普朗特(Prandtl)的基本假设1.基础底面是绝对光滑的1.极限平衡区与滑裂面的形状无重介质地基的滑裂线网BEFBp实际地面DC1.极限平衡区与滑裂面的形状无重介质地基的滑裂线网BEFB1.朗肯主动区：pu为大主应力，与水平方向夹角4522.过度区：r=r0etg3.朗肯被动区：水平方向为大主应力，与水平方向夹角45-2地基中的极限平衡区BEFBp实际地面DCIIIIIIr0r1.朗肯主动区：pu为大主应力，与水平方向夹角45I区垂直应力pu为大主应力，破裂面与水平方向夹角452=pukapuPuI区垂直应力pu为大主应力，=pukapuIII区水平方向为大主应力，破裂面与水平方向夹角45-23=D1kpDq=DIII区水平方向为大主应力，3=D1kpⅡ区：过度区：极限平衡第二区：r=r0etgr0rⅡ区：过度区：极限平衡r0r作用在隔离体上的力：pu、

D、pa

、pp

、c、R所有力对A点力矩平衡puR隔离体r0rApppaDc作用在隔离体上的力：puR隔离体r0rApppaDc《土力学》地基承载力课件r=r0etg=R过顶点Atg=dr/r

d=r0etgdtgr0e

tgd=tg=dRdrdlrd=Ar=r0etg=tg=dr/rd==+M1：puOA=B/2

+M2：paOC=B/2tg(45+/2) -M3:cCE=dl

-M4:ppGE=B/2e/2tg-M5:

DAG=B/2tg(45+/2)e

/2tgpuR隔离体r0rApppaDcOGEC+M1：pu+M2：pa-M3:c-M4:pp-2.极限承载力pu

Nq,Nc:承载力系数2.极限承载力puNq,Nc:承载力系数如果=0,pu=?什么情况下可以作为=0?当地基中地下水上升到滑动区域内时,对极限承载力有影响吗?哪类土影响大,哪类土影响小?思考题如果=0,pu=?思考题*其它半经验承载力公式一.太沙基公式二.汉森公式三.其它承载力公式*其它半经验承载力公式一.太沙基公式一.太沙基公式1.基本条件2.假设的滑裂面形状3.极限承载力公式一.太沙基公式1.基本条件1.基本条件（1）考虑地基土的自重基底土的重量0（2）基底可以是粗糙的0=0(不会超过,为什么?)（3）忽略基底以上部分土本身的阻力,简化为上部均布荷载q=DDmD1.基本条件（1）考虑地基土的自重DmD2.假设的滑裂面形状被动区过渡区刚性核2.假设的滑裂面形状被动区过渡区刚性核Ep=Ep1+Ep2+Ep3WpuB考虑刚性核的平衡1.当基底绝对粗糙时，夹角为；2.考虑刚性核的平衡：荷载：pu自重：W粘聚力：C被动土压力EpEp1：土体自重Ep2：滑裂面上粘聚力Ep3：侧向荷载Ep=Ep1+Ep2+Ep3WpuB考虑刚性核的平衡1.《土力学》地基承载力课件太沙基公式中的承载力因数N、Nq、Nc查图8-18，以为变量比普朗特-瑞斯纳承载力公式偏大，因为考虑了基底摩擦和土体自重（二）局部剪切破坏（非整体破坏）太沙基公式中的承载力因数N、Nq、Nc思考题大型建筑物往往是由沉降控制设计小型建筑物往往由承载力控制设计。为什么（基础的宽度对于地基的承载力和沉降各有什么影响？）思考题大型建筑物往往是由沉降控制设计极限承载力pu的组成BN/2cNcDqNq极限承载力pu的组成BN/2cNcDqNq极限承载力的三部分滑动土体自重产生的抗力滑裂面上的粘聚力产生的抗力侧荷载D产生的抗力极限承载力的三部分滑动土体自重产生的抗力滑裂面上的粘聚力产生(1)的影响pu影响滑裂面形状的大小，承载力因数的大小.滑动土体的体积,q的分布范围,滑裂面的大小.(1)的影响pu影响滑裂面形状的大小，承载力因数的(2)宽度B增加为2B,滑动体体积增加为原来的22倍(提供的抗力),由此增加的承载力增加为原来的2倍.(BN/2线性增加）B增加，q的分布面积线性增加，qNq不变。B增加，滑裂面面积线性增加，cNc不变pupu(2)宽度B增加为2B,滑动体体积增加为原来的22倍(提供(3)qNq,与侧面荷载大小，和荷载分布范围有关-滑裂面形状有关。滑裂面形状与有关。Nq,是的函数pupu(3)qNq,与侧面荷载大小，和荷载分布范围有关-滑裂面形(4)cNc,与粘聚力，和滑裂面长度有关--滑裂面形状有关。滑裂面形状与有关。Nc,是的函数pu(4)cNc,与粘聚力，和滑裂面长度有关--滑裂面形状有关

小结极限承载力理论界和半理论解1Prantl解假设和滑裂面形状2太沙基解，一般解形式3极限承载力的影响因素,c,，D,B,BEFBp实际地面C